KR102547022B1 - 다수의 색을 갖는 수지 접합된 연마 물품 - Google Patents

Abstract

개시된 다양한 실시 형태는 복합 연마 물품에 관한 것이다. 이 물품은 제1 색을 갖는 제1 부분 및 제1 색과는 상이한 제2 색을 갖는 제2 부분으로 형성될 수 있다.

Description

다수의 색을 갖는 수지 접합된 연마 물품

접합된 연마 물품은 접합 매체를 통해 함께 결합된 연마 입자를 갖는다. 접합 매체는 유기 수지 또는 무기 재료, 예를 들어 세라믹, 유리(예를 들어, 유리질 접합제(vitreous bond)), 또는 금속일 수 있다. 접합된 연마 물품의 예에는 석재, 숫돌(hone), 및 연마 휠, 예를 들어 연삭 휠(grinding wheel) 및 절삭 휠(cut-off wheel)이 포함된다.

연삭 휠은 다양한 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 벤치 연삭기(bench grinder)와 같이 고정-장착된 모터에 의해 구동될 수 있거나 또는 수동식 휴대용 연삭기일 수 있다. 수동식 휴대용 연삭기는 작업물(workpiece) 표면에 대해 약간 경사져서 유지될 수 있으며, 예를 들어 용접 비드(welding bead), 주물의 플래시(flash), 탕구(gate), 및 라이저(riser)를 연삭하는 데 사용될 수 있다.

다양한 실시 형태에서, 본 발명은 복합 연마 물품을 제공한다. 물품은 제1 색을 갖는 제1 부분을 포함한다. 물품은 제1 색과는 상이한 제2 색을 갖는 제2 부분을 포함한다.

다양한 실시 형태는 복합 연마 물품을 형성하는 방법을 제공한다. 본 방법은 제1 복수의 입자, 유기 결합제, 및 제1 색을 갖는 제1 착색 요소를 갖는 제1 혼합물을 얻는 단계를 포함한다. 본 방법은 제1 혼합물을 주형과 접촉시키는 단계를 추가로 포함한다. 이어서, 주형을 프레싱하여 복합 연마 물품을 제공한다. 이어서, 복합 물품을 주형으로부터 제거하고, 가열하여 최종 물품을 생성한다.

다양한 실시 형태는 제1 색을 갖는 제1 부분 및 제1 색과는 상이한 제2 색을 갖는 제2 부분으로 형성된 복합 연마 물품을 사용하는 방법을 제공한다. 본 방법은 표면과 복합 연마 물품을 접촉시키는 단계를 포함한다. 본 방법은 상기 표면에 대해 물품을 이동시키는 단계를 추가로 포함한다.

복합 연마 물품 및 그의 사용 방법의 다양한 실시 형태는 소정 이점들을 가지며, 그 중 적어도 일부는 예상치 못한 것이다. 일부 실시 형태에 따르면, 복합 연마 물품의 다색 외관은 소비자 또는 사용자가 복합 연마 물품의 내용물 또는 의도된 용도를 신속하게 식별하게 할 수 있다. 일부 실시 형태에 따르면, 물품에 존재하는 상이한 색들은 물품 내에 또는 물품 전체에 걸쳐 회사 로고를 나타내는 데 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에 따르면, 복수의 입자들 사이의 색의 대비는 사용자 또는 소비자에게 물품 내의 입자의 분포를 보여주는 데 도움을 줄 수 있다. 일부 실시 형태에서, 물품의 상이한 색들은 사용자가 소정의 색 또는 패턴을 특정 물품과 관련시킬 수 있다는 점에서 실수-방지(mistake-proofing) 특징부로서의 역할을 또한 할 수 있다. 추가적으로, 일부 실시 형태에서, 상이한 색들은 사용자 및 소비자가 연마 물품의 브랜드를 식별하는 데 도움을 줄 수 있다. 다양한 실시 형태에 따르면, 물품에 존재하는 상이한 색들은 물품이 그의 유효 수명의 마지막에 근접하고 있는지 여부를 나타내는 데 또한 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 복수의 입자는, 물품이 원하는 응용에 사용될 수 있음을 나타내는, 물품의 미리 결정된 회전 속도에서 시각적 표시를 생성하는 특정 패턴으로 배열될 수 있다.

반드시 축척대로 도시되지는 않은 도면에서, 유사한 도면 부호는 몇몇 도면에 걸쳐 실질적으로 유사한 구성요소를 기술한다. 상이한 문자 접미사를 갖는 유사한 도면 부호는 실질적으로 유사한 구성요소의 상이한 사례를 나타낸다. 도면은 일반적으로 본 명세서에서 논의되는 다양한 실시 형태를 제한으로서가 아니라 예로서 예시한다.
도 1은 복합 연마 물품의 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취한 복합 연마 물품의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3f는 복합 연마 물품의 형상화된 세라믹 연마 입자의 다양한 예를 도시한다.
도 4는 실시예 1의 휠을 나타내는 사진이다.
도 5는 실시예 2의 추가적인 휠을 나타내는 사진이다.
도 6은 비교예 A의 추가적인 휠을 나타내는 사진이다.
도 7은 비교예 B의 추가적인 휠을 나타내는 사진이다.
도 8은 비교예 C의 휠을 나타내는 사진이다.
도 9는 비교예 D의 휠을 나타내는 사진이다.
도 10은 실시예 3의 휠을 나타내는 사진이다.
도 11은 실시예 4의 휠을 나타내는 사진이다.

이제, 개시된 발명 요지의 소정 실시 형태가 상세히 참조될 것이며, 이의 예는 첨부 도면에 부분적으로 예시되어 있다. 개시된 발명 요지는 열거된 청구항과 관련하여 설명될 것이지만, 예시된 발명 요지는 청구범위를 개시된 발명 요지로 제한하고자 하는 것이 아님이 이해될 것이다.

본 명세서 전체에 걸쳐, 범위 형식으로 표현된 값은, 그러한 범위의 한계치로서 명시적으로 언급된 수치 값을 포함하는 것뿐만 아니라, 그러한 범위 내에 포함되는 모든 개별 수치 값 또는 하위 범위를, 마치 각각의 수치 값 및 하위 범위가 명시적으로 언급되어 있는 것처럼 포함하는 것으로 유연한 방식으로 해석되어야 한다. 예를 들어, "약 0.1% 내지 약 5%" 또는 "약 0.1% 내지 5%"의 범위는 단지 약 0.1% 내지 약 5%뿐만 아니라, 지시된 범위 내의 개별 값(예를 들어, 1%, 2%, 3%, 및 4%) 및 하위 범위(예를 들어, 0.1% 내지 0.5%, 1.1% 내지 2.2%, 3.3% 내지 4.4%)를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 달리 나타내지 않는 한, "약 X 내지 Y"라는 언급은 "약 X 내지 약 Y"와 동일한 의미를 갖는다. 마찬가지로, 달리 나타내지 않는 한, "약 X, Y, 또는 약 Z"라는 언급은 "약 X, 약 Y, 또는 약 Z"와 동일한 의미를 갖는다.

본 명세서에서, 단수형("a", "an", 또는 "the") 용어는 문맥이 달리 명확하게 나타내지 않는 한, 하나 또는 하나 초과를 포함하는 데 사용된다. 용어 "또는"은 달리 나타내지 않는 한, 비배타적인 "또는"을 지칭하는 데 사용된다. "A 및 B 중 적어도 하나"라는 언급은 "A, B, 또는 A 및 B"와 동일한 의미를 갖는다. 게다가, 본 명세서에 사용되고 달리 정의되지 않은 어구 또는 용어는 단지 설명을 위한 것이며 제한을 위한 것이 아님이 이해되어야 한다. 섹션 제목의 임의의 사용은 본 명세서의 이해를 돕고자 함이고 제한으로서 해석되어서는 안 되며; 섹션 제목과 관련된 정보는 그러한 특정 섹션 안에 또는 밖에 존재할 수 있다. 본 명세서에서 언급되는 모든 간행물, 특허, 및 특허 문헌은 마치 개별적으로 참고로 포함되어 있는 것처럼 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 명세서와 그렇게 참고로 포함된 문헌들 사이의 사용이 불일치하는 경우에는, 포함된 참고문헌에서의 사용은 본 명세서의 사용에 대한 보완으로서 간주되어야 하며; 양립할 수 없는 불일치의 경우, 본 명세서에서의 사용이 좌우한다.

본 명세서에 기재된 방법에서, 행동들은, 시간 순서 또는 작업 순서가 명시적으로 언급되어 있는 경우를 제외하고는, 본 발명의 원리로부터 벗어남이 없이 임의의 순서로 수행될 수 있다. 더욱이, 지정된 행동들은, 청구범위의 명시적 표현에 이들이 개별적으로 수행될 것이라고 되어 있지 않는 한, 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, X를 행하는 청구된 행동 및 Y를 행하는 청구된 행동은 단일 작업 내에서 동시에 수행될 수 있으며, 얻어지는 공정은 청구된 공정의 문자 그대로의 범주 내에 속할 것이다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "약"은 소정 값 또는 범위에 있어서의, 예를 들어 언급된 값 또는 언급된 범위 한계치의 10% 이내, 5% 이내, 또는 1% 이내의 변동성의 정도를 가능하게 할 수 있으며, 언급된 정확한 값 또는 범위를 포함한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로"는 적어도 약 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%, 99.9%, 99.99%, 또는 적어도 약 99.999% 또는 그 이상, 또는 100%에서와 같이 대다수 또는 대부분을 지칭한다.

복합 연마 물품

도 1 및 도 2는 일 실시 형태에 따른 연마 물품(100)의 일 예를 나타낸다. 구체적으로, 도 1은 복합 연마 물품(100)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취한 복합 연마 물품(100)의 단면도이다. 도 1 및 도 2는 다수의 동일한 특징부를 나타내며 동시에 논의된다. 도시된 바와 같이, 연마 물품(100)은 중심-함몰형 연삭 휠(depressed center grinding wheel)이다. 다른 예에서, 연마 물품은 절삭 휠, 절단 휠(cutting wheel), 절삭 및 연삭 휠(cut-and-grind wheel), 중심-함몰형 절삭 휠, 릴 연삭 휠(reel grinding wheel), 마운티드 포인트(mounted point), 공구 연삭 휠, 롤 연삭 휠, 열간-프레싱된 연삭 휠, 공구 연삭 휠, 면 연삭 휠(face grinding wheel), 연삭 플러그(grinding plug), 연삭 콘(grinding cone), 레일 연삭 휠(rail grinding wheel), 원통형 연삭 휠, 및 이중 디스크 연삭 휠일 수 있다. 휠의 치수는 임의의 적합한 크기일 수 있으며, 예를 들어 직경이 2 cm 내지 약 2000 cm의 범위일 수 있다.

물품(100)은 제1 층(102) 및 제2 층(104)을 포함한다. 각각의 층(102, 104)은 다수의 상이한 구성요소로 형성된다. 예를 들어, 제1 층(102)은 형상화된 세라믹 연마 입자(106) 및 선택적인 희석용의 더 작은 크기의 형상화된 세라믹 연마 입자 또는 파쇄된 연마 입자(108)로 형성되는데, 이들 입자는 제1 유기 결합제(110) 내에 유지된다. 제2 연마 층(104)은 후방 표면을 한정하며 제1 층(102)에 접합된다. 제2 층(104)은 제2 유기 결합제(114) 내에 유지되는 제2의 파쇄된 연마 입자(112)를 포함한다. 제2 유기 결합제(114)는 제1 유기 결합제(110)와 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 복합 연마 물품(100)은 제1 층(102)으로부터 제2 층(104)을 통해 연장되는 중심 개구(116)를 포함한다. 중심 개구(116)는, 예를 들어 전동 공구에 대한 부착을 위해 사용될 수 있다. 제1 층(102)은 선택적으로 제1 층(102)의 전방에 인접한 1차 보강 재료(118)를 추가로 포함한다. 제2 층(104)은 선택적으로 제2 층(104)의 후방에 인접한 2차 보강 재료(120)를 추가로 포함한다. 선택적인 보강 재료(122)는 제1 층(102)과 제2 층(104) 사이에 개재되고/되거나 제1 층(102)과 제2 층(104)의 접합부(junction)에 배치된다. 일부 실시 형태에서, 제1 층(102) 및 제2 층(104)은 서로 접촉하는 반면, 다른 실시 형태에서는 이들은 하나 이상의 추가 요소(예를 들어, 보강 재료를 선택적으로 포함하는 제3 유기 결합제의 층)를 통하여 서로 접합된다.

도시된 바와 같이, 복합 연마 물품(100)은 적어도 2가지의 상이한 색을 갖도록 형성된다. 즉, 물품(100)의 제1 부분은 제1 색을 가지며, 물품(100)의 제2 부분은 제1 색과는 상이한 제2 색을 가질 수 있다. 제1 색 및 제2 색은 백색, 적색, 주황색, 황색, 녹색, 청색, 남색, 보라색, 흑색 또는 이들의 임의의 색조(shade)일 수 있다. 추가의 예에서, 복합 연마 물품(100)의 제3 부분은 제1 색 및 제2 색 중 적어도 하나와는 상이한 제3 색을 가질 수 있다. 복합 연마 물품(100)은 제1 색, 제2 색 및 제3 색 중 적어도 하나와는 상이한 제4 색을 갖는 제4 부분을 추가로 포함할 수 있다. 제3 색 및 제4 색은 백색, 적색, 주황색, 황색, 녹색, 청색, 남색, 보라색, 흑색 또는 이들의 임의의 색조일 수 있다. 복합 연마 물품(100)은 2개의 부분만큼 적은 부분을 포함할 수 있고, 추가의 예에서 4개 초과의 부분을 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "부분"은 복합 연마 물품(100)의 임의의 개별 구성요소 또는 하위 구성요소를 지칭한다. 각각의 부분은 물품(100)의 소정 중량%를 차지하는 것으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 제1 부분, 제2 부분, 제3 부분, 및 제4 부분 중 적어도 하나는 물품(100)의 약 2 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 물품(100)의 약 10 중량% 내지 약 25 중량%의 범위일 수 있거나, 또는 물품(100)의 약 5 중량%, 10 중량%, 15 중량%, 20 중량%, 25 중량%, 30 중량%, 35 중량%, 40 중량%, 또는 45 중량% 미만이거나, 그와 동일하거나, 그 초과일 수 있다. 각각의 부분이 포함할 수 있는 구성요소 또는 하위 구성요소의 예는 물품(100)의 제1 층(102) 및 제2 층(104)이다. 상응하게는, 제3 부분 및 제4 부분은 물품(100)의 제3 층 및 제4 층을 지칭할 수 있다.

또한, 각각의 부분은 복합 연마 물품(100)의 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 부분은 물품(100)의 제1 복수의 입자를 포함할 수 있는 한편, 제2 부분은 물품(100)의 제2 복수의 입자를 포함할 수 있다. 상응하게는, 제3 부분은 물품(100)의 제3 복수의 입자를 포함할 수 있고, 제4 부분은 물품(100)의 제4 복수의 입자를 포함할 수 있다. 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나는 형상화된 연마 입자, 파쇄된 연마 입자, 통상적인 입자(예를 들어, 압출된 입자 또는 대체로 막대 형상인 입자), 충전제 입자, 또는 글리터(glitter)를 포함할 수 있다.

각각의 복수의 입자는 색이 상이할 수 있는 반면 동일한 유형의 입자일 수 있다. 예를 들어, 제1 복수의 입자는 적색일 수 있고, 제2 복수의 입자는 황색일 수 있고, 제3 복수의 입자는 백색일 수 있고, 제4 복수의 입자는 녹색일 수 있다. 그러나, 각 입자의 형상은 동일할 수 있다. 다시 도 2를 참조하면, 제1 층(102) 내의 형상화된 세라믹 연마 입자(106)의 총 수는 둘 이상의 부분으로 나누어질 수 있는데, 각각은 상이한 색을 가질 수 있는 반면, 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 다른 예에서, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나의 각각은 다른 복수의 입자 중 적어도 하나와는 상이한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 복수의 입자의 형상은 절두 정삼각형 피라미드와 유사할 수 있다. 제2 복수의 입자는 다른 유형의 형상화된 세라믹 연마 입자, 불규칙적인 형상을 갖는 파쇄된 세라믹 연마 입자, 통상적인 세라믹 연마 입자, 불규칙하게 형상화된 충전제 입자, 연삭 보조제 입자, 또는 불규칙하게 형상화된 글리터 입자 중 임의의 것일 수 있다. 일부 예에서, 둘 이상의 복수의 입자의 형상은 동일할 수 있지만, 각 입자의 크기는 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 복수의 입자 및 제2 복수의 입자는 절두 피라미드와 유사할 수 있다. 그러나, 제1 복수의 입자의 크기는 제2 복수의 입자의 크기보다 클 수 있다. 크기 차이는 입자의 치수의 관점에서 측정될 수 있다.

접합된 연마 물품(100)의 다양한 실시 형태에 따라 많은 상이한 색 조합이 가능하다. 예를 들어, 접합된 연마 물품(100)이 제1 색 및 제2 색을 갖는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 경우, 상이한 색 조합에는 흑색과 적색; 적색과 황색; 흑색과 주황색; 적색과 주황색; 흑색과 녹색; 적색과 녹색; 황색과 녹색; 흑색과 회색; 녹색과 회색; 또는 적색과 회색이 포함될 수 있다. 접합된 연마 물품(100)이 제1 색 및 제2 색과는 상이한 제3 색을 갖는 제3 부분을 추가로 포함하는 경우, 상이한 색 조합에는 흑색, 적색 및 황색; 흑색, 적색 및 주황색; 흑색, 적색 및 녹색; 적색, 황색 및 녹색; 그리고 흑색, 적색 및 회색이 포함될 수 있다. 접합된 연마 물품(100)이 제1 색, 제2 색 및 제3 색과는 상이한 제4 색을 갖는 제4 부분을 추가로 포함하는 경우, 상이한 색 조합에는 흑색, 적색, 황색, 및 주황색; 흑색, 적색, 황색 및 회색; 흑색, 적색, 황색 및 녹색; 흑색, 적색, 주황색, 및 회색; 흑색, 적색, 주황색, 및 녹색; 적색, 황색, 주황색, 및 회색; 적색, 황색, 주황색, 및 녹색; 그리고 황색, 주황색, 회색, 및 녹색이 포함될 수 있다.

접합된 연마 휠(100)의 다양한 추가의 실시 형태에서, 적어도 제1 층(102) 및 제2 층(104)은 상이한 색을 가질 수 있고, 제3 층은 제1 층(102) 및 제2 층(104) 중 하나와 비교하여 동일한 색 또는 상이한 색을 가질 수 있다.

도 3a 내지 도 3f는 미리 결정된 색을 갖도록 형성될 수 있는 형상화된 세라믹 연마 입자(106)의 다양한 예를 도시한다. 도 3a 및 도 3b에 나타나 있는 바와 같이, 형상화된 세라믹 연마 입자(106A)는 삼각형 밑면(132), 삼각형 상부(134), 및 (등변으로서 도시된) 삼각형 밑면(132)과 삼각형 상부(134)를 연결하는 복수의 경사진 측면(136A, 136B, 136C)에 의해 제한된 절두 정삼각형 피라미드를 포함한다. 경사각(138A)은 삼각형 밑면(132)과 측면(136A)의 교차에 의해 형성된 이면각이다. 유사하게는, 경사각(138B, 138C)(둘 모두 도시되지 않음)은 삼각형 밑면(132)과 측면(136B, 136C)의 각각의 교차에 의해 형성된 이면각에 상응한다. 형상화된 세라믹 연마 입자(106)의 경우에, 모든 경사각이 동일한 값을 갖는다. 일부 실시 형태에서, 측면 에지(140A, 140B, 140C)는 50 마이크로미터 미만의 평균 곡률 반경을 갖지만, 이는 필수 조건은 아니다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 실시 형태에서, 측면들(136A, 136B, 136C)은 동일한 치수를 가지며, 약 82도의 삼각형 밑면(132)과의 이면각(82도의 경사각에 상응함)을 형성한다. 그러나, 다른 이면각(90도를 포함함)이 또한 사용될 수 있음이 인식될 것이다. 예를 들어, 밑면과 각각의 측면 사이의 이면각은 독립적으로 45 내지 90도(예를 들어, 70 내지 90도, 또는 75 내지 85도)의 범위일 수 있다.

도 3c에 도시된 바와 같이, 형상화된 세라믹 연마 입자(106B)는 도 3c에 도시된 바와 같은 정사면체로 형상화될 수 있다. 따라서, 형상화된 세라믹 연마 입자(106B)는 6개의 공통 에지(148A, 150A, 152A, 154A, 156A, 158A)에 의해 연결된 4개의 합동인 평면 주면(congruent planar major side)(140A, 142A, 144A, 146A)을 갖는다.

다른 실시 형태에서, 형상화된 세라믹 연마 입자(106)는 도 3d에 도시된 바와 같이 형상화될 수 있다. 도시된 바와 같이, 형상화된 세라믹 연마 입자(106C)는 6개의 공통 에지(148B, 150B, 152B, 154B, 156B, 158B)에 의해 연결된 4개의 오목한 주면(140B, 142B, 144B, 146B)을 갖는다. 다른 실시 형태에서, 형상화된 세라믹 연마 입자(106)는 도 3e에 도시된 바와 같이 형상화될 수 있다. 따라서, 형상화된 세라믹 연마 입자(106D)는 6개의 공통 에지(148C, 150C, 152C, 154C, 156C, 158C)에 의해 연결된 4개의 볼록한 주면(140C, 142C, 144C, 146C)을 갖는다.

다른 실시 형태에서, 형상화된 세라믹 연마 입자(106)는 도 3f에 도시된 바와 같이 절두 사면체로 형상화될 수 있다. 따라서, 형상화된 세라믹 연마 입자(106E)는 실질적으로 동일한 길이의 6개의 공통 에지(148D, 150D, 152D, 154D, 156D, 158D)에 의해 연결된 4개의 평면 주면(140D, 142D, 144D, 146D)을 갖는다. 입자(106E)는 정점(158, 160, 162, 164)을 또한 포함한다.

본 명세서에 기재된 형상화된 세라믹 연마 입자(106A 내지 106E)는 다이아몬드 공구를 사용하여 절삭된 공구(즉, 주형)를 사용하여 제조될 수 있는데, 다이아몬드 공구는, 예를 들어, 스탬핑 또는 펀칭과 같은 다른 제조 대안보다 더 높은 특징부 명료도(feature definition)를 제공한다. 공구 표면 내의 공동은 편평한 면들을 가질 수 있는데, 이들은 예리한 에지들을 따라 만나며 절두 피라미드의 측면 및 상부를 형성한다. 생성된 형상화된 세라믹 연마 입자는 공구 표면 내의 공동의 형상(예를 들어, 절두 피라미드)에 상응하는 각각의 공칭 평균 형상을 갖지만, 공칭 평균 형상으로부터의 변화(예를 들어, 무작위 변화)가 제조 동안에 일어날 수 있고, 그러한 변화를 보이는 형상화된 세라믹 연마 입자는 본 명세서에 사용되는 바와 같은 형상화된 세라믹 연마 입자의 정의 내에 포함된다.

형상화된 세라믹 연마 입자의 크기를 지칭하는 데에 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "길이"는 형상화된 연마 입자의 최대 치수를 지칭한다. 용어 "폭"은 길이에 수직인 형상화된 연마 입자의 최대 치수를 지칭한다. 용어 "두께" 또는 "높이"는 길이 및 폭에 수직인 형상화된 연마 입자의 치수를 지칭한다.

형상화된 세라믹 연마 입자는 0.001 mm 내지 26 mm, 또는 0.1 mm 내지 10 mm, 또는 0.5 mm 내지 5 mm 범위의 길이를 갖도록 선택될 수 있지만, 다른 길이가 또한 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 길이는 그러한 입자가 내부에 포함되는 복합 연마 물품(100)의 두께의 분율로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 형상화된 연마 입자는 복합 연마 물품(100)의 두께의 절반보다 큰 길이를 가질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 길이는 복합 연마 물품(100)의 두께보다 클 수 있다.

형상화된 세라믹 연마 입자는 0.001 mm 내지 26 mm, 또는 0.1 mm 내지 10 mm, 또는 0.5 mm 내지 5 mm 범위의 폭을 갖도록 선택될 수 있지만, 다른 길이가 또한 사용될 수 있다. 형상화된 세라믹 연마 입자는 0.005 mm 내지 1.6 mm, 또는 0.2 내지 1.2 mm 범위의 두께를 갖도록 선택될 수 있다.일부 실시 형태에서, 형상화된 세라믹 연마 입자는 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 또는 그 초과의 종횡비(길이 대 두께)를 가질 수 있다.

형상화된 세라믹 연마 입자 상의 표면 코팅은 연마 물품 내의 결합제 재료와 형상화된 세라믹 연마 입자 사이의 접착을 개선하는데 사용될 수 있거나, 또는 형상화된 세라믹 연마 입자의 정전 침착을 보조하는 데 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 미국 특허 제5,352,254호(셀릭카야(Celikkaya))에 기재된 바와 같은 표면 코팅이 형상화된 연마 입자 중량에 대한 0.1 내지 2 퍼센트 표면 코팅의 양으로 사용될 수 있다. 그러한 표면 코팅은 미국 특허 제5,213,591호(셀릭카야 등); 미국 특허 제5,011,508호(왈드(Wald)등); 미국 특허 제1,910,444호(니콜슨(Nicholson)); 미국 특허 제3,041,156호(로스(Rowse) 등); 미국 특허 제5,009,675호(쿤츠(Kunz) 등); 미국 특허 제5,085,671호(마틴(Martin) 등); 미국 특허 제4,997,461호(마크호프-매테니(Markhoff-Matheny) 등); 및 미국 특허 제5,042,991호(쿤츠 등)에 기재되어 있다. 또한, 표면 코팅은 형상화된 연마 입자가 캡핑(capping)되는 것을 방지할 수 있다. 캡핑은 연마되는 작업물로부터의 금속 입자가 형상화된 세라믹 연마 입자의 상부에 용접되는 현상을 기술하기 위한 용어이다. 상기 기능을 수행하는 표면 코팅은 당업자에게 알려져 있다.

본 발명에 따르면, 복합 연마 물품(100)은 연마 산업 규정 공칭 등급 또는 공칭 등급들의 조합에 상응하는 파쇄된 연마 입자(예를 들어, 형상화된 세라믹 연마 입자의 파손으로 인해 생성되지 않는 연마 입자)를 추가로 포함할 수 있다. 파쇄된 연마 입자는, 존재 시에, 형상화된 세라믹 연마 입자보다 더 미세한 크기 등급 또는 등급들(예를 들어, 복수의 크기 등급이 사용되는 경우)을 가질 수 있지만, 이는 필수 조건은 아니다. 파쇄된 연마 입자는 또한 미리 결정된 색을 갖도록 설계될 수 있다.

복합 연마 물품(100)은 연마 산업 규정 공칭 등급 또는 공칭 등급들의 조합에 상응하는 파쇄된 연마 입자를 제1 층(102) 내에 추가로 포함할 수 있다. 파쇄된 연마 입자는 제2 층(104) 내의 파쇄된 연마 입자보다 더 미세한 크기 등급 또는 등급들(예를 들어, 복수의 크기 등급이 사용되는 경우)을 가질 수 있다. 파쇄된 연마 입자는 또한 미리 결정된 색을 갖도록 설계될 수 있다.

적합한 파쇄된 연마 입자의 예에는, 예를 들어, 미국 미네소타 세인트 폴 소재의 쓰리엠(3M) 컴퍼니로부터 상표명 쓰리엠 세라믹 어브레이시브 그레인(3M CERAMIC ABRASIVE GRAIN)으로 구매가능한 것들과 같은, 융합된 산화알루미늄, 열 처리된 산화알루미늄, 백색 융합된 산화알루미늄, 세라믹 산화알루미늄 재료의 파쇄된 입자, 흑색 탄화규소, 녹색 탄화규소, 이붕화티타늄, 탄화붕소, 탄화텅스텐, 탄화티타늄, 다이아몬드, 입방정 질화붕소, 석류석(garnet), 융합된 알루미나 지르코니아, 졸-겔 유도된 연마 입자, 산화철, 크로미아, 세리아, 지르코니아, 티타니아, 실리케이트, 산화주석, 실리카(예를 들어, 석영, 유리 비드, 유리 버블 및 유리 섬유), 실리케이트(예를 들어, 활석, 점토(예를 들어, 몬트모릴로나이트), 장석, 운모, 칼슘 실리케이트, 칼슘 메타실리케이트, 소듐 알루미노실리케이트, 소듐 실리케이트), 플린트(flint), 및 금강사(emery)가 포함된다. 졸-겔 유도된 연마 입자의 예는 미국 특허 제4,314,827호(레이티저(Leitheiser) 등), 미국 특허 제4,623,364호(코트링어(Cottringer) 등); 미국 특허 제4,744,802호(슈바벨(Schwabel)), 미국 특허 제4,770,671호(몬로(Monroe)등); 및 미국 특허 제4,881,951호(몬로(Monroe) 등)에서 찾을 수 있다.

파쇄된 연마 입자이든 또는 형상화된 세라믹 연마 입자이든, 본 발명의 복합 연마 물품(100) 내에 사용되는 연마 입자는 연마 산업 공인 규정 공칭 등급에 따라 독립적으로 크기 설정될 수 있다. 예시적인 연마 산업 공인 등급 표준은 ANSI(American National Standards Institute), FEPA(Federation of European Producers of Abrasives), 및 JIS(Japanese Industrial Standard)에 의해 공표된 것들을 포함한다. 그러한 산업 공인 등급 표준은, 예를 들어, ANSI 4, ANSI 6, ANSI 8, ANSI 16, ANSI 24, ANSI 30, 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 600; FEPA P8, FEPA P12, FEPA P16, FEPA P24, FEPA P30, FEPA P36, FEPA P40, FEPA P50, FEPA P60, FEPA P80, FEPA P100, FEPA P120, FEPA P150, FEPA P180, FEPA P220, FEPA P320, FEPA P400, FEPA P500, FEPA P600, FEPA P800, FEPA P1000, FEPA P1200; FEPA F8, FEPA F12, FEPA F16, 및 FEPA F24; 및 JIS 8, JIS 12, JIS 16, JIS 24, JIS 36, JIS 46, JIS 54, JIS 60, JIS 80, JIS 100, JIS 150, JIS 180, JIS 220, JIS 240, JIS 280, JIS 320, JIS 360, JIS 400, JIS 400, JIS 600, JIS 800, JIS 1000, JIS 1500, JIS 2500, JIS 4000, JIS 6000, JIS 8000, 및 JIS 10,000을 포함한다. 더욱 전형적으로, 파쇄된 산화알루미늄 입자 및 비-시드형(non-seeded) 졸-겔 유도된 알루미나-기반 연마 입자는 독립적으로 ANSI 60 및 80, 또는 FEPA F36, F46, F54 및 F60 또는 FEPA P60 및 P80 등급 표준으로 크기 설정된다.

대안적으로, 연마 입자(예를 들어, 파쇄된 연마 입자 및/또는 형상화된 세라믹 연마 입자)는 ASTM E-11 "시험 목적을 위한 쇠그물 및 체에 대한 표준 규격(Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes)"에 따른 미국 표준 시험 체를 사용하여 공칭 선별 등급으로 분류될 수 있다. ASTM E-11은 지정된 입자 크기에 따른 재료의 분류를 위해 프레임에 장착된 짜여진 쇠그물 매체를 사용하여 시험 체의 설계 및 구성에 대한 요건을 규정하고 있다. 명칭은 -18+20으로 나타낼 수 있는데, 이는 형상화된 세라믹 연마 입자가 18번 체에 관한 ASTM E-11 규격을 충족시키는 시험 체를 통과하고 20번 체에 관한 ASTM E-11 규격을 충족시키는 시험 체에 걸려 유지된다는 것을 의미한다. 일 실시 형태에서, 형상화된 세라믹 연마 입자는 대부분의 입자가 18 메시(mesh) 시험 체를 통과하고 20, 25, 30, 35, 40, 45, 또는 50 메시 시험 체에 걸려 유지될 수 있게 하는 입자 크기를 갖는다. 다양한 실시 형태에서, 형상화된 세라믹 연마 입자는 -18+20, -201+25, -25+30, -30+35, -35+40, 5-40+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+635의 공칭 선별 등급을 가질 수 있다. 대안적으로, -90+100과 같은 맞춤 메시 크기가 사용될 수 있다.

상이한 색을 갖는 입자(예를 들어, 형상화된 세라믹 연마 입자, 파쇄된 연마 입자, 통상적인 연마 입자, 충전제 입자, 또는 연삭 보조제)는, 예를 들어 연마 물품(100)의 제1 층(102) 및/또는 제2 층(104) 전체에 걸쳐 균질하게 또는 불균질하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 연마 입자는 연마 입자(100)의 중간을 향해 집중될 수 있거나(예를 들어, 그의 외부 표면으로부터 멀리 위치될 수 있거나), 또는 연마 입자(100)의 외부 에지, 예를 들어 주연부에 인접해서만 집중될 수 있다. 중심-함몰형 부분은 더 적은 양의 연마 입자를 함유할 수 있다. 제1 층(102) 내의 연마 입자는 서로 간에 균질하게 분포될 수 있는데, 그 이유는 휠의 제조가 더 용이하고, 두 유형의 연마 입자가 서로 가까이 위치될 때 절삭 효과가 최적화되기 때문이다. 유사하게는, 제2 층(104) 내의 연마 입자가 서로 간에 균질하게 분포될 수 있다. 균질한 분포는, 본 명세서에 기술된 후속 처리와 함께, 복합 연마 물품(100)에 반점같은(speckled) 또는 대리석-유사 외관을 부여할 수 있다. 대안적으로, 상이한 부분들이 어느 층 전체에 걸쳐 불균질하게 분포될 수 있다. 이는 물품(100)이 뚜렷한 미리 결정된 패턴을 갖게 할 수 있다. 예를 들어, 제1 색의 연마 입자는, 물품이 미리 결정된 속도로 회전할 때, 뚜렷한 패턴, 형상, 문자, 단어, 또는 문구가 사용자에 의해 관찰될 수 있는 방식으로 배열될 수 있다.

연마 입자는 결합제에 대한 연마 입자의 접착을 향상시키기 위해 커플링제(예를 들어, 유기실란 커플링제)로 처리될 수 있다. 연마 입자는 이를 결합제 재료와 조합하기 전에 처리될 수 있거나, 또는 연마 입자는 결합제 재료에 커플링제를 포함시킴으로써 원위치에서(in situ) 표면 처리될 수 있다.

복합 연마 물품(100)은 많은 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 물품(100)의 알파 알루미나 기반 형상화된 세라믹 연마 입자는 다단계 공정에 따라 제조될 수 있다. 간단히, 이 방법은 알파 알루미나로 전환될 수 있는 시드형 또는 비-시드형 졸-겔 알파 알루미나 전구체 분산액을 제조하는 단계; 형상화된 연마 입자의 원하는 외부 형상을 갖는 하나 이상의 주형 공동을 졸-겔로 충전하는 단계; 졸-겔을 건조시켜 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체를 형성하는 단계; 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체를 주형 공동으로부터 제거하는 단계; 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체를 하소하여 하소된 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체를 형성하는 단계; 및 이어서 하소된 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체를 소결하여 형상화된 세라믹 연마 입자를 형성하는 단계를 포함한다. 이제 공정을 더욱 상세하게 기재할 것이다.

이 방법은 알파 알루미나로 전환될 수 있는 알파 알루미나 전구체의 시드형 또는 비-시드형 분산액을 제공하는 것을 수반하는 단계를 포함한다. 알파 알루미나 전구체 분산액은 종종 휘발성 성분인 액체를 포함한다. 일 실시 형태에서, 휘발성 성분은 물이다. 분산액은 주형 공동의 충전 및 주형 표면의 복제를 가능하게 하기 위해 분산액의 점도가 충분히 낮도록 충분한 양의 액체를 포함하여야 하지만, 후속하여 액체를 주형 공동으로부터 제거하는 것이 엄청나게 비싸지게 할 정도로 많은 액체를 포함해서는 안 된다. 일 실시 형태에서, 알파 알루미나 전구체 분산액은 산화알루미늄 1수화물(베마이트)의 입자와 같은, 알파 알루미나로 전환될 수 있는 2 중량% 내지 90 중량%의 입자와, 10 중량% 이상, 또는 50 중량% 내지 70 중량%, 또는 50 중량% 내지 60 중량%의 휘발성 성분, 예를 들어 물을 포함한다. 역으로, 알파 알루미나 전구체 분산액은 일부 실시 형태에서 30 중량% 내지 50 중량%, 또는 40 중량% 내지 50 중량%의 고형물을 함유한다.

베마이트 이외의 산화알루미늄 수화물이 또한 사용될 수 있다. 베마이트는 알려진 기술에 의해 제조될 수 있거나 상업적으로 입수될 수 있다. 구매가능한 베마이트의 예에는, 둘 모두가 미국 텍사스주 휴스턴 소재의 사솔 노스 아메리카, 인크.(Sasol North America, Inc.)로부터 입수가능한 상표명 "디스퍼랄"(DISPERAL) 및 "디스팔"(DISPAL), 또는 미국 뉴저지주 플로햄 파크 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 입수가능한 "HiQ-40"을 갖는 제품이 포함된다. 이들 산화알루미늄 1수화물은 비교적 순수한데; 즉 이들은 1수화물 이외에, 존재하더라도, 비교적 적은 수화물 상을 포함하며 큰 표면적을 갖는다.

생성되는 형상화된 세라믹 연마 입자의 물리적 특성은 일반적으로 알파 알루미나 전구체 분산액에 사용되는 재료의 유형에 따라 좌우될 것이다. 일 실시 형태에서, 알파 알루미나 전구체 분산액은 겔 상태이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "겔"은 액체 중에 분산된 고체의 3차원 네트워크(network)이다.

알파 알루미나 전구체 분산액은 개질 첨가제 또는 개질 첨가제의 전구체를 함유할 수 있다. 개질 첨가제는 연마 입자의 일부 바람직한 특성을 향상시키거나 후속 소결 단계의 유효성을 증가시키는 기능을 할 수 있다. 개질 첨가제 또는 개질 첨가제의 전구체는 용해성 염 및 수용성 염의 형태일 수 있다. 이들은 금속-함유 화합물을 포함할 수 있으며, 마그네슘, 아연, 철, 규소, 코발트, 니켈, 지르코늄, 하프늄, 크롬, 이트륨, 프라세오디뮴, 사마륨, 이테르븀, 네오디뮴, 란탄, 가돌리늄, 세륨, 디스프로슘, 에르븀, 티타늄 및 이들의 혼합물의 산화물의 전구체일 수 있다. 알파 알루미나 전구체 분산액에 존재할 수 있는 이들 첨가제의 특정 농도는 당업계의 기술에 기초하여 달라질 수 있다. 개질 첨가제 또는 개질 첨가제의 전구체를 도입하면 알파 알루미나 전구체 분산액이 겔로 될 것이다. 알파 알루미나 전구체 분산액은 또한 일정 기간에 걸친 열의 적용에 의해 겔로 유도될 수 있다. 알파 알루미나 전구체 분산액은 또한 수화되거나 하소된 산화알루미늄의 알파 알루미나로의 변환을 향상시키기 위한 핵형성제(시딩(seeding))를 함유할 수 있다. 본 발명에 적합한 핵형성제는 변환의 핵이 될 알파 알루미나, 알파 산화철 또는 그의 전구체, 산화티타늄 및 티탄산염, 산화크롬, 또는 임의의 다른 재료의 미세 입자를 포함한다. 사용되는 경우, 핵형성제의 양은 알파 알루미나의 변환을 일으키기에 충분하여야 한다. 그러한 알파 알루미나 전구체 분산액의 핵형성이 미국 특허 제4,744,802호(슈바벨)에 개시되어 있다.

더 안정한 하이드로졸 또는 콜로이드 알파 알루미나 전구체 분산액을 제조하기 위해 알파 알루미나 전구체 분산액에 펩타이징제(peptizing agent)가 첨가될 수 있다. 적합한 펩타이징제는 일양성자산(monoprotic acid) 또는 산 화합물, 예를 들어 아세트산, 염산, 포름산 및 질산이다. 다양성자산(multiprotic acid)이 또한 사용될 수 있지만, 이는 알파 알루미나 전구체 분산액을 신속하게 겔화시켜, 추가의 성분을 취급하거나 그것에 도입하는 것을 어렵게 할 수 있다. 베마이트의 일부 상업적 공급원은 안정한 알파 알루미나 전구체 분산액을 형성하는 데 도움을 줄 산 역가(acid titer)(예컨대, 흡수된 포름산 또는 질산)를 함유한다. 알파 알루미나 전구체 분산액은 임의의 적합한 수단에 의해, 이를테면 예를 들어 펩타이징제를 함유하는 물과 산화알루미늄 1수화물을 단순히 혼합함으로써, 또는 펩타이징제가 첨가되는 산화알루미늄 1수화물 슬러리를 형성함으로써 형성될 수 있다.

혼합 동안 버블을 형성하거나 공기를 동반하는 경향을 감소시키기 위해 소포제 또는 다른 적합한 화학 물질이 첨가될 수 있다. 필요한 경우, 습윤제, 알코올 또는 커플링제와 같은 추가의 화학 물질이 첨가될 수 있다. 알파 알루미나 연마 입자는 미국 특허 제5,645,619호(에릭슨(Erickson) 등)에 개시된 바와 같이 실리카 및 산화철을 함유할 수 있다. 알파 알루미나 연마 입자는 미국 특허 제5,551,963호(라미(Larmie))에 개시된 바와 같이 지르코니아를 함유할 수 있다. 대안적으로, 알파 알루미나 연마 입자는 미국 특허 제6,277,161호(카스트로(Castro))에 개시된 바와 같이 미세구조체 또는 첨가제를 가질 수 있다.

이 공정은 적어도 하나의 주형 공동, 그리고 바람직하게는 복수의 공동을 갖는 주형을 제공하는 것을 수반하는 단계를 포함한다. 주형은 대체로 평탄한 하부 표면 및 복수의 주형 공동을 가질 수 있다. 복수의 공동은 제조 공구로 형성될 수 있다. 제조 공구는 벨트, 시트(sheet), 연속 웨브(web), 윤전 그라비어 롤(rotogravure roll)과 같은 코팅 롤, 코팅 롤에 장착된 슬리브(sleeve), 또는 다이일 수 있다. 일 실시 형태에서, 제조 공구는 중합체성 재료를 포함한다. 적합한 중합체성 재료의 예에는 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리(에테르 설폰), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 이들의 조합과 같은 열가소성 재료, 또는 열경화성 재료가 포함된다. 일 실시 형태에서, 전체 공구는 중합체성 또는 열가소성 재료로부터 제조된다. 다른 실시 형태에서, 복수의 공동의 표면과 같은, 건조 동안에 졸-겔과 접촉하는 공구의 표면은 중합체성 또는 열가소성 재료를 포함하며, 공구의 다른 부분은 다른 재료로부터 제조될 수 있다. 예로서, 적합한 중합체성 코팅이 금속 공구에 적용되어 그의 표면 장력 특성을 변화시킬 수 있다.

중합체성 또는 열가소성 공구는 금속 마스터 공구로부터 복제될 수 있다. 마스터 공구는 제조 공구에 대해 요구되는 역 패턴(inverse pattern)을 가질 것이다. 마스터 공구는 제조 공구와 동일한 방식으로 제조될 수 있다. 일 실시 형태에서, 마스터 공구는 금속, 예를 들어, 니켈로부터 제조되며, 다이아몬드 선삭된다. 중합체성 시트 재료는 마스터 공구와 함께 가열되어, 둘을 함께 프레싱함으로써 중합체성 재료가 마스터 공구 패턴으로 엠보싱되게 할 수 있다. 중합체성 또는 열가소성 재료가 또한 마스터 공구 상으로 압출되거나 캐스팅되고 이어서 프레싱될 수 있다. 열가소성 재료는 냉각되어 응고되고 제조 공구를 생성한다. 열가소성 제조 공구가 이용되는 경우, 열가소성 제조 공구를 일그러뜨려 그의 수명을 제한할 수 있는 과도한 열을 발생시키지 않도록 주의를 기울여야 한다. 제조 공구 또는 마스터 공구의 설계 및 제작에 관한 더 많은 정보는 미국 특허 제5,152,917호(피퍼(Pieper) 등); 미국 특허 제5,435,816호(스푸르전(Spurgeon) 등); 미국 특허 제5,672,097호(후프만(Hoopman) 등); 미국 특허 제5,946,991호(후프만 등); 미국 특허 제5,975,987호(후프만 등); 및 미국 특허 제6,129,540호(후프만 등)에서 찾을 수 있다.

공동에의 접근은 주형의 상부 표면 또는 하부 표면 내의 개구로부터 이루어질 수 있다. 일부 경우에, 공동은 주형의 전체 두께에 걸쳐 연장될 수 있다. 대안적으로, 공동은 주형의 두께의 단지 일부에 걸쳐 연장될 수 있다. 일 실시 형태에서, 상부 표면은 주형의 하부 표면에 실질적으로 평행하며, 이때 공동은 실질적으로 균일한 깊이를 갖는다. 주형의 적어도 한쪽 면(side), 즉 공동이 형성된 면은 휘발성 성분이 제거되는 단계 동안 주위 분위기에 노출된 상태로 남아 있을 수 있다.

공동은 형상화된 세라믹 연마 입자를 제조하기 위해 특정 3차원 형상을 갖는다. 깊이 치수는 상부 표면으로부터 하부 표면 상의 최저 지점까지의 수직 거리와 동일하다. 주어진 공동의 깊이는 균일할 수 있거나, 그의 길이 및/또는 폭을 따라 달라질 수 있다. 주어진 주형의 공동들은 동일한 형상을 갖거나 상이한 형상을 가질 수 있다.

이 공정은 (예를 들어, 통상적인 기술에 의해) 주형 내의 공동을 알파 알루미나 전구체 분산액으로 충전하는 것을 수반하는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 나이프 롤 코팅기(knife roll coater) 또는 진공 슬롯 다이 코팅기(vacuum slot die coater)가 사용될 수 있다. 원하는 경우, 주형으로부터 입자를 제거하는 것을 돕기 위해 주형 이형제가 사용될 수 있다. 적합한 주형 이형제에는 오일, 예를 들어 땅콩유 또는 광유, 어유(fish oil), 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아연 스테아레이트 및 흑연이 포함될 수 있다. 일반적으로, 주형 이형제가 필요한 경우, 주형의 단위 면적당 약 0.1 mg/in²(0.02 mg/cm.²) 내지 약 3.0 mg/in²(0.46 mg/㎠), 또는 약 0.1 mg/in²(0.02 mg/㎠) 내지 약 5.0 mg/ in²(0.78 mg/㎠)의 주형 이형제가 존재하도록, 졸-겔과 접촉하는 제조 공구의 표면에, 물 또는 알코올과 같은 액체 중의 주형 이형제, 예를 들어 땅콩유가 적용된다. 일부 실시 형태에서, 주형의 상부 표면은 알파 알루미나 전구체 분산액으로 코팅된다. 알파 알루미나 전구체 분산액은 상부 표면 상으로 펌핑될 수 있다.

다음으로, 스크레이퍼(scraper) 또는 레벨러 바(leveler bar)를 사용하여 알파 알루미나 전구체 분산액을 주형의 공동 내로 완전히 밀어 넣을 수 있다. 공동에 들어가지 않은 알파 알루미나 전구체 분산액의 잔여 부분은 주형의 상부 표면으로부터 제거되어 재활용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 알파 알루미나 전구체 분산액의 적은 부분이 상부 표면 상에 남아 있을 수 있고, 다른 실시 형태에서는 상부 표면에는 분산액이 실질적으로 없다. 스크레이퍼 또는 레벨러 바에 의해 가해지는 압력은 100 psi(0.7 MPa) 미만, 50 psi(0.3 MPa) 미만, 또는 심지어 10 psi(69 ㎪) 미만일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 생성되는 형상화된 세라믹 연마 입자의 두께의 균일성을 보장하기 위해서 알파 알루미나 전구체 분산액의 노출된 표면은 실질적으로 상부 표면을 넘어서 연장되지 않는다.

이 공정은 휘발성 성분을 제거하여 분산액을 건조시키는 것을 수반하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 휘발성 성분은 빠른 증발률에 의해 제거된다. 일부 실시 형태에서, 증발에 의한 휘발성 성분의 제거는 휘발성 성분의 비등점을 초과한 온도에서 일어난다. 건조 온도에 대한 상한은 종종 주형이 제조되는 재료에 따라 좌우된다. 폴리프로필렌 공구의 경우, 이 온도는 플라스틱의 융점 미만이어야 한다. 일 실시 형태에서, 약 40 내지 50% 고형물의 수분산액 및 폴리프로필렌 주형의 경우, 건조 온도는 약 90℃ 내지 약 165℃, 또는 약 105℃ 내지 약 150℃, 또는 약 105℃ 내지 약 120℃일 수 있다. 더 높은 온도는 개선된 제조 속도를 초래할 수 있지만, 또한 주형으로서의 그 유효 수명을 제한하는 폴리프로필렌 공구의 열화를 초래할 수 있다.

이 공정은 결과로 생성된 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체를 주형 공동으로부터 제거하는 것을 수반하는 단계를 포함한다. 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체는 주형에서 하기 공정들을 단독으로 또는 조합하여 사용함으로써 공동으로부터 제거될 수 있다: 주형 공동으로부터 입자를 제거하기 위한 중력, 진동, 초음파 진동, 진공 또는 가압 공기.

연마 입자 전구체는 주형 밖에서 추가로 건조될 수 있다. 알파 알루미나 전구체 분산액이 주형 내에서 원하는 수준까지 건조된 경우, 이러한 추가의 건조 단계는 필요하지 않다. 그러나, 일부 경우에, 알파 알루미나 전구체 분산액이 주형 내에 머무르는 시간을 최소화하기 위해 이러한 추가의 건조 단계를 이용하는 것이 경제적일 수 있다. 전형적으로, 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체는 50℃ 내지 160℃, 또는 120℃ 내지 150℃의 온도에서, 10분 내지 480분, 또는 120분 내지 400분 동안 건조될 수 있다.

이 공정은 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체를 하소시키는 것을 수반하는 단계를 포함한다. 하소 동안에, 본질적으로 모든 휘발성 재료가 제거되며, 알파 알루미나 전구체 분산액 중에 존재한 다양한 성분이 금속 산화물로 변환된다. 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체는 일반적으로 400℃ 내지 800℃의 온도로 가열되며, 자유수(free water)와 90 중량%를 초과하는 임의의 결합된 휘발성 재료가 제거될 때까지 이 온도 범위 내에 유지된다. 선택적인 단계에서, 함침 공정에 의해 개질 첨가제를 도입하는 것이 요구될 수 있다. 하소된 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체의 기공 내로 함침에 의해 수용성 염이 도입될 수 있다. 이어서, 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체는 다시 예비소성된다. 이러한 선택 사항은 미국 특허 제5,164,348호(우드(Wood))에 추가로 기재되어 있다.

이 공정은 하소된 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체를 소결하여 알파 알루미나 입자를 형성하는 것을 수반하는 단계를 포함한다. 소결 전에, 하소된 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체는 완전히 치밀화되지 않으며, 따라서 형상화된 세라믹 연마 입자로서 사용하는 데 필요한 경도가 결여된다. 소결은 하소된 형상화된 연마 입자 전구체를 1,000℃ 내지 1,650℃의 온도로 가열하고, 실질적으로 모든 알파 알루미나 1수화물 (또는 등가물)이 알파 알루미나로 전환되고 다공도(porosity)가 15 부피% 미만으로 감소될 때까지 이 온도 범위 내에 유지함으로써 일어난다. 하소된 형상화된 세라믹 연마 입자 전구체가 소결 온도에 노출되어 이러한 수준의 전환을 달성할 수 있는 시간 길이는 다양한 요인에 따라 좌우되지만 보통 5초 내지 48시간이 적합하다.

다른 실시 형태에서, 소결 단계에 대한 지속 시간은 1분 내지 90분의 범위이다. 소결 후에, 형상화된 세라믹 연마 입자는 비커스(Vickers) 경도가 10 GPa, 16 GPa, 18 GPa, 20 GPa, 또는 그 초과일 수 있다.

설명된 공정을 변경하기 위해, 예를 들어 재료를 하소 온도로부터 소결 온도로 급속하게 가열하는 것, 및 알파 알루미나 전구체 분산액을 원심분리하여 슬러지 및/또는 폐기물을 제거하는 것과 같은 다른 단계가 사용될 수 있다. 또한, 공정은 원하는 경우 공정 단계들 중 둘 이상을 조합함으로써 변경될 수 있다. 본 발명의 공정을 변경하는 데 사용할 수 있는 통상적인 공정 단계는 미국 특허 제4,314,827호(레이티저)에 보다 완전하게 기재되어 있다. 형상화된 세라믹 연마 입자를 제조하는 방법에 관한 더 많은 정보는 미국 특허 출원 공개 제2009/0165394 A1호(쿨러(Culler) 등)에 개시되어 있다.

다른 예에서, 형상화된 연마 입자는 졸-겔 공정과는 대조적으로 소결을 통해 형성될 수 있다. 간단히 말하면, 형상화된 전구체 입자는 소결되어 형상화된 세라믹 연마 입자를 형성한다. 입자가 소결되는 시간의 길이는 최종 형상화된 연마 입자의 원하는 특성에 따라 달라질 수 있다. 이러한 공정은 미국 특허 공개 특허 출원 공개 제2015/0267097 A1호(로젠플란츠(Rosenflanz) 등)에 추가로 기재되어 있다.

연마 물품을 형성하는 방법

본 발명에 따른 복합 연마 물품(100)은 임의의 적합한 방법에 따라 제조될 수 있다. 하나의 적합한 방법에서, 비-시드형 졸-겔 유도된 알루미나-기반 연마 입자는 경화성 유기 결합제, 예를 들어 페놀 수지와 혼합하기 전에 커플링제로 코팅된다. 이어서, 제1 색을 갖는 제1 착색 요소가 입자와 혼합될 수 있다. 제1 착색 요소는 글리터 또는 안료일 수 있다. 적합한 안료에는 이산화티타늄(백색), 블루(Blue) 385 및 카민(Carmin) 6B(FL1019), 시코탄 옐로(Sicotan Yellow) K 2001, CS1450 호이코스피어(Heucospere)(녹색), 레드 크로마(Red Kroma) RO-3097, 및 블랙 모나크(Black Monarch) 120이 포함된다. 커플링제의 양은 일반적으로 그것이 연마 입자의 매 50 내지 84부당 0.1 내지 0.3부의 양으로 존재하도록 선택되지만, 이러한 범위 밖의 양이 또한 사용될 수 있다. 액체 수지뿐만 아니라 경화성 유기 결합제 및 충전제 및 연삭 보조제가 혼합물에 첨가된다. 혼합물은 (예를 들어, 1.5 MPa 내지 약 2.0 MPa 범위의 가해지는 압력에서) 주형 내로 프레싱된다. 이어서, 성형된 휠은 휠을 적합한 온도, 예를 들어 약 70℃ 내지 약 200℃ 범위의 온도에서 가열함으로써 경화된다. 휠은 수지를 경화시키기에 충분한 시간 동안 가열된다. 예를 들어, 적합한 시간은 약 2시간 내지 약 40시간의 범위일 수 있다. 경화는 또한 단계적 방식으로 행해질 수 있는데, 예를 들어, 휠은 약 2시간 내지 약 40시간 범위의 시간 동안 약 70℃ 내지 약 95℃ 범위의 제1 온도로 가열될 수 있다. 이어서, 휠은 약 2시간 내지 약 40시간 범위의 시간 동안 약 100℃ 내지 약 125℃ 범위의 제2 온도에서 가열될 수 있다. 이어서, 휠은 약 2시간 내지 약 10시간 범위의 시간 동안 약 140℃ 내지 약 200℃ 범위의 제3 온도에서 가열될 수 있다. 휠은 공기의 존재 하에서 경화될 수 있다. 대안적으로, 색을 보존하는 데 도움을 주기 위해, 휠은 산소의 농도가 비교적 낮은 질소 하에서 더 높은 온도(예를 들어, 140℃ 초과)에서 경화될 수 있다.

특정 입자가 미리 결정된 색을 갖도록 설계되는 추가의 실시 형태에서, 공정은 제1 복수의 입자(예를 들어, 형상화된 연마 입자)를 제1 착색 요소와 혼합하는 것 및 개별적으로 제2 복수의 입자를 제2 착색 요소와 혼합하는 것을 포함하도록 변경될 수 있다. 대안적으로, 제1 복수의 입자 및 제2 복수의 입자 중 하나는 착색 요소와 혼합됨이 없이 혼합될 수 있다. 즉, 입자의 본래 색이 유지되고 다른 색을 갖는 입자와 함께 사용되어 물품(100)의 다중 착색된 외관을 생성할 수 있다.

예를 들어, 제1 복수의 입자는 유기 결합제, 예를 들어 액체 페놀 수지뿐만 아니라 분말 페놀 수지 및 안료, 예를 들어 황색 안료와 혼합될 수 있다. 개별적으로, 제2 복수의 입자가 유기 결합제, 예를 들어 액체 페놀 수지뿐만 아니라 분말 페놀 수지 및 상이한 안료, 예를 들어 녹색 안료와 혼합될 수 있다. 각각의 혼합물은 개별적으로 혼합되고, 이어서 조합된다. 이러한 절차는 연마 물품(100) 내에 혼입되는 입자의 제3 부분 또는 제4 부분에 유사하게 적용될 수 있다. 추가의 실시 형태에서, 복수의 입자는 금색을 갖도록 설계될 수 있다. 이는 복수의 입자를 수성 규산나트륨 혼합물의 결합 용액과 혼합하고 계면활성제를 금속성 착색 요소와 혼합함으로써 달성될 수 있다. 금속성 착색 요소의 예는 입자에 금색을 제공하는 엘도라도 골드 새틴(Eldorado Gold Satin) MGF-302이다. 이어서, 입자는 휠 내로 혼입될 수 있다.

일부 예에서, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나의 색은 휠이 가열된 후에 실질적으로 동일하게 유지된다. 추가의 예에서, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나의 색은 휠이 가열된 후에 실질적으로 변화된다.

본 명세서에 기재된 바와 같은 유기 결합제는 각각의 제1 및 제2 층(102, 104)의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 25 중량%, 그리고 더욱 더 바람직하게는 15 내지 24 중량%의 양으로 제1 및 제2 층(102, 104)에 포함될 수 있지만; 다른 양이 또한 사용될 수 있다. 유기 결합제는 상응하는 유기 결합제 전구체를 적어도 부분적으로 경화시킴으로써 형성될 수 있다.

본 명세서에 기재된 바와 같은 페놀 수지는 예시적인 유용한 유기 결합제 전구체이고, 분말 형태 및/또는 액체 상태로 사용될 수 있다. 유용한 유기 결합제를 형성하기 위하여 경화될 수 있는(예를 들어, 중합 및/또는 가교결합될 수 있는) 유기 결합제 전구체에는, 예를 들어, 하나 이상의 페놀 수지(노볼락 및/또는 레졸 페놀 수지를 포함함), 하나 이상의 에폭시 수지, 하나 이상의 우레아-포름알데하이드 결합제, 하나 이상의 폴리에스테르 수지, 하나 이상의 폴리이미드 수지, 하나 이상의 고무, 하나 이상의 폴리벤즈이미다졸 수지, 하나 이상의 셀락, 하나 이상의 아크릴 단량체 및/또는 올리고머, 및 이들의 조합이 포함된다. 유기 결합제 전구체(들)는 예를 들어, 경화제, 경질화제, 촉매, 개시제, 착색제, 정전기 방지제, 연삭 보조제, 및 윤활제와 같은 추가 성분과 조합될 수 있다.

유용한 페놀 수지에는 노볼락 페놀 수지 및 레졸 페놀 수지가 포함된다. 노볼락 페놀 수지는, 산-촉매되며 포름알데하이드 대 페놀의 비가 1 미만, 예를 들어 0.5:1 내지 0.8:1인 것을 특징으로 한다. 레졸 페놀 수지는, 알칼리 촉매되며 포름알데하이드 대 페놀의 비가 1 이상, 예를 들어 1:1 내지 3:1인 것을 특징으로 한다. 노볼락 및 레졸 페놀 수지는 (예를 들어, 에폭시 화합물과의 반응에 의해) 화학적으로 개질될 수 있거나, 그것은 개질되지 않을 수 있다. 페놀 수지를 경화시키기에 적합한 예시적인 산성 촉매에는 황산, 염산, 인산, 옥살산, 및 p-톨루엔설폰산이 포함된다. 페놀 수지를 경화시키기에 적합한 알칼리 촉매에는 수산화나트륨, 수산화바륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 유기 아민, 또는 탄산나트륨이 포함된다.

페놀 수지는 잘 알려져 있으며, 상업적 공급원들로부터 용이하게 입수가능하다. 구매가능한 노볼락 수지의 예에는 듀레즈(DUREZ) 1364, (미국 텍사스주 애디슨 소재의 듀레즈 코포레이션(Durez Corporation)에 의해 상표명 바르쿰(VARCUM)으로 시판되는) 2-스텝, 분말형 페놀 수지(예를 들어, 29302), 또는 (미국 켄터키주 루이스빌 소재의 헥시온 스페셜티 케미칼즈, 인크.(Hexion Specialty Chemicals, Inc.)에 의해 시판되는) 헥시온(HEXION) AD5534 레진(RESIN)이 포함된다. 본 발명의 실시에 유용한 구매가능한 레졸 페놀 수지의 예에는 듀레즈 코포레이션에 의해 상표명 바르쿰으로 시판되는 것(예를 들어, 29217, 29306, 29318, 29338, 29353); 미국 플로리다주 바르토우 소재의 애쉬랜드 케미칼 컴퍼니(Ashland Chemical Co.)에 의해 상표명 에어로펜(AEROFENE)으로 시판되는 것들(예를 들어 에어로펜 295); 및 대한민국 서울 소재의 강남 케미칼 컴퍼니 리미티드(Kangnam Chemical Company Ltd.)에 의해 상표명 "페노라이트(PHENOLITE)"로 시판되는 것들(예를 들어, 페노라이트 TD-2207)이 포함된다.

복합 연마 휠은 다수의 형상 중 하나로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 휠은 얕은 또는 편평한 접시 또는 만곡형 또는 직선형 플레어링(flaring) 측면을 갖는 받침 접시(saucer)를 가질 수 있고, (예를 들어, 타입 27 중심 함몰형 연삭 휠에서와 같이) 중심 개구에 인접하고 이를 둘러싸는 직선형 또는 중심 함몰형 부분을 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "직선형 중심"은 중심 개구에 대한 임의의 편향 또는 급격한 굴곡 없이 계속되는 전방 및 후방 표면을 갖는 것들, 및 중심-함몰형 또는 융기-허브(raised-hub) 연마 휠 이외의 복합 연마 휠을 포함하는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 복합 연마 휠은, 예를 들어, 연마 산업 타입 27(예를 들어, 문헌[American National Standards Institute standard ANSI B7.1-2000 (2000) in section 1.4.14]에서와 같음) 중심-함몰형 연삭 휠을 포함하는 연삭 휠로서 유용하다.

사용 중에, 본 발명에 따른 회전 복합 연마 휠의 전방 표면의 주변 연삭 에지는 회전 전동 공구에 고정되고 작업물의 표면과 마찰 접촉하며, 상기 표면의 적어도 일부가 연마된다. 그러한 방식으로 사용되는 경우, 복합 연마 물품(100)의 연마 성능은 유리하게는 형상화된 세라믹 연마 입자 및 임의의 선택적인 희석용의 파쇄된 연마 입자가 연마 휠 전체에 걸쳐서 분포되는 단층 구조의 연마 성능과 매우 유사하다.

본 발명에 따른 복합 연마 휠은 건식 또는 습식으로 사용될 수 있다. 습식 연삭 중에, 휠은 물, 오일-기반 윤활제, 또는 물-기반 윤활제와 함께 사용된다. 본 발명에 따른 복합 연마 휠은, 예를 들어, 탄소강 시트 또는 바 스톡(bar stock) 및 더욱 색다른 금속(예를 들어, 스테인리스 강 또는 티타늄)과 같은 다양한 작업물 재료에 대해, 또는 더 연성의 더욱 많은 철을 함유한 금속(예를 들어, 연강, 저합금강, 또는 주철)에 대해 특히 유용할 수 있다.

하기의 비제한적인 이유를 비롯한 본 발명의 복합 연마 물품(100)을 사용하는 많은 이유가 있다. 개별 입자를 착색하는 능력은 소비자 또는 사용자가 복합 연마 물품(100)의 내용물을 신속하게 식별하게 할 수 있다. 예를 들어, 형상화된 연마 입자(106A)가 적색으로 착색되고 형상화된 연마 입자(106B)가 녹색으로 착색되는 경우, 복합 연마 물품(100)을 보는 사용자는 물품(100)에 사용된 입자를 신속하게 식별할 수 있을 것이다. 이는 사용자가 물품(100)이 그들의 특정 요구에 적합한지 여부를 신속하게 결정하는 데 도움을 줄 수 있다. 구체적으로, 소비자가 소정 입자의 형상을 볼 수 있다면, 각 입자의 형상을 시각적으로 식별하고 그의 특정 응용에 적합하다고 판단한 후에 물품을 사용할 가능성이 더 클 수 있다.

유사하게는, 복수의 입자들 사이의 색의 대비는 사용자 또는 소비자에게 물품(100) 내의 입자의 분포를 보여주는 데 도움을 줄 수 있다. 즉, 단지 하나의 색을 갖는 물품에서는, 사용자가 물품의 구성요소가 물품 전체에 걸쳐 균일하게 또는 고르게 분포되어 있는지 여부를 결정하는 것이 어렵다. 이는 입자의 색이 다른 구성요소에 블렌딩되기 때문이다. 그러나, 소비자 또는 사용자가 실제로 입자의 분포를 볼 수 있다면, 그들은 입자의 불균질한 분포를 원하는지 또는 균질한 분포를 원하는지에 관계없이, 물품(100)이 그들의 요구에 더 적합하다는 것을 더 확신할 수 있다.

물품(100)의 상이한 색들은 또한 실수 방지 특징부로서의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 상이한 색 조합은, 상이한 응용 또는 재료에, 예를 들어 알루미늄을 연삭하는 데 사용될 수 있거나 또는 석조물에 사용될 수 있는 연마 물품(100)의 상이한 등급 또는 구성요소와 관련될 수 있다. 따라서, 소비자 또는 사용자가 특정 등급의 연마 물품(100)을 필요로 하는 경우, 그들은 특정 등급과 연관된 색을 나타내는 버전(version)을 선택할 수 있다.

또한, 상이한 색들은 사용자 및 소비자가 연마 물품(100)의 브랜드를 식별하는 데 도움을 줄 수 있다. 즉, 소비자 및 사용자는 소정 색 및 패턴을 브랜드와 연관시킬 수 있다. 따라서, 사용자 또는 소비자는, 적어도 2가지의 상이한 색을 나타내지 않는 다른 물품과 비교하여, 물품(100)의 신속한 시각적 평가에 기초하여 물품을 다른 물품으로부터 더 신속하게 구별할 수 있다.

물품(100)에 존재하는 상이한 색들은 또한 물품(100)이 그의 수명의 마지막에 근접하고 있는지 여부를 나타내는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 층(102)은 녹색을 갖는 연마 층으로서 구성될 수 있고, 제2 층(104)은 적색을 갖는 비-연마 배킹 층으로서 구성될 수 있다. 작업 동안 연마 층이 제거됨에 따라, 더 많은 적색이 보일 것이다. 일단 적색이 미리 결정된 수준에 도달하면, 사용자는 다른 연마 물품(100)을 사용하기로 결정할 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는 물품(100)의 인지된 성능에 기초하여 물품(100)을 대체할 시간인지를 추측해야 하는 것이 아니라, 명확한 시각적 표시에 기초하여 물품(100)을 교체할 시간이라는 것을 알 것이다. 역으로, 각각의 층이 상이한 색의 입자의 분포를 갖는 경우, 사용자 또는 소비자는 물품(100) 내의 연마 입자 함량이 그의 사용에 충분한지 여부를 결정하기 위해 물품(100)을 시각적으로 검사할 수 있다.

다른 예에서, 복수의 입자는 물품(100)의 미리 결정된 회전 속도에서 시각적 표시를 생성하는 특정 패턴으로 배열될 수 있다. 일단 사용자가 표시를 관찰하면, 그는 물품(100)이 그의 특정 응용에 허용가능한 속도로 회전하고 있음을 알게 될 것이다.

실시예

달리 언급되지 않는 한, 실시예 및 본 명세서의 나머지 부분에서의 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다.

표 1에 나타낸 약어가 실시예에서 재료에 대해 사용된다.

[표 1]

연삭 시험

1분 사이클 10회 동안 앞뒤로 요동하는(1 사이클 = 18 인치(45.7 cm), 총 36 인치(91 cm)에 대한 편도) 12000 rpm 공기 구동식 연삭기 상에 장착된 동안 0.25 인치(0.6 cm) × 18 인치(45.7 cm) 면적의 표면에 걸쳐 직사각형 연강 바(0.25 인치(0.6 cm) × 18 인치(45.7 cm) × 3 인치(7.6 cm))를 연삭함으로써 연마 휠을 시험하였다. 가해진 하중은 9 파운드(4.1 ㎏)의 연삭기 중량이었고, 연마 휠을 표면(예를 들어, 0도)에 대해 15도의 각도로 유지하였다. 연강 바를 각각의 사이클 전후에 칭량하였고, 중량 손실(예를 들어, 절삭량)(그램 단위)을 기록하였다. 연강 바를 사이클마다 끝에서 끝까지 16회 횡단시켰다. 총 절삭량은 10분 시험에 걸친 연강 바의 총 중량 손실로서 계산하였다.

실시예 1

다음과 같이 "황색" 혼합물을 제조하였다: 800 그램의 SAP1을 60 그램의 PR1과 조합하고, 패들-유형 혼합기(미국 뉴저지주 이스트 윈저 소재의 콘에어 코포레이션(Conair Corporation)으로부터 "퀴진아트(CUISINART) SM-70"으로 입수함, 속도 1로 작동시킴)에 의해 10분 동안 혼합하였다. 이어서, 독일 루드비히스하펜 소재의 바스프(BASF)로부터 "시코탄 옐로 K 2001 FG"로 입수한 8 그램의 황색 안료를 첨가하고, 혼합기를 사용하여 1분 동안 혼합한 후 140 그램의 PR2 및 140 그램의 CRY를 첨가하였다. 생성된 혼합물을, 혼합기를 사용하여 추가로 10분 동안 혼합하였다.

다음과 같이 "녹색" 혼합물을 제조하였다: 800 그램의 AP1을 60 그램의 PR1과 조합하고 혼합기로 10분 동안 혼합한 후에 미국 펜실베이니아주 페어리스 힐 소재의 호이코테크 컴퍼니(Heucotech Company)로부터 "CS1450 호이코스피어"로 입수한 8 그램의 녹색 안료를 첨가하고 추가로 1분 동안 혼합하였다. 이어서, 140 그램의 PR2 및 140 그램의 CRY를 첨가하고, 생성된 혼합물을 10분 동안 혼합하였다.

다음과 같이 타입 27 중심-함몰형 복합 연삭 휠을 제조하였다: SCRIM1의 4.5 인치(11.4 센티미터) 직경 디스크를 4.5 인치(11.4 센티미터) 직경 공동 다이 내에 배치하였다. 50부의 "황색" 혼합물 및 50부의 "녹색" 혼합물을 포함하는 75 그램의 혼합물을 고르게 펴 바랐다. SCRIM1의 두 번째 4 인치(10.2 센티미터) 직경 디스크를 혼합물 위에 배치하였다. 이어서, 60부의 "황색" 혼합물 및 50부의 "녹색" 혼합물을 포함하는 추가의 75 그램의 혼합물을 고르게 펴 발랐다. SCRIM1의 세 번째 3 인치(7.4 센티미터) 직경 디스크를 혼합물 위에 배치하였다. 이어서, 충전된 공동 주형을 40 톤/38 제곱인치(14.5 메가파스칼)의 압력으로 프레싱하였다. 황색/녹색 대리석-유사 외관을 갖는 생성된 휠을 공동 주형으로부터 제거하고, 중심 함몰형 알루미늄 플레이트들 사이의 스핀들 상에 배치하여 타입 27 중심-함몰형 연삭 휠로 프레싱하였다. 휠을 5 톤/38 제곱인치(1.8 메가파스칼)로 압축하여 디스크를 형상화하였다.착색된 접합된 휠을 오븐 내에 넣어서 90℃에서 3시간 동안 경화시키고, 2시간 동안 120℃까지 램핑하고, 120℃에서 3시간 동안 유지하고, 3시간 동안 150℃까지 램핑하고, 150℃에서 7시간 동안 유지하였다. 이어서, 휠을 대략 23℃까지 자연적으로 냉각되게 두었다. 생성된 연삭 휠의 사진이 도 4에 나타나 있다.

실시예 2

다음과 같이 "적색" 혼합물을 제조하였다: 800 그램의 SAP1을 60 그램의 PR1과 조합하고, 패들-유형 혼합기(미국 뉴저지주 이스트 윈저 소재의 콘에어 코포레이션으로부터 "퀴진아트 SM-70"으로 입수함, 속도 1로 작동시킴)에 의해 10분 동안 혼합하였다. 이어서, 미국 메릴랜드주 벨트빌 소재의 록우드 피그먼츠(Rockwood Pigments)로부터 "레드 크로마 RO-3097"로 입수한 9 그램의 적색 산화철 안료를 첨가하고, 혼합기를 사용하여 1분 동안 혼합한 후 140 그램의 PR2 및 140 그램의 CRY를 첨가하였다. 생성된 혼합물을, 혼합기를 사용하여 추가로 10분 동안 혼합하였다.

다음과 같이 "흑색" 혼합물을 제조하였다: 800 그램의 AP1을 60 그램의 PR1과 조합하고 혼합기로 10분 동안 혼합한 후에 미국 매사추세츠주 보스턴 소재의 캐보트(Cabot)로부터 "모나크 120"으로 입수한 9 그램의 카본 블랙 분말 안료를 첨가하고 추가로 1분 동안 혼합하였다. 이어서, 140 그램의 PR2 및 140 그램의 CRY를 첨가하고, 생성된 혼합물을 10분 동안 혼합하였다.

다음과 같이 타입 27 중심-함몰형 복합 연삭 휠을 제조하였다: SCRIM1의 4.5 인치(11.4 센티미터) 직경 디스크를 4.5 인치(11.4 센티미터) 직경 공동 다이 내에 배치하였다. 50부의 "적색" 혼합물 및 50부의 "흑색" 혼합물을 포함하는 75 그램의 혼합물을 고르게 펴 바랐다. SCRIM1의 두 번째 4 인치(10.2 센티미터) 직경 디스크를 혼합물 위에 배치하였다. 이어서, 50부의 "적색" 혼합물 및 50부의 "흑색" 혼합물을 포함하는 추가적인 75 그램의 혼합물을 고르게 펴 바랐다. SCRIM1의 세 번째 3 인치(7.4 센티미터) 직경 디스크를 혼합물 위에 배치하였다. 이어서, 충전된 공동 주형을 40 톤/38 제곱인치(14.5 메가파스칼)의 압력으로 프레싱하였다. 적색/흑색 대리석-유사 외관을 갖는 생성된 휠을 공동 주형으로부터 제거하고, 중심 함몰형 알루미늄 플레이트들 사이의 스핀들 상에 배치하여 타입 27 중심-함몰형 연삭 휠로 프레싱하였다. 휠을 5 톤/38 제곱인치(1.8 메가파스칼)로 압축하여 디스크를 형상화하였다.착색된 접합된 휠을 오븐 내에 넣어서 90℃에서 3시간 동안 경화시키고, 2시간 동안 120℃까지 램핑하고, 120℃에서 3시간 동안 유지하고, 3시간 동안 150℃까지 램핑하고, 150℃에서 7시간 동안 유지하였다. 이어서, 휠을 대략 23℃까지 자연적으로 냉각되게 두었다. 생성된 연삭 휠의 사진이 도 5에 나타나 있다.

비교예 A

착색된 접합된 휠을, 다음과 같이 프로그래밍된 온도를 갖는 오븐 내에서 경화시킨 점을 제외하고는, 실시예 1에 대체로 기재된 절차를 반복하였다: 79℃에서 7시간, 107℃에서 3시간, 185℃에서 18시간, 및 4시간에 걸쳐 27℃까지 온도 램프-다운.

최종 연삭 휠의 치수는 115 밀리미터 직경 × 7 밀리미터 두께였다. 중심 구멍은 직경이 7/8 인치(2.2 센티미터)였다. 외부 휠은 고온 경화 조건에서 흑색으로 변한다. 생성된 연삭 휠의 사진이 도 6에 나타나 있다.

비교예 B

착색된 접합된 휠을, 다음과 같이 프로그래밍된 온도를 갖는 오븐 내에서 경화시킨 점을 제외하고는, 실시예 2에 대체로 기재된 절차를 반복하였다: 79℃에서 7시간, 107℃에서 3시간, 185℃에서 18시간, 및 4시간에 걸쳐 27℃까지 온도 램프-다운.

최종 연삭 휠의 치수는 115 밀리미터 직경 × 7 밀리미터 두께였다. 중심 구멍은 직경이 7/8 인치(2.2 센티미터)였다. 외부 휠은 고온 경화 조건에서 흑색으로 변한다. 생성된 연삭 휠의 사진이 도 7에 나타나 있다.

비교예 C

연마 휠을 프랑스 쿠르베보이 소재의 세인트 고바인 에스. 에이.(Saint Gobain S.A.)로부터 "블루파이어 디프레스트 센터 휠스(BLUEFIRE DEPRESSED CENTER WHEELS) ― 4-1/2 인치"(도 8에 도시된 타입 27)로서 입수하였다.

비교예 D

연마 휠을 프랑스 쿠르베보이 소재의 세인트 고바인 에스. 에이.로부터 "제미니 패스트 컷(GEMINI FAST CUT) - 4-1/2 인치"(도 9에 도시된 타입 27)로서 입수하였다.

실시예 3

금색 코팅된 연마 입자의 제조를 다음과 같이 수행하였다. SAP1(700 그램)을 1 쿼트(quart) 플라스틱 용기에 넣었다. 이 용기에, 66.45부의 규산나트륨(미국 펜실베이니아주 밸리 포지 소재의 피큐 코포레이션(PQ Corporation)으로부터 "B-W 50"으로 입수함), 33.22부의 물 및 0.33부의 음이온성 계면활성제(미국 미시간주 미들랜드 소재의 다우 케미칼 코포레이션(Dow Chemical Corporation)으로부터 "다우팩스(DOWFAX) 2A1"로 입수함)를 포함하는 7 그램의 용액을 첨가하였다. 이어서, 용기에 뚜껑을 닫고 1분 동안 진탕하였다. 미국 델라웨어주 뉴왁 소재의 임팩트 칼라스(Impact Colors)로부터 "엘도라도 골드 스테인 MGF-302"로 입수한 0.1 그램의 금색 분말을 용기에 첨가한 후에, 용기에 뚜껑을 닫고 1 내지 2분 동안 진탕하였다. 용기 내의 생성된 혼합물을 팬(pan) 상에 분배하였다. 이어서, 팬을 오븐 내에 넣어서 93.3℃에서 30분 동안 경화시키고, 이어서 90분 동안 176.7℃로 램핑하였다.

200 그램의 SAP1, 200 그램의 AP1을 30 그램의 PR1과 조합하여 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물에, 2.8 그램의 녹색 안료(미국 펜실베이니아주 페어리스 힐 소재의 호이코테크 컴퍼니로부터 "CS1450 호이코스피어"로서 입수함), 70 그램의 PR2 및 70 그램의 CRY를 첨가하고, 생성된 혼합물을 실시예 1에 기재된 패들-유형 혼합기를 사용하여 10분 동안 혼합하였다.

타입 27 중심-함몰형 복합 연삭 휠을 다음과 같이 제조하였다. SCRIM1의 4.5 인치(11.4 센티미터) 직경 디스크를 4.5 인치(11.4 센티미터) 직경 공동 다이 내에 배치하였다. 상기와 같이 제조한 75 그램의 혼합물을 고르게 펴 바랐다. SCRIM1의 두 번째 4 인치(10.2 센티미터) 직경 디스크를 혼합물 위에 배치하였다. 이어서, 7.5 그램의 금색 코팅된 연마 입자와 혼합된 67.5 그램의 혼합물을 고르게 펴 바랐다. SCRIM1의 세 번째 3 인치(7.4 센티미터) 직경 디스크를 혼합물 위에 배치하였다. 이어서, 충전된 공동 주형을 40 톤/38 제곱인치(14.5 메가파스칼)의 압력으로 프레싱하였다. 생성된 휠을 공동 주형으로부터 제거하고, 중심 함몰형 알루미늄 플레이트들 사이의 스핀들 상에 배치하여 타입 27 중심-함몰형 연삭 휠로 프레싱하였다. 휠을 5 톤/38 제곱인치(1.8 메가파스칼)로 압축하여 디스크를 형상화하였다.접합된 휠을 오븐에 넣어 79℃에서 7시간, 107℃에서 3시간, 185℃에서 18시간, 그리고 27℃까지의 4시간에 걸친 온도 램프-다운 동안 경화시켰다.

최종 연삭 휠의 치수는 115 밀리미터 직경 × 7 밀리미터 두께였다. 중심 구멍은 직경이 7/8 인치(2.2 센티미터)였다. 생성된 연삭 휠의 사진이 도 10에 나타나 있다.

실시예 4

착색된 접합된 휠을, 다음과 같이 프로그래밍된 온도를 갖는 오븐 내에서 경화시킨 점을 제외하고는, 실시예 2에 대체로 기재된 절차를 반복하였다: 90℃에서 3시간 동안, 2시간 동안 120℃까지 램핑, 120℃에서 3시간 동안 유지, 3시간 동안 150℃까지 램핑하고, 150℃에서 7시간 동안 유지. 이어서, 휠을 대략 23℃까지 자연적으로 냉각되게 두었다. 생성된 연삭 휠의 사진이 도 11에 나타나 있다.

실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 A 내지 비교예 D로부터의 연삭 휠을 "연삭 시험"에 기재된 절차에 따라 시험하였다. 시험 결과가 표 2에 요약되어 있다.

[표 2]

본 발명의 다양한 변형 및 변경이 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 이루어질 수 있으며, 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시 형태로 부당하게 제한되지 않아야 한다는 것을 이해하여야 한다.

사용된 용어 및 표현은 제한이 아닌 설명의 방식으로 사용되며, 이러한 용어 및 표현의 사용에 있어서 제시되고 설명된 특징들 또는 이의 일부의 임의의 등가물을 배제하려는 의도는 없고, 다양한 변형이 본 발명의 실시 형태의 범주 내에서 가능하다는 것이 인식된다. 따라서, 본 발명이 구체적인 실시 형태 및 선택적인 특징들에 의해 구체적으로 개시되었지만, 본 명세서에 개시된 개념의 변형 및 변화가 당업자에 의해 이루어질 수 있으며 이러한 변형 및 변화는 본 발명의 실시 형태의 범주 내에 속하는 것으로 간주된다는 것이 이해되어야 한다.

추가의 실시 형태

하기의 예시적인 실시 형태들이 제공되며, 이들의 번호 매김은 중요도의 수준을 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다:

실시 형태 1은,

제1 색을 갖는 제1 부분; 및

제1 색과는 상이한 제2 색을 갖는 제2 부분

을 포함하는, 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 2는, 물품은 휠인, 실시 형태 1의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 3은, 제1 색 및 제2 색 중 적어도 하나는 독립적으로 적색, 주황색, 황색, 녹색, 청색, 남색, 보라색, 백색, 금색, 은색, 또는 이들의 임의의 조합인, 실시 형태 1 또는 실시 형태 2 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 4는, 물품은

선택적으로, 제1 색 및 제2 색과는 상이한 제3 색을 갖는 제3 부분; 및

선택적으로, 제3 부분이 존재하는 경우, 제1 색, 제2 색 및 제3 색과는 상이한 제4 색을 갖는 제4 부분

을 추가로 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 3 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 5는, 제3 색 및 제4 색은 독립적으로 적색, 주황색, 황색, 녹색, 청색, 남색, 보라색, 백색, 금색, 은색, 또는 이들의 임의의 조합인, 실시 형태 4의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 6은, 제1 부분 및 제2 부분은 물품의 층인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 5 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 7은, 제1 부분은 물품의 연마 층인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 6 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 8은, 제2 부분은 물품의 배킹 층인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 9는,

제1 부분은 결합제 중의 제1 복수의 입자를 포함하고,

제2 부분은 결합제 중의 제2 복수의 입자를 포함하고,

존재하는 경우, 제3 부분은 결합제 중의 제3 복수의 입자를 포함하고,

존재하는 경우, 제4 부분은 결합제 중의 제4 복수의 입자를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 8 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 10은, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나는 물품 내에 무작위로 흩어져 있는, 실시 형태 9의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 11은, 제1 부분, 제2 부분, 제3 부분, 및 제4 부분 중 적어도 하나는 물품의 약 2 중량% 내지 약 50 중량%인, 실시 형태 4 내지 실시 형태 10 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 12는, 제1 부분, 제2 부분, 제3 부분, 및 제4 부분 중 적어도 하나는 물품의 약 10 중량% 내지 약 25 중량%인, 실시 형태 4 내지 실시 형태 10 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 13은, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나는 물품의 약 2 중량% 내지 약 50 중량%인, 실시 형태 9 내지 실시 형태 12 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 14는, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나는 물품의 약 10 중량% 내지 약 25 중량%인, 실시 형태 9 내지 실시 형태 13 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 15는, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나는 형상화된 연마 입자를 포함하는, 실시 형태 9 내지 실시 형태 14 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 16은, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자의 각각의 형상화된 연마 입자는 실질적으로 동일한 형상을 갖는, 실시 형태 9 내지 실시 형태 15 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 17은, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나의 크기는 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 다른 하나의 크기와 상이한, 실시 형태 9 내지 실시 형태 16 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 18은, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나는 다른 복수의 입자와는 상이한 형상을 갖는, 실시 형태 9 내지 실시 형태 17 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 19는, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나의 형상은 절두 삼각형 피라미드인, 실시 형태 15 내지 실시 형태 18 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 20은, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나는 통상적인 연마 입자를 포함하는, 실시 형태 9 내지 실시 형태 19 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 21은, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나는 파쇄된 연마 입자를 포함하는, 실시 형태 9 내지 실시 형태 20 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 22는, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나의 파쇄된 연마 입자의 크기는 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 또는 제4 복수의 입자의 크기와 상이한 크기를 갖는, 실시 형태 21의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 23은, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나는 충전제 입자를 포함하는, 실시 형태 9 내지 실시 형태 22 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 24는, 결합제는 유기 결합제를 포함하는, 실시 형태 9 내지 실시 형태 23 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 25는, 유기 결합제는 페놀 수지를 포함하는, 실시 형태 24의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 26은, 제1 부분 및 제2 부분 중 적어도 하나는 글리터를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 25 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 27은, 휠은 절삭 휠, 절삭 및 연삭 휠, 중심-함몰형 연삭 휠, 중심-함몰형 절삭 휠, 릴 연삭 휠, 마운티드 포인트, 공구 연삭 휠, 롤 연삭 휠, 열간-프레싱된 연삭 휠, 면 연삭 휠, 연삭 플러그, 연삭 콘, 레일 연삭 휠, 원통형 연삭 휠, 및 이중 디스크 연삭 휠 중 적어도 하나인, 실시 형태 2 내지 실시 형태 26 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 제공한다.

실시 형태 28은, 실시 형태 1 내지 실시 형태 27 중 어느 한 실시 형태에 따른 복합 연마 물품을 제조하는 방법을 제공하며, 이 방법은

제1 색을 갖는 제1 복수의 입자,

유기 결합제, 및

선택적인 충전제

를 포함하는 제1 혼합물을 얻거나 제공하는 단계;

제1 혼합물을 주형과 접촉시키는 단계; 및

주형을 프레싱하여 실시 형태 1 중 어느 하나의 복합 연마 물품을 제공하는 단계

를 포함한다.

실시 형태 29는,

선택적으로,

제1 색과는 상이한 제2 색을 갖는 제2 복수의 입자; 및

유기 결합제

를 포함하는 제2 혼합물을 얻는 단계;

선택적으로,

제1 색 및 제2 색과는 상이한 제3 색을 갖는 제3 복수의 입자; 및

유기 결합제

를 포함하는 제3 혼합물을 얻는 단계; 및

선택적으로,

제1 색, 제2 색, 및 제3 색과는 상이한 제4 색을 갖는 제4 복수의 입자; 및

유기 결합제

를 포함하는 제4 혼합물을 얻는 단계; 및

제2 혼합물, 제3 혼합물, 및 제4 혼합물을 주형과 접촉시키는 단계

를 추가로 포함하는, 실시 형태 28의 방법을 제공한다.

실시 형태 30은, 제1 혼합물, 제2 혼합물, 제3 혼합물, 및 제4 혼합물 중 적어도 하나를 혼합하는 단계를 추가로 포함하는, 실시 형태 29의 방법을 제공한다.

실시 형태 31은, 제1 착색 요소, 제2 착색 요소, 제3 착색 요소, 및 제4 착색 요소 중 적어도 하나를 첨가하여 각각의 제1 색, 제2 색, 제3 색 및 제4 색 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 실시 형태 29 및 실시 형태 30 중 어느 한 실시 형태의 방법을 제공한다.

실시 형태 32는, 제1 착색 요소, 제2 착색 요소, 제3 착색 요소, 및 제4 착색 요소 중 적어도 하나는 안료, 글리터, 금속 분말, 증기 코팅된 금속 분말, 침착된 금속 분말, 또는 이들의 조합을 포함하는, 실시 형태 31의 방법을 제공한다.

실시 형태 33은, 제1 착색 요소, 제2 착색 요소, 제3 착색 요소, 및 제4 착색 요소 중 적어도 하나는 각각의 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나의 개별 입자를 적어도 부분적으로 코팅하는, 실시 형태 32의 방법을 제공한다.

실시 형태 34는,

제1 혼합물, 제2 혼합물, 제3 혼합물, 및 제4 혼합물 중 적어도 하나에 약 1.5 MPa 내지 약 2.0 MPa의 압축력을 가하는 단계를 추가로 포함하는, 실시 형태 29 내지 실시 형태 33 중 어느 한 실시 형태의 방법을 제공한다.

실시 형태 35는,

제1 혼합물, 제2 혼합물, 제3 혼합물, 및 제4 혼합물 중 적어도 하나를 최대 약 195℃ 범위의 온도에서 가열하는 단계를 추가로 포함하는, 실시 형태 29 내지 실시 형태 34 중 어느 한 실시 형태의 방법을 제공한다.

실시 형태 36은, 가열하는 단계는 산소 농도가 주위 조건에서의 산소 농도보다 낮은 환경에서 가열하는 것을 포함하는, 실시 형태 35의 방법을 제공한다.

실시 형태 37은, 가열하는 단계는 최대 약 165℃의 온도에서 가열하는 것을 포함하는, 실시 형태 35 또는 실시 형태 36 중 어느 하나의 방법을 제공한다.

실시 형태 38은, 제1 복수의 입자, 제2 복수의 입자, 제3 복수의 입자, 및 제4 복수의 입자 중 적어도 하나의 색은 주형이 가열된 후에 실질적으로 변화되는, 실시 형태 29 내지 실시 형태 37 중 어느 한 실시 형태의 방법을 제공한다.

실시 형태 39는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 38 중 어느 한 실시 형태의 복합 연마 물품을 사용하는 방법을 제공하며, 이 방법은

표면과 복합 연마 물품을 접촉시키는 단계; 및

표면에 대해 복합 연마 물품을 이동시켜 표면을 연마하는 단계

를 포함한다.

Claims (39)

1. 연마 층을 포함하는 연마 물품으로서,
   상기 연마 층은 동일한 층에서 복수의 입자를 포함하고,
   상기 복수의 입자는 둘 이상의 부분으로 나누어지고,
   상기 둘 이상의 부분은
   제1 색을 갖는 제1 부분; 및
   제1 색과는 상이한 제2 색을 갖는 제2 부분
   을 포함하고,
   상기 연마 물품은 휠이며,
   상기 복수의 입자는 연마 물품의 미리 결정된 회전 속도에서 시각적 표시를 생성하는 특정 패턴으로 배열되는, 연마 물품.
2. 제1항에 있어서,
   제1 부분이 제1 색상을 갖는 제1 입자를 포함하고, 제2 부분이 제2 색상을 갖는 제2 입자를 포함하고, 제1 입자의 크기가 제2 입자의 크기와 상이한 연마 물품.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 휠은 절삭 휠(cut-off wheel), 절삭 및 연삭 휠(cut-and-grind wheel), 중심-함몰형 연삭 휠(depressed center grinding wheel), 중심-함몰형 절삭 휠, 릴 연삭 휠(reel grinding wheel), 마운티드 포인트(mounted point), 공구 연삭 휠, 롤 연삭 휠, 열간-프레싱된 연삭 휠, 면 연삭 휠(face grinding wheel), 연삭 플러그(grinding plug), 연삭 콘(grinding cone), 레일 연삭 휠(rail grinding wheel), 원통형 연삭 휠, 및 이중 디스크 연삭 휠 중 적어도 하나인, 연마 물품.
4. 제1항 또는 제2항에 따른 연마 물품을 제조하는 방법으로서,
   제1 색을 갖는 제1 복수의 입자, 제1 색과는 상이한 제2 색을 갖는 제2 복수의 입자, 유기 결합제, 및 선택적인 충전제를 포함하는 혼합물을 얻거나 제공하는 단계;
   혼합물을 주형과 접촉시키는 단계; 및
   주형을 프레싱하여 제1항 또는 제2항의 연마 물품을 제공하는 단계
   를 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 제1 착색 요소 및 제2 착색 요소 중 적어도 하나를 첨가하여 각각의 제1 색 및 제2 색 중 적어도 하나를 생성하는 단계를 추가로 포함하며, 제1 착색 요소 및 제2 착색 요소 중 적어도 하나는 안료, 글리터, 금속 분말, 증기 코팅된 금속 분말, 침착된 금속 분말, 또는 이들의 조합을 포함하는, 방법.
6. 제4항에 있어서,
   혼합물에 1.5 MPa 내지 2.0 MPa의 압축력을 가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
7. 제4항에 있어서,
   혼합물을 최대 195℃ 범위의 온도에서 가열하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 가열하는 단계는 연마 물품이 산화될 재료를 포함할 경우 산소 농도가 주위 조건에서의 산소 농도보다 낮은 환경에서 가열하는 것을 포함하는, 방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제

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