KR100810205B1 - 유리 그라인딩 방법 - Google Patents

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Abstract

가요성 백킹 (12)에 부착된 결합 매트릭스 (15) 중 분산된 연마 조입자를 포함하는 가요성 연마 용품 (10)의 그라인딩 층 (22)을 유리 작업편의 표면과 접촉시키는 단계,
가요성 연마 용품 (10)의 그라인딩 층 (22)과 유리 작업편의 표면을 서로 상대적으로 약 16.5 m/초 이상의 속도로 이동시켜 약 0.030 ㎛ 미만의 최종 표면 조도 Ra를 제공하는 단계를 포함하는,
유리 및 다른 표면의 그라인딩 방법이 기재되어 있다.
유리 작업편, 그라인딩 방법

Description

유리 그라인딩 방법 {Method for Grinding Glass}
본 출원은 1999년 4월 23일에 가출원된 미국 특허 제60/130,813호를 우선권 주장한다.
본 발명은 유리 및 다른 표면의 그라인딩 방법에 관한 것이다.
렌즈, 프리즘, 거울, CRT 스크린 등과 같은 유리 제품을 가정, 사무실 및 공장을 포함한 다양한 장소에서 찾을 수 있다. 이러한 제품의 유리 표면은 평평하거나 윤곽이 있을 수 있다. 몇몇 유리 제품은 스크래치 및(또는) 극미한 구멍 등의 가시적인 결함 또는 결점이 없는 광학적으로 투명한 표면을 필요로 하는 광학 또는 기계적 부품을 사용한 표면을 포함한다. 예를 들어, CRT 스크린의 표면과 같은 윤곽이 있는 또는 굴곡이 있는 유리 표면은 유리 제조 공정에서 형성된 윤곽이 있는 표면의 반경에 의해 부분적으로 특징지어 진다. 제조 공정 동안, 몰드 선, 거친 표면, 작은 점 및 다른 작은 결점과 같은 결함이 유리의 외면에 나타날 수 있다. 이러한 유형의 결점은 작을지라도 유리의 광학 투명도 및 그의 목적하는 표면 편평도에 결정적으로 영향을 미칠 수 있으며, 이러한 결점을 제거하는 공지된 방법이 널리 사용되어 왔다. 이러한 방법들은 전형적으로 그라인딩 (grinding), 랩핑 (lapping), 파이닝 (fining) 및 폴리싱 (polishing)으로서 분류할 수 있는 연마 마 감 방법을 포함한다.
그라인딩 방법은 굴곡된 윤곽을 더 연마하거나 유리 표면의 편평도를 향상시키거나 주물 결함을 제거하는데 사용할 수 있다. 이는 연마 도구를 사용하여 유리 표면에서 러프 그라인딩 (rough grinding) 방법에 의해 달성된다. 그라인딩 도구는 전형적으로 다이아몬드, 탄화텅스텐, 입방체 질화붕소, 또는 이들의 조합물과 같은 초연마 (superabrasive) 입자를 함유한다. 그라인딩 방법은 유리를 대량으로 재빨리 제거하는데 사용되며 연마 도구 및 재료로 인한 미세한 스크래치 패턴이 남는다. 러프 그라인딩 방법으로 인해 남은 스크래치 및 다른 표면 결점들은 "파이닝" 및 "폴리싱"이라 알려진 후속 프로세싱 단계 동안 제거한다. 러프 그라인딩 방법과 관련된 문제점 중 하나는 기부 유리 표면내에 조대한 스크래치 및 조가비 모양의 파면을 만들 뿐만 아니라 표면 밑에도 파면을 야기한다는 것이다. 이러한 표면 및 표면 안의 결점은 표면 아래로 상당한 거리가 연장될 수 있다. 이들 잔여 결점으로 인하여 그라인딩 후 얻어진 유리 표면은 통상 직접 폴리싱 단계에 충분할 정도로 평활하지 못하다.
상기 기재된 러프 그라인딩 방법에 대한 대안으로서, 소위 "연성 (ductile) 그라인딩"이 유리용으로 개발되었고, 유리 및 다른 물질 (예, 세라믹)의 그라인딩에 대한 약간의 전망을 보여주었다. 연성 그라인딩 프로세스는 유리 표면에 가해지는 그라인딩 힘의 양을 조심스럽게 통제하도록 노력하여 러프 그라인딩 단계에서 보통 나타나는 파면없이 그라인딩 단계를 수행하도록 한다. 한 작동 방식에서, 고속 연성 그라인딩 방법은 극미세 연마 조립자로 구성된 그라인딩 바퀴가 있는 고속 의 기계에 장치된 연마 그라인딩 바퀴에 의해 달성되었다. 이 방법 동안, 그라인딩 바퀴는 유리 표면에 가해지는 힘의 양을 조심스럽게 조절하면서 바퀴 내의 연마 조립자에 의해 유리 표면을 연마한다. 유리가 파면 없이 수용가능한 힘의 양은 사용된 유리의 유형, 연마 조립자의 개별 입자의 형태, 및 그라인딩 환경에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그라인딩 바퀴에 의해 가해지는 힘의 적당한 통제는 그라인딩 바퀴를 유리 표면에 대해 조심스럽게 위치시키고 그라인딩 바퀴에 의해 표면에 적용된 힘을 제한함으로써 유지되었다. 또한 통상, 저속에서 역시 매우 낮은 관련 물질 제거 속도로 작동되고 가요성 연마 용품을 필요로 하는 연성 그라인딩의 다른 방식도 공지되어 있다.
연성 그라인딩은 러프 그라인딩 방법의 특징인 손상, 특히 유리 표면의 아래로 연장되는 스크래치 및 파면 중 대부분을 방지하는 경향이 있기 때문에 바람직할 수 있다. 연성 그라인딩이 특정 표면 결함을 방지하는데는 효과적임에도 불구하고, 연성 그라인딩 방법은 다른 러프 그라인딩 방법에 비해 본래 비효율적이고(이거나) 비용이 많이 든다. 예를 들어, 상기 언급된 연마 바퀴의 사용은 일정 작동 시간 후 고장날 수 있어 기계의 실질적인 부품의 값비싼 교체를 필요로 하는 고속의 기계를 필요로 한다. 가요성 연마 용품 (예, 순환 벨트 또는 가요성 디스크)를 사용하는 다른 연성 그라인딩 방식은 그라인딩 방법이 매우 낮은 물질 제거 속도를 가져 느리기 때문에 비효율적이었다.
러프 그라인딩 단계 후, 유리 파이닝 및 폴리싱은 액체 매질 (예, 물)에 분산된 다수의 연마 입자를 포함하는 루스 (loose) 연마 슬러리를 사용하여 달성될 수 있다. 이러한 공지된 마감 방법에서, 슬러리는 고무, 발포체, 중합성 물질 등으로 전형적으로 제조된 랩 (lap) 패드 사이와 유리 표면에 투여된다. 유리 작업편 및 랩 패드 모두는 서로 상대적으로 회전될 수 있고, 이러한 그라인딩 방법은 유리에 각 단계가 점진적으로 더 미세한 표면 마감을 발생시키는 하나 이상의 단계를 포함할 수 있다. 이 파이닝 방법을 통해 러프 그라인딩 방법에 의한 상기 기재된 표면 및 표면 아래의 결점을 제거해야 했다.
기계 고장을 방지하면서 비교적 적은 비용의 연마제를 사용한 고속의 그라인딩을 허용하는 연성 그라인딩 방법을 더 개발하는 것이 바람직하다. 또한 기계 고장이 감소되고 표면 마감이 "폴리싱" 단계 동안 재빨리 더 프로세싱될 수 있는 표면 고속 작동을 위해 연성 그라인딩을 포함하는 유리 마감 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 또한 효율적이고 경제적인 유리 그라인딩 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
<발명의 요약>
본 발명은 유리 표면의 그라인딩 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 면에서,
가요성 백킹에 부착된 결합 매트릭스 중에 분산된 연마 조입자 (grit)를 포함하는 가요성 연마 용품의 그라인딩 층을 유리 작업편의 표면과 접촉시키는 단계,
가요성 연마 용품의 그라인딩 층과 유리 작업편의 표면을 서로 상대적으로 약 16.5 m/초 이상의 속도로 이동시켜 약 0.030 ㎛ 미만의 최종 표면 조도 Ra를 제 공하는 단계를 포함하는,
유리 작업편의 그라인딩 방법이 제공된다.
바람직하게, 본 발명의 그라인딩 방법은 작업편의 표면과 연마 용품의 그라인딩 층 사이에 액체 냉각제 및(또는) 윤활제를 사용하여 수행된다. 적합한 액체는 물 중 20 중량%의 글리세롤의 혼합물이다. 가요성 연마 용품은 바람직하게 순환 벨트, 웹 또는 연마 패드의 형태이고, 가요성 연마 용품의 그라인딩 층은 바람직하게 결합 매트릭스를 통해 가요성 백킹에 부착되거나 결합 매트릭스 중 연마 조립자로 구성된 복합재를 함유한다. 복합재 (본원에 더 기재되어 있음)은 바람직하게 끝이 잘린 피라미드형이지만, 다양한 임의의 형태로 제공될 수 있다. 연마 조립자는 다양한 임의의 물질일 수 있지만, 전형적으로 초연마 물질이고, 바람직하게 하나의 다이아몬드 또는 다수의 다이아몬드 비드 연마 입자를 포함한다. 바람직하게, 유용한 바인더는 충전제를 그라인딩 층 중 약 40 내지 약 60 중량%의 양으로 포함한다. 다이아몬드 비드 연마 입자는 바람직하게 유효한 직경이 25 마이크론 이하이며, 약 35 내지 94 부피%의 미세다공성 비융합된 (nonfused) 금속 산화물 매트릭스 전체에 분포된 약 6 내지 65 부피%의 다이아몬드 입자를 포함한다. 그라인딩 단계 후, 유리 작업편의 표면을 폴리싱하여 광학적으로 투명한 표면을 제공할 수 있다.
또다른 면에서, 본 발명은
가요성 백킹에 부착된 결합 매트릭스 중에 분산된 연마 조입자를 포함하는 가요성 연마 용품의 그라인딩 층을 유리 작업편의 표면과 접촉시키는 단계,
가요성 연마 용품의 그라인딩 층과 유리 작업편의 표면을 서로 상대적으로 이동시켜 약 7 ㎛/분 초과의 절삭률 및 약 0.030 ㎛ 미만의 최종 표면 조도 Ra를 제공하는 단계를 포함하는,
유리 작업편의 그라인딩 방법을 제공한다.
본원에 사용한 특정 용어는 하기와 같이 일관된 정의를 갖는 것으로 이해하여야 할 것이다.
"정확한 형상의"는 제작 도구의 공극내 바인더 전구체를 경화시킴으로써 형성되는 연마 복합재를 의미한다. 정확한 형상의 연마 복합재는 각각 모서리 길이의 각각의 모서리들을 경계로 하여 이루어지는 비교적 평활한 표면의 측면들에 의해 형성되며 이 여러 측면들의 교점이 이루는 종점이 있는 3차원 형상을 갖는다. 그러나, 연마 복합재는 상기 언급한 모서리를 갖거나 갖지 않는 임의의 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 대표적인 형상은 원통형, 반구형, 피라미드형, 직사각형, 끝이 잘린 피라미드형, 프리즘형, 입방체형, 원뿔형, 끝이 잘린 원뿔형 등을 포함한다. 전형적으로, 연마 복합재는 삼각형, 사각형, 원, 직사각형, 육각형, 팔각형 등의 형태의 단면을 가질 것이다.
연마 복합재는 또한 복합재의 측면들 또는 경계들이 슬럼프 구조이고 정확하지 않은 불규칙한 형상일 수 있다. 불규칙한 형상의 연마 복합재는 상기 언급된 원통형, 반구형, 피라미드형, 직사각형, 끝이 잘린 피라미드형, 프리즘형, 입방체형, 원뿔형, 끝이 잘린 원뿔형 등과 같은 통상의 형상과 유사할 수 있다. 그러나, 불규칙한 형상의 연마 복합재는 다소 일그러지거나 완전히 형성되지 않은 것으로 보일 수 있다. 다르게는, 불규칙한 형상의 연마 복합재는 상기 임의의 통상 형상과 유사점이 없는 소정의 높이, 두께 및 기부 치수를 갖는 3 차원 형태를 가질 수 있다. 불규칙한 형상의 연마 복합재의 형성에서, 연마 슬러리를 먼저 원하는 형상 및(또는) 패턴으로 형성한다. 일단 연마 슬러리가 형성되면, 연마 슬러리 중의 바인더 전구체를 경화시키거나 고화시킨다. 일반적으로, 형상을 형성하는 것과 바인더 전구체를 경화시키는 것 사이에 시간적인 공백이 있다. 이러한 시간 공백 동안, 연마 슬러리는 여전히 유동할 수 있다. 또한, 연마 복합재들은 또한 WO 제95/07797호 (1995년 3월 23일 공개)와 WO 제95/22436호 (1995년 8월 24일 공개)에 기재되어 있는 바와 같이 단일 연마 용품 내에서 크기, 피치 또는 형상이 변할 수 있다.
본원에서 사용되는 "텍스처 (texture)"는 개별적인 3차원 복합재들이 정확한 형상이거나 또는 불규칙한 형상이거나, 또는 정확한 형상의 복합재와 불규칙한 형상의 복합재의 조합이건 간에 임의의 상기 언급한 3차원 복합재를 갖는 연마 용품에서의 그라인딩 층을 의미한다. 텍스처는 모두 실질적으로 동일한 형상을 갖는 다수의 연마 복합재들로부터 형성할 수 있다. 마찬가지로, 텍스처는 동일한 연마 용품 중 연마 복합재들간에 형상이 서로 다른 랜덤 패턴일 수 있다.
본원에서 사용되는 "Ra"는 예를 들어 촉침이 0.2 ㎜이며 촉침력이 40 ㎎인 텐코르 P2 롱 스캔 프로파일러 (Tencor P2 Long Scan Profiler) (KLA-텐코르 (KLA-Tencor), Mountain View, CA)로 측정한 표면 조도를 의미한다. 스캔 속도는 0.02 ㎜/초이고 평가 길이가 1.25 ㎜인 스캔 샘플링 길이는 0.25 ㎜이다. 차단 파장은 0.25 ㎜이다. 일반적으로, Ra 값이 낮을 수록 마감이 평활하다.
"조가비 모양의 파면 (conchoidal fracture)"은 대략 조개 껍질의 반쪽 또는 그의 덮는 부분과 유사한 형상을 갖는 유리 표면에서의 파면을 의미한다.
그라인딩 방법에 대해 사용된 "연성 (ductile)"은 연마 수단을 사용하여 물질을 부드럽게 제거하여 미세한 찰흔 (striation)을 함유하는 표면을 얻는 것을 의미한다.
본 발명의 또다른 면에서,
가요성 백킹에 부착된 결합 매트릭스 중에 분산된 연마 조입자를 포함하는 가요성 연마 용품의 그라인딩 층을 작업편의 표면과 접촉시키는 단계,
가요성 연마 용품의 그라인딩 층과 작업편의 표면을 서로 상대적으로 약 16.5 m/초 이상의 속도로 이동시켜 약 0.030 ㎛ 미만의 최종 표면 조도 Ra를 제공하는 단계를 포함하는,
작업편의 그라인딩 방법을 제공한다.
본 발명의 이러한 면 및 다른 면들은 바람직한 실시태양의 상세한 설명 및 첨부된 청구항을 포함하는 문헌의 나머지 부분을 더 고려하면 당업자들이 더 잘 이해할 것이다.
본 발명의 바람직한 실시태양을 설명하는데 여러 도면을 참조할 것이다.
도 1은 본 발명의 방법에서 유용한 바람직한 연마 용품의 확대 단면도이다.
도 2는 본 발명의 방법에서 유용한 또다른 바람직한 연마 용품의 확대 단면도이다.
본 발명은 백킹 및 매트릭스 중 분산되고 백킹의 표면에 부착된 다이아몬드 입자를 바람직하게 포함하는 3차원 그라인딩 층 하나 이상을 포함하는 가요성 연마 용품을 사용하여 유리 작업편의 표면을 정밀화 (예, 그라인딩)하는 방법을 제공한다. 바람직하게, 본 발명의 방법은 초연마 입자 (예, 다이아몬드)가 그 중에 분산되어 있는 금속 산화물 매트릭스로 각각의 입자가 이루어진 구형의 연마 입자를 갖는 가요성 연마 용품을 사용한다. 이제 바람직한 방법을 자세히 설명할 것이다.
유리 제품은 가정에서 또는 상업적인 환경에서, 예를 들어 장식 또는 건축 용도로 사용할 수 있다. 이러한 유리 제품의 제조에서, 그의 표면 중 하나 이상은 비교적 평평한 표면 또는 약간 윤곽이 있는 표면으로 폴리싱될 수 있다. 두개의 매우 평평하고 평행한 폴리싱된 표면을 갖는 유리 제품은 유리 컴퓨터 하드 디스켓 기판 및 휴대용 컴퓨터에 사용되는 평평한 판넬 디스플레이용 유리 판넬, 소형 데스크탑 컴퓨터 디스플레이 및 평평한 디스플레이 텔레비젼 수신기를 포함한다. 윤곽이 있는 표면을 갖는 유리 제품에는 렌즈, 프리즘, 거울, CRT (브라운관) 스크린 등과 같은 광학 부품 등이 있다. CRT 스크린은 텔레비젼 세트, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터 터미날 등과 같은 장치에 사용되는 디스플레이 표면에서 널리 찾아볼 수 있다. CRT 스크린의 크기 (대각선을 따라 측정)는 약 10 ㎝ (4 인치) 내지 약 100 ㎝ (40 인치) 이상의 범위일 수 있다. 전형적으로 CRT 스크린은 곡률의 두개 반경을 갖는 볼록한 외부 표면을 갖는다. 이러한 CRT 스크린의 제조에서, 연마 방법이 사용되어 그라인딩한 후 스크린을 폴리싱하여 광학적으로 투명하게 마감된 제품을 제공한다.
본 발명의 방법은 상기 언급된 그라인딩 방법을 수행하는데 연마 용품을 사용한다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 방법은 상기 언급된 컴퓨터 디스크 기판, 평평한 판넬 스크린 및 볼록한 CRT 스크린과 같은 유리 작업편의 고속 "연성" 그라인딩 방법을 제공한다. 본 발명의 방법에서, 그라인딩 단계를 수행하기 위해 바람직하게 순환 벨트 형태의 가요성 연마 용품이 사용된다. 이러한 연마 용품은 전형적으로 가요성 백킹에 부착된 연마 표면을 포함한다. 한 실시태양에서, 연마 용품은 백킹 및 백킹에 접착되거나 부착된 3차원 그라인딩 층 또는 그라인딩 층을 포함하며, 이 코팅은 바인더에 분산된 다이아몬드 비드를 포함하고 백킹의 표면에 결합된다. 그라인딩 층은 바람직하게 바인더 전구체로부터 형성된 바인더, 다수의 다이아몬드 비드 연마 입자, 및 그라인더 층 중 약 40 내지 약 60 중량%의 충전제를 포함한다. 이제 연마 용품의 각 성분들을 더 자세히 설명할 것이다.
바인더
바인더는 바인더 전구체로부터 형성된다. 바인더 전구체는 비경화 또는 비중합된 상태에 있는 수지를 포함한다. 연마 용품을 제작하는 동안, 바인더 전구체 중의 수지가 더욱 완전히 중합되거나, 경질화되거나 경화되어 바인더를 형성한다. 바인더 전구체는 축합 경화성 수지, 부가 중합성 수지, 유리 라디칼 경화성 수지 및(또는) 이들의 조합물 및 블렌드를 포함할 수 있다.
바람직한 바인더 전구체는 유리 라디칼 기전을 통해 중합되는 수지이다. 중합 공정은 바인더 전구체를 적절한 촉매와 함께 열 에너지 또는 방사선 에너지와 같은 에너지원에 노출시킴으로써 개시시킨다. 방사선 에너지의 예로는 전자선, 자외선 또는 가시광선이 있다.
유리 라디칼 경화성 수지의 예로는 아크릴레이트화 우레탄, 아크릴레이트화 에폭시, 아크릴레이트화 폴리에스테르, 에틸렌계 불포화 화합물, 펜던트 불포화 카르보닐기를 갖는 아미노플라스트 유도체, 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트기를 갖는 이소시아누레이트 유도체, 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트기를 갖는 이소시아네이트 유도체와 이들의 혼합물 및 조합물이 있다. 용어 아크릴레이트는 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 포괄한다.
아크릴레이트화 우레탄은 또한 히드록시 말단 이소시아네이트 연장된 폴리에스테르 또는 폴리에테르의 아크릴레이트 에스테르이다. 이들은 지방족이거나 또는 방향족일 수 있다. 아크릴레이트화 우레탄의 시판예로는 상표명 PHOTOMER (예, PHOTOMER 6010) {헨켈 코퍼레이션 (Henkel Corp.; Hoboken, NJ)}; EBECRYL 220 (분자량 1000의 육관능성 방향족 우레탄 아크릴레이트), EBECRYL 284 (1,6-헥산디올 디아크릴레이트로 희석된 분자량 1200의 지방족 우레탄 디아크릴레이트), EBECRYL 4827 (분자량 1600의 방향족 우레탄 디아크릴레이트), EBECRYL 4830 (테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트로 희석된 분자량 1200의 지방족 우레탄 디아크릴레이트), EBECRYL 6602 (트리메틸올프로판 에톡시 트리아크릴레이트로 희석된 분자량 1300의 삼관능성 방향족 우레탄 아크릴레이트), 및 EBECRYL 840 (분자량 1000의 지방족 우레탄 디아크릴레이트) {유씨비 라드큐어 인크. (UCB Radcure Inc.; Smyrna, GA)}; SARTOMER (예, SARTOMER 9635, 9645, 9655, 963-B80, 966-A80 등) {사르토머 캄파니 (Sartomer Co.; West Chester, PA)}, 및 UVITHANE (예, UVITHANE 782) {모턴 인터내셔날 (Morton International; Chicago, IL)}로 알려진 것들이 있다.
우레탄 아크릴레이트 올리고머는 에틸렌계 불포화 단량체, 예를 들어 일관능성 아크릴레이트 단량체, 이관능성 아크릴레이트 단량체, 삼관능성 아크릴레이트 단량체 또는 이들의 조합물과 블렌딩될 수 있다.
에틸렌계 불포화 단량체 또는 올리고머, 또는 아크릴레이트 단량체 또는 올리고머는 일관능성, 이관능성, 삼관능성 또는 사관능성이거나 또는 보다 높은 관능성일 수 있다. 용어 아크릴레이트는 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 모두 포함한다. 에틸렌계 불포화 바인더 전구체는 탄소, 수소 및 산소 원자와 임의로 질소 원자 및 할로겐을 함유하는 단량체성 또는 중합성 화합물을 모두 포함한다. 산소 또는 질소 원자 또는 둘 모두는 일반적으로 에테르, 에스테르, 우레탄, 아미드 및 우레아기에서 존재한다. 에틸렌계 불포화 화합물은 바람직하게는 분자량이 약 4,000 미만이며, 바람직하게는 지방족 모노히드록시기 또는 지방족 폴리히드록시기를 함유하는 화합물과 불포화 카르복실산, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 이소크로톤산, 말레산 등과의 반응으로부터 제조된 에스테르이다. 에틸렌계 불포화 단량체의 대표적인 예로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 스티렌, 디비닐벤젠, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시 에틸 메타크릴 레이트, 히드록시 프로필 아크릴레이트, 히드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시 부틸 아크릴레이트, 히드록시 부틸 메타크릴레이트, 비닐 톨루엔, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세롤 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 테트라아크릴레이트 및 펜타에리쓰리톨 테트라메타크릴레이트가 있다. 다른 에틸렌계 불포화 수지로는 카르복실산의 모노알릴, 폴리알릴 및 폴리메트알릴 에스테르 및 아미드, 예를 들면 디알릴 프탈레이트, 디알릴 아디페이트 및 N,N-디알릴아디프아미드가 있다. 또 다른 질소 함유 화합물로는 트리스(2-아크릴-옥시에틸)이소시아누레이트, 1,3,5-트리(2-메타크릴옥시에틸)-s-트리아진, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, N-메틸-아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈 및 N-비닐-피페리돈과 CMD 3700 (라드큐어 스페셜티즈 (Radcure Specialties)로부터 입수가능함)이 있다. 에틸렌계 불포화 희석제 또는 단량체의 예는 미국 특허 제5,236,472호 (Kirk 등)와 동 제5,580,647호 (Larson 등)에서 찾을 수 있다.
다른 잠재적으로 유용한 바인더 및 바인더 전구체에 관한 부가적인 정보는 미국 특허 출원 제08/557,727호 (1995년 11월 13일 출원, Bruxvoort 등)의 일부 계속 출원인 본 출원인의 동시계류중의 미국 특허 출원 제08/694,014호 (1996년 8월 8일 출원)와 미국 특허 제4,773,920 (Chasman 등)에서 찾을 수 있다.
아크릴레이트화 에폭시는 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르, 예를 들 면, 비스페놀 A 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르이다. 아크릴레이트화 에폭시의 시판예로는 CMD 3500, CMD 3600 및 CMD 3700 (라드큐어 스페셜티즈로부터 입수가능함)과 CN103, CN104, CN111, CN112 및 CN114 (사르토머 (Sartomer; West Chester, PA)로부터 입수가능함)가 있다.
폴리에스테르 아크릴레이트의 예로는 포토머 (Photomer) 5007 및 포토머 5018 (헨켈 코퍼레이션 (Hoboken, NJ))이 있다.
아미노플라스트 수지는 분자 또는 올리고머당 적어도 하나의 펜던트 알파, 베타-불포화 카르보닐기를 갖는다. 이들 불포화 카르보닐기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트 또는 아크릴아미드 유형의 기일 수 있다. 이러한 물질의 예로는 N-(히드록시메틸)-아크릴아미드, NN'-옥시디메틸렌비스아크릴아미드, 오르토 및 파라 아크릴아미도메틸화 페놀, 아크릴아미도메틸화 페놀릭 노볼락 및 이들의 조합물이 있다. 이들 물질은 미국 특허 제4,903,440호 (Larson 등)와 동 제5,236,472호 (Kirk 등)에 더 기술되어 있다.
적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트기를 갖는 이소시아누레이트 유도체와 적어도 하나의 펜던트 아크릴레이트기를 갖는 이소시아네이트 유도체는 미국 특허 제4,652,27호 (Boettcher)에 더 기술되어 있다.
바인더 전구체는 또한 에폭시 수지를 포함할 수 있다. 에폭시 수지는 옥시란을 갖고, 개환 반응에 의해 중합된다. 이러한 에폭시드 수지는 단량체성 에폭시 수지와 중합성 에폭시 수지를 포함한다. 몇몇 바람직한 에폭시 수지의 예로는 2,2-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)-페닐)프로판, 비스페놀의 디글리시딜 에테르, 상 표명 EPON 828, EPON 1004 및 EPON IOOIF (셀 케미칼 캄파니 (Shell Chemical Co.)로부터 입수가능함) 및 DER-331, DER-332 및 DER-334 (다우 케미칼 캄파니 (Dow Chemical Co.)로부터 입수가능함)로 상업적으로 입수가능한 물질이 있다. 다른 적합한 에폭시 수지로는 지환족 에폭시, 페놀 포름알데히드 노볼락의 글리시딜 에테르 (예, DEN-431 및 DEN-428, 다우 케미칼 캄파니로부터 입수가능함)가 있다. 유리 라디칼 경화성 수지와 에폭시 수지의 블렌드는 미국 특허 제4,751,138호 (Tumey 등)와 동 제5,256,170호 (Harmer 등)에 더 기술되어 있다.
백킹 재료
백킹은 그라인딩 층에 대한 지지체를 제공하는 기능을 한다. 본 발명에 유용한 백킹은 바인더 전구체를 경화 조건에 노출시킨 후 바인더에 접착할 수 있어야 하며, 본 발명의 방법에 사용되는 용품이 작업편의 표면 윤곽, 반경 및 불규칙성에 일치할 수 있도록 상기한 노출 이후 가요성인 것이 바람직하다.
많은 폴리싱 용도에서, 백킹은 생성된 연마 용품이 장기간 동안 지속할 수 있도록 강하고 내구성이어야 할 필요가 있다. 부가적으로, 몇몇 폴리싱 용도에서, 백킹은 연마 용품이 유리 작업편에 균일하게 일치할 수 있도록 강하고 가요성일 필요가 있다. 이는 작업편이 그와 관련된 형상과 윤곽을 갖는 경우 대개 그러하다. 백킹은 이들 강도와 일치성의 성질을 제공하기 위해 중합성 필름, 종이, 가황 섬유, 처리된 부직물 백킹 또는 처리된 직물 백킹일 수 있다. 중합성 필름의 예로는 폴리에스테르 필름, 코-폴리에스테르 필름, 폴리이미드 필름, 폴리아미드 필름 등이 있다. 특히 바람직한 백킹은 그라인딩 층의 백킹으로의 접착을 촉진하기 위해 적어도 하나의 표면 상에 에틸렌 아크릴산의 프라임 코팅을 갖는 폴리에스테르 필름이다.
종이를 포함한 부직물은 필요한 성질을 제공하기 위해 열경화성 또는 열가소성 물질로 포화시킬 수 있다.
직물 백킹이 본 발명의 연마 용품에 또한 적합할 수 있다. 직물은 J 중량, X 중량, Y 중량 또는 M 중량의 직물일 수 있다. 직물을 형성하는 섬유 또는 얀은 폴리에스테르, 나일론, 레이온, 면, 섬유유리 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택될 수 있다. 직물은 편직물 또는 직조 직물 (예, 드릴(drills), 능직(twills) 또는 주자직(sateen weaves))일 수 있거나, 또는 스티치본디드 또는 씨실 삽입(weft insertion) 직물일 수 있다. 그레이지(greige) 직물은 텍스처링되거나, 보풀을 태우거나 (singed), 데사이징하거나 (desized) 또는 그레이지 직물에 대한 임의의 통상의 처리를 할 수 있다. 직물을 밀봉하고 직물 섬유를 보호하기 위해 직물을 중합성 물질로 처리하는 것이 바람직하다. 처리는 다음 처리: 프리사이즈(presize), 포화 또는 백사이즈(backsize) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 처리 중 하나는 프리사이즈 코팅을 먼저 도포한 후 백사이즈 코팅을 도포하는 것을 포함한다. 별법으로, 포화 코팅한 후 백사이즈 코팅한다. 백킹의 앞면은 비교적 평활하여야 한다. 마찬가지로, 유리 폴리싱은 전형적으로 물의 존재하에서 수행되기 때문에 처리 코트(들)은 직물 백킹을 방수성으로 만들 것이다. 유사하게, 처리 코트(들)은 직물 백킹이 충분한 강도와 가요성을 갖도록 할 것이다. 바람직한 백킹 처리제 중 하나는 아크릴레이트 단량체 수지와 블렌드된, 가교결합된 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함한다. 직물 처리 화학이 바인더의 화학과 성질이 동일하거나 또는 유사한 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 직물 처리 화학은 충전제, 염료, 안료, 습윤제, 커플링제, 가소화제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다른 처리 코팅은 열경화성 및 열가소성 수지를 포함한다. 전형적인 열경화성 수지의 예로는 페놀릭 수지, 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 에틸렌계 불포화 수지, 아크릴레이트화 이소시아누레이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 이소시아누레이트 수지, 아크릴레이트화 우레탄 수지, 아크릴레이트화 에폭시 수지, 비스말레이미드 수지 및 이들의 혼합물이 있다. 바람직한 열가소성 수지의 예로는 폴리아미드 수지 (예, 나일론), 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지 (폴리우레탄-우레아 수지를 포함)가 있다. 바람직한 열가소성 수지의 하나는 폴리에스테르 폴리올과 이소시아네이트와의 반응 산물로부터 유래된 폴리우레탄이다.
연마 입자
유리 그라인딩에서, 본 발명의 방법에 사용된 연마 용품은 다이아몬드 연마 비드, 단일 다이아몬드 연마 입자 또는 다이아몬드를 포함하는 연마제 덩어리 (agglomerate)를 혼입하는 것이 바람직하다. 이들 다이아몬드 연마 입자는 천연 또는 합성 다이아몬드일 수 있으며, "수지 결합 다이아몬드", "톱날 등급 다이아몬드" 또는 "금속 결합 다이아몬드"로 간주할 수 있다. 단일 다이아몬드는 그와 관련된 블록 형상 또는 별법으로 바늘 형상을 가질 수 있다. 단일 다이아몬드 입자 는 금속 코팅 (예, 니켈, 알루미늄 또는 구리 등), 무기 코팅 (예, 실리카) 또는 유기 코팅과 같은 표면 코팅을 함유할 수 있다. 본 발명의 연마 용품은 다이아몬드와 다른 연마 입자와의 블렌드를 함유할 수 있다.
바람직하게 연마 용품의 그라인딩 층은 연마 복합재로 구성된 3차원 그라인딩 층일 수 있다. 복합재는 약 0.1 부 내지 약 90 부의 연마 입자 또는 덩어리 및 10 부 내지 99.9 부의 바인더의 사이에 포함할 수 있다 (여기서 용어 "바인더"는 임의의 충전제 및(또는) 연마 입자 이외의 다른 첨가제를 포함). 그러나, 다이아몬드 연마 입자와 관련된 비용으로 인해, 그라인딩 층이 약 0.1 내지 50 부의 다이아몬드 또는 다이아몬드 함유 입자 또는 덩어리 및 약 50 내지 99.9 중량부의 바인더를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게, 그라인딩 층은 약 1 내지 30 부의 다이아몬드 또는 다이아몬드 함유 입자 또는 덩아리 및 약 70 내지 99 중량부의 바인더를 포함하고, 더욱 더 바람직하게 그라인딩 층은 약 1.5 내지 10 부의 다이아몬드 또는 다이아몬드 함유 입자 또는 덩어리 및 약 90 내지 98.5 중량부의 바인더를 포함한다.
본 발명의 연마 용품의 그라인딩 층은 다수의 다이아몬드 비드 연마 입자를 포함할 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 용품에 사용된 다이아몬드 비드 연마 입자는 매트릭스 전체에 분포된 약 6 내지 65 부피%의 직경 25 미크론 이하의 다이아몬드 연마 입자를 포함할 수 있다. 다이아몬드 비드 연마 입자는 누프 경도 (Knoop hardness)가 약 1000 미만이고, 산화지르콘, 산화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘 및 산화티탄으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상의 금속 산화물을 포함하며, 미세다공성 비융합된 금속 산화물 매트릭스인 약 35 내지 94 부피%의 매트릭스를 포함할 수 있다. 매트릭스에 대한 다른 제제도 역시 예상되며, 본 발명은 임의의 특정 매트릭스 재료의 사용에 제한하지 않는다.
다이아몬드 비드 연마 입자는 미국 특허 제3,916,584호 (Howard 등)에 보고되어 있고, 그 내용이 본원에 참고로 인용되어 있다. 바람직한 제조 방법에서, 다이아몬드 연마 입자를 금속 산화물 (또는 산화물 전구체)의 수성 졸에 혼합하고, 이어서 얻어진 슬러리를 교반된 탈수액 (예, 2-에틸-1-헥산올)에 첨가한다. 분산된 슬러리로부터 물을 제거하고, 표면 장력은 슬러리를 회전타원형 복합재로 끌어당기며, 이후 이를 여과하여 건조시키고 소성시킨다. 생성된 다이아몬드 비드 연마 입자는 전체적으로 형상이 구형이고 크기가 다이아몬드 비드 연마 입자를 제조하기 위해 사용된 다이아몬드 입자의 크기의 적어도 2배이다. 전형적으로, 개별 다이아몬드는 전형적으로 크기가 약 0.5 내지 25 ㎛, 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 6 ㎛이다. 다이아몬드 비드 연마 입자는 전형적으로 크기가 약 5 내지 약 200 ㎛, 더 바람직하게는 약 12 내지 약 50 ㎛이다. 본 발명의 목적을 위해 다이아몬드 비드 연마 입자를 연마 용품으로 혼입할 경우, 용품의 그라인딩 층은 전형적으로 약 1 내지 약 30 중량%의 다이아몬드 비드 연마 입자, 더욱 전형적으로 약 2 내지 약 25 중량%의 다이아몬드 비드 연마 입자를 포함한다. 바람직하게는, 그라인딩 층은 약 5 내지 약 15 중량%의 다이아몬드 비드 연마 입자, 가장 바람직하게는 약 7 내지 약 13 중량%의 다이아몬드 비드 연마 입자를 포함한다.
당업자들은 본 발명의 용품이 상기 언급된 다이아몬드 비드 연마 입자 이외 의 연마제 덩어리를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 바람직하게, 본원에 사용된 덩어리는 다이아몬드 또는 다른 적합한 경질 연마제를 포함할 것이다. 연마제 덩어리는 미국 특허 제4,311,489호, 동 제4,652,275로, 동 4,799,939호 및 동 제5,500,273호에 기재된 것과 같은 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.
충전제
본 발명의 연마 용품의 그라인딩 층은 추가로 충전제를 포함한다. 충전제는 입자형 물질이며 일반적으로 평균 입도가 0.01 내지 50 ㎛, 전형적으로는 0.1 내지 40 ㎛이다. 충전제는 그라인딩 층의 침식 속도를 제어하기 위해 그라인딩 층에 첨가된다. 폴리싱 동안 그라인딩 층의 침식 속도의 제어는 높은 절삭율, 일관된 절삭율과 긴 유효 수명의 균형을 얻는데 중요하다. 충전제 부하량이 너무 많으면, 그라인딩 층은 너무 빠른 속도로 침식되어 연마 작업을 비능률적으로 만들 수 있다 (예, 연마 용품의 낮은 절삭율과 불량한 유효 수명). 반대로, 충전제 부하량이 너무 적으면, 그라인딩 층은 너무 느린 속도로 침식되어 연마 입자를 무뎌지게 하여 낮은 절삭율을 초래할 수 있다. 본 발명의 연마 용품의 그라인딩 층은 약 40 내지 약 60 중량%의 충전제를 포함한다. 더 바람직하게는, 그라인딩 층은 약 45 내지 약 60 중량%의 충전제를 포함한다. 가장 바람직하게는, 그라인딩 층은 약 50 내지 약 60 중량%의 충전제를 포함한다.
본 발명의 연마 용품에 사용하기에 적합할 수 있는 충전제의 예로는 금속 탄산염 (예, 탄산칼슘 (백악, 방해석, 이회토(marl), 석회화(travertine), 대리석 및 석회암), 탄산마그네슘칼슘, 탄산나트륨, 탄산마그네슘, 실리카 (예, 석영, 유리 비드, 유리 버블 및 유리 섬유), 규산염 (예, 활석, 점토 (몬트모릴로나이트), 장석, 운모, 규산칼슘, 메타규산칼슘, 알루미노규산나트륨, 규산나트륨, 규산리튬 및 규산칼륨), 금속 황산염 (예, 황산칼슘, 황산바륨, 황산나트륨, 황산나트륨알루미늄, 황산알루미늄), 석고, 질석, 목분(wood flour), 알루미늄 삼수화물, 카본 블랙, 금속 산화물 (예, 산화칼슘 (석회), 산화알루미늄, 산화주석 (예, 산화제2주석), 이산화티탄) 및 금속 아황산염 (예, 아황산칼슘), 열가소성 입자 (폴리카르보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리술폰, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 폴리프로필렌, 아세탈 중합체, 폴리우레탄, 나일론 입자) 및 열경화성 입자 (예, 페놀릭 버블, 페놀릭 비드, 폴리우레탄 발포체 입자) 등이 있다. 할라이드 염의 예로는 염화나트륨, 칼륨 빙정석, 나트륨 빙정석, 암모늄 빙정석, 사불화붕산칼륨, 사불화붕산나트륨, 불화규소, 염화칼륨, 염화마그네슘이 있다. 금속 충전제의 예로는 주석, 납, 비스무스, 코발트, 안티몬, 카드뮴, 철, 티탄이 있다. 다른 여러가지 충전제로는 황, 유기 황 화합물, 흑연 및 금속 황화물이 있다.
그라인딩 층에 원하는 침식성을 부여하기 위해 바람직한 충전제로는 메타규산칼슘, 백색 산화알루미늄, 탄산칼슘, 염화암모늄 및 실리카가 있다. 백색 산화알루미늄 또는 탄산칼슘과 조합된 메타규산칼슘과 같은 충전제의 조합을 사용할 수 있다. 규산칼륨은 그라인딩 층에 20 내지 30 중량%의 농도로 첨가될 수 있고, 백색 산화알루미늄은 25 내지 35 중량%의 농도로 첨가될 수 있다. 미세한 표면 마감을 원하는 경우, 작은 입도에서 이용가능한 연질 충전제를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
첨가제
본 발명의 연마 용품의 그라인딩 층은 선택적인 첨가제, 예를 들면, 연마 입자 표면 개질 첨가제, 커플링제, 충전제, 증량제, 섬유, 대전방지제, 경화제, 현탁제, 감광제, 습윤제, 계면활성제, 안료, 염료, UV 안정화제 및 산화방지제를 추가로 포함할 수 있다. 이들 물질의 양은 원하는 성질을 제공하도록 선택된다.
커플링제
커플링제는 바인더와 연마 입자들 사이에 회합 브릿지를 제공할 수 있다. 부가적으로 커플링제는 바인더와 충전제 입자들 사이에 회합 브릿지를 제공할 수 있다. 커플링제의 예로는 실란, 티타네이트 및 지르코알루미네이트가 있다. 당업자에게 공지된 커플링제를 혼입시키기 위한 각종 수단이 있는데, 본 발명은 커플링제 함유물 또는 이러한 약품의 첨가를 어떠한 방식으로던지 제한하거나 필요로 하지 않는 것으로 해석된다. 예를 들면, 커플링제를 그라인딩 층에서 바인더 전구체에 직접 첨가할 수 있다. 그라인딩 층은 대체로 약 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 25 중량%의 커플링제를 함유할 수 있다. 별법으로, 커플링제를 충전제 입자의 표면에 도포할 수도 있다. 또 다른 방식에서, 연마 용품 내로 포함시키기 전에 연마 입자의 표면에 커플링제를 도포한다. 연마 입자는 연마 입자와 커플링제의 중량을 기준으로 대체로 약 0 내지 3 중량%의 커플링제를 함유할 수 있다. 커플링제의 시판예로는 "AI74"와 "AI230" (OSI)가 있다. 커플링제의 또 다른 시판예로는 상표명 "KR-TTS"로 켄리치 페트로케미칼스 (Kenrich Petrochemicals; Bayonne, NJ)로부터 입수가능한 이소프로필 트리이소스테로일 티타네이트가 있다.
현탁제
적합한 현탁제의 예로는 상표명 "OX-50"으로 데구사 코퍼레이션 (DeGussa Corp.; Ridgefield Park, NJ)으로부터 입수가능한 표면적 150 ㎡/g 미만의 비정질 실리카 입자가 있다. 연마 슬러리에 소형 입자 현탁제의 첨가는 대략적으로 소형 입자의 총 부피만큼 유체의 유효 부피를 증가시키고 분산액의 중간 내지 높은 전단 점도를 저하시킬 수 있다. 연마 슬러리의 펌핑 및 코팅 동안 알맞은 전단은 소형 입자 연쇄화를 파괴하고(하거나) 플록 (floc)를 느슨하게 하고 슬러리의 점도를 저하시켜 코팅가능한 분산액을 제공한다. 히스테리 (요변성)은 그라인딩 층의 평등화 (leveling)를 달성하기에 충분한 시간 동안 저하된 점도를 유지할 수 있다. 현탁제의 사용은 미국 특허 제5,368,619호에 더 기술되어 있다.
경화제
바인더 전구체는 바인더 전구체가 바인더로 전환되도록 중합 또는 가교결합 공정을 개시시키고 완료시키기 위한 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 경화제라는 용어는 개시제, 광개시제, 촉매 및 활성화제를 포괄한다. 경화제의 양과 종류는 주로 바인더 전구체의 화학에 따를 것이다.
유리 라디칼 개시제
바람직한 에틸렌계 불포화 단량체(들) 또는 올리고머(들)의 중합은 유리 라디칼 기전을 통해 일어난다. 에너지원이 전자선인 경우, 전자선은 중합을 개시시키는 유리 라디칼을 발생시킨다. 그러나, 바인더 전구체를 전자선에 노출시키는 경우에라도 개시제를 사용하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 에너지원이 열, 자외선 또는 가시광선인 경우, 유리 라디칼을 발생시키기 위해 개시제가 존재해야 할 수 있다. 자외선 또는 열에 노출시 유리 라디칼을 발생시키는 개시제 (즉, 광개시제)의 예로는 유기 퍼옥시드, 아조 화합물, 퀴논, 니트로소 화합물, 아실 할라이드, 히드라존, 머캅토 화합물, 피릴륨 화합물, 이미다졸, 클로로트리아진, 벤조인, 벤조인 알킬 에테르, 디케톤, 페논 및 이들의 혼합물이 있지만 이에 제한되지는 않는다. 자외선에 노출시 유리 라디칼을 발생시키는 광개시제의 시판예로는 IRGACURE 651과 IRGACURE 184 (시바 가이기 캄파니 (Ciba Geigy Company; Hawthorne, NJ)로부터 입수가능함), 및 DAROCUR 1173 (머크 (Merck)로부터 입수가능함)이 있다. 가시광선에 노출시 유리 라디칼을 발생시키는 개시제의 예는 미국 특허 제4,735,632호에서 찾을 수 있다. 가시광선에 노출시 유리 라디칼을 발생시키는 다른 광개시제로는 상표명 IRGACURE 369 및 IRGACURE 819 (시바 가이기 캄파니로부터 입수가능함)가 있다.
전형적으로, 개시제는 바인더 전구체의 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%의 양으로 사용된다.
부가적으로, 연마 입자 및(또는) 충전제와 같은 임의의 입자형 물질을 첨가하기 전에 개시제를 바인더 전구체 내에 분산시키는 것이, 바람직하게는 균일하게 분산시키는 것이 바람직하다.
일반적으로, 바인더 전구체를 방사선 에너지, 바람직하게는 자외선 또는 가시광선에 노출시키는 것이 바람직하다. 몇몇 경우, 특정 첨가제 및(또는) 연마 입 자가 자외선 및 가시광선을 흡수할 것이며, 이는 바인더 전구체를 적절하게 경화시키는 것을 어렵게 한다. 이러한 현상은 세리아 연마 입자와 탄화규소 연마 입자를 사용하는 경우 특히 그러하다. 예상외로, 인산염 함유 광개시제, 특히 아실포스핀 옥시드 함유 광개시제를 사용하면 이러한 문제를 극복하는데 도움이 되는 것으로 밝혀졌다. 그러한 광개시제의 예로는 상표명 LUCIRIN TPO로 바스프 코퍼레이션 (BASF Corporation; Charlotte, NC)로부터 입수가능한 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥시드가 있다. 아실포스핀 옥시드의 다른 시판예로는 DAROCUR 4263 및 DAROCUR 4265 (둘 모두 머크로부터 입수가능함)가 있다.
감광제
선택적으로, 그라인딩 층은 공기 중에서 또는 질소와 같은 불활성 분위기 중에서 중합에 영향을 미치는 감광제 또는 광개시제계를 함유할 수 있다. 이들 감광제 또는 광개시제계는 카르보닐기 또는 3급 아미노기 및 이들의 혼합기를 갖는 화합물을 포함한다. 카르보닐기를 갖는 바람직한 화합물 중에는 벤조페논, 아세토페논, 벤질, 벤즈알데히드, o-클로로벤즈알데히드, 크산톤, 티오크산톤, 9,10-안트라퀴논, 및 감광제로서 작용할 수 있는 다른 방향족 케톤이 있다. 바람직한 3급 아민 중에는 메틸디에탄올아민, 에틸디에탄올아민, 트리에탄올아민, 페닐메틸에탄올아민 및 디메틸아미노에틸벤조에이트가 있다. 일반적으로, 감광제 또는 광개시제계의 양은 바인더 전구체의 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 10 중량%, 더 바람직하게는 약 0.25 내지 약 4.0 중량%로 변할 수 있다. 감광제의 예로는 QUANTICURE ITX, QUANTICURE QT-X, QUANTICURE PTX, QUANTICURE EPD (모두 비들 소이어 코퍼레 이션 (Biddle Sawyer Corp.)으로부터 입수가능함)가 있다.
연마 용품
본 발명에 따른 연마 용품은 그라인딩 층을 포함한다. 바람직하게, 그라인딩 층은 백킹에 결합 또는 접착되거나 부착되어 있다. 바람직하게, 그라인딩 층은 어떠한 방식으로, 예를 들어 다수의 형상의 연마 복합재를 포함하는 그라인딩 층을 가짐으로써 텍스처링되어 있다. 연마 복합재는 정확한 형상이거나 또는 불규칙한 형상일 수 있고, 그라인딩 층은 정확한 형상의 복합재와 불규칙한 형상의 복합재의 조합을 포함할 수 있다. 연마 복합재는 정확한 형상인 것이 바람직하다.
이제 도면을 참조하여, 본 발명의 방법에 사용하기 위한 연마 용품 (10)의 하나의 바람직한 실시태양을 도 1에 예시되어 있다. 용품 (10)은 당업자에게 공지되어 있는 순환 벨트, 패드 또는 웹상 형과 같은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 도시된 바와 같이, 연마 용품 (10)은 다수의 연마 복합재 (16)으로 구성된 그라인딩 층을 그의 하나의 주면 상에 갖고 있는 백킹 (12)를 포함한다. 연마 복합재 (16)는 바인더 (15)와 같은 결합 매트릭스 내에 분산된 연마 조립자를 포함한다. 한 면에서, 연마 조립자는 바인더 (15) 내에 분산된 다이아몬드 비드 연마 입자 (14)이다. 연마 복합재 (16)은 약 40 중량% 내지 약 60 중량%의 충전제를 더 포함한다 (도시하지 않음). 바람직하게, 바인더는 다관능성 아크릴레이트, 가장 바람직하게는 트리스(히드록시에틸) 이소시아누레이트와 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트의 혼합물을 포함한다. 바인더 (15)는 전형적으로 연마 복합재 (16)을 백킹 (12)에 결합시킨다. 선택적으로, 프리-사이즈 (pre-size) 코팅 또는 타이 층 (tie layer) (13)을 연마 복합재 (16)과 백킹 (12) 사이에 삽입시킬 수 있다. 연마 복합재 (16)은 바람직하게는 식별가능한 형상을 갖는다. 처음에는, 다이아몬드 비드 연마 입자 (14)는 바인더 (15)의 표면 위로 돌출하지 않는 것이 바람직하다. 표면을 연마하기 위해 연마 용품 (10)을 사용함에 따라, 연마 복합재가 부서져서 연마 그라인딩에 사용할 수 있는 사용되지 않은 다이아몬드 비드 연마 입자 (14)를 노출시킨다.
연마 복합재는 다양한 임의의 형상으로 제조될 수 있다. 전형적으로, 백킹과 접촉하는 형상의 기부면의 표면 단면적은 백킹으로부터 떨어진 복합재의 먼 단부의 표면 단면적보다 그 값이 더 크다. 복합재의 형상은 입방체형, 블록형, 원통형, 프리즘형, 직사각형, 피라미드형, 끝이 잘린 피라미드형, 원추형, 끝이 잘린 원추형, 십자형, 꼭대기면이 평평한 기둥형 (post-like)과 같은 많은 기하학적 형상 중에서 선택할 수 있다. 다른 형상은 반구형이며 이는 PCT WO 제95/22436호에 더 기술되어 있다. 생성된 연마 용품은 상이한 연마 복합재 형상들의 혼합물을 가질 수 있다.
기부의 연마 복합재들은 서로 다른 것과 접할 수 있거나, 별법으로 인접한 연마 복합재의 기부들은 약간의 특정 거리를 두고 서로 떨어져 있을 수 있다. 접한다는 이러한 정의는 인접한 복합재들이 복합재들의 마주보는 측벽들 사이에 접촉하여 뻗어있는 공통의 연마 물질 랜드(land) 또는 브릿지형 구조를 공유하는 배열을 또한 포함하는 것으로 이해해야 한다. 연마 물질 랜드는 연마 복합재를 형성하기 위해 사용된 것과 동일한 연마 슬러리로부터 형성될 수 있다.
일반적으로, 연마 복합재 (16)의 하나의 바람직한 형상은 도 1에 도시된 바와 같은 평평한 꼭대기 (18)와 바깥쪽으로 벌어진 기부 (20)을 갖는 끝이 잘린 피라미드이다. 연마 복합재 (16)의 높이 H는 코팅된 연마 용품 (10)을 가로질러 일정한 것이 바람직하지만, 다양한 높이의 연마 복합재를 갖는 것도 또한 가능하다. 복합재의 높이 H는 약 10 내지 약 1500 ㎛, 바람직하게는 약 25 내지 약 1000 ㎛, 더 바람직하게는 약 100 내지 약 600 ㎛, 가장 바람직하게는 약 300 내지 약 500 ㎛일 수 있다.
인접한 연마 복합재들의 기부 (20)은 랜드 영역 (22)를 두고 서로 분리되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 랜드 영역 (22) 또는 간격은 유체 매질이 연마 복합재들 사이를 자유로이 유동하도록 하는 수단을 제공하는 것으로 믿어지고, 따라서 이는 보다 우수한 절삭율, 표면 마감 또는 유리 표면 평평도의 증가에 기여하는 경향이 있는 것으로 생각된다. 연마 복합재들 사이의 거리는 선형 ㎝ 당 약 0.3개의 연마 복합재 내지 선형 ㎝ 당 약 100개의 연마 복합재, 바람직하게는 선형 ㎝ 당 약 0.4개의 연마 복합재 내지 선형 ㎝ 당 약 20개의 연마 복합재, 더 바람직하게는 선형 ㎝ 당 약 0.5개의 연마 복합재 내지 선형 ㎝ 당 약 10개의 연마 복합재, 가장 바람직하게는 선형 ㎝ 당 약 6개의 연마 복합재 내지 선형 ㎝ 당 약 7개의 연마 복합재로 변할 수 있다.
연마 용품의 한 측면에서, 영역 간격 밀도가 적어도 5개의 연마 복합재/㎠, 바람직하게는 적어도 30개의 연마 복합재/㎠이다. 본 발명의 추가의 실시태양에서, 복합재들의 영역 간격 밀도는 1 미만 내지 약 12,000개의 연마 복합재/㎠이다.
직사각형 또는 끝이 잘린 피라미드 형상이 사용되는 경우, 기부 (20)은 일반적으로 길이가 약 100 내지 약 500 ㎛이다. 연마 복합재를 형성하는 측면들은 곧거나 또는 테이퍼형 (tapered)일 수 있다. 측면들이 테이퍼형이면, 상기 논의된 바와 같이 제작 도구의 공극으로부터 연마 복합재 (16)을 제거하기가 일반적으로 더 쉽다. 도 1에서 각 "A"는 연마 복합재들 (16) 사이의 랜드 영역 (22)과 만나는 지점에서 연마 복합재 (16)의 기부 (20)을 가로지르는 가상의 수직선 (즉, 이 가상의 선은 랜드 영역 (22)에 수직임)으로부터 측정한다. 각 "A"는 약 1˚ 내지 약 75˚, 바람직하게는 약 2˚ 내지 약 50˚, 더욱 바람직하게는 약 3˚ 내지 약 35˚, 가장 바람직하게는 약 5˚ 내지 약 15˚일 수 있다.
그라인딩 공정에 있어서, 연마 용품은 패드의 형태로 제공될 수 있고, 용품 (10)의 백킹 (12)는 감압성 접착제를 사용하여 중합성 재료, 예를 들어 폴리카르보네이트로 제조된 서브패드 (24)에, 또는 우레탄 백킹 패드 또는 실리콘 발포체 패드에 부착될 수 있다. 패드는 전형적으로 폴리싱 동안 연마 용품에 쿠션을 제공하는 연질의 발포체 패드에 부착된다. 이어서, 연마 용품을 포함하는 발포체 패드는 폴리셔 플랫폼에 고정되거나 폴리셔 플랫폼에 직접 부착될 수 있다.
이제 도 2를 살펴보면, 본 발명에 따른 연마 용품 (10')의 또다른 바람직한 실시태양을 단면도로 예시하고 있다. 이 실시태양에서, 연마 복합재 (16')는 아래위를 자른 구형이다. 연마 용품 (10')은 열가소성 폴리에스테르 프리사이즈 코팅 (13')이 그의 하나의 주면 상에 밀봉된 직조된 폴리에스테르 백킹 (12')를 갖는다. 고화시킨 프리사이즈 코팅 (13')에, 스크린 (도시하지 않음)을 통해 연마 입자와 바인더 전구체를 포함하는 슬러리를 도포한다. 복합재 (16')는 크기와 형상이 다양할 수 있고, 프리사이즈 코팅 (13') 상에 랜덤하게 또는 균일하게 분포될 수 있다. 바람직하게는, 복합재들 (16')는 도 3의 편평도에서 원형으로 보이며 직경이 동일하다.
개별 연마 복합재들의 형상에는 무관하게, 백킹의 표면적의 바람직하게는 약 20 % 내지 약 90 %, 더 바람직하게는 약 40 % 내지 약 70 %, 가장 바람직하게는 약 50 % 내지 약 60 %가 연마 복합재로 덮일 것이다. 부가적으로, 정확한 형상의 복합재의 기부 부분의 표면적은 복합재의 꼭대기 표면적보다 50 % 이하, 더 바람직하게는 25% 이하, 가장 바람직하게는 15% 이하로 더 크다. 복합재의 최외곽 표면은 최외각에서 그라인딩 층의 작업 표면을 제공하고, 작업 표면은 본원에 기재된 그라인딩 공정 동안 작업편과 접촉할 것이다. 그라인딩 공정이 수행되면서, 복합재는 점차적으로 마모될 것이고, 이에 따라 동시에 연마 용품의 작업 표면을 다시 형성하면서 그라인딩을 계속하기 위한 새로운 또는 사용하지 않은 연마 입자를 노출시켜야 한다.
언급된 바와 같이, 본 발명에 유용한 연마 용품은 연마 패드, 순환 벨트 또는 웹 포맷의 형태일 수 있다. 다른 실시태양이 당업자에게 알려져 있을 수 있고, 본 발명은 연마 용품의 어느 한 유형의 사용에 제한되지는 않는다. 또한, 본 발명에 유용한 연마 용품은 통상 코팅된 연마 용품을 더 포함할 수 있고, 이러한 용품은 상기 언급된 복합재를 함유하지 않는 그라인딩 층을 포함할 수 있다. 전형적으로, 연마 용품은 작업편의 표면과 접촉할 수 있는 산재된 영역의 최외각 표면과 절 삭물을 없애거나 "절삭부스러기 (swarf)"를 작업편 표면에서 제거하는 크기의 그라인딩 층 내 채널부 또는 영역을 제공하는 소정 방식으로 텍스처링된 그라인딩 층을 포함한다. 예컨대, 그라인딩 공정 중에 용품의 상대 이동 방향으로 측정한 치수가 약 0.02 ㎜ 초과 약 5 ㎜ 미만인 다수의 접촉 특징을 갖는 그라인딩 층을 포함할 것이다. 이러한 용품은 용품의 작업 부위에서 전체 그라인딩 층 중 75 % 미만, 바람직하게 50 % 미만을 포함하는 다수의 접촉 영역을 가질 수 있다. 전형적으로 5 % 이상, 바람직하게 25 % 이상의 그라인딩 층은 접촉 표면에서 아래로 크기가 10 미크론 이상의 특징을 포함할 것이다.
정확한 형상의 연마 복합재를 갖는 연마 용품의 제조 방법
본 발명의 연마 용품은 우선 바인더 전구체 및 연마 입자, 바람직하게 다이아몬드 또는 다이아몬드 비드 연마 입자, 충전제 및 목적하는 임의의 첨가제를 임의의 적합한 혼합 기술에 의해 함께 조합함으로써 연마 슬러리를 제조함으로써 제조될 수 있다. 혼합 기술의 예에는 저전단 및 고전단 혼합이 있으며, 고전단 혼합이 바람직하다. 연마 슬러리의 점도를 저하시키기 위해 혼합 단계와 함께 초음파 에너지를 또한 이용할 수 있다. 전형적으로, 연마 입자는 바인더 전구체에 점차적으로 첨가한다. 연마 슬러리는 바인더 전구체, 연마 입자, 충전제 및 선택적인 첨가제의 균질 혼합물인 것이 바람직하다. 필요한 경우 점도를 저하시키기 위해 물 및(또는) 용매를 첨가할 수 있다. 연마 슬러리 중의 공기 버블의 양은 혼합 단계 동안 또는 그 이후 진공을 걸어서 최소화시킬 수 있다. 몇몇 경우, 점도를 저하시키기 위해 연마 슬러리를 일반적으로 약 30 ℃ 내지 약 70 ℃로 가열하는 것이 바 람직하다. 잘 코팅하고 연마 입자와 다른 충전제들이 코팅하기 전에 침전하지 않도록 유동학을 보장하기 위해 코팅하기 전에 연마 슬러리를 모니터링하는 것이 중요하다.
정확한 형상의 그라인딩 층을 얻기 위해, 연마 슬러리가 제작 도구의 공극 내에 존재하는 동안 바인더 전구체를 실질적으로 고화시키거나 또는 경화시킨다. 별법으로, 제작 도구는 실질적인 경화 이전에 바인더 전구체로부터 제거되어, 슬럼프진 다소 불규칙한 형상의 측벽을 형성시킨다.
정확한 형상의 연마 복합재를 포함하는 연마 용품의 바람직한 제작 방법에서는 다수의 공극을 갖고 있는 제작 도구를 사용한다. 공극/유닛 영역의 수는 상응하는 수의 연마 복합재/유닛 영역을 갖는 연마 용품을 생성시킨다. 이들 공극은 원통, 반구형, 피라미드, 직사각형, 끝이 잘린 피라미드, 프리즘, 입방체, 원뿔, 끝이 잘린 원뿔 등의 임의의 형상과 같은 임의의 기하학적 형상을 가질 수 있다. 공극들은 본원에 기재된 복합재를 제공하기 위해 임의의 적합한 형상으로 제공될 수 있다. 공극의 치수는 원하는 수의 연마 복합재/유닛 영역을 얻도록 선택된다. 제작도구의 공극들은 인접한 공극들 사이에 공간이 있는 점 (dot like) 패턴으로 존재할 수 있거나, 공극들은 서로 접할 수 있다. 공극들이 열과 행으로 배열되어 있다고 가정하여, 공극들의 인접한 열 또는 행의 공극 특징은 서로 삽입될 수 있거나, 인접한 열 또는 행 사이에 공간이 있을 수 있다는 것이다. 공극의 열 및 행이 존재한다면, 이들인 직교할 필요가 없다.
연마 슬러리는 다이 코팅, 진공 다이 코팅, 분무, 롤 코팅, 트랜스퍼 (trnasfer) 코팅 및 나이프 코팅 등과 같은 임의의 통상의 기술에 의해 제작 도구의 공극 내로 코팅시킬 수 있다. 제작 도구가 평평한 꼭대기나 비교적 곧은 측벽을 갖는 공극을 갖는다면, 수지 내 또는 수지 부근에서의 공기 포획을 최소화하기 위해 코팅하는 동안 진공을 사용하는 것이 바람직하다.
제작 도구는 벨트, 시트, 연속 시트 또는 웹, 로토그라비어 (rotogravure) 롤과 같은 코팅 롤, 코팅 롤 상에 장치된 슬리브 또는 다이일 수 있다. 제작 도구는 니켈-도금된 표면을 포함한 금속, 금속 합금, 세라믹 또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 제작 도구, 그의 제작법, 재료 등에 대한 추가의 정보는 미국 특허 제5,152,917호 (Pieper 등)과 동 제5,435,816호 (Spurgeon 등)에서 찾을 수 있다. 바람직한 제작 도구의 하나는 금속 마스터로 엠보싱된 열가소재 제작 도구이다.
연마 슬러리가 열경화성 바인더 전구체를 포함하는 경우, 상기 바인더 전구체를 경화시키거나 중합시켜야 한다. 이러한 중합은 일반적으로 에너지원에 노출시 개시된다. 일반적으로, 에너지량은 바인더 전구체 화학, 연마 슬러리의 치수, 연마 입자의 양과 종류, 충전제의 양과 종류, 및 선택적인 첨가제의 양과 종류와 같은 몇몇 인자에 따른다. 방사선 에너지가 바람직한 에너지원이다. 적합한 방사선 에너지원은 전자선, 자외선 또는 가시광선을 포함한다. 전자선 방사선은 약 0.1 내지 약 10 M㎭의 에너지 수준으로 사용할 수 있다. 자외선 방사선은 파장 약 200 내지 약 400 ㎚, 바람직하게는 약 250 내지 400 ㎚ 범위의 비입자형 방사선을 나타낸다. 방사선원의 바람직한 출력은 118 내지 236 와트/㎝이다. 가시광선 방사선은 파장 약 400 내지 약 800 ㎚, 바람직하게는 약 400 내지 약 550 ㎚ 범위의 비입자형 방사선을 나타낸다.
제작 도구를 코팅한 후, 백킹과 연마 슬러리를 연마 슬러리가 백킹의 앞면을 적시도록 임의의 적합한 수단으로 접촉시킨다. 따라서, 연마 슬러리를 예를 들어 접촉 닙 롤의 수단으로 백킹과 접촉시킨다. 이어서, 바인더 전구체를 적어도 부분적으로 경화시키기 위해 본원에 기술한 바와 같은 몇가지 형태의 에너지를 에너지원에 의해 연마 슬러리로 투과시킨다. 광 방사선을 도구 내의 공극 내에 담겨있는 슬러리로 투과시키기 위해 예를 들면, 제작 도구는 투명한 재질 (예, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌)일 수 있다. 용어 "부분 경화"는 연마 슬러리를 제작 도구에서 제거할 때 연마 슬러리가 유동하지 않는 상태로 바인더 전구체를 경화시키는 것을 의미한다. 완전히 경화시키지 않은 경우, 바인더 전구체는 제작 도구로부터 제거한 후 임의의 에너지원에 의해 완전히 경화시킬 수 있다. 이러한 바람직한 방법에 따라 연마 용품을 제조하기 위해 제작 도구를 사용하는 것에 관한 다른 상세한 설명은 미국 특허 제5,152,917호 (Pieper 등)와 동 제5,435,816호 (Spurgeon 등)에 더 기재되어 있다.
이러한 제1법의 다른 변형에서는, 연마 슬러리를 제작 도구의 공극 내가 아니라 백킹 상에 코팅시킬 수 있다. 이어서, 연마 슬러리가 코팅된 백킹을 연마 슬러리가 제작 도구의 공극 내로 유동하도록 제작 도구와 접촉시킨다. 연마 용품을 제조하기 위한 나머지 단계는 상술한 바와 동일하다. 이 방법에 관하여, 바인더 전구체를 방사선 에너지에 의해 경화시키는 것이 바람직하다. 방사선 에너지는 백킹을 통해 및(또는) 제작 도구를 통해 투과될 수 있다. 방사선 에너지가 백킹 또 는 제작 도구 모두를 통해 투과되는 경우, 백킹 또는 제작 도구는 방사선 에너지를 인지가능한 정도로 흡수하지 않아야 한다. 부가적으로, 방사선 에너지원은 백킹 또는 제작 도구를 인지가능한 정도로 분해시키지 않아야 한다. 예를 들어, 자외선광은 폴리에스테르 필름 백킹을 통해 투과될 수 있다.
별법으로, 제작 도구를 특정한 열가소성 재료, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리(에테르 술폰), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드 또는 이들의 조합으로 제조하면, 자외선 또는 가시광선은 제작 도구를 통해 연마 슬러리 내로 투과될 수 있다. 몇몇 경우, 열가소재 제작 도구 내로 자외선 안정화제 및(또는) 산화방지제를 포함시키는 것이 바람직하다. 열가소재 제작 도구에 있어서, 연마 용품을 제조하기 위한 작동 조건은 과도한 열이 발생하지 않도록 설정해야 한다. 과도한 열이 발생하면 이는 열가소재 도구를 일그러지게하거나 용융시킬 수 있다.
연마 용품을 제조한 후, 연마 용품을 사용하기 전에 적합한 형태/형상으로 전환시키기에 앞서 연화시키고(시키거나) 가습시킬 수 있다.
비정확한 형상의 연마 복합재를 갖는 연마 용품의 제조 방법
연마 용품의 또다른 제조 방법은 연마 복합재가 비정확한 형상 또는 불규칙한 형상을 갖는 방법이다. 이 방법에서, 일단 연마 슬러리가 제작 도구로부터 제거되면 연마 슬러리를 에너지원에 노출시킨다. 제1 단계는 백킹의 앞면을 연마 슬러리로 드롭 다이 코터, 롤 코터, 나이프 코터, 커튼 코터, 진공 다이 코터 또는 다이 코터와 같은 임의의 통상의 기술에 의해 코팅하는 단계이다. 원하는 경우, 점도를 저하시키기 위해 코팅하기 전에 연마 슬러리를 가열하고(하거나) 슬러리를 초음파처리하는 것도 가능하다. 이어서, 연마 슬러리/백킹 조합물을 제작 도구와 접촉시킨다. 제작 도구는 상술한 제작 도구와 동일한 유형일 수 있다. 제작 도구는 일련의 공극들을 포함하며, 연마 슬러리는 이들 공극 내로 유동한다. 제작 도구로부터 연마 슬러리를 제거하면 연마 슬러리는 그와 관련된 패턴을 가질 것이며; 연마 복합재의 패턴은 제작 도구의 공극으로부터 형성된다. 제거한 후, 연마 슬러리로 코팅된 백킹을 에너지원에 노출시켜 바인더 전구체의 중합을 개시시켜 연마 복합재를 형성시킨다. 연마 슬러리로 코팅된 백킹을 제작 도구로부터 방출시키는 것에서 바인더 전구체를 경화시키는 것 사이의 시간은 비교적 최소인 것이 일반적으로 바람직하다. 이 시간이 너무 길면, 연마 슬러리는 유동할 것이고 패턴은 패턴이 본질적으로 사라질 정도로 일그러질 것이다.
이러한 방법의 다른 변형에서는, 연마 슬러리를 백킹 상이 아니라 제작 도구의 공극 내로 코팅할 수 있다. 이어서, 연마 슬러리가 백킹을 적시고 백킹에 접착하도록 백킹을 제작 도구와 접촉시킨다. 이러한 변형에서, 예를 들면, 제작 도구는 로토그라비어 롤일 수 있다. 연마 용품을 제조하기 위한 나머지 단계는 상술한 바와 동일하다.
또 다른 변법은 패턴을 발생시키기 위해 스크린을 통해 연마 슬러리를 분무하거나 코팅시키는 것이다. 이어서, 바인더 전구체를 경화시키거나 고화시켜 연마 복합재를 형성한다.
그와 관련된 패턴 또는 텍스처를 갖는 그라인딩 층을 갖는 연마 용품을 제조 하기 위한 추가의 기술은 엠보싱된 백킹을 제공한 다음 이 백킹 상에 연마 슬러리를 코팅하는 것이다. 그라인딩 층은 엠보싱된 백킹의 윤곽에 일치하여 패턴 또는 텍스처링된 코팅을 제공한다.
연마 용품을 제조하기 위한 또 다른 방법은 미국 특허 제5,219,462호에 기술되어 있다. 연마 슬러리는 엠보싱된 백킹의 홈들 내로 코팅시킨다. 연마 슬러리는 연마 입자, 바인더 전구체 및 증량제를 함유한다. 생성된 구조물을 증량제가 연마 슬러리를 백킹의 앞면을 넘어 팽창하도록 하는 조건에 노출시킨다. 이어서, 바인더 전구체를 고화시켜 바인더를 형성하고, 연마 슬러리를 연마 복합재로 전환시킨다.
연마 용품은 원하는 용도에 따라 임의의 원하는 형상 또는 형태로 전환시킬 수 있다. 이러한 전환은 슬릿팅(slitting), 다이 커팅 또는 임의의 적합한 수단에 의해 성취할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 사용하는데 또다른 연마 용품이 적합할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 연마 용품을 제조하는 또다른 방법은 다수의 연마제 덩어리를 백킹에 결합시키는 것이다. 이러한 연마제 덩어리는 함께 결합되어 제1 바인더에 의해 성형된 덩어리를 형성하는 다수의 연마 입자를 포함한다. 이어서, 얻어진 연마제 덩어리를 제2 바인더 전구체에 분산시키고 백킹에 코팅한다. 제2 바인더 전구체는 나이프 코팅, 롤 코팅, 분무 코팅, 곡률 코팅, 다이 코팅, 커튼 코팅 또는 다른 통상적인 코팅 기술로서 백킹에 적용될 수 있고, 그 후 에너지원에 노출되어 결합제 전구체가 고화되어 경화된 또는 경질의 바인더를 형성한다.
연마 용품의 또다른 실시태양은 미국 특허 제5,341,609호 (Gorsuch 등)에 기재되어 있고, 그의 내용은 본원에 참고로 인용되어 있다. 유사하게, 상품명 3MTM Flexible Diamond Belts (미네소타 마이닝 앤드 매뉴펙처링 캄파니 (Minnesota Mining and Manufacturing Company), St. Paul, Minnesota)로 시판되는 연마 벨트가 본 발명의 방법에 유용할 것이다. 이러한 벨트는 전형적으로 백킹에 부착된 연마 표면을 제공하고, 여기서 연마제는 가요성 백킹 재료에 부착된 연마 층을 갖는 코팅된 연마 벨트이다. 백킹은 하나 이상의 가요성 지지체 및 고온 용융 접착제 층을 갖고, 인접한 말단에 대해 연속적이어서 중첩을 제공하는 고온-용융 접착제 층을 갖는 인접한 보완적인 말단을 갖는 연장된 스트립의 형태이다. 이러한 코팅된 연마 벨트는 그의 길이에 걸쳐 실질적으로 동일한 두께를 갖는다. 코팅된 연마 용품의 폭은 연장된 스트립의 폭과 동일하다. 메시 재료의 층으로 구성된 연마 층은 전착된 금속 (예, 니켈)의 층이고, 여기에 연마 과립이 박혀있다. 코팅된 메시 재료는 전형적으로 백킹 재료의 주 표면에 적층되거나, 다르게는 단일 층일 경우 백킹이 접착제 층에 적층된다. 특히 본 발명의 실행에서 유용성을 나타낼 것으로 기대되는 3MTM Flexible Diamond Belts는 3MTM Flexible Diamond Belts 모델 3M 6459J 형 TW/P/18과 같은 20, 10 및 6 ㎛의 다이아몬드를 포함하는 벨트이다.
본 발명에 따른 유리 표면의 처리에서, 발명의 방법은 조대 유리 그라인딩에서 보통 찾아볼 수 있는 조가비 모양의 파면이 실질적으로 없는 유리 마감 방법의 그라인딩 부분을 달성한다. 이는 본 발명에서 상기 언급된 가요성 연마 재료를 사 용하고 연마제를 유리 표면에 고속으로 적용하여 높은 제거 속도를 제공함으로써 달성된다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 방법은 가요성 연마 용품의 연마 표면을 유리 작업편의 표면과 접촉시킨 후 작업편을 가요성 연마 용품의 그라인딩 층과 상대적으로 이동시켜 유리 표면을 그라인딩시킴으로써 달성된다. 이러한 방법에서, 유리 표면에 대한 연마 용품의 상대 속도는 약 16.5 m/초 이상 또는 3,300 표면 피트/분 (sfpm) 이상, 전형적으로 약 16.5 m/초 내지 약 55 m/초 (10,000 sfpm) 및 바람직하게 약 33 m/초 (6,700 sfpm) 이상이다.
당업자들은 본 발명이 특정 표면 속도에 제한하는 것이 아니며 다른 표면 속도가 적합할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 유리 표면과 연마 용품과의 상대 속도는 일반적으로 약 1 ㎛/분, 바람직하게 약 7 ㎛/분 내지 약 150 ㎛/분의 절삭률을 제공하여 유리 작업편에 약 0.03 ㎛ 미만의 최종 평균 표면 조도 Ra를 충분히 제공할 수 있는 정도이어야 한다.
그라인딩의 완료 후, 그라인딩된 유리의 표면을 광학 시차 간섭 대조 현미경 검사법에 의해 시험할 수 있다. 바람직하게, 500 배 배율에서 그라인딩된 표면은 조가비 모양의 파면 또는 유리의 처리된 표면 아래로 연장되는 다른 깊은 스크래치가 거의 없거나 관찰할 수 없는 미세한 찰흔의 패턴을 나타낼 것이다. 전형적으로, 평균 표면 마감 조도 Ra는 0.20 ㎛ 미만, 및 바람직하게 0.10 ㎛ 미만, 더욱 바람직하게 약 0.030 ㎛ 미만일 것이다.
바람직하게 그라인딩 공정은 연마 용품과 유리 표면 사이에 도입된 액체의 존재하에서 수행된다. 액체는 그라인딩 공정 동안 과량의 열을 방지하며 그라인딩 동안 용품과 작업편간의 경계면에 윤활제 역할을 한다. 또한, 액체는 폴리싱 경계면에서 절삭부스러기 (swarf)를 제거한다. "절삭부스러기"는 연마 용품에 의해 연마되어 제거된 실제 부스러기를 설명하기 위해 사용되는 용어이다. 따라서, 계면으로부터 절삭부스러기를 제거하는 것이 바람직하다. 액체의 존재 하에 폴리싱하는 것은 또한 작업편 표면 상에 보다 미세한 마감을 형성할 수 있다.
적합한 액체로는 아민, 광유, 케로센, 광물 스피릿(spirits), 오일의 수용성 에멀젼, 폴리에틸렌이민, 에틸렌 글리콜, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 프로필렌 글리콜, 아민 보레이트, 붕산, 아민 카르복실레이트, 소나무 오일, 인돌, 티오아민염, 아미드, 헥사히드로-1,3,5-트리에틸트리아진, 카르복실산, 나트륨 2-머캅토벤조티아졸, 이소프로판올아민, 트리에틸렌디아민 테트라아세트산, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 벤조트리아졸, 나트륨 2-피리딘티올-1-옥시드 및 헥실렌 글리콜 중 하나 이상을 함유하는 수계 용액이 있다.
시판 윤활제로는 예를 들면, 상표명 BUFF-O-MINT {아메라트론 프로덕츠 (Ameratron Products)로부터 입수가능함}, CHALLENGE 300HT 또는 605HT {인터서피스 다이나믹스 (Intersurface Dynamics)로부터 입수가능함}, CIMTECH GL2015, CIMTECH CX-417 및 CIMTECH 100 {CIMTECH는 신시내티 밀라크론 (Cincinnati Milacron)으로부터 입수가능함}, DIAMOND KOOL 또는 HEAVY DUTY {로데스 (Rhodes)로부터 입수가능함}, K-40 {엘오에치 옵티칼 (LOH Optical)로부터 입수가능함}, QUAKER 101 {콰커 스테이트 (Quaker State)로부터 입수가능함}, SYNTILO 9930 {캐 스트롤 인더스트리알 (Castrol Industrial)로부터 입수가능함}, TRIM HM 또는 TRIM VHP E320 {마스터 케미칼 (Master Chemical)로부터 입수가능함}, LONG-LIFE 20/20 {엔씨에이치 코퍼레이션 (NCH Corp)로부터 입수가능함}, BLASECUT 883 {블레이저 스위스루브 (Blaser Swisslube)로부터 입수가능함}, ICF-31NF {드 보이스 (Du Bois)로부터 입수가능함}, SPECTRA-COOL {살렘 (Salem)으로부터 입수가능함}, SURCOOL K-11 {텍사스 엔탈 (Texas Ntal)로부터 입수가능함}, Chem Cool 9016 {브렌트 아메리카 (Brent America)로부터 입수가능함}, AFG-T {노리타케 (Noritake)로부터 입수가능함}, SAFETY-COOL 130 {캐스트롤 인더스트리알로부터 입수가능함}과 RUSTLICK {데분 (Devoon)으로부터 입수가능함}으로 알려진 것들이 있다.
부착 수단
연마 용품이 패드의 형태일 경우, 용품은 감압성 접착제, 후크 및 루프 부착, 기계적 부착 또는 영구 접착제와 같은 부착 수단에 의해 서브패드 또는 그라인딩 플랫폼에 고정된다. 부착 수단은 연마 용품이 지지 패드에 단단히 고정되어 유리 폴리싱의 가혹함 (습윤 환경, 열 발생 및 압력)에서도 버틸 수 있도록 하여야 한다.
본 발명에 적합한 감압성 접착제의 대표적인 예로는 라텍스 크레이프 (crepe), 로진, 아크릴 중합체 및 공중합체, 예를 들면, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 에스테르, 비닐 에테르 (예, 폴리비닐 n-부틸 에테르), 알키드 접착제, 고무 접착제 (예, 천연 고무, 합성 고무, 염소화 고무) 및 이들의 혼합물이 있다. 감압성 접착제는 물 또는 유기 용매로 코팅시킬 수 있다. 몇몇 경우, 비극 성 유기 용매로 코팅시키는 고무계 감압성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 별법으로, 감압성 접착제는 트랜스퍼 테이프일 수 있다.
별법으로, 연마 용품은 연마 용품을 지지 패드 또는 폴리셔 플랫폼에 고정시키기 위해 후크 및 루프형 부착 시스템을 포함할 수 있다. 루프 구조가 코팅된 연마 용품의 후면 상에 있고, 후크가 서브패드 상에 있을 수 있다. 별법으로, 후크가 연마 용품의 후면 상에 있고, 루프가 서브패드 또는 폴리셔 플랫폼 상에 있을 수 있다. 이러한 후크 및 루프형 부착 시스템은 미국 특허 제4,609,581호; 동 제5,254,194호 및 동 제5,505,747호와 국제 특허 출원 공개 WO 제95/19242호에 더 기술되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시태양을 하기 비제한적인 실시예에서 더 상세히 설명할 것이다. 실시예에서 모든 부, 퍼센티지, 비 등은 달리 지시하지 않으면 중량 기준이다.
재료의 설명
하기 약어를 재료의 식별을 위해 사용한다.
APS: 음이온성 폴리에스테르 계면활성제, 아이씨아이 아메리카스 (Wilmington, DE)에서 상표명 "ZEPHRYM PD9000"으로 입수가능함;
OX-50: 표면적 50 ㎡/g의 실리카 현탁제, 데구사 코퍼레이션 (DeGussa Corporation; Dublin, OH)에서 상표명 "OX-50"으로 입수가능함;
CC: 탄산칼슘 충전제, ECC 인터네셔날 (ECC International, Sylacauga, AL) 에서 상표명 "Micro-White 25"로 입수가능함;
IRG 819: 포스핀 옥시드, 페닐 비스(2,4,6-트리메틸 벤조일) 광개시제, 시바 가이기 코퍼레이션 (Greensboro, NC)에서 상표명 "IRGACURE 819"로 입수가능함;
SR368D: 아크릴레이트 에스테르 블렌드, 사르토머 캄파니 (West Chester, PA)에서 상표명 "SR368D"로 입수가능함;
DIA: 2.3 ㎛의 중간 크기 공업용 다이아몬드 입자, 워렌 다이아몬드 파우더 캄파니., 인크 (Warren Diamond Powder Co., Inc.; Olyphant, PA)에서 상표명 "RB DIAMOND"로 입수가능함.
다이아몬드 비드 연마 입자의 제조
Ludox LS 콜로이드성 실리카 분산액 {듀퐁 캄파니 (Dupont Co.; Wilmington, DE)로부터 입수가능함} 200 g, AY-50 계면활성제 {아메리칸 사이아나미드 (American Cyanamid; Wayne, NJ)로부터 입수가능함} 0.6 g과 DIA 30 g의 슬러리를 톱니 고전단 혼합기 (3" 블레이드 직경)를 사용하여 825 내지 1350 rpm에서 30분 동안 혼합하였다. 대략 18 ℓ (4.75 갤런)의 2-에틸 헥산올을 AY-50 계면활성제 20 g과 함께 용기에 첨가하였다. 상기 슬러리를 연속 교반하면서 2-에틸 헥산올에 첨가하여 혼합물을 30분 동안 진탕시켰다. 2-에틸 헥산올을 취출시키고, 비드를 아세톤으로 세척하여 550 ℃에서 가열하고 체질하여 크기분류하였다. 이 경우, 비드의 직경은 37 ㎛ 미만이었다.
제작 도구
연마 용품은 제작 도구중 형성된 연마 복합재를 함유하도록 제조되었다. 도 구는 미국 특허 제5,672,097호에 개시된 방법에 따라 제조되었다. 제작 도구는 상표명 "폴리프로 (PolyPro) 3445" 하에 엑손 (Exxon)으로부터 시판되는 폴리프로필렌 시트 재료로부터 제조된 연속 웹이었다. 도구는 니켈 도금된 마스터로 엠보싱되었다. 마스터 도구는 상기 언급된 미국 특허 제5,672,097호의 부록에 기재된 4 개의 컴퓨터 프로그램을 따라 치수 홈 및 본질을 변화시킨 패턴으로 다이아몬드를 커팅한 후 니켈 도금함으로써 제조하였다. 제작 도구는 "기저"를 형성하는 공극을 입구로 하여 반전된 5개의 면의 피라미드로 형성된 공극의 배열로 구성되었다. 각 공극의 깊이는 약 508 ㎛이지만 인접한 공극은 도구에 수직 내지 수평으로 연장된 평면의 교차점으로 형성된 각에 의해 15 내지 45 도 사이의 치수로 변화되고, 각 복합재의 물질 각 또는 최대 (apex) 각은 60 도 이상이었다. 제작 도구에서 사용한 피라미드의 기부의 폭을 측정한 값은 각각 670.7, 739.1, 800, 817.7, 878.5, 1025.5 ㎛이었다.
시험 공정
무어 툴 베이스 (Moore Tool base) (무어 스페셜티 툴 캄파니 (Moore Specialty Tool Company), Bridgeport, CT)에 장치된 연마 벨트 작동 시스템 및 유리 작업편 취급 시스템으로 구성된 그라인딩 장치를 사용하여 이동 연마 벨트 앞에 작업편을 배치하고 이동할 수 있도록 하였다. 연마 벨트 작동 시스템은 작업편 취급 시스템이 이동가능한 작업 테이블에 고정된 도구 베이스에 직접 장치되었다.
연마 벨트 드라이브는 가변 속도 AC 구동식 공기 베어링 스핀들 (프로페셔날 인스트루먼츠 캄파니 (Professional Instruments Company), Minneapolis, MN)에 의 해 구동되는 알루미늄 접촉 바퀴를 회전시키는, 폭 25.4 ㎜, 직경 203 ㎜의 다이아몬드이었다. 벨트 유동 바퀴는 또다른 공기 함유 스핀들에 드라이브 유니트 없이 연결된 춤이 있는 (crowned) 폭 25.4 ㎜ (1 인치), 직경 203 ㎜ (8 인치)의 알루미늄 바퀴로 구성되었다. 유동 바퀴 및 그의 공기 함유 스핀들을 중량이 적재된 주축 가로대에 장치하여 벨트 장력을 제공하였다. 접촉 바퀴 및 유동 바퀴를 이격시켜 길이 1,607 ㎜ (42 인치), 폭 25.4 ㎜ (1 인치)의 연마 벨트를 사용하였다. 중첩 영역의 표면으로부터 연마 특징을 그라인딩함으로써 벨트를 컨디셔닝하여 중첩에서 증가된 벨트의 켈리퍼스에 의해 야기된 벨트 딸각거림을 제거하였다. 벨트 속도는 33.3 m/초 이었다.
접촉 바퀴, 연마 벨트 및 유동 바퀴를 모두 캐비넷에 넣었다. 물 중에서 10 중량%의 TRIM VHP E320 (마스터 케미칼 포퍼레이션 (Master Chemical Corporation); 501 West Boundary; Perrysbyrg, OH 43551-1263)로 제조된 냉각제를 벨트와 유리 작업편 사이의 경계면에 4.2 ℓ/분의 속도로 도포하였다. 냉각재를 그라인딩 캐비넷으로부터 회수하고 여과하여 시험을 계속하는 동안 재사용하였다.
작업편 핸들링 시스템은 회전식 그라인딩 스핀들 (가변 속도 AC 구동식 공기 베어링)으로 구성되었다. 낮은 철 소다 석회 실리카 유리 작업편을 사용하였다. 유리 작업편의 외경 및 내경은 각각 52.4 ㎜ 및 9.5 ㎜이었다. 유리 작업편을 이 스핀들에 부착하고 그의 축을 400 rpm으로 회전시켰다. 유리 작업편을 벨트 앞에 배치하여 연마 벨트의 접촉 라인이 대략적으로 유리 작업편 디스크의 중심을 통과하도록 하였다. 이러한 디스크의 각 측면을 2 분 동안 그라인딩하였다. 무어 툴 베이스 이동 테이블에 배치된 스크류에 부착된 모터 드라이브에 의해 7.5 미크론/분의 인피드 (infeed) 및 5 ㎜/분의 크로스피드 (crossfeed) 이동을 얻었다. 그라인딩 후 유리 작업편의 표면 조도를 텐코르 P2-롱 스캔 프로파일러 (KLA-텐코르 (KLA-Tencor), Mountain View, CA)에 의해 측정하였다.
<실시예 1>
성분 실시예 1
SR368D 32.0
OX-50 0.64
IRG819 0.32
APS 0.86
CC 58.74
다이아몬드 비드 7.5
연속 연마 벨트를 표 1에서의 슬러리 배합물로부터 제작 도구를 사용하여 제조하였다. 우선, 제작 도구의 공극을 목적 연마 슬러리로 충전하였다. 에틸렌 아크릴산 프라임 코트를 갖는 두께 0.127 ㎜의 폴리에스테르 필름의 시트를 고무 스퀴즈 롤을 사용하여 연마 슬러리로 충전된 도구에 적층시켰다. 10160 와트/㎜ (400 와트/inch)의 2개의 중압 수은 전구를 직렬로 사용하여 연마 슬러리의 바인더 전구체를 경화시켰다. 필름/제작 도구 라미네이트를 UV 램프 하에 0.178 m/s (35 fpm)로 2회 통과시켰다. 이어서, 구조화된 그라인딩 층이 접착되어 있는 필름 백킹을 제작 도구로부터 분리시켰다. 길이가 1067 ㎜ (42 인치)이고 폭이 25.4 ㎜ (1 인치)인 연마 벨트를 얻어진 코팅된 연마제로부터 제조하였다. 이어서, 연마 벨트를 시험 공정을 사용하여 시험하였다.
표면 마감을 상품명 P-2 (KLA Tencor)로 시판되는 다이아몬드 촉침 형조기를 사용하여 평가하였다. 10 회 측정에 대한 평균 Ra값은 0.026 ㎛이었다.
본 발명의 바람직한 실시태양은 주로 연마 벨트, 패드 및 웹과 같은 가요성 연마 용품을 사용하여 유리 표면의 연화 그라인딩 방법으로서 기재되어 있다. 당업자들은 본 발명이 더 광범위한 면에서, 높은 표면 속도로 이동시키는 가요성 용품을 사용하여 다양한 임의의 취성 기재의 연마 처리를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 특히, 세라믹 및 실리콘 웨이퍼와 같은 취성 재료는 본원에 기재된 방법에 의해 처리될 수 있다. 기재된 실시태양의 변형물은 예를 들어 청구항에 기재된 본 발명의 범위 및 주제에 벗어나지 않고 당업자들에게 명백할 수 있을 것이다.

Claims (69)

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  56. 가요성 백킹에 부착된 결합 매트릭스 중에 분산된 연마 조입자 (grit)를 포함하는 가요성 연마 용품의 그라인딩 층을 유리 작업편의 표면과 접촉시키는 단계,
    가요성 연마 용품의 그라인딩 층과 유리 작업편의 표면을 서로 상대적으로 16.5 m/초 이상의 속도로 이동시켜 0.030 ㎛ 미만의 최종 표면 조도 Ra를 제공하는 단계, 및
    선택적으로 유리 작업편의 표면을 폴리싱하여 광학적으로 투명한 표면을 제공하는 단계를 포함하는,
    유리 작업편의 그라인딩 방법.
  57. 제56항에 있어서, 상기 가요성 연마 용품이 순환 벨트, 웹 또는 패드 중 어느 하나인 방법.
  58. 제56항에 있어서, 상기 그라인딩 층이 결합 매트릭트에 분산된 연마 조입자로 구성된 연마 복합재를 포함하는 방법.
  59. 제56항에 있어서, 상기 연마 조입자가 다수의 다이아몬드 비드 연마 입자를 포함하고, 상기 그라인딩 층이 그라인딩 층의 40 내지 60 중량% 양의 충전제를 더 포함하는 방법.
  60. 제59항에 있어서, 상기 다이아몬드 비드 연마 입자가, 유효한 직경이 25 마이크론 이하이며, 35 내지 94 부피%의 미세다공성 비융합된 금속 산화물 매트릭스 전체에 분포된 6 내지 65 부피%의 다이아몬드 입자를 포함하고, 선택적으로 상기 금속 산화물 매트릭스는 누프 경도가 1,000 미만인 방법.
  61. 제59항에 있어서, 상기 다이아몬드 비드 연마 입자 크기의 범위가 12 내지 50 ㎛인 방법.
  62. 제59항에 있어서, 상기 충전제가 메타규산칼슘, 백색 산화알루미늄, 탄산칼슘, 실리카 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택되고, 선택적으로 상기 충전제가 그라인딩 층의 40 내지 70 중량%를 구성하는 것인 방법.
  63. 제56항에 있어서, 상기 결합 매트릭스가 일관능성 아크릴레이트 단량체, 이관능성 아크릴레이트 단량체, 삼관능성 아크릴레이트 단량체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 경화된 바인더 전구체이고, 선택적으로 상기 결합 매트릭스가 금속을 포함하는 방법.
  64. 제56항에 있어서, 상기 그라인딩 층이 다수의 정확한 형상의 연마 복합재를 포함하고, 선택적으로 상기 정확한 형상의 연마 복합재가 끝이 잘린 피라미드형이고, 선택적으로 상기 끝이 잘린 피라미드형이 바닥 표면적을 한정하는 바닥면과 꼭대기 표면적을 한정하는 꼭대기면을 갖고, 상기 바닥 표면적은 꼭대기 표면적보다 15 % 이하로 더 큰 것인 방법.
  65. 제56항에 있어서, 가요성 연마 용품의 그라인딩 층과 유리 작업편의 표면을 서로에 대해 33 m/초 이상의 속력으로 이동시키는 방법.
  66. 제56항에 있어서, 가요성 연마 용품의 그라인딩 층과 유리 작업편의 표면을 서로 상대적으로 이동시키기 전에, 가요성 연마 용품의 그라인딩 층과 유리 작업편의 표면 사이에 액체를 도입하는 것을 더 포함하고, 선택적으로 상기 액체는 물에 분산된 오일 함유 냉각제 10 내지 20 중량%를 포함하는 방법.
  67. 제56항에 있어서, 가요성 연마 용품의 그라인딩 층과 유리 작업편의 표면을 서로 상대적으로 이동시켜 7 ㎛/분 초과의 절삭률을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  68. 제67항에 있어서, 상기 그라인딩 층이 다수의 다이아몬드 비드 연마 입자, 및 그라인딩 층의 40 내지 60 중량% 양의 충전재를 포함하는 바인더를 포함하는 방법.
  69. 제56항에 있어서, 상기 그라인딩 층이 측정 치수 0.02 ㎜ 내지 5 ㎜의 접촉부를 다수 개 포함하고, 선택적으로 상기 접촉부는 그라인딩 층 면적의 75 % 미만을 차지하는 방법.
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