KR900003636B1 - 폴리우레탄을 결합제로한 숫돌의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리우레탄을 결합제로한 숫돌의 제조방법

본 발명은 폴리우레탄을 결합제로한 숫돌의 제조방법에 관한 것으로, 폴리우레탄 수지로된 결합제와 실란(silane)처리한 연마재와 공지의 충전제를 혼합 교반하여 성형하고 상온경화후 2차 가연경화시켜서 제조함을 특징으로 한 것이다.

본 발명은 피연식물을 연삭시 갈아서 깍아내는 성능(연삭성능)과 동시에 면 거칠기(면조도)를 양호하게 하기 위하여 연삭후 연마공정을 대폭 단축시키고, 숫돌수명도 연장시킬 수 있도록 탄성을 가지는 폴리우레탄 수지를 결합제로 사용하여 제조하며 폴리우레탄 수지의 특성인 질긴성질로 인한 자생 작용을 감소시킬수 있도록 제조시 2차 가열 경화시킴을 특징으로 하는 것이다.

종래의 칼, 가위 연마용 숫돌은 산화마그네슘(MgO)과 염화 마그네슘(MgC1₂)을 물과 함께 혼합하여MgO·MgCl₂·nH₂O상태로서 작용하는 결합제에 신화알루미나(A1₂O₃)를 기재로 하는 연마재와 페라이트등을 기재로 하는 충진제를 혼합교반하여 성형제조하였다.

이와같이 제조하는 통상의 숫돌에 있어서는 숫돌의 결합제 특성과 연마재의 입도에 따라서 피연마물의 면조도와 연삭성능이 각각 다르게 나타나고 있는바, 결합제가 탄성을 가질수록 면조도는 훌륭하며, 연마재 입도가 굵을수록 연삭성능이 좋을 뿐만 아니라 숫돌 수명도 길어지는 것이다.

즉, 탄성이 전혀없는 산화 마그네슘을 결합제로 하고 연마재 입도를 120mesh로 한 것과, 탄성을 가지는 고무를 결합제로 하고 연마재 입도를 80mesh로 한 것을 비교해 보면 탄성을 가지는 고무결합제를 사용한 숫돌이 연마재 입도가 더욱 거칠었음에도 피연마물의 면조도는 월등히 우수하고 후 연마공정이 크게 줄어듬파 동시에 입도가 크기 때문에 연삭 성능이 훌륭하여 숫돌수명도 길게 되는 것이다.

그러나 위와같은 고무 결합제를 사용 제작한 숫돌은 피연마물과의 마찰열에 의하여 고무가 타는 악취가 발생하는등 실사용에서의 문제점으로 대두되고 있는 실정이다. 따라서 산화마그네슘을 결합제로 사용한 숫돌을 대부분 사용하고 있지만 이를 제조하는데에는 무려 30일 이상이 소용되고 있는 실정이며, 결합제의 성질이 온, 습도에 민감하여 시간의 흐름에 따라 강도의 변화를 일으켜 품질 안전을 유지하는데 무척 어려우며, 영율(E-Modulus)이 대단히 높아 충격 강도에 약하여 운반 또는 취급시 파손되는 경우가 많고, 연삭시 피연마물의 면조도가 거칠어 후 연마공정이 필수적으로 많이 필요하고, 탄성이 없는 결합제이므로 연삭시 결합제가 떨어져 나가게 되어 연삭시 슬러지가 대단히 많이 발생하며, 산화마그네슘과 함께 사용하는 염화마그네슘의 염소(Cl)의 배출로 인해 기계의 부식이 빨라 기계수명이 짧아지는 등 문제점이 있었다.

본 발명은 탄성이 있는 폴리우레탄 수지를 결합제로 하고 폴리우레탄 수지의 인장력을 감소시켜 자생작용이 원활하도록 2차 가열 경화시켜서 제조함으로써 거친 연마재 입도를 사용하여도 면조도를 좋게하고 숫돌수명을 길게 한 것으로 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

결합제로 폴리우레탄 수지를 사용하고 실란(silane)처리를 한 연마재와 충진제를 혼합 교반한 것을 형틀에 의하여 5∼10시간 정도 상온 경화시킨후 탈형한 다음 50∼70℃에서 3∼7시간 2차 경화시켜 본 발명을 완성한다.

본 발명의 연마재를 알루미나 100중량%에 실란 1∼3중량%를 혼합하여 100℃에서 3∼5시간 교반시켜 사용한다.

본 발명의 결합제인 폴리우레탄 수지는 상온 경화용 고경질로서 반발탄성이 35±5, 쇼어 에이(shore A)경도가 92±5, 점도가 4000±1000CPS정도의 것을 사용한다.

연마재는 종래의 입도보다 큰 80메쉬정도의 산화 알루미나를, 충진재는 폐라이트등을 사용하였다.

위와같이 탄성을 가지는 결합제인 폴리우레탄 수지에 종래보다 거친 입도의 연마재를 사용한 것이 연삭성능과 면조도 및 수명이 훌륭하게 되는바 이는 탄성을 가지는 결합제에 둘러 쌓여 있는 연마재는 연삭시 연삭 압력에 의하여 순간적으로 탄력 복원성을 가지므로 입도가 클지라도 결합제 속으로 눌려들어감으로 실제 피연마물과의 접촉부는 연마재 입자가 작아져서 면조도가 좋아지게 된다.

또한 종래의 탄성 결합제로서 고무를 사용한 것이 고무의 인장력에 의하여 연삭시 연마재만 떨어져 나가고 고무는 그대로 붙어있어 고무가 타게되는 점을 보완할 수 있도록 본 발명에서는 탄성의 폴리우레탄 결합제를 사용하여 숫돌을 제조시 50∼70℃로 3∼7시간 2차 가열 경화시켜 폴리우레탄 자체의 인장력을 감소시킴으로써 연삭시 연마재와 동시에 닿을 수 있게하여 항상 깨끗한 숫돌표면을 유지할 수 있게 된다.

또한 산화마그네슘 결합제 숫돌은 기공이 거의 없는 상태이나 폴리우레탄 결합제 숫돌은 결합제 자체가 높은 점도를 가짐으로써 혼합 교반시 공기의 침투로 자연적인 기공이 형성되어 연삭시 발생되는 연삭칩들의포켓 역활과 냉각 작용을 하여 피연마물의 면조도를 더욱 좋게하고 피연마물이 타는 현상도 없게 된다.

따라서 본 발명의 폴리우레탄 숫돌은 종래의 산화마그네슘 숫돌에 비하여 중량도 가볍고 강도의 경시 변화도 없으며 연마재, 결합제, 기공으로 구성되어 연삭 숫돌의 3요소를 완벽하게 갖추어 연삭 성능, 면조도, 내마모성이 우수하게 된다.

구체적으로 종래의 산화마그네슘 숫돌은 비중이 2.4∼2.6, 기공율이 0이지만, 본 발명의 숫돌은 비중이1.9∼2.1, 기공을 30∼40%로서 비중이 낮고 기공율이 높음에도 불구하고 연삭 성능 및 내마모성이 훌륭한 숫돌을 얻을 수 있다.

또한 산화마그네슘 숫돌은 내마모성을 좋게하기 위하여 비중을 높히면 연마재량이 많이 들어가는 대신에 상대적으로 결합제량이 줄어들어 연삭 성능은 좋아지나 마모가 심해지고, 역으로 비중을 낮춰 결합제량을 증가시키면 연삭 성능이 떨어지고 내마모성은 조금 나아지나 연삭시 결합제 분해가 어려워 피연마물이 타는 현상과 함께 영율이 또한 높아져 충격 강도가 약해지며, 면조도를 좋게하기 위하여 고은 입도의 연마재 사용시 면조도는 나아지나 피연마물이 타는 현상과 함께 숫돌 수명도 짧아지는 원인이 되지만 본 발명에서는 연마재에 결합력이 우수한 실란을 도포시켜 제조하였으며 내마모성이 더욱 우수한 숫돌이 되는 것이다.

본 발명에 따른 비중, 기공율, 결합제량등은 피연마물의 종류, 연삭조건에 따라 약간의 차이가 있으며, 보통 연마재 100중량%에 대하여 결합제량은 40∼50중량%, 기공율은 30∼40용적%, 비중은 1.9∼2.1로 하는 것이 양호한 결과를 얻었다

[실시예]

입도 80메쉬인 알루미나 연마재와 실란액을 100 : 2중량%의 비율로 100℃에서 4시간 교반 냉각시킨 연마재 250중량%와, 고경질 폴리우레탄 수지 100중량%와 페라이트 충진제5중량%를 상온에서 5분간 교반시키고 이를 금형에 주입 성형하여 약 10시간 정도 상온 경화시킨후 이것을 탈형한 다음 70℃에서 5시간 정도 2차 가열 경화시겨 본 발명을 관성한다.

상기 알루미나 연마재 100중량%에 대하여 상기 실시예에서와 같이 실란액 2중량%를 교반한 경우와 1중량%,3중량%를 각각 교반하였을때와 실란액을 교반하지 않은 경우와 종래의 제품에 대한 시험표를 나타내면 다음과 같다.

[시험표]

숫돌의 내마모성에서 산화마그네슘 숫돌에 비하여 30% 이상의 피연마물을 가공할 수 있음을 알수 있으며, 실란을 2중량%를 첨가한 것이 내마모성이 가장 뛰어남을 알 수 있다.

또한 산화마그네슘 숫돌로 연삭한 것은 후 연마공정으로 #180, #220, #250, #320의 연삭 숫돌로 4공정의연마 공정이 필요하였으나, 본 발명의 숫돌은 칼 종류에 따라서 후공정이 전혀 필요없는 경우와 단지 #320의 연삭숫돌의 공정만 필요한 결과를 얻었다.

Claims (1)

1. 결합제, 연마재 및 충진재를 사용하여 숫돌을 제조함에 있어서, 고경질 폴리우레탄 수지를 주결합제로하고, 알루미나 연마재 100중량%에 실란액 1∼3중량%를 혼합 100℃, 3∼5시간. 교반한 연마재와 공지의 충진재를 혼합 교반한 것을 형틀에 5∼10시간 정도 상온 경화 시킨후 탈형하여 50∼70℃에서 3∼7시간 2차경화시켜 자연 기공이 형성된 폴리우레탄을 결합제로 한 숫돌의 제조방법.