KR102422875B1 - 연마 입자들 및 그 형성 방법 - Google Patents

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생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드
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Abstract

제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제 1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 가지며, 측 표면의 대부분이 복수의 마이크로리지들을 포함하는 연마 입자.

Description

연마 입자들 및 그 형성 방법{ABRASIVE PARTICLES AND METHODS OF FORMING SAME}
다음은 연마 입자에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 특정한 특징을 갖는 연마 입자 및 그 연마 입자의 형성 방법에 관한 것이다.
연마 입자들을 포함하는 연마 물품들은 연삭 가공(grinding), 마무리 작업(finishing), 폴리싱(polishing) 등을 포함하는 다양한 재료 제거 작업에 유용하다. 연마 물질의 유형에 따라, 이러한 연마 입자들은 제품들의 제조 시 다양한 재료들을 성형 또는 연삭 가공하는데 유용할 수 있다. 삼각형 연마 입자들 및 이러한 오브젝트들을 포함하는 연마 물품들과 같은, 특정 지오메트리를 갖는 특정 유형의 연마 입자들이 지금까지 제형화 되었다. 예를 들어, 미국 특허 제5,201,916호; 제5,366,523호; 및 제5,984,988호를 참조.
이전에는, 특정화된 형상을 갖는 연마 입자들을 생산하기 위해, 융합, 소결 및 화학 세라믹인 세 가지 기본 기술들이 사용되었다. 융합 프로세스(fusion process)에서, 연마 입자들은 그 표면이 새겨질 수 있거나 그렇지 않을 수 있는 냉각 롤(chill roll), 용융 물질이 주입되는 몰드(mold), 또는 알루미늄 산화물 용융물에 침지된 히트 싱크 물질에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3,377,660호를 참조. 소결 프로세스들에서, 연마 입자들은 직경이 10 마이크로미터 이하인 내화성 분말(refractory powders)로부터 형성될 수 있다. 바인더는 윤활제(lubricant) 및 적합한 용매(solvent)와 함께 분말에 첨가되어 다양한 길이들 및 직경들의 혈소판들(platelets) 또는 로드들(rods)로 성형될 수 있는 혼합물을 형성한다. 예를 들어, 미국 특허 제3,079,242호를 참조. 화학 세라믹 기술은 콜로이드 분산 물(colloidal dispersion) 또는 하이드로졸(hydrosol)(때때로 졸이라고 불림)을 겔 또는 성분들의 이동성을 억제하고 건조 및 하소하여 세라믹 물질을 얻는 다른 물리적 상태로 전환시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 제4,744,802호 및 제4,848,041호를 참조. 연마 입자들 및 관련된 형성 방법 및 이러한 입자들을 포함하는 연마 물품에 대한 기타 관련 개시는 http://www.abel-ip.com/publications/에서 이용할 수 있다.
업계에서는 개선된 연마 입자들 및 연마 물품들을 계속적으로 요구한다.
일 양태에 따르면, 연마 입자는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 포함하며, 측 표면은 적어도 1.25의 평균 이방성 계수를 포함한다.
또 다른 양태에 따르면, 연마 입자는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 포함하며, 제1 주 표면은 제1 측 표면 부분에 접하고 제1 측 표면 부분의 적어도 일부를 따라 연장되는 제1 돌출부를 포함하고, 몸체의 중심 영역을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역을 더 포함하고, 비텍스쳐 영역은 제1 주 표면의 전체 표면 영역의 대부분을 획정한다.
또 다른 양태에서, 연마 입자는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 포함하며, 측 표면의 대부분은 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
또 다른 양태에 따르면, 연마 입자들의 집합체는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 포함하는 제1 연마 입자로서, 제1 연마 입자의 몸체는 2차원 형상을 포함하고, 제1 주 표면은 측 표면의 제1 측 표면 부분의 적어도 일부에 접하여 이를 따라 연장되는 제1 돌출부를 포함하고, 몸체는 몸체의 중심 영역을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역을 포함하고, 비텍스쳐 영역은 제1 주 표면의 전체 표면 영역의 대부분을 획정하는, 상기 제1 연마 입자를 포함하고, 그리고 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 포함하는 제2 연마 입자로서, 제2 연마 입자의 몸체는 제1 연마 입자의 2차원 형상과 비교하여 상이한 2차원 형상을 갖는, 상기 제2 연마 입자를 더 포함한다.
또 다른 양태에서, 연마 입자들의 집합체는 연마 입자들을 포함하고, 연마 입자들의 집합체의 각 입자는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 주 표면 및 제2 주요 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 갖는 몸체를 포함하고; 연마 입자들의 집합체의 입자들의 대부분은 측 표면의 적어도 일부를 따라 연장되는 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
또 다른 양태에 따르면, 연마 입자들의 집합체는 연마 입자들을 포함하고, 여기서 연마 입자들의 집합체의 입자는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 갖는 몸체를 포함하고, 측 표면은 몸체의 외측 코너들 사이에서 연장되는 복수의 측 표면 부분들을 포함하고, 몸체의 측 표면 부분들의 적어도 45 %는 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
일 양태는 연마 입자들의 집합체를 포함하고, 연마 입자들의 집합체의 각각의 연마 입자는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 갖는 몸체를 포함하고, 제1 주 표면과 제2 주 표면은 실질적으로 서로 평행하며, 및 연마 입자들의 집합체는 적어도 3.5의 평균 비-볼록 계수 및 적어도 2.4의 비-볼록 계수 표준 편차를 포함한다.
또 다른 양태는 연마 입자들의 집합체를 포함하고, 연마 입자들의 집합체의 각 연마 입자는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 갖는 몸체를 포함하고, 그리고 연마 입자들의 집합체는 적어도 1.25의 평균 이방성 계수를 포함한다.
또 다른 양태는 연마 입자들의 집합체를 포함하고, 연마 입자들의 집합체의 각 연마 입자는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 갖는 몸체를 포함하고, 몸체는 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이의 측 표면을 따라 거리로서 높이를 포함하고, 연마 입자들의 집합체는 100 미크론 이하의 높이의 표준 편차를 포함하고, 연마 입자들의 집합체는 적어도 3.5의 평균 비-볼록 계수를 포함한다.
본 개시는 첨부 도면들을 참조하여 당업자에게 보다 잘 이해될 수 있고, 그 많은 특징들 및 이점들이 명백해질 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 연마 입자를 형성하는 방법의 개략도를 포함한다.
도 2a는 실시 예에 따른 연마 입자를 형성하기 위한 시스템의 하향식(top-down) 뷰를 포함한다.
도 2b는 실시 예에 따른 특징들을 포함하는 몸체의 일부분의 단면도를 포함한다.
도 3a, 도 3b 및 도 4a 내지 도 4l은 실시 예들에 따른 몸체를 변형시키는데 사용되는 형태들의 하향식 뷰 및 사시도를 포함한다.
도 5는 성형된 연마 입자의 사시도를 포함한다.
도 6은 랜덤하게 성형된 연마 입자의 사시도를 포함한다.
도 7a는 실시 예에 따른 제어된 높이의 연마 입자의 사시도를 포함한다.
도 7b는 실시 예에 따른 제어된 높이의 연마 입자의 사시도를 포함한다.
도 7c는 실시 예에 따른 연마 입자의 하향식 뷰를 포함한다.
도 7d는 실시 예에 따른 코팅된 연마재의 일부의 측면도를 포함한다.
도 8a는 실시 예에 따른 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 8b는 실시 예에 따른 연마 입자의 하향식 이미지를 포함한다.
도 8c는 도 8b의 연마 입자의 주 표면의 일부에 대한 표면 프로파일 플롯을 포함한다.
도 8d는 도 8b의 입자의 주 표면의 일부에 대한 표면 프로파일 플롯을 포함한다.
도 9a 내지 도 9e는 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 이미지들을 포함한다.
도 10은 실시 예에 따른 코팅된 연마 물품의 단면도를 포함한다.
도 11은 실시 예에 따른 결합된 연마 물품의 단면도를 포함한다.
도 12a 내지 도 12j는 실시 예에 따른 연마 입자들의 집합체으로부터의 연마 입자들의 하향식 이미지들을 포함한다.
도 13a 내지 도 13r은 실시 예에 따른 연마 입자들의 집합체으로부터의 연마 입자들의 하향식 이미지들을 포함한다.
도 14a 내지 도 14j는 실시 예에 따른 연마 입자들의 집합체으로부터의 연마 입자들의 하향식 이미지들을 포함한다.
도 15a는 실시 예에 따른 측 표면 상에 복수의 마이크로리지들을 포함하는 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 15b는 일시 예에 따른 도 15a의 연마 입자의 측 표면의 이미지를 포함한다.
도 16은 실시 예에 따른 스케일링된 마이크로리지들을 포함하는 연마 입자의 측 표면의 일부 이미지를 포함한다.
도 17은 일 실시 예에 따른 확장 마이크로리지들을 포함하는 연마 입자의 측 표면의 일부 이미지를 포함한다.
도 18은 실시 예에 따른 연마 입자의 측 뷰 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 포함한다.
도 19는 도 18의 연마 입자의 측 벽의 확대된 SEM 이미지를 포함한다.
도 20은 몸체의 높이 및 제2 영역의 측정을 위해 마킹된 도 18의 측 뷰 이미지를 포함한다.
도 21a는 측벽의 일부의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 포함한다.
도 21b는 푸리에 변환(Fourier Transform)을 사용하여 분석된 도 21a의 이미지를 포함한다.
도 22a는 실시 예에 따른 연마 입자의 하향식 X-선 현미경(XRM) 이미지를 포함한다.
도 22b는 도 22a의 2치 이미지를 포함한다.
도 22c는 이미지 처리 소프트웨어를 통한 볼록 껍질 분석(convex hull analysis)을 사용하여 도 22b의 변환된 이미지를 포함한다.
도 23a는 샘플(CS1)로부터의 연마 입자의 하향식 XRM 이미지를 포함한다.
도 23b는 샘플(CS1)로부터의 연마 입자의 측 표면의 일부의 SEM 이미지를 포함한다.
도 24a는 샘플(CS2)로부터의 연마 입자의 하향식 이미지를 포함한다.
도 24b는 샘플(CS2)로부터의 연마 입자의 측 표면의 일부의 SEM 이미지를 포함한다.
도 25a는 샘플(CS3)의 연마 입자의 하향식 SEM 이미지를 포함한다.
도 25b는 샘플(CS1)로부터의 연마 입자의 측 표면의 일부의 SEM 이미지를 포함한다.
다음은 연마 입자들을 형성하는 방법 및 이러한 연마 입자들의 특징들에 관한 것이다. 연마 입자들은 예를 들어 결합된 연마 물품들, 코팅된 연마 물품들 등을 포함하는 다양한 연마 물품들에 사용될 수 있다. 대안적으로, 본원 실시 예들의 연마 입자들은 예를 들어 연삭 가공 및/또는 폴리싱 슬러리를 포함하는 자유 연마 기술들(free abrasive technologies)에 사용될 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 연마 입자를 형성하기 위한 시스템의 예시를 포함한다. 연마 입자를 형성하는 프로세스는 세라믹 물질과 액체를 포함하는 혼합물(101)을 형성함으로써 개시될 수 있다. 특히, 혼합물(101)은 세라믹 분말 물질 및 액체로 형성된 겔일 수 있고, 겔은 녹색(즉, 비 연소된(unfired)) 상태에서도 소정의 형상을 유지할 수 있는 형상-안정 물질(shape-stable material)로 특징될 수 있다. 실시 예에 따라, 겔은 분리된 입자들의 통합 네트워크인 분말 물질을 포함할 수 있다.
혼합물(101)은 세라믹 분말 물질과 같은 특정 함량의 고체 물질을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시 양태에서, 혼합물(101)은 혼합물(101)의 총 중량에 대하여 25 중량 % 이상 75 중량 % 이하의 범위 내의 고체 함량을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 세라믹 분말 물질은 산화물, 질화물, 탄화물, 붕화물, 옥시탄화물(oxycarbide), 옥시질화물(oxynitride) 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 세라믹 물질은 알루미나(alumina)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 세라믹 물질은 알파 알루미나(alpha alumina)의 전구체(precursor)일 수 있는 베마이트(boehmite) 물질을 포함할 수 있다. 용어 "베마이트"는 일반적으로 미네랄 베마이트를 포함하는 알루미나 수화물들(hydrates)을 나타내며, 수분 함량이 중량의 15 % 이상인, 예를 들어 중량의 20 내지 38 %인 슈도베마이트(pseudoboehmite)뿐만 아니라 전형적으로는 Al2O3·H2O이고 수분 함량이 중량의 약 15 %이다. 베마이트(슈도베마이트를 포함하는)는 특정하고 식별 가능한 결정 구조를 가지며, 따라서 고유한 X-선 회절 패턴(diffraction pattern)을 가지며, 따라서 베마이트 미립자 물질의 제조를 위해 본원에서 사용되는 일반적인 전구체 물질인 ATH(알루미늄 트리하이드록시드)와 같은 다른 수화 알루미나들을 포함하는 다른 알루미늄을 함유한(aluminous) 물질들과 구별된다.
또한, 혼합물(101)은 특정 함량의 액체 물질을 갖도록 형성될 수 있다. 일부 적합한 액체에는 유기 물질이 포함될 수 있다. 다른 적합한 물질은 물을 포함 할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 혼합물(101)은 혼합물(101)의 고체 함량보다 적은 액체 함량을 갖도록 형성될 수 있다. 보다 특별한 경우에, 혼합물(101)은 혼합물(101)의 총 중량에 대하여 적어도 약 25 중량 % 내지 75 중량 %의 범위 내의 액체 함량을 가질 수 있다. 혼합물(101)의 수분 함량은 수축(shrinkage) 시 적합한 건조를 용이하게 하도록 제어될 수 있으며, 이는 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 형성을 도울 수 있다.
또한, 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 가공 및 형성을 용이하게 하기 위해, 혼합물(101)은 특정 저장 탄성률(storage modulus)을 가질 수 있다. 예를 들어, 혼합물(101)은 적어도 약 1x104 Pa 및 1x107 Pa보다 크지 않은 범위 내의 저장 탄성률을 가질 수 있다. 저장 탄성률은 ARES 또는 AR-G2 회전 레오미터들을(rotational rheometers) 사용하는 평행 플레이트 시스템을 통해, 펠티어(Peltier) 플레이트 온도 제어 시스템으로 측정될 수 있다. 테스트를 위해, 혼합물(101)은 서로 약 8mm 간격을 두고 배치된 두 플레이트들 사이의 갭 내에서 압출될 수 있다. 겔을 갭 내로 압출한 후에, 갭을 획정하는 두 플레이트들 사이의 거리는 혼합물(101)이 플레이트들 사이의 갭을 완전히 채울 때까지 2 mm로 감소된다. 여분의 혼합물을 닦아 낸 후, 간격을 0.1 mm 줄인 후 테스트를 시작한다. 이 테스트는 6.28 rad.s-1(1 Hz)에서 변형 범위가 0.1 % ~ 100 %이고, 25 mm 평행 플레이트를 사용하고 디케이드(decade) 당 10 포인트를 기록하도록 설정된 장비로 수행되는 진동 변형 스윕 테스트(oscillation strain sweep test)이다. 테스트를 완료된 후 1 시간 이내에, 다시 갭을 0.1 mm까지 낮추고 테스트를 반복한다. 테스트는 6회 반복될 수 있다. 첫 번째 테스트는 두 번째 및 세 번째 테스트들과 다를 수 있다. 각 견본(specimen)에 대한 두 번째 및 세 번째 테스트의 결과만 보고되어야 한다. 점도는 저장 탄성률 값을 6.28 s-1로 나누어 계산될 수 있다.
또한, 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 가공 및 형성을 용이하게 하기 위해, 혼합물(101)은 특정 점도를 가질 수 있으며, 이는 이후의 가공(예를 들어, 변형) 및 원하는 연마 입자들의 형성을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 혼합물(101)은 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 심지어 적어도 약 65x103 Pa.s의 점도를 가질 수 있다. 적어도 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 혼합물은 약 1x106 Pa.s보다 작은, 약 5x105 Pa.s보다 작은, 약 3x105 Pa.s보다 작은, 또는 심지어 약 2x105 Pa.s보다 작은 점도를 가질 수 있다. 혼합물(101)의 점도는 상기한 최소 값과 최대 값 사이의 임의의 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 혼합물(101)은 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 가공 및 형성을 용이하게 하기 위해 예를 들어 액체와 구별될 수 있는 유기 첨가제를 포함하는 특정 함량의 유기 물질들을 갖도록 형성될 수 있다. 일부 적합한 유기 첨가제들은 안정제들, 가소제들(plasticizers), 계면활성제들(surfactants), 과당(fructose), 수크로스(sucrose), 락토스(lactose), 포도당(glucose), UV 경화성 수지 등과 같은 결합재들 등을 포함할 수 있다.
본원의 실시 예들은 특정 함량의 유기 첨가제들을 갖는 혼합물(101)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 혼합물(101) 내의 유기 물질들의 함량, 특히 전술한 임의의 유기 첨가제들은 혼합물(101) 내의 다른 성분들에 비해 소량일 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 혼합물(101)은 혼합물(101)의 총 중량에 대하여 약 30 중량 % 이하의 유기 물질을 가질 수 있다. 다른 경우, 유기 물질들의 양은, 예를 들어 약 15 중량 % 이하, 약 10 중량 % 이하, 또는 심지어 약 5 중량 % 이하일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 혼합물(101) 내의 유기 물질들의 양은 혼합물(101)의 총 중량에 대하여 적어도 약 0.1 중량 %, 예를 들어 적어도 약 0.5 중량 %일 수 있다. 혼합물(101) 내의 유기 물질들의 양은 상기한 최소 값과 최대 값 사이의 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 혼합물(101)은 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 가공 및 형성을 용이하게 하기 위해 특정 함량의 산 및/또는 염기를 갖도록 형성될 수 있다. 일부 적절한 산 또는 염기는 질산, 황산, 시트르산, 염소산, 타르타르산, 인산, 질산 암모늄, 시트르산 암모늄을 포함할 수 있다. 일 특정 실시 예에 따르면, 혼합물(101)은, 질산 첨가제를 사용하여, 약 5 미만, 보다 구체적으로는 약 2 내지 약 4 범위의 pH를 가질 수 있다.
연마 입자들을 형성하는 프로세스는 혼합물(101)을 몸체로 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 시스템(100)은 다이(103)를 포함할 수 있고 혼합물(101)이 몸체(111)로 형성되는 증착 존을 획정할 수 있다. 도시된 바와 같이, 혼합물(101)은 다이(103)의 내부에 제공될 수 있고 다이(103)의 일 단부에 위치한 다이 개구(105)를 통해 압출되도록 구성될 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 형성은 혼합물(101)을 다이 개구(105)를 통해 이동시키는 것을 용이하게 하기 위해 혼합물(101)에 힘(180)(압력으로 변환될 수 있음)을 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 실시 예에 따르면, 압출 동안 특정 압력이 사용될 수 있다. 예를 들어, 압력은 적어도 약 10 kPa, 예컨대 적어도 약 500 kPa일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 압출 중에 사용되는 압력은 약 10 MPa 이하 또는 5 MPa 이하일 수 있다. 혼합물(101)을 압출하는데 사용되는 압력은 상기한 최소 값과 최대 값 사이의 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
특정 시스템에서, 다이(103)는 특정 형상을 갖는 다이 개구(105)를 포함할 수 있다. 다이 개구(105)는 혼합물(101) 및 생성된 몸체(111)에 특정 형상을 부여하는 형상일 수 있다. 또한, 다이 개구(105)를 통해 압출된 혼합물(101) 및 생성된 몸체(111)는 다이 개구(105)와 본질적으로 동일한 단면 형상을 가질 수 있다. 실시 예에 따르면, 다이 개구(105)는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 또 다른 실시 예들에서, 다이 개구(105)는 혼합물이 다이(103)를 빠져 나올 때 몸체(111)의 하나 이상의 표면들에 특정 피처들을 생성하도록 형상화 될 수 있다. 이 피처들은 피처들의 제어된 분배를 포함할 수 있다. 따라서, 어떤 경우에는 다이(103)로부터의 혼합물(101)의 압출 및 몸체(111)의 변형이 동시에 일어날 수 있다. 즉, 혼합물(101)은 다이(103)를 빠져 나갈 수 있고, 하나 이상의 표면들에 특정 피처들을 갖는 몸체(111)로 형성될 수 있어서, 몸체(111)의 형성 중에, 몸체(111)는 몸체(111)의 하나 이상의 표면들에 하나 이상의 피처들을 포함하도록 변형될 수 있다.
도 1에 더 도시된 바와 같이, 혼합물(101)은 기판 상으로 압출될 수 있다. 도 1의 도시된 실시 예에서, 기판은 다이(103) 아래에 놓인 벨트(109)의 형태로되어 있어서, 생성 몸체(111)는 물질의 형태 또는 층 또는 시트이다. 다른 유형의 기판들이 사용될 수 있다. 특정 경우에, 혼합물(101)은 벨트(109) 상으로 직접 압출될 수 있고, 이는 연속 공정을 용이하게 할 수 있다.
하나의 특정 실시 예에 따르면, 벨트(109)는 기판 위에 놓인 필름을 갖도록 형성될 수 있으며, 필름은 연마 입자들의 처리 및 형성을 용이하게 하도록 구성된 물질의 개별 분리 층일 수 있다. 상기 프로세스는 몸체(111)를 형성하기 위해 혼합물(101)을 벨트의 필름 상에 직접 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 특정 경우에, 필름은 폴리에스테르와 같은 중합체 물질을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 특정 실시 예에서, 필름은 본질적으로 폴리에스테르로 이루어질 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 벨트(109)의 상부 표면은 본원의 실시 예에 따른 연마 입자들의 형성을 용이하게 할 수 있는 특정 거칠기를 가질 수 있다. 예를 들어, 벨트(109)의 표면의 거칠기는 몸체(111)가 건조되는 방식에 영향을 줄 수 있으며, 몸체(111)의 제어된 크래킹(cracking)을 용이하게 할 수 있다. 다양한 물질들이 벨트(109) 또는 벨트(109)의 표면 상의 코팅으로서 사용될 수 있다. 일부 적절한 물질은 금속, 금속 합금, 세라믹, 다결정질 물질, 비정질 상 물질(amorphous phase material), 단결정 물질 또는 이들의 임의 조합과 같은 무기 물질들을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 벨트(109) 또는 벨트(109)의 상부 표면은 에폭시, 수지, 열경화성 수지(thermoset), 열경화성 플라스틱, 폴리이미드, 폴리 아미드 및 이들의 조합물과 같은 물질을 포함할 수 있는 중합체와 같은 유기 물질을 포함할 수 있다. 벨트(109)의 상부 표면은 피처들을 갖는 벨트(109)의 상부 표면과 접촉하는 몸체(111)의 부분과 같은 몸체(111)의 일부분에 피처들의 분포를 형성하는데 사용될 수 있는 본원의 실시 예들에서 설명된 하나 이상의 피처들을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 표면 거칠기, 벨트 물질 등과 같은 벨트(109)의 양태들은 본원의 실시 예에서 설명된 바와 같이 연마 입자의 적절한 형성을 용이하게 하기 위해 몸체(111) 및 형성 프로세스의 특정 양태들에 맞게 조정될 수 있다.
일부 실시 예들에서, 벨트(109)는 다이 개구(105)를 통해 혼합물(101)을 이동시키면서 병진 이동될 수 있다. 시스템(100)에 도시된 바와 같이, 혼합물(101)은 방향(191)으로 압출될 수 있다. 벨트(109)의 병진 방향(110)은 혼합물의 압출 방향(191)에 대해 경사질 수 있다. 병진 방향(110)과 압출 방향(191) 사이의 각도는 시스템(100)에서 실질적으로 직교하는 것으로 도시되어 있지만, 예를 들어 예각 또는 둔각을 포함하는 다른 각도가 고려될 수 있다. 또한, 혼합물(101)은 벨트(109)의 병진 방향(110)에 대해 경사진 방향(191)으로 압출되는 것으로 도시되어 있지만, 대체 실시 예에서, 벨트(109) 및 혼합물(101)이 실질적으로 동일한 방향으로 압출될 수 있다.
벨트(109)는 공정을 용이하게 하기 위해 특정 속도로 병진 이동될 수 있다. 본원의 실시 예에 따른 특정 공정에 있어서, 방향(191)으로 혼합물(101)의 압출 속도와 비교하여 벨트(109)의 병진 이동 속도는 적절한 공정을 용이하게 하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 벨트(109)의 병진 이동 속도는 적절한 몸체(111)의 형성을 보장하기 위해 압출 속도와 본질적으로 동일할 수 있다.
특정 실시 예들에서, 혼합물(101)은 몸체(111)의 높이 및 폭에 의해 획정된 평면에서 보았을 때 대체로 직사각형 단면 형상을 갖는 몸체(111)의 형태로 몸체(111)를 형성하도록 압출될 수 있다. 몸체(111)가 시트로서 도시되어 있지만, 그 프로세스는 그렇게 제한되지 않으며, 혼합물은 임의의 원하는 형상을 갖는 몸체로 형성될 수 있음을 알 수 있다.
혼합물(101)로부터 몸체(111)를 형성하는 프로세스는 본원의 실시 예들에 제공된 바와 같은 하나 이상의 피처들을 갖는 연마 입자들의 적절한 형성을 용이하게 하는 특정 피처들 및 프로세스 파라미터들의 제어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특정 경우에서, 혼합물(101)로부터 몸체(111)를 형성하는 프로세스는 특정 높이를 갖는 몸체(111)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 다이(103)와 벨트(109)의 표면 사이의 거리를 변화시킴으로써 몸체(111)의 높이(181)를 제어할 수 있다. 대안적으로, 프로세스는 닥터 블레이드 또는 유사한 기술을 사용하여 몸체(111)의 높이(181)를 제어할 수 있다. 또한, 혼합물(101)을 몸체(111)로 형성하는 것은 혼합물(101)의 점도에 부분적으로 기초하여 몸체(111)의 치수를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 몸체(111)는 적어도 10 cm2, 예를 들어, 적어도 20 cm2 또는 적어도 50 cm2 또는 적어도 100 cm2 또는 적어도 500 cm2 또는 적어도 1 m2인 주 표면 영역을 갖는 제1 주 표면을 갖는 큰 물질 층으로 형성된다. 특히, 몸체(111)를 형성하는 프로세스는 생산 툴의 개구들 내에 함유된 겔의 복수의 개별적이고 별개의 부분들을 형성하기 위해 몰드 또는 다른 생산 툴을 사용하지 않고 수행될 수 있다.
또한, 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 가공 및 형성을 용이하게 하기 위해, 몸체(111)는 혼합물(101)의 점도에 대해 상기 언급된 임의의 값을 가질 수 있는 특정 점도를 가질 수 있다.
몸체(111)는 예를 들어, 길이(l), 폭(w) 및 높이(h)를 포함하는 특정 치수를 가질 수 있다. 실시 예에 따르면, 몸체(111)는 병진 이동하는 벨트(109)의 방향으로 연장되는 길이를 가질 수 있고, 길이는 폭보다 크며, 몸체(111)의 폭은 벨트(109)의 길이 및 시트의 길이에 수직인 방향으로 연장되는 치수이다. 몸체(111)는 높이(181)를 가질 수 있고, 여기서 길이 및 폭은 몸체(111)의 높이(181)보다 크다. 이와 같이, 일 실시 예에 따르면, "길이> 폭> 높이"가 된다.
특히, 몸체(111)의 높이(181)는 벨트(109)의 표면으로부터 수직으로 연장되는 치수일 수 있다. 실시 예에 따르면, 몸체(111)는 특정 치수의 높이(181)를 갖도록 형성될 수 있으며, 높이는 다중 측정들로부터 유도된 몸체(111)의 평균 높이 일 수 있다. 예를 들어, 몸체(111)의 높이(181)는 적어도 약 0.5mm와 같이 적어도 약 0.1mm일 수 있다. 다른 경우에, 몸체(111)의 높이(181)는 적어도 약 0.8mm, 적어도 약 1mm, 적어도 약 1.2mm, 적어도 약 1.6mm, 또는 심지어 적어도 약 2mm와 같이 더 클 수 있다. 여전히, 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 몸체(111)의 높이(181)는 약 10 mm 이하, 약 5 mm 이하 또는 심지어 약 2 mm 이하일 수 있다. 몸체(111)는 전술한 최소 값과 최대 값 사이의 범위 내의 평균 높이를 가질 수 있음을 알 수 있을 것이다.
다이(103)로부터 혼합물(101)을 압출한 후에, 몸체(111)는 벨트(109)의 표면을 따라 방향(112)으로 병진 이동될 수 있다. 벨트(109)를 따라 몸체(111)를 이동시키는 것은 추가 프로세싱을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 몸체(111)를 형성한 후에, 몸체(111)는 몸체(111)의 적어도 일부분이 변형되는 변형 존(120)으로 병진 이동될 수 있다. 몸체(111)를 변형시키는 프로세스는 추가의 프로세싱 중에 몸체(111) 내의 스트레스 발생을 변화시키는 것을 용이하게 할 수 있는 하나 이상의 프로세스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몸체(111)를 변형시키는 프로세스는 몸체(111)의 일부분을 변형시키는 단계를 포함할 수 있고, 추가 처리 시(예를 들어, 건조), 변형과 관련된 몸체(111)의 부분들은 몸체의 변형되지 않은 영역들과 비교하여 보다 높은 스트레스 집중의 영역들일 수 있고, 보다 높은 스트레스 집중 영역들에서 몸체의 파쇄(fracturing)가 보다 쉽게 일어나고, 따라서 성형된 전구체 입자들을 형성하는 것을 용이하게 한다. 예를 들어, 몸체(111)를 변형시키는 프로세스는 건조 중에 몸체(111)에서의 스트레스 생성을 국부적으로 변경시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 변형 프로세스는 몸체(111)의 적어도 일부분을 변형시키는 단계를 포함할 수 있다. 몸체(111)의 변형은 몸체(111)에서 적어도 하나의 크랙 시작 포인트의 형성을 용이하게 할 수 있어, 이후의 처리(예를 들어, 건조) 동안, 크랙 또는 결함의 초기 포인트 및 몸체(111) 내의 크랙 전파 방향이 제어될 수 있다. 일 실시 예에서, 몸체(111)를 변형시키는 프로세스는, 몸체(111)의 하나 이상의 표면들 및/또는 치수들의 변경과 같은, 몸체(111)의 물리적 특징을 변화시키는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 몸체(111)의 적어도 일부의 변형은 몸체(111)의 적어도 일부의 화학적 조성을 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 특정 경우에서, 몸체(111)를 변형시키는 것은 몸체(111)의 유동 학적 특성(rheological property)을 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 특정 경우에서, 몸체(111)를 변형시키는 프로세스는, 첨가제가 몸체(111)를 화학적 및/또는 물리적으로 변형시킬 수 있도록, 적어도 하나의 첨가제를 몸체(111)의 적어도 일부에 적용 또는 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 첨가제는 추가 프로세싱 동안 보다 높은 스트레스 집중 영역으로 이끄는 몸체의 변화를 용이하게 할 수 있으며, 이는 몸체(111)의 제어된 파쇄를 용이하게 할 수 있다. 이러한 변형은, 보다 낮은 스트레스를 갖는 몸체(111) 내의 다른 영역들에 비해 높은 스트레스의 영역들을 몸체(111)가 포함하도록, 몸체(111) 내의 스트레스를 변화시키는 것을 용이하게 할 수 있다. 보다 높은 스트레스 영역들 및 보다 낮은 스트레스 영역들의 분포는 변형 프로세스와 관련된 하나 이상의 파라미터들을 제어함으로써 제어될 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니지만, 몸체에 형성된 피처들의 분포의 제어, 몸체 내의 하나 이상의 첨가제들의 분포의 제어 등을 포함할 수 있다. 특히, 몸체(111)를 변형시키는 프로세스가 다른 프로세스들(예를 들어, 특정 건조 조건)과 결합될 때, 본원에 기술된 특징들을 갖는 연마 입자들의 형성을 용이하게 할 수 있다.
변형 및 건조 프로세스는 제어될 수 있고 다양한 유형의 연마 입자들의 형성을 용이하게 하는 하나 이상의 파라미터들을 가질 수 있다. 예를 들어, 최종적으로 형성된 연마 입자들의 특성에 영향을 미칠 수 있는 특정 파라미터는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 벨트(109)의 상부 표면의 조성, 벨트(109)의 상면의 표면 거칠기, 변형 중에 몸체(111)에 형성된 피처들의 분포, 변형 동안 몸체(111)에 형성된 피처들의 분포의 형상, 크기 및/또는 단면 형상, 변형 동안 사용된 하나 이상의 첨가제들의 분포 및 유형, 몸체(111)의 유동학적 특성들(예를 들어, 점도 등), 몸체(111) 내의 원재료(raw materials)의 크기, 형상 및 조성, 몸체(111)의 높이, 피처들의 깊이, 건조 온도, 상대 습도, 건조 속도, 건조 시간, 건조 환경을 통한 이동 속도, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
하나의 특정 실시 예에서, 변형 프로세스는 몸체의 적어도 일부에 피처들의 제어된 분포를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 시스템의 하향식 뷰를 포함하는 도 2a에 도시된 바와 같이, 몸체(111)의 상부 표면(112)은 변형되어 일련의 오목부(depression)들이 상부 표면(112)에 형성될 수 있다. 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 오목부들(121)은 몸체(111)의 폭(w) 및 길이를 따라 연장되고 몸체(111)의 높이(181)를 통해 부분적으로 연장되는 선의 형태일 수 있다. 오목부들(121)가 선들로 도시되어 있지만, 최종 형성된 연마 입자들의 바람직한 양태들에 따라, 오목부들(121)의 다른 형상들 및 배열들이 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 오목부들(121)는 곡선형, 직선형, 도트 형 및 이들의 조합과 같은 다양한 형상 또는 윤곽을 갖도록 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 피처들의 제어된 분포는 적어도 하나의 반복 유닛을 갖는 피처들의 패턴 또는 어레이로서 정의될 수 있다. 다른 실시 예에서, 피처들의 제어된 분포는 피처들의 랜덤 분포일 수 있어서, 피처들의 배열에 대해 식별 가능한 단-범위 또는 장-범위 오더(order)가 존재하지 않는다. 제어된 분포의 다른 예들은 방사상 패턴, 나선형 패턴, 필로택틱(phyllotactic) 패턴, 비대칭 형 패턴, 자기-회피 랜덤 분포 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
제어된 분포의 피처들은 다양한 형상들 및/또는 구조들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 피처들은 돌출부, 오목부, 상호 연결된 구조, 분리 및 격리 구조, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 피처들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 U-자형, V-자형 등을 포함하는 다양한 단면 형상들을 가질 수 있다. 특정 경우에서, 몸체(111)의 적어도 일부는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 오목부들의 상호 연결된 네트워크를 포함하는 피처들의 제어된 분포를 갖도록 형성될 수 있다. 임의의 실시 예들에서, 몸체(111)에 형성된 피처들은 서로에 대해 형상 및 크기가 동일할 수 있다. 여전히, 다른 실시 예에서, 적어도 두 개의 피처들은 형상, 크기, 윤곽, 단면 형상 등에 기초하여 서로 구별될 수 있다.
피처들의 크기, 형상 및 간격은 제어될 수 있고 전구체 연마 입자들의 형성을 용이하게 하고, 따라서 원하는 크기의 최종 형성된 연마 입자들의 형성을 용이하게 할 수 있다. 일 특정 실시 예에서, 크기, 형상 및 피처들 사이의 간격은 본원의 실시 예에 따른 연마 입자들의 형성을 용이하게 할 수 있다. 피처들 사이의 원하는 간격은 형성될 연마 입자의 목표 평균 입자 크기에 영향을 줄 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 피처들은 날카로운 모서리들 또는 작은 곡률 반경(radius of curvature)을 갖도록 형성될 수 있으며, 이는 몸체(111) 내의 원하는 위치에 스트레스를 효과적으로 집중시킬 수 있고, 제어된 크래킹을 더 용이하게 하여 연마 입자들의 원하는 형상 및 크기를 생성할 수 있으며, 여기에는 본원의 실시 예들의 특징들을 갖는 연마 입자들이 포함될 수 있다.
적어도 하나의 양태에 있어서, 몸체(111) 내의 피처들의 크기는 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 형성을 용이하게 하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 피처들은 길이(Lf), 폭(Wf) 및 깊이(Df)를 갖는 적어도 하나의 피처를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 길이는 가장 긴 치수일 수 있고, 폭은 길이와 동일한 평면에서 두 번째로 긴 치수일 수 있고, 깊이는 피처의 가장 짧은 치수일 수 있으며, 깊이는 길이와 폭에 의해 획정된 평면에 대해 수직인 방향일 수 있다. 특히, 일 실시 예에서 "Lf > Wf > Df"가 만족된다. 여전히, 다른 실시 예에서, 몸체는 "Lf > Df > Wf"에 기초한 치수들을 가질 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에 따르면, 피처는 몸체(111) 내에 형성된 오목부의 형태일 수 있다. 도 2b는 일 실시 예에 따른 피처들을 형성한 후에 몸체(111)의 일부의 단면도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 피처들(121)은 몸체(111)의 체적 내에 형성되고 몸체(111)의 체적으로 연장되는 오목부들(231)을 포함할 수 있다. 피처들은(121)는 또한 몸체(111) 내에 형성되고 몸체(111)의 상부 표면(121) 위로 연장되는 영역들을 획정하는 돌출부들(232)을 포함할 수 있다. 특히, 오목부들(231)은 오목부(231)의 하부 표면(195)과 몸체(111)의 상부 표면(112) 사이의 평균 거리로 정의된 평균 깊이(194)(df)를 가질 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 오목부들(231)은 몸체(111)의 평균 높이(181)의 적어도 5 %인 평균 깊이(194)를 갖도록 형성될 수 있다. 다른 경우에, 평균 깊이(194)는 몸체(111)의 평균 높이(181)의 적어도 10 %, 또는 적어도 15% 또는 적어도 20% 또는 적어도 25% 또는 적어도 30% 또는 적어도 35% 또는 적어도 40% 또는 적어도 45% 또는 적어도 50% 또는 적어도 55% 또는 적어도 60% 또는 적어도 65% 또는 적어도 70% 또는 적어도 75% 또는 적어도 80% 또는 적어도 85% 또는 적어도 90% 또는 적어도 95%와 같이 더 클 수 있다. 또한, 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 평균 깊이(194)는 몸체(111)의 평균 높이(181)의 99 % 이하, 예를 들어 95 % 이하 또는 90 % 이하 또는 85 % 이하 또는 80 % 이하 또는 75 % 이하 또는 70 % 이하 또는 65 % 이하 또는 60 % 이하 또는 55 % 이하 또는 50 % 이하 또는 45 % 이하 40 % 이상 또는 35 % 이하 또는 30 % 이하 또는 25 % 이하 또는 20 % 이하 또는 15 % 이하 또는 10 % 이하 또는 5 % 이하이다. 또한, 평균 깊이(194)는 상술한 최소 및 최대 백분율 중 어느 하나를 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다. 오목부들(231)의 평균 깊이(194)의 제어는 본원의 실시 예의 특징을 갖는 연마 입자들의 적절한 프로세싱 및 개선된 형성을 용이하게 할 수 있다. 하나 이상의 이러한 피처들이 최종적으로 형성된 연마 입자들 내에 존재할 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 돌출부들(232)은 몸체(111)의 상부 표면(112) 위로 연장되는 몸체(111)의 영역들을 획정할 수 있다. 돌출부들(232)은 몸체의 평균 높이(181)에 대한 평균 높이(234)를 가질 수 있다. 예를 들어, 돌출부들(232)은 몸체(111)의 평균 높이(181)의 적어도 5 %인 평균 높이를 가질 수 있다. 다른 경우에, 돌출부들(232)의 평균 높이(234)는 몸체(111)의 평균 높이(181)의 적어도 10% 또는 적어도 15 % 또는 적어도 20% 또는 적어도 25% 또는 적어도 30% 또는 적어도 35% 또는 적어도 40% 또는 적어도 45% 또는 적어도 50% 또는 적어도 55% 또는 적어도 60% 또는 적어도 65% 또는 적어도 70% 또는 적어도 75% 또는 적어도 80% 또는 적어도 85% 또는 적어도 90% 또는 적어도 95%와 같이 더 클 수 있다. 여전히, 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 평균 높이(234)는 몸체(111)의 평균 높이(181)의 99 % 이하, 예컨대 95 % 이하 또는 90 % 이하 또는 85 % 이하 또는 80 % 이차 또는 75 % 이하 또는 70 % 이하 또는 65 % 이하 또는 60 % 이하 또는 55 % 이하 또는 50 % 이하 또는 45 % 이하 40 % 이하 또는 35 % 이하 또는 30 % 이하 또는 25 % 이하 또는 20 % 이하 또는 15 % 이하 또는 10 % 이하 또는 5 % 이하일 수 있다. 평균 높이(234)는 상술한 최소 및 최대 백분율 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다. 돌출부들(232)의 평균 높이(234)의 제어는 본원의 실시 예들의 특징들을 갖는 연마 입자들의 적절한 프로세싱 및 개선된 형성을 용이하게 할 수 있다. 하나 이상의 이러한 특징들이 최종적으로 형성된 연마 입자들 내에 존재할 수 있다.
돌출부들(232)은 변형 프로세스로부터 발생될 수 있다. 특정 경우에서, 하나 이상의 오목부들이 형성될 때 몸체(111)의 혼합물이 이동되고, 돌출부들(232)은 오목부(231) 둘레의 영역들을 초래할 수 있다. 다른 경우에서, 몸체(111)의 물질은 몸체 (111)의 표면을 변형 시키는데 사용되는 형태에 부착될 수 있고, 상기 형태가 몸체(111)로부터 멀리 당겨질 때 몸체(111)의 일부 물질이 상기 형태에 부착될 수 있다. 이러한 형태와 몸체(111) 사이의 부착은 돌출부들을 형성할 수 있다. 특정 경우에는, 변형 프로세스 중에 상기 형태와 몸체 사이의 부착으로 인한 돌출부들의 형성을 제한하는 것이 바람직할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 몸체(111)를 변형시키는 프로세스는 몸체(111)의 적어도 하나의 표면을 변형시키는 단계를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 피처들(121)은 몸체(111)의 상부 표면(112)에 형성될 수 있다. 몸체(111)의 하나 이상의 표면들에 피처들(121)를 형성하기 위해 다양한 메커니즘들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 성형된 피처들(124)이 몸체(111)의 상부 표면(112)과 접촉하고 성형된 피처들(124)에 따라 몸체(111)를 변형 시키도록 성형된 피처들(124)을 갖는 형태(122)가 방향(123)으로 병진 이동될 수 있다. 이러한 프로세스들의 일부 예로는 그라비어 롤링(gravure rolling) 또는 엠보싱(embossing)이 있다. 몸체(111)의 표면을 변형시키기 위한 다른 적절한 프로세스들은 프레싱, 펀칭, 증착, 스프레이 등을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에서, 몸체(111)의 표면의 적어도 일부분(예를 들어, 상부 표면(112))에 형성된 피처들은 변형될 몸체(111)의 표면에 형태를 접촉시킴으로써 생성될 수 있다. 형태는 몸체(111)의 대응되는 피처들을 생성하는데 사용될 수 있는 하나 이상의 피처들(예를 들어, 돌출부들, 벽들, 개구들 등)를 가질 수 있다. 도 3을 간단히 참조하면, 형태의 하향식 뷰가 제공된다. 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 실시 예에서, 형태(300)는 서로 연결되고 이들 사이에 개구들(302)를 획정하는 부분들(301)을 포함하는 스크린일 수 있다. 형태(300)는 몸체(111)의 상부 표면(112) 내로 가압될 수 있고, 부분들(301)에 의해 접촉된 영역들에서 몸체(111)를 변형시킬 수 있다. 특히, 몸체(111)는, 몸체(111)의 상부 표면(112)의 적어도 일부가 형태(300)의 피처들에 대응하는 피처들을 갖도록 변형될 수 있도록 형태(300)에 의해 변형될 수 있다. 특히, 부분들(301)은 몸체(111) 내로 가압되어 오목부들을 형성할 수 있으며, 오목부들은 형태(300)의 부분들(301)의 동일한 배치로 서로에 대해 배치될 수 있다. 또한, 특정 다른 프로세싱 파라미터들에 따라, 오목부들로부터의 물질이 옆으로 밀려서 변위되어서, 몸체(111)의 상부 표면(112) 상에 돌출부들을 형성할 수 있으므로, 오목부들(301)의 형성은 돌출부들을 동시에 형성할 수 있다. 도 3b는 도3a의 형태의 사시도이다.
다양한 다른 형태들이 프로세스와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 형태들은 일반적으로 피처들의 조합을 가질 수 있다. 형태의 피처들의 형상, 크기 및 배열은 형성된 연마 입자들의 크기 및 형상에 영향을 줄 수 있다. 더욱이, 형태의 피처들은 연마 입자들에 존재하는 형상 피처들에 영향을 줄 수 있다. 이러한 형상 피처들은 본원의 실시 예들에서 설명된다. 특정 형태는 상호 연결되고 개구들를 획정하는 돌출부들 또는 벽들의 특정 배열을 이용할 수 있다. 도 3a, 3b 및 4a 내지 4f는 개구들을 획정하는 상호 연결된 돌출부들 또는 벽들을 갖는 형태들을 포함한다. 예를 들어, 도 4a는 실시 예에 따른 형태의 하향식 뷰를 포함한다. 도 4b는 도 4a의 형태의 사시도를 포함한다. 도 4a의 형태는 서로 연결되어 하향식으로 볼 때 일반적으로 사변형, 보다 구체적으로는 직사각형의 2차원 형상을 갖는 개구들(402)을 획정하는 벽들 형태의 부분들(401)을 포함한다.
도 4c는 실시 예에 따른 형태의 하향식 뷰를 포함한다. 도 4d는 도 4c의 형태의 사시도를 포함한다. 도 4c는 형태는 서로 연결되어 하향식으로 볼 때 일반적으로 불규칙한 다각형 2차원 형상을 갖는 개구들(404)을 획정하는 벽들 형태의 부분들(403)을 포함한다.
도 4e는 실시 예에 따른 형태의 하향식 뷰를 포함한다. 도 4f는 도 4e의 형태의 사시도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 형태는 서로 연결되고 그 사이에 개구들(432)를 획정하는 부분들(431)을 가질 수 있다. 개구들(432)은 사각 형상, 보다 구체적으로는 사다리꼴 형상, 더욱 특히 우측 사다리꼴 형상을 가질 수 있으며, 개구들(432)의 형상은 적어도 2 개의 직각(즉, 90도)을 포함한다. 본원의 실시 예들의 형태들은 형상, 크기, 배열, 윤곽선 등의 임의의 조합을 갖는 부분들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 개구들을 획정하는 형태들의 부분들은 선형 형상, 아치형 형상 또는 이들의 임의 조합을 가질 수 있다. 상기 형태들은 개구들을 획정하도록 상호 연결된 돌출부들을 포함할 수 있지만, 상호 연결된 돌출부들을 반드시 포함하지 않는 다른 형태들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 돌출부들은 갭들에 의해 인접한 돌출부들로부터 분리될 수 있는 하나 이상의 분리된 개별 피처들을 포함할 수 있다. 도 4g 내지 4h는 실시 예에 따라 상호 연결되지 않은 돌출부들을 갖는 형태들의 도면을 포함한다.
도 4g는 실시 예에 따른 다른 형태의 하향식 뷰를 포함한다. 도 4h는 도 4g의 형태의 사시도를 포함한다. 도 4g의 형태는 플레이트(410) 및 플레이트(410)로부터 연장된 복수의 개별 돌출부들 또는 핀들(411)을 포함한다. 핀들(411)은 서로 이격되어 있으며, 몸체(111)의 적어도 일부분에 개별적이고 분리된 오목부들의 대응하는 분포를 생성하도록 임의의 분포로 배치될 수 있다. 핀들(411)은 대체로 원추형인 것으로 도시되어 있다. 그러나, 예를 들어, 원통형, 절두 원추형, 피라미드 형, 절두 피라미드형 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다른 형상들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본원의 실시 예들의 형태들은 대체로 평탄한 형상들을 갖는 것으로 예시되었지만, 형태는 다양한 다른 형상들을 가질 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 형태들은 몸체(111) 위로 구르면서 몸체(111)에 피처들을 부여하도록 구성된 롤러의 형상일 수 있다. 이러한 형상을 갖는 형태는 연속적인 프로세싱 동작에 적합할 수 있다.
도 4i는 실시 예에 따른 형태의 하향식 뷰를 포함한다. 도 4j는 도 4i의 형태의 사시도를 포함한다. 도 4i의 형태는 플레이트(412) 및 플레이트(412)로부터 연장되는 돌출부들(413)의 무작위 배열을 포함하며, 이는 건조되기 전에 몸체의 표면의 적어도 일부에 대응하는 오목부들을 생성하는데 사용될 수 있다. 돌출부들(413)는 플레이트(412) 상의 다른 돌출부들(413)에 대해 무작위 형상 및 무작위 간격을 갖는다.
도 4k는 실시 예에 따른 형태의 하향식 뷰를 포함한다. 도 4l은 도 4k의 형태의 사시도를 포함한다. 도 4K의 형태는 플레이트(414) 및 플레이트(414)로부터 연장된 돌출부들(415)의 무작위 배열을 포함하고, 이는 건조되기 전에 몸체의 표면의 적어도 일부에 대응하는 오목부들을 생성하는데 사용될 수 있다. 도 4k의 형태는 일반적으로 길게 연장되는 선형 형상의 개별적인 돌출부들(415)을 포함한다. 돌출부들(415)은 플레이트(414) 상의 다른 돌출부들(415)에 대해 대체로 불규칙한 간격 및 배향을 갖는다.
또한, 도 4k 및 도 4l에 도시된 바와 같이, 돌출부(415)의 상부 표면들은 두 개의 챔퍼된(chamfered) 표면들 사이에서 연장되는 에지를 가질 수 있다. 다른 실시 예들에서, 돌출부들의 상부 표면들은 도 4e의 돌출부들(431)에 도시된 바와 같이 일반적으로 플랫할 수 있다. 돌출부들의 상부 표면들은 몸체의 적절한 변형 및 원하는 연마 입자들의 형성을 용이하게 하기 위해 임의의 적합한 형상으로 제공될 수 있음을 알 것이다. 상부 표면은 대체로 평면인 윤관, 에지, 반경의 또는 곡선의 프로파일 또는 임의의 다른 형상을 가질 수 있다.
본원의 실시 예들의 임의의 형태들은 특정 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일부 적절한 물질은 무기 물질, 유기 물질, 합성 물질, 천연 물질, 또는 이들의 임의 조합물을 포함할 수 있다. 무기 물질의 일부 예들은 금속, 금속 합금, 유리, 세라믹, 다결정, 단결정 또는 이들의 임의 조합물을 포함할 수 있다. 일부 적합한 유기 물질은 에폭시, 수지, 열경화성 물질, 열가소성 물질, 폴리이미드, 폴리아미드 또는 이들의 임의의 조합물과 같은 중합체를 포함할 수 있다. 상기 형태는 본원에서 언급된 임의의 물질들의 조합을 포함하는 복합물일 수 있다. 형태의 물질, 특히 몸체와 접촉할 돌출부들의 물질은 혼합물이 형태에 달라 붙는 것을 제한하기 위해 특정 물질로 제조될 수 있다. 특정 경우에서, 형태의 물질은 몸체의 물질(즉, 혼합물)이 형태의 물질에 부착되지 않도록 선택되어, 몸체의 표면에 형성된 피처들이 적절한 형상 및 해상도로 효율적으로 만들어 질 수 있다. 몸체와 형태 사이의 부착을 제한하는 형태는 변형 중에 몸체의 의도하지 않은 왜곡을 제한할 수 있으며, 제어된 크래킹 프로세스들로부터 형성된 연마 입자들의 형상 및 크기의 개선된 제어를 용이하게 할 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에서, 형태를 몸체에 접촉시키기 전에 형태의 표면을 물질로 코팅할 수 있다. 이러한 코팅 물질들은 영구적이거나 일시적일 수 있다. 코팅 물질은 무기 물질, 유기 물질, 천연 물질, 합성 물질 또는 이들의 임의의 조합물일 수 있다. 예를 들어, 하나의 특정 실시 예에서, 코팅 물질은 윤활유와 같은 오일일 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 형태의 표면, 그리고 특히 변형을 일으키는 몸체의 부분들에 접촉되는 돌출부들은 몸체에 피처들의 적절한 형성을 용이하게 하는 화학제로 코팅될 수 있다. 화학제는 원소(chemical element) 또는 화학 성분일 수 있다. 화학재는, 예를 들어 도펀트를 포함하는, 본원의 실시 예에 기재된 바와 같이 몸체의 변형을 도울 수 있는 첨가제일 수 있다. 화학재는 형태의 표면에 첨가된 영구적이거나 일시적인 물질일 수 있다. 화학재는 무기 물질, 유기 물질, 천연 물질, 합성 물질 또는 이들의 임의의 조합물일 수 있다.
피처들은 다른 표면들에 형성될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 다른 실시 예에서, 혼합물(101)과 접촉하도록 구성된 벨트(109)의 표면은 피처들을 갖도록 형성될 수 있다. 따라서, 혼합물(101)을 벨트(109) 상에 증착하는 동안, 몸체(111)가 형성될 수 있고 벨트(109)상의 피처들은 벨트(109) 상의 피처와 접촉하는 몸체(111)의 표면에 피처들을 부여할 수 있다. 이와 같이, 몸체를 형성하고 몸체를 변형시키는 프로세스는 실질적으로 동시에 수행된다. 이러한 대체 프로세스는 몸체(111)의 다른 표면들이 본원의 실시 예에서 설명된 바와 같이 변형될 수 있는 별도의 변형 존(120)과 함께 사용되거나 사용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에서, 몸체(111)의 상부 표면(112) 및 벨트(109)와 접촉하는 몸체(111)의 하부 표면은 본원에 기술된 임의의 기술들에 따라 변형될 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에서, 벨트(109)는 특정한 표면 거칠기를 갖는 상부 표면을 가질 수 있다. 벨트의 상부 표면은 혼합물(101) 및 몸체(111)와 접촉하도록 구성된다. 벨트(109)는 반드시 임의의 피처들을 가질 필요는 없지만, 연마 입자들을 형성하기 위한 후속 프로세싱을 용이하게 할 수 있는 특정 표면 거칠기를 가질 수 있다. 특히, 소정의 거칠기를 갖는 특정 물질들은 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 형성을 용이하게 하기 위해 몸체(111)의 건조 및 제어된 크래킹을 도울 수 있다는 것이 관찰되었다. 적어도 하나의 실시 예에서, 혼합물(101)을 몸체(111)로 형성하는 단계는 벨트 상에 혼합물(101)을 형성하는 단계를 포함하고, 여기서 벨트는 제어된 크래킹 및 제어된 크래킹 프로세스로부터 복수의 전구체 연마 입자들의 형성을 용이하게 하기 위해 혼합물(101)에 대한 제어된 거칠기 및 제어된 표면 에너지를 갖는다.
본원에서 언급된 바와 같이, 다른 실시 예에서, 몸체(111)를 변형시키는 프로세스들은 몸체(111)의 적어도 일부에 하나 이상의 첨가제들을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제들은 후속 프로세싱(예를 들어, 건조) 동안 첨가제들이 전구체 연마 입자들을 형성하기 위해 몸체의 제어된 크래킹을 용이하게 할 수 있도록 몸체(111)를 물리적 또는 화학적으로 변경 시키는데 사용될 수 있다. 하나 이상의 첨가제들은 예를 들어 몸체(111)의 외부 표면들 중 어느 하나를 포함하여, 몸체(111)의 하나 이상의 표면들에 도포될 수 있다. 하나 이상의 첨가제들을 도포하기 위한 일부 적합한 프로세스들은 증착, 분무, 인쇄, 블라스팅, 스캐닝, 분출, 가열 등을 포함할 수 있다. 하나 이상의 첨가제들은 고체 입자, 액체, 가스 또는 이들의 조합물로서 첨가될 수 있다. 하나 이상의 첨가제들은, 프로세싱의 용이함 및 몸체(111)로의 첨가제의 전달의 용이함을 위해 하나 이상의 첨가제들을 함유하도록 구성된 캐리어 유체와 같은 다른 물질들 및 첨가제들을 포함할 수 있는 첨가제 조성물의 일부로서 첨가될 수 있다.
일부 적합한 첨가제들은 레올로지 개질제, 도펀트, 세공 형성재, 휘발재 등을 포함할 수 있다. 도펀트들의 예들은 알칼리 원소, 알칼리 토류 원소, 희토류 원소, 하프늄 (Hf), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 탄탈럼(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 이들의 임의의 조합물을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 도펀트는 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 란탄(La), 세슘(Ce), 프라세오디뮴(Pr), 니오븀(Nb), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo), 바나듐(V), 크롬(Cr), 코발트(Co), 철(Fe), 게르마늄(Ge), 망간(Mn), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 아연(Zn) 또는 이들의 임의의 조합물과 같은 원소를 포함할 수 있다. 레올로지 개질제의 일부 적합한 예는 유기 물질, 산, 염기 또는 이들의 임의의 조합물을 포함할 수 있다. 도펀트들와 같은 특정 첨가제들은 다양한 프로세싱 단계 중에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 도펀트들은 혼합물의 형성 중에 첨가 될 수 있다. 대안적으로, 도펀트는 전구체 연마 입자들의 일부 건조 및/또는 일부 하소(calcination) 후에 전구체 연마 입자들에 첨가될 수 있다.
또한, 혼합물은 알파 알루미나 시드 또는 산화 철 시드와 같은 시드 물질을 포함할 수 있으며, 이는 최종적으로 형성되고 소결된 연마 입자들에 고온 상 물질의 형성을 보조할 수 있다는 것을 알 수 있다.
세공 형성재들(pore former)의 일부 적절한 예들은 유기 또는 무기 물질, 비드, 구, 유리, 세라믹, 유리-세라믹, 천연 물질 등으로 제조된 중공 입자들을 포함할 수 있다. 일부 적합한 무기 물질들은 산화물 또는 흑연과 같은 탄소 함유 물질, 염화나트륨, 염화칼슘, 염화 마그네슘, 염화칼슘, 규산 나트륨, 탄산나트륨, 황산나트륨, 황산 칼륨, 황산 마그네슘 등의 염류 또는 이들의 임의의 조합물을 포함할 수 있다. 특정 경우에서, 세공 형성재들은, 적절한 온도에서의 추가 프로세싱 시에 세공 형성재가 휘발되여 가스를 형성함으로써 몸체(111) 내에 세공들을 남기도록, 휘발 온도가 낮은 물질들을 포함할 수 있다. 일부 예시적인 산화물-함유 물질은 유리, 유리-세라믹, 세라믹 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 유기 세공 형성재들은 왁스, 시드, 및 셸(shell), 설포숙시네이트(sulfosuccinate), 나프탈렌, 폴리비닐, 케톤, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아크릴, 벤젠-함유 중합체, 알키드, 폴리알키드(polyalkydes), 에폭시, 페놀릭, 아세탈, 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 적합한 무기 세공 형성재들은 유리, 세라믹, 유리-세라믹 또는 이들의 조합물과 같은 물질들로 제조된 비드, 구형 등과 같은 중공 입자들을 포함할 수 있다.
일부 적합한 휘발재들은 유기 물질, 자연 발생 물질 또는 이들의 임의 조합물을 포함할 수 있다. 휘발재들은 특정 온도에서 휘발하여 기체 상을 형성하도록 구성될 수 있다. 이러한 휘발재들은 이후의 프로세싱 동안 몸체(111) 내의 다공성 생성에 적합할 수 있으며, 이는 본원의 실시 예들의 하나 이상의 특징들을 갖는 연마 입자들의 형성 및 몸체의 제어된 크래킹을 용이하게 할 수 있다.
하나 이상의 첨가제들은 또한 하나 이상의 전구체 첨가제들의 사용을 포함할 수 있다. 전구체 첨가제는 부가적인 프로세싱을 거쳐 첨가제를 형성할 수 있는 하나 이상의 원소들 또는 화합물들이다. 전구체를 몸체(111)에 제공하기 전에 하나 이상의 전구체 첨가제들을 혼합하여 하나 이상의 첨가제들을 형성할 수 있다. 다른 경우에서, 하나 이상의 전구체 첨가제들이 몸체(111)에 제공될 수 있으며, 후속 프로세싱은 몸체(111) 내에서 첨가제의 형성을 용이하게 할 수 있다(즉, 인-시츄(in-situ additive) 첨가제 형성). 예를 들어, 하나 이상의 전구체 첨가제들이 몸체(111)의 적어도 일부에 도포될 수 있고, 몸체는 추가 프로세싱(예를 들어, 가열)될 수 있고, 이는 하나 이상의 전구체 첨가제들로부터 몸체 내에 하나 이상의 첨가제들의 형성을 용이하게 할 수 있다.
일 실시 예에서, 첨가제들은 몸체(111)의 적어도 일부에 선택적으로 증착될 수 있다. 예를 들어, 몸체(111)의 일부분에 하나 이상의 첨가제들(또는 하나 이상의 전구체 첨가제들)을 선택적으로 증착하기 위해 다양한 기술이 이용될 수 있으며, 몸체(111)의 영향 받은 부분은 처리된 영역들(treated areas) 및 처리되지 않은 영역을 포함할 수 있다. 처리된 영역은 하나 이상의 첨가제들이 도포된 영역으로서 정의되고, 처리되지 않은 영역은 하나 이상의 첨가제들이 도포되지 않은 몸체(111)의 영역으로 정의된다. 몸체 상에 처리된 및 처리되지 않은 영역들의 생성은 후속 프로세싱을 통한 제어된 크래킹을 용이하게 하고, 본원의 실시 예들의 하나 이상의 특징들을 갖는 연마 입자들의 형성을 용이하게 할 수 있다. 영향을 받을 수 있는 몸체(111)의 부분들은, 예를 들어 몸체(111)의 외부 표면들 중 임의의 것을 포함하는, 변형에 적합하다고 여기에서 실시 예들에 기술된 부분들 중 임의의 것일 수 있다. 첨가제는 처리된 부분들이 본원의 실시 예들에서 기술된 바와 같이 제어된 분포를 획정하도록 몸체에 적용될 수 있다.
몸체(111)의 적어도 일 부분을 변형시킨 후에, 몸체(111)는 연마 입자들의 형성을 용이하게 하기 위해 추가 처리를 받을 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체(111)는 변형 존(120)에서 건조 존(140)으로 병진 이동될 수 있다. 건조 존(140) 내에서, 특정 건조 조건은 몸체(111)의 제어된 크래킹 및 전구체 연마 입자들(141)의 형성을 용이하게 하는데 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, 건조는 몸체의 크래킹을 유도하고 복수의 전구체 연마 입자들을 형성하도록 수행된다. 일 실시 예에 따르면, 건조 공정은 몸체를 복수의 전구체 연마 입자들로 파쇄하도록 구성된 제어된 크래킹 조건을 포함할 수 있으며, 여기서 제어된 크래킹 조건은 적어도 하나의 크랙 개시 포인트로부터 제어된 크랙 전파를 포함한다.
건조 프로세스는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 마이크로리지들(microridges), 돌출부들(protrusions), 오목부들(depressions) 및 이들의 임의의 조합과 같은 피처들을 포함하는, 본원의 실시 예들에 따른 연마 입자들의 임의의 하나 이상의 피처들의 형성을 초래할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 몸체를 건조시키는 단계는 연마 입자들 중 적어도 하나의 측 표면들의 적어도 일부 상에 마이크로리지들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 몸체를 건조시키는 단계는 연마 입자들의 대부분의 측 표면의 적어도 일부 상에 마이크로리지들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 몸체를 건조시키는 단계는 연마 입자들의 대부분의 측 표면의 대부분 상에 마이크로리지들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 몸체를 건조시키는 단계는 연마 입자들 각각의 측 표면의 적어도 일부 상에 마이크로리지들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본원에서 언급된 바와 같이, 변형 프로세스는 몸체(111) 내에 적어도 하나의 크랙 개시 포인트를 획정할 수 있으며, 건조 프로세스는 크랙의 개시 및 몸체 내의 크랙 전파 방향을 제어하기 위해 특정 프로세스 파라미터들 하에서 수행될 수 있다. 적어도 하나의 크랙 개시 포인트는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 돌출부, 오목부, 상호 연결된 구조, 개별 및 격리 구조, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 몸체(111) 내에 형성된 하나 이상의 피처들에 대응될 수 있다. 특정 경우에는, 적어도 하나의 크랙 개시 포인트는 하나 이상의 피처들에 인접할 수 있다. 또한, 크랙 전파가 하나 이상의 피처들의 길이를 따라 연장되어, 하나 이상의 피처들이 크랙의 길이의 적어도 일부분에 대해 크랙의 방향을 실질적으로 가이드하도록 건조 단계가 수행될 수 있다. 이와 같이, 특정 경우에는, 크래킹 프로세스는 피처들이 형성되는 몸체의 주 표면과 같은 몸체 내에제어된 분포의 피처들의 일부분을 갖는 전구체 연마 입자들의 형성을 초래한다. 몸체(111)를 변형시키는 프로세스는 또한 복수의 크랙 개시 포인트들을 형성하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 크랙 개시 포인트들은 몸체(111)에 형성된 피처들 또는 몸체(111)의 특정 영역 내의 첨가제의 제공과 관련된다.
일 실시 예에 따르면, 건조 조건은 몸체(111)의 제어된 크래킹 및 원하는 연마 입자들의 형성을 가능하게 하는 변형 프로세스의 특정 파라미터들과 결합될 수 있다. 건조 프로세스는, 크랙이 개시되고 몸체에서 성장하여 몸체(111)를 통해 연장되고 전구체 연마 입자들을 형성하는 보다 작은 조각들로 몸체를 분리하도록, 몸체(111)의 제어된 크래킹을 용이하게 할 수 있다. 제어된 크래킹 중에, 목표 형상의 전구체(즉, 녹색) 연마 입자들을 생성하는 조건 하에서 몸체(111)가 찢어지고 부서지기 때문에, 제어된 크래킹은 통상적인 프로세스(예를 들면, 성형, 인쇄, 분쇄, 기계적 절단 및 교반 또는 진동)와는 별개의 프로세스이다. 적어도 하나의 실시 예에서, 프로세스는 몸체(111)를 전구체 연마 입자들로 변경하기 위해 변형 및 건조하는 프로세스에만 의존한다. 이 프로세스는 연마 입자들, 특히 목표화된 크기 및 형상의 연마 입자들의 형성을 달성하기 위한 생산 툴들(예를 들어, 스크린 또는 몰드)의 사용을 반드시 요구하지는 않는다. 이러한 프로세스는 높은 수율의 표적 입자 크기 및 형상을 갖는 연마 입자들을 생성하기 위한 효율적인 메커니즘을 나타낸다. 더욱이, 생성된 연마 입자들은 형성 프로세스 인해 특정 특유의 피처들(예를 들어, 측 면표 및/또는 돌출부들 및/또는 오목부들 등 상의 마이크로리지들)로 특징화 된다.
일 실시 예에 따르면, 건조는 적어도 20 ℃, 예를 들어, 적어도 25 ℃ 또는 적어도 30°C 또는 적어도 40°C 또는 적어도 50°C 또는 적어도 60°C 또는 적어도 70°C 또는 적어도 80°C 또는 적어도 90°C 또는 적어도 100°C 또는 적어도 110°C 또는 적어도 120°C 또는 적어도 130°C 또는 적어도 140°C 또는 적어도 150°C 또는 적어도 160°C 또는 적어도 170°C 또는 적어도 180°C 또는 적어도 190°C 또는 적어도 200°C 또는 적어도 210°C 또는 적어도 220°C 또는 적어도 230°C 또는 적어도 240°C의 건조 온도를 갖는 환경에서의 건조를 포함할 수 있다. 건조는 250 ℃ 이하, 예를 들어 240 ℃ 이하 또는 230°C 이하 또는 220°C 이하 또는 210°C 이하 또는 200°C 이하 또는 190°C 이하 또는 180°C 이하 또는 170°C 이하 또는 160°C 이하 또는 150°C 이하 또는 140°C 이하 또는 130°C 이하 또는 120°C 이하 또는 110°C 이하 또는 100°C 이하 또는 90°C 이하 또는 80°C 이하 또는 70°C 이하 또는 60°C 이하 또는 50°C 이하 또는 40°C 이하 또는 30°C 이하의 건조 온도의 환경에서 수행 될 수 있다. 건조는 건조 온도가 상기 언급된 최소 온도 및 최대 온도 중 임의의 온도를 포함하는 범위 내에 있는 환경에서 수행될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나, 20 ℃ 이상 250 ℃ 이하, 예를 들어 50 ℃ 이상 150 ℃ 이하를 포함하는 범위 내이다. 위에서 언급한 온도들은 건조 환경에서 통계적으로 관련 있는 무작위 순위에서 계산한 평균 온도일 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 건조는 상대 습도가 적어도 10 %, 예컨대 적어도 20 % 또는 적어도 30% 또는 적어도 40% 또는 적어도 50% 또는 적어도 60% 또는 적어도 70% 또는 적어도 80%인 환경에서 몸체를 건조시키는 것을 포함할 수 있다. 또한, 환경 내의 상대 습도는 90 % 이하, 예를 들어 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하 또는 20% 이하일 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 환경 내의 상대 습도는, 예를 들어, 적어도 10 % 및 70 %이하, 또는 적어도 10 % 및 70% 이하의 범위 내를 포함하는, 상기 언급된 최소 및 최대 백분율 중 임의의 것을 포함하는 범위 내에 있을 수 있다. 위에서 언급된 상대 습도는 건조 환경 내에서 통계적으로 관련 있는 무작위 위치들의 수에 따라 계산된 평균 상대 습도일 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 건조는 건조 환경 내의 가스(예를 들어, 공기)의 유속을 제어하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에 따르면, 건조 환경을 통한 가스의 유속은 적어도 0.1 m/s, 예를 들면 적어도 0.2 m/s 또는 적어도 0.5 m/s 또는 적어도 0.7 m/s 또는 적어도 1 m/s 또는 적어도 1.2 m/s 또는 적어도 1.5 m/s or 또는 적어도 1.7 m/s 또는 적어도 2 m/s 또는 적어도 2.2 m/s 또는 적어도 2.5 m/s 또는 적어도 2.7 m/s 또는 적어도 3 m/s 또는 적어도 3.2 m/s 또는 적어도 3.5 m/s 또는 적어도 3.7 m/s 또는 적어도 4 m/s 또는 적어도 4.2 m/s 또는 적어도 4.5 m/s 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 가스(예를 들어, 공기, 불활성 가스, 산화 가스, 환원 가스, 또는 이들의 임의의 조합)의 유속은 5 m/s 이하 또는 4.7 m/s 이하 또는 4.5 m/s 이하 또는 4.2 m/s 이하 또는 4 m/s 이하 또는 3.7 m/s 이하 또는 3.5 m/s 이하 또는 3.2 m/s 이하 또는 3 m/s 이하 또는 2.7 m/s 이하 또는 2.5 m/s 이하 또는 2.2 m/s 이하 또는 2 m/s 이하 또는 1.7 m/s 이하 또는 1.5 m/s 이하 또는 1.2 m/s 이하 또는 1 m/s 이하 또는 0.7 m/s 이하 또는 0.5 m/s 이하인 것이 바람직하다. 가스 또는 가스들의 유속은, 예를 들어 적어도 0.1m/s 및 5 m/s 이하를 포함하는 범위를 포함하는 상기 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다.
또 다른 실시 예에서, 건조 프로세스는 몸체(111)에 방사선을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 방사선은 적어도 0.1 마이크론 또는 적어도 0.5 마이크론 또는 적어도 1 마이크론 또는 적어도 2 마이크론 또는 적어도 3 마이크론 또는 적어도 5 마이크론 또는 적어도 10 마이크론 또는 적어도 20 마이크론 또는 적어도 50 마이크론 또는 적어도 100 미크론 또는 적어도 200 미크론 또는 적어도 500 미크론 또는 적어도 700 미크론 또는 적어도 1 mm이다. 여전히, 적어도 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 방사선은 1 m 이하, 예를 들어 0.8 m 이하 또는 0.5 m 이하 또는 0.1 m 이하 또는 1 cm 이하 또는 1 mm 이하 또는 500 마이크론 이하 또는 100 마이크론 이하 또는 10 마이크론 이하의 파장을 가질 수 있다. 방사선은 상기 언급된 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내의 파장을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 일 실시 예에서, 방사선은 적어도 0.1 미크론 내지 1 mm 이하의 범위 내의 파장을 가질 수 있다. 여전히, 다른 실시 예들에서, 방사선은 적어도 1mm 내지 1m 이하의 범위 내의 파장을 가질 수 있다.
일 실시 예에서, 몸체(111)의 제어된 크래킹을 수행하고 전구체 연마 입자들의 형성을 수행하기 위해 건조하는 공정은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 몸체에 접촉하여 몸체를 더 작은 조각들로 분리하도록 의도된 메커니컬 디바이스들, 삭마(ablation) 프로세스들, 진동 프로세스들, 음향 프로세스들 등을 포함하는 다른 프로세스들의 사용 없이 수행될 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 몸체(111)로부터 전구체 연마 입자들을 형성하는 프로세스는 건조 공정만을 사용하고 건조 온도, 상대 습도, 건조 속도, 방사선의 적용, 이들의 임의의 조합을 포함하는 하나 이상의 건조 조건들을 제어하여 완료된다. 적어도 하나의 실시 예에서, 건조 프로세스는 연마 입자들의 집합체를 생성하기 위해 혼합물을 파쇄하는 단계를 포함할 수 있다. 연마 입자의 집합체는 본원의 실시 예에서보다 상세히 설명된다.
전구체 연마 입자들(141)을 형성한 후에, 전구체 연마 입자들(141)은 추가 프로세싱을 위해 추가적인 존을 통해 병진 이동될 수 있다. 대안적으로, 전구체 연마 입자들(141)은 추가 프로세싱을 위해 벨트(109)의 단부에서 빈(bin)에 수집될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 연마 입자들을 형성하는 프로세스는 하소 프로세스(calcining process)를 더 포함할 수 있으며, 전구체 연마 입자들은 물을 제거하고 하소된 연마 입자들을 형성하기 위해 특정 가열 프로세스를 거친다. 적어도 하나의 실시 예에서, 전구체 연마 입자들을 하소시키는데 사용되는 하소 온도는 적어도 600 ℃, 예컨대 적어도 650 ℃ 또는 적어도 700 ℃ 또는 적어도 750 ℃ 또는 적어도 800 ℃ 또는 적어도 850 ℃ 또는 적어도 900 ℃ 또는 적어도 950 ℃ 또는 적어도 1000 ℃ 또는 적어도 1050 ℃일 수 있다. 또 다른 비-제한적인 실시 예에서, 하소 온도는 1100 ℃ 이하 또는 1050 ℃ 이하 또는 1000 ℃ 이하 또는 950 ℃ 이하 또는 900 ℃ 이하 또는 850 ℃ 이하 또는 800 ℃ 이하 또는 750 ℃ 이하 또는 700 ℃ 이하 또는 650 ℃ 이하일 수 있다. 하소 온도는, 예를 들어 적어도 600 ℃ 및 1100 ℃ 이하를 포함하는 범위 내를 포함하는, 상기 언급된 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 알 것이다.
하소 후에, 특정 선택적 프로세스가 하소된 연마 입자들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 첨가제들이 하소된 연마 입자들에 적용될 수 있는 함침(impregnation) 프로세스가 사용될 수 있다. 첨가제들은 하나 이상의 도펀트들을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 본원의 실시 예들에 기술된 임의의 첨가제들을 포함할 수 있다.
하소 단계의 수행 후에, 하소된 연마 입자들은 소결되어 연마 입자들을 형성할 수 있다. 전구체 연마 입자들(141)의 소결은 입자들의 밀도를 높이는데 이용될 수 있다. 특정 경우에서, 소결 프로세스는 세라믹 물질의 고온 상 형성을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에서, 하소된 연마 입자들은 알루미나를 포함할 수 있고, 알파 알루미나와 같은 알루미나의 고온 상을 형성하기 위해 소결이 수행된다. 적어도 하나의 실시 예에서, 소결은 적어도 1100 ℃ 내지 2000 ℃이하를 포함하는 범위 내의 소결 온도에서 수행될 수 있다. 소결 온도에서의 소결 시간은 적어도 5 분 내지 10 시간 이하의 범위일 수 있다.
비-성형 연마 입자들은 일반적으로 본원에 개시된 바와 같이 상이한 프로세스들을 통해 형성되고 일반적으로 상이한 형상 특성을 갖는다. 예를 들어, 비-성형 연마 입자들은 전형적으로 분쇄 프로세스에 의해 형성되고, 물질의 덩어리가 형성되고 그후 으깨지고(crushed) 체질되어(sieved) 특정 크기의 연마 입자들을 얻는다. 그러나, 비-성형 연마 입자들은 일반적으로 표면들 및 에지들의 무작위 배열을 가지며, 일반적으로 몸체 주위의 표면들 및 에지들의 배열에서 임의의 인식 가능한 2차원 또는 3 차원 형상을 갖지 않을 것이다. 또한, 동일한 그룹 또는 집단(batch)의 비-성형 연마 입자들은 일반적으로 서로에 대해 일정한 형상이 없기 때문에, 서로 비교될 때 표면들 및 에지들이 무작위로 배열된다. 따라서, 비-성형 입자들 또는 으깨진 입자들은 성형된 연마 입자들에 비해 성형 충실도(shape fidelity)가 상당히 낮다.
본원의 실시 예들을 통해 형성된 연마 입자들은 입자의 길이 및 폭의 평면에서 위에서 아래로 볼 때 제어된 2차원 형상을 갖는 제어된-높이의 연마 입자들일 수 있다. 일반적으로, 본원의 실시 예들의 연마 입자들은 서로 실질적으로 평행할 수 있고 본원의 실시 예들에 개시된 바와 같은 피처들을 포함할 수 있는 제1 및 제2 주 표면들과 같은 두 개 이상의 표면들을 가질 수 있다. 특히, 서로 평행하게 연장되고 몸체의 길이 및 폭을 획정하는 제1 및 제2 주 표면들의 배열은 일반적으로 입자들에 평면 형상 및 제어된 높이를 제공한다. 연마 입자들의 몸체는 제1 및 제2 주 표면들 사이에서 연장되는 측 표면을 더 포함할 수 있다. 측 표면은 입자들을 형성하는데 사용되는 프로세싱 조건들에 따라 다양한 윤곽을 가질 수 있다. 특히, 본원에 개시된 바와 같이, 프로세스는 연마 입자들의 집단을 형성하는데 사용될 수 있으며, 집단은 두 개 이상의 상이한 형상들의 연마 입자들을 포함할 수 있다.
도 5는 성형된 연마 입자의 사시도를 포함한다. 성형된 연마 입자들은 예컨대 몰딩, 인쇄 등을 포함하는 다양한 선행 기술 프로세스들을 통해 제조된 것으로 알려져 있다. 성형된 연마 입자(500)는 주 표면(502), 주 표면(503) 및 주요 표면들(502 및 503) 사이에서 연장되는 측 표면(504)을 포함하는 몸체(501)를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 성형된 연마재 입자(500)의 몸체(501)는 주 표면들(502, 503)이 측 표면(504)보다 큰, 대체로 정삼각형인 얇은-성형된 몸체이다. 더욱이, 몸체(501)는 한 점으로부터 베이스까지 그리고 주 표면(502) 상의 중간 점(550)을 통해 연장되는 축(510)을 포함할 수 있다. 축(510)은 주 표면(502)의 중간 점(550)을 통해 연장되는 주 표면의 가장 긴 치수를 획정할 수 있으며, 이는 기하학적 형상에 따라 몸체의 길이 또는 폭일 수 있지만, 도 5에 개시된 실시 예에서는 폭을 획정한다. 몸체(501)는 동일한 주 표면(502) 상의 축(510)에 대체로 수직으로 연장되는 몸체(501)의 치수를 획정하는 축(511)을 더 포함할 수 있으며, 정삼각형의 도시된 실시 예에서는 몸체(501)의 길이를 획정한다. 마지막으로, 도시된 바와 같이, 몸체(501)는 얇은 성형된 몸체들과 관련하여 몸체(501)의 높이(또는 두께)를 획정할 수 있는 수직 축(512)을 포함할 수 있다. 얇은 성형된 몸체들의 경우, 축(510)의 길이는 수직 축(512)과 동일하거나 더 크다. 도시된 바와 같이, 높이(512)는 주 표면들(502, 503) 사이에서 측 표면(504)을 따라 연장되고 축들(510, 511)에 의해 획정된 평면에 수직 일 수 있다. 성형된 연마 입자들은 일반적으로 형상으로부터 불규칙한 것들을 제거하도록 형성되어, 집단 내의 성형된 연마 입자들 각각은 일반적으로 서로에 대해 동일한 크기 및 형상을 갖는다.
도 5는 정삼각형과 같은 일반적으로 삼각형 2차원 형상을 갖는 상부 주 표면(502) 또는 주 표면(503)의 평면에 의해 획정되는 2차원 형상을 갖는 성형된 연마 입자의 예를 포함한다.
도 6은 비-성형된 연마 입자인 긴 입자의 예시를 포함한다. 긴 연마 입자는 몸체(651) 및 입자의 가장 긴 치수를 획정하는 종 방향 축(652), 종 방향 축(652)에 수직으로 연장되고 입자의 폭을 획정하는 측 방향 축(653)을 갖는 비-성형된 연마 입자일 수 있다. 또한, 긴 연마 입자는 종 방향 축(652)과 측 방향 축(653)의 조합에 의해 획정된 평면에 대체로 수직으로 연장할 수 있는 수직 축(654)에 의해 획정되는 높이(또는 두께)를 가질 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 긴, 비-성형된 연마 입자의 몸체(651)는 몸체(651)의 외부 표면을 따라 연장되고 그 외부 표면을 획정하는 에지들(655)의 일반적인 무작위 배열을 가질 수 있다. 또한, 비-성형된 연마 입자는 용이하게 식별 가능한 표면들의 배열 또는 용이하게 식별 가능한 형상 및/또는 서로에 대한 배열을 갖지 않는다.
인식할 수 있는 바와 같이, 긴 연마 입자는 종 방향 축(652)에 의해 획정된 길이, 측 방향 축(653)에 의해 획정된 폭, 및 높이를 획정하는 수직 축(654)를 가질 수 있다. 인식할 수 있는 바와 같이, 몸체(651)는 길이:폭의 주요 종횡비를 가질 수 있고, 길이는 폭보다 더 크다. 또한, 몸체(651)의 길이는 높이보다 크거나 같을 수 있다. 또한, 몸체(651)의 폭은 높이(654)보다 크거나 같을 수 있다.
도 7a는 실시 예에 따른 제어된 높이의 연마 입자(CHAP)의 사시도를 포함한다. 도시된 바와 같이, CHAP(700)는 제1 주 표면(702), 제2 주 표면(703) 및 제1 및 제2 주 표면들(702, 703) 사이에서 연장되는 측 표면(704)을 포함하는 몸체(701)를 포함할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 몸체 (701)는 제1 및 제2 주 표면들(702, 703)이 측 표면(704)보다 크고 서로 실질적으로 평행한 얇은 비교적 평탄한 형상을 가질 수 있다. 또한, 몸체(701)는 제1 주 표면(710) 상의 가장 긴 치수이고 그 길이를 획정하는 축(710)을 포함할 수 있다. 몸체(701)는 축(710)에 수직으로 연장되고 몸체(701)의 폭을 획정하는, 제1 주 표면(702) 상의 몸체(701)의 두 번째로 가장 긴 치수를 획정하는 축(711)을 더 포함할 수 있다. 마지막으로, 도시된 바와 같이, 몸체(701)는 몸체(701)의 높이(또는 두께)를 획정할 수 있는 수직 축(712)을 포함할 수 있다. 얇은 성형된 몸체들에 대해, 축(710)의 길이는 수직 축(712)과 같거나 클 수 있다. 도시된 바와 같이, 수직 축(712)에 의해 획정된 높이는 제1 및 제2 주 표면들(702, 703) 사이의 측 표면(704)을 따라 축들(710, 711)에 의해 획정된 평면에 대체로 수직인 방향으로 연장될 수 있다. 본원에서 연마 입자들의 길이, 폭 및 높이에 대한 참조는 연마 입자들의 집단의 연마 입자들의 적절한 샘플링 크기로부터 취한 평균 값을 참조할 수 있다. 몸체는 몸체의 제1 주 표면(102) 상에 중간 지점(713)을 더 포함할 수 있으며, 중앙 지점은 일반적으로 제1 주 표면(702)의 중심 내에 지점을 획정한다.
도 7a에 더 도시된 바와 같이, 몸체(701)는 제1 또는 제2 주 표면들(702 또는 703)의 평면에서 볼 때 일반적으로 인식 가능한 불규칙한 다각형(7 각형) 2차원 형상을 갖는 측 표면(704)을 가질 수 있다. 불규칙한 다각형 형상은 모든 측면들이 서로 동일한 길이가 아닌 모양이다. 특히, 몸체(701)는 6 개의 외부 모서리들(721, 722, 723, 724, 725, 726)(721-726)을 갖는다. 외부 모서리들(721-726)는 몸체 (701)의 측 표면(704) 주위의 가상의 고무 밴드가 적어도 10도 이상 크게 굴절되는 부분들이다. 특히, 몸체(701)는 쉽게 식별 가능한 외부 모서리들(721-726) 및 외부 모서리들(721-726) 사이에서 연장되는 7 개의 측 표면 부분들(731, 732, 733, 734, 735, 736, 737)(731-737)을 갖지만, 측 표면 부분들(731-737)는 윤곽 내에 실질적으로 파도 모양을 가질 수 있어서, 측 표면 부분들(731-737)은 완전히 평탄하지 않다. 또한, 측 표면 부분들(731-737)을 제1 및 제2 주 표면들(702, 703)에 결합시키는 에지들은 약간의 불규칙한 윤곽을 가질 수 있다.
CHAP는 제한되지 않으며 다른 2차원 형상들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본원의 실시 예들의 연마 입자들은 다각형, 불규칙한 다각형, 아치형 또는 만곡된 사이드들 또는 사이드들의 부분들을 포함하는 불규칙한 다각형, 다각형 형상, 별 모양, 중심 영역에서 연장된 팔을 가진 형상(예를 들어, 십자형 몸체들)의 조합을 갖는 복잡한 모양 및 이들의 조합을 포함하는 형상들의 그룹으로부터 몸체의 주 표면에 의해 획정되는 2차원 형상을 갖는 몸체를 갖는 입자를 포함할 수 있다. 본원에 개시된 프로세스들은 본원에 개시된 특징들을 갖는 성형된 연마 입자들을 형성하는데 사용될 수 있다.
도 7b는 실시 예에 따른 또 다른 연마 입자의 사시도를 포함한다. 특히, 연마 입자(750)는 제1 주 표면(752), 제2 주 표면(753) 및 제1 및 제2 주 표면들(752, 753) 사이에서 연장되는 측 표면(754)을 포함하는 몸체(751)를 갖는 제어된 높이의 연마 입자(CHAP)이다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 몸체 (751)는 제1 및 제2 주 표면들(752 및 753)이 측 표면(754)보다 크고 서로 실질적으로 평행한 얇은 비교적 평탄한 형상을 가질 수 있다. 또한, 몸체(751)는 몸체(751)의 길이를 획정하는 제1 주 표면(752)상의 가장 긴 치수인 축(761)을 포함할 수 있다. 몸체(751)는 축(761)에 수직으로 연장되고 몸체(751)의 폭을 획정하는 제1 주 표면(702) 상의 몸체(701)의 두 번째로 가장 긴 치수를 획정하는 축(762)을 더 포함할 수 있다. 마지막으로, 도시된 바와 같이, 몸체(751)는 몸체(701)의 높이(또는 두께)를 획정할 수 있는 수직 축(763)을 포함할 수 있다. 얇은 성형된 몸체들의 경우, 축(761)의 길이는 수직 축(763)과 같거나 더 클 수 있다. 도시된 바와 같이, 수직 축(763)에 의해 획정된 높이는 제1 및 제2 주 표면들(752, 753) 사이의 측 표면(754)을 따라 축들(761, 762)에 의해 획정된 평면에 대체로 수직인 방향으로 연장될 수 있다. 본원에서 연마 입자들의 길이, 폭 및 높이에 대한 참조는 연마 입자들의 집단의 연마 입자들의 적절한 샘플링 크기로부터 취한 평균 값을 참조할 수 있다.
추가로 도시된 바와 같이, 연마 입자(750)의 몸체(751)는 제1 또는 제2 주 표면들(752 또는 753)의 평면에서 볼 때 불규칙한 2차원 형상을 갖는 측 표면(754)을 가질 수 있다. 불규칙한 2차원 형상은 그 형상이 다각형과 같은 인식 가능한 형상을 가지지 않는 것이다. 불규칙한 2차원 형상은 랜덤하거나 예측할 수 없는 윤곽을 가질 수 있는 측 표면(754)을 특징으로 한다. 이러한 연마 입자는 본원의 실시 예의 프로세스에 따라 형성될 수 있다. 몸체(751)는 7 개의 외부 모서리들(771, 772, 773, 774, 775, 776 및 777)(771-777)을 가질 수 있다. 외부 모서리들(771-777)은 몸체(751)의 측 표면(754) 주위에 가상 고무 밴드가 적어도 10도 이상 크게 변위되는 부분들이다.
도 7c는 실시 예에 따른 연마 입자의 하향식 뷰를 포함한다. 도 7d는 실시 예에 따른 코팅된 연마재의 일부의 측면도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마 입자의 몸체(781)는 위에서 아래로 볼 때 다각형의 2차원 형상을 가질 수 있다. 몸체(781)는 사변형의 2차원 형상, 보다 구체적으로는 우 사다리꼴의 2차원 형상을 가질 수 있다. 몸체(781)의 형상은 측 표면 부분(782)와 맞닿는 측 표면 부분들 사이에 예각(783) 및 둔각(784)을 생성하도록 인접한 측 표면 부분들에 대해 경사지는 측 표면 부분(782)를 포함한다. 도 7d에 도시된 바와 같이, 입자들의 포인트가 지지부(backing)(794)로부터 멀어지는 곳에서 입자들(791 및 792)의 다수의 배향이 있기 때문에, 입자들(791 및 792)의 형상은 코팅된 연마재들의 관점에서 유리할 수 있다. 예를 들어, 연마 입자(791)의 배향에서, 연마 입자(791)의 경사진 표면(793)은 지지부(794)으로부터 가장 멀리 있고 베이스 표면(795)은 지지부(794)에 가장 가깝다. 따라서, 포인트(796)는 지지부(794)로부터 가장 멀리 있고 물질 제거 작업을 개시하기 위해 연마 입자(796) 상에 적절한 포인트를 제공한다. 연마 입자(792)의 배향과 관련하여, 연마 입자(792)의 경사진 표면(799)은 지지부(794)에 가장 가깝고, 베이스 표면(797)은 지지부(794)로부터 가장 멀리 있다. 따라서, 포인트(798)는 지지부(794)으로부터 가장 멀리 떨어져 있고 물질 제거 작업을 개시하기 위해 연마 입자(792) 상에 적절한 포인트를 제공한다.
본원의 연마 입자들 중 임의의 것에 따르면, 연마 입자의 몸체는 적어도 1.1:1, 예를 들어 적어도 1.2:1 또는 적어도 1.5:1 또는 적어도 1.8:1 또는 적어도 2:1 또는 적어도 3:1 또는 적어도 4:1 또는 적어도 5:1 또는 적어도 6:1 또는 심지어 적어도 10:1일 수 있는 길이:폭의 1 차 종횡비를 가질 수있다. 다른 비-제한적인 실시 예에서, 몸체는 길이:폭이 100 : 1 이하, 예를 들어 50:1 이하 또는 10:1 이하 또는 6:1 이하 또는 5:1 이하 또는 4:1 이하 또는 3:1 이하 또는 2:1 이하의 주요 종횡비를 가질 수 있다. 몸체의 주요 종횡비는 상기한 최소 및 최대 비율 중 임의의 것을 포함하는 범위일 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 본원의 실시 예의 성형된 연마재 입자의 몸체는 적어도 1.1:1, 예를 들어 적어도 1.2:1 또는 적어도 1.5:1 또는 적어도 1.8:1 또는 적어도 2:1 또는 적어도 3:1 또는 적어도 4:1 또는 적어도 5:1 또는 적어도 8:1 또는 심지어 적어도 10:1일 수있는 폭:높이의 2차 종횡비를 가질 수 있다. 또한, 다른 비-제한적인 실시 예에서, 폭:높이 2차 종횡비는 100:1 이하, 예를 들어 50:1 이하 또는 10:1 이하 또는 8:1 이하 또는 6:1 이하 또는 5:1 이하 또는 4:1 이하 또는 3:1 이하 또는 심지어 2:1 이하일 수 있다. 폭:높이의 제2 종횡비는 상기 최소 및 최대 비율 중 임의의 것을 포함하는 범위일 수 있음을 이해할 것이다.
다른 실시 예에서, 연마 입자들 중 임의의 몸체는 적어도 1.1:1, 예를 들어 적어도 1.2:1 또는 적어도 1.5:1 또는 적어도 1.8:1 또는 적어도 2:1 또는 적어도 3:1 또는 적어도 4:1 또는 적어도 5:1 또는 적어도 8:1 또는 심지어 적어도 10:1일 수 있는 3차 종횡비를 가질 수 있다. 여전히, 다른 비-제한적인 실시 예에서, 길이:높이의 3차 종횡비는 100 : 1이하, 예를 들어 50:1 이하 또는 10:1 이하 또는 8:1 이하 또는 6:1 이하 또는 5:1 이하 또는 4:1 이하 또는 3:1 이하일 수 있다. 3차 종횡비는 상기 최소 및 최대 비율 중 임의의 것을 포함하는 범위일 수 있음을 이해할 것이다.
본원의 실시 예들의 연마 입자들은 결정질 물질, 보다 구체적으로 다결정 물질을 포함하는 몸체를 가질 수 있다. 특히, 다결정 물질은 연마 입자들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 연마 입자의 몸체는 예를 들어 결합재를 포함하는 유기 물질을 본질적으로 함유하지 않을 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 연마 입자들은 본질적으로 다결정 물질로 이루어질 수 있다.
연마 입자들의 몸체 내에 함유된 연마 입자들(즉, 미결정)은 일반적으로 20 미크론 이하, 예를 들어 18 미크론 이하 또는 16 미크론 이하 또는 14 미크론 이하 또는 12 미크론 이하 또는 10 미크론 이하 또는 8 미크론 이하 또는 5 미크론 이하 또는 2 미크론 이하 또는 1 미크론 이하 또는 0.9 미크론 이하 또는 0.8 미크론 이하 또는 0.7 미크론 이하 또는 심지어 0.6 미크론 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 여전히, 연마 입자들의 몸체 내에 함유된 연마 입자들의 평균 입자 크기는 적어도 0.01 미크론, 예를 들어 적어도 0.05 미크론 또는 적어도 0.06 미크론 또는 적어도 0.07 미크론 또는 적어도 0.08 미크론 또는 적어도 0.09 미크론 또는 적어도 0.1 미크론 또는 적어도 0.12 미크론 또는 적어도 0.15 미크론 또는 적어도 0.17 미크론 또는 적어도 0.2 미크론 또는 심지어 적어도 0.5 미크론이다. 연마 입자들은 상기 언급된 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내의 평균 입자 크기를 가질 수 있음을 알 것이다.
일 실시 예에 따르면, 연마 입자의 몸체는 적어도 100 미크론의 몸체에서 측정 가능한 가장 큰 치수(즉, 길이)로 측정된 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 실제로, 연마 입자의 몸체는 150 미크론 이상, 예를 들어 적어도 200 미크론 또는 적어도 300 미크론 또는 적어도 400 미크론 또는 적어도 500 미크론 또는 적어도 500 미크론 또는 적어도 600 미크론 또는 적어도 800 미크론 또는 심지어 적어도 900 미크론의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 또한, 연마 입자의 몸체는 5 mm 이하, 예를 들어 3 mm 이하 또는 2 mm 이하 또는 심지어 1.5 mm 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 연마 입자의 몸체는 상기 언급한 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내의 평균 입자 크기를 가질 수 있음을 알 것이다.
또 다른 실시 예에서, 미립자 물질은 소정의 체 크기의 그룹으로부터 선택될 수 있는 평균 입자 크기를 갖는 몸체를 가질 수 있다. 예를 들어, 몸체는 약 5 mm 이하, 예를 들어, 약 3 mm 이하, 약 2 mm 이하, 약 1 mm 이하, 또는 심지어 0.8 mm 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 또한, 다른 실시 예에서, 몸체는 적어도 약 0.1 미크론 또는 적어도 1 미크론 또는 적어도 0.1 mm 또는 적어도 0.5 mm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 몸체는 상기에서 언급된 최소 값과 최대 값 중 임의의 값 사이의 범위 내의 평균 입자 크기를 가질 수 있음을 알 것이다.
연마재 산업에서 사용하기 위한 입자들은 일반적으로 사용하기 전에 주어진 입자 크기 분포로 등급이 매겨진다. 이러한 분포들은 일반적으로 거친 입자들에서 미세한 입자들까지의 범위의 입자 크기들을 갖는다. 연마 기술에서, 이 범위는 때로는 "거친", "제어" 및 "미세한"부분이라고도 한다. 등급 표준을 받아들인 연마 산업에 따라 등급화 된 연마 입자들은 수치 한계 내에서 각 공칭 등급에 대한 입자 크기 분포를 지정한다. 등급 표준(즉, 연마 산업 지정 공칭 등급)을 받아들인 이러한 업계는 ANSI(American National Standards Institute, Inc.) 표준, FEPA(Federation of European Producers of Abrasive Products) 표준 및 JIS(Japanese Industrial Standard) 표준으로 알려진 산업이 포함된다. ANSI 등급 지정은: ANSI 4, ANSI 6, ANSI 8, ANSI 16, ANSI 24, ANSI 36, ANSI 40, ANSI 50, ANSI 60, ANSI 80, ANSI 100, ANSI 120, ANSI 150, ANSI 180, ANSI 220, ANSI 240, ANSI 280, ANSI 320, ANSI 360, ANSI 400, 및 ANSI 600을 포함한다. FEPA 등급 지정은 P8, P12, P16, P24, P36, P40, P50, P60, P80, P100, P120, P150, PI 80, P220, P320, P400, P500, P600, P800, P1000 및 P1000을 포함한다. JIS 등급은 지정은 JIS8, JIS12, JIS16, JIS24, JIS36, JIS46, JIS54, JIS60, JIS80, JIS100, JIS150, JIS180, JIS220, JIS240, JIS280, JIS320, JIS360, JIS400, JIS600, JIS800, JIS1000, JIS 1500, JIS2500, JIS4000, JIS6000, JIS8000 및 JIS10,000을 포함한다. 추가적으로, 연마 입자들은 ASTM E-11 "와이어 피복 및 시험 목적 체들의 표준 사양"을 준수하는 USA 표준 시험 체들을 사용하여 공칭 차폐 등급(nominal screened grade)으로 등급 매길 수 있다. ASTM E-11은 지정된 입자 크기에 따라 물질을 분류하기 위해 프레임에 장착된 직포 와이어 천을 사용하여 시험 체들의 설계 및 구성에 대한 요구 사항을 규정한다. 전형적인 지정은 -18 + 20으로 표시될 수 있는데, 이는 입자가 18 번 체에 대한 ASTM E-11 사양을 충족하는 시험 체를 통과하고 20 번에 체 대한 ASTM E-11 규격을 충족하는 시험 체에 유지된다는 것을 의미한다. 다양한 실시 예들에서, 미립자 물질은 -18+20, -20/+25, -25+30, -30+35, -35+40, -40+45, -45+50, - 50+60, -60+70, -70/+80, - 80+100, -100+120, -120+140, -140+170, -170+200, -200+230, -230+270, - 270+325, -325+400, -400+450, -450+500, 또는 -500+635을 포함하는 공칭 차폐 등급을 갖는다. 대안적으로, -90 + 100과 같이 사용자 정의 메쉬 크기를 사용할 수도 있다. 미립자 물질의 몸체는, 본원에서보다 상세히 기술된 바와 같이, 성형된 연마 입자의 형태일 수 있다.
연마 입자의 몸체에 사용하기에 적합한 물질은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 옥시나이트라이드, 옥시보라이드, 옥시카바이드, 탄소-계 물질, 다이아몬드, 자연 발생 미네랄, 희토류 함유 물질, 천연 미네랄, 합성 물질, 또는 이들의 임의 조합을 포함할 수 있다. 특별한 경우, 연마 입자는 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 산화 티타늄, 산화 이트륨, 산화 크롬, 산화 스트론튬, 산화 규소, 산화 마그네슘, 희토류 산화물 또는 이들의 임의의 조합물과 같은 산화물 조성물 또는 복합체를 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시 예에서, 몸체는 몸체의 전체 중량에 대해 적어도 95 중량 %의 알루미나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 몸체는 본질적으로 알루미나로 구성될 수 있다. 또한, 특정 경우에는, 몸체는 몸체의 전체 중량에 대해 99.5 중량 % 이하의 알루미나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 몸체는 필수적으로 알파 알루미나로 구성될 수 있다. 특정 경우에는, 몸체는 약 1 중량 % 이하의 임의의 저온 알루미나 상을 포함하도록 형성될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 저온 알루미나 상은 전이 상 알루미나, 보크사이트 또는 예를 들어 깁사이트(gibbsite), 베마이트(boehmite), 다이스포어(diaspore) 및 이러한 화합물 및 미네랄을 함유하는 혼합물을 포함하는 수화된 알루미나를 포함 할 수 있다. 특정 저온 알루미나 물질들은 또한 일부 산화철 함량을 포함할 수 있다. 또한, 저온 알루미나 상은 침철석, 적철광, 카올리나이트(kaolinite) 및 아나스타제(anastase)와 같은 다른 미네랄들을 포함할 수 있다.
더욱이, 특별한 경우에, 연마 입자들의 몸체는 시드된 졸-겔로부터 형성될 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 본원의 실시 예들의 연마 입자들의 몸체는 철, 희토류 산화물 및 이들의 조합물을 본질적으로 함유하지 않을 수 있다. 본원에서 특정 피처들(예를 들어, 조성)를 갖는 몸체는 동일한 피쳐(예를 들어, 조성)를 가질 수 있는 연마 입자들의 집단을 지칭하는 것으로 이해될 것이다.
특정 실시 예들에 따르면, 특정 연마 입자들은 조성물 복합체일 수 있어, 적어도 두 가지 상이한 유형의 입자들이 연마 입자의 몸체 내에 포함된다. 상이한 유형의 입자들은 서로에 대해 상이한 조성을 갖는 입자인 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 연마 입자의 몸체는 적어도 두 개의 상이한 유형의 입자들을 포함하도록 형성될 수 있으며, 여기서, 입자들의 유형들은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 옥시나이트라이드, 옥시보리드, 옥시카르비드, 탄소-계 물질, 다이아몬드, 자연 발생 미네랄, 희토류 함유 물질, 천연 미네랄, 합성 물질, 및 이들의 조합물의 그룹으로부터 선택된다.
연마 입자들의 몸체는 원소 또는 화합물(예, 산화물)의 형태일 수 있는 도펀트와 같은 첨가제를 포함할 수 있다. 특정 적합한 첨가제들은 본원에 개시된 임의의 물질들을 포함할 수 있다. 연마 물품의 몸체는 하나 이상의 첨가제들(예를 들어, 도펀트)의 특정 함량을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몸체는 몸체의 총 중량에 대하여 약 30 중량 % 이하의 첨가제들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 첨가제의 양은 예를 들어 약 25 중량 % 이하 또는 약 20 중량 % 이하 또는 약 18 중량 % 이하 또는 약 15 중량 % 이하 또는 약 12 중량 % 이하 또는 약 10 중량 % 이하 또는 약 8 중량 % 이하 또는 5 중량 % 이하 또는 2 중량 % 이하와 같이 작을 수 있다. 또한, 첨가제의 양은 몸체의 전체 중량에 대해 적어도 약 0.5 중량 %, 예를 들어, 적어도 약 1 중량 %, 적어도 약 2 중량 % 또는 적어도 약 3 중략 % 또는 적어도 약 4 중량 % 또는 적어도 약 5 중량 % 또는 적어도 약 8 중량 % 또는 심지어 적어도 약 10 중량 %일 수 있다. 몸체 내의 첨가제의 양은 상기 언급된 최소 및 최대 백분율 중 어느 하나를 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
연마 입자의 몸체는 특히 밀도가 있을 수 있다. 예를 들어, 몸체는 적어도 약 95 % 이론 밀도, 예를 들어 적어도 약 96 % 또는 심지어 적어도 약 97 % 이론 밀도의 밀도를 가질 수 있다.
도 8a는 실시 예에 따른 연마 입자의 하향식 이미지를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마 입자(800)는 제1 주 표면(802), 제2 주 표면(803) 및 제1 및 제2 주 표면들(802, 803) 사이에서 연장되는 측 표면(804)을 포함하는 몸체(801)를 포함한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 몸체(801)는 제1 및 제2 주 표면들(802, 803)이 측 표면(804)보다 큰, 얇고 비교적 평면인 형상을 가질 수 있다. 몸체(801)는 제1 주 표면(802)의 평면에서 하향식으로 볼 때 실질적으로 사변형의 2차원 형상을 가질 수 있다.
몸체(801)는 몸체의 외부 모서리들에 의해 서로 분리된 다수의 측 표면 부분들을 포함할 수 있는 측 표면(804)을 가질 수 있다. 제1 측 표면 부분(813)은 제1 외측 코너(815)와 제2 외측 코너(816) 사이에 배치될 수 있는 측 표면(804)의 일부분을 획정할 수 있다. 예시된 바와 같이 실시 예에 따르면, 제1 측 표면 부분(813)은 몸체(801)의 둘레를 획정하는 측 표면(804)의 전체 길이의 일부일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 몸체(801)는 복수의 측 표면 부분들을 포함할 수 있고, 여기서, 각각의 측 표면 부분들은 몸체의 전체 길이의 적어도 5 %, 예를 들어 적어도 10 % 또는 적어도 15 % 또는 적어도 20 % 또는 적어도 25 %의 길이로 연장된다. 다른 비-제한적인 실시 예에서, 각각의 측 표면 부분들은 몸체의 길이의 80 % 이하, 예를 들어 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하의 길이로 연장될 수 있다. 측 표면 부분들의 길이는 상술한 최소 및 최대 백분율 중 어느 하나를 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 알 수 있다.
도 8a에 더 도시된 바와 같이, 몸체(801)는 측 표면(804)의 하나 이상의 측 표면 부분들에 대해 제1 주 표면(802) 상에 배열된 하나 이상의 피처들을 포함할 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이 일 실시 예에 따르면, 제1 주 표면(802)은 제1 측 표면 부분(813)과 제1 돌출부(811) 사이에 배치된 제1 측 표면 영역(812)을 더 포함할 수 있다. 제1 돌출부는(811)는 제1 측 표면 영역(812)과 제1 측 표면 부분(813)에 접할 수 있다. 제1 돌출부(811)는 제1 측 표면 부분(813) 및 제1 측 표면 영역(812)을 따라 연장될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(811)는 제1 주 표면(802)의 높이 위로 수직으로 연장되는 상부 표면의 상승된 부분, 제1 측 표면 영역(812) 및/또는 몸체(801)의 중심 영역(851)을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역(850)을 획정할 수 있다. 제1 돌출부(811)는 변형 프로세스 중에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 돌출부 (811)는 변형 프로세스 동안 혼합물을 이동시켜 인접한 오목부를 형성한 결과일 수 있는 돌출부일 수 있다. 대안적으로, 제1 돌출부(811)는 몸체를 형성하는 형태와 혼합물 사이의 접착으로 인해 생길 수 있으며, 몸체로부터 형태를 제거할 때, 몸체의 일부분이 형태에 접착되고 상향으로 당겨져 제1 돌출부(811)를 생성할 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에서, 제1 돌출부 (811)는 몸체(801)의 둘레를 획정하는 측 표면(804)의 전체 길이의 일부에 대해 연장될 수 있다. 하나의 특정 실시 예에서, 제1 돌출부(811)는, 제1 외측 코너(815)와 제2 외측 코너(816) 사이의 거리로서 측정되는, 제1 측 표면 부분(813)의 전체 길이의 적어도 30 %로 연장될 수 있다. 다른 실시 예에서, 제1 돌출부(811)는 제1 측 표면 부분(813)의 전체 길이의 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 % 또는 심지어 제1 측 표면 부분(813)의 전체 길이의 적어도 90 %로 연장될 수 있다. 하나의 특정 실시 예에서, 제1 돌출부(811)는 제1 측 표면 부분(813)의 전체 길이에 대해 서로에 평행하게 연장될 수 있다. 여전히, 다른 비-제한적인 실시 양태에서, 제1 돌출부(811)는 제1 측 표면 부분(813)의 전체 길이의 99 % 이하, 예를 들어 95 % 이하 또는 90 % 이하 또는 85 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 제1 측 표면 부분(813)의 전체 길이의 30 % 이하로 연장될 수 있다. 제1 돌출부(811)는 전술한 최소 및 최대 백분율 중 임의의 것을 포함하는 범위 내에서 길이에 대해 연장될 수 있음을 이해할 것이다.
일 실시 예에 따르면, 제1 주 표면(802) 표면은 몸체의 중심 영역(851)을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역(850)을 포함할 수 있다. 비텍스쳐 영역(850)은 몸체(801)의 제1 주 표면(802)의 중간 지점(852)을 포함할 수 있다. 특히, 제1 돌출부(811)는 비텍스쳐 영역(850)의 일부에 접할 수 있다.
특히, 특정 경우에는, 제1 주 표면(802)상의 피처들(예를 들어, 오목부들 및 돌출부들)은 몸체(801)가 몸체의 중심 영역(851) 내에 적어도 하나의 비텍스쳐 영역(850)을 포함하도록 몸체(801)의 둘레 부근에 위치될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 실시 예에서, 비텍스쳐 영역(850)의 적어도 일부는 측 표면(예를 들어, 제4 측 표면 부분(843))의 일부에 접할 수 있고, 따라서 비텍스쳐 영역(850)과 측 표면의 적어도 일부분 사이에 개재된 피처들이 존재하지 않는다. 다른 실시 예에서, 제1 돌출부(811)는 제1 주 표면(802)의 비텍스쳐 영역(850)으로부터 이격될 수 있다.
또 다른 실시 예에서, 비텍스쳐 영역(850)은 몸체(801)의 2차원 형상과 실질적으로 동일한 2차원 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 몸체(801)는 측 표면(804)의 둘레에 의해 획정된 바와 같이 일반적으로 사변형을 가질 수 있고, 비텍스쳐 영역(850)은 또한 대체로 사변형을 가질 수 있다. 어떤 경우에, 몸체(801)는 일반적으로 인식 가능한 2차원 다각형 형상을 가질 수 있고, 비 텍스쳐 영역(850)은 몸체의 길이와 폭으로 획정된 평면에서 하향식으로 볼 때 동일한 일반적으로 인식 가능한 2차원 다각형 형상을 가질 수 있다. 또한, 다른 경우들은, 비텍스쳐 영역(850)의 2차원 형상 및 몸체(801)의 2차원 형상은 서로 비교하여 상이할 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에서, 비텍스쳐 영역(850)은, 예를 들어 제1 주 표면(802)의 표면 영역의 적어도 대부분을 포함하여, 제1 주 표면(802)의 중요한 부분을 획정할 수 있다. 적어도 하나의 실시 양태에서, 비텍스쳐 영역(850)은 제1 주 표면의 전체 표면 영역의 적어도 10 %, 예를 들어 적어도 20 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 심지어 적어도 80 %를 차지할 수 있다. 이러한 평가는 적절한 배율에서 광학 현미경을 사용하여 입자를 관찰하고(예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이) 이미징 분석 소프트웨어(예를 들어, ImageJ)를 사용하여 제1 주 표면(802)의 표면 영역 및 비텍스쳐 영역(850)의 표면 영역 측정함으로써 행해질 수 있다. 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 비텍스쳐 영역(850)은 제1 주 표면(802)의 표면 영역의 95 % 이하, 예컨대 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하를 차지할 수 있다. 비텍스쳐 영역(850)은 전술한 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에서 제1 주 표면(850)의 표면 영역의 백분율을 차지할 수 있다는 것을 알 수있을 것이다.
비텍스쳐 영역(850)은 특히 별개의 파도형상 및/또는 표면 거칠기를 가질 수 있다. 예를 들어, 비텍스쳐 영역(850)은 제1 오목부 (811) 및 제1 돌출부(812)와 연관된 제1 주 표면(802)의 영역 내의 파도 형상과는 다른 파도 형상(Rw)을 가질 수 있다. 또한, 적어도 하나의 실시 예에서, 비텍스쳐 영역(850)은 제1 돌출부(811)와 연관된 제1 주 표면(802)의 표면 거칠기와 구별되는 표면 거칠기(Ra)를 가질 수 있다.
특정 경우에서, 제1 주 표면(802)의 피처들 중 임의의 피처는 비텍스쳐 영역(850)과 접할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌출부(811)는 비텍스쳐 영역(850)에 접할 수 있다. 비텍스쳐 영역은 몸체를 변형시키는 프로세스 동안 형성되는 피처들(예를 들어, 돌출부들 및/또는 오목부들)이 없는 영역이다. 비텍스쳐 영역(850)은 곡률(예를 들어, 오목 곡률)과 같은 일부 표면 윤곽을 가질 수 있지만, 측 표면 부분들 근처에서 몸체 내에 형성된 피처들은 일반적으로 없다. 또한, 특정 실시 예들에서, 비텍스쳐 영역(850)은 실질적으로 평면인 윤곽을 가질 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 제1 측 표면 부분(813) 및 제1 돌출부(811)는 제1 주 표면(802)의 평면에서 보았을 때와 실질적으로 동일한 윤곽을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 측 표면 부분(813) 및 제1 돌출부(811)는 대체로 선형 형상을 가질 수 있고 각각에 평행하게 연장될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 제1 측 표면 부분(813)은 제1 돌출부(811)의 윤곽과 비교하여 상당히 구분되는 윤곽을 가질 수 있다.
도 8a에 더 도시된 바와 같이, 몸체(801)는 제1 측 표면 부분(813)과 구별되는 제2 측 표면 부분(823)을 가질 수 있다. 특히, 제2 측 표면 부분(823)은 제2 외측 코너(816)와 같은 적어도 하나의 외측 코너에 의해 제1 측 표면 부분으로부터 분리될 수 있다. 제2 측 표면 부분(823)은 제2 외측 코너(816)와 제3 외측 코너(817) 사이에서 연장될 수 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 측 표면 부분(813)은 제2 외측 코너(816)의 일 측에 접할 수 있고, 제2 측 표면 부분(823)은 제1 측 표면 부분(813)에 대향하는 제2 외측 코너(816)와 접할 수 있다. 외측 코너는 가설적인 고무 밴드 테스트(hypothetical rubber band test)에 따라 정의될 수 있는데, 외측 코너는 고무 밴드가 몸체의 측 표면 둘레에 감겨진 경우 고무 밴드가 크게 편향될 측 표면(804) 상의 코너이다(예를 들어 적어도 10도 이상의 편향 각도를 획정하는).
적어도 하나의 실시 예에서, 임의의 돌출부들 또는 오목부들은 하나 이상의 측 표면 부분들 교차할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌출부(811)는 제2 측 표면 부분(823)와 교차하도록 형성될 수 있다. 또한, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(811)는 제2 외측 코너(816)와 교차할 수 있다.
제1 주 표면(802)은 제2 측 표면 부분(823)와 평행한 방향으로 연장되는 제2 돌출부(821)를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이 일 실시 예에 따르면, 제2 측 표면 부분(823)은 몸체(801)의 둘레를 획정하는 측 표면(804)의 전체 길이의 일부일 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이 일 실시 예에 따르면, 제1 주 표면(802)은 제2 측 표면 부분(823)와 제2 돌출부(821) 사이에 배치된 제2 측 표면 영역(822)을 더 포함할 수 있다. 제2 측 표면 영역(822)은 제2 측면 부분(823)에 인접하여 그를 연장될 수 있다.
제2 돌출부(821)는 제2 측 표면 영역(822)과 접할 수 있다. 예시된 바와 같이 일 실시 예에 따르면, 제2 돌출부(821) 및 제2 측 표면 영역(822)은 서로 평행하게 연장될 수 있고 제2 측 표면 부분(823)에 평행할 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 제2 돌출부(821) 및 제2 측 표면 영역(822)은 제2 측 표면 부분(823)의 적어도 일부분에 대해 서로에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 제2 돌출부(821) 및 제2 측 표면 영역(822)은 몸체(801)의 둘레를 획정하는 측 표면(804)의 전체 길이의 일부분에 대해 연장될 수 있다. 하나의 특정 실시 예에서, 제2 돌출부(821)는 제2 측 표면 부분(823)의 전체 길이의 적어도 30 %로 연장될 수 있으며, 이는 제2 외측 코너(816)와 제3 외측 코너(817) 사이의 거리로서 측정된다. 다른 실시 예에서, 제2 돌출부(821)는 제2 측 표면 부분(823)의 전체 길이의 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 % 또는 심지어 제2 측 표면 부분(813)의 전체 길이의 적어도 90 %로 연장될 수 있다. 하나의 특정 실시 예에서, 제2 돌출부(821)는 제2 측 표면 부분(823)의 전체 길이에 대해 연장될 수 있다. 또한, 다른 비-제한적인 실시 예에서, 제2 돌출부(821)는 제2 측 표면 부분(823)의 전체 길이의 99 % 이하, 예를 들어 95 % 이하 또는 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 제2 측 표면 부분(823)의 전체 길이의 30 % 이하로 연장될 수 있다. 제2 돌출부(821)는 전술한 최소 및 최대 백분율 중 임의의 것을 포함하는 범위 내에서 길이에 대해 연장될 수 있음을 이해할 것이다.
다른 실시 예에 따르면, 제2 측 표면 부분(823)과 제2 돌출부(821)는 제1 주 표면(802)의 평면에서 보았을 때 서로 실질적으로 동일한 윤곽을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제2 측 표면 영역(822)과 제2 돌출부(821)는 대체로 선형 형상을 가질 수 있고 제2 측 표면 부분(823)의 방향을 따라 서로 평행하게 연장될 수 있다. 다른 실시 예에서, 적어도 제2 돌출부(821) 및 제2 측 표면 영역(822)은 제1 주 표면(802)의 평면에서 보았을 때 실질적으로 상이한 윤곽을 가질 수 있다. 즉, 제2 측 표면 부분(823)은 제2 돌출부 (821) 및 제2 측 표면 영역(822)의 윤곽과 비교하여 상당히 다른 윤곽을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 몸체의 주 표면 상의 피처들 중 임의의 피처는 서로 교차할 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(811)는 제2 돌출부(821)와 교차할 수 있다. 특히, 제1 돌출부(811) 및 제2 돌출부(821)는 제1 측 표면 부분(813) 및 제2 측 표면 부분(823)을 분리하는 제2 외측 코너(816)와 같은 외측 코너에 인접하여 서로 교차할 수 있다. 도 8a에 더 도시된 바와 같이, 제2 측 표면 영역(822)은 제1 돌출부(811)와 교차하여 접할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따르면, 제1 측 표면 영역(812)은 제2 돌출부(821)와 교차하여 접할 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에서, 제1 주 표면(802)은 측 표면(833)의 제3 부분을 포함할 수 있다. 제3 측 표면 부분(833)은 제1 측 표면 부분(813) 및 제2 측 표면 부분(823)과 구별될 수 있다. 특히, 제3 측 표면 부분(833)은 적어도 하나의 외측 코너에 의해 제1 측 표면 부분(813) 및 제2 측 표면 부분(823)으로부터 분리될 수 있다. 도 8a의 실시 예에 따르면, 제3 측 표면 부분(833)은 제2 및 제3 외측 코너들(816, 817)에 의해 제1 측 표면 부분으로부터 분리될 수 있다. 제3 측 표면 부분(833)은 제3 외측 코너(817)에 의해 제2 측 표면 부분(823)로부터 분리될 수 있다. 제3 측 표면 부분(833)은 제3 외측 코너(817)와 제4 외측 코너(818) 사이로 연장될 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에서, 제2 돌출부(821) 및 제2 측 표면 영역(822)은 제3 외측 코너(817)에 인접한 제3 측 표면 부분(833)과 교차할 수 있다. 특히, 제3 측 표면 부분(833)은 제3 측 표면 부분(833)을 따라 연장되는 제3 돌출부가 존재하지 않는 다는 점에서 측 표면들(813 및 823)의 제1 및 제2 부분들과 구별될 수 있다. 제1 주 표면(802)은 제3 측 표면 부분(833)를 따라 연장되어 제3 측 표면 부분(833)에 접하는 제3 측 표면 영역(832)을 포함한다. 제3 측 표면 영역(832)은 본원에 설명된 다른 측 표면 영역들의 피처들 중 임의의 피처를 가질 수 있다. 제3 측 표면 영역(832)은 비텍스쳐 영역(850)의 표면 위로 수직 연장되는 리지 형태일 수 있으며, 본원의 실시 예에서 설명된 돌출부들의 임의의 피처를 가질 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 제3 측 표면 영역(832)은 몸체(801)의 중심 영역(851)을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역(850)에 접할 수 있다. 또한, 제3 측 표면 영역(832)은 제3 외측 코너(817)에 인접한 제2 돌출부(821)와 교차할 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에서, 제1 주 표면(802)은 측 표면(843)의 제4 부분을 포함할 수 있다. 제4 측 표면 부분(843)은 제1 측 표면 부분(813), 제2 측 표면 부분(823) 및 제3 측 표면 부분(833)과 구별될 수 있다. 특히, 제4 측 표면 부분(843)은 적어도 하나의 외측 코너에 의해 제1 측 표면 부분(813), 제2 측 표면 부분(823) 및 제3 측 표면 부분(833)로부터 분리될 수 있다. 도 8a의 실시 예에 따라, 제4 측 표면 부분(843)은 제1 외측 코너(815)에 의해 제1 측 표면 부분(813)로부터 분리될 수 있다. 제4 측 표면 부분(843)은 모든 외측 코너들(815, 816, 817, 818)에 의해 제2 측 표면 부분(823)으로부터 분리될 수 있다. 제4 측 표면 부분(843)은 제4 외측 코너(818)에 의해 제3 측 표면 부분(833)으로부터 분리될 수 있다. 제4 측 표면 부분(843)은 제4 외측 코너(818)와 제1 외측 코너(815) 사이로 연장될 수 있다.
적어도 하나의 실시 예에서, 제4 측 표면 부분(843)은 피처되지 않은 에지(844)를 획정한다는 점에서 측 표면(813, 823 및 833)의 다른 부분들과 구별된다. 피처되지 않은 에지(844)는 제1 주 표면(802)과 제4 측 표면 부분(843) 사이의 조인트를 획정하고, 성형 프로세스 중에 일반적으로 형성되는 돌출부들 및/또는 오목부들과 같은 피처들을 포함하지 않는다. 특히, 일 실시 예에서, 피처되지 않은 에지(844)는 몸체(801)의 제1 주 표면(802)의 중심 영역(851)을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역(850)에 접할 수 있다. 따라서, 중심 영역(851)의 비텍스쳐 영역(850)과 제4 측 표면 부분(843) 사이에는 개재된 피처들(예를 들어, 돌출부들 또는 오목부들)이 존재하지 않는다. 본원의 실시 예들의 연마 입자들은 하나 이상의 피처된 에지들과 교차할 수 있는 하나 이상의 피처되지 않은 에지들을 포함할 수 있으며, 피처된 에지는 본원의 실시 예들에서 기술된 바와 같이 측 표면의 일부를 따라 연장되는 적어도 하나의 피처(예를 들어, 돌출부 또는 오목부)를 포함한다.
추가로 도시된 바와 같이, 접하는 측 표면 부분들로부터의 특정 피처들은 제4 측 표면 부분(843)과 교차할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌출부(811)는 제1 외측 코너(815)에 인접한 제4 측 표면 부분(843)과 교차할 수 있다.
도 8b는 실시 예에 따른 연마 입자의 하향식 이미지를 포함한다. 도 8c는 도 8b의 연마 입자의 주 표면의 일부에 대한 표면 프로파일 플롯을 포함한다. 도 8d는 도 8b의 입자의 주 표면의 일부에 대한 표면 프로파일 플롯을 포함한다. 도 8b의 이미지는 백색광 색수차 기술을 사용하는 Nanovea 3D 표면 프로파일미터를 사용하여 얻어졌다. 각 프로파일(X 상수 또는 Y 상수)에 대해, Y-단계 크기는 5.00 μm (X 상수의 경우)이고 X-단계 크기는 5.00 μm(Y 상수의 경우)이다. Z 해상도는 7.28 nm이다. 총 조사 길이는 입자 크기에 따라 달라지며, 라인 스캔과 함께 제공된 스케일 바를 사용하여 측정된다.
도시된 바와 같이, 연마 입자(850)는 제1 주 표면(852), 제2 주 표면(도시되지 않음) 및 제1 주 표면(852)와 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면(도 8b에 도시되지 않음)을 포함하는 몸체(851)을 포함한다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 몸체(851)는 제1 주 표면(852)의 평면에서 하향식으로 볼 때 실질적으로 사각형의 2차원 형상을 갖는다.
도 8b에 더 도시된 바와 같이, 몸체(851)는 측 표면의 하나 이상의 측 표면 부분들에 대해 제1 주 표면(852) 상에 배열된 하나 이상의 피처들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 주 표면(852)은 제1 측 표면 부분(854)과 평행한 방향으로 연장되는 제1 돌출부(853)를 포함할 수 있다. 제1 측 표면 부분(854)은 제1 외측 코너(855)와 제2 외측 코너(856) 사이에 배치될 수 있는 측 표면의 일부분을 획정할 수 있다. 예시된 바와 같이 실시 예에 따르면, 제1 측 표면 부분(853)은 몸체의 둘레를 획정하는 측 표면의 전체 길이의 일부일 수 있다. 제1 돌출부(853)는 제1 측 표면 부분(854)과 접하여 제1 측 표면 부분(854)을 따라 연장될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(852)는 제1 주 표면(852)의 높이 위로 수직 연장된 제1 주 표면(852)의 상승된 부분 및 몸체(851)의 중심 영역을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역(890)을 획정할 수 있다. 제1 돌출부(853)는 본원의 실시 예들에서 기술된 돌출부들의 특징들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 상부 표면(852)은 제1 돌출부(853)와 제1 측 표면 부분(854) 사이에 배치된 제1 측 표면 영역(856)을 더 포함할 수 있다.
특히, 도 8c는 축(881)을 따라 제1 주 표면(852)의 표면 프로파일 플롯을 포함한다. 표면 프로파일 플롯은 백색광 색수차 기술을 사용하는 Nanovea 3D 표면 프로파일미터를 사용하여 얻어졌다. 각 프로파일(X 상수 또는 Y 상수)에 대해, Y-단계 크기는 5.00 μm (X 상수의 경우)이고 X-단계 크기는 5.00 μm(Y 상수의 경우)이다. Z 해상도는 7.28 nm이다. 총 조사 길이는 입자 크기에 따라 달라지며, 라인 스캔과 함께 제공된 스케일 바를 사용하여 측정된다.
플롯에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(853)는 제1 주 표면(852) 위로 연장된다. 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(853)는 비텍스쳐 영역(890)과 직접 접촉할 수 있다. 제1 돌출부(853)는 제1 외측 코너(855)와 제2 외측 코너(856) 사이의 제1 측 표면 부분(854)의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 또한, 제1 돌출부(853)는 하향식으로 보았을 때(도 8b에 제시된 것처럼) 제1 측 표면 부분(854)과 실질적으로 동일한 윤곽을 가질 수 있다. 제1 돌출부(853) 및 제1 측 표면 부분(854)은 도 8b에 도시된 바와 같이 아치형 윤곽을 가질 수 있다. 본원의 실시 예들의 모든 연마 입자들이 특정 연마 입자들에 묘사된 각각의 피처들을 포함하는 것은 아니며, 연마 입자들은 특정 피처들의 상이한 조합을 포함할 수 있음을 유의해야 한다.
도 8b에 더 도시된 바와 같이 일 실시 예에 따르면, 몸체(851)는 제1 주 표면(852) 위로 연장되는 제2 돌출부(863)를 더 포함할 수 있다. 제2 돌출부(863)는 제2 측 표면 부분(864)과 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 제2 측 표면 부분(864)은 제2 외측 모서리(856)와 제3 외측 모서리(857) 사이에 배치될 수 있는 측 표면의 일부분을 획정할 수 있다. 예시된 바와 같이 일 실시 예에 따르면, 제2 측 표면 부분(863)은 몸체(851)의 둘레를 획정하는 측 표면의 전체 길이의 일부일 수 있다. 제2 돌출부(863)는 제2 측 표면 부분(864)과 접하여 제2 측 표면 부분(864)을 따라 연장될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 돌출부(862)는 제1 주 표면(852)의 높이 위로 수직 연장된 제1 주 표면(852)의 상승된 부분 및 몸체(851)의 중심 영역을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역(890)을 획정할 수 있다. 제2 돌출부(863)는 본원의 실시 예들에서 설명된 돌출부들의 피처들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 상부 표면(852)은 제2 돌출부(863)와 제2 측 표면 부분(864) 사이에 배치된 제2 측 표면 영역(866)을 더 포함할 수 있다.
특히, 도 8d는 축(882)을 따라 제1 주 표면(852)의 표면 프로파일 플롯을 포함하고 도 8c의 플롯을 생성하기 위해 사용된 동일한 기술을 사용하여 얻어진다.
도 8b의 실시 예에 따라, 제2 돌출부(863)는 제2 외측 코너(856)와 제3 외측 코너(857) 사이의 제2 측 표면 부분(864)의 전체 길이를 따라 연장될 수 있다. 또한, 제2 돌출부(863)는 하향식으로 보았을 때(도 8b에 제공된 것처럼) 제2 측 표면 부분(864)과 실질적으로 동일한 윤곽을 갖는다. 제2 돌출부(863) 및 제2 측 표면 부분(864)은 각각 대체로 평면인 윤곽을 가질 수 있고 도 8b에 도시된 바와 같이 대체로 선형인 방향으로 연장될 수 있다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(853)와 제2 돌출부(863)는 제2 외측 코너(856)에 인접한 영역(865)에서 서로 교차한다.
몸체(851)의 제1 주 표면(852)은, 제2 돌출부(863)에 인접하여 제2 돌출부(863)의 길이의 대부분을 따라 연장될 수 있는, 제1 오목부(867)를 더 포함할 수 있다. 제1 오목부(867)는 제2 돌출부(863)와 비텍스쳐 영역(890) 사이에 위치될 수 있다. 제1 오목부(867)는 제2 돌출부(863) 및 제2 측 표면 부분(864)의 방향을 따라 더 연장될 수 있다. 또한, 도 8b의 실시 예에서, 제1 오목부(867)는 제2 돌출부(863) 및 제2 측 표면 부분(864)과 평행한 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제2 돌출부(863)는 제2 측 표면 부분(864)과 제1 오목부(867) 사이에 배치될 수 있다.
또한 제2 돌출부(863)는 제1 오목부(867)에 접할 수 있다. 예시된 바와 같이 일 실시 예에 따르면, 제2 돌출부(863) 및 제1 오목부(867)는 몸체(801)의 둘레를 획정하는 측 표면의 총 길이의 일부분에 대해 연장될 수 있다. 하나의 특정 실시 예에서, 제2 돌출부(863) 및/또는 제1 오목부(867)는 제2 측 표면 부분(864)의 전체 길이의 30 % 이하로 연장될 수 있으며, 이는 외측 코너들(856 및 857) 사이의 거리로서 측정된다. 다른 실시 예에서, 제2 돌출부(863) 및/또는 제1 오목부(867)는 제2 측 표면 부분(864)의 전체 길이의 적어도 40 %, 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 % 또는 심지어 제2 측 표면 부분(864)의 전체 길이의 적어도 90%에 대해 서로 평행하게 연장될 수 있다. 하나의 특정 실시 예에서, 제2 돌출부(863) 및/또는 제1 오목부(867)는 제2 측 표면 부분(864)의 전체 길이에 대해 서로에 대해 평행하게 연장될 수 있다. 또한, 다른 비-제한적인 실시 예에서, 제2 돌출부(863) 및/또는 제1 오목부(867)는 제2 측 표면 부분(864)의 전체 길이의 99 % 이하, 예컨대 95% 이하 또는 90% 이하 또는 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 제2 측 표면 부분(864)의 전체 길이의 30% 이하로 연장될 수 있다. 제2 돌출부(863) 및/또는 제1 오목부(867)는 전술한 최소 및 최대 백분율 중 어느 하나를 포함하는 범위 내의 길이에 대해 서로에 대해 평행하게 연장될 수 있음을 이해할 것이다.
다른 연마 입자들은 하나의 오목부보다 많은 것을 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본원의 실시 예들의 입자들은 표면들 상에 하나 이상의 오목부들을 가질 수 있고, 이러한 오목부들은, 예를 들어 돌출부들, 비텍스쳐 영역 등과 같은 몸체의 상부 표면의 하나 이상의 다른 부분들과 관련되고 접할 수 있다. 하나 이상의 돌출부들은 오목부와 측 표면 부분 사이에 배치될 수 있다. 마찬가지로, 하나 이상의 오목부들은 돌출부와 비텍스쳐 영역 사이에 배치될 수 있다.
도 8d에 도시된 바와 같이, 제1 오목부(867)는 비텍스쳐 영역(890)과 연관된 제1 주 표면 및 제2 돌출부(863)와 연관된 제1 주 표면(852)의 아래에 수직으로 위치된 제1 주 표면(852)의 부분을 획정하는 현저한 깊이를 가질 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 제1 오목부(867)는 영역(868)에서 제1 돌출부(853)의 일부와 교차하여 접촉될 수 있다. 특히, 제1 오목부(867)는 제1 돌출부 (853)의 교차점에서 종료될 수 있다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 몸체(851)의 제1 주 표면(852)은 제3 외측 코너(857)와 제4 외측 코너(858) 사이에서 연장되는 제3 측 표면 부분(874)을 포함할 수 있다. 몸체는 제4 외측 코너(858)와 제1 외측 코너(855) 사이에서 연장되는 제4 측 표면 부분(884)을 더 포함할 수 있어서, 몸체는 일반적으로 4 면체 형상을 가질 수 있고, 제1 측 표면 부분(854) 및 제4 측 표면 부분(884)은 아치형 윤곽을 갖는다. 제2 측 표면 부분(864) 및 제3 측 표면 부분(874)은 실질적으로 평탄한 윤곽을 가질 수 있고 대체로 선형 방향으로 연장될 수 있다. 제2 측 표면 부분(864) 및 제3 측 표면 부분(874)은 에지의 윤곽에 약간의 작은 불규칙성을 가질 수 있음을 알아야 한다.
제1 주 표면(852)은 제4 외측 코너(858)에 인접하게 위치된 제3 돌출부(883)를 더 포함할 수 있다. 제3 돌출부(883)는 제4 측 표면 부분(884)의 길이의 일부분만큼 연장될 수 있다. 도 8b에 더 도시된 바와 같이, 제3 돌출부(883)는 제1 및 제2 돌출부들(853, 863)에 비해 둥근 형상을 가질 수 있다. 또한, 제3 돌출부(883)는 비텍스쳐 영역(890)과 접할 수 있다.
도 9a 내지 도 9e는 본원의 실시 예에 따른 다른 연마 입자들의 이미지들을 포함한다. 도 9a 내지 도 9e는 본원의 실시 예들의 연마 입자들의 다른 피처들에 대한 세부 사항을 제공한다. 예를 들어, 도 9a는 제1 주 표면(902), 제2 주 표면(903) 및 제1 및 제2 주 표면들(902, 903) 사이에서 연장되는 측 표면(904)을 갖는 몸체(901)를 포함하는 연마 입자(900)를 포함한다. 특히, 특정 실시 예들에서, 피쳐는 그 피처가 연장되는 측 표면의 일부와 교차할 수 있다. 예를 들어, 제1 주 표면(902)은 제1 측 표면 부분(913)의 일부를 따라 연장되는 제1 돌출부(911)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1 돌출부(911)는 제1 측 표면 부분(913)과 교차될 수 있다. 또한, 제1 돌출부(911)는 제1 측 표면 부분(913)과 다른 윤곽을 가질 수 있으며, 이는 제1 돌출부(911)와 제1 측 표면 부분(913) 사이의 교차를 더욱 용이하게 한다. 특히, 제1 오목부(911)는 대체로 선형의 윤곽을 가질 수 있고, 제1 측 표면 부분(913)은 제1 측 표면 부분(913)이 제1 돌출부(911)와 교차하게 하는 오목한 부분을 포함하는 곡선 윤곽을 가질 수 있다.
도 9b는 제1 주 표면(922), 제2 주 표면(923) 및 제1 및 제2 주 표면들(922, 923) 사이에서 연장되는 측 표면(924)을 갖는 몸체(921)를 포함하는 연마 입자(920)를 포함한다. 특히, 특정 실시 예들에서, 주 표면들 중 하나와 측 표면 사이의 에지는 톱니 형상 및 날카로운 영역들을 획정하는 불규칙한 윤곽을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 주 표면(923) 및 측 표면(924)은 톱니 형상 및 날카로운 영역들을 획정하는 불규칙한 윤곽을 특징으로 하는 에지(925)에서 결합될 수 있다.
또한, 일 실시 예에서, 제1 주 표면(922)은 제1 표면 영역(A1)을 가질 수 있고 제2 주 표면(923)은 제2 표면 영역(A2)을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 표면 영역은 제2 표면 영역과 상이할 수 있다. 특히, 적어도 하나의 경우에서, A1은 A2보다 작을 수 있다. 더욱 특별한 경우, 제1 표면 영역(A1)과 제2 표면 영역(A2) 간의 차이는 A1/A2가 1보다 크지 않을 수 있는, 예컨대 0.9 이하 또는 0.8 이하 또는 0.7 이하 또는 0.6 이하 또는 0.5 이하 또는 0.4 이하 또는 0.3 이하 또는 0.3 이하 또는 0.2 이하 또는 0.1 이하의 비율(A1/A2)로 정의될 수 있다. 또한, 비-제한적인 다른 실시 예에서, 비율(A1/A2)는 적어도 0.01, 예를 들면 적어도 0.05 또는 적어도 0.1 또는 적어도 0.2 또는 적어도 0.3 또는 적어도 0.4 또는 적어도 0.5 또는 적어도 0.6 또는 적어도 0.7 또는 적어도 0.8 또는 심지어 적어도 0.9일 수 있다. 비율(A1/A2)은 상술한 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 알 수 있다.
도 8a 내지 도 8d 및 도 9a 내지 도 9e의 연마 입자들의 모든 이미지들은 일반적으로 직사각형의 2차원 형상을 갖는 입자들을 포함하지만, 이들 입자들과 관련하여 설명된 임의의 피처들이 불규칙한 평면 형상 연마 입자들과 같은 불규칙한 2차원 형상을 갖는 입자들에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 임의의 치수 특성(예를 들어, 길이, 폭, 높이 등)에 대한 본원의 참조는 단일 입자의 치수, 중앙 값 또는 입자들의 적절한 샘플링의 분석으로부터 도출된 평균값의 참조일 수 있다. 명시적으로 언급하지 않는 한, 본원에서 치수 특성에 대한 참조는 적절한 수의 입자들의 무작위 샘플링으로부터 도출된 통계적으로 중요한 값에 기초한 중간 값에 대한 참조로 간주될 수 있다. 특히, 본원의 특정 실시 예들에서, 샘플 크기는 적어도 10개, 및 보다 일반적으로 입자들의 집단으로부터 무작위로 선택된 적어도 40개의 입자들을 포함할 수 있다. 입자들의 집단은 단일 프로세스 실행에서 수집된 입자들의 그룹을 포함할 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 또 다른 경우에서, 연마 입자들의 집단은 고정 연마 물품과 같은 연마 물품의 연마 입자들의 그룹일 수 있다. 예를 들어, 입자들의 집단은 상용 등급 연마 제품을 형성하기에 적합한 양의 연마 입자들, 예컨대 입자들의 적어도 약 20 lbs.을 포함할 수 있다.
도 15a는 실시 예에 따른 복수의 마이크로리지들을 포함하는 연마 입자의 측 표면의 이미지를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마 입자(1500)는 제1 주 표면(1502), 제2 주 표면(1503) 및 제1 및 제2 주 표면들(1502, 1503) 사이에서 연장되는 측 표면(1504)을 포함하는 몸체(1501)를 포함한다. 몸체(1501)는 제1 및 제2 주 표면들(1502, 1503)이 측 표면(1504)보다 큰, 얇고 비교적 평면인 형상을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 대부분의 측 표면은 복수의 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 예를 들어 도 15a의 이미지에 도시된 바와 같이, 측 표면(1504)은 복수의 마이크로리지들(1505)을 포함한다. 특히, 측 표면(1504) 상의 복수의 마이크로리지들(1505)은 제2 주 표면(1503)에 의해 표현되는, 평평한 윤곽을 갖고 마이크로리지들(1505)이 없는, 표면(예를 들어, 몰딩된)과 접촉하는 표면과 비교하여 완전히 구별되는 외관 및 텍스쳐를 생성한다. 특정 경우에는, 복수의 마이크로리지들(1505)은, 폴리싱되지 않은 세라믹 표면을 나타내는, 톱니형 표면 피처들을 갖는 표면을 생성한다.
복수의 마이크로리지들(1505)은 다수의, 구별되는 마이크로리지들 또는 유형들을 갖는 것처럼 보인다. 제1 유형의 마이크로리지는 측 표면으로부터 측 표면을 따라 연장되는 마이크로리지에 의해 획정될 수 있는 격리된 마이크로리지들(1506)을 포함할 수 있다. 격리된 마이크로리지들(1506)은 일반적으로 매끄러운 평면 영역들에 의해 분리될 수 있다. 제2 유형의 마이크로리지들은, 스케일링된 또는 적층된 외관을 가질 수 있는, 스케일링된 마이크로리지들(1507)을 포함할 수 있다. 또 다른 유형은 초점 영역(focal region)으로부터 외측으로 연장되는 복수의 마이크로리지들을 포함하는 연장 마이크로리지들을 포함한다. 이러한 마이크로리지들은 도 17에 따라 기술된다. 특정 이론에 결부되기를 바라지 않고, 복수의 마이크로리지들(1505)은 본원의 실시 예들에서 설명된 성형 프로세스들의 결과물(artifact)인 것으로 보인다. 특히, 연마 입자들을 형성하는데 사용되는 몸체의 제어된 크랙킹 및 파쇄 중에 복수의 마이크로리지들(1505)이 형성되는 것으로 생각된다. 따라서, 몸체가 보다 작은 부분들로 파쇄되어 궁극적으로 본원에 기술된 프로세스들에 기초하여 연마 입자들로 형성될 때 형성된 복수의 마이크로리지들(1505)은 ??각상의(conchoidal) 또는 서브패각상의(subconchoidal) 파쇄 피처들로 특징지어질 수 있다. 더욱이, 상이한 유형들의 마이크로리지들이 프로세싱 동안 상이한 조건들과 연관될 수 있다는 것이 이론화되어 있다. 이러한 피처들은 몰딩, 인쇄, 절단 등과 같은 연마 입자들을 형성하는데 사용되는 다른 통상적인 프로세스들에 따라 형성된 입자의 측 표면들과 구별되는 것으로 보인다. 도 15a의 측 표면(1504)의 영역(1508)은 복수의 마이크로리지들에 의해 나타나는 거칠기 및 불규칙한 피처들의 투시도 이미지를 제공한다.
일 실시 예에서, 연마 입자는 측 표면을 가질 수 있고, 측 표면의 총 표면 영역의 적어도 51 %는 복수의 마이크로리지들(1505)을 포함한다. 다른 실시 예에서, 측 표면(1504)의 보다 큰 비율은, 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 측 표면의 전체 표면 영역의 적어도 52 % 또는 적어도 54 % 또는 적어도 56 % 또는 적어도 58 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 62 % 또는 적어도 64 % 또는 적어도 66 % 또는 적어도 68 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 72 % 또는 적어도 74 % 또는 적어도 76 % 또는 적어도 78 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 82 % 또는 적어도 84 % 또는 적어도 86 % 또는 적어도 88 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 92 % 또는 적어도 94 % 또는 적어도 96 % 또는 적어도 98 % 또는 심지어 적어도 99 %는 복수의 마이크로리지들(1505)를 포함할 수 있다. 다른 비-제한적인 실시 예에서, 측 표면(1504)의 전체 표면 영역의 99 % 이하, 예컨대 98 % 이하 또는 96 % 이하 또는 94 % 이하 또는 92 % 이하 또는 90 % 이하 또는 88 % 이하 또는 86 % 이하 또는 84 % 이하 또는 82 % 이하 또는 80 % 이하 또는 78 % 이하 76 % 이상 또는 74 % 이하 또는 72 % 이하 또는 70 % 이하 또는 68 % 이하 또는 66 % 이하 또는 64 % 이하 또는 62 % 이하 또는 60 이하 % 이하 또는 58 % 이하 또는 56 % 이하 또는 54 % 이하 또는 52 % 이하는 복수의 마이크로리지들(1505)을 포함할 수 있다. 복수의 마이크로리지들(1505)에 의해 덮인 측 표면의 전체 표면 영역은 상술된 최소 및 최대 백분율 중 임의의 것을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
다른 실시 예들에서 언급된 바와 같이, 측 표면은 복수의 측 표면 부분들을 포함할 수 있으며, 각각의 측 표면 부분은 몸체의 외측 코너들 사이에서 연장되는 측 표면의 일부로서 획정된다. 일 실시 예에 따르면, 주어진 연마 입자에 대한 측 표면 부분들의 적어도 45 %가 복수의 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 퍼센티지는 더 클 수 있으며, 예를 들어 몸체의 측 표면 부분들의 적어도 52 % 또는 적어도 54 % 또는 적어도 56 % 또는 적어도 58 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 62 % 또는 적어도 64 % 또는 적어도 66 % 또는 적어도 68 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 72 % 또는 적어도 74 % 또는 적어도 76 % 또는 적어도 78 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 82 % 또는 적어도 84 % 또는 적어도 86 % 또는 적어도 88 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 92 % 또는 적어도 94 % 또는 적어도 96 % 또는 적어도 98 % 또는 적어도 99 %가 복수의 마이크로리지들을 포함한다. 적어도 하나의 실시 예에서, 주어진 연마 입자에 대한 측 표면의 모든 측 표면 부분들은 복수의 마이크로리지들을 포함할 수 있다.
하향식으로 보았을 때의 몸체의 2차원 형상이 연마 입자에 대한 측 표면 부분들의 수를 결정할 것으로 이해되지만, 적어도 하나의 실시 예에서, 몸체는 복수의 마이크로리지들을 포함하는 적어도 세 개의 측 표면 부분들을 포함할 수 있다. 다른 실시 예에서, 복수의 마이크로리지들을 포함하는 측 표면 부분들의 수는 적어도 4 개 또는 적어도 5 개 또는 적어도 6 개 또는 적어도 7 개 또는 적어도 8 개와 같이 클수 있다. 또한, 적어도 하나의 실시 예에서, 연마 입자는 적어도 하나의 측 표면 부분이 복수의 마이크로리지들을 포함하지 않도록 형성될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
도 15b는 도 15a의 연마 입자의 일부의 확대된 이미지를 포함한다. 도 15b는 본 실시 예들의 연마 입자들 상에 관찰된 두 상이한 유형들의 마이크로리지들을 보다 명확하게 도시한다. 도시된 바와 같이, 제1 유형의 마이크로리지들은 평탄한 평면 영역들(1511)에 의해 서로 분리된 격리된 마이크로리지들(1506)을 포함할 수 있는 복수의 격리된 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 격리된 마이크로리지들(1506)은 측 표면을 따라 불규칙한 경로로 연장될 수 있다. 격리된 마이크로리지들(1506)의 경로는 불규칙하지만 서로 비교될 때 약간의 조정에 의해 특징지어 질 수 있다. 예를 들어, 도 15b에 도시된 바와 같이, 격리된 마이크로리지들(1506)은 측 표면을 따라 불규칙 경로로 연장될 수 있지만, 일반적으로 서로에 대해 동일한 불규칙 경로를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 서로 인접할 수 있는 격리된 마이크로리지들(1506)의 그룹의 적어도 일부분은 대체로 동일 공간 상으로 연장될 수 있어서, 이들은 서로에 대해 동일한 경로를 획정하지만, 매끄러운 평면 영역들(1511)에 의해 분리된다. 이러한 배열은 고속도로의 차선들과 유사한 것으로 보인다.
다른 실시 예에서, 복수의 격리된 마이크로리지들(1506)의 격리된 마이크로리지들 중 적어도 하나는 상이한 형상들을 갖는 상이한 영역들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 격리된 마이크로리지들 중 적어도 하나는 헤드 영역(1513)과, 헤드 영역(1513)에 연결되어 그로부터 연장되는 테일 영역(1514)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 일 실시 예에 따르면, 헤드 영역(1503)은 둥근 형상을 가질 수 있다. 테일 영역(1514)은 긴 형상을 가질 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 격리된 마이크로리지들은 함께 링크되고 하나 이상의 갭들(1516)에 의해 분리된 일련의 이들 영역들을 포함할 수 있다. 갭들(1516)은 격리된 마이크로리지들(1506)에서 중단을 정의할 수 있다. 갭들(1516)은 하나 이상의 격리된 마이크로리지들(1506)의 불규칙 경로를 따라 위치된 매끄러운 영역들을 획정할 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 격리된 마이크로리지들(1506)의 불규칙 경로는 복수의 갭들(1516)을 포함할 수 있으며, 따라서 격리된 마이크로리지들은 불규칙 경로를 따라 연장되는 일련의 격리된 마이크로리지들(1517)로 특징지어 질 수 있다. 격리된 마이크로리지 부분들 중 임의의 부분은 헤드 영역 및 테일 영역을 포함할 수 있다.
복수의 격리된 마이크로리지들(1506)은 상당한 거리만큼 측 표면을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 격리된 마이크로리지들(1506) 중 적어도 하나는 측 표면(1504)의 평균 높이의 적어도 10 %에 대해 연장될 수 있다. 다른 실시 예에서, 측 표면(1504) 상의 하나 이상의 격리된 마이크로리지들(1506)의 길이는 측 표면(1504)의 평균 높이의 적어도 20 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 95 %일 수 있다. 또 다른 비-제한적인 실시 예에서, 측 표면(1504) 상의 하나 이상의 격리된 마이크로리지들(1506)의 길이는 측 표면의 평균 높이의 99 % 이하 또는 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이상 또는50 % 이하 또는 40 % 이하일 수 있다. 측 표면(1504)을 따르는 하나 이상의 격리된 마이크로리지들(1506)의 길이는 상술된 최소 및 최대 백분율 중 임의의 것을 포함하는 범위 내에있을 수 있음을 이해할 것이다.
특정 경우에, 복수의 격리된 마이크로리지들(1506) 중 하나 이상은, 적어도 150 미크론 또는 적어도 200 미크론 또는 적어도 300 미크론 또는 적어도 400 미크론과 같은, 적어도 100 미크론의 전체 길이를 가질 수있다. 여전히, 연마 입자의 높이에 따라, 격리된 마이크로리지들(1506) 중 적어도 하나의 전체 길이는, 2mm 이하 예컨대 1mm 이하 또는 심지어 500mm 이하일 수 있다.
복수의 격리된 마이크로리지들(1506)은, 특히 테일 영역(1514)에서, 매우 작은 두께를 가질 수 있는데, 여기서 두께는 마이크로리지를 가로 지르는 방향 및 마이크로리지의 길이를 획정하는 방향으로 측정된다. 도 15b에 도시된 바와 같이, 격리된 마이크로리지들(1506) 중 임의의 하나의 테일 영역(1514)은, 예컨대 8 미크론 이하 또는 6 미크론 이하 또는 4 미크론 이하 또는 2 미크론 이하와 같이, 10 미크론 이하의 두께를 가질 수 있다. 또한, 격리된 마이크로리지들(1506)의 테일 영역(1514)은 적어도 0.01 미크론 또는 적어도 0.1 미크론의 두께를 가질 수 있는 것으로 보인다. 테일 영역(1514)의 두께는 테일 영역(1514)에서 측정된 최대 두께이다.
복수의 격리된 마이크로리지들(1506)은 테일 영역(1514)에서의 두께보다 큰 헤드 영역(1513)의 두께를 가질 수 있다. 도 15b에 도시된 바와 같이, 격리된 마이크로리지들(1506) 중 임의의 하나의 헤드 영역은 50 미크론 이하, 예를 들어 40 미크론 이하 또는 30 미크론 이하 또는 20 미크론 이하의 두께를 가질 수 있다. 여전히, 격리된 마이크로리지들(1506)의 헤드 영역(1513)은 적어도 1 미크론 또는 적어도 1 미크론의 두께를 가질 수 있는 것으로 보인다. 헤드 영역(1513)의 두께는 주어진 격리된 마이크로리지(1514)에 대해 헤드 영역(1513)에서 측정된 최대 두께이다.
도 15b에 더 도시된 바와 같이, 복수의 마이크로리지들(1505)의 적어도 일부는 복수의 비늘모양의(scaled) 마이크로리지들(1507)을 포함할 수 있다. 복수의 비늘모양의 마이크로리지들(1507)은 격리된 마이크로리지들(1506)과 비교하여 상이한 형태를 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 복수의 비늘모양의 마이크로리지들(1507)은 불규칙한 형상들을 갖는 복수의 상승된 부분들 및 상승된 부분들 사이에서 연장되는 주름을 포함할 수 있다. 특히, 복수의 비늘모양의 마이크로리지들(1507)은 상승된 부분들을 획정하는 하나 이상의 1차 리지들(1521) 및 하나 이상의 1차 리지들(1521)로부터 연장되는 복수의 주름들(1522)을 포함할 수 있다. 특정 경우에서, 복수의 주름들(1522)은 두 개 이상의 1차 리지들(1521) 사이에서 및/또는 두 개 이상의 1차 리지들(1521)을 가로 질러 연장될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 도 15b에 도시된 바와 같이, 비늘모양의 마이크로리지들(1507)의 하나 이상의 1차 리지들(1521)은 불규칙한 경로로 몸체의 측 펴면을 따라 연장될 수 있다. 불규칙 경로는 일반적으로 함께 결합된 선형 및 아치형 섹션들의 무작위 조합을 포함한다. 추가로 예시된 바와 같이, 하나 이상의 1차 리지들(1521)은 서로 측 방향으로 이격될 수 있지만, 1차 리지들(1521)은 서로에 대해 약간의 조정을 가질 수 있어서, 예를 들어 서로 인접한 1차 리지들을 포함하는 1차 리지들(1521)의 부분들은 격리된 마이크로리지들(1506)과 같이 동일 공간으로 연장될 수 있다.
일 양태에서, 1차 리지들(1521)은 격리된 마이크로리지들 따라 기술된 바와 같은 크기 및 방향에 관한 임의의 특징들을 가질 수 있다. 예를 들어, 1차 리지들(1521)는 상당한 거리 동안 측 표면(1504)을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 1차 리지들(1521) 중 적어도 하나는 측 표면(1504)의 평균 높이의 적어도 10 % 동안 연장될 수 있다. 다른 실시 예들에서, 측 표면(1504) 상의 하나 이상의 1차 리지들(1521)의 길이는 측 표면의 평균 높이의 적어도 20 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 95 %이다. 또 다른 비-제한적인 실시 예에서, 측 표면(1504) 상의 하나 이상의 1 차 리지들(1521)의 길이는 측 표면(1504)의 평균 높이의 99 % 이하 또는 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이상 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하이다. 측 표면(1504)을 따르는 하나 이상의 1차 리지들(1521)의 길이는 상술한 최소 및 최대 백분율 중 임의의 것을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
특정 경우에서, 하나 이상의 1차 리지들(1521)은, 예컨대 적어도 150 미크론 또는 적어도 200 미크론 또는 적어도 300 미크론 또는 적어도 400 미크론과 같은, 적어도 100 미크론의 전체 길이를 가질 수 있다. 또한, 연마 입자의 높이에 의존하여, 1차 리지들(1521) 중 적어도 하나의 전체 길이는 2 mm 이하, 예컨대 1mm 이하 또는 심지어 500mm 이하일 수 있다. 1차 리지들(1521) 중 적어도 하나의 전체 길이는 상술한 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 15b에 더 도시된 바와 같이, 비늘모양의 마이크로리지들(1507)은 하나 이상의 1차 리지들(1521)로부터 불규칙한 경로로 측 표면을 따라 연장될 수 있는 복수의 주름들(1522)을 포함할 수 있다. 일반적으로, 복수의 주름들(1522)의 적어도 상당 부분은 몸체의 측 표면 상의 만곡된 경로를 따라 연장될 수 있다. 특정 경우에서, 주름들은 불규칙 경로를 따라 측 표면(1504)을 따라 연장되는 그루브들을 획정할 수 있다. 비늘모양의 리지들(1507)의 특정 실시 예들은 제 1차 리지들(1521)의 수와 비교하여 더 많은 수의 주름들(1522)을 포함할 수 있다.
도 15b에 더 도시된 바와 같이 일 실시 예에 따르면, 복수의 주름들(1522)은 하나 이상의 1차 리지들(1521)과 비교하여 상이한 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 복수의 주름들(1522)은 하나 이상의 1차 리지들(1521)로부터, 그 사이에, 및/또는 하나 이상의 1차 리지들(1521)을 가로질러 연장될 수 있다. 복수의 주름들(1522)은 1차 리지들(1521)의 길이에 횡방향으로 연장될 수 있다. 복수의 주름들(1522)은 측 표면에서 몸체 내로 연장되는 형태 또는 그루브들일 수 있다.
특정 실시 예에서, 복수의 주름들(1522)은 1차 리지들(1521)을 통해 컷들(cuts)을 획정할 수 있으며, 이는 1차 리지들(1521)에서 갭들(1523) 또는 감소된 높이의 영역들을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 1차 리지들(1521) 중 하나 이상은 1차 리지들(1521)을 획정하는 긴 부분들 사이에 적어도 하나의 갭(1523)을 포함할 수 있다. 갭(1523)은 갭(1523)으로부터 연장되는 하나 이상의 주름(1522)과 관련될 수 있고 및/또는 그에 연결될 수 있다.
본원에서 언급된 바와 같이, 비늘모양의 마이크로리지들(1507)은 비늘 모양의 외관 또는 비늘 조각 외관을 가질 수 있다. 격리된 마이크로리지들(1506)과는 달리, 비늘모양의 마이크로리지들(1507)은 더 큰 파도 모양 및/또는 거칠기를 갖는 것처럼 보인다. 또한, 비늘모양의 마이크로리지들(1507)을 갖는 측 표면의 영역은 격리된 마이크로리지들(1506)을 포함하는 측 표면의 영역에 비해 더 큰 거칠기를 갖는 측 표면의 영역을 획정할 수 있다. 비늘모양의 마이크로리지들(1506) 및 격리된 마이크로리지들(1507)은 또한, 이에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 파도 모양, 최대 표면 거칠기 등을 포함하는 하나 이상의 다른 표면 피처들에 기초하여 서로 구별될 수 있다.
도 15b에 더 도시된 바와 같이, 비늘모양의 마이크로리지들(1507)은 격리된 마이크로리지들(1506)과 접할 수 있다. 특정 경우에는, 비늘모양의 마이크로리지들(1507) 및 격리된 마이크로리지들(1506)은 조정될 수 있어서, 비늘모양의 마이크로리지들(1507)의 1차 리지들(1521) 및 격리된 마이크로리지들(1506)은, 몸체의 측 표면을 가로지르는 불규칙한 경로를 가짐에도 불구하고, 동일 공간에 있는 부분들을 가질 수 있다. 특정 이론에 묶이지 않고, 격리된 마이크로리지들(1506) 및 비늘모양의 마이크로리지들(1507)은 형성 중에 파쇄와 같은 동일한 프로세스로부터 발생할 수 있지만, 격리된 마이크로리지들(1506)의 형성 동안의 조건들은 비늘모양의 마이크로리지들(1507)의 형성 동안의 조건들로부터 다소 상이할 수 있다.
도 16은 실시 예에 따른 비늘모양의 마이크로리지들 포함하는 측 표면의 일부의 이미지를 포함한다. 도시된 바와 같이, 비늘모양의 마이크로리지들(1607)은 불규칙 경로로 연장되는 복수의 1차 리지들(1621) 및 복수의 1차 리지들(1621)로부터, 그 사이에서 및/또는 복수의 1차 리지들(1621)을 가로 질러 연장되는 복수의 주름들(1622)을 포함할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 비늘모양의 마이크로리지들(1607)은 표면이 서로 겹치는 복수의 층들로 구성되는 것처럼 보이도록 계층화된 외관을 가질 수 있다. 비늘모양의 마이크로리지들(1607)은 실제로 복수의 층들을 포함하지 않을 수 있지만, 비늘모양의 마이크로리지들(1607)의 형태는 그러한 외관을 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다.
다른 실시 예에 따르면, 도 16에 도시된 바와 같이, 비늘모양의 마이크로리지들(1607)은 하나 이상의 절벽(precipice) 영역들(1631)을 포함할 수 있다. 절벽 영역들(1631)은 측 표면으로부터 급격히 상승하여 전단 면에 의해 하부 영역으로부터 분리되는 것처럼 보이는, 비늘모양의 마이크로리지들의(1607)의 1차 리지들의 부분 또는 또는 다른 상승된 부분들을 포함할 수 있다. 절벽 영역(1631)은, 반드시 그럴 필요는 없지만, 물결 무늬와 같이 밑에 있는 영역 위의 공간에 매달릴 수 있는 오버행(overhang) 또는 아웃크로핑(outcropping)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절벽 영역(1631)은 하부 영역(1633) 위로 연장되는 상승된 부분(1632)을 포함할 수 있다. 상승된 부분(1632)과 하부 영역(1633)은 전단 면(1634)에 의해 서로 분리될 수 있다.
도 17은 실시 예에 따른 다른 유형의 마이크로리지들을 포함하는 연마 입자의 측 표면의 이미지를 포함한다. 연마 입자(1701)는 복수의 연장된 마이크로리지들(1703)을 포함하는 측 표면(1702)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 복수의 연장된 마이크로리지들(1703)은 그 형태 면에서 격리된 및 비늘모양의 마이크로리지들과 비교하여 상이한 유형의 마이크로리지일 수 있다. 예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 복수의 연장된 마이크로리지들(1703)은 초점 영역(1704)으로부터 연장되는 것처럼 보인다. 즉, 복수의 연장된 마이크로리지들(1703)은, 측 표면(1702)을 따라 상당한 거리에 대해 연장되고 초점 영역(1704)으로부터 멀어지면서 연장되는, 상당히 신장된 것으로 보인다. 복수의 연장된 마이크로리지들(1703)은 비늘모양의 및 격리된 유형들의 마이크로리지들과 비교하여 긴밀하게 패킹(packing)된 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 즉, 연장된 마이크로리지들(1703)에 대한 바로 인접한 마이크로리지들 사이의 평균 거리는 격리된 마이크로리지들 또는 비늘모양의 마이크로리지들 사이의 평균 거리보다 작을 수 있으며, 여기서 평균 거리는 두 바로 인접한 리지들 사이의 최소 거리의 평균으로서 측정된다. 적어도 하나의 실시 예에서, 복수의 연장된 마이크로리지들(1703)은 초점 영역(1704)으로부터 다중 방향으로 연장될 수 있다. 특정 이론에 결부시키지 않고, 복수의 연장된 마이크로리지들(1703)은 고 에너지 파쇄 모드 중에 형성될 수 있으며, 여기서 파쇄 단계는 초점 영역(1704)에서 개시되고, 초점 영역(1704)으로부터 모든 방향으로 빠르게 연장되어, 복수의 연장된 마이크로리지들(1703)의 형성을 용이하게 한다. 또한, 복수의 연장된 마이크로리지들(1703)의 형성 중에 발생하는 파쇄 조건들은 격리된 또는 비늘모양의 마이크로리지들과 같은 다른 유형의 마이크로리지들의 형성 중 파쇄 조건들과 구별될 수 있다.
본원에 기술된 임의의 피처들에 추가하여 또는 그 대안으로서, 본원에 기술된 방법들을 통해 형성된 연마 입자들은, 측 표면 또는 측 표면의 부분들과 관련될 수 있는, 특별한 피처들을 가질 수 있다. 도 18은 실시 예에 따른 연마 입자의 측 뷰 이미지를 포함한다. 도 19는 도 18로부터 측벽의 일부의 확대된 이미지를 포함한다. 도 20은 몸체의 높이 및 제2 영역의 측정을 위해 마킹된 도 18의 측 뷰 이미지를 포함한다. 일 양태에서, 연마 입자의 몸체(1801)는 제1 주 표면(1802), 제1 주 표면(1802)에 대향하는 제2 주 표면(1803) 및 제1 주 표면(1802)과 제2 주 표면(1803) 사이에서 연장되는 측 표면(1804)을 포함할 수 있다. 본원에서 연마 입자의 주요 표면에 대한 참조는 몸체의 다른 표면들보다 큰 표면에 대한 참조일 수 있다. 그러나 하나 이상의 주 표면들이 항상 가장 큰 영역의 표면일 필요는 없다. 일 실시 예에서, 측 표면(1804)은 특정 평균 이방성 계수(Mean Anisotropy Factor, MAF)를 포함한다. MAF는 단일 입자 또는 입자들의 집합체과 관련될 수 있다. MAF는 본원의 실시 예들에 따라 형성된 입자들의 측 표면과 관련된 고유한 파쇄 신호를 측정하기 위해 사용되는 분석 기술이다. 특정 이론에 결부되기를 바라지 않고, 본원에 개시된 방법들의 파라미터들의 조합은 MAF에 의해 정량화될 수 있는 측벽의 부분들 상에 특유의 텍스쳐들 갖는 성형된 연마 입자들을 형성하게 한다. MAF는 측 표면 또는 측 표면의 일부분을 분석하고, 적절한 대조 및 해상도로 약 1000 배의 주사 전자 현미경 이미지를 취하여 도 18에 제공된 바와 같은 피처들을 명확히 구별하여 측정된다. 특히, 측벽의 일부분이 다른 부분보다 큰 텍스쳐를 갖는 것으로 나타난다면, 분석은이 영역(예를 들어, 도 19에 제공된 영역(1806))에 집중되어야 한다. 그 후 이미지는 아래 제공된 방정식에 따라 푸리에 변환(Fourier Transform)으로 분석된다.
푸리에 변환(FT)의 정의는 다음과 같다:
Figure 112021115713533-pat00001
"f"는 원본 이미지이고
Figure 112021115713533-pat00002
는 수평 및 수직 축이고, "F"는 원본 이미지의 푸리에 변환이며
Figure 112021115713533-pat00003
는 주파수 공간에서 축이다.
그리고
Figure 112021115713533-pat00004
및 "
Figure 112021115713533-pat00005
"은 원본 이미지의 픽셀 크기이다.
정의에 의하면,
Figure 112021115713533-pat00006
를 갖는다. 원본 이미지 "f"의 푸리에 변환 F는 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure 112021115713533-pat00007
여기서:
Figure 112021115713533-pat00008
및
Figure 112021115713533-pat00009
우리는 "
Figure 112021115713533-pat00010
"를 푸리에 변환의 크기, 그리고
Figure 112021115713533-pat00011
를 그 위상이라고 부른다. MAF를 계산하기 위해 변수 "
Figure 112021115713533-pat00012
"에 집중하는데, 이는 관심이 가는 중보를 포함하는 크기이기 때문이다.
푸리에 변환으로 분석된 이미지를 평가하기 위해 PCA(Principle Component Analysis) 기법을 사용한다. 푸리에 변환 "F"는 확률 분포로 간주될 수 있다. 따라서 "F"는 다음과 같이 정규화된다:
Figure 112021115713533-pat00013
이제,
Figure 112021115713533-pat00014
이다. 우리는
Figure 112021115713533-pat00015
의 공분산
Figure 112021115713533-pat00016
를 개산한다:
Figure 112021115713533-pat00017
여기서, E는 아래와 같이 정의된다:
Figure 112021115713533-pat00018
F가 대칭이므로, 그것은 E(U)=0을 따른다. 따라서 우리는 다음을 갖는다:
Figure 112021115713533-pat00019
COV는 대칭이고 양의-정수인 행렬이다. 따라서, 그것은 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure 112021115713533-pat00020
와
Figure 112021115713533-pat00021
σ 1 및 σ 2 는 F의 주요 구성요소이다. 우리는 이방성 계수(γ)를 다음과 같이 정의한다:
Figure 112021115713533-pat00022
Python(버전 2.7)과 같은 적절한 프로그래밍 언어를 사용하여 원본 이미지에서 푸리에 변환 이미지를 생성할 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 또한 AN(Anistropy Factor)를 계산하는 데 사용될 수 있다.
도 21a는 실시 예에 따라 형성된 입자의 측 표면의 일부의 이미지를 포함한다. 도 21b는 도 21a의 이미지에 대한 푸리에 변환의 적용 이미지를 포함한다. 도시된 바와 같이, 도 21a의 표면은 수평(즉, 좌측에서 우측) 방향으로 주된 방향을 갖는 리지들을 포함한다. 이러한 리지들은 본원의 다양한 실시 예들에서 설명된 마이크로리지들과 동일할 수 있다. 푸리에 변환은 이들 피처들을 분석하고 도 21b의 이미지를 생성하고, 여기서, 수평 방향에 비해 수직 방향 (위 및 아래)에 더 강한 값을 갖는 화이트 클라우드가 제시된다. PCA 기술은 도 21b에 도시된 클라우드를 분석하고 정량화할 수 있게 한다.
본원의 연마 입자는 적어도 1.25 또는 적어도 1.30 또는 적어도 1.40 또는 적어도 1.50 또는 적어도 1.60 또는 적어도 1.70 또는 적어도 1.80 또는 적어도 1.90 또는 적어도 2.00 또는 적어도 2.10 또는 적어도 2.20 또는 적어도 2.30 또는 적어도 2.40 또는 적어도 2.50 또는 적어도 2.60 또는 적어도 2.70 또는 적어도 2.80 또는 적어도 2.90 또는 적어도 3.00 또는 적어도 3.10 또는 적어도 3.20 또는 적어도 3.30 또는 적어도 3.40 또는 적어도 3.50 또는 적어도 3.60 또는 적어도 3.70과 같은 특정 MAF를 가질 수 있다. 여전히, 하나의 비-한정적인 실시 예에 따르면, 연마 입자는 20 이하, 예를 들어 15 이하 또는 12 이하 또는 10 이하 또는 8 이하 또는 7 이하 또는 6 이하 또는 5 이하 또는 4 이하의 MAF를 가질 수 있다. MAF는 상술한 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 값들 및 값들의 범위는 일 실시 예에 따라 형성된 연마 입자들의 집합체과 관련이 있다.
다른 실시 예에서, 상기 수학 식들에서 기술된 AF는 AF 값 대 주파수의 히스토그램을 생성하기 위해 하나 이상의 입자들에 대해 플롯될 수 있다. 히스토그램으로부터, AF 표준 편차(즉, AF 히스토그램의 첫 번째 표준 편차)를 계산할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, AF 표준 편차는 적어도 0.75, 예를 들어 적어도 0.8 또는 적어도 0.85 또는 적어도 0.90 또는 적어도 1.00 또는 적어도 1.05 또는 적어도 1.10 또는 적어도 1.20일 수 있다. 여전히, 다른 비-제한적인 실시 예에서, AF 표준 편차는 10 이하, 예를 들어 9 이하 또는 8 이하 또는 7 이하 또는 6 이하 또는 5 이하 또는 4 이상 또는 3 이하 또는 2 이하일 수 있다. AF 표준 편차는 상기 언급된 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 값들 및 값들의 범위는 일 실시 예에 따라 형성된 연마 입자들의 집합체과 관련이 있다.
본원에서 언급된 바와 같이, MAF 및 AF 표준 편차는 단일 연마 입자 또는 연마 입자들의 집합체에 대해 생성될 수 있다. 단일 연마 입자에 대한 MAF 및 AF 표준 편차를 정량화하기 위해, 통계적으로 적절한 샘플 세트를 생성하기 위해 측 표면의 적절한 수의 영역들이 샘플링되어야 한다(예를 들어, 적어도 3 개의 개별 영역들). MAF와 AF 표준 편차는 그러한 영역들이 샘플링을 위해 충분히 큰 정도로 가장 큰 텍스쳐(예를 들어, 마이크로리지들)를 갖는 것으로 보이는 영역들에서 측정되어야 한다. 어떤 경우에는, 이러한 영역들은 프로세스 중에 제어된 크래킹과 관련될 수 있다. 본원의 실시 예들에서 기술되는 바와 같이, MAF 및 AF 표준 편차는 또한 연마 입자들의 집합체를 분석하는데 사용될 수 있다. 연마 입자들의 집합체에 기초하여 이들 값들을 계산하기 위해, 적어도 8 개의 연마 입자들이 집합체으로부터 무작위로 선택되고, 측 표면의 무작위로 선택된 세 개의 영역들이 분석된다. 측 표면의 특정 영역이, 도 21a에 도시된 바와 같이, 더 큰 텍스처를 나타내는 정도로, 이러한 영역들은 분석을 위해 충분히 큰 것으로 가정하여 먼저 측정될 수 있다.
다른 양태에 따르면, 본원의 실시 예들의 특정 연마 입자들은 서로에 대해 상당히 상이한 MAF 및 AF 표준 편차를 가질 수 있는 별개의 영역들을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같이, 측 표면(1804)은 제1 영역(1805) 및 제2 영역(1806)을 가질 수 있다. 제1 영역(1805) 및 제2 영역(1806)은 측표면(1804) 상에서 서로 접할 수 있다. 제 1 영역(1805)은 제1 주 표면(1802)으로부터 연장될 수 있고 제2 영역(1806)은 제2 주 표면(1803)으로부터 연장될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 영역은 제1 영역의 MAF보다 큰 MAF를 가질 수 있다. 인식할 수 있는 바와 같이, 이러한 비교는 MAF 분석이 영역(들1805 및 1806) 각각에서 개별적으로 행해지고 서로 비교되는 것을 요구한다. 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 영역(1805)은 제2 영역(1806)과 비교하여 보다 매끄러운 텍스쳐를 갖는 것으로 나타난다. 제1 영역(1805)은 패터닝 프로세스와 관련될 수 있다. 제2 영역(1806)은 압축 및/또는 제어된 크래킹으로 이끄는 패터닝을 포함하는 하나 이상의 프로세싱 변수들과 관련될 수 있는 제1 영역(1806)과 비교하여 더 거친 텍스쳐를 갖는 것으로 나타난다. 일 실시 예에 따르면, 제1 영역(1805)과 제2 영역(1806) 사이의 MAF의 차이(즉, MAF△ = MAF2/MAF1, 여기서 MAF2는 제2 영역(1806)의 MAF이고, MAF1은 제1 영역(1805)의 MAF이다)는 적어도 1, 예컨대 적어도 1.2 또는 적어도 1.4 또는 적어도 1.6 또는 적어도 1.8 또는 적어도 2 또는 적어도 2.2 또는 적어도 2.4 또는 적어도 2.6 또는 적어도 2.8 또는 적어도 3 또는 적어도 3.5 또는 적어도 4 또는 적어도 5 또는 적어도 6 또는 적어도 7 또는 적어도 8일 수 있다. 여전히 하나의 비-제한적인 실시 예에서, MAF의 차이는 1000 이하 또는 500 이하 또는 100 이하 또는 50 이하 또는 10 이하 또는 5 이하일 수 있다. 제1 영역(1805)과 제2 영역(1806) 사이의 MAF의 차이는 상술한 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 값들 및 값들의 범위는 본원의 실시 예에 따른 연마 입자들의 집합체과 관련 있다.
일 실시 예에 따르면, 연마 입자의 제1 영역(1805)은 특정 MAF를 가질 수 있다. 예를 들어, MAF는 1.20 이하, 예컨대 1.10 이하 또는 1.00 이하 또는 0.90 이하 또는 0.80 이하 또는 0.70 이하 또는 0.60 이하 또는 0.50 이하 또는 0.40 이하 또는 0.30 이하일 수 있다. 또한, 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 연마 입자의 제1 영역(1805)의 MAF는 적어도 0.30, 적어도 0.40, 적어도 0.50, 적어도 0.60, 적어도 0.70, 적어도 0.80, 적어도 0.90 또는 적어도 1.00 또는 적어도 1.10일 수 있다. 제1 영역(1805)의 MAF는 상술한 최소값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 값들 및 값들의 범위는 일 실시 예에 따라 형성된 연마 입자들의 집합체과 관련이 있다.
또 다른 양태에서, 연마 입자의 제2 영역(1806)은 적어도 1.30 또는 적어도 1.40 또는 적어도 1.50 또는 적어도 1.60 또는 적어도 1.70 또는 적어도 1.80 또는 적어도 1.90 또는 적어도 2.00 또는 적어도 2.10 또는 적어도 2.20 또는 적어도 2.30 또는 적어도 2.40 또는 적어도 2.50 또는 적어도 2.60 또는 적어도 2.70 또는 적어도 2.80 또는 적어도 2.90 또는 적어도 3.00 또는 적어도 3.10 또는 적어도 3.20 또는 적어도 3.30 또는 적어도 3.40 또는 적어도 3.50 또는 적어도 3.60 또는 적어도 3.70과 같은 특정 MAF를 가질 수 있다. 다른 비-제한적인 실시 예에서, 연마 입자의 제2 영역(1806)의 MAF는 20 이하 또는 15 이하 또는 12 이하 또는 10 이하 또는 8 이하 또는 7 이하 또는 6 이하 또는 5 이하 또는 4 이하일 수 있다. 연마 입자의 제2 영역(1806)의 MAF는 전술한 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 값들 및 값들의 범위는 일 실시 예에 따라 형성된 연마 입자들의 집합체과 관련이 있다.
전술한 바와 같이, 도 20은 세 개의 장소들에서 몸체의 상대적 높이 및 동일한 세 개의 장소들에서 제2 영역(1806)의 상대적 높이를 나타내는 마킹을 포함하는 실시 예에 따른 연마 입자의 측 뷰 이미지를 포함한다. 본원의 연마 입자들은 길이, 폭 및 높이로 기술된다. 길이는 가장 긴 치수이며, 폭은 길이에 수직이고 길이와 동일한 평면 내에서 연장되는 두 번째로 긴 치수이며, 몸체의 높이는 길이에 수직으로 연장되고 길이 및 폭의 평면에 수직인 가장 작은 치수이다. 성형된 연마 입자들 및 일정 높이 연마 입자의 길이, 폭 및 높이를 확인하고 측정하는 것은 간단하다. 분쇄되거나 불규칙한 모양의 연마 입자들의 길이, 폭 및 높이를 확인하고 측정하는 것은 그리 간단하지 않다. 따라서, 불규칙 형상의 연마 입자들의 높이를 측정하기 위해, 무작위로 선택된 연마 입자들의 샘플을 표면에 놓고 진동시킨다. 연마 입자들은 표면에 평행한 가장 긴 축과 정렬된 것으로 추정되며, 따라서 높이는 표면 및 길이에 수직으로 연장되는 치수로 추정된다. 연마 입자들을 진동시켜 측 표면들을 식별 한 후, 연마 입자들은 핀셋을 사용하여 접착 표면으로 전달되어 하향식으로 볼 때 측 표면이 보인다. 그 후, 입자들은 이미징 분석(예를 들어, 광학 현미경, SEM 등)을 위해 준비된다.
도 20에 도시된 바와 같이, 특정 경우에서, 제2 영역(1806)은 몸체(1801)의 평균 높이에 대한 그리고 제1 영역(1805)의 평균 높이에 대한 특정 평균 높이를 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에서, 제2 영역(1806)은 제1 영역(1805)과 비교하여 더 높은 백분율의 높이로 연장될 수 있다. 몸체(1801) 또는 임의의 영역(예를 들어, 제1 및 제2 영역들(1805 및 1806))의 평균 높이는 도 20에 도시된 이미지 및 이미징 프로세싱 소프트웨어, 예를 들어 ImageJ를 사용하여 측정될 수 있다. 제1 라인(1812)은 두 외측 코너들(1851, 1852) 사이의 측 표면(1804)의 대략 중앙에 그려진다. 제1 라인(1811)은 제1 및 제2 주 표면들(1802, 1803) 중 적어도 하나에 대략 수직하도록 그려진다. 제2 라인(1811)은 제1 외측 코너(1851)와 제1 라인(1812) 사이의 대략 중간의 거리에서 제1 라인(1812)의 좌측으로 그려진다. 제3 라인(1813)은 제2 외측 코너(1852)와 제1 라인(1812) 사이의 대략 중간의 거리에서 제1 라인(1812)의 우측으로 그려진다. 라인들(1811, 1812 및 1813)의 길이는 몸체(1801)의 평균 높이를 정의하도록 평균화된다. 라인들(1821, 1822 및 1823)로 도시된 바와 같이, 제2 영역(1806)의 평균 높이를 측정하기 위해 동일한 프로세스가 완료될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 영역(1805)은 몸체(1801)의 높이의 90 % 이하, 예를 들어 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하 또는 20 % 이하 또는 10 % 이하 또는 5 % 이하의 평균 높이를 가질 수 있다. 여전히, 다른 실시 예에서, 제1 영역(1805)은 몸체의 높이의 적어도 1 % 또는 적어도 2 % 또는 적어도 5 % 또는 적어도 8 % 또는 적어도 10 % 또는 적어도 15 % % 또는 적어도 20 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 %의 평균 높이를 가질 수 있다. 제1 영역(1805)은 전술한 최소 및 최대 백분율 중 임의의 것을 포함하는 범위 내의 평균 높이를 가질 수 있음을 알 것이다. 측 표면이 제1 및 제2 영역(예를 들어,도 20) 만을 명확하게 갖는 경우에, 제1 영역(1805)의 평균 높이는 몸체(1801)의 평균 높이로부터 제2 영역(1806)의 평균 높이를 감산함으로써 계산될 수 있다 . 대안적으로, 제1 영역(1805)에 관련된 부분만을 측정하도록 주의하는 것을 제외하고, 제2 영역(1806)의 높이를 측정하기 위해 기술된 바와 동일한 프로세스를 사용하여 제1 영역(1805)의 평균 높이를 측정할 수 있다.
다른 실시 예에서, 제2 영역(1806)은 몸체(1801)의 높이의 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하 또는 20 % 이하 또는 10 % 이하 또는 5 % 이하의 평균 높이를 가질 수 있다. 또 다른 비-제한적인 실시 예에서, 제2 영역(1806)은 몸체의 높이의 적어도 5 %, 또는 적어도 8 % 또는 적어도 9 % 또는 적어도 10 % 또는 적어도 12 % 적어도 15 % 또는 적어도 20 % 또는 적어도 25 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 90 %의 평균 높이를 가질 수 있다. 제2 영역(1806)은 전술한 최소 및 최대 백분율 중 임의의 것을 포함하는 범위 내의 평균 높이를 가질 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 값들 및 값들의 범위는 본원의 실시 예에 따른 연마 입자들의 집합체과 관련 있다.
특정 경우에서, 본 실시 예의 연마 입자들은 측 표면 상에 특정 형상을 가질 수 있다. 도 18 및 도 20에 도시된 바와 같이, 측벽(1804)은 몸체(1801)의 측 표면 상에 계단형 영역을 획정할 수 있는 제1 영역(1805) 및 제2 영역(1806)을 가질 수 있다. 즉, 제2 영역(1806)은 제1 영역(1805)보다 본체로부터 멀리 연장되어, 제1 주 표면(1802) 및/또는 제2 주 표면(1803)에 실질적으로 평행하게 연장되는 적어도 일부를 가질 수 있는 계단 표면(1831)을 획정할 수 있다.
도 18 내지 도 20에 제공된 이미지로부터의 증거와 같이, 측 표면(1804)의 제2 영역(1806)은 본 명세서의 다른 실시 예들에서 설명된 바와 같이 복수의 마이크로리지들의 형태일 수 있는 텍스쳐를 가질 수 있다. 특정 경우에서, 복수의 마이크로리지들은 서로에 대해 실질적으로 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 본원의 실시 예들의 임의의 입자들은 본원의 임의의 실시 예들에 기술된 하나 이상의 다양한 피처들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
본원에서 보다 상세하게 기술된 바와 같이, 본원의 실시 예들에서 설명된 피처들 중 임의의 하나는 연마 입자들의 집합체과 관련될 수 있다. 또한, 본원의 실시 예들에서 설명된 다른 피처들의 다양한 조합이 연마 입자들의 집합체 내에 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 연마 입자들의 집합체는 복수의, 보다 구체적으로는 고정된 연마 물품 내에 존재하는 연마 입자들의 일부일 수 있다. 집합체는 실시 예에 따라 형성될 수 있지만, 필수적일 필요는 없다. 연마 입자들의 집합체는 일부 상황에서는 고정된 연마재의 일부인 모든 입자들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 연마 입자들의 집합체는 고정된 연마 물품의 부분이 아닌 자유 연마 입자들의 일부일 수 있다.
일 양태에서, 연마 입자들의 집합체는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 갖는 연마 입자들을 포함할 수 있다. 연마 입자들의 집합체는 특정 평균 비-볼록 계수(Mean Non-Convexity Factor, MNCF)를 가질 수 있다. MNCF는 연마 입자들의 2차원 형상을 나타내는 데 사용되며, 연마 입자의 2차원 하향식 이미지로부터 계산된 비-볼록 계수를 계산하여 생성된 평균 값이다. 무작위로 선택된 연마 입자들이 표면에 놓이고 진동된다는 점에 유의해야 한다. 연마 입자들은 표면에 평행한 그들의 가장 긴 축과 정렬된 것으로 추정되며, 입자들은 이러한 위치에서 이미징되거나, 진동 후에 얻어진 방위를 유지하도록 조심하면서 적절한 표면에 조심스럽게 전달되어 이미징을 위해 장착된다.
예로서,도 22a, 22b 및 22c는 실시 예에 따른 연마 입자의 제1 주 표면의 하향식 이미지를 포함한다. 도 22a의 이미지는 X-선 현미경을 사용하여 얻어졌지만, 연마 입자들의 명확한 하향식 이미지를 얻기 위해 다른 적절한 기술을 사용할 수 있다. 도 22a에 도시된 바와 같은 적절한 이미지를 얻은 후에, 흑색과 백색을 구별하는 적절한 임계 그레이 스케일 값을 선택하고 배경으로부터 입자의 에지를 명확하게 묘사함으로써 바이너리 이미지(즉, 오직 흑과 백)가 생성될 수 있다. ImageJ와 같은 이미징 소프트웨어를 사용할 수 있다. 연마 입자의 원래 영역은 바이너리 이미지를 사용하는 이미징 소프트웨어에 의해 계산된다. 이미징 소프트웨어를 사용하여, 도 22c에 도시된 바와 같이 볼록한 선체(convex hull) 이미지가 생성된다. 볼록한 선체는 외부 코너들을 식별하고 이러한 코너들 사이의 직선을 그려서 2차원 이미지의 최대 영역을 획정한다. 볼록한 선체 영역은 도 22c의 이미지를 사용하여 측정된다. 비-볼록 계수(non-convexity factor, NCF)는 NCF=(1-(원 영역/볼록 선체 영역))x100 방정식에 따라 계산된다. 이 프로세스는 집합체의 무작위로 샘플링된 적절한 수의 입자들에 대해 반복될 수 있으며 NCF 대 주파수의 히스토그램으로서 그려질 수 있다. MNCF는 평균 값을 확인함으로써 히스토그램으로부터 계산될 수 있다.
일 양태에 따르면, 실시 예에 따른 연마 입자의 집합체는 적어도 3.5, 예컨대 적어도 3.75 또는 적어도 4.0 또는 적어도 4.5 또는 적어도 5.0 또는 적어도 5.5 또는 적어도 6.0 또는 적어도 6.5 또는 적어도 7.0 또는 적어도 7.5 또는 적어도 8.0 또는 적어도 8.5, 또는 적어도 9.0의 MNCF를 가질 수 있다. 여전히, 다른 비-제한적인 실시 예에서, MNCF는 30 이하 또는 25 이하 또는 20 이하 또는 18 이하 또는 15 이하 또는 14 이하 또는 13 이하 또는 12 이하 또는 11 이하 또는 10.5 이하일 수 있다. MNCF는 위에서 언급한 최소 값과 최대 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있다. 본원의 실시 예들의 연마 입자들의 MNCF는, 상이한 프로세스들을 통해 형성되고 전형적으로 서로에 비해 형상 충실도가 높고 MNCF가 낮은, 성형된 연마 입자들의 MNCF와 상당히 다를 수 있음을 주목해야 한다.
NCF 대 주파수의 히스토그램을 사용하여 연마 입자들의 집합체으로부터 연마 입자들의 샘플링의 NCFSD(Non-Convexity Factor Standard Deviation)를 평가할 수도 있다. NCFSD는 데이터의 가우스 분포를 가정한 첫 번째 표준 편차 측정 값이며 비-볼록 값의 변화를 나타낼 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연마 입자들의 집합체는 적어도 2.4, 예컨대 적어도 2.5 또는 적어도 2.6 또는 적어도 2.7 또는 적어도 2.8 또는 적어도 2.9 또는 적어도 3.0 또는 적어도 3.1 또는 적어도 3.2 또는 적어도 3.3 또는 적어도 3.4 또는 적어도 3.5의 NCFSD를 가질 수 있다. 여전히, 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 연마 입자들의 집합체는 30 이하, 예컨대 25 이하 또는 20 이하 또는 15 이하 또는 10 이하 또는 8 이하 또는 6 이하 또는 4 이하의 NCFSD를 가질 수 있다. NCFSD는 위에서 언급한 최소 값과 최대 값 중 하나를 포함하는 범위 내에 있을 수 있다.
연마 입자들의 집합체는 다른 실시 예들에서 언급된 임의의 피처들을 가질 수 있으며, 이는 예를 들어 MAF, AF 표준 편차, 측 표면의 제1 영역과 제2 영역 사이의 MAF의 차이, 제1 영역의 평균 높이, 제2 영역의 평균 높이, 제1 영역과 제2 영역의 상대 평균 높이의 차, 몸체의 평균 높이에 대한 제1 영역의 평균 높이, 몸체의 평균 높이에 대한 제2 영역의 평균 높이, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 실시 예들의 임의의 피처들의 값들은, 임의의 피처들이 단일 연마 입자와는 반대로 임의로 선택된 연마 입자들의 적절한 샘플링으로부터 측정된다는 점을 가지면서, 연마 입자들의 집합체에 동등하게 적용될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 연마 입자들의 집합체는 높이의 특정 표준 편차를 가질 수 있다. 높이는 제1 또는 제2 주 표면 중 적어도 하나에 실질적으로 수직인 방향으로 측 표면을 따라 본원에서 언급된 바와 같이 측정된다. 본원의 실시 예들의 형성 프로세스들은 제어된 높이 및 높이의 특정 표준 편차를 갖는 연마 입자들의 형성을 용이하게 할 수 있고, 이는 예를 들어, 100 미크론 이하 또는 90 미크론 이하 또는 85 미크론 이하 또는 80 미크론 이하 또는 75 미크론 이하 또는 70 미크론 이하 또는 65 미크론 이하 또는 60 미크론 이하 또는 55 미크론 이하 또는 50 미크론 이하 또는 45 미크론 이하 또는 40 미크론 이하 또는 35 미크론 이하일 수 있다. 또, 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 연마 입자들의 집합체는 적어도 1 미크론, 예컨대 적어도 5 미크론 또는 적어도 10 미크론 또는 적어도 15 미크론 또는 적어도 20 미크론 또는 적어도 25 미크론 또는 적어도 30 미크론 또는 적어도 35 미크론의 높이의 표준 편차를 가질 수 있다. 연마 입자들의 집합체에 대한 높이의 표준 편차는 상기한 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 10은 실시 예에 따른 연마 입자 물질을 혼입한 코팅된 연마 제품의 단면도를 포함한다. 특히, 연마 입자들의 하나 이상의 표면들 상의 복수의 연마 입자들은 도시되지 않았지만, 본원의 실시 예에 따라 존재하는 것으로 이해될 것이다. 도시된 바와 같이, 코팅된 연마재(1000)는 기판(1001) 및 기판(1001)의 표면 위에 놓인 메이크 코트(make coat)(1003)를 포함할 수 있다. 코팅된 연마재(1000)는 제1 유형의 연마 입자(예를 들어, 성형된, CHAP, 비성형된 또는 불규칙 등)의 형태인 제1 유형의 연마 미립자 물질(1005), 제2 유형의 연마 입자(예를 들어, 성형된, CHAP, 비성형된 또는 불규칙 등)의 형태인 제2 유형의 연마 미립자 물질(1006) 및 임의의 모양을 가질 수 있는 희석제 연마 입자들의 형태인 제3 유형의 연마 미립자 물질을 더 포함할 수 있다. 코팅된 연마재(1000)는 연마 미립자 물질들(1005, 1006, 1007) 및 메이크 코트(1004) 위에 겹쳐 결합된 크기 코트(size coat)(1004)를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 기판(1001)은 유기 물질, 무기 물질 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 기판(1001)은 직물 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 기판(1001)은 비-직물 물질로 제조될 수 있다. 특히 적합한 기판 물질은 중합체, 특히 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, DuPont의 KAPTON과 같은 폴리이미드, 종이를 포함하는 유기 물질을 포함할 수 있다. 일부 적합한 무기 물질은 금속, 금속 합금, 그리고 특히 구리 호일, 알루미늄, 강철 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
메이크 코트(1003)은 단일 프로세스로 기판(1001)의 표면에 도포될 수 있거나, 대안적으로 연마 미립자 물질들(1005, 1006, 1007)은 메이크 코트(1003) 물질과 조합되어 혼합물로서 기판(1001)의 표면 상에 도포될 수 있다. 메이크 코트(1003)의 적당한 물질들은 유기 물질, 예를 들어 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리 비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로 셀룰로오스, 천연 고무, 녹말, 셜락, 및 이들의 혼합물을 포함하는 특정 중합체 물질들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 메이크 코트(1003)는 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다. 코팅된 기판은 수지 및 연마 미립자 물질을 기판에 경화시키기 위해 가열될 수 있다. 일반적으로, 코팅된 기판(1001)은 이 경화 프로세스 동안 약 100 ℃ 내지 약 250 ℃ 미만의 온도로 가열될 수 있다.
또한, 코팅된 연마 물품은, 본원의 실시 예들의 연마 입자들을 나타낼 수 있는, 연마 미립자 물질(1005, 1006 및 1007)을 포함하는 다양한 유형의 연마 입자들의 하나 이상의 집합체들을 포함할 수 있음을 알 것이다. 본원의 실시 예들은 본원의 실시 예들의 연마 입자들을 나타내는 연마 입자들(예를 들어, 연마 미립자 물질들(1005))의 제1 집합체를 갖는 고정된 연마 물품(예를 들어, 코팅된 연마 물품)을 포함할 수 있다. 임의의 고정된 연마재는 그 내부에 연마 입자들의 제2 집합체를 추가로 채용할 수 있으며, 이는 본원의 실시 예들에 따른 다른 유형의 연마 입자를 나타낼 수 있고, 이는 본원에 기술된 바와 같은 하나 이상의 연마 특성을 포함하지만 이에 제한되지 않는 연마 입자들의 제1 집합체으로부터 하나 이상의 방식으로 구별될 수 있다. 동일한 피처들이 결합된 연마 물품에 이용될 수 있다.
연마 미립자 물질(1005, 1006 및 1007)은 본원의 실시 예에 따른 상이한 유형들의 연마 입자들을 포함할 수 있다. 상이한 유형들의 연마 입자들은 본원의 실시 예들에서 설명된 바와 같이 조성, 2차원 형상, 3 차원 형상, 크기 및 이들의 조합에서 서로 다를 수 있다. 도시된 바와 같이, 코팅된 연마재(1000)는 제1 유형의 연마 입자(1005) 및 제2 유형의 성형된 연마 입자(1006)를 포함할 수 있다. 코팅된 연마재(1000)는 상이한 양의 제1 유형 및 제2 유형의 연마 입자들(1005 및 1006)을 포함할 수 있다. 코팅된 연마재는 반드시 상이한 유형들의 연마 입자들을 포함할 필요는 없으며, 본질적으로 단일 유형의 연마 입자로 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 알 수 있는 바와 같이, 본원의 실시 예들의 연마 입자들은 상이한 유형들의 성형된 연마 입자, 희석 입자들을 갖는 성형된 연마 입자들 등을 포함할 수 있는 혼합의 형태를 포함하는 다양한 고정된 연마재들(예를 들어, 결합된 연마재들, 코팅된 연마재들, 비-직물 연마재들, 박형 휠들, 컷오프 휠들(cut-off wheelas), 강화된 연마 물품 등)에 혼입될 수 있다. 또한, 특정 실시 예들에 따르면, 미립자 물질의 집단은 소정의 배향으로 고정된 연마 물품에 통합될 수 있으며, 연마 입자들 각각은 서로에 대해 및 연마 제품의 일부분(예를 들어, 코팅된 연마재의 지지부)에 대해 미리 결정된 배향을 가질 수 있다.
연마 입자들(1007)은 제1 및 제2 유형의 연마 입자들(1005 및 1006)과 상이한 희석 입자들일 수 있다. 예를 들어, 희석 입자들은 조성, 2차원 형상, 3 차원 형상, 크기 및 이들의 조합에서 제1 및 제2 유형의 연마 입자들(1005 및 1006)과 다를 수 있다. 예를 들어, 연마 입자들(1007)은 랜덤 형상을 갖는 종래의 분쇄 연마 그릿(grit)을 나타낼 수 있다. 연마 입자들(1007)은 제1 및 제2 유형의 연마 입자들(1005 및 1006)의 중간 입자 크기보다 작은 중간 입자 크기를 가질 수 있다.
그 안에 함유된 연마 미립자 물질들(1005, 1006, 1007)로 메이크 코트(503)을 충분히 형성한 후에, 사이즈 코트(1004)가 형성되어 연마 미립자 물질들(1005, 1006, 1007)을 제 자리에 가로 놓이고 결합시킨다. 사이즈 코트(1004)는 유기 물질을 포함할 수 있고, 본질적으로 중합체 물질로 제조될 수 있으며, 그리고 특히 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리 비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로 셀룰로오스, 천연 고무, 녹말, 셸락, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 연마 미립자 물질을 포함하는 결합된 연마 물품의 예시를 포함한다. 도시된 바와 같이, 결합된 연마재(1100)는 결합 물질(1101), 결합 물질에 함유된 연마 미립자 물질(1102) 및 결합 물질(1101) 내의 다공성(1108)을 포함할 수 있다. 특정 경우에서, 결합 물질(1101)은 유기 물질, 무기 물질 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다. 적합한 유기 물질들은 에폭시, 수지, 열경화성 물질, 열가하소 물질, 폴리이미드, 폴리아미드 및 이들의 조합물과 같은 중합체를 포함할 수 있다. 특정 적합한 무기 물질들은 금속, 금속 합금, 유리 상 물질, 결정상 물질, 세라믹 및 이들의 조합물을 포함할 수 있다.
결합된 연마재(1100)의 연마 미립자 물질(1102)은, 본원의 실시 예들에서 기술된 바와 같은 상이한 유형들의 연마 입자들의 피처들 중 임의의 것(예를 들어 성형된, CHAP 등)을 가질 수 있는, 상이한 유형들의 연마 입자들(1103, 1104, 1105 및 1106)을 포함할 수 있다. 특히, 상이한 유형들의 연마 입자들(1103, 1104, 1105 및 1106)은 본원의 실시 예들에서 기술된 바와 같이 조성, 2차원 형상, 3 차원 형상, 크기 및 이들의 조합에서 서로 다를 수 있다.
결합 된 연마재(1100)는 희석 연마 입자들을 나타내는 일종의 연마 미립자 물질(1107)을 포함할 수 있으며, 이는 연마 미립자 물질들(1103, 1104, 1105 및 1106)의 상이한 유형들과 조성, 2차원 형상, 3 차원 형상, 크기 및 이들의 조합에서 다를 수 있다.
결합된 연마재(1100)의 다공성(1108)은 개방 다공성, 폐쇄 다공성, 및 이들의 조합일 수 있다. 다공성(1108)은 결합된 연마재(1100)의 몸체의 전체 부피를 기준으로 대다수의 양(부피 %)으로 존재할 수 있다. 대안적으로, 다공성(1108)은 결합된 연마재(1100)의 몸체의 전체 부피를 기준으로 소량(부피 %)으로 존재할 수 있다. 결합 물질(1101)은 결합된 연마재(1100)의 몸체의 전체 부피를 기준으로 대다수의 양(부피 %)으로 존재할 수 있다. 대안적으로, 결합 물질(1101)은 결합된 연마재(1100)의 몸체의 전체 부피를 기준으로 소량(부피 %)으로 존재할 수 있다. 또한, 연마 미립자 물질(1102)은 결합된 연마재(1100)의 몸체의 전체 부피를 기준으로 대다수의 양(부피 %)으로 존재할 수 있다. 대안적으로, 연마 미립자 물질(1102)은 결합된 연마재(1100)의 몸체의 전체 부피를 기준으로 하여 소량(부피 %)으로 존재할 수 있다.
도 12a 내지 도 12j는 본원의 프로세스들에 따라 형성된 연마 입자들의 이미지를 포함하고 연마 입자들의 집합체를 획정한다. 연마 입자들의 집합체는 단일 연마 물품과 관련된 입자들의 집합체를 포함할 수 있다. 다른 경우에서, 연마 입자들의 집합체는 동일한 프로세싱 조건들에 따라 동일한 집단으로 제조된 복수의 입자들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 연마 입자들의 집합체는 적어도 제1 연마 입자 및 제2 연마 입자를 포함할 수 있으며, 제1 연마 입자는 제2 연마 입자의 2차원 형상과 비교하여 상이한 2차원 형상을 갖는다. 2차원 형상은 입자 몸체의 길이와 폭으로 정의된 평면에서 하향식으로 보았을 때의 입자의 형상이다. 예를 들어, 도 12a의 입자는 도 12b의 입자의 2차원 형상과 비교하여 상이한 2차원 형상을 갖는다. 특히, 도 12a 및 도 12b의 연마 입자들은 선형 및 아치형의 조합을 갖는 측 표면 부들을 특징으로 하는 불규칙한 2차원 형상들을 갖는다. 일부가 도 12c 내지 도 12j에 도시된, 집합체의 다른 연마 입자들은 서로에 대해 동일한 뚜렷한 2차원 형상들을 갖는다.
또한, 도 12a 내지 도 12j에 도시되고 일 실시 예에 따르면, 집합체의 연마 입자들은 본원의 실시 예들에 기술된 다른 연마 입자들의 피처들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 12a 내지 도 12j의 연마 입자들은 비텍스쳐 영역들, 평면 표면들, 선형 또는 아치형 에지들, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 하나 이상의 표면 피처들(예를 들어, 돌출부들 및/또는 오목부들)을 포함할 수 있다. 더욱이, 연마 입자들의 집합체 내의 입자들 사이의 표면 피처들의 배열은 다양할 수 있다. 도 12a 내지 도 12j에 도시된 바와 같이, 각각의 입자들은 집합체의 다른 입자들과 비교하여 제1 주 표면 상에 다른 배열의 돌출부들을 갖는다.
연마 입자들의 집합체체는 코팅된 연마재, 결합된 연마재 등과 같은 고정된 연마재에 혼입될 수 있다. 집합체 내에서 입자들의 그룹들이 있을 수 있다. 입자들의 그룹들은 서로에 대해 동일한 2차원 형상을 갖는 입자들이다. 예를 들어, 연마 입자들의 집합체는 제1 그룹의 연마 입자들을 포함할 수 있으며, 제1 그룹의 입자들 각각은 실질적으로 동일한 2차원 형상을 갖는다. 다시 도 8a 내지 도 8b 및 도 9a 내지 도 9e를 참조하면, 예시된 이미지들 내의 입자들 각각은 일반적으로 사변형의 2차원 형상을 가지며, 따라서 동일한 그룹의 연마 입자들에 속할 수 있다. 동일한 그룹의 입자들은 표면 피처들(예를 들어, 돌출부, 오목부, 비텍스쳐 영역 등)의 동일한 배열을 가질 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 다양한 2차원 형상들의 적합한 예는 본원의 실시 예들에서 언급된 임의의 2차원 형상을 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니지만, 불규칙한 모양, 다각형, 정다각형, 불규칙한 다각형, 수사, 그리스 문자 알파벳, 라틴 알파벳 문자, 러시아어 알파벳 문자, 다각형의 조합을 갖는 복잡한 형상, 선형 및 만곡부를 갖는 형상, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
본원의 실시 예들은 또한 몸체의 측 표면을 따라 복수의 마이크로리지들을 갖는 적어도 하나의 연마 입자를 포함하는 연마 입자들의 집합체를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 본원에서 마이크로리지들에 대한 참조는 임의의 유형의 마이크로리지들 또는 마이크로리지들의 유형들의 조합의 참조로 이해될 것이다. 특히, 일 실시 예에서, 연마 입자들의 집합체의 연마 입자들의 대부분은 측 표면들의 적어도 일부 상에 복수의 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 양태에서, 연마 입자들의 집합체의 연마 입자들의 적어도 51 %, 예컨대 적어도 52% 또는 적어도 54% 또는 적어도 56% 또는 적어도 58% 또는 적어도 60% 또는 적어도 62% 또는 적어도 64% 또는 적어도 66% 또는 적어도 68% 또는 적어도 70% 또는 적어도 72% 또는 적어도 74% 또는 적어도 76% 또는 적어도 78% 또는 적어도 80% 또는 적어도 82% 또는 적어도 84% 또는 적어도 86% 또는 적어도 88% 또는 적어도 90% 또는 적어도 92% 또는 적어도 94% 또는 적어도 96% 또는 적어도 98% 또는 적어도 99%는 그들의 측 표면의 적어도 일부 상에 복수의 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 연마 입자들의 집합체의 연마 입자들의 99 % 이하, 예컨대 98% 이하 또는 96% 이하 또는 94% 이하 또는 92% 이하 또는 90% 이하 또는 88% 이하 또는 86% 이하 또는 84% 이하 또는 82% 이하 또는 80% 이하 또는 78% 이하 또는 76% 이하 또는 74% 이하 또는 72% 이하 또는 70% 이하 또는 68% 이하 또는 66% 이하 또는 64% 이하 또는 62% 이하 또는 60% 이하 또는 58% 이하 또는 56% 이하 또는 54% 이하 또는 52% 이하는 측 표면의 적어도 일부분 상에 복수의 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 측 표면들의 적어도 일부분 상의 복수의 마이크로리지들을 포함하는 연마 입자들의 집합체 내의 연마 입자들의 백분율은 상술한 최소 및 최대 백분율 중 어느 하나를 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
또 다른 실시 예에서, 집합체 내의 연마 입자들의 측 표면들의 전체 표면 영역의 대부분은 복수의 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 집합체의 연마 입자들의 측 표면들의 전체 표면 영역의 적어도 51 %, 예컨대 적어도 52% 또는 적어도 54% 또는 적어도 56% 또는 적어도 58% 또는 적어도 60% 또는 적어도 62% 또는 적어도 64% 또는 적어도 66% 또는 적어도 68% 또는 적어도 70% 또는 적어도 72% 또는 적어도 74% 또는 적어도 76% 또는 적어도 78% 또는 적어도 80% 또는 적어도 82% 또는 적어도 84% 또는 적어도 86% 또는 적어도 88% 또는 적어도 90% 또는 적어도 92% 또는 적어도 94% 또는 적어도 96% 또는 적어도 98% 또는 적어도 99%는 복수의 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 집합체의 연마 입자들의 측 표면의 전체 표면 영역의 99 % 이하, 예컨대 98 % 이하 또는 96 % 이하 또는 94 % 이하 또는 92 % 이하 또는 90 % 이하 또는 88 % 이하 또는86 % 이하 또는 84 % 이하 또는 82 % 이하 또는 80 % 이하 또는 78 % 이상 또는76 % 이하 또는 74 % 이하 또는 72 % 이하 또는 70 % 이하 또는 68 % 이하 또는66 % 이하 또는 64 % 이하 또는 62 이하 또는 60 % 이하 또는 58 % 이하 또는 56 % 이하 또는 54 % 이하 또는 52 % 이하는 복수의 마이크로리지들을 포함할 수 있다. 복수의 마이크로리지들을 포함하는 집합체 내의 연마 입자들의 측 표면의 전체 표면 영역은 상술된 최소 및 최대 백분율 중 어느 하나를 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 알 것이다.
또 다른 양태에서, 연마 입자들의 몸체들의 측 표면들은 측 표면 부분들 가지며, 여기서 각각의 측 표면 부분은 몸체의 외측 코너들 사이에서 연장되는 측 표면의 부분이다. 일반적으로, 각각의 연마 입자는 제1 및 제2 주 표면들 사이에서 몸체의 둘레 표면 주위로 연장되는 적어도 세 개의 측 표면 부분들을 갖는다. 적어도 하나의 실시 예에 있어서, 연마 입자들의 집합체는 집합체의 적어도 하나의 연마 입자가 복수의 마이크로리지들을 포함하는 적어도 45 %의 몸체 측 표면 부분들을 갖도록 형성될 수 있다. 또 다른 실시 예에서,집합체의 연마 입자들의 적어도 10 %는 복수의 마이크로리지들을 포함하는 몸체의 측 표면 부분의 45 % 이상을 갖는다. 다른 경우에서, 복수의 마이크로리지들을 포함하는 적어도 45 %의 몸체의 측 표면 부분들을 갖는 집합체의 연마 입자들의 백분율은 더 클 수 있으며, 예를 들어, 적어도 20 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 95 %일 수 있다. 일 실시 예에서, 집합체의 연마 입자들 각각은 복수의 마이크로리지들을 포함하는 몸체의 측 표면 부분들 중 적어도 45 %를 포함할 수 있음을 알 것이다. 또한, 하나의 비-제한적인 실시 예에서, 복수의 마이크로리지들을 포함하는 몸체의 측 표면 부분들의 적어도 45 %를 포함하는 집합체의 연마 입자들의 백분율은 98 % 이하 또는 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하 또는 20 % 이하 또는 10 % 이하일 수 있다. 복수의 마이크로리지들을 포함하는 몸체의 측 표면 부분들의 적어도 45 %를 갖는 집합체의 연마 입자들의 백분율은 상기 언급된 최소 값 및 최대 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다.
또 다른 실시 예에서, 연마 입자들의 집합체는 복수의 마이크로리지들을 포함하는 측 표면 부분의 비율이 더 큰 연마 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몸체의 측 표면 부분들의 적어도 52 %, 예컨대 적어도 54 % 또는 적어도 56 % 또는 적어도 58 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 62 % 또는 적어도 64 % 또는 적어도66 % 또는 적어도 68 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 72 % 또는 적어도 74 % 또는 적어도 76 % 또는 적어도 78 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 82 % 또는 적어도84 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 86 % 또는 적어도 88 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 92 % 또는 적어도 94 % 또는 적어도 96 % 또는 적어도 98 % 또는 적어도99 %는 복수의 마이크로리지들을 포함한다. 복수의 마이크로리지들을 포함하는 측 표면 부분들의 백분율은 복수의 마이크로리지들을 갖는 것으로 식별된 집합체의 상기 언급된 백분율 중 임의의 것과 조합될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 소정의 실시 예들에서, 집합체의 연마 입자들의 적어도 10 %가 복수의 마이크로리지들을 갖는 측 표면 부분들의 적어도 50 %를 가질 수 있다고 생각된다. 다른 예에서, 집합체의 연마 입자들의 적어도 50 %가 복수의 마이크로리지들을 갖는 측 표면 부분의 적어도 50 %를 가질 수 있다. 또 다른 예로서, 다른 실시 예에서, 집합체의 연마 입자들의 적어도 70 %가 복수의 마이크로리지들을 갖는 측 표면 부분의 적어도 60 %를 가질 수 있음을 알 수 있다. 또한, 다른 실시 예에서, 집합체의 연마 입자들 각각은 복수의 마이크로리지들을 포함하는 모든 측 표면 부분들을 가질 수 있다.
집합체에 연마 입자들의 개별적인 그룹들을 가질 수도 있고 가지지 않을 수도 있는 연마 입자들의 집합체의 형성은 하나 이상의 프로세스 파라미터들에 의해 제어될 수 있는데, 이는 이에 제한되는 것은 아니지만, 혼합물을 변형시키는데 사용되는 형태의 형상, 개질 프로세스, 건조 프로세스 등을 포함한다. 연마 입자들의 집합체는 복수의 연마 입자들의 그룹, 특히 두 개 이상의 구별되는 연마 입자들의 그룹들을 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
많은 상이한 양태들 및 실시 예들이 가능하다. 이러한 양태들 및 실시 예들의 일부가 본원에 기술된다. 본 명세서를 읽은 후에, 숙련된 당업자들이라면 그러한 양태들 및 실시 예들이 단지 예시적인 것이며, 본 발명의 범위를 제한하지 않음을 이해할 것이다. 실시 예들은 하기에 열거된 실시 예들 중 임의의 하나 이상의 실시 예에 따를 수 있다.
실시 예들
실시 예 1. 연마 입자로서,
제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하고, 상기 측 표면은 적어도 1.25의 평균 이방성 계수를 포함하는 몸체를 포함한다.
실시 예 2. 연마 입자로서,
제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 포함하고, 상기 제1 주 표면은 제1 측 표면 부분과 접하여 배치되고 상기 제1 측 표면 부분의 적어도 일부를 따라 연장되는 제1 돌출부를 포함하고, 상기 몸체의 중심 영역을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역(untextured region)을 더 포함하며, 상기 비텍스쳐 영역은 상기 제1 주 표면의 전체 표면 영역의 대부분을 획정한다.
실시 예 3. 연마 입자로서,
제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하고, 상기 측 표면의 대부분은 복수의 마이크로리지들을 포함하는 몸체를 포함한다.
실시 예 4. 실시 예 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 측 표면은 적어도 1.25의 평균 이방성 계수를 포함한다.
실시 예 5. 실시 예 1 및 4 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 평균 이방성 계수는 적어도 1.30 또는 적어도 1.40 또는 적어도 1.50 또는 적어도 1.60 또는 적어도 1.70 또는 적어도 1.80 또는 적어도 1.90 또는 적어도 2.00 또는 적어도 2.10 또는 적어도 2.20 또는 적어도 2.30 또는 적어도 2.40 또는 적어도 2.50 또는 적어도 2.60 또는 적어도 2.70 또는 적어도 2.80 또는 적어도 2.90 또는 적어도 3.00 또는 적어도 3.10 또는 적어도 3.20 또는 적어도 3.30 또는 적어도 3.40 또는 적어도 3.50 또는 적어도 3.60 또는 적어도 3.70이다.
실시 예 6. 실이 예 1 및 4 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 평균 이방성 계수는 20 이하 또는 15 이하 또는 12 이하 또는 10 이하 또는 8 이하 또는 7 이하 또는 6 이하 또는 5 이하 또는 4 이하이다.
실시 예 7. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 측 표면은 적어도 0.75 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.85 또는 적어도 0.90 또는 적어도 1.00 또는 적어도 1.05 또는 적어도 1.10 또는 적어도 1.20의 이방성 계수 표준 편차를 포함한다.
실시 예 8. 실시 예 1, 2, 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 측 표면은 10 이하 또는 9 이하 또는 8 이하 또는 7 이하 또는 6 이하 또는 5 이하 또는 4 이하 또는 3 이하 또는 2 이하의 이방성 계수 표준 편차를 포함한다.
실시 예 9. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 측 표면은 제1 주 표면으로부터 연장되는 제1 영역 및 제2 주 표면으로부터 연장되는 제2 영역을 포함하고, 제1 영역 및 제2 영역은 측 표면에 접하고, 제2 영역은 제1 영여보다 큰 평균 이방성 계수를 포함한다.
실시 예 10. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 제2 영역은 제1 영역과 비교하여 높이의 더 높은 백분율로 연장된다.
실시 예 11. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 영역은 몸체의 높이의 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하 또는 20 % 이하 또는 10 % 이하 또는 5 % 이하의 평균 높이를 갖는다.
실시 예 12. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 제1 영역은 몸체의 높이의 적어도 1 % 또는 적어도 2 % 또는 적어도 5 % 또는 적어도 8 % 또는 적어도 10 % 또는 적어도 15 % % 또는 적어도 20 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 %의 평균 높이를 갖는다.
실시 예 13. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 제2 영역은 몸체의 높이의 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하 또는 20 % 이하 또는 10 % 이하 또는 5 % 이하의 평균 높이를 포함한다.
실시 예 14. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 제2 영역은 몸체의 높이의 적어도 5 % 또는 적어도 8 % 또는 적어도 9 % 또는 적어도 10 % 또는 적어도 12 % 또는 적어도 15 % % 또는 적어도 20 % 또는 적어도 25 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 90 %의 평균 높이를 갖는다.
실시 예 15. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 제1 영역은 1.20 이하 또는 1.10 이하 또는 1.00 이하 또는 0.90 이하 또는 0.80 이하 또는 0.70 이하 또는 0.70 이하 또는 0.60 이하 또는 0.50 이하 또는 0.40 이하 또는 0.30 이하의 평균 이방성 계수를 포함한다.
실시 예 16. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 제1 영역의 평균 이방성 계수는 적어도 0.30 또는 적어도 0.40 또는 적어도 0.50 또는 적어도 0.60 또는 적어도 0.70 또는 적어도 0.80 또는 적어도 0.90 또는 적어도 1.00 또는 적어도 1.10이다.
실시 예 17. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 제2 영역의 평균 이방성 계수는 적어도 1.30 또는 적어도 1.40 또는 적어도 1.50 또는 적어도 1.60 또는 적어도 1.70 또는 적어도 1.80 또는 적어도 1.90 또는 적어도 2.00 또는 적어도 2.10 또는 적어도 2.20 또는 적어도 2.30 또는 적어도 2.40 또는 적어도 2.50 또는 적어도 2.60 또는 적어도 2.70 또는 적어도 2.80 또는 적어도 2.90 또는 적어도 3.00 또는 적어도 3.10 또는 적어도 3.20 또는 적어도 3.30 또는 적어도 3.40 또는 적어도 3.50 또는 적어도 3.60 또는 적어도 3.70이다.
실시 예 18. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 제2 영역의 평균 이방성 계수는 20 이하 또는 15 이하 또는 12 이하 또는 10 이하 또는 8 이하 또는 7 이하 6 이하 또는 5 이하 또는 4 이하이다.
실시 예 19. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 제1 영역 및 제2 영역은 몸체의 측 표면 상에 계단 형 영역을 획정 한다.
실시 예 20. 실시 예 9의 연마 입자에 있어서, 상기 제2 영역은 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 21. 실시 예 20의 연마 입자에 있어서, 복수의 마이크로리지들은 서로에 대해 실질적으로 동일한 방향으로 연장된다.
실시 예 22. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 제1 주 표면 및 제2 주 표면은 서로에 대해 실질적으로 평행하다.
실시 예 23. 실시 예 1 및 2 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 측 표면의 대부분은 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 24. 실시 예 3 및 23 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들 중 적어도 일부는 측면으로부터 연장되고 일반적으로 매끄러운 평면 영역에 의해 분리된 마이크로리지들에 의해 획정된 복수의 격리된 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 25. 실시 예 24의 연마 입자에 있어서, 상기 복수의 격리된 마이크로리지들은 측 표면을 따라 불규칙 경로로 연장된다.
실시 예 26. 실시 예 24의 연마 입자에 있어서, 상기 복수의 격리된 마이크로리지들 중 적어도 하나의 격리된 마이크로리지들은 헤드 영역과, 상기 헤드 영역에 연결되어 상기 헤드 영역으로부터 연장되는 테일 영역을 포함하며, 상기 헤드 영역은 둥근 형태를 가지며, 상기 테일 영역 가늘고 긴 모양을 하고 있다.
실시 예 27. 실시 예 3 및 23 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들 중 어도 일부는 복수의 비늘모양의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 28. 실시 예 27의 연마 입자에 있어서, 상기 복수의 비늘모양의 마이크로리지들의 비늘모양의 마이크로리지들의 적어도 일부는 1차 리지 및 상기 1차 리지로부터 연장되는 복수의 주름들을 포함한다.
실시 예 29. 실시 에 28의 연마 입자에 있어서, 상기 1차 리지는 측 표면을 따라 불규칙한 경로로 연장된다.
실시 예 30. 실시 예 28의 연마 입자에 있어서, 복수의 주름들의 적어도 일부는 1치 리지로부터 불규칙한 경로로 측 표면을 따라 연장된다.
실시 예 31. 실시 예 28의 연마 입자에 있어서, 주름들은 불규칙한 경로로 측 표면을 따라 연장되는 그루브를 획정한다.
실시 예 32. 실시 예 28의 연마 입자에 있어서, 주름들은 만곡된 경로를 따라 연장된다.
실시 예 33. 실시 예 28의 연마 입자에 있어서, 복수의 비늘 모양의 마이크로리지들은 1차 리지들의 수와 비교하여 더 많은 수의 주름들을 포함한다.
실시 예 34. 실시 예 28의 연마 입자에 있어서, 주름은 하나 이상의 1차 리지들과 비교하여 상이한 방향으로 연장되고, 주름들은 두 개 이상의 1차 리지들 사이로 연장된다.
실시 예 35. 실시 예 28의 연마 입자에 있어서, 상기 1차 리지는 긴된 부분들 사이에 적어도 하나의 갭을 포함한다.
실시 예 36. 실시 예 27의 연마 입자에 있어서, 상기 비늘 모양의 마이크로리지들 중 적어도 일부는 비늘 모양의 외관을 갖는다.
실시 예 37. 실시 예 27의 연마 입자에 있어서, 상기 비늘 모양의 마이크로리지들의 적어도 일부는 층형의 외관을 갖는다.
실시 예 38. 실시 예 27의 연마 입자에 있어서, 상기 비늘모양의 마이크로리지들의 적어도 일부는 불규칙한 형상을 갖는 복수의 상승된 부분들 및 상기 복수의 상승된 부분들 사이에서 연장되는 주름들을 포함한다.
실시 예 39. 실시 예 3 및 제 23 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 복수의 마이크로리지들은 패각상의 파쇄 피처이다.
실시 예 40. 실시 예 3 및 23 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들은 측 표면의 제어된 크래킹 중에 형성된다.
실시 예 41. 실시 예 3 및 23 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들은 절벽 영역을 포함한다.
실시 예 42. 실시 예 3 및 23 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 측 표면의 총 표면 영역 적어도 51 % 또는 적어도 52 % 또는 적어도 54 % 또는 적어도 56 % 또는 적어도 58 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 62 % 또는 적어도 64 % 또는 적어도 66 % 또는 적어도 68 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 72 % 또는 적어도 74 % 또는 적어도 76 % 또는 적어도 78 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 82 % 또는 적어도 84 % 또는 적어도 86 % 또는 적어도 88 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 92 % 또는 적어도 94 % 또는 적어도 96 % 또는 적어도 98 % % 또는 적어도 99 %가 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예43. 실시 예 42의 연마 입자에 있어서, 상기 측 표면의 총 표면 영역의 99 % 또는 98 % 이하 또는 96 % 이하 또는 94 % 이하 또는 92 % 이하 또는 90 % 이하 또는 88 % 이하 또는 86 % 이하 또는 84 % 이하 또는 82 % 이하 또는 80 % 이하 또는 78 % 이하 또는 76 % 이하 또는 74 % 이하 또는 72 % 이하 또는 70 % 이하 또는 68 % 이하 또는 66 % 이하 또는 64 % 이하 또는 62 % 이하 또는 60 % 이하 58 % 이상 또는 56 % 이하 또는 54 % 이하 또는 52 % 이하가 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 44. 실시 예 3 및 23 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 몸체의 측 표면은 측 표면 부분들을 포함하고, 각 측 표면 부분은 상기 몸체의 외측 코너들 사이에서 연장되고, 상기 측 표면 부분들의 적어도 45 %는 상기 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 45. 실시 예 44의 연마 입자에 있어서, 상기 몸체는 상기 복수의 마이크로리지들을 포함하는 적어도 3 개의 측 표면 부분들을 포함한다.
실시 예 46. 실시 예 44의 연마 입자에 있어서, 상기 측 표면 부분들 모두가 상기 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 47. 실시 예 44의 연마 입자에 있어서, 몸체의 측 표면 부분들의 적어도 52 % 또는 적어도 54 % 또는 적어도 56 % 또는 적어도 58 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 62 % 또는 적어도 64 % 또는 적어도 66 % 또는 적어도 68 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 72 % 또는 적어도 74 % 또는 적어도 76 % 또는 적어도 78 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 82 % 또는 적어도 84 % 또는 적어도 86 % 또는 적어도 88 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 92 % 또는 적어도 94 % 또는 적어도 96 % 또는 적어도 98 % 또는 적어도 99 %가 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 48. 실시 예 44의 연마 입자에 있어서, 상기 몸체는 상기 복수의 마이크로리지들을 포함하지 않는 적어도 하나의 측 표면 부분을 포함한다.
실시 예 49. 실시 예 1 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 제1 측 표면 부분에 접하고 제1 측 표면 부분의 적어도 일부분을 따라 연장되는 제1 돌출부를 더 포함한다.
실시 예 50. 실시 예 2 및 49 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 주 표면은 제1 측 표면 부분에 평행한 방향으로 연장되는 제1 오목부를 포함하고, 여기서 상기 제1 측 표면 부분과 상기 제1 오목부 사이에 상기 제1 돌출부가 배치되며, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 측 표면 부분과 접하고 상기 제1 측 표면 부분의 적어도 일부분을 따라 연장된다.
실시 예 51. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 30 % 또는 상기 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 40 % 또는 상기 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 50 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 60 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 70 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 80 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 90 %에 대해 연장된다.
실시 예 52. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 오목부는 상기 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 30 % 또는 상기 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 40 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 50 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 60 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 70 % 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 80 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 90 %에 대해 연장된다.
실시 예 53. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 제1 측 표면 부분은 몸체의 두 개의 외측 코너들 사이에서 연장되는 측 표면의 일부로서 획정된다.
실시 예 54. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 제1 측 표면 부분은 몸체의 둘레를 획정하는 측 표면의 전체 길이의 일부이다.
실시 예 55. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 제1 돌출부는 상기 몸체의 둘레를 획정하는 상기 측 표면의 전체 길이의 일부에 대해 연장된다.
실시 예 56. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 오목부는 몸체의 둘레를 획정하는 측 표면의 전체 길이의 일부에 대해 연장된다.
실시 예 57. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 측 표면 부분 및 상기 제1 돌출부는 상기 제1 주 표면의 평면에서 보았을 때 실질적으로 동일한 윤곽을 갖는다.
실시 예 58. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 측 표면 부분과 구별되는 제2 측 표면 부분과 교차한다.
실시 예 59. 실시 예 1 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 몸체의 중앙 영역을 통해 연장되는 비텍스쳐 영역을 더 포함하며, 상기 비텍스쳐 영역은 상기 제1 주 표면의 총 표면 영역의 대부분을 획정한다.
실시 예 60. 실시 예 2 및 59 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 비텍스쳐 영역은 상기 제1 주 표면의 전체 표면 영역의 적어도 55 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 65 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 75 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 85 % 또는 적어도 90 %를 획정한다.
실시 예 61. 실시 예 2 및 59 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 비텍스쳐 영역은 제1 주 표면의 전체 표면 영역의 99 % 이하 또는 95 % 이하 또는 90 % 이하 또는 85 % 이하 또는 80 % 이하 또는 75 % 이하 또는 70 % 이하 또는 65 % 이하 또는 60 % 이하 또는 55 %를 획정한다.
실시 예 62. 실시 예 2 및 59 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 비텍스쳐 영역의 일부에 접하고, 상기 제1 돌출부는 상기 몸체의 중심 영역으로부터 이격되어있다.
실시 예 63. 실시 예 2 및 59 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 비텍스쳐 영역의 표면 위로 연장된다.
실시 예 64. 실시 예 2 및 59 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 비텍스쳐 영역은 상기 몸체의 측 표면의 일부에 접한다.
실시 예 65. 실시 예 2 및 59 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 비텍스쳐 영역은 상기 몸체의 2차원 형상과 실질적으로 동일한 2차원 형상을 포함한다.
실시 예 66. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 오목부는 상기 몸체의 평균 높이의 적어도 5 % 및 99 % 이하인 평균 깊이를 갖는다.
실시 예 67. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 몸체의 평균 높이의 적어도 5 % 및 99 % 이하인 평균 높이를 갖는다.
실시 예 68. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 제2 측 표면 부분에 접하고 제2 측 표면 부분을 따라 연장되는 제2 돌출부를 더 포함한다.
실시 예 69. 실시 예 68의 연마 입자에 있어서, 제1 주 표면은 제2 측 표면 부분에 평행한 방향으로 연장하는 제2 오목부를 포함한다.
실시 예 70. 실시 예 69의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 오목부는 상기 제2 오목부와 교차한다.
실시 예 71. 실시 예 69의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 오목부 및 제2 오목부는 상기 제1 측 표면 부분과 제2 측 표면 부분을 분리하는 외측 코너에 인접하게 교차한다.
실시 예 72. 실시 예 69의 연마 입자에 있어서, 제2 돌출부는 상기 제1 오목부에 접한다.
실시 예 73. 실시 예 69의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제2 오목부에 접한다.
실시 예 74. 실시 예 69의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제2 돌출부와 접한다.
실시 예 75. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 제1 주 표면과 측 표면의 제3 부분 사이에서 연장하는 피처되지 않은 에지를 더 포함하고, 상기 제3 측 표면 부분은 제1 측 표면 부분과 구별된다.
실시 예 76. 실시 예 75의 연마 입자에 있어서, 제3 측 표면 부분과 제1 측 표면 부분은 측 표면 상의 적어도 하나의 외측 코너에 의해 서로 분리된다.
실시 예 77. 실시 예 2 및 50 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 몸체는 제2 주 표면 및 측 표면을 결합하는 하부 에지를 포함하고, 하부 에지의 적어도 일부는 불규칙한 윤곽을 갖는다.
실시 예 78. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 몸체는 몸체의 길이 및 폭으로 획정된 평면에서 보았을 때 2차원 형상을 포함하며, 2차원 형상은 규칙적인 다각형, 불규칙한 다각형, 타원체, 수사, 그리스 문자 알파벳, 라틴 알파벳 문자, 러시아어 알파벳 문자, 다각형의 조합을 갖는 복잡한 형상, 선형 및 만곡부를 갖는 형상, 및 이들의 조합으로 구성된 제1 그룹으로부터 선택된다.
실시 예 79. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 몸체는 몸체의 길이와 폭에 의해 획정된 평면에서 보았을 때 불규칙한 2차원 형상을 포함한다.
실시 예 80. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 몸체는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 옥시카르비드, 옥시나이트라이드, 옥시보리드, 천연 미네랄, 합성 물질, 탄소-계 물질, 및 이들의 조합의 그룹으로부터의 적어도 하나의 물질을 포함한다.
실시 예 81. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 상기 몸체는 알루미나를 포함한다.
실시 예 82. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에있어서, 몸체는 본질적으로 알루미나로 이루어진다.
실시 예 83. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에 있어서, 몸체는 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 실리콘 산화물, 마그네슘 산화물, 희토류 산화물, 또는 이들의 임의의 조합물의 그룹으로부터의 적어도 하나의 산화물을 포한한다.
실시 예 84. 실시 예 1, 2 및 3 중 어느 하나의 연마 입자에있어서, 연마 입자를 포함하는 고정된 연마재를 더 포함한다.
실시 예 85. 실시 예 69의 연마 입자에 있어서, 고정된 연마재는 코팅된 연마재이다.
실시 예 86. 실시 예 69의 연마 입자에 있어서, 고정된 연마재는 결합된 연마재이다.
실시 예 87. 연마 입자들의 집합체에 있어서,
제1 연마 입자로서,
제1 주 표면, 상기 제1 주 표면과 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 포함하고, 상기 제1 연마 입자의 몸체는 제1 2차원 형상을 포함하고, 상기 제1 주 표면은 상기 측 표면의 제1 측 표면 부분의 적어도 일부를 따라 인접하여 연장되는 제1 돌출부를 포함하고, 상기 몸체는 상기 몸체의 중심 영역을 통해 연장되는 비텍스쳐(untextured) 영역을 더 포함하며, 상기 비텍스쳐 영역은 제1 주 표면의 전체 표면 영역의 대부분을 획정하는, 상기 제1 연마 입자; 및
제 2 연마 입자로서,
제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체로서, 상기 제2 연마 입자의 몸체는 제1 연마 입자의 2차원 형상과 비교하여 상이한 2차원 형상을 포함하는, 상기 제2 연마 입자를 포함한다.
실시 예 88. 연마 입자들의 집합체으로서, 연마 입자들의 집합체의 각각의 연마 입자는 제1 주 표면, 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 갖는 몸체를 포함하고, 연마 입자들의 집합체의 연마 입자들의 대부분은 측 표면의 적어도 일부를 따라 연장되는 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 89. 연마 입자들의 집합체으로서, 연마 입자들의 집합체의 연마 입자는,
제1 주 표면, 상기 제1 주 표면과 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 갖는 몸체로서, 상기 측 표면은 외측 코너들 사이에서 연장되는 복수의 측 표면 부분들을 포함하는, 상기 몸체를 포함하고; 및
상기 몸체의 측 표면 부분들 중 적어도 45 %는 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 90. 연마 입자들의 집합체으로서, 연마 입자들의 집합체의 각각의 연마 입자는,
제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 가지며, 상기 제1 주 표면 및 제2 주 표면은 서로 실질적으로 평행한 몸체를 포함하고; 및
상기 연마 입자들의 집합체는 적어도 3.5의 평균 비-볼록 계수 및 적어도 2.4의 비-볼록 계수 표준 편차를 포함한다.
실시 예 91. 연마 입자들의 집합체으로서, 연마 입자들의 집합체의 각각의 연마 입자는,
제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 갖는 몸체를 포함하고; 및
연마 입자들의 집합체는 적어도 1.25의 평균 이방성 계수(Mean Anisotropy Factor)를 포함한다.
실시 예 92. 연마 입자들의 집합체으로서, 연마 입자들의 집합체의 각각의 연마 입자는,
제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 갖는 몸체로서, 상기 몸체는 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이의 측 표면을 따르는 거리로서 획정된 높이를 포함하는, 상기 몸체를 포함하고;
상기 연마 입자들의 집합체는 100 이하의 높이의 표준 편차를 포함하고; 및
상기 연마 입자들의 집합체는 적어도 3.5의 평균 비-볼록 계수를 포함한다.
실시 예 93. 실시 예 87, 88, 89, 90 및 92 중 어느 하나의 연마 입자의 집합체에 있어서, 적어도 1.25의 평균 이방성 계수를 더 포함한다.
실시 예 94. 실시 예 91 및 93 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 평균 이방성 계수는 적어도 1.30 또는 적어도 1.40 또는 적어도 1.50 또는 적어도 1.60 또는 적어도 1.70 또는 적어도 1.80 또는 적어도 1.90 또는 적어도 2.00 또는 적어도 2.10 또는 적어도 2.20 또는 적어도 2.30 또는 적어도 2.40 또는 적어도 2.50 또는 적어도 2.60 또는 적어도 2.70 또는 적어도 2.80 또는 적어도 2.90 또는 적어도 3.00 또는 적어도 3.10 또는 적어도 3.20 또는 적어도 3.30 또는 적어도 3.40 또는 적어도 3.50 또는 적어도 3.60 또는 적어도 3.70이다.
실시 예 95. 실시 예 91 및 93 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 평균 이방성 계수는 20 이하 또는 15 이하 또는 12 이하 또는 10 이하 또는 8 이하 또는 7 이하 또는 6 이하 또는 5 이하 또는 4 이하이다.
실시 예 96. 실시 예 87, 88, 89, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 적어도 0.75 또는 적어도 0.8 또는 적어도 0.85 또는 적어도 0.90 또는 적어도 1.00 또는 적어도 1.05 또는 적어도 1.10 또는 적어도 1.20의 이방성 계수 표준 편차를 더 포함한다.
실시 예 97. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 10 이하 또는 9 이하 또는 8 이하 또는 7 이하 또는 6 이하 또는 5 이하 또는 4 이하 또는 3 이하 또는 2 이하의 이방성 계수 표준 편차를 포함한다.
실시 예 98. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 측 표면은 제1 주 표면으로부터 연장되는 제1 영역 및 제2 주 표면으로부터 연장되는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 상기 측 표면 상에 인접하고, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역보다 큰 평균 이방성 계수를 포함한다.
실시 예 99. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 비교하여 더 높은 백분율의 높이로 연장된다.
실시 예 100. 실시 예 98의 연마 입자에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 몸체의 높이의 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하 또는 20 % 이하 또는 10 % 이하 또는 5 % 이하의 평균 높이를 갖는다.
실시 예 101. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제1 영역은 몸체의 높이의 적어도 1 % 또는 적어도 2 % 또는 적어도 5 % 또는 적어도 8 % 또는 적어도 10 % 또는 적어도 15 % 또는 적어도 20 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 %의 평균 높이를 갖는다.
실시 예 102. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제2 영역은 몸체의 높이의 90 % 이하 또는 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하 또는 20 % 이하 또는 10 % 이하 또는 5 % 이하의 평균 높이를 갖는다.
실시 예 103. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제1 영역은 몸체 높이의 적어도 5 % 또는 적어도 8 % 또는 적어도 9 % 또는 적어도 10 % 또는 적어도 12 % 또는 적어도 15 % 또는 적어도 20 % 또는 적어도 25 % 또는 적어도 30 % 또는 적어도 40 % 또는 적어도 50 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 90 %의 평균 높이를 갖는다.
실시 예 104. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제 1 영역은 1.20 이하 또는 1.10 이하 또는 1.00 이하 또는 0.90 이하 또는 0.80 이하 또는 0.70 이하 또는 0.60 이하 또는 0.50 이하 또는 0.40 이하 또는 0.30의 평균 이방성 계수를 포함한다.
실시 예 105. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제1 영역의 평균 이방성 계수는 적어도 0.30 또는 적어도 0.40 또는 적어도 0.50 또는 적어도 0.60 또는 적어도 0.70 또는 적어도 0.80 또는 적어도 0.90 또는 적어도 1.00 또는 적어도 1.10이다.
실시 예 106. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제2 영역의 평균 이방성 계수는 적어도 1.30 또는 적어도 1.40 또는 적어도 1.50 또는 적어도 1.60 또는 적어도 1.70 또는 적어도 1.80 또는 적어도 1.90 또는 적어도 2.00 또는 적어도 2.10 또는 적어도 2.20 또는 적어도 2.30 또는 적어도 2.40 또는 적어도 2.50 또는 적어도 2.60 또는 적어도 2.70 또는 적어도 2.80 또는 적어도 2.90 또는 적어도 3.00 또는 적어도 3.10 또는 적어도 3.20 또는 적어도 3.30 또는 적어도 3.40 또는 적어도 3.50 또는 적어도 3.60 또는 적어도 3.70이다.
실시 예 107. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제2 영역의 평균 이방성 계수는 20 이하 또는 15 이하 또는 12 이하 또는 10 이하 또는 8 이하 또는 7 이하 또는 6 이하 또는 5 이하 또는 4 이하이다.
실시 예 108. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 영역 및 제2 영역은 몸체의 측 표면 상에 계단 형 영역을 획정한다.
실시 예 109. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제2 영역은 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 110. 실시 예 98의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들은 서로에 대해 실질적으로 동일한 방향으로 연장된다.
실시 예 111. 실시 예 87, 88, 89, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 적어도 3.5의 평균 비-볼록 계수를 더 포함한다.
실시 예 112. 실시 예 90 및 111 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 평균 비-볼록 계수는 적어도 3.75 또는 적어도 4.0 또는 적어도 4.5 또는 적어도 5.0 또는 적어도 5.5 또는 적어도 6.0 또는 적어도 6.5 또는 적어도 7.0 또는 적어도 7.5 또는 적어도 8.0 또는 적어도 8.5 또는 적어도 9.0이다.
실시 예 113. 실시 예 90 및 111 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 평균 비-볼록 계수는 30 이하 또는 25 이하 또는 20 이하 또는 18 이하 또는 15 이하 또는 14 이하 또는 13 이하 또는 12 이하 또는 11 이하 또는 10.5 이하일 수 있다.
실시 예 114. 실시 예 87, 88, 89, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 적어도 2.4의 비-볼록 계수 표준 편차를 더 포함한다.
실시 예 115. 실시 예 90 및 114 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 비-볼록 계수 표준 편차는 적어도 2.5 또는 적어도 2.6 또는 적어도 2.7 또는 적어도 2.8 또는 적어도 2.9 또는 적어도 3.0 또는 적어도 3.1 또는 적어도 3.2 또는 적어도 3.3 또는 적어도 3.4 또는 적어도 3.5이다.
실시 예 116. 실시 예 90 및 114 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 비-볼록 계수 표준 편차는 30 이하 또는 25 이하 또는 20 이하 또는 15 이하 또는 10 이상 또는 8 이하 또는 6 이하 또는 4 이하이다.
실시 예 117. 실시 예 87, 88, 89, 90 및 91 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 100 미크론 이하의 높이의 표준 편차 및 적어도 2.5의 평균 비-볼록 계수를 더 포함한다.
실시 예 118. 실시 예 91 및 117 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 높이의 표준 편차가 90 미크론 이하 또는 85 미크론 이하 또는 80 미크론 이하 또는 75 미크론 이하 또는 70 미크론 이하 또는 65 미크론 이하 또는 60 미크론 이하 또는 55 미크론 이하 또는 50 미크론 이하 또는 45 미크론 이하 또는 40 미크론 이하 또는 35 미크론 이하이다.
실시 예 119. 실시 예 91 및 117 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 높이의 표준 편차는 적어도 1 미크론 또는 적어도 5 미크론 또는 적어도 10 미크론 또는 적어도 15 미크론 또는 적어도 20 미크론 또는 적어도 25 미크론 또는 적어도 30 미크론 또는 적어도 35 미크론이다.
실시 예 120. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자 집합체에 있어서,
적어도 3.5의 평균 비-볼록 계수;
적어도 2.4의 비-볼록 계수 표준 편차;
적어도 1.25의 평균 이방성 계수;
100 미크론 이하의 높이의 표준 편차;
또는 이들의 임의의 조합으로 구성된 그룹의 적어도 하나의 특징을 더 포함한다.
실시 예 121. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 주 표면 및 제2 주 표면은 서로 실질적으로 평행하다.
실시 예 122. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 연마 입자들의 집합체를 포함하는 고정된 연마재를 더 포함한다.
실시 예 123. 실시 예 122의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 고정된 연마재는 코팅된 연마재이다.
실시 예 124. 실시 예 122의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 고정된 연마재는 결합된 연마재이다.
실시 예 125. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 연마 입자들의 제1 그룹을 더 포함하고, 제1 그룹내의 연마 입자들 각각은 제1 연마 입자이다.
실시 예 126. 실시 예 125의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 연마 입자들의 제2 그룹을 더 포함하고, 제2 그룹내의 연마 입자들 각각은 제2 연마 입자이다.
실시 예 127. 실시 예 126의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 연마 입자의 몸체의 2차원 형상은, 상기 몸체의 길이와 폭에 의해 획정된 평면에서 보았을 때, 규칙적인 다각형, 불규칙한 다각형, 수사, 그리스 문자 알파벳, 라틴 알파벳 문자, 러시아어 알파벳 문자, 다각형의 조합을 갖는 복잡한 형상, 선형 및 만곡부를 갖는 형상, 및 이들의 조합으로 구성된 제 1 그룹에서 선택된다.
실시 예 128. 실시 예 126의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 연마 입자의 몸체는, 몸체의 길이 및 폭에 의해 획정된 평면에서 보았을 때, 불규칙한 다각형 형상의 2차원 형상을 포함한다.
실시 예 129. 실시 예 126의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 몸체의 길이 및 폭에 의해 획정된 평면에서 보았을 때, 제2 연마 입자의 몸체의 2차원 형상은 규칙적인 다각형, 불규칙한 다각형, 수사, 그리스 문자 알파벳, 라틴 알파벳 문자, 러시아어 알파벳 문자, 다각형의 조합을 갖는 복잡한 형상, 선형 및 만곡부를 갖는 형상, 및 이들의 조합으로 구성된 제1 그룹에서 선택된다.
실시 예 130. 실시 예 126의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 연마 입자의 몸체는, 몸체의 길이 및 폭에 의해 획정된 평면에서 보았을 때, 불규칙한 다각형 형상인 2차원 형상을 포함하고, 제2 연마 입자의 몸체는 몸체의 길이 및 폭에 의해 획정된 평면에서 보았을 때 제1 연마 입자의 몸체의 불규칙한 다각형 형상과 상이한 불규칙한 다각형 형상의 2차원 형상을 포함한다.
실시 예 131. 실시 예 126의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 연마 입자의 몸체는 복수의 측 표면 부분들을 포함하고, 상기 측 표면 부분들의 대부분은 실질적으로 평면이다.
실시 예 132. 실시 예 131의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 연마 입자의 몸체의 모든 측 표면 부분들은 실질적으로 평면이다.
실시 예 133. 실시 예 131의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 측 표면 부분은 만곡된 윤곽을 갖는다.
실시 예 134. 실시 예 131의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 측 표면 부분은 불규칙한 윤곽을 갖는다.
실시 예 135. 실시 예 131의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 연마 입자의 몸체는 복수의 측 표면 부분들을 포함하며, 상기 측 표면 부분들 각각은 상기 몸체의 길이의 적어도 5 % 또는 적어도 10 % 또는 적어도 15 % 또는 적어도 20 % 또는 25 %의 길이로 연장된다.
실시 예 136. 실시 예 131의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 연마 입자의 몸체의 측 표면 부분들 각각은 상기 본체의 길이의 50 % 이하 또는 40 % 이하의 길이 또는 30 % 이하의 길이로 연장된다.
실시 예 137. 실시 예 126의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 포함하는 제 3 연마 입자를 더 포함하고, 상기 제2 연마 입자의 몸체는 상기 제1 연마 입자의 몸체의 2차원 형상 및 상기 제2 연마 입자의 몸체의 2차원 형상과 비교하여 다른 2차원 형상을 포함한다.
실시 예 138. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나에 따른 연마 입자들의 집합체에 있어서, 몸체는 몸체의 두 개의 외측 코너들 사이의 거리의 적어도 일부분에 대해 연장되는 제1 측 표면 부분을 포함하고, 측 표면의 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 30 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 40 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 50 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 60 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 70 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 80 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 90 %에 대해 연장하는 제1 돌출부를 더 포함한다.
실시 예 139. 실시 예 138의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 측 표면 부분은 상기 몸체의 두 개의 외측 코너들 사이에서 연장되는 상기 측 표면의 일부로서 획정된다.
실시 예 140. 실시 예 138의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제1 측 표면 부분은 몸체의 둘레를 획정하는 측 표면의 전체 길이의 일부이다.
실시 예 141. 실시 예 138의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 몸체의 둘레를 획정하는 상기 측 표면의 전체 길이의 일부분에 대해 연장된다.
실시 예 142. 실시 예 138의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 측 표면 부분 및 상기 제1 돌출부는 상기 제1 주 표면의 평면에서 보았을 때 실질적으로 동일한 윤곽을 갖는다.
실시 예 143. 실시 예 138의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 측 표면 부분과 구별되는 제2 측 표면 부분과 교차한다.
실시 예 144. 실시 예 138의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 측 표면의 제1 측 표면 부분에 평행한 방향으로 연장되는 제1 오목부를 더 포함한다.
실시 예 145. 실시 예 144의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제2 측 표면 부분에 평행한 방향으로 연장되는 제2 오목부를 더 포함하고, 상기 제2 측 표면과 상기 제2 오목부 사이에 배치되는 제2 돌출부를 더 포함하고, 제2 돌출부는 제2 측 표면 부분과 접하고 제2 측 표면 부분을 따라 연장된다.
실시 예 146. 실시 예 138의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 주 표면과 제3 측 표면 부분 사이에서 연장되는 비텍스쳐 에지를 더 포함하며, 상기 제3 측 표면 부분은 상기 제1 측 표면 부분과 구별된다.
실시 예 147. 실시 예 146의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제3 측 표면 부분 및 제1 측 표면 부분은 상기 측 표면 상의 적어도 하나의 외측 코너에 의해 서로 분리된다.
실시 예 148. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 몸체는 제2 주 표면과 측 표면을 결합하는 하부 에지를 포함하며, 하부 에지의 적어도 일부분은 불규칙한 윤곽을 갖는다.
실시 예 149. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 몸체는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물, 옥시탄화물, 옥시나이트 라이드, 옥시보라이드, 천연 미네랄, 합성 물질, 탄소-계 물질 및 이들의 조합물로부터의 적어도 하나의 물질을 포함한다.
실시 예 150. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서,
제1 그룹의 연마 입자들로서, 제1 그룹의 연마 입자들 각각은 제1 연마 입자인, 제1 그룹의 연마 입자들; 및
제2 그룹의 연마 입자들로서, 제2 그룹의 연마 입자들 각각은 제2 연마 입자인, 제2 그룹의 연마 입자들을 포함하고; 및
상기 제1 연마 입자의 몸체는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물, 옥시탄화물, 옥시나이트 라이드, 옥시보리시드, 천연 미네랄, 합성 물질, 탄소-계 물질 및 이들의 조합물의 그룹으로부터의 적어도 하나의 물질을 포함한다.
실시 예 151. 실시 예 149 및 150 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 몸체는 알루미나를 포함한다.
실시 예 152. 실시 예 151의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 몸체는 본질적으로 알루미나로 구성된다.
실시 예 153. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 몸체는 알루미늄 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 이트륨 산화물, 크롬 산화물, 스트론튬 산화물, 실리콘 산화물, 마그네슘 산화물, 희토류 산화물, 또는 이들의 임의의 조합물의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함한다.
실시 예 154. 실시 예 150의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제2 연마 입자의 몸체는 실질적으로 평면인 측 표면 부분을 포함한다.
실시 예 155. 실시 예 150의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제2 연마 입자의 몸체는 복수의 측 표면 부분들을 포함하고, 상기 측 표면 부분들의 대부분은 실질적으로 평면이다.
실시 예 156. 실시 예 155의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제2 연마 입자의 몸체의 모든 측 표면 부분은 실질적으로 평면이다.
실시 예 157. 실시 예 155의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제2 연마 입자의 몸체는 만곡된 윤곽을 갖는 측 표면 부분을 포함한다.
실시 예 158. 실시 예 155의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제2 연마 입자의 몸체는 불규칙한 윤곽을 갖는 측 표면 부분을 포함한다.
실시 예 159. 실시 예 150의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 연마 입자의 몸체는 복수의 측 표면 부분들을 포함하고, 상기 측 표면 부분들 각각은 상기 몸체의 길이의 적어도 5 %의 길이 또는 적어도 10 % 또는 적어도 15 % 또는 적어도 20 % 또는 적어도 25 %의 길이만큼 연장된다.
실시 예 160. 실시 예 159의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 연마 입자의 몸체의 측 표면 부분들 각각은 상기 몸체의 길이의 80 % 이하 또는 70 % 이하 또는 60 % 이하 또는 50 % 이하 또는 40 % 이하 또는 30 % 이하의 길이만큼 연장된다.
실시 예 161. 실시 예 150의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제2 연마 입자의 몸체의 상기 제1 주 표면은 상기 제1 측 표면 부분과 접하고 상기 제1 측 표면 부분을 따라 연장되는 제1 돌출부를 포함한다.
실시 예 162. 실시 예 161의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제2 연마 입자의 몸체의 상기 제1 주 표면은 제1 측 표면 부분에 평행한 방향으로 연장되는 제1 오목부를 포함한다.
실시 예 163. 실시 예 161의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 돌출부는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 30 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 40 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 50 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 60 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 70 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 80 % 또는 제1 측 표면 부분의 전체 길이의 적어도 90 %로 연장된다.
실시 예 164. 실시 예 161의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제1 측 표면 부분은 몸체의 두 개의 외측 코너들 사이에서 연장되는 측 표면의 일부분으로서 획정된다.
실시 예 165. 실시 예 161의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제1 측 표면 부분은 몸체의 둘레를 획정하는 측 표면의 전체 길이의 일부이다.
실시 예 166. 실시 예 161의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 몸체의 주변을 획정하는 상기 측 표면의 전체 길이의 일부에 대해 연장된다.
실시 예 167. 실시 예 161의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 제1 측 표면 부분 및 제1 돌출부는 제1 주 표면의 평면에서 볼 때 실질적으로 동일한 윤곽을 갖는다.
실시 예 168. 실시 예 161의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 제1 돌출부는 상기 제1 측 표면 부분과 구별되는 제2 측 표면 부분과 교차된다.
실시 예 169. 실시 예 87, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 연마 입자들의 집합체의 연마 입자들의 대부분은 상기 몸체의 측 표면의 적어도 일부를 따라 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 170. 실시 예 88 및 169 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 연마 입자들의 집합체의 연마 입자들의 적어도 51 % 또는 적어도 52 % 또는 적어도 54 % 또는 적어도 56 % 또는 적어도 58 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도62 % 또는 적어도 64 % 또는 적어도 66 % 또는 적어도 68 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 72 % 또는 적어도 74 % 또는 적어도 76 % 또는 적어도 78 % 또는 적어도80 % 또는 적어도 82 % 또는 적어도 84 % 또는 적어도 86 % 또는 적어도 88 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 92 % 또는 적어도 94 % 또는 적어도 96 % 또는 적어도98 % 또는 적어도 99 %는 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 171. 실시 예 88 및 169 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 연마 입자들의 집합체의 연마 입자들의 99 % 이하 또는 98 % 이하 또는 96 % 이하 또는 94 % 이하 또는 92 % 이하 또는 90 % 이하 또는 88 % 이하 또는 86 % 이하 또는 84 % 이하 또는 82 % 이하 또는 80 % 이하 또는 78 이하 76 % 이하 또는 74 % 이하 또는 72 % 이하 또는 70 % 이하 또는 68 % 이하 또는 66 % 이하 또는64 % 이하 또는 62 % 이하 또는 60 % 이하 또는 58 % 이하 또는 56 % 이하 또는54 % 이하 또는 52 % 이하는 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 172. 실시 예 88 및 169 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 연마 입자들의 집합체의 연마 입자들의 측 표면의 전체 표면 영역의 대부분이 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 173. 실시 예 172의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 집합체의 연마 입자들의 측 표면의 전체 표면 영역의 적어도 51 % 또는 적어도 52 % 또는 적어도 54 % 또는 적어도 56 % 또는 적어도 58 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 62 % 또는 적어도 64 % 또는 적어도 66 % 또는 적어도 68 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 72 % 또는 적어도 74 % 또는 적어도 76 % 또는 적어도 78 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 82 % 또는 적어도 84 % 또는 적어도 86 % 또는 적어도 88 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 92 % 또는 적어도 94 % 또는 적어도 96 % 또는 적어도 98 % 또는 적어도 99 %가 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 174. 실시 예 172의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 집합체의 연마 입자들의 측 표면의 전체 표면 영역의 99 % 이하 또는 98 % 이하 또는 96 % 이하 또는 94 % 이하 또는 92 % 이하 또는 90 % 이하 또는 88 % 이하 또는 86 % 이하 또는 84 % 이하 또는 82 % 이하 또는 80 % 이하 또는 이하 78 % 또는 76 % 이하 또는 74 % 이하 또는 72 % 이하 또는 70 % 이하 또는 68 % 이하 또는 66 % 이하 또는 64 % 이하 또는 62 % 60 % 이하 또는 58 % 이하 또는 56 % 이하 또는 54 % 이하 또는 52 % 이하가 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 175. 실시 예 88 및 169 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들의 적어도 일부는 상기 측 표면으로부터 연장되고 대체로 매끄러운 평면 영역들에 의해 분리된 마이크로리지들에 의해 획정된 복수의 격리된 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 176. 실시 예 175의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 격리된 마이크로리지들은 측 표면을 따라 불규칙 경로로 연장된다.
실시 예 177. 실시 예 175의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 복수의 격리된 마이크로리지들의 격리된 마이크로리지들 중 적어도 하나는 헤드 영역 및 헤드 영역에 연결되어 그로부터 연장되는 테일 영역을 포함하고, 헤드 영연은 둥근 형상을 갖고 테일 영역은 긴 형상을 갖는다.
실시 예 178. 실시 예 88 및 169 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들의 적어도 일부는 복수의 비늘모양의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 179. 실시 예 178의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 비늘모양의 마이크로리지들의 비늘모양의 마이크로리지들의 적어도 일부는 1차 리지 및 상기 1차 리지로부터 연장되는 복수의 주름들을 포함한다.
실시 예 180. 실시 예 179의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 1차 리지는 측 표면을 따라 불규칙한 경로로 연장된다.
실시 예 181. 실시 예 179의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 주름들의 적어도 일부는 상기 1차 리지로부터 멀어지는 불규칙한 경로로 상기 측 표면을 따라 연장된다.
실시 예 182. 실시 예 179의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 주름들은 불규칙한 경로로 측 표면을 따라 연장되는 그루브들을 획정한다.
실시 예 183. 실시 예 179의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 주름들은 곡선 경로를 따라 연장된다.
실시 예 184. 실시 예 179의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 비늘모양의 마이크로리지들은 1차 리지의 수와 비교하여 더 많은 수의 주름들을 포함한다.
실시 예 185. 실시 예 179의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 주름들은 하나 이상의 1차 리지와 비교하여 상이한 방향으로 연장되고, 주름들은 두 개 이상의 1차 리지들 사이에서 연장된다.
실시 예 186. 실시 예 179의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 1차 리지는 신장된 부분들 사이에 적어도 하나의 갭을 포함한다.
실시 예 187. 실시 예 178의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 비늘모양의 연마 입자들의 적어도 일부는 비늘모양의 외관을 갖는다.
실시 예 188. 실시 예 178의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 비늘모양의 마이크로리지들의 적어도 일부는 적층된 외관을 갖는다.
실시 예 189. 실시 예 178의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 비늘모양의 마이크로리지들의 적어도 일부는 불규칙한 형상을 갖는 복수의 상승된 부분들 및 상기 복수의 상승된 부분들 사이에서 연장되는 주름들을 포함한다.
실시 예 190. 실시 예 88 및 169 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들은 패각상 파쇄 피처이다.
실시 예 191. 실시 예 88 및 169 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들은 상기 측 표면의 파쇄 중에 형성된다.
실시 예 192. 실시 예 88 및 169 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 복수의 마이크로리지들은 절벽 영역을 포함한다.
실시 예 193. 실시 예 87, 88, 89, 90, 91 및 92 중 어느 하나의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 몸체의 측 표면은 측 표면 부분들을 포함하고, 각각의 측 표면 부분은 상기 본체의 외측 코너들 사이에서 연장하고, 상기 측 표면 부분의 적어도 45 %는 상기 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 194. 실시 예 193의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 몸체는 상기 복수의 마이크로리지들을 포함하는 적어도 세 개의 측 표면 부분들을 포함한다.
실시 예 195. 실시 예 193의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 모든 측 표면 부분들은 복수의 마이크로리지들을 포함한다.
실시 예 196. 실시 예 193의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 몸체의 측 표면 부분들의 적어도 52 % 또는 적어도 54 % 또는 적어도 56 % 또는 적어도 58 % 또는 적어도 60 % 또는 적어도 62 % 또는 적어도 64 % 또는 적어도 66 % 또는 적어도 68 % 또는 적어도 70 % 또는 적어도 72 % 또는 적어도 74 % 또는 적어도 76 % 또는 적어도 78 % 또는 적어도 80 % 또는 적어도 82 % 또는 적어도 84 % 또는 적어도 86 % 또는 적어도 88 % 또는 적어도 90 % 또는 적어도 92 % 또는 적어도 94 % 또는 적어도 96 % 또는 적어도 98 % 또는 적어도 99 %는 복수의 마이크로리지들을 포함하다.
실시 예 197. 실시 예 193의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 몸체는 상기 복수의 마이크로리지들을 포함하지 않는 적어도 하나의 측 표면 부분을 포함한다.
실시 예 198. 실시 예 193의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 집합체의 연마 입자들의 적어도 10 %는 복수의 마이크로리지들을 포함하는 측 표면 부분의 적어도 45 %를 갖는다.
실시 예 199. 실시 예 193의 연마 입자들의 집합체에 있어서, 상기 집합체의 연마 입자들 각각이 상기 복수의 마이크로리지들을 포함하는 측 표면 부분의 적어도 45 %를 갖는다.
예시들
다양한 연마 입자들이 다음 조건들에 따라 제조된다.
제1 샘플, 샘플(S1)은 대략 37-43 중량 %의 베마이트, 물 및 질산을 포함하는 혼합물로부터 처음에 형성된다. Sasol Corp.의 Disperal과 같은 상업적으로 입수 할 수 있는 베마이트를 사용할 수 있다. 질산 대 베마이트 비율은 약 0.035이다. 베마이트를 혼합하고 혼합물의 전체 알루미나 함량에 대해 1 % 알파 알루미나 시드로 시딩한다. 알파 알루미나 씨드는, 예를 들어 US 4,623,364에 기술된 종래 기술을 사용하여 커런덤(corundum)의 밀링(milling)에 의해 제조된다. 상기 성분들을 통상적인 디자인의 유성식 혼합기에서 혼합되고, 혼합물로부터 가스 성분(예를 들어 기포)을 제거하기 위해 감압 하에 혼합되었다.
이어서 혼합물을 압출기를 사용하여 벨트 상에 캐스팅한다. 혼합물은 약 8 ㎝의 폭과 약 0.4 ㎜의 높이를 갖는 층을 형성한다. 혼합물과 접촉하는 벨트의 표면은 Invar 36이다. 압출 및 층으로의 혼합물의 형성은 온도, 압력 및 대기의 표준 대기 조건 하에서 수행된다.
혼합물을 형성한 후, 연마 입자들의 상이한 샘플들을 생성하기 위해 다양한 변형이 수행된다. 특히, 상기 층은 상이한 피처들을 갖는 다양한 상이한 형태로 성형된다.
실시 예 1
혼합물은 상기한 바와 같은 층으로 성형되고, 도 3a 및 도 3b에 도시된 형태와 같은, 정사각형 형상의 개구들을 갖는 형태를 사용하여 층의 상부 표면을 변형 시킨다. 각 사각형 형상의 개구는 개구를 획정하는 4 개의 측들을 가지며, 각 측의 길이는 약 1.7mm이다. 형태는 실리콘으로 만들어졌고 벨트 상의 몸체의 상부 표면으로 눌려진다(손으로). 형태 상의 피처들의 배열에 대응하는 몸체의 상부 표면에 선들을 만들기 위해 충분한 힘이 가해진다.
변형된 몸체는 변형된 몸체의 상부 표면 위에 나란하게 병렬로 장착된 두 개의 4000W IR 램프들을 포함하는 건조 존으로 운반된다. 각 램프는 길이가 40 인치이고, 폭이 2.5 인치이며, 최대 전력의 35 %에서 사용된다(즉, 1400W). 건조 존 내의 건조 온도는 70 ° C로 설정되며, 이는 변형된 본체의 상부 표면에서 약 1 cm 위에 놓인 서모커플(thermocouple)으로 제어된다. 약 50 %(+ 15 %)의 상대 습도를 갖는 공기는 약 1.5m/s의 유속으로 건조 존으로 유입된다. 건조 존은, 공기가 엔클로저를 통해 흐를 수 있도록, 대향 단부에 개구를 갖는, 부분적으로 둘러싸여있다. 엔클로저는 길이 2m, 높이 0.5m, 너비 0.5m이다.
건조는 상기 언급된 조건 하에서 수행되어 몸체의 제어된 크래킹 및 전구체 연마 입자들의 형성을 달성한다. 즉, 형태로 몸체를 변형시킨 후에, 건조 조건은 몸체로부터 다수의 전구체 연마 입자들을 생성하는 방식으로 변형된 몸체를 크래킹하기에 충분하다. 형태에 의해 생성된 몸체의 패턴의 성질은, 전구체 연마 입자들의 형성을 용이하게 하는, 건조 프로세스 동안의 크래킹의 거동에 영향을 미친다.
건조된 연마 입자들은 표준 대기압과 공기 분위기의 회전식 튜브 퍼니스(furnace)에서 약 1400 ℃의 소결 온도에서 10분 동안 소결되었다.
도 13a 내지 도 13r은 예시 1의 방법에 따라 제조된 입자의 하향식 이미지를 제공한다. 도 13a 내지 도 13r은 Nanovea 현미경으로 촬영한 이미지를 포함하며, 여기서 색차는 입자 표면을 따라 높이 차를 나타낸다. 특히, 일부 입자들은 몸체를 변형시키는 프로세스 동안 형성된 피처들을 따라 분할하지 않고, 피처들의 증거가 이들 연마 입자들 내에 존재한다(예를 들어, 도 13a 내지 도 13f). 다른 입자들은 변형 프로세스(예를 들어,도 13g 내지 도 13l) 동안 형성되는 피처들을 따라 크랙된 것으로 보이며, 그러한 연마 입자들은 몸체를 패턴화하는 데 사용되는 형태의 개구의 형상에 실질적으로 대응하는 2차원 형상을 갖는다. 이러한 연마 입자들은 또한 몸체(하소 및 소결 동안 발생된 약간의 수축이 제공된)를 패턴화하기 위해 사용되는 형태의 개구의 크기에 일반적으로 해당하는 크기를 갖는다. 다른 연마 입자들(예컨대, 도 13m 내지 도 13r)은 예시 1에 따라 형성된 연마 입자들의 이미지들을 포함하며, 여기서 입자들은 몸체 내에 형성된 피처들 근처에서 크랙킹된 것처럼 보이지만, 피처들의 일부 증거(예를 들어, 돌출부들 또는 그루브들)가 연마 입자들 내에 존재한다. 이러한 피처들은 전형적으로 연마 입자들의 측벽 근처에 위치한다. 또한,도 15a, 15b, 16 및 17에 도시되고 기술된 피처들은 은 예시 1로부터 제조된 연마 입자들을 나타낸다.
예시 2
연마 입자들은, 몸체가 도 4c 및 4d에 개시된 형태를 사용하여 변형된 것을 제외하고, 상기 언급된 혼합물을 생성하는 프로세스를 사용하고 예시 1에서 제공된 조건을 사용하여 형성되었다. 형태는 3D 인쇄물이다. 형태는, 형태의 피처들의 패턴에 대응하는 몸체의 상부 표면에서 피처들(예를 들어, 오목부들)의 패턴을 생성하기에 충분한 힘으로 벨트 상의 혼합물에 대해 가압된다(손으로). 도 12a 내지 도 12j는 예시 2에 따라 형성된 연마 입자들의 이미지들을 포함한다.
실시 예 3
연마 입자들은, 몸체가 도 4g 및 4h에 개시된 형태를 사용하여 변형된 것을 제외하고, 상기 언급된 혼합물의 생성 프로세스를 사용하고 예시 1에서 설명된 조건들을 사용하여 형성된다. 형태는 3D 인쇄물이다. 형태는, 형태의 피처들의 패턴에 대응하는 몸체의 상부 표면에서 피처들(예를 들어, 오목부들)의 패턴을 생성하기에 충분한 힘으로 벨트 상의 혼합물에 대해 가압된다(손으로). 도 14a 내지 도 14j는 예시 3에 따라 형성된 연마 입자들의 이미지들을 포함한다.
예시 4
연마 입자들은, 혼합물이 PEEK로 제조된 형태로부터 패턴화되고 형태는 전동식 롤러를 통해 혼합물의 표면에 대해 가압된 것을 제외하고, 예시 1의 프로세스를 사용하여 형성된다. 이 샘플의 연마 입자들은 집합체를 형성하며, 본원에서는 샘플(S4)로 지칭된다. 집합체으로부터의 연마 입자의 대표적인 이미지가 도 18 내지 20에 제공된다. 연마 입자들의 집합체는 약 3.80의 MAF, 약 1.14의 이방성 계수 표준 편차, 3 보다 큰 제1 영역과 제2 영역 사이의 MAF 차이, 9.28의 평균 비-볼록 계수, 3.54의 비-볼록 계수 표준 편차, 228 미크론의 몸체의 평균 높이, 대략 46 미크론의 높이의 표준 편차, 68 미크론의 제1 영역 평균 높이, 172 미크론의 제2 영역 평균 높이를 갖는다.
분석은 이러한 입자들과 샘플(S4)의 대표적인 입자들 사이의 차이를 평가하기 위해 다른 유형의 기존 연마 입자들에 대해 완료된다. 제1 종래의 입자들의 집합체, 샘플(CS1)이 얻어지고, 3M으로부터 Cubitron II로서 이용 가능한 삼각형 모양의 연마 입자를 대표한다. 도 23a는 샘플(CS1)로부터의 연마 입자의 하향식 이미지를 포함한다. 도 23b는 샘플(CS1)로부터의 연마 입자의 측 표면의 일부의 이미지를 포함한다.
종래의 입자들의 제2 집합체, 샘플(CS2)가 얻어지며, 종래의 분쇄된 연마 입자들을 대표한다. 도 24a는 샘플(CS2)의 입자의 하향식 이미지를 포함한다. 도 24b는 샘플(CS2)의 연마 입자의 측 표면의 일부의 이미지를 포함한다. 이러한 입자는 Saint-Gobain Corporation으로부터 Cerpass 24 Grit로서 상업적으로 입수 가능하다.
마지막으로, 종래의 연마 입자들의 제3 집합체, 샘플(CS3)이 얻어지며, 나중에 블레이드로 절단된 물질 층에 캐스팅된 입자들을 대표한다. 도 25a는 샘플(CS3)의 입자의 하향식 이미지를 포함한다. 도 25b는 샘플(CS2)의 연마 입자의 측 표면의 일부의 이미지를 포함한다.
샘플(CS1)의 연마 입자들은 약 0.64의 MAF, 약 0.49의 이방성 계수 표준 편차, 3.32의 평균 비-볼록 계수, 0.73의 비-볼록 계수 표준 편차 및 290 미크론의 몸체의 평균 높이를 갖는다. 샘플(CS1)의 연마 입자들이 아마도 몰딩 프로세스를 통해 제조된 성형된 연마 입자들이기 때문에, 입자들의 측벽들은, 샘플(S4)의 대표적인 연마 입자들에 의해 입증된 바와 같이, 제1 영역 및 제2 영역과 같이 현저하게 상이한 영역을 나타내지 않았다.
샘플(CS2)의 연마 입자들의 집합체는 약 1.21의 MAF, 약 0.72의 이방성 계수 표준 편차, 12.9의 평균 비-볼록 계수, 3.65의 비-볼록 계수 표준 편차, 514 미크론의 몸체의 평균 높이, 약 106 미크론의 높이의 표준 편차를 갖는다. 샘플(CS2)의 연마 입자들이 분쇄된 연마 입자들이기 때문에, 입자들의 측벽은, 샘플(S4)의 대표적인 연마 입자들에 의해 입증된 바와 같이, 제1 영역 및 제2 영역과 같이 현저하게 상이한 영역을 나타내지 않았다.
샘플(CS3)의 연마 입자들의 집합체는 9.40의 평균 비-볼록 계수, 2.33의 비-볼록 계수 표준 편차를 갖는다. MAF는 측정되지 않았지만, 이미지들에 제공된 것을 감안할 때, 측벽 영역들의 대부분은 샘플(S4)의 대표적인 연마 입자들보다 MAF가 낮을 수 있다. AF 표준 편차도 동일하다. 도 25b에 도시된 바와 같이, 샘플(CS3)의 연마 입자들은 일반적으로 각각 제1 및 제2 영역들(2502, 2503)을 포함하는 측벽들을 갖는다. 몸체의 평균 높이는 약 289 미크론이고 높이의 표준 편차는 약 57 미크론이다. 제2 영역(2503)은 제1 영역(2502)에 비해 높이가 현저히 낮다. 제2 영역(2503)은 평균 높이가 18 미크론이고 제1 영역(2502)은 평균 높이가 약 271 미크론이다. 몸체(2501)의 높이에 대한 제2 영역(2503)의 높이는 대략 6 %이다. 제1 영역(2502)은 제2 영역(2503)과 비교하여 현저히 매끄럽고 텍스쳐가 적은 표면을 갖는다.
본원은 본 기술 분야로부터의 발전을 나타낸다. 업계는 연마 입자들이 몰딩 및 스크린 프린팅과 같은 프로세스들을 통해 형성될 수 있다는 것을 인식하였지만, 본원의 실시 예들의 프로세스들은 그러한 프로세스들과 구별된다. 특히, 본원의 실시 예들은 독특한 피처들의 하나 또는 조합을 갖는 연마 입자들의 형성을 용이하게 하는 프로세스 특징들의 조합을 이용한다. 이러한 피처들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 형상, 크기, 하나 이상의 주 표면들의 피처들, 조성 및 본원의 실시 예들에 기술된 것과 같은 다른 것들을 포함할 수 있다. 더욱이, 본원의 실시 예들의 프로세스들은, 연마 입자들의 피처들의 하나 이상의 조합을 포함하는 하나 이상의 특성들을 갖는, 성형 연마 입자들 또는 연마 입자들의 집단의 형성을 용이하게 한다. 본원의 실시 예들의 연마 입자들을 함유하는 특정 연마 입자들 및 집단들은 고정된 연마 물품과 관련하여 향상된 성능을 가능하게 하는 피처들을 가질 수 있다.
상기에 개시된 주제는 제한적인 것이 아니라, 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 첨부된 청구 범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 모든 변형, 개선 및 다른 구현 예들을 포함하는 것으로 의도된다. 따라서, 법에 의해 허용되는 최대 범위까지, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위 및 그 균등물들의 가장 넓게 허용 가능한 해석에 의해 결정되어야 하며, 전술한 상세한 설명에 의해 한정되거나 제한되지 않아야 한다.
본 발명의 요약은 특허법을 준수하기 위해 제공되는 것이며 청구범위의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는 데 사용되지 않을 것이라는 이해 하에 제출된다. 또한, 전술한 상세한 설명에서, 본 개시 내용을 간략화 할 목적으로 다양한 특징이 함께 그룹화되거나 단일 구현 예로 기술될 수 있다. 본 개시 내용은 청구된 구현 예들이 각 청구항에 명시적으로 열거된 것보다 많은 특징을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 다음의 청구범위가 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제는 임의의 개시된 구현예의 모든 특징보다 적게 지향될 수 있다. 따라서, 다음의 청구범위는 상세한 설명으로 포함되며, 각 청구항은 별도로 청구되는 대상을 독립적으로 정의하는 것으로 기재된다.

Claims (15)

  1. 제1 주 표면, 상기 제1 주 표면에 대향하는 제2 주 표면, 및 상기 제1 주 표면과 상기 제2 주 표면 사이에서 연장되는 측 표면을 포함하는 몸체를 포함하는 연마 입자들(abrasive particles)의 집합체(collection)로서,
    상기 입자들의 집합체가 3.00 이상의 평균 이방성 계수(Mean Anisotropy Factor)를 포함하는, 연마 입자들의 집합체.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 평균 이방성 계수가 20 이하인, 연마 입자들의 집합체.
  4. 청구항 1에 있어서, 10 이하의 이방성 표준 편차(Anisotropy Standard Deviation)를 포함하는, 연마 입자들의 집합체.
  5. 청구항 1에 있어서, 0.75 이상의 이방성 표준 편차를 포함하는, 연마 입자들의 집합체.
  6. 청구항 1에 있어서, 3.5 이상의 평균 비-볼록 계수(Mean Non-Convexity Factor)를 포함하는, 연마 입자들의 집합체.
  7. 청구항 1에 있어서, 30 이하의 평균 비-볼록 표준 편차를 포함하는, 연마 입자들의 집합체.
  8. 청구항 1에 있어서, 2.4 이상의 평균 비-볼록 표준 편차를 포함하는, 연마 입자들의 집합체.
  9. 청구항 1에 있어서, 100 미크론 이하의 높이의 표준 편차를 포함하는, 연마 입자들의 집합체.
  10. 청구항 1의 입자들의 집합체를 포함하는, 고정된 연마 물품.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 고정된 연마 물품이 연마 입자들의 제1 집합체로부터 하나 이상의 방식으로 구별되는 연마 입자들의 제2 집합체를 추가로 포함하는, 고정된 연마 물품.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 연마 입자들의 제1 집합체가 상기 고정된 연마 물품의 복수의 연마 입자들을 포함하는, 고정된 연마 물품.
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 고정된 연마 물품이 코팅된 연마 물품인, 고정된 연마 물품.
  14. 청구항 10에 있어서, 상기 고정된 연마 물품이 결합된 연마 물품인, 고정된 연마 물품.
  15. 청구항 10에 있어서, 희석제 연마 입자들을 추가로 포함하는, 고정된 연마 물품.
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