KR20150133796A - 특정한 형태들을 가진 연마 입자들 및 이러한 입자들을 형성하는 방법들 - Google Patents

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생-고벵 아브라시프
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Abstract

코팅된 연마 물품으로서, 백킹, 백킹의 적어도 일 부분에 비연속 분포로 배치되는 부착층으로서 비연속 분포는 복수의 부착 접촉 영역들을 포함하고 각각의 부착 접촉 영역 사이에 가로 간격 또는 세로 간격 중 적어도 하나를 가지는 부착층, 및 대부분의 부착 접촉 영역들에 배치되는 적어도 하나의 연마 입자로서 연마 입자는 팁 (tip)을 가지고 각각의 연마 입자 사이에는 가로 간격 또는 세로 간격 중 적어도 하나가 존재하는 연마 입자를 포함하고, 연마 입자의 팁들 사이 가로 간격 및 세로 간격 중 적어도 하나의 적어도 65%는 평균의 2.5 표준편차 내인, 코팅된 연마 물품.

Description

특정한 형태들을 가진 연마 입자들 및 이러한 입자들을 형성하는 방법들{ABRASIVE PARTICLES HAVING PARTICULAR SHAPES AND METHODS OF FORMING SUCH PARTICLES}
다음은 연마 물품들, 및 특히 연마 물품들을 형성하는 방법들에 관한 것이다.
연마 입자들 및 연마 입자들로 만든 연마 물품들은 연삭, 마감, 및 폴리싱을 포함한 다양한 재료 제거 동작들에 유용하다. 연마 재료의 유형에 의존하여, 이러한 연마 입자들은 제품들의 제조시 매우 다양한 재료들 및 표면들을 성형 또는 연삭할 때 유용할 수 있다. 특정한 유형들의 연마 입자들은 지금까지 삼각형 연마 입자들 및 이러한 오브젝트들을 통합한 연마 물품들과 같은, 특정한 기하학적 구조들을 가진 것으로 만들어졌다. 예를들면, 미국 특허 번호들 제5,201,916호; 제5,366,523호; 및 제5,984,988호 참조.
특정 형태를 가진 연마 입자들을 생성하기 위해 이용되어 온 몇몇 기본 기술들은 (1) 융합, (2) 소결, 및 (3) 화학적 세라믹이다. 융합 프로세스에서, 연마 입자들은 면이 음각될 수 있거나 또는 음각되지 않을 수 있는 냉각 롤, 용융 재료가 부어지는 몰딩 또는 산화 알루미늄 용융물에 침지되는 열 싱크 재료에 의해 성형될 수 있다. 예를들면, 노(furnace)로부터 냉 회전 주조 실린더로 용융된 연마 재료를 흐르게 하고, 얇은 반고체 만곡 시트를 형성하기 위해 재료를 빠르게 고화하고, 압력 롤로 반고체 재료를 조밀화, 이후 신속하게 구동된 냉각 컨베이어를 갖고 그것을 실린더로부터 끌어당김으로써 그것의 곡률을 반전시켜 반고체 재료의 스트립을 부분적으로 파괴하는 단계들을 포함한 프로세스를 개시한, 미국 특허 번호 제3,377,660호를 참조.
소결 프로세스에서, 연마 입자들은 직경이 45 마이크로미터들 이하의 입자 크기를 가진 내화물 분말들로부터 형성될 수 있다. 결합제들은 윤활유 및 적절한 용제, 예로서 물과 함께 분말들에 부가될 수 있다. 결과적인 혼합물들, 또는 슬러리들은 다양한 길이들 및 직경들의 작은 판들 또는 막대들로 성형될 수 있다. 예를들면, (1) 재료를 미세한 분말로 감소시키는 단계, (2) 상당한 압력 하에 압축하며 상기 분말의 미세 입자들을 결정립 크기 집합체들로 형성하는 단계, 및 (3) 입자들의 제한된 재결정화를 유도하고, 그에 의해 연마립들이 직접 원하는 크기로 생성되도록 보크사이트의 융합 온도 미만의 온도에서 입자들의 집합체들을 소결하는 단계들을 포함한 하소된 보크사이트 재료로부터 연마 입자들을 만드는 방법을 개시하는, 미국 특허 번호 제3,079,242호 참조.
화학적 세라믹 기술은 다른 금속 산화물 전구체들의 용액들을 갖고, 선택적으로 혼합물에서 콜로이드 분산 또는 히드로졸(때때로 졸로서 불리우는)을 겔 건조로 변환하는 것, 및 세라믹 재료를 획득하기 위해 소성시키는 것을 수반한다. 예를들면, 미국 특허 번호들 제4,744,802호 및 제4,848,041호 참조.
계속해서, 연마 입자들, 및 연마 입자들을 이용하는 연마 물품들의 성능, 수명, 및 효능을 개선하기 위한 산업에서의 요구가 여전히 있다.
본 개시는 첨부한 도면들을 참조함으로써 이 기술분야의 숙련자들에게 더 잘 이해될 수 있으며, 그것의 다수의 특징들 및 이점들이 더 명백해진다.
도 1a는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다.
도 1b는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 단면도를 포함한다.
도 1c는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 단면도를 포함한다.
도 1d는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 단면도를 포함한다.
도 2a는 실시예에 따른 성형 연마 입자들을 포함한 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다.
도 2b는 실시예에 따른 연마 물품 상에서 성형 연마 입자의 투시도를 포함한다.
도 3a는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다.
도 3b는 실시예에 따른 연삭 방향에 대해 미리 결정된 배향 특성들을 가진 성형 연마 입자들을 포함한 연마 물품의 일 부분의 투시도 예시를 포함한다.
도 4는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다.
도 5는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다.
도 6은 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다.
도 7a는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다.
도 7b는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 사시도를 포함한다.
도 8a는 실시예에 따른 성형 연마 입자의 사시도를 포함한다.
도 8b는 도 8a의 성형 연마 입자의 단면도를 포함한다.
도 8c는 실시예에 따른 성형 연마 입자의 측면도를 포함한다.
도 9는 실시예에 따른 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다.
도 10은 실시예에 따른 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다.
도 11은 실시예에 따른 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다.
도 12는 실시예에 따른 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다.
도 13은 실시예에 따른 접착제를 포함한 이산 접촉 영역들을 포함한 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다.
도 14a 내지 도 14h는 본원의 실시예들에 따른 부착 재료의 이산 접촉 영역들을 포함한 다양한 패턴화 정렬 구조들을 가진 연마 물품들을 형성하기 위한 도구 일 부분들의 상부에서 하부 방향의 도면들을 포함한다.
도 15는 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 16은 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 17a 내지 도 17c는 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위한 시스템들을 도시한 것이다.
도 18은 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 19는 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위한 시스템을 도시한 것이다.
도 20a는 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위해 사용된 도구의 이미지를 포함한다.
도 20b는 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위해 사용된 도구의 이미지를 포함한다.
도 20c는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 이미지를 포함한다.
도 21은 실시예 1의 연삭 테스트에 따라 샘플 A 및 샘플 B에 대한 수직 항력(N) 대 절단 수의 플롯을 포함한다.
도 22는 실시예에 따른 대표적인 샘플의 일 부분의 이미지를 포함한다.
도 23은 종래의 샘플의 일 부분의 이미지를 포함한다.
도 24는 두 개의 종래의 샘플들 및 실시예들을 대표하는 3개의 샘플에 대한 상향 결정립들/㎠ 및 결정립들/㎠의 총 수의 플롯을 포함한다.
도 25 내지 도 27은 실시예들에 따라 비-섀도잉 (shadowing) 배열들을 형성하기 위해 백킹 상에서의 성형 연마 입자들의 위치들의 플롯들을 도시한 것이다.
도 28은 도 28은 회전 스크린 인쇄 실시예를 도시한 것이다.
도 29는 실시예에 따라 복수의 이산 부착 영역들에 배치되는 복수의 성형 연마 입자들을 상부에서 하부 방향으로 도시한 것이다
도 30은 실시예에 따른 복수의 이산 부착 목표 지점들 및 복수의 이산 부착 타격 지점들을 도시한 것이다.
도 31은 실시예에 따라 코팅된 연마제를 제조하는 방법의 흐름도이다
도 32는 잎차례 (phyllotactic) 비-섀도잉 분포 실시예를 도시한 것이다.
도 33은 윤전그라비어-타입의 인쇄 실시예를 도시한 것이다.
도 34a는 메이크 코트가 임의의 연마 입자들을 가지지 않는 부착 접촉 영역들의 비연속 (discontinuous) 분포 사진이다.
도 34b는 연마 입자들이 비연속 분포의 부착 접촉 영역들에 배치된 후의 도 34a와 동일한 부착 접촉 영역들의 비연속 분포 사진이다.
도 34c는 연속 사이즈 코트가 도포된 후 도 34b의 비연속 분포의 부착 접촉 영역들을 덮고 있는 연마 입자 사진이다.
도 35a는 직립 성형 연마 입자들 및 뒤집힌 (tipped over) 성형 연마 입자들의 혼합물인 종래 코팅된 연마제 이미지이다.
도 35b는 대부분 직립 성형 연마 입자들 및 매우 소수의 뒤집힌 성형 연마 입자들을 보이는 본 발명의 코팅된 연마 실시예의 이미지이다.
도 36은 종래 코팅된 연마제 및 본 발명의 코팅된 연마제 실시예의 연마 입자 농도 및 배향 (즉, 직립 연마립)을 비교한 그래프이다.
도 37은 본 발명의 코팅된 연마제 실시예의 사진이다.
다음은 성형 연마 입자들을 형성 및 이용 방법들, 성형 연마 입자들의 특징들, 성형 연마 입자를 포함하는 연마 물품들을 형성 및 이용 방법들, 및 연마 물품들의 특징들에 관한 것이다. 성형 연마 입자들은 예를들면, 접합된 연마 물품들, 코팅된 연마 물품들 등을 포함한, 다양한 연마 물품들에서 사용될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 여기에서의 실시예들의 연마 물품들은 연마립들의 단일 층, 및 보다 특히 성형 연마 입자들의 비연속적, 단일 층에 의해 정의된 코팅된 연마 물품들일 수 있으며, 이것은 백킹에 접합되거나 또는 그것에 결합되며, 피삭재 (workpiece)들로부터 재료를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 성형 연마 입자들은 성형 연마 입자들이 서로에 대하여 미리 결정된 분포를 정의하도록 제어된 방식으로 위치될 수 있다.
성형 연마 입자들을 형성하는 방법들
다양한 방법들이 성형 연마 입자들을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 예를들면, 성형 연마 입자들은 압출 성형, 몰딩, 스크린 인쇄, 롤링, 용해, 프레싱, 주조, 분할, 단편화, 및 그것의 조합과 같은 기술들을 사용하여 형성될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 성형 연마 입자들은, 세라믹 재료 및 액체를 포함할 수 있는, 혼합물로부터 형성될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 혼합물은 세라믹 분말 재료 및 액체로 형성된 겔일 수 있으며, 여기에서 겔은 그린(즉, 소성되지 않은) 상태에서조차 주어진 형태를 상당히 유지하기 위한 능력을 가진 형태-안정 재료로서 특성화될 수 있다. 실시예에 따르면, 겔은 개별 입자들의 통합된 네트워크로서 세라믹 분말 재료로 형성될 수 있다.
혼합물은 그것이 성형 연마 입자들을 형성하기 위한 적절한 유동학적 특성들을 갖도록 특정한 함량의 고체 재료, 액체 재료, 및 첨가물들을 포함할 수 있다. 즉, 특정한 실시태양들에서, 혼합물은 특정한 점성, 및 보다 특히 재료의 치수적으로 안정된 상의 형성을 용이하게 하는 적절한 유동학적 특성들을 가질 수 있다. 재료의 치수적으로 안정된 상은 특정한 형태를 가지며 실질적으로 형태가 최종-형성된 오브젝트에 존재하도록 하는 형태를 유지하기 위해 형성될 수 있는 재료이다.
특정한 실시예에 따르면, 혼합물은 세라믹 분말 재료와 같은, 특정한 함량의 고체 재료를 갖도록 형성될 수 있다. 예를들면, 일 실시예에서, 혼합물은 혼합물의 총 중량에 대해 적어도 약 35 wt%, 또는 심지어 적어도 약 38 wt%와 같은, 적어도 약 25 wt%의 고체 함량을 가질 수 있다. 계속해서, 적어도 하나의 비-제한적인 실시예에서, 혼합물의 고체 함량은 약 70 wt% 이하, 약 65 wt% 이하, 약 55 wt% 이하, 약 45 wt% 이하, 또는 약 42 wt% 이하와 같은 약 75 wt% 이하일 수 있다. 혼합물에서 고체 재료들의 함량은 상기 주지된 최소 및 최대 퍼센티지들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일 실시예에 따르면, 세라믹 분말 재료는 산화물, 질화물, 탄화물, 붕소화물, 산탄화물, 산질화물, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 세라믹 재료는 알루미나를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 세라믹 재료는 보헤마이트 재료를 포함할 수 있으며, 이것은 알파 알루미나의 전구체일 수 있다. 용어("보헤마이트")는 일반적으로, 통상적으로 Al2O3ㆍH2O이며 대략 15%의 물 함량을 가진 미네랄 보헤마이트, 뿐만 아니라 중량으로 20 내지 38%와 같은, 15%보다 높은 물 함량을 가진 의사보헤마이트를 포함한 알루미나 수화물들을 나타내기 위해 여기에서 사용된다. 보헤마이트(의사보헤마이트를 포함한)는 특정하며 식별 가능한 결정 구조, 및 그에 따라 고유한 X-선 회절 패턴을 가지며, 이와 같이 보헤마이트 입자상 물질들의 제조를 위해 여기에 사용된 ATH(알루미늄 트리하이드록사이드) 공통 전구체 재료와 같은 다른 수화 알루미나들을 포함한 다른 알루미나 재료들로부터 구별된다는 것이 주의된다.
더욱이, 혼합물은 특정한 함량의 액체 재료를 갖도록 형성될 수 있다. 몇몇 적절한 액체들은 물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 혼합물은 혼합물의 고체 함량보다 적은 액체 함량을 갖도록 형성될 수 있다. 보다 특정한 실시태양들에서, 혼합물은 혼합물의 총 중량에 대해 적어도 약 35 wt%, 적어도 약 45 wt%, 적어도 약 50 wt%, 또는 심지어 적어도 약 58 wt%와 같은, 적어도 약 25 wt%의 액체 함량을 가질 수 있다. 계속해서, 적어도 일 비-제한적인 실시예에서, 혼합물의 액체 함량은 약 70 wt% 이하, 약 65 wt% 이하, 약 62 wt% 이하, 또는 심지어 약 60 wt% 이하와 같은, 약 75 wt% 이하일 수 있다. 혼합물에서 액체의 함량은 상기 주지된 최소 및 최대 퍼센티지들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
더욱이, 특정한 프로세스들에 대해, 혼합물은 특정한 저장 탄성률을 가질 수 있다. 예를들면, 혼합물은 적어도 약 4x104 Pa, 또는 심지어 적어도 약 5x104 Pa와 같은, 적어도 약 1x104 Pa의 저장 탄성률을 가질 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 비-제한적인 실시예에서, 혼합물은 약 2x106 Pa 이하와 같은, 약 1x107 Pa 이하의 저장 탄성률을 가질 수 있다. 혼합물(101)의 저장 탄성률은 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
저장 탄성률은 펠티에 판 온도 제어 시스템들(Peltier plate temperature control systems)을 갖고, ARES 또는 AR-G2 회전 유동계들을 사용하여 평행 판 시스템을 통해 측정될 수 있다. 시험을 위해, 혼합물은 서로로부터 대략 8 mm 떨어지도록 설정되는 두 개의 판들 사이에서의 갭 내에서 사출될 수 있다. 겔을 갭으로 사출시킨 후, 갭을 정의하는 두 개의 판들 사이에서의 거리는 혼합물이 판들 사이에서의 갭을 완전히 채울 때까지 2 mm로 감소된다. 과도한 혼합물을 제거한 후, 갭은 0.1 mm까지 감소되며 테스트가 개시된다. 테스트는 25-mm 평행 판을 사용하며 구간(decade) 당 10 포인트들을 기록하여, 6.28 rad/s(1 Hz)에서, 01% 내지 100% 사이에서의 변형률 범위의 기구 설정들을 갖고 행해진 발진 변형률 스위프 테스트이다. 테스트가 완료된 후 1시간 내에, 0.1 mm만큼 다시 갭을 낮추며 테스트를 반복한다. 테스트는 적어도 6회 반복될 수 있다. 제 1 테스트는 제 2 및 제 3 테스트들과 상이할 수 있다. 단지 각각의 표본에 대한 제 2 및 제 3 테스트들로부터의 결과들만이 보고되어야 한다.
더욱이, 여기에서의 실시예들에 따라 성형 연마 입자들을 프로세싱하고 형성하는 것을 용이하게 하기 위해, 혼합물은 특정한 점성을 가질 수 있다. 예를들면, 혼합물은 적어도 약 4x103 Pa s, 적어도 약 5x103 Pa s, 적어도 약 6x103 Pa s, 적어도 약 8x103 Pa s, 적어도 약 10x103 Pa s, 적어도 약 20x103 Pa s, 적어도 약 30x103 Pa s, 적어도 약 40x103 Pa s, 적어도 약 50x103 Pa s, 적어도 약 60x103 Pa s, 적어도 약 65x103 Pa s의 점성을 가질 수 있다. 적어도 하나의 비-제한적인 실시예에서, 혼합물은 약 100x103 Pa s 이하, 약 95x103 Pa s 이하, 약 90x103 Pa s 이하, 또는 심지어 약 85x103 Pa s 이하의 점성을 가질 수 있다. 혼합물의 점성은 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 점성은 상기 설명된 바와 같이 저장 탄성률과 동일한 방식으로 측정될 수 있다.
게다가, 혼합물은 여기에서의 실시예들에 따른 성형 연마 입자들의 프로세싱 및 형성을 용이하게 하기 위해, 예를들면, 액체와 다를 수 있는 유기 첨가물들을 포함한, 특정한 함량의 유기 재료들을 갖도록 형성될 수 있다. 몇몇 적절한 유기 첨가물들은 안정제들, 과당, 자당, 젖당, 포도당, UV 경화 수지들 등과 같은 결합제들을 포함할 수 있다.
특히, 여기에서의 실시예들은 종래의 형성 동작들에 사용된 슬러리들과 다를 수 있는 혼합물을 이용할 수 있다. 예를들면, 혼합물 내에서의 유기 재료들, 특히 상기 주지된 유기 첨가물들 중 임의의 것의 함량은 혼합물 내에서 다른 구성요소들에 비교하여 작은 양일 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 혼합물은 혼합물의 총 중량에 대해 약 30 wt% 이하의 유기 재료를 갖도록 형성될 수 있다. 다른 실시태양들에서, 유기 재료들의 양은 약 15 wt% 이하, 약 10 wt% 이하, 또는 심지어 약 5 wt% 이하와 같이, 보다 적을 수 있다. 계속해서, 적어도 일 비-제한적인 실시예에서, 혼합물 내에서의 유기 재료들의 양은 혼합물의 총 중량에 대해 적어도 약 0.5 wt%와 같은, 적어도 약 0.01 wt%일 수 있다. 혼합물에서 유기 재료들의 양은 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
게다가, 혼합물은 여기에서의 실시예들에 따른 성형 연마 입자들의 프로세싱 및 형성을 용이하게 하기 위해, 액체와 다른 특정한 함량의 산 또는 염기를 갖도록 형성될 수 있다. 몇몇 적절한 산들 또는 염기들은 질산, 황산, 시트르산, 염소산, 타르타르산, 인산, 질산 암모늄, 시트르산 암모늄을 포함할 수 있다. 일 특정한 실시예에 따르면, 혼합물은 질산 첨가물을 사용하여, 약 5 미만 및 보다 특히, 약 2 및 약 4 사이에서의 범위 내에 있는 pH를 가질 수 있다.
형성의 일 특정한 방법에 따르면, 혼합물은 스크린 인쇄 프로세스를 통해 성형 연마 입자들을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 스크린 인쇄 프로세스는 도포 구역에서 다이로부터 스크린의 개구들로 혼합물의 사출을 포함할 수 있다. 개구들을 가진 스크린 및 스크린 밑에 있는 벨트를 포함한 기판 조합은 다이 하에서 이송될 수 있으며 혼합물은 스크린의 개구들로 전달될 수 있다. 개구들에 포함된 혼합물은 스크린의 개구들로부터 나중 사출되며 벨트 상에 포함될 수 있다. 혼합물의 결과적인 성형 부분들은 전구체 성형 연마 입자들일 수 있다.
실시예에 따르면, 스크린은 미리 결정된 2-차원 형태를 가진 하나 이상의 개구들을 가질 수 있으며, 이것은 실질적으로 동일한 2-차원 형태를 가진 성형 연마 입자들의 형성을 용이하게 할 수 있다. 개구의 형태로부터 복제되지 않을 수 있는 성형 연마 입자들의 특징들이 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 실시예에 따르면, 개구는 다양한 형태들, 예를들면, 다각형, 타원체, 숫자, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 글자, 간지(Kanji) 글자, 다각형 형태들의 조합을 포함한 복합 형태, 및 그것의 조합을 가질 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 개구들은 삼각형, 직사각형, 4각형, 5각형, 6각형, 7각형, 8각형, 9각형, 10각형, 및 그것의 조합을 가질 수 있다.
특히, 혼합물은 급속 방식으로 스크린을 밀고 들어가질 수 있으며, 따라서 개구들 내에서의 혼합물의 평균 체류 시간은 약 2분 미만, 약 1분 미만, 약 40초 미만, 또는 심지어 약 20초 미만일 수 있다. 특정한 비-제한적인 실시예들에서, 혼합물은 그것이 스크린 개구들을 통해 이동함에 따라 인쇄 동안 실질적으로 변경되지 않을 수 있으며, 따라서 원래 혼합물로부터 구성요소들의 양에서 어떤 변화도 경험하지 않으며, 스크린의 개구들에서 어떤 주목할 만한 건조도 경험하지 않을 수 있다.
벨트 및/또는 스크린은 프로세싱을 용이하게 하기 위해 특정한 레이트로 이송될 수 있다. 예를들면, 벨트 및/또는 스크린은 적어도 약 3 cm/s의 레이트로 이송될 수 있다. 다른 실시예에서, 벨트 및/또는 스크린의 이송의 레이트는 적어도 약 4 cm/s, 적어도 약 6 cm/s, 적어도 약 8 cm/s, 또는 심지어 적어도 약 10 cm/s와 같이, 더 클 수 있다. 여기에서의 실시예들에 따른 특정한 프로세스들에 대해, 혼합물의 사출의 레이트와 비교하여 벨트의 이송의 레이트는 적절한 프로세싱을 용이하게 하기 위해 제어될 수 있다.
특정한 프로세싱 파라미터들이 전구체 성형 연마 입자들(즉, 성형 프로세스에 기인한 입자들) 및 여기에 설명된 최종-형성된 성형 연마 입자들의 특징들을 가능하게 하기 위해 제어될 수 있다. 몇몇 대표적인 프로세스 파라미터들은 도포 구역 내에서의 포인트에 대한 스크린 및 벨트 사이에서의 분리의 포인트를 정의한 방출 거리, 혼합물의 점성, 혼합물의 저장 탄성률, 도포 구역 내에서의 구성요소들의 기계적 속성들, 스크린의 두께, 스크린의 강성률, 혼합물의 고체 함량, 혼합물의 캐리어 함량, 벨트 및 스크린 사이에서의 방출 각도, 이송 속도, 온도, 벨트 상에서 또는 스크린의 개구들의 표면들 상에서 이형제의 함량, 사출을 용이하게 하기 위해 혼합물 상에 가해진 압력, 벨트의 속도, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다.
성형 프로세스를 완료한 후, 결과적인 전구체 성형 연마 입자들은 일련의 구역들을 통해 이송될 수 있으며, 여기에서 부가적인 처리들이 발생할 수 있다. 몇몇 적절한 대표적인 부가적인 처리들은 건조, 가열, 경화, 반응, 방사, 혼합, 스터링, 교반, 평탄화, 하소, 소결, 세분, 체가름, 도핑, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 선구 성형 연마 입자들은 선택적 성형 구역을 통해 이송될 수 있으며, 여기에서 입자들의 적어도 하나의 외부 표면은 추가로 성형될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 전구체 성형 연마 입자들은 도펀트 재료가 전구체 성형 연마 입자들의 적어도 하나의 외부 표면에 도포될 수 있는 도포 구역을 통해 이송될 수 있다. 도펀트 재료는 예를들면, 분무, 디핑, 증착, 함침, 전달, 펀칭, 절단, 프레싱, 파쇄, 및 그것의 임의의 조합을 포함한 다양한 방법들을 이용하여 도포될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 도포 구역은 도펀트 재료를 전구체 성형 연마 입자들로 분무하기 위해 분무 노즐, 또는 분무 노즐들의 조합을 이용할 수 있다.
실시예에 따르면, 도펀트 재료를 도포하는 것은 전구체와 같은, 특정한 재료의 도포를 포함할 수 있다. 몇몇 대표적인 전구체 재료들은 최종-형성된 성형 연마 입자들로 통합될 도펀트 재료를 포함할 수 있다. 예를들면, 금속염은 도펀트 재료(예로서, 금속 원소)에 대한 전구체인 원소 또는 화합물을 포함할 수 있다. 염은 염 및 액체 캐리어를 포함한 혼합물 또는 용액에서와 같이, 액체 형태에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 염은 질소를 포함할 수 있으며, 보다 특히 질산염을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 염은 염화물, 황산염, 인산염, 및 그것의 조합일 수 있다. 일 실시예에서, 염은 금속 질산염을 포함할 수 있으며, 보다 특히, 근본적으로 금속 질산염으로 이루어진다.
일 실시예에서, 도펀트 재료는 알칼리 원소, 알칼리토금속 원소, 희토류 원소, 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈륨, 몰리브덴, 바나듐, 또는 그것의 조합과 같은 원소 또는 화합물을 포함할 수 있다. 일 특정한 실시예에서, 도펀트 재료는 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란타늄, 세슘, 프라세오디뮴, 니오븀, 하프늄, 지르코늄, 탄탈륨, 몰리브덴, 바나듐, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 및 그것의 조합을 포함한 원소 또는 화합물을 포함한다.
특정한 실시태양들에서, 도펀트 재료를 도포하는 프로세스는 전구체 성형 연마 입자의 외부 표면상에서 도펀트 재료의 배치를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 예를들면, 도펀트 재료를 도포하는 프로세스는 전구체 성형 연마 입자들의 상부 표면 또는 하부 표면에 도펀트 재료의 도포를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전구체 성형 연마 입자들의 하나 이상의 측 표면들은 도펀트 재료가 그것에 도포되도록 처리될 수 있다. 다양한 방법들이 전구체 성형 연마 입자들의 다양한 외부 표면들로 도펀트 재료를 도포하기 위해 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를들면, 분무 프로세스는 전구체 성형 연마 입자들의 상부 표면 또는 측 표면에 도펀트 재료를 도포하기 위해 사용될 수 있다. 계속해서, 대안적인 실시예에서, 도펀트 재료는 디핑, 증착, 함침, 또는 그것의 조합과 같은 프로세스를 통해 전구체 성형 연마 입자들의 하부 표면에 도포될 수 있다. 벨트의 표면은 전구체 성형 연마 입자들의 하부 표면으로의 도펀트 재료의 이송을 용이하게 하기 위해 도펀트 재료를 갖고 처리될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
뿐만 아니라, 전구체 성형 연마 입자들은 형성-후 구역을 통해 벨트 상에서 이송될 수 있으며, 여기에서 예를들면, 건조를 포함한 다양한 프로세스들이 여기에서의 실시예들에서 설명된 바와 같이 전구체 성형 연마 입자들 상에서 행해질 수 있다. 다양한 프로세스들은 전구체 성형 연마 입자들의 처리를 포함하여, 형성-후 구역에서 행해질 수 있다. 일 실시예에서, 형성-후 구역은 가열 프로세스를 포함할 수 있으며, 여기에서 전구체 성형 연마 입자들이 건조될 수 있다. 건조는 물과 같은, 휘발성분을 포함하여, 특정한 함량의 재료의 제거를 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 건조 프로세스는 약 280℃ 이하, 또는 심지어 약 250℃ 이하와 같은, 약 300 ℃ 이하의 건조 온도에서 행해질 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 건조 프로세스는 적어도 약 50℃의 건조 온도에서 행해질 수 있다. 건조 온도는 상기 주지된 최소 및 최대 온도들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 더욱이, 전구체 성형 연마 입자들은 적어도 약 0.2 feet/min(0.06 m/min) 및 약 8 피트/분(2.4 m/min) 이하와 같은, 특정한 레이트에서 형성-후 구역을 통해 이송될 수 있다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자들을 형성하는 프로세스는 소결 프로세스를 더 포함할 수 있다. 여기에서의 실시예들의 특정한 프로세스들에 대해, 소결은 벨트로부터 전구체 성형 연마 입자들을 수집한 후 행해질 수 있다. 대안적으로, 소결은 전구체 성형 연마 입자들이 벨트 상에 있는 동안 행해지는 프로세스일 수 있다. 전구체 성형 연마 입자들의 소결은 입자들을 조밀화하기 위해 이용될 수 있으며, 이것은 일반적으로 그린 상태에 있다. 특정한 실시태양에서, 소결 프로세스는 특정한 재료의 고온 상의 형성을 용이하게 할 수 있다. 예를들면, 일 실시예에서, 전구체 성형 연마 입자들은 알파 알루미나와 같은 고온 상의 알루미나가 형성되도록 소결될 수 있다. 일 실시태양에서, 성형 연마 입자는 입자의 총 중량에 대해 적어도 약 90 wt% 알파 알루미나를 포함할 수 있다. 다른 실시태양들에서, 알파 알루미나의 함량은 더 클 수 있으며, 따라서 성형 연마 입자는 근본적으로 알파 알루미나로 이루어질 수 있다.
성형 연마 입자들
성형 연마 입자들은 다양한 형태들을 갖도록 형성될 수 있다. 일반적으로, 성형 연마 입자들은 형성 프로세스에서 사용된 형태 근사 성형 구성요소들을 갖도록 형성될 수 있다. 예를들면, 성형 연마 입자는 3 차원 형태 중 임의의 2개의 치수들에서, 및 특히 입자의 길이 및 폭에 의해 정의된 치수에서 보여지는 바와 같이, 미리 결정된 2-차원 형태를 가질 수 있다. 몇몇 대표적인 2-차원 형태들은 다각형, 타원체, 숫자, 그리스 알파벳 문자, 라틴 알파벳 문자, 러시아 알파벳 글자, 간지 글자, 다각형 형태들의 조합을 포함한 복합 형태, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 성형 연마 입자는 삼각형, 직사각형, 4각형, 5각형, 6각형, 7각형, 8각형, 9각형, 10각형, 및 그것의 조합과 같은 2-차원 다각형 형태를 가질 수 있다.
일 특정한 양상에서, 성형 연마 입자들은 도 8a에 예시된 바와 같은 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 도 8a는 실시예에 따른 성형 연마 입자의 사시도를 포함한다. 부가적으로, 도 8b는 도 8a의 성형 연마 입자의 단면도를 포함한다. 몸체(801)는 상부 표면(803) 및 상부 표면(803)의 반대편에 있는 하부 주요 표면(804)을 포함한다. 상부 표면(803) 및 하부 표면(804)은 측 표면들(805, 806, 및 807)에 의해 서로로부터 분리될 수 있다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자(800)의 몸체(801)는 일반적으로 상부 표면(803)의 평면에서 보여지는 바와 같이 삼각형 형태를 가질 수 있다. 특히, 몸체(801)는 몸체(801)의 하부 표면(804)에서 측정될 수 있으며 몸체(801)의 중간점(881)을 통해 최상부 표면에서의 코너(813)에 대응하는 하부 표면에서의 코너로부터 몸체의 상부 표면에서의 에지(814)에 대응하는 몸체의 반대 에지에서의 중간점까지 연장되는, 도 8b에 도시된 바와 같은 길이(Lmiddle)를 가질 수 있다. 대안적으로, 몸체는 제 2 길이 또는 프로파일 길이(Lp)에 의해 정의될 수 있으며, 이것은 제 1 코너(813)로부터 인접한 코너(812)로 상부 표면(803)에서의 측면도로부터의 몸체의 치수의 측정치이다. 특히, Lmiddle의 치수는 코너에서의 높이(hc) 및 코너의 반대편에 있는 중간점 에지에서의 높이(hm) 사이에서의 거리를 정의한 길이일 수 있다. 치수(Lp)는 h1 및 h2(여기에 설명된 바와 같이) 사이에서의 거리를 정의한 입자의 측면을 따르는 프로파일 길이일 수 있다. 여기에서의 길이에 대한 참조는 Lmiddle 또는 Lp 중 어느 하나에 대한 참조일 수 있다.
몸체(801)는 몸체의 가장 긴 치수이며 측면을 따라 연장되는 폭(w)을 더 포함할 수 있다. 성형 연마 입자는 높이(h)를 더 포함할 수 있으며, 이것은 몸체(801)의 측 표면에 의해 정의된 방향으로 길이 및 폭에 수직인 방향으로 연장된 성형 연마 입자의 치수일 수 있다. 특히, 여기에서 보다 상세히 설명될 바와 같이, 몸체(801)는 몸체상에서의 위치에 의존하여 다양한 높이들에 의해 정의될 수 있다. 특정 실시태양들에서, 폭은 길이보다 크거나 또는 같을 수 있고, 길이는 높이보다 크거나 또는 같을 수 있으며, 폭은 높이보다 크거나 또는 같을 수 있다.
게다가, 임의의 치수 특성(예로서, h1, h2, hi, w, Lmiddle, Lp 등)에 대한 참조는 배치(batch)의 단일 입자의 치수에 대한 참조일 수 있다. 대안적으로, 치수 특성들 중 임의의 것에 대한 임의의 참조는 배치로부터의 입자들의 적절한 샘플링의 분석으로부터 도출된 중앙 값 또는 평균 값을 나타낼 수 있다. 명확하게 서술되지 않는다면, 치수 특성에 대한 여기에서의 참조는 배치의 적절한 수의 입자들의 샘플 크기로부터 도출된 통계적으로 중요한 값에 기초하는 중앙 값에 대한 참조로서 고려될 수 있다. 특히, 여기에서의 특정한 실시예들에 대해, 샘플 크기는 입자들의 배치로부터 적어도 40개의 랜덤하게 선택된 입자들을 포함할 수 있다. 입자들의 배치는 단일 프로세스 런으로부터 수집되는 입자들의 그룹일 수 있으며, 입자들의, 적어도 약 20 lbs와 같은, 상용 등급 연마 제품을 생성하기에 적합한 성형 연마 입자들의 양을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자의 몸체(801)는 코너(813)에 의해 정의된 몸체의 제 1 영역에서의 제 1 코너 높이(hc)를 가질 수 있다. 특히, 코너(813)는 몸체(801) 상에서의 가장 큰 높이의 포인트를 나타낼 수 있지만, 코너(813)에서의 높이는 몸체(801) 상에서의 가장 큰 높이의 포인트를 반드시 나타내는 것은 아니다. 코너(813)는 상부 표면(803), 및 두 개의 측 표면들(805 및 807)의 이음에 의해 정의된 몸체(301) 상에서의 포인트 또는 영역으로서 정의될 수 있다. 몸체(801)는 예를들면, 코너(811) 및 코너(812)를 포함하여, 서로부터 이격된, 다른 코너들을 더 포함할 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 몸체(801)는 코너들(811, 812, 및 813)에 의해 서로로부터 분리될 수 있는 에지들(814, 815, 및 816)을 포함할 수 있다. 에지(814)는 측 표면(806)과 상부 표면(803)의 교차에 의해 정의될 수 있다. 에지(815)는 코너들(811 및 813) 사이에서의 상부 표면(803) 및 측 표면(805)의 교차에 의해 정의될 수 있다. 에지(816)는 코너들(812 및 813) 사이에서 상부 표면(803) 및 측 표면(807)의 교차에 의해 정의될 수 있다.
추가로 예시되는 바와 같이, 몸체(801)는 코너(813)에 의해 정의된 제 1 단부의 반대편에 있을 수 있는, 에지(814)의 중간점에서의 영역에 의해 정의될 수 있는, 몸체(801)의 제 2 단부에서의 제 2 중간점 높이(hm)를 포함할 수 있다. 축(850)은 몸체(801)의 두 개의 단부들 사이에서 연장될 수 있다. 도 8b는 축(850)을 따르는 몸체(801)의 단면도며, 이것은 코너(813) 및 에지(814)의 중간점 사이에서의 길이의 치수(Lmiddle)를 따라 몸체(801)의 중간점(811)을 통해 연장될 수 있다.
실시예에 따르면, 예를들면, 도 8a 및 도 8b의 입자를 포함한, 여기에서의 실시예들의 성형 연마 입자들은 높이에서의 평균 차를 가질 수 있으며, 이것은 hc 및 hm 사이에서의 차이의 측정치이다. 여기에서의 관례에 대해, 높이에서의 평균 차는 일반적으로 hc-hm으로서 식별될 것이지만, 그것은 차이의 절대 값을 정의하며 그것은 높이에서의 평균 차가, 에지(814)의 중간점에서의 몸체(801)의 높이가 코너(813)에서의 높이보다 클 때 hm-hc로서 산출될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 보다 특히, 높이에서의 평균 차는 여기에 정의된 바와 같이 배치로부터 적어도 40개의 입자들과 같은, 적절한 샘플 크기로부터 복수의 성형 연마 입자들에 기초하여 산출될 수 있다. 입자들의 높이들(hc 및 hm)은 STIL(Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere - 프랑스) 마이크로 측정 3D 표면 조면계(백색 광 (LED) 색 수차 기술)을 사용하여 측정될 수 있으며 높이에서의 평균 차는 샘플로부터 hc 및 hm의 평균 값들에 기초하여 산출될 수 있다.
도 8b에 예시된 바와 같이, 일 특정한 실시예에서, 성형 연마 입자의 몸체(801)는 몸체에서의 상이한 위치들에서 높이에서의 평균 차를 가질 수 있다. 몸체는 높이에서의 평균 차를 가질 수 있으며, 이것은 적어도 약 20 마이크론인 제 1 코너 높이(hc) 및 제 2 중간점 높이(hm) 사이에서의 [hc-hm]의 절대 값일 수 있다. 높이에서의 평균 차는 에지의 중간점에서의 몸체(801)의 높이가 반대 코너에서의 높이보다 클 때 hm-hc로서 산출될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 다른 실시태양들에서, 높이에서의 평균 차([hc-hm])는 적어도 약 65 마이크론, 적어도 약 70 마이크론, 적어도 약 75 마이크론, 적어도 약 80 마이크론, 적어도 약 90 마이크론, 또는 심지어 적어도 약 100 마이크론과 같은, 적어도 약 25 마이크론, 적어도 약 30 마이크론, 적어도 약 36 마이크론, 적어도 약 40 마이크론, 적어도 약 60 마이크론일 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 높이에서의 평균 차는 약 250 마이크론 이하, 약 220 마이크론 이하, 또는 심지어 약 180 마이크론 이하와 같은, 약 300 마이크론 이하일 수 있다. 높이에서의 평균 차는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
게다가, 높이에서의 평균 차는 hc의 평균 값에 기초할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를들면, 코너들(Ahc)에서의 몸체의 평균 높이는 모든 코너들에서 몸체의 높이를 측정하며 값들을 평균함으로써 산출될 수 있으며, 하나의 코너(hc)에서의 높이의 단일 값과 다를 수 있다. 따라서, 높이에서의 평균 차는 등식의 절대 값([Ahc-hi])에 의해 제공될 수 있으며, 여기에서 hi는 몸체상에서의 반대 중간점 에지 및 임의의 코너 사이에서의 치수를 따라 측정되는 바와 같이 몸체의 높이의 가장 작은 치수일 수 있는 내부 높이이다. 더욱이, 높이에서의 평균 차는 성형 연마 입자들의 배치의 적절한 샘플 크기로부터 산출된 중앙 내부 높이(Mhi) 및 샘플 크기에서의 모든 입자들에 대한 코너들에서 평균 높이를 사용하여 산출될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 높이에서의 평균 차는 등식의 절대 값([Ahc-Mhi])에 의해 제공될 수 있다.
특정한 실시태양들에서, 몸체(801)는 적어도 1:1의 값을 가진, 폭:길이로서 표현된 비인, 1차 종횡비를 갖도록 형성될 수 있으며, 여기에서 길이는 Lmiddle일 수 있다. 다른 실시태양들에서, 몸체는 1차 종횡비(w:l)가 적어도 약 2:1, 적어도 약 4:1, 또는 심지어 적어도 약 5:1과 같은, 적어도 약 1.5:1이도록 형성될 수 있다. 계속해서, 다른 실시태양들에서, 연마 입자는 몸체가 9:1 이하, 약 8:1 이하, 또는 심지어 약 5:1 이하와 같은, 약 10:1 이하인 1차 종횡비를 갖도록 형성될 수 있다. 몸체(801)는 상기 주지된 비들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에서의 1차 종횡비를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 더욱이, 높이에 대한 여기에서의 참조는 연마 입자의 측정 가능한 최대 높이임이 이해될 것이다. 연마 입자는 몸체(801) 내에서의 상이한 위치들에서 상이한 높이들을 가질 수 있다는 것이 나중에 설명될 것이다.
1차 종횡비 외에, 연마 입자는 몸체(801)가, 길이:높이의 비로서 정의될 수 있는, 2차 종횡비를 포함하도록 형성될 수 있으며, 여기에서 길이는 Lmiddle일 수 있으며 높이는 내부 높이(hi)이다. 특정한 실시태양들에서, 2차 종횡비는 약 4:1 및 약 1:2 사이, 또는 심지어 약 3:1 및 약 1:2 사이와 같은, 약 5:1 및 약 1:3 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다. 동일한 비가 입자들의 배치에 대해 중앙 값들(예로서, 중앙 길이 및 내부 중앙 높이)을 사용하여 측정될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시예에 따르면, 연마 입자는 몸체(801)가 비(폭:높이)에 의해 정의된, 3차 종횡비를 포함하도록 형성될 수 있으며, 여기에서 높이는 내부 높이(hi)이다. 몸체(801)의 3차 종횡비는 8:1 및 약 1.5:1 사이와 같은, 약 6:1 및 약 1.5:1 사이, 또는 심지어 약 4:1 및 약 1.5:1과 같은, 약 10:1 및 약 1.5:1 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다. 동일한 비가 입자들의 배치에 대해 중앙 값들(예로서, 중앙 길이, 중앙 중간 길이, 및/또는 내부 중앙 높이)을 사용하여 측정될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일 실시예에 따르면, 성형 연마 입자의 몸체(801)는 특정한 치수들을 가질 수 있으며, 이것은 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다. 예를들면, 일 실시태양에서, 몸체는 내부 높이(hi)를 가질 수 있으며, 이것은 몸체상에서의 반대 중간점 에지 및 임의의 코너 사이에서의 치수를 따라 측정된 바와 같이 몸체의 높이의 최소 치수일 수 있다. 몸체가 일반적으로 삼각형 2-차원 형태인, 특정한 실시태양들에서, 내부 높이(hi)는 3개의 코너들의 각각 및 반대 중간점 에지들 사이에서 취해진 3개의 측정치들을 위해 몸체의 높이의 최소 치수(즉, 하부 표면(804) 및 상부 표면(805) 사이에서의 측정치)일 수 있다. 성형 연마 입자의 몸체의 내부 높이(hi)는 도 8b에 예시된다. 일 실시예에 따르면, 내부 높이(hi)는 폭(w)의 적어도 약 28%일 수 있다. 임의의 입자의 높이(hi)는 성형 연마 입자를 절개하거나 또는 장착하며 연삭하고 몸체(801)의 내부 내에서 최소 높이(hi)를 결정하기 위해 충분한 방식으로(예로서, 광학 현미경 또는 SEM) 봄으로써 측정될 수 있다. 일 특정한 실시예에서, 높이(hi)는 몸체의 폭의 적어도 약 30%, 또는 심지어 적어도 약 33%와 같은, 폭의 적어도 약 29%일 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에 대해, 몸체의 높이(hi)는 약 76% 이하, 약 73% 이하, 약 70% 이하, 폭의 약 68% 이하, 폭의 약 56% 이하, 폭의 약 48% 이하, 또는 심지어 폭의 약 40% 이하와 같은, 폭의 약 80% 이하일 수 있다. 몸체의 높이(hi)는 상기 주지된 최소 및 최대 퍼센티지들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
성형 연마 입자들의 배치가 제조될 수 있으며, 여기에서 중앙 내부 높이 값(Mhi)이 제어될 수 있고, 이것은 개선된 성능을 가능하게 한다. 특히, 매치의 중앙 내부 높이(hi)는 상기 설명된 것과 동일한 방식으로 배치의 성형 연마 입자들의 중앙 폭에 관련될 수 있다. 특히, 중앙 내부 높이(Mhi)는 배치의 성형 연마 입자들의 중앙 폭의 적어도 약 29%, 적어도 약 30%, 또는 심지어 적어도 약 33%와 같은, 적어도 약 28%일 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에 대해, 몸체의 중앙 내부 높이(Mhi)는 약 76% 이하, 약 73% 이하, 약 70% 이하, 폭의 약 68% 이하, 폭의 약 56% 이하, 폭의 약 48% 이하, 또는 심지어 중앙 폭의 약 40% 이하와 같은, 약 80% 이하일 수 있다. 몸체의 중앙 내부 높이(Mhi)는 상기 주지된 최소 및 최대 퍼센티지들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
더욱이, 성형 연마 입자들의 배치는 적절한 샘플 크기로부터 치수 특성의 표준 편차에 의해 측정된 바와 같이 개선된 치수 균일성을 보일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 성형 연마 입자들은 내부 높이 변화(Vhi)를 가질 수 있으며, 이것은 배치로부터 입자들의 적절한 샘플 크기에 대한 내부 높이(hi)의 표준 편차로서 산출될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 내부 높이 변화는 약 58 마이크론 이하, 약 56 마이크론 이하, 또는 심지어 약 54 마이크론 이하와 같은, 약 60 마이크론 이하일 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 내부 높이 변화(Vhi)는 적어도 약 2 마이크론일 수 있다. 몸체의 내부 높이 변화는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시예에 대해, 성형 연마 입자의 몸체는 적어도 약 400 마이크론의 내부 높이(hi)를 가질 수 있다. 보다 특히, 높이는 적어도 약 475 마이크론, 또는 심지어 적어도 약 500 마이크론과 같은, 적어도 약 450 마이크론일 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 몸체의 높이는 약 2 mm 이하, 약 1.5 mm 이하, 약 1 mm 이하, 약 800 마이크론 이하와 같은, 약 3 mm 이하일 수 있다. 몸체의 높이는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 범위의 값들은 성형 연마 입자들의 배치에 대한 중앙 내부 높이(Mhi)를 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
여기에서의 특정한 실시예들에 대해, 성형 연마 입자의 몸체는 예를들면, 폭≥길이, 길이≥높이, 및 폭≥높이를 포함한, 특정한 치수들을 가질 수 있다. 보다 특히, 성형 연마 입자의 몸체(801)는 적어도 약 700 마이크론, 적어도 약 800 마이크론, 또는 심지어 적어도 약 900 마이크론과 같은, 적어도 약 600 마이크론의 폭(w)을 가질 수 있다. 비-제한적인 일 실시태양에서, 몸체는 약 3 mm 이하, 약 2.5 mm 이하, 또는 심지어 약 2 mm 이하와 같은, 약 4 mm 이하의 폭을 가질 수 있다. 몸체의 폭은 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 범위의 값들은 성형 연마 입자들에 대한 중앙 폭(Mw)을 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
성형 연마 입자의 몸체(801)는 예를들면, 적어도 약 0.6 mm, 적어도 약 0.8 mm, 또는 심지어 적어도 약 0.9 mm와 같은, 적어도 약 0.4 mm의 길이(Lmiddle 또는 Lp)를 포함한, 특정한 치수들을 가질 수 있다. 계속해서, 적어도 하나의 비-제한적인 실시예에 대해, 몸체(801)는 약 3 mm 이하, 약 2.5 mm 이하, 또는 심지어 약 2 mm 이하와 같은, 약 4 mm 이하의 길이를 가질 수 있다. 몸체(801)의 길이는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 범위의 값들은 보다 특히, 성형 연마 입자들의 중앙 중간 길이(MLmiddle) 또는 중앙 프로파일 길이(MLp)일 수 있는, 중앙 길이(Ml)를 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
성형 연마 입자는 특정한 양의 디싱(dishing)을 가진 몸체(801)를 가질 수 있으며, 여기에서 디싱 값(d)은 내부에서의 몸체의 높이의 최소 치수(hi)와 비교하여 코너들에서의 몸체(801)의 평균 높이(Ahc) 사이에서의 비로서 정의될 수 있다. 코너들에서의 몸체(801)의 평균 높이(Ahc)는 모든 코너들에서 몸체의 높이를 측정하며 값들을 평균함으로써 산출될 수 있으며, 하나의 코너에서의 높이의 단일 값(hc)과 다를 수 있다. 코너들에서 또는 내부에서 몸체(801)의 평균 높이는 STIL(Sciences et Techniques Industrielles de la Lumiere - 프랑스) 마이크로 측정 3D 표면 조면계(백색 광 (LED) 색 수차 기술)을 사용하여 측정될 수 있다. 대안적으로, 디싱은 배치로부터의 입자들의 적절한 샘플링으로부터 산출된 코너에서의 입자들의 중앙 높이(Mhc)에 기초할 수 있다. 마찬가지로, 내부 높이(hi)는 배치로부터 성형 연마 입자들의 적절한 샘플링으로부터 도출된 중앙 내부 높이(Mhi)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디싱 값(d)은 약 1.9 이하, 약 1.8 이하, 약 1.7 이하, 약 1.6 이하, 또는 심지어 약 1.5 이하와 같은, 약 2 이하일 수 있다. 계속해서, 적어도 하나의 비-제한적인 실시예에서, 디싱 값(d)은 적어도 약 1.0과 같은, 적어도 약 0.9일 수 있다. 디싱 비는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 디싱 값들은 성형 연마 입자들의 배치에 대한 중앙 디싱 값(Md)을 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
예를들면, 도 8a의 입자의 몸체(801)를 포함한, 여기에서의 실시예들의 성형 연마 입자들은 하부 면적(Ab)을 정의한 하부 표면(804)을 가질 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 하부 표면(304)은 몸체(801)의 최대 표면일 수 있다. 하부 표면은 상부 표면(803)의 표면적보다 큰 하부 면적(Ab)으로서 정의된 표면적을 가질 수 있다. 부가적으로, 몸체(801)는 최하부 면적에 수직인 평면의 면적을 정의하며 입자의 중간점(881)(최상부 및 최하부 표면들 사이에서)을 통해 연장된 단면 중간점 면적(Am)을 가질 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 몸체(801)는 약 6 이하의 최하부 면적 대 중간점 면적(Ab/Am)의 면적 비를 가질 수 있다. 보다 특정한 실시태양들에서, 면적 비는 약 5 이하, 약 4.5 이하, 약 4 이하, 약 3.5 이하, 또는 심지어 약 3 이하와 같은, 약 5.5 이하일 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 면적 비는 적어도 약 1.3, 또는 심지어 적어도 약 1.8과 같은, 적어도 약 1.1일 수 있다. 면적 비는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 면적 비들은 성형 연마 입자들의 배치에 대한 중앙 면적 비를 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
더욱이, 예를들면, 도 8b의 입자를 포함한, 여기에서의 실시예들의 성형 연마 입자들은 적어도 약 0.3의 정규화된 높이 차를 가질 수 있다. 정규화된 높이 차는 등식의 절대 값([(hc-hm)/(hi)])에 의해 정의될 수 있다. 다른 실시예들에서, 정규화된 높이 차는 약 0.22 이하, 또는 심지어 약 0.19 이하와 같은, 약 0.26 이하일 수 있다. 계속해서, 일 특정한 실시예에서, 정규화된 높이 차는 적어도 약 0.05, 적어도 약 0.06과 같은, 적어도 약 0.04일 수 있다. 정규화된 높이 차는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 정규화된 높이 값들은 성형 연마 입자들의 배치에 대한 중앙 정규화된 높이 차를 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시태양에서, 몸체(801)는 적어도 약 0.04의 프로파일 비를 가질 수 있으며, 여기에서 프로파일 비는 [(hc-hm)/(Lmiddle)]의 절대 값으로서 정의된, 성형 연마 입자의 높이에서의 평균 차([hc-hm]) 대 길이(Lmiddle)의 비로서 정의된다. 몸체의 길이(Lmiddle)는 도 8b에 예시된 바와 같이 몸체(801)에 걸친 거리일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 길이는 여기에 정의된 바와 같이 성형 연마 입자들의 배치로부터의 입자들의 적절한 샘플링으로부터 산출된 평균 또는 중앙 길이일 수 있다. 특정한 실시예에 따르면, 프로파일 비는 적어도 약 0.05, 적어도 약 0.06, 적어도 약 0.07, 적어도 약 0.08, 또는 심지어 적어도 약 0.09일 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 프로파일 비는 약 0.2 이하, 약 0.18 이하, 약 0.16 이하, 또는 심지어 약 0.14 이하와 같은, 약 0.3 이하일 수 있다. 프로파일 비는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 프로파일 비는 성형 연마 입자들의 배치에 대한 중앙 프로파일 비를 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
또 다른 실시예에 따르면, 몸체(801)는 특정한 경사각을 가질 수 있으며, 이것은 몸체의 하부 표면(804) 및 측 표면(805, 806 또는 807) 사이에서의 각도로서 정의될 수 있다. 예를들면, 경사각은 약 1°및 약 80°사이에서의 범위 내에 있을 수 있다. 여기에서의 다른 입자들에 대해, 경사각은 약 10°및 약 50°사이, 약 15°및 50°사이, 또는 심지어 약 20°및 50°사이와 같은, 약 5°및 55°사이에서의 범위 내에 있을 수 있다. 이러한 경사각을 가진 연마 입자의 형성은 연마 입자의 연마 능력들을 개선할 수 있다. 특히, 경사각은 상기 주지된 임의의 두 개의 경사각들 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 예를들면, 도 8a 및 도 8b의 입자들을 포함한, 여기에서의 성형 연마 입자들은 몸체(801)의 상부 표면(803)에서 타원체 영역(817)을 가질 수 있다. 타원체 영역(817)은 상부 표면(803) 주위에서 연장되며 타원체 영역(817)을 정의할 수 있는 트렌치 영역(818)에 의해 정의될 수 있다. 타원체 영역(817)은 중간점(881)을 포함할 수 있다. 게다가, 상부 표면에 정의된 타원체 영역(817)은 형성 프로세스의 아티팩트일 수 있으며, 여기에 설명된 방법들에 따라 성형 연마 입자들의 형성 동안 혼합물 상에 부여된 응력들의 결과로서 형성될 수 있는 것으로 판단된다.
성형 연마 입자는 몸체가 결정질 재료, 및 보다 특히 다결정질 재료를 포함하도록 형성될 수 있다. 특히, 다결정질 재료는 연마립들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 몸체는 근본적으로, 예를들면, 결합제를 포함한 유기 재료가 없을 수 있다. 보다 특히, 몸체는 근본적으로 다결정질 재료로 이루어질 수 있다.
일 양상에서, 성형 연마 입자의 몸체는 연마 입자(800)의 몸체(801)를 형성하기 위해 서로에 접합된 복수의 연마 입자들, 그릿, 및/또는 결정립들을 포함한 덩어리일 수 있다. 적절한 연마립들은 질화물들, 산화물들, 탄화물들, 붕소화물들, 산질화물들, 옥시붕소화물들, 다이아몬드, 초연마재들(예로서, cBN) 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 연마립들은 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 산화 티타늄, 산화 이트륨, 산화 크롬, 산화 스트론튬, 산화 규소, 및 그것의 조합과 같은, 산화물 화합물 또는 집합체를 포함할 수 있다. 일 특정한 실시태양에서, 연마 입자(800)는 몸체(800)를 형성한 연마립들이 알루미나를 포함하며, 보다 특히, 근본적으로 알루미나로 이루어질 수 있도록 형성된다. 대안적인 실시예에서, 성형 연마 입자들은 예를들면, 결합제 상을 포함한 연마제 또는 초연마제 재료들의 다결정질 압축들을 포함한, 지오세트(geosets)을 포함할 수 있으며, 이것은 금속, 금속 합금, 초합금, 서멧, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 몇몇 대표적인 결합제 재료들은 코발트, 텅스텐, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다.
몸체 내에 포함된 연마립들(즉, 결정자들)은 일반적으로 약 100 마이크론 이하인 평균 결정립 크기를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 평균 결정립 크기는, 약 80 마이크론 이하, 약 50 마이크론 이하, 약 30 마이크론 이하, 약 20 마이크론 이하, 약 10 마이크론 이하, 또는 심지어 약 1 마이크론 이하와 같이, 더 작을 수 있다. 계속해서, 몸체 내에 포함된 연마립들의 평균 결정립 크기는 적어도 약 0.08 마이크론, 적어도 약 0.1 마이크론, 또는 심지어 적어도 약 1 마이크론과 같은, 적어도 약 0.05 마이크론과 같은, 적어도 약 0.01 마이크론일 수 있다. 연마립들은 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있는 평균 결정립 크기를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
특정한 실시예들에 따르면, 연마 입자는 몸체 내에 적어도 두 개의 상이한 유형들의 연마립들을 포함한 복합 물품일 수 있다. 상이한 유형들의 연마립들은 서로에 대하여 상이한 조성들을 가진 연마립들임이 이해될 것이다. 예를들면, 몸체는 그것이 적어도 두 개의 상이한 유형들의 연마립들을 포함하도록 형성될 수 있으며, 여기에서 두 개의 상이한 유형들의 연마립들은 질화물들, 산화물들, 탄화물들, 붕소화물들, 산질화물들, 옥시붕소화물들, 다이아몬드, 및 그것의 조합일 수 있다.
실시예에 따르면, 연마 입자(800)는 적어도 약 100 마이크론의, 몸체(801) 상에서 측정 가능한 최대 치수에 의해 측정된 바와 같이, 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 사실상, 연마 입자(800)는 적어도 약 200 마이크론, 적어도 약 300 마이크론, 적어도 약 400 마이크론, 적어도 약 500 마이크론, 적어도 약 600 마이크론, 적어도 약 700 마이크론, 적어도 약 800 마이크론, 또는 심지어 적어도 약 900 마이크론과 같은, 적어도 약 150 마이크론의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 계속해서, 연마 입자(800)는 약 3 mm 이하, 약 2 mm 이하, 또는 심지어 약 1.5 mm 이하와 같은, 약 5 mm 이하인 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 연마 입자(100)는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에서의 평균 입자 크기를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
여기에서의 실시예들의 성형 연마 입자들은 개선된 성능을 가능하게 할 수 있는 퍼센트 플래싱을 가질 수 있다. 특히, 플래싱은 도 8c에 예시된 바와 같이, 을 측면을 따라 보여지는 바와 같이 입자의 면적을 정의하며, 여기에서 플래싱은 박스들(888 및 889) 내에서의 몸체의 측 표면으로부터 연장된다. 플래싱은 몸체의 상부 표면 및 하부 표면에 근접한 경사 영역들을 나타낼 수 있다. 플래싱은 측 표면의 가장 안쪽 포인트(예로서, 891) 및 몸체의 측 표면상에서의 가장 바깥쪽 포인트(예로서, 892) 사이에서 연장된 박스 내에 포함된 측 표면을 따라 몸체의 면적의 퍼센티지로서 측정될 수 있다. 일 특정한 실시태양에서, 몸체는 박스들(888, 889, 및 890) 내에 포함된 몸체의 총 면적에 비교하여 박스들(888 및 889) 내에 포함된 몸체의 면적의 퍼센티지일 수 있는, 특정한 함량의 플래싱을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 몸체의 퍼센트 플래싱(f)은 적어도 약 10%일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 퍼센트 플래싱은, 적어도 약 14%, 적어도 약 16%, 적어도 약 18%, 또는 심지어 적어도 약 20%와 같은, 적어도 약 12%와 같이, 더 클 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 실시예에서, 몸체의 퍼센트 플래싱은 제어될 수 있으며, 약 40% 이하, 또는 심지어 약 36% 이하와 같은, 약 45% 이하일 수 있다. 몸체의 퍼센트 플래싱은 상기 최소 및 최대 퍼센티지들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 플래싱 퍼센티지들은 성형 연마 입자들의 배치에 대한 평균 플래싱 퍼센티지 또는 중앙 플래싱 퍼센티지를 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
퍼센트 플래싱은 도 8c에 예시된 바와 같이, 그것의 측면 상에 성형 연마 입자를 장착하며 흑색 및 백색 이미지를 발생시키기 위해 측면에서 몸체를 봄으로써 측정될 수 있다. 플래싱의 산출을 포함한 이미지들을 생성 및 분석하기 위한 적절한 프로그램은 ImageJ 소프트웨어일 수 있다. 퍼센티지 플래싱은 중심(890)에서 및 박스들(888 및 889) 내에서의 면적을 포함한, 측면에서 보여지는 바와 같이 몸체의 총 면적(총 음영 면적)에 비교하여 박스들(888 및 889)에서 몸체(801)의 면적을 결정함으로써 산출될 수 있다. 이러한 절차는 평균, 중앙값, 및/또는 표준 편차 값들을 발생시키기 위해 입자들의 적절한 샘플링을 위해 완료될 수 있다.
여기에서의 실시예들에 따른 성형 연마 입자들의 배치는 적절한 샘플 크기로부터의 치수 특성의 표준 편차에 의해 측정된 바와 같이 개선된 치수 균일성을 보일 수 있다. 일 실시예에 다르면, 성형 연마 입자들은 플래싱 변화(Vf)를 가질 수 있으며, 이것은 배치로부터의 입자들의 적절한 샘플 크기에 대한 플래싱 퍼센티지(f)의 표준 편차로서 산출될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 플래싱 변화는 약 5.3% 이하, 약 5% 이하, 또는 약 4.8% 이하, 약 4.6% 이하, 또는 심지어 약 4.4% 이하와 같은, 약 5.5% 이하일 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 플래싱 변화(Vf)는 적어도 약 0.1%일 수 있다. 플래싱 변화는 상기 주지된 최소 및 최대 퍼센티지들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
여기에서의 실시예들의 성형 연마 입자들은 적어도 4000의 높이(hi) 및 플래싱 승수 값(hiF)을 가질 수 있으며, 여기에서 hiF = (hi)(f), "hi"는 상기 설명된 바와 같이 몸체의 최소 내부 높이를 나타내며 "f"는 퍼센트 플래싱을 나타낸다. 일 특정한 실시태양에서, 몸체의 높이 및 플래싱 승수 값(hiF)은 적어도 약 4500 마이크론%, 적어도 약 5000 마이크론%, 적어도 약 6000 마이크론%, 적어도 약 7000 마이크론%, 또는 심지어 적어도 약 8000 마이크론%와 같이, 더 클 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 높이 및 플래싱 승수 값은 약 30000 마이크론 % 이하, 약 25000 마이크론% 이하, 약 20000 마이크론% 이하, 또는 심지어 약 18000 마이크론% 이하와 같은, 약 45000 마이크론% 이하일 수 있다. 몸체의 높이 및 플래싱 승수 값은 상기 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 승수 값은 성형 연마 입자들의 배치에 대한 중앙 승수 값(MhiF)을 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
여기에서의 실시예들의 성형 연마 입자들은 등식(dF=(d)(F))에 의해 산출된 바와 같이 디싱(d) 및 플래싱(F) 승수 값(dF)을 가질 수 있으며, 여기에서 dF는 약 90% 이하이고 "d"는 디싱 값을 나타내며, "f"는 몸체의 퍼센티지 플래싱을 나타낸다. 일 특정한 실시태양에서, 몸체의 디싱(d) 및 플래싱(F) 승수 값(dF)은 약 60% 이하, 약 55% 이하, 약 48% 이하, 약 46% 이하와 같은, 약 70% 이하일 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 디싱(d) 및 플래싱(F) 승수 값(dF)은 적어도 약 15%, 적어도 약 20%, 적어도 약 22%, 적어도 약 24%, 또는 심지어 적어도 약 26%와 같은, 적어도 약 10%일 수 있다. 몸체의 디싱(d) 및 플래싱(F) 승수 값(dF)은 상기 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 승수 값은 성형 연마 입자들의 배치에 대한 중앙 승수 값(MdF)을 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
여기에서의 실시예들의 성형 연마 입자들은 등식(hi/d=(hi)/(d))에 의해 산출된 바와 같이 높이 및 디싱 비(hi/d)를 가질 수 있으며, 여기에서 hi/d는 약 1000 이하이고, "hi"는 상기 설명된 바와 같이 최소 내부 높이를 나타내며, "d"는 몸체의 디싱을 나타낸다. 일 특정한 실시태양에서, 몸체의 비(hi/d)는 약 900 마이크론 이하, 약 800 마이크론 이하, 약 700 마이크론 이하, 또는 심지어 약 650 마이크론 이하일 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 비(hi/d)는 적어도 약 50 마이크론, 적어도 약 100 마이크론, 적어도 약 150 마이크론, 적어도 약 200 마이크론, 적어도 약 250 마이크론, 또는 심지어 적어도 약 275 마이크론과 같은, 적어도 약 10 마이크론일 수 있다. 몸체의 비(hi/d)는 상기 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 상기 높이 및 디싱 비는 성형 연마 입자들의 배치에 대한 중앙 높이 및 디싱 비(Mhi/d)를 나타낼 수 있다는 것이 이해될 것이다.
연마 물품들
도 1a는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다. 예시된 바와 같이, 연마 물품(100)은 백킹(101)을 포함할 수 있다. 백킹(101)은 유기 재료, 무기 재료, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 백킹(101)은 직조 재료를 포함할 수 있다. 그러나, 백킹(101)은 부직 재료로 만들어질 수 있다. 특히 적절한 백킹 재료들은 폴리머들, 및 특히 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, DuPont으로부터의 KAPTON과 같은 폴리이미드들, 및 종이를 포함한, 유기 재료들을 포함할 수 있다. 몇몇 적절한 무기 재료들은 금속들, 금속 합금들, 및 특히 구리, 알루미늄, 스틸, 및 그것의 조합의 포일 (foil)들을 포함할 수 있다. 연마 물품(100)은, 여기에서 보다 상세히 논의될, 예를들면, 부착 층들(예로서, 메이크 코트(make coat), 사이즈 코트(size coat), 프론트 필(front fill) 등)을 포함한, 다른 구성요소들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
추가로 예시되는 바와 같이, 연마 물품(100)은 백킹(101) 위에 놓이며, 보다 특히, 백킹(101)에 결합된 성형 연마 입자(102)를 포함할 수 있다. 특히, 성형 연마 입자(102)는 백킹(101) 상에서 제 1, 미리 결정된 위치(112)에 위치될 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 연마 물품(100)은 백킹(101) 위에 놓이며, 보다 특히 제 2, 미리 결정된 위치(113)에서 백킹(101)에 결합될 수 있는 성형 연마 입자(103)를 더 포함할 수 있다. 연마 물품(100)은 백킹(101) 위에 놓이며, 보다 특히 제 3, 미리 결정된 위치(114)에서 백킹(101)에 결합된 성형 연마 입자(104)를 더 포함할 수 있다. 도 1a에 추가로 예시되는 바와 같이, 연마 물품(100)은 백킹(101) 위에 놓이며, 보다 특히, 제 4 미리 결정된 위치(115)에서 백킹(101)에 결합된 성형 연마 입자(105)를 더 포함할 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 연마 물품(100)은 백킹(101) 위에 놓이며, 보다 특히 제 5, 미리 결정된 위치(116)에서 백킹(101)에 결합된 성형 연마 입자를 포함할 수 있다. 여기에 설명된 성형 연마 입자들 중 임의의 것이 여기에 설명된 바와 같이 하나 이상의 부착 층들을 통해 백킹(101)에 결합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자(102)는 제 1 조성을 가질 수 있다. 예를들면, 제 1 조성은 결정질 재료를 포함할 수 있다. 일 특정한 실시예에서, 제 1 조성은 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물, 산질화물, 산탄화물, 및 그것의 조합과 같은, 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 보다 특히, 제 1 조성은 근본적으로 세라믹으로 이루어질 수 있으며, 따라서 그것은 근본적으로 산화물, 탄화물, 질화물, 붕소화물, 산질화물, 산탄화물, 및 그것의 조합으로 이루어질 수 있다. 계속해서, 대안적인 실시예에서, 제 1 조성은 초연마재 재료를 포함할 수 있다. 계속해서 다른 실시예들에서, 제 1 조성은 단일 상 재료를 포함할 수 있으며, 보다 특히 근본적으로 단일 상 재료로 이루어질 수 있다. 특히, 제 1 조성물은 단일 상 다결정질 재료일 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 제 1 조성물은 제한된 결합제 함량을 가질 수 있으며, 따라서 제 1 조성은 약 1% 이하 결합제 재료를 가질 수 있다. 몇몇 적절한 대표적인 결합제 재료들은 유기 재료들, 및 보다 특히, 폴리머 함유 화합물들을 포함할 수 있다. 보다 특히, 제 1 조성은 근본적으로 결합제 재료가 없을 수 있으며 근본적으로 유기 재료가 없을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 조성은 알루미나를 포함할 수 있으며, 보다 특히 근본적으로 알파 알루미나와 같은 알루미나로 이루어질 수 있다.
계속해서, 또 다른 양상에서, 성형 연마 입자(102)는 몸체 내에 적어도 두 개의 상이한 유형들의 연마립들을 포함한 합성물일 수 있는 제 1 조성을 가질 수 있다. 상이한 유형들의 연마립들은 서로에 대하여 상이한 조성물들을 가진 연마립들임이 이해될 것이다. 예를들면, 몸체는 적어도 두 개의 상이한 유형들의 연마립들을 포함하도록 형성될 수 있으며, 여기에서 두 개의 상이한 유형들의 연마립들은 질화물들, 산화물들, 탄화물들, 붕소화물들, 산질화물들, 옥시붕소화물들, 다이아몬드, 및 그것의 조합일 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 조성은 도펀트 재료를 포함할 수 있으며, 여기에서 도펀트 재료는 작은 양으로 존재한다. 몇몇 적절한 대표적인 도펀트 재료들은 알칼리 원소, 알칼리토금속 원소, 희토류 원소, 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 또는 그것의 조합과 같은 원소 또는 화합물을 포함할 수 있다. 일 특정한 실시예에서, 도펀트 재료는 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란타늄, 세슘, 프라세오디뮴, 니오븀, 하프늄, 지르코늄, 탄탈, 몰리브덴, 바나듐, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 및 그것의 조합과 같은 원소를 포함한 원소 또는 화합물을 포함한다.
제 2 성형 연마 입자(103)는 제 2 조성을 가질 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 제 2 성형 연마 입자(103)의 제 2 조성은 제 1 성형 연마 입자(102)의 제 1 조성과 실질적으로 동일할 수 있다. 보다 특히, 제 2 조성은 근본적으로 제 1 조성과 동일할 수 있다. 계속해서, 대안적인 실시예에서, 제 2 성형 연마 입자(103)의 제 2 조성은 제 1 성형 연마 입자(102)의 제 1 조성과 상당히 상이할 수 있다. 제 2 조성은 제 1 조성에 따라 설명된 재료들, 원소들, 및 화합물들 중 임의의 것을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
실시예에 따르면, 도 1a에 추가로 예시된 바와 같이, 제 1 성형 연마 입자(102) 및 제 2 성형 연마 입자(103)는 서로에 대하여 미리-결정된 분포로 배열될 수 있다.
미리 결정된 분포는 의도적으로 선택되는 백킹 상에서의 미리 결정된 위치들의 조합에 의해 정의될 수 있다. 미리 결정된 분포는 패턴, 설계, 순서, 어레이 또는 배열을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 미리 결정된 위치들은 예를들면 2-차원 또는 다차원 어레이와 같은 어레이를 정의할 수 있다. 어레이는 성형 연마 입자들의 단위 또는 그룹에 의해 정의된 단거리 순서를 가질 수 있다. 어레이는 또한, 함께 연결된 규칙적 및 반복적 단위들을 포함한, 장거리 순서를 가진 패턴일 수 있으며, 따라서 배열은 대칭이고 및/또는 예측 가능할 수 있다. 그러나, 예측 가능한 배열은 반드시 반복적 배열일 필요는 없다 (즉, 어레이 또는 패턴 또는 배열은 예측 가능하고 비-반복적일 수 있다)는 것을 이해하여야 한다. 어레이는 수학적 공식에 의해 예측될 수 있는 순서를 가질 수 있다. 2-차원 어레이들은 다각형들, 생략 부호, 장식용 표시들, 제품 표시들, 또는 다른 설계들의 형태로 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 미리 결정된 분포는 또한 비-섀도잉 배열을 포함할 수 있다. 비-섀도잉 배열은 제어된, 비-균일 분포, 제어된 균일 분포, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 비-섀도잉 배열은 방사상 패턴, 나선형 패턴, 잎차례 패턴, 비대칭 패턴, 자기-회피 랜덤 분포 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 비-섀도잉 배열은 서로에 대하여 연마 입자들(즉, 성형 연마 입자들, 표준 연마입자들 또는 이들의 조합의 특정한 배열) 및/또는 희석제 입자들의 특정한 배열을 포함하며, 연마 입자들, 희석제 입자들 또는 양자는 중첩의 정도를 가진다. 재료 제거 동작의 초기 단계 동안 연마 입자들의 중첩의 정도는 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하, 또는 심지어 약 5% 이하와 같은, 약 25% 이하이다. 특정한 실시태양들에서, 비-섀도잉 배열은 연마 입자들의 분포를 포함할 수 있으며, 재료 제거 동작의 초기 단계 동안 피삭재와의 체결 시, 실질적으로 어떠한 연마 입자들도 피삭재의 영역과 체결되지 않는다.
미리 결정된 분포는 부분적으로, 대체로, 또는 완전히 비대칭일 수 있다. 미리 결정된 분포는 전체 연마 물품 위에 놓일 수 있고, 실질적으로 전체 연마 물품(즉, 50% 이상이지만 100% 미만)을 커버할 수 있고, 연마 물품의 다수의 부분들 위에 놓이거나 또는 연마 물품의 부분(즉, 물품의 표면적의 50% 미만) 위에 놓일 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, "잎차례 패턴(phyllotactic pattern)"은 잎차례에 관련된 패턴을 의미한다. 잎차례는 많은 종류들의 식물들에서 잎들, 꽃들, 스케일들 (scales), 꽃 부분들, 및 씨앗들과 같은 횡 기관들의 배열이다. 많은 잎차례 패턴들은 원호들, 나선형들, 및 와상문들 (whorls)을 가진 뚜렷한 패턴들의 자연스럽게 발생한 현상에 의해 표시된다. 해바라기의 머리에서의 씨앗들의 패턴이 이 현상의 예이다. 추가적인 예시의 잎차례 패턴은 솔방울 또는 파인애플의 축 주위에 있는 스케일들의 배열이다. 특정한 실시예에서, 미리 결정된 분포는 파인애플 스케일들의 배열을 기술하고 원기둥 표면에 원들 패킹을 위한 수학적 모델에 일치하는 잎차례 패턴이다. 하기 모델에 의하면, 모든 요소들은 식 (1.1)에 의해 대체로 특정되는 단일 재생 나선상에 놓인다.
φ = n * α, r = const, H = h * n, (1.1)
식 중:
n 은 원기둥 바닥에서부터 계수되는 스케일 차수;
φ, r, 및 H는 n차 스케일의 원기둥 좌표;
α 는 두 연속 스케일들 간 발산각 (상수로 가정, 즉., 137.5281 도); 및
h 는 수 연속 스케일들 간 수직 거리 (원기둥 주 축을 따라 측정).
식 (1.1)로 기술되는 패턴은 도 32에 도시되고, 때로 본원에서 “파인애플 패턴”으로 칭한다. 특정한 실시예에서, 발산각 (α )은 135.918365° 내지 138.139542°이다
더욱이, 일 실시예에 따르면, 비-섀도잉 배열은 마이크로단위를 포함할 수 있으며, 이것은 서로에 대하여 성형 연마 입자들의 최소 배열로서 정의될 수 있다. 마이크로단위는 연마 물품의 표면의 적어도 일 부분에 걸쳐 복수 회 반복할 수 있다. 비-섀도잉 배열은 매크로단위를 더 포함할 수 있으며, 이것은 복수의 마이크로단위들을 포함할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 매크로단위는 서로에 대하여 미리 결정된 분포로 배열되며 비-섀도잉 배열을 갖고 복수 회 반복하는 복수의 마이크로단위들을 가질 수 있다. 여기에서의 실시예들의 연마 물품들은 하나 이상의 마이크로단위들을 포함할 수 있다. 더욱이, 여기에서의 실시예들의 연마 물품들은 하나 이상의 매크로단위들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 특정한 실시예들에서, 매크로단위들은 예측 가능한 순서를 가진 균일한 분포로 배열될 수 있다. 계속해서, 다른 실시태양들에서, 매크로단위들은 예측 가능한 장거리 또는 단거리 순서를 갖지 않는, 랜덤 분포를 포함할 수 있는, 비-균일한 분포로 배열될 수 있다.
간단히 도 25 내지 도 27을 참조하면, 상이한 비-섀도잉 배열들이 예시된다. 특히, 도 25는 비-섀도잉 배열의 예시를 포함하며, 여기에서 위치들(2501)은 하나 이상의 성형 연마 입자들, 희석제 입자들, 및 그것의 조합에 의해 점유될 미리 결정된 위치들을 나타낸다. 위치들(2501)은 예시된 바와 같이 X 및 Y 축들 상에서의 위치들로서 정의될 수 있다. 게다가, 위치들(2506 및 2507)은 마이크로단위(2520)를 정의할 수 있다. 더욱이, 2506 및 2509는 마이크로단위(2521)를 정의할 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 마이크로단위들은 물품의 적어도 일 부분의 표면에 걸쳐 반복될 수 있으며 매크로단위(2530)를 정의할 수 있다.
도 26은 비-섀도잉 배열의 예시를 포함하며, 여기에서 위치들(X 및 Y 축들 상에서의 점들로서 도시된)은 하나 이상의 성형 연마 입자들, 희석제 입자들, 및 그것의 조합에 의해 점유될 미리 결정된 위치들을 나타낸다. 일 실시예에서, 위치들(2601 및 2602)은 마이크로단위(2620)를 정의할 수 있다. 더욱이, 위치들(2603, 2604, 및 2605)은 마이크로단위(2621)를 정의할 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 마이크로단위들은 물품의 적어도 일 부분의 표면에 걸쳐 반복될 수 있으며 적어도 하나의 매크로단위(2630)를 정의할 수 있다. 예시되는 바와 같이, 다른 매크로단위들이 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 27은 비-섀도잉 배열의 예시를 포함하며, 여기에서 위치들(X 및 Y 축들 상에서 점들로서 도시된)은 하나 이상의 성형 연마 입자들, 희석제 입자들, 및 그것의 조합에 의해 점유될 미리 결정된 위치들을 나타낸다. 일 실시예에서, 위치들(2701 및 2702)은 마이크로단위(2720)를 정의할 수 있다. 더욱이, 위치들(2701 및 2703)은 마이크로단위(2721)를 정의할 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 마이크로단위들은 물품의 적어도 일 부분의 표면에 걸쳐 반복될 수 있으며 적어도 하나의 매크로단위(2730)를 정의할 수 있다.
성형 연마 입자들 사이에서의 미리 결정된 분포는 또한 성형 연마 입자들의 각각의 미리 결정된 배향 특성 중 적어도 하나에 의해 정의될 수 있다. 대표적인 미리 결정된 배향 특성들은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 (lateral) 배향, 미리 결정된 세로 (longitudinal) 배향, 미리 결정된 수직 배향, 미리 결정된 팁 높이, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 백킹(101)은 백킹(101)의 길이를 따라 연장되며 그것을 정의하는 세로 축(180) 및 백킹(101)의 폭을 따라 연장되며 그것을 정의하는 가로 축(181)에 의해 정의될 수 있다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자(102)는 백킹(101)의 181의 가로 축에 대해 특정한 제 1 가로 위치에 의해 정의된 제 1, 미리 결정된 위치(112)에 위치될 수 있다. 더욱이, 성형 연마 입자(103)는 백킹(101)의 가로 축(181)에 대해 제 2 세로 위치에 의해 정의된 제 2, 미리 결정된 위치를 가질 수 있다. 특히, 성형 연마 입자들(102 및 103)은 백킹(101)의 가로 축(181)에 평행한 가로 평면(184)을 따라 측정된 바와 같이 두 개의 인접한 성형 연마 입자들(102 및 103) 사이에서의 최소 거리로서 정의된, 가로 공간(121)에 의해 서로로부터 이격될 수 있다. 실시예에 따르면, 가로 공간(121)은 0보다 클 수 있으며, 따라서 몇몇 거리가 성형 연마 입자들(102 및 103) 사이에 존재한다. 그러나, 예시되지 않을지라도, 가로 공간(121)은 0일 수 있어서, 인접한 성형 연마 입자의 부분들 사이에서의 접촉 및 심지어 중첩을 허용할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
다른 실시예들에서, 가로 공간(121)은 약 0.1(w)일 수 있으며, 여기에서 w는 성형 연마 입자(102)의 폭을 나타낸다. 실시예에 따르면, 성형 연마 입자의 폭은 측면을 따라 연장된 몸체의 가장 긴 치수이다. 또 다른 실시예에서, 가로 공간(121)은 적어도 약 0.5(w), 적어도 약 1(w), 적어도 약 2(w), 또는 그 이상과 같은, 적어도 약 0.2(w)일 수 있다. 계속해서, 적어도 하나의 비-제한적인 실시예에서, 가로 공간(121)은 약 100(w) 이하, 약 50(w) 이하, 또는 심지어 약 20(w) 이하일 수 있다. 가로 공간(121)은 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 인접한 성형 연마 입자들 사이에서의 가로 공간의 제어는 연마 물품의 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자(102)는 백킹(101)의 세로 축(180)에 대해 제 1 세로 위치에 의해 정의된 제 1, 미리 결정된 위치(112)에 있을 수 있다. 더욱이, 성형 연마 입자(104)는 백킹(101)의 세로 축(180)에 대해 제 2 세로 위치에 의해 정의된 제 3, 미리 결정된 위치(114)에 위치될 수 있다. 뿐만 아니라, 예시된 바와 같이, 세로 공간(123)은 성형 연마 입자들(102 및 104) 사이에 존재할 수 있으며, 이것은 세로 축(180)에 평행한 방향으로 측정된 바와 같이 두 개의 인접한 성형 연마 입자들(102 및 104) 사이에서의 최소 거리로서 정의될 수 있다. 실시예에 따르면, 세로 공간(123)은 0보다 클 수 있다. 계속해서, 예시되지 않지만, 세로 공간(123)은 0일 수 있으며, 따라서 인접한 성형 연마 입자들이 서로 닿거나, 또는 심지어 중첩한다는 것이 이해될 것이다.
다른 실시태양들에서, 세로 공간(123)은 적어도 약 0.1(w)일 수 있으며, 여기에서 w는 여기에 설명된 바와 같이 성형 연마 입자의 폭이다. 다른 보다 특정한 실시태양들에서, 세로 공간은 적어도 약 0.2(w), 적어도 약 0.5(w), 적어도 약 1(w), 또는 심지어 적어도 약 2(w)일 수 있다. 계속해서, 세로 공간(123)은 약 50(w) 이하, 또는 심지어 약 20(w) 이하와 같은, 약 100(w) 이하일 수 있다. 세로 공간(123)은 상기 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 인접한 성형 연마 입자들 사이에서의 세로 공간의 제어는 연마 물품의 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자들은 미리 결정된 분포에 위치될 수 있으며, 여기에서 특정한 관계가 가로 공간(121) 및 세로 공간(123) 사이에 존재한다. 예를들면, 일 실시예에서, 가로 공간(121)은 세로 공간(123)보다 클 수 있다. 계속해서, 또 다른 비-제한적인 실시예에서, 세로 공간(123)은 가로 공간(121)보다 클 수 있다. 계속해서, 또 다른 실시예에서, 성형 연마 입자들은 가로 공간(121) 및 세로 공간(123)이 근본적으로 서로에 대해 동일하도록 백킹 상에 위치될 수 있다. 세로 공간 및 가로 공간 사이에서의 상대적인 관계의 제어는 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다.
추가로 예시되는 바와 같이, 세로 공간(124)은 성형 연마 입자들(104 및 105) 사이에 존재할 수 있다. 게다가, 미리 결정된 분포는 특정한 관계가 세로 공간(123) 및 세로 공간(124) 사이에 존재할 수 있도록 형성될 수 있다. 예를들면, 세로 공간(123)은 세로 공간(124)과 상이할 수 있다. 대안적으로, 세로 공간(123)은 근본적으로 세로 공간(124)과 동일할 수 있다. 상이한 연마 입자들의 세로 공간들 사이에서의 상대적인 차이의 제어는 연마 물품의 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다.
더욱이, 연마 물품(100) 상에서의 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포는 가로 공간(121)이 가로 공간(122)에 대해 특정한 관계를 가질 수 있도록 하기 위한 것일 수 있다. 예를들면, 일 실시예에서, 가로 공간(121)은 근본적으로 가로 공간(122)과 동일할 수 있다. 대안적으로, 연마 물품(100) 상에서의 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포는 가로 공간(121)이 가로 공간(122)과 상이하도록 제어될 수 있다. 상이한 연마 입자들의 가로 공간들 사이에서의 상대적인 차이의 제어는 연마 물품의 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다.
도 1b는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 측면도를 포함한다. 예시된 바와 같이, 연마 물품(100)은 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자(102) 및 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자(102)로부터 이격된 성형 연마 입자(104)를 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 성형 연마 입자(102)는 부착 층(151)을 통해 백킹(101)에 결합될 수 있다. 더욱이 또는 대안적으로, 성형 연마 입자(102)는 부착 층(152)을 통해 백킹(101)에 결합될 수 있다. 여기에 설명된 성형 연마 입자들 중 임의의 것은 여기에 설명된 바와 같이 하나 이상의 부착 층들을 통해 백킹(101)에 결합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
실시예에 따르면, 연마 물품(100)은 백킹 위에 놓인 부착 층(151)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 부착 층(151)은 메이크 코트(make coat)를 포함할 수 있다. 메이크 코트는 백킹(101)의 표면 위에 놓이며 성형 연마 입자들(102 및 104)의 적어도 일 부분을 둘러쌀 수 있다. 여기에서의 실시예들의 연마 물품들은 부착 층(151) 및 백킹(101) 위에 놓이며 성형 연마 입자들(102 및 104)의 적어도 일 부분을 둘러싸는 부착 층(152)을 더 포함할 수 있다. 부착 층(152)은 특정한 실시태양들에서 사이즈 코트(size coat)일 수 있다.
고분자 조성물은 연마 물품의 다양한 부착 층들(151 또는 152) 중 임의의 것을 형성하기 위해 사용될 수 있으며, 이것은 이에 제한되지 않지만 프론트필 (frontfill), 예비-사이즈 코트, 메이크 코트, 사이즈 코트, 및/또는 슈퍼사이즈 코트를 포함할 수 있다. 프론트필을 형성하기 위해 사용될 때, 고분자 조성물은 일반적으로 고분자 수지, 피브릴화 섬유들(바람직하게는 펄프의 형태로), 충전제 재료, 및 다른 선택적 첨가물들을 포함한다. 몇몇 프론트필 실시예들을 위한 적절한 형성들은 페놀 수지, 규회석 충전제, 소포제, 계면활성제, 피브릴화 섬유, 및 물의 균형과 같은, 재료를 포함할 수 있다. 적절한 고분자 수지 재료들은 페놀 수지들, 요소/포름알데히드 수지들, 페놀/라텍스 수지들, 뿐만 아니라 이러한 수지들의 조합을 포함한 열 경화 수지들로부터 선택된 경화 수지들을 포함한다. 다른 적절한 고분자 수지 재료들은 또한 에폭시 수지들, 아크릴 에폭시 수지들의 아크릴 올리고머들, 폴리에스테르 수지들, 아크릴 우레탄들 및 폴리에스테르 아크릴들 및 모노아크릴화, 다중아크릴화 단량체들을 포함한 아크릴 단량체들과 같은, 전자 빔, UV 복사, 또는 가시광을 사용한 경화 가능한 이들 수지들과 같은, 방사선 경화 수지들을 포함할 수 있다. 조성물은 또한 침식성을 강화함으로써 증착된 연마 합성물들의 자기-첨예화 특성들을 강화할 수 있는 비반응성 열가소성 수지 결합제를 포함할 수 있다. 이러한 열가소성 수지의 예들은 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 및 폴리옥시프로필렌-폴리옥시에텐 블록 공중합체 등을 포함한다. 백킹 상에서의 프론트필의 사용은 메이크 코트의 적절한 도포 및 미리 결정된 배향으로 성형 연마 입자들의 개선된 도포 및 배향을 위해, 표면의 균일성을 개선할 수 있다.
부착 층들(151 및 152) 중 어느 하나는 단일 프로세스에서 백킹(101)의 표면에 도포될 수 있거나, 또는 대안적으로, 성형 연마 입자들(102 및 104)은 부착 층들(151 또는 152) 중 하나의 재료와 조합될 수 있으며 백킹(101)의 표면에 혼합물로서 도포될 수 있다. 메이크 코트로서 사용을 위한 부착 층(151)의 적절한 재료들은 예를들면, 폴리에스테르들, 에폭시 수지들, 폴리우레탄들, 폴리아미드들, 폴리아크릴레이트들, 폴리메타아크릴레이트들, 폴리 염화 비닐들, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘들, 아세트산 셀룰로오스들, 니트로셀룰로오스, 천연 고무, 녹말, 셸락, 및 그것의 혼합물들을 포함한, 유기 재료들, 특히 고분자 재료들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 부착 층(151)은 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다. 코팅된 백킹(101)은 그 후 기판으로 수지 및 연마 입자상 물질을 경화시키기 위해 가열될 수 있다. 일반적으로, 코팅된 백킹(101)은 경화 프로세스 동안 약 100℃ 내지 약 250℃ 미만 사이의 온도로 가열될 수 있다.
부착 층(152)은 연마 입자상에 형성될 수 있으며, 이것은 사이즈 코트의 형태에 있을 수 있다. 특정한 실시예에 따르면, 부착 층(152)은 백킹(101)에 대하여 제자리에 있는 성형 연마 입자들(102 및 104) 위에 놓이며 그것을 접합시키기 위해 형성된 사이즈 코트일 수 있다. 부착 층(152)은 유기 재료를 포함할 수 있고, 근본적으로 고분자 재료로 이루어질 수 있으며, 특히 폴리에스테르들, 에폭시 수지들, 폴리우레탄들, 폴리아미드들, 폴리아크릴레이트들, 폴리메타아크릴레이트들, 폴리 염화 비닐들, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘들, 아세트산 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 천연 고무, 녹말, 셸락, 및 그것의 혼합물들을 사용할 수 있다.
예시되지 않지만, 연마 물품은 성형 연마 입자들(104 및 105)과 상이한 희석제 연마 입자들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를들면, 희석제 입자들은 조성, 2-차원 형태, 3-차원 형태, 크기, 및 그것의 조합에서 성형 연마 입자들(102 및 104)과 상이할 수 있다. 예를들면, 연마 입자들(507)은 랜덤 형태들을 가진 종래의, 파쇄된 연마 그릿을 나타낼 수 있다. 연마 입자들(507)은 성형 연마 입자들(505)의 중앙 입자 크기보다 작은 중앙 입자 크기를 가질 수 있다.
추가로 예시되는 바와 같이, 성형 연마 입자(102)는 백킹(101)에 대해 측 배향으로 배향될 수 있으며, 성형 연마 입자(102)의 측 표면(171)은 백킹(101) 또는 적어도 백킹(101)의 상부 표면에 가장 가까운 성형 연마 입자(102)의 표면과 직접 접촉할 수 있다. 실시예에 따르면, 성형 연마 입자(102)는 성형 연마 입자(102)의 주 표면(172) 및 백킹(101)의 주 표면(161) 사이에서의 경사각(AT1)(136)에 의해 정의된 수직 배향을 가질 수 있다. 경사각(136)은 성형 연마 입자(102)의 표면(172) 및 백킹(101)의 상부 표면(161) 사이에서의 최소 각 또는 예각으로서 정의될 수 있다. 실시예에 따르면, 성형 연마 입자(102)는 미리 결정된 수직 배향을 가진 위치에 위치될 수 있다. 실시예에 따르면, 경사각(136)은 적어도 약 5°, 적어도 약 10°, 적어도 약 15°, 적어도 약 20°, 적어도 약 25°, 적어도 약 30°, 적어도 약 35°, 적어도 약 40°, 적어도 약 45°, 적어도 약 50°, 적어도 약 55°, 적어도 약 60°, 적어도 약 70°, 적어도 약 80°, 또는 심지어 적어도 약 85°와 같은 적어도 약 2°일 수 있다. 계속해서, 경사각(136)은 약 85°이하, 약 80°이하, 약 75°이하, 약 70°이하, 약 65°이하, 약 60°이하와 같은, 약 55°이하, 약 50°이하, 약 45°이하, 약 40°이하, 약 35°이하, 약 30°이하, 약 25°이하, 약 20°이하와 같은, 약 15°이하, 약 10°이하, 또는 심지어 약 5°이하와 같은, 약 90°이하일 수 있다. 경사각(136)은 상기 최소 및 최대 정도들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
추가로 예시되는 바와 같이, 연마 물품(100)은 측 배향으로 성형 연마 입자(104)를 포함할 수 있으며, 여기에서 성형 연마 입자(104)의 측 표면(171)은 백킹(101)의 상부 표면(161)과 직접 접촉하거나 또는 그것에 가장 가깝다. 실시예에 따르면, 성형 연마 입자(104)는 성형 연마 입자(104)의 주 표면(172) 및 백킹(101)의 상부 표면(161) 사이에서의 각도를 정의하는 제 2 경사각(AT2)(137)에 의해 정의된 미리 결정된 수직 배향을 가진 위치에 있을 수 있다. 경사각(137)은 성형 연마 입자(104)의 주 표면(172) 및 백킹(101)의 상부 표면(161) 사이에서의 최소 각으로서 정의될 수 있다. 게다가, 경사각(137)은 적어도 약 5°, 적어도 약 10°, 적어도 약 15°, 적어도 약 20°, 적어도 약 25°, 적어도 약 30°, 적어도 약 35°, 적어도 약 40°, 적어도 약 45°, 적어도 약 50°, 적어도 약 55°, 적어도 약 60°, 적어도 약 70°, 적어도 약 80°, 또는 심지어 적어도 약 85°와 같은, 적어도 약 2°의 값을 가질 수 있다. 계속해서, 경사각(136)은 약 85°이하, 약 80°이하, 약 75°이하, 약 70°이하, 약 65°이하, 약 60°이하와 같은, 약 55°이하, 약 50°이하, 약 45°이하, 약 40°이하, 약 35°이하, 약 30°이하, 약 25°이하, 약 20°이하와 같은, 약 15°이하, 약 10°이하, 또는 심지어 약 5°이하와 같은, 약 90°이하일 수 있다. 경사각(136)은 상기 최소 및 최대 정도들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자(102)는 성형 연마 입자(104)의 미리 결정된 수직 배향과 동일한 미리 결정된 수직 배향을 가질 수 있다. 대안적으로, 연마 물품(100)은 성형 연마 입자(102)의 미리 결정된 수직 배향이 성형 연마 입자(104)의 미리 결정된 수직 배향과 상이할 수 있도록 형성될 수 있다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자들(102 및 104)은 그것들이 수직 배향 차에 의해 정의된 상이한 미리 결정된 수직 배향들을 갖도록 백킹 상에 위치될 수 있다. 수직 배향 차는 경사각(136) 및 경사각(137) 사이에서의 차이의 절대 값일 수 있다. 실시예에 따르면, 수직 배향 차는 적어도 약 5°, 적어도 약 10°, 적어도 약 15°, 적어도 약 20°, 적어도 약 25°, 적어도 약 30°, 적어도 약 35°, 적어도 약 40°, 적어도 약 45°, 적어도 약 50°, 적어도 약 55°, 적어도 약 60°, 적어도 약 70°, 적어도 약 80°, 또는 심지어 적어도 약 85°와 같은, 적어도 약 2°일 수 있다. 계속해서, 수직 배향 차는 약 85°이하, 약 80°이하, 약 75°이하, 약 70°이하, 약 65°이하, 약 60°이하와 같은, 약 55°이하, 약 50°이하, 약 45°이하, 약 40°이하, 약 35°이하, 약 30°이하, 약 25°이하, 약 20°이하와 같은, 약 15°이하, 약 10°이하, 또는 심지어 약 5°이하와 같은, 약 90°이하일 수 있다. 수직 배향 차는 상기 최소 및 최대 정도들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 연마 물품(100)의 성형 연마 입자들 사이에서의 수직 배향 차의 제어는 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다.
추가로 예시되는 바와 같이, 성형 연마 입자들은 미리 결정된 팁 높이를 갖기 위해 백킹 상에 위치될 수 있다. 예를들면, 성형 연마 입자(102)의 미리 결정된 팁 높이(hT1)(138)는 백킹(161)의 상부 표면 및 성형 연마 입자(102)의 최상위 표면(143) 사이에서의 최대 거리일 수 있다. 특히, 성형 연마 입자(102)의 미리 결정된 팁 높이(138)는 성형 연마 입자(102)가 연장되는 백킹(161)의 상부 표면 위에서의 최대 거리를 정의할 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 성형 연마 입자(104)는 백킹(101)의 상부 표면(161) 및 성형 연마 입자(104)의 최상위 표면(144) 사이에서의 거리로서 정의된 미리 결정된 팁 높이(hT2)를 가질 수 있다. 측정들은 X-선, 공초점 현미경 CT, 마이크로메저 (micromeasure), 백색광 간섭계, 및 그것의 조합을 통해 평가될 수 있다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자(102)는 성형 연마 입자(104)의 미리 결정된 팁 높이(139)와 상이할 수 있는 미리 결정된 팁 높이(138)를 갖기 위해 백킹(101) 상에 위치될 수 있다. 특히, 미리 결정된 팁 높이(△hT)에서의 차이는 평균 팁 높이(138) 및 평균 팁 높이(139) 사이에서의 차이로서 정의될 수 있다. 실시예에 따르면, 미리 결정된 팁 높이에서의 차이는 적어도 약 0.01(w)일 수 있으며, 여기에서 (w)는 여기에 설명된 바와 같이 성형 연마 입자의 폭이다. 다른 실시태양들에서, 팁 높이 차는 적어도 약 0.05(w), 적어도 약 0.1(w), 적어도 약 0.2(w), 적어도 약 0.4(w), 적어도 약 0.5(w), 적어도 약 0.6(w), 적어도 약 0.7(w), 또는 심지어 저어도 약 0.8(w)일 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 팁 높이 차는 약 2(w) 이하일 수 있다. 팁 높이에서의 차이는 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 연마 물품(100)의 성형 연마 입자들 사이에서의, 평균 팁 높이 및 보다 특히 평균 팁 높이에서의 차이의 제어는 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다.
여기에서의 참조가 평균 팁 높이에서의 차이를 가진 성형 연마 입자들에 대해 이루어지지만, 연마 물품들의 성형 연마 입자들은 근본적으로 성형 연마 입자들 사이에서의 평균 팁 높이 사이에서의 차이가 없도록 동일한 평균 팁 높이를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를들면, 여기에 설명된 바와 같이, 그룹의 성형 연마 입자들은 그룹의 성형 연마 입자들의 각각의 수직 팁 높이가 실질적으로 동일하도록 연마 물품 상에 위치될 수 있다.
도 1c는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 단면도를 포함한다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들(102 및 104)은 백킹(101)에 대하여 편평한 배향으로 배향될 수 있으며, 여기에서 주 표면(174), 및 특히 성형 연마 입자들(102 및 (104)의 최대 표면적을 가진 특정한 주 표면(즉, 상부 주 표면(172)의 반대편에 있는 하부 표면(174))의 적어도 일 부분은 백킹(101)과 직접 접촉할 수 있다. 대안적으로, 편평한 배향에서, 주 표면(174)의 일 부분은 백킹(101)과 직접 접촉할 수 없지만, 백킹(101)의 상부 표면(161)에 가장 가까운 성형 연마 입자의 표면일 수 있다.
도 1d는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 단면도를 포함한다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들(102 및 104)은 백킹(101)에 대하여 반전된 배향으로 배향될 수 있으며, 여기에서 성형 연마 입자들(102 및 104)의 주 표면(172)(즉, 상부 주 표면(172))의 적어도 일 부분은 백킹(101)과 직접 접촉할 수 있다. 대안적으로, 반전 배향으로, 주 표면(172)의 일 부분은 백킹(101)과 직접 접촉하지 않을 수 있지만, 백킹(101)의 상부 표면(161)에 가장 가까운 성형 연마 입자의 표면일 수 있다.
도 2a는 실시예에 따른 성형 연마 입자들을 포함한 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다. 예시된 바와 같이, 연마 물품은 백킹(101)의 폭을 정의하며 세로 축(181)에 수직인 가로 축(181)에 대하여 제 1 회전 배향을 가진 제 1 위치에서 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자(102)를 포함할 수 있다. 특히, 성형 연마 입자(102)는 가로 축(181)에 평행한 가로 평면(184) 및 성형 연마 입자(102)의 치수 사이에서의 제 1 회전 각에 의해 정의된 미리 결정된 회전 배향을 가질 수 있다. 특히, 치수에 대한 여기에서의 참조는 백킹(101)에 연결된(직접 또는 간접적으로) 표면(예로서, 측면 또는 에지)을 따라 성형 연마 입자(102)의 중심 점(221)을 통해 연장된 성형 연마 입자의 등분 축(231)에 대한 참조일 수 있다. 따라서, 측 배향에 위치된 성형 연마 입자의 맥락에서, (도 1b 참조), 등분 축(231)은 중심 점(221)을 통해 및 백킹(101)의 표면(181)에 가장 가까운 측면(171)의 폭(w)의 방향으로 연장된다. 게다가, 미리 결정된 회전 배향은 중심 점(221)을 통해 연장된 가로 평면(184)을 가진 최소 각(201)으로서 정의될 수 있다. 도 2a에 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자(102)는 등분 축(231) 및 가로 평면(184) 사이에서의 최소 각으로서 정의된 미리 결정된 회전 각을 가질 수 있다. 실시예에 따르면, 회전 각(201)은 0°일 수 있다. 다른 실시예들에서, 회전 각은, 적어도 약 2°, 적어도 약 5°, 적어도 약 10°, 적어도 약 15°, 적어도 약 20°, 적어도 약 25°, 적어도 약 30°, 적어도 약 35°, 적어도 약 40°, 적어도 약 45°, 적어도 약 50°, 적어도 약 55°, 적어도 약 60°, 적어도 약 70°, 적어도 약 80°, 또는 심지어 적어도 약 85°와 같이, 더 클 수 있다. 계속해서, 회전각(201)에 의해 정의된 바와 같이 미리 결정된 회전 배향은 약 85°이하, 약 80°이하, 약 75°이하, 약 70°이하, 약 65°이하, 약 60°이하와 같은, 약 55°이하, 약 50°이하, 약 45°이하, 약 40°이하, 약 35°이하, 약 30°이하, 약 25°이하, 약 20°이하와 같은, 약 15°이하, 약 10°이하, 또는 심지어 약 5°이하와 같은, 약 90°이하일 수 있다. 미리 결정된 회전 배향은 상기 최소 및 최대 정도들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 2a에 추가로 예시되는 바와 같이, 성형 연마 입자(103)는 백킹(101) 위에 놓이며 미리 결정된 회전 배향을 가진 위치(113)에 있을 수 있다. 특히, 성형 연마 입자(103)의 미리 결정된 회전 배향은 가로 축(181)에 평행한 가로 평면(184) 및 백킹(101)의 표면(181)에 가장 가까운 측면의 폭(w)의 방향으로 성형 연마 입자(102)의 중심 점(222)을 통해 연장된 성형 연마 입자(103)의 등분 축(232)에 의해 정의된 치수 사이에서의 최소 각으로서 특성화될 수 있다. 실시예에 따르면, 회전 각(208)은 0°일 수 있다. 다른 실시예들에서, 회전 각(208)은 적어도 약 2°, 적어도 약 5°, 적어도 약 10°, 적어도 약 15°, 적어도 약 20°, 적어도 약 25°, 적어도 약 30°, 적어도 약 35°, 적어도 약 40°, 적어도 약 45°, 적어도 약 50°, 적어도 약 55°, 적어도 약 60°, 적어도 약 70°, 적어도 약 80°, 또는 심지어 적어도 약 85°와 같이 더 클 수 있다. 계속해서, 회전 각(208)에 의해 정의된 바와 같이 미리 결정된 회전 배향은 약 85°이하, 약 80°이하, 약 75°이하, 약 70°이하, 약 65°이하, 약 60°이하와 같은, 약 55°이하, 약 50°이하, 약 45°이하, 약 40°이하, 약 35°이하, 약 30°이하, 약 25°이하, 약 20°이하와 같은, 약 15°이하, 약 10°이하, 또는 심지어 약 5°이하와 같은, 약 90°이하일 수 있다. 미리 결정된 회전 배향은 상기 최소 및 최대 정도들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
실시예에 따르면, 성형 연마 입자(102)는 회전각(208)에 의해 정의된 바와 같이 성형 연마 입자(103)의 미리 결정된 회전 배향과 상이한 회전 각(201)에 의해 정의된 바와 같이 미리 결정된 회전 배향을 가질 수 있다. 특히, 성형 연마 입자들(102 및 103) 사이에서의 회전 각(201) 및 회전 각(208) 사이에서의 차는 미리 결정된 회전 배향 차를 정의할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 미리 결정된 회전 배향 차는 0°일 수 있다. 다른 실시태양들에서, 임의의 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 미리 결정된 회전 배향 차는, 적어도 약 1°, 적어도 약 3°, 적어도 약 5°, 적어도 약 10°, 적어도 약 15°, 적어도 약 20°, 적어도 약 25°, 적어도 약 30°, 적어도 약 35°, 적어도 약 40°, 적어도 약 45°, 적어도 약 50°, 적어도 약 55°, 적어도 약 60°, 적어도 약 70°, 적어도 약 80°, 또는 심지어 적어도 약 85°와 같이, 더 클 수 있다. 계속해서, 임의의 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 미리 결정된 회전 배향 차는 약 85°이하, 약 80°이하, 약 75°이하, 약 70°이하, 약 65°이하, 약 60°이하, 약 55°이하와 같은, 약 55°이하, 약 50°이하, 약 45°이하, 약 40°이하, 약 35°이하, 약 30°이하, 약 25°이하, 약 20°이하와 같은, 약 15°이하, 약 10°이하, 또는 심지어 약 5°이하와 같은, 약 90°이하일 수 있다. 미리 결정된 회전 배향 차는 상기 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 2b는 실시예에 따른 성형 연마 입자를 포함한 연마 물품의 일 부분의 사시도를 포함한다. 예시된 바와 같이, 연마 물품은 백킹(101)의 폭을 정의한 가로 축(181)에 대해 제 1 회전 배향을 가진 제 1 위치(112)에서 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자(102)를 포함할 수 있다. 성형 연마 입자들 미리 결정된 배향 특성들의 특정한 양상들은 예시된 바와 같이 x, y, z 3-차원 축에 대한 관계에 의해 설명될 수 있다. 예를들면, 성형 연마 입자(102)의 미리 결정된 세로 배향은 백킹(101)의 세로 축(180)에 평행하여 연장되는, y-축 상에서의 성형 연마 입자의 위치에 의해 정의될 수 있다. 게다가, 성형 연마 입자(102)의 미리 결정된 가로 배향은 백킹(101)의 가로 축(181)에 평행하여 연장되는, x-축 상에서의 성형 연마 입자의 위치에 의해 정의될 수 있다. 더욱이, 성형 연마 입자(102)의 미리 결정된 회전 배향은 x-축들 사이에서의 회전 각(102)으로서 정의될 수 있으며, 이것은 백킹(101)에 연결된(직접이든 간접이든) 측면(171) 성형 연마 입자(102)의 중심 점(221)을 통해 연장된 성형 연마 입자(102)의 등분 축(231) 및 가로 축(181)에 평행한 축 또는 평면에 대응한다. 일반적으로 예시되는 바와 같이, 성형 연마 입자(102)는 또한 여기에 설명된 바와 같이 미리 결정된 수직 배향 및 미리 결정된 팁 높이를 가질 수 있다. 특히, 여기에 설명된 미리 결정된 배향 특성들의 제어를 용이하게 하는 복수의 성형 연마 입자들의 제어된 배치는 고도로 수반된 프로세스이며, 이것은 산업에서 이전에 고려되거나 또는 효율적으로 사용되지 않았다.
설명의 간략함을 위해, 여기에서의 실시예들은 X, Y, 및 Z 방향들에 의해 정의된 평면에 대해 특정한 특징들을 언급한다. 그러나, 연마 물품들은 다른 형태들(예로서, 타원체 또는 순환 기하학적 구조를 형성하는 코팅된 연마 벨트들 또는 심지어 고리-형 백킹을 가진 코팅된 연마 샌딩 디스크들)을 가질 수 있다. 여기에서의 특징들의 설명은 연마 물품들의 평면 구성들에 제한되지 않으며 여기에 설명된 특징들은 임의의 기하학적 구조의 연마 물품들에 적용 가능하다. 백킹이 원형 기하학적 구조를 가진 이러한 실시태양들에서, 세로 축 및 가로 축은 백킹의 중심 점을 통해 연장되며 서로에 대해 직교 관계를 가진 두 개의 직경일 수 있다.
도 3a는 실시예에 따른 연마 물품(300)의 일 부분의 평면도를 포함한다. 예시된 바와 같이, 연마 물품(300)은 성형 연마 입자들(311, 312, 313, 및 314)(311 내지 314)을 포함한, 성형 연마 입자들의 제 1 그룹(301)을 포함할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 그룹은 성형 연마 입자들의 각각에 대해 동일한 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성(또는 그것의 조합)을 가진 복수의 성형 연마 입자들을 나타낼 수 있다. 대표적인 미리 결정된 배향 특성들은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 미리 결정된 세로 배향, 미리 결정된 수직 배향, 및 미리 결정된 팁 높이를 포함할 수 있다. 예를들면, 성형 연마 입자들의 제 1 그룹(301)은 서로에 대하여 실질적으로 동일한 미리 결정된 회전 배향을 가진 복수의 성형 연마 입자들을 포함한다. 추가로 예시되는 바와 같이, 연마 물품(300)은 예를들면, 성형 연마 입자들(321, 322, 323, 및 324)(321 내지 324)을 포함한, 복수의 성형 연마 입자들을 포함한 또 다른 그룹(303)을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 그룹(303)은 동일한 미리 결정된 회전 배향을 가진 복수의 성형 연마 입자들을 포함할 수 있다. 더욱이, 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 서로(예로서, 성형 연마 입자들(321 및 322) 및 성형 연마 입자들(323 및 324))에 대하여 동일한 미리 결정된 가로 배향을 가질 수 있다. 게다가, 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 서로(예로서, 성형 연마 입자들(321 및 324) 및 성형 연마 입자들(322 및 323))에 대하여 동일한 미리 결정된 세로 배향을 가질 수 있다.
추가로 예시된 바와 같이, 연마 물품은 그룹(305)을 포함할 수 있다. 그룹(305)은 적어도 하나의 공통의 미리 결정된 배향 특성을 가진 성형 연마 입자들(331, 332, 및 333)(331 내지 333)을 포함한, 복수의 성형 연마 입자들을 포함할 수 있다. 도 3a의 실시예에 예시된 바와 같이, 그룹(305) 내에서의 복수의 성형 연마 입자들은 서로에 대하여 동일한 미리 결정된 회전 배향을 가질 수 있다. 더욱이, 그룹(305)의 복수의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 서로(예로서, 성형 연마 입자들(332 및 333))에 대하여 동일한 미리 결정된 가로 배향을 가질 수 있다. 또한, 그룹(305)의 복수의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 서로에 대하여 동일한 미리 결정된 세로 배향을 가질 수 있다. 성형 연마 입자들의 그룹들, 및 특히 여기에 설명된 특징들을 가진 성형 연마 입자들의 그룹들의 조합의 이용은 연마 물품의 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다.
추가로 예시된 바와 같이, 연마 물품(300)은 그룹들(301, 303, 및 305)을 포함할 수 있으며, 이것은 그룹들(301, 303, 305) 사이에서 연장된 채널 영역들(307 및 308)에 의해 분리될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 채널 영역들은 실질적으로 성형 연마 입자들이 없을 수 있는 연마 물품 상에서의 영역들일 수 있다. 게다가, 채널 영역들(307 및 308)은 그룹들(301, 303, 및 305) 사이에서 액체를 이동시키도록 구성될 수 있으며, 이것은 연마 물품의 스와프 제거 및 연삭 성능을 개선할 수 있다. 채널 영역들(307 및 308)은 성형 연마 입자의 표면상에서의 미리 결정된 영역들일 수 있다. 채널 영역들(307 및 308)은 그룹들(301, 303, 및 305)에서의 인접한 성형 연마 입자들 사이에서의 세로 공간 또는 가로 공간과 상이하며, 보다 특히 그보다 폭 및/또는 길이가 더 큰 그룹들(301, 303, 및 305) 사이에서의 전용 영역들을 정의할 수 있다.
채널 영역들(307 및 308)은 세로 축(180)에 평행하거나 또는 수직이거나 또는 백킹(101)의 가로 축(181)에 평행하거나 또는 수직인 방향을 따라 연장될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 채널 영역들(307 및 308)은 각각 축들(351 및 352)을 가질 수 있으며, 채널 영역들(307 및 308)의 중심을 따라 및 채널 영역들(307 및 308)의 세로 치수를 따라 연장하는 것은 백킹(101)의 세로 축(380)에 대해 미리 결정된 각을 가질 수 있다. 게다가, 채널 영역들(307 및 308)의 축들(351 및 352)은 백킹(101)의 가로 축(181)에 대해 미리 결정된 각도를 형성할 수 있다. 채널 영역들의 제어된 배향은 연마 물품의 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다.
더욱이, 채널 영역들(307 및 308)은 그것들이 연삭(350)의 방향에 대해 미리 결정된 배향을 갖도록 형성될 수 있다. 예를들면, 채널 영역들(307 및 308)은 연삭(350)의 방향에 평행하거나 또는 수직인 방향을 따라 연장될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 채널 영역들(307 및 308)은 각각 축들(351 및 352)을 가질 수 있으며, 채널 영역들(307 및 308)의 중심을 따라 및 채널 영역들(307 및 308)의 세로 치수를 따라 연장하는 것은 연삭(350)의 방향에 대해 미리 결정된 각도를 가질 수 있다. 채널 영역들의 제어된 배향은 연마 물품의 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다.
적어도 일 실시예에 대해, 예시된 바와 같이 그룹(301)은 복수의 성형 연마 입자들을 포함할 수 있으며, 여기에서 그룹(301)에서의 복수의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 패턴(315)을 정의할 수 있다. 예시된 바와 같이, 복수의 성형 연마 입자들(311 내지 314)은 하향식으로 보여지는 바와 같이, 사각형의 형태에서와 같은, 2-차원 어레이를 추가로 정의하는 미리 결정된 분포에서 서로에 대하여 배열될 수 있다. 어레이는 성형 연마 입자들의 단위 배열에 의해 정의된 단거리 순서를 가지며 함께 연결된 규칙적 및 반복적 유닛들을 포함한 장거리 순서를 추가로 갖는 패턴이다. 다른 다각형 형태들, 생략 부호, 장식용 표시들, 제품 표시들 또는 다른 설계들을 포함한, 다른 2-차원 어레이들이 형성될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 추가로 예시되는 바와 같이, 그룹(303)은 사각형 2-차원 어레이를 정의한 패턴(325)에서 또한 배열될 수 있는 복수의 성형 연마 입자들(321 내지 324)을 포함할 수 있다. 더욱이, 그룹(305)은 삼각형 패턴(335)의 형태로 미리 결정된 분포를 정의하기 위해 서로에 대하여 배열될 수 있는 복수의 성형 연마 입자들(331 내지 334)을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 그룹(301)의 복수의 성형 연마 입자들은 또 다른 그룹(예로서, 그룹(303) 또는 그룹(305))의 성형 연마 입자들과 상이한 패턴을 정의할 수 있다. 예를들면, 그룹(301)의 성형 연마 입자들은 백킹(101) 상에서의 배향에 대하여 그룹(305)의 패턴(335)과 상이한 패턴(315)을 정의할 수 있다. 게다가, 그룹(301)의 성형 연마 입자들은 연삭(350)의 방향에 대하여 제 2 그룹(예로서, 303 또는 305)의 패턴의 배향에 비교하여 연삭(350)의 방향에 대하여 제 1 배향을 갖는 패턴(315)을 정의할 수 있다.
특히, 성형 연마 입자들의 그룹들(301, 303, 또는 305) 중 임의의 하나는 연삭의 방향에 대해 특정한 배향을 가질 수 있는 하나 이상의 벡터들(예로서, 그룹(305)의 361 또는 362)을 정의한 패턴을 가질 수 있다. 특히, 그룹의 성형 연마 입자들은 그룹의 패턴을 정의하는 미리 결정된 배향 특성을 가질 수 있으며, 이것은 패턴의 하나 이상의 벡터들을 추가로 정의할 수 있다. 대표적인 실시예에서, 패턴(335)의 벡터들(361 및 362)은 연삭 방향(350)에 대해 미리 결정된 각도를 형성하도록 제어될 수 있다. 벡터들(361 및 362)은 예를들면, 연삭 방향(350)에 대해 평행 배향, 수직 배향, 또는 심지어 비-직교 또는 비-평행 배향(즉, 예각 또는 둔각을 정의하기 위해 각이 있는)을 포함한 다양한 배향들을 가질 수 있다.
실시예에 따르면, 제 1 그룹(301)의 복수의 성형 연마 입자들은 또 다른 그룹(예로서, 303 또는 305)에서의 복수의 성형 연마 입자들과 상이한 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성을 가질 수 있다. 예를들면, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분의 미리 결정된 회전 배향과 상이한 미리 결정된 회전 배향을 가질 수 있다. 계속해서, 일 특정한 양상에서, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 모두는 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 모두의 미리 결정된 회전 배향과 상이한 미리 결정된 회전 배향을 가질 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분의 미리 결정된 가로 배향과 상이한 미리 결정된 가로 배향을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에 대해, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 모두는 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 모두의 미리 결정된 가로 배향과 상이한 미리 결정된 가로 배향을 가질 수 있다.
게다가, 또 다른 실시예에서, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분의 미리 결정된 세로 배향과 상이할 수 있는 미리 결정된 세로 배향을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에 대해, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 모두는 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 모두의 미리 결정된 세로 배향과 상이할 수 있는 미리 결정된 세로 배향을 가질 수 있다.
더욱이, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분의 미리 결정된 수직 배향과 상이한 미리 결정된 수직 배향을 가질 수 있다. 계속해서, 일 양상에 대해, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 모두는 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 모두의 미리 결정된 수직 배향과 상이한 미리 결정된 수직 배향을 가질 수 있다.
게다가, 일 실시예에서, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분은 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 적어도 일 부분의 미리 결정된 팁 높이와 상이한 미리 결정된 팁 높이를 가질 수 있다. 또 다른 특정한 실시예에서, 그룹(301)의 성형 연마 입자들의 모두는 그룹(303)의 성형 연마 입자들의 모두의 미리 결정된 팁 높이와 상이한 미리 결정된 팁 높이를 가질 수 있다.
임의의 수의 그룹들이 미리 결정된 비행 특성들을 가진 연마 물품 상에서 다양한 영역들을 생성하는 연마 물품에 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 그룹들의 각각은 그룹들(301 및 303)에 대해 앞서 말한 것에 설명된 바와 같이 서로와 상이할 수 있다.
여기에서의 하나 이상의 실시예들에 설명된 바와 같이, 성형 연마 입자들은 백킹 상에서 미리 결정된 위치들에 의해 정의된 미리 결정된 분포들로 배열될 수 있다. 보다 특히, 미리 결정된 분포는 둘 이상의 성형 연마 입자들 사이에서의 비-섀도잉 배열을 정의할 수 있다. 예를들면, 일 특정한 실시예에서, 연마 물품은 제 1 미리 결정된 위치에서의 제 1 성형 연마 입자 및 제 2 미리 결정된 위치에서의 제 2 성형 연마 입자를 포함할 수 있으며, 따라서 제 1 및 제 2 성형 연마 입자는 서로에 대하여 비-섀도잉 배열을 정의한다. 비-섀도잉 배열은 그것들이 피삭재 상에서의 별개의 위치들에서 피삭재와 초기 접촉하며 피삭재 상에서의 초기 재료 제거의 위치에서 초기 중첩을 제한하거나 또는 회피하도록 구성되도록 하는 성형 연마 입자들의 배열에 의해 정의될 수 있다. 비-섀도잉 배열은 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 제 1 성형 연마 입자는 복수의 성형 연마 입자들에 의해 정의된 그룹의 부분일 수 있으며, 제 2 성형 연마 입자는 복수의 성형 연마 입자들에 의해 정의된 제 2 그룹의 부분일 수 있다. 제 1 그룹은 백킹 상에서의 제 1 로우를 정의할 수 있으며 제 2 그룹은 백킹 상에서의 제 2 로우를 정의할 수 있고, 제 2 그룹의 성형 연마 입자들의 각각은 제 1 그룹의 성형 연마 입자들의 각각에 대하여 스태거링될 수 있으며, 따라서 특정한 비-섀도잉 배열을 정의한다.
도 3b는 실시예에 따른 연삭 방향에 대해 미리 결정된 배향 특성들을 가진 성형 연마 입자들을 포함한 연마 물품의 일 부분의 사시도를 포함한다. 일 실시예에서, 연마 물품은 또 다른 성형 연마 입자(103)에 대해 및/또는 연삭 방향(385)에 대해 미리 결정된 배향을 가진 성형 연마 입자(102)를 포함할 수 있다. 연삭 방향(385)에 대해 미리 결정된 배향 특성들 중 하나 또는 조합의 제어는 연마 물품의 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다. 연삭 방향(385)은 재료 제거 동작에서 피삭재에 대하여 연마 물품의 움직임의 의도된 방향일 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 연삭 방향(385)은 백킹(101)의 치수들에 관련될 수 있다. 예를들면, 일 실시예에서, 연삭 방향(385)은 백킹의 가로 축(181)에 실질적으로 수직이며 백킹(101)의 세로 축(180)에 대하여 실질적으로 평행할 수 있다. 성형 연마 입자(102)의 미리 결정된 배향 특성들은 피삭재와의 성형 연마 입자(102)의 초기 접촉 표면을 정의할 수 있다. 예를들면, 성형 연마 입자(102)는 주 표면들(363 및 364), 및 주 표면들(363 및 364) 사이에 연장된 측 표면들(365 및 366)을 가질 수 있다. 성형 연마 입자(102)의 미리 결정된 배향 특성들은 주 표면(363)이 성형 연마 입자(102)의 다른 표면들 전에 피삭재와 초기 접촉을 이루도록 구성되도록 입자를 배치할 수 있다. 이러한 배향은 연삭 방향(385)에 대하여 정면 배향인 것으로 고려될 수 있다. 보다 특히, 성형 연마 입자(102)는 연삭 방향에 대하여 특정한 배향을 가진 등분 축(231)을 가질 수 있다. 예를들면, 예시된 바와 같이, 연삭 방향(385) 및 등분 축(231)의 벡터는 서로에 실질적으로 수직이다. 임의의 범위의 미리 결정된 회전 배향들이 성형 연마 입자에 대해 고려되는 것처럼, 연삭 방향(385)에 대한 임의의 범위의 성형 연마 입자들의 배향들이 고려되며 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
성형 연마 입자(103)는 성형 연마 입자(102) 및 연삭 방향(385)에 대해 상이한 미리 결정된 배향 특성들을 가질 수 있다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자(103)는 주 표면들(391 및 392)을 포함할 수 있으며, 이것은 측 표면들(371 및 372)에 의해 접합될 수 있다. 게다가, 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자(103)는 연삭 방향(385)의 벡터에 대하여 특정한 각도를 형성하는 등분 축(373)을 가질 수 있다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자(103)의 등분 축(373)은 등분 축(373) 및 연삭 방향(385) 사이에서의 각도가 근본적으로 0 이도록 연삭 방향(385)과 실질적으로 평행 배향을 가질 수 있다. 따라서, 성형 연마 입자의 미리 결정된 배향 특성들은 성형 연마 입자의 다른 표면들 중 임의의 것 전에 피삭재와의 측 표면(372)의 초기 접촉을 용이하게 한다. 성형 연마 입자(103)의 이러한 배향은 연삭 방향(385)에 대해 옆 배향인 것으로 고려될 수 있다.
연마 물품은 서로에 대해 미리 결정된 분포로 배열될 수 있는 성형 연마 입자들의 하나 이상의 그룹들을 포함할 수 있으며, 보다 특히 성형 연마 입자들의 그룹들을 정의하는 별개의 미리 결정된 배향 특성들을 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 여기에 설명된 바와 같이, 성형 연마 입자들의 그룹들은 연삭 방향에 대해 미리 결정된 배향을 가질 수 있다. 게다가, 여기에서 연마 물품들은 성형 연마 입자들의 하나 이상의 그룹들을 가질 수 있으며, 그룹들의 각각은 연삭 방향에 대해 상이한 미리 결정된 배향을 가진다. 연삭 방향에 대해 상이한 미리 결정된 배향들을 가진 성형 연마 입자들의 그룹들의 이용은 연마 물품의 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다. 특히, 연마 물품(400)은 복수의 성형 연마 입자들을 포함한 제 1 그룹(401)을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들은 미리 결정된 분포를 정의하기 위해 서로에 대해 배열될 수 있다. 보다 특히, 미리 결정된 분포는 하향식으로 보여지는 바와 같이 패턴(423)의 형태에 있을 수 있으며, 보다 특히 삼각형 형태 2-차원 어레이를 정의한다. 추가로 예시된 바와 같이, 그룹(401)은 백킹(101) 위에 놓인 미리 결정된 마이크로-형태(431)를 정의하는 연마 물품(400) 상에 배열될 수 있다. 실시예에 따르면, 마이크로-형태(431)는 상부에서 하부로 도시될 때 특정한 2-차원 형태를 가질 수 있다. 몇몇 대표적인 2-차원 형태들은 다각형들, 타원체들, 숫자들, 그리스 알파벳 문자들, 라틴 알파벳 문자들, 러시아 알파벳 문자들, 아랍어 알파벳 문자들, 간지 문자들, 복합 형태들, 설계들, 그것의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 특정한 마이크로-형태를 가진 그룹의 형성은 연마 물품의 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다.
추가로 예시된 바와 같이, 연마 물품(400)은 미리 결정된 분포를 정의하기 위해 백킹(101)의 표면상에 배열될 수 있는 복수의 성형 연마 입자들을 포함한 그룹(404)을 포함할 수 있다. 특히, 미리 결정된 분포는 패턴, 및 보다 특히, 일반적으로 사각형 패턴(424)을 정의하는 복수의 성형 연마 입자들의 배열을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 그룹(404)은 연마 물품(400)의 표면상에서의 마이크로-형태(434)를 정의할 수 있다. 일 실시예에서, 그룹(404)의 마이크로-형태(434)는 예를들면, 다각형 형태, 및 보다 특히, 연마 물품(400)의 표면상에서 하향식으로 보여지는 바와 같이 일반적으로 사각형(다이아몬드)을 포함하여, 하향식으로 보여지는 바와 같이 2-차원 형태를 가질 수 있다. 도 4의 예시된 실시예에서, 그룹(401)은 실질적으로 그룹(404)의 마이크로-형태(434)와 동일한 마이크로-형태(431)를 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 다양한 상이한 그룹들은 연마 물품의 표면상에서 사용될 수 있으며, 보다 특히 상이한 그룹들의 각각은 상이한 마이크로-형태를 가진다.
추가로 예시되는 바와 같이, 연마 물품은 그룹들(401 내지 404) 사이에서 연장된 채널 영역들(422 및 421)에 의해 분리될 수 있는 그룹들(401, 402, 403, 및 404)을 포함할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 채널 영역은 실질적으로 성형 연마 입자들이 없을 수 있다. 게다가, 채널 영역들(421 및 422)은 그룹들(401 내지 404) 사이에서 액체를 이동시키며 연마 물품의 스와프 개선 및 연삭 성능을 추가로 개선하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 연마 물품(400)은 그룹들(401 내지 404) 사이에서 연장된 채널 영역들(421 및 422)을 포함할 수 있으며, 채널 영역들(421 및 422)은 연마 물품(400)의 표면상에서 패턴화될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 채널 영역들(421 및 422)은 연마 물품의 표면을 따라 연장된 특징들의 규칙적 및 반복하는 어레이를 나타낼 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다. 특히, 연마 물품(500)은 백킹(101) 위에 놓이며, 보다 특히 그것에 결합된 성형 연마 입자들(501)을 포함할 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 여기에서의 실시예들의 연마 물품들은 성형 연마 입자들의 로우(511)를 포함할 수 있다. 로우(511)는 성형 연마 입자들(501)의 그룹을 포함할 수 있으며, 여기에서 로우(511) 내에서의 성형 연마 입자들(501)의 각각은 서로에 대해 동일한 미리 결정된 가로 배향을 가질 수 있다. 특히, 예시된 바와 같이, 로우(511)의 성형 연마 입자들(501)의 각각은 가로 축(551)에 대하여 동일한 미리 결정된 가로 배향을 가질 수 있다. 게다가, 제 1 로우(511)의 성형 연마 입자들(501)의 각각은 그룹의 부분일 수 있으며 그에 따라 서로에 대하여 동일한 적어도 하나의 다른 미리 결정된 배향을 가질 수 있다. 예를들면, 로우(511)의 성형 연마 입자들(501)의 각각은 동일한 미리 결정된 수직 배향을 가진 그룹의 부분일 수 있으며, 수직 컴퍼니(company)를 정의할 수 있다. 적어도 또 다른 실시예에서, 로우(511)의 성형 연마 입자들(501)의 각각은 동일한 미리 결정된 회전 배향을 가진 그룹의 부분일 수 있으며 회전 컴퍼니를 정의할 수 있다. 게다가, 로우(511)의 성형 연마 입자들(501)의 각각은 서로에 대하여 동일한 미리 결정된 팁 높이를 가진 그룹의 부분일 수 있으며, 팁 높이 컴퍼니를 정의할 수 있다. 게다가, 예시된 바와 같이, 연마 물품(500)은 세로 축(180)을 따라 서로로부터 이격될 수 있으며, 보다 특히 예를들면, 로우들(521, 531, 및 541)을 포함한, 다른 개재 로우들에 의해 서로로부터 분리될 수 있는, 로우(511)의 배향에서 복수의 그룹들을 포함할 수 있다.
도 5에 추가로 예시되는 바와 같이, 연마 물품(500)은 로우(521)를 정의하기 위해 서로에 대하여 배열될 수 있는 성형 연마 입자들(502)을 포함할 수 있다. 성형 연마 입자들(502)의 로우(521)는 로우(511)에 따라 설명된 특징들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 특히, 로우(521)의 성형 연마 입자들(502)은 서로에 대하여 동일한 미리 결정된 가로 배향을 가질 수 있다. 더욱이, 로우(521)의 성형 연마 입자들(502)은 로우(511)의 임의의 하나의 성형 연마 입자들(501)의 미리 결정된 배향 특성과 상이한 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성을 가질 수 있다. 예를들면, 예시된 바와 같이, 로우(521)의 성형 연마 입자들(502)의 각각은 로우(511)의 성형 연마 입자들(501)의 각각의 미리 결정된 회전 배향과 상이한 동일한 미리 결정된 회전 배향을 가질 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 연마 물품(500)은 서로에 대하여 배열되며 로우(531)를 정의한 성형 연마 입자들(503)을 포함할 수 있다. 로우(531)는 다른 실시예들에 따라, 특히 로우(511) 또는 로우(521)에 대하여 설명된 바와 같은 특성들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 더욱이, 예시된 바와 같이, 로우(531) 내에서의 성형 연마 입자들(503)의 각각은 서로에 대하여 동일한 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성을 가질 수 있다. 게다가, 로우(531) 내에서의 성형 연마 입자들(503)의 각각은 로우(511)의 성형 연마 입자들(501) 또는 로우(521)의 성형 연마 입자들(502) 중 임의의 하나에 대하여 미리 결정된 배향 특성과 상이한 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성을 가질 수 있다. 특히, 예시된 바와 같이, 로우(531)의 성형 연마 입자들(503)의 각각은 성형 연마 입자들(501) 및 로우(511)의 미리 결정된 회전 배향 및 성형 연마 입자들(502) 및 로우(521)의 미리 결정된 회전 배향에 대하여 상이한 동일한 미리 결정된 회전 배향을 가질 수 있다.
추가로 예시된 바와 같이, 연마 물품(500)은 서로에 대하여 배열되며 연마 물품(500)의 표면상에서 로우(541)를 정의하는 성형 연마 입자들(504)을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들(504) 및 로우(541)의 각각은 동일한 미리 결정된 배향 특성 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 더욱이, 실시예에 따르면, 성형 연마 입자들(504)의 각각은 로우(511)의 성형 연마 입자들(501), 로우(521)의 성형 연마 입자들(502), 및 로우(531)의 성형 연마 입자들(503) 중 임의의 것의 미리 결정된 회전 배향과 상이한 미리 결정된 회전 배향과 같은, 동일한 미리 결정된 배향 특성 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
추가로 예시된 바와 같이, 연마 물품(500)은 로우들(511, 521, 531, 및 541)의 각각으로부터 적어도 하나의 성형 연마 입자를 포함한 성형 연마 입자들의 컬럼(561)을 포함할 수 있다. 특히, 컬럼(561) 내에서의 성형 연마 입자들의 각각은 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성, 및 보다 특히 적어도 서로에 대하여 미리 결정된 세로 배향을 공유할 수 있다. 이와 같이, 컬럼(561) 내에서의 성형 연마 입자들의 각각은 서로 및 세로 평면(562)에 대하여 미리 결정된 세로 배향을 가질 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 로우들, 컬럼들, 수직 컴퍼니들, 회전 컴퍼니들, 및 팁 높이 컴퍼니들에서 성형 연마 입자들의 배열을 포함할 수 있는, 그룹들에서의 성형 연마 입자들의 배열은 연마 물품의 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 평면도를 포함한다. 특히, 연마 물품(600)은 세로 평면(651)을 따라 연장되며 서로에 대하여 동일한 미리 결정된 배향 특성들 중 적어도 하나를 가진 컬럼(621)을 정의하기 위해 서로에 대하여 배열될 수 있는 성형 연마 입자들(601)을 포함할 수 있다. 예를들면, 컴퍼니(621)의 성형 연마 입자들(601)의 각각은 서로 및 세로 축(651)에 대하여 동일한 미리 결정된 세로 배향을 가질 수 있다. 컬럼(621)의 성형 연마 입자들(601)은 예를들면, 서로에 대하여 동일한 미리 결정된 회전 배향을 포함한, 적어도 하나의 다른 미리 결정된 배향 특성을 공유할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
추가로 예시되는 바와 같이, 연마 물품(600)은 백킹(101) 상에서 서로에 대하여 배열되고 세로 평면(652)을 따라 서로에 대해 컬럼(622)을 정의하는 성형 연마 입자들(602)을 포함할 수 있다. 컬럼(622)의 성형 연마 입자들(602)은 예를들면, 서로에 대하여 동일한 미리 결정된 회전 배향을 포함한, 적어도 하나의 다른 미리 결정된 배향 특성을 공유할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 계속해서, 컬럼(622)의 성형 연마 입자들(602)의 각각은 컬럼(621)의 성형 연마 입자들(621) 중 적어도 하나의 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성과 상이한 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성을 가진 그룹을 정의할 수 있다. 보다 특히, 컬럼(622)의 성형 연마 입자들(602)의 각각은 컬럼(621)의 성형 연마 입자들(601)의 미리 결정된 배향 특성들의 조합과 상이한 미리 결정된 배향 특성들의 조합을 가진 그룹을 정의할 수 있다.
더욱이, 예시된 바와 같이, 연마 물품(600)은 백킹(101) 상에서 세로 평면(653)을 따라 서로에 대하여 동일한 미리 결정된 세로 배향을 가지며 컬럼(623)을 정의하는 성형 연마 입자들(603)을 포함할 수 있다. 계속해서, 컬럼(623)의 성형 연마 입자들(603)의 각각은 컬럼(621)의 성형 연마 입자들(621) 및 컬럼(622)의 성형 연마 입자들(602) 중 적어도 하나의 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성과 상이한 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성을 가진 그룹을 정의할 수 있다. 보다 특히, 컬럼(623)의 성형 연마 입자들(603)의 각각은 컬럼(621)의 성형 연마 입자들(601) 및 컬럼(622)의 성형 연마 입자들(602)의 미리 결정된 배향 특성들의 조합과 상이한 미리 결정된 배향 특성들의 조합을 가진 그룹을 정의할 수 있다.
도 7a는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 하향식 뷰를 포함한다. 특정한 실시태양들에서, 연마 물품들은 미리 결정된 배향들에서 성형 연마 입자들의 배치를 용이하게 하는 배향 영역들을 더 포함할 수 있다. 배향 영역들은 연마 물품의 백킹(101)에 결합될 수 있다. 대안적으로, 배향 영역들은 예를들면, 메이크 코트 또는 사이즈 코트를 포함한, 부착 층의 부분일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 배향 영역들은 백킹(101) 위에 놓이거나 또는 보다 특히 백킹(101)과 통합될 수 있다.
도 7a에 예시된 바와 같이, 연마 물품(700)은 성형 연마 입자들(701, 702, 703)(701 내지 703)을 포함할 수 있으며, 성형 연마 입자들(701 내지 703)의 각각은 각각의 배향 영역(721, 722, 및 723)(721 내지 723)과 결합될 수 있다. 실시예에 따르면, 배향 영역(721)은 성형 연마 입자(701)의 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성(또는 그것의 조합)을 정의하도록 구성될 수 있다. 예를들면, 배향 영역(721)은 성형 연마 입자(701)에 대하여 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 미리 결정된 세로 배향, 미리 결정된 수직 배향, 미리 결정된 팁 높이, 및 그것의 조합을 정의하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 배향 영역들(721, 722, 및 723)은 복수의 성형 연마 입자들(701 내지 703)과 연관될 수 있으며 그룹(791)을 정의할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배향 영역들(721 내지 723)은 정렬 구조, 및 보다 특히 여기에 보다 상세히 설명되는 바와 같은 정렬 구조의 부분(예로서, 이산 접촉 영역들)과 연관될 수 있다. 배향 영역들(721 내지 723)은 예를들면, 백킹(101) 또는 부착 층들을 포함한, 연마 물품의 구성요소들 중 임의의 것 내에서 통합될 수 있으며, 따라서 여기에 보다 상세히 설명된 바와 같이 접촉 영역들로 고려될 수 있다. 대안적으로, 배향 영역들(721 내지 723)은 연마 물품을 형성할 때 정렬 구조 사용과 연관될 수 있으며, 이것은 백킹으로부터 분리된 구성요소이며 연마 물품 내에 통합될 수 있고, 이것은 반드시 연마 물품과 연관된 접촉 영역을 형성하는 것은 아닐 수 있다.
추가로 예시된 바와 같이, 연마 물품(700)은 성형 연마 입자들(704, 705, 706)(704 내지 706)을 더 포함할 수 있으며, 여기에서 성형 연마 입자들(704 내지 706)의 각각은 각각, 배향 영역(724, 725, 726)과 연관될 수 있다. 배향 영역들(724 내지 726)은 성형 연마 입자들(704 내지 706)의 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성을 제어하도록 구성될 수 있다. 게다가, 배향 영역들(724 내지 726)은 성형 연마 입자(704 내지 706)의 그룹(792)을 정의하도록 구성될 수 있다. 실시예에 따르면, 배향 영역들(724 내지 726)은 배향 영역들(721 내지 723)로부터 이격될 수 있다. 보다 특히, 배향 영역들(724 내지 726)은 그룹(791)의 성형 연마 입자들(701 내지 703)의 미리 결정된 배향 특성과 상이한 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성을 가진 그룹(792)을 정의하도록 구성될 수 있다.
도 7b는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분을 도시한 것이다. 특히, 도 7b는 정렬 구조 및 접촉 영역들과 연관된 하나 이상의 성형 연마 입자들의 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성을 용이하게 하기 위해 이용되고 구성될 수 있는 정렬 구조들 및 접촉 영역들의 특정한 실시예들의 예시를 포함한다.
도 7b는 백킹(101), 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자들(701 및 702)의 제 1 그룹(791), 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자들(704 및 705)의 제 2 그룹(792), 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자들(744 및 745)의 제 3 그룹(793), 및 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자들(746 및 747)의 제 4 그룹(794)을 포함한 연마 물품의 일 부분을 포함한다. 다양하며 다수의 상이한 그룹들(791, 792, 793, 및 794)이 예시되지만, 예시는 결코 제한적이지 않으며 여기에서의 실시예들의 연마 물품들은 임의의 수 및 배열의 그룹들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 7b의 연마 물품은 제 1 접촉 영역(721) 및 제 2 접촉 영역(722)을 가진 정렬 구조(761)를 더 포함한다. 정렬 구조(761)는 백킹 상에서의 원하는 배향들로 및 서로에 대한 성형 연마 입자들(701 및 702)의 배치를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 여기에서의 실시예들의 정렬 구조(761)는 연마 물품의 영구적 부분일 수 있다. 예를들면, 정렬 구조(761)는 백킹(101) 위에 놓일 수 있는, 접촉 영역들(721 및 722)을 포함할 수 있으며, 몇몇 실시태양들에서, 백킹(101)과 직접 접촉할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 정렬 구조(761)는 연마 물품과 일체형일 수 있으며, 백킹 위에 놓이고, 백킹 위에 놓인 부착 층 밑에 있거나 또는 심지어 백킹 위에 놓인 하나 이상의 부착 층들의 통합 부분일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정렬 구조(761)는 성형 연마 입자(701)를 전달하고 특정한 실시태양들에서, 이를 제 1 위치(711)에 임시로 또는 영구적으로 유지하도록 구성될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 도 7b에 예시된 바와 같이, 정렬 구조(761)는 하향식으로 보여지며 접촉 영역의 폭(wcr) 및 접촉 영역의 길이(lcr)에 의해 정의된 바와 같이 특정한 2-차원 형태를 가질 수 있는, 접촉 영역(721)을 포함할 수 있으며, 여기에서 길이는 접촉 영역(721)의 가장 긴 치수이다. 적어도 일 실시예에 따르면, 접촉 영역은 형태(예로서, 2-차원 형태)를 갖도록 형성될 수 있으며, 이것은 성형 연마 입자(701)의 제어된 배향을 용이하게 할 수 있다. 보다 특히, 접촉 영역(721)은 예를들면, 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 세로 배향을 포함한, 하나 이상의(예로서, 적어도 둘) 특정한 미리 결정된 배향 특성을 제어하도록 구성된 2-차원 형태를 가질 수 있다.
특정한 실시태양들에서, 접촉 영역들(721 및 722)은 대응하는 성형 연마 입자들(701 및 702)의 미리 결정된 회전 배향을 용이하게 할 수 있는 제어된 2-차원 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 예를들면, 접촉 영역(721)은 성형 연마 입자(701)의 미리 결정된 회전 배향을 결정하도록 구성된 제어된 및 미리 결정된 2-차원 형태를 가질 수 있다. 게다가, 접촉 영역(722)은 성형 연마 입자(702)의 미리 결정된 회전 배향을 결정하도록 구성된 제어된 및 미리 결정된 2-차원 형태를 가질 수 있다.
예시된 바와 같이, 정렬 구조는 복수의 이산 접촉 영역들(721 및 722)을 포함할 수 있으며, 여기에서 접촉 영역들(721 및 722)의 각각은 하나 이상의 성형 연마 입자들을 전달하며, 임시로 또는 영구적으로 유지하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시태양들에서, 정렬 구조는 웹, 섬유로 된 재료, 메시, 개구들을 가진 고체 구조, 벨트, 롤러, 패턴화 재료, 재료의 비연속 층, 패턴화 부착 재료, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다.
복수의 접촉 영역들(721 및 722)은 성형 연마 입자의 미리 결정된 회전 배향, 적어도 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 미리 결정된 회전 배향 차, 성형 연마 입자의 미리 결정된 세로 배향, 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 세로 공간, 미리 결정된 가로 배향, 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 가로 공간, 미리 결정된 수직 배향, 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 미리 결정된 수직 배향 차, 미리 결정된 팁 높이, 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 미리 결정된 팁 높이 차 중 적어도 하나를 정의할 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 도 7b에 예시된 바와 같이, 복수의 이산 접촉 영역들은 제 1 접촉 영역(721) 및 제 1 접촉 영역(721)과 다른 제 2 접촉 영역(722)을 포함할 수 있다. 접촉 영역들(721 및 722)은 서로에 대하여 동일한 일반적인 형태를 갖는 것으로 예시되지만, 여기에 설명된 추가 실시예들에 기초하여 명백해질 바와 같이, 제 1 접촉 영역(721) 및 제 2 접촉 영역(722)은 상이한 2-차원 형태들을 갖도록 형성될 수 있다. 더욱이, 예시되지 않지만, 여기에서의 실시예들의 정렬 구조들은 서로에 대하여 상이한 미리 결정된 회전 배향들에서 성형 연마 입자들을 전달 및 포함하도록 구성된 제 1 및 제 2 접촉 영역들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
일 특정한 실시예에서, 접촉 영역들(721 및 722)은 다각형들, 타원체들, 숫자들, 십자들, 다중-암 다각형들, 그리스 알파벳 문자들, 라틴 알파벳 문자들, 러시아 알파벳 문자들, 아랍 알파벳 문자들, 직사각형, 4각형, 5각형, 6각형, 7각형, 8각형, 9각형, 10각형, 및 그것의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2-차원 형태를 가질 수 있다. 게다가, 접촉 영역들(721 및 722)은 실질적으로 동일한 2-차원 형태를 갖는 것으로 예시되지만, 대안적인 실시예들에서, 접촉 영역들(721 및 722)은 상이한 2-차원 형태를 가질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 2-차원 형태들은 백킹의 상부 표면에 의해 정의된 동일한 평면일 수 있는, 접촉 영역들의 길이 및 폭의 평면에서 보여지는 바와 같이 접촉 영역들(721 및 722)의 형태들이다.
게다가, 정렬 구조(761)는 연마 물품의 임시 부분일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를들면, 정렬 구조(761)는 접촉 영역들에서 성형 연마 입자들을 임시로 고정시키는 템플릿 또는 다른 오브젝트를 나타낼 수 있으며, 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들을 가진 원하는 위치에서 성형 연마 입자들의 배치를 용이하게 한다. 성형 연마 입자들의 배치 후, 정렬 구조가 제거되어 미리 결정된 위치들에서 백킹 상에 성형 연마 입자를 남긴다.
특정한 일 실시예에 따르면, 정렬 구조(761)는 부착 재료로 만들어질 수 있는 복수의 접촉 영역들(721 및 722)을 포함한 재료의 비연속 층일 수 있다. 보다 특정한 실시태양들에서, 접촉 영역(721)은 적어도 하나의 성형 연마 입자를 부착하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 접촉 영역(721)은 하나 이상의 성형 연마 입자를 부착하기 위해 형성될 수 있다. 적어도 일 실시예에 따르면, 부착 재료는 유기 재료, 및 보다 특히, 적어도 하나의 수지 재료를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
더욱이, 복수의 접촉 영역들(721 및 722)은 접촉 영역들의 미리 결정된 분포를 정의하기 위해 백킹(101)의 표면상에 배열될 수 있다. 접촉 영역들의 미리 결정된 분포는 여기에 설명된 미리 결정된 분포들의 임의의 특성을 가질 수 있다. 특히, 접촉 영역들의 미리 결정된 분포는 제어된, 비-섀도잉 배열을 정의할 수 있다. 접촉 영역들의 미리 결정된 분포는 백킹 상에 성형 연마 입자들의 동일한 미리 결정된 분포를 정의하며 실질적으로 이에 대응할 수 있고, 여기에서 각각의 접촉 영역은 성형 연마 입자의 위치를 정의할 수 있다.
예시된 바와 같이, 특정한 실시태양들에서, 접촉 영역들(721 및 722)은 서로로부터 이격될 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 접촉 영역들(721 및 722)은 거리(731)만큼 서로로부터 이격될 수 있다. 접촉 영역들(721 및 722) 사이에서의 거리(731)는 일반적으로 가로 축(181) 또는 세로 축(180)에 평행한 방향으로 인접한 접촉 영역들(721 및 722) 사이에서의 최소 거리이다.
대안적인 실시예에서, 복수의 이산 접촉 영역들(721 및 722)은 기판과 같은, 구조에서의 개구들일 수 있다. 예를들면, 접촉 영역들(721 및 722)의 각각은 백킹(101) 상에서의 특정한 위치들에 성형 연마 입자들을 임시로 배치하기 위해 사용되는 템플릿에서의 개구들일 수 있다. 복수의 개구들은 정렬 구조의 두께를 통해 부분적으로 또는 전체적으로 연장될 수 있다. 대안적으로, 접촉 영역들(7821 및 722)은 영구적으로 백킹 및 최종 연마 물품의 부분인 기판 또는 층과 같은, 구조에서의 개구들일 수 있다. 개구들은 미리 결정된 위치들에서 및 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들을 가진 성형 연마 입자의 배치를 용이하게 하기 위해 성형 연마 입자들의 단면 형태에 상호 보완적일 수 있는 특정한 단면 형태들을 가질 수 있다.
게다가, 실시예에 따르면, 정렬 구조는 비-접촉 영역들에 의해 분리된 복수의 이산 접촉 영역들을 포함할 수 있으며, 여기에서 비-접촉 영역들은 이산 접촉 영역들과 다른 영역들이며 실질적으로 성형 연마 입자들이 없을 수 있다. 일 실시예에서, 비-접촉 영역들은 근본적으로 부착 재료가 없도록 구성되며 수축 영역들(721 및 722)을 분리하는 영역들을 정의할 수 있다. 일 특정한 실시예에서, 비-접촉 영역은 근본적으로 성형 연마 입자들이 없도록 구성된 영역들을 정의할 수 있다.
이에 제한되지 않지만, 코팅, 분무, 증착, 인쇄, 에칭, 마스킹, 제거, 몰딩, 주조, 스탬핑, 가열, 경화, 태킹, 피닝, 고정, 프레싱, 롤링, 스티칭, 부착, 조사, 및 그것의 조합과 같은 프로세스를 포함한, 다양한 방법들이 정렬 구조 및 이산 접촉 영역들을 형성하기 위해 이용될 수 있다. 정렬 구조가, 비-접촉 영역들에 의해 서로로부터 이격된 부착 재료를 포함한 복수의 이산 접촉 영역들을 포함할 수 있는, 부착 재료의 비연속 층의 형태로 있는, 특정한 실시태양들에서, 형성 프로세스는 부착 재료의 선택적 증착을 포함할 수 있다.
상기 예시되고 주지된 바와 같이, 도 7b는 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자들(704 및 705)의 제 2 그룹(792)을 더 포함한다. 제 2 그룹(792)은 제 1 접촉 영역(724) 및 제 2 접촉 영역(725)을 포함할 수 있는, 정렬 구조(762)와 연관될 수 있다. 정렬 구조(762)는 백킹(101) 상에 및 서로에 대해 원하는 배향들로 성형 연마 입자들(704 및 705)의 배치를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 여기에 주지된 바와 같이, 정렬 구조(762)는 여기에 설명된 정렬 구조들의 특성들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 정렬 구조(762)는 최종 연마 물품의 영구적 또는 임시 부분일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 정렬 구조(762)는 연마 물품과 일체형일 수 있으며, 백킹(101) 위에 놓이고, 백킹(101) 위에 놓인 부착 층 밑에 놓이거나, 또는 심지어 백킹(101) 위에 놓인 하나 이상의 부착 층들의 통합 부분일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정렬 구조(762)는 성형 연마 입자(704)를 전달하며, 특정한 실시태양들에서, 이를 제 1 위치(773)에 임시로 또는 영구적으로 유지하도록 구성될 수 있다. 도 7b에 예시된 바와 같이, 특정한 실시태양들에서, 정렬 구조(762)는 접촉 영역(724)을 포함할 수 있으며, 이것은 하향식으로 보여지며 접촉 영역의 폭(wcr) 및 접촉 영역의 길이(lcr)에 의해 정의되는 바와 같이 특정한 2-차원 형태를 가질 수 있으며, 여기에서 길이는 접촉 영역(724)의 가장 긴 치수이다.
적어도 일 실시예에 따르면, 접촉 영역(724)은 형태(예로서, 2-차원 형태)를 갖도록 형성될 수 있으며, 이것은 성형 연마 입자(704)의 제어된 배향을 용이하게 할 수 있다. 보다 특히, 접촉 영역(724)은 예를들면, 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 세로 배향을 포함한, 하나 이상의(예로서, 적어도 둘) 특정한 미리 결정된 배향 특성을 제어하도록 구성된 2-차원 형태를 가질 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 접촉 영역(724)은 2-차원 형태를 갖도록 형성될 수 있으며, 여기에서 접촉 영역(724)의 치수들(예로서, 길이 및/또는 폭)은 실질적으로 성형 연마 입자(704)의 치수들에 대응하며 그것과 실질적으로 동일하고, 그에 의해 위치(772)에서 성형 연마 입자의 배치를 용이하게 하며 성형 연마 입자(704)의 미리 결정된 배향 특성들 중 하나 또는 그것의 조합을 용이하게 한다. 더욱이, 실시예에 따르면, 정렬 구조(762)는 연관된 성형 연마 입자들의 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들을 용이하게 하며 이를 제어하도록 구성된 제어된 2-차원 형태들을 가진 복수의 접촉 영역들을 포함할 수 있다.
추가로 예시된 바와 같이, 및 실시예에 따르면, 정렬 구조(762)는 성형 연마 입자(705)를 전달하며 특정한 실시태양들에서, 이를 제 2 위치(774)에 임시로 또는 영구적으로 유지하도록 구성될 수 있다. 도 7b에 예시된 바와 같이, 특정한 실시태양들에서, 정렬 구조(762)는 접촉 영역(725)을 포함할 수 있고, 이것은 하향식으로 보여지며 접촉 영역의 폭(wcr) 및 접촉 영역의 길이(lcr)에 의해 정의된 바와 같이 특정한 2-차원 형태를 가질 수 있으며, 여기에서 길이는 접촉 영역(725)의 가장 긴 치수이다. 특히, 정렬 구조의 접촉 영역들(724 및 725)은 그룹(791)의 성형 연마 입자들(701 및 702) 및 그룹(792)의 성형 연마 입자들(704 및 705) 사이에서의 상이한 미리 결정된 배향 특성들을 가능하게 하기 위해 정렬 구조(761)의 접촉 영역들(721 및 722)에 대해 상이한 배향을 가질 수 있다.
상기 예시되고 주지된 바와 같이, 도 7b는 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자들(744 및 745)의 제 3 그룹(793)을 더 포함한다. 제 3 그룹(793)은 제 1 접촉 영역(754) 및 제 2 접촉 영역(755)을 포함할 수 있는, 정렬 구조(763)와 연관될 수 있다. 정렬 구조(763)는 백킹(101) 상에 및 서로에 대해 원하는 배향들로 성형 연마 입자들(744 및 745)의 배치를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 여기에 주지된 바와 같이, 정렬 구조(763)는 여기에 설명된 정렬 구조들의 특성들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 정렬 구조(763)는 최종 연마 물품의 영구적 또는 임시 부분일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 정렬 구조(763)는 연마 물품과 일체형일 수 있으며, 백킹(101) 위에 놓이고, 백킹(101) 위에 놓인 부착 층의 밑에 있거나, 또는 심지어 백킹(101) 위에 놓인 하나 이상의 부착 층들의 통합 부분일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정렬 구조(763)는 성형 연마 입자(744)를 전달하며, 특정한 실시태양들에서, 이를 제 1 위치(775)에 임시로 또는 영구적으로 유지하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 예시된 바와 같이, 정렬 구조(763)는 성형 연마 입자(745)를 전달하며, 특정한 실시태양들에서 이를 제 2 위치(776)에 임시로 또는 영구적으로 유지하도록 구성될 수 있다.
도 7b에 예시된 바와 같이, 특정한 실시태양들에서, 정렬 구조(763)는 하향식으로 보여지는 바와 같이 특정한 2-차원 형태를 가질 수 있는, 접촉 영역(754)을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 접촉 영역(754)은 원형 2-차원 형태를 가질 수 있으며, 이것은 직경(dcr)에 의해 부분적으로 정의될 수 있다.
적어도 일 실시예에 따르면, 접촉 영역(754)은 성형 연마 입자(744)의 제어된 배향을 용이하게 할 수 있는, 형태(예로서, 2-차원 형태)를 갖도록 형성될 수 있다. 보다 특히, 접촉 영역(754)은 예를들면, 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 길이 배향을 포함한, 하나 이상의(예로서, 적어도 둘) 특정한 미리 결정된 배향 특성을 제어하도록 구성된 2-차원 형태를 가질 수 있다. 예시된 바와 같이 적어도 일 대안적인 실시예에서, 접촉 영역(754)은 미리 결정된 회전 배향의 몇몇 자유를 용이하게 할 수 있는, 원형 형태를 가질 수 있다. 예를들면, 그 각각이 각각 접촉 영역들(754 및 755)과 연관되며, 추가로 접촉 영역들(754 및 755)의 각각이 원형 2-차원 형태를 갖는, 성형 연마 입자들(744 및 745)의 비교에서, 성형 연마 입자들(744 및 745)은 서로에 대하여 상이한 미리 결정된 회전 배향들을 가진다. 접촉 영역들(754 및 755)의 원형 2-차원 형태는 성형 연마 입자들(744 및 745)의 우선적인 측 배향을 가능하게 할 수 있는 반면, 또한 서로에 대하여 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성(즉, 미리 결정된 회전 배향)에서의 자유도를 허용한다.
적어도 일 실시예에서, 접촉 영역(754)(예로서, 직경)의 치수들은 실질적으로 위치(775)에서의 성형 연마 입자(744)의 위치 결정 및 성형 연마 입자(744)의 미리 결정된 배향 특성들 중 하나 또는 조합을 용이하게 하는 것을 가능하게 할 수 있는 성형 연마 입자(744)의 치수(예로서, 측 표면의 길이)에 대응할 수 있으며 그것과 실질적으로 동일할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 더욱이, 실시예에 따르면, 정렬 구조(763)는 연관된 성형 연마 입자들의 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들을 가능하게 하며 이를 제어하도록 구성된 제어된 2-차원 형태들을 가진 복수의 접촉 영역들을 포함할 수 있다. 앞서 말한 정렬 구조(763)는 실질적으로 유사한 형태들을 가진 접촉 영역들(754 및 755)을 포함하지만, 정렬 구조(763)는 복수의 상이한 2-차원 형태들을 가진 복수의 접촉 영역들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
상기 예시되고 주지된 바와 같이, 도 7b는 백킹(101) 위에 놓인 성형 연마 입자들(746 및 747)의 제 4 그룹(794)을 더 포함한다. 제 4 그룹(794)은 정렬 구조(764)와 연관될 수 있으며, 이것은 제 1 접촉 영역(756) 및 제 2 접촉 영역(757)을 포함할 수 있다. 정렬 구조(764)는 백킹(101) 상에 및 서로에 대하여 원하는 배향들로 성형 연마 입자들(746 및 747)의 배치를 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 여기에 주지된 바와 같이, 정렬 구조(764)는 여기에 설명된 정렬 구조들의 특성들 중 임의의 것을 가질 수 있다. 정렬 구조(764)는 최종 연마 물품의 영구적 또는 임시 부분일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 정렬 구조(764)는 연마 물품과 일체형일 수 있으며, 백킹(101) 위에 놓이고, 백킹(101) 위에 놓인 부착 층의 밑에 놓이거나 또는 심지어 백킹(101) 위에 놓인 하나 이상의 부착 층들의 통합 부분일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정렬 구조(764)는 성형 연마 입자(746)를 전달하며, 특정한 실시태양들에서, 이를 제 1 위치(777)에 임시로 또는 영구적으로 유지하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 예시된 바와 같이, 정렬 구조(764)는 성형 연마 입자(747)를 전달하며, 특정한 실시태양들에서, 이를 제 2 위치(778)에 임시로 또는 영구적으로 유지하도록 구성될 수 있다.
도 7b에 예시된 바와 같은, 특정한 실시태양들에서, 정렬 구조(763)는 하향식으로 보여지는 바와 같이 특정한 2-차원 형태를 가질 수 있는, 접촉 영역(756)을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 접촉 영역(756)은 십자형 2-차원 형태를 가질 수 있으며, 이것은 길이(lcr)에 의해 부분적으로 정의될 수 있다.
적어도 일 실시예에 따르면, 접촉 영역(756)은 형태(예로서, 2-차원 형태)를 갖도록 형성될 수 있으며, 이것은 성형 연마 입자(746)의 제어된 배향을 가능하게 할 수 있다. 보다 특히, 접촉 영역(756)은 예를들면, 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 세로 배향을 포함한, 하나 이상의(예로서, 적어도 둘) 특정한 미리 결정된 배향 특성을 제어하도록 구성된 2-차원 형태를 가질 수 있다. 예시되는 바와 같이 적어도 일 대안적인 실시예에서, 접촉 영역(756)은 십자-형 2-차원 형태를 가질 수 있으며, 이것은 성형 연마 입자(746)의 미리 결정된 회전 배향의 몇몇 자유를 가능하게 할 수 있다.
예를들면, 그 각각이 각각 접촉 영역들(756 및 757)과 연관되며, 및 추가로 접촉 영역들(756 및 757)의 각각이 십자-형 2-차원 형태들을 갖는, 성형 연마 입자들(746 및 747)의 비교에서, 성형 연마 입자들(746 및 747)은 서로에 대하여 상이한 미리 결정된 회전 배향들을 가질 수 있다. 접촉 영역들(756 및 757)의 십자-형 2-차원 형태들은 성형 연마 입자들(746 및 747)의 우선적인 측 배향을 가능하게 할 수 있는 반면, 또한 서로에 대하여 적어도 하나의 미리 결정된 배향 특성(즉, 미리 결정된 회전 배향)에서의 자유도를 허용한다. 예시되는 바와 같이, 성형 연마 입자들(746 및 747)은 서로에 실질적으로 수직으로 배향된다. 접촉 영역들(756 및 757)의 십자-형 2-차원 형태는, 그 각각이 십자-형 접촉 영역들(756 및 757)의 암들의 방향과 연관되는 성형 연마 입자들의 일반적으로 두 개의 선호된 미리 결정된 회전 배향들을 가능하게 하며, 두 개의 배향들의 각각은 성형 연마 입자들(746 및 747)에 의해 예시된다.
적어도 일 실시예에서, 접촉 영역(756)의 치수들(예로서, 길이)은 성형 연마 입자(746)의 치수(예로서, 측 표면의 길이)에 실질적으로 대응할 수 있으며, 그것과 실질적으로 동일할 수 있고, 이것은 위치(777)에서 성형 연마 입자(746)의 위치 결정 및 성형 연마 입자(746)의 미리 결정된 배향 특성들 중 하나 또는 조합을 용이하게 하는 것을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 실시예에 따르면, 정렬 구조(764)는 연관된 성형 연마 입자들의 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들을 가능하게 하며 이를 제어하도록 구성된 제어된 2-차원 형태들을 갖는 복수의 접촉 영역들을 포함할 수 있다. 앞서 말한 정렬 구조(764)는 실질적으로 유사한 형태들을 가진 접촉 영역들(756 및 757)을 포함하지만, 정렬 구조(764)는 복수의 상이한 2-차원 형태들을 가진 복수의 접촉 영역들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
연마 물품은 다수의 이산 접촉 영역들을 가질 수 있다. 접촉 영역들의 개수는 연마 물품에 부착되는 연마 입자들의 양에 영향을 주며, 이는 다시 연마 물품의 연마 성능에 영향을 줄 수 있다. 실시예에서 접촉 영역들의 개수는 특정되거나 가변적이다. 실시예에서, 접촉 영역들의 개수는 적어도 1, 예컨대 적어도 5, 적어도 10, 적어도 100, 적어도 500, 적어도 1000, 적어도 2000, 적어도 5000, 적어도 7500, 적어도 10,000; 적어도 15,000; 적어도 17,000; 적어도 20,000; 적어도 30,000; 적어도 40,000; 또는 적어도 50,000개이다. 실시예에서, 접촉 영역들의 개수는 100,000 이하; 예컨대 90,000 이하; 80,000 이하, 70,000 이하; 60,000 이하; 50,000 이하; 40,000 이하; 30,000 이하, 또는 20,000 이하이다. 접촉 영역들의 개수는 상기 표기된 임의의 최소값 또는 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특정한 실시예에서 접촉 영역들의 개수는 1000 내지 50,000; 예컨대 5,000 내지 40,000, 예컨대 10,000 내지 17,000이다. 특정한 실시예에서, 접촉 영역들의 개수는 10,000이다. 또 다른 특정한 실시예에서, 접촉 영역들의 개수는 17,000이다.
본원에서 언급된 바와 같이, 개별 접촉 영역의 크기, 및 유사하게 부착 영역 크기는 특정되거나 가변적이다. 실시예에서, 접촉 영역의 크기는 평균 면적 또는 평균 직경 (다각형 또는 원형)으로 정의된다.
실시예에서, 접촉 영역의 평균 면적은 적어도 0.01 mm2, 예컨대 적어도 0.02 mm2, 적어도 0.05 mm2, 적어도 0.1 mm2, 적어도 0.2 mm2, 적어도 0.3 mm2, 적어도 0.4 mm2, 적어도 0.5 mm2, 적어도 0.60 mm2, 적어도 0.70 mm2, 적어도 0.80 mm2, 적어도 0.90 mm2, 또는 적어도 1 mm2이다. 실시예에서, 접촉 영역의 평균 면적은 800 cm2 이하, 예컨대 500 cm2 이하, 200 cm2 이하, 100 cm2 이하, 10 cm2 이하, 5 cm2 이하, 또는 3.5 cm2 이하이다. 부착 영역들 개수는 상기 표기된 임의의 최소값 또는 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 평균적으로 접촉 영역의 면적은 0.1 mm2 내지 100 cm2; 예컨대 0.1 mm2 내지 10 cm2이다. 특정한 실시예에서, 접촉 영역의 평균 면적은 0.1 mm2 내지 20 mm2이다.
실시예에서, 접촉 영역의 평균 직경은 적어도 0.3 mm, 예컨대 적어도 0.05 mm, 적어도 0.06 mm, 적어도 0.7 mm, 적어도 0.8 mm, 적어도 0.9 mm, 또는 적어도 1 mm이다. 실시예에서, 접촉 영역의 평균 직경은 40 cm 이하, 예컨대 30 cm 이하, 20 cm 이하, 15 cm 이하, 10 cm 이하, 5 cm 이하, 또는 3.5 cm 이하이다. 부착 영역들 개수는 상기 표기된 임의의 최소값 또는 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 평균적으로 접촉 영역의 직경은 0.1 mm 내지 40 cm; 예컨대 0.1 mm 내지 10 cm이다. 특정한 실시예에서, 접촉 영역의 평균 직경은 0.1 mm 내지 20 mm이다.
연마 물품들을 형성하기 위한 방법들 및 시스템들
앞서 말한 것은 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포들을 가진 실시예들의 연마 물품들을 설명하였다. 다음은 여기에서의 실시예들의 이러한 연마 물품들을 형성하기 위해 사용된 다양한 방법들을 설명한다. 여기에 설명된 방법들 및 시스템들 중 임의의 것은 실시예에 따른 연마 물품의 형성을 가능하게 하기 위해 조합하여 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
실시예에 따르면, 연마 물품을 형성하는 방법은 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들에 의해 정의된 제 1 위치에서의 백킹 상에 성형 연마 입자를 위치시키는 것을 포함한다. 특히, 성형 연마 입자를 위치시키는 방법은 템플레이팅 (templating) 프로세스를 포함할 수 있다. 템플레이팅 프로세스는 정렬 구조를 이용할 수 있으며, 이것은 미리 결정된 배향으로 하나 이상의 성형 연마 입자들을 (임시로 또는 영구적으로) 유지하며 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들을 갖고 정의된 미리 결정된 위치에서 연마 물품으로 하나 이상의 성형 연마 입자들을 전달하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 정렬 구조는, 이에 제한되지 않지만, 웹, 섬유로 된 재료, 메시, 개구들을 가진 고체 구조, 벨트, 롤러, 패턴화 재료, 재료의 비연속 층, 패턴화 부착 재료, 및 그것의 조합을 포함한, 다양한 구조들일 수 있다. 일 특정한 실시예에서, 정렬 구조는 성형 연마 입자를 유지하도록 구성된 이산 접촉 영역을 포함할 수 있다. 특정한 다른 실시태양들에서, 정렬 구조는 서로로부터 이격되며 복수의 성형 연마 입자들을 유지하도록 구성된 복수의 이산 접촉 영역들을 포함할 수 있다. 여기에서의 특정한 실시예들에 대해, 이산 접촉 영역은 성형 연마 입자를 임시로 유지하며 연마 물품 상에서의 미리 결정된 위치에 제 1 성형 연마 입자를 위치시키도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 또 다른 실시예에서, 이산 접촉 영역은 제 1 성형 연마 입자를 영구적으로 유지하며 제 1 위치에 제 1 성형 연마 입자를 위치시키도록 구성될 수 있다. 특히, 이산 접촉 영역 및 성형 연마 입자 사이에서의 영구적인 유지를 이용하는 실시예들에 대해, 정렬 구조는 마감된 연마 물품 내에 통합될 수 있다.
여기에서의 실시예들에 따른 몇몇 대표적인 정렬 구조들은 도 9 내지 도 11에 예시된다. 도 9는 실시예에 따른 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다. 특히, 정렬 구조(900)는 서로 중첩하는 섬유들(901 및 902)을 포함한 웹 또는 메시의 형태에 있을 수 있다. 특히, 정렬 구조(900)는 이산 접촉 영역들(904, 905, 및 906)을 포함할 수 있으며, 이것은 정렬 구조의 오브젝트들의 복수의 교차점들에 의해 정의될 수 있다. 특정한 예시된 실시예에서, 이산 접촉 영역들(904 내지 906)은 섬유들(901 및 902)의 교차점, 및 보다 특히, 성형 연마 입자들(911, 912, 및 913)을 유지하도록 구성된, 두 개의 섬유들(901 및 902) 사이에서의 접합에 의해 정의될 수 있다. 특정한 실시예들에 따르면, 정렬 구조는 성형 연마 입자들(911 내지 913)의 배치 및 유지를 용이하게 하기 위해 부착 재료를 포함할 수 있는 이산 접촉 영역들(904 내지 906)을 더 포함할 수 있다.
이해될 바와 같이, 섬유들(901 및 902)의 구성 및 배열은 이산 접촉 영역들(904 내지 906)의 제어를 용이하게 할 수 있으며 추가로 연마 물품 상에서의 성형 연마 입자들의 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들의 제어를 용이하게 할 수 있다. 예를들면, 이산 접촉 영역들(904 내지 906)은 성형 연마 입자의 미리 결정된 회전 배향, 적어도 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 미리 결정된 회전 배향 차, 성형 연마 입자의 미리 결정된 세로 배향, 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 세로 공간, 미리 결정된 가로 배향, 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 가로 공간, 성형 연마 입자의 미리 결정된 수직 배향, 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 미리 결정된 수직 배향 차, 성형 연마 입자의 미리 결정된 팁 높이 배향, 두 개의 성형 연마 입자들 사이에서의 미리 결정된 팁 높이 차, 및 그것의 조합 중 적어도 하나를 정의하도록 구성될 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다. 특히, 정렬 구조(1000)는 성형 연마 입자들(1011 및 1012)을 맞물리며 유지하도록 구성된 이산 접촉 영역들(1002 및 1003)을 가진 벨트(1001)의 형태에 있을 수 있다. 실시예에 따르면, 정렬 구조(1000)는 정렬 구조에서의 개구들의 형태로 이산 접촉 영역들(1002 및 1003)을 포함할 수 있다. 개구들의 각각은 하나 이상의 성형 연마 입자들을 유지하도록 구성된 형태일 수 있다. 특히, 개구들의 각각은 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들을 갖고 미리 결정된 위치에서의 백킹 상에 하나 이상의 성형 연마 입자들의 배치를 용이하게 하기 위해 미리 결정된 위치에 하나 이상의 성형 연마 입자들을 유지하도록 구성된 형태를 가질 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 이산 접촉 영역들(1002 및 1003)을 정의한 개구들은 성형 연마 입자들의 단면 형태에 상호 보완적인 단면 형태를 가질 수 있다. 게다가, 특정한 실시태양들에서, 이산 접촉 영역들을 정의한 개구들은 정렬 구조(즉, 벨트(1001))의 전체 두께를 통해 연장될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 정렬 구조는 개구들에 의해 정의된 이산 접촉 영역들을 포함할 수 있으며, 여기에서 개구들은 정렬 구조의 전체 두께를 통해 부분적으로 연장된다. 예를들면, 도 11은 실시예에 따른 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다. 특히, 정렬 구조(1100)는 성형 연마 입자들(1111 및 1112)을 유지하도록 구성된 이산 접촉 영역들(1102 및 1103)을 정의한 개구들이 기판(1101)의 전체 두께를 통해 연장되지 않는 더 두꺼운 구조의 형태에 있을 수 있다.
도 12는 실시예에 따른 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다. 특히, 정렬 구조(1200)는 외부 표면에서의 개구들(1203)을 가지며 이산 접촉 영역들을 정의한 롤러(1201)의 형태에 있을 수 있다. 이산 접촉 영역들(1203)은 성형 연마 입자들의 일 부분이 연마 물품(1201)에 접촉될 때까지 롤러(1201)에서의 성형 연마 입자들(1204)의 유지를 용이하게 하도록 구성된 특정한 치수들을 가질 수 있다. 연마 물품(1201)과의 접촉 시, 성형 연마 입자들(1204)은 롤러(1201)로부터 방출되며 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들에 의해 정의된 특정한 위치에서의 연마 물품(1201)으로 전달될 수 있다. 따라서, 롤러(1201) 상에서의 개구들(1203)의 형태 및 배향, 연마 물품(1201)에 대한 롤러(1201)의 위치, 연마 물품(1201)에 대한 롤러(1201)의 이송 레이트는 미리 결정된 분포에서 성형 연마 입자들(1204)의 위치 결정을 용이하게 하기 위해 제어될 수 있다.
다양한 프로세싱 단계들이 정렬 구조상에서 성형 연마 입자들의 배치를 용이하게 하기 위해 이용될 수 있다. 적절한 프로세스들은, 이에 제한되지 않지만, 진동, 부착, 전자기 인력, 패터닝, 인쇄, 압력 차, 롤 코트, 중력 낙하, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 게다가, 특정한 디바이스들은 예를들면, 캠들, 음향들, 및 그것의 조합을 포함한, 정렬 구조상에서의 성형 연마 입자들의 배향을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 정렬 구조는 부착 재료의 층의 형태에 있을 수 있다. 특히, 정렬 구조는 부착 부분들의 비연속 층의 형태에 있을 수 있으며, 여기에서 부착 부분들은 하나 이상의 성형 연마 입자들을 유지(임시로 또는 영구적으로)하도록 구성된 이산 접촉 영역들을 정의한다. 일 실시예에 따르면, 이산 접촉 영역들은 접착제를 포함할 수 있으며, 보다 특히 이산 접촉 영역들은 부착의 층에 의해 정의되며, 보다 더 특히, 이산 접촉 영역들의 각각은 이산 부착 영역에 의해 정의된다. 특정한 실시태양들에서, 접착제는 수지를 포함할 수 있으며, 보다 특히, 여기에서의 실시예들에 설명된 바와 같이 메이크 코트로서 사용하기 위한 재료를 포함할 수 있다. 게다가, 이산 접촉 영역들은 서로에 대해 미리 결정된 분포를 정의할 수 있으며, 연마 물품 상에서의 성형 연마 입자들의 위치들을 추가로 정의할 수 있다. 더욱이, 접착제를 포함한 이산 접촉 영역들은 미리 결정된 분포로 배열될 수 있으며, 이것은 백킹 위에 놓인 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포와 실질적으로 동일하다. 일 특정한 실시태양에서, 접착제를 포함한 이산 접촉 영역들은 미리 결정된 분포로 배열될 수 있고, 성형 연마 입자를 유지하도록 구성될 수 있으며, 각각의 성형 연마 입자에 대한 미리 결정된 배향 특성 중 적어도 하나를 추가로 정의할 수 있다.
실시예에서 부착 영역들 개수는 특정되거나 가변적이다. 실시예에서, 부착 영역들 개수는 적어도 1, 예컨대 적어도 5, 적어도 10, 적어도 100, 적어도 500, 적어도 1000, 적어도 2000, 적어도 5000, 적어도 7500, 적어도 10,000; 적어도 15,000; 적어도 17,000; 적어도 20,000; 적어도 30,000; 적어도 40,000; 또는 적어도 50,000이다. 실시예에서, 부착 영역들 개수는 100,000 이하; 예컨대 90,000 이하; 80,000 이하, 70,000 이하; 60,000 이하; 50,000 이하; 40,000 이하; 30,000 이하, 또는 20,000 이하이다. 부착 영역들 개수는 상기 표기된 임의의 최소값 또는 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특정한 실시예에서 부착 영역들 개수는 1000 내지 50,000; 예컨대 5,000 내지 40,000, 예컨대 10,000 내지 17,000이다. 특정한 실시예에서, 부착 영역들 개수는 10,000이다. 또 다른 특정한 실시예에서, 부착 영역들 개수는 17,000이다.
도 13은 실시예에 따른 접착제를 포함한 이산 접촉 영역들을 포함한 정렬 구조의 일 부분을 도시한 것이다. 예시된 바와 같이, 정렬 구조(1300)는 접착제의 이산 영역을 포함하며 성형 연마 입자를 결합하도록 구성된 제 1 이산 접촉 영역(1301)을 포함할 수 있다. 정렬 구조(1300)는 또한 제 2 이산 접촉 영역(1302) 및 제 3 이산 접촉 영역(1303)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 적어도 제 1 이산 접촉 영역(1301)은 성형 연마 입자의 적어도 하나의 치수와 관련된 폭(w)(1304)을 가질 수 있으며, 이것은 백킹에 대한 특정한 배향에서 성형 연마 입자의 위치 결정을 용이하게 할 수 있다. 예를들면, 백킹에 대한 특정한 적절한 배향들은 측 배향, 플랫 배향, 및 반전 배향을 포함할 수 있다. 특정한 실시예에 따르면, 제 1 이산 접촉 영역(1301)은 성형 연마 입자의 측 배향을 가능하게 하기 위해 성형 연마 입자의 높이(h)와 관련된 폭(w)(1304)을 가질 수 있다. 높이에 대한 여기에서의 참조는 성형 연마 입자들의 배치의 적절한 샘플 크기의 평균 높이 또는 중앙 높이에 대한 참조일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를들면, 제 1 이산 접촉 영역(1301)의 폭(1304)은 성형 연마 입자의 높이보다 크지 않을 수 있다. 다른 실시태양들에서, 제 1 이산 접촉 영역(1301)의 폭(1304)은 약 0.95(h) 이하, 약 0.9(h) 이하, 약 0.85(h) 이하, 약 0.8(h) 이하, 약 0.75(h) 이하, 또는 심지어 약 0.5(h) 이하와 같은, 약 0.99(h) 이하일 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 제 1 이산 접촉 영역(1301)의 폭(1304)은 적어도 약 0.1(h), 적어도 약 0.3(h), 또는 심지어 적어도 약 0.5(h)일 수 있다. 제 1 이산 접촉 영역(1301)의 폭(1304)은 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
특정한 실시예에 따르면, 제 1 이산 접촉 영역(1301)은 세로 갭(1305)을 통해 제 2 이산 접촉 영역(1302)으로부터 이격될 수 있으며, 이것은 백킹(101)의 세로 축(180)에 평행한 방향으로 바로 인접한 이산 접촉 영역들(1301 및 1302) 사이에서의 최단 거리의 측정치이다. 특히, 세로 갭(1305)의 제어는 연마 물품의 표면 상에서의 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포의 제어를 용이하게 할 수 있으며, 이것은 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 세로 갭(1305)은 성형 연마 입자 중 하나 또는 샘플링의 치수에 관련될 수 있다. 예를들면, 세로 갭(1305)은 적어도 성형 연마 입자의 폭(w)과 동일할 수 있으며, 여기에서 폭은 여기에 설명된 바와 같이 입자의 가장 긴 측면의 측정치이다. 성형 연마 입자의 폭(w)에 대한 여기에서의 참조는 성형 연마 입자들의 배치의 적절한 샘플 크기의 평균 폭 또는 중앙 폭에 대한 참조일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 특정한 실시태양에서, 세로 갭(1305)은 적어도 약 1.1(w), 적어도 약 1.2(w), 적어도 약 1.5(w), 적어도 약 2(w), 적어도 약 2.5(w), 적어도 약 3(w), 또는 심지어 적어도 약 4(w)와 같은, 폭보다 클 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 세로 갭(1305)은 약 10(w) 이하, 약 9(w) 이하, 약 8(w) 이하, 또는 심지어 약 5(w) 이하일 수 있다. 세로 갭(1305)은 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
특정한 실시예에 따르면, 제 2 이산 접촉 영역(1302)은 가로 갭(1306)을 통해 제 3 이산 접촉 영역(1303)으로부터 이격될 수 있으며, 이것은 백킹(101)의 가로 축(181)에 평행한 방향으로 바로 인접한 이산 접촉 영역들(1302 및 1303) 사이에서의 최단 거리의 측정치이다. 특히, 가로 갭(1306)의 제어는 연마 물품의 표면 상에서의 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포의 제어를 용이하게 할 수 있으며, 이것은 개선된 성능을 가능하게 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 가로 갭(1306)은 성형 연마 입자 중 하나 또는 샘플링의 치수에 관련될 수 있다. 예를들면, 가로 갭(1306)은 적어도 성형 연마 입자의 폭(w)과 동일할 수 있으며, 여기에서 폭은 여기에 설명된 바와 같이 입자의 가장 긴 측면의 측정치이다. 성형 연마 입자의 폭(w)에 대한 여기에서의 참조는 성형 연마 입자들의 배치의 적절한 샘플 크기의 평균 폭 또는 중앙 폭에 대한 참조일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 특정한 실시태양에서, 가로 갭(1306)은 성형 연마 입자의 폭보다 작을 수 있다. 계속해서, 다른 실시태양들에서, 가로 갭(1306)은 성형 연마 입자의 폭보다 클 수 있다. 일 양상에 따르면, 가로 갭(1306)은 0일 수 있다. 또 다른 양상에서, 가로 갭(1306)은 적어도 약 0.1(w), 적어도 약 0.5(w), 적어도 약 0.8(w), 적어도 약 1(w), 적어도 약 2(w), 적어도 약 3(w) 또는 심지어 적어도 약 4(w)일 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 가로 갭(1306)은 약 100(w) 이하, 약 50(w) 이하, 약 20(w) 이하, 또는 심지어 약 10(w) 이하일 수 있다. 가로 갭(1306)은 상기 주지된 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
제 1 이산 접촉 영역(1301)은 예를들면, 인쇄, 패터닝, 그라비어 롤링, 에칭, 제거, 코팅, 증착, 및 그것의 조합을 포함한, 다양한 방법들을 사용하여 백킹의 상부 주 표면상에 형성될 수 있다. 도 14a 내지 도 14h는 여기에서의 실시예들에 따른 부착 재료의 이산 접촉 영역들을 포함한 다양한 패턴화 정렬 구조들을 가진 연마 물품들을 형성하기 위한 도구들의 부분들의 하향식 뷰들을 포함한다. 특정한 실시태양들에서, 도구들은 백킹에 접촉되며 백킹에 패턴화 정렬 구조를 전달할 수 있는 템플레이팅 구조를 포함할 수 있다. 일 특정한 실시예에서, 도구는 백킹에 패턴화 정렬 구조를 전달하기 위해 백킹 위에 롤링될 수 있는 부착 재료의 이산 접촉 영역들을 포함한 패턴화 정렬 구조를 가진 그라비어 롤러일 수 있다. 그 후, 성형 연마 입자들은 이산 접촉 영역들에 대응하는 영역들에서 백킹 상에 위치될 수 있다. 도 33은 부착 재료를 인출하고 전달하여 백킹에 부착 재료 이산 접촉 영역들을 형성할 수 있는 롤러 표면에 개방 셀 패턴을 포함하는 패턴화 정렬 구조를 가지는 그라비어 롤러 실시예를 도시한 것이다. 도 32는 그라비어 롤러 실시예 또는 기타 회전 인쇄 실시예에서 사용에 적합한 잎차례 비-섀도잉 패턴 (“파인애플 패턴”)을 도시한 것이다. 도 34a는 임의의 연마 입자들을 가지지 않는 메이크 코트로 구성된 부착 접촉 영역들의 비연속 분포 사진이다. 도 34b는 연마 입자들이 비연속 분포의 부착 접촉 영역들에 적층된 후 도 34b에 도시된 것과 동일한 부착 접촉 영역들의 비연속 분포 사진이다. 도 34c는 연속 사이즈 코트가 도포된 후 도 34b에 도시된 연마 입자로 덮인 부착 접촉 영역들의 비연속 분포 사진이다.
적어도 일 특정한 양상에서, 실시예의 연마 물품은 백킹의 적어도 일 부분 상에 접착제를 포함한 패턴화 구조를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 특히, 일 실시태양에서, 패턴화 구조는 패턴화 메이크 코트의 형태에 있을 수 있다. 패턴화 메이크 코트는 백킹 위에 놓인 적어도 하나의 부착 영역, 제 1 부착 영역으로부터 분리된 백킹 위에 놓인 제 2 부착 영역, 및 제 1 및 제 2 부착 영역들 사이에서의 적어도 하나의 노출 영역을 포함한 비연속 층일 수 있다. 상기 적어도 하나의 노출 영역은 근본적으로 부착 재료가 없을 수 있으며 메이크 코트에서의 갭을 나타낸다. 일 실시예에서, 패턴화 메이크 코트는 미리 결정된 분포에서 서로에 대하여 조정된 부착 영역들의 어레이의 형태에 있을 수 있다. 백킹 상에서의 부착 영역들의 미리 결정된 분포를 가진 패턴화 메이크 코트의 형성은 미리 결정된 분포에서의 성형 연마립들의 배치를 용이하게 할 수 있으며, 특히, 패턴화 메이크 코트의 부착 영역들의 미리 결정된 분포는 성형 연마 입자들의 위치들에 대응할 수 있고, 여기에서 성형 연마 입자들의 각각은 부착 영역들에서 백킹에 부착될 수 있으며, 따라서 백킹 상에서의 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포에 대응한다. 게다가, 적어도 일 실시예에서, 근본적으로 복수의 성형 연마 입자들의 어떤 성형 연마 입자들도 노출 영역들 위에 놓이지 않는다. 더욱이, 단일 부착 영역은 단일 성형 연마 입자를 수용하기 위한 크기로 성형될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 대안적인 실시예에서, 부착 영역은 복수의 성형 연마 입자들을 수용하기 위한 크기로 성형될 수 있다.
상기된 바와 같이, 메이크 코트는 선택적으로 백킹에 도포되어 백킹 표면 일 부분이 임의의 메이크 코트 재료로 덮이지 않는다. 메이크 코트에 의해 덮이지 않는 임의의 일 부분은, 그러나, 부분적 내지 완전히 또 다른 코팅층 예컨대 사이즈 코트 또는 슈퍼사이즈 코트로 덮일 수 있다. 대안으로, 백킹 표면 일 부분은 임의의 상도 코팅물이 없을 수 있다 (즉, “맨” 일 부분). 메이크 코트 재료로 덮이지 않는 백킹 표면 일 부분은 백킹 전체 표면의 비율로 정의된다. 유사하게, 임의의 상도 코팅물로 덮이지 않는 백킹 표면 일 부분은 백킹 전체 표면의 비율로 정의된다. 연마 물품에 대한 전체 접촉 면적은 이산 접촉 면적들의 합 (즉, 모든 이산 접촉 면적들의 합)에 기초하고 메이크 코트로 덮인 백킹 전체 표면 면적의 비율과 같다는 것을 이해하여야 한다.
실시예에서, 메이크 코트 재료로 덮인 백킹 일 부분은 백킹 전체 표면의 0.01 내지 1.0이다. 특정한 실시예에서, 메이크 코트 재료로 덮인 백킹 표면의 전체 면적의 일 부분은 백킹 전체 표면의 0.05 내지 0.9, 예컨대 백킹 전체 표면의 0.1 내지 0.8이다. 특정한 실시예에서, 메이크 코트 재료에 의해 덮인 백킹 전체 표면의 일 부분은 백킹 전체 표면의 0.1 내지 0.6, 예컨대 백킹 전체 표면의 0.15 내지 0.55, 예컨대 0.16 내지 0.5이다.
실시예에서, 임의의 상도 코팅물 재료에 의해 덮이지 않은 백킹 표면의 일 부분 (즉, “맨” 표면)은 백킹 전체 표면의 0.0 내지 0.99이다. 특정한 실시예에서, 백킹 표면의 맨 일 부분은 백킹 전체 표면의 0.1 내지 0.95, 예컨대 백킹 전체 표면의 0.2 내지 0.9이다. 특정한 실시예에서, 백킹 표면의 맨 일 부분은 백킹 전체 표면의 0.4 내지 0.85이다.
다양한 프로세스들은 예를들면, 패턴화 메이크 코트를 포함하여, 패턴화 구조의 형성에 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세스는 메이크 코트를 선택적으로 증착시키는 것을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로세스는 메이크 코트의 적어도 일 부분을 선택적으로 제거하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 대표적인 프로세스들은 코팅, 분무, 롤링, 인쇄, 마스킹, 조사, 에칭, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 실시예에 따르면, 패턴화 메이크 코트를 형성하는 것은 제 1 구조상에 패턴화 메이크 코트를 제공하는 것 및 백킹의 적어도 일 부분에 패턴화 메이크 코트를 전달하는 것을 포함할 수 있다. 예를들면, 그라비어 롤러는 패턴화 메이크 코트 층을 제공받을 수 있으며, 롤러는 백킹의 적어도 일 부분 위에 이송되며 패턴화 메이크 코트를 롤러 표면으로부터 백킹의 표면으로 전달할 수 있다.
부착 코팅물 (COATING) 도포 방법
실시예에서, 부착층은 스크린 인쇄 프로세스로 도포된다. 스크린 인쇄 프로세스는 이산 부착층 도포 프로세스, 반-연속 부착층 도포 프로세스, 연속 부착층 도포 프로세스, 또는 이들의 조합일 수 있다. 실시예에서, 도포 프로세스는 회전 스크린 사용을 포함한다. 특정 실시예에서, 회전 스크린은 중공의 원통, 또는 드럼 형상으로, 원통 또는 드럼 벽에 복수의 개구들이 배치될 수 있다. 개구, 또는 개구들 조합은, 이산 접촉 영역, 또는 이산 접촉 영역들 조합의 지점에 해당된다. 이산 접촉 영역은 하나 이상의, 이산 부착 영역들을 포함한다. 특정 실시예에서, 접촉 영역은 복수의 이산 부착 영역들을 포함한다. 부착 영역들은 비-섀도잉 패턴 형상으로 배열될 수 있다.
제조방법
도 31은 예컨대 도 32에 도시된 연마 물품의 제조방법 (3100) 흐름도를 도시한 것이다. 단계 (3101)에서, 부착층을 백킹에 도포한다. 부착층은 메이크 층 (3202) (즉, 메이크 수지)에 상당하는 고분자 결합제 조성물 (즉, 고분자 수지)이고, 백킹 (3206)의 주요 표면 (3204)에 복수의 이산 면적, 예컨대 이산 접촉 면적 또는 이산 부착 영역들 (3208)로 배치된다. 이산 부착 영역들은 랜덤, 반-랜덤, 또는 정렬 분포를 제공하도록 배열된다. 예시적 분포는 도 25, 26, 27, 및 32에 도시된 바와 같이 비-섀도잉 분포이다. 연마 입자들 (3210)을 메이크 수지의 이산 부착 영역들에 배치 (도포)하는 단계는 단계 (3103)에서 진행된다. 단계 (3105)에서, 적어도 부분적 내지 완전히 메이크 수지를 경화하여 연마 물품을 제공한다. 임의선택적으로, 기능성 분말, 예컨대 무기 분말이, 코팅된 전체 백킹에 도포된 후 메이크 수지를 함유하지 않는 면적들로부터 제거될 수 있다. 임의선택적으로, 이어 사이즈 코트 (3212) (즉, 사이즈 수지)가 바람직하게는 연마 입자들 및 메이크 수지 상부에 도포될 수 있다. 사이즈 코트는 백킹의 개방 면적 (3214) (즉, 메이크 수지가 도포되지 않은 면적)과 접촉되거나, 메이크 수지가 도포된 면적에 접촉되거나, 또는 이들의 조합에 접촉된다. 특정한 실시예에서, 사이즈 수지는 메이크 수지를 완전히 덮지 않고 메이크 수지에서 연장되지 않는 방식으로 메이크 수지 상부에 도포된다. 임의선택적으로, 이어 사이즈 수지를 경화하면 연마 물품이 제공된다. 임의의 실시예에서, 특히 메이크 층으로서 부착층을 백킹에 도포할 때, 메이크 수지는 적합한 첨가제 및 충전제를 함유할 수 있지만 임의의 연마 입자들을 함유하지 않는다 (즉, 메이크 수지는 연마 슬러리가 아니다). 특정한 실시예에서, 부착 수지는 메이크 수지이고 임의의 연마 입자들을 함유하지 않는다. 더욱이, 이산 부착 영역들은 비연속 비-섀도잉 분포로서 배열되더라도, 예컨대 메이크 코트는 비연속 비-섀도잉 분포를 가지더라도, 임의선택적으로 메이크 코트에 도포되는 임의의 사이즈 코트는 연속 또는 비연속이고, 또한 임의선택적으로 사이즈 코트 상부에 도포되는 임의의 슈퍼사이즈 코트는 연속 또는 비연속일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특정한 실시예에서, 사이즈 코트 및 슈퍼사이즈 코트 모두는 비연속이고 사이즈 코트 및 슈퍼사이즈 코트가 메이크 코트 분포와 일치하도록 도포될 수 있다. 또 다른 특정한 실시예에서, 사이즈 코트 및 슈퍼사이즈 코트는 모두 비연속이고 사이즈 코트 및 슈퍼사이즈 코트가 부분적으로 메이크 코트 분포와 일치하도록 도포될 수 있다. 또 다른 특정한 실시예에서, 연속 사이즈 코트가 비연속 메이크 코트에 도포되고 비연속 슈퍼사이즈 코트가 사이즈 코트에 도포된다. 또 다른 특정한 실시예에서, 비연속 사이즈 코트가 비연속 메이크 코트에 도포되고 (메이크 코트와 일치 또는 부분적으로 일치) 연속 슈퍼사이즈 코트는 사이즈 코트에 도포된다.
메이크 수지 및 사이즈 수지의 선택적 도포는 접촉 코팅 및 인쇄 방법, 비-접촉 코팅 및 인쇄 방법, 전달 (transfer) 접촉 코팅 및 인쇄 방법, 또는 이들의 조합으로 달성될 수 있다. 적합한 방법은 물품의 백킹에 대하여 도포되지 않는 백킹 면적을 가리는 템플릿 (template), 예컨대 스텐실 또는 스크린 장착 단계를 포함한다. 스크린 인쇄 프로세스는 이산 부착 도포 프로세스, 반-연속 부착 도포 프로세스, 연속 부착 도포 프로세스, 또는 이들의 조합일 수 있다. 실시예에서, 도포 프로세스는 회전 스크린을 사용한다. 특정 실시예에서, 회전 스크린 (2801)은 중공 원통, 또는 드럼 형상으로, 복수의 개구들 (2803)이 원통 또는 드럼 벽에 배치된다. 실시예에서, 개구 또는 개구들 조합은 회전 스크린 벽에 배치된다. 개구들은 하나 이상의 이산 접촉 영역들, 예컨대 하나 이상의 이산 부착 영역들 (2805)에 해당된다.
실시예에서 개구들 개수는 특정되거나 가변적이다. 실시예에서, 개구들 개수는 적어도 1, 예컨대 적어도 5, 적어도 10, 적어도 100, 적어도 500, 적어도 1000, 적어도 2000, 적어도 5000, 적어도 7500, 적어도 10,000; 적어도 15,000; 적어도 17,000; 적어도 20,000; 적어도 30,000; 적어도 40,000; 또는 적어도 50,000이다. 실시예에서, 개구들 개수는 100,000 이하; 예컨대 90,000 이하; 80,000 이하, 70,000 이하; 60,000 이하; 50,000 이하; 40,000 이하; 30,000 이하, 또는 20,000 이하이다. 개구들 개수는 상기 표기된 임의의 최소값 또는 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특정한 실시예에서 개구들 개수는 1000 내지 50,000; 예컨대 5,000 내지 40,000, 예컨대 10,000 내지 17,000이다. 특정한 실시예에서, 개구들 개수는 10,000이다. 또 다른 특정한 실시예에서, 개구들 개수는 17,000이다.
회전 스크린 프로세스는 개방 스퀴지 시스템 또는 폐쇄 스퀴지 시스템을 포함한다. 특정한 실시예에서, 회전 스크린 프로세스는 폐쇄 스퀴지 시스템 (2809)을 포함한다. 회전 스크린은 부착 수지 (2811) (즉, 하나 이상의 특정한 코팅층, 예컨대 메이크 수지, 사이즈 수지에 사용되는 고분자 수지)으로 채워지고 스퀴지, 또는 기타 등을 이용하여 수지가 개구들을 관통하도록 안내한다. 폐쇄 회전 스퀴지 시스템은 다른 코팅 및 인쇄 시스템보다 여러 이점들을 가진다. 예로써, 회전 스크린 인쇄 시스템으로 스크린 및 백킹 재료는 동일한 속도로 운전하고, 따라서 때로 스크린 및 백킹 재료 사이 마찰을 제거하면서 마찰력을 감소시킨다. 추가적으로, 백킹 재료에 대한 장력이 감소되어, 보다 섬세하거나 민감한 백킹 재료, 예컨대 훨씬 얇은 백킹 재료 또는 개방 백킹 재료가 효과적으로 코팅된다. 또한, 회전 스크린 인쇄 시스템은 부착 재료를 회전 스크린 개구들로 관통시키기 위한 압력이 감소되거나 생략할 수 있어, 백킹에 도포되는 부착 재료 두께 제어를 개선할 수 있다. 실시예에서, 부착 재료 두께는 적어도 약 55%, 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 또는 적어도 약 95%의 연마 입자들의 팁이 직립하도록 정확하게 제어되고 인가된다. 부착 재료의 두께는 메이크 층 단독 두께이거나, 사이즈 층과 조합된 두께일 수 있다. 부착층 두께는 백킹 재료 내부로 관통되면 악영향을 받는다. 부착 재료 타격-관통을 제어하고 선택적으로 섬유 백킹을 취급할 때 백킹 재료의 "핸드"라고도 알려진, 백킹 재료 유연성을 제어하기 위하여 필요하다면 백킹 재료 내부로 부착 재료 관통을 감소시킨다. 회전 스크린 인쇄 시스템의 또 다른 이점은 백킹에 적층되는 부착 재료 형태가 덜 왜곡되고, 따라서 메이크 코트 수지의 비연속 분포, 예컨대 본원에 기재된 도트, 스트립, 또는 기타 등의 비연속 분포는 더욱 제어된 형태를 가지고, 따라서 더욱 정확하게 형성된 코팅 면적, 또는 이미지를 기재에 제공한다. 폐쇄 스퀴지 시스템을 포함한 적합한 회전 스크린 프로세스의 예시로는 Specific STORK 인쇄기 메이커 및 모델을 포함한다. 회전 스크린 프로세스 시스템이 도 28에 도시된다. 도 32는 회전 스크린 인쇄 실시예 이용에 적합한 잎차례 비-섀도잉 패턴을 도시한 것이다.
잎차례
실시예에서, 부착층은 실질적으로 균일한 두께를 가진다. 두께는 연마 입자의 d50 높이 미만일 수 있다. 두께는 연마 입자 높이의 50% 미만, 예컨대 45% 미만, 예컨대 40% 미만, 예컨대 35% 미만, 예컨대 30% 미만, 예컨대 25% 미만, 예컨대 20% 미만, 예컨대 15% 미만, 예컨대 10% 미만, 예컨대 5% 미만, 예컨대 4% 미만, 예컨대 3% 미만, 예컨대 2% 미만, 예컨대 1% 미만, 예컨대 0.5% 미만이다.
실시예에서, 이산 부착 접촉 영역들의 폭은 동일하거나 다르다. 실시예에서, 이산 부착 접촉 영역의 폭은 실질적으로 적어도 하나의 연마 입자의 d50 폭과 같다.
대안적 실시예에서, 예컨대 수지-차단 스텐실을 지지하는 프레임을 이용하여 스텐실 인쇄가 적용된다. 스텐실은 직조 또는 부직 재료일 수 있다. 스텐실은 수지가 전달됨으로써 기재에 선명하게 윤곽이 드러난 이미지를 형성할 수 있는 개방 면적을 형성한다. 롤러 또는 스퀴지는 스크린 스텐실을 가로질러 이동하고, 수지 또는 슬러리는 스텐실의 개방 면적 예컨대 직조 스텐실의 메시 개방 면적을 관통하도록 강제되거나 이송된다.
스크린 인쇄는 또한 실크 또는 기타 미세 메시의 스크린에 디자인이 부과되는 프린트 제조 스텐실 방법을 포함하며, 이때 블랭크 면적, 또는 개방 면적이 되는 백킹의 일 부분은, 불침투성 물질로 코팅시키고, 수지 또는 슬러리는 메시를 통해 인쇄 표면 (즉, 원하는 백킹 또는 기재)으로 강제된다. 스크린 인쇄로 낮은 프로파일 및 높은 정확도의 형상들을 인쇄할 수 있다.
대안 실시예는 스크린 인쇄 및 스텐실 인쇄의 조합을 포함하는 접촉 방법을 포함하고, 직조 메시가 스텐실을 지지한다. 스텐실은 메시 개방 면적을 포함하고 이를 통하여 수지 (접착제)가 원하는 분포, 예컨대 이산 면적 패턴으로 백킹 재료에 적층된다. 수지는 메이크 코트, 사이즈 코트, 슈퍼사이즈 코트, 또는 본 분야에서 알려진 기타 코팅층, 또는 이들의 조합으로서 도포될 수 있다.
대안적 실시예에서, 방법은 잉크젯-타입의 인쇄 및 템플릿 없이도 선택적으로 패턴을 백킹에 코팅할 수 있는 기타 기술을 포함한다.
또 다른 적합한 방법은, 전달 롤 및 닙 롤 사이로 백킹 재료를 통과시켜 부착 재료 (메이크 코트 또는 사이즈 코트)를 백킹 재료에 코팅되는 연속 키스 (kiss) 코팅 조작이다. 이러한 방법은 백킹 시트를 전달 롤 및 닙 롤 사이로 통과시켜 연마 입자들 상에 사이즈 코트를 코팅함에 적합하다. 임의선택적으로, 부착 수지는 전달 롤에 직접 계량된다. 이어 최종 코팅된 재료는 경화되어 완성 물품을 제공한다. 도 33은 키스 코팅 조작 과정에서 부착 재료를 인출하고 전달하여 백킹에 부착 재료의 이산 접촉 영역들을 형성할 수 있는 롤러 표면의 개방 셀들 패턴을 포함하는 패턴화 정렬 구조를 가지는 그라비어 롤러 실시예를 도시한 것이다. 도 32는 그라비어 롤러 실시예 또는 기타 회전 인쇄 실시예에서 사용에 적합한 잎차례 비-섀도잉 패턴을 도시한 것이다. 도 34a는 메이크 코트가 임의의 연마 입자들을 가지지 않는 부착 접촉 영역들의 비연속 분포 사진이다. 도 34b는 연마 입자들이 비연속 분포의 부착 접촉 영역들에 배치된 후 도 34a와 동일한 부착 접촉 영역들의 비연속 분포 사진이다. 도 34c는 연속 사이즈 코트가 도포된 후 도 34b의 비연속 분포의 부착 접촉 영역들을 덮고 있는 연마 입자 사진이다. 패턴화 코팅된 연마 물품 제조용 회전 스크린은 대략 원통 몸체 및 몸체를 관통하는 복수의 천공들을 포함한다. 대안으로 패턴화 코팅된 연마 물품 제조용 스텐실은 대체로 평탄 몸체 및 몸체를 관통하는 복수의 천공들을 포함한다. 임의선택적으로, 프레임은 스텐실을 부분적으로 또는 완전히 포위할 수 있다.
스크린 또는 스텐실은 본 분야에서 일반적으로 알려진 임의의 재료, 예컨대 천연 섬유, 고분자, 금속, 세라믹, 복합재, 또는 이들의 조합으로 제작될 수 있다. 재료는 임의의 원하는 치수일 수 있다. 실시예에서, 스크린은 바람직하게는 얇다. 실시예에서, 금속 및 직조 플라스틱의 조합이 사용된다. 금속 스텐실은 하나 이상의 패턴, 또는 패턴 조합으로 에칭된다. 기타 적합한 스크린 및 스텐실 재료는 폴리에스테르 필름, 예컨대 두께가 1 내지 20 밀 (0.076 내지 0.51 밀리미터), 더욱 바람직하게는 3 내지 7 밀 (0.13 내지 0.25 밀리미터)인 필름을 포함한다.
상기된 바와 같이, 바람직하게 회전 스크린은 코팅 패턴을 정확하게 형성하기 위하여 사용된다. 실시예에서, 회전 스크린을 백킹 상부 원하는 거리에서 (코트 두께 결정) 회전시키면서 회전 스크린을 통과하도록 메이크 수지를 인가하면 메이크 수지 층은 선택적으로 백킹에 도포된다. 스퀴지, 닥터 블레이드, 또는 기타 블레이드-유사 장치를 이용하여 메이크 수지는 단일 패스 또는 다중 패스로 도포될 수 있다.
메이크 수지의 점도는 전반적인 분포 패턴, 및 개별 부착 접촉 영역들 (예를들면, 도트, 스트립, 기타 등)의 왜곡이 최소화되도록 및 일부 실시예들에서 없도록 (즉, 검출되지 않도록) 충분히 높게 조작된다.
부착 간격
상기 접착제 도포 방법이 적용되어 이산 부착 영역들에 대한 하나 이상의 바람직한 배향 특성이 부여되거나 또는 이산 부착 영역들의 하나 이상의 바람직한 미리 결정된 분포가 설정된다. 이산 부착 영역들의 미리 결정된 분포는 또한 각각의 이산 부착 영역의 미리 결정된 배향 특성 중 적어도 하나에 의해 정의된다. 예시적 미리 결정된 배향 특성은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 (lateral) 배향, 미리 결정된 세로 (longitudinal) 배향, 미리 결정된 수직 배향, 및 이들의 조합을 포함한다.
도 29에 도시된 바와 같이, 실시예에서, 백킹 (2901)은 백킹 (2901) 길이를 따라 연장되고 길이를 정의하는 세로축 (2980) 및 백킹 (2901) 폭을 따라 연장되고 폭을 정의하는 가로축 (2981)으로 정의된다. 이산 부착 영역 (2902)은 백킹 (2901)의 가로축 (2981)에 대하여 특정 제1 가로 위치로 정의되는 제1, 미리 결정된 위치 (2912)에 배치된다. 또한, 이산 부착 영역 (2903)은 백킹 (2901)의 가로축 (2981)에 대하여 제2 가로 위치에 의해 정의되는 제2, 미리 결정된 위치를 가진다. 특히, 이산 부착 영역들 (2902 및 2903)은 백킹 (2901)의 가로축 (2981)에 평행한 가로 평면 (2984)을 따라 측정될 때 두 인접 이산 부착 영역들 (2902 및 2903) 사이 최소 거리로 정의되는 가로 공간 (2921)만큼 서로 이격된다. 실시예에 의하면, 가로 공간 (2921)은 영 (0)보다 크고, 따라서 이산 부착 영역들 (2902 및 2903) 사이에 일부 거리가 존재한다. 그러나, 도시되지는 않지만, 가로 공간 (2921)이 영 (0)일 수 있어, 인접 이산 부착 영역들의 일 부분들 사이 접촉 및 중첩이 가능하다는 것을 이해하여야 한다.
다른 실시예에서, 가로 공간 (2921)은 적어도 약 0.1 (w)이고, 이때 w는 이산 부착 영역 (2902)의 폭을 나타낸다. 실시예에 따라, 이산 부착 영역의 폭은 측을 따라 연장되는 몸체의 최장 치수이다. 또 다른 실시예에서, 가로 공간 (2921)은 적어도 약 0.2(w), 예컨대 적어도 약 0.5(w), 적어도 약 1(w), 적어도 약 2(w), 또는 그 이상이다. 적어도 하나의 비-제한적 실시예에서, 가로 공간 (2921)은 약 100(w) 이하, 약 50(w) 이하, 또는 약 20(w) 이하이다. 가로 공간 (2921)은 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 인접 이산 부착 영역들 사이 가로 공간을 제어하여 연마 물품의 연삭 성능을 개선시킨다.
실시예에 의하면, 이산 부착 영역 (2902)은 백킹 (2901)의 세로축 (2980)에 대하여 제1 세로 위치에 의해 정의되는 제1, 미리 결정된 위치 (2912)에 있을 수 있다. 또한, 이산 부착 영역 (2904)은 백킹 (2901)의 세로축 (2980)에 대하여 제2 세로 위치에 의해 정의되는 제3, 미리 결정된 위치 (2914)에 배치될 수 있다. 더욱, 도시된 바와 같이, 세로축 (2980)에 평행한 방향에서 측정될 때 두 인접 이산 부착 영역들 (2902 및 2904) 사이 최소 거리로서 정의되는 세로 공간 (2923)이 이산 부착 영역들 (2902 및 2904) 사이에 존재한다. 실시예에 의하면, 세로 공간 (2923)은 영 (0)보다 크다. 도시되지는 않지만, 세로 공간 (2923)은 영 (0)일 수 있고, 따라서 인접 이산 부착 영역들은 서로 붙거나 또는 중첩될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
다른 실시태양에서, 세로 공간 (2923)은 적어도 약 0.1(w)이고, 이때 w는 본원에 기재된 바와 같이 이산 부착 영역의 폭이다. 다른 더욱 특정한 실시태양에서, 세로 공간은 적어도 약 0.2(w), 적어도 약 0.5(w), 적어도 약 1(w), 또는 적어도 약 2(w)이다. 세로 공간 (2923)은 약 100(w) 이하, 예컨대 약 50(w) 이하, 또는 약 20(w) 이하이다. 세로 공간 (2923)은 임의의 상기 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있다는 것을 이해하여야 한다. 인접 이산 부착 영역들 사이 세로 공간을 제어하여 연마 물품의 연삭 성능을 개선시킨다.
실시예에 의하면, 이산 부착 영역들은 가로 공간 (2921) 및 세로 공간 (2923) 사이에 특정 관계식이 존재하는 미리 결정된 분포에 놓일 수 있다. 예를들면, 하나의 실시예에서 가로 공간 (2921)은 세로 공간 (2923)보다 크다. 또한, 또 다른 비-제한적 실시예에서, 세로 공간 (2923)은 가로 공간 (2921)보다 크다. 또한, 또 다른 실시예에서, 이산 부착 영역들은 가로 공간 (2921) 및 세로 공간 (2923)이 서로에 대하여 실질적으로 동일하도록 백킹에 배치된다. 세로 공간 및 가로 공간 간의 상대 관계식을 제어함으로써 연삭 성능을 개선시킬 수 있다.
실시예에 의하면, 이산 부착 영역 (2905)은 백킹 (2901)의 세로축 (2980)에 대한 제3 세로 위치에 의해 정의되는 제4, 미리 결정된 위치 (2915)에 배치된다. 더욱, 도시된 바와 같이, 세로 공간 (2925)은 이산 부착 영역들 (2902 및 2905) 사이에 존재하고, 세로축 (2980)에 평행한 방향으로 측정될 때 두 인접 이산 부착 영역들 (2902 및 2905) 사이 최소 거리로 정의된다. 실시예에 의하면, 세로 공간 (2925)은 영 (0)보다 크다. 또한, 도시되지는 않지만, 세로 공간 (2925)은 영 (0)일 수 있어, 인접 이산 부착 영역들은 서로 접촉되거나 중첩될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
다른 실시태양에서, 세로 공간 (2925)은 적어도 약 0.1(w)일 수 있고, 이때 w는 본원에 기재된 바와 같이 이산 부착 영역의 폭이다. 다른 더욱 특정한 실시태양에서, 세로 공간은 적어도 약 0.2(w), 적어도 약 0.5(w), 적어도 약 1(w), 또는 적어도 약 2(w)이다. 또한, 세로 공간 (2925)은 약 100(w) 이하, 예컨대 약 50(w) 이하, 또는 약 20(w) 이하이다. 세로 공간 (2925)은 임의의 상기 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있다는 것을 이해하여야 한다. 인접 이산 부착 영역들 사이 세로 공간을 제어하면 연마 물품의 연삭 성능이 개선될 수 있다.
더욱 도시된 바와 같이, 세로 공간 (2924)은 이산 부착 영역들 (2904 및 2905) 사이에 존재한다. 또한, 세로 공간 (2923) 및 세로 공간 (2924) 사이에 특정 관계식이 존재하도록 미리 결정된 분포가 형성된다. 예를들면, 세로 공간 (2923)은 세로 공간 (2924)과 다르다. 대안으로, 세로 공간 (2923)은 세로 공간 (2924)과 실질적으로 동일하다. 상이한 연마 입자들 간에 세로 공간들 사이 상대 차이를 제어하면 연마 물품의 연삭 성능을 개선시킨다. 더욱 도시된 바와 같이, 세로 공간 (2927)이 이산 부착 영역들 (2903 및 2906) 사이에 존재한다. 또한, 세로 공간 (2927) 및 세로 공간 (2926) 사이에 특정 관계식이 존재하도록 미리 결정된 분포가 형성된다. 예를들면, 세로 공간 (2927)은 세로 공간 (2926)과 상이하다. 대안으로, 세로 공간 (2927)은 세로 공간 (2926)과 실질적으로 동일하다. 또한, 세로 공간 (2927)은 세로 공간 (2923)과 상이하거나, 실질적으로 동일하다. 유사하게, 세로 공간 (2928)은 세로 공간 (2924)과 상이하거나, 실질적으로 동일하다. 상이한 연마 입자들 사이 세로 공간들 사이 상대 차이를 제어하면 연마 물품의 연삭 성능이 개선된다.
또한, 가로 공간 (2921)이 가로 공간 (2922)에 대하여 특정 관계식을 가지도록 연마 물품 (2900) 상에 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포가 형성될 수 있다. 예를들면, 하나의 실시예에서 가로 공간 (2921)은 가로 공간 (2922)과 실질적으로 동일하다. 대안으로, 가로 공간 (2921)이 가로 공간 (2922)과 상이하도록 연마 물품 (2900) 상의 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포가 제어된다. 상이한 연마 입자들의 가로 공간들 사이 사대 차이를 제어하여 연마 물품의 연삭 성능을 개선시킨다.
더욱 도시된 바와 같이, 세로 공간 (2926)은 이산 부착 영역들 (2903 및 2906) 사이에 존재한다. 또한, 세로 공간 (2925) 및 세로 공간 (2926) 사이 특정 관계식이 존재하도록 미리 결정된 분포가 형성된다. 예를들면, 세로 공간 (2925)은 세로 공간 (2926)과 상이하다. 대안으로, 세로 공간 (2925)은 세로 공간 (2926)과 실질적으로 동일하다. 상이한 연마 입자들의 세로 공간들 간의 상대 차이를 제어하여 연마 물품의 연삭 성능을 개선시킨다. 본원에 개재된 가로 간격 및 세로 간격 외에도, 이산 접촉 영역들, 이산 부착 영역들, 또는 연마 입자들 사이의 간격은 또한 특정하거나 또는 개별적인 “인접 간격”을 가지는 것으로 기술될 수 있고 상기 인접 간격은 엄격한 가로 또는 세로일 필요는 없다 (인접 이산 접촉 영역들, 이산 부착 영역들, 또는 연마 입자들 사이에 경사 각도로 연장되는 최소 거리일 수 있다. 인접 간격은 일정하거나 변경될 수 있다.
실시예에서 인접 간격은 연마 입자 길이, 연마 입자 폭, 이산 접촉 면적 길이, 이산 접촉 면적 폭, 이산 부착 영역 길이, 부착 영역 폭, 또는 이들의 조합의 비율로 정의될 수 있다. 실시예에서, 인접 간격은 연마 입자 길이 (l)의 비율로 정의된다. 실시예에서, 인접 간격은 적어도 0.5(l), 예컨대 적어도 0.5(l), 적어도 0.6(l), 적어도 0.7(l), 적어도 1.0(l), 또는 적어도 1.1(l)이다. 실시예에서, 인접 간격은 10(l) 이하, 예컨대 9(l) 이하, 8(l) 이하, 7(l) 이하, 6(l) 이하, 5(l) 이하, 4(l) 이하, 또는 3(l) 이하이다. 인접 간격은 상기 표기된 임의의 최소값 또는 최대값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 실시예에서, 인접 간격은 0.5(l) 내지 3(l), 예컨대 1(l) 내지 2.5(l), 예컨대 1.25(l) 내지 2.25(l), 예컨대 1.25(l) 내지 1.7 5(l), 예컨대 1.5(l) 내지 1.6(l)이다.
실시예에서, 인접 간격은 적어도 0.2 mm, 예컨대 적어도 0.3 mm, 예컨대 적어도 0.4 mm, 예컨대 적어도 .5 mm, 예컨대 적어도 .6 mm, 예컨대 적어도 .7 mm, 예컨대 적어도 1.0 mm이다. 실시예에서, 인접 간격은 4.0 mm 이하, 예컨대 3.5 mm 이하, 2.8 mm 이하, 또는 2.5 mm. 이하이다 인접 간격은 상기 표기된 임의의 최대값 또는 최소값의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특정 실시예에서, 인접 간격은 1.4 mm 내지 2.8 mm이다.
실시예에서, 이산 접촉 면적들 사이 인접 간격은 적어도 약 .1 (W)이고, 이때 W는 본원에 기재된 바와 같이 이산 부착 영역의 폭이다.
연마 입자들, 예컨대 본원에 기재된 예시적 성형 연마 입자들은, 상기 이산 부착 영역들에 배치될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이산 부착 영역에 배치되는 연마 입자들 개수는 1 내지 n이고, 식 중 n= 1 내지 3이다. 이산 부착 영역에 배치되는 연마 입자들 개수는 동일하거나 다르다. 또한, 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포는 이들이 부착되는 이산 부착 영역들의 미리 결정된 분포에 의해 정의된다. 또한 이산 부착 영역들의 미리 결정된 분포는 의도 목표 지점 (즉, 부착 목표 지점)에 대한 실제 이산 부착 영역 배치 정밀도 및 정확도 (즉, 부착 타격 지점), 및 더욱 명확하게는 의도 부착 목표 면적의 중심 (또는 도심)에 대한 부착 타격 면적의 중심 (또는 도심)의 정밀도 및 정확도로 정의된다. 부착 목표 지점 및 부착 타격 지점 간의 거리 차이는 차동적 거리. 차동적 거리를 제어하여 연마 물품의 연삭 성능을 개선시킨다. 더욱 상세히 하기되는 바와 같이, 차동적 거리 제어는 하나 이상의 여러 공지된 가변성 측정값 무엇보다도 예컨대 범위, 사분범위, 분산, 및 표준편차로 정의된다.
실시예에 의하면, 도 30은 의도 목표 지점들에 대하여 이산 부착 영역들의 미리 결정된, 또는 제어된, 분포 (3000)를 보인다. 도시된 바와 같이, 이산 부착 영역들의 미리 결정된 분포 (3000)는 제1 부착 목표 면적 (3002) 및 제1 부착 타격 면적 (3004)을 포함한다. 제1 부착 목표 면적 (3002) 및 제1 부착 타격 면적 (3004) 사이 관계식은 부착 목표 지점 (3003) (즉, 제1 부착 목표 면적의 중심 또는 도심) 및 부착 타격 지점 (3005) (즉, 제1 부착 타격 면적의 중심 또는 도심) 간의 제1 차동적 거리 (3001)로 정의된다. 바람직하게는, 차동적 거리는 영이지만, 실제로는 허용 가능한 작은 값이다. 실시예에서, 제1 차동적 거리 (3001)는 영 (0), 또는, 일부 거리가 지점들 (3003 및 3005) 사이에 존재하는 영보다 큰 허용 가능한 거리이다. 더욱, 도시된 바와 같이, 제1 차동적 거리 (3001)는 제1 부착 타격 면적 (3004) 또는 제1 부착 목표 면적 (3002)의 길이 또는 폭, 또는 직경 미만이므로, 제1 부착 타격 면적 (3004) 및 제1 부착 목표 면적 (3002)의 일 부분들은 접촉되거나 중첩될 수 있다. 또한, 도시되지는 않지만, 제1 차동적 거리 (3001)는 영 (0)일 수 있고, 이는 제1 부착 목표 면적 (3002)에 제1 부착 타격 면적 (3004)이 완전하게 정확히 배치된다는 것을 의미한다.
실시예에서, 제1 차동적 거리 (3001)는 약 0.1 (d) 미만이고, 식 중 (d)는 제1 부착 타격 면적 (3004)의 직경을 나타낸다. 부착 타격 면적의 직경은 비-원형을 포함하여, 중심을 통과하는 타격 면적의 최장 치수이다. 실시예에서, 차동적 거리 (3001)는 약 5(d) 미만, 예컨대 약 2(d) 미만, 약 1(d) 미만, 약 0.5(d) 미만, 약 0.2(d) 미만, 또는 약 0.1 (d) 미만이다. 제1 차동적 거리 (3001)는 상기 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위에 있을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 부착 타격 면적 및 부착 목표 면적 사이 차동적 거리를 제어하여 연마 물품의 연삭 성능을 개선시킨다.
실시예에서, 미리 결정된, 또는 제어된, 분포 (3000)는 또한 제2 부착 목표 면적 (3006) 및 제2 부착 타격 면적 (3008)을 포함한다. 제1 부착 목표 면적 및 제1 부착 타격 면적과 유사하게, 제2 부착 목표 면적 (3006) 및 제2 부착 타격 면적 (3008) 사이 관계식은 제2 부착 목표 지점 (3007) 및 부착 타격 지점 (3009) 사이 제 2 차동적 거리 (3010)로 정의된다. 바람직하게는, 제2 차동적 거리는 영이지만, 실제로는 허용 가능한 작은 값이다. 실시예에서, 제2 차동적 거리 (3010)는 영 (0), 또는, 일부 거리가 지점들 (3007 및 3009) 사이에 존재하는 영보다 큰 허용 가능한 거리이다. 도시된 바와 같이, 제2 차동적 거리 (3010)는 제2 부착 타격 면적 (3008) 또는 제2 부착 목표 면적 (3006)의 길이 또는 폭, 또는 직경 미만이므로, 제2 부착 타격 면적 (3008) 및 제1 부착 목표 면적 (3005)의 일 부분들은 접촉되거나 중첩될 수 있다. 또한, 도시되지는 않지만, 제2 차동적 거리 (3010)는 영 (0)일 수 있고, 이는 제2 부착 목표 면적 (3006)에 제2 부착 타격 면적 (3008)이 완전하게 정확히 배치된다는 것을 의미한다.
유사하게, 부착 면적의 미리 결정된 분포 (3000)는 3 이상의 부착 목표 면적 및 3 이상의 부착 타격 면적, 예컨대 제3 부착 목표 면적 (3011) 및 제3 부착 타격 면적 (3013), 또는 도 30에 도시된 바와 같이 복수의 기타 목표 면적 및 타격 면적을 포함한다.
차동적 거리에 있어서, 예컨대 제1 차동적 거리 (3001), 제2 차동적 거리 (3010), 또는 임의의 기타 복수의 차동적 거리는 크기 (즉, 거리 또는 길이) 및 방향 (또는 회전각)을 가지는 벡터로 정의된다. 도 30에 도시된 바와 같이, 제1 차동적 거리 (3001) 및 제2 차동적 거리 (3010)는 실질적으로 유사하거나 동일한 벡터를 가진다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서 방향 또는 회전각을 포함하여 차동적 거리의 크기는 동일하거나 다르다. 예로써, 제1 차동적 거리 (3001) 및 제2 차동적 거리 (3010)는 동일한 크기 (길이)를 가지지만 상이한 방향을 가진다. 유사하게, 제1 차동적 거리 (3001) 및 제2 차동적 거리 (3010)는 동일한 방향 또는 회전각을 가질 수 있지만, 상이한 크기를 가질 수 있다. 어떠한 경우이든, 하기 상술되는 바와 같이, 벡터 측정은 부착 목표 면적에 대한 부착 타격 면적 배치의 정확도, 정밀도, 및 가변성을 결정하는 여러 방법 중 단지 하나이다.
전술한 바와 같이, 높은 수준의 제어로 (즉, 높은 정확도, 높은 정밀도, 낮은 가변성) 적용되는 부착 접촉 영역들은 연마 물품의 연삭 성능을 개선시킨다. 실시예에서, 상당수 (50% 이상)의 부착 접촉 영역들이 “목표 지점”에 도포되어, 즉, 부착 타격 면적 및 부착 목표 면적 간의 차동적 거리의 크기 및 방향 (또는 회전각)는 영 또는 허용 가능한 작은 수치이다. 실시예에서 소정의 샘플 면적 (예컨대 1 평방 미터)에서 “ 목표 지점”에 있는 부착 접촉 영역들의 개수는 적어도 약 55%, 예컨대 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 68%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 %, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 적어도 약 99.5%, 또는 약 100%이다 (모든 측정값들은 허용 가능한 오차 내에 있다). 또 다른 실시예에서, (부착 목표 지점 및 부착 타격 지점 간의 차동적 거리로 정의되는) 부착 접촉 면적의 도포 및 배치의 정확도 및 정밀도는 표준편차 내에서 “목표 지점”에 있는 부착 접촉 영역들의 비율로 측정된다. 실시예에서, 표준편차 내에 있는 “목표 지점”에 있는 부착 접촉 영역들의 개수는 적어도 약 65%, 적어도 약 68%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 97%, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 적어도 약 99.5%, 또는 약 100%이다 (모든 측정값들은 허용 가능한 오차 내에 있다). 또 다른 실시예에서, 적어도 특정한 개수 또는 비율의 부착 접촉 영역들은 샘플 집단의 평균 차동적 거리의 일 표준편차 내에 있는 차동적 거리를 가진다. 특정한 실시예에서, 적어도 부착 접촉 영역들 집단 (또는 대안으로 샘플 집단)의 약 68% 은 집단 또는 샘플 집단의 평균 차동적 거리의 일 (1) 표준편차 내에 있다. 또 다른 실시예에서, 부착 접촉 영역들의 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 %, 적어도 약 95%, 적어도 약 97%, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 또는 약 100% (모든 측정값들은 허용 가능한 오차 내에 있다)는 집단 또는 샘플 집단의 평균 차동적 거리의 일 (1) 표준편차 내에 있다.
가로 간격
전술한 바와 같이, 부착 접촉 영역들은 서로 부착 접촉 영역들이 배치되는 백킹의 가로축에 평행한 가로 평면을 따라 측정할 때 두 인접 부착 접촉 영역들 사이 최소 거리로 정의되는 가로 공간에 의해 이격된다. 실시예에서, 부착 접촉 영역들 사이 가로 간격은 높은 수준의 제어 (즉, 높은 정확도, 높은 정밀도, 낮은 가변성)를 보인다. 실시예에서, 상당수 (50% 이상)의 부착 접촉 영역들이 “목표 지점”에 도포되어, 인접 부착 접촉 면적들의 가로 간격 차이는 영 또는 허용 가능한 작은 값이다. 실시예에서 인접 부착 접촉 영역들 사이 가로 간격의 적어도 약 55% 예컨대 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 68%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 %, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 적어도 약 99.5%, 또는 약 100% (모든 측정값들은 허용 가능한 오차 내에 있다)는 평균의 2.5 표준편차 내에 있다. 또 다른 실시예에서, 샘플 집단의 인접 부착 접촉 면적들 사이 가로 간격의 적어도 약 65%는 평균의 2.5 표준편차 내, 예컨대 2.25 표준편차 내, 2.0 표준편차 내, 1.75, 표준편차 내, 1.5 표준편차 내, 1.25 표준편차 내, 또는 1.0 표준편차 내에 있다. 평균으로부터의 비율 및 편차의 상기 조합을 이용하여 대안적 범위들을 구성한다고 이해하여야 한다.
세로 간격
전술한 바와 같이, 부착 접촉 영역들은 서로 부착 접촉 영역들이 배치되는 백킹의 세로축에 평행한 세로 평면을 따라 측정할 때 두 인접 부착 접촉 영역들 사이 최소 거리로 정의되는 세로 공간에 의해 이격된다. 실시예에서, 부착 접촉 영역들 사이 세로 간격은 높은 수준의 제어 (즉, 높은 정확도, 높은 정밀도, 낮은 가변성)를 보인다. 실시예에서, 상당수 (50% 이상)의 부착 접촉 영역들이 “목표 지점”에 도포되어, 인접 부착 접촉 면적들의 세로 간격 차이는 영 또는 허용 가능한 작은 값이다. 실시예에서 인접 부착 접촉 영역들 사이 세로 간격의 적어도 약 55% 예컨대 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 68%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 %, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 적어도 약 99.5%, 또는 약 100% (모든 측정값들은 허용 가능한 오차 내에 있다)는 평균의 2.5 표준편차 내에 있다. 또 다른 실시예에서, 샘플 집단의 인접 부착 접촉 면적들 사이 세로 간격의 적어도 약 65%는 평균의 2.5 표준편차 내, 예컨대 2.25 표준편차 내, 2.0 표준편차 내, 1.75, 표준편차 내, 1.5 표준편차 내, 1.25 표준편차 내, 또는 1.0 표준편차 내에 있다. 평균으로부터의 비율 및 편차의 상기 조합을 이용하여 대안적 범위들을 구성한다고 이해하여야 한다.
상기된 바와 같이, 적어도 하나의 연마 입자가 부착 접촉 영역에 배치된다. 인접 부착 접촉 면적들 사이 가로 간격 및 세로 간격과 유사하게, 인접 접촉 영역들에 배치되는 적어도 하나의 연마 입자들 사이에 가로 간격 및 세로 간격이 존재할 수 있다.
실시예에서, 적어도 하나의 연마 입자들 사이 가로 간격은 높은 수준의 제어 (즉, 높은 정확도, 높은 정밀도, 낮은 가변성)를 보인다. 실시예에서, 상당수 (50% 이상)의 적어도 하나의 연마 입자들은 “ 목표 지점”에 적용되어 적어도 하나의 연마 입자들 사이 가로 간격의 차이는 영 또는 허용 가능한 작은 값이다. 실시예에서 인접하는 적어도 하나의 연마 입자들 사이 가로 간격의 적어도 약 55% 예컨대 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 68%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 %, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 적어도 약 99.5%, 또는 약 100% (모든 측정값들은 허용 가능한 오차 내에 있다)는 평균의 2.5 표준편차 내에 있다. 또 다른 실시예에서, 샘플 집단의 적어도 하나의 연마 입자들의 가로 간격의 적어도 약 65%는 평균의 2.5 표준편차 내, 예컨대 2.25 표준편차 내, 2.0 표준편차 내, 1.75, 표준편차 내, 1.5 표준편차 내, 1.25 표준편차 내, 또는 1.0 표준편차 내에 있다. 평균으로부터의 비율 및 편차의 상기 조합을 이용하여 대안적 범위들을 구성한다고 이해하여야 한다.
전술한 바와 같이, 적어도 하나의 연마 입자들이 서로 적어도 하나의 연마 입자들이 배치되는 백킹의 세로축에 평행한 세로 평면을 따라 측정될 때 적어도 하나의 연마 입자들 사이 최소 거리로 정의되는 세로 공간만큼 이격된다. 실시예에서, 적어도 하나의 연마 입자들 사이 세로 간격은 높은 수준의 제어 (즉, 높은 정확도, 높은 정밀도, 낮은 가변성)를 보인다. 실시예에서, 상당수 또는 비율 (50% 이상)의 적어도 하나의 연마 입자들은 “목표 지점”에 적용되어 적어도 하나의 연마 입자들의 세로 간격 사이 차이는 영 또는 허용 가능한 작은 값이다. 실시예에서 적어도 하나의 연마 입자들 사이 세로 간격의 적어도 약 55% 예컨대 적어도 약 60%, 적어도 약 65%, 적어도 약 68%, 적어도 약 70%, 적어도 약 75%, 적어도 약 80%, 적어도 약 85%, 적어도 약 90%, 적어도 약 95%, 적어도 약 %, 적어도 약 98%, 적어도 약 99%, 적어도 약 99.5%, 또는 약 100% (모든 측정값들은 허용 가능한 오차 내에 있다)는 평균의 2.5 표준편차 내이다. 또 다른 실시예에서, 샘플 집단의 인접 부착 접촉 면적들 사이 세로 간격의 적어도 약 65%는 평균의 2.5 표준편차 내, 예컨대 2.25 표준편차 내, 2.0 표준편차 내, 1.75 표준편차 내, 1.5 표준편차 내, 1.25 표준편차 내, 또는 1.0 표준편차 내이다. 평균으로부터의 비율 및 편차의 상기 조합을 이용하여 대안적 범위들을 구성한다고 이해하여야 한다.
부착 접촉 영역들의 높은 정확도, 높은 정밀도, 낮은 가변성 배치는 연마 입자들 배치의 정확도, 정밀도, 낮은 가변성을 직접 개선시키고 효과적인 스와프 제거를 촉진시킴으로써 연마 물품 연마 성능 개선에 직접 기여한다. 부착 접촉 영역들의 미리 결정된 분포의 위치와 관련된 가변성에 대한 여러 다른 측정값이 평가될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 이러한 측정값은 변산도, 표준편차, 사분범위, 범위, 평균차, 중위수 절대편차, 절대평균편차, 거리 표준편차, 변동계수, 산포 사분위 계수, 상대평균차, 분산, 분산-대-평균 비율, 또는 이들의 조합을 포함하는 공지된 통계 분석 측정값을 포함한다. 예로써, 분산-대-평균 비율은 35% 이하, 예컨대 30% 이하, 예컨대 20% 이하이다. 어떠한 도구를 활용하더라도, 분석 목적은 부착 목표 면적에 대한 부착 타격 면적의 미리 결정된 분포의 위치에 의해 정의되는 실시예의 정확도 및 정밀도를 측정하는 것이다. 본원에서 사용되는, “정밀도” 및 “정밀”이라는 용어는 불변 조건들에서 반복적 측정으로 동일 결과를 보이는 정도를 의미한다. 본원에서 사용되는, “정확도” 및 “정확”이란 용어는 측정치가 실제 또는 목표 값과 근사한 정도를 의미한다
적합한 적층 방법, 예컨대 정전 코팅 프로세스, 중력 낙하 코팅, 및 기타 본원에 기재된 모든 연마 입자 적층 프로세스를 이용하여 연마 입자들은 부착층 (예를들면, 연마 물품의 메이크 층, 사이즈 층, 또는 기타 층)에 적층된다. 정전 코팅 과정에서, 연마 입자들에 전기장이 인가되고, 입자들은 바람직하게 주요 표면에 수직한 장축을 따라 배열된다. 또 다른 실시예에서, 연마 입자들은 백킹에 도포된 메이크 코트 전체 표면에 코팅된다. 또 다른 실시예에서, 연마 입자들은 백킹에 도포된 메이크 코트 일 부분에만 도포된다. 연마 입자들은 바람직하게는 메이크 수지로 코팅된 면적에 결합된다.
전술한 바와 같이, 성형 연마 입자들은 부착 접촉 영역에 배치되어 연마 입자의 발자국은 실질적으로 이산 부착 접촉 영역과 동일하다. 따라서 인접 부착 접촉 영역들 및 결합된 연마 입자들 사이의 가로 및 세로 간격들은 제어된다.
일 실시예에 따르면, 연마 물품으로 성형 연마 입자들을 전달하는 프로세스는 정렬 구조 내에서의 개구로부터 제 1 성형 연마 입자를 축출하는 것을 포함할 수 있다. 축출하기 위한 몇몇 적절한 대표적인 방법들은 성형 연마 입자상에 힘을 인가하는 것 및 그것을 정렬 구조로부터 제거하는 것을 포함할 수 있다. 예를들면, 특정한 실시태양들에서, 성형 연마 입자는 정렬 구조에 포함되며 중력, 정전기적 인력, 표면 장력, 압력 차, 기계력, 자기력, 교반, 진동, 및 그것의 조합을 사용하여 정렬 구조로부터 축출될 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 성형 연마 입자들은 성형 연마 입자들의 표면이, 부착 재료를 포함할 수 있는, 백킹의 표면에 접촉될 때까지 정렬 구조에 포함될 수 있으며, 성형 연마 입자들은 정렬 구조로부터 제거되고 백킹 상에서의 미리 결정된 위치로 전달된다.
또 다른 양상에 따르면, 성형 연마 입자들은 경로를 따라 성형 연마 입자들을 미끄러뜨림으로써 제어된 방식으로 연마 물품의 표면에 전달될 수 있다. 예를들면, 일 실시예에서, 성형 연마 입자들은 경로 아래로 및 중력을 통해 개구를 경유하여 연마 입자들을 미끄러뜨림으로써 백킹 상에서의 미리 결정된 위치로 전달될 수 있다. 도 15는 실시예에 따른 시스템을 도시한 것이다. 특히, 시스템(1500)은 성형 연마 입자들(1503)의 함량을 포함하며 호퍼(1502) 아래로 이송될 수 있는 성형 연마 입자들(1503)을 백킹(1501)의 표면으로 전달하도록 구성된 호퍼(1502)를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들(1503)은 서로에 대해 미리 결정된 분포로 배열된 성형 연마 입자들을 포함한 코팅된 연마 물품을 형성하기 위해 제어된 방식으로 호퍼(1502)에 부착되며 백킹(1501)의 표면에 전달된 경로(1504) 아래로 전달될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 경로(1504)는 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포의 형성을 용이하게 하기 위해 특정한 레이트로 특정한 수의 성형 연마 입자들을 전달하기 위해 사이징되며 성형될 수 있다. 더욱이, 호퍼(1502) 및 경로(1504)는 성형 연마 입자들의 선택된 미리 결정된 분포들의 형성을 용이하게 하기 위해 백킹(1501)에 대해 이동 가능할 수 있다.
게다가, 백킹(1501)은 성형 연마 입자들의 개선된 배향을 용이하게 하기 위해 백킹(1501) 및 백킹(1501) 상에 포함된 성형 연마 입자들을 교반시키거나 또는 진동시킬 수 있는 진동 테이블(1506) 위에 추가로 이송될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 성형 연마 입자들은 스로잉 프로세스를 통해 백킹으로 개개의 성형 연마 입자들을 추출함으로써 미리 결정된 위치로 전달될 수 있다. 스로잉 프로세스에서, 성형 연마 입자들은 백킹 상에서의 미리 결정된 위치에 연마 입자들을 유지하기에 충분한 레이트로 가속화되고 컨테이너로부터 축출될 수 있다. 예를들면, 도 16은 스로잉 프로세스를 사용하여 시스템의 예시를 포함하며, 여기에서 성형 연마 입자들(1602)은 힘(예로서, 압력 차)을 통해 성형 연마 입자들을 가속화시키며 스로잉 유닛(1603)으로부터 경로(1605) 아래로 성형 연마 입자들(1602)을 전달할 수 있는 스로잉 유닛(1603)으로부터 축출될 수 있으며, 이것은 스로잉 유닛(1603)으로 및 미리 결정된 위치에서의 백킹(1601)으로 부착될 수 있다. 백킹(1601)은 스로잉 유닛(1603) 하에 이송될 수 있으며, 따라서 초기 배치 후, 성형 연마 입자들(1602)은 백킹(1601)의 표면상에서 부착 재료를 경화시키며 그것들의 미리 결정된 위치들에서 성형 연마 입자들(1602)을 유지할 수 있는 경화 프로세스를 겪을 수 있다.
도 17a는 실시예에 따른 대안적인 스로잉 프로세스의 예시를 포함한다. 특히, 스로잉 프로세스는 미리 결정된 위치에서의 백킹 상에서의 성형 연마 입자(1702)의 배치를 용이하게 하기 위해 갭(1708)을 통해 스로잉 유닛(1703)으로부터 성형 연마 입자(1702)를 축출하는 것을 포함할 수 있다. 축출의 힘, 축출될 때 성형 연마 입자(1702)의 배향, 백킹(1701)에 대한 스로잉 유닛(1703)의 배향, 및 갭(1708)은 성형 연마 입자(1702)의 미리 결정된 위치 및 서로에 대한 백킹(1701) 상에서의 성형 연마 입자들(1702)의 미리 결정된 분포를 조정하기 위해 제어되고 조정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 연마 물품(1701)은 성형 연마 입자들(1702) 및 연마 물품(1701) 사이에서의 부착을 용이하게 하기 위해 표면의 일 부분 상에 부착 재료(1712)를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
특정한 실시태양들에서, 성형 연마 입자들(1702)은 코팅을 갖도록 형성될 수 있다. 코팅은 성형 연마 입자들(1702)의 외부 표면의 적어도 일 부분 위에 놓일 수 있다. 일 특정한 실시예에서, 코팅은 유기 재료, 및 보다 특히 고분자, 및 보다 더 특히 부착 재료를 포함할 수 있다. 부착 재료를 포함한 코팅은 백킹(1701)으로의 성형 연마 입자들(1702)의 부착을 용이하게 할 수 있다.
도 17b는 실시예에 따른 대안적인 스로잉 프로세스의 예시를 포함한다. 특히, 도 17b의 실시예는 연마 물품(1701)의 성형 연마 입자들(1702)을 향하게 하도록 구성된 특정한 스로잉 유닛(1721)을 상세히 설명한다. 실시예에 따르면, 스로잉 유닛(1721)은 복수의 성형 연마 입자들(1702)을 포함하도록 구성된 호퍼(1723)를 포함할 수 있다. 더욱이, 호퍼(1723)는 가속화 구역(1725)에 대한 제어된 방식으로 하나 이상의 성형 연마 입자들(1702)을 전달하도록 구성될 수 있으며, 여기에서 성형 연마 입자들(1702)은 가속화되며 연마 물품(1701)으로 향해진다. 일 특정한 실시예에서, 스로잉 유닛(1721)은 가속화 구역(1725)에서 성형 연마 입자들(1702)의 가속화를 용이하게 하기 위해, 제어 가스 스트림 또는 에어 나이프 유닛과 같은, 가압 유체를 이용한 시스템(1722)을 포함할 수 있다. 추가로 예시되는 바와 같이, 스로잉 유닛(1721)은 일반적으로 성형 연마 입자들(1702)을 연마 물품(1701)으로 향하게 하도록 구성된 슬라이드(1726)를 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 스로잉 유닛(1731) 및/또는 슬라이드(1726)는 복수의 위치들 사이에서 이동 가능할 수 있으며 연마 물품 상에서의 특정한 위치들로의 개개의 성형 연마 입자들의 전달을 용이하게 하도록 구성될 수 있고, 그에 따라 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포의 형성을 용이하게 할 수 있다.
도 17a는 실시예에 따른 대안적인 스로잉 프로세스의 예시를 포함한다. 도 17c의 예시된 실시예에서, 연마 물품(1701)에서 성형 연마 입자들(1702)을 향하게 하도록 구성된 대안적인 스로잉 유닛(1731)을 상세히 설명한다. 실시예에 따르면, 스로잉 유닛(1731)은 가속화 구역(1735)에 대해 제어된 방식으로 복수의 성형 연마 입자들(1702)을 포함하며 하나 이상의 성형 연마 입자들(1702)을 전달하도록 구성된 호퍼(1734)를 포함할 수 있으며, 여기에서 성형 연마 입자들(1702)은 가속화되고 연마 물품(1701)으로 향해진다. 일 특정한 실시예에서, 스로잉 유닛(1731)은 축 주위에서 회전되며 특정한 레이트의 회전들에서 스테이지(1733)를 회전시키도록 구성될 수 있는 스핀들(1732)을 포함할 수 있다. 성형 연마 입자들(1702)은 호퍼(1734)로부터 스테이지(1733)로 전달될 수 있으며 스테이지(1733)로부터 연마 물품(1701)을 향해 특히 가속화될 수 있다. 이해될 바와 같이, 스핀들(1732)의 회전의 레이트는 연마 물품(1701) 상에서의 성형 연마 입자들(1702)의 미리 결정된 분포를 제어하도록 제어될 수 있다. 더욱이, 스로잉 유닛(1731)은 복수의 위치들 사이에서 이동 가능할 수 있고 연마 물품 상에서의 특정한 위치들로의 개개의 성형 연마 입자들의 전달을 용이하게 하도록 구성될 수 있으며, 그에 따라 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포의 형성을 용이하게 할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 연마 물품 상에서의 미리 결정된 위치에서 성형 연마 입자들을 전달하며 서로에 대하여 미리 결정된 분포에 복수의 성형 연마 입자들을 가진 연마 물품을 형성하는 프로세스는 자기력의 인가를 포함할 수 있다. 도 18은 실시예에 따른 시스템을 도시한 것이다. 시스템(1800)은 복수의 성형 연마 입자들(1802)을 포함하며 성형 연마 입자들(1802)을 제 1 이송 벨트(1803)로 전달하도록 구성된 호퍼(1801)를 포함할 수 있다.
예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들(1802)은 이산 접촉 영역에서 성형 연마 입자들의 각각을 포함하도록 구성된 정렬 구조(1805)로 벨트(1803)를 따라 이송될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 성형 연마 입자들(1802)은 전달 롤러(1804)를 통해 벨트(1803)로부터 정렬 구조(1805)로 전달될 수 있다. 특정한 실시태양들에서, 전달 롤러(1804)는 벨트(1803)로부터 정렬 구조(1805)로의 성형 연마 입자들(1802)의 제어된 제거를 용이하게 하기 위해 자석을 이용할 수 있다. 자기 재료를 포함한 코팅의 제공은 자기 능력들을 가진 전달 롤러(1804)의 사용을 용이하게 할 수 있다.
성형 연마 입자들(1802)은 정렬 구조(1805)로부터 백킹(1807) 상에서의 미리 결정된 위치로 전달될 수 있다. 예시된 바와 같이, 백킹(1807)은 정렬 구조(1805)로부터 백킹(1807)으로의 성형 연마 입자들(1802)의 전달을 용이하게 하기 위해 분리된 벨트 상에서 및 정렬 구조(1805)로부터 이동되고 정렬 구조를 접촉할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 연마 물품 상에서의 미리 결정된 위치에서 성형 연마 입자들을 전달하며 서로에 대하여 미리 결정된 분포에서 복수의 성형 연마 입자들을 가진 연마 물품을 형성하는 프로세스는 자석들의 어레이의 사용을 포함할 수 있다. 도 19는 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위한 시스템을 도시한 것이다. 특히, 시스템(1900)은 정렬 구조(1901) 내에 포함된 성형 연마 입자들(1902)을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 시스템(1900)은 자석들(1905)의 어레이를 포함할 수 있으며, 이것은 백킹(1906)에 대하여 미리 결정된 분포로 배열된 복수의 자석들을 포함할 수 있다. 실시예에 따르면, 자석들(1905)의 어레이는 백킹 상에서의 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포와 실질적으로 동일할 수 있는 미리 결정된 분포로 배열될 수 있다.
게다가, 자석들(1905)의 어레이의 자석들의 각각은 제 1 위치 및 제 2 위치 사이에서 이동 가능할 수 있으며, 이것은 자석들(1905)의 어레이의 형태의 제어를 용이하게 하며 자석들의 미리 결정된 분포 및 백킹 상에서의 성형 연마 입자들(1902)의 미리 결정된 분포의 제어를 추가로 용이하게 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 자석들(1905)의 어레이는 연마 물품에서의 성형 연마 입자들(1902)의 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들의 제어를 용이하게 하기 위해 변경될 수 있다.
더욱이, 자석들(1905)의 어레이의 자석들의 각각은 제 1 상태 및 제 2 상태 사이에서 동작 가능할 수 있으며, 여기에서 제 1 상태는 제 1 자기 세기(예로서, 온 상태)와 연관될 수 있으며 제 2 상태는 제 2 자기 세기(예로서, 오프 상태)와 연관될 수 있다. 자석들의 각각의 상태의 제어는 백킹(1906)의 특정한 영역들로의 성형 연마 입자들의 선택적 전달을 용이하게 하며 미리 결정된 분포의 제어를 추가로 용이하게 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 자석들(1905)의 어레이의 자석들의 상태는 연마 물품 상에서의 성형 연마 입자들(1902)의 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들의 제어를 용이하게 하기 위해 변경될 수 있다.
도 20a는 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위해 사용된 도구의 이미지를 포함한다. 특히, 도구(2051)는 기판을 포함할 수 있으며, 이것은 성형 연마 입자들을 포함하며 최종-형성된 연마 물품 상에서의 성형 연마 입자들의 전달 및 배치를 보조하도록 구성된 이산 접촉 영역들을 정의한 개구들(2052)을 가진 정렬 구조일 수 있다. 예시된 바와 같이, 개구들(2052)은 정렬 구조상에서 서로에 대해 미리 결정된 분포로 배열될 수 있다. 특히, 개구들(2052)은 서로에 대하여 미리 결정된 분포를 가진 하나 이상의 그룹들(2053)에 배열될 수 있으며, 이것은 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들에 의해 정의된 미리 결정된 분포에서의 연마 물품 상에서의 성형 연마 입자들의 배치를 용이하게 할 수 있다. 특히, 도구(2051)는 개구들(2052)의 로우에 의해 정의된 그룹(2053)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 도구(2051)는, 개구들의 각각이 기판에 대하여 실질적으로 동일한 미리 결정된 회전 배향을 갖기 때문에, 예시된 개구들(2052)의 모두에 의해 정의된 그룹(2055)을 가질 수 있다.
도 20b는 실시예에 따른 연마 물품을 형성하기 위해 사용된 도구의 이미지를 포함한다. 특히, 도 20b에 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들(2001)은 도 20a의 도구(2051)에 포함되며, 보다 특히, 도구(2051)는 정렬 구조일 수 있고, 여기에서 개구들(2052)의 각각은 단일 성형 연마 입자(2001)를 포함한다. 특히, 성형 연마 입자들(2001)은 하향식으로 보여지는 바와 같이, 삼각형 2-차원 형태를 가질 수 있다. 게다가, 성형 연마 입자들(2001)은 성형 연마 입자의 팁이 도구(2051)의 반대 측면으로 개구들(2052)로 및 그것을 통해 연장되도록 개구들(2052)로 위치될 수 있다. 개구들(2052)은 그것들이 성형 연마 입자들(2001)의 적어도 일 부분(전체가 아니지만)의 윤관을 실질적으로 보완하며 도구(2051)에서의 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들에 의해 정의된 위치에 그것들을 유지하도록 사이징되고 성형될 수 있으며, 이것은 미리 결정된 배향 특성들을 유지하면서 도구(2051)로부터 백킹으로 성형 연마 입자들(2001)의 전달을 용이하게 할 것이다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들(2001)은 성형 연마 입자들(2001)의 표면들의 적어도 일 부분이 도구(2051)의 표면 위에 연장되도록 개구들(2052) 내에 포함될 수 있으며, 이것은 개구들(2052)로부터 백킹으로 성형 연마 입자들(2001)의 전달을 용이하게 할 수 있다.
예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들(2001)은 그룹(2002)을 정의할 수 있다. 그룹(2002)은 성형 연마 입자들(2001)의 미리 결정된 분포를 가질 수 있으며, 여기에서 성형 연마 입자들의 각각은 실질적으로 동일한 미리 결정된 회전 배향을 가진다. 게다가, 성형 연마 입자들(2001)의 각각은 실질적으로 동일한 미리 결정된 수직 배향 및 미리 결정된 팁 높이 배향을 가진다. 더욱이, 그룹(2002)은 도구(2051)의 가로 축(2081)에 평행한 평면에서 배향된 다수의 로우들(예로서, 2005, 2006, 및 2007)을 포함한다. 게다가, 그룹(2002) 내에서, 성형 연마 입자들(2001)의 보다 작은 그룹들(예로서, 2012, 2013, 및 2014)이 존재할 수 있으며, 여기에서 성형 연마 입자들(2001)은 서로에 대하여 미리 결정된 가로 배향 및 미리 결정된 세로 배향의 조합에서의 동일한 차이를 공유한다. 특히, 그룹들(2012, 2013, 및 2014)의 성형 연마 입자(2001)는 경사진 컬럼들로 배향될 수 있으며, 여기에서 그룹은 도구(2051)의 세로 축(2080)에 비스듬히 연장되지만, 성형 연마 입자들(2001)은 서로에 대하여 미리 결정된 세로 배향 및 미리 결정된 가로 배향에서 실질적으로 동일한 차이를 가질 수 있다. 또한 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자들(2001)의 미리 결정된 분포는 패턴을 정의할 수 있으며, 이것은 삼각형 패턴(2011)으로 고려될 수 있다. 게다가, 그룹(2002)은 그룹의 경계가 사각형의 2-차원 마이크로-형태를 정의하도록 배열될 수 있다(점선 참조).
도 20c는 실시예에 따른 연마 물품의 일 부분의 이미지를 포함한다. 특히, 연마 물품(2060)은 백킹(2061) 및 복수의 성형 연마 입자들(2001)을 포함하며, 이것은 도구(2051)의 개구들(2052)로부터 백킹(2061)으로 전달되었다. 예시된 바와 같이, 도구의 개구들(2052)의 미리 결정된 분포는 백킹(2061) 상에 포함된 그룹(2062)의 성형 연마 입자들(2001)의 미리 결정된 분포에 대응할 수 있다. 성형 연마 입자들(2001)의 미리 결정된 분포는 하나 이상의 미리 결정된 배향 특성들에 의해 정의될 수 있다. 게다가, 도 20c로부터 입증된 바와 같이, 성형 연마 입자들(2001)은, 성형 연마 입자들(2001)이 도구(2051)에 포함될 때, 도 20b의 성형 연마 입자들의 그룹들에 실질적으로 대응하는 그룹들에 배열될 수 있다.
여기에서의 특정한 연마 물품들에 대해, 연마 물품 상에서 복수의 성형 연마 입자들의 적어도 약 75%는 예를들면, 여기에서의 실시예들에 설명된 바와 같이 측 배향을 포함하여, 백킹에 대하여 미리 결정된 배향을 가질 수 있다. 계속해서, 퍼센티지는 적어도 약 77%, 적어도 약 80%, 적어도 약 81%, 또는 심지어 적어도 약 82%와 같이, 더 클 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에 대해, 연마 물품은 여기에서의 성형 연마 입자들을 사용하여 형성될 수 있으며, 여기에서 성형 연마 입자들의 총 함량의 약 99% 이하가 미리 결정된 측 배향을 가진다. 미리 결정된 배향에서의 성형 연마 입자들의 퍼센티지들에 대한 여기에서의 참조는 성형 연마 입자들의 통계적으로 적절한 수 및 성형 연마 입자들의 총 함량의 랜덤 샘플링에 기초한다는 것이 이해될 것이다.
미리 결정된 배향에서 입자들의 퍼센티지를 결정하기 위해, 연마 물품의 2D 미소초점 x-선 이미지가 이하의 표 1의 조건들에서 실행된 CT 스캔 기계를 사용하여 획득된다. X-선 2D 이미징은 품질 보증 소프트웨어를 사용하여 행해졌다. 표본 장착 기구는 4"x4" 윈도우 및 Ø0.5" 고체 금속 막대를 가진 플라스틱 프레임을 이용하며, 그것의 최상부 부분은 프레임을 고정시키기 위해 두 개의 나사들을 갖고 반 평평화된다. 이미징 이전에, 표본은 나사 머리들이 X-선들의 입사 방향과 접하게 되는 프레임의 일 측면을 통해 고정되었다 (도 1b). 그 후 4"x4" 윈도우 면적 내에서의 5개의 영역들이 120kV/80μA에서 이미징하기 위해 선택된다. 각각의 2D 투사는 X-선 오프-셋/이득 보정들을 갖고 및 배율에서 기록되었다.
전압
(kV)		 전류
(μA)		 배율 이미지당 시야
(mm x mm)		 노출 시간
120 80 15X 16.2x13.0 500 ms/2.0 fps
이미지는 그 후 ImageJ 프로그램을 사용하여 불러들이고 분석되며, 여기에서 상이한 배향들은 이하의 표 2에 따라 값들이 할당된다.
셀 마커 유형 코멘트들
1 부분적으로 노출된, 이미지의 둘레에서의 결정립들 - 측 배향으로 선(예로서, 그것들의 측 표면 상에 서있는 입자들)
2 부분적으로 노출된, 이미지의 둘레에서의 결정립들 - 아래 배향 (즉, 편평한 배향 또는 반전된 배향에서의 입자들)
3 완전히 노출된, 이미지상에서의 결정립들 - 측 배향으로 선
4 완전히 노출된, 이미지상에서의 결정립들 - 아래로
5 완전히 노출된, 이미지상에서의 결정립들 - 비스듬히 서 있는(45도 각도에서 아래로 및 수직으로 서있는 것 사이)
3개의 산출들이 그 후 표 3에서 아래에 제공된 바와 같이 수행된다. 산출들을 행한 후, 제곱 센티미터당 측 배향에서의 성형 연마 입자들의 퍼센티지가 도출될 수 있다. 특히, 측 배향을 가진 입자는 성형 연마 입자의 주 표면 및 백킹의 표면 사이에서의 각도에 의해 정의된 바와 같이, 수직 배향을 가진 입자이며, 여기에서 각도는 45도들 이상이다. 따라서, 45도들 이상의 각도를 가진 성형 연마 입자는 서 있거나 또는 측 배향을 갖는 것으로 고려되고, 45도의 각도를 가진 성형 연마 입자는 비스듬히 서 있는 것으로 고려되며, 45도 미만의 각도를 가진 성형 연마 입자는 아래 배향을 갖는 것으로 고려된다.
5) 파라미터 프로토콜*
% 상향 결정립들 ((0.5×1)+3+5)/(1+2+3+4+5)
㎠당 결정립들의 총 # (1+2+3+4+5)
㎠당 상향 결정립들의 # (%상향 결정립들×㎠당 결정립들의 총 #)
* - 이것들은 모두 이미지의 대표적인 면적에 대해 정규화된다.
+ - 0.5의 척도 인자는 그것들이 이미지에 완전히 존재하지 않는다는 사실을 고려하기 위해 적용되었다.
더욱이, 성형 연마 입자들을 갖고 만들어진 연마 물품들은 성형 연마 입자들의 다양한 함량들을 이용할 수 있다. 예를들면, 연마 물품들은 개방-코트 구성 또는 폐쇄 코트 구성에서 성형 연마 입자들의 단일 층을 포함한 코팅된 연마 물품들일 수 있다. 그러나, 매우 예상 외로, 성형 연마 입자들이 개방 코트 구성에서 우수한 결과들을 입증한다는 것을 발견하였다. 예를들면, 복수의 성형 연마 입자들은 약 70 입자들/㎠ 이하의 성형 연마 입자들의 코팅 밀도를 가진 개방 코트 연마 제품을 정의할 수 있다. 다른 실시태양들에서, 연마 물품의 제곱 센티미터당 성형 연마 입자의 밀도는 약 60 입자들/㎠ 이하, 약 55 입자들/㎠ 이하, 또는 심지어 약 50 입자들/㎠ 이하와 같은, 약 65 입자들/㎠ 이하일 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 여기에서의 성형 연마 입자를 사용한 개방 코트 코팅된 연마제의 밀도는 적어도 약 5 입자들/㎠, 또는 심지어 적어도 약 10 입자들/㎠일 수 있다. 연마 물품의 제곱 센티미터당 성형 연마 입자들의 밀도는 상기 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
특정한 실시태양들에서, 연마 물품은 물품의 외부 연마 표면을 커버하는 연마 입자의 약 50% 이하를 코팅하는 개방 코트 밀도를 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 연마 면적의 총 면적에 대한 연마 입자들의 퍼센티지 코팅은 약 40% 이하, 약 30% 이하, 약 25% 이하, 또는 심지어 약 20% 이하일 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 연마 표면의 총 면적에 대한 연마 입자들의 퍼센티지 코팅은 적어도 약 10%, 적어도 약 15%, 적어도 약 20%, 적어도 약 25%, 적어도 약 30%, 적어도 약 35%, 또는 심지어 적어도 약 40%와 같은, 적어도 약 5%일 수 있다. 연마 표면의 총 면적에 대한 성형 연마 입자들의 퍼센트 커버리지는 상기 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다.
몇몇 연마 물품은 백킹의 길이(예로서, 림(ream))에 대한 특정한 함량의 연마 입자들을 가질 수 있다. 예를들면, 일 실시예에서, 연마 물품은 적어도 약 25 lbs/ream, 또는 심지어 적어도 약 30 lbs/ream와 같은, 적어도 약 10 lbs/ream(148 그램/m2), 적어도 약 15 lbs/ream, 적어도 약 20 lbs/ream의 성형 연마 입자들의 정규화된 중량을 이용할 수 있다. 계속해서, 비-제한적인 일 실시예에서, 연마 물품들은 약 50 lbs/ream 이하, 또는 심지어 약 45 lbs/ream 이하와 같은, 약 60 lbs/ream(890 그램들/m2) 이하의 성형 연마 입자들의 정규화된 중량을 포함할 수 있다. 여기에서의 실시예들의 연마 물품들은 상기 최소 및 최대 값들 중 임의의 것 사이에서의 범위 내에서의 성형 연마 입자의 정규화된 중량을 이용할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
출원인은 본 교시에 따른 소정의 연마 물품 실시예들이 백킹에 배치되는 연마 입자량 (“결정립 중량”이라고도 함)과 비교하여 유익한 메이크 코트 재료량 (“메이크 중량”이라고도 함)을 보인다는 것을 알았다. 실시예에서, 메이크 중량 대 결정립 중량의 비율은 일정하거나 변경될 수 있다. 실시예에서, 메이크 중량 대 결정립 중량의 비율은 1:40 내지 1:1, 예컨대 1:40 내지 1:1.3, 예컨대 1:25 내지 1:2, 예컨대 1:20 내지 1:5이다. 특정 실시예에서 메이크 중량 대 결정립 중량의 비율은 1:20 내지 1:9이다.
실시예에서, 메이크 중량은 림 당 적어도 0.1 파운드 per ream, 예컨대 림 당 적어도 0.2 파운드, 림 당 적어도 0.3 파운드, 림 당 적어도 0.4 파운드, 림 당 적어도 0.5 파운드, 림 당 적어도 0.6 파운드, 림 당 적어도 .7 파운드, 림 당 적어도 .8 파운드, 림 당 적어도 .9 파운드, 또는 림 당 적어도 1.0 파운드이다. 실시예에서 메이크 중량은 림 당 40 파운드 이하, 예컨대 림 당 35 파운드 이하, 림 당 30 파운드 이하, 림 당 28 파운드 이하, 림 당 25 파운드 이하, 림 당 20 파운드 이하, 또는 림 당 15 파운드 이하이다. 메이크 중량은 상기 임의의 최대값 및 최소값 사이의 범위일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특정 실시예에서, 메이크 중량은 림 당 0.5 파운드 내지 림 당 20 파운드, 예컨대 림 당 0.6 파운드 내지 림 당 15 파운드, 예컨대 림 당 0.7 파운드 내지 림 당 10 파운드이다. 특정 실시예에서, 메이크 중량은 림 당 0.5 파운드 내지 림 당 5 파운드이다.
특정 실시태양들에서, 연마 물품들은 특정한 피삭재들 상에서 사용될 수 있다. 적절한 대표적인 피삭재는 무기 재료, 유기 재료, 천연 재료, 및 그것의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 실시예에 따르면, 피삭재는 철-계 재료, 니켈-계 재료 등과 같은, 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 피삭재는 스틸일 수 있으며, 보다 특히, 근본적으로 스테인리스 스틸(예로서, 304 스테인리스 스틸)로 이루어질 수 있다.
실시예 1
연삭 테스트는 연삭 방향에 대해 성형 연마립의 배향의 효과를 평가하기 위해 행해진다. 테스트에서, 제 1 세트의 성형 연마 입자들(샘플 A)은 연삭 방향에 대해 정면 배향으로 배향된다. 간단히 3b로 가면, 성형 연마 입자(102)는 정면 배향 연삭 방향(385)을 가지며, 따라서 주 표면(363)은 연삭 방향에 실질적으로 수직인 평면을 정의하며, 보다 특히 성형 연마 입자(102)의 등분 축(231)은 연삭 방향(385)에 실질적으로 수직이다. 샘플 A는 오스테나이트 스테인리스 스틸에 대해 정면 배향으로 홀더 상에 장착되었다. 휠 속도 및 동작 속도는 각각 22 m/s 및 16 mm/s로 유지되었다. 절단의 깊이는 0 및 30 마이크론 사이에서 선택될 수 있다. 각각의 테스트는 8인치 길이 피삭재에 걸쳐 15개의 패스들로 이루어졌다. 각각의 테스트에 대해, 10개의 반복 샘플들이 실행되며 결과들이 분석되고 평균되었다. 스크래치 길이의 시작에서 끝까지 홈의 단면적에서의 변화는 그릿 마모를 결정하기 위해 측정되었다.
제 2 세트의 샘플들(샘플 B)이 또한 샘플 A에 대해 상기 설명된 연삭 테스트에 따라 테스트된다. 특히, 그러나 샘플 B의 성형 연마 입자들은 연삭 방향에 대해 백킹 상에서 옆 배향을 가진다. 간단히 도 3b로 가면, 성형 연마 입자(103)는 연삭 방향(385)에 대해 옆 배향을 갖는 것으로 예시된다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자(103)는 측 표면들(371 및 372)에 의해 접합될 수 있는, 주 표면들(391 및 392)을 포함할 수 있으며, 성형 연마 입자(103)는 연삭 방향(385)의 벡터에 대해 특정한 각도를 형성하는 등분 축(373)을 가질 수 있다. 예시된 바와 같이, 성형 연마 입자(103)의 등분 축들(373)은 연삭 방향(385)과 실질적으로 평행 배향을 가질 수 있으며, 따라서 등분 축(373) 및 연삭 방향(385) 사이에서의 각도는 근본적으로 0도이다. 따라서, 성형 연마 입자(103)의 옆 배향은 성형 연마 입자(103)의 다른 표면들 중 임의의 것 전에 피삭재와의 측 표면(372)의 초기 접촉을 용이하게 할 수 있다.
도 21은 예 1의 연삭 테스트에 따라 샘플 A 및 샘플 B에 대한 수직항력(N) 대 절단 수의 플롯을 포함한다. 도 21은 다수의 패스들 또는 절단들을 위해 대표적인 샘플들(A 및 B)의 성형 연마 입자들을 갖고 피삭재의 연삭을 행하기 위해 필요한 수직항력을 예시한다. 예시된 바와 같이, 샘플 A의 수직항력은 처음에 샘플 B의 수직항력보다 낮다. 그러나, 테스트가 계속됨에 따라, 샘플 A의 수직항력은 샘플 B의 수직항력을 초과한다. 따라서, 몇몇 실시태양들에서, 연마 물품은 개선된 연삭 성능을 가능하게 하기 위해 의도된 연삭 방향에 대해 성형 연마 입자들의 상이한 배향들(예로서, 정면 배향 및 옆 배향)의 조합을 이용할 수 있다. 특히, 도 21에 예시된 바와 같이, 연삭 방향에 대한 성형 연마 입자들의 배향들의 조합은 연마 물품의 수명 전체에 걸쳐 보다 낮은 수직항력들, 개선된 연삭 효율성, 및 연마 물품의 보다 큰 사용 가능한 수명을 가능하게 할 수 있다.
실시예 2
5개의 샘플들이 성형 연마 입자들의 배향을 비교하기 위해 분석된다. 3개의 샘플들(샘플들(S1, S2, 및 S3))이 실시예에 따라 만들어진다. 샘플 S1은 템플릿 및 접촉 프로세스를 이용하여 제작되었다. 연마 입자들은 바람직한 미리 결정된 연마 입자 분포를 가지는 템플릿에 배치되고 고정된다. 연속 메이크 코트를 가지는 백킹 기재를 연마 입자들과 접촉시켜 연마 입자들을 원하는 미리 결정된 연마 입자 분포로 부착시켰다. 샘플 S2 및 S3을 연속 정전 사출 (projection) 프로세스를 이용하여 제작하였다. 성형 연마 입자들을 비연속 메이크 코트를 가지는 백킹 기재에 사출시켰다. 메이크 코트는 미리 이산 원형 부착 접촉 면적 (또한 본원에서 메이크 코트 “스폿”으로 칭함)의 비-섀도잉 패턴으로 미리 결정된 분포로서 도포되었다. 패턴은 본원에 기재된 식 1.1과 일치하는 잎차례 패턴 (파인애플 패턴이라고도 칭함)이었다. S2 및 S3에 대한 메이크 코트는 백킹 재료 표면에 분포되는 17,000개의 원형 부착 접촉 영역들을 포함한다. 연마 샘플 S2 및 S3에 대한 메이크 중량은 대략 림 당 0.84 파운드이다. 샘플 S2 및 S3에 대한 결정립 중량은 림 당 대략 17.7 파운드이다. S2 및 S3 샘플 이미지는 도 37에 도시된다. 이미지 분석을 통해 패턴에 대한 다양한 공간 특성을 결정하였다. 부착 접촉 면적 (즉 메이크 코트 스폿)의 평균 사이즈는 대략 1.097 mm²이었다. 메이크 코트 스폿 사이 인접 간격은 대략 2.238 mm이었다. 메이크 코트로 덮이지 않은 면적에 대한 메이크 코트로 덮인 면적의 비율은 0.1763이다 (즉 백킹 표면의 대략 17.6%가 메이크 코트로 도포되었다).
도 22는 여기에 설명된 조건들에 따른 CT 스캔 기계를 통해 2D 미소초점 X-선을 사용하여 샘플(S1)의 일 부분의 이미지를 포함한다. 두 개의 다른 샘플들(샘플들(CS1 및 CS2))은 성형 연마 입자들을 포함한 종래의 연마 제품들을 나타낸다. 샘플들(CS1 및 CS2)은 Cubitron II로서 3M으로부터 상업적으로 이용 가능하다. 샘플 S1은 3M에서 Cubitron II로서 상업적으로 입수되는 성형 결정립을 포함하였다. 본 발명의 샘플 S2 및 S3은 Saint-Gobain Abrasives에서 입수되는 차세대 성형 연마 입자들을 포함하였다. 도 23은 여기에 설명된 조건들에 따라 CT 스캔 기계를 통해 2D 미소초점 X-선을 사용하여 샘플(CS2)의 일 부분의 이미지를 포함한다. 샘플들의 각각은 X-선 분석을 통해 성형 연마 입자들의 배향을 평가하기 위해 여기에 설명된 조건들에 따라 평가된다.
도 24는 각각의 비교 샘플 (샘플 CS1 및 샘플 CS2) 및 본 발명의 샘플 (샘플 S1, S2, 및 S3)에 대한 상향 결정립/cm2 및 결정립 총수/cm2 를 도시한 것이다. 샘플 CS1 및 CS2는 동일한 벨트에서 달리 시도되었다는 것을 이해하여야 한다. CS1이 테스트된 후 연삭 기계가 고장나서 수리된 후 다시 교정되었다. 비교 샘플을 다시 운전하고 CS2로 보고한다. CS1에 대한 값들도 유익하므로 포함하지만; 보다 적적한 비교는 정확하게 동일한 연삭 조건들에서 모두 테스트 한 CS2와 S1, S2, 및 S3 값들이다.
예시된 바와 같이, 샘플들(CS1 및 CS2)은 샘플들(S1, S2, 및 S3)에 비교하여 측 배향(즉, 직립 배향)으로 배향된 상당히 더 적은 수의 성형 연마 입자들을 보여준다. 특히, 샘플(S1)은 측정된 모든 성형 연마 입자들(즉, 100%)이 측 배향으로 배향되지만 (즉, 100%의 성형 연마 입자들이 연삭 팁 "상향"으로 직립되었다), CS2의 성형 연마 입자들의 총 수의 단지 72 퍼센트만이 측 배향을 갖는다는 것을 보여준다 (즉, 단지 72%의 성형 연마 입자들이 연삭 팁 상향으로 직립된다). 더욱이, 샘플 S1의 성형 연마 입자들 100%는 제어된 회전 정렬 상태이다. 본 발명의 샘플 S2 및 S3은 또한 C2와 비교할 때 연삭 팁들이 상향인 직립 위치에 있는 성형 연마 입자들의 개수가 월등하다. 입증된 바와 같이, 성형 연마 입자들을 사용한 최신의 종래의 연마 물품들(C2)은 현재 설명된 연마 물품들의 배향의 정밀도를 달성하지 않았다.
실시예 3
또 다른 본 발명의 코팅된 연마 실시예를 S2 및 S3와 유사한 방식으로 제작하였다. 메이크 코트를 파인애플 패턴을 따르는 비연속, 비-섀도잉 분포로 도포하였다; 그러나 이산 부착 접촉 영역들의 총수는 10,000이었다. 메이크 중량은 대략 1.6 lb./rm이고 결정립 중량은 대략 19.2 lb./rm이었다. 실시예 2에서 상기된 바와 같은 성형 연마 입자들 (Cubitron II)을 메이크 코트 접촉 영역들에 적용하였다. 본 발명의 코팅된 연마 물품의 연마 입자 밀도 (연마 결정립 밀도)는 19개의 결정립/cm2이었다. 상기 실시예 2와 유사하게 X-선 분석을 수행하여 본 발명의 실시예 및 종래 코팅 비교 연마 제품의 성형 연마 입자들의 배향을 평가하였다. 도 35a는 비교 제품의 예시이다. 도 35b는 본 발명의 실시예의 예시이다. 배향 분석의 그래프 표시 결과를 도 36에 나타낸다. 본 발명의 실시예는 놀랍게도 상당해 개선된 개수의 연마립, 89%가 직립 위치에 있다는 것을 보이지만, 비교예는 단지 72%의 연마립만이 직립 위치에 배치된다.
본 출원은 최신 기술로부터의 이탈을 나타낸다. 산업은 성형 연마 입자들이 몰딩 및 스크린 인쇄와 같은 프로세스들을 통해 형성될 수 있음을 인식하였지만, 여기에서의 실시예들의 프로세스들은 이러한 프로세스들과 다르다. 특히, 여기에서의 실시예들은 특정한 특징들을 가진 성형 연마 입자의 배치들의 형성을 용이하게 하는 프로세스 특징들의 조합을 포함한다. 게다가, 여기에서의 실시예들의 연마 물품들은 이에 제한되지 않지만, 성형 연마 입자들의 미리 결정된 분포, 미리 결정된 배향 특성들의 조합의 이용, 그룹들, 로우들 (rows), 컬럼들 (columns), 컴퍼니들, 마이크로-형태들, 채널 영역들, 이에 제한되지 않지만, 종횡비, 조성, 첨가물들, 2-차원 형태, 3-차원 형태, 높이에서의 차이, 높이 프로파일에서의 차이, 플래싱 퍼센티지, 높이, 디싱, 특정 연삭 에너지의 반감기 (half life)변화 및 그것의 조합을 포함한, 성형 연마 입자들의 양상들을 포함한 다른 연마 물품들과 다른 특징들의 특정한 조합을 가질 수 있다. 사실상, 여기에서의 실시예들의 연마 물품들은 개선된 연삭 성능을 가능하게 할 수 있다. 산업은 일반적으로 특정한 연마 물품들이 특정한 연마 유닛들에 대한 순서를 갖고 형성될 수 있음을 인식하였지만, 이러한 연마 유닛들은 종래에 결합제 시스템을 통해, 또는 종래의 연마제 또는 초연마제 그릿들을 사용하여 쉽게 몰딩될 수 있는 연마 합성물들에 제한되어 왔다. 산업은 여기에 설명된 바와 같이 미리 결정된 배향 특성들을 가진 성형 연마 입자들로부터 연마 물품들을 형성하기 위한 시스템들을 고려하거나 또는 개발하고 있지 않다. 미리 결정된 배향 특성들을 효과적으로 제어하기 위해 성형 연마 입자들의 조작은 3-공간에서 입자들의 기하급수적으로 개선된 제어를 갖는, 사소하지 않은 문제이며, 이것은 이 기술분야에서 개시되거나 또는 제안되지 않았다. 용어 "동일한"에 대한 참조는 실질적으로 동일함을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
항목 . 코팅된 연마 물품으로서,
백킹;
상기 백킹의 적어도 일 부분에 비연속 분포로 배치되는 부착층으로서, 상기 비연속 분포는 복수의 부착 접촉 영역들을 포함하고, 각각의 상기 부착 접촉 영역 사이에 가로 간격 또는 세로 간격 중 적어도 하나를 가지는, 상기 부착층; 및
대부분의 부착 접촉 영역들에 배치되는 적어도 하나의 연마 입자로서, 상기 연마 입자는 팁 (tip)을 가지고, 각각의 연마 입자 사이에는 가로 간격 또는 세로 간격 중 적어도 하나가 존재하는, 상기 연마 입자를 포함하고,
상기 연마 입자의 팁들 사이 가로 간격 및 세로 간격 중 적어도 하나의 적어도 65%는 평균의 2.5 표준편차 내인, 코팅된 연마 물품.
항목 2. 항목 1에 있어서, 연마 입자 팁들의 적어도 55%는 직립인, 코팅된 연마 물품.
항목 3. 항목 1에 있어서, 평균에 대한 분산 비율은 35% 이하인, 코팅된 연마 물품.
항목 4. 항목 1에 있어서, 비연속 분포는 비-섀도잉 패턴, 제어된 비-균일한 패턴, 반-랜덤 패턴, 랜덤 패턴, 규칙 패턴, 교대 패턴, 또는 이들의 조합인, 코팅된 연마 물품.
항목 5. 항목 2에 있어서, 대부분의 부착 접촉 영역들에 배치되는 적어도 하나의 연마 입자는,
제1 위치에서 제1 부착 접촉 영역에 결합되는 제1 성형 연마 입자; 및
제2 부착 접촉 영역에 결합되는 제2 성형 연마 입자; 를 포함하고,
제1 성형 연마 입자 및 제2 성형 연마 입자는 서로 제어된, 비-섀도잉 배열로 배치되고, 상기 제어된, 비-섀도잉 배열은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 세로 배향 중 적어도 2개를 포함하는, 코팅된 연마 물품.
항목 6. 항목 1에 있어서, 부착 접촉 영역들 사이 가로 간격 및 세로 간격 중 적어도 하나의 적어도 65%는 평균의 2.5 표준편차 내인, 코팅된 연마 물품.
항목 7. 항목 1에 있어서, 부착층은 적어도 하나의 연마 입자의 d50 높이 미만인 실질적으로 균일한 두께를 가지는, 코팅된 연마 물품.
항목 8. 항목 8에 있어서, 각각의 이산 부착 접촉 영역의 폭은 적어도 하나의 연마 입자의 d50 폭과 실질적으로 동일한, 코팅된 연마 물품.
항목 9. 항목 1에 있어서,
제1 부착층 상부에 비연속 분포로 배치되는 제2 부착층을 더욱 포함하고,
상기 제2 부착층은 제1 부착층보다 더욱 작은 표면 면적을 덮고 제1 부착층 밖으로 연장되지 않는, 코팅된 연마 물품.
항목 10. 항목 1, 5, 또는 9에 있어서, 적어도 하나의 연마 입자는 각각의 부착 접촉 영역에 배치되는, 코팅된 연마 물품.
항목 11. 코팅된 연마 물품 제조 방법에 있어서,
연속 스크린 인쇄 프로세스로 백킹에 부착 조성물을 도포하는 단계로서, 상기 부착 조성물은 복수의 이산 부착 접촉 영역들을 포함하는 비연속 분포로 도포되고 각각의 부착 접촉 영역 사이 가로 간격 및 세로 간격 중 적어도 하나를 가지는, 상기 도포 단계,
적어도 하나의 연마 입자를 각각의 이산 부착 접촉 영역에 배치하는 단계로서, 상기 연마 입자는 팁을 가지고 각각의 연마 입자 사이 가로 간격 또는 세로 간격 중 적어도 하나가 존재하는, 상기 배치 단계; 및
부착 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는, 코팅된 연마 물품 제조 방법.
항목 12. 항목 11에 있어서, 부착 입자의 팁들 사이 가로 간격 및 세로 간격 중 적어도 하나의 적어도 65%는 평균의 2.5 표준편차 내인, 방법.
항목 13. 코팅된 연마 물품으로서,
백킹;
상기 백킹에 미리 결정된 분포로서 배치되는 메이크 코트; 및
복수의 성형 연마 입자들을 포함하고,
상기 미리 결정된 분포는 복수의 이산 접촉 영역들의 비연속 패턴을 포함하고,
상기 복수의 성형 연마 입자들의 적어도 하나의 성형 연마 입자는 각각의 이산 접촉 영역에 배치되고,
메이크 중량 대 결정립 중량의 비율은 1:40 내지 1:1인, 코팅된 연마 물품.
항목 14. 코팅된 연마 물품으로서,
백킹;
상기 백킹에 미리 결정된 분포로서 배치되는 메이크 코트; 및
복수의 성형 연마 입자들을 포함하고,
상기 미리 결정된 분포는 복수의 이산 접촉 영역들의 비연속 패턴을 포함하고,
상기 복수의 성형 연마 입자들의 적어도 하나의 성형 연마 입자는 각각의 이산 접촉 영역에 배치되고,
이산 접촉 영역들의 개수는 1000 내지 40,000이고,
성형 연마 입자들 중50% 이상은 직립 위치인, 코팅된 연마 물품.
항목 15. 항목 14에 있어서, 상기 이산 접촉 영역들의 인접 간격은 성형 연마 입자의 평균 길이의 0.5 내지 3 배인, 코팅된 연마 물품.
항목 16. 항목 14에 있어서, 상기 이산 접촉 영역들의 인접 간격은 0.2 mm 내지 2.2 mm인, 코팅된 연마 물품.
항목 17. 항목 14에 있어서, 비연속 메이크 코트는 백킹의 적어도 1% 내지 95%를 덮는, 코팅된 연마 물품.
항목 18. 항목 14에 있어서, 이산 접촉 영역들의 평균 직경은 0.3 mm 내지 20 mm인, 코팅된 연마 물품.
항목 19. 항목 14에 있어서, 백킹의 4% 내지 85%는 맨 (bare) 백킹인, 코팅된 연마 물품.
항목 20. 항목 14에 있어서, 성형 연마 입자들의 75% 이상은 직립 위치인, 코팅된 연마 물품.
상기 개시된 주제는 예시적이며, 비 제한적인 것으로 고려되고, 첨부된 항목들은 본 발명의 실제 범위에 속하는, 모든 이러한 수정들, 강화들, 및 다른 실시예들을 커버하도록 의도된다. 따라서, 법에 의해 허용된 최대 정도로, 본 발명의 범위는 다음의 항목들 및 그것들의 등가물들의 가장 넓은 허용 가능한 해석에 의해 결정될 것이며, 앞서 말한 상세한 설명에 의해 한정되거나 또는 제한되지 않을 것이다.
개시의 요약은 특허법을 준수하기 위해 제공되며 그것이 항목들의 범위 또는 의미를 해석하거나 또는 제한하기 위해 사용되지 않을 것이라는 이해를 갖고 제안된다. 또한, 도면들의 앞서 말한 상세한 설명에서, 다양한 특징들은 함께 그룹을 이룰 수 있거나 또는 개시의 간소화의 목적을 위해 단일 실시예에 설명될 수 있다. 본 개시는 청구된 실시예들이 각각의 항목에 명확히 나열된 것보다 더 많은 특징들을 요구한다는 의도를 반영한 것으로서 해석되지 않는다. 오히려, 다음의 항목들이 반영한 바와 같이, 본 발명의 주제는 개시된 실시예들 중 임의의 것의 모든 특징들보다 적은 것에 관한 것일 수 있다. 따라서, 다음의 항목들은 도면들의 상세한 설명으로 통합되며, 각각의 항목은 별도로 청구된 주제를 정의한 것으로서 독립적이다.

Claims (20)

  1. 코팅된 연마 물품으로서,
    백킹;
    상기 백킹의 적어도 일 부분에 비연속 분포로 배치되는 부착층으로서, 상기 비연속 분포는 복수의 부착 접촉 영역들을 포함하고, 각각의 상기 부착 접촉 영역 사이에 가로 간격 또는 세로 간격 중 적어도 하나를 가지는, 상기 부착층; 및
    대부분의 부착 접촉 영역들에 배치되는 적어도 하나의 연마 입자로서, 상기 연마 입자는 팁 (tip)을 가지고, 각각의 연마 입자 사이에는 가로 간격 또는 세로 간격 중 적어도 하나가 존재하는, 상기 연마 입자를 포함하고,
    상기 연마 입자의 팁들 사이 가로 간격 및 세로 간격 중 적어도 하나의 적어도 65%는 평균의 2.5 표준편차 내인, 코팅된 연마 물품.
  2. 청구항 1에 있어서, 연마 입자 팁들의 적어도 55%는 직립인, 코팅된 연마 물품.
  3. 청구항 1에 있어서, 평균에 대한 분산 비율은 35% 이하인, 코팅된 연마 물품.
  4. 청구항 1에 있어서, 비연속 분포는 비-섀도잉 패턴, 제어된 비-균일한 패턴, 반-랜덤 패턴, 랜덤 패턴, 규칙 패턴, 교대 패턴, 또는 이들의 조합인, 코팅된 연마 물품.
  5. 청구항 2에 있어서, 대부분의 부착 접촉 영역들에 배치되는 적어도 하나의 연마 입자는,
    제1 위치에서 제1 부착 접촉 영역에 결합되는 제1 성형 연마 입자; 및
    제2 부착 접촉 영역에 결합되는 제2 성형 연마 입자; 를 포함하고,
    제1 성형 연마 입자 및 제2 성형 연마 입자는 서로 제어된, 비-섀도잉 배열로 배치되고, 상기 제어된, 비-섀도잉 배열은 미리 결정된 회전 배향, 미리 결정된 가로 배향, 및 미리 결정된 세로 배향 중 적어도 2개를 포함하는, 코팅된 연마 물품.
  6. 청구항 1에 있어서, 부착 접촉 영역들 사이 가로 간격 및 세로 간격 중 적어도 하나의 적어도 65%는 평균의 2.5 표준편차 내인, 코팅된 연마 물품.
  7. 청구항 1에 있어서, 부착층은 적어도 하나의 연마 입자의 d50 높이 미만인 실질적으로 균일한 두께를 가지는, 코팅된 연마 물품.
  8. 청구항 7에 있어서, 각각의 이산 부착 접촉 영역의 폭은 적어도 하나의 연마 입자의 d50 폭과 실질적으로 동일한, 코팅된 연마 물품.
  9. 청구항 1에 있어서,
    제1 부착층 상부에 비연속 분포로 배치되는 제2 부착층을 더욱 포함하고,
    상기 제2 부착층은 제1 부착층보다 더욱 작은 표면 면적을 덮고 제1 부착층 밖으로 연장되지 않는, 코팅된 연마 물품.
  10. 청구항 1에 있어서, 적어도 하나의 연마 입자는 각각의 부착 접촉 영역에 배치되는, 코팅된 연마 물품.
  11. 코팅된 연마 물품 제조 방법에 있어서,
    연속 스크린 인쇄 프로세스로 백킹에 부착 조성물을 도포하는 단계로서, 상기 부착 조성물은 복수의 이산 부착 접촉 영역들을 포함하는 비연속 분포로 도포되고 각각의 부착 접촉 영역 사이 가로 간격 및 세로 간격 중 적어도 하나를 가지는, 상기 도포 단계,
    적어도 하나의 연마 입자를 각각의 이산 부착 접촉 영역에 배치하는 단계로서, 상기 연마 입자는 팁을 가지고 각각의 연마 입자 사이 가로 간격 또는 세로 간격 중 적어도 하나가 존재하는, 상기 배치 단계; 및
    부착 조성물을 경화시키는 단계를 포함하는, 코팅된 연마 물품 제조 방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 부착 입자의 팁들 사이 가로 간격 및 세로 간격 중 적어도 하나의 적어도 65%는 평균의 2.5 표준편차 내인, 방법.
  13. 코팅된 연마 물품으로서,
    백킹;
    상기 백킹에 미리 결정된 분포로서 배치되는 메이크 코트; 및
    복수의 성형 연마 입자들을 포함하고,
    상기 미리 결정된 분포는 복수의 이산 접촉 영역들의 비연속 패턴을 포함하고,
    상기 복수의 성형 연마 입자들의 적어도 하나의 성형 연마 입자는 각각의 이산 접촉 영역에 배치되고,
    메이크 중량 대 결정립 중량의 비율은 1:40 내지 1:1인, 코팅된 연마 물품.
  14. 코팅된 연마 물품으로서,
    백킹;
    상기 백킹에 미리 결정된 분포로서 배치되는 메이크 코트; 및
    복수의 성형 연마 입자들을 포함하고,
    상기 미리 결정된 분포는 복수의 이산 접촉 영역들의 비연속 패턴을 포함하고,
    상기 복수의 성형 연마 입자들의 적어도 하나의 성형 연마 입자는 각각의 이산 접촉 영역에 배치되고,
    이산 접촉 영역들의 개수는 1000 내지 40,000이고,
    성형 연마 입자들 중 50% 이상은 직립 위치인, 코팅된 연마 물품.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 이산 접촉 영역들의 인접 간격은 성형 연마 입자의 평균 길이의 0.5 내지 3 배인, 코팅된 연마 물품.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 이산 접촉 영역들의 인접 간격은 0.2 mm 내지 2.2 mm인, 코팅된 연마 물품.
  17. 청구항 14에 있어서, 비연속 메이크 코트는 백킹의 적어도 1% 내지 95%를 덮는, 코팅된 연마 물품.
  18. 청구항 14에 있어서, 이산 접촉 영역들의 평균 직경은 0.3 mm 내지 20 mm인, 코팅된 연마 물품.
  19. 청구항 14에 있어서, 백킹의 4% 내지 85%는 맨 (bare) 백킹인, 코팅된 연마 물품.
  20. 청구항 14에 있어서, 성형 연마 입자들의 75% 이상은 직립 위치인, 코팅된 연마 물품.
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