KR20010041083A - 연마 용품 및 유리 연마 방법 - Google Patents

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브라이언 디. 고어스
아슈 엔. 무줌다르
개리 엠. 팜그렌
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스프레이그 로버트 월터
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Abstract

본 발명은 유리 공작물의 표면을 연마 또는 폴리슁하기 위한 픽스된 연마 용품에 관한 것이다. 유리를 연마하기 위한 연마 용품은 결합제, 알칼리성 금속 염, 및 다이아몬드 연마 입자, 백킹에 일체형으로 성형된 복합체를 갖는다. 유리를 연마하기 위한 연마 용품은 10 내지 15초, 일반적으로 약 12초의 폴리슁 시간 간격을 갖는 RPP 공정을 사용하여 약 200 내지 400 마이크로미터의 유리를 제거할 수 있다. 본 발명의 연마 입자는 단일 연마 입자 또는 연마 응집체, 또는 이둘의 조합물일 수 있다. 유리를 폴리슁하기 위한 연마 용품 (10)은 섬유를 함유하는 백킹 (14), 및 유기 수지, 산화세륨 입자, 및 알칼리성 금속 염을 포함하는 백킹에 일체형으로 성형된 다수의 연마 복합체 (11)을 포함한다. 유리를 연마하기 위한 연마 용품은 또한 연마 복합체의 최적의 파쇄율 및 연마 복합체 및 백킹 사이의 개선된 부착을 제공한다.

Description

연마 용품 및 유리 연마 방법 {ABRASIVE ARTICLE AND METHOD FOR GRINDING GLASS}
많은 유리 표면은 굽어져 있거나 반경을 가진다. 이들 반경 및 곡선은 일반적으로 유리 형성 공정에서 생긴다. 그러나, 몰드 선 (mold line), 거친 표면, 작은 점, 및 다른 작은 결함과 같은 결점들이, 유리 형성 공정의 결과로서, 유리의 외부 표면상에 존재할 수 있다. 이들 결점 및/또는 결함은 유리의 광학 투명도에 작지만 영향을 주는 경향이 있다. 이러한 결함 및/또는 결점을 제거하기 위해 연마 다듬질 (finishing) 공정이 광범위하게 사용되었다. 연마 다듬질은 대체로 3개의 주요 공정으로 나뉘어진다: 연마, 파이닝 (fining), 및 폴리슁.
연마 단계는 바람직한 곡선 또는 반경을 완성시키고 연마 기구로 유리 표면을 거칠게 연마하여 캐스팅 (casting) 결점을 제거한다. 대체로 이 연마 기구는 다이아몬드, 텅스텐 카바이드, 또는 입방형 보론 니트리드와 같은 초연마 입자를 함유한다. 그러나, 이 거친 연마 공정에서 연마 기구는 생성되는 유리 표면이 광학적으로 투명한 상태까지 직접 광택을 내기에 충분히 정확하거나 충분히 매끈하지 않도록 유리 표면에 거친 스크래취를 제공할 것이다. 연마 공정의 목적은 미세한 스크래취 패턴에 가능한 한 미세한 스크래취 패턴을 남기면서 대량의 유리를 신속하고 상당히 정확하게 제거하는 것이다. 이들 스크래취는 이후 대개 보통 "파이닝" 및 "폴리슁" 으로 알려진 추가 단계에 의해 제거된다.
유리 다듬질은 대체로 루즈 (loose) 연마 슬러리로 행해진다. 루즈 연마 슬러리는 물과 같은 액체 매질에 분산된 다수의 연마 입자를 포함한다. 루즈 연마 슬러리에 사용되는 가장 통상적인 연마 입자는 부석, 실리콘 카바이드, 알루미늄 옥사이드 등이다. 루즈 연마 슬러리는 분산물, 윤활제, 소포제 등과 같은 다른 첨가제를 임의로 함유할 수 있다. 대부분의 예에서, 루즈 연마 슬러리가 유리 표면 과 랩 패드 (lap-pad) 사이에 존재하도록, 루즈 연마 슬러리는 다듬질되고 있는 유리 표면 및 랩 패드 사이에 펌프된다. 랩 패드는 고무, 발포체, 중합체 물질, 금속, 스틸 등과 같은 물질로부터 만들어 질 수 있다. 대체로, 유리 공작물 및 랩 패드 모두 상호간에 회전할 것이다. 이 연마 공정은 대체로 하나 이상의 단계를 포함하고, 각각의 단계는 유리에 점진적으로 더 미세한 표면 다듬질을 제공할 것이다.
표면의 조도는 대체로 스크래취 또는 스크래취 패턴에 의존하고, 이는 육안으로 볼 수 있거나 볼 수 없다. 스크래취 패턴은 표면을 따라 존재하는 일련의 피크 및 밸리로서 정의될 수 있다. Rtm 및 Ra는 연마 업계에서 사용되는 조도의 통상적인 척도이지만, 정확한 측정 방법은 표면 조도 평가에 이용되는 장비의 형태에 따라 달라질 수 있다.
Ra는 표면상의 평균 선으로부터 표면 조도 프로파일의 이탈 산술적 평균으로 표시되는 평균 조도 높이 값으로 정의된다. 측정은 랭크 테일러 홉슨 인스트루먼트 (Rank Taylor Hobson instrument)에 의해 설정된 평가 구간 내 표면상의 평균 선 위 및 아래 지점에서 한다. Ra 및 Rtm (아래로 정의됨)은 5 마이크로미터 반경의 다이아몬드 팁이 달린 스틸러스인 포필로미터 프로브 (profilometer probe)로 측정되고, 그 결과는 마이크로미터 (㎛)로 기록된다. 이들 디파쳐 (departure) 측정치를 모두 합하고 이후 측정 횟수로 나누어 평균값을 얻는다. 일반적으로, Ra 가 낮을수록, 다듬질은 더 매끈하게 된다.
Rt는 최대 피크-투-밸리 (peak-to-valley) 높이로서 정의된다. Rtm은 각 평가 구간의 최대 피크-투-밸리 높이를 5개의 연속적 평가 구간에 걸쳐 측정하여 얻어지는 평균값이다. 일반적으로, Rtm 값이 낮을수록, 다듬질은 더 매끈하게 된다. Ra 및 Rtm 간의 약간의 차이는 동일한 다듬질된 유리 표면에 대한 측정이 시판되는 상이한 브랜드의 프로필로미터로 이루어질 때 발생할 수 있지만, 반드시 그렇지는 않다.
전체 다듬질 공정의 최종 단계는 유리 물품에 더 매끈하고, 광학적으로 투명한 표면을 제공하는 폴리슁 단계이다. 대부분의 경우, 이 폴리슁 단계는 루즈 연마 슬러리로 행해진는 데 이는 루즈 슬러리가 대체로 본질적으로 결점, 결함, 및/또는 작은 스크래취가 없는 광학적으로 투명한 표면을 제공하기 때문이다. 대체로, 루즈 연마 슬러리는 물에 분산된 산화세륨 연마 입자를 포함한다.
루즈 연마 슬러리가 유리 제품에 광학적으로 투명한 표면 다듬질을 제공하기 위해서 파이닝 및 폴리슁 단계에 광범위하게 이용되기는 하지만, 루즈 연마 슬러리는 많은 단점을 수반한다. 이 단점은 필요한 대량의 슬러리를 다루는 불편함, 연마 입자의 침강을 막고 폴리슁 경계면에서의 연마 입자 농도를 균일하게 하기 위해 필요로 되는 교반, 및 루즈 연마 슬러리를 제조하고, 다루고, 폐기하거나 회수하여 재순환시키기 위한 추가적 장비의 필요성 등이다. 추가적으로, 슬러리 자체는 품질 및 분산 안정성을 보증하기 위해 주기적으로 분석되어야 하고 이는 비용이 많이 드는 노동 시간을 추가로 필요로 한다. 더욱이, 루즈 연마 슬러리와 접촉하는 펌프 헤드, 밸브, 피드선, 연마 랩, 및 슬러리 공급 장비의 다른 부품은 실제로 바람직하지 않은 마모를 보인다. 추가로, 슬러리를 사용하는 단계는 점성 액체인 루즈 연마 슬러리가 쉽게 튀기고 수용하기 어렵기 때문에, 보통은 매우 깔끔하지 않다.
이해할 수 있게, 랩핑, 코팅되거나, 또는 픽스된 연마 생성물로 루즈 연마 슬러리 다듬질 단계를 대체하기 위한 시도가 이루어 졌다. 일반적으로, 랩핑 연마재는 결합제에 분산된 다수의 연마 입자를 포함하는 연마 코팅을 갖는 백킹을 포함한다. 예를 들면, 미국 특허 제4,255,164호; 제4,576,612호; 제4,733,502호; 및 유럽 특허 출원 제650,803호는 다양한 픽스된 연마 용품 및 폴리슁 공정을 개시한다. 픽스된 연마 용품을 개시하는 다른 참고문헌들은 미국 특허 제4,644,703호; 제4,773,920호; 및 제5,014,468호를 포함한다.
그러나, 픽스된 연마재가 루즈 연마 슬러리를 완전히 대체하지는 않았다. 몇몇 경우에 픽스된 연마재는 광학적으로 투명하고, 본질적으로 결점, 결함, 및/또는 작은 스크래취가 없는 표면을 제공하지 않는다. 다른 예에서, 픽스된 연마재는 유리 물품을 폴리슁하기 위해 더 긴 시간을 필요로 하고, 이는 루즈 연마 슬러리를 사용하는 것이 더욱 비용 효과적이게 만든다. 몇몇 예에서 유사하게, 픽스된 연마재의 수명은 루즈 연마 슬러리와 비교하여 픽스된 연마재와 관련한 고비용을 보상할 만큼 충분히 길지도 않다. 그러므로, 몇몇 예에서, 픽스된 연마재는 루즈 연마 슬러리만큼 경제적으로 바람직하지 않다.
유리 산업에서 요구되는 것은 루즈 연마 슬러리와 관련한 불이익을 나타내지 않지만, 짧은 기간 동안 빠른 스톡 (stock) 제거를 제공함으로써 합리적인 시간내에 유리 표면을 효과적이고 경제적으로 연마할 수 있는 연마 용품이다.
본 발명은 유리 연마 및 폴리슁 (polishing)을 위한 물품 및 그의 사용 방법에 관한 것이다.
유리 제품은 가정, 사무실, 및 공장에서 렌즈, 프리즘, 거울, CRT 스크린 등의 형태로 광범위하게 사용된다. 많은 유리 표면들은 표면이 광학적으로 투명하고 눈에 보이는 결점 및/또는 결함을 갖지 않을 필요가 있는 광학 성분과 함께 사용된다. 만일 존재한다면, 결점, 결함, 및 심지어 작은 긁힘도 유리 물품의 광학 투명도를 감소시킬 수 있다. 몇몇 예에서, 이들 결점, 결함, 및/또는 작은 긁힘은 유리를 통해 정확하게 보는 능력을 억제할 수 있다. 광학 성분과 함께 사용된 유리 표면은 본질적으로 어떠한 결점, 결함, 및/또는 긁힘도 없어야 한다.
본 발명의 한 면은 유리 공작물을 연마하고 폴리슁하는 연마 용품에 관한 것이다. 유리를 연마하기 위한 연마 용품은 백킹 및 다이아몬드 입자 및 유기 결합제에 분산된 금속염를 포함하는 한개 이상의 3-차원적 연마 코팅을 포함하고, 이 코팅은 백킹에 일체를 이루도록 접착된다.
또다른 면에서, 유리를 연마하기 위한 연마 용품은 백킹, 및 영구 결합제, 바람직하게는 유리 결합제 내에 분산된 다이아몬드 입자를 포함하는 연마 응집체를 포함하는 한개 이상의 3-차원적 연마 코팅을 포함하고, 이 응집체는 백킹에 일체를 이루도록 접착된 유기 결합제 내에 분산되어 있다.
또다른 면에서, 본 발명은 섬유를 포함하는 백킹 및 이 백킹에 일체를 이루도록 접착되고 산화세륨 입자, 유기 결합제, 및 금속 염을 포함하는 한개 이상의 3-차원적 연마 코팅을 포함하는, 유리 공작물을 폴리슁하기 위한 연마 용품을 제공한다. 폴리슁을 위한 본 발명의 연마 용품은 연마 복합체의 최적의 파쇄율 및 연마 복합체과 백킹 사이의 개선된 부착성을 제공한다. 유리 폴리슁용 연마 용품은 바람직하게는 폴리슁 율을 개선시키는 첨가제를 추가로 포함한다. 바람직한 첨가제는 흑연 및 몰리브데넘 디설파이드를 포함한다.
상기 한개 이상의 3-차원적 연마 코팅이 다수의 연마 복합체를 포함하는 것이 바람직하다. 다수의 연마 복합체는 정확하게 성형된 복합체, 불규칙하게 성형된 복합체, 또는 평평한 윗면을 갖는 원주형 또는 임의의 다른 원주형을 포함하는 정확하게 성형된 복합체일 수 있다.
하나의 바람직한 연마 용품에서, 연마 복합체는 에폭시 결합제를 포함하고 전체적으로 우레탄 백킹에 성형된다. 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트는 또한 바람직한 물질로서 사용할 수 있다.
유리 연마를 위해, 연마 입자는 다이아몬드 연마 입자 또는 다이아몬드 응집체 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 임의로, 다이아몬드 입자는 다른 비-다이아몬드 경질 연마 입자, 연질 무기 연마 입자, 및 이의 혼합물과 혼합될 수 있다. 유리를 폴리슁하기 위해 연마 입자는 산화세륨 입자를 포함하는 것이 바람직하다.
다이아몬드 연마 입자는 연마 복합체에 약 0.1 내지 10의 중량%, 바람직하게는 약 2 내지 4의 중량%로 존재한다. 산화세륨 연마 입자의 바람직한 양은 85 중량% 이하이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 유리 연마를 위한 연마 용품은 10 내지 15초, 일반적으로 약 12초의 연마 시간 간격을 갖는 RPP 공정을 사용하여 약 1.1 ㎛ 이하의 최종 Ra로 유리 시험 블랭크상의 스톡을 200 내지 400 마이크로미터 제거할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 유리 연마를 위한 연마 용품은 10 내지 15초, 일반적으로 약 12초 간격의 연마 시간을 갖는 RPP 공정을 사용하여 약 0.80 ㎛ 이하의 최종 Ra로 유리 시험 블랭크상의 스톡을 200 마이크로미터 제거할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 다이아몬드 입자를 함유하는 응집체를 함유하는 연마 용품은 10 내지 15초, 일반적으로 약 12초 간격의 연마 시간을 갖는 RPP 공정을 사용하여 약 0.7 ㎛의 최종 Ra로 유리 시험 블랭크상의 스톡을 100 마이크로미터 제거할 수 있다.
유리를 폴리슁하기 위한 본 발명의 또다른 실시양태에서, 산화세륨을 함유하는 연마 용품은 약 45초 이하, 바람직하게는 약 30초 이하, 더욱 바람직하게는 약 20초 이하 및 더더욱 바람직하게는 약 15초 간격의 폴리슁 시간을 사용하여 0.07 ㎛의 표면 조도를 약 0.009 ㎛의 표면 조도로 감소시킬 수 있다.
"RPP"는 "부엘러 에코멧 2 (Buehler Ecomet 2)" 파워 헤드가 달린 "부엘러 에코멧 4" 변속 그라인더-폴리셔를 이용하고, 이들은 일리노이, 레이크 블러프의 부엘러, 인더스트리즈로부터 구입 가능하다. 이 시험은 대체로 하기 조건을 사용하여 수행된다: 60 파운드 (267 N)의 힘으로 500 rpm에 세팅된 모터 속도, 이는 유리 시험 블랭크의 표면적에 약 25.5 psi (약 180 kPa)의 계면 압력을 제공한다. 계면 압력은 변화된 조건하에서 시험하기 위해 증가되거나 감소될 수 있다.
3개의 평평한 유리 시험 블랭크는 뉴욕주, 코닝 소재, 코닝 인코포레이티드로부터 상품명 "코닝#9061"로 시판되는, 2.54 cm (1 인치) 직경 및 약 1.0 cm의 두께를 갖는 것이 제공된다. 이 유리 재료를 그라인더-폴리셔의 파워 헤드에 넣는다. 그라인더-폴리셔의 12-인치 (30.5 cm) 알루미늄 플랫발포체은 유리 시험 블랭크가 고정된 파워 헤드가 35 rpm으로 시계방향으로 회전하는 동안 시계 반대 방향으로 회전한다.
시험될 연마 용품은 직경 20.3 cm (8 인치)의 원으로 다이 절단되고 약 65 듀로미터의 쇼어 A 경도를 갖는 압출된 슬랩 스톡 발포 우레탄 백킹 패드에 직접 감압 부착제로 부착된다. 우레탄 백킹 패드는 약 30 mm의 두께를 갖는 압출된 슬랩 연속기포, 연질 발포체 패드에 부착된다. 이 패드 어셈블리는 그라인더/폴리셔의 알루미늄 플랫발포체상에 배치된다. 연마 용품의 표면과 유리 시험 블랭크 사이에 윤활성을 제공하기 위해 수돗물을 약 3 liters/min의 유속으로 연마 용품에 분무한다.
유리 시험 블랭크의 초기 표면 다듬질은 영국, 레이세스터, 테일러 홉슨으로부터 상품명 "서트로닉 3 (SURTRONIC 3)"으로 시판되는, 다이아몬드 스틸러스 프로필로미터로 평가된다. 유리 시험 블랭크의 초기 두께 및 중량이 또한 기록된다.
유리 시험 블랭크는 상기 기술된 그라인더를 사용하여 연마된다. 그라인더의 연마 시간 간격은 약 10초로 세팅된다. 그러나, 연마 용품과 유리 시험 블랭크 표면 사이의 실제 접촉 시간은 연마 용품이 유리 시험 블랭크 표면상에서 안정화될 때까지 그라인더가 시간 재는 것을 시작하지 않기 때문에 세팅된 시간보다 더 클 수 있다. 즉, 유리 표면상에서 연마 용품이 상하로 흔들리거나 스치면서 옆으로 움직이는 일이 바운싱이 있을 수 있고 그라인더는 연마 용품 및 유리 표면 사이의 접촉이 실질적으로 일정한 지점에서 시간 재는 것을 시작한다. 그러므로, 연마 용품 및 유리 표면 사이의 접촉인, 실제 연마 시간 간격은 약 12초이다. 연마 후, 최종 표면 다듬질 및 최종 중량 또는 두께가 각각 기록된다.
원하는 규격으로 실제 유리 공작물을 연마하는 데 필요한 실제 시간 (율)은 사용된 폴리슁 기구, 연마 용품 아래의 백킹 패드, 연마 회전 속도, 폴리쉬되는 표면적 크기, 접촉 압력, 연마 입자 크기, 제거되는 유리의 양, 및 연마되는 표면의 초기 조건 등과 같은, 수많은 인자에 따라 달라질 수 있다. 상기 RPP 공정은 간단히 본 발명에 따른 물품 및 방법을 통상적인 유리 연마 기술과 비교하기 위해 사용될 수 있는 기초 성능 특성을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 연마 용품의 한 실시양태의 투시도이다.
도 2는 도 1의 연마 용품의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연마 용품의 또다른 실시양태의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연마 용품의 세번째 실시양태의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 연마 용품의 네번째 실시양태의 평면도이다.
도 6A는 본 발명의 연마 복합체의 측면도이다. 도 6B는 도 6A의 연마 복합체의 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 응집체의 단면 대표도이다.
본 발명은 백킹 및 바람직하게는 다이아몬드, 다이아몬드 입자를 포함하는 응집체, 및 백킹의 표면에 접착된 결합제 내에 분산된 산화세륨 입자를 포함하는 한개 이상의 3-차원적 연마 코팅을 포함하는 연마 용품으로 유리 표면을 다듬질, 즉 연마 및 폴리슁하는 물품 및 방법에 관한 것이다. 연마 코팅은 결합제 전구물질로부터 형성된 결합제 및 다수의 연마 입자 또는 연마 응집체, 바람직하게는 다이아몬드 또는 산화세륨 연마 입자 또는 다이아몬드 입자를 포함하는 응집체를 포함한다. 유리의 최종 용도는 가정 또는 상업적 환경에서일 수 있다. 유리는 장식적 목적 또는 구조적 목적을 위해 사용될 수 있다. 유리는 한개 이상의 다듬질된 표면을 가질 것이다. 유리는 비교적 평평할 수도 있고 약간의 등고선을 가질 수도 있다. 이들 등고선은 곡선 또는 코너형일 수 있다. 유리 표면 또는 공작물의 예는 렌즈, 프리즘, 거울, CRT (음극선 관) 스크린 등과 같은 광학 성분의 부품을 포함한다. CRT 스크린은 텔레비젼 세트, 컴퓨터 모니터 등과 같은 장치에 사용되는 디스플레이 표면에 광범위하게 사용된다. CRT 스크린은 약 10 cm (4 인치) 내지 약 100 cm (40 인치) 이상의 크기 (대각선을 따라 측정된 바대로)로 분포한다. CRT 스크린은 볼록한 외부 표면을 갖고 곡률 반경이 있다.
도면을 참고로, 본 발명에 따른 연마 용품 (10)의 한 실시양태는 도 1 및 2에 도시된다. 도 1은 다수의 연마 복합체 (11)의 하나의 주요 표면상에 있는 일체형으로 셩형된 백킹 (14)를 포함하는 연마 용품 (10)의 투시도이다. 복합체 (11)은 다이아몬드 모양이고 외측 말단 또는 상면 (12) 및 밑면 (13)을 갖는다. 연마 복합체 (11)은 유기 결합제에 분산된 다수의 연마 입자를 포함한다. 연마 입자는 상이한 연마 물질의 혼합물일 수 있다. 복합체 (11)은 베이스 (13)을 따라 백킹 (14)와 일체형으로 성형된다. 대부분 모든 예에서, 백킹 (14)는 복합체 (11) 사이의 바탕 영역으로서 볼 수 있을 것이다. 복합체 (11)은 유기 수지 및 연마 입자 및 충전제, 안료, 커플링제 등과 같은 추가적 임의의 첨가제를 포함한다.
도 2는 백킹 (14)상의 상부 표면 (12)를 갖는 복합체 (11)을 다시 보여주는, 연마 용품 (10)의 평면도이다. 복합체 (11)은 백킹 (14)의 전체 표면에 위치될 수 있거나, 또는 백킹 (14)의 한 부분은 도 2에 제시된 바대로 복합체에 의해 커버되지 않은 채로 있을 수 있다. 복합체 (11)은 백킹 (14)상에 대칭적으로, 그리고 질서있게 배치된다.
인접한 연마 복합체의 밑면 (13)은 백킹 또는 바탕 영역 (14)에 의해 서로 분리되어 있는 것이 바람직하다. 이 분리는 어느 정도, 액상 매질이 연마 복합체 사이를 자유로이 흐르도록 해준다. 이 용액 매질의 자유로운 흐름은 유리 연마 중의 더 나은 절단율의 표면 다듬질 또는 증가된 평평함에 기여하는 경향이 있다. 연마 복합체의 간격은 길이 cm 당 약 0.3 연마 복합체 내지 길이 cm 당 약 100 연마 복합체, 바람직하게는 길이 cm 당 약 0.4 연마 복합체 내지 길이 cm 당 약 20 연마 복합체, 더욱 바람직하게는 길이 cm 당 약 0.5 연마 복합체 내지 길이 cm 당 약 10 연마 복합체, 및 더더욱 바람직하게는 길이 cm 당 약 0.6 내지 3.0 연마 복합체일 수 있다. 연마 용품의 한 예에서, 평방 cm 당 약 5개 이상의 복합체 및 바람직하게는 평방 cm 당 100개의 복합체가 있다. 본 발명의 추가의 실시양태에서, 복합체의 2차원 간격은 평방 cm 당 약 1 내지 12,000개의 복합체가다.
연마 복합체의 하나의 바람직한 형태는 일반적으로 도 3에 제시된 바와 같은, 원주형이고; 도 3은 원형의 연마 복합체 (31)을 포함하는 연마 용품 (30)의 평면도이다. 백킹 (34)는 복합체 (31) 사이에서 볼 수 있다. 도 3에서, 백킹 (34)의 전체 표면 (복합체 사이의 바탕 영역 제외함)은 복합체 (31)로 덮힌다. 연마 복합체 (31)의 높이는 연마 용품 (30) 전면에 걸쳐 일정한 것이 바람직하지만, 높이가 변화하는 연마 복합체를 갖는 것이 가능하다. 복합체의 높이는 약 10 마이크로미터 내지 약 25,000 마이크로미터 (2.5 cm), 바람직하게는 약 25 내지 약 15,000 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 100 내지 약 10,000 마이크로미터, 및 더더욱 바람직하게는 약 1,000 내지 약 8,000 마이크로미터의 값일 수 있다. 적어도 원주형 복합체의 경우, 복합체의 직경은, 약 1,000 마이크로미터 (1.0 mm) 내지 25,000 마이크로미터 (2.5 cm), 바람직하게는 5,000 마이크로미터 내지 20,000 마이크로미터의 값일 수 있다. 특히 바람직한 토포그래피는 약 15,900 마이크로미터 (1.59 cm)의 밑면 직경과 약 9,500 마이크로미터 (0.95 cm)의 높이를 갖는 원주를 포함한다. 인접한 원주의 밑면 사이는 약 3,200 마이크로미터이다. 또다른 바람직한 토포그래피는 약 6,300 마이크로미터 (0.63 cm)의 높이 및 약 7,900 마이크로미터 (0.79 cm)의 밑면 직경을 갖는 원주형을 포함한다. 인접한 원주의 밑면 사이는 약 2,400 마이크로미터이다.
도 4는 웨지 (wedge) 또는 파이 (pie)-형 연마 용품 (40)의 평면도이다. 복합체 (41)은 복합체 사이에 바탕 영역 (44)를 갖는 활 모양의 분할로 배열된다. 복합체 (41)은 모양 또는 크기에 있어서 동일하지 않다.
몇몇 용도에서 연마 복합체 내에 배치된 금속 결합된 연마재 세그먼트를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 금속 결합된 연마재 세그먼트는 일반적으로 생성되는 연마 용품의 연마 능력을 증가시킬 것이다. 예를 들면, 이 세그먼트는 전기 도금된, 고온 압착된, 소결된, 또는 다른 공지의 세그먼트일 수 있다. 연마 입자는, 예를 들면 다이아몬드 입자는, 세그먼트 전체에 걸쳐 무작위적으로 분산될 수 있거나 또는 정확하게 배열될 수 있다. 연마 입자는 층으로 배치되거나 또는 세그먼트 전체에 걸쳐 균일하게 배치될 수 있다. 특히 유용한 금속 결합된 연마 세그먼트는 1997년 12월 4일 제출된 미국 특허 출원 제08/984,899호의 개시에 의해 만들어질 수 있다. 이들 세그먼트는 바람직하게는 단면이 정사각형 또는 원형이지만, 어떤 형태도 가능하다. 세그먼트는 연마 복합체의 측면 가장자리 내에 완전히 맞아 들어가는 것이 바람직하다. 즉, 복합체의 상부 표면 위로, 또는 복합체의 측면 벽을 지나 튀어나오지 않는다. 선택적으로, 금속 결합되지는 않았으나 유리 또는 유리질 결합, 또는 세라믹, 또는 유리-세라믹 결합을 가진 세그먼트를 연마 복합체에 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
도 5는 백킹 (54)상에 연마 복합체 (51)을 포함하는 연마 용품 (50)의 평면도이다. 연마 복합체 (51)의 한 부분은 그안에 묻힌 금속 결합된 연마재 세그먼트를 갖는다.
도 6A 및 6B는 각각 복합체 (61)의 측면 및 평면도이다. 도 6A는 백킹 (제시되지 않음)에 인접한 밑면 (63)을 갖는 복합체 (61) 및 상부 표면 (62)을 나타낸다. 복합체 (61)은 높이 H를 갖는다. 일반적으로, 복합체의 높이는 약 10 마이크로미터 내지 약 30,000 마이크로미터 (2.5 cm), 바람직하게는 약 25 내지 약 15,000 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 약 100 내지 약 10,000 마이크로미터이다. 몇몇 실시양태에서, 복합체 (61)은 약간 가늘어지는 모양, 예를 들면 피라미드 또는 원뿔형인 것이 바람직하다. 도 6A는 밑면 (63)과 측벽 (66) 사이의 내각 α를 갖는 복합체 (61)을 도시하는 데, 이 각은 복합체 (61)의 테이퍼를 정의한다. 각 α는 90o(즉, 복합체에 테이퍼가 없음) 내지 약 45o사이일 수 있다. 바람직하게는 각 α는 75o내지 89.9o, 더욱 바람직하게는 80o내지 89.7o, 및 더더욱 바람직하게는 80o내지 87o이다. 끝이 가늘어지는 복합체는 사용중 복합체의 조절된 파쇄에 도움을 줄 수 있고, 또한 복합체를 몰딩하기 위해 사용되는 기구로부터 복합체를 꺼내는 것을 도울 수 있다는 것이 이론화 된다. 도 6A에는 반경 r이 도시되어 있는 데 r은 측벽 (66)이 상부 표면 (62)과 만나는 코너의 내접원 반경이다. 둥근 코너가 재료 (즉, 수지 및 연마 입자)로 완전히 채우고 기구로부터 제거하는 것이 더 용이하다고 여겨지므로 일반적으로 약간 둥글거나 반경을 갖는 코너를 갖는 것이 바람직하다.
도 6B는 복합체 (61)의 평면도이다. 밑면 (63)은 상부 표면 (62)의 직경 DT보다 더 큰 직경 DO를 갖는다. (61)과 같은 원형 복합체에 대하여, DO는 약 1,000 마이크로미터 내지 약 50,000 마이크로미터 (2.5 cm)일 수 있다. 이와 같이, DT는 약 500 마이크로미터 내지 약 50,000 마이크로미터일 수 있다. 사각, 정사각, 삼각, 별 등과 같은, 다른 단면형에 대하여, 복합체의 직경은 복합체 (61) (각 α에 직접적으로 관련됨)의 테이퍼 및 높이 H에 의해 결정되는 DO와 DT사이의 차이이다.
연마 복합체는 바람직하게는 구별할 수 있는 모양을 갖는다. 초기에, 연마 입자는 결합제의 표면을 지나 튀어나오지 않는 것이 바람직하다. 연마 용품이 표면을 연마하기 위해 사용됨에 따라, 복합체는 파쇄하여 사용되지 않은 연마 입자를 보인다.
연마 복합체 형태는 임의의 형태일 수 있고 정육면체형, 벽돌형, 원형통, 프리즘, 정사각형, 피라미드, 잘린 피라미드, 원뿔형, 잘린 원뿔형, 평평한 상부 표면을 갖는 기둥형와 같은 수많은 기하학적 형태들 중에서 선택될 수 있다. 또다른 형태는 반구형이고 미국 특허 제5,681,217호에 추가로 기술되어 있다. 생성되는 연마 용품은 상이한 복합체 형태의 혼합물을 가질 수 있다. 밑면의 단면 형태는 상부 표면과 다를 수 있음이 예견된다. 예를 들면, 연마 복합체의 밑면은 사각형이고 상부 표면은 원형일 수 있다.
연마 복합체의 밑면은 서로 접해 있을 수 있거나 또는 선택적으로, 인접한 연마 복합체의 밑면이 특정 거리, 즉, 바탕 영역에 의해 서로 떨어져 있을 수 있다. 이 접해 있는 것에 대한 정의는 또한 인접한 복합체가 복합체의 마주보는 측벽 사이에 접촉하고 확장하는 공통의 연마 랜드 물질 또는 다리와 같은 구조를 공유하는 배열을 의미하기도 함이 이해되어야 한다. 연마 랜드 물질은 일반적으로 연마 복합체를 형성하기 위해 사용되는 동일한 연마 슬러리로부터, 또는 백킹을 형성하기 위해 사용되는 슬러리로부터 형성된다.
도 1, 2, 및 4에 제시된 연마 용품은 다수의 동일한 물품과 함께 사용되기 위해 설계된다. 이들 파이- 또는 웨지-형 물품은 일반적으로 360o원을 완성하기 위해 백-업 패드 상에 배열된다. 이 연마 용품의 원은 이후 TV 및 CRT 스크린과 같은 유리 공작물을 연마하기 위해 사용된다. 선택적으로, 도 3 및 5에 제시된 것과 같은 물품은 전체 백-업 패드를 커버하기 위해 하나만 백-업 패드상에 배열하면 된다.
개별적인 연마 복합체의 형태 또는 치수와 상관 없이, 백킹 표면적의 바람직하게는 약 20% 내지 약 90%, 더욱 바람직하게는 약 30% 내지 약 70%, 및 더더욱 바람직하게는 약 40% 내지 약 60%가 연마 복합체에 의해 커버될 것이다. 정확한 연마 공정에 따라, 연마는 전체 연마 용품에 걸쳐 일어날 수도 있고 다른 부분보다 한 부분에 더욱 집중될 수도 있다.
A. 결합제
결합제는 바람직하게는 결합제 전구물질로부터 형성된다. 결합제 전구물질은 경화되지 않거나 중합되지 않은 상태에 있는 수지를 포함한다. 연마 용품의 제조중, 결합제 전구물질의 수지는 결합제가 형성되도록, 중합되거나 또는 큐어링된다. 결합제 전구물질은 축합 경화성 수지, 부가 중합성 수지, 자유 라디칼 경화성 수지, 및/또는 이러한 수지의 조합물 및 혼합물을 포함할 수 있다.
하나의 바람직한 결합제 전구물질은 자유 라디칼 기전을 통해 중합하는 수지 또는 수지 혼합물이다. 중합 공정은 적합한 촉매와 함께, 결합제 전구물질을 열 에너지 또는 방사선 에너지와 같은 에너지원에 노출시킴으로써 초기화된다. 방사선 에너지의 예는 전자 빔, 자외선광, 가시광선을 포함한다.
자유 라디칼 경화성 수지의 예는 아크릴화 우레탄, 아크릴화 에폭시, 아크릴화 폴리에스테르, 에틸렌계 불포화 단량체, 펜단트 불포화 카보닐기를 갖는 아미노플라스트 단량체, 한개 이상의 펜단트 아크릴레이트기를 갖는 이소시안우레이트 단량체, 한개 이상의 펜단트 아크릴레이트기를 갖는 이소시아네이트 단량체, 및 이의 혼합물 및 조합물을 포함한다. 용어 아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함한다.
하나의 바람직한 결합제 전구물질은 우레탄 아크릴레이트 소중합체, 또는 우레탄 아크릴레이트 소중합체와 에틸렌계 불포화 단량체의 혼합물을 포함한다. 바람직한 에틸렌계 불포화 단량체는 단일 관능성 아크릴레이트 단량체, 이관능성의 아크릴레이트 단량체, 삼관능성의 아크릴레이트 단량체, 또는 이의 조합물이다. 이들 결합제 전구물질로부터 형성된 결합제는 바람직한 성질을 갖는 연마 용품을 제공한다. 특히, 이들 결합제는 연마 용품의 전체 수명을 통해 연마 입자를 단단히 고정시키는 강하고, 내구성이고, 오래 지속하는 매질을 제공한다. 이 결합제의 화학적 특성은 다이아몬드 연마 입자가 대부분의 통상적 연마 입자보다 훨씬 더 오래 가기 때문에 다이아몬드 연마 입자와 함께 사용될 때 특히 유용하다. 다이아몬드 연마 입자와 관련된 긴 수명의 잇점을 완전히 얻기 위해, 강하고 내구성인 결합제가 바람직하다. 그러므로, 이 우레탄 아크릴레이트 소중합체의 아크릴레이트 단량체와의 조합물 또는 우레탄 아크릴레이트 소중합체의 아크릴레이트 단량체와의 혼합물 및 다이아몬드 연마 입자는 오래 지속되고 내구성인 연마 코팅을 제공한다.
시판되는 아크릴화 우레탄의 예는 뉴저지, 호보켄의 헨켈 코포레이션으로부터 시판되는 상품명 "포토머 (PHOTOMER, 예를 들면, "포토머 6010"); 조지아주, 스미르나의 UCB 인코포레이티드로부터 시판되는 상품명 "에베크릴 220" (EBECRYL 220, 분자량 1,000의 육관능성 방향족 우레탄 아크릴레이트), "에베크릴 284" (1,6-헥산디올 디아크릴레이트로 희석된 1,200 분자량의 지방족 우레탄 디아크릴레이트), "에베크릴 4827" (1,600 분자량의 방향족 우레탄 디아크릴레이트), "에베크릴 4830" (테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트으로 희석된 1,200 분자량의 지방족 우레탄 디아크릴레이트), "에베크릴 6602" (트리메틸롤프로판 에톡시 트리아크릴레이트로 희석된 1,300 분자량의 삼관능성 방향족 우레탄 아크릴레이트), 및 "에베크릴 840" (1,000 분자량의 지방족 우레탄 디아크릴레이트); 펜실베니아주, 웨스트 체스터의 사르토머 코포레이션으로부터 시판되는 상품명 "사르토머" (SARTOMER, 예를 들면, "사르토머 9635, 9645, 9655, 963-B80, 966-A80" 등); 및 일리노이주, 시카고의 모톤 인터내셔널로부터 시판되는 상품명 "유비탄" (UVITHANE, 예를 들면, "유비탄 782")으로 알려진 것들을 포함한다.
에틸렌계 불포화 단량체 또는 소중합체, 또는 아크릴레이트 단량체 또는 소중합체는, 단일 관능성, 이관능성, 삼관능성 또는 사중 기능성, 또는 심지어 이보다 더 많은 기능성일 수 있다. 용어 아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 둘다를 포함한다. 에틸렌계 불포화 결합제 전구물질은 탄소, 수소, 및 산소, 및 임의로, 질소 및 할로겐 원자를 함유하는 단량체 또는 중합체 화합물을 둘다 포함한다. 에틸렌계 불포화 단량체 또는 소중합체는 바람직하게는 약 4,000 미만의 분자량을 갖고, 바람직하게는 지방족 모노히드록시기 또는 지방족 폴리히드록시기 및 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 이소크로톤산, 말레산 등과 같은, 불포화 카르복실산으로부터 만들어진 에스테르이다. 에틸렌계 불포화 단량체의 대표적 예는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 스티렌, 디비닐벤젠, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시 에틸 메타크릴레이트, 히드록시 프로필 아크릴레이트, 히드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시 부틸 아크릴레이트, 히드록시 부틸 메타크릴레이트, 비닐 톨루엔, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트, 글리세롤 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트 및 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트를 포함한다. 다른 에틸렌계 불포화 단량체 또는 소중합체는 디알릴 프탈레이트, 디알릴 아디페이트, 및 N,N-디알릴아디파미드와 같은, 카복실산의 모노알릴, 폴리알릴, 및 폴리메탈릴 에스테르 및 아미드를 포함한다. 또다른 질소 함유 화합물은 트리스(2-아크릴-옥시에틸)이소시안우레이트, 1,3,5-트리(2-메타크릴옥시에틸)-s-트리아진, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, N-메틸-아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-비닐-피롤리돈, 및 N-비닐-피페리돈, 및 라드큐어 스페셜티즈로부터 시판되는 "CMD 3700"을 포함한다. 에틸렌계 불포화 희석제 또는 단량체는 미국 특허 제5,236,472호 및 제5,580,647호에 알려져 있다.
일반적으로, 이들 아크릴레이트 단량체들 사이의 비율은 다이아몬드 연마 입자의 중량% 및 최종 연마 용품에서 요구되는 임의의 첨가제 또는 충전제에 의존한다. 대체로, 이들 아크릴레이트 단량체는 우레탄 아크릴레이트 소중합체 약 5 내지 약 95 중량부 및 에틸렌계 불포화 단량체 약 5 내지 약 95 중량부로 분포한다. 다른 잠재적으로 유용한 결합제 및 결합제 전구물질에 관한 추가 정보는 PCT WO 97/11484 및 미국 특허 제4,773,920호에 알려져 있다.
아크릴화 에폭시는 비스페놀 A 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르와 같은, 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르이다. 시판되는 아크릴화 에폭시의 예는 라드큐어 스페셜티즈로부터 시판되는, "CMD 3500", "CMD 3600", 및 "CMD 3700"; 및 사르코머 코포레이션으로부터 시판되는, "CN103", "CN104", "CN111", "CN112", 및 "CN114" 라는 상품명을 갖는 것들을 포함한다.
폴리에스테르 아크릴레이트의 예는 헨켈 코포레이션으로부터 시판되는, "포토머 5007" 및 "포토머 5018"을 포함한다.
아미노플라스트 단량체는 한개 이상의 펜단트 알파, 베타-불포화 카보닐기를 갖는다. 이들 불포화 카보닐기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트 또는 아크릴아미드 형 기일 수 있다. 이러한 물질의 예는 N-(히드록시메틸)-아크릴아미드, N,N'-옥시디메틸렌비스아크릴아미드, 오르토 및 파라 아크릴아미도메틸레이티드 페놀, 아크릴아미도메틸레이티드 페놀릭 노볼락, 및 이의 조합물을 포함한다. 이들 물질은 미국 특허 제4,903,440호 및 제5,236,472호에 추가로 기술된다.
한개 이상의 펜단트 아크릴레이트기를 갖는 이소시안우레이트 및 한개 이사의 펜단트 아그릴레이트기를 갖는 이소시아네이트 유도체는 미국 특허 제4,652,274호에 추가로 기술된다. 바람직한 이소시안유레이트 물질은 트리스(히드록시 에틸)이소시안유레이트이다.
자유 라디칼 경화성 수지가 어떻게 큐어링되는지 또는 어떻게 중합되는지에 따라, 결합제 전구물질은 큐어링제 (이는 또한 촉매 또는 기폭제로서 알려지기도 함)를 추가로 포함할 수 있다. 큐어링제가 적합한 에너지원에 노출될 때, 중합 공정을 시작할 자유 라디칼원을 일으킬 것이다.
바람직한 전구물질은 에폭시 수지를 포함한다. 에폭시 수지는 옥시란 고리를 가지며 고리 개열 반응에 의해 중합된다. 이러한 에폭시 수지는 단량체 에폭시 수지 및 중합체 에폭시 수지를 포함한다. 몇몇 바람직한 에폭시 수지의 예는 2,2-비스-4-(2,3-에폭시프로폭시)-페닐)프로판, 비스페놀의 디글리시딜 에테르, 텍사스주, 휴스톤의 쉘 케미컬 코포레이션으로부터 시판되는 "에폰 828", "에폰 1004", 및 "에폰 1001F", 및 마이애미주, 미드랜드의 다우 케미컬 코포레이션으로부터 시판되는 "DER-331", "DER-332", 및 "DER-334" 라는 상품명의 상업적으로 이용 가능한 물질을 포함한다. 다른 적합한 수지는 시클로알리파틱 에폭시, 다우 케미컬 코포레이션으로부터 시판되는, 페놀 포름알데히드 노볼락의 글리시딜 에테르 (예를 들면, "DEN-431" 및 "DEN-428")를 포함한다. 자유 라디칼 경화성 수지 및 에폭시 수지의 혼합물을 미국 특허 제4,751,138호 및 제5,256,170호에 추가로 기술된다.
B. 백킹 물질
백킹은 결합제와 연마 입자의 조합에 의해 형성된 연마 복합체를 지지하기 위한 기능을 한다. 본 발명에 유용한 백킹은 경화조건에 결합제 전구물질을 노출시킨 후에 결합제에 부착시킬 수 있어야 하고, 바람직하게는 본 발명 방법에 사용된 물품이 유리에 표면 등고선, 반경, 및 불규칙한 부분에 순응하도록 상기 노출후에는 유연하다.
많은 유리 다듬질 용도에서, 백킹은 생성되는 연마 용품이 오래 지속하도록 강하고 내구성일 필요가 있다. 추가적으로, 몇몇 연마 용도에서 백킹은 연마 용품이 유리 공작물에 균일하게 순응할 수 있도록 강하고 유연할 필요가 있다. 이는 대체로 유리 공작물의 표면이 모종의 형상 또는 등고선을 가질 때 그러하다. 백킹은 강도 및 형태순응성의 성질을 제공하기 위해 중합체 필름, 종이, 가황 섬유, 몰디드 또는 캐스트 탄성 중합체, 처리된 부직포 백킹, 또는 처리된 직물 백킹일 수 있다. 중합체 필름의 예는 폴리에스테르 필름, 코-폴리에스테르 필름, 폴리이미드 필름, 폴리아미드 필름 등을 포함한다. 종이를 포함하는, 부직포는 필요한 성질을 제공하기 위해 열경화 또는 열가소성 물질로 포화될 수 있다. 상기 백킹 물질은 충전제, 섬유, 염료, 안료, 습윤제, 커플링제, 가소제 등과 같은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 유리 폴리슁 연마 용품을 위해 사용되는 백킹은 한가지 형태 이상의 섬유, 예를 들면 실리케이트, 금속, 유리, 탄소, 세라믹, 고탄성율 유기물로 된 섬유 및 이의 조합물을 함유할 수 있다. 본 발명의 백킹은 또한 강화 스크림 또는 직물 예를 들면, 델라웨어주, 윌밍톤의 듀퐁 컴퍼니로부터 이용 가능한 노멕스™ (NOMEX™) 직물을 함유할 수 있다.
몇몇 경우에 일체형으로 성형된 백킹, 즉 예를 들면, 직물과 같은 백킹에 복합체를 독립적으로 부착시키는 대신 복합체에 인접하게 직접 성형된 백킹을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 백킹은 복합체가 성형된 후 복합체의 후면에 몰드되거나 캐스트되거나, 또는 복합체과 동시에 몰드되거나 캐스트될 수 있다. 백킹은 열 또는 방사선 경화성 열가소성 또는 열경화 수지로부터 몰드될 수 있다. 전형적이고 바람직한 열 경화성 수지의 예는 페놀성 수지, 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 에틸렌계 불포화 수지, 아크릴화 이소시안유레이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 이소이산유레이트 수지, 아크릴화 우레탄 수지, 아크릴화 에폭시 수지, 비스말레이미드 수지, 및 이의 혼합물을 포함한다. 바람직한 열가소성 수지의 예는 폴리아미드 수지 (예를 들면, 나일론), 폴리에스테르 수지 및 폴리우레탄 수지 (폴리우레탄-우레아 수지)를 포함한다. 하나의 바람직한 열가소성 수지는 폴리에스테르 폴리올 및 이소시아네이트의 반응 생성물로부터 유래된 폴리우레탄이다.
백킹 화학적 특성이은 복합체의 화학적 특성과과 동일하거나 또는 유사한 것은 본 발명의 범위 내에 있다.
C. 연마 입자
본 발명에 따른 연마 용품은 또한 다수의 연마 입자 또는 연마 응집체를 포함한다. 도 7은 본 발명의 연마 응집체를 나타낸다. 연마 응집체 (70)은 영구적 결합제 (72) 내에 분산된 단일 연마 입자 (74)를 포함한다. 영구적 결합제 (72)는 상기 기술된 바대로 유리, 세라믹, 금속, 또는 유기 결합제일 수 있다. 바람직하게는, 단일 연마 입자 (74)는 단일 다이아몬드 입자를 포함한다. 바람직하게는, 응집체에 사용된 단일 다이아몬드 입자는 약 1 내지 약 100 마이크로미터 크기를 갖는다. 바람직한 영구 결합제는 플로리다주, 올드스마의 스페셜티 글래스 인코포레이티드로부터 시판되는, "SP1086" 유리 분말이다.
일반적으로, 15 마이크로미터보다 큰 다이아몬드 입자를 포함하는 응집체 입자의 평균 크기는 약 100 내지 약 1000 마이크로미터, 바람직하게는 약 100 내지 약 400 마이크로미터 및 더욱 바람직하게는 약 225 내지 약 350 마이크로미터이다. 그러나, 15 마이크로미터보다 작은 다이아몬드 입자를 포함하는 응집체 입자의 평균 크기는 약 100 내지 약 1000 마이크로미터, 바람직하게는 약 40 내지 약 400 마이크로미터 및 더욱 바람직하게는 약 70 내지 약 300 마이크로미터이다.
연마 응집체는 미국 특허 제4,311,489호; 제4,652,275호; 및 제4,799,939호에 추가로 기술된다. 연마 입자는 커플링제 또는 금속 또는 세라믹 코팅과 같은, 표면 처리 또는 코팅을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 유용한 연마 입자는 바람직하게는 약 0.01 마이크로미터 (작은 입자) 내지 500 마이크로미터 (큰 입자), 더욱 바람직하게는 약 3 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 및 더더욱 바람직하게는 약 5 마이크로미터 내지 약 400 마이크로미터의 평균 입자 크기를 갖는다. 때때로, 연마 입자 크기는 "메쉬" 또는 "등급"으로서 보고되고, 이들 모두는 통상적으로 공지된 연마 입자 크기 분류 방법이다. 연마 입자가 8 이상, 더욱 바람직하게는 9 이상의 모스 경도를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 연마 입자의 예는 용융된 알루미늄 옥사이드, 세라믹 알루미늄 옥사이드, 가열 처리된 알루미늄 옥사이드, 실리콘 카바이드, 알루미나 지르코니아, 산화 철, 다이아몬드 (천연 및 합성), 산화 세륨, 큐빅 보론 니트리드, 가네트, 및 이의 조합물을 포함한다.
유리 연마를 위해, 연마 용품이 다이아몬드 연마 입자 또는 다이아몬드를 포함하는 연마 응집체를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 다이아몬드 연마 입자는 천연 다이아몬드 또는 합성적으로 만들어진 다이아몬드일 수 있고 "수지 결합 다이아몬드", "톱날 등급 다이아몬드", 또는 "금속 결합 다이아몬드"로 고려될 수 있다. 단일 다이아몬드는 벽돌 모양 또는 선택적으로 바늘과 같은 모양을 가질 수 있다. 단일 다이아몬드 입자는 금속 코팅 (예를 들면, 니켈, 알루미늄, 구리 등), 무기 코팅 (예를 들면, 실리카), 또는 유기 코팅과 같은 표면 코팅을 함유할 수 있다. 본 발명의 연마 입자는 다른 연마 입자와 다이아몬드의 혼합물을 함유할 수 있다. 유리 폴리슁을 위해, 연마 입자가 산화 세륨 연마 입자를 사용하는 것이 바람직하다.
3-차원적 연마 코팅, 즉, 연마 복합체는, 약 0.1 내지 90 중량부의 연마 입자 또는 응집체 및 10 내지 99.9 중량부의 결합제를 포함할 수 있고, 여기서 용어 "결합제"는 연마 입자이외의 충전제 및/또는 다른 첨가제를 포함한다. 그러나, 다이아몬드 연마 입자의 비용을 고려할 때, 연마 코팅은 약 0.1 내지 50 중량부의 연마 입자 또는 응집체 및 약 50 내지 99.9 중량부의 결합제를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 연마 코팅은 약 1 내지 30 중량부의 연마 입자 또는 응집체 및 약 70 내지 99 중량부의 결합제를 포함하고, 더더욱 바람직하게는 연마 코팅은 약 1.5 내지 10 중량부의 연마 입자 또는 응집체 및 약 90 내지 98.5 중량부의 결합제를 포함한다. 다이아몬드 연마 입자의 특히 유용한 범위는 연마 복합체에 다이아몬드가 2 내지 4 중량% 존재하는 것이다. 본 발명의 연마 용품이 연마 복합체에서 주요 연마재로서 산화세륨 입자를 함유한다면, 산화세륨 입자는 바람직하게는 1 내지 95 중량부 및 더욱 바람직하게는 10 내지 95 중량부로 존재하고 그 나머지가 결합제가 될 것이다.
D. 첨가제
본 발명의 연마 코팅 및 백킹은 연마 입자 표면 변형 첨가제, 커플링제, 충전제, 확장제, 섬유, 대전 방지제, 큐어링제, 현탁제, 감광제, 윤활제, 습윤제, 계면활성제, 안료, 염료, UV 안정화제, 및 항-산화제와 같은, 임의의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이들 물질의 양은 바람직한 성질을 제공하기 위해 선택된다.
커플링제는 결합제 및 연마 입자 사이에 결합교를 제공할 수 있다. 추가적으로, 커플링제는 결합제 및 충전 입자 사이의 결합교를 제공할 수 있다. 커플링제의 예는 실란, 티타네이트, 및 지르코알루미네이트를 포함한다. 커플링제를 혼입하는 다양한 방법이 있다. 예를 들면, 커플링제는 결합제 전구물질에 직접 첨가될 수 있다. 연마 코팅은 약 0 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 25 중량%의 커플링제를 함유할 수 있다. 선택적으로, 커플링제는 충전제 입자 또는 연마 입자의 표면에 적용될 수 있다. 연마 입자는 연마 입자 및 커플링제의 중량을 기준으로, 약 0 내지 3 중량%의 커플링제를 함유할 수 있다. 시판되는 커플링제의 예는 코네티컷주, 댄버리의 OSi 스페셜티즈로부터 시판되는, "A174", 및 "A1230"이다. 상업적 커플링제의 또다른 예는 "KR-TTS" 라는 상품명으로, 뉴저지주, 배이온의 켄리취 페트로케미컬즈로부터 시판되는, 이소프로필 트리이소스테로일 티타네이트이다.
연마 코팅은 임의적으로 충전제를 추가로 포함할 수 있다. 충전제는 미립자 물질이고 일반적으로 0.1 내지 50 마이크로미터, 전형적으로 1 내지 30 마이크로미터의 평균 크기 범위를 갖는다. 본 발명을 위해 유용한 충전제의 예는 금속 카보네이트 (칼슘 카보네이트 - 백악, 방해석, 마알, 트래버틴, 대리석, 및 석회암; 칼슘 마그네슘 카보네이트, 소듐 카보네이트, 및 마그네슘 카보네이트와 같은), 실리카 (석영, 유리 비드, 유리 버블, 및 유리 섬유와 같은), 실리케이트 (활석, 점토 - 몬트모릴로나이트; 장석, 운모, 칼슘 실리케이트, 칼슘 메타실리케이트, 소듐 알루미노실리케이트, 소듐 실리케이트, 리튬 실리케이트, 및 함수 및 무수 포타슘 실리케이트와 같은), 금속 설페이트 (칼슘 설페이트, 바륨 설페이트, 소듐 설페이트, 알루미늄 소듐 설페이트, 알루미늄 설페이트와 같은), 석고, 질석, 목재 가루, 알루미늄 트리히드레이트, 카본 블랙, 금속 옥사이드 (칼슘 옥사이드 - 석회; 알루미늄 옥사이드, 틴 옥사이드 - 예를 들면, 스타닉 옥사이드; 티타닉 옥사이드와 같은) 및 금속 설파이트 (칼슘 설파이트와 같은), 열가소성 입자 (폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리설폰, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 폴리프로필렌, 아세탈 중합체, 폴리우레탄, 나일론 입자) 및 열경화성 입자 (페놀성 버블, 페놀성 비드, 폴리우레탄 발포체 입자와 다ㅌ은) 등을 포함한다. 충전제는 또한 할라이드 염과 같은 염일 수 있다. 할라이드 염의 예는 소듐 클로라이드, 포타슘 크리올라이트, 소듐 크리올라이트, 암모늄 크리올라이트, 포타슘 테트라플루오로보레이트, 소듐 테트라플루오로보레아트, 실리콘 플루오라이드, 포타슘 클로라이드, 및 마그네슘 클로라이드를 포함한다. 금속 충전제의 예는 주석, 납, 비스무스, 코발트, 안티몬, 카드뮴, 철, 티타늄을 포함한다. 다른 기타 충전제는 황, 유기 황 화합물, 흑연, 및 금속 설파이드를 포함한다.
현탁제의 예는 "OX-50" 라는 상품명으로, 뉴저지주, 리쥐필드 파크의, 데구싸 코포레이션으로부터 시판되는, 150 평방 미터/그램 미만의 표면적을 갖는 무정형의 실리카 입자이다. 현탁제의 첨가는 연마 슬러리의 전체 점도를 낮출 수 있다. 현탁제의 용도는 미국 특허 제5,368,619호에 추가로 기술된다.
연마 입자의 침강을 조절할 수 있는 연마 슬러리를 형성하는 것이 몇몇 실시양태에서 바람직할 수 있다. 예로서, 전체적으로 균일하게 혼합된 다이아몬드 연마 입자를 갖는 연마 슬러리를 형성하는 것이 가능할 수 있다. 슬러리로부터 복합체 및 백킹을 캐스팅하거나 몰딩한 후, 다이아몬드 입자는 다이아몬드 입자가 더이상 침강할 수 없고, 다이아몬드 입자가 백킹으로부터 떨어져 복합체에만 위치되는 지점에서 유기 수지가 그때까지 경화되도록 조절된 속도로 침강할 수 있다.
결합제 전구물질은 큐어링제를 추가로 포함할 수 있다. 큐어링제는 결합제 전구물질이 결합제로 변환되도록 중합 또는 가교 과정을 시작하고 완성하는 것을 돕는 물질이다. 용어 큐어링제는 기폭제, 광기폭제, 촉매 및 활성화제를 포함한다. 큐어링제의 양 및 형태는 결합제 전구물질에 크게 의존할 것이다.
에틸렌계 불포화 단량체(들) 또는 소중합체(들)의 중합는 자유-라디칼 기전을 통해 일어난다. 만일 에너지원이 전자빔이면, 전자빔은 중합를 초기화하는 자유-라디칼을 생성시킨다. 그러나, 결합제 전구물질이 전자빔에 노출된다 하더라도, 기폭제를 사용하는 것은 본 발명의 범위 내에 있다. 에너지원이 열, 자외선, 또는 가시광선이라면, 기폭제는 자유-라디칼을 생성하기 위해 존재해야 할 것이다. 자외선 또는 열에 노출시켜 자유-라디칼을 발생시키는 기폭제 (즉, 광기폭제)의 예는 유기 포록사이드, 아조 화합물, 퀴논, 니트로소 화합물, 아실 할라이드, 히드라존, 머캅토 화합물, 피릴륨 호합물, 이미다졸, 클로로트리아진, 벤조인, 벤조인 알킬 에테르, 디케톤, 페논, 및 이의 혼합물 등을 포함한다. 자외선에 노출시켜 자유 라디칼을 발생시키는 시판되는 광기폭제의 예는 뉴저지주, 호톤의 시바 가이기 컴퍼니로부터 성업적으로 시판되는, "이그라큐어 (IGRACURE) 651" 및 "이그라큐어 184", 및 뉴저지주, 러웨이의 머크 앤 컴퍼니 인코포레이티드로부터 시판되는, "다로커 (DAROCUR) 1173" 라는 상품명을 갖는 것들을 포함한다. 가시광선에 노출시켜 자유 라디칼을 발생시키는 기폭제의 예는 미국 특허 제4,735,632호에 알려져 있다. 가시광선에 노출시켜 자유-라디칼을 발생시키는 또다른 광기폭제는 시바 가이기 컴퍼니로부터 시판되는, "이그라큐어 369" 라는 상품명을 갖는다.
대체로, 기폭제는 결합제 전구물질의 중량을 기준으로, 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 2 내지 4 중량%의 양으로 사용된다. 추가적으로, 연마 입자 및/또는 충전제 입자와 같은, 미립자 물질의 첨가에 앞서 결합제 전구물질에서 기폭제를 분산하는 것이, 바람직하게는 균일하게 분산하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 결합제 전구물질은 방사선 에너지, 바람직하게는 자외선 또는 가시광선에 노출되는 것이 바람직하다. 몇몇 경우에서, 특정한 연마 입자 및/또는 특정한 첨가제는 자외선 및 가시광선을 흡수할 것이고, 이는 결합제 전구물질을 적합하게 큐어링하기 어렵게 만든다. 이 현상은 산화세륨 연마 입자 및 시리콘 카바이드 연마 입자에서 특히 그러하다. 상당히 놀랍게도, 포스페이트 함유 광기폭제, 특히 아실포스핀 옥사이드 함유 광기폭제의 사용이 이러한 문제를 극복하려는 경향이 있음이 밝혀 졌다. 이러한 광기폭제의 예는 "루시린 (LUCIRIN) TPO" 라는 상품명으로, 노스캐롤라이나주, 샤롯트의 바스프 코포레이션으로부터 시판되는, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드이다. 시판되는 아실포스핀 옥사이드의 다른 예는 "다로커 4263" 및 "다로커 4265" 라는 상품명을 갖는 것들을 포함하고, 둘다는 머크 앤 컴퍼니로부터 상업적으로 구입 가능하다.
임의적으로, 경화성 복합체는 공기 중에서 또는 질소와 같은 불활성 기체 중에서 중합에 영향을 미치는 감광제 또는 광기폭제 시스템을 함유할 수 있다. 이들 감광제 또는 광기폭제 시스템은 카보닐기 또는 3급 아미노기 및 이의 혼합물을 갖는 화합물을 포함한다. 카보닐기를 갖는 바람직한 화합물에는 벤조페논, 아세토페논, 벤질, 벤즈알데히드, o-클로로벤즈알데히드, 크산톤, 티오크산톤, 9,10-안트라퀴논, 및 감광제로 작용할 수 있는 다른 방향족 케톤이 있다. 바람직한 3급 아민에는 메틸디에탄올아민, 에틸디에탄올아민, 트리에탄올아민, 페닐메틸에탄올아민, 및 디메틸아미노에틸벤조에이트가 있다. 일반적으로, 감광제 또는 광기폭제 시스템의 양은 결합제 전구물질의 중량을 기준으로, 약 0.01 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.25 내지 4.0 중량%일 수 있다. 감광제의 예는 "퀀티큐어 (QUANTICURE) ITX", "퀀티큐어 QTX", "퀀티큐어 PTX", "퀀티큐어 EPD" 라는 상품명을 갖는 것들을 포함하고, 이 모두는 뉴욕주, 뉴욕의 비들 소이어 코포레이션으로부터 상업적으로 구입 가능하다.
연마 용품을 만드는 제 1 단계는 연마 슬러리를 제조하는 것이다. 연마 슬러리는 결합제 전구물질, 연마 입자 또는 응집체, 및 임의의 첨가제를 적합한 혼합 기술에 의해 함께 혼합함으로써 만들어진다. 혼합 기술의 예는 저전단 혼합 및 고전단 혼합을 포함하고, 고전단 혼합이 바람직하다. 초음파 에너지는 또한 연마 슬러리 점도를 낮추기 위해 혼합 단계와 조합하여 이용될 수 있다. 대체로, 연마 입자 또는 응집체는 점차적으로 결합제 전구물질에 첨가된다. 연마 슬러리가 결합제 전구물질, 연마 입자 또는 응집체, 및 임의의 첨가제의 균일한 혼합물인 것이 바람직하다. 필요하다면, 물 및/또는 용매는 점도를 낮추기 위해 첨가될 수 있다. 연마 슬러리에서 공기 방울의 양은 혼합 단계 중 또는 그 이후에 진공시킴으로써 최소화될 수 있다. 몇몇 경우에 점도를 낮추기 위해 연마 슬러리를 일반적으로, 약 30oC 내지 약 100oC로 가열하는 것이 바람직하다. 연마 입자 또는 응집체 및 다른 충전제가 코팅전에 침강하지 않고 잘 코팅되는 레올로지를 얻기 위해 코팅전에 연마 슬러리를 관찰하는 것이 중요하다.
다이아몬드 응집체는 일반적으로 임시 결합제, 영구 결합제 (예를 들면, 유리, 세라믹, 금속) 및 단일 연마 입자를 몰드 가능한 페이스트를 만들기 위해 성분들을 적시기에 충분한 양의 용매, 보통은 물과 함께 혼합함으로써 만들어진다. 그러나, 만일 영구 결합제가 유기 결합제라면, 임시 결합제는 필요하지 않다. 몰드 가능한 페이스트는 적합한 콜드에 위치되고, 공기 중 건조되고, 경화된 응집체는 제거된다. 응집체는 이후 스크린과 같은 분류 수단을 사용하여 개별적 응집체로 분리되고, 이후 최종, 건조된 응집체를 생성하기 위해 공기 중에서 태워진다. 유기 영구 결합제의 경우에, 입자는 태워지지 않으나, 유기 결합제를 큐어링하는 수단으로 처리된다.
연마 복합체를 포함하는 연마 용품을 생성하는 한 방법은 다수의 공동을 함유하는 제조기구 또는 몰드를 사용한다. 이들 공동은 본질적으로 바람직한 연마 복합체과 반대의 모양이고 연마 복합체의 모양을 생성시킨다. 단위 면적의 제곱 당 공동의 숫자는 이에 상응하는 단위 면적 제곱 당 연마 복합체의 숫자를 갖는 연마 용품을 초래한다. 이들 공동은 원통, 돔, 피라미드, 정사각, 절단된 피라미드, 프리즘, 큐브, 원뿔, 절단된 원뿔, 또는 삼각, 사각, 원, 정사각, 육각, 팔각 등의 상부 표면 단면을 갖는 형태와 같은 기하학적 모양을 가질 수 있다. 공동의 디멘젼은 단위 면적의 제곱 당 바람직한 숫자의 연마 복합체를 얻기 위해 선택된다. 공동은 인접한 공동 사이에 공간을 갖는 점 같은 패턴으로 존재할 수 있거나 또는 서로 부딪칠 수 있다.
연마 슬러리는 다이 코팅, 진공 다이 코팅, 스프레잉, 롤 코팅, 이동 코팅, 나이프 코팅 등과 같은 통상적인 기술에 의해 몰드의 공동에 코팅될 수 있다. 몰드가 평평한 상부 또는 비교적 곧은 측벽을 갖는 공동을 포함한다면, 공기 노출을 최소화하기 위해 코팅중에 진공을 사용하는 것이 바람직하다.
몰드는 벨트, 시이트, 연속 시이트 또는 웹, 로코그라비야 롤과 같은 코팅 롤, 코팅 롤에 마운트된 슬리브, 또는 다이일 수 있고 니켈-도금된 표면, 금속 합금을 포함하는 금속, 세라믹, 플라스틱으로 구성될 수 있다. 제조기구, 이들의 생성, 물질 등에 대한 추가의 정보는 미국 특허 제5,152,917호 및 제5,435,816호에 알려져 있다.
연마 슬러리가 열경화성 결합제 전구물질을 포함할 때, 결합제 전구물질은 큐어링되거나 중합된다. 이 중합는 일반적으로 에너지원에 노출시킴으로써 초기화된다. 일반적으로, 에너지의 양은 결합제 전구물질 화학, 연마 슬러리의 디멘젼, 연마 입자의 양 및 형태, 및 임의의 첨가제의 양 및 형태와 같은 몇가지 인자에 의존한다. 방사선 에너지는 하나의 바람직한 에너지원이다. 방사선 에너지원은 전자빔, 자외선, 또는 가시광선을 포함한다.
연마 용품을 제조하기 위한 제조기구의 용도에 관한 다른 상세한 설명은 미국 특허 제5,152,917호에 추가로 기술되고, 여기서 생성되는 코팅된 연마 용품은 제조기구의 역복제이고, 미국 특허 제5,435,826호에 기술된다.
연마 용품은 유리 연마를 위해 바람직한 형상에 따라 바람직한 모양 또는 형태로 변환될 수 있다. 이 변환은 슬릿팅 (slitting), 다이 커팅, 또는 적합한 수단에 의해 성취될 수 있다.
본 발명의 연마 용품이 일체형으로 성형된 백킹을 갖는 것이, 즉, 복합체가 몰드의 공동에 있는 동안 복합체에 캐스트되거나 성형된 수지 백킹에 연마 복합체가 직접 결합되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 백킹은 복합체 및 백킹 사이에 더 나은 부착을 허용하기 위해, 연마 복합체의 유기 수지가 완전히 큐어링되기 전에 성형된다. 백킹이 백킹의 적절한 부착을 확실히 하기 위해 캐스트되기 전에 복합체의 표면에 프라이머 또는 부착 증진제를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
바람직하게는 백킹은 약 1 mm 내지 2 cm, 더욱 바람직하게는 약 0.5 cm 내지 1 cm 두께이다. 생성되는 연마 용품은 이와 관련된 곡률 또는 반경을 가질 수 있는 백-업 패드에 이것이 적합하도록 하기 위해 탄력적이고 유연해야 한다. 몇몇 경우에 미리 형성된 곡률을 갖는 백킹을 몰드하는 것이 바람직할 수 있다.
백킹은 복합체과 동일한 수지로부터 캐스트되거나 또는 몰드될 수 있거나, 또는 상이한 물질로부터 캐스트될 수 있다. 특히 유용한 백킹 수지의 예는 우레탄, 에폭시, 아크릴레이트, 및 아크릴화 우레탄을 포함한다. 이들 입자가 일반적으로 연마 목적을 위해 사용되지 않을 것이므로, 백킹은 그안에 연마 입자를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 충전제, 섬유, 또는 다른 첨가제는 백킹에 혼입될 수 있다. 섬유는 백킹 및 연마 복합체 사이의 부박을 증가시키기 위해 백킹에 혼입될 수 있다. 본 발명의 백킹에 유용한 섬유의 예는 실리케이트, 금속, 유리, 탄소, 세라믹, 및 유기 물질로부터 만들어진 것들을 포함한다. 백킹에서의 용도를 위해 바람직한 섬유는 실리케이트 섬유, 스틸 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 및 고탄성율 유기 섬유이다.
특정한 용도에서 성형된 백킹 내에 스크림 물질 등을 포함시킴으로써 얻어질 수 있는 더욱 내구성이고 인열-저항성 백킹을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 백킹의 몰딩 중에, 수지 (큐어링되지 않음)로 미리 채워진 공동위에 스크림 또는 다른 물질을 놓고 이후 그 스크림위에 수지의 또다른 층을 적용시키는 것이 가능하거나; 또는, 큐어링되지 않은 성형된 백킹위에 스크림 또는 다른 물질을 놓는 것이 가능하다. 바람직하게는, 스크림 또는 부가 백킹 물질은 백킹 수지가 이 물질을 통해 침투하고 이 물질을 덮도록 충분히 다공성이다.
유용한 스크림 물질은 일반적으로 가벼운 평직의 거칠게 짠 직물이다. 적합한 물질은 금속 또는 와이어 메쉬, 면, 폴리에스테르, 레이온, 유리 직물과 같은 직물, 또는 섬유와 같은 다른 강화 물질을 포함한다. 스크림 또는 강화 물질은 스크림에 대한 수지의 부착을 증가시키기 위해 미리 처리될 수 있다.
유리를 연마하는 전형적인 방법
유리를 연마하는 데 사용하는 본 발명의 연마 용품은 놀랍게도 비교적 짧은 기간 내에 다랴을 물질을 제거하고 게다가 부드러운 표면도 제공한다. 연마중, 연마 용품은 유리 표면에 대하여 이동하고 유리 표면을 향애 아래로 힘을 받는데, 바람직하게는 힘은 약 0.5 내지 약 25 g/mm2, 더욱 바람직하게는 약 0.7 내지 약 20 g/mm2, 및 더더욱 바람직하게는 약 10 g/mm2이다. 아래로 향하는 힘이 너무 크면, 연마 용품이 스크래취 깊이를 다듬을 수 없고 몇몇 경우에 스크래취 깊이를 증가시킬 수 있다. 또한, 하강력이 너무 크면 연마 용품이 과도하게 상할 수 있다. 반대로, 아래로 향하는 힘이 너무 작으면, 연마 용품이 많은 유리 물질을 효과적으로 제거할 수 없다. 몇몇 용도에서, 유리 공작물은 연마 용품을 향해 아래로 힘을 받을 수 있다.
언급한 바대로, 유리 또는 연마 용품 또는 둘다는 연마 단계중 서로에 대해 움직일 것이다. 이 움직임은 회전 운동, 무작위 운동, 또는 선형 운동일 수 있다. 회전 운동은 회전 기구에 연마 디스크를 부착시킴으로써 일어날 수 있다. 유리 표면 및 연마 용품은 동일한 방향 또는 반대 방향으로 회전할 수 있지만, 동일한 방향이라면, 상이한 회전 속도로 회전할 것이다. 기계에 대해, 작동 rpm은 사용되는 연마 용품에 따라, 약 4,000 rpm 이상, 바람직하게는 약 25 rpm 내지 약 2,000 rpm, 및 더욱 바람직하게는 약 50 rpm 내지 약 1,000 rpm이다. 무작위 궤도 운동은 무작위 궤도 기구에 의해 일어날 수 있고, 선형 운동은 연속적 연마 벨트에 의해 일어날 수 있다. 유리 및 연마 용품 사이의 상대 운동은 또한 유리의 디멘젼에 의존할 수 있다. 만일 유리가 비교적 크면, 유리가 움직이지 않는 동안 연마 중에 연마 용품을 움직이게 하는 것이 바람직할 수 있다.
액체의 존재하에서 유리를 연마하는 것이 바람직하다. 액체는 연마 중 열 축적을 억제하고 연마 경계면으로부터 절삭밥을 제거한다. "절삭밥"은 연마 용품에 의해 연마된 실제 유리 파편을 설명하기 위해 사용되는 용어이다. 몇몇 경우에, 유리 절삭밥은 연마되는 유리 표면을 손상시킬 수 있다. 그러므로, 경계면에서 절삭밥을 제거하는 것이 바람직하다. 물은 일반적으로 바람직한 액체이다.
많은 예에서, 연마 용품은 지지 패드에 결합된다. 지지 패드는 폴리우레탄 발포체, 고무 물질, 탄성 중합체, 고무 기저 발포체 또는 다른 적합한 물질로부터 만들어질 수 있고, 공작물의 등고선에 적합하도록 설계될 수 있다. 지지 패드 물질의 경도 및/또는 압축성은 바람직한 연마 특성 (절단율, 연마 용품 생성물 수명, 및 유리 공작물 표면 다듬질)을 제공하기 위해 선택된다.
지지 패드는 연마 용품이 고정되어 있는 연속적이고 비교적 평평한 표면을 가질 수 있다. 선택적으로, 지지 패드는 연마 용품이 고정되어 있는 일련의 상승된 부분 및 하강된 부분이 존재하는 비연속적 표면을 가질 수 있다. 비연속적 표면의 경우에, 연마 용품은 오직 상승된 부분에만 고정될 수 있다. 반대로, 연마 용품은 전체 연마 용품이 완전히 지지되지 않도록, 한개 이상의 상승된 부분에 고정될 수 있다. 지지 패드에서 비연속적 표면은 물의 바람직한 용액 흐름 및 바람직한 연마 특성 (절단율, 연마 용품 생성물 수명, 및 유리 공작물 표면 다듬질)를 제공하기 위해 선택된다.
지지 패드는 원형, 정사각형, 사각형, 타원형 등과 같은 모양을 가질 수 있다. 지지 패드는 약 5 cm 내지 1,500 cm의 크기(가장 큰 디멘젼)로 있을 수 있다.
부착
연마 용품은 감압 부착제, 후크 앤드 루프 부착, 기계적 부착 또는 영구 부착제에 의해 지지 패드에 고정될 수 있다. 부착은 연마 용품이 지지 패드에 단단히 고정되는 식으로 이루어져야 하고 유리 연마시의 가혹함 (습한 화경, 열 발생, 및 압력)을 견뎌야 한다.
본 발명에 적합한 감압부착제의 대표적 예는 라텍스 크레페, 로진, 아크릴 중합체, 및 공중합체; 예를 들면, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 에스테르, 비닐 에스테르; 예를 들면, 폴리비닐 n-부틸 에테르, 알키드 부착제, 고무 부착제; 예를 들면, 천연 고무, 합성 고무, 클로리네이티드 고무, 및 이의 혼합물을 포함한다.
선택적으로, 연마 용품은 지지 패드에 연마 용품을 고정시키기 위해 후크 및 루프 형태 부착 시스템을 함유할 수 있다. 루프 직물은 백-업 패드 상에 후크를 갖는 코팅된 연마재의 후면상에 있을 수 있다. 선택적으로, 후크는 백-업 패드상에 루프를 갖는 코팅된 연마재의 후면상에 있을 수 있다. 이 후크 및 루프 형태 부착 시스템은 미국 특허 제4,609,581호; 제5,5\254,194호; 및 제5,505,747호, 및 PCT WO 95/19142에 추가로 기술된다.
하기 시험 방법 및 비제한적 실시예는 본 발명을 추가로 설명할 것이다. 달리 지적되지 않는 한, 실시예에서 무든 부, 백분율, 비율 등은 중량에 의한 것이다.
하기 물질 약어는 실시예 전체를 통해 사용된다.
ADI "아디프렌 (ADIPRENE) L-100" 이란 상품명으로, 노스캐롤라이나주, 샤롯트의 유니로얄 케미컬 코포레이션으로부터 시판되는, 폴리테트라메틸글리콜/톨루엔 디이소시아네이트 프리폴리머
AER "CAB-O-SIL M5" 라는 상품명으로, 일리노이주, 터스콜라의 캐봇 코포레이션으로부터 시판되는, 무정형 열분해법 실리카 충전제
AMI "에타큐어 (ETHACURE) 300" 이란 상품명으로, 루이지애나주, 바톤 루즈의 알베말레 코포레이션으로부터 시판되는, 방향족 아민 (디메틸 티오 톨루엔 디아민)
APS "FP4" 및 "PS4" 라는 상품명으로, 델라웨어주, 윌밍턴의 ICI 어메리카즈, 인코포레이티드로부터 시판되는, 음이온계 폴리에스테르 계면활성제
A-1100 코네티컷주, 댄버리의 OSi 스페셜티즈로부터 시판되는, 실란 감마-아미노프로필 트리에톡시실란
BD "버트바 디스퍼젼 (BUTVAR DISPERSION)" 이라는 상품명으로, 매샤츠세츠주, 스프링필드의 몬산토로부터 시판되는, 다이아몬드 입자를 위해 임시 결합제로서 사용되는 폴리비닐 부티랄 수지
CaCO3칼슘 카보네이트 충전제
CERIA "폴리슁 오팔린 (POLISHING OPALINE)" 이라는 상품명으로, 코네티컷주, 쉘톤의 롱-푸랑으로부터 시판되는, 산화 세륨
CMSK "울라스토코우트 (WOLLASTOCOAT) 400" 이라는 상품명으로, 뉴욕주, 윌스보로의 NYCO로부터 시판되는, 처리된 칼슘 메타실리케이트 충전제
DIA "RVG", "Type A" 라는 상품명으로, 오하이오주, 워팅톤의 제너럴 일렉트릭으로부터 시판되는, 상업용 다이아몬드 입자 (다양한 크기의)
EPO "에폰 828" 이라는 상품명으로, 텍사스주, 휴스톤의 쉘 케미컬 코포레이션으로부터 시판되는, 에폭시 수지
ETH "에타큐어 100" 이라는 상품명으로, 루이지애나주, 바톤 루즈의 알베말레 코포레이션으로부터 시판되는, 방향족 아민 (디에틸 톨루엔 디아민)
GLP SP1086 이라는 생성물 번호로, 플루리다주, 올즈마의 스페셜티 글래스, 인코포레이티드로부터 시판되는, 약 325 메쉬의 입자 크기를 갖는 유리 분말이고 연마 입자를 위해 영구 결합제로서 사용됨
Graphite "그레이드 번호 200-09 그래피트 파우더" 라는 상품명으로, 텍사스주, 버넷의 딕슨 티콘데로가 컴퍼니의 지사, 사우스웨스턴 그래피트 컴퍼니로부터 시판되는, 흑연 분말
KBF4 사우스 캐롤라이나주, 록 힐의 아토텍 USA, 인코포레이티드로부터 시판되는, 포타슘 플루오로보레이트 (78 마이크론 미만으로 분쇄됨)
K-SS "카솔브 (KASOLV) SS" 라는 상품명으로, 펜실베니아주, 밸리 포오지의 PQ 코포레이션으로부터 시판되는, 무수 포타슘 실리케이트
K-16 "카솔브 (KASOLV) 16" 라는 상품명으로, 펜실베니아주, 밸리 포오지의 PQ 코포레이션으로부터 시판되는, 함수 포타슘 실리케이트
Moly 위스콘신주, 밀워키의 알드리치 케미컬 컴퍼니로부터 시판되는, 몰리브데넘 디설파이드
RIO 적색 산화철 안료 입자
RNH DIA 플로리다주, 보카 라톤의 어메리컨 보어츠 크러슁 컴퍼니 인크로부터 시판되는 산업용 다이아몬드 입자 (다양한 크기의), Type RB (바람직한 입자 크기로 추가로 분류되고 쿨터 멀티사이저 (Coulter Multisizer)를 사용하여 측정됨)
SR339 "SR339" 라는 상품명으로, 펜실베니아주, 엑스톤의 사르토머 컴퍼니로부터 시판되는, 2-페녹시에틸 아크릴레이트
TFS "7" 이라는 상품명으로, 마이애미주, 미드랜드의 다우 코닝 컴퍼니로부터 시판되는, 트리플루오로프로필메틸 실록산 소포제
URE "아디프렌 L-167" 이라는 상품명으로, 노스캐롤라이나주, 샤롯트의 유니로얄 케미컬 코포레이션으로부터 시판되는, 폴리테트라메틸렌 글리콜/톨루엔 디이소시아네이트 프리폴리머
VAZO 위스콘신주, 밀워키의 알드리치 케미컬 컴퍼니로부터 시판되는, 985 1,1'-아조비스(시클로헥사논카보니트릴)
W-G "NYAD G 스페셜" 이라는 상품명으로, 뉴욕주, 윌스보로의 NYCO 미네랄즈, 인크로부터 시판되는, 칼슘 실리케이트 섬유
연마 복합체 토포그래피
제조기구는 25.0 mm 두께 시이트의 테플론™ (TEFLON™) 브랜드의 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)로 가늘어지는 구멍의 한 패턴을 드릴링함으로써 만들어 졌다. 얻어지는 중합체 제조기구는 원주 형상 공동을 함유하였다. 각각의 원주의 높이는 약 6,300 마이크로미터이었고 직경은 약 7,900 마이크로미터이었다. 인접한 원주의 밑면 사이는 약 2,400 마이크로미터였다.
시험 방법
시험 방법은 "부엘러 에코멧 2" 파워 헤드가 달린 "부엘러 에코멧 4" 변속 그라인더를 이용하였고, 이 둘은 모두 부엘러 인더스트리즈, 리미티드로부터 상업적으로 구입 가능하다. 시험은 하기 조건을 사용하여 수행하였다: 유리 시험 블랭크의 표면적에 대해 25.5 psi (약 180 kPa) 또는 15 psi (약 106 kPa)의 일정한 유리/연마 용품 경계면 압력으로 500 rpm에 세팅된 모터 속도.
3개의 평평한 원형 유리 시험 블랭크가 2.54 cm (1 인치) 및 약 1.0 cm의 두께를 갖는 것으로 제공되었고, 이는 코닝 인코포레이티드로부터 구입 가능하고 상품명은 "코닝 #9061"이었다. 유리 물질을 그라인더의 파워 헤드에 배치하였다. 그라인더의 30.5 cm (12 인치) 알루미늄 플랫발포체이 시계 반대 방향으로 회전하는 동안 유리 시험 블랭크가 고정된 파워 헤드는 35 rpm으로 시계 방향으로 회전하였다.
연마 용품을 약 20 cm (8 인치) 직경의 원으로 다이 절단하였고 감압부착제로 약 90 듀로미터의 쇼어 A 경도를 갖는 우레탄 백킹 패드에 직접 부착시켰다. 우레탄 백킹 패드를 부드러운 발포체의 시이트로부터 절단된 약 30 mm의 두께를 갖는 오픈 셀, 부드러운 발포체 패드에 부착시켰다. 이 패드 어셈블리를 그라인더의 알루미늄 플랫발포체 위에 배치하였다. 수돗물을 연마 용품 및 유리 시험 블랭크 사이에 윤활성을 제공하기 위해 약 3 리터/min의 유속으로 연마 용품에 뿌렸다.
유리 시험 블랭크를 상기 기술된 그라인더를 사용하여 연마하였다. 그라인더의 폴리슁 시간 간격은 10초로 세팅하였다. 그러나, 연마 용품 및 유리 시험 블랭크 표면 사이의 접촉의 실제 시간은 연마 용품이 유리 시험 블랭크 표면상에 안정화될 때까지 그라인더가 시간 재는 것을 시작하지 않기 때문에 유리 시험 블랭크 표면은 세팅된 시간보다 더 큰 것으로 밝혀 졌다. 즉, 유리 표면상의 약간의 바운싱 또는 스키핑이 관찰되었고 그라인더는 연마 용품 및 유리 표면 사이의 접촉이 실질적으로 일정한 시간내의 지점에서 시간 재는 것을 시작하였다. 그러므로, 연마 간격의 실제 시간, 즉, 연마 용품 및 유리 표면 사이의 접촉 시간은 연마 시간 간격이 10초로 세팅되었을 때 약 12초였다.
10초 연마한 후, 유리의 표면 다듬질 및 두께를 기록하였다. 이후 유리를 3분 동안 연마하였고, 이후 두께를 다시 측정하였다. 이 두께는 다음 10초간의 연마 시험을 위한 출발점이었다.
실시예 1
실시예 1을 위해, 테플론™ 브랜드 PTFE 주형물을 표 1 에 있는 조성에 따라 만들어진 연마 슬러리로 채웠다. A 부분 및 B 부분을 제조하고, 80oC로 가열하고, 이후 혼합 팁을 통해 몰드의 공동에 분배하였다.
충전된 원주 공동을 이후 또다른 혼합 팁을 통해 A 부분 및 B 부분을 분배함으로써 표 2에 제시된 백킹 조성물로 약 6.4 mm 깊이를 덮었다. 몰드를 둘러싼 벽은 백킹의 바람직한 두께를 유지한다. 알루미늄 커버 플레이트를 일정하고 균일한 두께를 보장하기 위해 경화사이클 중 백킹 수지의 상부에 배치하였다. 전체 연마 용품을 이후 15시간 동안 165oC에서 큐어링하였다.
경화후, 샘플을 몰드로부터 제거하고 시험을 위해 20 cm 직경의 원을 생성하기 위해 절단하였다. 연마 시험을 상기 기술된 바대로 실시하고 그 결과는 표 3에 나타낸다. 표 3은 72분간의 과정에서, 2개의 계면 압력, 25.5 psi (175.8 kPa) 및 15 psi (105.5 kPa)에서 기록된 17개의 연마 측정을 보고한다. 각각의 보고된 측정은 약 12초의 연마 기간 (상기 기술된 바대로, 기계는 10초에 세팅되었으나 실제 연마 시간은 약 12초임)내에 제거된 유리 물질의 양이다.
Ra 및 Rz를 각각의 데이터 포인트의 끝에 측정하였다. 모든 12 초 측정후 표면 다듬질의 평균은 Ra = 1.2 마이크로미터, Rz = 8.0 마이크로미터이었다.
연마 슬러리
용량 혼합 비율:
A 부분 2.00
성분 실제 배취 중량 (g) 중량 백분율
EPO 978.33 46.50
URE 52.15 2.50
CMSK 1032.57 49.50
AER 10.43 0.50
APS 10.43 0.50
TFS 2.09 0.10
합 = 2086.00 100.00
B 부분 1.00
성분 실제 배취 중량 (g) 중량 백분율
ETH 258.58 18.47
RIO 1.40 0.10
CaCO3 798.00 57.00
DIA 등급 200/230 301.32 21.52
AER 28.00 2.00
APS 11.34 0.81
TFS 1.40 0.10
합 = 1400.00 100.00
총 합 = 3486.00
백킹 조성물
용량 혼합 비율:
A 부분 10.00
성분 실제 배취 중량 (g) 중량 백분율
ADI 8020.00 100.00
합 = 8020.00 100.00
B 부분 1.00
성분 실제 배취 중량 (g) 중량 백분율
AMI 843.00 84.30
CMSK 95.00 9.50
RIO 35.00 3.50
AER 17.00 1.70
TFS 10.00 1.00
합 = 1000.00 100.00
총 합 = 9020.00
연마 데이타
시간 (분) 계면 압력 (psi) 제거된 스톡 (마이크로미터)
0.17 25.5 185
0.33 25.5 562
2.5 25.5 552
5.17 25.5 480
8 25.5 449
11.33 25.5 449
14.66 25.5 430
18 25.5 437
21.33 25.5 418
24.67 25.5 444
28.17 25.5 432
31.5 25.5 425
37.67 15 211
45.83 15 197
54.5 15 192
63.67 15 209
72 15 168
실시예 2
연마 슬러리 조성물이 표 4에 제공되고 백킹 조성물이 표 5에 제공된 것을 제외하고 실시예 1에 기술된 것과 같이 실시예 2를 제조하였다. 실시예 2를 상기 기술된 바대로 시험하였고 그 결과를 표 6에 보고한다. 표 6은 117분간의 과정에서, 2개의 계면 압력, 25.5 psi (175.8 kPa) 및 15 psi (105.5 kPa)에서 기록된 14개의 연마 측정을 보고한다. 각각의 보고된 측정은 약 12초의 연마 기간 (상기 기술된 바대로, 기계를 10초에 세팅하였으나 실제 연마 시간은 약 12초임) 내에 제거된 유리 물질의 양이다.
Ra 및 Rz를 각각의 데이타 포인트의 끝에 측정하였다. 모든 12초 측정후 표면 다듬질의 평균은 Ra = 0.8 마이크로미터, Rz = 5.8 마이크로미터였다.
연마 슬러리
용량 혼합 비율:
A 부분 2.00
성분 실제 배취 중량 (g) 중량 백분율
EPO 978.33 46.90
URE 52.15 2.50
CMSK 1`032.57 49.50
CaCO3 0.00 0.00
AER 10.43 0.50
APS 10.43 0.50
TFS 2.09 0.10
합 = 2086.00 100.00
B 부분 1.00
성분 실제 배취 중량 (g) 중량 백분율
ETH 258.58 18.47
RIO 1.40 0.10
CaCO3 798.00 57.00
DIA 등급 270/325 301.32 21.52
AER 28.00 2.00
APS 11.34 0.81
TFS 1.40 0.10
합 = 1400.00 100.00
총 합 = 3486.00
백킹 조성물
용량 혼합 비율
A 부분 10.00
성분 실제 배취 중량 (g) 중량 백분율
ADI 8020.00 100.00
합 = 8020.00 100.00
B 부분 1.00
성분 실제 배취 중량 (g) 중량 백분율
AMI 843.00 84.30
CMSK 95.00 9.50
RIO 35.00 3.50
AER 17.00 1.70
TFS 10.00 1.00
합 = 1000.00 100.00
총 합 = 9020.00
연마 데이타
시간 (분) 계면 압력 (psi) (kPa) 제거된 스톡 (마이크로미터)
0.67 25.5 (175.8) 430
4.33 25.5 (175.8) 348
9 25.5 (175.8) 317
14.16 25.5 (175.8) 283
19.83 25.5 (175.8) 252
25 25.5 (175.8) 244
31 25.5 (175.8) 250
36.5 25.5 (175.8) 235
44.17 25.5 (175.8) 214
51.83 25.5 (175.8) 214
64 15 (105.5) 103
79.67 15 (105.5) 86
98.83 15 (105.5) 72
117 15 (105.5) 91
A. 다이아몬드 응집체 샘플의 제조 공정
각각의 다이아몬드 응집체 샘플의 성분을 하기 표 7에 열거한다.
다이아몬드 응집체 샘플 1-4
성분 응집체 샘플 1의 배취 중량 (g) 응집체 샘플 2의 배취 중량 (g) 응집체 샘플 3의 배취 중량 (3) 응집체 샘플 4의 배취 중량 (g)
BD 30.00 30.00 30.00 30.00
물 8.60 8.60 8.60 8.60
GP 20.00 20.00 20.00 20.00
RNH DIA (40 ㎛) - - - 20.00
RNH DIA (30 ㎛) - 20.00 - -
RNH DIA (20 ㎛) 20.00 - - -
RNH DIA (15 ㎛) - - 20 -
합 = 78.60 78.60 78.60 78.60
응집체 크기 225 ㎛ 225 ㎛ 225 ㎛ 225 ㎛
각각의 응집체 샘플의 모든 성분들을 합하고 수저를 사용하여 손으로 플라스틱 비이커내에서 혼합하여 다이아몬드 분산물을 형성하였다. 다이아몬드 분산물을 이후 응집체를 형성하기 위해 유연한 플라스틱 수저를 사용하여, 검드롭 모양의 공동을 갖는 9 mil의, 무작위 패턴 플라스틱 기구에 코팅하였다. 플라스틱 기구를 만드는 방법은 미국 특허 제5,152,917호에 기술된다. 성형된 응집체 샘플을 실온에서 밤새 몰드내에서 건조하였다. 성형된 응집체 샘플을 초음파 호른을 사용하여 몰드로부터 제거하였다. 응집체 샘플을 이후 상호간에 분리시키기 위해 70 메쉬 스크린을 사용하여 선별하였다. 분리후, 응집체의 크기는 약 175 내지 약 250 마이크로미터였다.
버트바 분산물은 임시 결합제이고, 메사추세츠주, 스프링필드의 몬산토로부터 상업적으로 구입 가능하다. GP (우리 분말 "SP1016")는 영구 결합제이고, 스페셜티 글래스, 인크로부터 상업적으로 구입 가능하다. 선택적인 임시 결합제는 덱스트린, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지 등 및 세라믹 산업계에서 통상적으로 사용되는 다른 임시 결합제들이다.
선별된 응집체 샘플을 알루미나 내화갑에 넣고 하기 사이클을 통해 공기 중에서 소성시켰다:
실온 내지 400oC (2.0oC/분);
1시간 동안 400oC 유지;
400oC 내지 720oC (2.0oC/분);
1시간 동안 720oC 유지;
720oC 내지 실온 (2.0oC/분).
응집체를 상기 기술된 바대로 70 메쉬 스크린을 사용하여 선별하였다. 태운 응집체 샘플을 이후 에폭시 수지 시스템에 더 나은 부착성을 갖는 응집체를 제공하기 위해 실란 용액으로 처리하였다. 실란 용액을 하기 성분을 혼합함으로써 만든다:
A-1100 실란 1.0 g
물 10.0 g
아세톤 89.0 g
응집체 샘플을 실란 용액으로 적시고 나머지는 따라 버렸다.
실란 용액-처리 응집체 샘플을 이후 90oC 오븐에 넣고 30분 동안 건조하였다. 건조된 응집체 샘플을 이후 70 메쉬 스크린을 사용하여 상기 기술된 바대로 선별하였다.
B. 성형된 연마 용품 실시예 3-6 및 비교 실시예 A-D의 제조 공정
실시예 3-6 및 비교 실시예 A-D를 위해, 실시예 1의 PTFE 몰드를 표 8의 조성물에 따라 만들어진 연마 슬러리로 채웠다. A 부분 및 B 부분을 고전단 혼합기로 플라스틱 비이커에서 분리적으로 혼합하고, 공기 방울을 제거하기 위해 진공 오븐에 분리적으로 배치하고, 이후 2:1 용량 비율 혼합 카트리지 (2부의 A/1부의 B)에 채웠다. 이후 생성되는 연마 슬러리를 자동 혼합 팁을 통해 몰드의 공동으로 분배하였다.
연마 슬러리
성분 비교 실시예 A의 배취 중량 (g) 비교 실시예 B의 배취 중량 (g) 비교 실시예 C의 배취 중량 (g) 비교 실시예 D의 배취 중량 (g) 실시예 3의 배취 중량 (g) 실시예 4의 배취 중량 (g) 실시예 5의 배취 중량 (g) 실시예 6으 배취 중량 (g)
A 부분
EPOURECMSKAERAPSTFS 70.353.7574.250.750.750.15 70.353.7574.250.750.750.15 71.763.8375.740.770.770.15 73.873.9477.960.790.790.16 74.573.9878.710.800.800.16 74.573.9878.710.800.800.16 74.573.9878.710.800.800.16 74.573.9878.810.800.800.16
A 부분 합 = 150.00 150.00 153.00 157.50 159.00 159.00 159.00 159.00
B 부분0.15
ETHRIOCMSKCaCO3DIA니켈/DIA유리/DIAAERAPSTFS 18.470.1027.7734.507.159.10-2.000.810.10 18.470.1027.7734.507.159.10-2.000.810.10 17.800.1027.8943.003.654.65-2.000.810.10 18.490.1028.0043.007.50--2.000.810.10 18.490.1028.0043.003.75-3.752.000.810.10 18.490.1028.0043.003.75-3.752.000.810.10 18.490.1028.0043.003.75-3.752.000.810.10 18.490.1028.0043.003.75-3.752.000.810.10
B 부분 합 = 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
총 합 = 250.00 250.00 253.00 257.50 259.00 259.00 259.00 259.00
다이아몬드 형태 GE, RVG-W입자 GE, RVG-W입자 GE, RVG-W입자 3M, RNH 입자 응집체 샘플 1 응집체 샘플 2 응집체 샘플 3 응집체 샘플 4
다이아몬드 크기 65 um(등급230/270) 45 um(등급325/400) 65 um(등급230/270) 40 um 20 um 30 um 15 um 40 um
용량% 다이아몬드 1.5 1.5 0.75 1.5 0.74 0.74 0.74 0.74
충전된 주상 공동을 이후 자동-혼합 팁을 통해 조성물을 분배함으로써 표 3에 제시된 실시예 1의 백킹 조성물로 약 6.4 mm (1/4 인치)의 깊이로 덮었다. 몰드를 둘러싼 벽은 백킹의 바람직한 두께를 유지하였다. 알루미늄 커버 플레이트를 일정하고, 균일한 두께를 보장하기 위해 경화사이클 중에 백킹 수지의 상부에 놓았다. 몰드를 폐쇄한 채로 클램프로 고정시키고 실온에서 한두시간 이후 165oC 오븐에서 4시간 동안 경화시켰다. 몰드를 오븐에서 제거하고 열었다. 성형된 연마 샘플을 몰드로부터 취하고 부엘러 랩을 위해 30.48 cm (12 인치) 플레이튼 (platen)에 올려 놓았다.
백킹 조성물을 고전단 혼합기로 플라스틱 비이커에서, 표 9에 따라 B 부분의 성분들을 우선 혼합하고, 진공 오븐에 샘플을 배치함으로써 공기 방울을 제거하고, 이후 공기 방울 흡수를 최소화하기 위해, 저전단 혼합기로 A 부분과 B 부분을 혼합함으로써 제조하였다.
성형된 연마 샘플은 직경 30.48 cm (12 인치)의 백킹 및 직경 1.59 cm (5/8 인치)의 연마 원주를 가졌다. 연마 원주를 중심 (15.24 cm (6 인치))을 커버하는 원형 면적이 연마 원주를 갖지 않도록 백킹에 결합시켰다.
성형된 연마 용품 실시예의 백킹의 수지 조성물
성분 비교 실시예 A 의 배취 중량 (g) 비교 실시예 B 의 배취 중량 (g) 비교 실시예 C 의 배취 중량 (g) 비교 실시예 D의 배취 중량 (g) 실시예 3의 배취 중량 (g) 실시예 4의 배취 중량 (g) 실시예 5의 배취 중량 (g) 실시예 6의 배취 중량 (g)
A 부분ADI 783.64 783.64 783.64 783.64 783.64 783.64 783.64 783.64
B 부분AMICMSK적색 산화철AER7 TFS 80.8512.953.501.701.00 80.8512.953.501.701.00 80.8512.953.501.701.00 80.8512.953.501.701.00 80.8512.953.501.701.00 80.8512.953.501.701.00 80.8512.953.501.701.00 80.8512.953.501.701.00
합 = 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
시험 방법
시험 방법은 "부엘러 에코멧 2" 파워 헤드에 설치된 "부엘러 에코멧 4" 변속 그라인더를 이용하였고, 이 둘은 모두 부엘러 인더스트리즈, 리미티드로부터 상업적으로 구입 가능하다. 시험은 하기 조건을 사용하여 수행하였다: 달리 언급되지 않는 한, 유리 시험 블랭크의 표면적에 대해 약 106 kPa (약 17 psi)의 압력으로 500 rpm에 세팅된 모터 속도.
3개의 평평한 원형 유리 시험 블랭크가 2.54 cm (1 인치) 및 약 1.0 cm의 두께를 갖는 것으로 제공되었고, 이는 코닝 인코포레이티드로부터 구입 가능하고 상품명은 "코닝 #9061"이었다. 유리 물질을 그라인더의 파워 헤드에 배치하였다. 그라인더의 30.5 cm (12 인치) 알루미늄 플랫발포체이 시계 반대 방향으로 회전하는 동안 유리 시험 블랭크가 고정된 파워 헤드는 35 rpm으로 시계 방향으로 회전하였다.
연마 용품을 약 30.45 cm (12 인치) 직경의 원으로 다이 절단하였고 감압부착제로 약 60 듀로미터의 쇼어 A 경도를 갖는 12.5 mm 두께의 네오프렌 백킹 패드에 직접 부착시켰다. 이 패드 어셈블리를 그라인더의 알루미늄 플랫발포체 위에 배치하였다. 수돗물을 연마 용품 및 유리 시험 블랭크 사이에 윤활성을 제공하기 위해 약 3 리터/min의 유속으로 연마 용품에 뿌렸다.
유리 시험 블랭크상의 초기 표면 다듬질을 퍼텐으로부터 시판되는, 상품명 "포토미터 (PERTHOMETER)" 인, 다이아몬드 스틸러스 프로필로미터로 평가하였다. 유리 시험 블랭크의 초기 중량을 또한 기록하였다.
유리 시험 블랭크를 상기 기술된 그라인더를 사용하여 연마하였다. 폴리슁 시간은 12초 내지 수분이었다. 모든 데이타를 정상화하고 12초간의 폴리슁에서 제거된 평균 유리 스톡으로서 보고하였다.
연마후, 최종 표면 다듬질 및 최종 중량을 각각 기록하였다. 연마 시간 동안의 유리 시험 블랭크의 중량 변화는 제거된 유리 스톡의 그램으로서 나타낸다. 절단율 (제거된 유리 스톡의 그램), Ra, 및 Rmax 값을 기록하였다.
실시예 3의 연마 시험 결과는 하기 표 10에 나타낸다. 데이타는 26.5 kPa 만큼 낮은 압력에서 일정한 스톡 제거율을 제공하는 다이아몬드 응집체를 함휴하는 본 발명의 연마 용품을 보여준다.
실시예 3의 연마 데이타 및 연마 조건
시간 (분) 스톡 제거 (마이크로미터/12초) 압력 (kPa)
147162631466191121 76788181797877767881 106106106106106106106106106106
136151181201251 6264666763 5353535353
367372377382397412 1410911910 26.526.526.526.526.526.5
실시예 6 및 비교 실시예 D의 연마 시험 결과를 표 11에 열거한다. 데이타는 다이아몬드 응집체를 함유하는 실시예 6의 연마 용품의 스톡 제거율이 동일한 크기의 개별적 다이아몬드 입자를 갖는 비교 실시예 D의 스톡 제거율보다 훨씬 더 큰 것을 보여준다.
비교 실시예 D 및 실시예 6의 연마 데이타
스톡 제거 (제거된 마이크로미터/12초)
시간 (분) 비교 실시예 D 실시예 6
24 33
34 32
44 28
54 22.5
64 18.5
65 119
74 17.8
75 111
78 101
84 15.2
88 100
104 12.8
107 110
112 107
124 10.5
126 105
144 9.5
비교 실시예 C 및 실시예 4의 연마 시험 결과를 표 12에 열거한다. 데이타는 다이아몬드 응집체를 함유하는 실시예 4의 연마 용품의 스톡 제거율이 동일한 크기의 개별적 다이아몬드 입자를 갖는 비교 실시예 C의 스톡 제거율보다 훨씬 더 큰 것을 보여준다.
비교 실시예 C 및 실시예 4의 연마 데이타
스톡 제거 (제거된 마이크로미터/12초)
시간 (분) 비교 실시예 C 실시예 4
117 52
127 45
137 41
145 81
147 39
150 79
157 36
160 81
165 79
167 34
177 33
320 68
410 64
425 70
435 73
450 77
비교 실시예 B 및 실시예 5의 표면 유연도 데이타 (Ra 및 Rmax)를 하기 표 13 및 표 14에 열거한다. 이들 데이타는 본 발명의 세가지 잇점을 보여준다. 첫째, Ra 데이타는 다이아몬드 응집체를 갖는 실시예 5에 의해 제공되는 표면 다듬질이 유사한 스톡 제거율을 갖는 개별적 다이아몬드 입자를 갖는 비교 실시예 B의 표면 다듬질보다 더욱 미세함을 보여준다. 둘째, Ra 및 Rmax 데이타는 표면 다듬질이 다이아몬드 응집체를 갖는 실시예 5에 대해 더 높은 상대 속도에서 개선되는 반면 개별적 다이아몬드 입자를 갖는 비교 실시예 B에 대해서는 개선되지 않음을 나타낸 준다. 마지막으로, Rmax 데이타는 스크래취 깊이는 다이아몬드 응집체를 갖는 실시예 5가 유사한 스톡 제거율을 갖는 개별적 다이아몬드 입자를 갖는 비교 실시예 B보다 더 작음을 보여준다.
비교 실시예 B 및 실시예 5의 Ra로 본 표면 유연도 데이타
표면 유연도 (Ra, 마이크로미터)
속도 (RPM) 비교 실시예 B 실시예 5
100 0.68 0.61
200 0.68 0.5
300 0.71 0.46
400 0.62 0.42
500 0.38
비교 실시예 B 및 실시예 5의 Rmax로 본 표면 유연도 데이타
표면 유연도 (Rmax, 마이크로미터)
속도 (RPM) 비교 실시예 B 실시예 5
100 5.9 5.38
200 5.93 4.79
300 6.93 4.9
400 5.98 4.1
500 3.9
비교 실시예 A 및 실시예 4의 표면 유연도 데이타 (Ra 및 Rmax)를 하기 표 15 및 표 16에 열거한다. 이들 데이타는 본 발명의 세가지 잇점을 보여준다. 첫째, Ra 데이타는 다이아몬드 응집체를 갖는 실시예 4에 의해 제공되는 표면 다듬질이 유사한 스톡 제거율을 갖는 개별적 다이아몬드 입자를 갖는 비교 실시예 A의 표면 다듬질보다 더욱 미세함을 보여준다. 둘째, Ra 및 Rmax 데이타는 표면 다듬질이 다이아몬드 응집체를 갖는 실시예 4에 대해 더 높은 상대 속도에서 개선되는 반면 개별적 다이아몬드 입자를 갖는 비교 실시예 A에 대해서는 개선되지 않음을 나타낸 준다. 마지막으로, Rmax 데이타는 스크래취 깊이는 다이아몬드 응집체를 갖는 실시예 4가 유사한 스톡 제거율을 갖는 개별적 다이아몬드 입자를 갖는 비교 실시예 A보다 더 작음을 보여준다.
비교 실시예 A 및 실시예 4의 Ra로 본 표면 유연도 데이타
표면 유연도 (Ra, 마이크로미터)
속도 (RPM) 비교 실시예 A 실시예 4
100 0.86 0.8
200 0.86 0.69
300 0.85 0.62
400 0.8 0.62
500 0.54
비교 실시예 A 및 실시예 4의 Rmax로 본 표면 유연도
표면 유연도 (Rmax, 마이크로미터)
속도 (RPM) 비교 실시예 A 실시예 4
100 7.61 7.49
200 7.54 7.17
300 7.66 5.64
400 7.21 5.43
500 5.14
성형된 연마 용품 실시예 7-11을 위한 시험 방법
CRT 스크린의 작은 면적 (약 17.78 cm x 17.78 cm)을 수동 샌더 (플렉스로부터 구입 가능, 모델 LW 603VR, 1,000-2,800 rpm, 1,500W)를 사용하여 5 마이크론의 알루미늄 옥사이드 디스크 (268XA 트리작트™ (Trizact™) 필름 PSA 디스크, A5MIC, 미네소타주, 세인트 폴의 3M으로부터 구입 가능함)로 우선 거칠게 하였다. 샌더를 2,400 rpm으로 작동시키고 물을 샌더의 중앙에 있는 구멍을 통해 공급하였다. 다수의 원주 (직경 0.79 cm 및 높이 0.635cm)를 갖는 폴리슁 패드 (직경 12.7 cm)를 샌더의 디스크 패드에 올려 놓았다. CRT 스크린의 미리 거칠게 된 면적을 2,400 rpm으로 30초 동안 폴리슁하였다. 원주의 파쇄를 폴리슁 중 생성되는 루즈 산화 세륨 슬러리의 양에 의해 육안으로 결정하였다. 파쇄 시험의 정도는 1 내지 5로 나타내고 1은 작은 파쇄 5는 과도한 파쇄를 나타낸다. 최적의 정도는 적당한 파쇄를 갖는 3이다. 연마 원주의 과도한 파쇄는 좋은 폴리슁 성능을 제공하지만 폴리슁 패드의 수명을 단축시킨다. 연마 원주의 불충분한 파쇄는 긴 수명을 제공하지만 나쁜 폴리슁 성능을 제공한다.
원주의 백킹에의 부착은 매우 중요하다. 백킹에 대한 원주의 부착이 약하면, 원주는 CRT 스크린 및 원주 사이의 마찰이 원주 및 백킹 사이의 부착력보다 클 때 폴리슁 중에 백킹으로부터 떨어질 수 있다. 부착 시험의 결과를 폴리슁 (상기 기술된 바대로)후 백킹으로부터 떨어진 원주의 백분율을 측정함으로써 결정하였다.
성형된 연마 용품 실시예 7-11의 제조 방법
제조기구를 25.0 mm 두께 시이트의 테플론™ 브랜드 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE)에 가늘어진 구멍의 한 형을 드릴링함으로써 만들었다. 생성되는 중합체 제조기구는 원주형의 형태로 있는 공동을 함유하였다. 각각의 원주의 높이는 약 4 mm이고 직경은 약 4.8 mm이었다. 인접한 원주의 밑면 사이는 약 2.4 mm이었다.
실시예 7-11에 대해, 몰드를 표 17의 조성물에 따라 만들어진 연마 슬러리로 채웠다. 성분을 고전단 혼합기로 플라스틱 비이커에서 혼합하고, 공기 방울을 제거하기 위해 진공 오븐에 배치하고, 이후 카트리지에 채웠다. 이후 생성되는 연마 슬러리를 자동 혼합 팁을 통해 몰드의 공도에 분배하였다.
충전된 원주 공동은 이후 자동-혼합 팀을 통해 조성물을 분배함으로써 표 18의 각각의 백킹 조성물으로 약 6.4 mm (1/4 인치) 깊이로 덮었다. 몰드를 둘러싼 벽은 백킹의 바람직한 두께를 유지하였다. 알루미늄 커버 플레이트를 일정하고, 균일한 두께를 보장하기 위해 경화사이클 중 백킹 수지의 상부에 배치하였다. 몰드를 폐쇄하여 클램프로 고정시키고 실온에서 한두시간 이후 165oC 오븐에서 4시간 동안 큐어링시켰다. 몰드를 오븐에서 제거하고 열었다.
고전단 혼합기로 플라스틱 비이커에서, 표 18에 따른, B 부분의 성분들을 우선 혼합하고, 진공 오븐에 샘플을 둠으로써 공기 방울을 제거하고 이후 공기 방울 흡수를 최소화하기 위해, 저전단 혼합기로 A 부분과 B 부분을 혼합함으로써 백킹 조성물을 제조하였다.
성형된 연마 샘플은 직경 12.7 cm (5 인치)의 백킹 및 직경 0.79 cm (5/16 인치)의 연마 원주를 가졌다.
실시예 7-11의 연마 원주의 조성물
성분 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11
EPO 9.58 9.42 9.35 9.35 9.33
ETH 2.30 2.26 2.25 2.25 2.24
SR339 2.10 2.08 2.06 2.06 2.06
APS 1.24 1.30 1.29 1.29 1.29
VAZO 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
CERIA 79.99 78.64 78.04 78.04 77.92
K-16 0.0 6.11 6.06 6.06 3.03
K-SS 4.66 0.00 0.00 0.00 3.03
KBF4 0.00 0.00 0.76 0.76 0.76
TFS 0.08 0.15 0.15 0.15 0.30
합 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
실시예 7-11의 백킹 조성물
A 부분 성분 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11
ADI 50.00 50.00 50.00 81.33 8.12
W-G 0.00 0.00 0.00 6.55 6.54
TFS 0.00 0.00 0.00 0.00 0.16
B 부분 성분
AMI 42.15 42.15 42.15 8.39 8.37
CMSK 4.75 4.75 4.75 0.00 0.00
RIO 1.75 1.75 1.75 0.36 0.36
AER 0.85 0.85 0.85 0.00 0.00
TFS 0.50 0.50 0.50 0.09 0.09
W-G 0.00 0.00 0.00 3.28 3.27
합 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
부착 시험의 결과는 표 19에 나타낸다.
실시예 7-11의 파쇄 및 부착력 시험 결과
시험 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11
파쇄 2 3 4 4 3
부착력 (떨어진 원주의 %) 0 6 5 0.7 0
성형된 연마 용품 실시예 12-14의 제조 방법
실시예 12-14에 대해, 실시예 7-11의 PTFE 몰드를 표 20의 조성물에 따라 만들어진 연마 슬러리로 채웠다. 성분을 고전단 혼합기로 플라스틱 비이커에서 혼합하고, 공기 방울을 제거하기 위해 진공 오븐에 배치하고, 이후 카트리지에 채웠다. 이후 생성되는 연마 슬러리를 자동 혼합 팁을 통해 몰드의 공동에 분배하였다.
충전된 원주 공동은 이후 자동-혼합 팀을 통해 조성물을 분배함으로써 표 21의 각각의 백킹 조성물로 약 4.0 mm 깊이로 덮었다. 백킹 제제를 고전단 혼합기로 플라스틱 비이커에서 A 부분과 B 부분의 성분들을 혼합하고, 공기 방울 흡수를 최소화하기 위해 진동 오븐에 샘플을 두어 공기 방울을 제거함으로써 제조하였다. 몰드를 둘러싼 벽은 백킹의 바람직한 두께를 유지하였다. 알루미늄 커버 플레이트를 일정하고, 균일한 두께를 보장하기 위해 경화사이클 중 백킹 수지의 상부에 배치하였다. 몰드를 폐쇄하여 클램프로 고정시키고 실온에서 한두시간 이후 165oC 오븐에서 4시간 동안 큐어링시켰다. 몰드를 오븐에서 제거하고 열었다.
성형된 연마 샘플은 직경 20.3 cm (8 인치) 및 두께 4 mm의 백킹, 및 직경 4.8 mm (3/16 인치) 및 높이 4.00 mm의 연마 원주를 가졌다.
실시예 12-14의 연마 원주의 조성물
성분 실시예 12 실시예 13 실시예 14
EPO 10.18 10.01 9.81
ETH 2.45 2.41 2.36
SR339 2.24 2.21 2.16
APS 1.40 1.38 1.35
VAZO 0.05 0.05 0.05
CERIA 75.92 74.69 73.14
K-16 3.30 3.25 3.18
K-SS 3.30 3.25 3.18
KBF4 0.83 3.25 0.80
흑연 0 0.81 0
Moly 0 1.62 3.66
TFS 0.33 0.32 0.32
합 100.00 100.00 100.00
실시예 12-14의 백킹 조성물
A 부분 성분 실시예 12-14
ADI 82.89
W-G 6.68
TFS 0.5
APS 0.16
TiO2 0.67
Moly 0.56
B 부분 성분
AMI 8.55
합 100.00
실시예 12-14의 시험 방법
시험 방법은 부엘러 인더스크리즈, 리미티드로부터 시판되는, 부엘러 에코멧 3 폴리셔를 이용하였다. 실시예 12-14는, 보통의 창유리로부터 나온 샌드-블라스팅 처리한 3 인치 (7.62 cm) 디스크를 부엘러 기계에서 8.49 psi (58.5 kPa) 및 500 rpm 플레이튼 속도로 처리하여 균일하고 평평한 표면 피니쉬를 생성시켰다.
2 인치 (5.08 cm) CRT 유리 디스크 (필립스로부터 구입 가능함)를 부엘러 기계에서 약 30초 동안 약 1.23 psi (8.48 kPa) 및 500 rpm으로, 8 인치 (20.32 cm) A10 등급 유리 수선 디스크 (상품명 3M 268XA 트리작트로, 3M으로부터 구입가능함)
로 미리 거칠게 하였다. 이는 약 0.07 um Ra의 균일한 입력 다듬질을 생성시켰다.
이후 미리 거칠게 된 CRT 유리 디스크를 부엘러 기계에서 19.1 psi (131.7 kPa) 및 500 rpm 플레이튼 속도로 샘플을 시험하기 위해 사용하였다. 물의 흐름을 660 cc/min으로 고정시켰다. 표면 다듬질의 측정을 매 15초 시간 간격으로 하였고 퍼텐으로부터 상품명 퍼토미터로 시판되는, 다이아몬드 스틸러스 프로필로미터에 의해 45초까지 반복하였다.
실시예 12-14의 표면 다듬질 데이타를 표 22에 요약한다. 데이타는 각각 흑연 및 몰리브데넘 디설파이드를 갖는 실시예 13 및 실시에 14가 15초내에 표면 조도를 ~0.070 um 에서 ~0.009 um 감소시키는 반면 대조용 샘플 (흑연 또는 몰리브데넘 디설파이드 없는 실시예 12)이 그렇게 되려면 45초가 걸린다는 사실을 보여준다.
실시예 12-14의 표면 다듬질 데이타 (Ra, um)
폴리슁 시간, 초 실시예 12 실시예 13 실시에 14
0 0.070 0.0700 0.0683
15 0.018 0.0086 0.0093
30 0.012 0.0085 0.0040
45 0.009 0.0085 0.0056
모든 특허, 특허 출원, 및 간행물의 전체 설명서는 개별적으로 포함되는 것처럼 본원에 참조로 포함된다. 본 발명의 다양한 변형 및 변화는 본 발명의 범위 및 정신에 이탈됨 없이 당업자에게 명백할 것이고, 본 발명이 본원에 명시된 설명적 실시양태에 부당하게 제한되지 않음이 이해되어야 한다.

Claims (21)

  1. 백킹에 일체형으로 성형된 다수의 연마 복합체를 포함하며, 상기 복합체가 유기 수지, 알칼리 금속 염, 알칼리성 금속 염 및 이의 조합물로부터 선택된 금속 염, 및 상기 연마 복합체 전체에 균일하게 분산된 단일 다이아몬드 연마 입자를 포함하는 것인 연마 용품.
  2. 백킹에 일체형으로 성형된 다수의 연마 복합체를 포함하며, 상기 복합체가 유기 수지 및 응집체 연마 입자를 포함하고, 상기 응집체가 영구 결합제에 분산된 단일 다이아몬드 입자를 포함하는 것인 연마 용품.
  3. 섬유를 포함하는 백킹; 및
    백킹에 일체형으로 성형된 다수의 연마 복합체
    을 포함하며, 상기 연마 복합체가 유기 수지, 산화세륨 입자, 및 알칼리 금속 염, 알칼리성 금속 염 및 이의 조합물로부터 선택된 금속 염을 포함하는 것인 연마 용품.
  4. (i) 다이아몬드 입자, 유기 결합제 전구물질, 및 알칼리 금속 염, 알칼리성 금속 염, 또는 이의 조합물로부터 선택된 금속 염; (ii) 영구 결합제에 분산된 다이아몬드 입자를 포함하는 연마 응집체 및 유기 결합제 전구물질; 또는 (iii) 산화세륨 입자, 유기 결합제 전구물질, 및 알칼리 금속 염, 알칼리성 금속 염, 또는 이의 조합물로부터 선택된 금속 염
    을 포함하는 슬러리를 만드는 단계;
    연마 복합체를 형성하는 몰드의 공동에 슬러리를 코팅하는 단계;
    연마 복합체에 백킹을 캐스팅 또는 몰딩하는 단계; 및
    에너지원에 결합제 전구물질을 노출시킴으로써 결합제 전구물질을 큐어링하는 단계
    를 포함하는 연마 용품 제조 방법.
  5. (i) 유기 수지, 알칼리 금속 염, 알칼리성 금속 염 및 이의 조합물로부터 선택된 금속 염, 및 상기 연마 복합체 전체에 균일하게 분산된 단일 다이아몬드 연마 입자; 또는 (ii) 영구 결합제에 분산된 다이아몬드 입자를 포함하는 연마 응집체 및 유기 결합제 전구물질을 포함하는 다수의 연마 복합체를 포함하는, 연마 용품의 연마층을 유리 공작물의 표면과 접촉시키는 단계;
    유리 공작물의 표면으로부터 200 내지 400 마이크로미터의 유리 스톡을 제거하는 단계; 및
    RPP 공정을 사용하여 1.1 마이크로미터 이하의 최종 표면 조도 Ra를 제공하는 단계
    를 포함하는 유리 공작물의 표면을 연마하는 방법.
  6. 섬유를 포함하는 백킹에 일체형으로 성형되고 유기 수지, 산화세륨 입자, 및 알칼리 금속 염, 알칼리성 금속 염 및 이의 조합물로부터 선택된 금속 염을 포함하는 다수의 연마 복합체를 포함하는, 연마 용품의 폴리슁 층을 초기 표면 조도 Ra가 약 0.07 마이크로미터인 유리 공작물의 표면과 접촉시키는 단계; 및
    유리 공작물의 초기 표면 조도 Ra를 표면 조도 Ra 0.09로 감소시키는 단계를 포함하는 유리 공작물의 표면을 폴리슁하는 방법.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한항에 있어서, 다이아몬드 입자 또는 다이아몬드 응집체가 복합체에 약 1 내지 30 중량부의 양으로 존재하고 결합제가 약 70 내지 99 중량부의 양으로 존재하는 것인, 연마 용품 또는 방법.
  8. 제3항, 제4항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 산화세륨 입자가 약 1 내지 95 중량부의 양으로 존재하고 결합제가 약 5 내지 99 중량부의 양으로 존재하는 것인, 연마 용품 또는 방법.
  9. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 연마 입자가 연마 복합체 전체에 균일하게 분산된 것인, 연마 용품 또는 방법.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 연마 입자가 일체형으로 성형된 백킹과 연마 복합체 전체에 분산된 것인, 연마 용품 또는 방법.
  11. 제1항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 다이아몬드 연마 입자가 약 0.01 내지 500 마이크로미터의 평균 입자 크기를 갖는 것인, 연마 용품 또는 방법.
  12. 제2항에 있어서, 연마 응집체 입자가 다이아몬드 입자를 포함하는 금속 결합된 연마재 세그먼트인 연마 용품.
  13. 제2항 또는 제4항에 있어서, 영구 결합제가 유리, 세라믹, 금속 또는 유기 물질인, 연마 용품 또는 방법.
  14. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 수지가 에폭시 수지를 포함하는 것인, 연마 용품 또는 방법.
  15. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 백킹이 우레탄 수지를 포함하는 것인, 연마 용품 또는 방법.
  16. 제1항, 제2항, 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 백킹이 섬유를 포함하는 것인, 연마 용품 또는 방법.
  17. 제3항, 제6항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유가 실리케이트 섬유, 금속 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 고탄성율 유기 섬유, 또는 이의 조합물인 것인, 연마 용품 또는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 실리케이트 섬유가 칼슘 실리케이트를 포함하는 것인 연마 용품 또는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 연마 복합체가 포타슘 테트라플루오로보레이트, 흑연, 몰리브데넘 디설파이드, 또는 이의 조합물을 추가로 포함하는 것인 연마 용품 또는 방법.
  20. 제2항에 있어서, 복합체가 금속 염을 추가로 포함하는 것인 연마 용품.
  21. 제1항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 알칼리 금속 염이 함수 포타슘 실리케이트, 무수 포타슘 실리케이트, 또는 이의 조합물인, 연마 물품 또는 방법.
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