KR20210094779A - 방습가능한 연삭숫돌 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 연삭숫돌 - Google Patents

Abstract

본 발명의 방습가능한 연삭숫돌 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 방습가능한 연삭숫돌이 개시된다. 개시된 방습가능한 연삭숫돌 제조방법은 a) 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 어느 하나에 스티렌계 수지를 혼합하여 수지 결합제를 조제하는 단계; b) 인조지립에 상기 수지결합제를 혼합하고 성형하여 연삭숫돌 성형물을 제조하는 단계; c) 상기 연삭숫돌 성형물을 소성로에 넣어 소성시켜 연삭숫돌을 완성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

방습가능한 연삭숫돌 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 연삭숫돌{Grinding wheel manufacturing method with moistureproof function and grinding wheel manufactured by this same method}

본 발명은 연삭숫돌 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발수성을 갖도록 하여 연삭숫돌의 기공에 습기가 흡수되는 것을 크게 억제한 방습가능한 연삭숫돌 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 그라인더는 도 1과 같이 본체(12)에 설치된 구동모터(14)의 피동축(16)에 둥근 연삭숫돌(10)을 장착하여 회전동작시켜 공작물을 연마하는 장치로서, 재료를 잘라낸 부분에 버를 제거하거나 용접 가공을 한 부분에 표면 성형 및 가는 파이프나 철골의 절단 등에 사용된다.

이러한 그라인더는 이동 편리성에 따라 고정형과 휴대형으로 나눠지며, 고정형 그라인더는 다량의 가공물을 정해진 장소에서 가공하는데 적합하고, 휴대형 그라인더는 여러 장소의 소량의 가공물을 가공하는데 적합하며, 통상적으로 휴대형 그라인더는 고정형 그라인더에 장착되는 연삭숫돌보다 작은 연삭숫돌이 사용되고 있다.

연삭숫돌은 인조지립(人造砥粒)과 결합용 석유수지를 섞어서 반죽한 후, 기계적인 과정으로 형상을 만들고 이를 소성로에서 소성시켜 완성하는 방식으로 제조되고 있다.

이와 같이 제조되는 연삭숫돌은 금속을 연삭하는 용도로 사용되는데 이때 양품의 연삭숫돌은 적절한 기공(air hole)을 가지고 있어야 우수한 연삭성능을 나타내게 된다.

연삭숫돌은 일반적으로 도 2와 같이, 지립(Grain), 결합제(Bond), 기공(Pore)의 3대 요소로 구성되어 있으며, 작업시 고속으로 회전하면서 공작물을 가공하는 소모성절삭공구로, 지립(Grain)은 연삭날로서 피삭제를 깍는 작용을 하며, 결합제(Bond)는 지립과 지립을 결합시키고 연삭날을 보호하는 역할을 하며, 기공(Pore)은 지립과 결합제의 사이에 형성된 것으로 연마석 사용 중 절삭된 가루를 도피시키는 역할을 한다.

이처럼, 연삭숫돌의 형성되어 있는 기공은 연삭숫돌의 성능을 위하여 반드시 필요하며 적절한 기공이 형성되도록 연마석을 가공하는 것은 연마석의 사용성을 높이는 중요한 요인이지만, 이 기공으로 인하여 1)선박 등의 방법으로 해외로 이동시 2)장시간 보관시 3)생산지의 계절적인 요인 등으로 습도가 매우 높은 경우 습기를 쉽게 흡수해 연삭숫돌의 성능에 부정적인 영향을 끼쳐, 연삭숫돌의 장기간 보관이나 국외 이동 등의 취급에 따른 성능 저하의 문제가 발생하였다.

대한민국 등록특허 10-1900082호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 연삭숫돌이 발수성을 갖도록 하여 연삭성능은 그대로 양호하게 유지하면서도 연삭숫돌에 습기가 흡수되는 것을 억제해 연삭숫돌이 습기에 의해 변질되는 것을 방지할 수 있도록 하는 방습가능한 연삭숫돌 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 연삭숫돌을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 연삭숫돌 자체에 발수능력을 추가하여 종래의 문제점을 해결하되, 기존과 같이 기존 연삭숫돌 제품에 방습용 랩핑(wrapping)을 하거나 발수력 후가공하는 방식으로 생산하는 것은 추가 소요되는 공정으로 인하여 생산성과 원가경쟁력이 떨어지는 문제점이 있었으므로 기존의 생산 공정의 필요한 부문을 개선하여 방습력을 강화시킴으로써 기존 문제점을 근본적으로 해결할 수 있도록 한 방습가능한 연삭숫돌 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 연삭숫돌을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방습가능한 연삭숫돌 제조방법은 a) 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 어느 하나에 스티렌계 수지를 혼합하여 수지 결합제를 조제하는 단계; b) 인조지립에 상기 수지결합제를 혼합하고 성형하여 연삭숫돌 성형물을 제조하는 단계; c) 상기 연삭숫돌 성형물을 소성로에 넣어 소성시켜 연삭숫돌을 완성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 a) 단계는 상기 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 하나의 중량 기준에 대해 스티렌계 수지 1중량% 내지 40중량% 혼합하여 상기 수지결합제를 조제하도록 구성될 수 있다.

상기 b) 단계는 상기 인조지립과 수지결합제의 배합비율은 인조지립 중량에 대해 수지결합제가 8중량% ~ 30중량% 배합되도록 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 연삭숫돌은 상기에서 언급한 연삭숫돌 제조방법에 의해 제조된 것으로 구성될 수 있다.

상기한 바에 따르면, 본 발명의 연삭숫돌 제조방법에 의해 제조된 연삭숫돌은 발수성을 갖도록 하여 연삭숫돌의 기공에 습기가 흡수되는 것을 방지해 연삭숫돌의 방습이 이루어지기 때문에, 연삭숫돌의 연삭성능은 기존과 같이 그대로 우수한 성능을 나타내면서도 습기에 의한 연삭숫돌의 변질이 이루어지지 않아 연삭숫돌의 장기보관이 가능하고 운반조건에 제한을 덜 받아 연삭숫돌 제품의 취급성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 그라인더를 나타낸 사시도이고,
도 2는 일반적인 연삭숫돌의 세부구조를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연삭숫돌의 제조방법을 나타낸 블록도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성 요소들이 이 같은 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시 예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만, 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방습가능한 연삭숫돌 제조방법 및 이 제조방법에 의해 제조된 연삭숫돌에 대해 설명한다.

본 발명의 연삭숫돌 제조방법은 수지결합제 조제단계(s10), 재료 혼합 및 성형단계(s20), 소성단계(s30)를 포함하도록 구성된다.

수지 결합제 조제단계(s10)는 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 어느 하나에 스티렌계 수지를 혼합하여 수지 결합제를 조제하도록 구성된다.

여기서, 석유수지(Petroleum Resin)는 석유의 나프타 분해시에 얻어지는 불포화도가 높은 유분을 양이온 중합시킨 수지로서 C5 지방족계 석유 수지(Aliphatic Hydrocarbon Resin)와 C9 방향족계 석유 수지(Aromatic Hydrocarbon Resin)로 나뉜다. C5 지방족 수지의 구성성분은 이소프렌, 펜타디엔, 시클로 펜타디엔, 디시클로 펜타디엔, 펜텐, 메틸부텐 등이며, C9 방향족 수지는 스티렌, a-메틸스티렌비닐톨루엔, 인덴, 메틸인덴 등의 성분으로 구성되어 있다. 연삭숫돌 생산과정에서 방습 성능 향상에 적합한 수지로는 C9 방향족 수지가 C5 지방족 수지보다 더 우수한 방습 성능을 갖는다.

쿠마론-인덴 수지(Cumarone-Indene Resin)는 석유의 나프타(Naphtha) 분해시에 얻어지는 쿠마론(Cumarone)과 인덴(Indene)을 주원료로 하여 양이온 중합(重合, Polymerization)시킨 수지로서 중합도에 따라서 연화점(軟火點, Softening Point)이 달라지게 된다.

알킬페놀수지(Alkyl Phenol Resin)는 알킬페놀(Alkyl Phenol)과 포름알데히드(formaldehyde)를 촉매의 존재 하에서 중합시킨 수지로 염기성 촉매를 사용하는 레졸(Resol)타입과 산성촉매를 사용하는 노볼락(Novolak)타입이 있다.

스티렌계 수지(Styrol Resin)는 스티렌(Styrene)이나 α-메틸스티렌(alpha-Methylstyrene) 단량체를 라디칼 중합개시제(radical initiator)로 중합시킨 수지로서 스티렌수지, a-메틸스티렌수지 또는 스티렌과 a-메틸시티렌의 공중합 수지들이다.

본 발명에서는 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 하나의 중량 기준으로 스티렌계 수지 1중량% 내지 40중량% 혼합하여 수지 결합제를 조제하도록 구성된다. 즉, 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 하나의 전체중량에 대해 스티렌계 수지를 1중량% 내지 40중량%의 중량비율로 혼합하여 수지 결합제를 조제하는 것이다.

본 발명에서 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지는 연화점이 80℃ 내지 120℃인 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 하나에 스티렌계 수지를 단순 교반기를 이용하여 섞어주는 것이 아니라 분산기를 이용하여 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 하나에 스티렌계 수지가 분산되어 완전 용해가 이루어지도록 혼합될 수 있다.

재료 혼합 및 성형단계(s20)는 s10) 단계를 통해 제조된 수지결합제를 연삭숫돌의 주재료인 인조지립에 적당량 배합하고 연삭숫돌 형상 즉, 중심에 중공부가 형성된 원판형태로 성형하여 연삭숫돌 성형물을 제조하도록 구성된다.

인조지립(Abrasive Grain, 人造砥粒)은 주로 용융알루미나(Fused Alnumina)를 사용하고 있으나 탄화규소(Silicon Carbide) 등도 사용가능하며, 필요에 따라 인조지립(人造砥粒)의 조합도 가능하다.

소성단계(s30)는, s20) 단계를 통해 제조된 연삭숫돌 성형물을 전기와 같은 소성로에 넣어 130~250℃의 온도에서 10시간 20시간동안 고온 소성시킴으로서 본 발명의 방습가능한 연삭숫돌이 제조될 수 있다. 소성과정에서 석유수지(Petroleum Resin), 쿠마론-인덴 수지(Cumarone-Indene Resin), 알킬페놀수지(Alkyl Phenol Resin) 중 하나에 스티렌계 수지(Styrol Resin)를 혼합한 수지결합제가 열경화되어 수지결합제가 표면에 결합된 지립은 일정한 방습기능을 가지게 된다.

한편, 소성단계(s40)에서는 소성된 연삭숫돌을 냉각시키는 냉각과정이 포함될 수 있다.

상기의 구성과 같이, 본 발명은 가격이 저렴하고 연삭숫돌의 생산에 통상적으로 널리 사용되는 석유수지(Petroleum Resin), 쿠마론-인덴 수지(Cumarone-Indene Resin), 알킬페놀수지(Alkyl Phenol Resin) 중 하나에 스티렌계 수지(Styrol Resin)를 1중량% 내지 40중량%를 완전 용해되도록 녹이는 혼합과정을 거쳐 수지 결합제를 조제한 후, 연삭숫돌 제조과정 중 지립과 수지 결합제의 배합에 적용함으로써 소성 후 완성된 연삭숫돌이 습기에 대한 저항력이 향상되도록 하여 제품 성능을 장기간 유지할 수 있다는 점에 특징이 있다.

다시 말해, 본 발명은 석유수지(Petroleum Resin), 쿠마론-인덴 수지(Cumarone-Indene Resin), 알킬페놀수지(Alkyl Phenol Resin)중 하나에 스티렌계 수지(Styrol Resin)를 1중량%내지 40중량% 혼합하여 수지 결합제를 조제하고, 이 수지 결합제를 인조지립에 배합하여 연삭숫돌을 제조한 것으로, 인조지립의 결합력에 영향을 미치지 않으면서 방습기능이 향상된 연삭숫돌을 생산할 수 있으며, 이러한 본 발명의 연삭숫돌 제조방법은 석유수지(Petroleum Resin), 쿠마론-인덴 수지(Cumarone-Indene Resin), 알킬페놀수지(Alkyl Phenol Resin)중 하나를 단독으로 인조지립과 혼합하여 제조하는 것에 비해 제조되는 연삭숫돌의 방습능력이 향상되어 높은 습도에서 장기간 보관이 가능하다.

본 발명의 제조방법에 의해 제조된 방습가능한 연삭숫돌은 기존처럼 기존연삭숫돌 제품에 방습용 랩핑(wrapping)을 하거나, 소성 후 연삭숫돌제품에 방습 후가공을 하는 방식으로 생산하는 것에 비하여 추가 소요되는 공정이 없으므로 생산성과 원가 경쟁력이 우수하여 방습 연삭숫돌의 생산성이 향상되는 특징이 있다.

종래의 연삭숫돌은 공기 중 습도가 높은 경우 연삭숫돌 내부에 형성된 기공으로 인하여 넓은 표면적에 습기를 머금게 되어 사용성이 현저하게 떨어지고 보관상 많은 문제점이 발생하였으나, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 방습 가능한 연삭숫돌은은 습기에 대한 저항력이 향상되어 장기간 제품 성능을 유지하고 지립의 날카로움과 연삭비를 유지하기에 유용하다.

한편, 본 발명의 수지결합제 제조단계(s10)는 석유수지(Petroleum Resin), 쿠마론-인덴 수지(Cumarone-Indene Resin), 알킬페놀수지(Alkyl Phenol Resin)중 하나에 스티렌계 수지(Styrol Resin)를 혼합하여 수지 결합제를 제조하되, 메틸렌클로라이드, 벤젠, 톨루엔 등의 용제에 녹여서 수지 결합제를 조제할 수도 있으며, 이런 경우, 수지용액(수지 결합제)의 농도는 80%이상이 적당하고, 70%이하의 농도에서는 연삭숫돌의 결합도가 낮은 현상이 나타날 수 있다.

또한, 수지결합제를 조제하기 위한 용제로는 비점이 40℃ 내지 120℃의 것이 바람직하고, 방향족 탄화수소나 염소탄화수소계통의 유기용제가 적용되는 것이 바람직하다.

아울러, 재료 혼합 및 성형단계(s20)에서 인조지립과 수지결합제의 배합비율은 인조지립 중량을 기준으로 수지결합제가 8중량% ~ 30중량%로 배합되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 연삭숫돌에 부착시키는 수지결합제 량은 배합하기 전 인조지립의 중량을 기준으로 8% 내지 30%가 바람직하며, 수지(수지결합제)의 부착량이 너무 많거나 적으면 연삭숫돌의 결합도와 방습능력이 떨어진다. 특히 수지(수지결합제)의 부착량이 많으면 마멸(Glazing)되거나 기공막힘(Loading)이 크게 증가한다. 이는 인조지립에 부착된 수지량(수지결합제 량)이 어느 한계이상 증가하여 지립표면에 부착되어 있는 수지끼리 서로 뭉치게 되어 인조지립의 총 표면적이 감소하기 때문에 연삭성능이 낮아질 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직할 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

10...연삭숫돌
12...그라인더 본체
14...구동모터
16...피동축

Claims (4)

1. a) 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 어느 하나에 스티렌계 수지를 혼합하여 수지 결합제를 조제하는 단계;
   b) 인조지립에 상기 수지결합제를 혼합하고 성형하여 연삭숫돌 성형물을 제조하는 단계;
   c) 상기 연삭숫돌 성형물을 소성로에 넣어 소성시켜 연삭숫돌을 완성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방습가능한 연삭숫돌 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 a) 단계는 상기 석유수지, 쿠마론-인덴 수지, 알킬페놀수지 중 하나의 중량 기준에 대해 스티렌계 수지 1중량% 내지 40중량% 혼합하여 상기 수지결합제를 조제하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방습가능한 연삭숫돌 제조방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 b) 단계는 상기 인조지립과 수지결합제의 배합비율은 인조지립 중량에 대해 수지결합제가 8중량% ~ 30중량% 배합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방습가능한 연삭숫돌 제조방법.
   
4. 제 1 항 내지 제 3항 중 어느 한 한에 기재된 연삭숫돌 제조방법에 의해 제조된 연삭숫돌.
   
   
   
   

Images