KR20120038550A - 연신체에 연마입자가 결합된 연마제품 - Google Patents

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KR20120038550A
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수잔 리벨트
빈센트 테시
테오도르 본 베니히센-맥키비치
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생-고벵 아브라시프
생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드
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Abstract

연신체, 연신체의 표면 상부에 배치되는 결합층(bonding layer) 및 약 0.02 ct/m 내지 약 0.30 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 결합층에 함유된 지립을 포함하는 연마제품.

Description

연신체에 연마입자가 결합된 연마제품{ABRASIVE ARTICLES INCLUDING ABRASIVE PARTICLES BONDED TO AN ELONGATED BODY}
이하 본 발명은 연마제품에 관한 것으로, 특히는 연신체에 지립(abrasive grain)이 고정된 연마제품에 관한 것이다.
피공작물로부터 재료를 제거시키는, 예를 들어, 쏘잉(sawing), 드릴링, 폴리싱, 세정, 조각(carving) 및 연삭(grinding)을 비롯한 일반 기능을 위해 다양한 산업용으로 다양한 연마 공구를 지난 세기 동안 개발해 왔다. 특히 전자산업에 관해서는, 재료의 단결정 잉곳을 슬라이싱하여 웨이퍼를 형성하는데 적절한 연마 공구가 특히 관련있다. 산업이 지속적으로 발전함에 따라, 잉곳의 직경이 점점 더 증가되었으며, 수율, 생산성, 영향받는 층들, 치수 제한조건 및 기타 요인에 기인하는 이러한 작업을 위해 유리입자(loose abrasive)와 와이어 쏘우(wire saw)를 사용하는 것이 허용되었다.
일반적으로, 와이어 쏘우는 빠른 속도로 감겨 절단 작용을 할 수 있는 와이어의 긴 길이측에 부착된 연마입자를 포함하는 연마 공구이다. 원형 쏘우가 블레이드의 반경보다 작은 절단 깊이로 국한되는 반면에, 와이어 쏘우는 더 많은 가요성을 가져 직선형 또는 이형(profiled) 절단 경로의 절단이 가능케 할 수 있다.
스페이서에 의해 격리되어 있는 강철 비드들을 금속 와이어 또는 케이블 상으로 슬라이딩시킴으로써 이들 제품을 제조하는 것과 같이, 다양한 기법이 종래의 고정 연마용 와이어 쏘우에 수용되었다. 이들 비드는 전해도금 또는 소결 공정에 의해 흔히 부착되는 연마입자로 덮힐 수 있다. 그러나, 전해도금 및 소결 공정은 많은 시간이 소요되므로 고비용의 모험일 수 있으며, 와이어 쏘우 연마 공구의 고속생산을 막는다. 이들 와이어 쏘우의 대부분은 전자 분야에서와는 같이 절단 손실(kerf loss)이 그다지 크지 않는 분야에서 종종 돌 또는 대리석을 절단(cut)하는데 사용되어 왔다. 브레이징과 같은 화학적 결합 공정을 통해 연마입자를 부착시키는 일부 시도가 있었지만, 이러한 제조 방법들은 와이어 쏘우의 가요성을 줄이고, 브레이징 코팅(braze coating)이 피로해지고 조기 파손되기 쉬워진다. 기타 와이어 쏘우의 경우에는 수지를 사용하여 연마재를 와이어에 결합시키기도 한다. 불행하게도, 수지로 결합된 와이어 쏘우는 빨리 마모되는 경향이 있으며, 특히 경질 재료를 절단할 때 연마재는 그 입자의 유효수명이 끝나기 훨씬 전에 손실된다.
따라서, 해당 산업, 특히 와이어 쏘잉 부문에서는 개선된 연마 공구가 꾸준히 요구된다.
일 양상에 따르면, 연마제품은 연신체; 연신체의 표면 상부에 배치되는 결합층(bonding layer); 및 약 0.02 ct/m 내지 약 0.30 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 결합층에 함유된 지립을 포함한다.
다른 양상에 따르면, 연마제품은 연신체; 연신체의 표면 상부에 배치되는 결합층; 및 결합층 내에 함유된 지립을 포함한다. 연마제품은 넓은 분포의 그릿 크기 중에서 선택된 지립을 포함하는데, 이때 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 대해 총 지립 개수의 80% 이상의 평균 그릿 크기는 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위에 속한다.
또 다른 양상에 따르면, 연마제품은 연신체; 연신체의 표면 상부에 배치되는 결합층; 및 결합층 내에 함유된 지립을 포함한다. 지립은 넓은 분포의 그릿 크기 중에서 선택되며, 이때 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 대해 총 지립 개수의 80% 이상의 평균 그릿 크기는 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위에 속하고, 지립은 약 0.02 ct/m 내지 약 0.30 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 결합층에 함유된다.
또 다른 양상에 따르면, 연마제품은 연신체; 연신체의 표면 상부에 배치되는 결합층; 및 결합층 내에 함유된 지립을 포함한다. 지립은 약 0.02 ct/m 내지 약 0.30 ct/m 범위의 평균 지립 농도로 결합층에 함유되며, 연마제품은 총 약 200 cm2 이상의 사파이어를 0.8 mm/min 이상의 평균 절단속도로 절단시킬 수 있다.
또 다른 양상에 따르면, 사파이어 절단 방법은, 연신체와 연신체에 부착된 지립을 가진 연마제품을 제공하는 단계와, 사파이어 제품을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 총 약 200 cm2 이상의 사파이어를 0.8 mm/min 이상의 평균 절단속도로 절단시키기 위해 상기 연마제품을 사용하는 단계를 더 포함한다.
첨부된 도면을 참조함으로써 당해 기술분야의 숙련자에게 본 발명이 보다 잘 이해되며, 본 발명의 많은 특징 및 이점들이 명백해질 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 연마제품의 일부분에 대한 횡단면도를 포함한다.
도 2a-2b는 본원의 구현예들에 따른 연마제품의 확대 이미지들을 포함한다.
도 3은 일 구현예에 따른 연마제품에 사용되는 지립에 대한 그릿 크기 분포의 선도(plot)를 포함한다.
도 4는 일 구현예에 따른 특정 그릿 크기 분포를 갖는 지립의 대표적인 시편의 이미지를 포함한다.
도 5는 종래의 와이어 쏘우 제품에 사용되는 지립에 대한 그릿 크기 분포의 선도를 포함한다.
도 6은 종래의 와이어 쏘우 제품용으로 특정 그릿 크기 분포를 갖는 지립의 대표적인 시편의 이미지를 포함한다.
도 7은 본원의 구현예들에 따른 연마제품의 확대 이미지를 포함한다.
도 8은 종래기술 시편과 비교하여, 본원의 구현예에 따라 형성된 시편들의 절단 횟수 대 절단시간에 근거한 성능에 대한 선도들을 포함한다.
상이한 도면에서 같은 참조번호를 사용한 경우에는 유사 또는 동일한 항목을 가리키는 것이다.
하기는 일반적으로 지립이 고정된 연신체로부터 형성되는 연마제품에 관한 것이다. 특히, 본원 구현예들의 연마제품은 연마제품의 긴 길이를 이용하는 공정에 적절할 수 있으며, 이들 공정으로는, 예를 들어, 결정성 재료의 보울(boul) 또는 잉곳(강괴)을 분할시키는 전자 산업에서 사용가능한 와이어 쏘잉 공정이 포함될 수 있다. 그러나, 본원에 기술되는 바와 같이 이러한 연마제품을 기타 다른 분야에 사용할 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
여기서 연마제품은 연신체를 활용할 수 있고, 이러한 연신체는 와이어이거나, 또는 연신체의 종축을 따라 연장되는 치수에 의해 한정되는 길이를 가진 다른 부재일 수 있으며, 이때 연신체에는 결합층, 코팅층(coating layer), 및 지립이 부착되어 최종 성형된 연마제품을 생산할 수 있다. 연신체는 예를 들어 무기성 재료, 유기성 재료(예컨대, 중합체 및 천연유래 유기성 재료) 및 이들의 조합물을 비롯한 다양한 재료로 만들 수 있다. 적절한 무기성 재료로는 세라믹, 유리, 금속, 금속합금, 서멧(cermet) 및 이들의 조합물이 포함될 수 있다. 특정 예에서, 연신체는 금속 또는 금속합금 재료로 만든다. 예를 들어, 연신체를 전이금속 또는 전이금속합금 재료으로 만들 수 있으며; 철, 니켈, 코발트, 구리, 크로뮴, 몰리브덴, 바나듐, 탄탈륨, 텅스텐 등의 원소들을 포함할 수 있다. 일부 예에 의하면, 연신체를 형성하기 위해 함께 직조되어 서로에 고정된 복수의 신장 스트랜드를 포함하는 조물 구조체(braided structure)가 연신체일 수 있다. 특정 디자인의 경우, 상기 와이어용으로 적절한 구조체로서 피아노 와이어를 활용할 수 있다.
적절한 유기성 재료로는, 열가소성 재료, 열경화성 재료, 탄성중합체(elastomer) 및 이들의 조합물을 비롯한 중합체가 포함될 수 있다. 특히 유용한 중합체로는 폴리이미드, 폴리아미드, 수지, 폴리우레탄, 폴리에스테르 등이 포함될 수 있다. 연신체로는 천연 유기성 재료, 예를 들면, 고무가 포함될 수 있음을 또한 이해할 것이다.
연신체는 특정 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 연신체는 일반적으로 원통형을 가짐으로써 원형의 단면 윤곽을 가질 수 있다. 사용되는 연신체의 경우, 연신체의 종축에 대해 횡방향으로 연장되는 평면에서 보았을 때 원형 단면 형상을 갖는다. 이러한 구현예에서, 평균 직경은 약 80 마이크론 이상일 수 있다. 일부 디자인에서는 두께가 더 큰 연신체 부재를 포함하기도 하는데, 이로써 평균 직경은 약 150 마이크론 이상, 약 200 마이크론 이상일 수 있으며, 특히는 약 80 마이크론 내지 400 마이크론 범위 내에 속할 수 있다.
기타 다른 디자인에서, 연신체는 연신체의 종축에 대해 횡방향으로 연장되는 평면에서 보았을 때 다각형의 단면 윤곽을 가질 수 있다. 다각형 단면 윤곽은 특히 사각형, 오각형, 육각형 등을 비롯한 각종 다변형을 포함할 수 있다. 일 특정예에 의하면, 연신체는 사각형을 가질 수 있으며, 이때 연신체는 제1 주면(major surface), 제1 주면의 반대쪽에 있는 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면 사이로 연장되는 측면을 가진 벨트이다.
상기 벨트의 측면은 연신체의 두께를 한정할 수 있는 한편, 제1 주면은 종축에 대해 횡방향으로 측정하였을 때 연신체의 폭을 한정할 수 있다. 구체적인 예로, 연신체의 두께 대 폭의 비는 약 1:2 이상일 수 있다. 다른 구현예에 의하면, 연신체의 두께 대 폭의 비는 약 1:3 이상으로, 이를테면 약 1:4 이상, 약 1:5 이상, 약 1:10 이상, 약 1:50 이상일 수 있다. 또한, 구체적인 다른예에 의하면 연신체의 두께 대 폭의 비는 약 1:2 내지 1:150의 범위 내에, 이를테면 약 1:2 내지 약 1:100의 범위 내에 속할 수 있다.
연신체는 와이어 쏘잉 조작을 수행하기에 충분한 길이를 가질 수 있다. 다시 말해서, 연신체의 길이는 연신체의 종축을 따라 측정하였을 때 약 1 km 이상일 수 있다. 다른 예에서는, 이 길이가 더 길 수도 있는데, 이를테면 약 5 km 이상, 약 10 km 이상이며, 구체적으로는 약 1 km 내지 약 15 km의 범위 내에 속할 수 있다.
연신체의 상부 표면 위에 배치되도록 연신체 상에 결합층을 형성하여, 지립의 결합 및 고정 조작을 용이하게 할 수 있다. 일부 예에서는, 결합층이 연신체의 상부 표면과 직접적으로 접촉하며, 실제로 연신체의 상부 표면에 직접 결합될 수 있다. 또한, 특정 연마제품의 경우에, 결합층과 연신체의 상부 표면 사이에 재료의 중간층(intervening layer)이 배치될 수 있다. 이러한 중간층은 연신체와 결합층 사이의 결합을 돕기 위해 존재할 수 있다. 또한, 결합층은 기본적으로 연신체의 전체 상부 표면을 덮도록 형성될 수 있다. 결합층을 형성하는 적절한 방법으로는 증착 공정이 포함될 수 있다. 예를 들면, 특히 결합층이 금속 재료를 포함하는 디자인으로, 결합층을 연신체의 외부 표면에 도금 공정(이를테면, 전기도금 공정)으로 증착시킬 수 있다. 대안으로는, 결합층을 브레이징 공정 또는 기상증착 공정을 통해 형성할 수 있다.
다양한 구현예에서, 본원에 기술되는 연마물품의 형성 방법은, 결합층 재료를 와이어 상에 증착시키는 도금장치를 활용할 수 있는 시스템을 통해 와이어를 이동(translate)시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 와이어는 도금장치를 통해 이동가능하며, 도금장치에서 결합층 재료가 연신체의 상부 표면에 증착될 수 있다.
결합층은 금속 또는 금속합금으로 만들어 질 수 있다. 특정 디자인에 의하면, 결합층에는 전이금속 원소들이 포함될 수 있다. 일부 적절한 금속으로는 구리, 주석, 니켈, 텅스텐, 몰리브덴, 은 및 이들의 조합물이 포함될 수 있다. 특정 구현예에 의하면, 결합층에는 금속합금 재료가 포함될 수 있는데, 상기 금속합금 재료는 연신체의 하부층(들)보다 연성(ductile)이 큼으로써 결합층 내 지립을 수용하고/하거나 유지하기가 용이해진다.
연마제품의 형성 방법은, 연신체 상에 결합층을 형성한 후에, 상기 결합층에 지립을 내포(embedding)시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 결합층에 지립을 내포시키는 공정을 완료함으로써 지립이 와이어에 고정되어 적절한 연마제품을 형성할 수 있게 된다. 특히, 결합층에 지립을 내포시키는 공정은, 구성층들(예컨대, 결합층 및 코팅층)을 형성하는 다른 공정들과는 구체적으로 분리된 별도의 단계일 수 있다.
다양한 구현예에 따르면, 결합층에 지립을 내포시키는 공정은 둘 이상의 압착면 사이에 지립을 통과시키는 동안 지립의 적어도 일부를 결합층 재료에 내포시키는 압착 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지립을 롤러와 다른 강질 형체(이를테면, 고정형 블록, 또 다른 롤러 등) 사이에 통과시키고, 와이어가 이들을 통과하는 동안 지립을 결합층 내에 압착시킬 수 있다. 한 공정에서는, 압착면들의 표면을 지립으로 지속적으로 덮는 방식을 수행할 수 있다. 기타 다른 공정들에서는, 연마제품의 와이어에 인접한 압착면들 사이의 영역으로 지립을 주입함으로써, 지립이 압착면들 사이에 포착되어 결합층에 내포되도록 할 수 있다.
예시한 바와 같이, 액상 캐리어 중의 지립 혼합물이 함유되어 있는 베스(bath)로부터의 압착면들 중 하나 이상의 표면에 지립을 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 액상 캐리어는 적당한 지립 현탁액이 형성되도록 돕는 화학적 성질을 가질 수 있으므로, 실질적으로 균일한 코팅 및 특정 농도의 지립이 압착면 상에 제공되며, 이는 지립의 분포와 농도가 제어된 연마제품을 형성하는데 도움이 될 수 있다. 압착면들과 베스 사이의 특정 배향이 액상 캐리어 및 지립을 압착면들 사이의 영역에 올바르게 전달하고, 와이어에 올바르게 부착시키는데 활용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
액상 캐리어는 유기성 재료(이를테면, 물 또는 알코올)일 수 있는 주요 성분을 함유할 수 있다. 또한, 베스 내에 그리고 압착면들 상에 적당한 현탁액이 형성되는 것을 용이하게 하도록 역시 유기성 성분일 수 있는 기타 다른 성분들(이를테면, 안정화제)을 소량으로 첨가시켜도 된다. 특정 공정들에서는 나트륨 도데실설페이트, 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 및/또는 이소프로판올을 비롯한 액상 캐리어가 활용될 수 있다.
지립의 재료가 경질(hard)이므로 연마 가공에서 사용하기에 적합할 수 있다. 예를 들어, 지립은 약 7 이상의, 이를테면 8 이상, 더 전형적으로는 약 9 이상의 Mohs 경도를 가질 수 있다. 몇몇 적합한 재료로는 탄화물, 탄소계 재료(예컨대, 풀러렌), 질화물, 산화물, 붕화물 및 이들의 조합물이 포함되며, 이들을 지립으로서 이용하기도 한다. 특정 예에서, 지립은 초연마 지립일 수 있다. 예를 들어, 다이아몬드(천연 또는 합성), 입방질화붕소 및 이들의 조합물일 수 있다. 특정의 일 구현예에서, 지립은 다이아몬드로 필수적으로 구성된다.
특히, 지립이 비가우스 그릿 크기 분포 중에서 선택되도록 지립의 평균 그릿 크기의 크기 분포를 조절할 수 있다. 예를 들어, 광범위하지만 정확한 그릿 크기 범위에 걸쳐 퍼진 특히 넓은 그릿 크기 분포 중에서 지립을 선택할 수 있다. 그릿 크기의 범위는 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론 중에서, 이를테면, 10 마이크론 내지 약 100 마이크론, 15 마이크론 내지 100 마이크론, 또는 심지어 20 마이크론 내지 100 마이크론 중에서 선택될 수 있다. 또한, 그릿 크기의 범위는 더 좁혀질 수 있는데, 이를테면 약 20 마이크론 내지 약 95 마이크론, 또는 심지어 약 20 마이크론 내지 약 90 마이크론일 수 있다.
넓은 그릿 크기 분포의 추가적 특징은, 모든 그릿 크기가 평균 그릿 크기의 범위에 걸쳐 실질적으로 일정하게 존재한다는 사실을 포함한다. 예를 들어, 상기 분포 내에서 임의의 두 그릿 크기 사이의 변동비율(percent variation) (즉, 상이한 평균 그릿 크기를 갖는 지립들의 비율과 비교하여 단일 평균 그릿 크기를 갖는 지립들의 비율)이 약 25%를 넘을 수 없다. 다른 예에 의하면, 상기 비율은 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 12% 이하, 약 10% 이하, 또는 심지어 약 8% 이하와 같이 더 낮을 수 있다. 특정 디자인에서는, 상기 분포 내에서 임의의 두 평균 그릿 크기 사이에 평균 그릿 크기가 존재하는 경우 약 2% 내지 약 25%, 이를테면 약 5% 내지 약 20%, 또는 약 5% 내지 약 15%의 변동비율이 이용될 수 있다.
일부 지립의 경우, 선택되는 넓은 그릿 크기 분포는 평균 그릿 크기의 범위에 걸쳐 존재하는 상기 분포 내 지립들의 특정 비율에 의해 설명할 수 있다. 그릿 크기의 범위는 이산 하한 평균 그릿 크기값으로부터 이산 상한 평균 그릿 크기값까지 이르는 평균 그릿 크기의 범위에 의해 한정될 수 있다. 본원의 제품은 넓은 그릿 크기 분포를 활용할 수 있으며, 이때 총 지립 개수의 80% 이상이 약 25 마이크론 이상에 걸친 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가진다. 예를 들어, 총 지립 개수의 80% 이상은 50 마이크론의 하한 평균 그릿 크기 내지 75 마이크론의 상한 평균 그릿 크기로 한정되는 범위 내에 평균 그릿 크기를 가질 수 있다. 다른 예에서는, 그릿 크기의 범위를 더 넓게 함으로써, 총 지립 개수의 80% 이상이 약 30 마이크론 이상, 약 40 마이크론 이상, 약 50 마이크론 이상, 또는 심지어 약 60 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 평균 그릿 크기를 가진다.
일부 구현예에서는 이러한 넓은 범위의 평균 그릿 크기를 지닌 지립을 더 많은 비율로 이용할 수 있는데, 예를 들면, 총 지립 개수의 85% 이상, 약 90% 이상, 또는 심지어 약 95%이상이 약 30 마이크론 이상, 약 40 마이크론 이상, 또는 심지어 약 50 마이크론 이상에 걸친 평균 그릿 크기를 가진다. 또한, 본원의 구현예들은 넓은 그릿 크기 분포를 가질 수 있으며, 이때 총 지립 개수의 95% 이상이 약 30 마이크론 내지 약 80 마이크론의 평균 그릿 크기 범위 내에, 이를테면 약 30 마이크론 내지 약 70 마이크론 및 심지어는 약 30 마이크론 내지 약 60 마이크론의 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가진다.
지립을 선택하기 위한 기타 유형의 비가우스 분포에는 적어도 두 개의 상이한 평균 그릿 크기를 사용하는 분포가 포함될 수 있다. 이러한 분포의 하나는 양봉 그릿 크기 분포일 수 있다. 구체적인 예로, 성능 특성을 개선시키기 위해 다른 그릿 크기보다 현저하게 더 큰 그릿 크기를 하나 이상 선택하는 것이 적절할 수 있다. 이해하는 바와 같이, 선택된 비가우스 그릿 크기 분포를 형성할 때 더 많은 개수의(이를테면, 세개, 네 개 또는 그 이상) 최빈수(mode)를 이용하여도 된다. 또한, 넓은 그릿 크기 분포를 형성하는 것에 반드시 두 개(또는 그 이상)의 개별적 그릿 크기들을 선택 및 조합하지 않아도 되지만, 전체 분포 범위에 걸친 대표적인 그릿 크기들의 균일성을 갖는 특정의 넓은 그릿 크기 분포를 생성할 수 있다.
특히, 본원의 구현예들에 따른 지립으로는, 연신체에 부착된 특히 넓은 그릿 크기 분포의 지립들을 활용할 수 있다. 본원에 기술되는 바와 같이, 넓은 그릿 크기 분포의 지립은 반드시 지립을 선택하는 것으로만 형성될 수는 없으며, 특히는 성형 공정에 의해 야기될 수 있다. 다시 말해서, 압착 공정의 세부사항들은 특정 비율의 지립에 균열 및/또는 파단을 야기시키기에 충분할 수 있으므로, 이로써 단순한 선별 공정에 의해 감당할 수 있는 것 보다 넓은 그릿 크기 분포가 발생하게 된다.
성능 특성 개선을 위해, 최종 성형된 연마제품 상의 지립의 특정 농도를 또한 이용할 수 있다. 예를 들어, 연마체(abrasive body)가 결합층 내에서 약 0.02 ct/m 이상의 평균 지립 농도를 가지도록 성형 공정이 이루어질 수 있다. 다른 예에서는, 평균 지립 농도가 약 0.05 ct/m 이상, 약 0.08 ct/m 이상, 약 0.10 ct/m 이상, 또는 심지어 약 0.20 ct/m 이상과 같이 더 클 수 있다. 특정 구현예들에서, 연마제품 내의 평균 지립 농도는 약 0.02 ct/m 내지 약 0.30 ct/m의 범위 내에, 이를테면 약 0.02 ct/m 내지 약 0.28 ct/m, 약 0.10 ct/m 내지 약 0.28 ct/m, 약 0.10 ct/m 내지 약 0.25 ct/m, 또는 심지어 약 0.15 ct/m 내지 약 0.25 ct/m의 범위 내에 속할 수 있다.
특정 제품의 경우, 최종 성형된 연마제품은 더 큰 지립 농도(이를테면, 약 20 ct/m 이상)를 나타낼 수 있다. 다시 말해서, 특정 연마제품 디자인의 경우에, 지립의 농도는 약 22 ct/m 이상, 약 24 ct/m 이상, 또는 심지어 약 25 ct/m 이상일 수 있다. 특정의 바람직한 제품의 경우, 지립의 농도는 약 20 ct/m 내지 약 30 ct/m의 범위 내, 이를테면 약 22 ct/m 내지 약 30 ct/m, 더 구체적으로는 약 24 ct/m 내지 약 28 ct/m의 범위 내에 속할 수 있다.
결합층에 지립을 내포시킨 후에, 코팅층을 결합층 상부 및 지립의 일부 상에 형성할 수 있다. 결합층의 상부 표면과, 결합층 상부로 연장되는 지립의 노출된 표면의 일부에 직접 결합되도록 코팅층을 형성할 수 있다. 통상, 코팅층이 결합층의 외부 표면 영역 및 지립의 일부 위에 연속적 코팅을 형성하도록 연마제품을 형성한다. 몇몇 경우에서 코팅층은 지립의 일부 또는 모두를 완전히 코팅할 수 있다. 다른 연마제품에서는, 지립의 일부가 노출되어 코팅층의 외부 표면 위로 돌출되도록, 코팅층이 지립을 부분적으로만 덮을 수 있다.
코팅층은 증착 공정을 통해 도포가능하다. 특히 적합한 한 증착 공정으로는, 와이어를 전기도금 장치를 통해 이동시키는 전기도금 공정이 포함된다. 그러므로, 금속 재료 또는 금속합금으로 코팅층을 만들 수 있다. 특정의 적합한 금속으로는 전이금속 원소가 포함될 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에 따르면, 코팅층이 니켈로 필수적으로 구성될 수 있도록, 코팅층에는 니켈이 포함된다. 니켈계 코팅층용으로 니켈계 합금 재료 역시 활용될 수 있다. 따라서, 다른 금속 원소들(이를테면, 전이금속 원소들)을 합금종으로서 니켈계 합금 조성물 내에 이용할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 연마제품의 횡단면도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마제품(300)은 원형 횡단면을 갖는 핵심 제품으로서의 연신체(301)를 포함한다. 연신체(301)가 결합층(303)으로 둘러싸임에 따라, 결합층이 실질적으로 연신체(301)의 상부 표면(306)을 덮는다.
특정의 일 구현예에 따르면, 결합층(303)은 약 10 마이크론 이상의 평균 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 다른 경우에서, 결합층(303)은 약 15 마이크론 이상, 약 20 마이크론 이상, 또는 심지어 약 25 마이크론 이상의 평균 두께를 가져 더 강인(robust)할 수 있다. 예를 들어, 결합층(303)의 평균 두께는 약 10 마이크론 내지 약 50 마이크론의 범위 내에, 이를테면, 약 15 마이크론 내지 약 50 마이크론, 또는 심지어 더 구체적으로 약 20 마이크론 내지 약 50 마이크론의 범위 내에 속할 수 있다.
선택적으로, 결합층(303)은 충전재(309)를 결합층(303) 내부에 포함할 수 있다. 결합층(303)의 연마 능력과 마모 특성을 개선시키기 위해 충전재(309)는 연마 미립자(abrasive particulate)를 포함할 수 있다. 그러나, 충전재(309)의 연마 미립자는 특히 크기면에서 지립(307)과는 현저하게 상이할 수 있으며, 특정 경우에서 충전재(309)의 평균 입도는 지립(307)의 평균 입도보다 실질적으로 작을 수 있다. 다시 말해서, 충전재(309)의 연마 미립자는 가장 작은 지립(307)의 평균 그릿 크기보다 약 2배 이상 더 작은 평균 입도를 가질 수 있다. 사실, 연마 미립자의 평균 입도는 가장 작은 지립(307)의 평균 그릿 크기보다 훨씬 더 작을 수 있는데, 이를테면 약 3배 이상 더 작거나, 약 5배 이상 더 작거나, 약 10배 이상 더 작고, 구체적으로는 약 2배 내지 약 10배 범위로 더 작을 수 있다.
결합층(303) 내 충전재(309)를 구성하는 연마 미립자는 탄화물, 탄소계 재료(예컨대, 풀러렌), 붕화물, 질화물, 산화물 및 이들의 조합물과 같은 재료로 만들 수 있다. 특정 예에서, 연마 미립자는 다이아몬드, 입방질화붕소 및 이들의 조합물과 같은 초연마 재료일 수 있다. 충전재(309)의 연마 미립자가 지립(307)의 재료와 동일한 재료일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 예로, 충전재(309)의 연마 미립자는 지립(307)의 재료와는 상이한 재료를 포함할 수 있다.
본원의 특정 연마제품에는 결합층(303)의 상부와 지립(307)의 일부의 상부에 배치되며, 약 15 마이크론 이하의 평균 두께를 갖는 코팅층(305)이 활용될 수 있다. 다른 예에서는 코팅층을 더 얇게 함으로써 평균 두께를 약 10 마이크론 이하로, 이를테면 약 8 마이크론 이하, 약 5 마이크론 이하, 구체적으로는 약 2 마이크론 내지 15 마이크론의 범위 내에, 또는 약 1 마이크론 내지 약 10 마이크론의 범위 내에, 또는 심지어 약 5 마이크론 내지 약 10 마이크론의 범위 내에 속하게 할 수 있다.
또한 도 1에 예시된 바와 같이, 코팅층(305)은 선택적 코팅 충전재 물질(311)을 코팅층(305) 내에 함유할 수 있다. 코팅층(305)의 재료가 실질적으로 모든 코팅 충전재 물질(311)을 둘러싸도록, 코팅층(305) 내부에 코팅 충전재 물질(311)을 배치하여도 된다. 특히, 코팅 충전재 물질(311)은 결합층(303) 내 충전재 물질(309)의 연마 미립자와 동일한 특성을 갖는 연마 미립자를 포함할 수 있다. 특정 구현예에 의하면, 코팅 충전재 물질(311)을 구성하는 연마 미립자는 결합층(303) 내 충전재 물질(309)의 연마 미립자와 동일한 연마 미립자일 수 있다. 또한, 다른 구현예에서는, 코팅 충전재 물질(311)의 연마 미립자가 결합층(303) 내 충전재 물질(309)의 연마 미립자와는 상이할 수 있다.
본원의 연마제품은 특정의 성능 특성을 나타낸다. 무엇보다도, 본원의 연마제품은 경질의 결정성 재료(이를테면, 단결정 사파이어 등, 특히는 태양광 장치에 사용될 수 있는 단결정 또는 다결정 재료)의 슬라이싱용으로 적합할 수 있다. 예를 들어, 본원의 연마제품은 전체 약 200 cm2 이상의 사파이어를 0.8 mm/min 이상의 평균 절단속도로 절단시킬 수 있다. 사실, 특정 제품들은 0.8 mm/min 이상의 최저 절단속도에서 더 많은 양(이를테면, 약 300 cm2 이상, 또는 심지어 약 400 cm2 이상)의 사파이어를 절단할 수 있는 능력을 나타내었다. 본원의 구현예에 따른 특정 연마제품들은 자신의 가용수명에 걸쳐 약 200 cm2 내지 약 500 cm2(이를테면, 약 250 cm2 내지 약 475 cm2, 또는 더 구체적으로 약 300 cm2 내지 약 450 cm2)의 사파이어를 0.8 mm/min의 최저 속도로 슬라이싱할 수 있다.
특정 예에서, 본원의 구현예에 따른 연마제품들은 단결정 사파이어의 상당한 양(횡단면으로 측정함)을 더 빠른 속도로 절단시킬 수 잇다. 예를 들어, 일 구현예에 의하면, 연마제품은 전체 약 400 cm2 이상의 사파이어를 평균 절단속도 0.9 mm/min 이상으로, 이를테면, 약 1 mm/min 이상, 약 1.2 mm/min 이상, 약 1.3 mm/min 이상, 또는 심지어 약 1.4 mm/min 이상으로 절단시킬 수 있다. 특정 구현예에서는 총 400 cm2 이상의 사파이어에 대한 절단속도가 약 0.8 mm/min 내지 약 1.5 mm/min으로, 이를테면 약 0.9 mm/min 내지 약 1.5 mm/min 및 심지어는 약 1 mm/min 내지 약 1.4 mm/min 일 수 있다.
또한, 본원의 연마제품은 경질재료(예컨대, 사파이어)에 대한 개선된 절단수명을 나타낸다. 예를 들어, 본원의 구현예에 따른 특정 연마제품들은 사파이어에 대해 약 5 시간 이상의 절단수명을 나타낸다(즉, 실제 절단조작을 위해 와이어를 사용함). 몇몇 다른 연마제품들은 약 8 시간 이상의, 이를테면 약 10 시간 이상, 약 15 시간 이상, 약 18 시간 이상, 또는 심지어 약 20 시간 이상의 절단수명을 보였다. 특정 구현예들에서의 절단수명은 약 5 시간 내지 25 시간의 범위, 이를테면 약 10 시간 내지 25 시간, 또는 심지어 약 15 시간 내지 25 시간의 범위 내에 속할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 본원의 구현예에 따른 연마제품들의 확대 이미지를 포함한다. 도 4a 및 도 4b 각각은 코팅층(401)을 통해 지립(403)이 와이어의 표면에 부착되어 있는 연마제품의 일부를 예시하고 있다. 도 2a의 이미지는 본원의 방법에 따라 제조되었으며, 평균 지립 농도가 0.06 ct/m인 연마제품이다. 도 2b의 연마제품 또한 본원에 기술된 방법에 따라 형성되었으며, 평균 지립 농도가 0.11 ct/m이다. 이들을 비교함으로써 알 수 있듯이, 도 2b에 도시된 연마제품의 평균 지립 농도는 도 2a에 도시된 연마제품의 평균 지립 농도보다 크다.
실시예
하기 실시예는 본원의 구현예에 따라 형성된 연마제품과, 유사한 공정을 이용하여 형성된 종래의 와이어 쏘우를 비교한다. 제1 시편(시편 1)은 본원의 구현예에 따라 형성하였다. 와이어 재료로는 표준 스프링 강철 피아노 와이어를 사용하였다. 약 40 마이크론의 평균 두께를 가진 구리 결합층 재료를 사용하여 전체 외부 표면 영역 상부에 와이어를 피복하였다. 그런 후에는 와이어에 지립을 내포시켰다.
도 3에는 결합층에 내포시키기 위해 선택된 지립의 분포를 도시하였고, 도 4에는 선택된 지립의 그릿 크기를 지닌 대표적인 시편의 이미지를 제공하였다. 특히, 지립은 넓은 그릿 크기 분포 중에서 선택되며, 이때 모든 지립은 20 마이크론 내지 93 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 속하며, 이들 지립의 약 90%는 20 마이크론과 약 70 마이크론 사이에서 50 마이크론 범위의 그릿 크기에 걸쳐 있고, 상기 그릿 크기 범위 내의 변동비율은 분포가 가장 낮은 평균 그릿 크기(예컨대, 약 90 마이크론) 및 분포가 가장 높은 평균 그릿 크기(예컨대, 약 42 마이크론) 사이에서 10% 이하였다.
시편 1의 지립-코팅된 와이어를 전자도금 공정에 의해 코팅층 재료로 피복하였다. 코팅층은 약 98%의 니켈과 약 2%의 기타 다른 금속종으로 이루어진 조성물을 가진 니켈계 합금, 및 다른 재료였다. 최종 성형된 연마 와이어는 0.11 ct/m의 평균 지립 농도를 가졌으며, 그 일부를 도 2b에 예시하였다.
제2 시편(시편 2)을 시편 1에 대해 위에 주지한 공정에 따라 형성하였다. 시편 2의 최종 성형된 연마제품은 0.06 ct/m의 평균 지립 농도를 가졌으며, 그 일부를 도 2a에 예시하였다.
지립을 와이어 재료로 압연(rolling)시켜 형성되는 것으로 알려진 종래의 와이어 쏘잉 제품(시편 C1)을 비교 목적으로 수득하였다. 지립을 분석하고, 지립의 그릿 크기 분포를 도 5에 제공하였으며, 선택된 지립의 그릿 크기를 지닌 대표적인 시편의 이미지를 도 6에 제공하였다. 도 5의 도표와 도 6의 이미지에서 알 수 있는 바와 같이, 입도 분포는 균일하고(narrow), 대부분의 그릿 크기가 약 32 마이크론의 표준평균을 중심으로 약 30 마이크론의 그릿 크기 범위에 걸쳐져 있다. 코팅층은 니켈계 합금 재료로 만들었으며, 지립의 농도는 0.01 ct/m으로 구해졌다. 종래 와이어 쏘우 재료의 일부분에 대한 확대 이미지를 도 7에 제공하였다.
그런 후에는, 특정의 성능 특성을 비교하고자, 시편 1, 시편 2 및 종래기술 시편인 시편 C1을 시험하였다. 각 시편을 사용하여 2인치(5.08 cm) 직경의 단결정 사파이어 블랭크를 슬라이싱하였다. 사파이어 블랭크를 성공적으로 슬라이싱한 경우에는 "Cut"으로 기록하고, 각 시편이 블랭크를 절단하는데 걸린 시간을 기록하였다. 각각의 와이어를 8 m/s의 속도로, 16N의 하중 하에서 작동시켰다. 각각의 시편은 와이어가 파손될 때까지 작동되었으며, 이러한 파손은 와이어가 파단되거나 또는 사파이어 블랭크를 절단하지 못했을 때 발생한다.
도 8은 각 시편의 성능에 대한 선도들을 제공하고 있으며, 이때 선도(1001)는 시편 1에 해당하고, 선도(1002)는 시편 2에 해당하며, 선도(1003)는 시편 C1에 해당한다. 예시된 바와 같이, 시편 1과 시편 2는 시편 C1 보다 현저히 더 많은 총량의 사파이어 재료를 슬라이싱 할 수 있는 개선된 능력을 나타내었다. 실제로, 시편 1과 시편 2는 시편 C1 보다 2배가 넘는 많은 총량의 사파이어 재료를 절단할 수 있는 능력을 나타내었다. 또한, 시편 1과 시편 2는 Cut 1 내지 7의 경우 시편 C1 보다 사파이어 재료를 더 빠르게 절단하였다. 전반적으로, 시편 1은 426 cm2의 사파이어 재료를 1.13 mm/min의 평균 속도로 슬라이싱할 수 있었다. 시편 2는 같은 사파이어 재료의 총량(426 cm2)에 대해 0.85 mm/min의 평균 절단속도를 달성하였다.
상기 내용은 최신기술로부터의 새로운 시도를 나타내는 연마제품에 대한 설명을 포함한다. 본원의 연마제품은 연신체 부재를 포함하는 와이어 쏘우 연마 공구에 관한 것으로, 연신체에는 금속 재질의 결합층과 코팅층을 통해 지립이 고정되어 있다. 특히 본원의 연마제품은, 태양광 장치에 사용될 수 있는 단결정 또는 다결정 재료의 슬라이싱 또는 절개(sectioning)를 비롯한 와이어 쏘잉 용도로, 특히는 전자 산업용으로 적합할 수 있다. 이 산업에 관해서는, 이들 고가 첨단 재료의 손실 감소, 절단시간 단축에 이은 비용 절감은 물론, 이러한 고가 재료의 표면하 손상 감소에 특별히 중점을 둔다는 것을 주지해야 한다. 본원의 구현예들은 지립 그릿 크기의 선택된 분포, 결합층 및 코팅층의 특정 재료 및 두께, 평균 지립 농도를 포함하는 특성들, 그리고 본원에 기술된 기타 다른 특성들의 조합을 통합한다.
상기 내용에서, 특정 구현예들 및 특정 구성성분의 연결관계에 대한 언급은 예시적인 것이다. 따라서, 전술된 본 발명의 주제를 제한적인 것으로 간주해서는 안 되며, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범주 내에 속하는 변형예, 개선사항들 및 기타 다른 구현예들을 모두 포함하는 것으로 의도된다. 그러므로, 본 발명의 범주는, 법에 의해 허용되는 최대 범위까지, 하기 청구범위와 그의 대등물을 가능한 한 가장 폭넓게 해석함으로써 정해질 것이며, 상기 전술된 설명에 의해 제약을 받거나 제한되지 않을 것이다.
본 발명의 요약서는 특허법에 따라 제공되며, 청구항의 범주나 의미를 해석하거나 또는 제한하기 위해 사용되지 않을 것이라는 이해 하에 제출된다. 또한, 상기 본 발명의 상세한 설명과 도면에서는 본 발명을 간결하게 하려는 목적상 다양한 특징들을 함께 군으로 묶거나 또는 단일 구현예를 통해 설명할 수 있다. 청구된 구현예들이 각 청구항에 명백하게 인용되는 것보다 많은 특징들을 요구한다는 의도를 나타내는 것으로 본 발명을 해석해서는 안 된다. 오히려, 하기 청구범위가 나타내는 바와 같이, 본 발명의 주제는 설명된 구현예들 중 임의의 것의 모든 특징들보다 적을 것이다. 그러므로, 하기 청구범위는 본 발명의 상세한 설명과 도면에 통합되어 있으며, 각 청구항은 개별적으로 청구된 주제를 한정하는 것으로서 자립성을 띤다.

Claims (67)

  1. 연신체;
    연신체의 표면 상부에 배치되는 결합층(bonding layer); 및
    약 0.02 ct/m 내지 약 0.30 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 결합층에 함유된 지립을 포함하는, 연마제품.
  2. 제1항에 있어서, 연마체는 결합층 내에 지립을 약 0.02 ct/m 내지 약 0.28 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 함유하는 것인 연마제품.
  3. 제2항에 있어서, 연마체는 결합층 내에 지립을 약 0.10 ct/m 내지 약 0.28 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 함유하는 것인 연마제품.
  4. 제3항에 있어서, 연마체는 결합층 내에 지립을 약 0.10 ct/m 내지 약 0.25 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 함유하는 것인 연마제품.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지립은 비가우스 그릿 크기 분포 중에서 선택되는 것인 연마제품.
  6. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 지립은 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 걸쳐 있는 지립을 포함한 넓은 그릿 크기 분포 중에서 선택되는 것인 연마제품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 넓은 그릿 크기 분포는 약 10 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 걸쳐 있는 지립을 포함하는 것인 연마제품.
  8. 제7항에 있어서, 상기 넓은 그릿 크기 분포는 약 15 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 걸쳐 있는 지립을 포함하는 것인 연마제품.
  9. 제8항에 있어서, 상기 넓은 그릿 크기 분포는 약 20 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 걸쳐 있는 지립을 포함하는 것인 연마제품.
  10. 제9항에 있어서, 상기 넓은 그릿 크기 분포는 약 20 마이크론 내지 약 95 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 걸쳐 있는 지립을 포함하는 것인 연마제품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 넓은 그릿 크기 분포는 약 20 마이크론 내지 약 90 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 걸쳐 있는 지립을 포함하는 것인 연마제품.
  12. 제1항, 제2항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 총 지립 개수의 80% 이상이 약 25 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  13. 제12항에 있어서, 총 지립 개수의 80% 이상이 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  14. 제13항에 있어서, 총 지립 개수의 80% 이상이 약 40 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  15. 제12항에 있어서, 총 지립 개수의 85% 이상이 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  16. 제15항에 있어서, 총 지립 개수의 90% 이상이 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  17. 제16항에 있어서, 총 지립 개수의 90% 이상이 약 40 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  18. 제12항에 있어서, 총 지립 개수의 95% 이상이 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  19. 제18항에 있어서, 총 지립 개수의 95% 이상이 약 30 마이크론 내지 약 80 마이크론의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  20. 제19항에 있어서, 총 지립 개수의 95% 이상이 약 30 마이크론 내지 약 70 마이크론의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  21. 제20항에 있어서, 총 지립 개수의 95% 이상이 약 30 마이크론 내지 약 60 마이크론의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  22. 제1항, 제2항, 제5항, 제6항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 결합층의 상부와 지립의 일부분의 상부에 배치되는 코팅층을 더 포함하는 연마제품.
  23. 제22항에 있어서, 코팅층은 금속을 포함하는 것인 연마제품.
  24. 제23항에 있어서, 코팅층은 전이금속 원소를 포함하는 것인 연마제품.
  25. 제24항에 있어서, 코팅층은 니켈을 포함하는 것인 연마제품.
  26. 연신체;
    연신체의 표면 상부에 배치되는 결합층; 및
    결합층 내에 함유되는 지립을 포함하며,
    상기 지립은 넓은 그릿 크기 분포 중에서 선택되고, 상기 지립의 총 개수의 80% 이상이 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 대해 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  27. 제26항에 있어서, 상기 넓은 그릿 크기 분포는 약 10 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 걸쳐 있는 지립을 포함하는 것인 연마제품.
  28. 제27항에 있어서, 상기 넓은 그릿 크기 분포는 약 20 마이크론 내지 약 90 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 걸쳐 있는 지립을 포함하는 것인 연마제품.
  29. 제26항 또는 제27항에 있어서, 총 지립 개수의 80% 이상이 약 25 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  30. 제29항에 있어서, 총 지립 개수의 90% 이상이 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품.
  31. 제30항에 있어서, 총 지립 개수의 95% 이상이 약 30 마이크론 내지 약 80 마이크론의 그릿 크기 범위 내에 속하는 평균 그릿 크기를 가지는 연마제품
  32. 제26항, 제27항 및 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지립의 일부분은 결합층의 상부와 지립의 일부분의 상부에 배치되는 코팅층의 상부 표면으로부터 돌출되고, 상기 지립은 약 5% 이상의 지립 돌출 변동비율을 지립간에 포함하는 것인 연마제품.
  33. 제26항, 제27항, 제29항 및 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 연마체는 결합층 내에 지립을 약 0.2 ct/m 내지 약 0.30 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 함유하는 것인 연마제품.
  34. 연신체;
    연신체의 표면 상부에 배치되는 결합층; 및
    결합층 내에 함유되는 지립을 포함하며,
    상기 지립은 넓은 그릿 크기 분포 중에서 선택되고, 상기 지립의 총 개수의 80% 이상이 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 대해 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위에 속하는 평균 그릿 크기를 가지며, 상기 지립은 결합층 내에 약 0.02 ct/m 내지 약 0.30 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 함유하는 것인 연마제품.
  35. 제34항에 있어서, 연신체의 길이는 연신체의 종축을 따라 약 1 km 이상인 연마제품.
  36. 제34항에 있어서, 연신체의 길이는 약 10 km 이상인 연마제품.
  37. 제34항 또는 제35항에 있어서, 평균 직경이 약 80 마이크론 내지 약 400 마이크론의 범위 내에 속하는 것인 연마제품.
  38. 제34항, 제35항 및 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 결합층은 전이금속을 포함하는 것인 연마제품.
  39. 제38항에 있어서, 결합층은 구리를 포함하는 것인 연마제품.
  40. 제39항에 있어서, 결합층은 구리계 금속합금을 포함하는 것인 연마제품.
  41. 제34항, 제35항, 제37항 및 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 결합층이 연신체의 표면을 필수적으로 덮는 연마제품.
  42. 제34항, 제35항, 제37항, 제38항 및 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 결합층은 약 10 마이크론 내지 약 50 마이크론 범위 내의 평균 두께를 갖는 연마제품.
  43. 제34항, 제35항, 제37항, 제38항, 제41항 및 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 결합층은 충전재를 포함하는 것인 연마제품.
  44. 제43항에 있어서, 상기 충전재는 연마 미립자를 포함하는 것인 연마제품.
  45. 제44항에 있어서, 상기 연마 미립자는 지립의 평균 그릿 크기보다 현저하게 더 작은 평균 입도를 갖는 것인 연마제품.
  46. 제34항, 제35항, 제37항, 제38항, 제41항, 제42항 및 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 지립의 일부분이 결합층에 내포되는 연마제품.
  47. 제34항, 제35항, 제37항, 제38항, 제41항, 제42항, 제43항 및 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 결합층의 상부와 지립의 일부분의 상부에 배치되는 금속-포함 코팅층을 더 포함하는 연마제품.
  48. 제47항에 있어서, 코팅층은 약 10 마이크론 이하의 평균 두께를 갖는 연마제품.
  49. 제48항에 있어서, 코팅층은 약 1 마이크론 내지 약 10 마이크론 범위 내에 평균 두께를 갖는 연마제품.
  50. 제47항에 있어서, 코팅층은 코팅 충전재 물질을 포함하는 것인 연마제품.
  51. 제50항에 있어서, 상기 코팅 충전재 물질은 연마 미립자를 포함하는 것인 연마제품.
  52. 연신체;
    연신체의 표면 상부에 배치되는 결합층; 및
    결합층 내에 약 0.02 ct/m 내지 약 0.30 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 함유되는 지립을 포함하며,
    전체 약 200 cm2 이상의 사파이어를 0.8 mm/min 이상의 평균 절단속도로 절단할 수 있는 연마제품.
  53. 제52항에 있어서, 5 시간 이상의 절단수명을 갖는 연마제품.
  54. 제53항에 있어서, 약 10 시간 이상의 절단수명을 갖는 연마제품.
  55. 제52항 또는 제53항에 있어서, 약 5 시간 내지 약 25 시간의 절단수명을 갖는 연마제품.
  56. 제52항, 제53항 및 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 전체 약 300 cm2 이상의 사파이어를 0.8 mm/min 이상의 평균 절단속도로 절단할 수 있는 연마제품.
  57. 제56항에 있어서, 전체 약 400 cm2 이상의 사파이어를 0.8 mm/min 이상의 평균 절단속도로 절단할 수 있는 연마제품.
  58. 제57항에 있어서, 전체 약 400 cm2 이상의 사파이어를 0.9 mm/min 이상의 평균 절단속도로 절단할 수 있는 연마제품.
  59. 제52항, 제53항, 제55항 및 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 전체 약 400 cm2 이상의 사파이어를 1 mm/min 이상의 평균 절단속도로 절단할 수 있는 연마제품.
  60. 제52항, 제53항, 제55항, 제56항 및 제59항 중 어느 한 항에 있어서, 전체 약 400 cm2 이상의 사파이어를 약 0.8 mm/min 내지 1.5 mm/min 범위 내의 평균 절단속도로 절단할 수 있는 연마제품.
  61. 제52항, 제53항, 제55항, 제56항, 제59항 및 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사파이어는 단결정 사파이어인 것인 연마제품.
  62. 제52항, 제53항, 제55항, 제56항, 제59항, 제60항 및 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 연신체는 와이어인 것인 연마제품.
  63. (a) 연신체에 지립이 부착된 연마제품을 제공하는 단계;
    (b) 사파이어 제품을 제공하는 단계; 및
    (c) 총 약 200 cm2 이상의 사파이어 제품을 0.8 mm/min 이상의 평균 절단속도로 절단시키기 위해 상기 연마제품을 사용하는 단계를 포함하는, 사파이어 절단 방법.
  64. 제63항에 있어서, 상기 사파이어 제품은 단결정 사파이어인 것인 사파이어 절단 방법.
  65. 제63항 또는 제64항에 있어서, 부착된 지립은 약 0.02 ct/m 내지 약 0.30 ct/m 범위 내의 평균 지립 농도로 존재하는 것인 사파이어 절단 방법.
  66. 제63항 또는 제64항에 있어서, 상기 지립은 넓은 그릿 크기 분포 중에서 선택되고, 상기 지립의 총 개수의 80% 이상이 약 1 마이크론 내지 약 100 마이크론의 평균 그릿 크기 범위에 대해 약 30 마이크론 이상의 그릿 크기 범위에 속하는 평균 그릿 크기를 갖는 것인 사파이어 절단 방법.
  67. 제63항 또는 제64항에 있어서, 상기 연신체는 와이어인 것인 사파이어 절단 방법.
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