KR101870617B1 - 형상화 연마 입자들을 포함하는 연마 물품 - Google Patents

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Abstract

고정 연마 물품은 연마 입자들의 블렌드를 포함하고 이는 제1 높이 (h1)를 가지는 제1 유형의 형상화 연마 입자, 제1 높이보다 낮은 제2 높이 (h2)를 가지는 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하고, 연마 입자들의 블렌드는 제1 함량의 제1 유형의 형상화 연마 입자들 및 제2 함량의 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하고, 제1 함량은 제2 함량과 비교할 때 상이하다.

Description

형상화 연마 입자들을 포함하는 연마 물품{ABRASIVE ARTICLE INCLUDING SHAPED ABRASIVE PARTICLES}
본 발명은 연마물품들, 특히, 형상화 연마 입자들을 포함하는 연마 물품들에 관한 것이다.
연마 입자들 및 연마입자들로 제조되는 연마 물품들은 연삭(grinding), 다듬질(finishing) 및 폴리싱(polishing)을 포함하는 다양한 물질의 제거 작업에 유용하다. 연마재의 유형에 따라 그러한 연마 입자는 상품 제조에서 다양한 재료 및 표면의 성형 또는 연삭에 유용할 수 있다. 삼각형으로 성형된 연마 입자들 및 그러한 물체를 포함하는 연마 물품과 같이, 특정한 기하학적 구조를 가지고 있는 특정한 유형의 연마입자들이 현재까지 제조되었다. 예를 들면, 미국 특허 번호 제5,201,916호, 제5,366,523호 및 제5,984,988호 참조.
소정의 형상을 가지는 연마입자들을 생산하는 데 이용되었던 세 가지 기본 기술은 (1) 용융, (2) 소결, 및 (3) 화학 세라믹이다. 용융 과정에서, 연마입자들은, 표면이 조각될 수 있거나 조각될 수 없는 냉각 롤러, 용융된 재료가 부어지는 주형, 또는 산화알루미늄 용융물에 침지된 히트 싱크 물질에 의해, 성형될 수 있다. 예를들면, 미국 특허 번호 제3,377,660호 참고 (로에서 나오는 용융 연마재를 냉각 회전 주조 실린더로 유동시키고, 신속하게 고체화하여 얇은 반고체 만곡 시트를 형성하고, 가압롤로 반고체 재료를 조밀화한 후, 급속 구동 냉각 컨베이어로 반고체 재료 스트립을 실린더로부터 곡률 반대 방향으로 당겨 균열시키는 단계들을 포함한 공정 개시).
소결 과정에서는, 직경이 10마이크로미터까지인 입자 크기의 내화 분말로부터 연마 입자들이 형성될 수 있다. 윤활제 및 적절한 용매 예를들면 물과 함께, 바인더가 분말에 첨가되어 혼합물을 형성한다. 생성된 혼합물 또는 슬러리를 다양한 길이와 직경의 판상체 또는 로드로 성형될 수 있다. 예를들면, 미국 특허 번호 제3,079,242호 참고 (소결 보크사이트 재료로부터 연마입자들 제조방법을 개시하고, 이는 (1) 재료를 미세 분말화하는 단계 (2) 정압 하에서 압축 성형하여 상기 분말들의 미세입자들을 입자 크기의 응집체로 성형하는 단계 및 (3) 입자 응집체를 융점 이하에서 소결하여 입자들에 제한적인 재결정을 유동하는 단계를 포함하고, 이에 따라 크기를 가지는 연마입자들이 직접 제조).
화학 세라믹 기술은, 선택적으로 다른 금속산화물 전구체 용액과의 혼합물에서 콜로이드 분산액 또는 히드로졸 (간혹 졸(sol)이라 함)을 성분들의 유동성을 보유하는 겔 또는 임의의 기타 물리적 상태로 전환하는 단계, 건조 단계, 및 연소하여 세라믹 물질을 획득하는 단계를 수반한다. 예를들면, 미국 특허 번호 제4,744,802호 및 제4,848,041호 참고.
그러나, 산업계에서는 연마입자들, 및 연마입자들을 이용하는 연마물품들의 성능, 수명 및 효율 개선에 대한 필요성이 여전하다.
고정 연마 물품은 제1 높이 (h1)를 가지는 제1 유형의 형상화 연마 입자, 제1 높이보다 낮은 제2 높이 (h2)를 가지는 제2 유형의 형상화 연마 입자를 함유한 연마 입자들의 블렌드를 포함한다.
고정 연마 물품은 제1 높이 (h1)를 가지는 제1 유형의 형상화 연마 입자, 제1 높이보다 낮은 제2 높이 (h2)를 가지는 제2 유형의 형상화 연마 입자를 함유한 연마 입자들의 블렌드를 포함하고, 고정 연마 물품의 스테인리스강 수명 (stainless steel lifespan)은 적어도 약 11 in3이다.
가공물로부터 재료를 제거하는 방법은 제1 높이 (h1)를 가지는 제1 유형의 형상화 연마 입자, 제1 높이보다 낮은 제2 높이 (h2)를 가지는 제2 유형의 형상화 연마 입자를 함유한 연마 입자들의 블렌드를 포함하는 연마 물품을 이용한다.
첨부되는 도면을 참고함으로써, 본 개시내용은 더 잘 이해될 수 있고, 이의 많은 특징들과 장점들이 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 분명해질 수 있다.
도 1A는 실시태양에 의한 입자 재료 형성 시스템 일부를 도시한 것이다.
도 1B는 실시태양에 의한 입자 재료 형성 도 1A 시스템 일부를 도시한 것이다.
도 2는 실시태양에 의한 입자 재료 형성 시스템 일부를 도시한 것이다.
도 3A는 실시태양에 의한 형상화 연마입자의 사시도이다
도 3B는 도 3A 형상화 연마입자의 단면도이다.
도 4는 실시태양에 의한 형상화 연마입자 측면도 및 플래싱 비율을 도시한 것이다.
도 5는 실시태양에 의한 코팅 연마물품 일부에 대한 단면도이다.
도 6은 실시태양에 의한 코팅 연마물품 일부에 대한 단면도이다.
도 7은 실시태양에 의한 코팅 연마물품 일부에 대한 평면도이다.
도 8A는 실시태양에 의한 코팅 연마물품 일부에 대한 평면도이다.
도 8B는 실시태양에 의한 코팅 연마물품 일부에 대한 사시도이다.
도 9는 실시태양에 의한 코팅 연마물품 일부에 대한 사시도이다.
도 10은 실시태양에 의한 코팅 연마물품 일부에 대한 평면도이다.
도 11은 연삭비에너지 (specific grinding energy) 대 본원 실시태양에 상응하는 샘플 및 2종의 종래 샘플들에 대하여 제거된 누적 재료의 도표이다.
도 12는 지지판 (backing)의 형상화 연마입자들 배향을 분석하기 위하여 사용된 실시태양에 의한 코팅 연마재 일부에 대한 사진들이다.
다음은 연마 물품에 관한 것이다. 본원의 방법은 형상화 연마 입자들 형성 및 형상화 연마 입자들을 포함한 연마 물품 이용에 적용된다. 형상화 연마 입자들은 예를들면 코팅 연마재, 결합 연마재, 자유 연마재, 및 이들 조합을 포함한 다양한 분야에서 적용된다. 형상화 연마 입자들에 대한 다양한 기타 용도가 유도될 수 있다.
형상화 연마 입자들
다양한 방법들로 형상화 연마 입자들을 얻는다. 입자들은 상업적 구입처에서 입수되거나 또는 제작될 수 있다. 제한되지 않지만, 스크린-인쇄, 몰딩, 압축, 캐스팅, 절편화, 절단, 다이싱, 펀칭, 건조, 경화, 적층, 코팅, 압출, 롤링, 및 이들의 조합을 포함한 일부 적합한 공정으로 형상화 연마 입자들을 제작할 수 있다.
도 1A는 하나의 비-제한적 실시태양에 의한 형상화 연마입자 형성을 위한 시스템 (150)을 도시한 것이다. 형상화 연마입자들 형성 공정은 먼저 세라믹 재료 및 액체를 포함한 혼합물 (101) 형성 단계로 개시된다. 특히, 혼합물 (101)은 세라믹 분말 재료 및 액체로 형성되는 겔일 수 있고, 겔은 미가공 (green) (즉, 미소결) 상태에서도 실질적으로 주어진 형상을 유지할 수 있는 능력을 가지는 형상-안정 재료로 특정된다. 실시태양에 의하면, 겔은 개별 입자들의 일체적 네트워크로서 세라믹 분말 재료로 형성된다.
혼합물 (101)은 소정 함량의 고체 재료, 액체 재료, 및 첨가제들을 함유하여 본원에 상세하게 설명되는 공정에서 사용하기에 적합한 유변학적 특성들을 가진다. 즉, 소정의 실시예들에서, 혼합물은 소정의 점도, 특히, 본원에 기재된 공정으로 형성될 수 있는 치수적으로 안정한 재료 상 (phase)을 형성하기에 적합한 유변학적 특성들을 가진다. 치수적으로 안정한 재료 상이란 특정 형상을 가지고 형성 이후 적어도 공정 일부에서 이러한 형상이 실질적으로 유지될 수 있는 재료이다. 소정의 예들에서, 형상은 이후 공정에서 유지되어, 형성 공정에서 제공된 초기 형상은 최종-형성 물체 (object)에 존재한다.
혼합물 (101)은 특정 함량의 고체 재료, 예컨대 세라믹 분말 재료를 가지도록 형성된다. 예를들면, 일 실시태양에서, 혼합물 (101)의 고체 함량은 혼합물 (101) 총 중량에 대하여 적어도 약 25 wt%, 예컨대 적어도 약 35 wt%, 또는 적어도 약 38 wt%이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 혼합물 (101)의 고체 함량은 약 75 wt% 이하 예컨대 약 70 wt% 이하, 약 65 wt% 이하, 약 55 wt% 이하, 약 45 wt% 이하, 또는 약 42 wt% 이하이다. 혼합물 (101) 재료 중 고체 함량은 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에 따르면, 세라믹 분말재료는 산화물, 질화물, 탄화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 및 이들의 조합을 포함한다. 특정한 경우, 세라믹 재료는 알루미나를 포함한다. 더욱 상세하게는, 세라믹 재료는 알파 알루미나 전구체인 베마이트 재료를 포함한다. 용어 “베마이트”는 본원에서 전형적으로 Al2O3 ㆍH2O 으로 물 함량이 15% 정도인 베마이트 광물 및, 물 함량이 15% 이상, 예컨대 20-38중량%인 유사(pseudo)베마이트 을 포함한 알루미나 수화물을 표기하도록 일반적으로 사용된다. 베마이트 (유사베마이트 포함)는 특정한 및 차별되는 결정 구조 및 따라서 특유한 X-ray 회절 패턴을 가진다는 것을 이해하여야 한다. 따라서 베마이트는 기타 수화 알루미나들 예컨대 베마이트 미립자 소재 제조에 전구체로 통상 사용되는 ATH (삼수산화알루미늄)를 포함한 기타 알루미늄 재료와는 차별된다.
또한, 혼합물 (101)은 특정 함량의 액상 재료를 가진다. 일부 적합한 액체로는 물을 포함한다. 하나의 실시태양에 따르면, 혼합물 (101)은 혼합물 (101) 중 고체 함량보다 낮은 액체 함량을 가지도록 형성된다. 특정 실시예들에서, 혼합물 (101)의 액체 함량은 혼합물 (101) 총 중량에 대하여 적어도 약 25 wt%이다. 다른 실시예들에서, 혼합물 (101)의 액체 함량은 더 크고, 예컨대 적어도 약 35 wt%, 적어도 약 45 wt%, 적어도 약 50 wt%, 또는 적어도 약 58 wt%이다. 또한, 비-제한적인 적어도 하나의 실시태양에서, 혼합물의 액체 함량은 약 75 wt% 이하, 예컨대 약 70 wt% 이하, 약 65 wt% 이하, 약 62 wt% 이하, 또는 약 60 wt% 이하이다. 혼합물 (101) 중 액체 함량은 상기 임의의 최소 비율 및 최대 비율 사이에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 본원 실시태양에 의한 형상화 연마입자들 처리 및 형성이 용이하도록, 혼합물 (101)은 특정 저장탄성률을 가진다. 예를들면, 혼합물 (101)의 저장탄성률은 적어도 약 1x104 Pa, 예컨대 적어도 약 4x104 Pa, 또는 적어도 약 5x104 Pa이다. 그러나, 비-제한적인 적어도 하나의 실시태양에서, 혼합물 (101)의 저장탄성률은 약 1x107 Pa 이하, 예컨대 약 2x107 Pa 이하이다. 혼합물 (101)의 저장탄성률은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
저장탄성률은 ARES 또는 AR-G2 회전형 레오미터를 이용한 평행판 시스템 및 펠티어 판 (Peltier plate) 온도 조절시스템으로 측정한다. 시험에 있어서, 혼합물 (101)을 서로 대략 8 mm 이격 설정되는 두 판들 사이 간극으로 압출한다. 간극으로 겔을 압출한 후, 혼합물 (101)이 완전히 판들 사이 간극을 채울 때까지 간극을 형성하는 두 판들 사이 간격을 2 mm로 좁힌다. 과잉 혼합물을 닦아낸 후, 간격을 0.1 mm만큼 좁히고 시험을 개시한다. 시험은 변형 범위가 0.01% 내지 100%, 6.28 rad/s (1 Hz)로 설정된 장비로, 25-mm 평행판을 이용하고 10 포인트 감소할 때 기록하는 진동 변형 일소 시험이다. 시험 완료 후 1 시간 내에, 간격을 다시 0.1 mm만큼 좁히고 시험을 반복한다. 시험은 적어도 6 회 반복한다. 제1 시험은 제2 및 제3 시험들과는 다를 수 있다. 각각의 시편에 대한 제2 및 제3 시험들 결과만을 보고하여야 한다.
또한, 본원 실시태양에 의한 형상화 연마입자들 처리 및 성형이 용이하도록, 혼합물 (101)은 특정 점도를 가진다. 예를들면, 혼합물 (101)의 점도는 적어도 약 4x103 Pa s, 적어도 약 5x103 Pa s, 적어도 약 6x103 Pa s, 적어도 약 8x103 Pa s, 적어도 약 10x103 Pa s, 적어도 약 20x103 Pa s, 적어도 약 30x103 Pa s, 적어도 약 40x103 Pa s, 적어도 약 50x103 Pa s, 적어도 약 60x103 Pa s, 또는 적어도 약 65x103 Pa s이다. 비-제한적인 적어도 하나의 실시태양에서, 혼합물 (101)의 점도는 약 100x103 Pa s 이하, 예컨대 약 95x103 Pa s 이하, 약 90x103 Pa s 이하, 또는 약 85x103 Pa s 이하이다. 혼합물 (101) 점도는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 점도는 상기된 저장탄성률과 동일한 방법으로 측정된다.
또한, 본원 실시태양에 의한 형상화 연마입자들 처리 및 성형이 용이하도록, 혼합물 (101)은 상기 액체와는 구별되는 유기 첨가제들을 포함한 특정 함량의 유기재료들을 가지도록 형성된다. 일부 적합한 유기 첨가제들은 안정화제, 바인더, 예컨대 프룩토오스, 수크로오스, 락토오스, 글루코오스, UV 경화성 수지들, 및 기타 등을 포함한다.
특히, 본원 실시태양들은 종래 성형 공정에서 사용되는 슬러리와 차별되는 혼합물 (101)을 사용한다. 예를들면, 혼합물 (101) 내의 유기재료들, 특히, 임의의 상기 유기 첨가제들의 함량은 혼합물 (101) 내의 다른 성분들과 비교할 때 소량이다. 적어도 하나의 실시태양에서, 혼합물 (101)은 혼합물 (101) 총 중량에 대하여 약 30 wt% 이하의 유기재료를 가지도록 형성된다. 다른 실시예들에서, 유기재료 함량은 더 적고, 예컨대 약 15 wt% 이하, 약 10 wt% 이하, 또는 약 5 wt% 이하이다. 또한, 비-제한적인 적어도 하나의 실시태양에서, 혼합물 (101) 내의 유기재료 함량은 혼합물 (101) 총 중량에 대하여 적어도 약 0.01 wt%, 예컨대 약 0.5 wt%이다. 혼합물 (101) 내의 유기재료 함량은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 본원 실시태양에 의한 형상화 연마입자들 처리 및 성형이 용이하도록 혼합물 (101)은 상기 액체와는 구분되는 특정 함량의 산 또는 염기를 가지도록 형성된다. 일부 적합한 산 또는 염기는 질산, 황산, 시트르산, 염소산, 타타르산, 인산, 질산암모늄, 및 구연산암모늄을 포함한다. 질산 첨가제를 사용하는 특정 실시태양에 의하면, 혼합물 (101)은 약 5 미만, 더욱 상세하게는, 적어도 약 2 내지 약 4 pH 이하를 가진다.
도 1A의 시스템 (150)은, 다이 (103)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 혼합물 (101)은 다이 (103) 일단에 위치한 다이 개구 (105)를 통해 압출되도록 구성되는 다이 (103) 내부에 제공된다. 더욱 도시된 바와 같이, 압출 단계는 힘 (180) (예컨대 압력)을 혼합물 (101)에 인가하여 혼합물 (101)은 다이 개구 (105)를 통해 용이하게 압출된다. 실시태양에서, 일반적으로 시스템 (150)은 스크린 인쇄 공정으로 칭할 수 있다. 인가 구역 (183)에서 압출되는 동안, 스크린 (151)은 벨트 (109) 일부와 직접 접촉된다. 스크린 인쇄 공정은 다이 (103)로부터 다이 개구 (105)를 통하여 방향 (191)으로 혼합물 (101)을 압출하는 단계를 포함한다. 특히, 스크린 인쇄 공정은 혼합물 (101)이 다이 개구 (105)를 통하여 압출될 때 혼합물 (101)이 스크린 (151)에 있는 개구 (152)내로 강제로 밀릴 수 있는 스크린 (151)을 이용한다.
실시태양에 의한, 압출 과정에서 특정 압력이 적용된다. 예를들면, 압력은 적어도 약 10 kPa, 예컨대 적어도 약 500 kPa이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 압출 과정에서 사용되는 압력은 약 4 MPa 이하이다. 혼합물 (101)을 압출하기 위하여 적용되는 압력은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특정 실시예들에서, 피스톤 (199)에 의해 전달되는 압력 균일도는 형상화 연마입자들 처리 및 성형을 개선시킬 수 있다. 특히, 혼합물 (101) 및 다이 (103) 폭에 걸쳐 인가되는 압력을 균일하게 제어함으로써 공정 제어를 개선시킬 수 있고 형상화 연마입자들 치수 특성들을 개선시킬 수 있다.
간략히 도 1B를 참조하면, 스크린 (151) 일부가 도시된다. 도시된 바와 같이, 스크린 (151)은 개구 (152), 상세하게는, 스크린 (151)을 통과하여 연장되는 다수의 개구들 (152)을 포함한다. 실시태양에 의하면, 개구들 (152)은 스크린의 길이 (l) 및 폭 (w)에 의한 평면에서 관찰할 때 2차원 형상을 가진다. 2-차원 형상은 다양한 형상, 예를들면, 다각형, 타원형, 숫자, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 다각형들의 조합인 복잡 형상, 및 이들의 조합을 포함하는. 특정 실시예들에서, 개구들 (152)은 2차원 다각형들 예컨대 삼각, 직사각, 사각, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 구각, 십각, 및 이들의 조합을 가진다.
더욱 도시된 바와 같이, 스크린 (151)은 서로에 대하여 특정 방식으로 배향되는 개구들 (152)을 가진다. 도시된 바와 같이 및 하나의 실시태양에 의하면, 각각의 개구 (152)는 서로에 대하여 실질적으로 동일한 방향 및 스크린 표면에 대하여 실질적으로 동일한 방향을 가진다. 예를들면, 각각의 개구 (152)는 스크린 (151) 횡축 (158)을 따라 횡방향으로 연장되는 개구들 (152) 제1 줄 (row, 156)에 대하여 제1 평면 (155)을 이루어는 제1 모서리 (154)를 가진다. 제1 평면 (155)은 스크린 (151) 길이방향 축 (157)에 실질적으로 직교하는 방향으로 연장된다. 그러나, 다른 예들에서, 개구들 (152)은 반드시 서로 동일한 방향을 가질 필요는 없다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 개구들 (152) 제1 줄 (156)은 병진이동 방향에 대하여 형상화 연마입자들에 대한 특정 처리 및 형성이 가능하도록 배향된다. 예를들면, 제1 줄 (156)의 제1 평면 (155)이 병진이동 방향 (171)에 대하여 각을 이루도록 개구들 (152)은 스크린 (151)에서 배열된다. 도시된 바와 같이, 제1 평면 (155)은 병진이동 방향 (171)에 실질적으로 직교하는 각을 형성한다. 또한, 일 실시태양에서, 제1 줄 (156)의 제1 평면 (155)은 병진이동 방향에 대하여 예를들면, 예각 또는 둔각을 포함하는 다른 각을 형성하도록 개구들 (152)이 스크린 (151)에 배열될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 또한, 개구들 (152)이 줄로 배열될 필요는 없다는 것을 이해하여야 한다. 개구들 (152)은 스크린 (151)에서 여러 특정한 정렬 분포로 예컨대 2차원 패턴 형상으로 배열될 수 있다. 달리, 개구들은 스크린 (151)에 무작위 방식으로 배치될 수 있다.
도 1A로 돌아가, 혼합물 (101)을 다이 개구 (105)에 통과시키고 혼합물 (101) 일부를 스크린 (151) 개구들 (152)에 밀어넣은 후, 하나 이상의 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 스크린 (151) 아래에 놓인 벨트 (109)에 인쇄된다. 특정 실시태양에 의하면, 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 실질적으로 개구들 (152) 형상이 복제된 형상을 가진다. 특히, 개구들 (152) 내에서 혼합물 (101)의 평균 체류 시간은 약 2 분 이내, 약 1 분 이내, 약 40 초 이내, 또는 약 20 초 이내가 되도록 혼합물 (101)은 스크린을 신속하게 통과할 수 있다. 특정 비-제한적 실시태양들에서, 혼합물 (101)은 스크린 개구들 (152)를 통과하여 인쇄되는 동안 실질적으로 변경되지 않으므로, 본래 혼합물로부터 성분 함량이 변하지 않고, 스크린 (151) 개구들 (152)에서 현저한 건조 현상은 발생되지 않는다.
또한, 시스템 (151)은 인가 구역 (183) 내에서 하부 스테이지 (198)를 포함한다. 형상화 연마입자들이 성형되는 동안, 벨트 (109)는 적합한 성형 기판을 제공하는 하부 스테이지 (198) 상부로 이동된다. 일 실시태양에 의하면, 하부 스테이지 (198)는 본원 실시태양들에 의한 형상화 연마 입자들 형성에 적합한 예를들면 무기재료 예컨대 금속 또는 금속합금을 포함한 특히 단단한 구성을 포함한다. 또한, 하부 스테이지 (198)는 벨트 (109)와 직접 접촉되고 형상화 연마입자들의 치수 특성들에 대한 제어를 개선할 수 있는 특정 기하구조 및/또는 치수 (예를들면, 편평도, 표면거칠기, 기타 등)를 가지는 상면을 가진다.
시스템 (150) 동작 과정에서, 스크린 (151)은 방향 (153)으로 이동되고 벨트 (109)는, 적어도 인가 구역 (183) 내에서 실질적으로 방향 (153)과 유사한 방향 (110)으로 이동되어, 연속적인 인쇄 작업이 가능하다. 이에 따라, 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 벨트 (109) 상에 인쇄되고 추가 처리를 수행하기 위하여 벨트 (109)를 따라 이동된다. 이러한 추가 처리로는 예를들면, 형상화, 다른 재료들 (예를들면, 도펀트 재료) 인가, 건조, 및 기타 등을 포함한 본원의 실시태양들에 기재된 공정들을 포함한다.
일부 실시태양들에서, 혼합물 (101)이 다이 개구 (105)를 통해 압출되는 동안 벨트 (109) 및/또는 스크린 (151)은 이동된다. 시스템 (100)에서 도시된 바와 같이, 혼합물 (101)은 방향 (191)으로 압출된다. 벨트 (109) 및/또는 스크린 (151)의 이동 방향 (110)은 혼합물 (101) 압출 방향 (191)과 각을 이룰 수 있다. 시스템 (100)에서 이동 방향 (110) 및 압출 방향 (191) 간의 각은 실질적으로 직교하는 것으로 도시되지만, 다른 각 예를들면, 예각 또는 둔각이 고려될 수 있다.
벨트 (109) 및/또는 스크린 (151)은 공정이 용이하도록 특정 속도로 이동될 수 있다. 예를들면, 벨트 (109) 및/또는 스크린 (151)은 적어도 약 3 cm/s 속도로 이동된다. 다른 실시태양들에서, 벨트 (109) 및/또는 스크린 (151) 이동 속도는 더욱 빠르고, 예컨대 적어도 약 4 cm/s, 적어도 약 6 cm/s, 적어도 약 8 cm/s, 또는 적어도 약 10 cm/s이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 벨트 (109) 및/또는 스크린 (151)은 약 5 m/s 이하, 약 1 m/s 이하, 또는 약 0.5 m/s 이하로 방향 (110)으로 이동된다. 벨트 (109) 및/또는 스크린 (151)의 이동 속도는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있고 서로 실질적으로 동일한 속도로 이동될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한 본원의 실시태양들에 의한 소정의 공정에서, 적합한 처리를 위하여 방향 (191)의 혼합물 (101) 압출 속도와 비교하여 벨트 (109) 이동 속도를 조절할 수 있다.
혼합물 (101)이 다이 개구 (105)를 통과하여 압출된 후, 혼합물 (101)은 다이 (103) 표면에 부착된 칼날 (107) 아래에서 벨트 (109)를 따라 이동된다. 칼날 (107)은 다이 (103) 정면에서 영역을 형성하여 스크린 (151) 개구들 (152) 내로의 혼합물 (101) 이동을 용이하게 한다.
본원에 기재된 전구체 형상화 연마입자들 (123) 및 최종-형성되는 형상화 연마입자들의 특정 형상 형성이 가능하도록 소정의 공정 인자들을 제어한다. 제어 가능한 일부 예시적 공정 인자들은 탈락 거리 (197), 혼합물 점도, 혼합물의 저장 탄성률, 하부 스테이지의 기계적 특성들, 하부 스테이지의 기하구조 또는 치수 특성들, 스크린 두께, 스크린 강성률, 혼합물의 고체 함량, 혼합물의 캐리어 함량, 탈락 각도 (release angle), 이동 속도, 온도, 이형제 함량, 혼합물에 대한 인가 압력, 벨트 속도, 및 이들의 조합을 포함한다.
하나의 실시태양에 의하면, 하나의 특정 공정 인자는 충전 위치 및 탈락 위치 간의 탈락 거리 (197) 제어를 포함한다. 특히, 탈락 거리 (197)는 벨트 (109) 병진이동 방향 (110)에서 측정되는 다이 (103) 일단 및 스크린 (151) 및 벨트 (109) 간의 분리 개시 지점 사이의 거리이다. 하나의 실시태양에 의하면, 탈락 거리 (197)를 제어하면 전구체 형상화 연마입자들 (123) 또는 최종-형성 형상화 연마입자들의 적어도 하나의 치수 특성에 영향을 줄 수 있다. 또한, 탈락 거리 (197)를 제어하면 형상화 연마 입자들의 치수 특성들의 조합 예컨대 제한적이지는 않지만 길이, 폭, 내부 높이 (hi), 내부 높이 편차 (Vhi), 높이 차이, 외형 비율 (profile ratio), 플래싱 지수, 디싱 (dishing) 지수, 경사각, 본원 실시태양들의 치수 특정의 임의의 변형, 및 이들의 조합에 영향을 줄 수 있다.
하나의 실시태양에 의하면, 탈락 거리 (197)는 스크린 (151) 길이보다 짧다. 다른 실시예들에서, 탈락 거리 (197)는 스크린 (151) 폭 이내이다. 또한, 하나의 특정 실시태양에서, 탈락 거리 (197)는 스크린 (151) 개구 (152) 최대 치수의 10배 이내이다. 예를들면, 도 1B에 도시된 바와 같이 개구들 (152)은 삼각형이고, 탈락 거리 (197)는 삼각형을 형성하는개구 (152) 일면의 길이 10배 이내이다. 다른 실시예들에서, 탈락 거리 (197)는 더 짧을 수 있고, 예컨대 약 스크린 (151) 개구 (152) 최대 치수의8 배 이하, 예컨대 약 5 배 이하, 약 3 배 이하, 약 2 배 이하, 또는 심지어는 스크린 (151) 개구 (152) 최대 치수보다 짧을 수 있다.
더욱 상세한 실시예들에서, 탈락 거리 (197)는 약 30 mm 이내, 예컨대 약 20 mm 이내, 또는 약 10 mm 이내이다. 적어도 하나의 실시태양에 있어서, 탈락거리는 실질적으로 0, 상세하게는, 사실상 0이다. 따라서, 혼합물 (101)이 인가 구역 (183) 내에서 개구들에 배치되고 스크린 (151) 및 벨트 (109)는 다이 (103) 일단에서 또는 다이 (103) 일단 전에서 서로 분리될 수 있다.
일 특정 형성 방법에 의하면, 탈락 거리 (197)는 사실상 0이고, 개구들 (152)이 혼합물 (101)로 충전되고 벨트 (109) 및 스크린 (151) 사이에서 분리되는 것이 실질적으로 동시적으로 수행된다. 예를들면, 스크린 (151) 및 벨트 (109)가 다이 (103) 일단을 통과하고 인가 구역 (183)을 나가기 전에, 스크린 (151) 및 벨트 (109) 분리가 개시될 수 있다. 더욱 상세한 실시태양들에서, 스크린 (151) 및 벨트 (109) 분리는 개구들 (152)가 혼합물 (101)로 충전된 후 즉시 인가 구역 (183)을 나가기 전 및 스크린 (151)이 다이 아래에 놓여 있는 동안 개시될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 스크린 (151) 및 벨트 (109) 분리는 혼합물 (101)이 스크린 (151) 개구 (152)에 배치되는 동안 개시될 수 있다. 다른 실시태양에서, 스크린 (151) 및 벨트 (109) 분리는 혼합물 (101)이 스크린 (151) 개구들 (152)에 배치되기 전에 개시될 수 있다. 예를들면, 개구들 (152)이 다이 개구 (105) 아래를 통과하기 전에, 벨트 (109) 및 스크린 (151)은 분리되어 혼합물이 개구들 (152)에 충전되는 동안 벨트 (109) 및 스크린 (151) 사이에 간격 존재할 수 있다.
예를들면, 도 2는, 탈락 거리 (197)가 실질적으로 0 이고 벨트 (109) 및 스크린 (151)이 다이 개구 (105) 아래를 통과하기 전에 벨트 (109) 및 스크린 (151)이 분리가 개시되는 인쇄 동작을 보인다. 더욱 상세하게는, 벨트 (109) 및 스크린 (151)이 인가 구역 (183)에 진입하고 다이 (103) 전면 아래를 통과하면서 벨트 (109) 및 스크린 (151) 탈락이 개시된다. 또한 일부 실시태양들에서, 벨트 (109) 및 스크린 (151)이 인가 구역 (183) (다이 (103) 전면으로 정의)에 진입하기 전에 벨트 (109) 및 스크린 (151) 분리가 발생되어, 탈락거리는 음의 값을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
탈락 거리 (197)를 제어함으로써 개선된 치수 특성들 및 개선된 치수 공차들 (예를들면, 낮은 치수 특성 가변성)을 가지는 형상화 연마입자들 형성 제어가 가능하다. 예를들면, 기타 공정 인자들 제어와 조합하여 탈락 거리 (197)를 감소시키면 내부 높이 (hi)가 더 큰 형상화 연마입자들 형성이 개선될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 벨트 (109) 표면 및 스크린 (151) 하면 (198) 간의 분리 높이 (196)를 제어함으로써 개선된 치수 특성들 및 개선된 치수 공차들 (예를들면, 낮은 치수 특성 가변성)를 가지는 형상화 연마입자들 형성에 대한 제어가 가능하다. 분리 높이 (196)는 스크린 (151) 두께, 벨트 (109) 및 다이 (103) 사이 거리, 및 이들의 조합과 관련된다. 또한, 전구체 형상화 연마입자들 (123)의 하나 이상의 치수 특성들 (예를들면, 내부 높이)은 분리 높이 (196) 및 스크린 (151) 두께를 조절함으로써 제어될 수 있다. 특정 실시예들에서, 스크린 (151)의 평균 두께는 약 700 미크론 이하, 예컨대 약 690 미크론 이하, 약 680 미크론 이하, 약 670 미크론 이하, 약 650 미크론 이하, 또는 약 640 미크론 이하이다. 또한, 스크린 평균 두께는 적어도 약 100 미크론, 예컨대 적어도 약 300 미크론, 또는 적어도 약 400 미크론이다.
일 실시태양에서 공정 제어는 측정, 계산, 조정, 및 이들의 조합을 포함하는 다단계 공정 제어를 포함한다. 이러한 공정은 공정 인자, 치수 특성, 치수 특성들의 조합, 및 이들의 조합에 적용된다. 예를들면, 일 실시태양에서, 하나 이상의 치수 특성들 측정, 하나 이상의 치수 특성들 측정에 기초한 하나 이상의 값들 계산, 및 하나 이상의 계산 값들에 기초한 하나 이상의 공정 인자들 (예를들면, 탈락 거리 (197)) 조정을 포함한다. 공정 제어, 및 특히 임의의 측정, 계산, 및 조정은 형상화 연마입자들 형성 공정 조작 전, 후 또는 동안에 완료될 수 있다. 하나의 특정 실시태양에서, 제어되는 공정은 연속 공정으로, 하나 이상의 치수 특성들이 측정되고 하나 이상의 공정 인자들이 측정된 치수 특성들에 응답하여 변경된다 (즉, 조정된다). 예를들면, 공정 제어는 치수 특성 예컨대 전구체 형상화 연마입자들 (123)의 높이 차이 측정, 전구체 형상화 연마입자들 (123) 높이 차이값 계산, 및 전구체 형상화 연마입자들 (123) 높이 차이값 변경을 위한 탈락 거리 (197) 변형을 포함한다.
다시 도 1을 참조하면, 혼합물 (101)이 스크린 (151) 개구들 (152) 내부로 압출된 후, 벨트 (109) 및 스크린 (151)은 탈락 구역 (185)으로 이동되고, 여기에서 벨트 (109) 및 스크린 (151)는 분리되어 전구체 형상화 연마입자들 (123)을 형성한다. 실시태양에 의하면, 스크린 (151) 및 벨트 (109)는 탈락 구역 (185) 내에서 특정 탈락 각으로 서로 분리된다.
실제로, 도시된 바와 같이, 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 다양한 처리 공정들이 수행되는 일련의 구역들을 통과하도록 이동된다. 일부 적합한 예시적 처리 공정들 건조, 가열, 경화, 반응, 조사 (radiating), 혼합, 교반, 진동, 평탄화, 하소, 소결, 세분화, 체질 (sieving), 도핑, 및 이들의 조합을 포함한다. 하나의 실시태양에 의하면, 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 선택적인 형상화 구역 (113)을 통과하도록 이동되고, 여기에서 입자들의 적어도 하나의 외면이 본원 실시태양들에 기재된 바와 같이 형상화될 수 있다. 또한, 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 선택적인 인가 구역 (131)을 통과하고, 여기에서 도펀트 재료는 본원 실시태양들에 기재된 바와 같이 입자들의 적어도 하나의 외면에 인가된다. 또한, 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 벨트 (109)에서 선택적인 성형-후 구역 (125)을 통과하도록 이동되고, 여기에서 예를들면, 건조를 포함한 다양한 공정들이, 본원 실시태양들에 기재된 바와 같이 전구체 형상화 연마입자들 (123)에 수행된다.
인가 구역 (131)은 하나 이상의 전구체 형상화 연마입자들 (123)의 적어도 하나의 외면에 재료를 인가하기 위하여 적용된다. 실시태양에 의하면, 도펀트 재료가 전구체 형상화 연마입자들 (123)에 인가될 수 있다. 상세하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 인가 구역 (131)은 성형-후 구역 (125) 전에 위치된다. 이에 따라, 도펀트 재료 인가 공정은 전구체 형상화 연마입자들 (123)에서 완료될 수 있다. 그러나, 인가 구역 (131)은 시스템 (100)에서 다른 위치에 배치될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 도펀트 재료 인가 공정은 전구체 형상화 연마입자들 (123) 형성 후에, 특히 성형-후 구역 (125) 뒤에서 완료될 수 있다. 본원에서 더욱 상세하게 기술되는 또 다른 실시예들에서, 도펀트 재료 인가 공정은 전구체 형상화 연마입자들 (123) 형성 공정과 동시에 수행될 수 있다.
인가 구역 (131) 내에서, 도펀트 재료는 예를들면, 분무, 침지, 적층, 함침, 전달, 펀칭, 절단, 압축, 파쇄, 및 임의의 이들의 조합을 포함한 다양한 방법들을 이용하여 인가될 수 있다. 특정 실시예들에서, 인가 구역 (131)은 분무 노즐, 또는 분무 노즐들 (132, 133)의 조합을 이용하여 도펀트 재료를 전구체 형상화 연마입자들 (123)에 분무한다.
실시태양에 의하면, 도펀트 재료 인가는 특정 재료, 예컨대 전구체 인가를 포함한다. 소정의 실시예들에서, 전구체는 최종-형성 형상화 연마입자들에 통합되는 도펀트 재료를 포함하는 염 예컨대 금속염일 수 있다. 예를들면, 금속염은 도펀트 재료에 대한 전구체인 원소 또는 화합물을 포함한다. 염 물질은 액체 형태, 예컨대 염 및 액체 캐리어를 포함하는 분산액일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 염은 질소를 포함하고, 상세하게는, 질산염을 포함할 수 있다. 다른 실시태양들에서, 염은 염화물, 황산염, 인산염, 및 이들의 조합일 수 있다. 일 실시태양에서, 염은 금속 질산염을 포함하고, 상세하게는, 실질적으로 금속 질산염으로 이루어진다.
일 실시태양에서, 도펀트 재료는 원소 또는 화합물 예컨대 알칼리 금속원소, 알칼리 토금속원소, 희토류 원소, 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 또는 이들의 조합을 포함한다. 하나의 특정 실시태양에서, 도펀트 재료는 원소 또는 화합물을 포함하고 원소는 예컨대 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세슘, 프라세오디뮴, 니오븀, 하프늄, 지르코늄, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 및 이들의 조합을 포함한다.
특정 실시예들에서, 도펀트 재료 인가 공정은 적어도 하나의 전구체 형상화 연마입자 (123) 외면 상에 도펀트 재료의 선택적 배치를 포함한다. 예를들면, 도펀트 재료 인가 공정은 도펀트 재료를 전구체 형상화 연마입자들 (123)의 상면 또는 하면에 인가하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 전구체 형상화 연마입자들 (123)의 하나 이상의 측면에 도펀트 재료가 인가되도록 처리될 수 있다. 전구체 형상화 연마입자들 (123)의 다양한 외면들에 도펀트 재료를 인가하기 위하여 다양한 방법들이 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 예를들면, 분무 공정을 적용하여 도펀트 재료를 전구체 형상화 연마입자들 (123) 상면 또는 측면에 인가한다. 또한, 다른 실시태양에서, 예컨대 침지, 적층, 함침, 또는 이들의 조합과 같은 프로세스를 통하여 도펀트 재료가 전구체 형상화 연마입자들 (123) 하면에 인가된다. 도펀트 재료를 전구체 형상화 연마입자들 (123) 하면으로 전달하기 위하여 벨트 (109) 표면이 도펀트 재료로 처리될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
전구체 형상화 연마입자들 (123) 형성 후, 입자들은 성형-후 구역 (125)을 통과한다. 전구체 형상화 연마입자들 (123) 처리를 포함한 다양한 공정들이 성형-후 구역 (125)에서 수행될 수 있다. 일 실시태양에서, 성형-후 구역 (125)은 가열 공정을 포함할 수 있고, 여기에서 전구체 형상화 연마입자들 (123)이 건조된다. 건조 단계에서 휘발성 물질, 예컨대 물을 포함한 재료의 특정 함량이 제거될 수 있다. 실시태양에 의하면, 건조 공정은 약 300°C 이하, 예컨대 약 280°C 이하, 또는 약 250°C 이하의 건조 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 건조 공정은 적어도 약 50°C의 건조 온도에서 수행될 수 있다. 건조 온도는 상기 임의의 최고온도 및 최저온도 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 특정 속도, 예컨대 적어도 약 0.2 피트/min 및 이하 약 8 피트/min로 성형-후 구역 (125)을 통과하여 이동될 수 있다.
또한, 건조 공정은 특정 주기 동안 수행될 수 있다. 예를들면, 건조 공정은 약 6 시간 이내일 수 있다.
전구체 형상화 연마입자들 (123)이 성형-후 구역 (125)을 통과한 후, 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 벨트 (109)에서 제거된다. 추가 공정을 위하여 전구체 형상화 연마입자들 (123)은 통 (127)에 회수된다.
실시태양에 의하면, 형성공정 형상화 연마입자들은 소결 공정을 더욱 포함한다. 본원의 실시태양들의 소정 공정에 의하면, 소결 공정은 벨트 (109)에서 전구체 형상화 연마입자들 (123)을 회수한 후 진행된다. 달리, 소결 공정은 벨트 (109)에 전구체 형상화 연마입자들 (123)이 있는 동안 수행될 수 있다. 전구체 형상화 연마입자들 (123)을 소결함으로써 일반적으로 미처리 상태인 입자들을 치밀화한다. 특정 실시예에서, 소결 공정으로 고온 상의 세라믹 재료를 형성한다. 예를들면, 일 실시태양에서, 전구체 형상화 연마입자들 (123)이 소결되어 고온 상의 알루미나, 예컨대 알파 알루미나가 형성된다. 하나의 실시예에서, 형상화 연마입자는 입자 총 중량에 대하여 적어도 약 90 wt%의 알파 알루미나를 포함한다. 다른 실시예들에서, 알파 알루미나 함량은 더 높고 형상화 연마입자는 실질적으로 알파 알루미나로 이루어진다.
추가로, 최종-형성된 형상화 연마입자들의 몸체는 특정한 2차원 형태를 가질 수 있다. 예를들면, 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰할 때 2차원 형상을 가지고, 다각형, 타원형, 숫자, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 다각형들의 조합인 복잡 형상, 또는 이의 조합을 포함한 형상을 가진다. 특정 다각형들은 삼각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 구각, 십각, 임의의 이들의 조합을 포함한다. 다른 실시태양에서, 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰할 때 2차원 형상을 가지고, 다각형, 타원형, 숫자, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 다각형들의 조합인 복잡 형상, 또는 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 형상을 포함한다.
도 3A는 실시태양에 의한 형상화 연마입자 (300)의 사시도를 보인다. 또한, 도 3B는 도 3A 연마입자의 단면도를 도시한 것이다. 형상화 연마입자 (300)의 몸체 (301)는 상부 주면 (303) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (303)과 반대측의 하부 주면 (304) (즉, 제2 주면)을 포함한다. 상면 (303) 및 하면 (304)은 측면 (305, 306, 307)에 의해 서로 분리된다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마입자 (300) 몸체 (301)는 상면 (303)의 평면에서 관찰될 때 대략 삼각형상을 가진다. 특히, 몸체 (301)는 도 3B에 도시된 바와 같이 길이 (Lmiddle)를 가지고, 이는 몸체 (301) 하면 (304)에서 코너 (313)로부터 몸체 (301) 중점 (381)을 통과하여 몸체의 반대 모서리 (314)에 있는 중점까지 연장되는 길이로 측정된다. 달리, 몸체 (301)는 제2 길이 또는 외형 길이 (Lp)로 정의되고, 이는 측면도에서의 몸체 (301) 치수를 측정한 것으로 상면 (303)에서 제1 코너 (313)로부터 인접 코너 (312)까지의 길이이다. 특히, 치수 Lmiddle은 코너에서의 높이 (hc)및 상기 코너 반대측 중점 모서리에서의 높이(hm) 사이의 거리에 해당하는 길이이다.치수 Lp는 입자 (300) 측면을 따라 (예컨대 도 2A 및 2B에 도시된 측면도에서 관찰될 때) h1 및 h2 사이의 거리에 해당되는 외형 길이이다. 본원에서 길이를 언급할 때 Lmiddle 또는 Lp이 언급된다.
몸체 (301)는 몸체 (301)의 최장 치수이고 측면을 따라 연장되는 폭 (w)을 더욱 포함한다. 몸체 (301)는 몸체 (301) 측면에 의해 정의되는 방향으로 길이 및 폭에 수직인 방향으로 연장되는 몸체 (301)의 치수인 높이 (h)를 더욱 포함한다. 특히, 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 몸체 (301)는 몸체 (301) 위치에 따라 다양한 높이들로 정의된다. 특정 실시예들에서, 폭은 길이와 같거나 넓고, 길이는 높이와 같거나 길고, 폭은 높이와 같거나 넓다.
또한, 치수 특성 (예를들면, h1, h2, hi, w, Lmiddle, Lp, 및 기타 등)을 포함한 본원 실시태양들의 임의의 특징들을 본원에서 언급할 때에는 배치의 단일 형상화 연마 입자 치수, 배치의 형상화 연마 입자들에 대한 적합한 샘플 분석으로 얻어지는 중앙값, 또는 평균값을 언급하는 것이다. 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에서 치수 특성은 적합한 개수의 배치 입자들의 샘플 크기에서 유도되는 통계적으로 유의한 값에 기초한 중앙값을 언급한다. 특히, 소정의 본원 실시태양들에서, 샘플 크기는 입자들 배치에서 적어도 10개의 무작위 선택된 배치 입자들을 포함한다. 입자들 배치는 상업적 등급 연마제품 형성에 적합한 형상화 연마입자들, 예컨대 적어도 약 20 lbs. 입자들을 포함한다. 입자들 배치는, 반드시는 아니지만, 단일 공정 운전에서 회수되는 입자들의 그룹이다.
실시태양에 의하면, 형상화 연마입자 몸체 (301)는 코너 (313)에 의해 형성되는 몸체 제1 영역에서의 제1 코너 높이 (hc)를 가진다. 특히, 코너 (313)는 몸체 (301)에서 최고점일 수 있다. 그러나, 코너 (313) 높이는 반드시 몸체 (301) 최고점일 필요는 없다. 코너 (313)는 상면 (303) 및 두 측면들 (305, 307)의 연결에 의해 형성되는 몸체 (301)의 지점 또는 영역으로 정의된다. 몸체 (301)는 서로 이격된 다른 코너들, 예를들면, 코너 (311) 및 코너 (312)를 더욱 포함할 수 있다. 더욱 도시된 바와 같이, 몸체 (301)는 코너들 (311, 1612, 1613)에 의해 서로 분리되는 모서리들 (314, 315, 316)을 포함한다. 모서리 (314)는 상면 (303)과 측면 (306) 교차에 의해 형성된다. 모서리 (315)는 코너들 (311, 313) 사이에서 상면 (303) 및 측면 (305) 교차에 의해 형성된다. 모서리 (316)는 코너들 (312, 313) 사이에서 상면 (303) 및 측면 (307) 교차에 의해 형성된다.
도시된 바와 같이, 몸체 (301)는 코너 (313)의 제1 말단에 대향하는 모서리 (314) 중점에서의 영역으로 정의되는 몸체 (301)의 제2 말단에서 제2 중점 높이 (hm)를 포함한다. 축 (350)은 몸체 (301)의 두 말단들 사이에 연장된다. 도 3B는 몸체 (301) 중점 (381)을 거쳐 코너 (313) 및 모서리 (314) 중점 사이에서 길이 (Lmiddle)를 따라 연장되는 축 (350)에서 취한 몸체 (301) 단면도이다.
실시태양에 의하면, 예를들면, 도 3A 및 3B의 입자를 포함한 본원 실시태양들의 형상화 연마입자들은 hc 및 hm 간의 차를 나타내는 평균 높이 차이를 가진다. 본원에 있어서, 평균 높이 차이는 포괄적으로 hc-hm로서 나타내지만, 차이의 절대값으로 나타낼 수 있다. 따라서 모서리 (314) 중점에서의 몸체 (301) 높이가 코너 (313)에서의 높이보다 클 때 평균 높이 차이는 hm-hc로서 계산될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 상세하게는, 평균 높이 차이는 적합한 샘플 크기인 다수의 형상화 연마입자들에 기초하여 계산된다. 입자들의 높이들 hc 및 hm은 STIL (Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere - France) Micro Measure 3D 표면 조면계 (백광 (LED) 색수차 기술)을 이용하여 측정할 수 있고 평균 높이 차이는 샘플의 hc 및 hm 평균값들로부터 계산된다.
도 3B에 도시된 바와 같이, 하나의 특정 실시태양에서, 형상화 연마입자 (300)의 몸체 (301)는 몸체 (301)다른 지점들에서의 평균 높이 차이를 가진다. 몸체 (301)는 제1 코너 높이 (hc) 및 제2 중점 높이 (hm) 사이의 [hc-hm]의 절대값인 평균 높이 차이를 가지고 적어도 약 20 미크론이다. 평균 높이 차이는 모서리 중점에서 몸체 (301) 높이가 대향 코너에서의 높이보다 클 때 hm-hc로 계산된다는 것을 알 수 있다. 다른 실시예들에서, 평균 높이 차이 [hc-hm]는, 적어도 약 25 미크론, 적어도 약 30 미크론, 적어도 약 36 미크론, 적어도 약 40 미크론, 적어도 약 60 미크론, 예컨대 적어도 약 65 미크론, 적어도 약 70 미크론, 적어도 약 75 미크론, 적어도 약 80 미크론, 적어도 약 90 미크론, 또는 적어도 약 100 미크론이다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 평균 높이 차이는 약 300 미크론 이하, 예컨대 약 250 미크론 이하, 약 220 미크론 이하, 또는 약 180 미크론 이하이다. 평균 높이 차이는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 평균 높이 차이는 hc의 평균값에 기초할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 코너들에서의 몸체 (301) 평균 높이 (Ahc)는 모든 코너들에서 몸체 (301) 높이를 측정하고 값들을 평균화하여 계산될 수 있고, 하나의 코너에서의 (hc) 단일 높이 값과는 차별된다. 따라서, 평균 높이 차이는 식 [Ahc-hi]의 절대값으로 주어진다. 또한, 평균 높이 차이는 배치의 형상화 연마입자들로부터의 적합한 샘플 크기에서 계산되는 중앙 내부 높이 (Mhi) 및 샘플 크기에서 모든 입자들에 대한 코너들에서의 평균 높이를 적용하여 계산될 수 있다. 따라서, 평균 높이 차이는 식 [Ahc-Mhi]의 절대값으로 주어진다.
특정 실시예들에서, 몸체 (301)는 폭: 길이로 표현되는 비율인1차 종횡비를 가지고, 적어도 1:1을 가진다. 다른 실시예들에서, 몸체 (301)는 1차 종횡비 (w:l)가 적어도 약 1.5:1, 예컨대 적어도 약 2:1, 적어도 약 4:1, 또는 적어도 약 5:1이 되도록 형성된다. 또한, 다른 실시예들에서, 연마입자 (300)는 몸체 (301)의 1차 종횡비가 약 10:1 이하, 예컨대 9:1 이하, 약 8:1 이하, 또는 약 5:1 이하가 되도록 형성된다. 몸체 (301)의 1차 종횡비는 상기 임의의 비율 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본원에서 높이를 언급할 때에는 연마입자 (300)에서 측정 가능한 최고 높이를 언급하는 것이다. 이하 연마입자 (300)는 연마입자 (300) 몸체 (301) 내에서 상이한 위치에서 상이한 높이들을 가진다는 것이 기술될 것이다.
1차 종횡비 외에도, 연마입자 (300)는 몸체 (301)가 길이: 높이의 비율로 정의되는2차 종횡비를 가지도록 형성되고, 상기 높이는 중앙 내부 높이 (Mhi)이다. 소정의 실시예들에서, 2차 종횡비는 적어도 약 1:1, 예컨대 적어도 약 2:1, 적어도 약 4:1, 또는 적어도 약 5:1일 수 있다. 또한, 다른 실시예들에서, 연마 입자 (300)는 몸체 (301)의 2차 종횡비가 약 1:3 이하, 예컨대 1:2 이하, 또는 약 1:1 이하가 되도록 형성될 수 있다. 몸체 (301)의 2차 종횡비는 상기 임의의 비율 내의 범위, 예컨대 약 5:1 내지 약 1:1일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 연마입자 (300)는 몸체 (301)가 폭: 높이의 비율로 정의되는3차 종횡비를 가지도록 형성도고, 상기 높이는 중앙 내부 높이 (Mhi)이다. 몸체 (101)의3차 종횡비는 적어도 약 1:1, 예컨대 적어도 약 2:1, 적어도 약 4:1, 적어도 약 5:1, 또는 적어도 약 6:1이다. 또한, 다른 실시예들에서, 연마 입자 (300)는 몸체 (301)의 3차 종횡비가 약 3:1 이하, 예컨대 2:1 이하, 또는 약 1:1 이하가 되도록 형성될 수 있다. 몸체 (301)의 3차 종횡비는 상기 임의의 비율 내의 범위, 예컨대 약 6:1 내지 약 1:1 일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에 의하면, 형상화 연마입자 (300)의 몸체 (301)는 개선된 성능이 가능한 특정 치수들을 가진다. 예를들면, 하나의 실시예에서, 몸체 (301)는 몸체 (301)의 임의의 코너 및 대항 중점 모서리 사이를 따라 측정되는 몸체 (301)의 최저 높이인 내부 높이 (hi)를 가진다. 몸체 (301)가 대략 삼각형의 2차원 형상인 특정한 경우, 내부 높이 (hi)는 각각 3개의 코너들 및 대향 중점 모서리들 사이에서 측정되는 몸체 (301)의 최저 높이 (즉, 저면 (304) 및 상면 (303) 사이 측정치)이다. 형상화 연마입자 (300) 몸체 (301)의 내부 높이 (hi)는 도 3B에 도시된다. 하나의 실시태양에 따르면, 내부 높이 (hi)는 폭 (w)의 적어도 약 20%이다. 높이 (hi)는 형상화 연마입자 (300)를 절단 또는 장착 및 연마 및 몸체 (301) 내부 최저 높이 (hi)를 결정하기에 충분한 방식으로 관찰하여 (예를들면, 광학현미경 또는 SEM) 측정한다. 하나의 특정 실시태양에서, 높이 (hi)는 몸체 (301)폭의 적어도 약 22%, 예컨대 적어도 약 25%, 적어도 약 30%, 또는 적어도 약 33%이다. 비-제한적인 하나의 실시태양에서, 몸체 (301) 높이 (hi)는 몸체 (301) 폭의 약 80% 이하, 예컨대 약 76% 이하, 약 73% 이하, 약 70% 이하, 약 68% 이하, 약 56% 이하, 약 48% 이하, 또는 약 40% 이하이다. 몸체 (301) 높이 (hi)는 임의의 상기 최소율 및 최대율 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
중앙 내부 높이 (Mhi)가 제어된 형상화 연마입자들 배치가 조립되어, 성능을 향상시킬 수 있다. 상세하게는, 배치의 중앙 내부 높이 (hi)는 상기된 바와 같이 동일한 방식의 형상화 연마배치 입자들의 중앙 폭과 관련된다. 특히, 중앙 내부 높이 (Mhi)는 형상화 연마배치 입자들 중앙 폭의 적어도 약 20%, 예컨대 적어도 약 22%, 적어도 약 25%, 적어도 약 30%, 또는 적어도 약 33% 이다. 비-제한적인 하나의 실시태양에서, 몸체 (301)의 중앙 내부 높이 (Mhi)는 중앙 폭의 약 80% 이하, 예컨대 약 76% 이하, 약 73% 이하, 약 70% 이하, 약 68% 이하, 약 56% 이하, 약 48% 이하, 또는 약 40% 이하이다. 몸체 (301)의 중앙 내부 높이 (Mhi)는 임의의 상기 최소율 및 최대율 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 형상화 연마입자들의 배치는 적합한 샘플 크기로부터의 치수 특정 표준 편차로 측정되는 바와 같이 개선된 치수 균일성을 보인다. 하나의 실시태양에 의하면, 형상화 연마입자들의 내부 높이 편차 (Vhi)는, 배치 입자들의 적합한 샘플 크기에 대한 내부 높이 (hi) 표준편차로서 계산될 수 있다. 하나의 실시태양에 의하면, 내부 높이 편차는 약 60 미크론 이하, 예컨대 약 58 미크론 이하, 약 56 미크론 이하, 또는 약 54 미크론 이하이다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 내부 높이 편차 (Vhi)는 적어도 약 2 미크론이다. 몸체의 내부 높이 편차는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 있어서, 형상화 연마입자 (300) 몸체 (301)의 내부 높이 (hi)는 적어도 약 400 미크론이다. 상세하게는, 높이는 적어도 약 450 미크론, 예컨대 적어도 약 475 미크론, 또는 적어도 약 500 미크론이다. 또 다른 하나의 비-제한적 실시태양에서, 몸체 (301) 높이는 약 3 mm 이하, 예컨대 약 2 mm 이하, 약 1.5 mm 이하, 약 1 mm 이하, 약 800 미크론 이하이다. 몸체 (301) 높이는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 범위 값들은 배치의 형상화 연마입자들에 대한 중앙 내부 높이 (Mhi)를 나타낸다는 것을 이해할 수 있다.
소정의 본원 실시태양들에 있어서, 형상화 연마입자 (300) 몸체 (301)는 예를들면, 폭>길이, 길이>높이, 및 폭>높이를 포함한 특정 치수들을 가진다. 상세하게는, 형상화 연마입자 (300) 몸체 (301)의 폭 (w)은 적어도 약 600 미크론, 예컨대 적어도 약 700 미크론, 적어도 약 800 미크론, 또는 적어도 약 900 미크론이다. 하나의 비-제한적 실시예에서, 몸체 (301)의 폭은 약 4 mm 이하, 예컨대 약 3 mm 이하, 약 2.5 mm 이하, 또는 약 2 mm 이하이다. 몸체 (301)의 폭은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 범위 값들은 배치의 형상화 연마입자들에 대한 중앙 폭 (Mw)을 나타낸다는 것을 이해할 수 있다.
형상화 연마입자 (300) 몸체 (301)는 특정 치수들를 가지고, 예를들면, 길이 (L middle 또는 Lp)는 적어도 약 0.4 mm, 예컨대 적어도 약 0.6 mm, 적어도 약 0.8 mm, 또는 적어도 약 0.9 mm이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에 있어서, 몸체 (301)의 길이는 약 4 mm 이하, 예컨대 약 3 mm 이하, 약 2.5 mm 이하, 또는 약 2 mm 이하이다. 몸체 (301) 길이는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 범위 값들은 중앙 길이 (Ml), 상세하게는, 배치의 형상화 연마입자들에 대한 중앙 중간 길이 (MLmiddle) 또는 중앙 외형 길이 (MLp) 를 나타낸다는 것을 이해하여야 한다.
형상화 연마입자 (300)의 몸체 (301)는 특정 디싱값을 가지고, 디싱값 (d)은 최소 치수의 내부 몸체 높이 (hi)에 대한 코너들에서 몸체 (301) 평균 높이 (Ahc)의 비율로 정의된다. 코너들에서 몸체 (301) 평균 높이 (Ahc)는 모든 코너들에서 몸체 (301) 높이를 측정하고 값들을 평균하여 계산될 수 있고, 하나의 코너에서의 단일 높이 값 (hc)과는 차별된다. 코너들에서 또는 내부에서 몸체 (301) 평균 높이는 STIL (Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere - France) Micro Measure 3D 표면 조면계 (백광 (LED) 색수차 기술)을 이용하여 측정할 수 있다. 달리, 디싱은 배치 입자들의 적합한 샘플로부터 계산되는 코너에서의 입자들 중앙 높이 (Mhc) 에 기초할 수 있다. 유사하게, 내부 높이 (hi)는 배치의 형상화 연마입자들에 대한 적합한 샘플에서 유도되는 중앙 내부 높이 (Mhi)일 수 있다. 하나의 실시태양에 의하면, 디싱값 (d)은 약 2 이하, 예컨대 약 1.9 이하, 약 1.8 이하, 약 1.7 이하, 약 1.6 이하, 약 1.5 이하, 또는 약 1.2 이하일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 디싱값 (d)은 적어도 약 0.9, 예컨대 적어도 약 1.0이다. 디싱 비율은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 디싱값들은 형상화 연마입자들 배치에 대한 중앙 디싱 (Md)을 나타낼 수 있는 것을 이해할 수 있다.
본원 실시태양들의 형상화 연마입자들, 예를들면, 도 3A의 입자의 몸체 (301)는 바닥 면적 (Ab)을 형성하는 하면 (304)을 가진다. 특정 실시예들에서 하면 (304)은 몸체 (301)의 최대 표면이다. 하부 주면 (304)은 상부 주면 (303) 표면적과 다른 바닥 면적 (Ab)을 형성하는 표면적을 가진다. 하나의 특정 실시태양에서, 하부 주면 (304)은 상부 주면 (303) 표면적과 다른 바닥 면적 (Ab)을 형성하는 표면적을 가진다. 다른 실시태양에서, 하부 주면 (304)은 상부 주면 (303) 표면적보다 작은 바닥 면적 (Ab)을 형성하는 표면적을 가진다.
또한, 몸체 (301)는 바닥 면적 (Ab)에 수직한 평면 면적을 형성하고 입자 (300) 중점 (381)을 통과하여 연장되는 단면 중점 면적 (Am)을 가진다. 소정의 실시예들에서, 몸체 (301)의 중점 면적에 대한 바닥 면적의 면적비 (Ab/Am)는 약 6 이하이다. 더욱 상세한 실시예들에서, 면적비는 약 5.5 이하, 예컨대 약 5 이하, 약 4.5 이하, 약 4 이하, 약 3.5 이하, 또는 약 3 이하이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 면적비는 적어도 약 1.1, 예컨대 적어도 약 1.3, 또는 적어도 약 1.8이다. 면적비는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 면적비는 형상화 연마입자들의 배치에 대한 중앙 면적비를 나타낼 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
또한 본원 실시태양들의 형상화 연마입자들, 예를들면, 도 3B의 입자는 약 0.3 이하의 정규화 (normalized) 높이 차이를 가진다. 정규화 높이 차이는 식 [(hc-hm)/(hi)]의 절대값으로 정의된다. 다른 실시태양들에서, 정규화 높이 차이는 약 0.26 이하, 예컨대 약 0.22 이하, 또는 약 0.19 이하이다. 또, 하나의 특정 실시태양에서, 정규화 높이 차이는 적어도 약 0.04, 예컨대 적어도 약 0.05, 또는 적어도 약 0.06이다. 정규화 높이 차이는 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 정규화 높이 값들은 형상화 연마입자들 배치에 대한 중앙 정규화 높이를 나타낼 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시예에서, 몸체 (301)는 적어도 약 0.04인 외형 비율을 가지고, 상기 외형 비율은 형상화 연마입자 (300) 길이(Lmiddle)에 대한 평균 높이 차이 [hc-hm]의 비율인, [(hc-hm)/(Lmiddle)]의 절대값으로 정의된다. 몸체 (301) 길이 (Lmiddle)는 도 3B에 도시된 바와 같이 몸체 (301)을 횡단하는 거리이다. 또한, 길이는 본원에서 정의되는 바와 같이 형상화 연마입자들의 배치로부터의 적합한 입자들 샘플로부터 계산되는 평균 또는 중앙 길이이다. 특정 실시태양에 의하면, 외형 비율은 적어도 약 0.05, 적어도 약 0.06, 적어도 약 0.07, 적어도 약 0.08, 또는 적어도 약 0.09이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 외형 비율은 약 0.3 이하, 예컨대 약 0.2 이하, 약 0.18 이하, 약 0.16 이하, 또는 약 0.14 이하이다. 외형 비율은 상기 임의의 최소값 내지 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 외형 비율은 형상화 연마입자들 배치에 대한 중앙 외형 비율을 나타내는 것으로 이해될 수 있다.
또 다른 실시태양에 의하면, 몸체 (301)는 특정 경사각을 가지고, 이는 몸체 (301) 하면 (304) 및 측면 (305, 306, 307) 간의 각으로 정의된다. 예를들면, 경사각은 약 1° 내지 약 80°이다. 본원의 다른 입자들에 있어서, 경사각은 약 5° 내지 55°, 예컨대 약 10° 내지 약 50°, 약 15° 내지 50°, 또는 약 20° 내지 50°이다. 이러한 경사각을 가지는 연마입자를 형성하면 연마입자 (300)의 연마 성능을 개선시킬 수 있다. 특히, 경사각은 상기 임의의 두 경사각들 사이의 범위에 있을 수 있다.
또 다른 실시태양에 의하면, 예를들면 도 3A 및 3B의 입자들을 포함한 본원의 형상화 연마입자들은 몸체 (301) 상면 (303)에 타원 영역 (317)을 가진다. 타원 영역 (317)은 트렌치 영역 (318)으로 형성되고 이는 상면 (303) 주위로 연장되고 타원 영역 (317)을 정의한다. 타원 영역 (317)은 중점 (381)을 포괄한다. 또한, 상면 (303)에 형성되는 타원 영역 (317)은 성형 공정의 산물이라고 판단되고, 본원에 개시된 방법들에 따라 형상화 연마입자들을 형성하는 과정에서 혼합물 (101)에 부여되는 응력 결과로 형성될 수 있다.
형상화 연마입자 (300)는 몸체 (301)가 결정 재료, 더욱 상세하게는, 다결정 재료를 가지도록 형성된다. 특히, 다결정 재료는 연마입자들을 포함한다. 일 실시태양에서, 몸체 (301)는 예를들면, 바인더를 포함한 유기재료가 실질적으로 부재이다. 상세하게는, 몸체 (301)는 실질적으로 다결정 재료로 이루어진다.
일 양태에서, 형상화 연마입자 (300) 몸체 (301)는 다수의 연마입자들, 그릿, 및/또는 결정들이 서로 결합되어 연마입자 (300)의 몸체 (301)를 형성하는 응집체일 수 있다. 적합한 연마입자들은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 산붕화물, 다이아몬드, 및 이들의 조합을 포함한다. 특정한 경우, 연마입자들은 산화물 또는 복합체, 예컨대 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 규소산화물, 및 이들의 조합을 포함한다. 하나의 특정 실시예에서, 연마입자 (300)는 몸체 (301)를 형성하는 연마입자들이 알루미나를 포함하도록, 더욱 상세하게는, 실질적으로 알루미나로 이루어지도록 형성된다. 또한, 특정 실시예들에서, 형상화 연마입자 (300)는 시드화 (seeded) 졸-겔일 수 있다.
몸체 (301)에 함유되는 연마입자들 (즉, 미세결정들)의 평균 결정 크기는 일반적으로 약 100 미크론 이하이다. 다른 실시태양들에서, 평균 결정 크기는 더 작고, 예컨대 약 80 미크론 이하, 약 50 미크론 이하, 약 30 미크론 이하, 약 20 미크론 이하, 약 10 미크론 이하, 또는 약 1 미크론 이하이다. 또한, 몸체 (301)에 함유되는 연마입자들의 평균 결정 크기는 적어도 약 0.01 미크론, 예컨대 적어도 약 0.05 미크론, 예컨대 적어도 약 0.08 미크론, 적어도 약 0.1 미크론, 또는 적어도 약 0.5 미크론이다. 연마입자들의 평균 결정 크기는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 실시태양들에 의하면, 연마입자 (300)는 적어도 2종의 상이한 유형의 입자들이 몸체 (301)에 포함되는 복합 물품 (composite article)이다. 상이한 유형의 입자들은 서로 상이한 조성을 가지는 입자들이라는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 몸체 (301)는 적어도 2종의 상이한 유형의 입자들을 포함하도록 형성되고, 2종의 상이한 유형의 입자들은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 산붕화물, 다이아몬드, 및 이들의 조합일 수 있다.
실시태양에 의하면, 몸체 (301)의 측정 가능한 최대 치수로 측정할 때 연마입자 (300)의 평균 입자크기는, 적어도 약 100 미크론이다. 실제로, 연마입자 (300)의 평균 입자크기는 적어도 약 150 미크론, 예컨대 적어도 약 200 미크론, 적어도 약 300 미크론, 적어도 약 400 미크론, 적어도 약 500 미크론, 적어도 약 600 미크론, 적어도 약 700 미크론, 적어도 약 800 미크론, 또는 적어도 약 900 미크론이다. 또한, 연마입자 (300)의 평균 입자크기는 약 5 mm 이하, 예컨대 약 3 mm 이하, 약 2 mm 이하, 또는 약 1.5 mm 이하이다. 연마입자 (300)의 평균 입자크기는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원 실시태양들의 형상화 연마입자들은 개선된 성능을 제공할 수 있는 플래싱 비율을 가진다. 특히, 플래싱은, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같이 일 측면에서 관찰될 때 상자들 (402, 403) 내에서 몸체 (301) 측면으로 연장되는 입자 면적을 정의한다. 플래싱은 몸체 (301) 상면 (303) 및 하면 (304)에 근접한 경사 영역들로 나타낼 수 있다. 플래싱은 측면 최내부 지점 (예를들면, 421) 및 몸체 (301) 측면의 최외부 지점(예를들면, 422) 사이에 연장되는 상자에 포함되는 측면을 따르는 몸체 (301) 면적 비율로 측정된다. 하나의 특정 실시예에서, 몸체 (301)는 상자들 (402, 403, 404)에 포함되는 몸체 (301) 총 면적에 대한 상자들 (402, 403)에 포함되는 몸체 (301) 면적 비율인 특정 플래싱 값을 가진다. 하나의 실시태양에 의하면, 몸체 (301)의 플래싱 비율 (f)은 적어도 약 1%이다. 또 다른 실시태양에서, 플래싱 비율은 더 크고, 예컨대 적어도 약 2%, 예컨대 적어도 약 3%, 적어도 약 4%, 적어도 약 5%, 적어도 약 8%, 적어도 약 10%, 적어도 약 12%, 적어도 약 15%, 적어도 약 18%, 또는 적어도 약 20%이다. 또한, 비-제한적 실시태양에서, 몸체 (301)의 플래싱 비율은 제어될 수 있고 약 45% 이하, 예컨대 약 40% 이하, 약 35% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 약 20% 이하, 약 18% 이하, 약 15% 이하, 약 12% 이하, 약 10% 이하, 약 8% 이하, 약 6% 이하, 또는 약 4% 이하일 수 있다. 몸체 (301)의 플래싱 비율은 상기 임의의 최소 비율 및 최대 비율 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 플래싱 비율은 형상화 연마입자들의 배치에 대한 평균 플래싱 백분율 또는 중앙 플래싱 백분율일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
예컨대 도 4에 도시된 바와 같이 플래싱 비율은 형상화 연마입자 (300)를 측면으로 세우고 측면에서 몸체 (301)를 관찰하여 흑백 영상을 생성하여 측정될 수 있다. 이에 적합한 프로그램은 ImageJ 소프트웨어를 포함한다. 플래싱 비율은 중앙 (404) 및 상자들 내에서의 면적을 포함하여 측면에서 관찰될 때의 몸체 (301) 총 면적 (총 음영 면적)에 대한 상자들 (402, 403) 내의 몸체 (301) 면적을 결정함으로써 계산할 수 있다. 이러한 절차는 적합한 입자들 샘플에 대하여 수행되어 평균, 중앙값, 및/또는 및 표준편차 값들을 생성할 수 있다.
본원 실시태양들에 의한 형상화 연마입자들의 배치는 적합한 샘플 크기로부터 치수 특성 표준편차로 측정되는 개선된 치수 균일성을 보인다. 하나의 실시태양에 의하면, 형상화 연마입자들은 배치 입자들의 적합한 샘플 크기에 대하여 플래싱 백분율 (f) 표준편차로서 계산되는 플래싱 편차 (Vf)를 가진다. 하나의 실시태양에 의하면, 플래싱 편차는 약 5.5% 이하, 예컨대 약 5.3% 이하, 약 5% 이하, 또는 약 4.8% 이하, 약 4.6% 이하, 또는 약 4.4% 이하이다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 플래싱 편차 (Vf)는 적어도 약 0.1%이다. 플래싱 편차는 상기 임의의 최소 내지 최대 백분율 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원 실시태양들의 형상화 연마입자들은 적어도 4000의 높이 (hi) 및 플래싱 승수값 (hiF)을 가지고, 상기 hiF = (hi)(f)에서, “hi”는 상기된 몸체 (301)의 최소 내부 높이이고 “f”는 플래싱 비율이다. 하나의 특정 실시예에서, 몸체 (301)의 높이 및 플래싱 승수값 (hiF)은 더 크고, 예컨대 적어도 약 4500 미크론%, 적어도 약 5000 미크론%, 적어도 약 6000 미크론%, 적어도 약 7000 미크론%, 또는 적어도 약 8000 미크론%이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 높이 및 플래싱 승수값은 약 45000 미크론% 이하, 예컨대 약 30000 미크론% 이하, 약 25000 미크론% 이하, 약 20000 미크론% 이하, 또는 약 18000 미크론% 이하이다. 몸체 (301)의 높이 및 플래싱 승수값은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 승수값은 형상화 연마입자들 배치에 대한 중앙 승수값 (MhiF)을 나타낸다는 것을 이해할 수 있다.
고정 연마 물품
형상화 연마 입자 성형 또는 입수 후, 입자들을 다른 재료에 결합시켜 고정 연마 물품을 형성한다. 일부 적합한 예시적 고정 연마 물품은 형상화 연마 입자들이 3차원 결합재 기질에 포함되는 결합 연마 물품, 및 형상화 연마 입자들이 지지판 상에 적층되는 단일-층에 분산되고 및 하나 이상의 접착층으로 지지판에 결합되는 코팅 연마 물품을 포함한다. 입자들은 지지판과 조합되어 코팅 연마 물품을 형성한다.
도 5는 실시태양에 의한 코팅 연마 물품 단면도이다. 특히, 코팅 연마물품 (500)은 기판 (501) (즉, 지지판) 및 기판 (501) 표면 상부에 도포되는 적어도 하나의 접착층을 포함한다. 접착층은 메이크 코트 (503) 및/또는 사이즈 코트 (504)를 포함한다. 코팅 연마재 (500)는 본원 실시태양들의 형상화 연마입자들 (505)을 포함한 연마 입자 소재 (510), 및 반드시 형상화 연마입자들이 아닌 무작위 형상의 부형 연마입자들 형태인 제2 유형의 연마 입자 소재 (507)를 포함한다. 메이크 코트 (503)는 기판 (501) 표면 상부에 도포되고 형상화 연마입자들 (505) 및 제2 유형의 연마 입자 소재 (507)의 적어도 일부를 둘러싼다. 사이즈 코트 (504)는 형상화 연마입자들 (505) 및 제2 유형의 연마 입자 소재 (507) 및 메이크 코트 (503) 상부에서 이들과 결합된다.
하나의 실시태양에 의하면, 기판 (501)은 유기 재료, 무기 재료, 및 이들의 조합을 포함한다. 소정의 실시예들에서, 기판 (501)은 직물 소재를 포함한다. 그러나, 기판 (501)은 부직물 소재로 제작될 수 있다. 특히 적합한 기판 재료는 고분자, 및 특히, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리이미드 예컨대 DuPont의 KAPTON, 페이퍼를 포함하는 유기 재료를 포함한다. 일부 적합한 무기 재료는 금속, 금속 합금, 특히, 구리박, 알루미늄, 스틸, 및 이들의 조합을 포함한다.
프론트필 (frontfill), 프리-사이즈 코트, 메이크 코트, 사이즈 코트, 및/또는 슈퍼사이즈 코트와 같은 연마물품의 임의의 다양한 층들을 형성하기 위하여 고분자 조성물들이 사용될 수 있다. 프론트필 형성에 있어서, 고분자 조성물은 일반적으로 고분자 수지, 섬유화 파이버 (바람직하게는 펄프 형태), 충전재, 및 기타 선택적인 첨가제들을 포함한다. 일부 프론트필 실시태양들에 있어서 적합한 조성물은 재료들 예컨대 페놀수지, 규회석 충전재, 소포제, 계면활성제, 섬유화 파이버, 및 나머지는 물을 포함한다. 적합한 고분자 수지는 페놀수지, 요소/포름알데히드 수지, 페놀/라텍스 수지, 및 이러한 수지의 조합을 포함한 열 경화성 수지에서 선택되는 경화성 수지를 포함한다. 기타 적합한 고분자 수지 재료는 또한 광 경화성 수지, 예컨대 전자빔, UV 선, 또는 가시광선을 이용하여 경화 가능한 수지, 예컨대 에폭시 수지, 아크릴레이트 에폭시 수지의 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 수지, 아크릴레이트 우레탄 및 폴리에스테르 아크릴레이트 및 모노 아크릴레이트, 다중아크릴레이트 단량체들을 포함한 아크릴레이트 단량체를 포함한다. 또한 조성물은 침식성을 개선시켜 적층된 연마 물품의 자체-첨예 특성을 개선시킬 수 있는 비반응성 열가소성수지 바인더를 포함한다. 이러한 열가소성 수지의 예시로는 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 및 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에텐 블록 공중합체, 기타 등을 포함한다. 기판 (501)에서 프론트필을 적용하면 표면 균일성이 개선되어, 메이크 코트 (503) 도포에 적합하고 형상화 연마입자들 (505)의 적용 및 소정 방향으로의 배향이 개선된다.
메이크 코트 (503)는 단일 공정으로 기판 (501) 표면에 도포되지만, 또는 달리, 연마 입자 소재 (510)와 메이크 코트 (503) 재료가 혼합되어 혼합물로서 기판 (501) 표면에 적용될 수 있다. 메이크 코트 (503)의 적합한 재료는 유기 재료, 특히 고분자 재료, 예를들면, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이의 혼합물을 포함한다. 일 실시태양에서, 메이크 코트 (503)는 폴리에스테르 수지를 포함한다. Te 코팅된 기판은 이후 가열되어 수지 및 연마입자 소재를 기판에 경화시킨다. 일반적으로, 이러한 경화 공정에서 코팅 기판 (501)은 약 100 ºC 내지 약 250 ºC 미만으로 가열된다.
연마 입자 소재 (510)는 본원 실시태양들에 의한 형상화 연마입자들을 포함한다. 특정 실시예들에서, 연마 입자 소재 (510)는 상이한 유형의 형상화 연마입자들을 포함한다. 상이한 유형의 형상화 연마입자들은 본원 실시태양들에서 기재된 바와 같이 조성, 2차원 형상, 3차원 형상, 크기, 및 이들의 조합에 있어서 서로 다르다. 도시된 바와 같이, 코팅 연마재 (500)는 대체로 삼각형의 2차원 형상을 가지는 형상화 연마입자 (505)를 포함한다.
기타 유형의 연마입자들 (507)은 형상화 연마입자들 (505)과는 다른 부형 입자들일 수 있다. 예를들면, 부형 입자들은 형상화 연마입자들 (505)과 조성, 2차원 형상, 3차원 형상, 크기, 및 이들의 조합에 있어서 차별된다. 예를들면, 연마입자들 (507)은 무작위 형상을 가지는 종래, 파쇄 연마 그릿일 수 있다. 연마입자들 (507)은 형상화 연마입자들 (505) 중앙 입자 크기보다 작은 중앙 입자 크기를 가질 수 있다.
연마 입자 소재 (510)로 메이크 코트 (503)를 충분히 형성한 후, 사이즈 코트 (504)가 연마 입자 소재 (510) 위에 형성되어 결합된다. 사이즈 코트 (504)는 유기 재료를 포함하고, 실질적으로 고분자 재료로 제조되고, 특히, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이의 혼합물을 이용한다.
하나의 실시태양에 의하면, 본원의 형상화 연마 입자들 (505)은 서로 및 기판 (501)에 대하여 예정된 배향으로 배향된다. 완전히 이해되지는 않지만, 치수 특징부들 중 하나 또는 조합으로 형상화 연마 입자들 (505)의 배향을 개선시킬 수 있다고 판단된다. 하나의 실시태양에 의하면, 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이 형상화 연마 입자들 (505)은 기판 (501)에 대하여 평탄 배향으로 배향된다. 평탄 배향에서, 형상화 연마 입자들의 하면 (304)은 기판 (501) (즉, 지지판) 표면에 최근접하고 형상화 연마 입자들 (505)의 상면 (303)은 기판 (501)에서 멀어지고 가공물과 초기 체결되도록 구성된다.
또 다른 실시태양에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이 형상화 연마입자들 (505)은 기판 (501)에 소정의 측 방향으로 배치된다. 특정 실시예들에서, 연마물품 (505)의 형상화 연마입자들 (505) 총 함량 중 대부분의 형상화 연마입자들 (505)은 소정의 측 방향을 가진다. 측 방향에서, 형상화 연마입자들 (505)의 하면 (304)은 기판 (501) 표면에서 이격되고 이에 대하여 유각을 이룬다. 특정 실시예들에서, 하면 (304)은 기판 (501) 표면에 대하여 둔각 (B)을 형성한다. 또한, 상면 (303)은 기판 (501) 표면에서 이격되고 이에 대하여 유각을 이루고, 특정 실시예들에서, 대체로 예각 (A)을 이룰 수 있다. 측 방향에서, 측면 (305, 306, 307)은 기판 (501) 표면에 최근접하고, 상세하게는, 기판 (501) 표면과 직접 접촉될 수 있다.
소정의 본원의 다른 연마물품들에 있어서, 연마물품 (500)의 적어도 약 55%의 다수의 형상화 연마입자들 (505)은 소정의 측 방향을 가진다. 또한, 상기 백분율은 더 클 수 있고, 예컨대 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 77%, 적어도 약 80%, 적어도 약 81%, 또는 적어도 약 82%일 수 있다. 하나의 비-제한적 실시태양에서, 연마물품 (500)은 본원의 형상화 연마입자들 (505)로 형성될 수 있고, 형상화 연마입자들 총량의 약 99% 이하가 소정의 측 방향을 가질 수 있다.
소정 방향에 있는 입자들 백분율을 결정하기 위하여, 하기 표 1의 조건으로 동작하는CT 스캔 기기를 이용하여 연마물품 (500)에 대한2D 미소초점 x-ray 영상을 얻는다. X-ray 2D 영상을 RB214에서 품질 보장 (Quality Assurance) 소프트웨어로 실행하였다. 시료 장착 고정구는 4” x 4” 윈도우의 플라스틱 프레임 및 프레임에 고정시키기 위한 2개의 나사가 있는 상부가 반-평탄화되는 Ø0.5” 고체 금속성 로드를 이용한다. 영상화 전에, 나사 머리가 X-선 입사 방향과 대향되는 지점에서 프레임 일측에 시료를 고정시켰다. 이어 120kV/80μA에서 영상화하기 위한 4” x 4” 윈도우 면적 내에서5 영역들을 선택하였다. X-ray 오프-셋 (off-set)/게인 교정 및 15 배율로 각각의 2D 투사 영상을 기록하였다.
전압 (kV) 전류 (μA) 배율 영상 당 시계
(mm x mm) 		노출시간
120 80 15X 16.2 x 13.0 500ms/2.0 fps
이어 영상들을 보내 ImageJ 프로그램으로 분석하고, 다른 방향들은 하기 표 2에 따라 값들이 지정되었다. 도 13은 지지판에 있는 형상화 연마입자들 방향 분석에 사용된 실시태양에 의한 코팅 연마재 일부의 영상들이다.
셀 마커 타입 설명
1 영상 주위에 있는 입자들, 부분 노출 - 상향
2 영상 주위에 있는 입자, 부분 노출 - 하향
3 영상 중의 입자들, 완전 노출 - 직립
4 영상 중의 입자들, 완전 노출 - 하향
5 영상 중의 입자들, 완전 노출 - 경사 (직립 및 하향의 중간)
이어 하기 표 3에서 제공되는 3가지 계산식이 수행된다. 계산이 수행된 후 평방 센티미터 당 특정 배향 (예를들면 측 방향) 입자의 백분율이 유도된다.
5) 인자 프로토콜*
% 상향 입자들 ((0.5×1)+3+5)/(1+2+3+4+5))
cm2 당 입자들 총 # (1+2+3+4+5)
cm2 당 상향 입자들 # (% 상향 입자들 × cm2 당 입자들 총 #
* - 이들은 모두 영상 각자의 면적에 대하여 정규화된다.
+ - 영상에서 완전하게 존재하지 않으므로 환산계수 0.5가 적용되었다.
또한, 형상화 연마입자들로 제조되는 연마물품들은 다양한 함량의 형상화 연마입자들을 이용할 수 있다. 예를들면, 연마물품들은 개방-코트 구성 또는 밀폐-코트 구성으로 단일층의 형상화 연마입자들을 포함하는 코팅 연마물품들일 수 있다. 예를들면, 다수의 형상화 연마입자들은 약 70 입자들/cm2 이하의 형상화 연마입자 코팅 밀도를 가지는 개방 코트 연마 제품을 형성할 수 있다. 다른 실시예들에서, 연마물품 평방 센티미터 당 형상화 연마입자의 개방-코트 밀도는 약 65 입자들/cm2 이하, 예컨대 약 60 입자들/cm2 이하, 약 55 입자들/cm2 이하, 또는 약 50 입자들/cm2 이하일 수 있다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 본원 형상화 연마입자를 적용한 개방 코트 코팅 연마재의 밀도는 적어도 약 5 입자들/cm2, 또는 적어도 약 10 입자들/cm2이다. 코팅 연마물품의 개방 코트 밀도는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
대안의 실시태양에서, 다수의 형상화 연마 입자들은 형상화 연마 입자들의 코팅 밀도가 적어도 약 75 입자들/cm2, 예컨대 적어도 약 80 입자들/cm2, 적어도 약 85 입자들/cm2, 적어도 약 90 입자들/cm2, 적어도 약 100 입자들/cm2인 밀폐-코트 연마 제품을 형성한다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 본원의 형상화 연마 입자를 이용한 코팅 연마재의 밀폐-코트 밀도는 약 500 입자들/cm2 이하이다. 코팅 연마 물품의 밀폐-코트 밀도는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 실시예들에서, 연마물품은 물품의 외부 연마 표면을 덮고 있는 연마입자의 피복율이 약 50% 이하인 개방 코트 밀도를 가질 수 있다. 다른 실시태양들에서, 연마 표면 총면적에 대한 연마입자들의 피복율은 약 40% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 또는 약 20% 이하이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 연마 표면 총면적에 대한 연마입자들의 피복율은 적어도 약 5%, 예컨대 적어도 약 10%, 적어도 약 15%, 적어도 약 20%, 적어도 약 25%, 적어도 약 30%, 적어도 약 35%, 또는 적어도 약 40%이다. 연마 표면의 총면적에 대한 형상화 연마입자들의 피복율은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
일부 연마물품들은 지지판 또는 기판 (501) 길이 (예를들면, 림)에 대하여 특정 함량의 연마입자들을 가진다. 예를들면, 일 실시태양에서, 연마물품은 적어도 약 20 lbs/림, 예컨대 적어도 약 25 lbs/ 림, 또는 적어도 약 30 lbs/림인형상화 연마입자들의 정규화 중량을 적용한다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 연마물품들의 형상화 연마입자들 정규화 중량은 약 60 lbs/림 이하, 예컨대 약 50 lbs/림 이하, 또는 약 45 lbs/림 이하이다. 본원 실시태양들의 연마물품들은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있는 형상화 연마입자들의 정규화 중량을 적용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에 기재되는 연마물품의 다수 형상화 연마입자들은 연마입자들 배치의 제1 부분을 형성하고, 본원 실시태양들에 기재되는 형상들은 적어도 형상화 연마입자들 배치의 제1 부분에 존재하는 형상들을 대표할 수 있다. 또한, 실시태양에 의하면, 상기된 하나 이상의 공정 인자들을 제어하여 본원 실시태양들의 형상화 연마입자들에서 하나 이상의 형상들의 지배성 (prevalence)을 제어할 수 있다. 배치의 임의 형상화 연마입자에 대하여 하나 이상의 형상들을 제공하면 연마물품에서 입자들의 전개 (deployment)에 대한 대안 또는 개선이 가능하고 연마물품의 성능 또는 용도를 더욱 개선시킬 수 있다. 배치는 또한 연마입자들의 제2 부분을 포함할 수 있다. 연마입자들의 제2 부분은 부형 (diluent) 입자들을 포함한다.
본원 실시태양들의 일 양태에 의하면, 고정 연마 물품은 연마 입자들의 블렌드를 포함한다. 연마 입자들의 블렌드는 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함한다. 특정 예시들에서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 높이 (h1)로 형성된다. 제1 높이를 언급하는 것은 예를들면, 제한되지 않지만, 제1 유형의 형상화 연마 입자의 중앙 내부 높이 (Mhi)를 포함하는 본원 실시태양들에서 식별되는 임의의 높이 치수를 포함하는 것이라는 것을 이해하여야 한다. 또한, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 높이 (h2)로 형성된다. 제2 높이를 언급하는 것은 예를들면, 제한되지 않지만, 제2 유형의 형상화 연마 입자의 중앙 내부 높이 (Mhi)를 포함하는 본원 실시태양들에서 식별되는 임의의 높이 치수를 포함하는 것이라는 것을 이해하여야 한다.
일 실시태양에 따르면, 제2 유형의 형상화 연마 입자의 제2 높이 (h2)는 제1 높이 (h1)보다 낮다. 더욱 상세하게는, 소정의 예시들에서, 연마 입자들의 블렌드는 블렌드의 제2 유형의 형상화 연마 입자 제2 높이 (h2)를 블렌드의 제1 유형의 형상화 연마 입자 제1 높이 (h1)로 나눈 높이비 (h2/h1)를 가진다. 소정의 블렌드 높이비는 연마 물품 성능을 개선시킬 수 있다. 적어도 하나의 실시태양에 있어서, 높이비 (h2/h1)는 약 0.98 이하이다. 다른 예시들에서, 높이비 (h2/h1)는 약 0.95 이하, 예컨대 약 0.93 이하, 약 0.90 이하, 약 0.88 이하, 약 0.85 이하, 또는 약 0.83 이하일 수 있다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 높이비 (h2/h1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.08, 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.12, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.18, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.22, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.28, 적어도 약 0.3, 적어도 약 0.32, 적어도 약 0.35, 적어도 약 0.4, 적어도 약 0.45, 적어도 약 0.5, 적어도 약 0.55, 적어도 약 0.6, 또는 적어도 약 0.65일 수 있다. 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하는 블렌드의 높이비 (h2/h1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 예시들에서, 연마 입자들의 블렌드는 제1 높이 및 제2 높이 간의 특정 높이 차이 (h1-h2)를 형성하고 이는 고정 연마 물품 성능을 개선시킬 수 있다. 표기된 바와 같이, 높이 차이는 제1 높이 (h1)에서 제한 제2 높이 (h2) 간의 차이 수치를 나타낸다. 예를들면, 블렌드의 높이 차이 (h1-h2)는 적어도 약 1 미크론이다. 또 다른 실시태양에 따르면, 높이 차이 (h1-h2)는 적어도 약 5 미크론이다. 다른 예시들에서, 높이 차이는 더욱 크고, 예컨대 적어도 약 10 미크론, 적어도 약 15 미크론, 적어도 약 20 미크론, 적어도 약 25 미크론, 적어도 약 30 미크론, 적어도 약 35 미크론, 적어도 약 40 미크론, 적어도 약 50 미크론, 적어도 약 60 미크론, 적어도 약 70 미크론, 또는 적어도 약 80 미크론이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 높이 차이 (h1-h2)는 약 2 mm 이하, 예컨대 약 1 mm 이하, 약 800 미크론 이하, 또는 약 500 미크론 이하일 수 있다. 높이 차이 (h1-h2)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에 기재된 바와 같이, 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들은 길이, 폭, 및 높이로 형성되는 몸체를 가진다. 실시태양에 의하면, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 길이를 가지고, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 길이를 가진다. 또한, 연마 입자들의 블렌드는 블렌드의 제2 유형의 형상화 연마 입자 제2 길이 (l2)를 블렌드의 제1 유형의 형상화 연마 입자 제1 길이 (l1)로 나눈 길이비 (l2/l1)를 가진다. 소정의 블렌드 길이비는 연마 물품 성능을 개선시킨다. 따라서, 소정의 예시들에서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제2 유형의 형상화 연마 입자의 제2 길이와는 다른 제1 길이를 가질 수 있다. 그러나, 제1 유형의 형상화 연마 입자 제1 길이는 제2 유형의 형상화 연마 입자 제2 길이와 실질적으로 동일할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 길이비 (l2/l1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.08, 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.12, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.18, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.22, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.28, 적어도 약 0.3, 적어도 약 0.32, 적어도 약 0.35, 적어도 약 0.4, 적어도 약 0.45, 적어도 약 0.5, 적어도 약 0.55, 적어도 약 0.6, 적어도 약 0.65, 적어도 약 0.7, 적어도 약 0.75, 적어도 약 0.8, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 길이비 (l2/l1)는 약 10 이하, 예컨대, 약 8 이하, 약 6 이하, 약 5 이하, 약 4 이하, 약 3 이하, 약 2 이하, 약 1.8 이하, 약 1.5 이하, 또는 약 1.2 이하이다. 길이비 (l2/l1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
추가로, 연마 입자들의 블렌드는 특정 길이 차이 (l1-l2)를 형성하고, 이는 블렌드의 제2 유형의 형상화 연마 입자 제2 길이에 대한 블렌드의 제1 유형의 형상화 연마 입자 제1 길이의 차이이고, 연마 물품 성능을 개선시킬 수 있다. 예를들면, 일 실시태양에서, 길이 차이 (l1-l2)는 약 2 mm 이하, 예컨대 약 1 mm 이하, 약 800 미크론 이하, 약 500 미크론 이하, 약 300 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 또는 약 50 미크론 이하일 수 있다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 길이 차이 (l1-l2)는 적어도 약 1 미크론, 예컨대 적어도 약 5 미크론, 또는 적어도 약 10 미크론일 수 있다. 길이 차이 (l1-l2)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에 기재된 바와 같이, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 폭 (w1)을 형성하는 몸체를 가진다. 또한, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 폭 (w2)을 형성하는 몸체를 가진다. 추가로, 연마 입자들의 블렌드는 블렌드의 제2 유형의 형상화 연마 입자 제2 폭 (w2)을 블렌드의 제1 유형의 형상화 연마 입자 제1 폭 (w1)으로 나눈 폭비 (w2/w1)를 가진다. 소정의 블렌드 폭비는 연마 물품 성능을 개선시킨다. 따라서, 소정의 예시들에서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제2 유형의 형상화 연마 입자의 제2 폭과 다른 제1 폭을 가질 수 있다. 그러나, 제1 유형의 형상화 연마 입자 제1 폭은 제2 유형의 형상화 연마 입자 제2 폭과 실질적으로 동일할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 특정 실시태양에서, 폭비 (w2/w1)는 적어도 약 0.08, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.12, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.18, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.22, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.28, 적어도 약 0.3, 적어도 약 0.32, 적어도 약 0.35, 적어도 약 0.4, 적어도 약 0.45, 적어도 약 0.5, 적어도 약 0.55, 적어도 약 0.6, 적어도 약 0.65, 적어도 약 0.7, 적어도 약 0.75, 적어도 약 0.8, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 폭비 (w2/w1)는 약 10 이하, 예컨대 약 8 이하, 약 6 이하, 약 5 이하, 약 4 이하, 약 3 이하, 약 2 이하, 약 1.8 이하, 약 1.5 이하, 또는 약 1.2 이하일 수 있다. 폭비 (w2/w1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 연마 입자들의 블렌드는 블렌드의 제1 유형의 형상화 연마 입자 폭 및 블렌드의 제2 유형의 형상화 연마 입자 폭 간의 차이를 규정하는 폭 차이 (w1-w2)를 가지고, 이는 연마 물품 성능을 개선시킬 수 있다. 적어도 하나의 실시태양에서, 폭 차이 (w1-w2)는 약 2 mm 이하, 예컨대 약 1 mm 이하, 약 800 미크론 이하, 약 500 미크론 이하, 약 300 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 또는 약 50 미크론 이하이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적 실시태양에서, 폭 차이 (w1-w2)는 적어도 약 1 미크론, 예컨대 적어도 약 5 미크론, 또는 적어도 약 10 미크론이다. 폭 차이는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 양태에 의하면, 연마 입자들의 블렌드에서 제1 유형의 형상화 연마 입자는 블렌드의 입자들 총 중량과 비교하여 제1 유형의 형상화 연마 입자들의 백분율로 표기될 수 있는 (예를들면, 중량%) 제1 함량 (C1)으로 존재한다. 추가로, 연마 입자들의 블렌드에서 제2 유형의 형상화 연마 입자는 블렌드의 총 중량에 대하여 제2 유형의 형상화 연마 입자들의 백분율로 표기될 수 있는 (예를들면, 중량%) 제2 함량 (C1)으로 존재한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 함량은 제2 함량과는 다르다. 더욱 상세하게는, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 함량은 제2 함량보다 적다.
예를들면, 소정의 예시들에서, 블렌드는 제1 함량 (C1)이 블렌드 총 함량의 약 90% 이하가 되도록 형성된다. 또 다른 실시태양에서, 제1 함량은 더욱 낮을 수 있고, 예컨대 약 85% 이하, 약 80% 이하, 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 약 60% 이하, 약 55% 이하, 약 50% 이하, 약 45% 이하, 약 40% 이하, 약 35% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 제1 유형의 형상화 연마 입자들의 제1 함량은 블렌드 연마 입자들 총 함량의 적어도 약 1%로 존재할 수 있다. 또 다른 예시들에서, 제1 함량 (C1)은 적어도 약 5%, 예컨대 적어도 약 10%, 적어도 약 15%, 적어도 약 20%, 적어도 약 25%, 적어도 약 30%, 적어도 약 35%, 적어도 약 40%, 적어도 약 45%, 적어도 약 50%, 적어도 약 55%, 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 또는 적어도 약 95%일 수 있다. 제1 함량 (C1)은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율 사이 범위에 존재할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
연마 입자들의 블렌드는 특정 함량의 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함할 수 있다. 예를들면, 제2 함량 (C2)은 블렌드 총 함량의 약 98% 이하일 수 있다. 다른 실시태양들에서, 제2 함량은 약 95% 이하, 예컨대 약 90% 이하, 약 85% 이하, 약 80% 이하, 약 75% 이하, 약 70% 이하, 약 65% 이하, 약 60% 이하, 약 55% 이하, 약 50% 이하, 약 45% 이하, 약 40% 이하, 약 35% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하, 또는 약 5% 이하일 수 있다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 제2 함량 (C2)은 블렌드 총 함량의 적어도 약 1% 함량으로 존재할 수 있다. 예를들면, 제2 함량은 적어도 약 5%, 예컨대 적어도 약 10%, 적어도 약 15%, 적어도 약 20%, 적어도 약 25%, 적어도 약 30%, 적어도 약 35%, 적어도 약 40%, 적어도 약 45%, 적어도 약 50%, 적어도 약 55%, 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 또는 적어도 약 95%일 수 있다. 제2 함량 (C2)은 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 따르면, 연마 입자들의 블렌드는 제1 함량 (C1) 및 제2 함량 (C2) 간의 비율을 규정하는 블렌드 비율 (C1/C2)을 가질 수 있다. 예를들면, 일 실시태양에서, 블렌드 비율 (C1/C2)은 약 10 이하일 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 블렌드 비율 (C1/C2)은 약 8 이하, 예컨대 약 6 이하, 약 5 이하, 약 4 이하, 약 3 이하, 약 2 이하, 약 1.8 이하, 약 1.5 이하, 약 1.2 이하, 약 1 이하, 약 0.9 이하, 약 0.8 이하, 약 0.7 이하, 약 0.6 이하, 약 0.5 이하, 약 0.4 이하, 약 0.3 이하, 또는 약 0.2 이하이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 블렌드 비율 (C1/C2)은 적어도 약 0.1, 예컨대 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.22, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.28, 적어도 약 0.3, 적어도 약 0.32, 적어도 약 0.3, 적어도 약 0.4, 적어도 약 0.45, 적어도 약 0.5, 적어도 약 0.55, 적어도 약 0.6, 적어도 약 0.65, 적어도 약 0.7, 적어도 약 0.75, 적어도 약 0.8, 적어도 약 0.9, 적어도 약 0.95, 적어도 약 1, 적어도 약 1.5, 적어도 약 2, 적어도 약 3, 적어도 약 4, 또는 적어도 약 5 일 수 있다. 블렌드 비율 (C1/C2)은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 연마 입자들의 블렌드는 대부분 형상화 연마 입자들을 포함한다. 즉, 블렌드는 주로, 제한되지 않지만, 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하는 형상화 연마 입자들로 형성된다. 적어도 하나의 특정 실시태양에서, 연마 입자들의 블렌드는 실질적으로 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자로 이루어진다. 그러나, 기타 비-제한적 실시태양들에서, 블렌드는 다른 유형의 연마 입자들을 포함할 수 있다. 예를들면, 블렌드는 종래 연마 입자 또는 형상화 연마 입자를 포함하는 제3 유형의 연마 입자를 포함할 수 있다. 제3 유형의 연마 입자는 종래 분쇄 및 파쇄 기술을 통해 달성될 수 있는 불규칙 형상의 부형 연마 입자를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 양태에 있어서, 실시태양에 의한 고정 연마 물품은 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자를 가지는 연마 입자들의 블렌드를 포함하고, 고정 연마 물품은 적어도 약 11 in3의 스테인리스강 수명을 가진다. 고정 연마 물품의 스테인리스강 수명은 본원에 정의된 표준 스테인리스강 연삭 특성화에 따라 결정된다. 일 실시태양에서, 고정 연마 물품의 스테인리스강 수명은 적어도 약 11.5 in3, 예컨대 적어도 약 12 in3이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 고정 연마 물품의 스테인리스강 수명은 약 25 in3 이하, 예컨대 약 20 in3 이하이다. 실시태양에 의한 고정 연마 물품의 스테인리스강 수명은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 이들 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 연마 입자들의 블렌드는 다수의 형상화 연마 입자들을 포함하고 다수의 형상화 연마 입자 각각은 지지판에 대하여 조절된 배향으로 배열될 수 있다. 적합한 예시적 조절 배향은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 (lateral) 배향, 및 미리 결정된 세로 (longitudinal) 배향 중 적어도 하나를 포함한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 조절된 배향을 가지는 다수의 형상화 연마 입자들은 블렌드의 제1 유형의 형상화 연마 입자들의 적어도 일부, 블렌드의 제2 유형의 형상화 연마 입자들의 적어도 일부, 및 이들 조합을 포함할 수 있다. 더욱 상세하게는, 조절된 배향을 가지는 다수의 형상화 연마 입자들은 모든 제1 유형의 형상화 연마 입자들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 지지판에 대하여 조절된 배향으로 배열된 다수의 형상화 연마 입자들은 연마 입자들의 블렌드의 모든 제2 유형의 형상화 연마 입자들을 포함할 수 있다.
도 7은 조절된 배향을 가지는 형상화 연마 입자들을 가지는 코팅 연마 물품의 부분 평면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 코팅 연마 물품 (700)은 지지판 (701)을 포함하고, 이는 지지판 (701) 길이를 형성하고 이를 따라 연장되는 세로 축 (780) 및 지지판 (701) 폭을 형성하고 이를 따라 연장되는 가로 축 (781)에 의해 형성된다. 실시태양에 의하면, 형상화 연마 입자 (702)는 지지판 (701) 가로 축 (781)에 대하여 특정 제1 가로 위치 및 지지판 (701) 세로 축 (780)에 대하여 제1 세로 위치에 의해 규정되는 제1의 미리 결정된 위치 (712)에 배치된다. 추가로, 형상화 연마 입자 (703)는 지지판 (701) 가로 축 (781)에 대하여 제2 가로 위치, 및 실질적으로 형상화 연마 입자 (702) 제1 세로 위치와 동일할 수 있는 지지판 (701) 세로 축 (780)애 대하여 제1 세로 위치에 의해 규정되는 제2의 미리 결정된 위치 (713)를 가진다. 특히, 형상화 연마 입자들 (702, 703)은 가로 간격 (721)만큼 서로 이격되고, 이는 지지판 (701) 가로 축 (781)에 평행한 가로 면 (784)을 따라 측정될 때 2개의 인접 형상화 연마 입자들 (702, 703) 사이 최소 거리로 정의된다. 실시태양에 의하면, 가로 간격 (721)은 0보다 커서, 형상화 연마 입자들 (702, 703) 사이 일부 거리가 존재한다. 그러나, 도시되지는 않지만, 가로 간격 (721)은 0일 수 있고, 인접 형상화 연마 입자 일부들의 접촉 및 심지어 중첩이 가능하다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시된 바와 같이, 코팅 연마 물품 (700)은 제3의 미리 결정된 위치 (714)에 배치되는 형상화 연마 입자 (704)를 포함하고 이는 지지판 (701) 세로 축 (780)에 대하여 제2 세로 위치 및 또한 가로 축 (784)에서 이격되고 지지판 (701) 가로 축 (781)에 평행한 가로 면 (785)에 대하여 제3 가로 위치로 정의된다. 또한, 도시된 바와 같이, 세로 간격 (723)은 형상화 연마 입자들 (702, 704) 사이에 존재할 수 있고, 이는 세로 축 (780)에 평행한 방향으로 측정될 때 2개의 인접 형상화 연마 입자들 (702, 704)사이 최소 거리로 정의될 수 있다. 실시태양에 의하면, 세로 간격 (723)은 0보다 클 수 있다. 또한, 도시되지는 않지만, 세로 간격 (723)은 0일 수 있어, 인접 형상화 연마 입자들은 서로 접촉 및 심지어 중첩된다는 것을 이해하여야 한다.
도 8A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자들을 포함한 연마 물품 일부의 평면도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 연마 물품 (800)은 지지판 (801) 폭을 정의하는 가로 축 (781)에 대하여 제1 회전 배향을 가지는 제1 위치에서 지지판 (801)에 적층되는 형상화 연마 입자 (802)를 포함한다. 특히, 형상화 연마 입자 (802)는 가로 축 (781)에 평행한 가로 면 (884) 및 형상화 연마 입자 (802) 치수 사이 제1 회전 각으로 정의되는 미리 결정된 회전 배향을 가진다. 특히, 본원에서 형상화 연마 입자 (802) 치수를 언급할 때 형상화 연마 입자 (802)의 등분 축 (831)에 대한 언급을 포함하고, 이러한 등분 축 (831)은 지지판 (801)에 (직접 또는 간접적으로) 결합된 표면 (예를들면, 측면 또는 에지)를 따라 형상화 연마 입자 (802) 중심 점 (821)을 통과하여 연장된다. 따라서, 측면 배향 위치의 형상화 연마 입자 위치 문맥에서, (예를들면, 도 6 참고), 등분 축 (831)은 중심 점 (821)을 통과하여 지지판 (801) 표면에서 가장 가까운 측면 (833) 폭 (w) 방향으로 연장된다.
소정의 실시태양들에서, 형상화 연마 입자 (802)의 미리 결정된 회전 배향은 등분 축 (831) 및 가로 면 (884) 사이 최소 각을 정의하는 미리 결정된 회전 각 (841)으로 형성되고, 이 둘은 도 8A 평면도에서와 같이 중심 점 (821)을 통과하여 연장된다. 실시태양에 의하면, 미리 결정된 회전 각 (841), 따라서 미리 결정된 회전 배향은, 0º일 수 있다. 다른 실시태양들에서, 미리 결정된 회전 배향을 형성하는 미리 결정된 회전 각은 더욱 클 수 있고, 예컨대 적어도 약 2º, 적어도 약 5º, 적어도 약 10º, 적어도 약 15º, 적어도 약 20º, 적어도 약 25º, 적어도 약 30º, 적어도 약 35º, 적어도 약 40º, 적어도 약 45º, 적어도 약 50º, 적어도 약 55º, 적어도 약 60º, 적어도 약 70º, 적어도 약 80º, 또는 적어도 약 85º이다. 또한, 회전 각 (841)에 의해 형성되는 미리 결정된 회전 배향은 약 90º 이하, 예컨대 약 85º 이하, 약 80º 이하, 약 75º 이하, 약 70º 이하, 약 65º 이하, 약 60º 이하, 예컨대 약 55º 이하, 약 50º 이하, 약 45º 이하, 약 40º 이하, 약 35º 이하, 약 30º 이하, 약 25º 이하, 약 20º 이하, 예컨대 약 15º 이하, 약 10º 이하, 또는 약 5º 이하일 수 있다. 미리 결정된 회전 배향은 임의의 상기 최소 각 및 최대 각 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 8B는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자 (802)를 포함한 연마 물품 (800) 일부의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 연마 물품 (800)은 지지판 (801)에 제1 위치 (812)에서 적층되는 형상화 연마 입자 (802)를 포함하여 형상화 연마 입자 (802)는 지지판 (801) 폭을 정의하는 가로 축 (781)에 대하여 제1 회전 배향을 포함한다. 형상화 연마 입자의 미리 결정된 배향의 소정의 양태는 도시된 바와 같이 x, y, z 3-차원 축을 참조하여 기술될 수 있다. 예를들면, 형상화 연마 입자 (802)의 미리 결정된 세로 배향은 지지판 (801) 세로 축 (780)에 평행하게 연장되는 y-축에 대한 형상화 연마 입자 (802) 위치를 참조하여 기술될 수 있다. 또한, 형상화 연마 입자 (802)의 미리 결정된 가로 배향은 지지판 (801) 가로 축 (781)에 평행하게 연장되는 x-축 상에서 형상화 연마 입자 위치를 참조하여 기술될 수 있다. 추가로, 형상화 연마 입자 (802)의 미리 결정된 회전 배향은 형상화 연마 입자 (802) 측면 (833)의 중심 점 (821)을 통해 연장되는 등분 축 (831)을 참조하여 정의될 수 있다. 특히, 형상화 연마 입자 (802)의 측면 (833)은 직접 또는 간접적으로 지지판 (801)에 결합된다. 특정 실시태양에서, 등분 축 (831)은 임의의 적합한 기준 축, 예를들면, 가로 축 (781)에 평행하게 연장되는 x-축과 각을 형성한다. 형상화 연마 입자 (802)의 미리 결정된 회전 배향은 x-축 및 등분 축 (831) 사이에 형성되는 회전 각으로 기술되고, 회전 각은 도 8B에서 각 (841)로 표시된다. 특히, 연마 물품 지지판 상에 다수의 형상화 연마 입자들의 조절된 배치는, 본원에 기술된 미리 결정된 배향 특징을 조절하고, 고도로 수반된 프로세스이며, 이것은 산업에서 이전에 고려되거나 또는 효율적으로 사용되지 않았다.
도 9는 실시예에 따른 연삭 방향에 대해 미리 결정된 배향 특성들을 가진 성형 연마 입자들을 포함한 연마 물품의 일 부분의 사시도를 포함한다. 일 실시예에서, 연마 물품 (900)은 또 다른 성형 연마 입자(903)에 대해 및/또는 연삭 방향(985)에 대해 미리 결정된 배향을 가진 성형 연마 입자(902)를 포함할 수 있다.
연삭 방향(985)은 재료 제거 동작에서 가공물에 대하여 연마 물품이 이동되는 의도된 방향일 수 있다. 특정한 실시예들에서, 연삭 방향(985)은 지지판(901)의 치수들에 대하여 형성될 수 있다. 예를들면, 일 실시태양에서, 연삭 방향(985)은 지지판의 가로 축(981)에 실질적으로 수직이며 지지판(901)의 세로 축(980)에 대하여 실질적으로 평행할 수 있다. 형상화 연마 입자(902)의 미리 결정된 배향 특성들은 가공물과 형상화 연마 입자(902)의 초기 접촉 표면을 정의할 수 있다. 예를들면, 형상화 연마 입자(902)는 주면들(963, 964) 및 주면들(963, 964) 사이에 각각 연장된 측면(965, 966)을 포함할 수 있다. 형상화 연마 입자(902)의 미리 결정된 배향 특성들은 재료 제거 조작 과정에서 주면 (963)이 형상화 연마 입자 (902)의 다른 표면들에 앞서 가공물과 초기 접촉을 이루도록 입자 (902)를 배치할 수 있다. 이러한 배향은 연삭 방향 (985)에 대하여 주면 배향인 것으로 고려될 수 있다. 더욱 상세하게, 형상화 연마 입자(902)는 연삭 방향 (985)에 대하여 특정 배향을 가진 등분 축 (931)을 가질 수 있다. 예를들면, 도시된 바와 같이, 연삭 방향 (985) 및 등분 축(931)의 벡터는 서로에 실질적으로 수직이다. 지기판에 대한 임의 범위의 미리 결정된 회전 배향들이 형상화 연마 입자에 대해 고려되는 것처럼, 연삭 방향 (985)에 대한 임의 범위의 형상화 연마 입자들의 배향들이 고려되며 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
형상화 연마 입자(903)는 형상화 연마 입자(902) 및 연삭 방향(985)과 비교할 때 하나 이상의 상이한 미리 결정된 배향 특성들을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (903)는 주면들 (991, 992)을 포함할 수 있으며, 각각은 측면들(971, 972)에 의해 연결될 수 있다. 게다가, 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자(903)는 연삭 방향(985)의 벡터에 대하여 특정한 각도를 형성하는 등분 축 (973)을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자(903)의 등분 축 (973)은 등분 축 (973) 및 연삭 방향 (985) 사이에서의 각도가 근본적으로 0이도록 연삭 방향 (985)과 실질적으로 평행 배향을 가질 수 있다. 따라서, 형상화 연마 입자 (903)의 미리 결정된 배향 특성들은 형상화 연마 입자 (903)의 다른 표면들 중 임의의 것에 앞서 가공물과의 측면 (972) 초기 접촉을 가능하게 한다. 형상화 연마 입자 (903)의 이러한 배향은 연삭 방향 (985)에 대해 측면 배향인 것으로 고려될 수 있다.
또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 연마 물품은 지지판, 연삭 방향 및/또는 서로에 대해 하나 이상의 미리 결정된 분포로 배열될 수 있는 형상화 연마 입자들의 하나 이상의 그룹들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본원에 설명된 바와 같이, 예를들면 하나 이상의 형상화 연마 입자들의 그룹들은 연삭 방향에 대해 미리 결정된 배향을 가질 수 있다. 게다가, 본원의 연마 물품들은 형상화 연마 입자들의 하나 이상의 그룹들을 가질 수 있으며, 그룹들 각각은 연삭 방향에 대해 상이한 예정된 배향을 가진다. 연삭 방향에 대해 상이한 미리 결정된 배향들을 가진 형상화 연마 입자들 그룹들을 이용하면 연마 물품의 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다.
도 10은 실시태양에 따른 연마 물품 일부의 평면도를 포함한다. 특히, 연마 물품 (1000)은 다수의 형상화 연마 입자들을 포함한 제 1 그룹 (1001)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자들은 미리 결정된 분포를 정의하기 위해 하나의 지지판 (101)에서 서로에 대해 배열될 수 있다. 보다 특히, 미리 결정된 분포는 하향식으로 보여지는 바와 같이 패턴 (1023)의 형태에 있을 수 있으며, 보다 특히 삼각형 형태 2-차원 어레이를 정의한다. 추가로 예시된 바와 같이, 제1 그룹 (1001)은 지지판 (101) 위에 놓인 미리 결정된 마이크로-형태 (1031)를 정의하는 연마 물품 (1000) 상에 배열될 수 있다. 실시태양에 따르면, 마이크로-형태 (1031)는 상부에서 하부로 도시될 때 특정한 2-차원 형태를 가질 수 있다. 몇몇 대표적인 2-차원 형태들은 다각형들, 타원체들, 숫자들, 그리스 알파벳 문자들, 라틴 알파벳 문자들, 러시아 알파벳 문자들, 아랍어 알파벳 문자들, 간지 문자들, 복합 형태들, 불규칙 형태들, 설계들, 그것의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 특정한 마이크로-형태를 가진 그룹의 형성은 연마 물품의 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다.
추가로 도시된 바와 같이, 연마 물품 (1000) 은 미리 결정된 분포를 정의하기 위해 지지판 (101)의 표면상에 배열될 수 있는 복수의 형상화 연마 입자들을 포함한 그룹 (1004)을 포함할 수 있다. 특히, 미리 결정된 분포는 패턴, 및 보다 특히, 일반적으로 사각형 패턴 (1024)을 정의하는 복수의 형상화 연마 입자들의 배열을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 그룹 (1004)은 연마 물품 (1000)의 표면상에서의 마이크로-형태 (1034)를 정의할 수 있다. 하나의 실시태양에서, 그룹 (1004)의 마이크로-형태 (1034)는 예를들면, 다각형 형태, 및 보다 특히, 연마 물품 (1000)의 표면상에서 하향식으로 보여지는 바와 같이 일반적으로 사각형 (다이아몬드)을 포함하여, 하향식으로 보여지는 바와 같이 2-차원 형태를 가질 수 있다. 도 10의 예시된 실시태양에서, 그룹 (1001)은 실질적으로 그룹 (1004)의 마이크로-형태 (1034)와 동일한 마이크로-형태 (1031)를 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시태양들에서, 다양한 상이한 그룹들은 연마 물품의 표면상에서 사용될 수 있으며, 보다 특히 상이한 그룹들의 각각은 서로 상이한 마이크로-형태를 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
추가로 도시되는 바와 같이, 연마 물품은 그룹들 (1001-1004) 사이에서 연장된 채널 영역들 (1021, 1022)에 의해 분리될 수 있는 그룹들 (1001, 1002, 1003, 1004)을 포함할 수 있다. 특정 실시태양들에서, 채널 영역들 (1021, 1022)은 실질적으로 형상화 연마 입자들이 없을 수 있다. 게다가, 채널 영역들 (1021, 1022)은 그룹들 (1001-1004) 사이에서 액체를 이동시키며 연마 물품의 스와프 개선 및 연삭 성능을 추가로 개선하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 특정한 실시태양에서, 연마 물품 (1000)은 그룹들 (1001-1004) 사이에서 연장된 채널 영역들 (1021, 1022)을 포함할 수 있으며, 채널 영역들 (1021, 1022)은 연마 물품 (1000)의 표면 상에서 패턴화될 수 있다. 특정 예시들에서, 채널 영역들 (1021, 1022)은 연마 물품의 표면을 따라 연장된 특징들의 규칙적 및 반복하는 어레이를 나타낼 수 있다.
본원 실시태양들의 고정 연마 물품은 다양한 재료 제거 조작에 사용될 수 있다. 예를들면, 고정 연마 물품을 가공물에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 본원의 고정 연마 물품은 가공물로부터 재료 제거 방법에 사용된다. 고정 연마재 및 가공물 사이 상대 운동으로 가공물 표면에서 재료가 제거된다. 제한되지 않지만 무기 재료, 유기 재료, 및 이들 조합으로 구성된 가공물을 포함한 다양한 가공물이 본원 실시태양들의 고정 연마 물품을 이용하여 개질된다. 특정 실시태양에서, 가공물은 금속, 예컨대 금속 합금을 포함한다. 하나의 특정 예시에서, 가공물은 실질적으로 금속 또는 금속 합금, 예컨대 스테인리스강으로 이루어진다.
항목 1. 고정 연마 물품으로서,
연마 입자들의 블렌드를 포함하고, 이는:
제1 높이 (h1)를 가지는 제1 유형의 형상화 연마 입자;
제1 높이보다 낮은 제2 높이 (h2)를 가지는 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 2. 제1항목에 있어서, 높이비 (h2/h1)는 약 0.98 이하이고, 높이비 (h2/h1)는 약 0.95 이하 또는 약 0.93 이하 또는 약 0.90 이하 또는 약 0.88 이하 또는 약 0.85 이하 또는 약 0.83 이하인, 고정 연마 물품.
항목 3. 제2항목에 있어서, 높이비 (h2/h1)는 적어도 약 0.05 또는 적어도 약 0.08 또는 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.12 또는 적어도 약 0.15 또는 적어도 약 0.18 또는 적어도 약 0.2 또는 적어도 약 0.22 또는 적어도 약 0.25 또는 적어도 약 0.28 또는 적어도 약 0.3 또는 적어도 약 0.32 또는 적어도 약 0.35 또는 적어도 약 0.4 또는 적어도 약 0.45 또는 적어도 약 0.5 또는 적어도 약 0.55 또는 적어도 약 0.6 또는 적어도 약 0.65인, 고정 연마 물품.
항목 4. 제1항목에 있어서, 높이 차이 (h1-h2)는 적어도 약 1 미크론인, 고정 연마 물품.
항목 5. 제4항목에 있어서, 높이 차이 (h1-h2)는 적어도 약 5 미크론 또는 적어도 약 10 미크론 또는 적어도 약 15 미크론 또는 적어도 약 20 미크론 또는 적어도 약 25 미크론 또는 적어도 약 30 미크론 또는 적어도 약 35 미크론 또는 적어도 약 40 미크론 또는 적어도 약 50 미크론 또는 적어도 약 60 미크론 또는 적어도 약 70 미크론 또는 적어도 약 80 미크론인, 고정 연마 물품.
항목 6. 제4항목에 있어서, 높이 차이 (h1-h2)는 약 2 mm 이하 또는 약 1 mm 이하 또는 약 800 미크론 이하 또는 약 500 미크론 이하인, 고정 연마 물품.
항목 7. 제1항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 길이 (l1)를 가지고, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 길이 (l2)를 가지고, 길이비 (l1/l2)는 적어도 약 0.05인, 고정 연마 물품.
항목 8. 제7항목에 있어서, 길이비 (l1/l2)는 적어도 약 0.08 또는 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.12 또는 적어도 약 0.15 또는 적어도 약 0.18 또는 적어도 약 0.2 또는 적어도 약 0.22 또는 적어도 약 0.25 또는 적어도 약 0.28 또는 적어도 약 0.3 또는 적어도 약 0.32 또는 적어도 약 0.35 또는 적어도 약 0.4 또는 적어도 약 0.45 또는 적어도 약 0.5 또는 적어도 약 0.55 또는 적어도 약 0.6 또는 적어도 약 0.65 또는 적어도 약 0.7 또는 적어도 약 0.75 또는 적어도 약 0.8 또는 적어도 약 0.9 또는 적어도 약 0.95인, 고정 연마 물품.
항목 9. 제7항목에 있어서, 길이비 (l1/l2)는 약 10 이하 또는 약 8 이하 또는 약 6 이하 또는 약 5 이하 또는 약 4 이하 또는 약 3 이하 또는 약 2 이하 또는 약 1.8 이하 또는 약 1.5 이하 또는 약 1.2 이하인, 고정 연마 물품.
항목 10. 제7항목에 있어서, 길이 차이 (L1-l2)는 약 2 mm 이하 또는 약 1 mm 이하 또는 약 800 미크론 이하 또는 약 500 미크론 이하 또는 약 300 미크론 이하 또는 약 100 미크론 이하 또는 약 50 미크론 이하인, 고정 연마 물품.
항목 11. 제10항목에 있어서, 길이 차이 (L1-l2)는 적어도 약 1 미크론 또는 적어도 약 5 미크론 또는 적어도 약 10 미크론인, 고정 연마 물품.
항목 12. 제1항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 폭 (w1)을 가지고, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 폭 (w2)을 가지고, 폭비 (w2/w1)는 적어도 약 0.05인, 고정 연마 물품.
항목 13. 제12항목에 있어서, 폭비 (w2/w1)는 적어도 약 0.08 또는 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.12 또는 적어도 약 0.15 또는 적어도 약 0.18 또는 적어도 약 0.2 또는 적어도 약 0.22 또는 적어도 약 0.25 또는 적어도 약 0.28 또는 적어도 약 0.3 또는 적어도 약 0.32 또는 적어도 약 0.35 또는 적어도 약 0.4 또는 적어도 약 0.45 또는 적어도 약 0.5 또는 적어도 약 0.55 또는 적어도 약 0.6 또는 적어도 약 0.65 또는 적어도 약 0.7 또는 적어도 약 0.75 또는 적어도 약 0.8 또는 적어도 약 0.9 또는 적어도 약 0.95인, 고정 연마 물품.
항목 14. 제12항목에 있어서, 폭비 (w2/w1)는 약 10 이하 또는 약 8 이하 또는 약 6 이하 또는 약 5 이하 또는 약 4 이하 또는 약 3 이하 또는 약 2 이하 또는 약 1.8 이하 또는 약 1.5 이하 또는 약 1.2 이하인, 고정 연마 물품.
항목 15. 제12항목에 있어서, 폭 차이 (w1-w2)는 약 2 mm 이하 또는 약 1 mm 이하 또는 약 800 미크론 이하 또는 약 500 미크론 이하 또는 약 300 미크론 이하 또는 약 100 미크론 이하 또는 약 50 미크론 이하인, 고정 연마 물품.
항목 16. 제15항목에 있어서, 폭 차이 (w1-w2)는 적어도 약 1 미크론 또는 적어도 약 5 미크론 또는 적어도 약 10 미크론인, 고정 연마 물품.
항목 17. 제1항목에 있어서, 제1 함량은 제2 함량보다 낮은, 고정 연마 물품.
항목 18. 제1항목에 있어서, 제1 함량은 블렌드 총 함량의 약 90% 이하 또는 약 85% 이하 또는 약 80% 이하 또는 약 75% 이하 또는 약 70% 이하 또는 약 65% 이하 또는 약 60% 이하 또는 약 55% 이하 또는 약 50% 이하 또는 약 45% 이하 또는 약 40% 이하 또는 약 35% 이하 또는 약 30% 이하 또는 약 25% 이하 또는 약 20% 이하 또는 약 15% 이하 또는 약 10% 이하 또는 약 5% 이하인, 고정 연마 물품.
항목 19. 제1항목에 있어서, 제1 함량은 블렌드 총 함량의 적어도 약 1% 또는 적어도 약 5% 또는 적어도 약 10% 또는 적어도 약 15% 또는 적어도 약 20% 또는 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 35% 또는 적어도 약 40% 또는 적어도 약 45% 또는 적어도 약 50% 또는 적어도 약 55% 또는 적어도 약 60% 또는 적어도 약 65% 또는 적어도 약 70% 또는 적어도 약 75% 또는 적어도 약 80% 또는 적어도 약 85% 또는 적어도 약 90% 또는 적어도 약 95%인, 고정 연마 물품.
항목 20. 제1항목에 있어서, 제2 함량은 블렌드 총 함량의 약 98% 이하 또는 약 95% 이하 또는 약 90% 이하 또는 약 85% 이하 또는 약 80% 이하 또는 약 75% 이하 또는 약 70% 이하 또는 약 65% 이하 또는 약 60% 이하 또는 약 55% 이하 또는 약 50% 이하 또는 약 45% 이하 또는 약 40% 이하 또는 약 35% 이하 또는 약 30% 이하 또는 약 25% 이하 또는 약 20% 이하 또는 약 15% 이하 또는 약 10% 이하 또는 약 5% 이하인, 고정 연마 물품.
항목 21. 제1항목에 있어서, 제2 함량은 블렌드 총 함량의 적어도 약 1% 또는 적어도 약 5% 또는 적어도 약 10% 또는 적어도 약 15% 또는 적어도 약 20% 또는 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 35% 또는 적어도 약 40% 또는 적어도 약 45% 또는 적어도 약 50% 또는 적어도 약 55% 또는 적어도 약 60% 또는 적어도 약 65% 또는 적어도 약 70% 또는 적어도 약 75% 또는 적어도 약 80% 또는 적어도 약 85% 또는 적어도 약 90% 또는 적어도 약 95%인, 고정 연마 물품.
항목 22. 제1항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 제1 함량 (C1)의 제1 유형의 형상화 연마 입자, 및 제2 함량 (C2)의 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하고, 블렌드 비율 (C1/C2)은 약 10 이하인, 고정 연마 물품.
항목 23. 제22항목에 있어서, 블렌드 비율 (C1/C2)은 약 8 이하 또는 약 6 이하 또는 약 5 이하 또는 약 4 이하 또는 약 3 이하 또는 약 2 이하 또는 약 1.8 이하 또는 약 1.5 이하 또는 약 1.2 이하 또는 약 1 이하 또는 약 0.9 이하 또는 약 0.8 이하 또는 약 0.7 이하 또는 약 0.6 이하 또는 약 0.5 이하 또는 약 0.4 이하 또는 약 0.3 이하 또는 약 0.2 이하인, 고정 연마 물품.
항목 24. 제22항목에 있어서, 블렌드 비율 (C1/C2)은 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.15 또는 적어도 약 0.2 또는 적어도 약 0.22 또는 적어도 약 0.25 또는 적어도 약 0.28 또는 적어도 약 0.3 또는 적어도 약 0.32 또는 적어도 약 0.35 또는 적어도 약 0.4 또는 적어도 약 0.45 또는 적어도 약 0.5 또는 적어도 약 0.55 또는 적어도 약 0.6 또는 적어도 약 0.65 또는 적어도 약 0.7 또는 적어도 약 0.75 또는 적어도 약 0.8 또는 적어도 약 0.9 또는 적어도 약 0.95 또는 적어도 약 1 또는 적어도 약 1.5 또는 적어도 약 2 또는 적어도 약 3 또는 적어도 약 4 또는 적어도 약 5인, 고정 연마 물품.
항목 25. 제1항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 대부분 형상화 연마 입자들을 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 26. 제1항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 실질적으로 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자 로 이루어진, 고정 연마 물품.
항목 27. 제1항목에 있어서, 블렌드는 제3 유형의 연마 입자를 더욱 포함하고, 제3 유형의 연마 입자는 형상화 연마 입자를 포함하고, 제3 유형의 연마 입자는 부형의 (diluent type) 연마 입자를 포함하고, 부형의 연마 입자는 불규칙 형상을 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 28. 제1항목에 있어서, 고정 연마 물품은 결합 연마 물품, 코팅 연마 물품, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 고정 연마 물품.
항목 29. 제1항목에 있어서, 고정 연마 물품은 기재를 포함하고, 기재는 지지판을 포함하고, 지지판은 직물 소재를 포함하고, 지지판은 부직물 재료를 포함하고, 지지판은 유기 재료를 포함하고, 지지판은 고분자를 포함하고, 지지판은 천, 페이퍼, 필름, 직물, 털소재 직물 (fleeced fabric), 경화 파이버, 직물소재, 부직물 소재, 웨빙 (webbing), 고분자, 수지, 페놀수지, 페놀-라텍스 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 요소 포름알데히드 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 30. 제29항목에 있어서, 지지판은 촉매, 커플링제, 경화제 (curants), 대전방지제, 현탁제, 안티-로딩제, 윤활제, 습윤제, 염료, 충전제, 점도조절제, 분산제, 소포제, 및 분쇄제로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 31. 제29항목에 있어서, 지지판 상부에 놓이는 접착층을 더욱 포함하고, 접착층은 메이크 코트를 포함하고, 메이크 코트는 지지판 상부에 놓이고, 메이크 코트는 지지판 일부에 직접 결합되고, 메이크 코트는 유기재료를 포함하고, 메이크 코트는 고분자 재료를 포함하고, 메이크 코트는 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 소재를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 32. 제31항목에 있어서, 접착층은 사이즈 코트를 포함하고, 사이즈 코트는 다수의 형상화 연마 입자들 일부 상부에 놓이고, 사이즈 코트는 메이크 코트 상부에 놓이고, 사이즈 코트는 다수의 형상화 연마 입자 일부에 직접 결합되고, 사이즈 코트는 유기 재료를 포함하고, 사이즈 코트는 고분자 재료를 포함하고 , 사이즈 코트는 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 소재를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 33. 제1항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 다수의 형상화 연마 입자들을 포함하고, 다수의 형상화 연마 입자들의 각각의 형상화 연마 입자는 지지판에 대하여 조절된 배향으로 배열되고, 조절된 배향은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 세로 배향 중 적어도 하나를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 34. 제33항목에 있어서, 다수의 형상화 연마 입자들은 제1 유형의 형상화 연마 입자들의 적어도 일부를 포함하고, 다수의 형상화 연마 입자들은 모든 제1 유형의 형상화 연마 입자들을 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 35. 제33항목에 있어서, 다수의 형상화 연마 입자들은 제2 유형의 형상화 연마 입자들의 적어도 일부를 포함하고, 다수의 형상화 연마 입자들은 모든 제2 유형의 형상화 연마 입자들을 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 36. 제33항목에 있어서, 대부분의 제1 유형의 연마 입자들은 지지판과 측면 배향으로 결합되고, 다수의 형상화 연마 입자들 중 적어도 약 55% 또는 적어도 약 60% 또는 적어도 약 65% 또는 적어도 약 70% 또는 적어도 약 75% 또는 적어도 약 77% 또는 적어도 약 80%, 및 이하 약 99% 또는 이하 약 95% 또는 이하 약 90% 또는 이하 약 85%의 형상화 연마 입자들은 지지판과 측면 배향으로 결합하는, 고정 연마 물품.
항목 37. 제33항목에 있어서, 대부분의 제2 유형의 연마 입자들은 지지판과 측면 배향으로 결합되고, 다수의 형상화 연마 입자들 중 적어도 약 55% 또는 적어도 약 60% 또는 적어도 약 65% 또는 적어도 약 70% 또는 적어도 약 75% 또는 적어도 약 77% 또는 적어도 약 80%, 및 약 99% 이하 또는 약 95% 이하 또는 약 90% 이하 또는 약 85% 이하의 형상화 연마 입자들은 지지판과 측면 배향하는, 고정 연마 물품.
항목 38. 제1항목에 있어서, 고정 연마 물품은 지지판 상에 형상화 연마 입자들 블렌드의 개방 코트를 가지는 코팅 연마 물품을 포함하고, 개방 코트의 코팅 밀도는 약 70 입자들/cm2 이하 또는 약 65 입자들/cm2 이하 또는 약 60 입자들/cm2 이하 또는 약 55 입자들/cm2 이하 또는 약 50 입자들/cm2, 적어도 약 5 입자들/cm2 이하 또는 적어도 약 10 입자들/cm2 이하인, 고정 연마 물품.
항목 39. 제1항목에 있어서, 고정 연마 물품은 지지판 상에 형상화 연마 입자들 블렌드의 밀폐 코트를 가지는 코팅 연마 물품을 포함하고, 밀폐 코트의 코팅 밀도는 적어도 약 75 입자들/cm2 또는 적어도 약 80 입자들/cm2 또는 적어도 약 85 입자들/cm2 또는 적어도 약 90 입자들/cm2 또는 적어도 약 100 입자들/cm2인, 고정 연마 물품.
항목 40. 제1항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 길이 (l), 폭 (w), 및 높이 (hi)를 가지는 몸체를 포함하고, 폭>길이, 길이>높이, 및 폭>높이인, 고정 연마 물품.
항목 41. 제40항목에 있어서, 높이 (h)는 폭 (w)의 적어도 약 20% 또는 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 33%, 및 폭의 약 80% 이하 또는 약 76% 이하 또는 약 73% 이하 또는 약 70% 이하 또는 약 68% 이하 또는 폭의 약 56% 이하 또는 폭의 약 48% 이하 또는 약 40% 폭의 이하인, 고정 연마 물품.
항목 42. 제40항목에 있어서, 높이 (h)는 적어도 약 400 미크론 또는 적어도 약 450 미크론 또는 적어도 약 475 미크론 또는 적어도 약 500 미크론, 및 약 3 mm 이하 또는 약 2 mm 이하 또는 약 1.5 mm 이하 또는 약 1 mm 이하 또는 약 800 미크론 이하인, 고정 연마 물품.
항목 43. 제40항목에 있어서, 폭은 적어도 약 600 미크론 또는 적어도 약 700 미크론 또는 적어도 약 800 미크론 또는 적어도 약 900 미크론, 및 약 4 mm 이하 또는 약 3 mm 이하 또는 약 2.5 mm 이하 또는 약 2 mm 이하인, 고정 연마 물품.
항목 44. 제40항목에 있어서, 몸체의 플래싱 비율은 적어도 약 1%, 예컨대 적어도 약 2% 또는 적어도 약 3% 또는 적어도 약 5% 또는 적어도 약 8% 또는 적어도 약 10% 또는 적어도 약 12% 또는 적어도 약 15% 또는 적어도 약 18% 또는 적어도 약 20%, 및 약 40% 이하 또는 약 35% 이하 또는 약 30% 이하 또는 약 25% 이하 또는 약 20% 이하 또는 약 18% 이하 또는 약 15% 이하 또는 약 12% 이하 또는 약 10% 이하 또는 약 8% 이하 또는 약 6% 이하 또는 약 4% 이하인, 고정 연마 물품.
항목 45. 제40항목에 있어서, 몸체의 디싱 값 (d)은 약 2 이하 또는 약 1.9 이하 또는 약 1.8 이하 또는 약 1.7 이하 또는 약 1.6 이하 또는 약 1.5 이하 또는 약 1.2, 및 적어도 약 0.9 이하 또는 적어도 약 1.0 이하인, 고정 연마 물품.
항목 46. 제40항목에 있어서, 몸체의 폭:길이의 1차 종횡비는 적어도 약 1:1 및 약 10:1 이하인, 고정 연마 물품.
항목 47. 제40항목에 있어서, 몸체의 폭:높이의 비율로 정의되는 2차 종횡비는 약 5:1 내지 약 1:1인, 고정 연마 물품.
항목 48. 제40항목에 있어서, 몸체의 길이:높이의 비율로 정의되는 3차 종횡비는 약 6:1 내지 약 1:1인, 고정 연마 물품.
항목 49. 제40항목에 있어서, 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때2차원 다각형들로 구성되고, 몸체는 삼각, 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 형상으로 구성되고, 몸체는 몸체의 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 복잡 다각형, 불규칙 형상 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상으로 구성되는, 고정 연마 물품.
항목 50. 제40항목에 있어서, 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때 2 차원 삼각형으로 구성되는, 고정 연마 물품.
항목 51. 제40항목에 있어서, 몸체에는 실질적으로 바인더가 부재이고, 몸체에는 실질적으로 유기 재료가 부재인, 고정 연마 물품.
항목 52. 제40항목에 있어서, 몸체는 다결정성 재료를 포함하고, 다결정성 재료는 입자들을 포함하고, 입자들은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 다이아몬드 및 이들의 조합으로 이루어진 재료 군에서 선택되고, 입자들은 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 규소산화물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 산화물을 포함하고, 입자들은 알루미나를 포함하고, 입자들은 실질적으로 알루미나로 이루어진, 고정 연마 물품.
항목 53. 제40항목에 있어서, 몸체는 실질적으로 알루미나로 이루어진, 고정 연마 물품.
항목 54. 제40항목에 있어서, 몸체는 시드화 졸 겔로 형성되는, 고정 연마 물품.
항목 55. 제40항목에 있어서, 몸체는 평균 입자 (grain) 크기가 약 1 미크론 이하인 다결정 재료를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 56. 제40항목에 있어서, 몸체는 적어도 약 2 개의 상이한 유형의 연마 입자들을 포함하는 복합재인, 고정 연마 물품.
항목 57. 제40항목에 있어서, 몸체는 첨가제를 포함하고, 첨가제는 산화물을 포함하고, 첨가제는 금속 원소를 포함하고, 첨가제는 희토류 원소를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 58. 제57항목에 있어서, 첨가제는 도펀트 재료를 포함하고, 도펀트 재료는 알칼리 금속원소, 알칼리 토금속원소, 희토류 원소, 전이금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하고, 도펀트 재료는 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세슘, 프라세오디뮴, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 59. 제1항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고, 몸체는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면 및 제2 주면 사이에 연장되는 적어도 하나 측면을 가지는, 고정 연마 물품.
항목 60. 제59항목에 있어서, 제1 주면은 제2 주면과는 다른 면적을 형성하고, 제1 주면은 제2 주면에 의해 형성된 면적보다 큰 면적을 형성하고, 제1 주면은 제2 주면에 의해 정의되는 면적보다 작은 면적을 형성하는, 고정 연마 물품.
항목 61. 제1항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 2 차원 형상, 평균 입자크기, 입자 색상, 경도, 비산성, 인성, 밀도, 비표면적, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 연마 특성을 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 62. 제61항목에 있어서, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 2 차원 형상, 평균 입자크기, 입자 색상, 경도, 비산성, 인성, 밀도, 비표면적, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제2 연마 특성을 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 63. 제62항목에 있어서, 서로 비교할 때 제1 연마 특성 및 제2 연마 특성 중 적어도 하나는 실질적으로 동일하고, 서로 비교할 때 제1 연마 특성 및 제2 연마 특성 중 적어도 두개는 실질적으로 동일한, 고정 연마 물품.
항목 64. 제62항목에 있어서, 서로 비교할 때 적어도 하나의 제1 연마 특성 및 하나의 제2 연마 특성은 상이하고, 서로 비교할 때 적어도 2개의 제1 연마 특성 및 2 제2 연마 특성은 상이한,
항목 65. 제1항목에 있어서, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 길이 (l), 폭 (w), 및 높이 (hi)를 가지는 몸체를 포함하고, 폭>길이, 길이>높이, 및 폭>높이인, 고정 연마 물품.
항목 66. 제65항목에 있어서, 높이 (h)는 폭 (w)의 적어도 약 20% 또는 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30% 또는 적어도 약 33%, 및 폭의 약 80% 이하 또는 약 76% 이하 또는 약 73% 이하 또는 약 70% 이하 또는 약 68% 이하 또는 폭의 약 56% 이하 또는 폭의 약 48% 이하 또는 약 40% 폭의 이하인, 고정 연마 물품.
항목 67. 제65항목에 있어서, 높이 (h)는 적어도 약 400 미크론 또는 적어도 약 450 미크론 또는 적어도 약 475 미크론 또는 적어도 약 500 미크론, 및 약 3 mm 이하 또는 약 2 mm 이하 또는 약 1.5 mm 이하 또는 약 1 mm 이하 또는 약 800 미크론 이하인, 고정 연마 물품.
항목 68. 제65항목에 있어서, 폭은 적어도 약 600 미크론 또는 적어도 약 700 미크론 또는 적어도 약 800 미크론 또는 적어도 약 900 미크론, 및 약 4 mm 이하 또는 약 3 mm 이하 또는 약 2.5 mm 이하 또는 약 2 mm 이하인, 고정 연마 물품.
항목 69. 제65항목에 있어서, 몸체의 플래싱 비율은 적어도 약 1%, 예컨대 적어도 약 2% 또는 적어도 약 3% 또는 적어도 약 5% 또는 적어도 약 8% 또는 적어도 약 10% 또는 적어도 약 12% 또는 적어도 약 15% 또는 적어도 약 18% 또는 적어도 약 20%, 및 약 40% 이하 또는 약 35% 이하 또는 약 30% 이하 또는 약 25% 이하 또는 약 20% 이하 또는 약 18% 이하 또는 약 15% 이하 또는 약 12% 이하 또는 약 10% 이하 또는 약 8% 이하 또는 약 6% 이하 또는 약 4% 이하인, 고정 연마 물품.
항목 70. 제65항목에 있어서, 몸체의 디싱 값 (d)은 약 2 이하 또는 약 1.9 이하 또는 약 1.8 이하 또는 약 1.7 이하 또는 약 1.6 이하 또는 약 1.5 이하 또는 약 1.2, 및 적어도 약 0.9 이하 또는 적어도 약 1.0 이하인, 고정 연마 물품.
항목 71. 제65항목에 있어서, 몸체의 폭:길이의 1차 종횡비는 적어도 약 1:1 및 약 10:1 이하인, 고정 연마 물품.
항목 72. 제65항목에 있어서, 몸체의 폭:높이의 비율로 정의되는 2차 종횡비는 약 5:1 내지 약 1:1인, 고정 연마 물품.
항목 73. 제65항목에 있어서, 몸체의 길이:높이의 비율로 정의되는 3차 종횡비는 약 6:1 내지 약 1:1인, 고정 연마 물품.
항목 74. 제65항목에 있어서, 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때2차원 다각형들로 구성되고, 몸체는 삼각, 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 형상으로 구성되고, 몸체는 몸체의 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 복잡 다각형, 불규칙 형상 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상으로 구성되는, 고정 연마 물품.
항목 75. 제65항목에 있어서, 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때 2 차원 삼각형으로 구성되는, 고정 연마 물품.
항목 76. 제65항목에 있어서, 몸체에는 실질적으로 바인더가 부재이고, 몸체에는 실질적으로 유기 재료가 부재인, 고정 연마 물품.
항목 77. 제65항목에 있어서, 몸체는 다결정성 재료를 포함하고, 다결정성 재료는 입자들을 포함하고, 입자들은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 다이아몬드 및 이들의 조합으로 이루어진 재료 군에서 선택되고, 입자들은 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 규소산화물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 산화물을 포함하고, 입자들은 알루미나를 포함하고, 입자들은 실질적으로 알루미나로 이루어진, 고정 연마 물품.
항목 78. 제65항목에 있어서, 몸체는 실질적으로 알루미나로 이루어진, 고정 연마 물품.
항목 79. 제65항목에 있어서, 몸체는 시드화 졸 겔로 형성되는, 고정 연마 물품.
항목 80. 제65항목에 있어서, 몸체는 평균 입자 (grain) 크기가 약 1 미크론 이하인 다결정 재료를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 81. 제65항목에 있어서, 몸체는 적어도 약 2 개의 상이한 유형의 연마 입자들을 포함하는 복합재인, 고정 연마 물품.
항목 82. 제65항목에 있어서, 몸체는 첨가제를 포함하고, 첨가제는 산화물을 포함하고, 첨가제는 금속 원소를 포함하고, 첨가제는 희토류 원소를 포함하는,
항목 83. 제82항목에 있어서, 첨가제는 도펀트 재료를 포함하고, 도펀트 재료는 알칼리 금속원소, 알칼리 토금속원소, 희토류 원소, 전이금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하고, 도펀트 재료는 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세슘, 프라세오디뮴, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 84. 제 1 항목에 있어서, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고, 몸체는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면 및 제2 주면 사이에 연장되는 적어도 하나 측면을 가지는, 고정 연마 물품.
항목 85. 제84항목에 있어서, 제1 주면은 제2 주면과는 다른 면적을 형성하고, 제1 주면은 제2 주면에 의해 형성된 면적보다 큰 면적을 형성하고, 제1 주면은 제2 주면에 의해 정의되는 면적보다 작은 면적을 형성하는, 고정 연마 물품.
항목 86. 고정 연마 물품으로서,
연마 입자들의 블렌드를 포함하고, 이는:
제1 높이 (h1)를 가지는 제1 유형의 형상화 연마 입자;
제1 높이보다 낮은 제2 높이 (h2)를 가지는 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하고;
고정 연마 물품의 스테인리스강 수명은 적어도 약 11 in3인, 고정 연마 물품.
항목 87. 제86항목에 있어서, 고정 연마 물품의 스테인리스강 수명은 적어도 약 11.5 in3 또는 적어도 약 12 in3이고, 고정 연마 물품의 스테인리스강 수명은 약 25 in3 이하인, 고정 연마 물품.
항목 88. 제86항목에 있어서, 높이비 (h2/h1)는 약 0.98 이하인, 고정 연마 물품.
항목 89. 제88항목에 있어서, 높이비 (h2/h1)는 적어도 약 0.05인, 고정 연마 물품.
항목 90. 제86항목에 있어서, 높이 차이 (h1-h2)는 적어도 약 1 미크론인, 고정 연마 물품.
항목 91. 제90항목에 있어서, 높이 차이 (h1-h2)는 약 2 mm 이하인, 고정 연마 물품.
항목 92. 제86항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 길이 (l1)를 가지고, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 길이 (l2)를 가지고, 길이비 (l1/l2)는 적어도 약 0.05인, 고정 연마 물품.
항목 93. 제92항목에 있어서, 길이 차이 (L1-l2)는 약 2 mm 이하인, 고정 연마 물품.
항목 94. 제86항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 폭 (w1)을 가지고, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 폭 (w2)을 가지고, 폭비 (w2/w1)는 적어도 약 0.05인, 고정 연마 물품.
항목 95. 제94항목에 있어서, 폭 차이 (w1-w2)는 약 2 mm 이하인, 고정 연마 물품.
항목 96. 제86항목에 있어서, 제1 함량은 제2 함량보다 낮은, 고정 연마 물품.
항목 97. 제86항목에 있어서, 제1 함량은 블렌드 총 함량의 약 90% 이하인, 고정 연마 물품.
항목 98. 제86항목에 있어서, 제1 함량은 블렌드 총 함량의 적어도 약 1%인, 고정 연마 물품.
항목 99. 제86항목에 있어서, 제2 함량은 블렌드 총 함량의 약 98% 이하인, 고정 연마 물품.
항목 100. 제86항목에 있어서, 제2 함량은 블렌드 총 함량의 적어도 약 1%인, 고정 연마 물품.
항목 101. 제86항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 제1 함량 (C1)의 제1 유형의 형상화 연마 입자, 및 제2 함량 (C2)의 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하고, 블렌드 비율 (C1/C2)은 약 10 이하인, 고정 연마 물품.
항목 102. 제86항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 대부분 형상화 연마 입자들을 포함하고, 연마 입자들의 블렌드는 실질적으로 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자로 이루어진, 고정 연마 물품.
항목 103. 제86항목에 있어서, 블렌드는 제3 유형의 연마 입자를 더욱 포함하고, 제3 유형의 연마 입자는 형상화 연마 입자를 포함하고, 제3 유형의 연마 입자는 부형의 (diluent type) 연마 입자를 포함하고, 부형의 연마 입자는 불규칙 형상을 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 104. 제86항목에 있어서, 고정 연마 물품은 결합 연마 물품, 코팅 연마 물품, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 고정 연마 물품.
항목 105. 제86항목에 있어서, 고정 연마 물품은 기재를 포함하고, 기재는 지지판을 포함하고, 지지판은 직물 소재를 포함하고, 지지판은 부직물 재료를 포함하고, 지지판은 유기 재료를 포함하고, 지지판은 고분자를 포함하고, 지지판은 천, 페이퍼, 필름, 직물, 털소재 직물 (fleeced fabric), 경화 파이버, 직물소재, 부직물 소재, 웨빙 (webbing), 고분자, 수지, 페놀수지, 페놀-라텍스 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 요소 포름알데히드 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 106. 제105항목에 있어서, 지지판은 촉매, 커플링제, 경화제 (curants), 대전방지제, 현탁제, 안티-로딩제, 윤활제, 습윤제, 염료, 충전제, 점도조절제, 분산제, 소포제, 및 분쇄제로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 107. 제105항목에 있어서, 지지판 상부에 놓이는 접착층을 더욱 포함하고, 접착층은 메이크 코트를 포함하고, 메이크 코트는 지지판 상부에 놓이고, 메이크 코트는 지지판 일부에 직접 결합되고, 메이크 코트는 유기재료를 포함하고, 메이크 코트는 고분자 재료를 포함하고, 메이크 코트는 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 소재를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 108. 제107항목에 있어서, 접착층은 사이즈 코트를 포함하고, 사이즈 코트는 다수의 형상화 연마 입자들 일부 상부에 놓이고, 사이즈 코트는 메이크 코트 상부에 놓이고, 사이즈 코트는 다수의 형상화 연마 입자 일부에 직접 결합되고, 사이즈 코트는 유기 재료를 포함하고, 사이즈 코트는 고분자 재료를 포함하고 , 사이즈 코트는 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 소재를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 109. 제86항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 다수의 형상화 연마 입자들을 포함하고, 다수의 형상화 연마 입자들의 각각의 형상화 연마 입자는 지지판에 대하여 조절된 배향으로 배열되고, 조절된 배향은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 세로 배향 중 적어도 하나를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 110. 제86항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 길이 (l), 폭 (w), 및 높이 (hi)를 가지는 몸체를 포함하고, 폭>길이, 길이>높이, 및 폭>높이인, 고정 연마 물품.
항목 111. 제110항목에 있어서, 높이 (h)는 폭 (w)의 적어도 약 20%, 및 폭의 약 80% 이하인, 고정 연마 물품.
항목 112. 제110항목에 있어서, 몸체의 플래싱 비율은 적어도 약 1%인, 고정 연마 물품.
항목 113. 제110항목에 있어서, 몸체의 디싱 값 (d)은 약 2 이하인, 고정 연마 물품.
항목 114. 제110항목에 있어서, 몸체의 폭:길이의 1차 종횡비는 적어도 약 1:1 및 약 10:1 이하인, 고정 연마 물품.
항목 115. 제110항목에 있어서, 몸체의 폭:높이의 비율로 정의되는 2차 종횡비는 약 5:1 내지 약 1:1인, 고정 연마 물품.
항목 116. 제110항목에 있어서, 몸체의 길이:높이의 비율로 정의되는 3차 종횡비는 약 6:1 내지 약 1:1인, 고정 연마 물품.
항목 117. 제110항목에 있어서, 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때2차원 다각형들로 구성되고, 몸체는 삼각, 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 형상으로 구성되고, 몸체는 몸체의 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 복잡 다각형, 불규칙 형상 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상으로 구성되는, 고정 연마 물품.
항목 118. 제110항목에 있어서, 몸체에는 실질적으로 바인더가 부재이고, 몸체에는 실질적으로 유기 재료가 부재인, 고정 연마 물품.
항목 119. 제110항목에 있어서, 몸체는 다결정성 재료를 포함하고, 다결정성 재료는 입자들을 포함하고, 입자들은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 다이아몬드 및 이들의 조합으로 이루어진 재료 군에서 선택되고, 입자들은 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 규소산화물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 산화물을 포함하고, 입자들은 알루미나를 포함하고, 입자들은 실질적으로 알루미나로 이루어진, 고정 연마 물품.
항목 120. 제110항목에 있어서, 몸체는 첨가제를 포함하고, 첨가제는 산화물을 포함하고, 첨가제는 금속 원소를 포함하고, 첨가제는 희토류 원소를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 121. 제86항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 2 차원 형상, 평균 입자크기, 입자 색상, 경도, 비산성, 인성, 밀도, 비표면적, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제1 연마 특성을 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 122. 제121항목에 있어서, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 2 차원 형상, 평균 입자크기, 입자 색상, 경도, 비산성, 인성, 밀도, 비표면적, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 제2 연마 특성을 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 123. 제122항목에 있어서, 서로 비교할 때 제1 연마 특성 및 제2 연마 특성 중 적어도 하나는 실질적으로 동일하고, 서로 비교할 때 제1 연마 특성 및 제2 연마 특성 중 적어도 두개는 실질적으로 동일한, 고정 연마 물품.
항목 124. 제122항목에 있어서, 서로 비교할 때 적어도 하나의 제1 연마 특성 및 하나의 제2 연마 특성은 상이하고, 서로 비교할 때 적어도 2개의 제1 연마 특성 및 2 제2 연마 특성은 상이한, 고정 연마 물품.
항목 125. 제110항목에 있어서, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 길이 (l), 폭 (w), 및 높이 (hi)를 가지는 몸체를 포함하고, 폭>길이, 길이>높이, 및 폭>높이인, 고정 연마 물품.
항목 126. 제125항목에 있어서, 높이 (h)는 폭 (w)의 적어도 약 20%, 및 폭의 약 80% 이하인, 고정 연마 물품.
항목 127. 제125항목에 있어서, 높이 (h)는 적어도 약 400 미크론인, 고정 연마 물품.
항목 128. 제125항목에 있어서, 폭은 적어도 약 600 미크론인, 고정 연마 물품.
항목 129. 제125항목에 있어서, 몸체의 플래싱 비율은 적어도 약 1%인, 고정 연마 물품.
항목 130. 제125항목에 있어서, 몸체의 디싱 값 (d)은 약 2 이하인, 고정 연마 물품.
항목 131. 제125항목에 있어서, 몸체의 폭:길이의 1차 종횡비는 적어도 약 1:1 및 약 10:1 이하인, 고정 연마 물품.
항목 132. 제125항목에 있어서, 몸체의 폭:높이의 비율로 정의되는 2차 종횡비는 약 5:1 내지 약 1:1인, 고정 연마 물품.
항목 133. 제125항목에 있어서, 몸체의 길이:높이의 비율로 정의되는 3차 종횡비는 약 6:1 내지 약 1:1인, 고정 연마 물품.
항목 134. 제125항목에 있어서, 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때2차원 다각형들로 구성되고, 몸체는 삼각, 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 형상으로 구성되고, 몸체는 몸체의 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때 타원형, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 복잡 다각형, 불규칙 형상 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상으로 구성되는, 고정 연마 물품.
항목 135. 제125항목에 있어서, 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때 2 차원 삼각형으로 구성되는, 고정 연마 물품.
항목 136. 제125항목에 있어서, 몸체에는 실질적으로 바인더가 부재이고, 몸체에는 실질적으로 유기 재료가 부재인, 고정 연마 물품.
항목 137. 제125항목에 있어서, 몸체는 다결정성 재료를 포함하고, 다결정성 재료는 입자들을 포함하고, 입자들은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 다이아몬드 및 이들의 조합으로 이루어진 재료 군에서 선택되고, 입자들은 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 규소산화물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 산화물을 포함하고, 입자들은 알루미나를 포함하고, 입자들은 실질적으로 알루미나로 이루어진, 고정 연마 물품.
항목 138. 제125항목에 있어서, 몸체는 적어도 약 2 개의 상이한 유형의 연마 입자들을 포함하는 복합재인, 고정 연마 물품.
항목 139. 제125항목에 있어서, 몸체는 첨가제를 포함하고, 첨가제는 산화물을 포함하고, 첨가제는 금속 원소를 포함하고, 첨가제는 희토류 원소를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 140. 제125항목에 있어서, 첨가제는 도펀트 재료를 포함하고, 도펀트 재료는 알칼리 금속원소, 알칼리 토금속원소, 희토류 원소, 전이금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하고, 도펀트 재료는 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세슘, 프라세오디뮴, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함하는, 고정 연마 물품.
항목 141. 연마 물품을 이용하여 가공물로부터 재료를 제거하는 방법으로서, 연마 물품은 연마 입자들의 블렌드를 포함하고 이는:
제1 높이 (h1)를 가지는 제1 유형의 형상화 연마 입자;
제1 높이보다 낮은 제2 높이 (h2)를 가지는 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하는, 방법.
항목 142. 제141항목에 있어서, 가공물은 유기 재료, 무기 재료, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하고, 가공물은 금속을 포함하고, 가공물은 금속 합금을 포함하는, 방법.
항목 143. 제141항목에 있어서, 고정 연마 물품의 스테인리스강 수명은 적어도 약 11 in3인, 방법.
항목 144. 제141항목에 있어서, 높이비 (h2/h1)는 약 0.98 이하인, 방법.
항목 145. 제144항목에 있어서, 높이비 (h2/h1)는 적어도 약 0.05인, 방법.
항목 146. 제141항목에 있어서, 높이 차이 (h1-h2)는 적어도 약 1 미크론인, 방법.
항목 147. 제146항목에 있어서, 높이 차이 (h1-h2)는 약 2 mm 이하인, 방법.
항목 148. 제141항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 길이 (l1)를 가지고, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 길이 (l2)를 가지고, 길이비 (l1/l2)는 적어도 약 0.05인, 방법.
항목 149. 제148항목에 있어서, 길이 차이 (L1-l2)는 약 2 mm 이하인, 방법.
항목 150. 제141항목에 있어서, 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 폭 (w1)을 가지고, 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 폭 (w2)을 가지고, 폭비 (w2/w1)는 적어도 약 0.05인, 방법.
항목 151. 제150항목에 있어서, 폭 차이 (w1-w2)는 약 2 mm 이하인, 방법.
항목 152. 제141항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 제1 함량 (C1)의 제1 유형의 형상화 연마 입자, 및 제2 함량 (C2)의 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하고, 블렌드 비율 (C1/C2)은 약 10 이하인, 방법.
항목 153. 제141항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 대부분 형상화 연마 입자들을 포함하고, 연마 입자들의 블렌드는 실질적으로 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자로 이루어진, 방법.
항목 154. 제141항목에 있어서, 블렌드는 제3 유형의 연마 입자를 더욱 포함하고, 제3 유형의 연마 입자는 형상화 연마 입자를 포함하고, 제3 유형의 연마 입자는 부형의 (diluent type) 연마 입자를 포함하고, 부형의 연마 입자는 불규칙 형상을 포함하는, 방법.
항목 155. 제141항목에 있어서, 고정 연마 물품은 결합 연마 물품, 코팅 연마 물품, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 방법.
항목 156. 제141항목에 있어서, 고정 연마 물품은 기재를 포함하고, 기재는 지지판을 포함하고, 지지판은 직물 소재를 포함하고, 지지판은 부직물 재료를 포함하고, 지지판은 유기 재료를 포함하고, 지지판은 고분자를 포함하고, 지지판은 천, 페이퍼, 필름, 직물, 털소재 직물 (fleeced fabric), 경화 파이버, 직물소재, 부직물 소재, 웨빙 (webbing), 고분자, 수지, 페놀수지, 페놀-라텍스 수지, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 요소 포름알데히드 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 방법.
항목 157. 제156항목에 있어서, 지지판은 촉매, 커플링제, 경화제 (curants), 대전방지제, 현탁제, 안티-로딩제, 윤활제, 습윤제, 염료, 충전제, 점도조절제, 분산제, 소포제, 및 분쇄제로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 포함하는, 방법.
항목 158. 제157항목에 있어서, 지지판 상부에 놓이는 접착층을 더욱 포함하고, 접착층은 메이크 코트를 포함하고, 메이크 코트는 지지판 상부에 놓이고, 메이크 코트는 지지판 일부에 직접 결합되고, 메이크 코트는 유기재료를 포함하고, 메이크 코트는 고분자 재료를 포함하고, 메이크 코트는 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 소재를 포함하는, 방법.
항목 159. 제158항목에 있어서, 접착층은 사이즈 코트를 포함하고, 사이즈 코트는 다수의 형상화 연마 입자들 일부 상부에 놓이고, 사이즈 코트는 메이크 코트 상부에 놓이고, 사이즈 코트는 다수의 형상화 연마 입자 일부에 직접 결합되고, 사이즈 코트는 유기 재료를 포함하고, 사이즈 코트는 고분자 재료를 포함하고 , 사이즈 코트는 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 쉘락, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 소재를 포함하는, 방법.
항목 160. 제141항목에 있어서, 연마 입자들의 블렌드는 다수의 형상화 연마 입자들을 포함하고, 다수의 형상화 연마 입자들의 각각의 형상화 연마 입자는 지지판에 대하여 조절된 배향으로 배열되고, 조절된 배향은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 세로 배향 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
실시예들
실시예 1
5종의 샘플들을 이용하여 비교 연삭 조작을 수행하였다. 5종의 샘플 각각은 지지판 및 접착층을 포함한 실질적으로 동일한 구조가 적용되지만, 샘플들은 연마 입자들 타입에서 상이하다. 제1 샘플, 샘플 S1은, 본원에 기술된 실시태양들에 의한 형상화 연마 입자들의 블렌드를 포함하는 코팅 연마재를 나타낸다. 샘플 S1은 중앙 내부 높이가 대략 500 미크론을 가지는 다수의 제1 유형의 형상화 연마 입자들을 포함한다. 블렌드는 중앙 내부 높이가 대략 400 미크론을 가지는 다수의 제2 유형의 형상화 연마 입자들을 더욱 포함한다. 블렌드 비율 (C1/C2)은 대략 2.3이다. 블렌드의 형상화 연마 입자들 대략 80%는 지지판 상에 미리 결정된 측면 배향에 위치되고 형상화 연마 입자들의 정규화 중량은 40 lbs./림이다.
제2 샘플, 샘플 S2는, 본원에 기술된 실시태양들에 의한 형상화 연마 입자들의 블렌드를 포함하는 코팅 연마재를 나타낸다. 샘플 S2는 중앙 내부 높이가 대략 500 미크론을 가지는 다수의 제1 유형의 형상화 연마 입자들을 포함한다. 블렌드는 중앙 내부 높이가 대략 400 미크론을 가지는 다수의 제2 유형의 형상화 연마 입자들을 더욱 포함한다. 블렌드 비율 (C1/C2)은 대략 1이다. 블렌드의 형상화 연마 입자들 대략 80%는 지지판 상에 미리 결정된 측면 배향에 위치되고 형상화 연마 입자들의 정규화 중량은 40 lbs./림이다.
제3 샘플, 샘플 S3은, 본원에 기술된 실시태양들에 의한 형상화 연마 입자들의 블렌드를 포함하는 코팅 연마재를 나타낸다. 샘플 S3은 중앙 내부 높이가 대략 500 미크론을 가지는 다수의 제1 유형의 형상화 연마 입자들을 포함한다. 블렌드는 중앙 내부 높이가 대략 400 미크론을 가지는 다수의 제2 유형의 형상화 연마 입자들을 더욱 포함한다. 블렌드 비율 (C1/C2)은 대략 0.43이다. 블렌드의 형상화 연마 입자들 대략 80%는 지지판 상에 미리 결정된 측면 배향에 위치되고 형상화 연마 입자들의 정규화 중량은 40 lbs./림이다.
제4 샘플, 샘플 CS4는 중앙 내부 높이가 대략 400 미크론을 가지는 단일 유형의 형상화 연마 입자를 포함하는 종래 코팅 연마 물품을 나타낸다. 형상화 연마 입자들의 대략 80%는 지지판 상에 미리 결정된 측면 배향에 위치되고 형상화 연마 입자들의 정규화 중량은 40 lbs./림이다.
제5 샘플, 샘플 CS5는 중앙 내부 높이가 대략 500 미크론을 가지는 단일 유형의 형상화 연마 입자를 포함하는 종래 코팅 연마 물품을 나타낸다. 형상화 연마 입자들의 대략 80%는 지지판 상에 미리 결정된 측면 배향에 위치되고 형상화 연마 입자들의 정규화 중량은 40 lbs./림이다.
하기 표 1에 제공되는 조건들에 따라 자동 연삭 시스템에서 샘플들을 시험하였다.
표 1

시험 플랫폼: 오쿠마 (Okuma) 스크리닝 시험
시험 조건: 건조 (Dry), 수직 상승 및 하강 (Straight Plunge)
일정 MRR' = 4 inch3/min/ 인치
벨트 속도 = Vs = 7500 sfpm (38 m/s)
가공 재료: 304L ss
경도: 104 HRB
크기: 0.5”x0.5” x 6 인치
접촉 폭 = 0.5” 인치
측정치: 전력, 연마력, MRR' 및 SGE
도 11은 각각의 샘플에 대한 연삭 비에너지 대 제거 재료 누적량의 도표이다. 명백히, 샘플 CS5 수명은 샘플들 S2 및 S3보다 훨씬 짧다. 아주 현저하게, 그리고 예상치 못하게, 샘플들 S2-S3은 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자의 블렌드를 가짐에도 불구하고, 누적 재료 제거 속도는 샘플 CS4 및 CS5 사이에 있을 것이라 예상되지만, 샘플들 S2 및 S3의 수명은 CS4와 균등하고 CS5보다 길었다. 또한, 각각의 샘플 S1-S3의 초기 연삭 비에너지는 제거 재료의 0 내지 5 입방 인치이고 이는 동일한 초기 단계에서 비교 샘플들 CS4 및 CS5보다 낮다. 또한, 역시 예상치 못하게, 샘플 S3은 샘플 CS1 또는 샘플 CS2와 비교할 때 대부분 시험에서 더욱 낮은 연삭 비에너지를 가진다.
본원은 본 분야 기술보다 진보된 것이다. 본원 실시태양들의 코팅 연마 물품은 다른 통상 입수되는 연마 물품과는 다른 특정한 특징부 조합을 포함하며, 제한되지 않지만, 제1 유형의 형상화 연마 입자 및 제2 유형의 형상화 연마 입자를 포함하는 블렌드가 관여되는 것이다. 특히, 제1 유형 및 제2 유형의 형상화 연마 입자들은 특정한 특징부 조합을 가지고, 제한되지 않지만, 서로에 대하여 높이 차이가 있다는 것이다. 또한, 각각의 형상화 연마 입자는 특정한 특징부, 예컨대 종횡비, 조성, 첨가제, 2 차원 형상, 3-차원 형상, 내부 높이, 높이 프로파일 차이, 플래싱 비율, 디싱, 및 기타 등. 또한, 블렌드는 소정의 특징부 예를들면, 제한되지 않지만, 높이비, 높이 차이, 길이비, 길이 차이, 폭비, 폭 차이, 제1 및 제2 유형의 형상화 연마 입자들의 상대 함량, 및 기타 등의 조합을 활용한다. 또한, 완전히 이해되지 않고 특정 이론에 구속되지 않지만, 본원에 기재된 실시태양들의 이들 특징 중 하나 또는 조합은 놀랍고도 예상치 못한 이들 코팅 연마 물품의 성능을 가능하게 한다고 판단된다.
명백하게 기술하기 위하여 개별 실시태양에서 본원에 기재된 소정의 특징부들은 단일 실시태양의 조합으로도 제공된다. 반대로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에 기재된 다양한 특징부들은, 개별적 또는 임의의 부조합으로도 제공될 수 있다. 또한, 범위 값들에 대한 언급은 범위에 속하는 각각 및 모든 값들을 포함한다.
장점들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결방안이 특정한 실시태양들과 관련하여 상기되었다. 그러나, 장점들, 이점들, 문제들에 대한 해결방안, 및 임의의 장점, 이점, 또는 해결방안을 발생하게 하거나 더 현저하게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 청구항들의 일부 또는 전부의 중요하거나, 요구되거나, 또는 필수적인 특징으로 해석되지 말아야 한다.
명세서 및 본원에 기재된 실시태양의 설명들은 다양한 실시태양들의 구조에 대한 총괄적 이해를 제공할 의도이다. 명세서 및 설명들은 본원에 기재된 구조 또는 방법들을 이용하는 모든 요소들 및 장치 및 시스템의 특징부들에 대한 전적이고 종합적인 설명으로 기능하지 않을 수 있다. 개별 실시태양들은 단일 실시태양의 조합으로도 제공되고, 반대로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에 기재된 다양한 특징부들은, 개별적 또는 임의의 부조합으로도 제공될 수 있다. 또한, 범위 값들에 대한 언급은 범위에 속하는 각각 및 모든 값들을 포함한다. 본 명세서를 읽은 후 당업자들에게 많은 기타 실시태양들이 명백할 수 있다. 기타 실시태양들이 적용될 수 있고 본 발명에서 유래될 수 있고, 따라서 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 다른 변형은 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 가능하다. 따라서, 본 발명은 제한적이 아닌 단지 예시적으로 간주된다.
도면들과 함께 하기 상세한 설명은 본원의 교시의 이해를 위하여 제공된다. 하기 논의는 본 발명의 특정 구현예들 및 실시태양들에 집중될 것이다. 이러한 논의는 본 교시를 설명하기 위한 것이고 본 발명의 범위 또는 적용 가능성을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그러나, 다른 실시태양들이 본원에 개시된 교시들을 바탕으로 적용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "구성한다(comprises)", "구성하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이다. 예를들면, 특징부들의 목록을 포함하는 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징부들에만 한정될 필요는 없으며 명시적으로 열거되지 않거나 이와 같은 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 의미의 "또는"을 가리키며 배타적인 의미의 "또는"을 가리키지 않는다. 예를들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며 (또는 존재하며), A와 B 모두가 참 (또는 존재한다)이다.
또한, "하나의 (a)" 또는 "하나의 (an)"은 여기에서 설명되는 요소들과 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의성을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미한다는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다. 예를들면, 단일 사항이 본원에 기재되면, 하나 이상의 사항이 단일 사항을 대신하여 적용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 사항이 본원에서 기재되면, 단일 사항이 하나 이상의 사항을 대신할 수 있는 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 재료, 방법 및 실시예들은 예시적인 것일 뿐이고 제한적이지 않다. 본원에 기재되지 않는 한, 특정 재료 및 공정과 관련된 많은 상세 사항들은 통상적이고 참고 서적들 및 구조 분야 및 상응하는 제조 분야의 기타 자료들에서 발견될 수 있다.
개시된 주제는 예시적이고 제한적인 것이 아니며, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범위에 속하는 이러한 모든 변경, 개선 및 기타 실시태양들을 포괄할 의도이다. 따라서, 법이 허용한 최대로, 본 발명의 범위는 청구범위 및 이의 균등론을 광의로 해석하여 판단되어야 하고 상기 상세한 설명에 제한 또는 한정되어서는 아니된다.
특허법에 부합되고 청구범위 및 의미를 해석 또는 한정하는 것이 아니라는 이해로 요약서가 제출된다. 또한, 상기된 상세한 설명에서, 다양한 특징부들이 개시의 간소화를 위하여 단일 실시태양에서 집합적으로 함께 설명된다. 청구되는 실시태양들이 각각의 청구항에서 명시적으로 언급되는 것 이상의 특징부들을 필요로 한다는 의도로 이러한 개시가 해석되어서는 아니된다. 오히려, 하기 청구범위에서 와 같이, 본 발명의 주제는 개시된 임의의 실시태양의 모든 특징부들보다 적은 것에 관한 것이다. 따라서, 하기 청구범위는 상세한 설명에 통합되고, 각각의 청구항은 그 자체로 청구되는 주제를 별개로 정의하는 것이다.

Claims (27)

  1. 고정 연마 물품으로서,
    연마 입자들의 블렌드를 포함하고, 이는:
    제1 높이 (h1)를 가지는 제1 유형의 형상화 연마 입자의 제1 함량 (C1);
    상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이 (h2)를 가지는 제2 유형의 형상화 연마 입자의 제2 함량 (C2); 및
    0.2 이상이고 0.98 이하인 높이비 (h2/h1)를 가지고,
    상기 제1 함량은 상기 블렌드의 총 함량의 1% 이상이고 70% 이하이며,
    상기 제2 함량은 상기 블렌드의 총 함량의 1% 이상이고 98% 이하인, 고정 연마 물품.
  2. 제1항에 있어서, 높이비 (h2/h1)는 0.5 이상이고 0.9 이하인, 고정 연마 물품.
  3. 제1항에 있어서, 높이 차이 (h1-h2)는 1 미크론 이상이고 2 mm 이하인, 고정 연마 물품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 유형의 형상화 연마 입자는 제1 길이 (l1)를 가지고, 상기 제2 유형의 형상화 연마 입자는 제2 길이 (l2)를 가지고, 길이비 (l1/l2)는 0.05 이상이고 10 이하인, 고정 연마 물품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 함량은 상기 제2 함량보다 낮은, 고정 연마 물품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 함량은 상기 블렌드 총 함량의 25% 이상이고 35% 이하이며, 상기 제2 함량은 블렌드 총 함량의 50% 이상이고 75% 이하인, 고정 연마 물품.
  7. 제1항에 있어서, 블렌드 비율 (C1/C2)은 10 이하인, 고정 연마 물품.
  8. 제7항에 있어서, 상기 블렌드 비율 (C1/C2)은 0.1 이상인, 고정 연마 물품.
  9. 제1항에 있어서, 상기 블렌드는 형상화 연마 입자를 포함하는 제3 유형의 연마 입자를 더욱 포함하는, 고정 연마 물품.
  10. 제1항에 있어서, 상기 고정 연마 물품은 결합 연마 물품, 코팅 연마 물품, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 고정 연마 물품.
  11. 제1항에 있어서, 상기 연마 입자들의 블렌드는 다수의 형상화 연마 입자들을 포함하고, 상기 다수의 형상화 연마 입자들 중 각각의 형상화 연마 입자는 지지판에 대하여 조절된 배향으로 배열되고, 상기 조절된 배향은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 세로 배향 중 적어도 하나를 포함하는, 고정 연마 물품.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 유형의 연마 입자들의 적어도 55%는 상기 지지판과 측면 배향으로 결합되고 제2 유형의 연마 입자들의 적어도 55%는 상기 지지판과 측면 배향으로 결합되는, 고정 연마 물품.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 유형의 형상화 연마 입자는 길이 (l), 폭 (w), 및 높이 (hi)를 가지는 몸체를 포함하고, 폭>길이, 길이>높이, 및 폭>높이이고, 상기 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰될 때2차원 다각형들로 구성되고, 상기 몸체는 삼각, 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 형상으로 구성되는, 고정 연마 물품.
  14. 제13항에 있어서, 상기 몸체는 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 다이아몬드 및 이들의 조합으로 이루어진 재료 군에서 선택되는 다결정성 재료를 포함하는, 고정 연마 물품.
  15. 제7항에 있어서, 높이 차이 (h1-h2)는 1 미크론 이상이고 500 미크론 이하이며, 상기 블렌드 비율 (C1/C2)은 0.3 이상이고 0.7 이하인, 고정 연마 물품.
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