사포

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배경

가장 친숙한 유형의 코팅된 연마재는 아마도 가정용 목공인이 그림을 그릴 가구나 공예품을 준비하는 데 사용하는 개별 사포이지만, 무역 용어 "코팅된 연마재"는 실제로 개인 및 산업용 모두를 위한 훨씬 더 광범위한 제품을 포함합니다. 이러한 제품은 다양한 형태를 취하지만 모두 본질적으로 유연한 지지대에 부착된 단일 연마 입자 층입니다. 가장 잘 알려진 형태 외에도 샌드페이퍼는 벨트, 롤 및 디스크 형태로 소비자에게 제공됩니다. 그러나 코팅 연마재의 가장 큰 사용자는 다양한 산업 생산 단계에서 대규모 연마재를 사용하는 제조업체입니다. 예를 들어, 코팅 연마제는 가구 및 자동차 산업 모두에서 중요합니다.

코팅 연마제의 역사는 13세기로 거슬러 올라갑니다. 당시 중국인은 으깬 껍질과 씨앗을 천연 고무로 양피지에 붙였습니다. 1769년까지 코팅된 연마지가 파리의 거리에서 판매되고 있었습니다. 1808년 기사에는 코팅된 연마재를 만드는 방법이 설명되어 있으며 1835년에는 코팅된 연마재를 생산하는 기계에 대한 미국 특허가 발행되었습니다.

항상 다재다능한 도구는 아니지만 코팅된 연마제는 원래 페인팅 또는 도금을 위해 표면을 연마하거나 준비하는 것과 같은 마무리 용도로 제한되었습니다. 백킹의 강도와 연마 광물의 특성 향상을 통해 코팅 연마재는 이제 중부하 작업에 사용할 수 있습니다. 오늘날 코팅 연마재의 산업적 용도는 코팅 연마재 시트를 사용한 손 연마에서 300마력 전기 모터를 사용하여 수 피트 너비의 벨트를 구동하는 대형 기계로 강철을 연마하는 것까지 다양합니다.

현재 미국에서 약 40개의 회사가 점보 롤을 제조하거나 수입합니다. 장비, 원자재, 에너지 및 노동력에 상당한 투자가 필요하기 때문에 산업 규모가 제한적입니다. 더 많은 회사에서 점보 롤을 디스크 및 벨트와 같은 사용 가능한 제품으로 변환합니다.

원자재

대부분의 코팅된 접착 제품에는 모래나 종이가 포함되어 있지 않기 때문에 "사포"라는 이름은 실제로 잘못된 이름입니다. 일반적으로 유기 또는 합성이 될 수 있는 일부 유형의 연마 광물로 구성됩니다. 유연한 지지대; 및 접착제. 특수 용도를 위해 다른 재료를 추가할 수 있습니다. 코팅된 연마재의 점보 롤을 제조하는 대부분의 회사는 이러한 품목을 전문적으로 만드는 독립 회사로부터 광물 및 지지 재료를 구매합니다. 천연 광물은 광물을 채굴 및 가공하는 회사에서, 합성 광물은 이러한 내화 재료를 전문으로 하는 회사에서, 대부분의 지지체는 직물 제조업체에서 나옵니다.

코팅된 연마 제품의 핵심 부분인 연마 입자는 천연 또는 합성 광물일 수 있습니다. 가닛이나 에머리(철 불순물이 함유된 커런덤)와 같은 천연 광물은 경도가 매우 높아 목재 관련 제품에는 사용이 제한적이며, 크로커스 광물(천연 산화철)은 부드러움 때문에 연마제로 사용이 제한됩니다. . 그러나 이러한 천연 광물은 연마재 시장의 1% 미만을 차지합니다. 금속 가공 응용 분야에는 합성 광물이 독점적으로 필요합니다. 그러한 광물은 일관된 품질을 제공하고 유연한 지지체에 잘 접착되는 길쭉한 구조로 특별히 제조될 수 있기 때문입니다.

특정 코팅된 연마 제품의 사용은 해당 제품에 사용될 광물을 결정합니다. 산화알루미늄이 가장 일반적인 연마재이고 그 다음이 탄화규소입니다. 탄화규소는 더 단단하고 날카롭기 때문에 유리 및 기타 비금속 재료와 관련된 응용 분야에 사용됩니다. 더 거친 연마재인 산화알루미늄은 높은 힘이 일반적인 금속 가공 응용 분야에 사용됩니다. 지르코늄 알루미나와 알루미나를 포함하는 광물은 일반적으로 주조 공장과 같이 매우 견고한 연마제가 필요한 곳에 사용됩니다. 다이아몬드 또는 입방정 질화붕소와 ​​같은 고가의 극도로 단단한 광물은 특수 연마 공정으로 제한됩니다.

연마 입자의 크기는 밀가루처럼 보이는 미세 입자(2,000방)에서 과립형 설탕 처럼 보이는 큰 입자에 이르기까지 다양합니다. (60방). 더 미세한 입자는 표면 마무리 작업에 사용되며 더 큰 입자는 성형 및 재료 제거 작업에 사용됩니다. 연기에서 공기 중 입자 크기의 입자를 갖는 균일하고 극도로 작은 입자 연마재를 만드는 최근의 발전은 슈퍼피니싱으로 알려진 미세 연마에 응용 프로그램을 만들었습니다. 다른 개선 사항에는 미세한 광물을 작은 속이 빈 구체 또는 재래식 입자 크기의 대기업으로 묶는 특허 기술이 포함됩니다. 이러한 개선은 절단 능력을 개선하고 코팅된 연마 제품의 사용 수명을 연장했습니다.

지지대는 연마 광물이 부착되는 유연한 플랫폼입니다. 다목적 제조 도구로서 코팅된 연마재의 개발은 부분적으로 지지 재료의 개선에 기인할 수 있습니다. 강력하고 유연한 지지대가 없으면 코팅된 연마재는 거친 취급이나 연삭 보조제로 자주 사용되는 액체의 영향을 견딜 수 없습니다.

뒷면은 각각 고유한 속성을 가진 4가지 기본 재료로 제공됩니다. 종이는 뒷면 재료 중 가장 가볍고 가장 약합니다. 재료 강도의 부족으로 인해 종이의 수작업 용도에 제한이 있지만 유연성 덕분에 코팅된 연마제가 작업물의 윤곽에 꼭 맞아야 하는 응용 분야에 이상적입니다. 연의 물리적 무게에 따라 증가하는 척도에 따라 등급이 매겨진 종이 뒷면은 A에서 F 등급의 무게로 제공됩니다. 특별히 처리되지 않는 한 종이는 물이나 다른 액체와 함께 사용할 수 없습니다.

직조 섬유로 만든 지지대는 J, X, Y, M 및 H의 점진적인 중량 지정으로 제공되며 일반적으로 면, 폴리에스터 또는 레이온으로 만들어집니다. 받침의 직조 패턴은 90도 각도로 짜여진 섬유에서 90도 각도로 겹쳐서 함께 꿰매어진 섬유에 이르기까지 다양합니다. 덜 일반적인 메쉬 또는 스크린 패턴은 습식, 저압 응용 분야에 필요한 재료의 배킹에 사용됩니다. 섬유 뒷면은 일부 건조 고압 응용 분야에 사용되는 여러 층의 수지 함침 천 섬유로 만들어집니다. 최근 개발된 필름 백킹은 정밀 마감 처리에서 코팅 연마제의 효율성을 향상시켰습니다. 균일하게 두꺼운 합성 필름은 특수 미크론 크기의 광물과 함께 사용하여 부품에 고반사 마감 및 정밀 치수를 생성할 수 있습니다.

본드 또는 접착제는 각각 다른 용도로 사용되는 두 개의 층으로 지지체에 적용됩니다. 메이크 코트 라고 하는 첫 번째 접착제 층 연마 광물을 지지체에 고정합니다. 접착제와 입자의 첫 번째 레이어가 적용된 후 두 번째 접착제인 사이즈 코팅 제품의 종류에 따라 다양한 두께로 적용됩니다. 크기 코트의 얇은 층은 더 많은 연마 광물을 노출시켜 보다 공격적으로 절단하는 제품을 생성합니다. 더 많은 광물을 덮는 더 두꺼운 층의 코팅은 덜 공격적이지만 더 미세한 마감을 만드는 제품을 만듭니다.

제조
프로세스

뒷면에 메이크 코트 도포 1

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1 일반적인 샌딩 벨트는 "X" 중량의 면직물 배킹, 100방 입자 산화알루미늄 및 수지 결합을 포함하는 코팅된 연마재의 큰 롤 제조에서 시작됩니다. 기재의 한쪽 면에 메이크 코트를 도포하면 생산이 시작됩니다.

대부분의 코팅 연마재에는 모래나 종이가 포함되어 있지 않기 때문에 "사포"라는 용어는 잘못된 이름입니다. 대신, 일반적인 코팅 연마재는 면, 폴리에스터 또는 레이온의 지지체를 포함하고 초기 접착성 지지층(메이크 코트)이 도포됩니다. 그런 다음 입자에 전하가 부여되는 정전기 증착 공정을 사용하여 연마 입자를 적용합니다. 마지막으로 또 다른 접착제 층인 사이즈 코트가 적용됩니다.

연마제 도포
외투

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2 연마광물을 도포하는 다음 단계는 광물의 방향과 밀도를 결정하기 때문에 제조공정에서 가장 중요하다. 과거에는 접착제의 첫 번째 층이 있는 지지대가 제어된 연마제 흐름 아래를 통과하여 무작위로 배향된 입자의 얇은 층을 적용했습니다. 오늘날에는 정전기로 대전된 연마재 팬 위에 접착제 면이 아래로 향하게 하여 기재를 통과시킵니다. 반대 전하로 인해 연마제가 지지체에 고르게 부착되어 가능한 최대 수명과 함께 매우 날카롭고 빠르게 절단되는 코팅된 연마 도구가 됩니다.

3 유연한 지지체의 광물 밀도를 제어하면 제품 설계에 두 가지 중요한 변형이 생깁니다. 즉, 개방형 및 폐쇄형 연마재입니다. 개방형 코팅 제품에는 지지체 표면적의 50~70%를 덮는 연마 입자가 포함되어 있습니다. 이 낮은 밀도는 완제품이 유연하게 하고 막히거나 약간의 작업 재료로 로드되는 것을 방지합니다. 폐쇄 코팅 제품에서 광물은 사용 가능한 표면적의 100%를 덮기 때문에 최종 제품을 마감 처리에 더 적합하게 만들고 개방형 코팅 제품보다 거친 취급에 더 적합합니다.

사이즈 코트 적용

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4 곡물이 메이크 코트에 묻히면 롤을 건조시키고 사이즈 코트를 도포하기 위해 이동합니다. 사이즈 코트를 적용한 후 롤은 다시 건조되고 주의 깊게 제어된 온도 및 습도 조건에서 경화됩니다. 그만큼 샌드페이퍼는 다양한 크기와 모양을 취할 수 있으며 일반적인 손부터 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. -여기에 표시된 고정 시트는 300마력 전기 모터를 사용하여 몇 피트 너비의 벨트를 구동하는 거대한 기계에 표시됩니다. 그런 다음 완성된 제품을 큰 스풀에 감아 샌딩 벨트 또는 기타 품목으로 변환할 회사로 배송됩니다.

5 변환된 제품에 특별한 특성을 부여하기 위해 추가 재료 및 공정이 포함될 수 있습니다. 그러한 처리 중 하나는 고압 응용 분야에서 일부 금속의 연삭을 개선하는 크기 코트에 연삭 보조제를 추가하는 것입니다. 또 다른 처리에는 일부 유형의 샌딩 디스크를 만들기 위해 지지대의 비마모성 면에 감압 접착제를 적용하는 것이 포함됩니다. 목재에 벨트를 사용할 때 발생하는 정전기를 줄이기 위해 재료를 추가할 수도 있습니다. 새틴 처리 라고 하는 프로세스에서 두 개의 밀접하게 배치된 강철 롤러를 통해 롤 통과 돌출된 광물을 분쇄하고 정밀한 마무리 작업을 위해 설계된 균일한 두께의 제품을 남깁니다.

롤 구부리기

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6 코팅된 연마 롤은 벨트 또는 기타 제품으로 전환되기 전에 체계적으로 구부러지거나 구부러져 연속 접착층을 끊습니다. 새로 제조된 롤은 너무 뻣뻣하여 다른 제품으로 변환할 때 제대로 작동하지 않기 때문에 이러한 구부림이 필요합니다. 굴곡은 한 방향 또는 여러 방향으로 적용될 수 있습니다. 한 방향 굽힘은 일반적으로 롤 가장자리에 대해 90도 각도로 결합을 끊습니다. 벨트가 부품 표면의 윤곽에 정확하게 일치해야 하는 특수 용도의 경우 벨트 측면에 평행한 선을 따라 한 방향 굽힘이 적용됩니다. 다중 굽힘은 십자형 패턴으로 또는 90도와 45도 방향의 조합으로 벨트 측면에 대해 45도 각도로 결합을 끊습니다. 후자는 매우 유연한 벨트를 생산하지만 이러한 구부림은 제품의 사용 수명을 크게 단축시킵니다.

전환

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7 롤 재료를 연마 벨트로 변환하는 작업은 코팅된 연마재 스트립을 원하는 너비로 절단하는 것으로 시작됩니다. 그런 다음 각 스트립을 적절한 길이로 자르고 끝을 함께 연결합니다. 공통 벨트의 조인트는 45도에서 겹치는 스플라이스입니다. 좁은 벨트는 더 예각으로 연결되고 넓은 벨트는 더 큰 각도로 연결됩니다. 슬라이스에서 벨트 두께 변화의 중요성과 벨트가 사용 중 받는 응력의 양에 따라 다양한 접합 기술을 적용할 수 있습니다. 결합을 위한 스플라이스를 준비하는 일반적인 방법 중 하나는 스카이빙, 벨트 끝에서 연마재 또는 백킹 층을 제거하는 공정. 마무리 작업에 사용되는 제품의 조인트 두께를 최소화하기 위해 양쪽 끝을 스카이빙합니다. 덜 정밀한 응용 분야에 사용되는 거친 입자의 제품은 한쪽 끝만 스카이빙됩니다. 다른 제품의 변환도 유사하게 진행됩니다. 예를 들어, 샌딩 디스크는 적절한 크기의 롤 재료 섹션으로 시작하고 기계는 중앙에 구멍이 있는 개별 디스크를 펀칭합니다.

품질 관리

코팅된 연마 제품의 품질은 연마 산업 내 무역 조직에서 설정한 다양한 정부 및 자발적 표준에 의해 제어됩니다. 이러한 표준은 주로 안전과 제품의 일관된 등급 및 식별과 관련이 있습니다. 안전 표준은 ANSI(American National Standards Institute) 간행물 B7.7에 나와 있고 입자 크기 및 식별 표준은 ANSI 간행물 B74에 나와 있습니다. 18.

미래

코팅된 연마재는 일부 제품의 사용에 변화가 있을 수 있지만 소비자와 제조 산업을 위한 신뢰할 수 있고 유용한 도구로 계속 사용될 것입니다. 예를 들어, 부직포 연마재 제품이 개선되고 더 잘 인식됨에 따라 일부 코팅된 연마재 제품을 대체할 수 있습니다. 광물 및 백킹의 지속적인 개발은 기존 코팅 연마 제품의 성능을 향상시킬 것입니다. 새로운 필름 백킹과 초미세 연마 광물은 반사율이 높고 정밀한 마감 처리에 대한 새로운 접근 방식을 가능하게 합니다. 또한, 코팅된 연마재는 디자인이 개선되고 더 나은 컴퓨터 제어가 가능해짐에 따라 자동화 장비와 함께 더 많이 사용될 것입니다.