KR20150005941A - 연마 입자, 연마 입자를 제조하는 방법, 및 연마 용품 - Google Patents

연마 입자, 연마 입자를 제조하는 방법, 및 연마 용품 Download PDF

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Abstract

성형된 세라믹 연마 입자는 적어도 제1 및 제2 에지를 포함한 주연부를 갖는 제1 표면을 포함한다. 주연부의 제1 영역은 제2 에지를 포함하고, 제1 및 제2 내부 예각을 형성하는 2개의 모서리에서 내측으로 연장되고 말단을 이룬다. 주연부는 내부 예각을 형성하는 최대 4개의 모서리를 갖는다. 제2 표면은 제1 표면과 마주보게 배열되고 이와 접촉하지 않는다. 주변 표면은 제1 및 제2 표면들 사이에 배열되고 이를 연결한다. 주변 표면은 제1 소정의 형상을 갖는다. 성형된 세라믹 연마 입자, 및 이들을 포함하는 연마 용품을 제조하는 방법도 또한 개시된다.

Description

연마 입자, 연마 입자를 제조하는 방법, 및 연마 용품{ABRASIVE PARTICLES, METHOD OF MAKING ABRASIVE PARTICLES, AND ABRASIVE ARTICLES}
본 개시는 대략적으로 연마 입자, 연마 용품, 및 이를 사용하고 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근에, 성형된 세라믹 연마 입자를 수득하기 위해 졸-겔의 몰딩, 건조, 및 건조된 졸-겔을 소결함으로써 제조된 성형된 연마 입자는 연마재 산업에서 인기를 얻고 있다. 다이아몬드 선삭 기술이 통상 적합한 몰드, 특히, 미세한 등급의 연마 입자를 제조하는 것들을 만들기 위해 사용되지만 제조될 수 있는 몰드 공동의 형상에 있어서 제한된다.
본 발명의 발명자는 성형된 세라믹 연마 입자의 주변 모서리에 형성된 각도를 감소시킴으로써 향상된 연마 특성이 구현될 수 있는 것을 발견했다.
일반적으로 성형된 연마 입자는 불규칙하게 파쇄된 연마 입자보다 뛰어난 성능을 가질 수 있다. 연마 입자의 형상을 제어하면 연마 용품의 최종 성능을 제어할 수 있다. 발명자는 성형된 연마 입자의 하나 이상의 에지를 내측으로 연장되도록 만듦으로써 인접한 모서리들이 전형적으로 날카로워지고, 이에 따라 연마 성능의 예상치 못한 향상을 야기하는 것을 발견했다.
일 양태에서 본 개시는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 상기 성형된 세라믹 연마 입자는:
적어도 제1 및 제2 에지를 포함하는 주연부를 갖는 제1 표면 - 주연부의 제1 영역은 제1 및 제2 내부 예각을 형성하는 2개의 모서리에서 말단을 이루고 내측으로 연장되고 제2 에지를 포함하며 주연부는 내부 예각을 형성하는 최대 4개의 모서리를 가짐 -;
제1 표면과 접촉하지 않고 이에 마주보는 제2 표면; 및
제1 및 제2 표면들을 연결하고 이 표면들 사이에 배치된 주변 표면 - 주변 표면은 제1 에지에서 주연부와 접촉하는 제1 벽을 포함하고 주변 표면은 제2 에지에서 주연부와 접촉하는 제2 벽을 포함하고 주변 표면은 제1 소정의 형상을 가짐 - 을 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 개시는 복수의 연마 입자를 제공하는데, 상기 복수의 연마 입자는 수치를 기초로 본 개시에 따른 성형된 세라믹 연마 입자의 적어도 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 또는 심지어 99%를 포함한다.
본 개시에 따르는 연마 입자는 예를 들어, 연마 용품의 제조 및 사용에 유용하다.
또 다른 양태에서, 본 개시는 결합제 내에 보유된 본 개시에 따른 성형된 세라믹 연마 입자를 포함하는 연마 용품을 제공한다.
본 발명의 발명자는 또한 본 개시에 따른 성형된 세라믹 연마 입자(미세 등급을 포함함)의 제조를 가능하게 하는 방법을 개발하였다.
따라서, 또 다른 양태에서, 본 개시는 성형된 세라믹 연마 입자를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은
a) 몰드 공동을 형성하는 몰드를 제공하는 단계 - 몰드 공동은 주연부에 의해 형성된 외부 개구를 가지며, 주연부는 적어도 제1 및 제2 에지를 포함하고, 주연부의 제1 영역은 제2 에지를 포함하고 제1 및 제2 내부 예각을 형성하는 2개의 모서리에서 말단을 이루고 내측으로 연장되며 제2 에지를 포함하고, 주연부는 내부 예각을 형성하는 최대 4개의 모서리를 가지며 몰드 공동은 제2 에지에서 주연부와 교차하는 제2 몰드 벽 및 제1 에지에서 주연부와 교차하는 제1 몰드 벽을 포함하는 주변 몰드 표면에 의해 횡방향으로 구획됨 -;
b) 몰드 공동 내에 세라믹 전구체 재료를 배치하는 단계;
c) 몰드 공동 내에 배치된 세라믹 전구체 재료를 성형된 세라믹 전구체 입자로 변환하는 단계; 및
d) 성형된 세라믹 전구체 입자를 성형된 세라믹 연마 입자로 변환하는 단계를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 방법은 단계 d) 이전에 몰드로부터 성형된 세라믹 전구체 입자를 분리하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 실시 형태에서, 단계 d)는 성형된 세라믹 전구체 입자를 소결하는 단계를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 단계 d)는 성형된 세라믹 전구체 입자를 하소하여 하소되고 성형된 세라믹 전구체 입자를 제공하는 단계, 및 하소되고 성형된 세라믹 전구체 입자를 소결하는 단계를 포함한다.
하기 정의가 본 명세서 및 특허청구범위 전체에 걸쳐 적용된다.
용어 "각"은 예를 들어, 도 6a 내지 도 6d에 관해 하기에서 정의된다.
용어 "하소"는 전형적으로 소결을 위해 사용되는 온도 조건보다 더 낮은 온도 조건에서 가열에 의해 세라믹 전구체로부터 휘발성 물질(예를 들어, 자유수)을 제거하는 것을 지칭한다.
용어 "세라믹 연마 입자"는 세라믹 재료를 포함하는 연마 입자를 지칭한다.
용어 "모서리"는 2개의 수렴하는 선 또는 에지가 만남으로써 형성되는 부위, 위치, 또는 각을 지칭한다. 모서리는 예를 들어, 포인트 또는 에지와 같이 날카로울 수 있다. 모서리는 또한 인접한 선들 또는 면들을 연결하는 일반적으로 둥근 영역일 수 있다.
용어 "구배각"은 몰드 공동의 개구가 이의 기저보다 더 넓도록 몰드 공동의 벽 내로 통합된 테이퍼의 각을 지칭한다. 이제, 몰드(100) 및 몰드 공동(105)의 단면을 도시하는 도 1을 참조하면, 구배각(μ)은 몰드 벽(130)과 몰드 기저(150) 사이의 각도이다. 구배각은 주변 표면의 측면과 제1 및 제2 표면의 상대적인 크기를 변화시키기 위해 변경될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 형태에서, 구배각(μ)은 90° 또는 약 95° 내지 약 130°의 범위, 약 95° 내지 약 125°의 범위, 약 95° 내지 약 120°의 범위, 약 95° 내지 약 115°의 범위, 약 95° 내지 약 110°의 범위, 약 95° 내지 약 105°의 범위, 또는 약 95° 내지 약 100°의 범위일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "구배각"은 또한 이를 제조하기 위하여 사용된 몰드의 구배각에 대응하는 몰딩된 몸체의 벽의 테이퍼 각을 지칭한다. 예를 들어, 도 3에서 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자(300)의 구배각은 제2 표면(370)과 벽(384) 사이의 각도일 수 있다.
용어 "면"은 예를 들어, 제조 중에 발생되는 바와 같이 작은 결함을 포함할 수 있는 실질적으로 평면형 표면을 지칭한다.
용어 "내각"은 주연부의 2개의 인접한 에지에 의해 형성되는, 주연부 내에서의 각도를 지칭한다.
용어 "길이"는 대상물의 최대 치수를 따라 대상물의 최대 크기를 지칭한다.
용어 "주 표면"은 참조된 대상물 내에서 표면의 적어도 절반보다 큰 표면을 지칭한다.
용어 "주연부"는 평면형 표면, 또는 비-평면형 표면일 수 있는 표면의 닫힌 경계를 지칭한다.
용어 "소정의 형상"은 세라믹 연마 입자를 제조하는 중에 사용된 몰드 공동으로부터 복제되는 형상을 의미한다. 용어 "소정의 형상"은 기계적 분쇄 작업에 의해 형성되는 불규칙적인 형상은 제외된다.
용어 "소결"은 세라믹 전구체 재료의 가열에 따라 세라믹 전구체 재료가 대응 세라믹 재료로 실질적으로 변환을 겪는 공정을 지칭한다.
용어 "두께"는 길이 및 폭에 둘 모두에 대해 직교하는 치수를 따른 어떠한 것의 최대 크기를 지칭한다.
용어 "폭"은 길이에 대해 직교하는 치수를 따른 어떠한 것의 최대 크기를 지칭한다.
본 발명의 특징 및 이점이 상세한 설명 뿐만 아니라 첨부된 특허청구범위를 고려할 때 추가로 이해될 것이다.
<도 1>
도 1은 구배각을 측정하기 위한 방식을 나타내는, 예시적인 몰드의 도식적 단면 에지도.
<도 2>
도 2는 본 개시에 따른 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자의 도식적 사시도.
<도 3>
도 3은 본 개시에 따른 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자의 도식적 사시도.
<도 4>
도 4는 본 개시에 따른 또 다른 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자의 도식적 사시도.
<도 5a 내지 도 5c>
도 5a 내지 도 5c는 본 개시에 따른 다른 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자의 도식적 상면도.
<도 6a 내지 도 6d>
도 6a 내지 도 6d는 다양한 모서리의 각도를 계산하는 방식을 나타내는, 다양한 모서리의 도식적 상면도.
<도 7>
도 7은 본 개시에 따른 성형된 세라믹 연마 입자를 제조하는데 유용한 예시적인 몰드의 도식적 절단 사시도.
<도 8>
도 8은 본 개시에 따른 예시적인 코팅된 연마 용품의 단면 에지도.
<도 9>
도 9는 본 개시에 따른 접합된 연마 용품의 사시도.
<도 10>
도 10은 본 개시에 따른 부직포 연마 용품의 확대된 측면도.
<도 11>
도 11은 성형된 세라믹 연마 입자(SAP1)의 현미경 사진.
<도 12>
도 12는 98°의 구배각을 이용하여 미국 특허 출원 제2010/0146867호(보덴(Boden) 등)의 문장 [0128]의 개시에 따라 제조된 성형된 알루미나 연마 입자(SAPA)의 현미경 사진.
<도 13 및 도 14>
도 13 및 도 14는 실시예 1 및 비교예 A 및 B의 연마 디스크에 대한 절삭 속도와 누적 절삭량을 비교하는 도표.
<도 15>
도 15는 성형된 세라믹 연마 입자(SAP2)의 현미경 사진.
<도 16>
도 16은 성형된 세라믹 연마 입자(SAP3)의 현미경 사진.
<도 17>
도 17은 1045 탄소강 상에서 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 및 비교예 C로부터의 입자로 제조된 디스크의 성능을 비교하는 도표.
<도 18>
도 18은 304 스테인리스 스틸을 연마하기 위해 사용될 때 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6, 및 비교예 D의 디스크의 성능을 비교하는 도표.
<도 19>
도 19는 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6, 및 비교예 D의 디스크의 성능을 비교하는 도표.
<도 20a>
도 20a는 미국 특허 제8,142,531호(알데프리스(Adefris) 등)에 따라 제조된 성형된 알루미나 연마 입자(SAPB)의 현미경 사진.
<도 20b>
도 20b는 성형된 세라믹 연마 입자(SAP4)의 현미경 사진.
<도 21>
도 21은 실시예 7, 비교예 E 및 비교예 F의 디스크의 성능을 비교하는 도표.
<도 22 및 도 23>
도 22 및 도 23은 1045 탄소강 및 304 스테인리스 스틸을 각각 연마하기 위하여 사용될 때 실시예 8 및 비교예 G의 디스크의 성능을 비교하는 도표.
전술된 도면이 본 발명의 여러 예시적인 실시 형태들을 설명하지만, 예를 들어 논의에서 언급되는 바와 같은 다른 실시 형태들이 또한 고려된다. 모든 경우에, 본 발명은 대표적인 것으로서, 그리고 제한적인 것이 아닌 것으로서 제시된다. 본 발명의 원리의 범주 및 사상에 속하는 많은 다른 변형 및 실시예들이 당업자에 의해 창안될 수 있음을 이해하여야 한다. 도면은 일정한 비율로 그려지지 않을 수 있다. 도면 전체에 걸쳐, 유사한 부분을 나타내기 위해 유사한 도면부호가 사용될 수 있다.
(발명의 상세한 설명)
이제 도 2를 참조하면, 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자(200)는 주연부(220)를 갖는 제1 표면(210)을 포함한다. 제2 표면(270)은 제1 표면(210)과 마주보고 이와 접촉하지 않는다. 주변 표면(280)은 소정의 형상을 가지며 제1 및 제2 주 표면(210, 270)들 사이에 배열되고 이 표면들을 연결한다. 주연부(220)는 제1 및 제2 에지(230, 232)를 포함한다. 주변 표면(280)은 제1 및 제2 벽(282, 284)을 포함한다. 제1 및 제2 에지(230, 232)는 각각 주연부(220)와 제1 및 제2 벽(282, 284)의 교차를 나타낸다. 주연부(220)의 제1 영역(290)은 제1 에지(230)를 포함하고, 각각의 내부 예각(260, 262)을 형성하는 제1 및 제2 모서리(250, 252)에서 내측으로 연장되고 말단을 이룬다.
일부 실시 형태에서, 본 개시에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자의 내측으로 연장되는 영역은 최대 깊이에 대해 대응하는 성형된 세라믹 연마 입자의 최대 치수의 적어도 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 또는 심지어 60%인 최대 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 최대 깊이(215)에 대응하는 최대 치수(218)가 도시된다. 유사하게, 도 3에서, 최대 치수(318)는 최대 깊이(315)에 대응한다.
도 2에 도시된 실시 형태에서, 제1 표면(210)은 이를 형성하기 위해 사용되는 몰드 공동의 기저에 대응하는 제1 소정의 형상을 갖는다. 그러나, 2개의 마주보는 개구를 갖는 몰드가 사용되는 경우(예를 들어, 천공된 플레이트의 경우와 같이), 제1 또는 제2 주 표면 어느 것도 소정의 형상을 갖지 않을 수 있는 동시에 주변 표면도 그럴 것이다.
일부 실시 형태에서, 본 개시에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자는 3개 이상의 벽을 포함하는 주변 표면을 갖는다. 이제 도 3을 참조하면, 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자(300)는 주연부(320)를 갖는 제1 표면(310)을 포함한다. 주연부(320)는 제1, 제2, 및 제3 에지(330, 332, 334)를 포함한다. 제1 에지(330)는 오목형 단조 곡선(concave monotonic curve)이며, 반면에 제2 및 제3 에지(332, 334)는 실질적으로 직선형 에지이다. 제2 표면(370)은 제1 주 표면(310)과 마주보고 이와 접촉하지 않는다. 주변 표면(380)은 소정의 형상을 가지며 제1 및 제2 표면(310, 370)들 사이에 배열되고 이 표면들을 연결한다. 주변 표면(380)은 제1, 제2, 및 제3 벽(382, 384, 386)을 포함한다. 제1, 제2 및 제3 에지(330, 332, 334)는 각각 주연부(320)와 제1, 제2 및 제3 벽(382, 384, 386)의 교차를 나타낸다. 주연부(320)의 제1 영역(390)은 내측으로 연장되는 제1 에지(330)를 포함하고, 각각의 제1 및 제2 내부 예각(360, 362)을 형성하는 제1 및 제2 모서리(350, 352)에서 말단을 이룬다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 주연부의 제1 영역은 단일의 곡선형이고 내측으로 연장되는 에지를 포함할 수 있지만 또한 주연부의 제1 영역이 다수의 에지(예를 들어, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개의 에지, 또는 이를 초과)를 포함할 수 있는 것으로 고려된다.
이제, 도 4를 참조하면, 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자(400)는 주연부(420)를 갖는 제1 표면(410)을 포함한다. 주연부(420)는 제1, 제2, 제3 및 제4의 실질적으로 직선형의 에지(430, 432, 434, 436)를 포함한다. 제2 표면(470)은 제1 표면(410)과 마주보고 이와 접촉하지 않는다. 주변 표면(480)은 제1, 제2, 제3, 및 제4 벽(482, 484, 486, 488)을 포함한다. 주변 표면(480)은 소정의 형상을 가지며, 제1 및 제2 주 표면(410, 470)들 사이에 배열되고 이 표면들을 연결한다. 제1, 제2, 제3 및 제4 에지(430, 432, 434, 436)는 각각 주연부(420)와 제1, 제2, 제3 및 제4 벽(482, 484, 486, 488)의 교차를 나타낸다. 주연부(420)의 제1 영역(490)은 내측으로 연장되고, 제1 에지(430) 및 제4 에지(436)를 포함한다. 제1 영역(490)은 각각의 제1 및 제2 내부 예각(460, 462)을 형성하는 제1 및 제2 모서리(450, 452)에서 말단을 이룬다.
도 3 및 도 4에는 화살촉-형상인 주연부를 갖는 성형된 세라믹 연마 입자가 도시된다. 게다가, 일부 실시 형태에서, 성형된 세라믹 연마 입자는 자체로 화살촉-형상으로 형성될 수 있다.
일부 실시 형태에서, 주연부의 하나 초과의 영역 및/또는 에지가 내측으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 이제 도 5a를 참조하면, 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자(500a)는 뾰족한 모서리(550a, 552a, 554a)들 중 2개의 모서리에서 각각 말단을 이루고 에지(530a, 532a)에 의해 형성된 2개의 내측으로 연장된 영역(590a, 592a)을 포함한, 제1 표면(510a)의 주연부(520a)를 갖는다. 이제 도 5b를 참조하면, 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자(500b)는 뾰족한 모서리(550b, 552b, 554b)들 중 2개의 모서리에서 각각 말단을 이루고 에지(530b, 532b, 534b)에 의해 형성된 3개의 내측으로 연장된 영역(590b, 592b, 594b)을 포함한, 제1 표면(510b)의 주연부(520b)를 갖는다. 게다가, 이제 도 5c를 참조하면, 제1 표면(510c)의 예시적인 성형된 세라믹 연마 입자(500c)는 내부 예각(도시되지 않음)을 형성하는 2개의 모서리(550c, 552c, 554c, 556c)에서 각각 말단을 이루고 에지(530c, 532c, 534c, 536c)에 의해 형성된 4개의 내측으로 연장된 영역(590c, 592c, 594c, 596c)을 포함한, 주연부(520c)를 갖는다.
의미상, 임의의 내측으로 연장되는 영역을 제외하고, 제1 주 표면의 주연부는 외측으로 연장된다. 예를 들어, 주연부는 1개, 2개, 3개, 또는 4개의 내측으로 연장되는 영역을 제외하고 외측으로 연장될 수 있다. 주연부의 내측으로 연장되는 영역(들)은 예를 들어, 단일의 곡선형 에지(들)(예를 들어, 단조 곡선형 에지(들)), 또는 다수의 곡선형 또는 실질적으로 직선형(예를 들어, 선형) 에지, 또는 곡선형 및 실질적으로 직선형 에지들의 조합을 포함할 수 있다.
전형적으로, 본 개시에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자는 필요 조건은 아닐지라도 이의 길이 및/또는 폭보다 실질적으로 작은 두께를 갖는다. 예를 들어, 성형된 세라믹 연마 입자의 두께는 이의 길이 및/또는 폭의 1/3, 1/5, 또는 1/10 이하일 수 있다.
일반적으로, 제1 및 제2 표면은 실질적으로 평행하거나, 또는 심지어 평행할지라도, 이는 필요조건은 아니다. 예를 들어, 건조로 인한 불규칙적인 편차(random deviation)는 제1 및 제2 주 표면들 중 하나 또는 둘 모두를 비-평면형으로 만들 수 있다. 게다가, 제1 및/또는 제2 주 표면은 예를 들어, 미국 특허출원 제2010/0146867 A1호(보덴(Boden) 등)에 기재된 바와 같이 이 내에 형성된 평행한 요홈들을 가질 수 있다.
본 개시에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자는 세라믹 재료를 포함한다. 일부 실시 형태에서, 성형된 세라믹 연마 입자는 본질적으로 세라믹 재료로 구성될 수 있거나 또는 이들이 비-세라믹 상(예를 들어, 유리-세라믹과 같이)을 포함할 수 있을지라도 세라믹 재료로 구성될 수 있다. 적합한 세라믹 재료의 예에는 알파 알루미나, 용융 알루미나-지르코니아, 및 용융 산화질화물이 포함된다. 본 개시에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자 내에서 사용하기에 적합한 졸-겔 유도 세라믹 재료에 관한 추가 세부사항은 예를 들어, 미국 특허 제4,314,827호(레이티져(Leitheiser) 등); 미국 특허 제4,518,397호(레이티져 등); 미국 특허 제4,623,364호(코트링거(Cottringer) 등); 미국 특허 제4,744,802호(슈바벨(Schwabel)); 미국 특허 제4,770,671호(몬로(Monroe) 등); 미국 특허 제4,881,951호(우드(Wood) 등); 미국 특허 제4,960,441호(펠로우(Pellow) 등); 미국 특허 제5,139,978호(우드); 미국 특허 제5,201,916호(버그(Berg) 등); 미국 특허 제5,366,523호(로웬호스트(Rowenhorst) 등); 미국 특허 제5,429,647호(라미(Larmie)); 미국 특허 제5,547,479호(콘웰(Conwell) 등); 미국 특허 제5,498,269호(라미); 미국 특허 제5,551,963호(라미); 미국 특허 제5,725,162호(가그(Garg) 등), 및 미국 특허 제6,054,093호(토레(Torre) 등)에서 찾을 수 있다.
성형된 세라믹 연마 입자를 제조하기 위하여 사용된 몰드로부터 제거를 돕고 전형적으로는 연마 응용에서 성능을 증가시키기 위하여, 본 개시에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자는 예를 들어, 미국 특허 출원 제2010/0151196 A1호(아데프리스(Adefris) 등)에 기재된 바와 같이 몰드의 구배각(draft angle)에 대응하도록 테이퍼질 수 있다. 다른 실시 형태에서, 주변 표면은 테이퍼지지 않을 수 있고(즉, 수직일 수 있음), 및/또는 제1 및 제2 표면은 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다.
일부 실시 형태에서, 주연부의 하나 또는 양 인접한 에지와 내측으로 연장되는 영역 사이에 형성된 내각은 예를 들어, 단일의 직선 세그먼트 또는 볼록한 에지로 내측으로 연장되는 영역이 대체되는 경우에서보다 작다. 예를 들어, 정삼각형의 경우에 모든 모서리는 60°의 내각을 갖는 반면 본 개시의 일 실시 형태에 따른 삼각형의 에지들 중 하나의 에지를 대체하는 오목한 에지를 갖는 대응 형상의 경우, 내측으로 연장되는 영역에 인접한 2개의 모서리의 내각이 실질적으로 감소될 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 삼각형의 성형된 세라믹 연마 입자의 경우에, 내각은 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 또는 30° 내지 최대 35°, 40°, 45°, 50°, 또는 55°, 또는 40° 내지 55°의 범위일 수 있다. 일부 실시 형태에서, 내각은 다른 값이 또한 가능할지라도 35° 내지 55°, 40° 내지 55°, 또는 심지어 45° 내지 55°의 범위일 수 있다. 유사하게, 삼각형의 에지들 중 2개(또는 3개)가 내측으로 연장되는 곡선형 에지로 대체되는 경우, 이들의 인접한 모서리의 내각은 동일한 범위에 있을 수 있거나 또는 심지어 이보다 더 작을 수 있다. 내각 값이 더 커질 수 있을지라도, 4개 이상의 에지를 갖는 주연부의 경우 동일한 경향이 발생된다.
주연부의 모서리의 내각(θ)을 측정하기 위하여, 내측으로 연장되는 영역에 대한 변곡점을 지나지 않는 모서리에 대해 이의 가장 근접한 지점에서 모서리를 형성하는 각각의 에지의 접선(T1, T2)들 사이에 형성된 각도를 취한다. 직선형 에지를 교차하는 경우(예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이), 접선(T1a 및 T2a)은 에지들 그 자체와 동일한 기울기를 가지며, 내각은 용이하게 측정될 수 있다. 하나 또는 둘 모두의 에지가 단조롭게 내측으로 연장되는 곡선인 경우(예를 들어, 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이), 게다가 접선(각각 T1b 및 T2b 또는 T1c 및 T2c) 각각은 곡선형 에지(들)를 따라 모서리에 접근함으로써 쉽사리 측정될 수 있다. 그러나, 모서리가 둥글거나 또는 이와는 달리 변형되는 경우(예를 들어, 도 6d에 도시된 바와 같이), 모서리의 내각의 측정은 더욱 큰 문제가 될 수 있다. 따라서, 이러한 경우, 접선(T1d 및 T2d)은 이 접선이 도 6d에서 P1 및 P2로 도시된 모서리에 근접한 변곡점(존재하는 경우)에 접근함에 따라 각각의 인접한 에지의 접선을 측정함으로써 결정되어야 한다.
본 개시에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자는 전형적으로 본 개시의 성형된 세라믹 연마 입자, 다른 성형된 연마 입자 및/또는 분쇄된 연마 입자를 포함할 수 있는 복수의 입자로서 사용된다. 예를 들어, 본 개시에 따르는 복수의 연마 입자는 수치를 기초로 본 명세서에 기재된 성형된 세라믹 연마 입자의 적어도 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 또는 심지어 99%, 또는 이 초과의 %를 포함할 수 있다. 성형된 세라믹 연마 입자는 일부 실시 형태에서 크기 및/또는 형상의 조합을 이용하는 것이 유용할 수 있을지라도 동일한 공칭 크기 및 형상을 가질 수 있다.
전형적으로, 본 개시에 따른 성형된 세라믹 연마 입자는 다른 크기가 사용될 수 있을지라도 비교적 작은 최대 입자 치수: 예를 들어, 약 1 센티미터(cm) 미만, 5 밀리미터(mm) 미만, 2 mm 미만, 1 mm 미만, 200 마이크로미터 미만, 100 마이크로미터 미만, 50 마이크로미터 미만, 20 마이크로미터 미만, 10 마이크로미터 미만, 또는 심지어 5 마이크로미터 미만을 갖는다.
본 개시에서 언급되는 임의의 연마 입자는 연마재 산업 승인 특정 공칭 등급에 따라 크기가 형성될 수 있다. 예시적인 연마 산업 공인 등급 표준은 ANSI(미국 표준 협회(American National Standards Institute)), FEPA(유럽 연마제 생산자 연합(Federation of European Producers of Abrasives)), 및 JIS(일본 산업 표준(Japanese Industrial Standard))에 의해 공표된 것들을 포함한다. 이러한 산업계 승인 등급 표준은, 예를 들어 ANSI 4, ANSI 6, ANSI 8, ANSI 16, ANSI 24, ANSI 30, ANSI 36, ANSI 40, ANSI 50, ANSI 60, ANSI 80, ANSI 100, ANSI 120, ANSI 150, ANSI 180, ANSI 220, ANSI 240, ANSI 280, ANSI 320, ANSI 360, ANSI 400, 및 ANSI 600; FEPA P8, FEPA P12, FEPA P16, FEPA P24, FEPA P30, FEPA P36, FEPA P40, FEPA P50, FEPA P60, FEPA P80, FEPA P100, FEPA P120, FEPA P150, FEPA P180, FEPA P220, FEPA P320, FEPA P400, FEPA P500, FEPA P600, FEPA P800, FEPA P1000, 및 FEPA P1200; 및 JIS 8, JIS 12, JIS 16, JIS 24, JIS 36, JIS 46, JIS 54, JIS 60, JIS 80, JIS 100, JIS 150, JIS 180, JIS 220, JIS 240, JIS 280, JIS 320, JIS 360, JIS 400, JIS 400, JIS 600, JIS 800, JIS 1000, JIS 1500, JIS 2500, JIS 4000, JIS 6000, JIS 8000, 및 JIS 10,000을 포함한다. 더욱 전형적으로는, 성형된 세라믹 연마 입자는 독립적으로 ANSI 60 및 80 또는 FEPA P60 및 P80 등급 표준으로 크기가 형성된다.
용어 "연마재 산업 승인 특정 공칭 등급"은 또한 연마재 산업 승인 특정 공칭 선별 등급을 포함한다. 예를 들어, 특정 공칭 선별 등급은 ASTM E-11-09 "시험 목적용 쇠그물 및 체를 위한 표준 사양"에 따른 미국 표준 시험용 체를 사용할 수 있다. ASTM E-11-09는 지정된 입자 크기에 따른 재료의 분류를 위해 프레임에 장착되는 짜여진 쇠그물 매체를 사용하여 시험용 체의 설계 및 구성을 위한 요건을 규정하고 있다. 전형적인 명칭은 -18+20으로 나타낼 수 있는데, 이는 성형된 세라믹 연마 입자가 18번 체에 관한 ASTM E11-09 "짜여진 시험용 쇠그물 및 시험용 체를 위한 표준 사양"를 만족시키는 시험용 체를 통과하고 20번 체에 관한 ASTM E11-09 사양을 만족시키는 시험용 체에 걸려서 유지된다는 것을 의미한다. 일 실시 형태에서, 성형된 세라믹 연마 입자는 적어도 90%의 입자가 18 메시 시험용 체를 통과하고 20, 25, 30, 35, 40, 45, 또는 50 메시 시험용 체에 걸려서 유지될 수 있게 하는 입자 크기를 갖는다. 다양한 실시 형태에서, 성형된 세라믹 연마 입자들은 하기를 포함하는 공칭 선별 등급을 가질 수 있다: -18+20, -20/+25, -25+30, -30+35, -35+40, 5 -40+45, -45+50, -50+60, -60+70, -70/+80, -80+100, -100+120, -120+140, -140+170, -170+200, -200+230, -230+270, -270+325, -325+400, -400+450, -450+500, 또는 -500+635.
일부 실시 형태에서, 성형된 세라믹 연마 입자는 다단계 공정에 따라 제조될 수 있다. 공정은 세라믹 전구체 분산액(예를 들어, 세라믹 전구체 재료를 포함하는 분산액(예를 들어, 졸-겔))을 사용하여 수행될 수 있다.
간략하게는, 방법은 대응 세라믹으로 변환될 수 있는 시드형 또는 비시드형 세라믹 전구체 분산액(예를 들어, 알파 알루미나로 변환될 수 있는 베마이트 졸-겔)을 제조하는 단계; 세라믹 전구체 분산액으로 성형된 연마 입자의 원하는 외부 형상을 갖는 하나 이상의 몰드 공동을 충전하는 단계; 세라믹 전구체 분산액을 건조시켜 성형된 세라믹 전구체 입자를 형성하는 단계; 성형된 세라믹 전구체 입자를 몰드 공동으로부터 제거하는 단계; 성형된 세라믹 전구체 입자를 하소시켜 하소되고 성형된 세라믹 전구체 입자를 형성하는 단계, 및 그 후 하소되고 성형된 세라믹 전구체 입자를 소결시켜 성형된 세라믹 연마 입자를 형성하는 단계를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 하소 단계는 생략되고 성형된 세라믹 전구체 입자는 몰드로부터 제거된 바로 직후에 소결된다. 일부 실시 형태에서, 몰드는 하소 또는 소결 동안에 소성되는 희생 재료(예를 들어, 폴리올레핀 재료)로 제조될 수 있으며, 이에 따라 처리 중에 몰드로부터 세라믹 전구체 입자를 분리하는 것이 배제된다.
공정이 이제 알파-알루미나-함유 성형된 세라믹 연마 입자에 관해 더욱 상세히 기재될 것이다.
제1 공정 단계는 세라믹 재료로 변환될 수 있는 세라믹 전구체 재료의 시드형 또는 비-시드형 분산액(즉, 세라믹 전구체 분산액)을 제공하는 것을 수반한다. 세라믹 전구체 분산액은 대개 휘발성 액체 성분을 포함한다. 일 실시 형태에서, 휘발성 액체 성분은 물이다. 세라믹 전구체 분산액은 몰드 공동을 충전하고 몰드 표면을 복제할 수 있도록 분산액의 점도를 충분히 낮게 하기 위해 충분한 양의 액체를 포함하지만, 나중에 액체를 몰드 공동으로부터 제거하는 것이 엄청나게 비싸지게 할 정도로 많은 액체를 포함해서는 안된다. 일 실시 형태에서, 세라믹 전구체 분산액은 산화알루미늄 1수화물(베마이트) 또는 또 다른 알루미나 전구체의 입자와 같이 세라믹으로 변환될 수 있는 2 중량% 내지 90 중량%의 입자와, 적어도 10 중량% 내지 98 중량%, 또는, 50 중량% 내지 70 중량%, 또는 50 중량% 내지 60 중량%의 물과 같은 휘발성 성분을 포함한다. 역으로, 세라믹 전구체 분산액은 일부 실시 형태에서 30 중량% 내지 50 중량%, 또는 40 중량% 내지 50 중량%의 고체를 함유한다.
유용한 세라믹 전구체 분산액의 예에는 지르코늄 산화물 졸, 바나듐 산화물 졸, 세륨 산화물 졸, 알루미늄 산화물 졸, 및 이의 조합이 포함된다. 유용한 알루미늄 산화물 분산액은 예를 들어, 베마이트 분산액 및 다른 알루미늄 산화물 하이드레이트 분산액을 포함한다. 베마이트는 공지의 기술에 의해 제조될 수 있거나 또는 상용입수될 수 있다. 상용입수가능한 베마이트의 예에는 둘 모두 사솔 노스 어메리카, 인코포레이티드(Sasol North America, Inc)로부터 입수가능한 상표명 "디스페랄(DISPERAL)" 및 "디스팔(DISPAL)" 또는 바스프 코포레이션(BASF Corporation)으로부터 입수가능한 상표명 "하이큐(HIQ)-40"을 갖는 제품이 포함된다. 이들 산화알루미늄 1수화물은 비교적 순수한데, 즉 이들은 1수화물 이외에 조금이라도 있다면 비교적 작은 수화물 상을 포함하며 큰 표면적을 갖는다.
생성되는 성형된 세라믹 연마 입자의 물리적 특성은 일반적으로 세라믹 전구체 분산액에 사용되는 재료의 유형에 따라 좌우될 것이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "겔"은 액체 속에 분산된 고체의 삼차원 그물눈 구조이다.
세라믹 전구체 분산액은 개질 첨가제 또는 개질 첨가제의 전구체를 함유할 수 있다. 개질 첨가제는 연마 입자의 일부 바람직한 특성을 향상시키거나 후속 소결 단계의 효과를 증대시키는 기능을 할 수 있다. 개질 첨가제 또는 개질 첨가제의 전구체는 가용성 염의 형태, 전형적으로는 수용성 염의 형태일 수 있다. 이들은 전형적으로 금속-함유 화합물로 구성되며, 마그네슘, 아연, 철, 규소, 코발트, 니켈, 지르코늄, 하프늄, 크롬, 이트륨, 프라세오디뮴, 사마륨, 이테르븀, 네오디뮴, 란탄, 가돌리늄, 세륨, 디스프로슘, 에르븀, 티타늄, 및 이의 혼합물의 산화물의 전구체가 될 수 있다. 세라믹 전구체 분산액에 존재할 수 있는 이들 첨가제의 구체적인 농도는 당업자에 따라서 달라질 수 있다.
전형적으로, 개질 첨가제 또는 개질 첨가제의 전구체를 도입하면 세라믹 전구체 분산액이 겔로 될 것이다. 또한 세라믹 전구체 분산액은 일정 기간에 걸친 열의 적용에 의해 겔로 유도되어 증발을 통해 분산액 내의 액체 함량이 감소될 수 있다. 세라믹 전구체 분산액은 또한 핵형성제를 함유할 수 있다. 본 개시에 적합한 핵형성제는 변환의 핵이 될 알파 알루미나, 알파 산화철 또는 그의 전구체, 산화티타늄 및 티탄산염, 산화크롬, 또는 임의의 다른 재료의 미세 입자를 포함할 수 있다. 사용되는 경우, 핵형성제의 양은 알파 알루미나의 변환을 일으킬 수 있을 정도로 충분하여야 한다. 알파 알루미나 전구체 분산액의 핵을 형성하는 것은 미국 특허 제4,744,802호 (슈와벨(Schwabel))에 개시되어 있다.
보다 안정한 하이드로졸 또는 콜로이달 세라믹 전구체 분산액을 제조하기 위해 세라믹 전구체 분산액에 펩타이징제(peptizing agent)가 첨가될 수 있다. 적합한 펩타이징제는 일염기산(monoprotic acid)이거나 또는 예컨대 아세트산, 염산, 개미산 및 질산과 같은 산 화합물이다. 멀티프로톤 산(multiprotic acid)이 또한 사용될 수 있지만, 이는 세라믹 전구체 분산액을 신속하게 겔로 만들어서 추가의 성분을 취급하거나 그것에 도입하는 것을 어렵게 할 수 있다. 베마이트의 일부 상업적 공급원은 안정한 세라믹 전구체 분산액을 형성하는 것을 도와줄 산 역가(acid titer)(예컨대, 흡수된 개미산 또는 질산)를 함유한다.
세라믹 전구체 분산액은 임의의 적합한 수단에 의해 형성될 수 있다; 예를 들어, 졸-겔 알루미나 전구체의 경우에 이는 간단히 산화알루미늄 1수화물, 즉, 펩타이징제를 함유한 물과 혼합함으로써, 또는 펩타이징제가 첨가되는 산화알루미늄 1수화물 슬러리를 형성함으로써 제조될 수 있다.
혼합 중에 기포가 발생하거나 공기를 함유하는 경향을 줄이기 위해 소포제 또는 다른 적합한 화학물이 첨가될 수 있다. 필요에 따라서 습윤제, 알콜 또는 커플링제와 같은 추가 화학물이 첨가될 수 있다.
제2 공정 단계는 하나 이상의 몰드 공동, 바람직하게는 몰드의 하나 이상의 주 표면 내에 형성된 복수의 공동을 갖는 몰드를 제공하는 단계를 포함한다.
이제 도 7을 참조하면, 예시적인 몰드(700)는 몰드 공동(795)을 형성한다. 몰드 공동(795)은 제1, 제2, 및 제3 몰드 벽(782, 784, 786)을 포함하는 주변 몰드 표면(780)에 의해 횡방향으로 구획된다. 몰드 공동(795)은 주연부(720)에 의해 형성된 외부 개구(797)를 갖는다. 제1 몰드 벽(782)은 제1 에지(730)에서 주연부(720)와 교차한다. 제2 몰드 벽(784)은 제2 에지(732)에서 주연부(720)와 교차한다. 주연부(720)의 제1 영역(790)은 내측으로 연장되고, 각각 제1 및 제2 내부 예각(760, 762)을 형성하는 제1 및 제2 모서리(750, 752)에서 말단을 이루는 제1 에지(730)를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 몰드는 예를 들어, 벨트, 시트, 연속 웨브, 윤전 그라비아 롤(rotogravure roll)과 같은 코팅 롤, 코팅 롤에 장착된 슬리브, 또는 다이일 수 있는 제조 공구로서 형성된다. 일 실시 형태에서, 제조 공구는 중합체성 재료를 포함한다. 적합한 중합체성 재료의 예에는 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 폴리(에테르 설폰), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 이들의 조합과 같은 열가소성 재료, 또는 열경화성 재료가 포함된다. 일 실시예에서, 전체 공구는 중합체성 재료 또는 열가소성 재료로 만들어진다. 또 다른 실시 형태에서, 복수의 공동의 표면과 같이 건조 중에 세라믹 전구체 분산액과 접촉하는 공구의 표면은 중합체성 또는 열가소성 재료를 포함하며, 공구의 다른 부분은 다른 재료로 제조될 수 있다. 예로서 표면 장력 특성을 변화시키기 위해 적합한 중합체성 코팅이 금속 공구에 도포될 수 있다.
중합체성 또는 열가소성 제조 공구는 금속 마스터 공구로부터 복제될 수 있다. 마스터 공구는 제조 공구에 요구되는 역상의 패턴을 가질 것이다. 마스터 공구는 제조 공구와 동일한 방식으로 제조될 수 있다. 일 실시예에서, 마스터 공구는 금속, 예를 들어 니켈로 만들어지며, 다이아몬드 선삭된다. 일 실시 형태에서, 마스터 공구는 적어도 부분적으로 스테레오리소그래피(stereolithography)를 사용하여 형성된다. 중합체성 시트 재료는 마스터 공구와 함께 가열될 수 있으며, 그 둘을 함께 가압함으로써 중합체성 재료는 마스터 공구 패턴으로 엠보싱된다. 중합체성 또는 열가소성 재료를 또한 마스터 공구 상으로 압출 또는 캐스팅한 다음 압축할 수 있다. 열가소성 재료를 고형화되도록 냉각하여 제조 공구를 생성한다. 열가소성 제조 공구가 이용되는 경우, 과도한 열이 발생하여 열가소성 제조 공구를 변형시켜서 수명을 제한하지 않도록 주의하여야 한다. 제조 공구 또는 마스터 공구의 설계 및 제조에 관한 더 많은 정보를 미국 특허 제5,152,917호(피퍼(Pieper) 등); 미국 특허 제5,435,816호(스퍼게온(Spurgeon) 등); 제5,672,097호(후프만(Hoopman) 등); 제5,946,991호(후프만 등); 제5,975,987호(후프만 등); 및 제6,129,540호(후프만 등)에서 찾을 수 있다.
공동에의 접근은 몰드의 상부 표면 또는 하부 표면의 개구로부터 할 수 있다. 일부 경우에, 공동은 몰드의 전체 두께에 대해 연장될 수 있다. 대안적으로, 공동은 몰드의 두께의 단지 일부에 대하여 연장될 수 있다. 일 실시 형태에서, 상부 표면은 공동이 실질적으로 균일한 깊이를 갖는 몰드의 하부 표면에 실질적으로 평행하다. 몰드의 적어도 하나의 에지, 즉 공동이 형성되는 에지는 휘발성 성분이 제거되는 단계 중에 주위의 대기에 노출된 상태로 남을 수 있다.
공동은 성형된 세라믹 연마 입자를 제조하기 위해 특정 3-차원 형상을 갖는다. 깊이 치수는 상부 표면으로부터 하부 표면 상의 최저 지점까지의 수직 거리와 같다. 주어진 공동의 깊이는 균일하거나 그 길이 및/또는 폭을 따라서 변할 수 있다. 주어진 몰드의 공동은 동일 형상이거나 다른 형상이 될 수 있다.
제3 공정 단계는 (예를 들어, 종래 기술에 의해) 몰드의 공동을 세라믹 전구체 분산액으로 충전하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 나이프 롤 코터(knife roll coater) 또는 진공 슬롯 다이 코터(vacuum slot die coater)가 사용될 수 있다. 필요한 경우 몰드로부터 입자를 제거하는 것을 돕기 위해 몰드 이형제가 사용될 수 있다. 전형적인 몰드 이형제는 땅콩유 또는 광유와 같은 오일, 어유(fish oil), 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌, 아연스테아레이트 및 흑연을 포함한다. 일반적으로, 몰드 이형제가 요구될 때, 몰드의 단위 면적당 약 0.1 mg/인치2 (0.02 mg/㎠) 내지 약 3.0 mg/인치2 (0.5 mg/㎠), 또는 약 0.1 mg/인치2 (0.02 mg/㎠) 내지 약 5.0 mg/인치2 (0.8 mg/㎠)의 몰드 이형제가 존재하도록, 세라믹 전구체 분산액과 접촉하는 제조 공구의 표면에 물 또는 알코올과 같은 액체 중의 몰드 이형제, 예컨대 땅콩유가 적용된다. 일부 실시 형태에서, 몰드의 상부 표면은 세라믹 전구체 분산액으로 코팅된다. 세라믹 전구체 분산액은 상부 표면 상으로 펌핑될 수 있다.
다음으로, 스크래퍼(scraper) 또는 레벨러 바(leveler bar)(즉, 스크리드(screed))를 사용하여 세라믹 전구체 분산액을 몰드의 공동 내로 완전히 밀어 넣을 수 있다. 공동으로 들어가지 않은 세라믹 전구체 분산액의 잔여 부분은 몰드의 상부 표면으로부터 제거되어 재활용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 세라믹 전구체 분산액의 적은 부분은 상부 표면에 남을 수 있고, 다른 실시 형태에서는 상부 표면에 실질적으로 분산액이 없다. 스크래퍼나 레벨러 바에 의해 가해지는 압력은 전형적으로 0.7 MPa(100 psi) 미만, 또는 0.3 MPa(50 psi) 미만, 또는 심지어 69 ㎪(10 psi) 미만이다. 일부 실시 형태에서, 세라믹 전구체 분산액의 노출된 표면이 실질적으로 상부 표면을 넘어서 연장되지 않는다.
이들 실시 형태에서, 공동의 노출된 표면을 성형된 세라믹 연마 입자의 실질적으로 평면형 면에 형성하는 것이 선호되며, 공동을 과충전하고(예를 들어, 마이크로노즐 어레이를 사용하여) 세라믹 전구체 분산액을 느리게 건조시키는 것이 선호될 수 있다.
제4 공정 단계는 휘발성 성분을 제거하여 분산액을 건조시키는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 휘발성 성분은 빠른 증발 속도에 의해 제거된다. 일부 실시예에서, 증발에 의한 휘발성 성분의 제거는 휘발성 성분의 비등점을 초과한 온도에서 일어난다. 건조 온도에 대한 상한은 흔히 몰드의 재료에 따라서 달라진다. 폴리프로필렌 공구에 있어서, 이 온도는 플라스틱의 융점 미만이어야 한다. 일 실시 형태에서, 약 40 내지 50% 고체로 된 수분산액 및 폴리프로필렌 몰드의 경우, 건조 온도는 약 90℃ 내지 약 165℃, 또는 약 105℃ 내지 약 150℃, 또는 약 105℃ 내지 약 120℃일 수 있다. 더 높은 온도는 향상된 제조 속도로 이어질 수 있지만, 또한 몰드로서의 그 사용 수명을 제한하는 폴리프로필렌 공구의 열화로 이어질 수도 있다.
제5 공정 단계는 몰드 공동으로부터 생성된 성형된 세라믹 전구체 입자를 제거하는 단계를 포함한다. 성형된 세라믹 전구체 입자는 몰드에서 이하의 공정들, 즉 몰드 공동으로부터 입자를 제거하기 위한 중력, 진동, 초음파 진동, 진공 또는 압축 공기를 단독으로 또는 조합하여 사용함으로써 공동으로부터 제거될 수 있다.
성형된 세라믹 전구체 입자들은 몰드 외부에서 추가로 건조될 수 있다. 세라믹 전구체 분산액이 몰드 내에서 원하는 수준까지 건조된 경우, 이 추가의 건조 단계는 필요하지 않다. 그러나, 일부 경우에는 세라믹 전구체 분산액이 몰드 내에 잔류하는 시간을 최소화하기 위해 이 추가의 건조 단계를 이용하는 것이 경제적일 수 있다. 전형적으로, 성형된 세라믹 전구체 입자는 50℃ 내지 160℃, 또는 120℃ 내지 150℃의 온도에서 10분 내지 480분, 또는 120분 내지 400분 동안 건조될 것이다.
제6 공정 단계는 성형된 세라믹 전구체 입자를 하소시키는 단계를 포함한다. 하소 동안에, 본질적으로 모든 휘발성 재료가 제거되며, 세라믹 전구체 분산액 중에 존재하는 다양한 성분이 금속 산화물로 변환된다. 성형된 세라믹 전구체 입자는 일반적으로 400℃ 내지 800℃의 온도까지 가열되며, 자유수(free water)와 90 중량%를 초과하는 임의의 결합된 휘발성 재료가 제거될 때까지 이 온도 범위 내에 유지된다. 선택적 단계에서는 함침 공정에 의해 개질 첨가제를 도입하는 것이 바람직할 수 있다. 수용성 염이 함침에 의해 하소된 성형된 세라믹 전구체 입자의 기공 내로 도입될 수 있다. 그 뒤, 성형된 세라믹 전구체 입자는 다시 예비소성된다. 이 선택 사항은 미국 특허 제5,164,348호(우드(Wood))에 추가로 기재되어 있다.
제7 공정 단계는 하소된 성형된 세라믹 전구체 입자를 소결하여 세라믹 입자를 형성하는 단계를 포함한다. 소결 전에, 하소된 성형된 세라믹 전구체 입자는 완전히 치밀화되지 않으며, 따라서 성형된 세라믹 전구체 입자로서 사용하는 데 필요한 경도가 부족하다. 소결은 하소된 성형된 세라믹 전구체 입자를 1000℃ 내지 1650℃의 온도까지 가열함으로써 수행된다. 이 수준의 변환을 달성하기 위해 하소된 성형된 세라믹 전구체 입자가 소결 온도에 노출되어야 하는 시간 길이는 다양한 인자에 따라서 달라지지만 보통은 5초 내지 48시간이 전형적이다.
다른 실시예에서, 소결 단계의 기간은 1분 내지 90분이다. 소결 후에, 성형된 세라믹 연마 입자는 비커스(Vickers) 경도가 10 GPa(기가파스칼), 16 GPa, 18 GPa, 20 GPa, 또는 그 초과일 수 있다.
전술한 공정을 변경하기 위해 예를 들어, 재료를 하소 온도로부터 소결 온도까지 급속하게 가열하고, 세라믹 전구체 분산액을 원심분리하여 슬러지 및/또는 폐기물을 제거하는 것과 같은 다른 단계를 사용할 수 있다. 게다가, 이 공정은 필요에 따라 공정 단계들 중 둘 이상을 조합함으로써 변경될 수 있다. 본 발명의 공정을 변경하는 데 사용할 수 있는 종래의 공정 단계들은 미국 특허 제4,314,827호 (레이티져(Leitheiser))에 보다 완전하게 기재되어 있다.
알파 알루미나, 마그네슘 알루미나 스피넬, 및 희토류 헥사고날 알루미네이트(rare earth hexagonal aluminate)의 결정체로 구성된 성형된 세라믹 연마 입자는 예를 들어, 미국 특허 제5,213,591호 (세릭카야(Celikkaya) 등) 및 미국 특허 출원 번호 제2009/0165394 A1호 (쿨러(Culler) 등) 및 제2009/0169816 A1호 (에릭슨(Erickson) 등)에 기재된 방법에 따라 졸-겔 알파 알루미나 전구체 입자를 사용하여 제조될 수 있다. 알파 알루미나 연마 입자는 미국 특허 제5,551,963호 (라미(Larmie))에 개시된 바와 같이 지르코니아를 함유할 수 있다. 대안적으로 알파 알루미나 연마 입자는 예를 들어, 미국 특허 제6,277,161호 (카스트로(Castro))에 개시된 바과 같이 미세구조체 또는 첨가제를 가질 수 있다. 성형된 세라믹 연마 입자를 제조하기 위한 방법과 연관된 보다 많은 정보가 동시계속 중의 미국 특허 출원 제2009/0165394 Al호 (쿨러 등)에 개시된다.
성형된 세라믹 연마 입자 상의 표면 코팅은 연마 용품 내의 결합제 재료와 성형된 세라믹 연마 입자 사이의 접착을 향상시키기 위해 사용될 수 있거나 또는 성형된 세라믹 연마 입자의 정전 침착을 돕도록 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 성형된 연마 입자에 대한 0.1% 내지 2%의 표면 코팅의 양으로 미국 특허 제5,352,254호 (셀릭카야)에 기재된 바와 같이 표면 코팅이 사용될 수 있다. 이러한 표면 코팅이 미국 특허 제5,213,591호 (셀릭카야 등); 제5,011,508호 (왈드 등); 제1,910,444호 (니콜슨(Nicholson)); 제3,041,156호 (로우즈(Rowse) 등); 제5,009,675호 (쿤츠(Kunz) 등); 제5,085,671호 (마틴(Martin) 등); 제4,997,461호 (마크호프-매트니(Markhoff-Matheny) 등); 및 제5,042,991호(쿤츠 등)에 기술되어 있다. 또한, 표면 코팅은 성형된 연마 입자가 캡핑(capping)되는 것을 방지할 수 있다. 캡핑은 연마되고 있는 가공물로부터의 금속 입자가 성형된 세라믹 연마 입자의 상부에 용접되는 현상을 설명하는 용어이다. 상기 기능을 실행하는 표면 코팅은 당업자에게 알려져 있다.
본 개시의 성형된 세라믹 전구체 입자는 전형적으로, 예를 들어, 스탬핑 또는 펀칭과 같이 다른 제조 대체예보다 더 높은 특징 데피니션(feature definition)을 제공하는, 다이아몬드 공구를 사용한 공구(또는 이의 역전된 복제물인 몰드) 절삭을 사용하여 제조될 수 있다. 전형적으로, 공구 표면 내의 공동은 날카로운 에지를 따라 만나는 평탄한 면을 갖지만, 이는 필요 조건은 아니다. 생성된 성형된 세라믹 연마 입자는 공구 표면 내에서 공동의 형상에 대응하는 각각의 공칭 평균 형상을 갖지만, 공칭 평균 형상으로부터의 변형(예를 들어, 불규칙적인 변형)이 제조 중에 발생될 수 있으며, 이러한 변형을 나타내는 성형된 세라믹 연마 입자가 본 명세서에서 사용된 바와 같이 성형된 세라믹 연마 입자의 데피니션 내에 포함된다.
예를 들어, 성형된 세라믹 연마 입자는 예를 들어, 응집 연마 그레인, 코팅된 연마 용품(예를 들어, 통상적인 메이크 및 사이즈 코팅된 연마 용품, 슬러리 코팅된 연마 용품, 및 구조화된 연마 용품), 연마 브러쉬, 부직포 연마 용품, 및 연삭 휠, 혼 및 숫돌과 같은 접합된 연마 용품을 포함하는 연마 용품의 구조 내에서 유용하다. 일반적으로, 연마 용품은 결합제 내에 보유된 복수의 연마 입자를 포함한다.
코팅된 연마 용품은 일반적으로, 배킹, 연마 입자, 및 연마 입자를 배킹에 고정하기 위한 하나 이상의 결합제를 포함한다. 배킹은 직물, 중합체성 필름, 섬유, 부직포 웨브, 종이, 이의 조합 및 이의 처리된 버젼을 포함하는 임의의 적합한 재료일 수 있다. 적합한 결합제는 무기 또는 유기 결합제(열 경화성 수지 및 방사선 경화성 수지를 포함함)를 포함한다. 연마 입자는 코팅된 연마 용품의 하나의 층 또는 2개의 층 내에 존재할 수 있다.
코팅된 연마 용품의 예는 도 8에 도시된다. 도 8을 참조하면, 예시적인 코팅된 연마 용품(800)은 배킹(기재)(802)과 연마 층(803)을 갖는다. 연마 층(803)은 메이크 층(805)과 사이즈 층(806)에 의해 배킹(802)의 주 표면에 고정된 성형된 세라믹 연마 입자(804)를 포함한다. 일부 경우에, 수퍼사이즈 코트(도시되지 않음)가 사용된다.
접합된 연마 용품은 전형적으로 유기물, 금속 또는 유리질화 결합제에 의해 서로 결합된 연마 입자의 성형된 매스(mass)를 포함한다. 이러한 성형된 매스는, 예를 들어 연삭 휠, 또는 컷오프(cutoff) 휠과 같은 휠 형태일 수 있다. 연삭 휠의 직경은 전형적으로 약 1 cm 내지 1 미터 초과이며, 컷오프 휠의 직경은 약 1 cm 내지 80 cm 초과(더욱 전형적으로는 3 cm 내지 약 50 cm)이다. 컷오프 휠 두께는 전형적으로 약 0.5 mm 내지 약 5 cm, 더욱 전형적으로 약 0.5 mm 내지 약 2 cm이다. 성형된 매스는 또한, 예를 들어 호닝 스톤(honing stone), 세그먼트, 마운티드 포인트(mounted point), 디스크(예를 들어, 이중 디스크 연삭기), 또는 다른 통상적인 접합된 연마 형상의 형태일 수 있다. 접합된 연마 용품은 전형적으로 접합된 연마 용품의 총 부피를 기준으로, 약 3-50 부피%의 접합 재료, 약 30-90 부피%의 연마 입자(또는 연마 입자 블렌드), 최대 50 부피%의 첨가제(연삭 보조제를 포함), 및 최대 70 부피%의 기공을 포함한다.
예시적인 연삭 휠이 도 9에 도시된다. 도 9를 참조하면, 예시적인 연삭 휠(900)이 도시되고, 이 연삭 휠은 허브(912) 상에 장착되고 휠 내에 몰딩된, 본 개시에 따른 성형된 세라믹 연마 입자(911)를 포함한다.
부직포 연마 용품은 전형적으로 구조물에 전체에 걸쳐 분포되고 유기 결합제에 의해 그 내부에서 접착식으로 접합되는 본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자를 갖는 개방 다공성의 로프티한 중합체 필라멘트 구조물을 포함한다. 필라멘트의 예는 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 및 폴리아라미드 섬유를 포함한다. 예시적인 부직포 연마 용품이 도 10에 도시된다. 도 10을 참조하면, 전형적인 부직포 연마 용품(1000)의 상당히 확대된 예시적 도면이 도시되고, 상기 연마 용품은 기재로서 로프티한 개방 섬유질 매트(1050)를 포함하며, 상기 매트 상에서 본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자(1052)가 결합제(1054)에 의해 부착된다.
유용한 연마 브러쉬는 배킹과 일체형인 복수의 강모를 갖는 것들을 포함한다(예를 들어, 미국 특허 제5,427,595호(필(Pihl) 등), 미국 특허 제5,443,906호(필 등), 미국 특허 제5,679,067호(존슨(Johnson) 등), 및 미국 특허 제5,903,951호(이온타(Ionta) 등) 참조). 바람직하게는, 이러한 브러쉬는 연마 입자 및 중합체의 혼합물을 사출 몰딩함으로써 제조된다.
연마 용품의 제조에 적합한 유기 결합제는 열경화성 유기 중합체를 포함한다. 적합한 열경화성 유기 중합체의 예는 페놀 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 우레탄 수지, 아크릴레이트 수지, 폴리에스테르 수지, 펜던트 α,β-불포화 카르보닐기를 갖는 아미노플라스트 수지, 에폭시 수지, 아크릴레이트화 우레탄, 아크릴레이트화 에폭시, 및 이의 조합을 포함한다. 결합제 및/또는 연마 용품은 또한 섬유, 윤활제, 습윤제, 요변성 재료, 계면활성제, 안료, 염료, 정전기 방지제(예를 들어, 카본 블랙, 산화바나듐, 또는 흑연), 커플링제(예를 들어, 실란, 티타네이트, 지르코알루미네이트), 가소제, 현탁제 등과 같은 첨가제를 포함할 수 있다. 이들 선택적 첨가제의 양은 원하는 특성을 제공하도록 선택된다. 커플링제는 연마 입자 및/또는 충전제에의 접착을 개선할 수 있다. 결합제의 화학물은 열경화되거나, 방사선 경화되거나, 또는 이의 조합일 수 있다. 결합제의 화학물에 대한 추가의 상세 사항은 미국 특허 제4,588,419호(카울(Caul)등), 미국 특허 제4,751,138호(투메이(Tumey) 등), 및 미국 특허 제5,436,063호(폴렛(Follett) 등)에서 찾아볼 수 있다.
유리질화 접합된 연마재에 대해 더욱 구체적으로는, 비결정성 구조를 나타내고 전형적으로 경질인 유리질 접합 재료는 당업계에 잘 알려져 있다. 일부 경우, 유리질 접합 재료는 결정상들을 포함한다. 본 개시에 따라 제조된 접합된 유리질화 연마 용품은 휠(컷오프 휠 포함), 호닝 스톤, 마운티드 포인트 또는 다른 전형적인 접합된 연마 형상의 형상으로 존재할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 본 개시에 따라 제조된 유리질화 접합된 연마 용품은 연삭 휠의 형태이다.
유리질 접합 재료의 형성에 사용되는 금속 산화물의 예에는 실리카, 규산염, 알루미나, 소다, 칼시아, 포타시아, 티타니아, 산화철, 산화아연, 산화리튬, 마그네시아, 보리아, 규산알루미늄, 붕규산염 유리, 리튬 알루미늄 실리케이트 및 이의 조합이 포함된다. 전형적으로, 유리질 접합 재료는 10% 내지 100%의 유리 프릿을 포함하는 조성물로부터 형성될 수 있지만, 더욱 전형적으로는 조성물이 20% 내지 80%의 유리 프릿(frit), 또는 30% 내지 70%의 유리 프릿을 포함한다. 유리질 접합 재료의 나머지 부분은 비-프릿(non-frit) 재료일 수 있다. 대안적으로는, 유리질 접합재는 비-프릿 함유 조성물로부터 유도될 수도 있다. 유리질 접합 재료는 전형적으로 약 700℃ 내지 약 1500℃의 범위, 일반적으로는 약 800℃ 내지 약 1300℃의 범위, 때로는 약 900℃ 내지 약 1200℃의 범위, 또는 심지어 약 950℃ 내지 약 1100℃의 범위의 온도(들)에서 숙성된다. 접합재(bond)가 숙성되는 실제 온도는, 예를 들어 특정 접합 화학물에 의존된다.
일부 실시 형태에서, 유리질화 접합 재료는 실리카, 알루미나(바람직하게는, 10 중량％ 이상의 알루미나), 및 보리아(바람직하게는, 10 중량％ 이상의 보리아)를 포함하는 것들을 포함한다. 대부분의 경우, 유리질화 접합 재료는 알칼리 금속 산화물(들)(예를 들어, Na2O 및 K2O)(일부 경우에, 적어도 10 중량％의 알칼리 금속 산화물(들))을 추가로 포함한다.
결합제 재료는 충전재 재료 또는 연삭 보조제를 전형적으로 미립자 재료의 형태로 또한 포함할 수도 있다. 전형적으로, 미립자 재료는 무기 재료이다. 본 개시에 유용한 충전재의 예에는 금속 탄산염(예를 들어, 탄산칼슘(예컨대, 백악, 방해석, 이회토, 석회화(travertine), 대리석 및 석회석), 칼슘 마그네슘 카보네이트, 탄산나트륨, 탄산마그네슘), 실리카(예를 들어, 석영, 유리 비드, 유리 버블 및 유리 섬유), 실리케이트(예를 들어, 활석, 점토, (몬트모릴로나이트) 장석, 운모, 규산칼슘, 메타규산칼슘, 알루미노규산나트륨, 규산나트륨) 금속 황산염(예를 들어, 황산칼슘, 황산바륨, 황산나트륨, 알루미늄 나트륨 설페이트, 황산알루미늄), 석고, 질석, 목분, 알루미늄 삼수화물, 카본 블랙, 금속 산화물(예를 들어, 산화칼슘(석회), 산화알루미늄, 이산화티타늄), 및 금속 아황산염(예를 들어, 아황산칼슘)이 포함된다.
일반적으로, 연삭 보조제의 첨가는 연마 용품의 유효 수명을 증가시킨다. 연삭 보조제는 연마의 화학적 및 물리적 공정에 상당한 영향을 미쳐 성능을 개선시키는 재료이다. 이론에 구애되고자 함이 없이, 연삭 보조제(들)는 (a) 연마 입자와 연마될 가공물 사이의 마찰을 감소시키거나, (b) 연마 입자가 "캡핑(capping)"되는 것을 방지하거나(즉, 금속 입자가 연마 입자의 상부에 용접되게 되는 것을 방지), 또는 연마 입자가 캡핑되는 경향을 적어도 감소시키거나, (c) 연마 입자와 가공물 사이의 경계면 온도를 감소시키거나, 또는 (d) 연삭력을 감소시키는 것으로 여겨진다.
연삭 보조제는 매우 다양한 상이한 재료들을 포괄하며 무기물 또는 유기물계일 수 있다. 연삭 보조제의 화학적 그룹의 예에는 왁스, 유기 할라이드 화합물, 할라이드 염 및 금속 및 그 합금이 포함된다. 유기 할라이드 화합물은 전형적으로 마모중에 분쇄되어 할로겐 산 또는 기체 할라이드 화합물을 방출할 것이다. 이러한 재료의 예에는 염소화 왁스, 예를 들어 테트라클로로나프탈렌, 펜타클로로나프탈렌 및 폴리비닐 클로라이드가 포함된다. 할라이드 염의 예는 염화나트륨, 칼륨 빙정석, 나트륨 빙정석, 암모늄 빙정석, 사플루오로붕산칼륨, 사플루오로붕산나트륨, 플루오르화규소, 염화칼륨, 및 염화마그네슘을 포함한다. 금속의 예에는 주석, 납, 비스무트, 코발트, 안티몬, 카드뮴 및 철 티타늄이 포함된다. 다른 각종의 연삭 보조제는 황, 유기 황 화합물, 흑연 및 금속 황화물을 포함한다. 또한, 상이한 연삭 보조제들의 조합을 사용하는 것도 본 개시의 범주 이내이며, 일부 경우에, 이는 상승 효과를 생성할 수도 있다.
연삭 보조제는 코팅된 연마 및 접합된 연마 용품에서 특히 유용할 수 있다. 코팅된 연마 용품에서, 연삭 보조제는 전형적으로 수퍼사이즈 코트에서 사용되며, 상기 수퍼사이즈 코트는 연마 입자의 표면 위에 도포된다. 그러나, 때로 연삭 보조제가 사이즈 코트에 첨가된다. 전형적으로, 코팅된 연마 용품 내로 혼입되는 연삭 보조제의 양은 약 50-300 g/m2(바람직하게는, 약 80-160 g/m2)이다. 유리질화 접합된 연마 용품에서 연삭 보조제는 전형적으로 용품의 기공 내로 함침된다.
연마 용품은 100％의 본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자, 또는 이러한 연마 입자와 다른 연마 입자 및/또는 희석 입자의 블렌드를 함유할 수 있다. 그러나, 연마 용품 내에서 적어도 약 2 중량%, 바람직하게는 적어도 약 5 중량%, 및 더욱 바람직하게는 약 30 중량% 내지 100 중량%의 연마 입자가 본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자이여야 한다. 일부 경우에, 본 개시에 따라 제조된 연마 입자는 다른 연마 입자 및/또는 희석 입자와 5 중량％ 내지 75 중량％, 약 25 중량％ 내지 75 중량％, 약 40 중량％ 내지 60 중량％, 또는 약 50 중량％ 내지 55 중량％(즉, 중량 기준으로 동일한 양으로)의 비로 블렌딩될 수도 있다. 적합한 통상적인 연마 입자의 예에는 융융 산화알루미늄(백색 용융 알루미나, 열처리 산화알루미늄 및 갈색 산화알루미늄 포함), 탄화규소, 탄화붕소, 탄화티타늄, 다이아몬드, 입방정형 질화붕소, 가닛, 용융 알루미나-지르코니아, 및 졸-젤-유도 연마 입자가 포함된다. 일부 경우에, 연마 입자의 블렌드는 어느 한 유형의 연마 입자를 100％ 포함하는 연마 용품과 비교하여 향상된 연삭 성능을 나타내는 연마 용품으로 형성될 수 있다.
적합한 희석 입자의 예는 대리석, 석고, 수석, 실리카, 산화철, 규산알루미늄, 유리(유리 버블 및 유리 비드 포함), 알루미나 버블, 알루미나 비드 및 희석 응집체를 포함한다.
연마 입자는 연마 용품의 선택된 영역 또는 부분에 집중되거나 또는 연마 용품 내에 균일하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 코팅된 연마재에서, 연마 입자의 2개의 층이 존재할 수 있다. 제1 층은 본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자 이외의 연마 입자를 포함하며, 제2(최외측) 층은 본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자를 포함한다. 이와 마찬가지로, 접합된 연마재에서, 연삭 휠의 2개의 개별 섹션이 존재할 수 있다. 최외측 섹션은 본 개시에 따라 제조된 연마 입자를 포함할 수 있는 반면에, 최내측 섹션은 그렇지 않다. 대안적으로, 본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자는 접합된 연마 용품 전체에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다.
코팅된 연마 용품에 관한 추가 상세 사항은, 예를 들어 미국 특허 제4,734,104호(브로베르그(Broberg)), 미국 특허 제4,737,163호(라르키(Larkey)), 미국 특허 제5,203,884호(부카난(Buchanan) 등), 미국 특허 제5,152,917호(피에퍼(Pieper) 등), 미국 특허 제5,378,251호(쿨러 등), 미국 특허 제5,417,726호(스타우트(Stout) 등), 미국 특허 제5,436,063호(폴레트 등), 미국 특허 제5,496,386호(브로베르그 등), 미국 특허 제5,609,706호(베네딕트(Benedict) 등), 미국 특허 제5,520,711호(헬민(Helmin)), 미국 특허 제5,954,844호(로(Law) 등), 미국 특허 제5,961,674호(가글리아디(Gagliardi) 등), 및 미국 특허 제5,975,988호(크리스티안슨(Christianson))에서 찾아볼 수 있다. 접합된 연마 용품에 관한 추가의 상세 사항은, 예를 들어 미국 특허 제4,543,107호(루(Rue)), 미국 특허 제4,741,743호(나라야난(Narayanan) 등), 미국 특허 제4,800,685호(헤인즈(Haynes) 등), 미국 특허 제4,898,597호(헤이(Hay) 등), 미국 특허 제4,997,461호(마르코프-매트니(Markhoff-Matheny) 등), 미국 특허 제5,037,453호(나라야난 등), 미국 특허 제5,110,332호(나라야난 등), 및 미국 특허 제5,863,308호(키(Qi) 등)에서 찾아볼 수 있다. 유리질의 접합된 연마재에 관한 추가 상세 사항은, 예를 들어 미국 특허 제4,543,107호(루), 미국 특허 제4,898,597호(헤이 등), 미국 특허 제4,997,461호(마르코프-매트니 등), 미국 특허 제5,094,672호(길스 주니어(Giles Jr.) 등), 미국 특허 제5,118,326호(쉘던(Sheldon) 등), 미국 특허 제5,131,926호(쉘던 등), 미국 특허 제5,203,886호(쉘던 등), 미국 특허 제5,282,875호(우드 등), 미국 특허 제5,738,696호(우(Wu) 등), 및 미국 특허 제5,863,308호(키)에서 찾아볼 수 있다. 부직포 연마 용품에 관한 추가 상세 사항은, 예를 들어, 미국 특허 제2,958,593호(후버(Hoover) 등)에서 찾아볼 수 있다.
본 개시는 표면을 연마하는 방법을 제공하며, 본 방법은 본 개시에 따라 제조된 적어도 하나의 성형된 세라믹 연마 입자를 가공물의 표면과 접촉시키는 단계; 및 적어도 하나의 성형된 세라믹 연마 입자 또는 접촉된 표면을 이동시켜 상기 표면의 적어도 일부분을 연마 입자로 연마하는 단계를 포함한다. 본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자로 연마하는 방법은 스내깅(snagging)(즉, 고압의 높은 가공량(high pressure high stock removal))에서 폴리싱(polishing)(예를 들어, 코팅된 연마 벨트에 의한 의학용 임플란트의 폴리싱)까지의 범위이며, 여기서, 후자는 전형적으로 보다 미세한 등급(예를 들어, ANSI 220 및 보다 미세한 등급)의 연마 입자로 행해진다. 성형된 세라믹 연마 입자는 정밀 연마 응용, 예컨대 유리질화 접합 휠을 이용한 캠축의 연삭에서 또한 사용될 수도 있다. 특정 연마 응용에 사용되는 연마 입자의 크기는 당업자에게 자명할 것이다.
본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자를 이용한 연마는 건식 또는 습식으로 행해질 수 있다. 습식 연마의 경우, 옅은 연무 형태로 공급되는 연마액(liquid)이 도입되어 플러드(flood)를 완성할 수 있다. 일반적으로 이용되는 연마액의 예는: 물, 수용성 오일, 유기 윤활제, 및 에멀젼을 포함한다. 연마액은 연마와 관련된 열을 감소시키는 역할을 하고/하거나 윤활제로 작용할 수 있다. 연마액은 소량의 첨가제, 예를 들어 살균제 및 소포제를 포함할 수 있다.
본 개시에 따라 제조된 성형된 세라믹 연마 입자는 예를 들어 알루미늄 금속, 탄소강, 연강, 공구강, 스테인리스 스틸, 경화강, 티타늄, 유리, 세라믹, 목재, 목재 유사 재료(예를 들어, 합판 및 파티클 보드(particle board)), 페인트, 도색된 표면, 유기 코팅 표면 등과 같은 가공물의 연마에 유용할 수 있다. 연마 동안 가해지는 힘은 전형적으로 약 1 내지 약 100 킬로그램 범위이다.
본 발명의 선택 실시예
실시 형태 1에서, 본 개시는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 상기 성형된 세라믹 연마 입자는:
적어도 제1 및 제2 에지를 포함하는 주연부를 갖는 제1 표면 - 주연부의 제1 영역은 제1 및 제2 내부 예각을 형성하는 2개의 모서리에서 말단을 이루고 내측으로 연장되고 제2 에지를 포함하며 주연부는 내부 예각을 형성하는 최대 4개의 모서리를 가짐 -;
제1 표면과 접촉하지 않고 이에 마주보는 제2 표면; 및
제1 및 제2 표면들을 연결하고 이 표면들 사이에 배치된 주변 표면 - 주변 표면은 제1 에지에서 주연부와 접촉하는 제1 벽을 포함하고 주변 표면은 제2 에지에서 주연부와 접촉하는 제2 벽을 포함하고 주변 표면은 제1 소정의 형상을 가짐 - 을 포함한다.
실시 형태 2에서, 본 개시는 실시 형태 1에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 제2 표면은 제2 소정의 형상을 갖는다.
실시 형태 3에서, 본 개시는 실시 형태 1 또는 2에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 제2 표면은 제1 표면과 동일한 형상을 갖는다.
실시 형태 4에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 3 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 제1 내부 예각은 포괄하여 5° 내지 55°의 범위이다.
실시 형태 5에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 4 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 주변 표면은 제3 에지에서 제1 표면과 접촉하는 제3 벽을 포함하고, 주연부의 제1 영역은 제3 에지를 추가로 포함하며, 제2 에지 또는 제3 에지 중 하나 이상은 실질적으로 직선형이다.
실시 형태 6에서, 본 개시는 실시 형태 5에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 제1 및 제3 에지는 실질적으로 직선형이다.
실시 형태 7에서, 본 개시는 실시 형태 4 내지 6 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 주변 표면은 제1, 제2 및 제3 벽으로 구성된다.
실시 형태 8에서, 본 개시는 실시 형태 4 내지 7 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 주변 표면은 제4 에지에서 주연부와 교차하는 제4 벽을 추가로 포함한다.
실시 형태 9에서, 본 개시는 실시 형태 8에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 제1, 제2, 제3 및 제4 에지는 내측으로 연장된다.
실시 형태 10에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 9 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 제2 에지는 오목형 단조 곡선이다.
실시 형태 11에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 10 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 성형된 세라믹 연마 입자는 이의 폭의 1/3 이하인 두께를 갖는다.
실시 형태 12에서, 본 개시는 실시 형태 11에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 제2 내부 예각은 포괄하여 5° 내지 55°의 범위이다.
실시 형태 13에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 12 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 성형된 세라믹 연마 입자는 1 센티미터 이하의 길이를 갖는다.
실시 형태 14에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 13 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 성형된 세라믹 연마 입자는 본질적으로 세라믹 재료로 구성된다.
실시 형태 15에서, 본 개시는 실시 형태 14에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 세라믹 재료는 알파 알루미나를 포함한다.
실시 형태 16에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 15 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 제1 및 제2 표면은 실질적으로 평행하다.
실시 형태 17에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 16 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 주변 표면은 제1 표면으로부터 제2 표면을 향하여 내측으로 기울어진다.
실시 형태 18에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 17 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 주변 표면 기울기는 포괄하여 92° 내지 105°의 구배각을 갖는다.
실시 형태 19에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 18 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 제1 표면은 제2 표면보다 넓다.
실시 형태 20에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 19 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 주연부의 제1 영역은 단조 곡선이다.
실시 형태 21에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 20 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 주연부의 제1 에지는 실질적으로 직선형이고, 제2 에지는 곡선형이다.
실시 형태 22에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 21 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 주연부의 제1 에지는 실질적으로 직선형이고, 제2 에지는 곡선형이다.
실시 형태 23에서, 본 개시는 실시 형태 1 내지 22 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자를 제공하는데, 주연부는 화살촉-형상이다.
실시 형태 24에서, 본 개시는 복수의 연마 입자를 제공하는데, 복수의 연마 입자는 실시 형태 1 내지 23 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자의 10% 이상을 수치를 기초로 포함한다.
실시 형태 25에서, 본 개시는 복수의 연마 입자를 제공하는데, 복수의 연마 입자는 실시 형태 1 내지 23 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자의 30% 이상을 수치를 기초로 포함한다.
실시 형태 26에서, 본 개시는 복수의 연마 입자를 제공하는데, 복수의 연마 입자는 실시 형태 1 내지 23 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자의 50% 이상을 수치를 기초로 포함한다.
실시 형태 27에서, 본 개시는 복수의 연마 입자를 제공하는데, 복수의 연마 입자는 실시 형태 1 내지 23 중 어느 한 실시 형태에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자의 70% 이상을 수치를 기초로 포함한다.
실시 형태 28에서, 본 개시는 실시 형태 24 내지 27 중 어느 한 실시 형태에 따르는 복수의 연마 입자를 제공하는데, 분쇄된 연마 입자를 추가로 포함한다.
실시 형태 29에서, 본 개시는 결합제 내에 보유된 실시 형태 24 내지 28 중 어느 한 실시 형태에 따르는 복수의 연마 입자를 포함하는 연마 용품을 제공한다.
실시 형태 30에서, 본 개시는 실시 형태 29에 따르는 연마 용품을 제공하는데, 연마 용품은 접합된 연마 용품을 포함한다.
실시 형태 31에서, 본 개시는 실시 형태 30에 따르는 연마 용품을 제공하는데, 접합된 연마 용품은 접합된 연마 휠을 포함한다.
실시 형태 32에서, 본 개시는 실시 형태 29에 따르는 연마 용품을 제공하는데, 연마 용품은 코팅된 연마 용품을 포함하고, 코팅된 연마 용품은 제3 및 제4 마주보는 주 표면을 갖는 배킹에 고정된 복수의 연마 입자를 포함한다.
실시 형태 33에서, 본 개시는 실시 형태 29에 따르는 연마 용품을 제공하는데, 연마 용품은 부직포 연마 용품을 포함하고, 부직포 연마 용품은 로프티한 개방 부직포 섬유 웨브에 고정된 복수의 연마 입자를 포함한다.
실시 형태 34에서, 본 개시는 성형된 세라믹 연마 입자를 제조하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은:
a) 몰드 공동을 형성하는 몰드를 제공하는 단계 - 몰드 공동은 주연부에 의해 형성된 외부 개구를 가지며, 주연부는 적어도 제1 및 제2 에지를 포함하고, 주연부의 제1 영역은 제1 및 제2 내부 예각을 형성하는 2개의 모서리에서 말단을 이루고 내측으로 연장되며 제2 에지를 포함하고, 주연부는 내부 예각을 형성하는 최대 4개의 모서리를 가지며 몰드 공동은 제2 에지에서 주연부와 교차하는 제2 몰드 벽 및 제1 에지에서 주연부와 교차하는 제1 몰드 벽을 포함하는 주변 몰드 표면에 의해 횡방향으로 구획됨 -;
b) 몰드 공동 내에 세라믹 전구체 재료를 배치하는 단계;
c) 몰드 공동 내에 배치된 세라믹 전구체 재료를 성형된 세라믹 전구체 입자로 변환하는 단계; 및
d) 성형된 세라믹 전구체 입자를 성형된 세라믹 연마 입자로 변환하는 단계를 포함한다.
실시 형태 35에서, 본 개시는 실시 형태 34에 따르는 방법을 제공하는데, 제1 모서리는 포괄하여 5° 내지 55° 범위의 값을 갖는 제1 내부 예각을 갖는다.
실시 형태 36에서, 본 개시는 실시 형태 34 또는 35에 따르는 방법을 제공하는데, 몰드는 개방 몰드를 포함한다.
실시 형태 37에서, 본 개시는 실시 형태 34 또는 35에 따르는 방법을 제공하는데, 몰드는 제1 및 제2 몰드 벽과 접촉하는 하부 몰드 표면을 추가로 포함한다.
실시 형태 38에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 37 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 몰드 공동은 깊이를 가지며, 제1 및 제2 벽은 깊이가 증가함에 따라 내측으로 기울어진다.
실시 형태 39에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 38 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 제2 에지는 곡선형 에지를 포함한다.
실시 형태 40에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 39 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 주연부의 제1 영역은 단조 곡선이다.
실시 형태 41에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 40 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 주연부는 하나 이상의 실질적으로 직선형 에지 및 하나 이상의 곡선형 에지를 포함한다.
실시 형태 42에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 41 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 주연부는 2개 이상의 실질적으로 직선형 에지 및 곡선형 에지를 포함한다.
실시 형태 43에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 42 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 주연부는 2개의 실질적으로 직선형 에지와 곡선형 에지로 구성된다.
실시 형태 44에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 42 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 주변 몰드 표면은 제3 몰드 벽을 추가로 포함하고, 제3 몰드 벽은 제3 에지에서 주연부와 교차한다.
실시 형태 45에서, 본 개시는 실시 형태 44에 따르는 방법을 제공하는데, 제3 에지는 주연부에 대해 내측으로 연장된다.
실시 형태 46에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 45 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 주연부는 화살촉-형상이다.
실시 형태 47에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 46 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 주연부는 2개 이상의 실질적으로 직선형 에지를 포함한다.
실시 형태 48에서, 본 개시는 실시 형태 47에 따르는 방법을 제공하는데, 주변 표면은 제4 몰드 벽을 추가로 포함하고, 제4 몰드 벽은 제4 에지에서 주연부와 교차한다.
실시 형태 49에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 48 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 단계 d) 이전에 몰드로부터 성형된 세라믹 전구체 입자를 분리하는 단계를 추가로 포함한다.
실시 형태 50에서, 본 개시는 실시 형태 49에 따르는 방법을 제공하는데, 단계 d)는 성형된 세라믹 전구체 입자를 소결하는 단계를 포함한다.
실시 형태 51에서, 본 개시는 실시 형태 49에 따르는 방법을 제공하는데, 단계 d)는 성형된 세라믹 전구체 입자를 하소하여 하소되고 성형된 세라믹 전구체 입자를 제공하는 단계, 및 하소되고 성형된 세라믹 전구체 입자를 소결하는 단계를 포함한다.
실시 형태 52에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 51 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 성형된 세라믹 연마 입자는 알파 알루미나를 포함한다.
실시 형태 53에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 52 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 세라믹 전구체 재료는 졸-겔을 포함한다.
실시 형태 54에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 53 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 세라믹 전구체 재료는 알파 알루미나 전구체를 포함한다.
실시 형태 55에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 54 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 각각의 몰드 공동은 1 센티미터 이하의 최대 횡방향 치수를 갖는다.
실시 형태 56에서, 본 개시는 실시 형태 34 내지 55 중 어느 한 실시 형태에 따르는 방법을 제공하는데, 각각의 성형된 세라믹 연마 입자는 이의 폭의 1/3 이하인 두께를 갖는다.
본 발명의 목적 및 이점은 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건 및 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
달리 나타내지 않는 한, 실시예 및 명세서의 나머지 부분에서 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다.
성형된 세라믹 연마 입자의 제조
하기의 방법을 사용하여 베마이트 졸-겔의 샘플을 제조하였다: 사솔 노스 어메리카, 인코포레이티드(Sasol North America, Inc.)로부터 상표명 "디스페랄(DISPERAL)"로 입수가능한 산화알루미늄 1수화물 분말(1600부)을 물(2400부) 및 70 수성 질산(72부)을 함유하는 용액 내에서 11분 동안 고 전단 혼합함으로써 분산시켰다. 생성된 졸-겔을 코팅 전에 적어도 1시간 동안 에이징하였다. 졸-겔을 표 1(하기)에 기록된 치수의 성형된 몰드 공동을 갖는 제조 공구 내로 밀어 넣었고, 여기서 "NA"는 적용불가능함을 의미한다. SAPA 성형된 알루미나 입자를 98°의 구배각을 사용하여 미국 특허 출원 제2010/0146867호(보덴(Boden) 등)의 문장 [0128]의 개시에 따라 제조하였다. SAPB와 동일한 일반적인 형상 및 조성물의 성형된 세라믹 연마 입자를 미국 특허 제8,142,531호(아데프리스(Adefris) 등)의 개시에 따라 제조하였다.
Figure pct00001
몰드 이형제인, 메탄올 중 1% 땅콩유를 몰드 공동의 어레이를 갖는 제조 공구에 적용된 약 0.5 mg/인치2(0.08 mg/㎠)의 땅콩유와 함께 사용하였다. 여분의 메탄올을 45℃에서 5분 동안 공기 대류 오븐 내에 제조 공구의 시트를 배치시킴으로써 제거하였다. 졸-겔을 퍼티용 나이프(putty knife)로 공동 내로 밀어넣어 제조 공구의 개구를 완전히 충전하였다. 졸-겔 코팅된 제조 공구를 건조를 위해 적어도 45분 동안 45℃의 공기 대류 오븐 내에 배치하였다. 제조 공구를 초음파 혼(ultrasonic horn) 위로 통과시켜 제조 공구로부터 성형된 세라믹 전구체 입자를 제거하였다. 성형된 세라믹 전구체 입자를 대략 650℃에서 하소시킨 후에 MgO, Y2O3, CoO, 및 La2O3의 혼합된 질산염 용액으로 포화시켰다.
미국 특허 제5,352,254호(세리카야)에 개시된 분쇄된 연마 입자를 제조하기 위해 사용된 방법과 유사한 방식으로 성형된 세라믹 연마 입자의 정전 적용을 향상시키기 위해 실시예에 기재된 성형된 세라믹 연마 입자 모두를 처리하였다. 하소된 전구체 성형된 세라믹 연마 입자를 1.4%의 MgO, 1.7%의 Y2O3, 5.7%의 La2O3 및 0.07%의 CoO를 포함하는 희토류 산화물(REO) 용액으로 함침하였다. 70 그램의 REO 용액 내에서, 미국 펜실베니아 리츠데일 소재의 알마티스(Almatis)로부터 입수가능한 1.4 그램의 하이드랄 코트(HYDRAL COAT) 5(0.5 마이크로미터 입자 크기) 알루미늄 트라이하이드록사이드 분말을 개방 비커(open beaker) 내에서 교반함으로써 분산하였다. 그 뒤, REO 용액 내에서 71.4 그램의 하이드랄 코트 5 분말 분산액으로 약 100 그램의 하소된 전구체 성형된 세라믹 연마 입자를 함침하였다. 함침되고 하소된 전구체 성형된 세라믹 연마 입자를 건조되게 한 후, 입자를 다시 650℃에서 하소시키고, 대략 1400℃에서 최종 경도로 소결하였다. 하소 및 소결 단계 모두를 주변 분위기 하에서 회전식 튜브 킬른(rotary tube kiln)을 사용하여 수행하였다. 생성되는 조성물은 1 중량%의 MgO, 1.2 중량%의 Y2O3, 4 중량%의 La2O3, 및 0.05 중량%의 CoO와 TiO2, SiO2, 및 CaO의 트레이스를 함유하는 알루미나 조성물이었다.
연마 디스크를 제조하기 위한 일반적인 절차
연마 용품을 표 2에 도시된 코팅 조성물 및 전술된 바와 같이 제조된 연마 입자로부터 제조하였다. 0.83 mm(33 밀)의 두께를 갖는 가황된 섬유 배킹(독일 트로이스도르프 소재의 다이노스 게엠베하(DYNOS Gmbh)로부터 상표명 "다이노스 벌커나이즈드 파이버(DYNOS VULCANIZED FIBRE)"로 입수됨)의 7/8 인치(2.2 cm) 직경의 아버 홀을 포함한 7 인치(17.8 cm) 직경의 섬유 디스크를 메이크 코트 조성물의 3.5 그램/디스크로 코팅하고, 연마 입자의 15.0 그램/디스크로 정전 코팅하며, 그 뒤 사이즈 코트 조성물의 13.0 그램/디스크를 적용하였다. 스테인리스 스틸 샘플을 연삭하기 위해 사용된 디스크 모두를 90분 동안 90℃에서 디스크를 부분적으로 경화시킨 후 수퍼사이즈 코트의 10 그램으로 추가로 코팅하였다. 10 시간 동안 102℃에서 경화 이후, 디스크를 구부렸다.
Figure pct00002
연마 시험
다음의 절차를 이용하여 연마 디스크를 시험하였다. 평가를 위한 7-인치(17.8 ㎝) 직경의 연마 디스크를 7-인치(17.8 ㎝) 립형 디스크 패드 면 플레이트(미국 미네소타 세인트 폴 소재의 3M 컴퍼니(Company)로부터 입수된 "80514 엑스트라 하드 레드(Extra Hard Red)")가 설치된 회전 연삭기에 부착하였다. 연삭기를 그 뒤에 작동시켰고, 12 lb(4.5 ㎏)의 하중 하에서 0.75 인치 × 0.75 인치(1.9 × 1.9 ㎝) 사전-중량측정된 1045 탄소강(또는 대안으로, 304 스테인리스 스틸) 바의 단부 면에 대항하여 가압시켰다. 가공물에 대한 이 하중 조건 하에서의 디스크 패드 면 플레이트의 회전 속도를 5000 rpm으로 유지하였다. 가공물을 이들 조건 하에서 총 50회의 10초 연삭 간격(사이클) 동안 연마하였다. 각각의 10초 사이클에 뒤이어, 가공물을 실온으로 냉각되게 하였고, 연마 작업의 절삭량을 결정하기 위해 중량측정하였다. 시험 결과를 사이클의 횟수에 대한 절삭 속도, 증분 절삭량 및/또는 축적된 절삭량으로서 보고하였다.
실시예 1 및 비교예 A 및 B
실시예 1 및 비교예 A 및 B는 미리 공지된 연마 입자를 포함한 연마 용품과 비교할 때 본 개시의 입자를 포함한 연마 용품의 효과를 명시한다.
실시예 1을 SAP1 연마 입자를 사용하여 연마 디스크를 제조하기 위한 일반적인 절차에 따라 제조하였다.
비교예 A는 미국 미네소타 세이트 폴 소재의 3M으로부터 "쿠피트론 II 파이버 디스크(CUBITRON II FIBER DISC) 982C 36+"로 상용입수가능하고 SAPA로 제조된 7/8 인치(2.2 cm) 홀을 갖는 7-인치(17.8-cm) 직경 섬유 디스크이었다.
비교예 B는 미국 미네소타 세이트 폴 소재의 3M으로부터 "988C"로 상용입수가능하고 통상적으로 분쇄된 3M 세라믹 어드히시브 그레인(Ceramic Abrasive Grain)으로 제조된 7/8 인치(2.2 cm) 홀을 갖는 7-인치(17.8-cm) 직경 섬유 디스크이었다.
실시예 1 및 비교예 A 및 B에 따른 연마 디스크를 연마 시험에 따라 시험하였다. 비교 절삭 속도와 누적 절삭량 데이터가 도 13 및 도 14에 도시되며, 실시예 1의 코팅된 연마재는 비교예 A(직선형 에지를 갖는 비교가능한 성형된 세라믹 연마 입자)보다 적어도 60% 높고, 비교예 B의 분쇄된 세라믹 그레인과 비교 시에 2배 초과만큼 높은 절삭량을 나타내었다.
실시예 2 내지 6 및 비교예 C
실시예 2 내지 6을 제조하여 내측으로 연장되는 에지와 또 다른 에지에 의해 형성된 교차 각을 변화시키는 효과를 명시하도록 실시예 1과 비교하였다.
실시예 2를 연마 입자가 SAP1 대신에 SAP2이었던 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 3을 연마 입자가 SAP1 대신에 SAP3이었던 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 4를 수퍼사이즈 코팅이 도포된 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 5를 수퍼사이즈 코팅이 도포된 것을 제외하고 실시예 2와 동일하게 제조하였다.
실시예 6을 수퍼사이즈 코팅이 도포된 것을 제외하고 실시예 3과 동일하게 제조하였다.
비교예 C를 연마 입자가 SAP1 대신에 SAPA이었던 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 D를 수퍼사이즈 코팅이 도포된 것을 제외하고 비교예 C와 동일하게 제조하였다.
실시예 1, 2 및 3을 연마 시험에 따라 시험하였다. 도 17은 1045 탄소강 상에 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 및 비교예 C로부터의 입자로 제조된 디스크의 성능 비교를 도시한다. 내측으로 연장되는(오목한) 벽을 갖는 입자로 제조된 모든 디스크의 초기 절삭 속도는 직선형 에지를 갖는 입자로 제조된 이들 디스크보다 더 높았다. 실시예 2의 디스크는 최상의 기능을 하였다. 이는 시험 전체에 걸쳐 더 높은 절삭 속도를 유지하였다.
도 18은 304 스테인리스 스틸을 연삭하기 위하여 사용할 때 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6, 및 비교예 D의 디스크의 성능 비교를 도시한다. 오목부가 제공된 입자로 제조된 모든 디스크의 초기 절삭 속도는 통상적인 입자로 제조된 이들 디스크보다 높았다. 특히, SAP3 입자로 제조된 실시예 6 디스크는 최상의 기능을 하였다. 이는 전체 시험에 걸쳐서 다른 실시예 디스크뿐만 아니라 비교예 D보다 더 높은 절삭 속도를 유지하였다. 이 더 높은 성능은 도 19에 도시된 바와 같이 사이클의 횟수의 함수로서 누적 절삭량만큼 우수한 것으로 명시될 수 있다.
실시예 7 및 비교예 E
실시예 7 및 비교예 E는 미국 미네소타 세인트 폴 소재의 3M으로부터의 321 3M 세라믹 어브레시브 그레인(Ceramic Abrasive Grain) 321로 상용입수가능하고, 직선형 에지 및 또한 통상적인 분쇄된 세라믹 연마 그레인을 갖는 유사한 입자와 비교 시에 본 발명의 입자의 대안의 실시 형태의 효과를 명시하는 연마 용품이다.
실시예 7을 SAP4가 SAP1로 대체된 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 E를 SAPB가 SAP1로 대체된 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 F를 "3M 세라믹 어브레시브 그레인 321"(미국 미네소타 세인트 폴 소재의 3M)이 SAP1로 대체된 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 7과 비교예 E 및 F를 1045 탄소강 상에서 연마 시험에 따라 시험하였다. 시험 결과가 도 21에 도시되며, 재차 연마 디스크 용품 내의 통상적으로 분쇄된 입자와 비교 시에 더 열악한 성능의 성형된 입자를 더 우수한 성능의 입자로 변환하는 성형된 세라믹 연마 입자 내의 내측으로 연장되는(예를 들어, 오목한) 영역을 포함하는 것을 나타낸다.
실시예 8 및 비교예 G
실시예 8 및 비교예 G는 미리 공지된 연마 입자를 포함하는 연마 용품과 비교 시에 본 개시의 입자의 또 다른 실시 형태를 포함하는 연마 용품의 효과를 명시한다. 실시예 8을 SAP5 연마 입자를 사용하여 연마 디스크를 제조하기 위한 일반적인 절차에 따라 제조하였다. 비교예 G를 연마 입자가 SAP1 대신에 SAPC이었고 디스크를 메이크 코트 조성물의 2.5 그램/디스크로 코팅하고, 연마 입자의 5.5 그램/디스크로 정전 코팅하며, 그 뒤 수퍼사이즈 코트 조성물의 6.0 그램 및 사이즈 코트의 6.0 그램/디스크를 적용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
실시예 8 및 비교예 G를 1045 탄소강 및 304 스테인리스 스틸 상에서 연마 시험에 따라 시험하였다. 비교 절삭 속도 데이터가 탄소강의 경우 도 22에, 스테인리스 스틸의 경우 도 23에 도시된다.
본 명세서에서 언급된 모든 특허 및 간행물은 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된다. 본 명세서에서 주어진 모든 실시예는 달리 표시되지 않는다면 비제한적인 것으로 간주되는 것이다. 본 발명의 다양한 수정 및 변경이 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고도 당업자에 의해 행해질 수 있으며, 본 발명이 본 명세서에 기술된 예시적인 실시 형태로 부당하게 제한되지 않는다는 것을 잘 알 것이다.

Claims (56)

  1. 성형된 세라믹 연마 입자로서,
    적어도 제1 및 제2 에지를 포함하는 주연부를 갖는 제1 표면 - 주연부의 제1 영역은 제1 및 제2 내부 예각을 형성하는 2개의 모서리에서 말단을 이루고 내측으로 연장되고 제2 에지를 포함하며 주연부는 내부 예각을 형성하는 최대 4개의 모서리를 가짐 -;
    제1 표면과 접촉하지 않고 이에 마주보는 제2 표면; 및
    제1 및 제2 표면들을 연결하고 이 표면들 사이에 배치된 주변 표면 - 주변 표면은 제1 에지에서 주연부와 접촉하는 제1 벽을 포함하고 주변 표면은 제2 에지에서 주연부와 접촉하는 제2 벽을 포함하고 주변 표면은 제1 소정의 형상을 가짐 - 을 포함하는 성형된 세라믹 연마 입자.
  2. 제1항에 있어서, 제2 표면은 제2 소정의 형상을 갖는 성형된 세라믹 연마 입자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 표면은 제1 표면과 동일한 형상을 갖는 성형된 세라믹 연마 입자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 내부 예각은 포괄하여 5° 내지 55°의 범위인 성형된 세라믹 연마 입자.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 주변 표면은 제3 에지에서 제1 표면과 접촉하는 제3 벽을 포함하고, 주연부의 제1 영역은 제3 에지를 추가로 포함하며, 제2 에지 또는 제3 에지 중 하나 이상은 실질적으로 직선형인 성형된 세라믹 연마 입자.
  6. 제5항에 있어서, 제1 및 제3 에지는 실질적으로 직선형인 성형된 세라믹 연마 입자.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 주변 표면은 제1, 제2 및 제3 벽으로 구성되는 성형된 세라믹 연마 입자.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 주변 표면은 제4 에지에서 주연부와 교차하는 제4 벽을 추가로 포함하는 성형된 세라믹 연마 입자.
  9. 제8항에 있어서, 제1, 제2, 제3 및 제4 에지는 내측으로 연장되는 성형된 세라믹 연마 입자.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 에지는 오목형 단조 곡선인 성형된 세라믹 연마 입자.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 성형된 세라믹 연마 입자는 이의 폭의 1/3 이하인 두께를 갖는 성형된 세라믹 연마 입자.
  12. 제11항에 있어서, 제2 내부 예각은 포괄하여 5° 내지 55°의 범위인 성형된 세라믹 연마 입자.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 성형된 세라믹 연마 입자는 1 센티미터 이하의 길이를 갖는 성형된 세라믹 연마 입자.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 성형된 세라믹 연마 입자는 본질적으로 세라믹 재료로 구성되는 성형된 세라믹 연마 입자.
  15. 제14항에 있어서, 세라믹 재료는 알파 알루미나를 포함하는 성형된 세라믹 연마 입자.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및 제2 표면은 실질적으로 평행한 성형된 세라믹 연마 입자.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 주변 표면은 제1 표면으로부터 제2 표면을 향하여 내측으로 기울어지는 성형된 세라믹 연마 입자.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 주변 표면 기울기는 포괄하여 92° 내지 105°의 범위인 구배각을 갖는 성형된 세라믹 연마 입자.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 표면은 제2 표면보다 넓은 성형된 세라믹 연마 입자.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부의 제1 영역은 단조 곡선인 성형된 세라믹 연마 입자.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부의 제1 에지는 실질적으로 직선형이고, 제2 에지는 곡선형인 성형된 세라믹 연마 입자.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부의 제1 에지는 실질적으로 직선형이고, 제2 에지는 곡선형인 성형된 세라믹 연마 입자.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부는 화살촉-형상인 성형된 세라믹 연마 입자.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자의 10% 이상을 수치를 기초로 포함하는 복수의 연마 입자.
  25. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자의 30% 이상을 수치를 기초로 포함하는 복수의 연마 입자.
  26. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자의 50% 이상을 수치를 기초로 포함하는 복수의 연마 입자.
  27. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 따르는 성형된 세라믹 연마 입자의 70% 이상을 수치를 기초로 포함하는 복수의 연마 입자.
  28. 제24항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 분쇄된 연마 입자를 추가로 포함하는 복수의 연마 입자.
  29. 결합제 내에 보유된 제24항 내지 제28항 중 어느 한 항의 복수의 연마 입자를 포함하는 연마 용품.
  30. 제29항에 있어서, 연마 용품은 접합된 연마 용품을 포함하는 연마 용품.
  31. 제30항에 있어서, 접합된 연마 용품은 접합된 연마 휠을 포함하는 연마 용품.
  32. 제29항에 있어서, 연마 용품은 코팅된 연마 용품을 포함하고, 코팅된 연마 용품은 제3 및 제4 마주보는 주 표면을 갖는 배킹에 고정된 복수의 연마 입자를 포함하는 연마 용품.
  33. 제29항에 있어서, 연마 용품은 부직포 연마 용품을 포함하고, 부직포 연마 용품은 로프티한 개방 부직포 섬유 웨브에 고정된 복수의 연마 입자를 포함하는 연마 용품.
  34. 성형된 세라믹 연마 입자를 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    a) 몰드 공동을 형성하는 몰드를 제공하는 단계 - 몰드 공동은 주연부에 의해 형성된 외부 개구를 가지며, 주연부는 적어도 제1 및 제2 에지를 포함하고, 주연부의 제1 영역은 제1 및 제2 내부 예각을 형성하는 2개의 모서리에서 말단을 이루고 내측으로 연장되며 제2 에지를 포함하고, 주연부는 내부 예각을 형성하는 최대 4개의 모서리를 가지며 몰드 공동은 제2 에지에서 주연부와 교차하는 제2 몰드 벽 및 제1 에지에서 주연부와 교차하는 제1 몰드 벽을 포함하는 주변 몰드 표면에 의해 횡방향으로 구획됨 -;
    b) 몰드 공동 내에 세라믹 전구체 재료를 배치하는 단계;
    c) 몰드 공공 내에 배치된 세라믹 전구체 재료를 성형된 세라믹 전구체 입자로 변환하는 단계; 및
    d) 성형된 세라믹 연마 입자를 성형된 세라믹 전구체 입자로 변환하는 단계
    를 포함하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 제1 모서리는 포괄하여 5° 내지 55° 범위의 값을 갖는 제1 내부 예각을 갖는 방법.
  36. 제34항 또는 제35항에 있어서, 몰드는 개방 몰드를 포함하는 방법.
  37. 제34항 또는 제35항에 있어서, 몰드는 제1 및 제2 몰드 벽과 접촉하는 하부 몰드 표면을 추가로 포함하는 방법.
  38. 제34항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 몰드 공동은 깊이를 가지며, 제1 및 제2 벽은 깊이가 증가함에 따라 내측으로 기울어지는 방법.
  39. 제34항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 에지는 곡선형 에지를 포함하는 방법.
  40. 제34항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부의 제1 영역은 단조 곡선인 방법.
  41. 제34항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부는 하나 이상의 실질적으로 직선형 에지 및 하나 이상의 곡선형 에지를 포함하는 방법.
  42. 제34항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부는 2개 이상의 실질적으로 직선형 에지 및 곡선형 에지를 포함하는 방법.
  43. 제34항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부는 2개의 실질적으로 직선형 에지와 곡선형 에지로 구성되는 방법.
  44. 제34항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 주변 몰드 표면은 제3 몰드 벽을 추가로 포함하고, 제3 몰드 벽은 제3 에지에서 주연부와 교차하는 방법.
  45. 제44항에 있어서, 제3 에지는 주연부에 대해 내측으로 연장되는 방법.
  46. 제34항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부는 화살촉-형상인 방법.
  47. 제34항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 주연부는 2개 이상의 실질적으로 직선형 에지를 포함하는 방법.
  48. 제47항에 있어서, 주변 표면은 제4 몰드 벽을 추가로 포함하고, 제4 몰드 벽은 제4 에지에서 주연부와 교차하는 방법.
  49. 제34항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 d) 이전에 몰드로부터 성형된 세라믹 전구체 입자를 분리하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  50. 제49항에 있어서, 단계 d)는 성형된 세라믹 전구체 입자를 소결하는 단계를 포함하는 방법.
  51. 제49항에 있어서, 단계 d)는 성형된 세라믹 전구체 입자를 하소하여 하소되고 성형된 세라믹 전구체 입자를 제공하는 단계, 및 하소되고 성형된 세라믹 전구체 입자를 소결하는 단계를 포함하는 방법.
  52. 제34항 내지 제51항 중 어느 한 항에 있어서, 성형된 세라믹 연마 입자는 알파 알루미나를 포함하는 방법.
  53. 제34항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 세라믹 전구체 재료는 졸-겔을 포함하는 방법.
  54. 제34항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 세라믹 전구체 재료는 알파 알루미나 전구체를 포함하는 방법.
  55. 제34항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 몰드 공동은 1 센티미터 이하의 최대 횡방향 치수를 갖는 방법.
  56. 제34항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 성형된 세라믹 연마 입자는 이의 폭의 1/3 이하인 두께를 갖는 방법.
KR1020147030530A 2012-04-04 2013-03-15 연마 입자, 연마 입자를 제조하는 방법, 및 연마 용품 KR102075072B1 (ko)

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US (6) US9771504B2 (ko)
EP (1) EP2834040B1 (ko)
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RU (1) RU2621085C2 (ko)
WO (1) WO2013151745A1 (ko)

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103370174B (zh) 2010-12-31 2017-03-29 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 具有特定形状的研磨颗粒和此类颗粒的形成方法
CN103764349B (zh) 2011-06-30 2017-06-09 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 液相烧结碳化硅研磨颗粒
WO2013003830A2 (en) 2011-06-30 2013-01-03 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive articles including abrasive particles of silicon nitride
BR112014007089A2 (pt) 2011-09-26 2017-03-28 Saint-Gobain Ceram & Plastics Inc artigos abrasivos incluindo materiais de partículas abrasivas, abrasivos revestidos usando os materiais de partículas abrasivas e os métodos de formação
PL2797716T3 (pl) 2011-12-30 2021-07-05 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Kompozytowe ukształtowane cząstki ścierne i sposób ich formowania
CN104114664B (zh) 2011-12-30 2016-06-15 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 形成成型研磨颗粒
KR102187425B1 (ko) 2011-12-30 2020-12-09 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 형상화 연마입자 및 이의 형성방법
US8840696B2 (en) 2012-01-10 2014-09-23 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
EP3705177A1 (en) 2012-01-10 2020-09-09 Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc. Abrasive particles having complex shapes and methods of forming same
US9242346B2 (en) 2012-03-30 2016-01-26 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive products having fibrillated fibers
JP6219557B2 (ja) 2012-05-16 2017-10-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 装飾シート及び構造体
KR102534897B1 (ko) 2012-05-23 2023-05-30 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 형상화 연마입자들 및 이의 형성방법
US10106714B2 (en) 2012-06-29 2018-10-23 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
US9440332B2 (en) 2012-10-15 2016-09-13 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
KR101818946B1 (ko) 2012-12-31 2018-01-17 생-고뱅 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인코포레이티드 미립자 소재 및 이의 형성방법
CN107685296B (zh) 2013-03-29 2020-03-06 圣戈班磨料磨具有限公司 具有特定形状的磨粒、形成这种粒子的方法及其用途
TW201502263A (zh) 2013-06-28 2015-01-16 Saint Gobain Ceramics 包含成形研磨粒子之研磨物品
CA3114978A1 (en) 2013-09-30 2015-04-02 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particles and methods of forming same
KR101870617B1 (ko) 2013-12-31 2018-06-26 생-고뱅 어브레이시브즈, 인코포레이티드 형상화 연마 입자들을 포함하는 연마 물품
US9771507B2 (en) 2014-01-31 2017-09-26 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particle including dopant material and method of forming same
MX2016013464A (es) 2014-04-14 2017-04-13 Saint-Gobain Ceram & Plastics Inc Articulo abrasivo que incluye particulas abrasivas conformadas.
ES2972193T3 (es) * 2014-04-14 2024-06-11 Saint Gobain Ceramics Artículo abrasivo que incluye partículas abrasivas conformadas
US10150900B2 (en) 2014-04-21 2018-12-11 3M Innovative Properties Company Abrasive particles and abrasive articles including the same
WO2015184355A1 (en) 2014-05-30 2015-12-03 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Method of using an abrasive article including shaped abrasive particles
DK3046983T3 (da) * 2014-06-18 2020-06-02 Klingspor Ag Flerlags-slibepartikler
US9707529B2 (en) 2014-12-23 2017-07-18 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Composite shaped abrasive particles and method of forming same
US9914864B2 (en) 2014-12-23 2018-03-13 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particles and method of forming same
US9676981B2 (en) 2014-12-24 2017-06-13 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particle fractions and method of forming same
TWI634200B (zh) 2015-03-31 2018-09-01 聖高拜磨料有限公司 固定磨料物品及其形成方法
WO2016161157A1 (en) 2015-03-31 2016-10-06 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Fixed abrasive articles and methods of forming same
BR112017022200A2 (pt) * 2015-04-14 2018-07-03 3M Innovative Properties Co artigo abrasivo não tecido e método para fabricação do mesmo
EP3307483B1 (en) 2015-06-11 2020-06-17 Saint-Gobain Ceramics&Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
JP6983155B2 (ja) * 2015-11-13 2021-12-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 結合研磨物品及びその製造方法
US10350642B2 (en) 2015-11-13 2019-07-16 3M Innovative Properties Company Method of shape sorting crushed abrasive particles
CN105837179B (zh) * 2016-03-24 2018-05-25 湖州华通研磨制造有限公司 一种硅铝陶瓷质研磨石及其制备方法
CN105837184B (zh) * 2016-03-24 2018-10-26 湖州华通研磨制造有限公司 特重铝镁陶瓷质研磨石
EP3436217B1 (en) 2016-04-01 2022-02-23 3M Innovative Properties Company Elongate shaped abrasive particles, and methods of making the same
CN109462993A (zh) 2016-05-10 2019-03-12 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 磨料颗粒及其形成方法
PL3455321T3 (pl) 2016-05-10 2022-12-12 Saint-Gobain Ceramics&Plastics, Inc. Sposób formowania cząstek ściernych
JP2019527148A (ja) 2016-07-20 2019-09-26 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 成形ガラス化研磨凝集体、研磨物品、及び研磨方法
WO2018057558A1 (en) 2016-09-21 2018-03-29 3M Innovative Properties Company Abrasive particle with enhanced retention features
EP4349896A3 (en) 2016-09-29 2024-06-12 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Fixed abrasive articles and methods of forming same
US11478899B2 (en) 2016-10-25 2022-10-25 3M Innovative Properties Company Shaped vitrified abrasive agglomerate with shaped abrasive particles, abrasive articles, and related methods
EP3532561B1 (en) * 2016-10-25 2021-04-28 3M Innovative Properties Company Magnetizable abrasive particles and abrasive articles including them
US11826883B2 (en) * 2016-12-22 2023-11-28 Innovative Properties Company Abrasive article and method of making the same
US10563105B2 (en) 2017-01-31 2020-02-18 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
US10759024B2 (en) 2017-01-31 2020-09-01 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
CN110770190B (zh) * 2017-06-13 2022-09-02 3M创新有限公司 磨粒
WO2018236989A1 (en) 2017-06-21 2018-12-27 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. PARTICULATE MATERIALS AND METHODS OF FORMATION THEREOF
CN111183199B (zh) * 2017-10-02 2022-08-02 3M创新有限公司 细长磨料颗粒、其制备方法以及包含细长磨料颗粒的磨料制品
CN112055737B (zh) 2018-03-01 2022-04-12 3M创新有限公司 具有成型磨料颗粒的成型硅质磨料团聚物、磨料制品及相关方法
WO2019178290A1 (en) * 2018-03-13 2019-09-19 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Particulate material and method for forming same
CN112512748A (zh) 2018-07-23 2021-03-16 3M创新有限公司 包括聚酯背衬和底漆层的制品及相关方法
CN109127009B (zh) * 2018-08-31 2021-02-02 贺州市骏鑫矿产品有限责任公司 一种用于粉磨钾钠长石的球磨机
CN109290893A (zh) * 2018-12-05 2019-02-01 马鞍山迪斯福工业设计有限公司 一种木材专用去毛刺装置
WO2020128794A1 (en) * 2018-12-19 2020-06-25 3M Innovative Properties Company Serrated shaped abrasive particles and method for manufacturing thereof
KR102608901B1 (ko) * 2018-12-24 2023-12-01 삼성전자주식회사 웨이퍼 그라인딩 휠
CN109760473B (zh) * 2019-01-25 2021-11-05 泰州神舟传动科技有限公司 一种防水轮毂
EP4048477A1 (en) * 2019-10-23 2022-08-31 3M Innovative Properties Company Shaped abrasive particles with concave void within one of the plurality of edges
KR20220116556A (ko) 2019-12-27 2022-08-23 세인트-고바인 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인크. 연마 물품 및 이의 형성 방법
EP4081609A4 (en) * 2019-12-27 2024-06-05 Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc. ABRASIVE ARTICLES AND THEIR FORMATION PROCESSES
WO2021152444A1 (en) 2020-01-31 2021-08-05 3M Innovative Properties Company Coated abrasive articles
EP4103356A1 (en) 2020-02-10 2022-12-21 3M Innovative Properties Company Coated abrasive article and method of making the same
WO2021245494A1 (en) 2020-06-04 2021-12-09 3M Innovative Properties Company Shaped abrasive particles and methods of manufacture the same
WO2022003498A1 (en) 2020-06-30 2022-01-06 3M Innovative Properties Company Coated abrasive articles and methods of making and using the same
CN116133794A (zh) 2020-07-28 2023-05-16 3M创新有限公司 带涂层磨料制品及其制备方法
WO2022023845A1 (en) 2020-07-30 2022-02-03 3M Innovative Properties Company Abrasive article and method of making the same
WO2022034443A1 (en) 2020-08-10 2022-02-17 3M Innovative Properties Company Abrasive articles and method of making the same
WO2022034397A1 (en) 2020-08-10 2022-02-17 3M Innovative Properties Company Abrasive system and method of using the same
US20230405766A1 (en) 2020-10-28 2023-12-21 3M Innovative Properties Company Method of making a coated abrasive article and coated abrasive article
WO2022162580A1 (en) 2021-02-01 2022-08-04 3M Innovative Properties Company Method of making a coated abrasive article and coated abrasive article
EP4323149A1 (en) * 2021-04-16 2024-02-21 3M Innovative Properties Company Lineal aligned abrasive particle structures
WO2022229744A1 (en) 2021-04-30 2022-11-03 3M Innovative Properties Company Abrasive cut-off wheels and methods of making the same
WO2022263986A1 (en) 2021-06-15 2022-12-22 3M Innovative Properties Company Coated abrasive article including biodegradable thermoset resin and method of making and using the same
WO2023084362A1 (en) 2021-11-15 2023-05-19 3M Innovative Properties Company Nonwoven abrasive articles and methods of making the same
WO2023100104A1 (en) 2021-11-30 2023-06-08 3M Innovative Properties Company Abrasive articles and systems
WO2023156980A1 (en) 2022-02-21 2023-08-24 3M Innovative Properties Company Nonwoven abrasive article and methods of making the same
WO2023180877A1 (en) 2022-03-21 2023-09-28 3M Innovative Properties Company Curable composition, treated backing, coated abrasive articles including the same, and methods of making and using the same
WO2023180880A1 (en) 2022-03-21 2023-09-28 3M Innovative Properties Company Curable composition, coated abrasive article containing the same, and methods of making and using the same
WO2023209518A1 (en) 2022-04-26 2023-11-02 3M Innovative Properties Company Abrasive articles, methods of manufacture and use thereof
WO2024127255A1 (en) 2022-12-15 2024-06-20 3M Innovative Properties Company Abrasive articles and methods of manufacture thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110099736A (ko) * 2008-12-17 2011-09-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 경사진 측벽을 갖는 성형된 연마 입자

Family Cites Families (153)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA743715A (en) 1966-10-04 The Carborundum Company Manufacture of sintered abrasive grain of geometrical shape and controlled grit size
US35570A (en) 1862-06-10 Eufus sibley
US1910444A (en) 1931-02-13 1933-05-23 Carborundum Co Process of making abrasive materials
DE1694594C3 (de) 1960-01-11 1975-05-28 Minnesota Mining And Manufacturing Co., Saint Paul, Minn. (V.St.A.) Reinigungs- und Polierkörper
US3041156A (en) 1959-07-22 1962-06-26 Norton Co Phenolic resin bonded grinding wheels
US3079243A (en) 1959-10-19 1963-02-26 Norton Co Abrasive grain
GB986847A (en) 1962-02-07 1965-03-24 Charles Beck Rosenberg Brunswi Improvements in or relating to abrasives
US3481723A (en) * 1965-03-02 1969-12-02 Itt Abrasive grinding wheel
US3387957A (en) 1966-04-04 1968-06-11 Carborundum Co Microcrystalline sintered bauxite abrasive grain
US3608050A (en) 1969-09-12 1971-09-21 Union Carbide Corp Production of single crystal sapphire by carefully controlled cooling from a melt of alumina
US3874856A (en) 1970-02-09 1975-04-01 Ducommun Inc Porous composite of abrasive particles in a pyrolytic carbon matrix and the method of making it
US3909991A (en) 1970-09-22 1975-10-07 Norton Co Process for making sintered abrasive grains
US4028453A (en) 1975-10-20 1977-06-07 Lava Crucible Refractories Company Process for making refractory shapes
US4314827A (en) 1979-06-29 1982-02-09 Minnesota Mining And Manufacturing Company Non-fused aluminum oxide-based abrasive mineral
US4518397A (en) 1979-06-29 1985-05-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Articles containing non-fused aluminum oxide-based abrasive mineral
US4588419A (en) 1980-10-08 1986-05-13 Carborundum Abrasives Company Resin systems for high energy electron curable resin coated webs
US4800685A (en) 1984-05-31 1989-01-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alumina bonded abrasive for cast iron
US4543107A (en) 1984-08-08 1985-09-24 Norton Company Vitrified bonded grinding wheels containing sintered gel aluminous abrasive grits
JPS606356A (ja) 1983-06-20 1985-01-14 Res Dev Corp Of Japan 微細短繊維焼結型研摩材
US4623364A (en) 1984-03-23 1986-11-18 Norton Company Abrasive material and method for preparing the same
CA1266568A (en) 1984-05-09 1990-03-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive product incorporating selective mineral substitution
CA1266569A (en) 1984-05-09 1990-03-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive product incorporating selective mineral substitution
CA1254238A (en) 1985-04-30 1989-05-16 Alvin P. Gerk Process for durable sol-gel produced alumina-based ceramics, abrasive grain and abrasive products
US4741743A (en) 1985-08-19 1988-05-03 Norton Company Grinding wheel with combination of fused and sintered abrasive grits
US4770671A (en) 1985-12-30 1988-09-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grits formed of ceramic containing oxides of aluminum and yttrium, method of making and using the same and products made therewith
US4751138A (en) 1986-08-11 1988-06-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive having radiation curable binder
US4960441A (en) 1987-05-11 1990-10-02 Norton Company Sintered alumina-zirconia ceramic bodies
AU604899B2 (en) 1987-05-27 1991-01-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grits formed of ceramic, impregnation method of making the same and products made therewith
US4881951A (en) 1987-05-27 1989-11-21 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Abrasive grits formed of ceramic containing oxides of aluminum and rare earth metal, method of making and products made therewith
US4954462A (en) 1987-06-05 1990-09-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Microcrystalline alumina-based ceramic articles
US4848041A (en) 1987-11-23 1989-07-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grains in the shape of platelets
CH675250A5 (ko) 1988-06-17 1990-09-14 Lonza Ag
US4898597A (en) 1988-08-25 1990-02-06 Norton Company Frit bonded abrasive wheel
US5011508A (en) 1988-10-14 1991-04-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Shelling-resistant abrasive grain, a method of making the same, and abrasive products
YU32490A (en) 1989-03-13 1991-10-31 Lonza Ag Hydrophobic layered grinding particles
US5009676A (en) 1989-04-28 1991-04-23 Norton Company Sintered sol gel alumina abrasive filaments
US5035723A (en) 1989-04-28 1991-07-30 Norton Company Bonded abrasive products containing sintered sol gel alumina abrasive filaments
US5431967A (en) 1989-09-05 1995-07-11 Board Of Regents, The University Of Texas System Selective laser sintering using nanocomposite materials
US4997461A (en) 1989-09-11 1991-03-05 Norton Company Nitrified bonded sol gel sintered aluminous abrasive bodies
US5037453A (en) 1989-09-13 1991-08-06 Norton Company Abrasive article
US5007943A (en) 1989-11-03 1991-04-16 Norton Company Sol-gel process alumina abrasive grain blends in coated abrasive material
US5094672A (en) 1990-01-16 1992-03-10 Cincinnati Milacron Inc. Vitreous bonded sol-gel abrasive grit article
US5049166A (en) 1990-02-27 1991-09-17 Washington Mills Ceramics Corporation Light weight abrasive tumbling media and method of making same
FI84979C (fi) 1990-04-06 1992-02-25 Ahlstroem Oy Filter foer separering av partiklar fraon en het gasstroem.
US5085671A (en) 1990-05-02 1992-02-04 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of coating alumina particles with refractory material, abrasive particles made by the method and abrasive products containing the same
US5118326A (en) 1990-05-04 1992-06-02 Norton Company Vitrified bonded grinding wheel with mixtures of sol gel aluminous abrasives and silicon carbide
US5139978A (en) 1990-07-16 1992-08-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Impregnation method for transformation of transition alumina to a alpha alumina
US5090968A (en) 1991-01-08 1992-02-25 Norton Company Process for the manufacture of filamentary abrasive particles
US5378251A (en) 1991-02-06 1995-01-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive articles and methods of making and using same
US5152917B1 (en) 1991-02-06 1998-01-13 Minnesota Mining & Mfg Structured abrasive article
US5131926A (en) 1991-03-15 1992-07-21 Norton Company Vitrified bonded finely milled sol gel aluminous bodies
US5203886A (en) 1991-08-12 1993-04-20 Norton Company High porosity vitrified bonded grinding wheels
US5316812A (en) 1991-12-20 1994-05-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive backing
BR9206806A (pt) 1991-12-20 1995-10-31 Minnesota Mining & Mfg Suporte abrasivo revestido e abrasivo revestido
US5282875A (en) 1992-03-18 1994-02-01 Cincinnati Milacron Inc. High density sol-gel alumina-based abrasive vitreous bonded grinding wheel
TW307801B (ko) 1992-03-19 1997-06-11 Minnesota Mining & Mfg
US5203884A (en) 1992-06-04 1993-04-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article having vanadium oxide incorporated therein
US5201916A (en) * 1992-07-23 1993-04-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Shaped abrasive particles and method of making same
DE69318409T2 (de) 1992-07-23 1998-12-03 Minnesota Mining & Mfg Geformte schleifteilchen und verfahren zur ihrer herstellung
RU95105160A (ru) * 1992-07-23 1997-01-10 Миннесота Майнинг энд Мануфакчуринг Компани (US) Способ приготовления абразивной частицы, абразивные изделия и изделия с абразивным покрытием
US5366523A (en) 1992-07-23 1994-11-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article containing shaped abrasive particles
US5304331A (en) 1992-07-23 1994-04-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method and apparatus for extruding bingham plastic-type materials
US5213591A (en) 1992-07-28 1993-05-25 Ahmet Celikkaya Abrasive grain, method of making same and abrasive products
US5312791A (en) 1992-08-21 1994-05-17 Saint Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. Process for the preparation of ceramic flakes, fibers, and grains from ceramic sols
WO1994007969A1 (en) 1992-09-25 1994-04-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive grain including rare earth oxide therein
ATE137792T1 (de) 1992-09-25 1996-05-15 Minnesota Mining & Mfg Verfahren zur herstellung von aluminiumoxid und ceroxid enthaltendem schleifkorn
KR960702420A (ko) 1992-09-25 1996-04-27 워렌 리처드 보비 알루미나 및 지르코니아를 함유하는 연마 입자(abrasive grain containing alumina and zirconia)
US5435816A (en) 1993-01-14 1995-07-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of making an abrasive article
CA2115889A1 (en) * 1993-03-18 1994-09-19 David E. Broberg Coated abrasive article having diluent particles and shaped abrasive particles
US5436063A (en) 1993-04-15 1995-07-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive article incorporating an energy cured hot melt make coat
US5441549A (en) 1993-04-19 1995-08-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive articles comprising a grinding aid dispersed in a polymeric blend binder
EP0720520B1 (en) 1993-09-13 1999-07-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article, method of manufacture of same, method of using same for finishing, and a production tool
US5409645A (en) 1993-12-20 1995-04-25 Saint Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. Molding shaped articles
WO1995018192A1 (en) 1993-12-28 1995-07-06 Minnesota Mining And Manufacturing Company Alpha alumina-based abrasive grain having an as sintered outer surface
US5443603A (en) 1994-01-11 1995-08-22 Washington Mills Ceramics Corporation Light weight ceramic abrasive media
JP3362854B2 (ja) * 1994-01-13 2003-01-07 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー 研摩材、研摩材の製造方法、および研摩装置
DE69530780T2 (de) 1994-09-30 2004-03-18 Minnesota Mining And Mfg. Co., St. Paul Beschichteter schleifgegenstand und verfahren zu seiner herstellung
US6054093A (en) 1994-10-19 2000-04-25 Saint Gobain-Norton Industrial Ceramics Corporation Screen printing shaped articles
US5725162A (en) 1995-04-05 1998-03-10 Saint Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation Firing sol-gel alumina particles
US5679067A (en) 1995-04-28 1997-10-21 Minnesota Mining And Manufacturing Company Molded abrasive brush
US5975987A (en) 1995-10-05 1999-11-02 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for knurling a workpiece, method of molding an article with such workpiece, and such molded article
EP0855948B1 (en) 1995-10-20 2002-07-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article containing an inorganic metal orthophosphate
US5903951A (en) 1995-11-16 1999-05-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Molded brush segment
WO1997042007A1 (en) 1996-05-08 1997-11-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Abrasive article comprising an antiloading component
US5738696A (en) 1996-07-26 1998-04-14 Norton Company Method for making high permeability grinding wheels
US6080215A (en) 1996-08-12 2000-06-27 3M Innovative Properties Company Abrasive article and method of making such article
US5776214A (en) 1996-09-18 1998-07-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for making abrasive grain and abrasive articles
US5893935A (en) 1997-01-09 1999-04-13 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for making abrasive grain using impregnation, and abrasive articles
US5779743A (en) 1996-09-18 1998-07-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for making abrasive grain and abrasive articles
US6206942B1 (en) 1997-01-09 2001-03-27 Minnesota Mining & Manufacturing Company Method for making abrasive grain using impregnation, and abrasive articles
US5946991A (en) 1997-09-03 1999-09-07 3M Innovative Properties Company Method for knurling a workpiece
US5863308A (en) 1997-10-31 1999-01-26 Norton Company Low temperature bond for abrasive tools
AU7701498A (en) 1998-01-28 1999-08-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for making abrasive grain using impregnation and abrasive articles
JP2002503559A (ja) 1998-02-19 2002-02-05 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー ガラス研削用研磨製品および方法
US6080216A (en) 1998-04-22 2000-06-27 3M Innovative Properties Company Layered alumina-based abrasive grit, abrasive products, and methods
US6228134B1 (en) 1998-04-22 2001-05-08 3M Innovative Properties Company Extruded alumina-based abrasive grit, abrasive products, and methods
US6019805A (en) 1998-05-01 2000-02-01 Norton Company Abrasive filaments in coated abrasives
US6053956A (en) 1998-05-19 2000-04-25 3M Innovative Properties Company Method for making abrasive grain using impregnation and abrasive articles
FR2797638B1 (fr) 1999-08-20 2001-09-21 Pem Abrasifs Refractaires Grains abrasifs pour meules, a capacite d'ancrage amelioree
US6277161B1 (en) 1999-09-28 2001-08-21 3M Innovative Properties Company Abrasive grain, abrasive articles, and methods of making and using the same
US6596041B2 (en) 2000-02-02 2003-07-22 3M Innovative Properties Company Fused AL2O3-MgO-rare earth oxide eutectic abrasive particles, abrasive articles, and methods of making and using the same
DE60112740T2 (de) 2000-05-09 2006-06-01 3M Innovative Properties Co., Saint Paul Poröser schleifgegenstand mit keramischen schleifcomposites, verfahren zur herstellung und verfahren zur verwendung
JP3563017B2 (ja) 2000-07-19 2004-09-08 ロデール・ニッタ株式会社 研磨組成物、研磨組成物の製造方法及びポリシング方法
US6776699B2 (en) 2000-08-14 2004-08-17 3M Innovative Properties Company Abrasive pad for CMP
ATE350426T1 (de) 2000-10-06 2007-01-15 3M Innovative Properties Co Keramische aggregatteilchen
US8062098B2 (en) 2000-11-17 2011-11-22 Duescher Wayne O High speed flat lapping platen
US8256091B2 (en) 2000-11-17 2012-09-04 Duescher Wayne O Equal sized spherical beads
RU2297397C2 (ru) 2001-08-02 2007-04-20 3М Инновейтив Пропертиз Компани Стеклокерамика
WO2003014251A1 (en) 2001-08-09 2003-02-20 Hitachi Maxell, Ltd. Non-magnetic particles having a plate shape and method for production thereof, abrasive material, polishing article and abrasive fluid comprising such particles
US6833014B2 (en) 2002-07-26 2004-12-21 3M Innovative Properties Company Abrasive product, method of making and using the same, and apparatus for making the same
US7811496B2 (en) 2003-02-05 2010-10-12 3M Innovative Properties Company Methods of making ceramic particles
US7300479B2 (en) 2003-09-23 2007-11-27 3M Innovative Properties Company Compositions for abrasive articles
US20050132655A1 (en) 2003-12-18 2005-06-23 3M Innovative Properties Company Method of making abrasive particles
TW200538237A (en) * 2004-04-06 2005-12-01 Kure Norton Co Ltd Porous vitrified grinding wheel and method for production thereof
US7297402B2 (en) 2004-04-15 2007-11-20 Shell Oil Company Shaped particle having an asymmetrical cross sectional geometry
US7867302B2 (en) 2005-02-22 2011-01-11 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Rapid tooling system and methods for manufacturing abrasive articles
US7524345B2 (en) 2005-02-22 2009-04-28 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Rapid tooling system and methods for manufacturing abrasive articles
US7875091B2 (en) 2005-02-22 2011-01-25 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Rapid tooling system and methods for manufacturing abrasive articles
US20070020457A1 (en) 2005-07-21 2007-01-25 3M Innovative Properties Company Composite particle comprising an abrasive grit
US7556558B2 (en) 2005-09-27 2009-07-07 3M Innovative Properties Company Shape controlled abrasive article and method
US20070243802A1 (en) * 2006-04-14 2007-10-18 Petersen John G Laminated flexible resilient abrasive article
JP5474566B2 (ja) 2007-01-23 2014-04-16 サンーゴバン アブレイシブズ，インコーポレイティド 凝集塊を含む研磨布紙製品
US20090120009A1 (en) 2007-11-08 2009-05-14 Chien-Min Sung Polycrystalline Grits and Associated Methods
US8123828B2 (en) * 2007-12-27 2012-02-28 3M Innovative Properties Company Method of making abrasive shards, shaped abrasive particles with an opening, or dish-shaped abrasive particles
WO2009085841A2 (en) 2007-12-27 2009-07-09 3M Innovative Properties Company Shaped, fractured abrasive particle, abrasive article using same and method of making
JP5525546B2 (ja) 2008-12-17 2014-06-18 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 溝を有する成形された研磨粒子
US10137556B2 (en) 2009-06-22 2018-11-27 3M Innovative Properties Company Shaped abrasive particles with low roundness factor
US8142532B2 (en) 2008-12-17 2012-03-27 3M Innovative Properties Company Shaped abrasive particles with an opening
US8142891B2 (en) 2008-12-17 2012-03-27 3M Innovative Properties Company Dish-shaped abrasive particles with a recessed surface
US9447311B2 (en) * 2009-12-02 2016-09-20 3M Innovative Properties Company Dual tapered shaped abrasive particles
EP2507016B1 (en) 2009-12-02 2020-09-23 3M Innovative Properties Company Method of making a coated abrasive article having shaped abrasive particles and resulting product
US8440602B2 (en) 2009-12-22 2013-05-14 The Procter & Gamble Company Liquid cleaning and/or cleansing composition comprising a divinyl benzene cross-linked styrene polymer
US8480772B2 (en) * 2009-12-22 2013-07-09 3M Innovative Properties Company Transfer assisted screen printing method of making shaped abrasive particles and the resulting shaped abrasive particles
BR112012022084A2 (pt) 2010-03-03 2016-06-14 3M Innovative Properties Co roda de abrasivo ligado
RU2539246C2 (ru) * 2010-04-27 2015-01-20 3М Инновейтив Пропертиз Компани Керамические формованные абразивные частицы, способы их получения, и абразивные изделия, содержащие их
US8551577B2 (en) 2010-05-25 2013-10-08 3M Innovative Properties Company Layered particle electrostatic deposition process for making a coated abrasive article
US8765327B2 (en) 2010-07-12 2014-07-01 3M Innovative Properties Company Fuel cell electrodes with conduction networks
DE102010038351B4 (de) 2010-07-23 2020-09-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines hybriden Antriebssystems
BR112013001831B8 (pt) 2010-08-04 2021-05-04 3M Innovative Properties Co partículas abrasivas formatadas
US9039797B2 (en) 2010-11-01 2015-05-26 3M Innovative Properties Company Shaped abrasive particles and method of making
US9073179B2 (en) 2010-11-01 2015-07-07 3M Innovative Properties Company Laser method for making shaped ceramic abrasive particles, shaped ceramic abrasive particles, and abrasive articles
CN103370174B (zh) 2010-12-31 2017-03-29 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 具有特定形状的研磨颗粒和此类颗粒的形成方法
WO2012112322A2 (en) 2011-02-16 2012-08-23 3M Innovative Properties Company Electrostatic abrasive particle coating apparatus and method
BR112013019401B1 (pt) 2011-02-16 2021-09-28 3M Innovative Properties Company Artigos abrasivos revestidos
ES2633316T3 (es) 2011-04-14 2017-09-20 3M Innovative Properties Company Artículo abrasivo no tejido que contiene aglomerados ligados por elastómeros de grano abrasivo conformado
US9675531B2 (en) * 2011-06-20 2017-06-13 The Procter & Gamble Company Personal care compositions comprising shaped abrasive particles
CA2841435A1 (en) 2011-07-12 2013-01-17 3M Innovative Properties Company Method of making ceramic shaped abrasive particles, sol-gel composition, and ceramic shaped abrasive particles
MX2014002620A (es) 2011-09-07 2014-04-14 3M Innovative Properties Co Articulo abrasivo unido.
CA2847807C (en) 2011-09-07 2019-12-03 3M Innovative Properties Company Method of abrading a workpiece
RU2599067C2 (ru) 2011-11-09 2016-10-10 3М Инновейтив Пропертиз Компани Композитный абразивный круг
EP3705177A1 (en) * 2012-01-10 2020-09-09 Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc. Abrasive particles having complex shapes and methods of forming same
EP2938691B1 (de) 2012-08-02 2022-07-27 Robert Bosch GmbH Schleifkorn mit höchstens drei flächen und einer ecke
KR102146313B1 (ko) 2012-10-31 2020-08-21 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 성형 연마 입자, 그의 제조 방법, 및 그를 포함하는 연마 용품

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110099736A (ko) * 2008-12-17 2011-09-08 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 경사진 측벽을 갖는 성형된 연마 입자

Also Published As

Publication number Publication date
MX350057B (es) 2017-08-25
US11634618B2 (en) 2023-04-25
US9771504B2 (en) 2017-09-26
CA2869434A1 (en) 2013-10-10
CN104254429A (zh) 2014-12-31
US20230159807A1 (en) 2023-05-25
US20240182768A1 (en) 2024-06-06
BR112014024937B1 (pt) 2021-01-12
EP2834040A1 (en) 2015-02-11
CA2869434C (en) 2021-01-12
MX2014011917A (es) 2014-11-10
US20150052825A1 (en) 2015-02-26
US10301518B2 (en) 2019-05-28
RU2014139785A (ru) 2016-05-27
WO2013151745A1 (en) 2013-10-10
US20170335158A1 (en) 2017-11-23
MX2021013203A (es) 2022-01-18
CN104254429B (zh) 2019-06-14
JP2015518505A (ja) 2015-07-02
EP2834040B1 (en) 2021-04-21
EP2834040A4 (en) 2016-04-13
US11905451B2 (en) 2024-02-20
JP6072223B2 (ja) 2017-02-01
RU2621085C2 (ru) 2017-05-31
US11970650B2 (en) 2024-04-30
US20190233694A1 (en) 2019-08-01
KR102075072B1 (ko) 2020-02-10
US20230265326A1 (en) 2023-08-24

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