KR102006615B1 - 형상화 연마 입자들을 포함하는 연마 물품 - Google Patents

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랄프 바우어
제니퍼 에이치. 제레핀스키
루시에 프라이차드
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프레더릭 조세옥스
데이빗 에프. 로아프레
사무엘 에스. 말린
도룩 오. 예너
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Abstract

형상화 연마 입자는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 몸체는 측면에서 몸체 내부로 연장되는 적어도 하나의 부분 절취부를 가진다.

Description

형상화 연마 입자들을 포함하는 연마 물품
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. 형상화 연마 입자들 및 연관된 형성 방법 및 이러한 입자들을 포함하는 연마 물품에 관한 다른 관련 개시들은 다음에서 입수된다: http://www.abel-ip.com/publications/.
그러나, 산업계에서는 연마입자들, 및 연마입자들을 이용하는 연마물품들의 성능, 수명 및 효율 개선에 대한 필요성이 여전하다.
실시태양에서, 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고 이는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지고, 몸체는 측면에서 몸체 내부로 연장되는 적어도 하나의 부분 절취부를 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고 이는 제1 표면, 제2 표면, 및 제1 표면과 제2 표면에 연결되는 측면을 가지고, 몸체는 길이 (Lpc) 및 폭 (Wpc)을 가지는 적어도 하나의 부분 절취부를 포함하고 몸체는 강도를 가지고, 부분 절취부 (Lpc) 길이, 부분 절취부 (Wpc) 폭 및 몸체 강도의 조합은 몸체 파쇄도를 조절하도록 구성되는 관계를 가진다.
또 다른 실시태양에서, 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고 이는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지고, 측면과 제1 주면 연결에 의해 형성되는 적어도 하나의 에지는 만곡 윤곽을 가지는 함몰부를 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고 이는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지고,
몸체는 제1 외부 코너, 제2 외부 코너, 및 제3 외부 코너를 포함하고, 제1 외부 코너, 제2 외부 코너, 및 제3 외부 코너의 적어도 하나는 분리된 계단식 함몰부를 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고 이는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지고, 몸체는 제1 외부 코너, 제2 외부 코너, 및 제3 외부 코너를 포함하고, 몸체는 제1, 제2, 및 제3 외부 코너들 간에 연장되고 제1, 제2, 및 제3 외부 코너들로부터 더욱 이격되는 적어도 하나의 분리된 계단식 함몰부를 포함한다.
추가 실시태양에서, 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고 이는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지고, 측면은 대부분 몸체 높이에 대하여 연장되는 제1 영역 및 몸체 측면으로부터 외향 연장되는 플랜지를 포함하는 제2 영역을 포함하고 제2 영역은 소부분 (a minority of) 몸체 높이에 대하여 연장되는 최대 높이를 포함한다.
추가 실시태양에서, 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고 이는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지고, 제1 주면 위로 연장되는 돌출부를 더욱 포함하고, 돌출부는 베이스(base) 및 상부 영역을 가지고 베이스는 상부 일부 두께와 비교할 때 상이한 두께를 포함한다.
또 다른 실시태양에서, 형상화 연마 입자는 몸체를 포함하고 이는 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지고, 측면은 몸체 중앙 영역에서 몸체 주위로 주변 연장되는 함몰부를 포함하고 몸체는 250 미크론 이하의 평균 팁 첨예도를 가지는 적어도 하나의 외부 코너를 포함한다.
첨부되는 도면을 참고함으로써, 본 개시내용은 더 잘 이해될 수 있고, 이의 많은 특징들과 장점들이 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 분명해질 수 있다.
도 1은 실시태양에 의한 입자 재료 형성 시스템 일부를 도시한 것이다.
도 2는 실시태양에 의한 입자 재료 형성 도 1 시스템 일부를 도시한 것이다.
도 3은 실시태양들에 의한 소정의 특징부들을 보이는 형상화 연마입자의 단면도이다.
도 4는 실시태양에 의한 형상화 연마입자 측면도 및 플래싱 비율을 도시한 것이다.
도 5A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자들을 포함하는 결합 연마물품을 도시한 것이다.
도 5B는 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 지지판 (backing)의 형상화 연마입자들 배향을 분석하기 위하여 사용된 실시태양에 의한 코팅 연마재 일부에 대한 사진들이다.
도 12A-12C는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자를 도시한 것이다.
도 13A-13C는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자를 도시한 것이다.
도 13D는 실시태양에 따라 구배각 (draft angle) 측정을 위한 단면 라인을 보이는 형상화 연마 입자의 평면 사진이다.
도 13E는 실시태양에 따라 구배각 측정을 위한 형상화 연마 입자의 단면 사진이다.
도 13F는 실시태양에 따라 구배각 측정을 위한 형상화 연마 입자의 단면 사진이다.
도 14는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다.
도 15A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다.
도 15B는 도 15A의 형상화 연마 입자 일부에 대한 단면도이다.
도 15C는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다.
도 16A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 16B는 도 16A의 형상화 연마 입자의 평면도이다.
도 16C는 도 16B의 형상화 연마 입자 일부에 대한 단면도이다.
도 16D는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다.
도 16E는 도 16D의 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 17A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의사시도이다.
도 17B는 도 17A의 형상화 연마 입자의 평면도이다.
도 17C는 도 17B의 형상화 연마 입자 일부에 대한 단면도이다.
도 17D는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다.
도 17E는 도 17D의 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 18A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 18B는 도 18A의 형상화 연마 입자 일부에 대한 단면도이다.
도 18C-18E는 실시태양들에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 19A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자 일부에 대한 단면도이다.
도 19B-19E는 본원 실시태양들에 의한 형상화 연마 입자 일부에 대한 단면도이다.
도 20A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면 사진이다.
도 20B는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 측면 사진이다.
도 20C-F는 본원의 실시태양들에 의한 형상화 연마 입자의 평면 사진이다.
도 21A는 형상화 연마 입자들의 평면 사진이다.
도 21B는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다.
도 22A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면 사진이다.
도 22B는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면 사진이다.
도 22C는 도 22B의 형상화 연마 입자의 평면 토포그래피 사진이다.
도 22D는 도 22B 및 22C의형상화 연마 입자의 단면 사진이다.
도 23A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 단면도이다.
도 23B는 실시태양에 의한 도 23A의 형상화 연마 입자 일부에 대한 단면도이다.
다음은 형상화 연마입자들을 포함하는 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, 3D 인쇄와 같은 적층 가공, 적층, 인쇄 (예를들면, 스크린-인쇄), 몰딩, 압축, 캐스팅, 절편화, 절단, 다이싱, 펀칭, 압축, 건조, 경화, 코팅, 압출, 롤링, 및 이들의 조합을 포함한 일부 적합한 공정으로 형상화 연마 입자들을 제작할 수 있다.
동일한 2-차원 및 3-차원 형상을 가지는 형상화 연마 입자들에 있어서 각각의 입자는 서로에 대하여 실질적으로 동일한 표면 및 에지 배열을 가지도록 형상화 연마 입자들이 형성된다. 따라서, 형상화 연마 입자들은 동일한 2-차원 및 3-차원 형상을 가지는 그룹의 다른 형상화 연마 입자들에 대하여 표면 및 에지 배열에 있어서 높은 형상 정확도 및 일관성을 가진다. 대조적으로, 비-형상화 연마 입자들은 상이한 공정을 통해 형성되고 상이한 형상 속성을 가진다. 예를들면, 비-형상화 연마 입자들은 전형적으로 분쇄 공정으로 형성되고, 여기에서 재료 덩이가 형성된 후 분쇄되고 체질되어 소정 크기의 연마 입자들을 얻는다. 그러나, 비-형상화 연마 입자는 대체로 무작위 표면 및 에지 배열을 가지고, 몸체 주위의 표면 및 에지 배열에 있어서 일반적으로 임의의 인지 가능한 2-차원 또는 3 차원 형상이 결여된다. 또한, 동일 그룹 또는 배치의 비-형상화 연마 입자들은 대체적으로 서로 일관된 형상이 결여되어, 서로 비교할 때 표면 및 에지는 무작위로 배열된다. 따라서, 비-형상화 입자 (grain) 또는 분쇄 입자들은 형상화 연마 입자들에 비하여 상당히 낮은 형상 정확도를 가진다.
도 1은 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 있다. 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. 일부 경우들에서, 혼합물 (101)은 형상-안정 재료가 아니고, 공정은 추가 처리, 예컨대 건조에 의해 혼합물 (101)의 고화 및 안정화가 달라질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
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?H2O 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 2x103 Pa s, 예컨대 적어도 약 3x103 Pa s 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 1의 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)을 혼합물 (101)에 인가하여 혼합물 (101)은 다이 개구 (105)를 통해 용이하게 압출된다. 인가 구역 (183) 내에서 압출되는 동안, 도구 (151)는 다이 (103) 일부와 직접 접촉되어 도구 캐비티 (152)로의 혼합물 (101) 압출이 구현된다. 도구 (151)는 예컨대 도 1에 도시된 스크린 형태일 수 있고, 여기에서 캐비티 (152)는 도구 (151)의 전체 두께를 관통 연장된다. 또한, 캐비티 (152)가 도구 (151) 전체 두께의 일부에 대하여 연장되어 바닥면을 가질 있어, 혼합물 (101)을 보유하여 형상화하도록 구성되는 공간 부피는 바닥면 및 측면에 의해 정의되도록 도구 (151)가 형성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도구 (151)는 예를들면, 금속 합금, 예컨대 스테인레스 강을 포함한 금속 재료로 제작될 수 있다. 다른 경우들에서, 도구 (151)는 유기 재료, 예컨대 고분자로 제작될 수 있다.
실시태양에 의하면, 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.
혼합물 (101)을 도구 캐비티 (152)에 적층하기 전에, 몰드 이형제를 도구 캐비티 (152) 표면에 도포하여, 추가 처리 후 도구 캐비티 (152)로부터 전구체 형상화 연마 입자들의 탈락을 용이하게 할 수 있다. 이러한 공정은 선택적이고 성형 공정 수행에 반드시 적용되지는 않는다. 적합한 예시적 몰드 이형제는 유기 재료, 예컨대 하나 이상의 고분자 (예를들면, PTFE)를 포함한다. 다른 경우들에서, 오일 (합성 또는 유기)이 몰드 이형제로서 도구 캐비티 (152) 표면에 적용된다. 하나의 적합한 오일은 땅콩기름일 수 있다. 몰드 이형제는 제한되지는 않지만, 적층, 분무, 인쇄, 브러싱, 코팅, 및 기타 등을 포함한 임의의 적합한 방식으로 적용될 수 있다.
혼합물 (101)을 도구 캐비티 (152) 내부에 적층하고, 임의의 적합한 방식으로 형상화되어 도구 캐비티 (152) 형상에 상응하는 형상을 가지는 형상화 연마 입자들을 형성한다.
간략히 도 2를 참조하면, 도구 (151) 일부가 도시된다. 도시된 바와 같이, 도구 (151)는 도구 캐비티 (152), 상세하게는, 도구 (151)을 통과하여 연장되는 다수의 도구 캐비티들 (152)을 포함한다. 실시태양에 의하면, 도구 캐비티들 (152)은 도구 (151)의 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 포함한다. 특정 실시예들에서, 도구 캐비티들 (152)은 2차원 다각형들 예컨대 삼각, 직사각, 사각, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 구각, 십각, 및 이들의 조합을 가진다. 특히, 본원의 실시태양들의 형상화 연마 입자들을 참조하여 더욱 이해되는 바와 같이, 도구 캐비티 (152)는 다양한 다른 형상을 적용할 수 있다.
도 2의 도구 (151)는 서로에 대하여 특정 방식으로 배향되는 도구 캐비티들 (152)을 가지는 것으로 도시되지만, 다양한 다른 배향들이 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 하나의 실시태양에 의하면, 각각의 도구 캐비티 (152)는 서로에 대하여 실질적으로 동일한 방향 및 도구 표면에 대하여 실질적으로 동일한 방향을 가진다. 예를들면, 각각의 도구 캐비티 (152)는 도구 (151) 횡축 (158)을 따라 횡방향으로 연장되는 도구 캐비티들 (152) 제1 줄 (row, 156)에 대하여 제1 평면 (155)을 이루어지는 제1 모서리 (154)를 가진다. 제1 평면 (155)은 도구 (151) 길이방향 축 (157)에 실질적으로 직교하는 방향으로 연장된다. 그러나, 다른 예들에서, 도구 캐비티들 (152)은 반드시 서로 동일한 방향을 가질 필요는 없다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 도구 캐비티들 (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 도구 캐비티들 (152)은 도구 (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 도구 캐비티들 (152)이 도구 (151)에 배열될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 또한, 도구 캐비티들 (152)이 줄로 배열될 필요는 없다는 것을 이해하여야 한다. 도구 캐비티들 (152)은 도구 (151)에서 여러 특정한 정렬 분포로 예컨대 2차원 패턴 형상으로 배열될 수 있다. 달리, 도구 캐비티들은 도구 (151)에 무작위 방식으로 배치될 수 있다.
도 1로 돌아가, 시스템 (150) 동작 과정에서, 도구 (151)은 방향 (153)으로 이동되어 연속 성형 작업이 구현된다. 도구 (151)은 연속 벨트 형태일 수 있고 연속 처리가 용이하도록 롤러 상에서 병진 이동될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 일부 실시태양들에서, 혼합물 (101)이 다이 개구 (105)를 통해 압출되는 동안 도구 (151)는 이동된다. 시스템 (150)에서 도시된 바와 같이, 혼합물 (101)은 방향 (191)로 압출될 수 있다. 도구 (151)의 이동 방향 (153)은 혼합물 (101) 압출 방향 (191)과 각을 이룰 수 있다. 시스템 (100)에서 도구 (151)의 이동 방향 (153) 및 혼합물 (101)의 압출 방향 (191) 간의 각은 실질적으로 직교하는 것으로 도시되지만, 다른 각 예를들면, 예각 또는 둔각이 고려될 수 있다. 혼합물 (101)이 다이 개구 (105)를 통과하여 압출된 후, 혼합물 (101) 및 도구 (151)는 다이 (103) 표면에 부착된 칼날 (107) 아래에서 벨트 (109)를 따라 이동된다. 칼날 (107)은 다이 (103) 정면에서 영역을 형성하여 도구 (151)의 도구 캐비티들 (152) 내로의 혼합물 (101) 이동을 용이하게 한다.
성형 공정에서, 혼합물 (101)은 도구 캐비티 (152)에 들어 있는 동안 상당한 건조가 진행된다. 따라서, 형상화는 주로 혼합물 (101)을 형상화하는 도구 캐비티 (152)에서 혼합물 (101)의 실질적인 건조 및 고화에 기인한다. 소정의 경우들에서, 성형 공정에 의해 형성되는 형상화 연마 입자들은 예를들면, 스크린 인쇄 공정을 포함한 다른 공정들과 비교하여 몰드 캐비티의 특징부들을 더욱 정확하게 복제한 형상을 보인다. 그러나, 소정의 유리한 형상 특성들은 스크린 인쇄 공정을 통해 더욱 용이하게 달성된다는 것을 이해하여야 한다 (예를들면, 플래싱 및 높이 차이).
몰드 이형제 적용 후, 혼합물 (101)을 몰드 캐비티 내부에 적층하고 건조시킨다. 건조는 휘발물질, 예컨대 물 또는 유기물질을 포함한 특정 함량의 소정 재료가 혼합물 (101)로부터 제거되는 것을 포함한다. 실시태양에 의하면, 건조 공정은 건조 온도가 약 300℃ 이하, 예컨대 약 250℃ 이하, 약 200℃ 이하, 약 150℃ 이하, 약 100℃ 이하, 약 80℃ 이하, 약 60℃ 이하, 약 40℃ 이하, 또는 약 30℃ 이하에서 수행된다. 또한, 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 건조 공정은 건조 온도가 적어도 약 -20℃, 예컨대 적어도 약 -10℃ 적어도 약 0℃ 적어도 약 5℃ 적어도 약 10℃, 또는 적어도 약 20℃에서 수행될 수 있다. 건조 온도는 상기 임의의 최소 온도 및 최대 온도 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 경우들에서, 건조는 본원의 실시태양들에 의한 형상화 연마 입자들 형성이 구현되는 특정 시간 동안 수행될 수 있다. 예를들면, 건조는 적어도 약 30초, 예컨대 적어도 약 1 분, 적어도 약 2 분, 적어도 약 4 분, 적어도 약 6 분, 적어도 약 8 분, 적어도 약 10 분, 예컨대 적어도 약 30 분, 적어도 약 1 시간, 적어도 약 2 시간, 적어도 약 4 시간, 적어도 약 8 시간, 적어도 약 12 시간, 적어도 약 15 시간, 적어도 약 18 시간, 적어도 약 24 시간 동안 수행될 수 있다. 또 다른 경우들에서, 건조 공정은 약 30 시간 이하, 예컨대 약 24 시간 이하, 약 20 시간 이하, 약 15 시간 이하, 약 12 시간 이하, 약 10 시간 이하, 약 8 시간 이하, 약 6 시간 이하, 약 4 시간 이하일 수 있다. 건조 시간은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 건조는 본원의 실시태양들에 의한 형상화 연마 입자들 형성에 용이하도록 특정 상대습도에서 수행될 수 있다. 예를들면, 건조는 상대습도가 적어도 약 20%, 적어도 약 30%, 적어도 약 40%, 적어도 약 50%, 적어도 약 60%, 예컨대 적어도 약 62%, 적어도 약 64%, 적어도 약 66%, 적어도 약 68%, 적어도 약 70%, 적어도 약 72%, 적어도 약 74%, 적어도 약 76%, 적어도 약 78%, 또는 적어도 약 80%에서 수행될 수 있다. 또 다른 비-제한적인 실시태양들에서, 건조는 상대습도가 약 90% 이하, 예컨대 약 88% 이하, 약 86% 이하, 약 84% 이하, 약 82% 이하, 약 80% 이하, 약 78% 이하, 약 76% 이하, 약 74% 이하, 약 72% 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, 또는 약 25% 이하에서 수행될 수 있다. 건조 과정에서 적용되는 상대습도는 상기 임의의 최소 백분율 및 최대 백분율 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
건조 공정 완료 후, 혼합물 (101)을 도구 캐비티 (152)에서 탈락시켜 전구체 형상화 연마 입자들을 생성한다. 특히, 혼합물 (101)이 도구 캐비티 (152)에서 제거되기 전 또는 혼합물 (101)이 제거되어 전구체 형상화 연마 입자들이 형성된 후, 하나 이상의 성형-후 공정이 완료될 수 있다. 이러한 공정은 표면 형상화, 경화, 반응, 조사 (radiating), 평탄화, 하소, 소결, 체질, 도핑, 및 이들의 조합을 포함한다. 예를들면, 하나의 선택적인 공정에서, 혼합물 (101) 또는 전구체 형상화 연마 입자들은 선택적 형상화 구역으로 이동되어, 혼합물 또는 전구체 형상화 연마 입자들의 적어도 하나의 외면이 형상화될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 몰드 캐비티에 담긴 혼합물 (101) 또는 전구체 형상화 연마 입자들은 선택적 인가 구역으로 이동되고, 여기에서 도펀트 재료가 인가될 수 있다. 특정 경우들에서, 도펀트 재료 인가 공정은 혼합물 (101) 또는 전구체 형상화 연마 입자들의 적어도 하나의 외면에 도펀트 재료의 선택적 배치를 포함한다.
도펀트 재료는 예를들면, 분무, 침지, 적층, 함침, 전달, 펀칭, 절단, 압축, 파쇄, 및 임의의 이들의 조합을 포함한 다양한 방법들을 이용하여 인가될 수 있다. 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.
성형 공정은 소결 공정을 더욱 포함한다. 본원의 소정의 실시태양들에서, 소결 공정은 도구 캐비티 (152)에서 혼합물을 제거한 후 및 전구체 형상화 연마입자들을 형성한 후 진행된다. 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 연마입자들이 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.
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. 또 다른 경우에서, 최종-형성된 형상화 연마 입자들은 2-차원 형상 예컨대 불규칙 사변형, 불규칙 직사각형, 불규칙 사다리꼴, 불규칙 오각형, 불규칙 육각형, 불규칙 칠각형, 불규칙 팔각형, 불규칙 구각형, 불규칙 십각형, 및 이들 조합의 몸체를 가진다. 불규칙 다각 형상은 다각 형상을 정의하는 측면들 중 적어도 하나가 또 다른 측면과 비교하여 치수 (예를들면, 길이)가 상이한 것이다. 본원의 다른 실시태양들에서 도시된 바와 같이, 소정의 형상화 연마 입자들의 2-차원 형상은 특정 개수의 외점들 또는 외부 코너들을 가진다. 예를들면, 형상화 연마 입자들의 몸체는 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 관찰할 때2-차원 다각 형상을 가지고, 몸체는 적어도 4개의 외점들 (예를들면, 사변형), 적어도 5개의 외점들 (예를들면, 오각형), 적어도 6개의 외점들 (예를들면, 육각형), 적어도 7개의 외점들 (예를들면, 칠각형), 적어도 8개의 외점들 (예를들면, 팔각형), 적어도 9개의 외점들 (예를들면, 구각형), 및 기타 등을 가지는2-차원 형상을 포함한다.
도 3은 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들의 소정의 특징부를 보이는 형상화 연마 입자의 단면도이다. 이러한 단면도는 본원에 기술된 바와 같이 하나 이상의 형상 양태 또는 치수 특징을 결정하기 위하여 실시태양들의 임의의 예시적 형상화 연마 입자들에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 형상화 연마 입자의 몸체는 상부 주면 (303) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (303) 반대측의 하부 주면 (304) (즉, 제2 주면)을 포함한다. 상면 (303) 및 하면 (304)은 측면 (314)에 의해 서로 분리된다.
소정의 경우들에서, 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들은, hc 및 hm 간의 차이인 평균 높이 차이를 가진다. 특히, 치수 Lmiddle 은 코너 높이 (hc) 및 코너 반대측 중점 에지 높이 (hm) 사이의 거리를 정의하는 길이일 수 있다. 또한, 몸체 (301)는 몸체 (301)에서 임의의 코너 및 반대측 중점 에지 사이의 치수를 따라 측정될 때 몸체 (301) 높이의 최소 치수일 수 있는 내부 높이 (hi)를 가질 수 있다. 본원에 있어서, 평균 높이 차이는 포괄적으로 hc-hm로서 나타내지만, 차이의 절대값으로 나타낼 수 있다. 따라서 측면 (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 3에 도시된 바와 같이, 하나의 특정 실시태양에서, 형상화 연마입자 (300)의 몸체 (301)는 제1 코너 높이 (hc) 및 제2 중점 높이 (hm) 사이의 [hc-hm]의 절대값인 평균 높이 차이를 가지고 이는 아주 작아 입자는 비교적 평탄하고 평균 높이 차이는 약 300 미크론 이하, 예컨대 약 250 미크론 이하, 약 220 미크론 이하, 또는 약 180 미크론 이하, 약 150 미크론 이하, 약 100 미크론 이하, 약 50 미크론 이하, 또는 약 20 미크론 이하이다.
본원의 형상화 연마 입자들의 몸체는 몸체의 최장 치수이고 측면을 따라 연장되는 폭 (w)을 포함한다. 형상화 연마 입자들은 (주면을 따라) 몸체 중점을 관통 연장되고 몸체를 반분하는 길이 (즉, Lmiddle)를 포함한다. 몸체는 몸체 (301) 측면에 의해 정의되는 길이 및 폭 방향에 수직 방향으로 연장되는 몸체 치수인 높이 (h)를 더욱 포함한다. 특정 경우들에서, 폭은 길이보다 크거나 같고, 길이는 높이보다 크거나 같고, 폭은 높이보다 크거나 같다.
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.
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. 특정한 경우, 내부 높이 (hi)는 각각 외부 코너 및 대향 중점 모서리 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 3에 도시된다. 특정한 경우, 형상화 연마 입자 (300)의 몸체 (301) 내부 높이 (hi)는 몸체 (301)의 평면 토포그래피를 생성함으로써 결정할 수 있다. 이를 위한 적합한 프로그램은 ImageJ 소프트웨어를 포함한다. 몸체 (301)의 반대측 주면들이 스캐닝 되어 몸체 (301) 전체 윤곽을 나타낸다. 양 주면들의 둘레가 확인되고 클러스터링 방법 (clustering method), 예컨대 Otsu’s 방법으로 각각의 주면의 최소 높이 및 토포그래피가 결정된다. 내부 높이 (hi)는 분석된 제1 및 제2 주면들의 최소 높이 및 토포그래피로부터 결정될 수 있다.
하나의 실시태양에 따르면, 내부 높이 (hi)는 폭 (w)의 적어도 약 20%이다. 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 배치 (batch)가 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)는 높이를 가질 수 있고, 이는 적어도 약 70 미크론인 내부 높이 (hi)일 수 있다. 더욱 상세하게는, 높이는 적어도 약 80 미크론, 예컨대 적어도 약 90 미크론, 또는 적어도 약 100 미크론, 적어도 약 110 미크론, 또는 적어도 약 120 미크론, 적어도 약 150 미크론, 또는 적어도 약 175 미크론, 적어도 약 200 미크론, 또는 적어도 약 225 미크론, 적어도 약 250 미크론, 적어도 약 275 미크론, 또는 적어도 약 3005 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 이하, 약 600 미크론 이하, 약 500 미크론 이하, 약 475 미크론 이하, 약 450 미크론 이하, 약 425 미크론 이하, 약 400 미크론 이하, 약 375 미크론 이하, 약 350 미크론 이하, 약 325 미크론 이하, 약 300 미크론 이하, 약 275 미크론 이하, 또는 약 250 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 200 미크론, 예컨대 적어도 약 250 미크론, 적어도 약 300 미크론, 적어도 약 350 미크론, 적어도 약 400 미크론, 적어도 약 450 미크론, 적어도 약 500 미크론, 적어도 약 550 미크론, 적어도 약 600 미크론, 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 치수들을 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 외부 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 3의 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 3의 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.
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 이하, 약 0.9 미크론 이하, 약 0.8 미크론 이하, 약 0.7 미크론 이하, 또는 약 0.6 미크론 이하이다. 또한, 몸체 (301)에 함유되는 연마입자들의 평균 결정 크기는 적어도 약 0.01 미크론, 예컨대 적어도 약 0.05 미크론, 적어도 약 0.06 미크론, 적어도 약 0.07 미크론, 적어도 약 0.08 미크론, 적어도 약 0.09 미크론, 적어도 약 0.1 미크론, 적어도 약 012 미크론,또는 적어도 약 0.15 미크론, 적어도 약 0.17 미크론, 적어도 약 0.2미크론, 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.
도 12A 내지 26은 실시태양에 의한 형상화 연마 입자들을 도시한 것이다. 일 실시태양에 따르면, 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들의 몸체는 팁 첨예도, 강도, 및 형상지수를 포함한 적어도 3개의 입자 특징부들 사이 특정 관계를 가질 수 있다. 특정 이론에 구속되지 않고, 실험적 연구에 기초하여 소정 입자 특징부들 사이 특정 연관성이 존재하는 것으로 보이고, 이들 입자 특징부들의 연관성을 조절함으로써, 형상화 연마 입자의 자기-예리화 (self-sharpening) 거동이 변경되고, 개선될 수 있고, 이에 따라 효율 및 수명 성능이 개선되는 연마 물품이 형성될 수 있다.
도 12A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다. 도 12B는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1200)는 상부 주면 (1203) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1203) 반대측 하부 주면 (1204) (즉, 제2 주면)을 가지는 몸체 (1201)를 포함한다. 상면 (1203) 및 하면 (1204)은 예를들면, 별개의 측면 부분들 (1206, 1207, 1208)을 포함하는 하나 이상의 별개의 측면 부분들을 포함하는 측면 (1205) 중 적어도 하나에 의해 서로 이격된다. 별개의 측면 부분들 (1206-1208)은 제한되지는 않지만, 에지 (1209, 1210)를 포함하는 에지에서 서로 결합된다. 에지 (1209)는 상부 주면 (1203)의 외부 코너 및 하부 주면 (1204)의 외부 코너 사이에서 연장된다. 에지 (1210)는 상부 주면 (1203)의 외부 코너 (1213) 및 하부 주면 (1204)의 외부 코너 (1214) 사이에서 연장된다.
도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1200)의 몸체 (1201)는 상면 (1203)에 평행한 평면에서 관찰될 때 대체로 다각 형상을 가지고, 상세하게는, 몸체의 폭 및 길이의 평면에서 관찰될 때 (즉, 도 12B에서 도시된 바와 같은 평면도), 5개의 외부 점들 또는 외부 코너들을 가지는 2-차원 오각 형상을 가진다. 특히, 몸체 (1201)는 도 12A에 도시된 바와 같이 길이 (L 또는 Lmiddle)를 가지고, 이는 외부 코너 (1216)에서 몸체 (1201)의 반대측 에지 (1217) 중점으로 연장되는 치수로서 측정된 것이다. 특히, 예컨대 도 12A에 도시된 일부 실시태양들에서, 길이는 몸체 (1201)의 상부 표면 (1203)의 중점 (1281)을 통해 연장되지만, 반드시 모든 실시태양에서 그럴 필요는 없다. 또한, 몸체 (1201)는 폭 (W)을 가지고, 이는 측면 (1205)의 별개의 측면 일부를 따르는 몸체 (1201)의 최장 치수 측정치이다. 몸체의 높이는 대체로 상부 주면 (1203) 및 하부 주면 (1204) 간의 거리이다. 본원의 실시태양들에서 개시된 바와 같이, 높이는 몸체 (1201)의 상이한 지점들에서, 예컨대 몸체 (1201)의 코너들 대 내부에서 치수가 다를 수 있다.
특정 경우들에서, 몸체 (1201)는 폭: 길이로 표현되는 비율인 1차 종횡비를 가지도록 형성되고, 본원의 실시태양들에서 기술되는 값들을 가진다. 또한, 소정의 실시태양들, 예컨대 도 12A의 실시태양의 형상화 연마 입자에서, 길이는 폭과 같거나 길수 있고, 따라서 1차 종횡비는 적어도 약 1:1이다. 다른 경우들에서, 몸체 (1201)는 1차 종횡비 (w:l)가 적어도 약 1:1.5, 예컨대 적어도 약 1:2, 적어도 약 1:4, 또는 적어도 약 5:1이 되도록 형성된다. 또한, 다른 경우들에서, 몸체 (1201)의 1차 종횡비가 약 1:10 이하, 예컨대 1:9 이하, 약 1:8 이하, 또는 약 1:5 이하가 되도록 연마 입자 (1200)가 형성된다. 몸체 (1201)의 1차 종횡비는 상기 임의 비율들 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
1차 종횡비 외에도, 연마 입자 (1200)는 몸체 (1201)가 길이: 높이의 비율로 정의되는 2차 종횡비를 포함하도록 형성될 있고, 상기 높이는 중점 (1281)에서 측정되는 내부 중간 높이 (Mhi)일 수 있다. 소정의 경우들에서, 2차 종횡비는 적어도 약 1:1, 예컨대 적어도 약 2:1, 적어도 약 4:1, 또는 적어도 약 5:1이다. 또한, 다른 경우들에서, 연마 입자 (1200)는 몸체 (1201)의 2차 종횡비가 약 1:3 이하, 예컨대 1:2 이하, 또는 약 1:1 이하가 되도록 형성될 수 있다. 몸체 (1201)의 2차 종횡비는 상기 임의 비율들 사이 범위, 예컨대 약 5:1 내지 약 1:1의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 연마 입자 (1200)는 몸체 (1201)가 폭: 높이의 비율로 정의되는 3차 종횡비를 가지도록 형성되고, 높이는 내부 중간 높이 (Mhi)일 수 있다. 몸체 (1201)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 경우들에서, 연마 입자 (1200)는 몸체 (1201)의 3차 종횡비가 약 3:1 이하, 예컨대 2:1 이하, 또는 약 1:1 이하가 되도록 형성된다. 몸체 (1201)의 3차 종횡비눈 상기 임의 비율들 사이 범위, 예컨대 약 6:1 내지 약 1:1에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에 의하면, 형상화 연마 입자 (1200)의 몸체 (1201)는 본원에 기술된 임의의 공정으로 형성될 수 있다. 특히, 몸체 (1201)는 미리 결정된 강도, 미리 결정된 팁 첨예도, 및 미리 결정된 형상지수를 포함하는 적어도 3종의 입자 특징부들의 특정 연관성을 가지도록 형성될 수 있다. 평균 팁 첨예도일 수 있는 형상화 연마 입자의 팁 첨예도는 몸체 (1201) 외부 코너에서 최적 원의 최대 반경을 결정함으로써 측정된다. 예를들면, 도 12B를 참조하면, 몸체 (1201)의 상부 주면 (1203)의 평면도가 제공된다. 코너 (1231)에서, 최적 원은 형상화 연마 입자 (1201) 몸체 (1201) 사진에 중첩되고, 외부 코너 (1231)의 곡률에 대한 최적 원의 반경은 외부 코너 (1231)에 대한 팁 첨예도 값을 나타낸다. 몸체 (1201)의 각각의 외부 코너에 대하여 측정을 반복하여 단일 형상화 연마 입자에 대한 평균 개별 팁 첨예도를 결정한다. 또한, 형상화 연마 입자들 배치에서 적합한 샘플 크기의 형상화 연마 입자들에 대하여 측정을 반복하여 평균 배치 팁 첨예도를 유도한다. 적합한 배율의 사진 (예를들면, SEM 사진 또는 광학현미경 사진)과 함께 임의의 적합한 컴퓨터 프로그램, 예컨대 ImageJ 를 사용하여 최적 원 및 팁 첨예도를 정확하게 측정할 수 있다.
본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들은 특정 첨예도, 강도 및 형상지수 인자 (즉, 3SF)를 가지는 형상화 연마 입자들의 형성을 가능하게 하는 특정 팁 첨예도를 가질 수 있다. 예를들면, 실시태양에 의한 형상화 연마 입자 몸체의 팁 첨예도 범위는 약 80 미크론 이하 내지 적어도 약 1 미크론이다. 또한, 소정의 경우들에서, 몸체의 팁 첨예도는 약 78 미크론 이하, 예컨대 약 76 미크론 이하, 약 74 미크론 이하, 약 72 미크론 이하, 약 70 미크론 이하, 약 68 미크론 이하, 약 66 미크론 이하, 약 64 미크론 이하, 약 62 미크론 이하, 약 60 미크론 이하, 약 58 미크론 이하, 약 56 미크론 이하, 약 54 미크론 이하, 약 52 미크론 이하, 약 50 미크론 이하, 약 48 미크론 이하, 약 46 미크론 이하, 약 44 미크론 이하, 약 42 미크론 이하, 약 40 미크론 이하, 약 38 미크론 이하, 약 36 미크론 이하, 약 34 미크론 이하, 약 32 미크론 이하, 약 30 미크론 이하, 약 38 미크론 이하, 약 36 미크론 이하, 약 34 미크론 이하, 약 32 미크론 이하, 약 30 미크론 이하, 약 28 미크론 이하, 약 26 미크론 이하, 약 24 미크론 이하, 약 22 미크론 이하, 약 20 미크론 이하, 약 18 미크론 이하, 약 16 미크론 이하, 약 14 미크론 이하, 약 12 미크론 이하, 약 10 미크론 이하이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 팁 첨예도는 적어도 약 2 미크론, 예컨대 적어도 약 4 미크론, 적어도 약 6 미크론, 적어도 약 8 미크론, 적어도 약 10 미크론, 적어도 약 12 미크론, 적어도 약 14 미크론, 적어도 약 16 미크론, 적어도 약 18 미크론, 적어도 약 20 미크론, 적어도 약 22 미크론, 적어도 약 24 미크론, 적어도 약 26 미크론, 적어도 약 28 미크론, 적어도 약 30 미크론, 적어도 약 32 미크론, 적어도 약 34 미크론, 적어도 약 36 미크론, 적어도 약 38 미크론, 적어도 약 40 미크론, 적어도 약 42 미크론, 적어도 약 44 미크론, 적어도 약 46 미크론, 적어도 약 48 미크론, 적어도 약 50 미크론, 적어도 약 52 미크론, 적어도 약 54 미크론, 적어도 약 56 미크론, 적어도 약 58 미크론, 적어도 약 60 미크론, 적어도 약 62 미크론, 적어도 약 64 미크론, 적어도 약 66 미크론, 적어도 약 68 미크론, 적어도 약 70 미크론이다. 몸체의 팁 첨예도는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에 기재된 바와 같이, 또 다른 입자 특징부는 형상지수이다. 몸체 (1201)의 형상지수는 몸체 (1201) 길이 및 폭의 2차원 평면에서 관찰될 때 몸체 (1201) 내부에 전체적으로 피팅되는 최대-최적 내부 원의 내부 반경과 비교되는 길이 및 폭의 동일 평면 (즉, 상부 주면 (1203) 또는 하부 주면 (1204))에서 관찰될 때 몸체에 중첩되는 최적 외부 원의 외부 반경 값으로 기술된다. 예를들면, 도 12C를 참조하면, 형상지수 계산을 보이기 위하여 도면에 중첩되는2개의 원들과 함께 형상화 연마 입자 (1201)의 평면도가 제공된다. 제1 원은 형상화 연마입자의 몸체에 중첩되고, 형상화 연마 입자 몸체의 전체 주연부를 경계 내부로 맞추기 위하여 사용되는 최소 원을 나타내는 최적 외부 원이다. 외부 원은 반경 (Ro)을 가진다. 예컨대 도 12C에 도시된 형상에서, 외부 원은 오각형의 5개의 코너 각각에서 몸체 주연부과 교차한다. 그러나, 소정의 불규칙 또는 복잡 형상에 있어서, 몸체는 원 내부에 균일하게 맞추어질 수 없어 코너 각각은 원과 동일 간격으로 교차하지만, 이와 무관하게 최적, 외부 원이 형성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 적합한 배율의 사진 (예를들면, SEM 사진 또는 광학현미경 사진)과 함께 임의의 적합한 컴퓨터 프로그램, 예컨대 ImageJ 를 사용하여 외부 원을 만들고 반경 (Ro)을 측정할 수 있다.
도 12C에서 도시된 바와 같이 제2, 내부 원이 형상화 연마 입자 사진에 중첩될 수 있고, 이는 몸체 (1201) 길이 및 폭의 평면에서 관찰될 때 몸체 (1201)의2차원 형상 주연부 내부에 전체가 놓일 수 있는 최대 원을 나타내는 최적 원이다. 내부 원은 반경 (Ri)을 가질 수 있다. 소정 불규칙 또는 복잡 형상에 있어서, 내부 원은 몸체 내부에 균일하게 맞추어질 수 없어 예컨대 도 12C의 정오각형에 대하여 도시된 바와 같이 원 주연부는 몸체 부분들을 동일 간격으로 접촉한다는 것을 이해하여야 한다. 그러나, 최적의, 내부 원은 이와 무관하게 형성될 수 있다. 적합한 배율의 사진 (예를들면, SEM 사진 또는 광학현미경 사진)과 함께 임의의 적합한 컴퓨터 프로그램, 예컨대 ImageJ 를 사용하여 내부 원을 만들고 반경 (Ri)을 측정할 수 있다.
형상지수는 외부 반경을 내부 반경으로 나누어 계산한다 (즉, 형상지수 = Ri/Ro). 예를들면, 도 12A-12C의 형상화 연마 입자 (1200)의 몸체 (1201)의 형상지수 범위는 대략 0.81이다.
본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들은 특정 3SF를 가지는 형상화 연마 입자들의 형성을 가능하게 하는 특정 형상지수를 가진다. 예를들면, 몸체의 형상지수는 적어도 약 0.51 내지 약 0.99 이하 범위에 있다. 더욱 상세하게는, 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 형상화 연마 입자 몸체의 형상지수는 적어도 약 0.52, 예컨대 적어도 약 0.53, 적어도 약 0.54, 적어도 약 0.55, 적어도 약 0.56, 적어도 약 0.57, 적어도 약 0.58, 적어도 약 0.59, 적어도 약 0.60, 적어도 약 0.61, 적어도 약 0.62, 적어도 약 0.63, 적어도 약 0.64, 적어도 약 0.65, 적어도 약 0.66, 적어도 약 0.67, 적어도 약 0.68, 적어도 약 0.69, 적어도 약 0.70, 적어도 약 0.71, 적어도 약 0.72, 적어도 약 0.73, 적어도 약 0.74, 적어도 약 0.75, 적어도 약 0.76, 적어도 약 0.77, 적어도 약 0.78, 적어도 약 0.79, 적어도 약 0.80, 적어도 약 0.81, 적어도 약 0.82, 적어도 약 0.83, 적어도 약 0.84, 적어도 약 0.85, 적어도 약 0.86, 적어도 약 0.87, 적어도 약 0.88, 적어도 약 0.89, 적어도 약 0.90, 적어도 약 0.91, 적어도 약 0.92, 적어도 약 0.93, 적어도 약 0.94, 적어도 약 0.95이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 몸체의 형상지수는 약 0.98 이하, 예컨대 약 0.97 이하, 약 0.96 이하, 약 0.95 이하, 약 0.94 이하, 약 0.93 이하, 약 0.92 이하, 약 0.91 이하, 약 0.90 이하, 약 0.89 이하, 약 0.88 이하, 약 0.87 이하, 약 0.86 이하, 약 0.85 이하, 약 0.84 이하, 약 0.83 이하, 약 0.82 이하, 약 0.81 이하, 약 0.80 이하, 약 0.79 이하, 약 0.78 이하, 약 0.77 이하, 약 0.76 이하, 약 0.75 이하, 약 0.74 이하, 약 0.73 이하, 약 0.72 이하, 약 0.71 이하, 약 0.70 이하, 약 0.69 이하, 약 0.68 이하, 약 0.67 이하, 약 0.66 이하, 약 0.65 이하, 약 0.64 이하, 약 0.63 이하, 약 0.62 이하, 약 0.61 이하, 약 0.60 이하, 약 0.59 이하, 약 0.58 이하, 약 0.57 이하, 약 0.56 이하, 약 0.55 이하, 약 0.54 이하이다. 몸체의 형상지수는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 본원에 기재된 바와 같이, 몸체 (1201)는 특정 강도를 가지도록 형성된다. 몸체의 강도는 헤르츠 압입 (Hertzian indentation)으로 측정된다. 본 방법에서 연마 입자들을 슬롯형 알루미늄 SEM 샘플 장착 스터브에 붙인다. 슬롯 깊이는 대략 250 μm이고 입자들을 일렬로 수용하기에 충분히 넓다. 입자들을 가장 미세한 페이스트가 1 μm인 일련의 다이아몬드 페이스트를 이용하여 자동 연마기로 연마하여, 최종 거울 마감을 얻는다. 최종 단계에서, 연마된 입자들은 평탄하고 알루미늄 표면과 수평을 이룬다. 연마된 입자들의 높이는 따라서 대략 250 μm이다. 금속 스터브를 금속 지지 홀더에 고정시키고 MTS 범용 시험 프레임을 이용하여 강재 구형 압자로 압입한다. 시험 과정에서 크로스헤드 속도는 2 μm/s이었다. 압자로 사용되는 강재 볼 직경은 3.2 mm 이었다. 최대 압입 하중은 모든 입자들에 대하여 동일하고, 제1 파괴 하중은 하중 변위 곡선에서 하중 격감으로 결정된다. 압입 후, 입자들을 광학 촬영하여 균열 존재 및 균열 패턴을 기록한다.
제1 하중 격감 (drop)을 제1 링 균열의 돌출 (pop-in) 하중으로 이용하여, 헤르츠 강도를 계산할 수 있다. 헤르츠 응력장은 잘 정의되고 축대칭적이다. 응력은 압자 바로 아래에서는 압축 응력이고 접촉 면적의 반경으로 정의되는 영역 밖에서는 인장응력이다. 낮은 하중에서, 장은 완전 탄성이다. 반경 R의 구체 및 인가 수직 하중 P에서, 응력장의 해는 접촉이 마찰이 없다고 가정하면 다음 본래의 헤르츠에서 쉽게 얻어진다.
접촉 면적 반경 a 는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112018003609865-pct00001
(1)
식 중
Figure 112018003609865-pct00002
(2)
및 E* 은 압자 및 샘플 재료 각자에 대한 탄성계수 E 및 푸아송 비 v의?조합이다.
최대 접점 압력은 다음과 같이 주어진다:
Figure 112018003609865-pct00003
(3)
최대 전단 응력은 다음으로 주어진다 ( v= 0.3이라 가정): τ1= 0.31, p0, R = 0 및 z = 0.48 a에서.
헤르츠 강도는 균열이 발생할 때 최대 인장 응력이고 다음에 따라 계산된다: σr = 1/3 (1-2v) p 0 , R= a 및 z=0에서.
Eq. (3) 에서 제1 하중 격감을 하중 P 로 이용하여 최대 인장 응력을 상기 식에서 계산하고, 이것이 시료에 대한 헤르츠 강도 값이다. 전체적으로, 각각의 그릿 타입에 대하여 20 내지 30개의 개별 형상화 연마 입자 샘플들을 시험하고, 헤르츠 파괴 응력 범위를 얻었다. Weibull 분석 절차 (ASTM C1239에 개관) 후, Weibull 확률 도표를 생성하고, 최우법으로 분포에 대한 Weibull 특성 강도 (측정치) 및 Weibull 계수 (modulus) (형상 변수)를 계산한다.
본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들은 특정 3SF를 가지는 형상화 연마 입자들의 형성이 가능하도록 특정 강도를 가질 수 있다. 예를들면, 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들 몸체의 강도 범위는 약 600 MPa 이하 내지 적어도 약 100 MPa이다. 이는 본원의 실시태양들에서 기술된 제한되지는 않지만, 단일 세라믹 조성물, 도핑된 세라믹 조성물, 또는 복합 조성물을 포함한 임의의 조성물로 달성될 수 있다. 특정 실시태양에 의하면, 몸체의 강도는 약 590 MPa 이하, 예컨대 약 580 MPa 이하, 약 570 MPa 이하, 약 560 MPa 이하, 약 550 MPa 이하, 약 540 MPa 이하, 약 530 MPa 이하, 약 520 MPa 이하, 약 510 MPa 이하, 약 500 MPa 이하, 약 490 MPa 이하, 약 480 MPa 이하, 약 470 MPa 이하, 약 460 MPa 이하, 약 450 MPa 이하, 약 440 MPa 이하, 약 430 MPa 이하, 약 420 MPa 이하, 약 410 MPa 이하, 약 400 MPa 이하, 약 390 MPa 이하, 약 380 MPa 이하, 약 370 MPa 이하, 약 360 Mpa 이하, 약 350 MPa 이하, 약 340 MPa 이하, 약 330 MPa 이하, 약 320 MPa 이하, 약 310 MPa 이하, 약 300 MPa 이하, 약 290 MPa 이하, 약 280 MPa 이하, 약 270 MPa 이하, 약 260 MPa 이하, 약 250 MPa 이하, 약 240 MPa 이하, 약 230 MPa 이하, 약 220 MPa 이하, 약 210 MPa 이하, 또는 약 200 MPa 이하이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 몸체의 강도 적어도 약 110 MPa, 예컨대 적어도 약 120 MPa, 적어도 약 130 MPa, 적어도 약 140 MPa, 적어도 약 150 MPa, 적어도 약 160 MPa, 적어도 약 170 MPa, 적어도 약 180 MPa, 적어도 약 190 MPa, 적어도 약 200 MPa, 적어도 약 210 MPa, 적어도 약 220 MPa, 적어도 약 230 MPa, 적어도 약 240 MPa, 적어도 약 250 MPa, 적어도 약 260 MPa, 적어도 약 270 MPa, 적어도 약 280 MPa, 적어도 약 290 MPa, 적어도 약 300 MPa, 적어도 약 310 MPa, 적어도 약 320 MPa, 적어도 약 330 MPa, 적어도 약 340 MPa, 적어도 약 350 MPa, 적어도 약 360 MPa, 적어도 약 370 MPa, 적어도 약 380 MPa, 적어도 약 390 MPa, 적어도 약 400 MPa, 적어도 약 410 MPa, 적어도 약 420 MPa, 적어도 약 430 MPa, 적어도 약 440 MPa, 적어도 약 450 MPa, 적어도 약 460 MPa, 적어도 약 470 MPa, 적어도 약 480 MPa, 적어도 약 490 MPa, 또는 적어도 약 500 MPa 이다. 몸체의 강도는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 양태에 의하면, 형상화 연마 입자들에 대한 실험적 연구는 팁 첨예도, 강도, 및 형상지수의 특정 입자 특징부들을 서로에 대하여 조절함으로써, 형상화 연마 입자들의 연삭 거동 (예를들면, 자기-예리화 거동)이 변경될 수 있다는 것을 나타낸다. 특히, 몸체의 팁 첨예도, 형상지수 및 강도의 입자 특징부에 대한 연관성이 선택되고 미리 결정된 방식으로 조절되어 형상화 연마 입자의 연삭 성능 (예를들면, 자기-예리화 거동)에 영향이 미치도록 성형 공정이 수행된다. 예를들면, 하나의 실시태양에서, 형상화 연마 입자 형성 방법은 미리 결정된 강도를 가지는 재료를 선택하는 단계 및 미리 결정된 강도에 기초하여 미리 결정된 팁 첨예도 및 미리 결정된 형상지수를 가지는 형상화 연마 입자의 몸체를 형성하는 단계를 포함한다. 즉, 형상화 연마 입자 형성을 위한 재료가 먼저 선택되고, 이에 따라 몸체는 미리 결정된 강도를 가지고, 이후 미리 결정된 강도에 기초하여 미리 결정된 팁 첨예도 및 미리 결정된 형상지수의 입자 특징부가 선택되고 조절될 수 있어, 형상화 연마 입자는 종래 형상화 연마 입자들에 비하여 개선된 성능을 가질 수 있다.
또 다른 실시태양에서, 형상화 연마 입자 형성 방법은 미리 결정된 형상지수를 가지는 재료 선택 단계 및 미리 결정된 형상지수에 기초하여 미리 결정된 팁 첨예도 및 미리 결정된 강도를 가지는 형상화 연마 입자 몸체 형성 단계를 포함한다. 즉, 형상화 연마 입자 몸체 형상이 먼저 선택되고, 이후 미리 결정된 형상지수에 기초하여 몸체의 미리 결정된 팁 첨예도 및 미리 결정된 강도의 입자 특징부가 선택되고 조절될 수 있어, 형상화 연마 입자는 종래 형상화 연마 입자들에 비하여 개선된 성능을 가질 수 있다.
또 다른 방법에서, 형상화 연마 입자 형성 방법은 형상화 연마 입자 몸체의 미리 결정된 팁 첨예도를 선택하는 단계를 포함한다. 몸체의 팁 첨예도를 미리 결정한 후, 미리 결정된 팁 첨예도에 기초하여 몸체의 형상지수 및 강도를 선택하고 조절한다. 이러한 공정으로 종래 형상화 연마 입자들에 비하여 개선된 성능을 가지는 형상화 연마 입자 형성이 가능하다.
또 다른 실시태양에서, 형상화 연마 입자 형성 방법은 평균 높이, 내부 높이, 또는 몸체의 에지 또는 팁에서의 높이일 수 있는 미리 결정된 높이를 가지는 재료 선택 단계, 및 미리 결정된 높이에 기초하여 미리 결정된 팁 첨예도, 미리 결정된 강도, 및 미리 결정된 형상지수를 가지는 형상화 연마 입자의 몸체 형성 단계를 포함한다. 즉, 형상화 연마 입자 몸체의 높이가 먼저 선택되고, 이후 미리 결정된 높이에 기초하여 미리 결정된 팁 첨예도, 강도, 및 형상지수인 몸체의 입자 특징부가 선택되고 조절되어, 형상화 연마 입자는 종래 형상화 연마 입자들에 비하여 개선된 성능을 가질 수 있다. 다른 치수들 예컨대 길이 및 폭에 대하여 동일하게 수행되어 미리 결정된 길이 또는 폭에 기초하여 몸체의 미리 결정된 팁 첨예도, 강도, 및 형상지수가 선택되고 조절될 수 있어, 형상화 연마 입자는 종래 형상화 연마 입자들에 비하여 개선된 성능을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 실험적 연구를 통해, 형상화 연마 입자의 성능은 팁 첨예도, 강도, 및 형상지수의 연관성으로 초기 예측될 수 있고, 이는 식: 3SF = [(S*R*B²)/2500]에 의한 첨예도-형상-강도 인자 (3SF)에 기초하여 평가될 수 있다는 것을 알았고, 상기에서 “S”는 몸체의 강도 (MPa 단위)를 나타내고, R은 몸체의 팁 첨예도 (미크론 단위)를 나타내고, “B”는 몸체의 형상지수를 나타낸다. 3SF 식은 입자 특징부들의 연관성에 기초하여 입자의 연삭 거동 효율성에 대한 초기 예측을 제공한다. 다른 인자들, 예컨대 형상화 연마 입자가 통합되는 연마 물품의 양태들이 입자 거동에 영향을 줄 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에 의하면, 형상화 연마 입자 몸체의 특정 3SF 값 범위는 적어도 약 0.7 내지 약 1.7 이하이다. 적어도 하나의 실시태양에서, 몸체의 3SF는 적어도 약 0.72, 예컨대 적어도 약 0.75, 적어도 약 0.78, 적어도 약 0.8, 적어도 약 0.82, 적어도 약 0.85, 적어도 약 0.88, 적어도 약 0.90, 적어도 약 0.92, 적어도 약 0.95, 또는 적어도 약 0.98이다. 또 다른 경우에, 몸체의 3SF는 약 1.68 이하, 예컨대 약 1.65 이하, 약 1.62 이하, 약 1.6 이하, 약 1.58 이하, 약 1.55 이하, 약 1.52 이하, 약 1.5 이하, 약 1.48 이하, 약 1.45 이하, 약 1.42 이하, 약 1.4 이하, 약 1.38 이하, 약 1.35 이하, 약 1.32 이하, 약 1.3 이하, 약 1.28 이하, 약 1.25 이하, 약 1.22 이하, 약 1.2 이하, 약 1.18 이하, 약 1.15 이하, 약 1.12 이하, 약 1.1 이하이다. 몸체의 3SF는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원 실시태양들의 상기 입자 특징부 및 3SF 값들 외에도, 소정의 경우들에서, 입자의 높이는 본원에 기술된 소정 입자 특징부와 상호 연관되는 추가적 또는 대안의 입자 특징부일 수 있다. 특히, 형상화 연마 입자들 및 이러한 형상화 연마 입자들을 이용하는 연마 물품의 개선된 연삭 성능을 가능하도록 입자의 높이가 임의의 입자 특징부 (예를들면, 강도 및 팁 첨예도)에 대하여 조절될 수 있다. 특히, 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들은 소정의 입자 특징부와 연관될 수 있는 특정 높이를 가지고, 따라서 연삭 과정에서 부여되는 응력은 자기-예리화 거동이 개선되도록 몸체에 분배된다. 하나의 실시태양에 의하면, 형상화 연마 입자들의 몸체 높이 (h) 범위는 약 70 미크론 내지 약 500 미크론, 예컨대 약 175 미크론 내지 약 350 미크론, 예컨대 약 175 미크론 내지 약 300 미크론, 또는 약 200 미크론 내지 약 300 미크론이다.
특정한 입자 특징부 및 3SF를 가지는 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들은 본원에 기술된 실시태양들의 임의의 다른 특징부를 가질 수 있다. 일 양태에서, 형상화 연마 입자의 몸체 (1201)는 특정 조성물을 가질 수 있다. 예를들면, 몸체 (1201)는 세라믹 재료, 예컨대 다결정 세라믹 재료, 상세하게는 산화물을 포함한다. 산화물은, 예를들면 알루미나를 포함한다. 소정의 경우들에서, 몸체는 몸체 총 중량에 대하여 다량의 알루미나, 예컨대 몸체 총 중량에 대하여 적어도 약 95 wt% 알루미나, 또는 예컨대 적어도 약 95.1 wt%, 적어도 약 95.2 wt%, 적어도 약 95.3 wt%, 적어도 약 95.4 wt%, 적어도 약 95.5 wt%, 적어도 약 95.6 wt%, 적어도 약 95.7 wt%, 적어도 약 95.8 wt%, 적어도 약 95.9 wt%, 적어도 약 96 wt%, 적어도 약 96.1 wt%, 적어도 약 96.2 wt%, 적어도 약 96.3 wt%, 적어도 약 96.4 wt%, 적어도 약 96.5 wt%, 적어도 약 96.6 wt%, 적어도 약 96.7 wt%, 적어도 약 96.8 wt%, 적어도 약 96.9 wt%, 적어도 약 97 wt%, 적어도 약 97.1 wt%, 적어도 약 97.2 wt%, 적어도 약 975.3 wt%, 적어도 약 97.4 wt%, 또는 적어도 약 97.5 wt% 알루미나를 포함한다. 또한, 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 몸체 (1201)의 알루미나 함량은 몸체 (1201) 총 중량에 대하여 약 99.5 wt% 이하, 예컨대 약 99.4 wt% 이하, 약 99.3wt% 이하, 약 99.2 wt% 이하, 약 99.1 wt% 이하, 약 99 wt% 이하, 약 98.9 wt% 이하, 약 98.8 wt% 이하, 약 98.7wt% 이하, 약 98.6 wt% 이하, 약 98.5 wt% 이하, 약 98.4 wt% 이하, 약 98.3 wt% 이하, 약 98.2 wt% 이하, 약 98.1wt% 이하, 약 98 wt% 이하, 약 97.9 wt% 이하, 약 97.8 wt% 이하, 약 97.7 wt% 이하, 약 97.6 wt% 이하, 또는 약 97.5wt% 알루미나 이하이다. 몸체 (1201)의 알루미나 함량은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 최소한 하나의 실시태양에서, 몸체는 실질적으로 알루미나로 이루어진다.
본원의 실시태양들에서 기재된 바와 같이, 형상화 연마 입자들의 몸체는 소정 첨가제를 포함하여 형성될 수 있다. 첨가제는 제한되지는 않지만 금속원소, 희토류원소 및 이들의 조합을 포함하는 비-유기 종일 수 있다. 하나의 특정 경우에서, 첨가제는 재료의 미세구조에 영향을 주기에 충분한 특정 소량이지만, 반드시 미량 보다 적게 존재하지는 않는 도펀트 재료일 수 있다. 도펀트 재료는 알칼리 금속원소, 알칼리토금속원소, 희토류원소, 전이금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 원소를 포함한다. 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 조합의 군에서 선택되는 원소를 포함한다. 추가로 더욱 특정한 실시태양에서, 도펀트 재료는 예를들면, 제한되지는 않지만, 마그네슘 산화물 (MgO)인 마그네슘-함유 종일 수 있다.
하나의 실시태양에 의하면, 마그네슘-함유 종은 마그네슘 및 적어도 하나의 다른 원소를 포함하는 화합물일 수 있다. 적어도 하나의 실시태양에서, 마그네슘-함유 화합물은 산화 화합물을 포함하고, 마그네슘-함유 종은 마그네슘 및 산소를 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 마그네슘-함유 종은 알루미늄을 포함하고, 상세하게는 마그네슘 알루미네이트 종일 수 있다. 예를들면, 소정의 경우들에서, 마그네슘-함유 종은 스피넬 재료일 수 있다. 스피넬 재료는 화학양론적 또는 비-화학양론적 스피넬일 수 있다.
마그네슘-함유 종은 예를들면, 알루미나 상을 포함한 또 다른 주요 상과 비교하여 몸체에서 구분된 재료 상일 수 있다. 마그네슘-함유 종은 바람직하게는 주요 상 (예를들면, 알루미나 입자들)의 입자 경계에 배치된다. 또 다른 경우들에서, 마그네슘-함유 종은 주요 상의 입자 공간에 걸쳐 주로 균일하게 분산된다.
마그네슘-함유 종은 강도-변경 재료일 수 있다. 예를들면, 적어도 하나의 실시태양에서, 마그네슘-함유 종을 첨가하면 마그네슘-함유 종을 포함하지 않는 몸체에 비하여 몸체 강도를 감소시킬 수 있다.
실시태양들의 형상화 연마 입자들의 소정 조성물은 특정 함량의 마그네슘 산화물을 포함한다. 예를들면, 몸체 (1201)에서 마그네슘-함유 종의 함량은 몸체 (1201) 총 중량에 대하여 적어도 약 0.5 wt%, 예컨대 적어도 약 0.6 wt%, 적어도 약 0.7 wt%, 적어도 약 0.8 wt%, 적어도 약 0.9 wt%, 적어도 약 1 wt%, 적어도 약 1.1 wt%, 적어도 약 1.2 wt%, 적어도 약 1.3 wt%, 적어도 약 1.4 wt%, 적어도 약 1.5 wt%, 적어도 약 1.6 wt%, 적어도 약 1.7 wt%, 적어도 약 1.8 wt%, 적어도 약 1.9 wt%, 적어도 약 2 wt%, 적어도 약 2.1 wt%, 적어도 약 2.2 wt%, 적어도 약 2.3 wt%, 적어도 약 2.4 wt%, 또는 적어도 약 2.5 wt%이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 몸체 (1201) 중 마그네슘-함유 종의 함량은 약 8 wt% 이하, 약 7 wt% 이하, 약 6 wt% 이하, 약 5 wt% 이하, 약 4.9 wt% 이하, 약 4.8 wt% 이하, 약 4.7wt% 이하, 약 4.6 wt% 이하, 약 4.5 wt% 이하, 약 4.4 wt% 이하, 약 4.3 wt% 이하, 약 4.2wt% 이하, 약 4.1 wt% 이하, 약 4 wt% 이하, 약 3.9 wt% 이하, 약 3.8 wt% 이하, 약 3.7wt% 이하, 약 3.6 wt% 이하, 약 3.5 wt% 이하, 약 3.4 wt% 이하, 약 3.3 wt% 이하, 약 3.2wt% 이하, 약 3.1 wt% 이하, 약 3 wt% 이하, 약 2.9 wt% 이하, 약 2.8 wt% 이하, 약 2.7wt% 이하, 약 2.6 wt% 이하, 또는 약 2.5 wt% 이하이다. 몸체 중 마그네슘-함유 종의 함량은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 몸체 (1201)는 실질적으로 알루미나 (Al2O3) 및 마그네슘-함유 종 (예를들면 MgO 및/또는 마그네슘 알루미네이트)으로 이루어진다.
또한, 본원에 기재된 바와 같이 본원 임의의 실시태양들의 형상화 연마 입자의 몸체는 재료 예컨대 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 다이아몬드, 및 이들의 조합으로 제조되는 결정 입자들을 포함한 다결정 재료로 형성된다. 또한, 몸체 (1201)는 실질적으로 유기 재료, 실질적으로 희토류원소, 및 실질적으로 철이 없다. 몸체 (1201)는 실질적으로 질화물, 실질적으로 염화물, 실질적으로 질화물, 또는 실질적으로 산질화물이 없다. 실질적으로 없다는 것은 몸체는 이러한 재료를 제외하고 형성되지만, 이러한 재료가 미량 이하로 존재할 수 있으므로 몸체는 완전히 이러한 재료가 없을 필요는 없다고 이해되어야 한다.
도 13A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다. 형상화 연마 입자 (1300)는 본원 실시태양들의 다른 형상화 연마 입자들의 특징부를 가지는 몸체 (1301)를 가지고, 이는 상부 주면 (1303) 및 상부 주면 (1303) 반대측의 하부 주면 (미도시)을 포함한다. 상부 주면 (1303) 및 하부 주면은 서로 적어도 하나의 측면 (1304)에 의해 분리되고, 이는 하나 이상의 별개의 측면 영역들을 포함할 수 있다. 하나의 실시태양에 의하면, 몸체 (1301)는 불규칙 육각형으로 형성되고, 몸체는 몸체 (1301)의 길이 및 폭의 평면에서 관찰될 때 2차원 육각 형상 (즉, 6-면)을 가지고, 적어도 두 측면들, 예컨대 측면 (1305, 1306)은, 서로 상이한 길이를 가진다. 특히, 측면의 길이는 본원에서 몸체 (1301)의 폭으로 언급되고 몸체의 길이는 몸체 (1301) 중점을 통해 연장되는 가장 긴 치수이다. 또한, 도시된 바와 같이, 어떠한 측면들도 서로 평행하지 않다. 또한, 도시되지는 않지만, 임의의 측면은 측면들이 양 측면을 연결하는 코너들 사이에서 몸체 (1301) 중점을 향하여 내향으로 만곡되는 오목부를 포함한 만곡부를 가질 수 있다.
더욱 특정한 실시태양에 의하면, 위에서 아래로 관찰할 때 몸체 (1301)는 비스듬하게, 끝이 잘린 (truncated) 형상을 가진다. 이러한 실시태양들에서, 측면은 제1 비스듬한 코너 각 Ao1을 정의하는 제1 비스듬한 코너 (1307)에서 서로 연결되는 제1 측면 영역 (1305) 및 제1 비스듬한 측면 영역 (1306)을 포함할 수 있다. 특히, 제1 측면 영역 (1305) 및 제1 비스듬한 측면 영역 (1306)은 제1 비스듬한 각 Ao1이 둔각인 특정 방식으로 서로 연결된다. 더욱 특정한 경우들에서, 제1 비스듬한 각 Ao1은 적어도 약 92 °, 예컨대 적어도 약 94°, 적어도 약 96°, 적어도 약 98°, 적어도 약 100°, 적어도 약 102°, 적어도 약 104°, 적어도 약 106°, 적어도 약 108°, 적어도 약 110°, 적어도 약 112°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 120°, 적어도 약 122°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 130°, 적어도 약 132°, 적어도 약 134°, 적어도 약 136°, 적어도 약 138°, 또는 적어도 약 140°의 둔각 값을 가질 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 제1 비스듬한 각 Ao1은 약 176° 이하, 예컨대 약 174° 이하, 약 172° 이하, 약 170° 이하, 약 168° 이하, 약 166° 이하, 약 164° 이하, 약 162° 이하, 약 160° 이하, 약 158° 이하, 약 156° 이하, 약 154° 이하, 약 152° 이하, 약 150° 이하, 약 148° 이하, 약 146° 이하, 약 144° 이하, 약 142° 이하, 또는 약 140° 이하의 둔각 값을 가질 수 있다. 제1 비스듬한 각 Ao1의 값은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 13A의 실시태양에서 더욱 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자는 몸체 (1301)를 가지고, 제1 측면 영역 (1305)은 제1 측면 영역 길이 (Lss1)를 가지고 제1 비스듬한 측면 영역 (1306)은 길이 (Los1)를 가진다. 소정의 경우들에서, 제1 비스듬한 측면 영역 (Los1) 길이는 제1 측면 영역 (Lss1) 길이와 상이할 수 있다. 예를들면, 소정의 실시태양들에서, 제1 비스듬한 측면 영역 (Los1) 길이는 제1 측면 영역 (Lss1) 길이보다 클 수 있다 (즉, Los1>Lss1). 또 다른 실시태양에서, 제1 측면 영역 (Lss1) 길이는 제1 비스듬한 측면 영역 (Los1) 길이보다 클 수 있다 (즉, Lss1>Los1). .
적어도 하나의 특정한 경우에서, 제1 비스듬한 측면 영역 (Los1) 길이 및 제1 측면 영역 (Lss1) 길이 사이 관계는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있는 길이 인자 (Los1/Lss1)를 정의한다. 예를들면, 길이 인자 (Los1/Lss1)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하일 수 있다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에 있어서, 길이 인자 (Los1/Lss1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 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 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 길이 인자 (Los1/Lss1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
대안의 실시태양에 의하면, 제1 비스듬한 측면 영역 (Los1) 길이 및 제1 측면 영역 (Lss1) 길이 사이 관계는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있는 길이 인자 (Lss1/Los1)를 정의한다. 예를들면, 길이 인자 (Lss1/Los1)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하일 수 있다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에 있어서, 길이 인자 (Lss1/Los1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 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 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 길이 인자 (Lss1/Los1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시된 바와 같이, 제2 측면 영역 (1311) 및 제1 비스듬한 측면 영역 (1306)은 서로 연결되고 제1 외부 코너 (1309)를 형성한다. 제1 외부 코너 (1309)는 제1 외부 코너 각 Aec1을 정의한다. 소정의 경우들에서, 제1 외부 코너 각 Aec1은 제1 비스듬한 각 값 Ao1과 상이하다. 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 외부 코너 각 Aec1은 제1 비스듬한 각 Ao1 값보다 작다.
제1 외부 코너 각 Aec1은 형상화 연마 입자 성능을 개선시킬 수 있는 특정 값을 가지도록 형성된다. 예를들면, 제1 외부 코너 각 Aec1은 약 130° 이하, 예컨대 약 125° 이하, 약 120° 이하, 약 115° 이하, 약 110° 이하, 약 105° 이하, 약 100° 이하, 약 95° 이하, 약 94° 이하, 또는 약 93° 이하이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 제1 외부 코너 각 Aec1은 적어도 약 50°, 예컨대 적어도 약 55°, 적어도 약 60°, 적어도 약 65°, 적어도 약 70°, 적어도 약 80°, 또는 적어도 약 85°이다. 제1 외부 코너 각 Aec1 값은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 하나의 특정 실시태양에서, 제1 외부 코너 각 Aec1은 실질적으로 직각이다.
제1 외부 코너 각 Aec1 및 제1 비스듬한 각 Ao1은 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있는 특정 값을 가지는 제1 각 인자 (Aec1/Ao1)으로 기술되는 특정 관계를 가지도록 형성되고. 예를들면, 제1 각 인자 (Aec1/Ao1)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 제1 각 인자 (Aec1/Ao1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 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 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 제1 각 인자 (Aec1/Ao1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시된 바와 같이, 몸체 (1301)는 서로 제2 비스듬한 각 Ao2에서 연결되는 제2 측면 영역 (1311) 및 제2 비스듬한 측면 영역 (1312)을 포함하는 측면 (1304)을 가진다. 특히, 제2 측면 영역 (1311) 및 제2 비스듬한 측면 영역 (1312)은 제2 비스듬한 각 Ao2이 둔각인 특정 방식으로 서로 연결된다. 더욱 특정한 경우들에서, 제2 비스듬한 각 Ao2의 둔각 값은 적어도 약 92°, 예컨대 적어도 약 94°, 적어도 약 96°, 적어도 약 98°, 적어도 약 100°, 적어도 약 102°, 적어도 약 104°, 적어도 약 106°, 적어도 약 108°, 적어도 약 110°, 적어도 약 112°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 120°, 적어도 약 122°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 130°, 적어도 약 132°, 적어도 약 134°, 적어도 약 136°, 적어도 약 138°, 또는 적어도 약 140°이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 제2 비스듬한 각 Ao2의 둔각 값은 약 176° 이하, 예컨대 약 174° 이하, 약 172° 이하, 약 170° 이하, 약 168° 이하, 약 166° 이하, 약 164° 이하, 약 162° 이하, 약 160° 이하, 약 158° 이하, 약 156° 이하, 약 154° 이하, 약 152° 이하, 약 150° 이하, 약 148° 이하, 약 146° 이하, 약 144° 이하, 약 142° 이하, 또는 약 140° 이하이다. 제2 비스듬한 각 Ao2 값은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 형상화 연마 입자는 몸체 (1301)를 가지고, 제2 측면 영역 (1311)은 제2 측면 영역 길이 (Lss2)를 가지고 제2 비스듬한 측면 영역 (1312)은 길이 (Los2)를 가진다. 소정의 경우들에서, 제2 비스듬한 측면 영역 (Los2) 길이는 제2 측면 영역 (Lss2) 길이와 상이하다. 예를들면, 소정의 실시태양들에서, 제2 비스듬한 측면 영역 (Los2) 길이는 제2 측면 영역 (Lss2) 길이보다 길다 (즉, Los2>Lss2). 또 다른 실시태양에서, 제2 측면 영역 (Lss2) 길이는 제2 비스듬한 측면 영역 (Los2) 길이보다 길다 (즉, Lss2>Los2).
적어도 하나의 양태에서, 제2 비스듬한 측면 영역 (Los2) 길이 및 제2 측면 영역 (Lss2) 길이 간의 관계는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있는 길이 인자 (Los2/Lss2)를 정의한다. 예를들면, 길이 인자 (Los2/Lss2)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에 있어서, 길이 인자 (Los2/Lss2)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 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 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 길이 인자 (Los2/Lss2)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
대안의 실시태양에서, 제2 비스듬한 측면 영역 (Los2) 길이 및 제2 측면 영역 (Lss2) 길이 간의 관계는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있는 길이 인자 (Lss2/Los2)를 정의한다. 예를들면, 길이 인자 (Lss2/Los2)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에 있어서, 길이 인자 (Lss2/Los2)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 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 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 길이 인자 (Lss2/Los2)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 제1 측면 영역 (Lss1) 길이에 대한 제2 측면 영역 (Lss2) 길이는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있도록 조절될 수 있다. 하나의 실시태양에서, Lss2 는 Lss1과 비교할 때 상이하다. 예를들면, Lss2는 Lss1보다 크다. 또 다른 실시태양들에서, Lss2는 Lss1보다 작다. 또 다른 실시태양에 있어서, 예컨대 도 13A에 도시된 바와 같이, Lss1 및 Lss2는 서로 실질적으로 동일하다.
또한, 제1 비스듬한 측면 영역 (Los1) 길이에 대한 제2 비스듬한 측면 영역 (Los2) 길이는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있도록 조절된다. 하나의 실시태양에서, Los2는 Los1과 비교할 때 상이하다. 예를들면, Los2는 Los1보다 길다. 또 다른 실시태양들에서, Los2는 Los1보다 짧다. 또 다른 실시태양에 있어서, 예컨대 도 13A에 도시된 바와 같이, Los1 및 Los2는 서로 실질적으로 동일하다.
더욱 도시된 바와 같이, 측면 (1304)은 제2 외부 코너 (1315)에서 제2 비스듬한 측면 영역 (1312)에 연결되는 제3 측면 영역 (1317)을 포함한다. 제2 외부 코너 (1315)는 제2 외부 코너 각 Aec2를 형성한다. 소정의 경우들에서, 제2 외부 코너 각 Aec2는 제2 비스듬한 각 Ao2 값과 상이하다. 적어도 하나의 실시태양에서, 제2 외부 코너 각 Aec2는 제2 비스듬한 각 Ao2 값보다 작다.
제2 외부 코너 각 Aec2는 형상화 연마 입자 성능을 개선시킬 수 있는 특정 값을 가지도록 형성된다. 예를들면, 제2 외부 코너 각 Aec2는 약 130° 이하, 예컨대 약 125° 이하, 약 120° 이하, 약 115° 이하, 약 110° 이하, 약 105° 이하, 약 100° 이하, 약 95° 이하, 약 94° 이하, 또는 약 93° 이하이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 제2 외부 코너 각 Aec2는 적어도 약 50°, 예컨대 적어도 약 55°, 적어도 약 60°, 적어도 약 65°, 적어도 약 70°, 적어도 약 80°, 또는 적어도 약 85°이다. 제2 외부 코너 각 Aec2 값은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 하나의 특정 실시태양에서, 제2 외부 코너 각 Aec2는 실질적으로 직각이다.
제2 외부 코너 각 Aec2 및 제2 비스듬한 각 Ao2는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있는 특정 값을 가지는 제2 각 인자 (Aec2/Ao2)로 기술되는 서로 특정 관계를 가지도록 형성된다. 예를들면, 제2 각 인자 (Aec2/Ao2)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 제2 각 인자 (Aec2/Ao2)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 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 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 제2 각 인자 (Aec2/Ao2)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시된 바와 같이, 몸체 (1301)는 제3 비스듬한 각 Ao3을 형성하는 제3 비스듬한 코너 (1318)에서 서로 연결되는 제3 측면 영역 (1317) 및 제3 비스듬한 측면 영역 (1319)을 포함하는 측면 (1304)을 가진다. 특히, 제3 측면 영역 (1317) 및 제3 비스듬한 측면 영역 (1319)은 제3 비스듬한 각 Ao3이 둔각일 수 있는 특정 방식으로서로 연결된다. 더욱 특정한 경우들에서, 제3 비스듬한 각 Ao3의 둔각 값은 적어도 약 92°, 예컨대 적어도 약 94°, 적어도 약 96°, 적어도 약 98°, 적어도 약 100°, 적어도 약 102°, 적어도 약 104°, 적어도 약 106°, 적어도 약 108°, 적어도 약 110°, 적어도 약 112°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 120°, 적어도 약 122°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 130°, 적어도 약 132°, 적어도 약 134°, 적어도 약 136°, 적어도 약 138°, 또는 적어도 약 140°이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 제3 비스듬한 각 Ao3의 둔각 값은 약 176° 이하, 예컨대 약 174° 이하, 약 172° 이하, 약 170° 이하, 약 168° 이하, 약 166° 이하, 약 164° 이하, 약 162° 이하, 약 160° 이하, 약 158° 이하, 약 156° 이하, 약 154° 이하, 약 152° 이하, 약 150° 이하, 약 148° 이하, 약 146° 이하, 약 144° 이하, 약 142° 이하, 또는 약 140° 이하이다. 제3 비스듬한 각 Ao3 값은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
소정의 경우들에서, 형상화 연마 입자는 몸체 (1301)를 가지고, 제3 측면 영역 (1317)은 제3 측면 영역 길이 (Lss3)를 가지고 제3 비스듬한 측면 영역 (1319)은 길이 (Los3)를 가진다. 또한, 제3 비스듬한 측면 영역 (Los3) 길이는 제3 측면 영역 (Lss3) 길이와 상이하다. 예를들면, 소정의 실시태양들에서, 제3 비스듬한 측면 영역 (Los3) 길이는 제3 측면 영역 (Lss3) 길이보다 길다 (즉, Los3>Lss3). 또 다른 실시태양에서, 제3 측면 영역 (Lss3) 길이는 제3 비스듬한 측면 영역 (Los3) 길이보다 작다 (즉, Lss3>Los3).
적어도 하나의 양태에서, 제3 비스듬한 측면 영역 (Los3) 길이 및 제3 측면 영역 (Lss3) 길이 사이의 관계는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있는 길이 인자 (Los3/Lss3)를 정의한다. 예를들면, 길이 인자 (Los3/Lss3)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에 있어서, 길이 인자 (Los3/Lss3)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 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 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 길이 인자 (Los3/Lss3)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
대안의 실시태양에서, 제3 비스듬한 측면 영역 길이 (Los3) 및 제3 측면 영역 길이 (Lss3) 간의 관계는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있는 길이 인자 (Lss3/Los3)를 형성한다. 예를들면, 길이 인자 (Lss3/Los3)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에 있어서, 길이 인자 (Lss3/Los3)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 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 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 길이 인자 (Lss3/Los3)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 제1 측면 영역 길이 (Lss1)에 대한 제3 측면 영역 길이 (Lss3)는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있도록 조절된다. 하나의 실시태양에서, Lss3은 Lss1과 비교하여 상이하다. 예를들면, Lss3은 Lss1보다 크다. 또 다른 실시태양들에서, Lss3은 Lss1보다 작다. 또 다른 실시태양에 있어서, 예컨대 도 13A에 도시된 바와 같이, Lss3 및 Lss1은 실질적으로 서로 동일하다.
또 다른 양태에서, 제2 측면 영역 (Lss2) 길이에 대한 제 3 측면 영역 (Lss3) 길이는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있도록 조절될 수 있다. 하나의 실시태양에서, Lss3은 Lss2와 비교할 때 상이하다. 예를들면, Lss3은 Lss2보다 길다. 또 다른 실시태양들에서, Lss3은 Lss2보다 짧다. 또 다른 실시태양에 있어서, 예컨대 도 13A에 도시된 바와 같이, Lss3 및 Lss2는 실질적으로 서로 동일하다.
또한, 제1 비스듬한 측면 영역 길이 (Los1)에 대한 제3 비스듬한 측면 영역 길이 (Los3)는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있도록 조절될 수 있다. 하나의 실시태양에서, Los3은 Los1과 비교할 때 상이하다. 예를들면, Los3은 Los1보다 길다. 또 다른 실시태양들에서, Los3은 Los1보다 작다. 또 다른 실시태양에 있어서, 예컨대 도 13에 도시된 바와 같이 A, Los3 및 Los1은 실질적으로 서로 동일하다.
또 다른 실시태양에 있어서, 제2 비스듬한 측면 영역 길이 (Los2)에 대한 제3 비스듬한 측면 영역 길이 (Los3)는 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있도록 조절된다. 하나의 실시태양에서, Los3은 Los2와 비교할 때 상이하다. 예를들면, Los3은 Los2보다 길다. 또 다른 실시태양들에서, Los3은 Los2보다 짧다. 또 다른 실시태양에 있어서, 예컨대 도 13A에 도시된 바와 같이, Los3 및 Los2는 실질적으로 서로 동일하다.
더욱 도시된 바와 같이, 제1 측면 영역 (1305) 및 제3 비스듬한 측면 영역 (1319)은 제3 외부 코너 각 Aec3을 형성하는 제3 외부 코너 (1321)에서 서로 연결된다. 소정의 경우들에서, 제3 외부 코너 각 Aec3은 제3 비스듬한 각 Ao3 값과 상이하다. 적어도 하나의 실시태양에서, 제3 외부 코너 각 Aec3은 제3 비스듬한 각 Ao3 값보다 작다.
제3 외부 코너 각 Aec3은 형상화 연마 입자 성능을 개선시킬 수 있는 특정 값을 가지도록 형성될 수 있다. 예를들면, 제3 외부 코너 각 Aec3은 약 130° 이하, 예컨대 약 125° 이하, 약 120° 이하, 약 115° 이하, 약 110° 이하, 약 105° 이하, 약 100° 이하, 약 95° 이하, 약 94° 이하, 또는 약 93° 이하이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 제3 외부 코너 각 Aec3은 적어도 약 50°, 예컨대 적어도 약 55°, 적어도 약 60°, 적어도 약 65°, 적어도 약 70°, 적어도 약 80°, 또는 적어도 약 85°이다. 제3 외부 코너 각 Aec3 값은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 하나의 특정 실시태양에서, 제3 외부 코너 각 Aec3은 실질적으로 직각일 수 있다.
제3 외부 코너 각 Aec3 및 제3 비스듬한 각 Ao3은 서로 형상화 연마 입자 (1300) 성능을 개선시킬 수 있는 특정 값을 가지는 제3 각 인자 (Aec3/Ao3)로 기술되는 특정 관계를 가지도록 형성될 수 있다. 예를들면, 제3 각 인자 (Aec3/Ao3)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 제3 각 인자 (Aec3/Ao3)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2, 적어도 약 0.25, 적어도 약 0.3, 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 0.85, 적어도 약 0.9, 또는 적어도 약 0.95이다. 제3 각 인자 (Aec3/Ao3)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 13B는 실시태양에 의한 도 13A 형상화 연마 입자의 평면도이다. 형상화 연마 입자 (1300)는 본원 실시태양들의 임의의 특징부를 가지는 몸체 (1301)를 가진다. 특히, 몸체 (1301)의 형상지수는 대략 0.63이다.
도 13C는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다. 형상화 연마 입자 (1350)는 본원 실시태양들의 다른 형상화 연마 입자들의 특징부를 가지는 몸체 (1351)를 가지고, 상부 주면 (1353) 및 상부 주면 (1353) 반대측의 하부 주면 (미도시)을 포함한다. 상부 주면 (1353) 및 하부 주면은 하나 이상의 별개의 측면 영역들을 포함하는 적어도 하나의 측면 (1354)에 의해 서로 분리된다. 하나의 실시태양에 의하면, 몸체 (1351)는 불규칙 육각형으로 형성되고, 몸체는 몸체 (1351)의 길이 및 폭의 평면에서 관찰될 때 2차원 육각형상 (즉, 6-측면들)을 가지고, 적어도 2개의 측면 영역들, 예컨대 측면 영역들 (1355, 1356)은 서로 상이한 길이를 가진다. 또한, 도시된 바와 같이, 어떠한 측면들도 서로 평행하지 않다. 또한, 도시되지는 않지만, 임의의 측면은 측면들이 양 측면을 연결하는 코너들 사이에서 몸체 (1351) 중점을 향하여 내향으로 만곡되는 오목부를 포함한 만곡부를 가질 수 있다.
몸체 (1351)는 위에서 아래로 관찰할 때 비스듬하게, 끝이 잘린 형상을 가지고, 상세하게는, 측면 (1354)의 적어도 하나의 일부가 만곡되는 비스듬하게, 끝이 잘린 형상을 가진다. 몸체 (1351)는 도 13A 형상화 연마 입자 몸체 (1300)의 임의의 특징부를 가진다. 하나의 실시태양에서, 측면 (1354)은 제1 측면 영역 (1355) 및 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)을 포함하고, 이들은 둔각 값을 가질 수 있는 제1 비스듬한 코너 각 Ao1을 형성하는 제1 비스듬한 코너 (1357)에서 서로 연결된다. 특히, 제1 측면 영역 (1355)은 실질적으로 선형 외관 (contour)을 가진다. 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)은 실질적으로 비-선형일 수 있고, 따라서 제1 비스듬한 측면 영역의 적어도 일부는 만곡부를 포함한다. 하나의 실시태양에서, 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)의 전체 길이가 만곡부를 가진다. 예를들면, 제1 비스듬한 코너 (1357) 및 제1 외부 코너 (1359) 사이를 연장하는 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)의 전체 길이는 만곡을 이룬다. 더욱 특정한 실시태양에서, 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)은 만곡부를 가지고, 만곡부는 단조 (monotonic) 곡선을 형성한다. 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)은 오목부를 형성하고, 따라서 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)에 의해 형성되는 몸체의 일부는 몸체 (1351)의 중점 (1381)을 향하여 내향 연장된다.
또 다른 경우에서, 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)은 원의 원호부를 형성하고 및 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)을 형성하는 만곡부를 가진다. 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)의 반경 (Ros1) 크기는 몸체 (1351)의 성능을 개선하도록 조절된다. 적어도 하나의 실시태양에 의하면, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 코너들 (1357, 1359) 사이 가장 짧은 선형 거리로서 측정되는 제1 비스듬한 측면 영역 길이 (Los1)와는 상이하다. 더욱 특정한 경우들에서, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 제1 비스듬한 측면 영역 길이 (Los1)보다 크다. Ros1 및 Los1 간의 관계는 본원 실시태양들에서 정의된 Lss1 및 Los1 간의 관계와 동일하다.
또 다른 실시태양에서, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 제1 측면 영역 길이 (Lss1)에 대하여, 몸체 (1351)의 성능을 개선할 수 있도록 조절된다. 예를들면, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 제1 측면 영역 길이 (Lss1)와는 상이하다. 특히, Ros1 및 Lss1 사이의 관계는 본원 실시태양들에서 정의되는 Lss1 및 Los1 간의 관계와 동일하다. 특정 경우들에서, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 제1 측면 영역 길이 (Lss1)보다 크다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 제1 측면 영역 길이 (Lss1)보다 작다.
또 다른 양태에서, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 제1 측면 영역 길이 (Lss1) 및 제1 비스듬한 측면 영역 길이 (Los1)를 포함하는 제1 측면의 총 길이에 대하여, 몸체 (1351)의 성능을 개선할 수 있도록 조절 가능하다. 예를들면, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 제1 측면 영역 (Lss1) 및 제1 비스듬한 측면 영역 (Los1)의 총 길이와 상이하다. 특정 경우들에서, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 제1 측면 영역 (Lss1) 및 제1 비스듬한 측면 영역 (Los1)의 총 길이보다 크다. 또 다른 실시태양에서, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 제1 측면 영역 (Lss1) 및 제1 비스듬한 측면 영역 (Los1)의 총 길이보다 작다.
하나의 실시태양에 의하면, 제1 비스듬한 측면 영역 반경은 10 mm 이하, 예컨대 9 mm 이하 또는 8 mm 이하 또는 7 mm 이하 또는 6 mm 이하 또는 5 mm 이하 또는 4 mm 이하 또는 3 mm 이하 또는 2 mm 이하이다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 제1 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros1)은 적어도 0.01 mm, 예컨대 적어도 0.05 mm 또는 적어도 0.1 mm 또는 적어도 0.5 mm이다. 제1 비스듬한 측면 영역 반경은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 범위한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
예를들면 제1 비스듬한 각 (Ao1), 제1 외부 코너 각 (Aec1), 제2 비스듬한 각 (Ao2), 제2 외부 코너 각 (Aec2), 제3 비스듬한 각 (Ao3), 및 제3 외부 코너 각 (Aec3)을 포함한 몸체의 각에 대한 임의 언급은 본원 실시태양들에서 제공된 바와 동일할 수 있다. 특히, 만곡부를 가지는 적어도 하나의 비스듬한 측면 영역의 제공으로 만곡 영역이 종료되는 연결 코너들 (예를들면, 코너들 (1357, 1359))에서 각을 작게할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 외부 코너 각 (Aec1)은 제2 측면 영역 (1361) 및 점선으로 도시되는 바와 같이 코너 (1359)에서 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)에 대한 접선 (1358) 에 의해 형성되는 각으로 측정된다. 또한, 만곡부를 가지는 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)의 제공으로 도 13C에 도시된 바와 같이 도시된 배향 또는 몸체 (1351) 배향 거울상에서 몸체 (1351)에 대하여 코너 (1359)에서 더 작은 경사각 및 개선된 연삭 성능이 가능하다. 다중 배향에 대한 경사각 감소로 다양한 배향에서 몸체 (1351)에 의한 개선된 연삭 성능이 가능하다.
더욱 도시된 바와 같이, 몸체 (1351)는 둔각 값을 가질 수 있는 제2 비스듬한 코너 각 (Ao2)을 형성하는 코너 (1363)에서 서로 연결되는 제2 측면 영역 (1361) 및 제2 비스듬한 측면 영역 (1362)을 포함한다. 제2 측면 영역 (1361)은 제1 외부 코너 (1359)에서 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)과 결합되고, 제1 외부 코너 (1359)는 제1 외부 코너 각 (Aec1)을 형성하고 제1 외부 코너 각 (Aec1)은 본원의 다른 실시태양들에 의해 기재되는 바와 같이 제1 비스듬한 각 (Ao1) 값과 상이하다. 제1 외부 코너 (1359)는 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)의 만곡 일부 및 제2 측면 영역 (1362)의 선형 일부 사이의 연결점으로 형성된다.
더욱 도시된 바와 같이, 및 실시태양에 의하면, 적어도 제2 비스듬한 측면 영역 (1362)의 일부는 만곡부를 포함하고, 상세하게는, 제2 비스듬한 측면 영역 (1362)의 전체 길이는 만곡부를 가질 수 있다. 적어도 하나의 실시태양에서, 제2 비스듬한 측면 영역 (1362)은 단조 곡선을 가진다. 제2 비스듬한 측면 영역 (1362)은 원의 원호부를 형성하고 제2 비스듬한 측면 영역 반경 (Ros2)을 정의하는 만곡부를 가진다. 적어도 하나의 실시태양에서, Ros1 및 Ros2는 실질적으로 동일하다. 또한, 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)의 상대 곡률은 제2 비스듬한 측면 영역 (1362)의 곡률과 실질적으로 동일하다. 또 다른 실시태양에서, Ros1 및 Ros2 는 서로 상이할 수 있다. 또한, 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)의 상대 곡률은 제2 비스듬한 측면 영역 (1362)의 곡률과 상이하다.
몸체 (1351)는 둔각 값을 가지는 제3 비스듬한 코너 각 (Ao3)을 형성하는 코너 (1373)에서 서로 연결되는 제3 측면 영역 (1371) 및 제3 비스듬한 측면 영역 (1372)을 포함한다. 제3 측면 영역 (1371)은 제2 외부 코너 각 (Aec2)을 형성하고, 본원에 기술된 형상화 연마 입자들의 유사한 코너들의 임의의 속성을 가지는 제2 외부 코너 (1364)에서 제2 비스듬한 측면 영역 (1362)과 결합된다. 제2 외부 코너 (1364)는 제2 비스듬한 측면 영역 (1362)의 만곡 일부 및 제3 측면 영역 (1372)의 선형 일부 사이 연결점으로 형성된다. 몸체는 제3 비스듬한 측면 영역 (1372) 및 제1 측면 영역 (1355) 사이에 제3 외부 코너 (1374)를 더욱 포함한다. 제3 외부 코너 (1374)는 제3 외부 코너 각 (Aec3)을 형성하고, 이는 본원의 실시태양들에 기재된 유사한 코너들의 임의의 속성을 가질 수 있다. 또한, 제3 측면 영역 (1371), 제3 비스듬한 측면 영역 (1372), 및 제3 비스듬한 측면 영역의 반경은 본원 실시태양들에서 기술된 상응하는 요소들과 동일한 임의의 특징부를 가진다.
또 다른 실시태양에서, 몸체 (1301)는 외부 코너 (예를들면, 코너 (1364))에서 몸체 (1351)의 중점 (1381)을 통해 연장되어 몸체 (1351)를 절분하는 적어도 하나의 중앙축 (1382)을 가진다. 하나의 실시태양에 의하면, 몸체 (1351)는 중앙축 (1382) 주위로 비대칭이다. 즉, 중앙축 (1382)의 어느 일측면에서 평면으로 관찰할 때 측면 (1354) 외관으로 형성되는 몸체 (1351)의 형상은 동일하지 않고, 따라서, 중앙축 (1382)은 비대칭 축을 형성한다. 다른 경우들에서, 몸체는 예를들면, 적어도 3개의 상이한 중앙축들을 포함한 비대칭 축인 중앙축을 하나 이상 가질 수 있고, 몸체는 3개의 상이한 중앙축들 각각의 주위에서 비대칭을 이룬다.
본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들은, 제한되지는 않지만 형상화 연마 입자 (1350)의 몸체 (1351)를 포함하고 이는 적어도 5개의 상이한 측면 영역들을 포함하는 측면을 포함하고, 5개의 상이한 측면 영역들은 외부 코너일 수 있는 코너에 의해 분리된다. 외부 코너들은 가상의 고무줄이 걸쳐져 휘어지는 코너들이다. 즉, 가상의 고무줄이 몸체 (1351)의 측면 (1354) 주위에 놓이면, 코너들 (1357, 1359, 1363, 1364, 1373, 1374)에서 휘어질 것이다. 외부 코너들 (1357, 1359, 1363, 1364, 1373, 1374) 각각은 측면 (1354)의 구분된 측면 영역들을 형성하고 분리시킨다. 적어도 하나의 실시태양에서, 몸체 (1351)의 측면 (1354)은 적어도 하나의 만곡 부분으로 분리되는 적어도 2개의 선형 부분들을 포함한다. 예를들면, 몸체 (1351)는 제1 측면 영역 (1355) 및 제2 측면 영역 (1361)을 포함하고 이들은 서로 제1 비스듬한 측면 영역 (1356)에 의해 분리된다. 또 다른 실시태양에서, 몸체 (1351)의 측면 (1354)은 선형 부분들 및 만곡 부분들을 포함하고 이들은 서로 교번한다. 예를들면, 몸체 (1351)의 측면 (1354)은 선형 부분들 및 만곡 부분들을 포함하고 각각의 선형 일부는 적어도 하나의 만곡 부분에 연결되고, 또한, 서로 외부 코너에서 결합된다 . 몸체 (1351)는 반드시 서로 직접 연결되는 2개의 선형 부분들 또는 서로 직접 연결되는2개의 만곡 부분들을 가질 필요는 없다. 하나의 비-제한적인 실시태양에 대하여 그러하고, 다른 형상은 서로 직접 연결되는 선형 부분들 및/또는 만곡 부분들을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
특정 경우에, 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들은 가장 작은 주면 및 측면의 교차에서 특정 구배각을 가지고, 이는 특정 성형 양태이고 및/또는 연마 입자의 성능을 개선시킬 수 있다. 하나의 특정 경우에서, 본원의 형상화 연마 입자들은 통계적 연관 및 무작위 형상화 연마 입자들의 샘플 크기 (예를들면, 적어도 20 입자들)에 대한 구배각 평균 측정치인평균 구배각, α를 가질 수 있다. 특정 경우에, 평균 구배각은 95° 이하, 예컨대 94° 이하 또는 93° 이하 또는 92° 이하 또는 91° 이하 또는 90° 이하이다. 적어도 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들의 평균 구배각은 적어도 80° 예컨대 적어도 82° 또는 적어도 84° 또는 적어도 85° 또는 적어도 86° 또는 적어도 87°이다. 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자들의 평균 구배각은 제한되지는 않지만, 적어도 80° 및 내지 95° 이하 또는 적어도 80° 내지 94° 이하 또는 적어도 82° 내지 93° 이하 또는 적어도 84° 내지 93° 이하를 포함하는 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다.
구배각은 예컨대 도 13D에서 점선으로 도시된 바와 같이 주면에 대하여 대략 90° 및 측면들 중 하나에 대하여 수직으로 형상화 연마 입자를 절단하여 측정한다. 가능한, 단면 선은 측면에 수직으로 연장되고 입자 주면의 중점을 관통하여야 한다. 이어 형상화 연마 입자 일부를 장착하고 도 13E에 도시된 것과 유사하게 SEM으로 관찰한다. 이러한 적합한 프로그램은 ImageJ 소프트웨어를 포함한다. 몸체 사진을 이용하여, 최소 주면은 최대 주면을 확인하고 이의 반대측 표면을 선택함으로써 결정된다. 소정의 형상화 연마 입자들은 대체로 사각 단면 형상을 가진다. 최소 주면을 확인하기 위하여, 최대 주면이 먼저 결정되어야 한다. 최소 주면은 최대 주면 반대측 표면이다. 화상화 소프트웨어, 예컨대 ImageJ 를 활용하여 최소 주면을 결정한다. 적합한 사진 처리 소프트웨어 (예를들면, ImageJ)를 사용하여 도 13E에 라인으로 제공되는 바와 같이 주면들 및 측벽을 연결하는 코너들 사이에 양 주면들을 따라 직선을 긋는다. 사진 분석 소프트웨어를 이용하여, 더 긴 선을 측정한다. 두 선들 중 더 짧은 것을 두 주면들 중 더욱 작은 것으로 가정한다. 도 13E에서는, 사진 우측 선이 더욱 짧고 구배각은 또한 도 13F에 도시된 바와 같이 상부 우측 코너에서 확인되는 코너에서 측정된다.
구배각을 측정하기 위하여, 최소 주면 및 측면을 따라 선을 그려 도 13F에 제공되는 바와 같이 교차 각을 형성한다. 선들은 전체로서 표면 형상을 고려하고 입자 코너에서 결함 또는 다른 비-대표적 표면 기복 (예를들면, 장착 과정에서 균열 또는 조각 등)을 무시하고 그린다. 또한, 더 작은 주면 및 측면을 나타내는 선들은 구배각에서 측벽을 더 작은 주면에 연결하는 주면 및 측면 일부를 나타내도록 그린다. 구배각 (즉, 교차점에서 측정되는 몸체의 각)은 선들의 교차점에서 형성되는 내부 각으로 결정된다.
도 14는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1400)는 몸체 (1401)를 포함하고 이는 상부 주면 (1403) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1403) 반대측의 하부 주면 (즉, 제2 주면)을 가진다. 상면 (1403) 및 하면은 예를들면, 측면 (1405)의 제1 부분 (1406), 측면 (1405)의 제2 부분 (1407), 및 측면 (1405)의 제3 부분 (1408)을 포함하는 하나 이상의 별개의 측면 부분들을 포함하는 적어도 하나의 측면 (1405)에 의해 서로 분리된다. 특히, 측면 (1405)의 제1 부분 (1406)은 제1 코너 (1409) 및 제2 코너 (1410) 사이에서 연장된다. 특히, 제1 코너 (1409)는 측면 (1405)의 두 부분들을 연결하는 외부 코너일 수 있다. 제1 코너 (1409) 및 또한 외부 코너인 제2 코너 (1410)는 서로 인접하고 이들 사이에 다른 외부 코너들이 배치되지 않는다. 몸체의 외부 코너들은 형상화 연마 입자 몸체를 상부에서 하향으로 관찰할 때 두 선형 영역들의 연결로 형성된다. 외부 코너들 또는 외측 코터들은 또한 측면 (1405)에 의해 형성되는 몸체의 둘레 주위로 가상의 고무줄을 높을 때 꺾일 수 있는 코너들로 정의될 수 있다.
측면 (1405)의 제2 부분 (1407)은 제2 코너 (1410) 및 제3 코너 (1411) 사이에서 연장된다. 특히, 제2 코너 (1410)는 측면 (1405)의 두 부분들을 연결하는 외부 코너이다. 제2 코너 (1410) 및 또한 외부 코너인 제3 코너 (1411)는 서로 인접하고 이들 사이에 다른 외부 코너들이 배치되지 않는다. 또한, 측면 (1405)의 제3 부분 (1408)은 제3 코너 (1411) 및 제1 코너 (1409) 사이에 연장되고, 이들 양 외부 코너들은 서로 인접하고, 이들 사이에 다른 외부 코너들이 배치되지 않는다.
또한, 도 14 사시도에 도시된 바와 같이, 측면 (1405)의 제1 부분 (1406), 제2 부분 (1407), 및 제3 부분 (1408)은 상부 주면 (1403) 및 하부 주면 (1404) 사이에 연장되는 에지에서 서로 연결된다.
몸체 (1401)는 도 14에 도시된 바와 같이 길이 (L 또는 Lmiddle)를 가지고, 이는 외부 코너 (예를들면, 1210)로부터 반대측 측면 (예를들면, 측면 (1405)의 제3 부분 (1408))의 중점으로 연장되는 최장 치수로 측정된다. 특히, 일부 실시태양들에서, 예컨대 도 14에 도시된 바와 같이, 길이는 몸체 (1401) 상면 (1403) 중점 (1481)을 관통 연장되지만, 그러나, 모든 실시태양에서 반드시 그러한 것은 아니다. 또한, 몸체 (1401)는 측면 (1405)의 별개의 측면 부분을 따르는 몸체 (1401)의 최장 치수로 측정되는 폭 (W)을 가진다. 몸체의 높이는 대략 상부 주면 (1403) 및 하부 주면 (미도시) 간의 거리일 수 있다. 본원의 실시태양들에서 개시된 바와 같이, 높이는 몸체 (1401)의 다른 지점들, 예컨대 몸체 (1401)의 코너들 대 내부에서 치수가 다를 수 있다.
도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1400)의 몸체 (1401)는 상면 (1403)에 평행한 평면에서 관찰될 때 대략 다각 형상, 상세하게는, 몸체의 폭 및 길이의 평면에서 관찰될 때 혼성 다각형 2-차원 형상을 가진다. 본원의 다른 실시태양들에서 기재된 바와 같이, 몸체 (1401)는 폭: 길이로 표현되는 비율인 1차 종횡비를 가지도록 형성되고, 본원의 실시태양들에서 기술되는 값들을 가진다. 다른 경우들에서, 몸체 (1401)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 경우들에서, 몸체 (1401)의 1차 종횡비가 약 10:1 이하, 예컨대 9:1 이하, 약 8:1 이하, 또는 약 5:1 이하가 되도록 연마 입자 (1400)가 형성된다. 몸체 (1401)의 1차 종횡비는 상기 임의 비율들 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
1차 종횡비 외에도, 연마 입자 (1400)는 몸체 (1401)가 길이: 높이의 비율로 정의되는 2차 종횡비를 포함하도록 형성될 있고, 상기 높이는 중점 (1481)에서 측정되는 내부 중간 높이 (Mhi)일 수 있다. 소정의 경우들에서, 2차 종횡비는 적어도 약 1:1, 예컨대 적어도 약 2:1, 적어도 약 4:1, 적어도 약 5:1, 적어도 약 6:1, 적어도 약 7:1, 적어도 약 8:1, 적어도 약 9:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또한, 다른 경우들에서, 연마 입자 (1400)는 몸체 (1401)의 2차 종횡비가 약 1:3 이하, 예컨대 1:2 이하, 또는 약 1:1 이하가 되도록 형성될 수 있다. 몸체 (1401)의 2차 종횡비는 상기 임의 비율들 사이 범위, 예컨대 약 5:1 내지 약 1:1의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 의하면, 연마 입자 (1400)는 몸체 (1401)가 폭: 높이의 비율로 정의되는 3차 종횡비를 가지도록 형성되고, 높이는 내부 중간 높이 (Mhi)일 수 있다. 몸체 (1401)의3차 종횡비는 적어도 약 1:1, 예컨대 적어도 약 2:1, 적어도 약 4:1, 적어도 약 5:1, 적어도 약 6:1, 적어도 약 8:1, 또는 적어도 약 10:1이다. 또한, 다른 경우들에서, 연마 입자 (1400)는 몸체 (1401)의 3차 종횡비가 약 3:1 이하, 예컨대 2:1 이하, 또는 약 1:1 이하가 되도록 형성된다. 몸체 (1401)의 3차 종횡비눈 상기 임의 비율들 사이 범위, 예컨대 약 6:1 내지 약 1:1에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
일 양태에서, 형상화 연마 입자 (1400)의 몸체 (1401)는 일부-오목 형상을 가지는 측면 (1405)의 제1 부분 (1406)을 포함한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 일부 오목 형상은 만곡 영역 (1442)을 포함하고 이의 제1 만곡 영역 길이 (Lc1)는 인접 코너들 (1409, 1210) 사이에서 측면 (1405)의 제1 부분 (1406)의 총 길이 (Lfp1) 일부에서 연장된다. 실시태양에서, 총 길이 (Lfp1)는 몸체 (1401)의 폭과 동등하다. 또한, 더욱 도시된 바와 같이, 제1 만곡 영역 (1442)은 제1 선형 영역 (1441) 및 제2 선형 영역 (1443) 사이에 배치된다. 제1 선형 영역 (1441)은 제1 단이 몸체 (1401) 외부 코너 (1409)에서 종료되고, 측면 (1405)의 제1 부분 (1406)을 따라 길이 (Ll1) 연장되고, 제2 단이 제1 선형 영역 (1441)과 제1 만곡 영역 (1442)의 연결부에서 종료된다. 제1 만곡 영역 (1442) 및 제1 선형 영역 (1441)은 제1 내부 코너 (1445)를 형성하고, 제1 선형 영역 (1441) 및 제1 만곡 영역 (1442)을 따라 둔각 값을 가지는 제1 내부 각 (1447)을 형성한다. 제2 선형 영역 (1443)은 제1 단이 외부 코너 (1410)에서 종료되고, 측면 (1405)의 제1 부분 (1406)을 따라 길이 (Ll2) 연장되고, 제2 단이 제2 선형 영역 (1443)과 제1 만곡 영역 (1442)의 연결부에서 종료된다. 제2 선형 영역 (1443) 및 제1 만곡 영역 (1442)은 제2 내부 코너 (1446)를 형성한다. 제2 내부 코너 (1446)는, 제2 선형 영역 (1443) 및 제1 만곡 영역 (1442)을 따라 둔각 값을 가지는 제2 내부 각 (1448)을 형성한다.
이해되듯이, 도 14에 도시된 바와 같이 제1 선형 영역 (1441) 및 제2 선형 영역 (1443)은 평면 관찰될 때 실질적으로 선형이다. 또한 도 14에 도시된 바와 같이 제1 만곡 영역 (1442)은 평면 관찰될 때 상당히 아치형의 외관을 가진다. 소정의 경우들에서, 몸체 (1401)는 혼성 다각 형상이라 칭할 수 있고, 외부 코너들의 합 실질적으로 180°이고, 적어도 측면 일부 (예를들면, 제1 부분 (1406))는 아치형 만곡부, 예컨대 제1 만곡 영역 (1442) 외관을 가진다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제1 선형 영역 (1441)은 제1 선형 영역 길이 (Ll1)를 가지고 제1 만곡 영역 (1442)은 제1 만곡 영역 길이 (Lc1)를 가진다. 소정의 실시태양들에서, 제1 만곡 영역 (1442) 길이는 제1 선형 영역 (1441) 길이 이상일 수 있다 (즉, Lc1>Ll1). 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시태양에서, 제1 선형 영역 (1441) 길이는 제1 만곡 영역 (1442) 길이 이상일 수 있다 (즉, Ll1>Lc1). 적어도 하나의 특정한 경우에서, 제1 선형 영역 (1441) 및 제1 만곡 영역 (1442) 길이들 사이 관계는 형상화 연마 입자 (1400)의 소정 성능을 가능하게 하는 길이 인자 (Ll1/Lc1)를 정의한다. 예를들면, 길이 인자 (Ll1/Lc1)는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 약 0.05 이하이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에 있어서, 길이 인자 (Ll1/Lc1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2이다. 길이 인자 (Ll1/Lc1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 대안적 실시태양에서, 몸체 (1401)는 형상화 연마 입자의 성능을 개선시키는데 적합한 또 다른 길이 인자 (Lc1/Ll1)를 정의하고, 이의 값은 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 길이 인자 (Lc1/Ll1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2이다. 길이 인자 (Lc1/Ll1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시된 바와 같이, 제2 선형 영역 (1443)은 길이 (Ll2)를 가진다. 적어도 하나의 실시태양에서, Ll1 및 Ll2는 실질적으로 서로 같다. 또 다른 경우들에서, Ll1 및 Ll2는 서로 측정하게 다르다.
또 다른 양태에서, 제2 선형 영역 (1443)은 제1 만곡 영역 (1442) 길이에 비하여 몸체 (1401)의 성능을 개선시킬 수 있는 특정 길이를 가진다. 예를들면, 하나의 실시태양에서, Lc1은 Ll2 이상이다 (즉, Lc1>Ll2). 더욱 특정한 실시태양에서, 제2 선형 영역 (1443) 길이 (Ll2) 및 제1 만곡 영역 (1442) 길이 (Lc1) 사이의 관계는 길이 인자 (Ll2/Lc1)를 형성하고, 이는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 약 0.05 이하일 수 있다. 또한, 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 길이 인자 (Ll2/Lc1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2이다. 길이 인자 (Ll2/Lc1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에서, 제2 선형 영역 (1443) 길이 (Ll2) 및 제1 만곡 영역 (1442) 길이 (Lc1) 간의 관계는 또 다른 길이 인자 (Lc1/Ll2)를 형성하고, 이는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 약 0.05 이하일 수 있다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 길이 인자 (Lc1/Ll2)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 적어도 약 0.2이다. 길이 인자 (Lc1/Ll2)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
몸체 (1401)는 측면 (1405) 제1 부분 (1406)이 제1 만곡 영역 (1442) 길이 (Lc1)에 대한 제1 선형 영역 (1441) 길이 (Ll1) 및 제2 선형 영역 (1443) 길이 (Ll2)의 합의 특정 관계를 가지도록 형성되어, 선형 합 인자 ((Ll1+Ll2)/Lc1)는 몸체 (1401)의 성능을 개선하도록 조절될 수 있다. 적어도 하나의 실시태양에 의하면, 선형 합 인자는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 선형 합 인자 ((Ll1+Ll2)/Lc1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2이다. 선형 합 인자 ((Ll1+Ll2)/Lc1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또 다른 실시태양에 있어서, 몸체 (1401)는 측면 (1405) 제1 부분 (1406)이 제1 만곡 영역 (1442) 길이 (Lc1)에 대한 제1 선형 영역 (1441) 길이 (Ll1) 및 제2 선형 영역 (1443) 길이 (Ll2)의 합의 특정 관계를 가지도록 형성되어, 역 (inverse)의 선형 합 인자 (Lc1/(Ll1+Ll2)가 정의된다. 역의 선형 합 인자는 몸체 (1401)의 성능을 개선하도록 조절될 수 있다. 적어도 하나의 실시태양에서 역의 선형 합 인자 (Lc1/(Ll1+Ll2))는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 또는 약 0.05 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 역의 선형 합 인자 (Lc1/(Ll1+Ll2))는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2이다. 역의 선형 합 인자 (Lc1/(Ll1+Ll2))는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 실시태양에 의하면, 제1 만곡 영역 (1442)은 몸체 (1401)의 성능을 개선시킬 수 있는 제1 부분 (1406) 총 길이 (Lfp1)에 대한 특정 제1 만곡 영역 길이 (Lc1)를 가진다. 제1 부분 (1406) 총 길이 (Lfp1)는 몸체 (1401) 폭 (W)과 동등하다. 소정의 경우들에서, 제1 만곡 영역 길이 (Lc1)는 측면 (1405) 제1 부분 (1406)의 총 길이 (Lfp1)의 일부이다. 예를들면, 제1 만곡 영역 길이 (Lc1) 및 제1 부분 (1406) 총 길이 (Lfp1) 간의 관계는 길이 인자 (Lc1/Lfp1)를 정의하고, 이는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 약 0.05 이하이다. 또한, 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 길이 인자 (Lc1/Lfp1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2이다. 길이 인자 (Lc1/Lfp1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
몸체 (1401)에 대하여, 제1 선형 영역 (1441)은 몸체 (1401)의 성능을 개선시킬 수 있는 제1 부분 (1406) 총 길이 (Lfp1)에 대하여 특정 길이 (Ll1)를 가진다. 소정의 경우들에서, 제1 선형 영역 길이 (Ll1)은 측면 (1405)제1 부분 (1406) 총 길이 (Lfp1)의 일부이다. 예를들면, 제1 선형 영역 길이 (Ll1) 및 제1 부분 (1406) 총 길이 (Lfp1) 간의 관계는 길이 인자 (Ll1/Lfp1)를 정의하고, 이는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 약 0.05 이하이다. 또한, 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 길이 인자 (Ll1/Lfp1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2이다. 길이 인자 (Ll1/Lfp1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 제2 선형 영역 (1443)은 몸체 (1401)의 성능을 개선시킬 수 있는 제1 부분 (1406) 총 길이 (Lfp1)에 대하여 특정 길이 (Ll2)를 가진다. 소정의 경우들에서, 제2 선형 영역 길이 (Ll2)는 측면 (1405) 제1 부분 (1406) 총 길이 (Lfp1)의 일부일 수 있다. 예를들면, 제2 선형 영역 길이 (Ll2) 및 제1 부분 (1406) 총 길이 (Lfp1) 간의 관계는 길이 인자 (Ll2/Lfp1)를 형성하고, 이는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하, 약 0.9 이하, 약 0.85 이하, 약 0.8 이하, 약 0.75 이하, 약 0.7 이하, 약 0.65 이하, 약 0.6 이하, 약 0.55 이하, 약 0.5 이하, 약 0.45 이하, 약 0.4 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.35 이하, 약 0.3 이하, 약 0.25 이하, 약 0.2 이하, 약 0.15 이하, 약 0.1 이하, 약 0.05 이하일 수 있다. 또한, 또 다른 비-제한적인 실시태양에서, 길이 인자 (Ll2/Lfp1)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2이다. 길이 인자 (Ll2/Lfp1)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원에 제공된 바와 같이, 제1 만곡 영역 (1442)은 제1 선형 영역 (1441)에 연결되고 내부 코너 (1445)를 형성한다. 또한, 제1 만곡 영역 (1442)은 제2 선형 영역 (1443)에 연결되고 내부 코너 (1446)를 형성한다. 특정 경우들에서, 제1 만곡 영역 (1442)은 몸체 (1401) 제1 외부 코너 (1409)와 이격되는 내부 코너 (1445)의 연결부로 정의되는 제1 단을 가진다. 또한, 제1 만곡 영역 (1442)은 몸체 (1401) 제2 외부 코너 (1410)와 이격되는 내부 코너 (1446)의 연결부로 정의되는 제2 단을 가진다. 특히, 소정의 실시태양들에서, 측면 (1405) 제1 부분 (1406)은 제1 내부 코너 (1445) 및 제2 내부 코너 (1446)를 포함하고, 이들은 서로 이격될 수 있다. 특히, 제1 내부 코너 (1445) 및 제2 내부 코너 (1446)는 제1 만곡 영역 (1442)에 의해 분리되고, 상세하게는, 제1 만곡 영역 (1442)의 반대측 단들에 배치된다. 제1 내부 코너 (1445)는 제1 선형 영역 (1441) 및 제1 만곡 영역 (1442) 사이 에지에 배치되고 제2 내부 코너 (1446)는 제1 만곡 영역 (1442) 및 제2 선형 영역 (1443) 사이 에지에 배치된다.
제1 내부 코너 (1445)는, 제1 만곡 영역 (1442) 및 제1 선형 영역 (1441)과 함께, 제1 내부 각 (1447)을 형성하고, 이는 둔각 값일 수 있다. 제1 내부 각 (1447)은 제1 선형 영역 (1441) 및 제1 내부 코너 (1445)에서 연장되는 제1 만곡 영역 (1442) 접선 (1483) 사이에 형성되는 각으로 정의된다. 하나의 실시태양에 의하면, 제1 내부 각 (1447)의 값은 적어도 약 92° 내지 약 178° 이하이다. 더욱 상세하게는, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 내부 각 (1447) 값은 적어도 약 94°, 예컨대 적어도 약 96°, 적어도 약 98°, 적어도 약 100°, 적어도 약 102°, 적어도 약 104°, 적어도 약 106°, 적어도 약 108°, 적어도 약 110°, 적어도 약 112°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 120°, 적어도 약 122°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 130°, 적어도 약 132°, 적어도 약 134°, 적어도 약 136°, 적어도 약 138°, 또는 적어도 약 140°이다. 또 다른 실시태양에서, 제1 내부 각 (1447) 값은 약 176° 이하, 예컨대 약 174° 이하, 약 172° 이하, 약 170° 이하, 약 168° 이하, 약 166° 이하, 약 164° 이하, 약 162° 이하, 약 160° 이하, 약 158° 이하, 약 156° 이하, 약 154° 이하, 약 152° 이하, 약 150° 이하, 약 148° 이하, 약 146° 이하, 약 144° 이하, 약 142° 이하, 또는 약 140° 이하이다. 제1 내부 각 (1447) 값은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
제2 내부 코너 (1446)는, 제1 만곡 영역 (1442) 및 제2 선형 영역 (1443)과 함께, 제2 내부 각 (1448)을 형성하고, 이는 둔각 값을 가질 수 있다. 제2 내부 각 (1448)은 제2 선형 영역 (1443) 및 제2 내부 코너 (1446)에서 연장되는 제1 만곡 영역 (1442) 접선 (1484) 사이에 형성되는 각으로 측정될 수 있다. 하나의 실시태양에 의하면, 제2 내부 각 (1448) 값은 적어도 약 92° 내지 약 178° 이하이다. 더욱 상세하게는, 적어도 하나의 실시태양에서, 제2 내부 각 (1448) 값은 적어도 약 94°, 예컨대 적어도 약 96°, 적어도 약 98°, 적어도 약 100°, 적어도 약 102°, 적어도 약 104°, 적어도 약 106°, 적어도 약 108°, 적어도 약 110°, 적어도 약 112°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 120°, 적어도 약 122°, 적어도 약 124°, 적어도 약 126°, 적어도 약 128°, 적어도 약 130°, 적어도 약 132°, 적어도 약 134°, 적어도 약 136°, 적어도 약 138°, 또는 적어도 약 140°이다. 또 다른 실시태양에서, 제2 내부 각 (1448) 값은 약 176° 이하, 예컨대 약 174° 이하, 약 172° 이하, 약 170° 이하, 약 168° 이하, 약 166° 이하, 약 164° 이하, 약 162° 이하, 약 160° 이하, 약 158° 이하, 약 156° 이하, 약 154° 이하, 약 152° 이하, 약 150° 이하, 약 148° 이하, 약 146° 이하, 약 144° 이하, 약 142° 이하, 또는 약 140° 이하이다. 제2 내부 각 (1448) 값은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시된 바와 같이, 측면 (1405) 제1 부분 (1406)의 제1 만곡 영역 (1442)은 실질적으로 오목 형상이고 중점 (1481)을 향하여 몸체 (1401) 내부로 내향 만곡된다. 도 14에 도시된 바와 같이 제1 만곡 영역 (1442)은 단일 구분된 만곡부를 가지는 원호를 형성한다.
또한, 제1 만곡 영역 (1442)은 몸체 (1401)의 폭 (W) (예를들면, 실시태양에서 총 길이 (Lfp1))에 대하여 몸체 성능을 개선시킬 수 있는 만곡부 특정 반경 (Rc1)을 가진다. 만곡부 반경은 최적 원을 제1 만곡 영역 (1442)의 만곡부에 중첩시키고 최적 원의 반경을 결정하여 측정된다. 임의의 적합한 컴퓨터 프로그램, 예컨대 ImageJ를 적합한 배율의 몸체 (1401) 사진 (예를들면, SEM 사진 또는 광학현미경 사진)과 함께 사용하여 정확하게 최적 원을 측정할 수 있다. 하나의 실시태양에 의하면, 제1 만곡 영역 (1442)은 몸체 (1401) 폭 (W)의 적어도 약 0.01배, 예컨대 몸체 (1401) 폭 (W)의 적어도 약 0.5 배, 몸체 (1401) 폭 (W)의 적어도 약 0.8 배, 몸체 (1401) 폭 (W)의 적어도 1.5 배 폭 (W), 또는 몸체 (1401) 폭 (W)의 적어도 2 배의 만곡부 반경 (Rc1)을 가질 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 만곡부 반경 (Rc1)은 몸체 (1401) 폭 (W)의 약 50 배 이하, 예컨대 약 20 배 이하, 약 15 배 이하, 약 10 배 이하, 또는 약 5 배 이하일 수 있다. 제1 만곡 영역 (1442)의 만곡부 반경 (Rc1)은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 제1 만곡 영역 (1442)의 만곡부 반경 (Rc1)은 4 mm 이하 또는 3 mm 이하 또는 2.5 mm 이하 또는 2 mm 이하 또는 1.5 mm 이하이다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 제1 만곡 영역 (1442)의 만곡부 반경은 적어도 0.01 mm, 예컨대 적어도 0.1 mm 또는 적어도 0.5 mm 또는 적어도 0.8 mm 또는 적어도 1 mm이다. 본원 실시태양들에 기술된 임의의 하나의 만곡 영역에기재된 만곡부 반경은 상기 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내에 있다는 것을 이해하여야 한다. 그러나, 측면의 특정 측면 부분은 다중 만곡 영역들을 포함할 수 있다는것을 이해하여야 한다.
도 15A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1500)는 상부 주면 (1502) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1502) 반대측의 바닥 주면 (1504) (즉, 제2 주면)을 가지는 몸체 (1501)를 포함할 수 있다. 상면 (1502) 및 바닥면 (1504)은 서로 적어도 하나의 측면 (1503)에 의해 분리된다. 측면 (1503)은 분리된 측면 일부들을 포함할 수 있고, 이들은 서로 본원의 다른 실시태양들에서 기술되는 바와 같이 외부 코너들에 의해 분리될 수 있다. 도시된 바와 같이, 및 하나의 특정 실시태양에서, 몸체 (1501)는 측면 (1503)에서 몸체 (1501) 내부로 연장되는 적어도 하나의 부분 절취부 (1521)를 포함할 수 있다. 도 15A의 형상화 연마 입자의 축 (1582)을 따라 취한 도 15B의 단면도에 도시된 바와 같이 부분 절취부는 몸체 (1501)에서 개구를 형성하고, 이는 상부 주면 (1502)에서 바닥 주면 (1504)까지 몸체 (1501) 전체 높이를 통과하여 연장될 수 있다. 하나의 실시태양에 따라 더욱 도시된 바와 같이, 부분 절취부 (1521)는, 특히 몸체의2개의 외부 코너들 사이의 몸체 (1501) 측면을 교차할 수 있다. 소정의 경우들에서, 부분 절취부 (1521)는 2개의 외부 코너들 사이 분리된 측면 일부의 중점 또는 가까이 위치할 수 있다. 다른 경우들에서, 부분 절취부 (1521)는 몸체 (1501)의 외부 코너 또는 가까이 위치할 수 있다.
하나의 특정 경우에서, 부분 절취부 (1521)는 고정 연마 물품에서 연마 입자의 개선된 전개 및/또는 형상화 연마 입자의 성능이 가능하도록 소정의 2차원 형상을 가질 수 있다. 부분 절취부 (1521) 형상울 언급하는 것은 부분 절취부 측면들 및 부분 절취부 (1521) 형성을 위하여 제거된 측면 (1503) 일부에 의해 형성되는 개구의2차원 형상을 언급하는 것으로 이해될 수 있다. 예를들면, 부분 절취부 (1521)는 (도 15A에 도시된 바와 같이) 평면에서 관찰될 때, 다각형, 불규칙 다각형, 타원형, 불규칙 형상, 십자-형상, 별-형상, 및 이들 조합의 군에서 선택되는 2차원 형상을 가질 수 있다. 더욱 특정한 경우들에서, 부분 절취부 (1521)는 삼각, 사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 및 이들 조합의 군에서 선택되는2차원 형상을 가질 수 있다. 도 15A의 부분 절취부 (1521)는 대체로 사각 형상, 및 더욱 상세하게, 직사각 2차원 형상을 가진다. 특히, 부분 절취부 (1521)는 표면들 (1521, 1523, 1524), 및 부분 절취부 (1521) 개구 형성을 위하여 제거되는 측면 (1503) 일부에 의해 형성된다. 소정의 경우들에서, 부분 절취부 (1521)는 몸체 내부 내에서 명백하게 형성되는 코너들에서 서로 교차하는 선형 측들을 가지고, 코너들은 내부 각이 180 도 미만, 예컨대 100 도 미만이다.
더욱 도시되는 바와 같이, 부분 절취부 (1521)는 길이 (Lpc) 및 폭 (Wpc)을 가질 수 있다. 소정의 경우들에서, 도 15A에 도시된 바와 같이, 부분 절취부의 길이 (Lpc)는 부분 절취부의 폭 (Wpc)과 다를 수 있다. 더욱 상세하게는, 부분 절취부 길이 (Lpc)는 부분 절취부 폭 (Wpc)보다 클 수 있다. 부분 절취부 길이 (Lpc) 및 부분 절취부 폭 (Wpc) 간의 관계는 도 14의 형상화 연마 입자에 대한 Ll1 및 Lc1 간에 대하여 기술된 관계와 동일할 수 있고, Lpc는 Lc1과 및 Wpc는 Ll1과 연관된다.
적어도 하나의 실시태양에서, 부분 절취부 (1521)는 몸체 (1501) 높이 전체로 관통 연장된다. 또한, 부분 절취부 (1521)는 몸체 (1521)의 전체 폭 및/또는 길이 일부에 대하여 연장될 수 있다. 도 15A에 도시된 바와 같이, 부분 절취부 (1521)는 측면으로부터 축 (1583)을 따라 연장될 수 있고 입자의 중점 (1581)을 포함한다. 또한, 다른 경우들에서, 부분 절취부 (1521)는 더 짧은 길이 (Lpc)를 가질 수 있어, 측면 (1503)으로부터 몸체 (1501) 내부로 일정 길이 연장되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 부분 절취부 (1521)는 측면 (1503)과 실질적으로 수직인 길이방향 축을 형성하는 길이 (Lpc)를 가질 수 있다. 예를들면, 도시된 바와 같이, 부분 절취부 (1521)는 축 (1583)을 따라 연장되는 길이 (Lpc)를 가질 수 있고, 이는 부분 절취부 (1521)를 교차하는 측면 (1503) 일부와 대체로 수직이다. 형상화 연마 입자 (1500)는 단일 부분 절취부 (1521)를 가지는 것으로 도시되지만, 형상화 연마 입자는 측면으로부터 몸체 (1501) 내부로 연장되는 몸체 내의 다수의 부분 절취부들을 가지도록 형성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 각각의 부분 절취부는 본원에 기재된 바와 같이 부분 절취부 (1521)와 연관된 임의의 속성을 가질 수 있다. 또한, 부분 절취부들은 고정 연마 물품에서 개선된 전개 및/또는 성능이 가능하도록 서로 상이한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
하나의 실시태양에 의하면, 적어도 하나의 부분 절취부를 포함하는 형상화 연마 입자는 형상화 연마 입자의 몸체 강도에 적합한 특정 형상 및/또는 치수의 부분 절취부를 가지도록 성형된다. 예를들면, 부분 절취부 (1521)는 특정 길이 (Lpc) 및 폭 (Wpc)을 가지도록 형성되고 또한, 몸체는 특정 강도를 가지되, 부분 절취부 길이 (Lpc), 부분 절취부 폭 (Wpc) 및 몸체 강도의 조합은 몸체 (1501)의 파쇄도를 조절하도록 구성되는 관계를 가진다.
특히 도 15B를 참조하면, 축 (1582)을 따르는 형상화 연마 입자의 단면도가 제공된다. 소정의 경우들에서, 부분 절취부 (1521)의 단면 형상을 형성하는 하나 이상의 코너들 (1531, 1532, 1533, 1534) (1531-1534)은 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 하나 이상의 코너들 (1531-1534)의 곡률 반경을 조절하면 고정 연마 물품에서 형상화 연마 입자의 전개 및/또는 성능 개선이 가능하다. 특히, 하나 이상의 코너들 (1531-1534)은 주면들 (1502, 1504)을 측면 (1503)에 연결하는 에지에 의해 형성되는 외부 코너들 (1506, 1507)과 비교하여 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다. 특정 경우들에서, 외부 코너들 (1506, 1507)는 단면에서 관찰되는 바와 같이 부분 절취부 (1521)의 에지들을 형성하는 하나 이상의 코너들 (1531-1534)와 비교하여 더 낮은 곡률 반경을 가질 수 있다.
형상화 연마 입자에서 부분 절취부 형성은 성형 공정 과정에서, 제한되지는 않지만 몰딩, 캐스팅, 인쇄, 압축, 압출, 및 이들 조합 동안에 수행될 수 있다. 예를들면, 부분 절취부는 혼합물 형상화 과정에서, 예컨대 하나 이상의 전구체 형상화 연마 입자에서 및 궁극적으로 최종-형성 형상화 연마 입자 내에서 부분 절취부를 형성하도록 구성되는 형상을 가지는 생산 도구를 이용하여 형성될 수 있다. 대안으로, 부분 절취부는 성형 후 혼합물에 예컨대 전구체 형상화 연마 입자 또는 최종-형성 형상화 연마 입자 상에 수행될 수 있는 하나 이상의 성형-후 조작에 의해 형성될 수 있다. 부분 절취부 형성에 적합한 일부 예시적 성형-후 조작들은 절입 (scoring), 절취 (cutting), 타각 (stamping), 압축, 에칭, 이온화, 가열, 융삭 (ablating), 기화, 가열, 및 이들 조합을 포함할 수 있다.
하나 이상의 부분 절취부들을 가지는 다양한 크기, 형상, 및 윤곽의 형상화 연마 입자를 포함한 다양한 타입의 연마 입자가 형성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면, 도 15C는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면도이다. 형상화 연마 입자 (1550)는 몸체 (1551)를 포함하고 이는 상부 주면 (1552) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1552) 반대측의 바닥 주면 (즉, 제2 주면), 및 상면 (1552) 및 바닥면 (평면도에서 미도시) 사이에서 연장되고 이들을 분리하는 적어도 하나의 측면 (1553)을 가진다. 도시된 바와 같이, 하나의 특정 실시태양에서, 몸체 (1551)는 측면 (1553)에서 몸체 (1551) 내부로 연장되는 적어도 하나의 부분 절취부 (1561)를 포함한다. 부분 절취부 (1561)는 본원에서 기술되는 연마 입자의 다른 부분 절취부들의 임의의 특징부들을 가질 수 있다.
또한, 도시되지는 않지만, 다른 경우들에서, 연마 입자는 실질적으로 크기 형상이 동일한 다수의 부분 절취부들을 가지도록 형성될 수 있다. 대안으로, 다른 실시태양들에서, 형상화 연마 입자는 다수의 부분 절취부들을 가지도록 성형될 수 있고, 다수 중 적어도 2개의 부분 절취부들은 서로 크기, 형상, 및/또는 윤곽에 있어서 서로 다르다. 부분 절취부의 특징부는 본원 실시태양들의 임의의 다른 특징부들, 예를들면, 제한되지는 않지만 하나 이상의 분리된 계단식 함몰부 및 기타 등을 가지는 형상화 연마 입자와 조합될 수 있다.
도 16A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도를 포함한다. 도 16B는 실시태양에 의한 도 16A 형상화 연마 입자의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1600)는 몸체 (1601)를 포함하고 이는 상부 주면 (1602) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1602) 반대측의 바닥 주면 (1604) (즉, 제2 주면)을 가진다. 상면 (1602) 및 바닥면 (1604)은 적어도 하나의 측면 (1603)에 의해 서로 분리될 수 있다. 측면 (1603)은 분리된 측면 일부들을 포함하고, 이들은 본원의 다른 실시태양들에서 기술된 바와 같이 외부 코너들에 의해 서로 분리될 수 있다.
실시태양에 의하면, 본원의 형상화 연마 입자는 하나 이상의 계단식 함몰부를 포함한다. 예를들면, 도 16A 및 16B에 도시된 바와 같이, 몸체 (1601)는 제1 분리된 계단식 함몰부 (1610), 제2 분리된 계단식 함몰부 (1620), 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1630)를 포함할 수 있다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1610)는 제1 외부 코너 (1607)에 위치하고 제2 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1620, 1630)과 이격된다. 제2 분리된 계단식 함몰부 (1620)는 제2 외부 코너 (1608)에 위치하고 제1 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1610, 1630)와 이격된다. 제3 분리된 계단식 함몰부 (1610)는 제3 외부 코너 (1609)에 위치하고 제1 및 제2 분리된 계단식 함몰부 (1610, 1620)로부터 이격된다. 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자는 형상화 연마 입자 몸체의 다양한 위치에서 하나 이상의 분리된 계단식 함몰부들을 포함할 수 있다.
본원 실시태양들의 분리된 계단식 함몰부는 임의의 적합한 기술을 이용하여 형성될 수 있다. 예를들면, 분리된 계단식 함몰부의 형성은 성형 공정 과정에서, 제한되지는 않지만 몰딩, 캐스팅, 인쇄, 압축, 압출, 및 이들 조합 동안에 수행될 수 있다. 예를들면, 분리된 계단식 함몰부는 혼합물 형상화 과정에서, 예컨대 하나 이상의 전구체 형상화 연마 입자에서 및 궁극적으로 최종-형성 형상화 연마 입자 내에서 분리된 계단식 함몰부를 형성하도록 구성되는 형상을 가지는 생산 도구를 이용하여 형성될 수 있다. 대안으로, 분리된 계단식 함몰부는 성형 후 혼합물에 예컨대 전구체 형상화 연마 입자 또는 최종-형성 형상화 연마 입자 상에 수행될 수 있는 하나 이상의 성형-후 조작에 의해 형성될 수 있다. 분리된 계단식 함몰부 형성에 적합한 일부 예시적 성형-후 조작들은 절입, 절취, 타각, 압축, 에칭, 이온화, 가열, 융삭, 기화, 가열, 및 이들 조합을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 분리된 계단식 함몰부 (1610)는 제1 함몰부 (1611)를 포함하고, 이는 제1 함몰부 (1611)를 형성하는 평탄면 및 몸체 (1601)의 상부 주면 (1602) 사이 거리로 측정되는 제1 깊이 (D1)를 가진다. 하나 이상의 분리된 계단식 함몰부가 제공되면 형상화 연마 입자 및 이러한 형상화 연마 입자를 이용하는 고정 연마 물품의 전개 및/또는 성능이 개선된다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1610)는 또한 제1 함몰부 (1611)를 둘러싸는 제2 함몰부 (1612)를 포함하고, 이는 제2 함몰부 (1612)를 형성하는 평탄면 및 몸체 (1601)의 상부 주면 (1602) 사이의 거리로 측정되는 제2 깊이 (D2)를 가진다. 깊이는 상부 주면 (1602)에 대한 몸체 (1601) 높이와 동일한 방법으로 측정될 수 있다. 또한, 제1 함몰부에서 입자 높이는 제2 함몰부 (1612)에서 입자 높이보다 작을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 특정 실시태양에 의하면, D1 및 D2는 서로 다를 수 있다. 예를들면, D1은 D2보다 클 수 있다. 더욱 상세하게, 적어도 하나의 실시태양에서, D1에 대한 D2의 비율 (D2/D1)은 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하 또는 약 0.9 이하 또는 약 0.85 이하 또는 약 0.8 이하 또는 약 0.75 이하 또는 약 0.7 이하 또는 약 0.65 이하 또는 약 0.6 이하 또는 약 0.55 이하 또는 약 0.5 이하 또는 약 0.45 이하 또는 약 0.4 이하 또는 약 0.35 이하 또는 약 0.3 이하 또는 약 0.35 이하 또는 약 0.3 이하 또는 약 0.25 이하 또는 약 0.2 이하 또는 약 0.15 이하 또는 약 0.1 이하 또는 약 0.05의 값을 가질 수 있다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, D1에 대한 D2의 비율 (D2/D1)은 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.15 또는 적어도 약 0.2 또는 적어도 약 0.3 또는 적어도 약 0.4 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9일 수 있다. D1에 대한 D2의 비율 (D2/D1)은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 제1 함몰부 (1611)는 측면 (1603)의 인접부들 사이 제1 외부 코너 (1607)를 포괄할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 함몰부 (1611)는 제1 코너 (1607) 및 제1 코너 (1607)에 인접한 측면 (1603) 일부와 교차하는 실질적인 평탄면을 포함한다. 제1 함몰부 (1611)는 제1 함몰부 (1611) 주면과 실질적으로 수직으로 연장되고 제1 함몰부 (1611) 주면 및 제2 함몰부 (1612) 주면을 연결하는 제1 수직면 (1613)에서 종료된다. 제1 함몰부 (1611)는 다양한 다른 형상 및 윤곽을 가지고, 평탄면에 국한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 제1 함몰부 (1611)는 평탄 및 만곡 에지들 및/또는 표면들의 조합을 포함할 수 있다.
도 16A의 제1 수직면 (1613)은 평면에서 관찰될 때 오목 형상의 대략 만곡 윤곽으로 도시된다 (도 16B 참고). 제1 수직면 (1613)의 만곡 윤곽으로 평면에서 관찰될 때 제1 함몰부 (1611)는 만곡 2차원 형상을 가진다. 제한되지는 않지만, 선형, 아치형, 타원형, 및 이들 조합을 포함하는 제1 수직면 (1613)의 다른 윤곽들이 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 제2 함몰부 (1612)가 제1 함몰부 (1611) 및 제1 외부 코너 (1607)를 포괄하도록 분리된 계단식 함몰부 (1610)가 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 함몰부 (1612)는 제1 수직면 (1613) 및 제1 코너 (1607) 및 제1 함몰부 (1611)에 인접하는 측면 (1603) 일부와 교차하는 실질적 평탄면을 포함한다. 제2 함몰부 (1612)의 실질적 평탄면은 제1 코너 (1607) 및 제1 함몰부 (1611) 양측의 측면 (1603)을 교차한다. 제2 함몰부 (1612)는 제1 수직면 (1613)과 제2 함몰부 (1612) 주면과의 연결에서 개시하여 제2 함몰부 (1612) 주면과 실질적으로 수직인 제2 수직면에서 종료된다. 제2 수직면 (1614)은 상부 주면 (1602)을 향하여 연장되고 이를 횡단한다. 제2 함몰부 (1612)는 다양한 다른 형상 및 윤곽을 가지고, 평탄면에 국한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 제2 함몰부 (1612)는 평탄 및 만곡 에지들 및/또는 표면들의 조합을 포함할 수 있다.
도 16A의 제2 수직면 (1614)은 평면에서 관찰될 때 오목 형상의 대략 만곡 윤곽으로 도시된다 (도 16B 참고). 제2 수직면 (1614)의 만곡 윤곽으로 평면에서 관찰될 때 제2 함몰부 (1614)는 만곡 2차원 형상을 가진다. 제한되지는 않지만, 선형, 아치형, 타원형, 및 이들 조합을 포함하는 제2 수직면 (1614)의 다른 윤곽들이 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
제1 함몰부 (1611) 및 제2 함몰부 (1612)는 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 특히, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 함몰부 (1611) 주면의 제1 면적은 제2 함몰부 (1612) 주면의 제2 면적과 다를 수 있다(예를들면, 작거나 크다). 분리된 계단식 함몰부들에 대한 제1 면적 및 제2 면적의 상대 면적을 조절하면 개선된 형상화 연마 입자 전개 및/또는 성능이 가능하다. 하나의 특정 실시태양에 의하면, 제1 함몰부 (1611)의 제1 면적은 제2 함몰부 (1612)의 제2 면적보다 작다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 제1 함몰부 (1611)의 제1 면적은 제2 함몰부 (1612)의 제2 면적보다 클 수 있다.
도 16C는 도 16B의 점선을 따라 취한 도 16A 및 16B의 형상화 연마 입자 (1600) 일부에 대한 단면도이다. 특히, 도면은 제3 분리된 계단식 함몰부 (1630)의 단면도이다. 하나의 실시태양에 의하면, 제3 외부 코너 (1609) 및 제1 및 제2 함몰부들 (1634, 1635)을 연결하는 코너들 (1631, 1632, 1633) (1631-1633)은 둥근 형상일 수 있다. 특정 경우들에서, 코너들 (1631-1633)은 소정의 곡률 반경을 가지는 둥근 윤곽들을 가질 수 있다. 실시태양에서, 코너들 (1631-1633) 사이에 놓이는 내부 코너들이 둥근 형상일 수 있다. 코너들의 일부 둥근 형상, 특히 다른 코너들 (예를들면, 코너 1651)보다 큰 곡률 반경 (즉, 더 작은 팁 첨예도)은 형상화 연마 입자의 개선된 전개 및/또는 성능을 가능하게 한다.
다양한 유형의 형상화 연마 입자 제한되지는 않지만 다양한 형상, 크기, 및 윤곽의 형상화 연마 입자는 하나 이상의 계단식 함몰부를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 하나 이상의 계단식 함몰부 배치는 형상화 연마 입자 및 연관 고정 연마 물품의 성능을 조절하기 위하여 변경될 수 있다. 도 16D는 실시태양에 따라 적어도 하나의 계단식 함몰부를 포함하는 대안의 형상화 연마 입자의 평면도이다. 도 16E는 도 16D 형상화 연마 입자의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1660)는 몸체 (1661)를 포함하고 이는 상부 주면 (1662) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1662) 반대측 바닥 주면 (1664) (즉, 제2 주면)을 가진다. 상면 (1662) 및 바닥면 (1664)은 적어도 하나의 측면 (1663)에 의해 서로 분리된다. 측면 (1663)은 분리된 측면 일부들을 가지고, 이는 본원의 다른 실시태양들에서 기술된 바와 같이 외부 코너들에 의해 서로 분리될 수 있다.
본원의 형상화 연마 입자 (1660)는 하나 이상의 계단식 함몰부를 포함한다. 예를들면, 도 16D 및 16E에 도시된 바와 같이, 몸체 (1661)는 제1 분리된 계단식 함몰부 (1670), 제2 분리된 계단식 함몰부 (1675), 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1680)를 포함한다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1670)는 제1 외부 코너 (1671)에 위치하고 제2 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1675, 1680)와 이격된다. 제2 분리된 계단식 함몰부 (1675)는 제2 외부 코너 (1676)에 위치하고 제1 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1670, 1680)와 이격된다. 제3 분리된 계단식 함몰부 (1680)는 제3 외부 코너 (1681)에 위치하고 제1 및 제2 분리된 계단식 함몰부 (1670, 1675)로부터 이격된다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1670), 제2 분리된 계단식 함몰부 (1675), 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1680)는 본원의 실시태양들에서 기술되는 분리된 계단식 함몰부의 임의의 특징부들을 가질 수 있다. 예를들면, 도시된 바와 같이, 각각의 분리된 계단식 함몰부 (1670, 1675, 1680)는 수직면들로 분리되고 소정의 높이들을 가지는 다중 함몰부를 포함하고, 이들은 형상화 연마 입자의 소정의 성능을 가능하게 하는 서로에 대한 특정 관계를 가질 수 있다. 또한 본원의 실시태양들에서 기술되는 바와 같이, 각각의 분리된 계단식 함몰부 (1670, 1675, 1680)는 소정의 형상 및 윤곽을 가질 수 있고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
도 17A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다. 도 17B는 실시태양에 의한 도 17A 형상화 연마 입자의 평면도이다. 도 17C는 축 (1785)에서 절취되는 도 17B 형상화 연마 입자 일부에 대한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1700)는 몸체 (1701)를 포함하고, 이는 상부 주면 (1702) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1702) 반대측 바닥 주면 (1704) (즉, 제2 주면)을 가진다. 상면 (1702) 및 바닥면 (1704)은 적어도 하나의 측면 (1703)에 의해 서로 분리된다. 측면 (1703)은 분리된 측면 일부들을 포함하고, 이들은 본원의 다른 실시태양들에서 기술되는 바와 같이 외부 코너들에 의해 서로 분리될 수 있다.
실시태양에 의하면, 본원의 형상화 연마 입자는 하나 이상의 계단식 함몰부를 포함할 수 있다. 예를들면, 도 17A-C에 도시된 바와 같이, 몸체 (1701)는 제1 분리된 계단식 함몰부 (1710), 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720), 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1730)를 포함할 수 있다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1710)는 제1 및 제2 외부 코너들 (1707, 1708) 사이에 연장되는 제1 측면 일부 (1771)를 따라 위치한다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1710)는 제1 및 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720, 1730)와 이격될 수 있다. 특히, 제1 및 제2 함몰부들 (1711, 1712)과 제1 측면 일부 (1771)와의 교차에 의해 형성되는 제1 분리된 계단식 함몰부 (1710)의 경계는 제1 및 제2 외부 코너들 (1707, 1708)로부터 이격된다. 하나의 특정 실시태양에서, 제1 분리된 계단식 함몰부 (1710) 일부가 몸체 (1701)의 외부 코너와 교차하지 않도록 제1 분리된 계단식 함몰부 (1710)가 형성될 수 있다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1710) 일부에 대한 다양한 형상 및 윤곽 상세 사항은 본원에서 기술되지만, 본원 기재 이상의 다른 표면 형상, 크기, 및 윤곽이 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시되는 바와 같이, 몸체 (1701)는 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720)를 더욱 포함할 수 있다. 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720)는 제2 및 제3 외부 코너들 (1708, 1709) 사이에서 연장되는 제2 측면 일부 (1772)를 따라 위치할 수 있다. 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720)는 제1 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1710, 1730)로부터 이격될 수 있다. 특히, 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720)의 경계는 제2 및 제3 외부 코너들 (1708, 1709)과 이격된다. 하나의 특정 실시태양에서, 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720)는 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720) 일부가 몸체 (1701)의 외부 코너와 교차하지 않도록 형성될 수 있다. 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720) 일부에 대한 다양한 형상 및 윤곽 상세 사항은 본원에서 기술되지만, 본원 기재 이상의 다른 표면 형상, 크기, 및 윤곽이 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시되는 바와 같이, 몸체 (1701)는 제3 분리된 계단식 함몰부 (1730)를 더욱 포함할 수 있다. 제3 분리된 계단식 함몰부 (1730)는 제1 및 제3 외부 코너들 (1707, 1709) 사이에서 연장되는 제2 측면 일부 (1773)를 따라 위치할 수 있다. 제3 분리된 계단식 함몰부 (1730)는 제1 및 제2 분리된 계단식 함몰부 (1710, 1720)와 이격될 수 있다. 특히, 제3 분리된 계단식 함몰부 (1730) 경계는 제1 및 제3 외부 코너들 (1707, 1709)과 이격될 수 있다. 하나의 특정 실시태양에서, 제3 분리된 계단식 함몰부 (1730)는 제3 분리된 계단식 함몰부 (1730) 일부가 몸체 (1701)의 외부 코너와 교차하지 않도록 형성될 수 있다. 제3 분리된 계단식 함몰부 (1730) 일부에 대한 다양한 형상 및 윤곽 상세 사항은 본원에서 기술되지만, 본원 기재 이상의 다른 표면 형상, 크기, 및 윤곽이 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
몸체 (1701)의 제1, 제2, 및/또는 제3 분리된 계단식 함몰부 중 임의의 하나는 본원 실시태양들에서 기재된 바와 같이 다른 분리된 계단식 함몰부의 임의의 하나 이상의 특징부들을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 분리된 계단식 함몰부 (1710)는 제1 함몰부 (1711)를 포함하고 이는 제1 함몰부 (1711)를 형성하는 평탄면 및 몸체 (1701)의 상부 주면 (1702) 사이 거리로 측정되는 제1 깊이 (D1)를 가진다. 하나 이상의 분리된 계단식 함몰부가 제공되면 형상화 연마 입자 및 이러한 형상화 연마 입자를 이용하는 고정 연마 물품의 전개 및/또는 성능이 개선된다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1710)는 또한 제1 함몰부 (1711)를 둘러싸는 제2 함몰부 (1712)를 포함하고, 이는 제2 함몰부 (1712)를 형성하는 평탄면 및 몸체 (1701)의 상부 주면 (1702) 사이의 거리로 측정되는 제2 깊이 (D2)를 가진다. 깊이는 상부 주면 (1702)에 대한 몸체 (1701) 높이와 동일한 방법으로 측정될 수 있다. 또한, 제1 함몰부에서 입자 높이는 제2 함몰부 (1712)에서 입자 높이보다 작을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 특정 실시태양에 의하면, D1 및 D2는 서로 다를 수 있다. 예를들면, D1은 D2보다 클 수 있다. 더욱 상세하게, 적어도 하나의 실시태양에서, D1에 대한 D2의 비율 (D2/D1)은 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하 또는 약 0.9 이하 또는 약 0.85 이하 또는 약 0.8 이하 또는 약 0.75 이하 또는 약 0.7 이하 또는 약 0.65 이하 또는 약 0.6 이하 또는 약 0.55 이하 또는 약 0.5 이하 또는 약 0.45 이하 또는 약 0.4 이하 또는 약 0.35 이하 또는 약 0.3 이하 또는 약 0.35 이하 또는 약 0.3 이하 또는 약 0.25 이하 또는 약 0.2 이하 또는 약 0.15 이하 또는 약 0.1 이하 또는 약 0.05의 값을 가질 수 있다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, D1에 대한 D2의 비율 (D2/D1)은 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.15 또는 적어도 약 0.2 또는 적어도 약 0.3 또는 적어도 약 0.4 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.9일 수 있다. D1에 대한 D2의 비율 (D2/D1)은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본원의 임의의 실시태양들의 임의의 분리된 계단식 함몰부는 둘 이상의 함몰부들 사이 이러한 관계를 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도시된 바와 같이, 제1 함몰부 (1711)는 측면 (1703)과 교차하는 실질적 평탄면을 포함할 수 있다. 제1 함몰부 (1711)는 제1 함몰부 (1711) 주면과 실질적으로 수직으로 연장되고 제1 함몰부 (1711) 주면 및 제2 함몰부 (1712) 주면을 연결하는 제1 수직면 (1713)에서 종료된다. 제1 함몰부 (1711)는 다양한 다른 형상 및 윤곽을 가지고, 평탄면에 국한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 제1 함몰부 (1711)는 평탄 및 만곡 에지들 및/또는 표면들의 조합을 포함할 수 있다.
도 17A의 제1 수직면 (1713)은 평면에서 관찰될 때 오목 형상의 대략 만곡 윤곽으로 도시된다 (도 17B 참고). 제1 수직면 (1713)의 만곡 윤곽으로 평면에서 관찰될 때 제1 함몰부 (1711)는 만곡 2차원 형상을 가진다. 제한되지는 않지만, 선형, 아치형, 타원형, 및 이들 조합을 포함하는 제1 수직면 (1713)의 다른 윤곽들이 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 제2 함몰부 (1712)가 제1 함몰부 (1711) 및 제1 함몰부 (1711)와 교차하는 측면 일부와 비교할 때 더욱 큰 측면 일부를 포괄하도록 분리된 계단식 함몰부 (1710)가 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 함몰부 (1712)는 제1 수직면 (1713) 및 측면 (1703) 일부들, 및 더욱 상세하게, 제1 측면 일부 (1771)와 교차하는 실질적 평탄면을 포함한다. 제2 함몰부 (1712)의 실질적 평탄면은 제1 함몰부 (1711) 양측에서 측면 (1703)과 교차한다. 제2 함몰부 (1712)는 제1 수직면 (1713)과 제2 함몰부 (1712) 주면과의 연결에서 개시하여 제2 함몰부 (1712) 주면과 실질적으로 수직인 제2 수직면 (1714)에서 종료된다. 제2 수직면 (1714)은 상부 주면 (1702)을 향하여 연장되고 이를 횡단한다. 제2 함몰부 (1712)는 다양한 다른 형상 및 윤곽을 가지고, 평탄면에 국한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 제2 함몰부 (1712)는 평탄 및 만곡 에지들 및/또는 표면들의 조합을 포함할 수 있다.
도 17A의 제2 수직면 (1714)은 평면에서 관찰될 때 오목 형상의 대략 만곡 윤곽으로 도시된다 (도 17B 참고). 제2 수직면 (1714)의 만곡 윤곽으로 평면에서 관찰될 때 제2 함몰부 (1714)는 만곡 2차원 형상을 가진다. 제한되지는 않지만, 선형, 아치형, 타원형, 및 이들 조합을 포함하는 제2 수직면 (1714)의 다른 윤곽들이 고려될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
본원의 분리된 계단식 함몰부의 다른 특징부들에 의해 기술된 바와 같이, 제1 함몰부 (1711) 및 제2 함몰부 (1712)는 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 특히, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 함몰부 (1711) 주면의 제1 면적은 제2 함몰부 (1712) 주면의 제2 면적과 다를 수 있다(예를들면, 작거나 크다). 분리된 계단식 함몰부들에 대한 제1 면적 및 제2 면적의 상대 면적을 조절하면 개선된 형상화 연마 입자 전개 및/또는 성능이 가능하다. 하나의 특정 실시태양에 의하면, 제1 함몰부 (1711)의 제1 면적은 제2 함몰부 (1712)의 제2 면적보다 작다. 또한, 또 다른 실시태양에서, 제1 함몰부 (1711)의 제1 면적은 제2 함몰부 (1712)의 제2 면적보다 클 수 있다.
도 17C는 도 17B의 점선을 따라 취한 도 17A 및 17B의 형상화 연마 입자 (1700) 일부에 대한 단면도이다. 특히, 도면은 제2 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1720, 1730) 일부들에 대한 단면도이다. 하나의 실시태양에 의하면, 제2 분리된 계단식 함몰부 (1720)의 코너들 (1731, 1732, 1733) (1731-1733)은 소정의 곡률 반경을 가지는 둥근 윤곽을 가질 수 있다. 실시태양에서, 코너들 (1731-1733) 사이에 놓이는 내부 코너들이 둥근 형상일 수 있다. 코너들의 일부 둥근 형상, 특히 다른 코너들 (예를들면, 코너 1751)보다 큰 곡률 반경 (즉, 높은 팁 첨예도)은 형상화 연마 입자의 개선된 전개 및/또는 성능을 가능하게 한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 코너들 (1731-1733)은 서로 실질적으로 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 다른 경우들에서, 코너들 (1731-1733)은 서로 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다.
하나의 실시태양에 의하면, 제3 분리된 계단식 함몰부 (1730)의 코너들 (1741, 1742, 1743) (1741-1743)은 소정의 곡률 반경을 가지는 둥근 윤곽을 가질 수 있다. 코너들의 일부 둥근 형상, 특히 다른 코너들 (예를들면, 코너 1751)보다 큰 곡률 반경 (즉, 높은 팁 첨예도)은 형상화 연마 입자의 개선된 전개 및/또는 성능을 가능하게 한다. 적어도 하나의 실시태양에서, 코너들 (1741-1743)은 서로 실질적으로 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 다른 경우들에서, 코너들 (1741-1743)은 서로 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다. 또한, 코너들 (1731-1733) 및 코너들 (1741-1743)은 서로 실질적으로 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 다른 경우들에서, 코너들 (1731-1733) 및 코너들 (1741-1743)은 서로 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다.
다양한 유형의 형상화 연마 입자 제한되지는 않지만 다양한 형상, 크기, 및 윤곽의 형상화 연마 입자는 본원의 실시태양들에서 기술되는 바와 같이 하나 이상의 계단식 함몰부를 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 하나 이상의 계단식 함몰부 배치는 형상화 연마 입자 및 연관 고정 연마 물품의 성능을 조절하기 위하여 변경될 수 있다. 도 17D는 실시태양에 따라 적어도 하나의 계단식 함몰부를 포함하는 대안의 형상화 연마 입자의 평면도이다. 도 17E는 도 17D 형상화 연마 입자의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1780)는 몸체 (1781)를 포함하고 이는 상부 주면 (1782) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1782) 반대측 바닥 주면 (1784) (즉, 제2 주면)을 가진다. 상면 (1782) 및 바닥면 (1784)은 적어도 하나의 측면 (1783)에 의해 서로 분리된다. 측면 (1783)은 분리된 측면 일부들을 가지고, 이는 본원의 다른 실시태양들에서 기술된 바와 같이 외부 코너들에 의해 서로 분리될 수 있다.
본원의 형상화 연마 입자 (1780)는 하나 이상의 계단식 함몰부를 포함한다. 예를들면, 도 17D 및 17E에 도시된 바와 같이, 몸체 (1781)는 제1 분리된 계단식 함몰부 (1791), 제2 분리된 계단식 함몰부 (1792), 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1793)를 포함한다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1791)는 제1 측면 일부 (1794)을 따라 위치하고, 일부는 외부 코너들 (1786’, 1787) 사이에 연장되는 아치형 측면 영역 반대측에 외부 코너들 (1786, 1786’) 사이에 연장되고 측면 (1783)의 선형 일부를 형성한다. 제2 분리된 계단식 함몰부 (1792)는 제2 측면 일부 (1795)를 따라 위치하고, 일부는 외부 코너들 (1787’, 1788) 사이에 연장되는 아치형 측면 영역 반대측에 외부 코너들 (1787, 1787’) 사이에 연장되고 측면 (1783)의 선형 일부를 형성한다. 제3 분리된 계단식 함몰부 (1793)는 제3 측면 일부 (1796)를 따라 위치하고, 일부는 외부 코너들 (1788’, 1786) 사이에 연장되는 아치형 측면 영역 반대측에 외부 코너들 (1788, 1788’) 사이에 연장되고 측면 (1783)의 선형 일부를 형성한다. 분리된 계단식 함몰부 (1791, 1792, 1793)는 본원의 실시태양들에서 기재된 분리된 계단식 함몰부의 임의의 특징부들을 가질 수 있다. 예를들면, 도시된 바와 같이, 각각의 분리된 계단식 함몰부 (1670, 1675, 1680)는 수직면들로 분리되고 소정의 높이들을 가지는 다중 함몰부를 포함하고, 이들은 형상화 연마 입자의 소정의 성능을 가능하게 하는 서로에 대한 특정 관계를 가질 수 있다. 또한 본원의 실시태양들에서 기술되는 바와 같이, 각각의 분리된 계단식 함몰부 (1791, 1792, 1793)는 소정의 형상 및 윤곽을 가질 수 있고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 도 17D 및 17E의 실시태양은 분리된 계단식 함몰부 (1791, 1792, 1793)가 측면의 선형 일부를 따라 위치하는 것으로 도시되지만, 소정의 형상화 연마 입자는 하나 이상의 분리된 계단식 함몰부가 측면의 아치형 일부에 형성될 수 있다는 것을 고려하여야 한다. 예를들면, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 분리된 계단식 함몰부는 외부 코너들 (1786’, 1787) 사이에 연장되는 아치형 측면 일부를 따라 위치할 수 있다.
또한, 분리된 계단식 함몰부를 포함하는 본원의 임의의 실시태양들에 있어서, 분리된 계단식 함몰부는 형상화 연마 입자 몸체의 하나 이상의 주면 및/또는 측면에 존재할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 형상화 연마 입자는 다수의 분리된 계단식 함몰부를 포함할 수 있고, 함몰부는 서로 상이한 형상, 크기, 및/또는 위치를 가질 수 있다. 본원 실시태양들의 분리된 계단식 함몰부는 본원의 실시태양들에서 정의되는 임의의 공정으로 형성될 수 있다.
도 18A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다. 도 18B는 축 (1882)에서 절취되는 도 18A 형상화 연마 입자 일부에 대한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1800)는 몸체 (1801)를 포함하고, 이는 상부 주면 (1802) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1802) 반대측 바닥 주면 (1804) (즉, 제2 주면)을 가진다. 상면 (1802) 및 바닥면 (1804)은 적어도 하나의 측면 (1803)에 의해 서로 분리된다. 측면 (1803)은 분리된 측면 일부들을 포함하고, 이들은 본원의 다른 실시태양들에서 기술되는 바와 같이 외부 코너들에 의해 서로 분리될 수 있다.
실시태양에 의하면, 본원의 형상화 연마 입자는 하나 이상의 계단식 함몰부를 포함할 수 있다. 예를들면, 도 18A에 도시된 바와 같이, 몸체 (1801)는 제1 분리된 계단식 함몰부 (1810), 제2 분리된 계단식 함몰부 (1820), 및 제3 분리된 계단식 함몰부 (1830)를 포함할 수 있다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1810)는 제1 및 제2 외부 코너들 (1807, 1808) 사이에 연장되는 제1 측면 일부 (1871)를 따라 위치한다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1810)는 제1 및 제2 분리된 계단식 함몰부 (1820, 1830)와 이격될 수 있다. 특히, 에지들 (1814, 1815) 및 코너들 (1812, 1813)에 의해 형성되는 제1 분리된 계단식 함몰부 (1810)의 경계는 제1 및 제2 외부 코너들 (1807, 1808)로부터 이격된다. 하나의 특정 실시태양에서, 제1 분리된 계단식 함몰부 (1810) 일부가 몸체 (1801)의 외부 코너와 교차하지 않도록 제1 분리된 계단식 함몰부 (1810)가 형성될 수 있다. 제1 분리된 계단식 함몰부 (1810) 일부에 대한 다양한 형상 및 윤곽 상세 사항은 본원에서 기술되지만, 본원 기재 이상의 다른 표면 형상, 크기, 및 윤곽이 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
함몰부는 본원의 실시태양들에서 정의되는 임의의 공정으로 형성될 수 있다. 본원 실시태양들의 함몰부는 임의의 적합한 기술을 이용하여 성형될 수 있다. 예를들면, 함몰부는 혼합물 형상화 과정에서, 예컨대 하나 이상의 전구체 형상화 연마 입자에서 및 궁극적으로 최종-형성 형상화 연마 입자 내에서 함몰부를 형성하도록 구성되는 형상을 가지는 생산 도구를 이용하여 형성될 수 있다. 대안으로, 함몰부는 성형 후 혼합물에 예컨대 전구체 형상화 연마 입자 또는 최종-형성 형상화 연마 입자 상에 수행될 수 있는 하나 이상의 성형-후 조작에 의해 형성될 수 있다. 함몰부 형성에 적합한 일부 예시적 성형-후 조작들은 절입, 절취, 타각, 압축, 에칭, 이온화, 가열, 융삭, 기화, 가열, 및 이들 조합을 포함할 수 있다.
더욱 도시되는 바와 같이, 몸체 (1801)는 제2 함몰부 (1820)를 더욱 포함할 수 있다. 제2 함몰부 (1820)는 제2 및 제3 외부 코너들 (1808, 1809) 사이에 연장되는 제2 측면 일부 (1872)를 따라 위치한다. 제2 함몰부 (1820)는 제1 및 제3 함몰부들 (1810, 1830)로부터 이격될 수 있다. 특히, 제2 함몰부 (1820)의 경계는 제2 및 제3 외부 코너들 (1808, 1809)로부터 이격된다. 하나의 특정 실시태양에서, 제2 함몰부 (1820)는 제2 함몰부 (1820) 일부가 몸체 (1801)의 외부 코너와 교차하지 않도록 형성될 수 있다. 제2 분리된 계단식 함몰부 (1820) 일부에 대한 다양한 형상 및 윤곽 상세 사항은 본원에서 기술되지만, 본원 기재 이상의 다른 표면 형상, 크기, 및 윤곽이 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시되는 바와 같이, 몸체 (1801)는 제3 함몰부 (1830)를 더욱 포함할 수 있다. 제3 함몰부 (1830)는 제1 및 제3 외부 코너들 (1807, 1809) 사이에 연장되는 제2 측면 일부 (1873)를 따라 위치할 수 있다. 제3 함몰부 (1830)는 제1 및 제2 함몰부들 (1810, 1820)과 이격될 수 있다. 특히, 제3 분리된 계단식 함몰부 (1830)의 경계는 제1 및 제3 외부 코너들 (1807, 1809)과 이격될 수 있다. 하나의 특정 실시태양에서, 제3 함몰부 (1830)는 제3 분리된 계단식 함몰부 (1830) 일부가 몸체 (1801)의 외부 코너를 가로지르지 않도록 형성될 수 있다. 제3 분리된 계단식 함몰부 (1830) 일부에 대한 다양한 형상 및 윤곽 상세 사항은 본원에서 기술되지만, 본원 기재 이상의 다른 표면 형상, 크기, 및 윤곽이 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
몸체 (1801)의 임의의 하나의 제1, 제2, 및/또는 제3 함몰부 (1810, 1820, 1830)는 본원 실시태양들에서 기재된 바와 같이 다른 함몰부의 임의의 하나 이상의 특징부들을 가질 수 있다. 또한, 도 18C 및 18D에 도시된 바와 같이, 다양한 상이한 유형의 형상화 연마 입자들은 다양한 개수 및 배치의 함몰부들을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 도 18A에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 실시태양에서, 제1 함몰부 (1810)는 만곡 윤곽을 가지는 제1 표면 (1816)을 포함한다. 제1 함몰부 (1810)는 주면 (1802)과 교차하고 코너들 (1812, 1813) 사이에 연장되는 제1 에지 (1814)에 의해 형성되고 코너들은 제1 측면 일부 (1871)와 몸체 (1801)의 상부 주면 (1802)과의 연결로 형성되는 에지 (1811)에 의해 형성된다.
하나의 특정 실시태양에 의하면, 제1 에지 (1814)는 만곡 윤곽을 가질 수 있다. 더욱 상세하게, 제1 에지 (1814)는 단조 곡선 (1814)일 수 있고, 이는 곡률이 실질적으로 동일하고 상부 주면 (1802) 일부를 통과하는 매끈한 아치형 경로를 형성한다. 또 다른 실시태양에 의하면, 제2 에지 (1815)는 만곡 윤곽을 가질 수 있다. 더욱 상세하게, 제2 에지 (1815)는 단조 곡선 (1815)일 수 있고, 이는 곡률이 실질적으로 동일하고 제1 측면 일부 (1871) 일부를 통과하는 매끈한 아치형 경로를 형성한다. 본원에서, 제1 및 제2 에지들 (1814, 1815)은 선형 윤곽을 포함할 수 있고, 선형 및 만곡 영역들의 조합을 포함할 수 있다는 것을 이해하고 고려되어야 한다.
하나의 특정 실시태양에 의하면, 제1 에지 (1814)는 에지 (1811)에 있는 코너 (1812)에서 개시되어 상부 주면 (1802)을 통해 연장되고 몸체의 에지 (1811)에 있는 코너 (1813)에서 종료된다. 또한, 제2 에지 (1815)는 에지 (1811)에 있는 코너 (1812)에서 시작되고 제1 측면 일부 (1871)를 통해 연장되고 몸체의 에지 (1811)에 놓인 코너 (1813)에서 끝난다. 따라서, 하나의 특정 실시태양에서, 제1 및 제2 에지들 (1814, 1815)은 에지 (1811)에 위치한 제1 및 제2 코너들 (1812, 1813)에서 서로 교차하고 연결된다.
하나의 양태에서, 제1 함몰부 (1810)는 만곡 윤곽을 가질 수 있는 제1 표면 (1816)을 포함한다. 특히, 제1 표면 (1816)은 오목 윤곽을 가질 수 있고, 더욱 상세하게, 제1 표면 (1816)은 몸체 (1801)의 제1 측면 (1817) 에지 (1811) 에서 오목 윤곽을 형성할 수 있다. 소정의 경우들에서, 제1 표면 (1816)은 일부 구형으로 정의되는 곡률을 가질 수 있다. 예를들면, 제3 표면 (1836)을 가지는 제3 함몰부 (1830)에 대하여 도시된 바와 같이, 오목한 제3 표면 (1836)의 최저점 (1831)은 제1 외부 코너 (1807)에서 연장되어 몸체 (1801) 중점을 통하는 축 (1881)을 따라 제3 표면 (1836) 중심에 위치한다.
도 18A에 더욱 도시되는 바와 같이, 제1 함몰부 (1810)는 제1 함몰부 (1810)의 최장 치수를 정하는 제1 길이 (Lfd)를 가질 수 있다. 제1 함몰부 (1810)의 길이는 실질적으로 에지 (1811)를 따라 연장된다. 또한, 제1 함몰부 (1810)의 길이 (Lfd)는 몸체의 다른 치수에 대하여 조절되어, 형상화 연마 입자 (1800)의 전개 및/또는 성능을 개선시킨다. 예를들면, 제1 함몰부 (1810)의 길이 (Lfd)는 측면 (1803)의 제1 측면 일부 (1871)의 길이 (Lfsp)에 대하여 특정 관계를 가질 수 있다. 특히, 제1 함몰부 (1810)의 길이 (Lfd)는 제1 측면 일부 (1871)의 길이 (Lfsp)보다 작다. 또한, 제1 측면 일부 (1871)의 길이 (Lfsp)에 대한 제1 함몰부 (1810)의 상대 길이 (Lfd)는 본원의 도 14 실시태양에서 제시되는 제1 만곡 영역 길이 (Lc1)와 제1 일부의 총 길이 (Lfp1) 간에 대하여 제시된 관계와 동일할 수 있다. 예를들면, 길이 (Lfd) 및 길이 (Lfsp) 사이의 관계는 길이 인자 (Lfd/Lfsp)를 정의하고, 이는 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하 또는 약 0.9 이하 또는 약 0.85 이하 또는 약 0.8 이하 또는 약 0.75 이하 또는 약 0.7 이하 또는 약 0.65 이하 또는 약 0.6 이하 또는 약 0.55 이하 또는 약 0.5 이하 또는 약 0.45 이하 또는 약 0.4 이하 또는 약 0.35 이하 또는 약 0.3 이하 또는 약 0.35 이하 또는 약 0.3 이하 또는 약 0.25 이하 또는 약 0.2 이하 또는 약 0.15 이하 또는 약 0.1 이하 또는 약 0.05 이하이다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 길이 인자 (Lfd/Lfsp)는 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1, 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2일 수 있다. 길이 인자 (Lfd/Lfsp)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 18B는 축 (1882)를 따라 취한 형상화 연마 입자 (1800) 일부의 단면도이다. 특히, 도면은 제2 및 제3 함몰부들 (1820, 1830) 일부들의 단면도이다. 하나의 실시태양에 의하면, 제2 함몰부 (1820)의 표면 (1826)은 만곡 형상, 더욱 상세하게, 형상화 연마 입자 (1800)의 몸체 (1801) 내부로 연장되는 대략 오목 형상을 가질 수 있다. 단면에서 관찰되는 바와 같이 표면 (1826)은 에지의 코너들 (1828, 1829)를 포함할 수 있고, 이들은 도시된 바와 같이 상대적으로 첨예하다. 다른 경우들에서, 본원의 다른 실시태양들에서 도시되고 기술되는 바와 같이 코너들 (1828, 1829)은 더욱 둥근 형상일 수 있고, 더욱 큰 곡률 반경을 형성할 수 있다. 도 18B에 더욱 도시되는 바와 같이, 제3 함몰부 (1830)의 표면 (1836)은 만곡 형상, 더욱 상세하게, 형상화 연마 입자 (1800)의 몸체 (1801) 내부로 연장되는 대략 오목 형상을 가질 수 있다. 단면에서 관찰되는 바와 같이 표면 (1836)은 에지들의 코너들 (1838, 1839)를 포함할 수 있고, 이들은 도시된 바와 같이 상대적으로 첨예하다. 다른 경우들에서, 본원의 다른 실시태양들에서 도시되고 기술되는 바와 같이 코너들 (1838, 1839)은 더욱 둥근 형상일 수 있고, 더욱 큰 곡률 반경을 형성할 수 있다.
도 18C, 18D, 및 18E는 실시태양들에 의한 함몰부를 포함하는 다른 형상화 연마 입자의 사시도이다. 도 18C 및 18D의 형상화 연마 입자는 입자의 측면 및 상부 주면 사이의 소정의 일부 에지들에 위치하는 함몰부를 포함한다. 함몰부는 본원의 실시태양들에서 기재된 임의의 함몰부 특징부들을 가질 수 있다. 특히, 도 18C의 형상화 연마 입자는 만곡 윤곽을 가지는 측면 일부들에 위치한 함몰부를 포함한다. 도 18D의 형상화 연마 입자는 선형 형상을 가지는 측면 일부들에 놓이는 함몰부를 포함한다. 도 18E에 더욱 도시되는 바와 같이, 형상화 연마 입자는 실시태양에 의한 단일 함몰부를 가지도록 형성될 수 있다.
도 19A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (1900)는 몸체 (1901)를 포함하고 이는 상부 주면 (1902) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (1902) 반대측에 바닥 주면 (1904) (즉, 제2 주면)을 가진다. 상면 (1902) 및 바닥면 (1904)은 적어도 하나의 측면 (1903)에 의해 서로 분리된다. 측면 (1903)은 분리된 측면 일부들을 포함하고, 이는 본원의 다른 실시태양들에서 기술되는 바와 같이 외부 코너들에 의해 서로 나누어진다.
적어도 하나의 실시태양에서, 측면 (1903)은 제1 높이 (h1)를 가지는 제1 영역 (1905)을 포함한다. 측면 (1903)은 제2 높이 (h2)를 가지는 제2 영역 (1906)을 더욱 포함할 수 있다. 제1 및 제2 영역들 (1905, 1906)의 제1 및 제2 높이들 (h1 및 h2)의 합은 측면 (1903)에서 몸체 (1901)의 총 높이를 형성한다. 특정 경우들에서, 제1 높이 (h1)는 총 높이에 대해 특정 관계를 가질 수 있다. 예를들면, 제1 높이 (h1)는 측면 (1903)에서 몸체 (1901) 대부분 높이에 대하여 연장될 수 있다. 또 다른 실시태양에서, 제2 높이 (h2)는 측면 (1903)에서 몸체 (1901) 소부분의 높이에 대하여 연장될 수 있다.
적어도 하나의 실시태양에서, h1은 h2보다 크다. h1 및 h2 간의 관계는 비율 (h2/h1)로 정의되며, 비율 (h2/h1)은 약 1 이하, 예컨대 약 0.95 이하 또는 약 0.9 이하 또는 약 0.85 이하 또는 약 0.8 이하 또는 약 0.75 이하 또는 약 0.7 이하 또는 약 0.65 이하 또는 약 0.6 이하 또는 약 0.55 이하 또는 약 0.5 이하 또는 약 0.45 이하 또는 약 0.4 이하 또는 약 0.35 이하 또는 약 0.3 이하 또는 약 0.35 이하 또는 약 0.3 이하 또는 약 0.25 이하 또는 약 0.2 이하 또는 약 0.15 이하 또는 약 0.1 이하 또는 약 0.05 이하의 값을 가질 수 있다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 비율 (h2/h1)은 적어도 약 0.05, 예컨대 적어도 약 0.1 또는 적어도 약 0.15, 또는 적어도 약 0.2일 수 있다. 비율 (h2/h1)은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
더욱 도시되는 바와 같이, 본원 실시태양들의 소정의 형상화 연마 입자에서, 측면 (1903)은 제2 영역 (1906)을 포함하고 이는 측면 (1903) 및 몸체 (1901) 바닥 주면 (1904)에 연결되고 몸체 (1901) 측면 (1903)에서 더욱 외향 연장되는 플랜지 (1907)를 포함한다. 플랜지는 생산 도구에 혼합물을 과충전하여 형성될 수 있고, 형상화 연마 입자의 전개 및/또는 성능을 개선할 수 있다. 적어도 하나의 실시태양에서, 플랜지 (1907)는 길이 (Lf1)를 가진다. 적어도 하나의 실시태양에서, 플랜지 (1907)의 길이 (Lf1)는 제2 영역 (1906)의 높이 (h2)와 다를 수 있다. 예를들면, 길이 (Lf1)는 높이 (h2)보다 클 수 있다. 일부 경우들에서, 플랜지 (1907)는 직사각 단면 윤곽을 가질 수 있다. 예를들면, 도 19A에 도시된 바와 같이, 플랜지 (1907)는 둥근 또는 만곡 단면 형상을 가진다.
도 19A에 더욱 도시되는 바와 같이, 측면 (1903)은 제1 영역 (1905) 및 제2 영역 (1906)에서 몸체 (1901) 반대측에 제3 영역 (1915) 및 제4 영역 (1916)을 더욱 포함한다. 제3 영역 (1915)은 제3 높이 (h3)를 가지고 제4 영역 (1916)은 제4 높이 (h4)를 가질 수 있다. 제3 및 제4 높이들 (h3 및 h4)의 합은 제3 및 제4 영역들 (1915, 1916)에 대한 측면 (1903)에서 몸체 (1901)의 총 높이를 형성한다. 특정 경우들에서, 제3 높이 (h3)는 측면 (1903)에서 몸체 (1901) 대부분 높이에 대하여 연장되고 제4 높이 (h4)는 측면 (1903)에서 몸체 (1901) 총 높이의 소부분에 대하여 연장된다. 제3 높이 (h3) 및 제4 높이 (h4) 사이의 상대적 차이는 제1 높이 (h1) 및 제2 높이 (h2)에 대하여 본원에서 기술되는 것과 동일할 수 있다.
측면 (1903)은 측면 (1903) 및 몸체 (1901) 바닥 주면 (1904)에 연결되고 제4 영역 (1916)의 몸체 (1901) 측면 (1903)에서 외향 연장되는 플랜지 (1917)를 더욱 포함할 수 있다. 플랜지 (1917)는 생산 도구에 혼합물을 과충전하여 형성될 수 있고, 형상화 연마 입자의 전개 및/또는 성능을 개선할 수 있다. 플랜지 (1917)은 본원에서 기술되는 다른 플랜지들의 임의의 특징부들을 가질 수 있다.
도 19B, 19C, 19D, 및 19E는 도 19A 형상화 연마 입자의 적어도 하나 이상의 특징부들을 가지는 형상화 연마 입자의 단면 사진들이다. 특히, 도 19B-19E의 형상화 연마 입자는 특히 도 19A에서 설명된 바와 같이 상이한 입자 높이들을 형성하는 제1 및 제2 영역들이 형성되는 측면을 가질 수 있다. 또한, 도 19B-19E의 형상화 연마 입자는 본원 실시태양들에서 기재된 바와 같이 측면에 연결되는 하나 이상의 플랜지를 포함한다. 도시된 바와 같이, 플랜지는 입자의 다른 표면과 비교하여 다양한 크기 및 형상을 가질 수 있고, 이로써 연마 입자의 전개 및/또는 성능 개선에 도움이 된다.
측면에서 연장되는 플랜지를 가지는 형상화 연마 입자는 본원의 실시태양들에 정의되는 임의의 공정으로 성형될 수 있다. 본원에서 언급된 바와 같이, 측면의 플랜지 및 특정 양태는 성형 공정 과정에서, 예컨대 혼합물로 생산 도구를 과충전함으로써 발생될 수 있다. 또한, 도 19A-19E에서 도시된 바와 같은 단면 형상을 가지는 이러한 입자를 성형하는 다른 공정은 몰딩, 캐스팅, 인쇄, 압축, 압출, 건조, 가열, 소결, 및 이들 조합을 포함한다. 대안으로, 도 19A-E 형상화 연마 입자의 특징부들은 성형 후 혼합물에 예컨대 전구체 형상화 연마 입자 또는 최종-형성 형상화 연마 입자 상에 수행될 수 있는 하나 이상의 성형-후 조작에 의해 형성될 수 있다. 분리된 계단식 함몰부 형성에 적합한 일부 예시적 성형-후 조작은 절입, 절취, 타각, 압축, 에칭, 이온화, 가열, 융삭, 기화, 가열, 및 이들 조합을 포함할 수 있다.
도 20A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면 사진이다. 도 20B는 도 20A 형상화 연마 입자의 측면 사진이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (2000)는 몸체 (2001)를 포함하고 이는 상부 주면 (2002) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (2002) 반대측 바닥 주면 (2004) (즉, 제2 주면)을 가진다. 상면 (2002) 및 바닥면 (2004)은 적어도 하나의 측면 (2003)에 의해 서로 분리된다. 측면 (2003)은 분리된 측면 일부들을 포함하고, 이들은 본원의 다른 실시태양들에서 기술되는 바와 같이 외부 코너들에 의해 서로 분리된다.
실시태양에 의하면, 본원의 형상화 연마 입자는 하나 이상의 돌출부들, 예를들면, 상부 주면 (2002)을 따라 그리고 위로 수직 연장되는 돌출부 (2010)를 포함한다. 돌출부는 형상화 연마 입자의 개선된 전개 및/또는 성능을 가능하게 한다. 특히 실시태양들, 돌출부는 베이스 (2012) 및 상부 영역 (2011)을 가질 수 있고, 베이스는 형상화 연마 입자의 몸체 (2001) 및 상부 주면 (2002)과 일체로 연결되도록 형성된다. 적어도 하나의 실시태양에서, 상부 영역 (2011)은 둥근 윤곽을 가질 수 있다. 도 20B에 도시된 바와 같이, 몸체 (2001) 측면에서 관찰될 때 상부 영역 (2011)은 대체로 타원형 형상을 가진다. 또한, 적어도 하나의 실시태양에서, 베이스 (2012)는 상부 영역 (2011)의 두께 (tur)와 다른 두께 (tb)를 가질 수 있다. 특히, 하나의 실시태양에서, 베이스 (2012)는 상부 영역 (2011)의 두께 (tur)보다 상당히 작은 두께 (tb)를 가질 수 있고, 따라서 베이스는 상부 영역 (2011)의 두께 (tur)에 비해 더욱 좁은 크기의 목 영역을 가질 수 있다.
도 20C-20E는 돌출부를 포함하는 다른 형상화 연마 입자의 사진들이다. 특히, 도시된 바와 같이, 돌출부의 위치, 크기 및 윤곽은 연마 입자 및 연관 고정 연마 물품의 전개 및/또는 성능에 있어서 다양한 이점들이 발휘되도록 변형될 수 있다. 도 20C에 도시된 바와 같이, 연마 입자 (2020)는 몸체 (2021) 및 몸체 (2021)의 상부 주면 (2024)을 따라 그리고 위로 수직 연장되는 돌출부 (2022)를 포함한다. 돌출부는 형상화 연마 입자의 전개 및/또는 성능을 개선시킨다. 특정 실시태양들에서, 예컨대 도 20C에 도시된 바와 같이, 돌출부는 입자 길이보다 긴 길이를 가질 수 있어, 적어도 돌출부 일부는 상부 주면 (2024)의 말단 에지들을 넘어 연장된다. 도 20C에 더욱 도시되는 바와 같이, 대안의 실시태양에서, 적어도 하나의 형상화 연마 입자, 예컨대 형상화 연마 입자 (2025)는 몸체 (2026) 및 상부 주면 (2028)을 따라 연장되는 돌출부 (2027)를 가지며, 돌출부 (2027)는 몸체 (2026)의 등분 축 (2029)으로부터 가로로 일정 거리에 배치된다. 즉, 도시된 바와 같이, 전체 돌출부 (2027)는 중심에서 벗어나서 평면에서 관찰될 때 상부 주면 (2028)의 등분 축 (2029)에서 벗어나도록 이격된다.
또한, 소정의 경우들에서, 돌출부는 원하는 위치 및/또는 배향에 형상화 연마 입자를 배치하기에 적합할 수 있다. 예를들면, 도 20D에 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (2030)는 몸체 (2031)를 포함하고 이는 몸체 (2031)의 주면 (2032)에서 연장되는 돌출부 (2033)를 포함한다. 더욱 도시되는 바와 같이, 돌출부 (2033)는 사진에서 제공되는 바와 같이 몸체 (2031)를 표면 상에 조절된 위치에 배치하였다. 돌출부 (2033) 표면의 크기, 형상, 및 윤곽은 예를들면, 고정 연마 물품을 형성하기 위하여 사용될 수 있는 기판을 포함한 표면 상에 형상화 연마 입자의 위치 조절을 개선하도록 조절될 수 있어, 고정 연마 물품의 개선된 연마 능력이 가능한 조절된 위치에 있는 형상화 연마 입자를 고정 연마 물품이 활용할 수 있다. 도 20E는 돌출부를 가지는 형상화 연마 입자의 추가 평면 사진을 포함한다. 도 20F는 돌출부를 포함한 형상화 연마 입자의 측면 사진이다.
돌출부를 가지는 형상화 연마 입자는 본원의 실시태양들에 규정되는 임의의 공정을 이용하여 성형될 수 있다. 본원에서 언급된 바와 같이, 돌출부는 성형 공정 과정에서, 예컨대 생산 도구의 캐비티의 불균일 충전이 가능하도록 개구 또는 비-선형 형상을 가지는 닥터 블레이드 (docter blade)를 이용하여 생성될 수 있다. 또한, 도 20A-20F에서 도시된 바와 같이 c 형상을 가지는 이러한 입자를 성형하는 다른 공정은 몰딩, 캐스팅, 인쇄, 압축, 압출, 건조, 가열, 소결, 및 이들 조합을 포함한다. 대안으로, 도 20의 형상화 연마 입자 특징부들은 성형 후 혼합물에 예컨대 전구체 형상화 연마 입자 또는 최종-형성 형상화 연마 입자 상에 수행될 수 있는 하나 이상의 성형-후 조작에 의해 형성될 수 있다. 분리된 계단식 함몰부 형성에 적합한 일부 예시적 성형-후 조작들은 절입, 절취, 타각, 압축, 에칭, 이온화, 가열, 융삭, 기화, 가열, 및 이들 조합을 포함할 수 있다. 소정의 경우들에서, 형상화 연마 입자의 하나 이상의 표면들 (예를들면, 상부 주면)은 매우 미세한 선들을 가질 수 있고, 이는 생산 도구에 있는 동안 겔 표면 상으로 닥터 블레이드 이동을 포함한 성형 공정 측면의 산물이다.
도 21A는 형상화 연마 입자 측면 사진들이다. 도 21B는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 사시도이다. 도시된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (2100)는 몸체 (2101)를 포함하고 이는 상부 주면 (2102) (즉, 제1 주면) 및 상부 주면 (2102) 반대측에 바닥 주면 (2104) (즉, 제2 주면)을 가진다. 상면 (2102) 및 바닥면 (2104)은 적어도 하나의 측면 (2103)에 의해 서로 분리된다. 측면 (2103)은 하나 이상의 함몰부 (2110)를 포함하고 이는 몸체 중앙 영역에서 몸체 (2101) 주위로 연장된다. 도 21A 및 B에 제공되는 바와 같이, 몸체 (2101)는 측면에서 관찰될 때 모래시계 형상을 가질 수 있다. 특히, 측면 (2103)은 함몰부 (2110)를 포함하고, 이는 몸체 (2101) 둘레로 연장되고 함몰부 (2110) 및 바닥 주면 (2104)에 연결되는 제1 볼록부 (2111) 및 함몰부 (2110) 및 몸체 (2101) 상부 주면 (2102)에 연결되는 제2 볼록부 (2112) 사이에 있다. 특히, 제1 및 제2 볼록부들 (2111, 2112)은 함몰부 (2110)에서 연결되어 몸체 (2101) 측면 (2103)에서 대략 V-형상화 함몰부 또는 노치를 형성한다.
적어도 하나의 실시태양에서, 본원 실시태양들의 형상화 연마 입자는 몸체 주위로 연장되는 함몰부를 가질 수 있고 또한 본원 실시태양들에서 기재된 바와 같이 하나의 주면에서 평면 관찰될 때 특히 예리한 외부 코너들을 가질 수 있다. 예를들면, 도 12B의 실시태양과 관련하여 설명된 바와 같이, 형상화 연마 입자 (2100)는 하나 이상의 외부 코너들, 예컨대 외부 코너 (2121)를 가지고 이의 평균 팁 첨예도는 250 미크론 이하이다. 하나의 특정 실시태양에 의하면, 평균 팁 첨예도는 240 미크론 이하, 예컨대 230 미크론 이하 또는 220 미크론 이하 또는 210 미크론 이하 또는 200 미크론 이하 또는 190 미크론 이하 또는 180 미크론 이하 또는 170 미크론 이하 또는 160 미크론 이하 또는 150 미크론 이하 또는 140 미크론 이하 또는 130 미크론 이하 또는 120 미크론 이하 또는 110 미크론 이하 또는 100 미크론 이하 또는 90 미크론 이하 또는 80 미크론 이하 또는 70 미크론 이하 또는 60 미크론 이하 또는 50 미크론 이하 또는 40 미크론 이하 또는 30 미크론 이하 또는 20 미크론 이하이다. 또 다른 비-제한적 실시태양에서, 평균 팁 첨예도는 적어도 0.1 미크론, 예컨대 적어도 1 미크론 또는 적어도 2 미크론 또는 적어도 5 미크론 또는 적어도 10 미크론 또는 적어도 15 미크론 또는 적어도 20 미크론일 수 있다. 적어도 하나의 특정 실시태양에서, 평균 팁 첨예도는 본원의 임의의 최소값 및 최대값을 포함한 범위 내일 수 있고, 제한되지는 않지만 적어도 1 미크론 내지 250 미크론 이하 또는 적어도 1 미크론 내지 100 미크론 이하 내의 범위를 포함한다.
측면 형상 및 특히 예리한 외부 코너들의 조합으로 형상화 연마 입자의 개선된 전개 및/또는 성능이 가능하다. 또한, 이러한 조합은 특히 에칭 공정으로 형성되는 개구를 가지는 생산 도구로부터 성형되는 형상화 연마 입자에 특유하다. 일부 에칭 공정은 측면에서 관찰될 때 모래시계 형상을 형상화 연마 입자의 몸체에 부여하도록 구성되는 측면이 있는 캐비티를 가지는 생산 도구를 생성할 수 있다. 그러나, 에칭으로 형성되는 캐비티 또는 개구를 가지는 종래 생산 도구는 또한 상당히 둥근 코너들을 가지는 형상을 형성하고, 따라서 얻어진 형상화 연마 입자의 평균 팁 첨예도는 300 미크론을 초과한다. 본 형상화 연마 입자는 에칭되는 측면 및 평면 관찰될 때 외부 코너들의 곡률 반경을 줄이도록 (즉, 낮은 평균 팁 첨예도) 처리 또는 조작되는 코너들 (예를들면, 가공 또는 융삭)을 가지는 생산 도구로 형성될 수 있다. 특히 낮은 평균 팁 첨예도를 가지는 외부 코너들과 조합되는 구배각이 90 도보다 훨씬 작은 모래시계 형상의 조합으로, 연마 입자 및 연관 고정 연마 물품의 전개 및/또는 성능 개선이 가능하다.
도 22A는 실시태양에 의한 형상화 연마 입자의 평면 사진이다. 제시된 바와 같이, 형상화 연마 입자는 몸체 (2201)를 포함하고 이는 영역 (2211)에서 에지 (2212)로 갈수록 감소되는 구배 두께를 가지는 상부 주면 (2202)을 가진다. 구배 두께는 영역 (2211)에서 에지 (2212) 또는 에지 (2212)에 가까운 영역들로 갈수록 입자 높이가 감소할 수 있다. 이러한 형상 특징부들로 형상화 연마 입자의 개선된 전개 및/또는 성능이 촉진된다. 이러한 형상 특징부들은 성형 공정 과정에서 형성되고 생산 도구의 캐비티가 채워지는 방식으로 조절될 수 있다. 특히, 이러한 형상 특징부들의 형성을 조절하기 위하여 혼합물에 인가되는 압력 및 생산 도구 병진 방향에 대한 개구 배향이 조절될 수 있다.
도 22B 및 도 22C는 구배 두께를 가지는 형상화 연마 입자의 평면 사진이다. 도 22D는 도 22B 및 22C의 형상화 연마 입자에 대한 단면 사진이다. 특히, 도 22C는 도 22B의 형상화 연마 입자에 대한 토포그래피를 제공하고 영역 (2211)에서 에지 (2212)로의 상부 주면 (2202)의 구배 두께를 포함한다. 도 22D는 도 22B의 형상화 연마 입자에 대한 단면이다. 도 22D 단면도는 형상화 연마 입자의 구배 두께를 더욱 제시한다. 더욱 도시되는 바와 같이, 구배 두께는 에지 (2212)에 인접한 최저점으로서 함몰부 (2213)를 포함한다. 따라서, 소정의 경우들에서, 상면 (2202)에서의 최저점은 에지 (2212)에 있지 않을 수 있다.
고정 연마 물품
형상화 연마 입자 성형 또는 입수 후, 입자들을 다른 재료에 결합시켜 고정 연마 물품을 형성한다. 고정 연마 물품에서, 형상화 연마 입자들은 기질 또는 기판에 결합되어 재료 제거 작업에 사용된다. 일부 적합한 예시적 고정 연마 물품은 형상화 연마 입자들이 3차원 결합재 기질에 포함되는 결합 연마 물품을 포함한다. 다른 예시에서, 고정 연마 물품은 형상화 연마 입자들이 지지판 상에 적층되는 단일-층에 분산되고 및 하나 이상의 접착층으로 지지판에 결합되는 코팅 연마 물품을 포함한다.
도 5A는 실시태양에 의한 연마 미립자 소재를 포함하는 결합 연마물품을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 결합 연마재 (590)는 결합재 (591), 결합재에 함유되는 연마 미립자 소재 (592), 및 결합재 (591) 내의 공극 (598)을 포함한다. 특정한 경우, 결합재 (591)는 유기재료, 무기재료, 및 이들의 조합을 포함한다. 적합한 유기재료는 고분자, 예컨대 에폭시, 수지들, 열경화성 소재, 열가소성 소재, 폴리이미드, 폴리아미드, 및 이들의 조합을 포함한다. 소정의 적합한 무기재료는 금속, 합금, 유리상 재료, 결정상 재료, 세라믹스, 및 이들의 조합을 포함한다.
일부 예시들에서, 결합 연마재 (590)의 연마 미립자 소재 (592)는 형상화 연마입자들 (593, 594, 595, 596)을 포함한다. 특정 예시들에서, 형상화 연마입자들 (593, 594, 595, 596)은 상이한 유형의 입자들일 수 있고, 이들은 서로 본원 실시태양들에 기재된 바와 같이 조성, 2차원 형상, 3차원 형상, 크기, 및 이들의 조합에 있어서 서로 다르다. 달리, 결합 연마 물품은 단일 유형의 형상화 연마입자를 포함할 수 있다.
결합 연마재 (590)는 부형 연마입자들을 나타내는 연마 미립자 소재 (597)를 포함하고, 이들은 형상화 연마입자들 (593, 594, 595, 596)와 조성, 2차원 형상, 3차원 형상, 크기, 및 이들의 조합에 있어서 상이하다.
결합 연마재 (590) 공극 (598)은 개방 공극, 폐쇄 공극, 및 이들의 조합일 수 있다. 공극 (598)은 결합 연마재 (590) 몸체 총 부피 기준으로 주 함량(vol%)으로 존재할 수 있다. 달리, 공극 (598)은 결합 연마재 (590) 몸체 총 부피 기준으로 부 함량(vol%)으로 존재할 수 있다. 결합재 (591)는 결합 연마재 (590) 몸체 총 부피 기준으로 주 함량(vol%)으로 존재할 수 있다. 달리, 결합재 (591)는 결합 연마재 (590) 몸체 총 부피 기준으로 부 함량(vol%)으로 존재할 수 있다. 또한, 연마 미립자 소재 (592)는 결합 연마재 (590) 몸체 총 부피 기준으로 주 함량(vol%)으로 존재할 수 있다. 달리, 연마 미립자 소재 (592)는 결합 연마재 (590) 몸체 총 부피 기준으로 부 함량(vol%)으로 존재할 수 있다.
도 5B는 실시태양에 의한 코팅 연마 물품 단면도이다. 특히, 코팅 연마물품 (500)은 기판 (501) (예를들면, 지지판) 및 기판 (501) 표면 상부에 도포되는 적어도 하나의 접착층을 포함한다. 접착층은 메이크 코트 (503) 및/또는 사이즈 코트 (504)를 포함한다. 코팅 연마물품 (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. 도 5B의 형상화 연마입자들 (505)은 일반적으로 설명 목적으로 도시되고 코팅 연마 물품은 임의의 형상화 연마 입자들을 포함할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
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, 예컨대 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 및/또는 폴리이미드 예컨대 DuPont의 KAPTON, 및 페이퍼를 포함하는 유기 재료를 포함한다. 일부 적합한 무기 재료는 금속, 금속 합금, 특히, 구리박, 알루미늄, 스틸, 및 이들의 조합을 포함한다. 지지판은 촉매, 커플링제, 경화제 (curants), 대전방지제, 현탁제, 안티-로딩제, 윤활제, 습윤제, 염료, 충전제, 점도조절제, 분산제, 소포제, 및 분쇄제로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 포함할 수 있다.
프론트필 (frontfill), 프리-사이즈 코트, 메이크 코트, 사이즈 코트, 및/또는 슈퍼사이즈 코트와 같은 코팅 연마물품 (500)의 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 °C 내지 약 250 °C 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 본원 실시태양들의 형상화 연마입자들의 임의의 형상을 가질 수 있다.
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 5B에 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)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 방향에서 지지판에 결합된다. 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 지지판 상의 형상화 연마입자들에 대하여 실행한다. 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 고정시킨다. 이어 120kV/80μA에서 영상화하기 위한 4” x 4” 윈도우 면적 내에서5 영역들을 선택한다. X-ray 오프-셋 (off-set)/게인 교정 및 15 배율로 각각의 2D 투사 영상을 기록한다.
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 11은 지지판에 있는 형상화 연마입자들 방향 분석에 사용된 실시태양에 의한 코팅 연마물품 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 다수의 형상화 연마입자들을 포함하는 코팅 연마물품들일 수 있다. 예를들면, 다수의 형상화 연마입자들은 약 70 입자들/cm2 이하의 형상화 연마입자 코팅 밀도를 가지는 개방 코트 연마 물품을 형성할 수 있다. 다른 실시예들에서, 연마물품 평방 센티미터 당 형상화 연마입자들의 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 연마물품의 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 물품을 형성한다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 본원의 형상화 연마 입자를 이용한 코팅 연마물품의 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 연마입자 재료의 피복율이 약 50% 이하인 개방 코트 밀도를 가질 수 있다. 다른 실시태양들에서, 연마 표면 총면적에 대한 연마입자 재료의 피복율은 약 40% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 또는 약 20% 이하이다. 또한, 하나의 비-제한적 실시태양에서, 연마 표면 총면적에 대한 연마입자 재료의 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/림인 형상화 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. 제1 유형의 형상화 연마입자는 본원 실시태양들의 형상화 연마입자들의 임의의 특징부를 포함한다. 제2 유형의 형상화 연마입자는 본원 실시태양들의 형상화 연마입자들의 임의의 특징부를 포함한다. 또한, 본 개시에 비추어 본원의 실시태양들의 연마 입자들 및/또는 종래 연마 입자들을 포함한 하나 이상의 상이한 타입의 연마 입자들은, 고정 연마물품에서 조합되어 연마 물품의 전체 성능을 개선시킬 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이는 상이한 타입의 연마 입자들의 블렌드 사용을 포함하고, 상이한 타입의 연마 입자들은 크기, 형상, 경도, 파괴 인성, 강도, 팁 첨예도, 형상지수, 조성물, 타입 및/또는 도펀트 함량, 및 이들의 조합에서 차별된다.
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 (C2)으로 존재한다. 제1 함량은 제2 함량과는 동일하거나 다르다. 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.
또 다른 실시태양에 의하면, 연마 입자들의 블렌드는 다수의 형상화 연마 입자들을 포함하고 다수의 형상화 연마 입자 각각은 지지판, 예컨대 코팅 연마물품의 기판에 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, 0°일 수 있다. 다른 실시태양들에서, 미리 결정된 회전 배향을 형성하는 미리 결정된 회전 각은 더욱 클 수 있고, 예컨대 적어도 약 2°, 적어도 약 5°, 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 70°, 적어도 약 80°, 또는 적어도 약 85°이다. 또한, 회전 각 (841)에 의해 형성되는 미리 결정된 회전 배향은 약 90° 이하, 예컨대 약 85° 이하, 약 80° 이하, 약 75° 이하, 약 70° 이하, 약 65° 이하, 약 60° 이하, 예컨대 약 55° 이하, 약 50° 이하, 약 45° 이하, 약 40° 이하, 약 35° 이하, 약 30° 이하, 약 25° 이하, 약 20° 이하, 예컨대 약 15° 이하, 약 10° 이하, 또는 약 5° 이하일 수 있다. 미리 결정된 회전 배향은 임의의 상기 최소 각 및 최대 각 사이 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 8B는 2차원 삼각 형상을 가지는 연마 입자 (802)를 포함한 연마 물품 (800) 일부의 사시도이다. 2-차원 삼각형상을 가지는 참조된 형상화 연마 입자는 단지 예시적인 것이고, 본원의 실시태양들의 임의의 형상을 가지는 임의의 형상화 연마 입자가 도 8B의 삼각형 형상화 연마 입자를 대체할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 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 배치로 연마물품의 성능을 개선시킬 수 있다.
도 9는 실시예에 따른 연삭 방향에 대해 미리 결정된 배향 특성들을 가진 성형 연마 입자들을 포함한 연마 물품의 일 부분의 사시도를 포함한다. 특히, 도 8B에서와 같이, 형상화 연마 입자들은 2-차원 삼각형상을 가지고, 이는 단지 연마 물품의 소정 특징부를 도시하고 설명할 목적이다. 본원 실시태양들의 임의의 형상화 연마 입자들이 도 9에 도시된 형상화 연마 입자들을 대체할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 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. 지지판에 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 (422)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, 1024)에 의해 분리될 수 있는 그룹들 (1001, 1002, 1003, 1004)을 포함할 수 있다. 특정 실시태양들에서, 채널 영역들 (1021, 1024)은 실질적으로 형상화 연마 입자들이 없을 수 있다. 게다가, 채널 영역들 (1021, 1024)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, 1024)을 포함할 수 있으며, 채널 영역들 (1021, 1024)은 연마 물품 (1000)의 표면 상에서 패턴화될 수 있다. 특정 예시들에서, 채널 영역들 (1021, 1024)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.
많은 상이한 양태들 및 실시태양들이 가능하다. 이들 양태 및 실시태양 일부가 하기된다. 본 명세서를 독해한 후, 당업자는 이들 양태 및 실시태양은 단지 예시적인 것이고 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 실시태양들은 하기 나열된 사항들 중 임의의 하나 이상의 항목들에 따른다.
본원 연마 입자의 임의의 특징부들에 대한 언급은 적어도 하나의 입자에 존재하는 특징부에 대한 언급으로 이해되어야 한다. 소정의 경우들에서, 실시태양들의 하나 이상의 특징부들은 무작위 선택되고 통계적으로 연관된 배치 연마 입자의 샘플 또는 무작위 선택되고 통계적으로 연관된 고정 연마 물품의 샘플 연마 입자 일부 중 상당 부분에서 존재한다. 예를들면, 실시태양들의 하나 이상의 특징부들은 무작위 선택되고 통계적으로 연관된 샘플의 적어도 대부분 입자들에서 존재한다. 다른 경우들에서, 이러한 특징부들의 지배성은 더 크고, 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80% 또는 적어도 90% 또는 무작위 선택되고 통계적으로 연관된 샘플로부터의 실질적으로 모든 입자를 나타낸다
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.
많은 상이한 양태들 및 실시태양들이 가능하다. 이들 양태 및 실시태양 일부가 하기된다. 본 명세서를 독해한 후, 당업자는 이들 양태 및 실시태양은 단지 예시적인 것이고 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 실시태양들은 하기 나열된 사항들 중 임의의 하나 이상의 항목들에 따른다.
항목들
항목 1. 형상화 연마 입자로서, 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 몸체는 측면에서 몸체 내부로 연장되는 적어도 하나의 부분 절취부를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 2. 항목 1에 있어서, 부분 절취부는 다각형, 불규칙 다각형, 타원형, 불규칙형, 십자형, 별-형상, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상을 포함하고, 부분 절취부는 삼각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 3. 항목 1에 있어서, 몸체는 길이 (Lpc) 및 폭 (Wpc)을 가지는 적어도 하나의 부분 절취부를 포함하고 부분 절취부 길이 (Lpc)는 부분 절취부 폭 (Wpc)과 상이하거나, 또는 길이는 폭보다 큰, 형상화 연마 입자.
항목 4. 항목 1에 있어서, 부분 절취부는 몸체의 높이를 전체적으로 통과하지만 몸체의 전체 폭 및/또는 길이의 일부 만에 대하여 연장되는. 형상화 연마 입자.
항목 5. 항목 1에 있어서, 부분 절취부는 실질적으로 측면과 수직으로 연장되는 길이방향 축을 형성하는 길이 (Lpc)를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 6. 형상화 연마 입자로서, 제1 표면, 제2 표면, 및 제1 표면과 제2 표면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 몸체는 길이 (Lpc) 및 폭 (Wpc)을 가지는 적어도 하나의 부분 절취부를 포함하고 몸체는 강도를 가지고, 부분 절취부 길이 (Lpc), 부분 절취부 폭 (Wpc) 및 몸체 강도의 조합은 몸체의 파쇄도를 조절하도록 구성되는 관계를 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 7. 항목 6에 있어서, 부분 절취부는 다각형, 불규칙 다각형, 타원형, 불규칙형, 십자형, 별-형상, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상을 포함하고, 부분 절취부는 삼각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는2차원 형상을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 8. 항목 6에 있어서, 몸체는 길이 (Lpc) 및 폭 (Wpc)을 가지는 적어도 하나의 부분 절취부를 포함하고 부분 절취부 길이 (Lpc)는 부분 절취부 폭 (Wpc)과 상이하거나, 또는 길이는 폭보다 큰, 형상화 연마 입자.
항목 9. 항목 6에 있어서, 부분 절취부는 몸체의 높이를 전체적으로 통과하지만 몸체의 전체 폭 및/또는 길이의 일부 만에 대하여 연장되는, 형상화 연마 입자.
항목 10. 항목 6에 있어서, 부분 절취부는 실질적으로 측면과 수직으로 연장되는 길이방향 축을 형성하는 길이 (Lpc)를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 11. 형상화 연마 입자로서, 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 측면과 제1 주면의 연결에 의해 형성되는 적어도 하나의 에지는 만곡 윤곽을 가지는 함몰부를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 12. 항목 11에 있어서, 함몰부는 제1 코너 및 제2 코너 모두를 연결하는 만곡 윤곽들을 가지는 2개의 에지들을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 13. 항목 12에 있어서, 제1 및 제2 코너들은 실질적으로 측면 및 제1 주면 사이의 에지를 교차하는, 형상화 연마 입자.
항목 14. 항목 12에 있어서, 2개의 에지들은 둥근 단면 윤곽들을 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 15. 항목 12에 있어서, 함몰부는 길이방향 축을 형성하는 길이를 포함하고, 함몰부의 길이방향 축은 실질적으로 적어도 하나의 에지와 평행한, 형상화 연마 입자.
항목 16. 항목 12에 있어서, 함몰부는 적어도 하나의 에지에서 오목 윤곽을 형성하는, 형상화 연마 입자.
항목 17. 형상화 연마 입자로서, 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 몸체는 제1 외부 코너, 제2 외부 코너, 및 제3 외부 코너를 포함하고, 제1 외부 코너, 제2 외부 코너, 및 제3 외부 코너 중 적어도 하나는 분리된 계단식 함몰부를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 18. 항목 17에 있어서, 적어도 하나의 분리된 계단식 함몰부는 제1 깊이 (D1)를 가지는 제1 함몰부, 제1 함몰부를 둘러싸고 제2 깊이 (D2)를 가지는 제2 함몰부를 포함하고, D1 및 D2는 서로 상이한, 형상화 연마 입자.
항목 19. 항목 18에 있어서, D1은 D2보다 큰, 형상화 연마 입자.
항목 20. 항목 18에 있어서, 제1 외부 코너는 제1 함몰부 및 제2 함몰부를 가지는 제1 분리된 계단식 함몰부를 포함하고, 제1 함몰부는 제1 외부 코너를 포위하는, 형상화 연마 입자.
항목 21. 항목 18에 있어서, 제1 함몰부는 만곡 2차원 윤곽을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 22. 항목 18에 있어서, 제1 함몰부는 단면에서 관찰될 때 둥근 코너를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 23. 항목 18에 있어서, 제2 함몰부는 만곡 2차원 윤곽을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 24. 항목 18에 있어서, 제2 함몰부는 단면에서 관찰될 때 둥근 코너를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 25. 항목 18에 있어서, 제1 함몰부는 제2 함몰부에 의해 전체적으로 포위되는, 형상화 연마 입자.
항목 26. 형상화 연마 입자로서, 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 몸체는 제1 외부 코너, 제2 외부 코너, 및 제3 외부 코너를 포함하고, 몸체는 제1, 제2, 및 제3 외부 코너들 사이에서 연장되고 또한 제1, 제2, 및 제3 외부 코너들로부터 이격되는 적어도 하나의 분리된 계단식 함몰부를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 27. 항목 26에 있어서, 몸체는 하이브리드 다각형인, 형상화 연마 입자.
항목 28. 항목 26에 있어서, 적어도 측면 일부는 아치형 윤곽을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 29. 항목 26에 있어서, 적어도 하나의 분리된 계단식 함몰부는 제1 깊이 (D1)를 가지는 제1 함몰부, 제1 함몰부를 둘러싸고 제2 깊이 (D2)를 가지는 제2 함몰부를 포함하고, D1 및 D2는 서로 상이한, 형상화 연마 입자.
항목 30. 항목 29에 있어서, D1은 D2보다 큰, 형상화 연마 입자.
항목 31. 항목 29에 있어서, 제1 함몰부는 만곡 2차원 윤곽을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 32. 항목 29에 있어서, 제1 함몰부는 단면에서 관찰될 때 둥근 코너를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 33. 항목 29에 있어서, 제2 함몰부는 만곡 2차원 윤곽을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 34. 항목 29에 있어서, 제2 함몰부는 단면에서 관찰될 때 둥근 코너를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 35. 항목 29에 있어서, 제1 함몰부는 제2 함몰부에 의해 전체적으로 포위되는, 형상화 연마 입자.
항목 36. 형상화 연마 입자로서, 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 측면은 몸체 대부분 높이에 대하여 연장되는 제1 영역 및 몸체 측면으로부터 외향 연장되는 플랜지를 포함하는 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 몸체 소부분 높이에 대하여 연장되는 최대 높이를 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 37. 항목 36에 있어서, 플랜지는 최대 높이보다 큰 길이를 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 38. 항목 36에 있어서, 플랜지는 실질적으로 직사각 단면 윤곽을 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 39. 항목 36에 있어서, 플랜지는 측면 및 몸체의 제2 주면에 연결되는, 형상화 연마 입자.
항목 40. 형상화 연마 입자로서, 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 제1 주면 위로 거리만큼 연장되는 돌출부를 더욱 포함하고, 돌출부는 베이스 및 상부 영역을 가지고 베이스는 상부 일부의 두께와 비교하여 상이한 두께를 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 41. 형상화 연마 입자로서, 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 측면은 몸체 중앙 영역에서 몸체 주위로 둘러 연장되는 함몰부를 포함하고 몸체는 250 미크론 이하의 평균 팁 첨예도를 가지는 적어도 하나의 외부 코너를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 42. 항목 41에 있어서, 팁 첨예도 범위는 적어도 1 미크론 내지 200 미크론 이하인, 형상화 연마 입자.
항목 43. 항목 41에 있어서, 몸체는 모래시계 단면 형상을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 44. 항목 41에 있어서, 함몰부는 제1 및 제2 반대 주면들에서 연장되는 2개의 볼록부들 사이에 위치하는, 형상화 연마 입자.
항목 45. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 적어도 약 0.01 내지 약 0.99 이하의 형상지수를 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 46. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 적어도 약 100 MPa 내지 1500 MPa 이하의 강도를 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 47. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 적어도 약 1 미크론 내지 약 80 미크론 이하의 팁 첨예도를 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 48. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 알칼리 금속원소, 알칼리 토금속원소, 희토류 원소, 전이금속 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 도펀트 재료를 포함하는 첨가제를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 49. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 결정 입자들을 포함하는 다결정 재료를 포함하고, 평균 결정 입자 크기는 약 10 미크론 이하인, 형상화 연마 입자.
항목 50. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 사각, 직사각, 사다리꼴, 오각, 육각, 칠각, 팔각, 규칙 다각형, 불규칙 다각형, 타원형, 숫자, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 다각형 조합의 복잡 형상, 선형 및 만곡 부분들을 가지는 형상, 및 이들 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는2차원 형상을 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 51. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 고정 연마물품의 일부로서 기판과 결합되고, 고정 연마 물품은 결합 연마 물품, 코팅 연마 물품, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 형상화 연마 입자.
항목 52. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 산탄화물, 산질화물, 산붕화물, 천연 광물, 합성 재료, 탄소계 재료, 및 이들 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 53. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 알파 알루미나를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 54. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 실질적으로 알파 알루미나로 이루어진, 형상화 연마 입자.
항목 55. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 형상화 연마 입자의 몸체는 길이>폭>높이를 포함하는, 형상화 연마 입자.
항목 56. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체의 적어도 하나의 측면은 부분적으로-오목 형상을 가지는, 형상화 연마 입자.
항목 57. 항목들 1, 6, 11, 17, 26, 36, 40 및 41 중 어느 하나에 있어서, 몸체는 95° 이하 및 적어도 80°의 평균 구배각을 가지는, 형상화 연마 입자.
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.

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  10. 형상화 연마 입자로서, 제1 주면, 제2 주면, 및 제1 주면과 제2 주면에 연결되는 측면을 가지는 몸체를 포함하고, 몸체는 제1 외부 코너, 제2 외부 코너, 및 제3 외부 코너를 포함하고, 제1 외부 코너, 제2 외부 코너, 및 제3 외부 코너 중 적어도 하나는 분리된 계단식 함몰부를 포함하는, 형상화 연마 입자.
  11. 제10항에 있어서, 적어도 하나의 분리된 계단식 함몰부는 제1 깊이 (D1)를 가지는 제1 함몰부, 제1 함몰부를 둘러싸고 제2 깊이 (D2)를 가지는 제2 함몰부를 포함하고, D1 및 D2는 서로 상이한, 형상화 연마 입자.
  12. 제11항에 있어서, 제1 함몰부는 만곡 2차원 윤곽을 포함하는, 형상화 연마 입자.
  13. 제11항에 있어서, 제1 함몰부는 제2 함몰부에 의해 전체적으로 포위되는, 형상화 연마 입자.
  14. 제10항에 있어서, 몸체는 고정 연마물품의 일부로서 기판과 결합되고, 고정 연마 물품은 결합 연마 물품, 코팅 연마 물품, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는, 형상화 연마 입자.
  15. 제10항에 있어서, 몸체의 적어도 하나의 측면은 부분적으로-오목 형상을 가지는, 형상화 연마 입자.
  16. 제10항에 있어서, 제1 외부 코너는 제1 함몰부 및 제2 함몰부를 갖는 제1 분리된 계단식 함몰부를 포함하는, 형상화 연마 입자.
  17. 제16항에 있어서, 제1 함몰부는 제1 외부 코너를 포위하는, 형상화 연마 입자.
  18. 제11항에 있어서, 제1 함몰부는 단면에서 관찰될 때 둥근 코너를 포함하는, 형상화 연마 입자.
  19. 제11항에 있어서, 제2 함몰부는 만곡 2차원 윤곽을 포함하는, 형상화 연마 입자.
  20. 제11항에 있어서, 제2 함몰부는 단면에서 관찰될 때 둥근 코너를 포함하는, 형상화 연마 입자.
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