KR20130107351A - 특정 모양의 연마 입자 및 그러한 입자의 형성 방법 - Google Patents

특정 모양의 연마 입자 및 그러한 입자의 형성 방법 Download PDF

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KR20130107351A
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도룩 오. 예네르
제니퍼 에이치. 체레핀스키
수하타 아이옌가
마이클 디. 캐배노
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생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드
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    • B24D3/20Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic

Abstract

연마 물품은 윗면, 제1 측면 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에서의 제1 높이(h1) 및, 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는, 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에서의 제2 높이(h2)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하고, 이때, 제1 높이와 제2 높이 사이의 평균 높이 차는 적어도 50미크론이다. 몸체는 또한 바닥 영역(Ab)을 정의하는 바닥면 및, 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 나타낸다.

Description

특정 모양의 연마 입자 및 그러한 입자의 형성 방법{ABRASIVE PARTICLES HAVING PARTICULAR SHAPES AND METHODS OF FORMING SUCH PARTICLES}
다음은 연마 물품에 관한 것으로, 특히 연마 입자의 형성 방법에 관한 것이다.
연마 입자 및 연마 입자로 만들어진 연마 물품은 연삭(grinding), 다듬질(finishing), 및 폴리싱(polishing)을 포함하는 다양한 물질의 제거 작업에 유용하다. 연마재의 유형에 따라 그러한 연마 입자는 상품 제조에서 매우 다양한 물질 및 표면의 성형 또는 연삭에 유용할 수 있다. 삼각형으로 성형된 연마 입자 및 그러한 물체를 포함하는 연마 물품과 같이, 특정한 기하학적 구조를 가지고 있는 특정한 유형의 연마 입자들이 현재까지 만들어졌다. 예를 들어, 미국 특허 번호 제5,201,916호, 제5,366,523호 및 제5,984,988호 참조.
소정의 형상을 가지고 있는 연마 입자를 생산하는 데 이용되었던 세 가지 기본 기술은 (1) 용융, (2) 소결, 및 (3) 화학 세라믹이다. 용융 과정에서, 연마 입자는, 표면이 조각될 수 있거나 조각될 수 없는 냉각 롤러, 용융된 물질이 부어지는 주형, 또는 산화알루미늄 용해물에 침지된 히트 싱크 물질에 의해, 성형될 수 있다. 예를 들어, 노에서 차가운 회전 주조 실린더 위로 용융 연마재를 유동시키는 단계, 물질을 급속히 고화시켜 얇은 반고형 만곡 시트를 형성하는 단계, 반고형 물질을 가압 롤(pressure roll)로 고밀화하는 단계, 그런 다음 급속 구동형 냉각 컨베이어로 실린더에서 반고형 물질을 떼어내어 만곡부를 역전시킴으로써, 반고형 물질 스트립을 부분적으로 파쇄하는 단계를 포함하는 공정을 개시하고 있는 미국 특허 번호 제3,377,660호 참조.
소결 과정에서는, 직경이 10마이크로미터까지인 입자 크기의 내화 분말로부터 연마 입자가 형성될 수 있다. 윤활제 및 적절한 용매, 예컨대, 물과 함께, 바인더가 분말에 첨가될 수 있다. 그에 따른 혼합물, 혼합물, 또는 슬러리는 다양한 길이와 직경의 판상체 또는 로드로 성형될 수 있다. 예를 들어, (1) 물질을 미세 분말로 환원시키는 단계, (2) 명확한 압력 하에서 압축하고, 상기 분말의 미세 입자를 그레인(grain) 크기의 응집체로 형성하는 단계, 및 (3) 보크사이트의 용융 온도 미만의 온도에서 입자 응집체를 소결시켜 입자의 제한된 재결정화를 유도함으로써, 직접 원하는 크기로 연마 그레인이 생산되는 단계를 포함하는, 산화 보크사이트 물질로부터 연마 입자를 제조하는 방법을 개시하고 있는 미국 특허 번호 제3,079,242호 참조.
화학 세라믹 기술은 선택적으로 혼합물 내의, 콜로이드 분산액 또는 하이드로졸(간혹 졸(sol)이라 함)을 다른 금속 산화물 전구체 용액을 이용하여 성분들의 유동성을 보유하는 겔 또는 임의의 기타 물리적 상태로 전환하는 단계, 건조 단계, 및 연소하여 세라믹 물질을 획득하는 단계를 수반한다. 예를 들어, 미국 특허 번호 제4,744,802호 및 제4,848,041호 참조.
그럼에도, 연마 입자 및 연마 입자를 이용하는 연마 물품의 성능, 수명 및 효능을 향상시키려는 요구가 여전히 업계에는 남아 있다.
제1 양태에 따르면, 연마 물품은, 기저부, 윗면, 및 윗면과 기저부 사이로 연장되는 측면이 있는 몸체를 포함하는 연마 입자를 포함하며, 이때 몸체는 약 1° 내지 약 80° 범위 이내인 측면과 기저부 사이의 각도에 의해 정의되는 경사각을 가지고 있다.
제2 양태에 따르면, 연마 물품은 몸체를 포함하는 연마 입자를 포함하며, 이때, 수직 상태에서 입자는 경사진 윗면을 포함하고, 제1 말단에서의 입자 높이가 제2 말단에서의 입자 높이와 상당히 다르다.
제3 양태에 따르면, 연마 물품은 길이(l), 폭(w), 제1 높이(h1) 및 제2 높이(h2)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 연마 입자를 포함하며, 이때, 수직 상태에서 제1 높이와 제2 높이는 몸체의 길이 또는 폭에 의해 서로 분리되어 있고, 제1 높이는 제2 높이보다 적어도 약 5% 더 길며, 이때, 높이 차는 Δh = [(h1-h2)/h1]x100%로 계산된다.
또 다른 양태에서, 연마 물품은 길이(l), 폭(w), 및 높이(h)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 연마 입자를 포함하며, 이때, l>w>h이고, 몸체는 입자의 제1 말단에서 제1 높이를, 제1 말단의 반대편의 입자의 제2 말단에서 제2 높이를 가지고 있고 제1 높이와 제2 높이는 서로 상당히 다르다. 몸체는 또한 제1 말단과 제2 말단 사이로 연장되는 윗면을 포함하며, 이때, 윗면은 곡선으로 이루어진 윤곽을 가지고 있다.
또 다른 양태에 따르면, 연마 물품을 형성하는 방법은 기판 위에 혼합물을 제공하는 단계, 혼합물을 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자로 형성하는 단계를 포함하며, 이때, 수직 상태에서, 입자는 경사진 윗면을 포함하고, 제1 말단에서의 입자 높이가 제2 말단에서의 입자 높이와 상당히 다르다.
또 다른 양태에서, 연마 물품은 몸체를 가지고 있는 연마 입자를 포함하며, 이때, 수직 상태에서, 입자는 경사진 윗면을 포함하고, 제1 말단에서의 입자 높이가 제2 말단에서의 입자 높이와 상당히 다르며, 경사진 윗면은 텍스쳐를 포함한다.
일 특정 양태에 따르면, 연마 물품은 윗면, 제1 측면, 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를, 그리고 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는, 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하며, 이때, 제1 높이와 제2 높이 사이의 평균적인 높이 차는 적어도 약 50미크론이다. 몸체는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 바닥면을 포함하며, 이때, 몸체는, 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 더 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 포함한다.
또 다른 특정 양태에서, 연마 물품은 길이(l), 폭(w), 및 두께(t)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하며, 이때, 길이 > 폭 및 폭> 두께이고, 몸체는, 타원체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 또는 이의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 몸체의 길이 및 폭으로 정의되는 평면에서 보이는, 2차원 형상을 포함한다. 몸체는 윗면, 제1 측면, 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를, 그리고 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 포함하며, 이때, 제1 높이와 제2 높이 사이의 평균적인 높이 차는 적어도 약 50미크론이다.
또 다른 양태를 위하여, 연마 물품은 길이(l), 폭(w), 및 두께(t)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하며, 이때, 길이 > 폭 및 폭> 두께이고, 몸체는 몸체의 길이 및 폭으로 정의된 평면에서 보이는, 삼각형의 2차원 형상을 포함한다. 몸체는 윗면, 제1 측면, 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를, 그리고 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 포함하며, 이때, 제1 높이와 제2 높이 사이의 평균적인 높이 차는 적어도 약 50미크론이다.
또 다른 양태에 따르면, 연마 물품은, 윗면, 제1 측면, 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를, 그리고 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하며, 이때, 몸체는 적어도 약 40의, 식 [(h1-h2)/(h1/h2)]으로 정의된 정규화된 높이 차를 포함하며, 이때, h1은 h2보다 길다. 몸체는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 기저부를 포함하며, 이때, 몸체는, 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 더 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 포함한다.
그럼에도, 일 특정 양태에서, 연마 물품은 복수의 개별적인 성형된 연마 입자들을 포함하는 성형된 연마 입자의 샘플을 포함하고, 각각의 성형된 연마 입자는 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를, 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 가지고 있으며, 이때, h1과 h2는 서로에 대해 상당히 다르고, 샘플은 적어도 약 20의 높이 변화를 포함한다. 몸체는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 기저부를 포함하며, 이때, 몸체는, 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 더 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 포함한다.
또 다른 양태에 따르면, 연마 물품은, 기저부, 윗면, 및 윗면과 기저부 사이로 연장되는 측면을 가지고 있는 몸체를 포함하는 연마 입자를 포함하며, 이때 몸체는 약 1° 내지 약 80° 범위 이내인 측면과 기저부 사이의 각도에 의해 정의되는 경사각을 가지고 있다. 몸체는 입자의 제1 말단에서 제1 높이(h1)를, 그리고 제1 말단의 반대편의 입자의 제2 말단에서 제2 높이(h2)를 포함하며, 이때, 제1 높이와 제2 높이는 서로 상당히 다르다. 추가적으로, 몸체는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 기저부를 포함하며, 이때, 몸체는, 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 더 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 포함한다.
또 다른 양태에서, 연마 물품은, 기저부, 윗면, 및 윗면과 기저부 사이로 연장되는 측면을 가지고 있는 몸체를 포함하는 연마 입자를 포함하며, 이때, 몸체는 삼각형의 2차원 형상, 몸체의 전체 영역의 적어도 약 30%인 기저부 영역, 및 입자의 제1 말단에서의 제1 높이(h1)와 제1 말단의 반대편의 입자의 제2 말단에서의 제2 높이(h2)를 포함하고, 제1 높이와 제2 높이는 서로 상당히 다르다.
첨부되는 도면을 참고함으로써, 본 개시내용은 더 잘 이해될 수 있고, 이의 많은 특징들과 장점들이 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 분명해질 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 연마 입자의 투시도를 포함한다.
도 2는 일 구현예에 따른 도 1의 연마 입자의 단면도를 포함한다.
도 3은 일 구현예에 따른 도 1의 연마 입자의 단면도를 포함한다.
도 4는 일 구현예에 따른 연마 입자의 투시도를 포함한다.
도 5는 일 구현예에 따른 도 4의 연마 입자의 단면도를 포함한다.
도 6은 일 구현예에 따른 도 4의 연마 입자의 단면도를 포함한다.
도 7은 일 구현예에 따른 도 4의 연마 입자의 단면도를 포함한다.
도 8은 일 구현예에 따른 연마 입자의 투시도를 포함한다.
도 9는 일 구현예에 따른 연마 입자의 투시도를 포함한다.
도 10은 일 구현예에 따른 연마 입자의 투시도를 포함한다.
도 11은 일 구현예에 따른 연마 입자를 형성하기 위한 스크린 인쇄공정을 나타낸 도해를 포함한다.
도 12a는 일 구현예에 따른 연마 입자의 투시도를 포함한다.
도 12b는 도 12a의 연마 입자 일부분의 단면도를 포함한다.
도 13은 일 구현예에 따른 연마 입자 물질을 포함하는 코팅 연마 물품의 단면도를 포함한다.
도 14a 내지 도 14j는 일 구현예에 따른 성형된 연마 입자들 중 각각의 성형된 연마 입자를 조면계로 스캔한 결과를 제공한다.
도 15a 내지 도 15j는 일 구현예에 따른 성형된 연마 입자들 중 각각의 성형연마 입자를 조면계로 스캔한 결과를 제공한다.
도 16a 내지 도 16j는 종래의 성형된 연마 입자들 중 각각의 성형된 연마 입자를 조면계로 스캔한 결과를 제공한 것이다.
도 17a 내지 도 17j는 종래의 성형된 연마 입자들 중 각각의 성형된 연마 입자를 조면계로 스캔한 결과를 제공한 것이다.
도 18a 및 도 18b는 단일 그릿 스크래칭 시험의 시험 결과를 제공한다.
도 19는 일 구현예에 따른 성형된 연마 입자의 사진을 포함한다.
이하 본 발명은 연마 물품에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 다면체 형상, 성형된 표면, 경사각 등과 같은 특별한 특징을 가지고 있는 연마 입자에 관한 것이다. 추가적으로, 이하 본 발명은 그러한 연마 입자의 형성 방법을 상세히 제시한다. 본원의 구현예에 따른 연마 입자는 코팅된 연마 물품 및/또는 고정 연마 물품 같은 연마 물품 내에 포함될 수 있다. 대안적으로, 본원의 구현예의 성형된 연마 입자는 예를 들어, 슬러리 연삭 및/또는 폴리싱을 포함하는, 자유 연마 기술에 이용될 수 있다.
도 1은 일 구현예에 다른 연마 입자의 투시도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마 입자(100)는 윗면(105) 및 윗면(105)의 반대편의 바닥면(106)을 가지고 있는 몸체(101)을 포함하는 3차원 형상을 나타낼 수 있다. 추가로 도시된 바와 같이, 몸체(101)는 윗면(105)과 바닥면(106) 사이로 연장되는 측면들(102, 103, 107 및 108)을 가지도록 형성될 수 있다.
연자 입자(100)는 몸체(101)가 다결정성 물질을 포함하도록 형성될 수 있다. 특히, 다결정성 물질은 연마 그레인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연마 입자(100)는 연마 입자(100)의 몸체(101)를 형성하기 위하여 서로 결합된 복수의 연마 입자들, 그릿, 및/또는 그레인들을 포함한 응집체일 수 있다. 적절한 연마 그레인은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕소화물, 산화질화물, 산화붕소화물, 다이아몬드, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 특정 사례에서, 연마 그레인은 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화티타늄, 산화이트륨, 산화크롬, 산화스트론튬, 실리콘 산화물, 및 이의 조합과 같은, 산화 화합물 또는 복합체를 포함할 수 있다. 하나의 특정 사례에서, 연마 입자(100)는 몸체(101)를 형성하는 연마 그레인이 알루미나를 포함하도록 형성되고, 더욱 구체적으로는, 필수적으로 알루미나로 이루어질 수 있다.
몸체(101) 내에 함유된 연마 입자는 다결정성이고, 일반적으로 약 100미크론을 초과하지 않는 평균 입자 크기를 나타낼 수 있다. 다른 구현예에서, 평균 입자 크기는 약 80미크론 이하, 약 50미크론 이하, 약 30미크론 이하, 약 20미크론 이하, 약 10미크론 이하, 또는 심지어 약 1미크론 이하와 같이, 더 작을 수 있다. 그럼에도, 몸체(101) 내에 함유된 연마 그레인의 평균 크기는 적어도 약 0.05미크론, 적어도 약 0,08미크론, 적어도 약 0.1미크론, 또는 심지어 적어도 약 1미크론과 같이, 적어도 약 0.01미크론일 수 있다. 연마 그레인은 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 범위 내의 평균 입자 크기를 나타낼 수 있음이 인정될 것이다.
특정 구현예에 따르면, 연마 입자는 몸체(101) 내에 적어도 두 가지 상이한 유형의 연마 그레인을 포함하는 복합 물품일 수 있다. 상이한 유형의 연마 그레인은 서로에 대해 상이한 조성을 가지고 있는 연마 그레인임이 인정될 것이다. 예를 들어, 몸체(101)는 적어도 두 가지 상이한 유형의 연마 그레인을 포함하도록 형성될 수 있고, 이때, 두 가지 상이한 유형의 연마 그레인은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕소화물, 산화질화물, 산화붕소화물, 다이아몬드, 및 이의 조합일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 연마 입자(100)는 몸체(101) 위에서 측정 가능한 최대 규모로 측정한 바에 따라, 적어도 약 100미크론의 평균 입자 크기를 나타낼 수 있다. 사실, 연마 입자(100)는 적어도 약 200미크론, 적어도 약 300미크론, 적어도 약 400미크론, 적어도 약 500미크론, 적어도 약 600미크론, 적어도 약 700미크론, 적어도 약 800미크론, 또는 심지어 적어도 약 900미크론과 같이, 적어도 약 150미크론의 평균 입자 크기를 나타낼 수 있다. 그럼에도, 연마 입자(100)는 약 3mm 이하, 약 2mm 이하, 또는 심지어 약 1.5mm 이하와 같이, 약 5mm를 초과하지 않는 평균 입자 크기를 나타낼 수 있다. 연마 입자(100)는 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 범위 내의 평균 입자 크기를 나타낼 수 있음이 인정될 것이다.
연마 입자(100)는 특히 밀도가 높은 물체일 수 있다. 예를 들어, 연마 입자(100)의 밀도는 이론상 밀도의 적어도 약 90%일 수 있다. 다른 사례에서, 연마 입자(100)의 밀도는 이론상 밀도의 적어도 약 92%, 적어도 약 95%, 또는 심지어 적어도 약 97%와 같이, 더 클 수 있다.
도시된 바와 같이, 몸체(101)는 길이(l), 폭(w), 및 높이(h)를 가질 수 있다. 일 구현예에 따르면, 몸체(101)는 길이≥폭≥높이가 되도록 형성될 수 있다. 특정 사례에서, 몸체(101)는 길이:폭으로 표현되는 비율인 1차 종횡비가 적어도 1:1의 값을 나타내도록 형성될 수 있다. 다른 사례에서, 몸체(101)는 1차 종횡비(l:w)가 적어도 약 2:1, 적어도 약 4:1, 또는 심지어 적어도 약 5:1과 같이, 적어도 약 1.5:1이 되도록 형성될 수 있다. 그럼에도, 다른 사례에서는, 연마 입자(100)는 몸체가 9:1 이하, 약 8:1 이하, 또는 심지어 약 5:1 이하와 같이, 약 10:1을 초과하지 않는 1차 종횡비를 나타내도록 형성될 수 있다. 몸체(101)는 위에서 언급된 임의의 비율 범위 내의 1차 종횡비를 나타낼 수 있음이 인정될 것이다. 나아가, 본원에서의 높이에 대한 기준은 연마 입자의 측정 가능한 최대 높이임이 인정될 것이다. 연마 입자는 연마 입자(100)의 몸체(101) 내의 상이한 위치에서 상이한 높이를 가질 수 있음은 나중에 설명될 것이다.
1차 종횡비 외에도, 연마 입자(100)는 몸체(101)가 폭:높이의 비율로 정의될 수 있는 2차 종횡비를 포함하도록 형성될 수 있다. 특정 사례에서, 2차 종횡비는 약 4:1 내지 약 1:2, 또는 심지어 약 3:1 내지 약 1:2와 같이, 약 5:1 내지 약 1:3의 범위 내일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 연마 입자(100)는 연마 입자(100)는 몸체가 길이:높이의 비율로 정의되는 3차 종횡비를 포함하도록 형성될 수 있다. 몸체(101)의 3차 종횡비는 8:1 내지 약 1.5:1, 약 6:1 내지 약 1.5:1, 또는 심지어 약 4:1 내지 약 1.5:1과 같이, 약 10:1 내지 약 1.5:1의 범위 내일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 연마 입자(100)는 다면체의 입자 형상일 수 있는, 3차원 형상을 가질 수 있도록 형성될 수 있다. 일부 적합한 다면체 입자 형상은 사면체, 오면체, 육면체, 칠면체, 팔면체, 구면체, 십면체, 및 이의 조합을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 연마 입자의 단면도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 폭과 높이에 의해 정의되는 평면(즉, 도 1의 평면 AA)에서 볼 때, 연마 입자는 일반적으로 다면체의 2차원 윤곽을 가질 수 있다. 특히, 연마 입자(100)는 일반적으로 사다리꼴의 2차원 형상을 가질 수 있다. 따라서, 몸체(101)는 제1 폭(w1)을 정의하는 윗면(105)과 제2 폭(w2)을 정의하는 기저부(106)를 가지고 있을 수 있다. 도시된 바와 같이, 연마 입자(100)는 몸체(101)를 가지고 있을 수 있으며, 이때, 바닥면(106)의 폭(w2)은 윗면(105)의 폭(w1)보다 크다. 특정 사례에서, 바닥면(106)의 폭(w2)과 윗면(105)의 폭(w1) 사이의 차이(Δw)는 적어도 약 5%일 수 있고, 이때, 차이는 Δw = [(w2-w1)/w2]x100%로 계산된다. 다른 구현예에서, 폭 차이(Δw)는 제1 폭(w1)과 제2 폭(w2) 사이의 차이가 적어도 약 2%, 적어도 약 3%, 적어도 약 4%, 적어도 약 5%, 적어도 약 7%, 적어도 약 10%, 적어도 약 12%, 또는 심지어 적어도 약 15%와 같이, 적어도 약 1%일 수 있도록, 더 클 수 있다. 그럼에도, 다른 구현예에서, 바닥면(106)과 윗면(105)의 폭 차이(Δw)는 약 70% 이하, 약 60% 이하, 약 40% 이하, 또는 심지어 약 30% 이하와 같이, 약 80%를 초과하지 않을 수 있다. 바닥면(106)과 윗면(105)의 폭 차이는 위에서 제공된 임의의 최소 퍼센트와 최대 퍼센트 범위 내일 수 있음은 인정될 것이다.
나아가, 연마 입자(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 길이(l) 및 높이(h)에 의해 정의되는 평면에서 보이는 바와 같이, 일반적으로 사다리꼴의 2차원 형상을 가지도록 형성될 수 있음이 인정될 것이다. 따라서, 연마 입자(100)의 2차원 형상은 길이와 높이에 의해 정의되는 평면에서 보이는 바와 같이, 바닥면(106)과 윗면(105) 사이에서 동일한 폭 차이를 나타낼 수 있다.
도 2에서 더 도시된 바와 같이, 연마 입자(100)의 몸체(101)의 윗면(105)과 비교하여, 바닥면(106)은 더 큰 표면적을 가지도록 형성될 수 있다. 일 구현예를 따르면, 몸체(101)는, 몸체(101)의 전체 표면적의 적어도 30%를 포함하는 바닥면(106)을 가지고 있을 수 있다. 다른 구현예에서, 바닥면(106)은 몸체(101)의 전체 표면적의 적어도 약 35%, 적어도 약 40%, 적어도 약 45%, 적어도 약 50%, 또는 심지어 적어도 약 60%와 같이, 더 큰 퍼센트를 포함할 수 있다. 그럼에도, 바닥면(106)은 몸체(101)의 전체 표면적의 약 80% 이하, 또는 심지어 약 75% 이하와 같이, 약 90%를 초과하지 않게 차지할 수 있음이 인정될 것이다. 바닥면(106)은 위에서 언급된 임의의 최소 퍼센트와 최대 퍼센트 범위 내에서 몸체(101)의 전체 표면적의 일정량을 차지할 수 있다.
다른 표면(예컨대, 윗면(105))과 비교하여, 바닥면(106)이 더 큰 표면적을 가지는 연마 입자의 형성은, 선호되는 오리엔테이션으로 수직 상태가 가능한 연마 입자의 형성을 촉진할 수 있다. 수직 상태로의 선호 오리엔테이션은 도 1에 도시된 바와 같이, 연마 입자의 상태에 대한 언급이다. 즉, 연마 입자(100)는 윗면(105)이 위를 향하고, 그리고 응용제품 연마를 위한 작업편과 맞물리도록 절단 상태로 위치되도록, 배향될 수 있다.
연마 입자(100)는 적어도 50%의 수직 오리엔테이션 가능성을 나타내도록 형성될 수 있다. 즉, 연마 입자(100)를 공지된 거리로부터 떨어뜨릴 때, 연마 입자(100)의 형상을 기초로 하여, 입자는 도 1에 도시된 바와 같이 우선적으로 정렬하여 수직 상태로 배향된다. 일 구현예에 따르면, 연마 입자(100)의 수직 오리엔테이션 가능성은 적어도 약 50%, 적어도 약 55%, 적어도 약 60%, 적어도 약 70%, 또는 심지어 적어도 약 80%와 같이, 더 클 수 있다. 특정 사례에서, 연마 입자의 수직 오리엔테이션 가능성은 약 97% 이하, 또는 심지어 95% 이하와 같이, 약 99%를 초과하지 않을 수 있다. 연마 입자(100)의 수직 오리엔테이션 가능성은 위에서 언급된 임의의 최소 퍼센트와 최대 퍼센트의 범위 내일 수 있음은 인정될 것이다. 나아가, 그러한 수직 오리엔테이션 가능성을 가지고 있는 연마 입자의 형성은 코팅된 연마 물품 같은 연마 물품의 형성을 촉진하며, 이때, 연마 입자는 가장 효율적인 연마 적용을 위해 우선적으로 배향된다.
도 2에 더 도시된 바와 같이, 연마 입자(100)는 측면들(107 및 102)이 윗면(105)과 바닥면(106) 사이로 연장되도록 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 측면들(107 및 102)은 높이에 의해 정의된 수직축에 대해 점점 가늘게 될 수 있어서, 연마 입자(100)의 사다리꼴 2차원 형상을 촉진할 수 있다.
다른 구현예에서, 측면들(107 및 102)은 곡선으로 이루어진 형상을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 측면들(107 및 102)은 점선(115)으로 도시된 바와 같은, 볼록한 형상을 나타낼 수 있다. 다른 구현예에서, 측면들(107 및 102)은 점선(120)으로 도시된 바와 같은, 오목한 형상을 나타내도록 형성될 수 있다.
도 2에 더 도시된 바와 같이, 연마 입자(100)는 특정 경사각(202)을 나타내도록 형성될 수 있으며, 이때, 경사각은 수직축에 대하여 측면(102)과 바닥면(106) 사이의 각으로 정의될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 연마 입자(100)는 경사각(202)이 1° 내지 약 80°범위 내일 수 있는 몸체(101)를 가지고 있을 수 있다. 다른 구현예에서, 경사각은 약 10° 내지 약 50°, 약 15° 내지 50°, 또는 심지어 약 20° 내지 50°와 같이, 약 5° 내지 55° 범위 내일 수 있다. 그러한 경사각을 나타내는 연마 입자(100)의 형성은 연마 입자(100)의 연마 능력을 향상시킬 수 있다. 특히, 경사각은 위에서 언급된 임의의 두 경사각 범위 내일 수 있다.
연마 입자(100)의 몸체(101)는 수직축(201)에 대하여 측면(107)과 바닥면(106) 사이로 정의된, 경사각(203)을 더 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 경사각(203)은 경사각(202)과 실질적으로 동일할 수 있다. 그럼에도, 다른 구현예에서, 경사각(203)은 경사각(202)과 상이하도록 조작될 수 있다. 사실, 경사각(203)은 경사각(202)과 실질적으로 다르도록 조작되어, 연마 입자(100)의 어떤 특정 마모 특성 및 연마 능력을 촉진할 수 있다.
도 3은 길이와 높이에 의해 정의된 평면(즉, 도 1에 도시된 평면 BB)에서 보이는 도 1의 연마 입자의 단면도를 포함한다. 길이(l)와 높이(h)에 의해 정의된 평면에서 보이는 연마 입자(100)는 일반적으로 다면체의 2차원 형상을 나타낼 수 있다. 특히, 연마 입자(100)는 일반적으로 사다리꼴의 다면체 형상을 가지고 있는 길이와 높이에 의해 정의된 평면에서 보이는 2차원 형상을 나타낼 수 있다.
그럼에도, 도시된 바와 같이, 윗면(105)은 곡선형으로 이루어진 윤곽을 나타낼 수 있다. 즉, 연마 입자(100)의 윗면(105)은 연마 입자가 연마 입자 내의 다른 위치에서 더 큰 높이를 나타내도록 경사지게 될 수 있다. 예를 들어, 연마 입자(100)의 말단(320)의 바닥면(106)으로부터의 윗면(105)의 거리에 의해 정의된 높이는, 연마 입자(100)의 반대편 말단(322)의 연마 입자의 높이와 비교하여, 상이하다. 사실, 특정 사례에서, 연마 입자의 윗면(105)은 오목한 형상을 나타낼 수 있다. 그러한 특징에 대한 더욱 상세한 내용은 여기서 더욱 상세하게 논의된다.
더 도시된 바와 같이, 연마 입자(100)는, 연마 입자(100)의 측면(101)과 바닥면(106)으로 정의된, 경사각(302)을 가지고 있을 수 있다. 경사각(302)은 본원에 기술된 경사각(202)과 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 사례에서, 경사각(302)은 본원의 구현예에 따라 기술된 임의의 다른 경사각과 실질적으로 상이할 수 있다. 그럼에도, 경사각(302)은 약 1° 내지 약 70°, 약 1° 내지 약 60°, 약 5° 내지 약 60°, 약 15° 내지 55°, 약 10° 내지 약 50°, 약 15° 내지 50°, 또는 심지어 약 20° 내지 50°와 같은, 약 1° 내지 약 80° 범위 내의 값을 가질 수 있다.
추가적으로, 연마 입자(100)는, 연마 입자(100)의 측면(108)과 바닥면(106) 사이의 각으로 정의된, 경사각(303)을 가지도록 형성될 수 있다. 경사각(303)은 경사각(302)과 동일할 수 있다. 그러나, 특정 구현예에서, 경사각(303)은 경사각(302)와 비교하여, 실질적으로 상이한 각이 되도록 형성될 수 있다. 그럼에도, 경사각(303)은 약 1° 내지 약 70°, 약 1° 내지 약 60°, 약 5° 내지 약 60°, 약 5° 내지 55°, 약 10° 내지 약 50°, 약 15° 내지 50°, 또는 심지어 약 20° 내지 50°와 같은, 약 1° 내지 약 80° 범위 내의 값을 가질 수 있다. 특히, 경사각은 위에서 언급된 임의의 두 경사각 범위 내일 수 있다.
도시되지는 않았지만, 측면들(101 및 108)은 측면들(107 및 102)와 동일한 특성들을 포함할 수 있음이 인정될 것이다. 즉, 예를 들어, 측면들(101 및 108)은 곡선형으로 이루어진 윤곽을 나타낼 수 있다. 나아가, 곡선형의 윤곽은 볼록형, 오목형, 또는 이의 조합으로 정의될 수 있다.
도 4는 일 구현예에 따른 연마 입자의 투시도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마 입자(400)는 윗면(405), 윗면(405)의 반대편의 바닥면(406), 및 윗면(405)과 바닥면(406) 사이로 연장되는 측면들(403, 402, 407, 및 408)을 포함한다.
도 5는 도 4의 연마 입자의 일부분의 단면도를 포함한 것이다. 특히, 도 5에 도시된 연마 입자는 연마 입자(400)의 길이(l)와 높이(h)에 의해 정의된 평면(즉, 도 4의 평면 CC)에서 보이는 연마 입자(400)의 단면도이다. 일 구현예에 따르면, 연마 입자(400)는 연마 입자(400)의 제1 말단(501)의 제1 높이(h1)와 연마 입자(400)의 제2 말단(502)의 제2 높이(h2)를 가지고 있을 수 있다. 일 구현예에 따르면, 제1 말단(501)와 제2 말단(502)는 실질적으로 연마 입자(400)의 전체 길이(l)에 의해 서로 이격될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 제1 높이(h1)와 제2 높이(h2)는 서로 상당히 상이할 수 있다. 더욱 구체적인 사례에서, 연마 입자(400)는 제1 높이(h1)와 제2 높이(h2)가 적어도 약 5%의 차이(Δh)를 나타내도록 형성될 수 있으며, 이때, 높이 차는 Δh = [(h1-h2)/h1]x100%로 계산되고, h1은 제1 높이이고, h2는 제2 높이로서, 제2 높이가 제1 높이보다 더 작다. 특히, 높이 차(Δh)는 적어도 약 10%, 적어도 약 15%, 적어도 약 20%, 적어도 약 40%, 또는 심지어 적어도 약 50%와 같이, 적어도 약 8%일 수 있다. 그럼에도, 다른 구현예에서는, 연마 입자(400)는 높이 차(Δh)가 약 95% 이하, 또는 심지어 약 90% 이하와 같이, 약 98%를 초과하지 않도록 형성될 수 있다. 높이 차는 위에서 언급된 임의의 퍼센트 범위 내일 수 있다.
특정 구현예에 따르면, 연마 입자는 적어도 약 100미크론의 높이(h1)를 나타낼 수 있다. 사실, 연마 입자(400)는 적어도 약 175미크론, 적어도 약 200미크론, 적어도 약 250미크론, 적어도 약 300미크론, 적어도 약 400미크론, 적어도 약 500미크론, 적어도 약 600미크론, 또는 심지어 적어도 약 700미크론과 같은, 적어도 약 150미크론의 높이(h1)를 나타낼 수 있다. 그럼에도, 연마 입자(400)는 약 3mm 이하, 약 2mm 이하, 또는 심지어 약 1.5mm 이하와 같이, 약 5mm를 초과하지 않는 높이(h1)를 나타낼 수 있다. 연마 입자(400)가 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 범위 내의 높이(h1)를 나타낼 수 있음이 인정될 것이다.
더 도시된 바와 같이, 윗면(405)은 바닥면(406)에 대해 각을 이루도록 경사를 이룰 수 있다. 사실, 윗면(405)은 바닥면(406)에 대해 비평행 평면을 정의할 수 있다.
도 5에 더 도시된 바와 같이, 윗면(405)과 바닥면(406) 사이로 연장되는 측면들(403 및 408)은 일반적으로 곡선형으로 이루어진 윤곽을 나타낼 수 있다. 즉, 측면들(403 및 408)은 일반적으로 오목한 윤곽을 나타낸다.
도 6은 도 4의 연마 입자의 단면도를 포함한다. 특히, 도 6은 연마 입자(400)의 폭과 높이에 의해 정의된 평면(즉, 도 4의 평면 AA)에서 보이는 단면도를 포함한다. 특히, 윗면(405)과 바닥면(406) 사이로 연장되는 측면들(407 및 402)은 곡선형으로 이루어진 윤곽을 나타낼 수 있다. 더욱 구체적으로는, 측면들(407 및 402)는 오목한 윤곽을 나타낼 수 있다.
도 7은 도 4의 연마 입자의 일부분의 단면도를 포함한다. 특히, 도 7의 단면도는 연마 입자(400)의 길이와 폭에 의해 정의된 평면(즉, 도 4의 평면 BB)에서 보이는 도면이다. 일 구현예에 따르면, 연마 입자(400)는 측면(403)에 의해 정의된 연마 입자의 제1 말단(701)에서 제1 폭(w1)을 가지고 있도록 형성될 수 있다. 추가적으로, 연마 입자(400)는, 연마 입자(400)의 측면(408)에서의 제2 말단(702)에서 제2 폭(w2)을 가지도록 형성될 수 있다. 특히, 제1 말단(701)와 제2 말단(702)는 실질적으로 연마 입자(400)의 전체 길이(l)에 의해 이격될 수 있다.
연마 입자(400)는, 길이 및 폭에 의해 정의된 평면에서 보이는 바와 같이, 일반적으로 사다리꼴의 2차원 형상을 가지고 있도록 형성될 수 있다. 따라서, 연마 입자(400)는 제2 폭(w2)보다 상당히 좁은 제1 폭(w1)을 가지고 있을 수 있으며, 이때, 제1 폭과 제2 폭은 연마 입자(400)의 전체 길이에 의해 이격된다.
일 구현예에 따르면, 연마 입자(400)는 제1 폭(w1)이 적어도 약 2%의 차이(Δw)로 제2 폭(w2)과 다르게 형성될 수 있으며, 이때, 차이(Δw)는 식 Δw = [(w2-w1)/w2]x100%으로부터 계산될 수 있으며, 이때, w2가 w1보다 크다. 다른 구현예에서, (w1)과 (w2)의 차이는 적어도 약 5 %, 적어도 약 8%, 적어도 약 10%, 적어도 약 20%, 적어도 약 30%, 또는 심지어 적어도 약 40%와 같이, 더 클 수 있다. 그럼에도, 폭의 차이(Δw)는 약 98% 이하, 약 95% 이하, 또는 심지어 약 90% 이하일 수 있다. 폭의 차이는 위에서 언급된 임의의 퍼센트 범위 내일 수 있다.
특정 구현예에 따르면, 연마 입자는 적어도 약 100미크론의 폭(w2)을 가지고 있을 수 있다. 사실, 연마 입자(400)는 적어도 약 175미크론, 적어도 약 200미크론, 적어도 약 250미크론, 적어도 약 300미크론, 적어도 약 400미크론, 적어도 약 500미크론, 적어도 약 600미크론, 또는 심지어 적어도 약 700미크론과 같이, 적어도 약 150미크론의 폭(w2)을 가지고 있을 수 있다. 그럼에도, 연마 입자(400)는 약 3mm 이하, 약 2mm 이하, 또는 심지어 약 1mm 이하와 같이, 약 5mm를 초과하지 않는 폭(w2)을 가지고 있을 수 있다. 연마 입자(400)가 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값의 범위 내의 폭(w2)을 가지고 있을 수 있음은 인정될 것이다.
나아가, 본원의 구현예에 따라 형성된 임의의 입자의 최대 길이는 폭(w2)에 대해 위에서 언급한 것과 동일한 치수를 나타낼 수 있음은 인정될 것이다.
도 8은 일 구현예에 따른 연마 입자의 투시도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마 입자(800)는 윗면(805), 윗면(805)의 반대편의 바닥면(806), 및 윗면(805)과 바닥면(806) 사이로 연장되며, 이들을 연결하는 측면들(803, 802, 804, 및 807)을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 연마 입자(800)는 텍스쳐(809)를 포함하는 윗면(805)을 가지고 있을 수 있다. 텍스쳐(809)는 다수의 특징들을 정의하는 패턴을 포함할 수 있다. 특징들의 일부 적절한 예는 돌출부, 그루브, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 텍스쳐(809)를 정의하는 돌출부와 그루브는 규칙적인 배열로 정렬될 수 있다. 즉, 돌출부와 그루브는 서로에 대해, 윗면(805)을 가로질러 단범위 규칙 및/또는 장범위 규칙을 나타낼 수 있는 특징들의 규칙적이고 반복적인 정렬을 정의할 수 있다. 예를 들어, 윗면(805)은, 서로 간에 그리고 연마 입자(800)의 윗면(805)의 전체 길이를 가로질러 연장되는 그루브(810)와 돌출부(811)를 포함할 수 있다. 그럼에도, 그루브(810)와 돌출부(811)가 윗면(805)의 전체 길이의 일부분에 대해 연장될 수 있음은 인정될 것이다.
다른 사례에서, 텍스쳐는 윗면(805) 상의 특징들의 불규칙한 배열에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 윗면(805)은 그루브(810)와 돌출부(811)와 같이, 특징들 사이에 아무런 패턴 또는 규칙이 존재하지 않는 것과 같이, 무작위로 배향되고, 무작위로 위치된 특징들을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 그루브(810)와 돌출부(811)는 서로에 대해 스캘럽 모양의(scalloped) 가장자리(815 및 816)를 생성하도록 위치될 수 있다. 스캘럽 모양의 가장자리(815 및 816)는 연마 입자(800)의 절단 능력 및 마손도 향상을 촉진시킬 수 있다. 윗면(805)과 특정 특징들을 가지고 있는 측면들(803, 802, 804, 및 807) 사이에 가장자리를 생성하기 위하여, 다른 특징들로 이루어진 시리즈 및 배열이 윗면(805) 위에 제공될 수 있다. 즉, 윗면(805)의 텍스쳐링은 연마 그레인(800)의 연마 능력을 향상시킬 수 있는 특별한 특징들을 가지고 있는 가장자리(815 및 816)의 형성을 촉진시킬 수 있다.
전술한 부분에서는 텍스쳐가 있는 윗면(805)을 가지고 있는 연마 입자(800)를 설명했다. 그러나, 예를 들어, 윗면(805)에 인접하고, 그에 대해 소정의 각도로 연장되는 측면(802)을 포함한, 연마 입자의 다른 표면이 텍스쳐를 갖도록 처리될 수 있음이 인정될 것이다. 나아가, 연마 입자(800)의 하나 이상의 표면들의 조합이 텍스쳐를 갖도록 처리될 수 있다.
본원의 구현예는 특정한 형상을 가지고 있는 연마 입자들을 대상으로 하였다. 전술한 내용은, 단면에서 보이는 바와 같이, 일반적으로 네 면을 가지고 있는 연마 입자를 보여주었지만, 다른 다면체 형상이 이용될 수 있으며, 그러한 다면체 형상은 특별한 다면체의 2차원 형상을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본원의 구현예의 연마 입자는 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형 및 십각형의 2차원 형상을 가지고 있는 연마 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9는 폭과 높이에 의해 정의된 평면에서 보이는 바와 같이, 일반적으로 4각형을 가지고 있는, 더욱 구체적으로는, 직사각형의 2차원 형상을 가지고 있는 연마 입자(900)의 단면도를 포함한다. 대안적으로는, 도 10은 길이와 폭에 의해 정의된 평면에서 보이는 바와 같이, 일반적으로 8각형의 2차원 형상을 가지고 있을 수 있는 연마 입자의 투시도를 포함한다.
이제 추가적인 성형된 연마 입자를 보면, 본원의 일 구현예의 성형된 연마 입자는, 성형된 연마 입자의 임의의 면의 최장 치수일 수 있는 길이(l), 성형된 연마 입자의 중간점을 통과하는, 성형된 연마 입자의 최장 치수로 정의되는 폭(w), 및 길이와 폭에 대해 직접적으로 수직으로 연장되는, 성형된 연마 입자의 최단 치수로 정의되는 두께(t)에 의해 정의된 몸체를 가지고 있을 수 있다. 특정 사례에서, 길이는 폭보다 크거나 동일할 수 있다. 나아가, 폭은 두께보다 크거나 동일할 수 있다.
추가적으로, 성형된 연마 입자의 몸체는 특정한 2차원 형상을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 몸체는 다면체 형상, 타원체 형상, 숫자, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 다면체 형상의 조합을 활용하는 복잡한 형상 및 이의 조합을 가지고 있는 길이 및 폭에 의해 정의되는 평면에서 보이는 바와 같이, 2차원 형상을 가지고 있을 수 있다. 특정 다면체 형상은 삼각형, 직사각형, 사변형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 이의 임의의 조합을 포함한다.
도 12a는 일 구현예에 따른 연마 입자의 투시도를 포함한다. 추가적으로, 도 12b는 도 12a의 연마 입자의 단면도를 포함한다. 몸체(1201)는 윗면(1203), 윗면(1203)과 반대편의 바닥 주 표면(1204)를 포함한다. 윗면(1203) 및 바닥면(1204)는 측면들(1205, 1206, 및 1207)에 의해 서로 분리될 수 있다. 도시된 바와 같이, 성형된 연마 입자(1200)의 몸체(1201)는, 몸체(1201)의 길이(l)와 폭(w)에 의해 정의된 윗면(1203)의 평면에서 보이는 바와 같이, 일반적으로 삼각형의 형상을 나타낼 수 있다. 특히, 몸체(1201)는, 몸체(1201)의 중간점을 통과하여 연장되는 길이(l), 폭(w)을 가지고 있을 수 있다.
일 구현예에 따르면, 성형된 연마 입자의 몸체(1201)는 모서리(1213)에 의해 정의된 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를 가지고 있을 수 있다. 특히, 모서리(1213)는 몸체(1201) 상의 최대 높이 지점을 나타낼 수 있다. 모서리는 윗면(1203)과 두 개의 측면들(1205 및 1207)의 접합에 의해 정의된, 몸체(1201) 상의 한 지점 또는 영역으로 정의될 수 있다. 몸체(1201)는 예를 들어, 모서리(1211) 및 모서리(1212)를 포함하는, 서로에 대해 이격된 다른 모서리들을 더 포함할 수 있다. 더 도시된 바와 같이, 몸체(1201)는 모서리들(1211, 1212, 및 1213)에 의해 서로로부터 분리될 수 있는 가장자리들(1214, 1215, 및 1216)을 포함할 수 있다. 가장자리(1214)는 윗면(1203)과 측면(1206)의 교차에 의해 정의될 수 있다. 가장자리(1215)는 윗면(1203)과, 모서리들(1211 및 1213) 사이의 측면의 교차에 의해 정의될 수 있다. 가장자리(1216)는 윗면(1203)과, 모서리들(1212 및 1213) 사이의 측면(1207)의 교차에 의해 정의될 수 있다.
더 도시된 바와 같이, 몸체(1201)는, 가장자리(1214)에 의해 정의되는 한편, 나아가, 모서리(1213)에 의해 정의된 제1 말단의 반대편의, 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 포함할 수 있다. 축(1250)은 몸체(1201)의 양 말단 사이로 연장될 수 있다. 도 12b는 몸체(1201)의 양 말단 사이의 폭(w) 치수를 따라 몸체의 중간점(1281)을 통과하여 연장될 수 있는 축(1250)을 따른 몸체(1201)의 단면도를 나타낸 것이다.
일 구현예에 따르면, 예를 들어, 도 12a 및 도 12b의 입자들을 포함하는, 본원의 구현예의 성형된 연마 입자는 h1과 h2 사이의 차이의 측정치인 평균 높이 차를 나타낼 수 있다. 더욱 구체적으로는, 평균 높이 차는 샘플로부터 복수의 성형된 연마 입자들을 기초로 하여 계산될 수 있다. 샘플은 적어도 8개의 입자, 또는 심지어 적어도 10개의 입자와 같이, 배치에서 무작위로 선택될 수 있는, 대표적인 갯수의 성형된 연마 입자들을 포함할 수 있다. 배치는 단일 형성 공정에서, 더욱 구체적으로는, 동일한 단일 형성 공정에서, 생산되는 성형된 연마 입자들의 일 군일 수 있다. 평균 차이는 STIL(Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere - 프랑스) 마이크로 측정 3D 표면 조면계(백색광(LED) 색수차 기법)를 이용하여 측정될 수 있다.
특정 사례에서, h1이 더 큰, 평균 높이 차 [h1-h2]는 적어도 약 50미크론일 수 있다. 또 다른 사례에서, 평균 높이 차는 적어도 약 65미크론, 적어도 약 70미크론, 적어도 약 75미크론, 적어도 약 80미크론, 적어도 약 90미크론, 또는 심지어 적어도 약 100미크론과 같이, 적어도 약 60미크론일 수 있다. 한 가지 비제한적인 구현예에서, 평균 높이 차는 약 250미크론 이하, 약 220미크론 이하, 또는 심지어 약 180미크론 이하와 같이, 약 300미크론을 초과하지 않을 수 있다. 평균 높이 차가 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값의 범위 내일 수 있음은 인정될 것이다.
나아가, 예를 들어, 도 12a 및 도 12b의 입자를 포함하는, 본원의 성형된 연마 입자는 [(h1-h2)/(lp)]로 정의된 성형된 연마 입자의 프로필 길이(lp)에 대해, 평균 높이 차 [h1-h2]의 프로필 비율이 적어도 약 0.04를 나타낼 수 있다. 몸체의 프로필 길이는, 몸체의 반대편 말단들 사이의 h1과 h2의 데이터를 생성하는 데 이용된, 몸체를 가로지르는 스캔의 길이일 수 있음이 인정될 것이다. 나아가, 프로필 길이는 측정된 복수 입자들의 샘플로부터 계산된 평균 프로필 길이일 수 있다. 특정 사례에서, 프로필 길이(lp)는 본원의 구현예에 기술된 폭과 동일할 수 있다. 특정 구현예에 따르면, 프로필 비율은 적어도 약 0.05, 적어도 약 0.06, 적어도 약 0.07, 적어도 약 0.08, 또는 심지어 적어도 약 0.09일 수 있다. 그럼에도, 하나의 비제한적인 구현예에서, 프로필 비율은 약 0.2 이하, 약 0.18 이하, 약 0.16 이하, 또는 심지어 약 0.14 이하와 같이, 약 0.3을 초과하지 않을 수 있다. 프로필 비율이 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값의 범위 내일 수 있음은 인정될 것이다.
나아가, 예를 들어, 도 12a 및 도 12b의 입자의 몸체(1201)를 포함한, 본원의 구현예의 성형된 연마 입자는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 바닥면(1204)를 가지고 있을 수 있다. 특정 사례에서, 바닥면(1204)은 몸체(1201)의 최대 표면일 수 있다. 바닥면은 윗면(1203)의 표면 영역보다 더 큰 바닥 영역(Ab)으로 정의된 표면 영역을 가지고 있을 수 있다. 추가적으로, 바닥 영역에 대해 수직인 평면의 영역을 정의하며, 몸체(1201)는 입자의 중간점(1281)을 통과하여 연장되는 단면 중간점 영역(Am)을 가지고 있을 수 있다. 특정 사례에서, 몸체(1201)는, 약 6을 초과하지 않는, 중간점 영역에 대한 바닥 영역의 영역 비율(Ab/Am)을 가지고 있을 수 있다. 더욱 구체적인 사례에서, 영역 비율은 약 5 이하, 약 4.5 이하, 약 4 이하, 또는 약 3.5 이하, 또는 심지어 약 3 이하와 같이, 약 5.5를 초과하지 않을 수 있다. 그럼에도, 하나의 비제한적인 구현예에서, 영역 비율은 적어도 약 1.3, 또는 심지어 적어도 약 1.8과 같이, 적어도 약 1.1일 수 있다. 영역 비율은 위에서 언급된 바와 같이, 임의의 최소값 및 최대값 범위 내일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 예를 들어, 도 12a 및 도 12b의 입자를 포함한, 본원의 구현예의 성형된 연마 입자는 적어도 약 40이라는 정규화된 높이 차를 나타낼 수 있다. 정규화된 높이 차는 식 [(h1-h2)/(h1/h2)]에 의해 정의될 수 있는데, 이때, h1은 h2보다 더 크다. 다른 구현예에서, 정규화된 높이 차는 적어도 약 43, 적어도 약 46, 적어도 약 50, 적어도 약 53, 적어도 약 56, 적어도 약 60, 적어도 약 63, 또는 심지어 적어도 약 66일 수 있다. 그럼에도, 일 특정 구현예에서, 정규화된 높이 차는 약 180 이하, 약 140 이하, 또는 심지어 약 110 이하와 같이, 약 200을 초과하지 않을 수 있다.
다른 구현예에서, 예를 들어, 도 12a 및 도 12b의 입자를 포함한, 본원의 성형된 연마 입자는 높이 변화를 나타낼 수 있다. 특정 이론에 얽매이길 바라지 않지만, 성형된 연마 입자들 간 특정 높이 변화는 다양한 절단면을 향상시킬 수 있으며, 본원의 성형된 연마 입자를 포함하는 연마 물품의 연삭 성능을 향상시킬 수 있다고 여겨진다. 높이 변화는 성형된 연마 입자 샘플에 대한 높이 차의 표준 편차로 계산될 수 있다. 하나의 특정 구현예에서, 샘플의 높이 변화는 적어도 약 20일 수 있다. 다른 구현예의 경우, 높이 변화는 적어도 약 22, 적어도 약 24, 적어도 약 26, 적어도 약 28, 적어도 약 30, 적어도 약 32, 또는 심지어 적어도 약 34와 같이 더 클 수 있다. 그럼에도, 하나의 비제한적인 구현예에서, 높이 변화는 약 150 이하, 또는 약 120 이하와 같이, 약 180을 초과하지 않을 수 있다. 높이 변화가 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 범위 내일 수 있음은 인정될 것이다.
다른 구현예에 따르면, 예를 들어, 도 12a 및 도 12b의 입자를 포함한, 본원의 성형된 연마 입자는 몸체(1201)의 윗면(1203)에 타원체 영역(1217)을 가지고 있을 수 있다. 타원체 영역(1217)은 윗면(1203) 주변으로 연장될 수 있으며, 타원체 영역(1217)을 정의할 수 있는 트렌치 영역(1218)에 의해 정의될 수 있다. 타원체 영역(1217)은 중간점(1281)을 아우를 수 있다. 나아가, 윗면 내에 정의된 타원체 영역(1217)은 형성 공정의 아티팩트일 수 있으며, 본원에 기술된 방법에 따른 성형된 연마 입자의 형성 중에 혼합물에 부과된 스트레스에 따른 결과로써 형성될 수 있다고 여겨진다.
나아가, 본원의 다른 구현예에 따라 기술된 경사각이 몸체(1201)에 적용 가능할 수 있다. 마찬가지로, 측면, 윗면 및 바닥면의 윤곽, 수직 오리엔테이션 가능성, 1차 종횡비, 2차 종횡비, 3차 종횡비 및 조성과 같은 본원에 기술된 다른 특징들 전부는 도 12a 및 도 12b에 도시된 예시적인 성형된 연마 입자에 적용 가능할 수 있다.
높이 차, 높이 변화 및 정규화된 높이 차이라는 전술한 특징들이 도 12a 및 도 12b의 연마 입자와 관련하여 기술되었지만, 그러한 특징들은 예를 들어, 실질적으로 사다리꼴의 2차원 형상을 가지고 있는 연마 입자를 포함한, 본원에 기술된 임의의 다른 성형된 연마 입자에 적용될 수 있다는 점은 인정될 것이다.
본원의 구현예의 성형된 연마 입자는 불순물 물질을 포함할 수 있고, 불순물 물질은 알칼리 원소, 알칼리 토류 원소, 희토류 원소, 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈륨, 몰리브데늄, 바나듐, 또는 이의 조합과 같은 원소 또는 화합물을 포함할 수 있다. 일 특정 구현예에서, 불순물 물질은 원소 또는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란타늄, 세슘, 프라세오디뮴, 니오븀, 하프늄, 지르코늄, 탄탈륨, 몰리브데늄, 바나듐, 크로뮴, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연 및 이의 조합과 같은 원소를 포함하는 화합물을 포함한다.
특정 사례에서, 성형된 연마 입자는 소정 함량의 불순물 물질을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 성형된 연마 입자의 몸체는 몸체 전체의 중량에 대해 약 12중량%를 초과하지 않게 포함할 수 있다. 다른 사례에서, 불순물 물질의 함량은 몸체 전체 중량에 대해, 약 11중량% 이하, 약 10중량% 이하, 약 9중량% 이하, 약 8중량% 이하, 약 7중량% 이하, 약 6중량% 이하, 또는 심지어 약 5중량% 이하와 같이, 더 적을 수 있다. 적어도 하나의 비제한적인 구현예에서, 불순물의 함량은 몸체 전체의 중량에 대해, 적어도 약 1중량%, 적어도 약 1.3중량%, 적어도 약 1.8중량%, 적어도 약 2중량%, 적어도 약 2.3중량%, 적어도 약 2.8중량%, 또는 심지어 적어도 약 3중량%와 같이, 적어도 약 0.5중량%일 수 있다. 성형된 연마 입자의 몸체 내 불순물 함량은 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 범위 내일 수 있음은 인정될 것이다.
도 13은 일 구현예에 따른 연마 입자 물질을 포함하는 코팅된 연마 물품의 단면도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 코팅된 연마 물품(1300)은 기판(1301) 및 기판(1301)의 표면 위에 놓이는 메이크 코트(make coat)(1303)을 포함할 수 있다. 코팅된 연마 물품(1300)은 연마 입자 물질(1306)을 더 포함할 수 있다. 연마 입자 물질은 제1 유형의 성형된 연마 입자(1305), 반드시 성형된 연마 입자는 아닐 수 있는, 임의의 형상을 가지고 있는 희석 연마 입자의 형태인 제2 유형의 연마 입자 물질(1307)을 포함할 수 있다. 코팅된 연마 물품(1300)은 연마 입자 물질(1305, 1306, 1307) 위에 놓이고 결합된 사이즈 코트(size coat)(1304) 및 메이크 코트(1304)를 더 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 기판(1301)은 유기물, 무기물, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 특정 사례에서, 기판(1301)은 직물을 포함할 수 있다. 그러나, 기판(1301)은 부직물로 이루어질 수 있다. 특별히 적절한 기판 물질은 고분자, 및 구체적으로는, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, Dupont 사의 KAPTON과 같은 폴리이미드, 종이를 포함한, 유기물을 포함할 수 있다. 일부 적절한 무기물은 금속, 금속 합금을 포함할 수 있고, 특히, 구리, 알루미늄, 강철 및 이의 조합으로 된 호일을 포함할 수 있다. 메이크 코트(1303)는 단일 공정에서 기판(1301)의 표면에 적용될 수 있거나, 대안적으로는, 연마 입자 물질(1306)은 메이크 코드(1303) 물질과 조합되어, 혼합물로 기판(1301)의 표면에 적용될 수 있다. 메이크 코트(1303)의 적절한 물질은 유기물, 특히 고분자 물질, 예를 들어, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 셸락, 및 이의 혼합물을 포함한, 고분자 물질을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 메이크 코트(1303)는 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다. 그런 다음, 코팅된 기판은 수지 및 연마 입자 물질을 기판에 경화하기 위하여 가열될 수 있다. 일반적으로, 코팅된 기판(1301)은 이러한 경화 공정 중에 약 100℃ 내지 약 230℃ 미만의 온도까지 가열될 수 있다.
연마 입자 물질(1306)은 본원의 구현예에 따라, 성형된 연마 입자를 포함할 수 있다. 구체적인 사례에서, 연마 입자 물질(1306)은 상이한 유형의 성형된 연마 입자들을 포함할 수 있다. 상이한 유형의 성형된 연마 입자는 본원의 구현예에 기술된 바와 같이, 조성, 2차원 형상, 3차원 형상, 크기 및 이의 조합에서 서로 상이할 수 있다. 도시된 바와 같이, 코팅된 연마 물품(1300)은 본원의 구현예에 기술된 성형된 연마 입자에 따르면, 일반적으로 삼각형의 2차원 형상을 가지고 있는 성형된 연마 입자(1305)를 포함할 수 있다.
다른 유형의 연마 입자(1307)는 성형된 연마 입자(1305)와는 상이한 희석 입자일 수 있다. 예를 들어, 희석 입자는 성형된 연마 입자(1305)와 조성, 2차원 형상, 3차원 형상, 크기 및 이의 조합에서 다를 수 있다. 예를 들어, 연마 입자(1307)는 임의의 형상을 가지고 있는 종래의 파쇄 연마 그리트를 대표할 수 있다. 연마 입자(1307)는 성형된 연마 입자(1305)의 입자 크기의 중앙치보다 더 작은 중앙치 입자 크기를 나타낼 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같은 특정 사례에서, 연마 물품(1300) 내의 복수의 성형된 연마 입자(1305)는 동일한 방식으로 배향될 수 있다. 특히, 성형된 연마 입자(1305)는 수직 오리엔테이션을 나타낼 수 있으며, 이때, 입자들은 최대 표면적을 갖는 영역인 각각의 바닥면으로 받쳐져 있고, 상이한 높이의 말단을 정의하는 윗면은 기판(1301)으로부터 먼 쪽을 향하고 있으며, 물질 제거 공정을 수행하고자 작업편과 접촉하도록 구성되어 있다. 더욱 구체적으로는, 성형된 연마 입자(1305)는 수직 오리엔테이션을 나타낼 수 있으며, 이때, 바닥면은 메이크 코트(1303)와 직접적으로 접촉하고, 성형 입자의 윗면이 사이즈 코트(1309)와 같은 위에 놓이는 코트와 직접적으로 접촉한다. 일 구현예에 따르면, 연마 물품(1300) 내의 성형된 연마 입자(1305)의 대부분은 도 13에 도시된 바와 같이 수직 오리엔테이션으로 배향될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 연마 물품(1300)의 성형된 연마 입자(1305)의 전체 개수의 적어도 약 55%는 수직 오리엔테이션으로 배향될 수 있다. 그럼에도, 다른 사례에서, 퍼센트는 더 클 수 있다. 코팅된 연마 물품의 모든 성형된 연마 입자(1305)의 예컨대 적어도 약 60%, 적어도 약 70%, 적어도 약 80%, 적어도 약 90%, 또는 심지어 적어도 약 95%가 수직 오리엔테이션을 나타낼 수 있다.
연마 입자 물질(1306)으로 메이크 코트(1303)을 충분히 형성한 후에, 사이즈 코트(1309)가 형성되어, 준비된 연마 입자 물질(1306)을 위에 놓고 결합시킬 수 있다. 사이즈 코트(1309)는 유기물을 포함할 수 있고, 필수적으로 고분자 물질로 이루어질 수 있으며, 특히, 폴리에스터, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로오스 아세테이트, 니트로셀룰로오스, 천연고무, 전분, 셸락 및 이의 혼합물을 이용할 수 있다.
본원의 구현예의 연마 입자 형성 공정은 혼합물로부터의 연마 입자의 형성을 포함할 수 있다. 혼합물은 본원의 구현예에 따른 성형된 연마 입자의 형성을 촉진하는 특정 물질과 레올로지 특성을 가지고 있는 혼합물일 수 있다. 특정 사례에서, 혼합물은 슬러리 또는 겔일 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 액체 매개물 내에 부유된 고체 입자들의 혼합물을 포함할 수 있다. 더욱 구체적인 구현예에서, 혼합물은 액체 매개물과 혼합된 입자성 물질을 포함하는 졸 겔일 수 있으며, 이때 졸 겔 슬러리는 차원상으로 안정한 혼합물 형태가 되도록 특정 레올로지 특성을 포함한다. 특히, 혼합물은 세라믹 분말 물질과 액체로 형성된 겔일 수 있으며, 이때, 겔은 심지어 녹색(즉, 불을 붙이지 않은) 상태에서 주어진 형상을 보유하는 능력을 가지고 있는 형상-안정성 물질로 특징지어질 수 있다. 일 구현예에 따라, 겔은 이산 입자들의 통합 망으로서, 세라믹 분말 물질로 형성될 수 있다.
예를 들어, 혼합물은 연마 전구체 물질을 포함할 수 있다. 연마 전구체 물질은 추가 공정을 통해 연마 입자 물질로 형성될 수 있는 물질일 수 있으며, 추가 공정은 예를 들어 하소와 같은 공정을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 혼합물은 산화물, 붕소화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화붕소화물, 수산화물, 질산염, 염화물, 황산염의 침전된 염 및 이의 조합과 같은 물질을 포함하는 연마 전구체를 포함할 수 있다. 특정 사례에서, 연마 전구체는 보에마이트(boemite)와 같은, 알루미나 기반의 물질을 포함할 수 있다.
용어 "보에마이트"는 일반적으로 본원에서 전형적으로 Al2O3·H2O이고, 수분 함량이 대략 15%인 미네랄 보에마이트뿐만 아니라, 20~28중량%와 같이 15%보다 더 큰 수분 함량을 나타내는 유사 보에마이트(pseudoboemite)를 포함하는 알루미나 수화물을 나타내기 위하여 이용된다. 보에마이트(유사 보에마이트 포함)는 특별하고 식별 가능한 결정 구조와 이에 따른 독특한 X-선 회절 패턴을 가지고 있으며, 따라서, 보에마이트 입자 물질 제작을 위해 본원에서 이용된 흔한 전구체 물질인 ATH(알루미늄 트리하이드록사이드)와 같은 기타 수화 알루미나를 포함한, 기타 알루미늄을 함유한 물질과 구별이 된다고 한다.
특정 함량의 고체 물질을 가지고 있도록 혼합물이 형성될 수 있다. 예를 들어, 혼합물 전체 중량에 대해 적어도 약 5중량%의 고체를 포함하도록 혼합물이 형성될 수 있다. 다른 사례에서, 혼합물 내의 고체 함량은 적어도 약8%, 적어도 약 10중량%, 적어도 약 12중량%, 적어도 약 15중량%, 적어도 약 18중량%, 적어도 약 20중량%, 적어도 약 25중량%, 적어도 약 30중량%, 적어도 약 35중량%, 적어도 약 40중량%, 적어도 약 50중량%, 또는 심지어 적어도 약 55중량%와 같이, 더 많을 수 있다. 그럼에도, 특정 사례에서는, 혼합물의 고체 함량은 혼합물 전체 중량의 약 85중량% 이하, 약 75중량% 이하, 약 70중량 % 이하, 약 65중량% 이하, 약 55중량% 이하, 또는 심지어 약 50중량% 이하와 같이, 약 90중량%를 초과하지 않을 수 있다. 혼합물은 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 범위 내의 고체 함량을 함유할 수 있음이 인정될 것이다.
나아가, 연마 혼합물의 전체 고체 함량을 이루는 연마 전구체 물질의 함량은 조절될 수 있다. 예를 들어, 연마 전구체 물질의 양은 혼합물 내 고체의 전체 중량에 대해 적어도 약 40중량%일 수 있다. 다른 사례에서, 고체 물질의 전체 양에 대한 연마 전구체 물질의 양은 혼합물 내 고체의 전체 중량의 적어도 약 42중량%, 적어도 약 46중량%, 적어도 약 50중량%, 적어도 약 55중량%, 적어도 약 60중량%, 적어도 약 70중량%, 적어도 약 80중량%, 적어도 약 85중량%, 적어도 약 90중량%, 적어도 약 95중량%, 또는 심지어 적어도 약 97중량%와 같이, 더 클 수 있다. 특정 슬러리는 필수적으로 고체 물질의 전체 중량이 연마 전구체 물질이 되도록 형성될 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 혼합물은 특정 함량의 연마 그레인을 포함할 수 있다. 연마 그레인은 최종적으로 형성된 연마 그레인 단계를 나타내므로, 연마 전구체 물질과는 다르다. 특정 슬러리의 경우, 연마 그레인은 시드 물질로 존재할 수 있으며, 이는 나중의 가공 과정 중의 혼합물 내에도 포함된 연마 전구체 물질의 단계 변화를 촉진시킬 수 있다.
일부 사례에서, 혼합물은 예를 들어, 약 20중량% 미만, 약 10중량% 미만, 또는 심지어 약 5중량% 미만을 포함한, 소량의 연마 그레인을 함유할 수 있다.
그러나, 특정 슬러리는 더 큰 함량의 연마 그레인을 함유하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 다량의 연마 그레인을 함유할 수 있다. 특히, 혼합물은 위에서 언급된 혼합물 내 고체의 전체 중량에 대해, 연마 전구체 물질의 함량과 동일한 연마 그레인 함량을 함유할 수 있다.
연마 그레인은, 산화물, 붕소화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화붕소화물, 다이아몬드 및 이의 조합과 같은 물질들을 포함할 수 있다. 특정 연마 그레인은 알루미나, 실리콘 카바이드, 알루미나/지르코니아 및 입방 정질화 붕소(즉, cBN)을 포함한다. 더욱 구체적인 사례에서, 혼합물은 알루미나로 이루어진 연마 그레인을 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는, 필수적으로 알루미나로 구성될 수 있다. 일 사례에서, 연마 그레인은 필수적으로 알파 알루미나로 구성된다. 그러나, 본 발명은 그렇게 제한되지 않으며, 복수의 상이한 연마재들에 이용하기 위하여 맞춰질 수 있다는 점이 이해되어야 한다.
혼합물은 특정 함량의 고체 물질, 액체 물질, 및 본원에 상세히 설명된 공정에 이용하기 위한 적절한 레올로지 특성을 가지고 있도록 하는 첨가제를 함유할 수 있다. 즉, 특정 사례에서, 혼합물은 특정 점도를 나타낼 수 있으며, 더욱 구체적으로는, 본원에 언급된 공정을 통해 형성될 수 있는, 치수상으로 안정한 단계의 물질을 형성하기에 적합한 레올로지 특성을 나타낼 수 있다. 치수상으로 안정적인 단계의 물질은 특정 형상을 나타내도록, 그리고 형상이 최종적으로 형성된 대상에 존재하게 하는 형상을 유지하도록 형성될 수 있는 물질이다.
나아가, 혼합물은 특정 함량의 액체 물질을 가지고 있을 수 있도록 형성될 수 있다. 일부 적절한 액체는 물과 같은, 유기물을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 혼합물은 혼합물의 고체 함량보다 적은 액체 함량을 가지도록 형성될 수 있다. 더욱 구체적인 사례에서, 혼합물은 혼합물 전체 중량에 대하여 적어도 약 25중량%의 액체 함량을 나타낼 수 있다. 다른 사례에서, 혼합물 내 액체의 양은 적어도 약 35 중량%, 적어도 약 45 중량%, 적어도 약 50 중량%, 또는 심지어 적어도 약 58중량%와 같이, 더 많을 수 있다. 여전히, 적어도 하나의 비제한적 구현예에서, 혼합물의 액체 함량은 약 70중량% 이하, 약 65중량% 이하, 약 60중량% 이하, 또는 심지어 약 65중량% 이하와 같이, 약 75중량%를 초과하지 않을 수 있다. 혼합물 내 액체 함량은 위에서 언급된 임의의 최소 퍼센트 및 최대 퍼센트 내의 범위일 수 있음은 인정될 것이다.
나아가, 본원의 구현예에 따른 성형된 연마 입자의 가공 및 형성을 촉진하기 위하여, 혼합물은 특정 저장 탄성률을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 적어도 약 4x104Pa, 또는 심지어 적어도 약 5x104Pa과 같은, 적어도 약 1x104Pa의 저장 탄성률을 나타낼 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 비제한적인 구현예에서, 혼합물은 약 1x106Pa 이하와 같은, 약 1x107Pa을 초과하지 않는 저장 탄성률을 나타낼 수 있다. 혼합물의 저장 탄성률이 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 범위 내일 수 있음은 인정될 것이다. 저장 탄성률은 펠티어 플레이트 온도 조절 시스템과 함께, ARES 또는 AR-G2 회전 유동계를 이용하는, 평행 플레이트 시스템을 통해 측정될 수 있다. 시험을 위해, 서로가 대략 8mm로 이격되게 설정된 두 개의 플레이트 사이의 간극 내로 혼합물이 압출될 수 있다. 수득물(the get)을 간극으로 압출한 후, 혼합물이 플레이트 사이의 간극을 완전히 채울 때까지 간극을 정의하는 두 개의 플레이트 사이의 거리는 2mm로 감소된다. 과량의 혼합물을 닦아낸 후, 간극은 0.1mm까지 감소되고, 시험이 개시된다. 시험은 25-mm 평행 플레이트를 이용하고, 디케이드당 10점을 기록하여, 6.28rad/s(1Hz)에서, 01% 내지 100%내의 변형 범위의 기기 세팅으로 수행한 진동 변형 스위프 시험이다. 시험을 완료한 후 1시간 이내에, 간극을 다시 0.1mm로 낮추고 시험을 반복한다. 시험은 적어도 6회 반복될 수 있다. 제1 시험은 제2 시험 및 제3 시험과 다를 수 있다. 각각의 표본에 대한 제2 시험 및 제3 시험의 결과만이 보고된다.
나아가, 본원의 구현예에 따른 성형된 연마 입자의 가공 및 형성을 촉진하기 위하여, 혼합물은 예를 들어, 액체와는 다를 수 있는 유기 첨가물을 포함한, 특정 함량의 유기물을 함유하도록 형성될 수 있다. 어느 정도 적절한 유기 첨가물은 프룩토오스, 수크로오스, 락토오스, 글루코오스, UV 경화성 수지 등과 같은, 안정제, 바인더를 포함할 수 있다.
나아가, 본원의 구현예에 따른 성형된 연마 입자의 가공 및 형성을 촉진하기 위하여, 혼합물은 액체와는 다른, 특정 함량의 산 또는 염기를 함유하도록 형성될 수 있다. 어느 정도 적절한 산 또는 염기는 질산, 황산, 시트르산, 염소산, 타르타르산, 인산, 질산암모늄, 시트르산 암모늄을 포함할 수 있다. 일 특정 구현예에 따르면, 혼합물은 질산 첨가제를 이용하여 약 5 미만의 pH를, 더욱 구체적으로는 약 2 내지 약 4 범위 내의 pH를 나타낼 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본원의 구현예의 연마 입자 형성 공정은 혼합물을 특정 형상으로 형성하는 공정을 포함한다. 어느 정도 적절한 형성 방법은 성형(molding), 압출, 주조, 인쇄, 압연, 스탬핑, 펀칭, 스와이핑, 블레이딩 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 일 특정 사례에서, 혼합물을 본원의 구현예의 특징들을 가지고 있는 성형된 연마 입자로 형성하는 공정은 기판 위에 혼합물을 침착시키는 공정을 포함할 수 있다. 혼합물을 기판 위에 침착시키는 공정은 인쇄 공정, 그리고 더욱 구체적으로는, 스크린 인쇄 공정을 포함할 수 있다.
도 11은 일 구현예에 따른 스크린 인쇄 공정의 도해를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연마 물품의 형성 공정은 벨트라고도 할 수 있는 기판(1101)의 표면 위에 혼합물을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 연마 입자(1150)의 형성을 촉진하는 특정 공정을 통해, 기판(1101)이 기판을 옮기도록 구성된 컨베이어 벨트로 작용할 수 있도록 기판(1101)은 스풀들(1102, 1103) 사이에서 옮겨질 수 있다. 일 구현예에 따르면, 기판(1101)은, 혼합물이 기판(1101)의 표면 위에 위치될 수 있는 침착 영역에 대해 옮겨질 수 있다.
구체적으로 도시되지는 않았지만, 스크린 인쇄 시스템은, 성형된 연마 입자로 인쇄되고 형성될 혼합물을 함유하도록 구성된 저장소를 가지고 있는 다이를 활용할 수 있다. 다이 개구부를 통해 인쇄 스크린(1107) 내의 개구부 내로, 그리고 인쇄 스크린(1107) 아래에 있는, 옮기는 기판(1101) 위로 혼합물이 압출되는 것을 촉진하기 위하여, 혼합물은 힘(또는 압력) 하에 위치될 수 있다.
인쇄 스크린(1107)은 기판(1101)의 볼륨 사이로 연장되는 복수의 개구부를 가지고 있을 수 있다. 일 구현예에 따라, 개구부는 다양한 형상, 예를 들어, 다각형, 타원체, 숫자, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 다각형 형상들의 조합을 포함하는 복잡한 형상, 및 이의 조합을 포함하는 기판(1101)의 길이(l)와 폭(w)에 의해 정의된 평면에서 보이는 2차원 형상을 가지고 있을 수 있다. 특정 사례에서, 개구부는 삼각형, 직사각형, 사변형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 및 이의 조합과 같은 2차원 다각형 형상을 가지고 있을 수 있다.
혼합물을 다이 개구부를 통해, 그리고 인쇄 스크린(1107) 내 개구부를 통해 밀어낸 후, 전구체 성형된 연마 입자는 인쇄 스크린(1107) 하에 배치된 기판(1101) 위에 인쇄될 수 있다. 특정 구현예에 따르면, 전구체 성형된 연마 입자(423)는 개구부의 형상을 실질적으로 모사하는 형상 및 인쇄 스크린(1107)의 길이와 폭에 의해 정의된 평면에서 보이는 개구부의 형상을 실질적으로 모사하는 적어도 2차원의 형상을 나타낼 수 있다. 특히, 인쇄 스크린(1107)의 개구부 내에서의 혼합물의 평균 체류 시간은 약 2분 미만, 약 1분 미만, 약 40초 미만, 또는 심지어 약 20초 미만일 수 있다. 하나의 비제한적인 구현예에서, 혼합물은 인쇄 중 실질적으로 변하지 않을 수 있으며, 더욱 구체적으로는, 휘발성 물질의 주목할 만한 손실이나 인쇄 스크린(1107)의 개구부 내의 건조를 겪지 않을 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 혼합물은 스크린 인쇄 공정의 방식으로 구멍을 통과하여 기판(1101) 위에 침착될 수 있다. 스크린 인쇄 공정의 일부 상세한 내용은 본원에 전체가 통합된 미국 특허 번호 제6,054,093호에 제공되어 있다.
특히, 스크린 인쇄 공정은 인쇄 공정 내의 특정 롤을 정의하는 구역 사이의 공간과 함께, 일련의 롤(1108, 1109, 1110, 및 111 주위를 통과할 수 있는 연속적인 인쇄 벨트의 형태로 인쇄 스크린(1107)을 활용할 수 있다. 예를 들어, 스크린 인쇄 공정은 적용 구역, 해방 구역, 청정 구역 및 처리 구역을 활용할 수 있다. 롤(1110)과 롤(1111) 사이의 영역으로 정의되는 적용 구역에서는, 스크린과 기판(1101)이 필수적으로 동일한 속도와 동일한 방향으로 이동하는 동안, 스크린이 기판(1101)과 빈틈없이 접촉하는 상태로 유지될 수 있고, 혼합물은 독터 블레이드(1112)에 앞서, 스크린의 내부 표면에 적용된다. 독터 블레이드(1112) 아래의 통로는 혼합물을 스크린 인쇄 벨트 내의 구멍으로 밀어 넣고, 그 지점에서, 스크린 인쇄 벨트는 기판(1101)과 빈틈없이 접촉한다. 독터 블레이트(1112)가 도시되었지만, 특정 사례에서는, 독터 블레이트가 이용되지 않을 수 있다.
롤(1110)과 롤(1109) 사이의 해방 구역에서는, 스크린 인쇄 벨트가 기판(1101)의 표면 위에 스크린 인쇄된 형상(1140)을 남기며, 기판(1101)으로부터 해방될 수 있다.
스크린(1107)의 개구부를 통과하여 혼합물을 압출시킨 후, 기판(1101) 및 스크린(1107)은 해방 구역으로 옮겨질 수 있으며, 이때, 전구체 성형된 연마 입자의 형성을 촉진하기 위하여 벨트(109)와 스크린(151)이 서로 분리될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 스크린(151)과 벨트(109)는 해방 구역 내에서 특정 해제각(release angle)에서 서로 분리될 수 있다. 특정 구현예에 따르면, 해제각은 스크린(1107)의 아랫면과 벨트(1101)의 윗면 사이 각의 측정치일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 본원에 기술된 특징들 중 하나 또는 특징들의 조합을 가지고 있는 성형된 연마 입자의 적절한 형성을 촉진하기 위하여, 해제각은 특별히 제어될 수 있다. 예를 들어, 일 구현예에 따르면, 해제각은 적어도 약 15°이고, 약 45°를 초과하지 않을 수 있다. 더욱 구체적인 사례에서, 해제각은 적어도 약 20°, 적어도 약 22°, 적어도 약 24°, 또는 심지어 적어도 약 26°와 같이, 적어도 약 18°일 수 있다. 그럼에도, 해제각은 약 40° 이하, 약 38° 이하와 같이, 약 42°를 초과하지 않을 수 있다. 해제각이 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값의 범위 내일 수 있음은 인정될 것이다.
형상들(1140)은 기판(1101)에 의하여 예를 들어, 가공 구역(1135)을 포함한, 추가적인 가공 구역들로 이송될 수 있다. 가공 구역(1135)에서 착수될 수 있는 어떤 적절한 공정들은 건조, 가열, 경화, 반응, 방열, 혼합, 스터링(stirring), 교반(agitating), 평탄화, 소성, 소결, 분쇄, 체질, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 하나의 구체적인 구현예에서, 가공 구역(1135)은 건조 공정을 포함하며, 이때, 취급 및 추가적인 가공을 위해 입자들의 구조적인 무결성을 향상시키기 위하여, 수분이 형상들(1140)로부터 빼내진다.
한편, 해방 구역을 떠난 후, 스크린 인쇄 벨트(1107)는 롤(1109)과 롤(1108) 사이의 청정 구역 사이를 통과할 수 있다. 청정 구역에서는, 스크린 인쇄 벨트(1107)가 청소되어 다시 사용할 수 있도록 준비될 수 있다. 청정 공정은 건조, 유도된 솔질(directed brushes), 공기 분사, 및 그러한 공정들의 조합을 포함할 수 있다.
청정 구역으로부터, 스크린 인쇄 벨트는 처리 구역으로 넘어갈 수 있으며, 처리 구역에서는, 해방 구역의 스크린 인쇄 벨트(1107)로부터 형상들(1140)의 분리를 용이하게 하기 위하여, 원한다면, 이형제가 가해질 수 있다.
기판(1101)이 스크린 인쇄 벨트(1107)와 접촉하는 적용 구역에 진입하기 전에, 기판(1101)이 소성(baked-on) 해제층을 부여하기 위하여 전처리되지 않았다면, 기판은 (플루오르화 탄소 스프레이와 같은) 해제 처리를 받을 수 있다.
도시된 바와 같이, 형성 공정을 수행한 후에, 형상들(1140)은 기판(1101)에 의해 가공 구역(1135)으로 이송될 수 있다. 위에서 언급된 공정들 이외에, 형상들(1140)은 건조, 가열, 경화, 반응, 방열, 혼합, 스터링(stirring), 교반(agitating), 평탄화, 소성, 소결, 분쇄, 체질, 텍스쳐링 및 이의 조합과 같은 하나 이상의 공정들을 활용하여 가공 구역(1135) 내에서 처리될 수 있다. 하나의 구체적인 사례에서, 처리 공정은 혼합물의 레올로지를 바꾸는 공정을 포함할 수 있다. 혼합물의 레올로지를 바꾸는 공정은 혼합물 내에 형성된 텍스쳐가 유지되도록 치수상으로 안정한 단계의 물질 및 최종적으로 형성된 연마 입자(1150) 일부분의 형성을 촉진시킬 수 있다.
혼합물로부터 액체 물질을 제거하여 형상들(1140)을 고화시키고 뻣뻣하게 만들기 위하여, 건조, 가열, 경화, 소성 및 소결과 같은, 특정 공정들이 수행될 수 있다. 적어도 하나의 구현예에 따르면, 처리 공정은 최종적으로 형성된 연마 입자 내에 텍스쳐가 있는 특징들을 형성하기 위하여, 형상들(1140)의 적어도 하나의 표면을 텍스쳐링하는 것을 포함한다. 나아가, 최종적으로 형성된 연마 입자(113)의 형성을 촉진하기 위하여 분쇄(즉, 파쇄) 공정도 착수될 수 있다.
본원의 구현예의 연마 입자는 특정 형성 공정들에 대한 변경을 이용하여 형성될 수 있는 특징들을 포함한다. 예를 들어, 스크린 인쇄 공정에 대한 변경을 활용하여, 연마 그레인은 본원에 개시된 특징들 중 하나 또는 그것들의 조합을 나타내도록 형성될 수 있으며, 이때, 공정에 대한 변경은 연마 입자에 특정한 특징들을 부과한다. 예를 들어, 인쇄 도중, 본원의 연마 입자의 경사진 윗면과 같은 특징들을 형성하기 위하여 스크린이 특별한 방식으로 이동될 수 있다. 일 구현예에 따르면, 인쇄 공정은 혼합물이 인쇄되는 기판의 평면에 대해 소정의 각도로 스크린을 리프팅하는 것을 포함할 수 있다. 특정 사례에서, 본원의 연마 입자의 경사진 윗면을 형성하기 위하여, 기판의 평면에 대해 비틀림(twisting) 방식으로 스크린이 리프팅될 수도 있다. 특히, 그러한 구현예에서, 혼합물은 치수상으로 안정적인 혼합물의 형태일 수 있으며, 이때, 형성 도중에 혼합물에 제공된 특징들은 가공 내내 유지된다.
입자 인쇄 공정 이외에도, 본원에 언급된 특징들을 형성하기 위하여, 추가적인 가공이 연마 입자에 수행될 수 있다. 예를 들어, 본원의 연마 입자의 윗면 및/또는 임의의 기타 면 내에 텍스쳐의 형성을 촉진하기 위하여, 연마 입자를 형성한 후에 텍스쳐링 공정이 수행될 수 있다. 일부 적절한 텍스쳐링 조작들은 엠보싱, 에칭, 열 처리, 방열 처리, 화학 처리, 음파 처리, 자기 처리, 성형(molding), 압축, 펀칭, 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 특정 사례에서, 텍스쳐링 형태를 형상들(1140)의 표면에 접촉시킴으로써, 형상들(1140)은 텍스쳐화될 수 있다. 텍스쳐링 형태를 이용하는 텍스쳐링은 롤링, 스탬핑, 펀칭, 스와이핑, 블레이딩, 및 이의 조합과 같은 공정들을 포함할 수 있다.
특히, 본원의 구현예의 연마 입자는 종래의 연마 입자에서 인식되거나 활용되지 않는 특징들의 조합을 활용한다. 그러한 특징들은, 특정 다면체 형상, 연마 입자의 측면 윤곽, 연마 입자의 높이와 폭의 변화, 텍스쳐가 있는 표면, 및 이의 조합을 포함한다. 나아가, 위에서 언급된 특징들 중 하나 또는 그러한 특징들의 조합을 가지고 있는 연마 그레인의 형성을 촉진하기 위하여, 본원의 구현예는 특정한 형성 공정들을 이용할 수 있다. 특징들의 조합은 코팅된 연마 물품 및/또는 고정 연마 물품을 포함한, 매우 광범위한 연마 물품들로 용이하게 통합될 수 있는 탄성이 있는 연마 입자를 가능하게 한다. 본 발명의 상세한 설명은 특징들의 서열을 진술하고자 의도한 것이 아니라, 본 발명의 정의하기 위하여 하나 이상의 방식으로 조합될 수 있는 상이한 특징들을 진술하고자 한 것이다.
실시예 1
성형된 연마 입자의 제1 배치는 스크린 인쇄 공정을 이용하여 만들어진다. Sasol Corporation에서 Catapal B로 구입할 수 있는 보에마이트 42중량%, 몸체 내의 최종 알파 알루미나 함량에 대해 1미크론 미만의 알파 알루미나 1중량%를 포함하는 겔 형태인 혼합물이 처음에 만들어지며, 이때, 1미크론 미만의 알파 알루미나는 120m2/g을 초과하는 BET 표면 영역 및 2 내지 4중량% 질산을 가지고 있다. 혼합물은 다이 개구부를 통과하여, 그리고 삼각형 형상의 개구부를 가지고 있는 스크린을 통과하여 압출된다. 삼각형 형상의 개구부는 2.38mm의 측면 길이와 최소 625미크론의 깊이를 나타낸다. 개구부를 정의하는 스크린의 내부 표면 위에 어떠한 이형제도 제공되지 않는다. 스크린은 대략 1피트/분의 속도로 이동되었고, 대략 10° 내지 60°의 각도에서 아래에 놓인 벨트로부터 해제되었다. 혼합물의 개구부 내 체류 시간의 근사치는 10초 미만이다. 성형된 연마 전구체 입자들이 스크린의 아래에 놓인 벨트 위에 형성되고, 그 후, 대략 4~7분의 지속시간 동안 95℃의 온도에서 건조된다. 건조된 입자들은 합해지고, 10분의 지속시간 동안 1000℃의 온도에서 소성되고, 10 내지 30분의 지속시간 동안 대략 1300℃의 온도에서 소결되었다. 최종적으로 형성된 성형된 연마 입자는 필수적으로 알파 알루미나로 이루어져 있고, 중앙치 결정 크기가 0.1 내지 0.5미크론이며, 입자 크기는 길이가 1.3 내지 1.5mm이다.
평균 높이 차, 정규화된 높이 차, 및 높이 변화를 결정하기 위하여, 무작위로 선별된 성형된 연마 입자의 제1 샘플을 배치로부터 취하여, STIL (Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere - 프랑스) 마이크로 측정 3D 표면 조면계(백색광(LED) 색수차 기법)를 이용하여 분석하였다. 샘플의 각각의 성형된 연마 입자를 분석하여, 치수(즉, h1과 h2)를 기록하였다. 도 14a 내지 도 14j는 샘플 1의 성형된 연마 입자 각각의 조면계 스캔 결과를 제공한다. 샘플 S1에 대한 평균 높이 차는 대략 114미크론이고, 높이 변화는 대략 120이며, 정규화된 높이 차는 대략 81이다. 제1 샘플의 평균 프로필 길이는 대략 1.3mm로 계산되었으며, 따라서, 샘플의 프로필 비율은 0.088(즉, [0.114/1.3])이다.
실시예 2
제2 배치는 실시예 1에 따라 만들어지며, 최종적으로 형성된 성형된 연마 입자는 길이가 1.2 내지 1.5mm인 중앙치 입자 크기를 나타낸다는 점이 다르다.
평균 높이 차, 정규화된 높이 차, 및 높이 변화를 결정하기 위하여, 무작위로 선별된 성형된 연마 입자의 제2 샘플(S2)을 제2 배치에서 취하여, STIL (Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere - 프랑스) 마이크로 측정 3D 표면 조면계(백색광(LED) 색수차 기법)를 이용하여 분석하였다. 샘플의 각각의 성형된 연마 입자를 분석하여, 치수(즉, h1과 h2)를 기록하였다. 도 15a 내지 도 15j는 샘플 2의 성형된 연마 입자 각각의 조면계 스캔 결과를 제공한다. 샘플 S2에 대한 평균 높이 차는 약 82미크론이고, 높이 변화는 대략 48이며, 정규화된 높이 차는 대략 66이다. 샘플의 평균 프로필 길이는 대략 1.2mm로 계산되었으며, 따라서, 샘플의 프로필 비율은 0.068(즉, [0.082/1.2])이다. 도 19는 실시예 2에 따라 형성된 실제 성형된 연마 입자의 사진을 포함한다. 특히, 도 19의 성형된 연마 입자는 일반적으로 삼각형의 2차원 형상을 나타내며, 윗면 내에 타원체의 영역을 보여주고, 윗면을 가로지르는 상당한 높이 차의 특징들을 더 보여준다.
실시예 3
3M에서 구입 가능한 성형된 연마 그레인을 입수하여 비교 분석을 수행하였다. 제1 비교 샘플(CS3)은 --의 평균 그리트 크기를 나타내는 Cubitron I으로서 구입할 수 있다. 제2 비교 샘플(CS4)은 60+의 평균 그리트 크기를 나타내는 Cubitron II로서 구입할 수 있다. 제3 비교 샘플(CS5)은 80+의 평균 그리트 크기를 나타내는 Cubitron II로서 구입할 수 있다. 샘플 CS3의 각각의 성형된 연마 입자를 분석하여, 치수(즉, h1과 h2)를 기록하였다. 샘플 CS3에 대한 평균 높이 차는 약 40미크론이고, 높이 변화는 대략 27이며, 정규화된 높이 차는 대략 33이다. 일 분석에서, 샘플의 평균 프로필 길이는 대략 1.2mm로 계산되었으며, 따라서, 샘플의 프로필 비율은 0.033(즉, [0.040/1.2])이다. 다른 분석에서, 샘플의 평균 프로필 길이는 대략 1.4mm이고, 따라서, 샘플의 프로필 비율은 0.028(즉, [0.040/1.4])이다.
샘플 CS4의 각각의 성형된 연마 입자를 분석하여, 치수(즉, h1과 h2)를 기록하였다. 도 16a 내지 도 16j는 샘플 CS4의 성형된 연마 입자 각각의 조면계 스캔 결과를 제공한다. 샘플 CS4에 대한 평균 높이 차는 약 30미크론이고, 높이 변화는 대략 18이며, 정규화된 높이 차는 대략 23이다. 샘플의 평균 프로필 길이는 대략 0.65mm로 계산되었으며, 따라서, 샘플의 프로필 비율은 0.028(즉, [0.018/.65])이다.
샘플 CS5의 각각의 성형된 연마 입자를 분석하여, 치수(즉, h1과 h2)를 기록하였다. 도 17a 내지 도 17j는 샘플 CS5의 성형된 연마 입자 각각의 조면계 스캔 결과를 제공한다. 샘플 CS5에 대한 평균 높이 차는 약 17미크론이고, 높이 변화는 대략 11이며, 정규화된 높이 차는 대략 14이다. 샘플의 평균 프로필 길이는 대략 0.50mm로 계산되었으며, 따라서, 샘플의 프로필 비율은 0.022(즉, [0.011/.50])이다.
명백히, 도면과 데이터를 비교하면, 비교예들의 성형된 연마 그레인들은 높이 변화의 측면에서 상당히 상이하다. 사실, 검사 시, 비교를 위해 성형된 연마 입자들은 입자의 말단들 사이의 높이 변화를 달성하고자 형성된 것이 아니고, 오히려 "형상 정확도"가 선호되는 초점이 될 것으로 보인다.
실시예 5
S1의 성형된 연마 입자와 샘플 CS3의 비교를 위해 성형된 연마 입자를 단일 그리트 스크래치 시험에서 시험하였다. 성형된 연마 입자들은 최대의 표면적을 가지고 있는 주요 표면인 바닥면 위에 놓였다. 샘플 S1의 성형된 연마 입자의 경우, 입자들이 수직 상태로 배향되어, 연마 물품에 사용하는 데 선호되는 오리엔테이션을 나타낸다. 단일 그리트(즉, 성형된 연마 입자) 스크래치 시험에서, 단일 그리트는 에폭시로 이루어진 결합 물질에 의해 그리트 홀더 내에 보유된다. 그리트는 22m/s의 휠 속도 및 30미크론의 초기 스크래치 깊이를 이용하여, 8인치의 스크래치 길이에 대해 304 스테인레스 스틸로 이루어진 작업편을 가로질러 움직여진다. 그리트는 단면적(AR)을 가지고 있는 작업편 내에 그루브를 생산한다. 각각의 성형된 연마 입자는 8인치 길이를 가로지르는 15회의 패스를 완료하고, 각 샘플당 10개의 개별적인 입자들을 시험하며, 결과를 분석하고 평균을 내었다. 그리트 마모를 결정하기 위하여, 스크래치 길이의 처음부터 끝까지 그루브의 단면적의 변화를 측정한다.
도 18a 및 도 18b는 단일 그리트 스크래치 시험의 시험 결과를 제공한다. 명백하게, 그리고 전연 의외로, 본원의 구현예의 성형된 연마 입자들은 비교를 위한 샘플에 대해 상당히 향상된 성능을 나타냈다. 특히, 측정된 전체 파괴 퍼센트의 측면에서는, 샘플 S1의 성형된 연마 입자가 비교를 위한 샘플에 대해 300%의 향상을 나타냈다. 추가적으로, 측정된 파괴 수준과 관련하여, 본원의 구현예의 성형된 연마 입자는 비교예의 성형된 연마 입자에 대해 상당한 향상을 나타냈다. 특히, 샘플 S1의 성형된 연마 입자는 비교를 위한 샘플에 대해 패스당 50%의 파괴 감소를 나타냈다. 나아가, 샘플 S1의 성형된 연마 입자는 비교예에 대해 90번째 백분위수 파괴 수준(N)의 거의 100% 향상을 나타냈다.
전술한 내용에서, 특정 구현예 및 특정 구성성분의 연결관계에 대한 언급은 예시적인 것이다. 본원에서 논의된 바와 같은 방법을 수행하기 위하여 인정될 바와 같이, 결합되거나 연결되는 구성성분에 대한 언급은 상기 구성성분들 사이의 직접적인 연결관계 또는 하나 이상의 중개하는 구성요소들을 통한 간접적인 연결관계 중 어느 하나를 개시하고자 의도된 것이라는 점은 인정될 것이다. 따라서, 위에서 개시된 본 발명의 주제는 예시적인 것으로 간주되며, 제한적인 것으로 간주되지 않고, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범주 내에 속하는 변형예, 개선사항 및 기타 구현예를 모두 포괄하는 것으로 의도된다. 그러므로, 본 발명의 범주는, 법에 의해 허용되는 최대 범위까지, 다음과 같은 청구범위와 그의 균등물을 가능한 한 가장 폭넓게 해석함으로써 정해질 것이며, 전술한 발명의 상세한 설명에 의해 제약을 받거나 제한되지 않을 것이다.
본 발명의 요약서는 특허법에 따라 제공되며, 청구항의 범주나 의미를 해석하거나 또는 제한하기 위해 사용되지 않을 것이라는 이해 하에 제출된다. 또한, 전술한 본 발명의 상세한 설명에서는, 본 발명을 간결하게 하려는 목적상 다양한 특징들이 함께 군으로 묶이거나 또는 단일 구현예에서 설명될 수 있다. 청구된 구현예가 각 청구항에 명백하게 인용되는 것보다 많은 특징들을 요구한다는 의도를 나타내는 것으로 본 발명을 해석해서는 안 된다. 오히려, 다음과 같은 청구범위가 나타내는 바와 같이, 본 발명의 주제는 설명된 구현예 중 임의의 것의 모든 특징들보다 적을 것이다. 그러므로, 다음과 같은 청구범위는 본 발명의 상세한 설명에 통합되어 있으며, 각 청구항은 개별적으로 청구된 주제를 한정하는 것으로서 자립성을 띤다.

Claims (73)

  1. 윗면, 제1 측면 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에서의 제1 높이(h1) 및, 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는, 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에서의 제2 높이(h2)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하는 연마 물품으로, 이때, 제1 높이와 제2 높이 사이의 평균 높이 차는 적어도 약 50미크론이고, 몸체는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 바닥면을 포함하며, 이때, 몸체는 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 더 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 포함하는, 연마 물품.
  2. 기저부, 윗면, 및 윗면과 기저부 사이로 연장되는 측면을 가지고 있는 몸체를 포함하는 연마 입자를 포함하는 연마 물품으로, 이때 몸체는 약 1° 내지 약 80° 범위 이내인 측면과 기저부 사이의 각도에 의해 정의되는 경사각을 가지고 있고; 몸체는 입자의 제1 말단에서 제1 높이(h1) 및 제1 말단의 반대편의 입자의 제2 말단에서 제2 높이(h2)를 포함하며, 제1 높이와 제2 높이는 서로 상당히 상이하고; 및 몸체는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 기저부를 포함하며, 이때, 몸체는, 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 더 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 포함하는, 연마 물품.
  3. 기저부, 윗면, 및 윗면과 기저부 사이로 연장되는 측면을 가지고 있는 몸체를 포함하는 연마 입자를 포함하는 연마 물품으로, 몸체는, 삼각형의 2차원 형상; 몸체의 전체 면적의 적어도 약 30%인 기저부 면적; 및 입자의 제1 말단에서 제1 높이(h1) 및 제1 말단의 반대편의 입자의 제2 말단에서 제2 높이(h2)를 포함하며, 이때, 제1 높이와 제2 높이는 서로 상당히 상이한, 연마 물품.
  4. 길이(l), 폭(w), 및 두께(t)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하는 연마 물품으로, 이때, 길이 > 폭 및 폭> 두께이고, 몸체는, 타원체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된, 몸체의 길이 및 폭으로 정의된 평면에서 보이는 2차원 형상을 포함하며, 몸체는 윗면, 제1 측면, 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를, 그리고 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는, 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 포함하며, 이때, 제1 높이와 제2 높이 사이의 평균적인 높이 차는 적어도 약 50미크론인, 연마 물품.
  5. 길이(l), 폭(w), 및 두께(t)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하는 연마 물품으로, 이때, 길이 > 폭 및 폭> 두께이고, 몸체는, 몸체의 길이 및 폭으로 정의된 평면에서 보이는 삼각형의 2차원 형상을 포함하고, 몸체는 윗면, 제1 측면, 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를, 그리고 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는, 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 포함하며, 이때, 제1 높이와 제2 높이 사이의 평균적인 높이 차는 적어도 약 50미크론인, 연마 물품.
  6. 윗면, 제1 측면, 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를, 그리고 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는, 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하는 연마 물품으로, 이때, 몸체는 적어도 약 40의, 식 [(h1-h2)/(h1/h2)]으로 정의된 정규화된 높이 차를 포함하며, 이때, h1은 h2보다 길고, 몸체는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 바닥면을 포함하며, 이때, 몸체는, 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 더 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 포함하는, 연마 물품.
  7. 각각의 성형된 연마 입자가 몸체의 제1 말단에서 제1 높이(h1)를, 그리고, 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에서 제2 높이(h2)를 가지고 있는 몸체를 가지고 있는, 복수의 개별적인 성형된 연마 입자들을 포함하는 성형된 연마 입자의 샘플을 포함하는 연마 물품으로, h1과 h2는 서로에 대해 상당히 상이하고, 샘플은 적어도 약 20의 높이 변화를 포함하며, 및 몸체는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 바닥면을 포함하며, 이때, 몸체는, 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 더 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 포함하는, 연마 물품.
  8. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 적어도 약 0.04의 프로필 비율을 포함하고, 프로필 비율은 평균 높이 차와 프로필 길이[(h1-h2)/(lp)] 사이의 비율로 정의되는, 연마 물품.
  9. 제8항에 있어서,
    프로필 비율이 약 0.3을 초과하지 않는, 연마 물품.
  10. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 약 5를 초과하지 않는 면적비를 포함하는, 연마 물품.
  11. 제10항에 있어서,
    면적비는 적어도 약 1인, 연마 물품.
  12. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 적어도 약 60미크론의 평균 높이 차를 포함하는, 연마 물품.
  13. 제12항에 있어서,
    평균 높이 차는 약 300미크론을 초과하지 않는, 연마 물품.
  14. 제1항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 약 1° 내지 약 80° 범위 이내인 경사각을 가지고 있고, 경사각은 기저부와, 제1 측면, 제2 측면, 또는 제3측면 중 하나 사이의 각으로 정의되는, 연마 물품.
  15. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 적어도 약 50%의 수직 오리엔테이션 가능성을 포함하는, 연마 물품.
  16. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 길이(l), 폭(w), 및 높이(h)를 포함하고, l>w>h이며, 몸체는 적어도 약 1:1 및 약 10:1을 초과하지 않는 길이:폭의 1차 종횡비를 포함하는, 연마 물품.
  17. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 약 5:1 내지 약 1:3의 범위 내의, 폭:높이의 비율로 정의되는 2차 종횡비를 포함하는, 연마 물품.
  18. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 약 6:1 내지 약 1.5:1의 범위 내의 길이:높이의 비율로 정의되는 3차 종횡비를 포함하는, 연마 물품.
  19. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 제1 말단 및 제1 말단의 반대편의 제2 말단을 포함하고, 제1 말단은 제2 말단의 폭(w2)과 상이한 폭(w1)을 가지고 있는, 연마 물품.
  20. 제1항, 제2항, 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 길이 및 폭으로 정의된 평면에서 보이는, 실질적으로 사다리꼴의 2차원 형상을 포함하는, 연마 물품.
  21. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 윗면의 표면적보다 더 큰 표면적을 가지고 있는 바닥면을 포함하는, 연마 물품.
  22. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 다결정성 물질을 포함하는, 연마 물품.
  23. 제22항에 있어서,
    다결정성 물질은 연마 그레인을 포함하는, 연마 물품.
  24. 제23항에 있어서,
    연마 그레인은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕소화물, 산화질화물, 다이아몬드, 및 이의 조합으로 이루어진 물질들의 군으로부터 선택되는, 연마 물품.
  25. 제23항에 있어서,
    연마 그레인은 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화티타늄, 산화이트륨, 산화크롬, 산화스트론튬, 실리콘 산화물, 및 이의 조합으로 이루어진 산화물 군으로부터 선택되는 산화물을 포함하는, 연마 물품.
  26. 제23항에 있어서,
    연마 그레인은 알루미나를 포함하는, 연마 물품.
  27. 제23항에 있어서,
    연마 그레인은 필수적으로 알루미나로 이루어지는, 연마 물품.
  28. 제23항에 있어서,
    연마 그레인은 약 100미크론을 초과하지 않는 평균 그레인 크기를 나타내는, 연마 물품.
  29. 제23항에 있어서,
    평균 그레인 크기는 약 1미크론을 초과하지 않는, 연마 물품.
  30. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 적어도 약 2가지의 상이한 유형의 연마 그레인을 포함하는 합성물인, 연마 물품.
  31. 제1항, 제2항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는, 타원체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된, 몸체의 길이 및 폭으로 정의된 평면에서 보이는 2차원 형상을 포함하는, 연마 물품.
  32. 제1항, 제2항, 제4항, 제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는, 몸체의 길이 및 폭으로 정의된 평면에서 보이는, 삼각형의 2차원 형상을 포함하는, 연마 물품.
  33. 제1항, 제2항, 제3항, 제4항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    몸체는 적어도 약 40의, 식 [(h1-h2)/(h1/h2)]에 의해 정의된 정규화된 높이 차를 포함하며, 이때, h1이 h2보다 더 큰, 연마 물품.
  34. 제33항에 있어서,
    정규화된 높이 차는 약 200을 초과하지 않는, 연마 물품.
  35. 윗면, 제1 측면, 및 제2 측면 사이의 모서리를 정의하는 몸체의 제1 말단에 제1 높이(h1)를, 그리고 윗면과 제3 측면 사이의 가장자리를 정의하는, 제1 말단의 반대편의 몸체의 제2 말단에 제2 높이(h2)를 가지고 있는 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자를 포함하는 연마 물품으로, 이때, 몸체는 적어도 약 0.04의 프로필 비율을 포함하고, 프로필 비율은 평균 높이 차와 프로필 길이 [(h1-h2)/(lp)] 사이의 비율로서 정의되며, 몸체는 바닥 영역(Ab)을 정의하는 바닥면을 포함하고, 몸체는, 바닥 영역에 수직인 평면의 영역을 정의하고 입자의 중간점을 통과하여 연장되는 횡단면 중간점 영역(Am)을 더 포함하고, 몸체는 약 6을 초과하지 않는 바닥 영역 대 중간점 영역의 면적비(Ab/Am)를 포함하는, 연마 물품.
  36. 제35항에 있어서,
    프로필 비율은 약 0.3을 초과하지 않는, 연마 물품.
  37. 제35항에 있어서,
    몸체는 약 5를 초과하지 않는 면적비를 포함하는, 연마 물품.
  38. 제37항에 있어서,
    면적비는 적어도 약 1인, 연마 물품.
  39. 제35항에 있어서,
    몸체는 적어도 약 50미크론의 평균 높이 차를 포함하는, 연마 물품.
  40. 제39항에 있어서,
    평균 높이 차는 약 300미크론을 초과하지 않는, 연마 물품.
  41. 제35항에 있어서,
    몸체는 약 1° 내지 약 80° 범위 내의 경사각을 가지고 있고, 경사각은 기저부와, 제1 측면, 제2 측면, 또는 제3 측면 중 하나 사이의 각으로 정의되는, 연마 물품.
  42. 제35항에 있어서,
    몸체는 적어도 약 50%의 수직 오리엔테이션 가능성을 포함하는, 연마 물품.
  43. 제35항에 있어서,
    몸체는 길이(l), 폭(w), 및 높이(h)를 포함하고, l>w>h이며, 몸체는 적어도 약 1:1 및 약 10:1을 초과하지 않는 길이:폭의 1차 종횡비를 포함하는, 연마 물품.
  44. 제35항에 있어서,
    몸체는 약 5:1 내지 약 1:3의 범위 내의, 폭:높이의 비율로 정의되는 2차 종횡비를 포함하는, 연마 물품.
  45. 제35항에 있어서,
    몸체는 약 6:1 내지 약 1.5:1의 범위 내의 길이:높이의 비율로 정의되는 3차 종횡비를 포함하는, 연마 물품.
  46. 제35항에 있어서,
    몸체는 제1 말단 및 제1 말단의 반대편의 제2 말단을 포함하고, 제1 말단은 제2 말단의 폭(w2)과 상이한 폭(w1)을 가지고 있는, 연마 물품.
  47. 제35항에 있어서,
    몸체는 길이 및 폭으로 정의된 평면에서 보이는, 실질적으로 사다리꼴의 2차원 형상을 포함하는, 연마 물품.
  48. 제35항에 있어서,
    몸체는 윗면의 표면적보다 더 큰 표면적을 가지고 있는 바닥면을 포함하는, 연마 물품.
  49. 제35항에 있어서,
    몸체는 다결정성 물질을 포함하는, 연마 물품.
  50. 제49항에 있어서,
    다결정성 물질은 연마 그레인을 포함하는, 연마 물품.
  51. 제50항에 있어서,
    연마 그레인은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕소화물, 산화질화물, 다이아몬드, 및 이의 조합으로 이루어진 물질들의 군으로부터 선택되는, 연마 물품.
  52. 제50항에 있어서,
    연마 그레인은 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화티타늄, 산화이트륨, 산화크롬, 산화스트론튬, 실리콘 산화물, 및 이의 조합으로 이루어진 산화물 군으로부터 선택되는 산화물을 포함하는, 연마 물품.
  53. 제50항에 있어서,
    연마 그레인은 알루미나를 포함하는, 연마 물품.
  54. 제50항에 있어서,
    연마 그레인은 필수적으로 알루미나로 이루어지는, 연마 물품.
  55. 제50항에 있어서,
    연마 그레인은 약 100미크론을 초과하지 않는 평균 그레인 크기를 나타내는, 연마 물품.
  56. 제50항에 있어서,
    평균 그레인 크기는 약 1미크론을 초과하지 않는, 연마 물품.
  57. 제35항에 있어서,
    몸체는 적어도 약 2가지의 상이한 유형의 연마 그레인을 포함하는 합성물인, 연마 물품.
  58. 제35항에 있어서,
    몸체는, 타원체, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 문자, 삼각형, 오각형, 육각형, 칠각형, 팔각형, 구각형, 십각형, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된, 몸체의 길이 및 폭으로 정의된 평면에서 보이는 2차원 형상을 포함하는, 연마 물품.
  59. 제35항에 있어서,
    몸체는, 몸체의 길이 및 폭으로 정의된 평면에서 보이는, 삼각형의 2차원 형상을 포함하는, 연마 물품.
  60. 제35항에 있어서,
    몸체는 적어도 약 40의, 식 [(h1-h2)/(h1/h2)]에 의해 정의된 정규화된 높이 차를 포함하며, 이때, h1이 h2보다 더 큰, 연마 물품.
  61. 제60항에 있어서,
    정규화된 높이 차는 약 200을 초과하지 않는, 연마 물품.
  62. 기판 위에 혼합물을 제공하는 단계;
    혼합물을 몸체를 포함하는 성형된 연마 입자로 형성하는 단계를 포함하는, 연마 물품의 형성 방법으로, 이때, 수직 상태에서 입자는 경사진 윗면을 포함하고, 제1 말단에서의 입자의 높이는 제2 말단에서의 입자의 높이와 상당히 상이한, 방법.
  63. 제62항에 있어,
    연마 입자의 경사진 윗면을 텍스쳐링하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  64. 제62항에 있어,
    제공하는 단계는 기판 위에 혼합물을 침착시키는 단계를 포함하는, 방법.
  65. 제62항에 있어서,
    제공하는 단계는 기판 위에 혼합물을 인쇄하는 단계를 포함하는, 방법.
  66. 제65항에 있어서,
    인쇄하는 단계는 스크린 인쇄 공정을 포함하는, 방법.
  67. 제65항에 있어서,
    연마 입자를 형성하는 단계는 경사진 윗면을 주기 위하여 소정의 방식으로 스크린을 리프팅하는 단계를 포함하는, 방법.
  68. 제65항에 있어서,
    스크린을 리프팅하는 단계는 기판의 평면에 대해 소정의 각도로 스크린을 리프팅하는 단계를 포함하는, 방법.
  69. 제65항에 있어서,
    스크린을 리프팅하는 단계는 경사진 윗면을 형성하기 위하여 스크린을 비트는 단계를 포함하는, 방법.
  70. 제62항에 있어서,
    형성하는 단계는 롤링, 스탬핑, 펀칭, 스와이핑, 블레이딩, 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법을 포함하는, 방법.
  71. 제62항에 있어서,
    기판은 침착 영역에 대해 옮겨지고, 침착 영역에서 혼합물은 기판 위에 위치되는, 방법.
  72. 제62항에 있어서,
    혼합물은 연마 전구체를 포함하는, 방법.
  73. 제62항에 있어서,
    형성하는 단계 이후에 연마 입자를 처리하는 단계를 더 포함하는 방법으로, 이때, 처리하는 단계는 건조, 가열, 경화, 반응, 방열, 혼합, 스터링(stirring), 교반(agitating), 평탄화, 소성, 소결, 분쇄, 체질, 및 이의 조합으로 이루어진 공정들의 군으로부터 선택된 공정을 포함하는, 방법.
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