KR20220120670A - 연마 물품 및 이의 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
코팅된 연마 물품은 기판 및 기판 위에 놓인 복수의 연마 입자를 포함하고, 여기서 복수의 연마 입자의 5% 이상은 치아 형상의 연마 입자이다.
Description
다음은 코팅된 연마 물품, 특히 치아 형상의 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마 물품에 관한 것이다.
연마 입자를 포함하는 연마 물품은 연삭, 마감, 연마 등을 포함하는 다양한 재료 제거 작업에 유용하다. 연마재의 유형에 따라, 그러한 연마 입자는 제품 제조에서 다양한 재료의 성형 또는 연삭에 사용될 수 있다. 특정 형상을 갖는 특정 유형의 연마 입자, 예컨대 삼각형 연마 입자 및 그러한 물체를 포함하는 연마 물품이 현재까지 제형화되었다. 예를 들어, 미국 특허 제5,201,916호; 제5,366,523호; 및 제5,984,988호를 참조하라.
이전에는, 특정 형상을 갖는 연마 입자를 제조하기 위해 사용된 용융, 소결 및 화학 세라믹인 세 가지 기본 기술이 사용되어 왔다. 용융 공정에서, 연마 입자는 표면이 인각되거나 인각되지 않은 냉각 롤, 용융된 재료가 부어지는 주형, 또는 산화 알루미늄 용융물에 잠긴 히트 싱크에 의해 성형될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3,377,660호를 참조하라. 소결 공정에서, 연마 입자는 직경이 최대 10 마이크로미터인 입자 크기를 갖는 내화성 분말로부터 형성될 수 있다. 결합제는 다양한 길이 및 직경의 소형판(platelet) 또는 막대로 성형될 수 있는 혼합물을 형성하기 위해 윤활제 및 적합한 용매와 함께 분말에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3,079,243호를 참조하라. 화학 세라믹 기술은 콜로이드 분산액 또는 하이드로졸(때로 졸로 지칭됨)을 성분의 이동성을 억제하는 겔 또는 임의의 다른 물리적 상태로 전환시키고, 건조시키고, 소성하여 세라믹 재료를 얻는 것을 포함한다. 예를 들어, 미국 특허 제4,744,802호 및 제4,848,041호를 참조하라. 연마 입자 및 관련된 형성 방법 및 이러한 입자를 포함하는 연마 물품에 대한 기타 관련 개시내용은 http://www.abel-ip.com/publications/에서 확인 가능하다.
업계에서는 개선된 연마 재료 및 연마 물품을 계속 요구하고 있다.
요약
한 양태에 따르면, 코팅된 연마 물품은 기판 및 기판 위에 놓인 복수의 연마 입자를 포함하고, 여기서 복수의 연마 입자의 5% 이상은 치아 형상의 연마 입자이다.
또 다른 양태에 따르면, 코팅된 연마 물품은 기판 및 치아 형상의 연마 입자를 포함하는 복수의 연마 입자를 포함하고, 여기서 연마 입자의 5% 이상은 44 도 초과의 경사 각도를 갖는다.
첨부 도면을 참조하여 본 개시내용이 더 잘 이해될 수 있고, 이의 수많은 특징 및 장점이 당업자에게 명백해진다.
도 1는 한 구체예에 따른 치아 형상의 연마 입자 형성을 위한 시스템의 예시를 포함한다.
도 2A는 복수의 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2B는 제1 시점의 본체의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2C는 제1 시점에 대향하는 제2 시점의 본체의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2D는 제1 시점의 본체의 길이 및 두께에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2E는 제1 시점에 대향하는 제2 시점의 본체의 길이 및 두께에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2F는 한 구체예에 따른 치아 형상의 연마 입자의 베이스 영역의 일부의 도면을 포함한다.
도 2G는 한 구체예에 따른 치아 형상의 연마 입자의 베이스 영역의 일부의 사시도를 포함한다.
도 3은 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 단면도를 포함한다.
도 4는 다양한 갈고리 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 5는 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 평면도를 포함한다.
도 6은 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 평면도를 포함한다.
도 7은 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 평면도를 포함한다.
도 8은 한 구체예에 따른 지지체(backing)상의 연마 입자의 측면도를 포함한다.
도 9는 실시예 1의 연마 입자 및 통상적인 압출된 입자에 대한 공작물로부터 제거된 총 면적당 중앙 힘의 플롯을 포함한다.
도 10은 길이 및 너비의 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함하고, 여기서 최적 맞춤 타원이 이미지에 맞춰진다.
도 1는 한 구체예에 따른 치아 형상의 연마 입자 형성을 위한 시스템의 예시를 포함한다.
도 2A는 복수의 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2B는 제1 시점의 본체의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2C는 제1 시점에 대향하는 제2 시점의 본체의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2D는 제1 시점의 본체의 길이 및 두께에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2E는 제1 시점에 대향하는 제2 시점의 본체의 길이 및 두께에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 2F는 한 구체예에 따른 치아 형상의 연마 입자의 베이스 영역의 일부의 도면을 포함한다.
도 2G는 한 구체예에 따른 치아 형상의 연마 입자의 베이스 영역의 일부의 사시도를 포함한다.
도 3은 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 단면도를 포함한다.
도 4는 다양한 갈고리 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
도 5는 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 평면도를 포함한다.
도 6은 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 평면도를 포함한다.
도 7은 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 평면도를 포함한다.
도 8은 한 구체예에 따른 지지체(backing)상의 연마 입자의 측면도를 포함한다.
도 9는 실시예 1의 연마 입자 및 통상적인 압출된 입자에 대한 공작물로부터 제거된 총 면적당 중앙 힘의 플롯을 포함한다.
도 10은 길이 및 너비의 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함하고, 여기서 최적 맞춤 타원이 이미지에 맞춰진다.
바람직한 구체예(들)의 상세한 설명
도면과 결합된 다음 설명은 본원에서 개시된 교시를 이해하는 것을 돕기 위해 제공된다. 다음 논의는 교시의 특정 구현 및 구체예에 초점을 맞출 것이다. 이 초점은 교시 설명을 보조하기 위해 제공되며 교시의 범위 또는 적용 가능성에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다. 그러나, 다른 교시가 본 명세서에서 확실히 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)", "포함하다(includes)", "포함하는(including)", "가지다(has)", "갖는(having)" 또는 이의 다른 변형은 비배타적인 포함을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 특징들의 목록을 포함하는 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 그러한 특징에만 한정되지 않으며, 그러한 방법, 물품, 또는 장치에 대해 명시적으로 열거되지 않거나 고유하지 않은 다른 특징을 포함할 수 있다. 또한, 달리 명시적으로 언급되지 않은 한, "또는"은 포괄적-또는을 지칭하며 배타적-또는을 지칭하지 않는다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 어느 하나에 의해 충족된다: A가 참 (또는 존재함) 및 B가 거짓 (또는 존재하지 않음), A가 거짓 (또는 존재하지 않음) 및 B가 참 (또는 존재함), 그리고 A 및 B 모두가 참 (또는 존재함).
또한, "하나(a)" 또는 "하나(an)"의 사용은 본원에 기재된 요소 및 구성요소를 설명하기 위해 사용된다. 이는 단지 편의상 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 제공하기 위해 수행된다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 읽어야 하며, 달리 의미하는 것이 명백하지 않는 한 단수가 복수를 또한 포함하고, 그 반대도 마찬가지이다. 예를 들어, 단일 구체예가 본원에 기재되는 경우, 단일 구체예 대신에 하나 초과의 구체예가 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 초과의 구체예가 본원에 기재되는 경우, 단일 구체예가 하나 초과의 구체예를 대체할 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 물질, 방법 및 실시예는 예시일 뿐이며 제한하려는 의도가 아니다. 특정 재료 및 가공 행위에 대한 특정한 세부 사항이 설명되지 않는 한, 그러한 세부 사항은 제조 분야 내의 참고 서적 및 기타 정보원에서 찾을 수 있는 기존 접근 방식을 포함할 수 있다. 또한, 달리 명시되지 않는 한, 임의의 정량화된 값에 대한 언급은 통계적으로 관련된 샘플 크기를 기반으로 한 평균 값으로 이해될 것이다.
다음은 치아 형상의 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마 물품, 치아 형상의 연마 물품 형성 방법, 및 치아 형상의 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마 물품 형성 방법에 관한 것이다. 연마 물품은 다양한 공작물에 대한 다양한 재료 제거 작업에서 사용될 수 있다.
도 1는 한 구체예에 따른 치아 형상의 연마 입자 형성을 위한 시스템의 예시를 포함한다. 도 1의 개략적 시스템이 치아 형상의 연마 입자 형성을 외한 공정에 대한 설명을 제공하며, 이 구체예는 제한적인 것으로 해석되어야 함이 이해될 것이다. 치아 형상의 연마 입자를 형성하기 위해 다른 공정이 사용될 수 있다. 일부 적합한 공정은 대안의 압출 기술, 인쇄, 몰딩, 주조, 펀칭, 엠보싱, 파쇄 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
다시 도 1을 참조하면, 시스템(100)은 롤러(105, 106, 107, 및 108) (105-108) 주위를 이동하도록 배치되고 구성된 생산 도구(101)를 포함할 수 있다. 생산 도구는 생산 도구(101)의 전체 두께를 통해 연장될 수 있고 공동을 통한 혼합물(113)의 이동을 용이하게 할 수 있는 공동을 포함할 수 있다. 혼합물(113)은 혼합물(113)의 성형을 용이하게 하여 전구체 치아 형상의 연마 입자를 형성하도록 생산 도구에서 공동을 통해 압출기(103)에 의해 압출될 수 있다.
한 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 적어도 세라믹 재료 및 액체를 포함할 수 있다. 특히, 혼합물(113)은 세라믹 분말 재료 및 액체로 형성된 겔일 수 있고, 여기서 겔은 미가공 상태(즉, 소성되지 않거나 건조되지 않은 겔)에서도 주어진 형상을 유지하는 능력을 갖는 형상 안정 재료로 특징지어질 수 있다. 한 구체예에 따르면, 겔은 개별 입자의 통합 네트워크로서 세라믹 분말 재료로 형성될 수 있다.
특정 양태에서, 특정 가공 조건의 제어는 치아 형상의 연마 입자 형성에 적합할 수 있다. 예를 들어, 혼합물(113)은 치아 형상의 연마 입자를 적합하게 형성하는 것을 용이하게 하기 위해 특정 함량의 고체 재료로 형성될 수 있다. 한 구체예에서, 혼합물(113)은 예를 들어 혼합물(113)의 총 중량에 대해 약 25 wt% 이상, 예컨대 약 35 wt% 이상, 약 42 wt% 이상, 약 44 wt% 이상, 약 46 wt% 이상, 약 48 wt% 이상, 약 50 wt% 이상, 또는 심지어 약 51 wt% 이상의 고체 함량을 포함하는 높은 고체 함량을 가질 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)의 고체 함량은 약 80 wt% 이하, 약 75 wt% 이하, 예컨대 약 70 wt% 이하, 약 65 wt% 이하, 약 60 wt% 이하, 약 58 wt% 이하 또는 약 56 wt% 이하일 수 있다. 혼합물(113) 중의 고체 재료의 함량이 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
한 구체예에 따르면, 세라믹 분말 재료는 산화물, 질화물, 탄화물, 붕화물, 옥시탄화물, 옥시질화물, 초정밀연마 재료 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정한 대안의 구체예에서, 세라믹 분말 재료 대신, 세라믹 분말 재료의 전구체를 선택할 수 있음이 이해될 것이다. 전구체는 세라믹 재료를 형성하기 위한 처리 동안 조성 또는 물리적 특성의 적어도 일부를 변경하도록 구성된 분말 형태일 수 있거나 아닐 수 있는 재료일 수 있다. 특정 예에서, 세라믹 재료는 알루미나를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 세라믹 재료는 알파 알루미나의 전구체일 수 있는 보헤마이트 재료를 포함할 수 있다. 일반적으로 사용된 용어 "보헤마이트"는, 전형적으로 Al2O3H2O인 미네랄 보헤마이트를 포함하고 중량으로 약 15%의 물 함량을 갖는 알루미나 수화물뿐만 아니라, 15%보다 더 높은, 예컨대 20-38%의 물 함량을 갖는 슈도보헤마이트를 나타낸다. 보헤마이트(슈도보헤마이트 포함)는 특정하고 식별 가능한 결정 구조, 따라서 고유한 X-선 회절 패턴를 갖고, 그에 따라 보헤마이트 미립자 물질의 제조를 위해 본원에서 사용된 일반적인 전구체 물질인 ATH(알루미늄 트리하이드록사이드)와 같은 다른 수화 알루미나를 포함하는 다른 알루미늄 물질과 구별됨이 알려져 있다.
더욱이, 혼합물(113)은 특정 함량의 액체 물질을 갖도록 형성될 수 있다. 일부 적합한 액체는 무기 물질, 예컨대 물 또는 다른 유기 물질, 예컨대 알코올 등을 포함할 수 있다. 한 구체예에 따르면, 혼합물(113)은 혼합물(113)의 고체 함량보다 적은 액체 함량을 갖도록 형성될 수 있다. 더욱 특정한 예에서, 혼합물(113)은 혼합물(113)의 총 중량에 대해 약 20 wt% 이상, 예컨대 약 25 wt% 이상의 액체 함량을 가질 수 있다. 다른 예에서, 혼합물(113) 내의 액체의 양은 더 많을 수 있고, 예컨대 약 35 wt% 이상, 약 40 wt% 이상, 약 42 wt% 이상 또는 약 44 wt% 이상 또는 46 wt% 이상 또는 48 wt% 이상 또는 50 wt% 이상일 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 비제한적 구체예에서, 혼합물의 액체 함량은 약 80 wt% 이하, 예컨대 약 65 wt% 이하, 약 60 wt% 이하 또는 약 55 wt% 이하일 수 있다. 혼합물(113) 중의 액체의 함량이 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
일부 예에서, 혼합물(113)은 치아 형상의 연마 입자를 형성하는 것을 용이하게 하는 특정 유변학적 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 혼합물(113)은 특정 저장 탄성률을 가질 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 약 1x104 Pa 이상, 예컨대 약 4x104 Pa 이상, 예컨대 약 8x104 Pa 이상, 약 1x105 Pa 이상, 약 5x106 Pa 이상, 약 1x106 Pa 이상, 약 5x106 Pa 이상 또는 약 1x107 Pa 이상의 저장 탄성률을 가질 수 있다. 적어도 하나의 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 약 1x1010 Pa 이하, 약 1x109 Pa 이하, 약 1x108 Pa 이하, 또는 심지어 약 1x107 Pa 이하의 저장 탄성률을 가질 수 있다. 혼합물(113)의 저장 탄성률은 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
저장 탄성률은 Peltier 플레이트 온도 제어 시스템과 함께, ARES 또는 AR-G2 회전 레오미터를 사용하는 평행 플레이트 시스템을 통해 측정될 수 있다. 테스트를 위해, 혼합물(113)은 서로 약 8 mm 떨어져 있도록 설정된 두 플레이트 사이의 갭 내에서 압출될 수 있다. 겔을 갭으로 압출한 후, 갭을 정의하는 두 플레이트 사이의 거리는 혼합물(113)이 플레이트 사이의 갭을 완전히 채울 때까지 2 mm로 감소된다. 과량의 혼합물을 닦아낸 후, 갭을 0.1 mm로 감소시키고 테스트를 시작한다. 테스트는 0.01% 내지 100%의 변형률 범위의 기기 설정으로, 6.28 rad/s (1 Hz)에서, 25-mm 평행 플레이트를 사용하고 디케이드당 10 포인트를 기록하여 수행되는 진동 변형률 스위프 테스트이다. 테스트가 완료된 후 1 시간 이내에, 갭을 다시 0.1 mm로 좁히고 테스트를 반복한다. 테스트는 적어도 6 회 반복될 수 있다. 첫 번째 테스트는 두 번째 및 세 번째 테스트와 상이할 수 있다. 각 시편에 대한 두 번째 및 세 번째 테스트의 결과만 보고되어야 한다.
또 다른 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 치아 형상의 연마 입자의 형성을 용이하게 하는 특정 점도를 가질 수 있다. 예를 들어, 혼합물(113)은 약 1x105 Pa s 이상, 약 5x105 Pa s 이상, 약 1x106 Pa s 이상, 약 5x106 Pa s 이상, 약 1x107 Pa s 이상, 약 5x107 Pa s 이상, 약 1x108 Pa s 이상, 약 5x108 Pa s 이상, 약 1x109 Pa s 이상, 약 5x109 Pa s 이상, 약 1x1010 Pa s 이상의 점도를 가질 수 있다. 적어도 하나의 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 약 1x1015 Pa s 이하, 약 1x1013 Pa s 이하, 약 1x1012 Pa s 이하, 또는 심지어 약 1x1010 Pa s 이하의 점도를 가질 수 있다. 혼합물(113)의 점도는 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 점도는 위에 기재된 바와 같이 저장 탄성률과 동일한 방식으로 측정될 수 있다.
또 다른 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 특정 항복 응력을 가질 수 있다. 예를 들어, 혼합물(113)은 약 1x102 Pa 이상, 약 5x102 Pa 이상, 약 1x104 Pa 이상, 약 5x104 Pa 이상, 약 1x105 Pa 이상, 약 5x105 Pa 이상, 약 1x106 Pa s 이상, 약 5x106 Pa s 이상, 약 1x107 Pa 이상, 약 5x107 Pa 이상, 또는 심지어 약 1x108 Pa 이상의 항복 응력을 가질 수 있다. 적어도 하나의 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 약 1x1010 Pa 이하, 약 1x109 Pa 이하, 약 1x108 Pa 이하, 또는 심지어 약 1x107 Pa 이하의 항복 응력을 가질 수 있다. 혼합물(113)의 항복 응력은 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 항복 응력은 위에 기재된 바와 같이 저장 탄성률과 동일한 방식으로 측정될 수 있다.
혼합물(113)의 유변학적 특징은 특정 참고문헌에 기재된 것과 같은 통상적인 혼합물 및 겔과 구별될 수 있다. 더욱이, 혼합물(113)은 형성을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 유변학적 특징(예를 들어, 점도, 항복 응력, 저장 탄성률 등) 사이의 특정 관계를 갖도록 형성될 수 있다. 특히, 겔은 현저하게 더 "경직되고", 전단 박화 특징을 가질 수 있으며, 이는 다른 형성 방법에서 사용된 혼합물과 완전히 구별될 수 있다.
일부 선택적인 구체예에서, 혼합물(113)은 본원의 구체예에 따른 성형된 연마 입자의 가공 및 형성을 용이하게 하기 위해, 예를 들어 액체와 구별될 수 있는 유기 첨가제를 포함하는 유기 물질의 특정 함량을 갖도록 형성될 수 있다. 일부 적합한 유기 첨가제는 안정화제, 결합제, 예컨대 프럭토스, 수크로스, 락토스, 글루코스, UV 경화성 수지 등을 포함할 수 있다. 혼합물 중의 모든 재료(예를 들어, 세라믹 분말 재료, 물, 첨가제 등)의 총 함량은 합산되고 100%을 초과하지 않음이 이해될 것이다.
본원의 구체예는 특정 유형의 슬러리와 구별될 수 있는 혼합물(113)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 혼합물(113) 내의 유기 물질, 특히, 위에서 언급한 임의의 유기 첨가제의 함량은 혼합물(113) 내의 다른 성분과 비교하여 소량일 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 혼합물(113)은 혼합물(113)의 총 중량에 대해 약 30 wt% 이하 유기 재료를 갖도록 형성될 수 있다. 다른 예에서, 유기 재료의 양은 더 적을 수 있고, 예컨대 약 15 wt% 이하, 약 10 wt% 이하, 또는 심지어 약 5 wt% 이하일 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 비제한적 구체예에서, 혼합물(113) 내의 유기 재료의 양은 혼합물(113)의 총 중량에 대해 약 0.5 wt% 이상일 수 있다. 혼합물(113) 중의 유기 재료의 양이 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 적어도 하나의 대안적인 양태에서, 혼합물(113)에는 본질적으로 유기 재료가 없을 수 있다.
일부 구체예에서, 혼합물(113)은 처리를 용이하게 할 수 있는 특정 함량의 산 또는 염기를 갖도록 형성될 수 있다. 일부 적합한 산 또는 염기는 질산, 황산, 시트르산, 염산, 타르타르산, 인산, 암모늄 니트레이트, 및/또는 암모늄 시트레이트를 포함할 수 있다. 한 특정 구체예에 따르면, 혼합물(113)은 질산 첨가제를 사용하여 약 5 미만, 더욱 구체적으로약 2 이상 내지 약 4 이하의 범위 이내의 pH를 가질 수 있다. 대안적으로, 산성 겔의 유변성은 암모늄 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드와 같은 염기, 헥사메틸렌테트라민과 같은 유기 아민 등의 사용을 통해 산성 겔을 염기성 겔로 전환함으로써 추가로 개질될 수 있다.
한 구체예에서, 압출기(103)로부터 그리고 생산 도구(101)의 공동을 통한 혼합물(113)의 압출은 압출을 용이하게 하기 위해 혼합물(113)에 힘을 가하는 것을 포함할 수 있다. 한 구체예에 따르면, 특정 압력이 압출 동안 사용될 수 있다. 예를 들어, 압력은 약 10 kPa 이상, 예컨대 약 50 kPa 이상, 약 100 kPa 이상, 약 200 kPa 이상 또는 약 300 kPa 이상 또는 400 kPa 이상 또는 500 kPa 이상일 수 있다. 그러나, 적어도 하나의 비제한적 구체예에서, 압출 동안 사용되는 압력은 약 10,000 kPa 이하, 예컨대 약 8,000 kPa 이하, 약 6,000 kPa 이하 또는 3,000 kPa 이하 또는 1,000 kPa 이하 또는 800 kPa 이하일 수 있다. 혼합물(113)을 압출하기 위해 사용되는 압력은 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
한 구체예에 따르면, 혼합물(113)은 약 100 N 이상의 코일 값을 가질 수 있다. 코일 값은 2" 직경의 플라스틱/스테인리스강 실린더로 수동으로 압축되는 질량이 30-60 그램 범위인 혼합물의 샘플을 사용하여, Itasca Illinois의 Shimpo Instruments에 의해 제조된 Shimpo 압축 테스터로 지칭되는 기기에서 측정될 수 있다. 실린더의 압출 끝에서, 원통형 구멍이 있는 플라스틱 인서트는 일반적으로 0.25 인치 직경의 압축된 압출물 크기를 확립한다. 플런저가 실린더로 미끄러져 들어가고 테스트가 시작되면, 임계 코일 힘에 도달 시 플런저가 겔을 압출할 것이다. 실린더 어셈블리가 제 위치에 있을 때, Shimpo 압축 테스터는 95-97 mm/min의 일정한 속도로 플런저를 향해 힘 프로브를 아래로 이동시킨다. 임계 코일 힘에 도달하면, 겔이 삽입 구멍 밖으로 압출되고 출력 미터가 코일 값인 피크 힘을 생성한다. 또 다른 구체예에서, 혼합물(113)의 코일 값은 약 200 N 이상, 예컨대 약 300 N 이상, 약 400 N 이상, 약 500 N 이상, 약 600 N 이상, 약 700 N 이상, 약 800 N 이상, 약 900 N 이상, 약 1000 N 이상일 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)의 코일 값은 약 3000 N 이하, 예컨대 약 2500 N 이하, 또는 심지어 약 2000 N 이하일 수 있다. 따라서, 본원의 구체예에 따른 특정 혼합물은 통상적인 혼합물에 비해 현저히 더 유동 저항일 수 있다.
한 구체예에 따르면, 생산 도구(101)는 생산 도구(101)의 두께를 통해 연장되는 구멍 형태의 공동을 포함할 수 있다. 생산 도구(101)는 연속 작업을 위한 순환 벨트 형태일 수 있다. 추가적으로, 생산 도구는 공정의 생산 능력을 개선하기 위한 복수의 공동을 포함할 수 있다. 공동은 치아 형상의 연마 입자의 의도된 단면 형상에 따라 임의의 2차원 형상 및 크기를 가질 수 있다. 한 특정 구체예에서, 공동은 생산 도구(101)의 길이 및 너비의 평면에서 볼 때 사변형 2차원 형상을 가질 수 있다.
도 1에 추가로 도시된 바와 같이, 혼합물(113)은 생산 도구(101)에서 공동을 통해 압출될 수 있다. 더욱 구체적으로, 한 구체예에서, 공동이 압출기(103)의 다이 개구를 지나 병진함에 따라, 혼합물(113)이 압출기(103)로부터 그리고 생산 도구(101)의 공동을 통해 강제로 나올 수 있다. 생산 도구(101)가 계속 병진함에 따라, 공동은 다이 개구를 통과하여, 채워진 공동으로 혼합물(113)의 추가 압출을 중단한다. 압출은 다이 개구에 노출된 공동의 다음 그룹으로 계속될 수 있다. 공동을 통해 강제되는 혼합물(113)은 압출기(103)의 다이 개구에 인접한 생산 도구(101)의 측면에 대향하는 생산 도구(101)의 측면의 공동을 통해 돌출할 수 있다.
한 구체예에서, 생산 도구(101)의 병진 속도는 본원의 구체예의 하나 이상의 특징을 갖는 전구체 치아 형상의 연마 입자 및 치아 형상의 연마 입자의 형성을 용이하게 하도록 제어될 수 있다. 한 특정 구체예에서, 생산 도구(101)의 병진 속도는 압출 속도에 대해 제어될 수 있다.
한 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 0.0015 cm/s 이상, 예컨대 0.005 cm/s 이상, 0.008 cm/s 이상, 0.01 cm/s 이상, 0.015 cm/s 이상, 0.02 cm/s 이상, 0.05 cm/s 이상, 0.08 cm/s 이상, 0.10 cm/s 이상, 0.20 cm/s 이상, 0.30 cm/s 이상, 0.40 cm/s 이상, 0.50 cm/s 이상의 압출 속도로 압출될 수 있다. 그러나, 한 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 5 m/s 이하, 예컨대 1 m/s 이하, 0.5 m/s 이하, 100 cm/s 이하, 50 cm/s 이하, 10 cm/s 이하, 1 cm/s 이하의 압출 속도로 압출될 수 있다. 혼합물(113)은 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값 사이의 범위 내의 압출 속도로 압출될 수 있음이 이해될 것이다.
한 비제한적 구체예에서, 생산 도구는 0.10 cm/s 이상, 예컨대 0.50 cm/s 이상, 0.80 cm/s 이상, 1.0 cm/s 이상, 1.5 cm/s 이상, 2 cm/s 이상, 3 cm/s 이상, 4 cm/s 이상, 5 cm/s 이상, 6 cm/s 이상, 7 cm/s 이상, 8 cm/s 이상, 9 cm/s 이상의 병진 속도로 병진될 수 있다. 그러나, 한 비제한적 구체예에서, 생산 도구(101)는 5 m/s 이하, 예컨대 1 m/s 이하, 0.5 m/s 이하, 100 cm/s 이하, 50 cm/s 이하, 25 cm/s 이하, 15 cm/s 이하의 속도로 병진될 수 있다. 생산 도구는 상기 언급된 임의의 최소 및 최대 값 사이의 범위 내의 속도로 병진될 수 있음이 이해될 것이다.
본원의 구체예의 특징을 갖는 치아 형상의 연마 입자의 형성은 예를 들어 혼합물 유변성, 압출 속도, 병진 속도, 그릿 크기 또는 다이 개구 크기, 및 환경적 조건(예를 들어 온도, 습도 등)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다중 처리 변수 간의 상호관계에 대한 경험적 지식에 기초한다. 더욱이, 하나의 공정 변수의 제어되지 않은 변화는 제어되지 않은 변화를 수용하기 위한 둘 이상의 다른 처리 변수 파라미터의 제어된 변화를 필요로 할 수 있다. 더욱이, 형성되는 형상의 상대적 크기 때문에, 공정은 하나 이상의 공정 변수의 제어되지 않은 변화에 의해 영향을 받을 수 있는 정밀도를 필요로 하고, 이에 의해 치아 형상의 연마 입자가 아닌 연마 입자를 생성한다.
생산 도구(101)는 예를 들어 세라믹, 금속, 금속 합금 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 무기 재료를 포함할 수 있다. 대안의 구체예에서, 생산 도구(101)는 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 플루오로중합체를 포함하는 중합체와 같은 유기 재료를 포함할 수 있다.
대안의 구체예에서, 생산 도구(101)는 공동의 표면에 포함된 혼합물(113)에 부여될 수 있는 특정 조성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공동의 표면은 첨가제로 코팅될 수 있다. 첨가제는 무기 물질, 유기 물질, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 특정 예에서, 첨가제는 도펀트일 수 있다. 이러한 구체예에서, 혼합물(113)은 생산 도구(101)의 공동을 통해 압출되는 동안 도핑될 수 있다.
혼합물(113)의 압출 후, 압출된 혼합물은 생산 도구(101)에서 병진되어 스테이지(109)에서 추가적인 선택적 성형 후 처리를 거칠 수 있다. 스테이지(109)에서의 성형 후 처리의 일부 비제한적인 예는 건조, 냉각, 분무, 도핑, 코팅, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
스테이지(109)에서 임의의 선택적인 성형 후 처리를 수행한 후, 압출된 혼합물은 압출된 혼합물 부분이 생산 도구(101)의 공동으로부터 방출되어 전구체 치아 형상의 연마 입자를 형성하는 방출 구역(110)으로 병진될 수 있다. 압출된 혼합물 부분은 기계적 조작, 진동, 기체 또는 액체 상 재료의 충돌, 온도 변화(즉, 가열, 냉각, 동결 등) 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 기술을 사용하여 생산 도구(101)로부터 방출될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 압출된 혼합물 부분은 생산 도구(101)로부터의 분리를 용이하게 하는 블레이드와 맞물린다.
한 구체예에 따르면, 혼합물(113)은 혼합물(113)이 생산 도구(101)에 연결된 기간 동안 혼합물(113)의 총 중량에 대해 약 5% 미만의 중량 변화를 겪을 수 있다. 다른 구체예에서, 혼합물(113)의 중량 손실은 더 작을 수 있고, 예컨대 약 4% 미만, 약 3% 미만, 약 2% 미만, 약 1% 미만, 또는 심지어 약 0.5% 미만일 수 있다. 그러나, 한 특정 구체예에서, 혼합물(113)은 혼합물(113)이 생산 도구(101)에 있는 기간 동안 본질적으로 중량 변화가 없을 수 있다.
더욱이, 처리 동안, 혼합물(113)은 혼합물(113)이 생산 도구(101)에 연결된 기간 동안 제한된 부피 변화(예를 들어, 수축)를 겪을 수 있다. 예를 들어, 혼합물(113)의 부피 변화는 혼합물(113)의 총 부피에 대해 약 5% 미만, 예컨대 약 4% 미만, 약 3% 미만, 약 2% 미만, 약 1% 미만, 또는 심지어 약 0.5% 미만일 수 있다. 한 특정 구체예에서, 혼합물(113)은 혼합물(113)이 생산 도구(101)에 연결된 전체 기간 동안 본질적으로 부피 변화를 겪지 않을 수 있다.
한 비제한적 구체예에서, 혼합물(113)은 제어된 가열 공정을 겪을 수 있고, 그 동안 혼합물(113)이 생산 도구(101)에 연결된다. 예를 들어, 가열 공정은 제한된 시간 동안 실온보다 높은 온도에서 혼합물을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 온도는 약 30°C 이상, 예컨대 약 35°C 이상, 약 40°C 이상, 예컨대 약 50°C 이상, 약 60°C 이상, 또는 심지어 약 100°C 이상일 수 있다. 또한, 온도는 약 300°C 이하, 예컨대 약 200°C 이하, 또는 심지어 약 적어도 150°C 이하, 또는 심지어 약 100°C 이하일 수 있다. 가열 기간은 특히 짧은 수 있고, 예컨대, 약 10 분 이하, 약 5 분 이하, 약 3 분 이하, 약 2 분 이하, 또는 심지어 약 1 분 이하일 수 있다.
가열 공정은 혼합물(113)의 제어된 가열을 촉진하기 위해 적외선 램프와 같은 복사 열원을 이용할 수 있다. 더욱이, 가열 공정은 혼합물의 특징을 제어하고 본원의 구체예에 따라 성형된 연마 입자의 특정 양태를 용이하게 하도록 조정될 수 있다.
특정 예에서, 전구체 치아 형상의 연마 입자는 수집되고 추가의 처리를 거칠 수 있다. 예를 들어, 추가의 처리는 도핑, 하소, 함침, 건조, 소결 등을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 전구체 치아 형상의 연마 입자는 하나 이상의 외부 표면에 도포된 도펀트 재료를 가질 수 있다. 한 구체예에 따르면, 도펀트 재료를 적용하는 것은 최종적으로 형성된 성형된 연마 입자에 혼입될 도펀트 재료를 포함하는 전구체 염 재료일 수 있는 염과 같은 특정 재료의 적용을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 염은 도펀트 재료인 원소 또는 화합물을 포함할 수 있다. 염 물질은 염 및 액체 담체를 포함하는 분산액과 같은 액체 형태일 수 있음이 이해될 것이다. 염은 질소를 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로 질산염을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 염은 금속 질산염을 포함할 수 있고, 더욱 구체적으로 본질적으로 금속 질산염으로 구성될 수 있다.
한 구체예에서, 도펀트 재료는 알칼리 원소, 알칼리 토류 원소, 희토류 원소, 하프늄, 지르코늄, 니오븀, 탄탈럼, 몰리브덴, 바나듐, 또는 이들의 조합과 같은 원소 또는 화합물을 포함할 수 있다. 한 특정 구체예에서, 도펀트 재료는 리튬, 소듐, 포타슘, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세슘, 프라세오디뮴, 니오븀, 하프늄, 지르코늄, 탄탈럼, 몰리브덴, 바나듐, 크롬, 코발트, 철, 게르마늄, 망간, 니켈, 티타늄, 아연, 규소, 붕소, 탄소 및 이들의 조합과 같은 원소 또는 원소를 포함하는 화합물을 포함한다.
한 구체예에서, 전구체 치아 형상의 연마 입자는 건조될 수 있다. 건조는 물과 같은 휘발성 물질을 포함하여 특정 함량의 물질 제거를 포함할 수 있다. 한 구체예에 따르면, 건조 공정은 약 300°C 이하, 예컨대 약 280°C 이하, 또는 심지어 약 250°C 이하의 건조 온도에서 수행될 수 있다. 그러나, 한 비제한적 구체예에서, 건조 공정은 약 10°C 이상, 예컨대 20°C 이상 또는 30°C 이상 또는 40°C 이상의 건조 온도에서 수행될 수 있다. 건조 온도는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 온도 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
한 구체예에 따르면, 치아 형상의 연마 입자 형성 공정은 휘발성 물질의 제거 및 예를 들어 고온 상 재료(예를 들어, 알파 알루미나)를 포함하는 재료의 상 변화를 포함하는 하소를 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 치아 형상의 연마 입자 형성 공정은 하소된 전구체 치아 형상의 연마 입자를 도펀트로 함침시키는 것을 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 전구체 치아 형상의 연마 입자로부터 치아 형상의 연마 입자의 형성은 소결을 포함할 수 있다. 소결은 입자를 조밀화하기 위해 수행될 수 있다. 특정 예에서, 소결 공정은 고온상 세라믹 재료의 형성을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 한 구체예에서, 전구체 성형된 연마 입자는 알루미나의 고온 상, 예컨대 알파 알루미나가 형성되도록 소결될 수 있다. 세정과 같은 특정한 추가 공정이 생산 도구(101)에서 완료되어 규칙적이고 반복적인 처리를 용이하게 할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
치아 형상의 연마 입자 형성 후, 이러한 입자는 기판에 배치되어 코팅된 연마 물품과 같은 고정된 연마 물품을 형성할 수 있다. 코팅된 연마 물품 및 이러한 물품 형성 방법에 대한 추가 세부사항이 본원에 기재된다.
이제 도 2A-2G를 참조하여, 치아 형상의 연마 입자의 특징이 설명된다. 도 2A는 복수의 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다. 한 구체예에 따르면, 코팅된 연마 물품에 포함된 복수의 연마 입자는 치아 형상의 연마 입자의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 구체예에서, 코팅된 연마 물품의 복수의 연마 입자 중 5% 이상의 연마 입자는 입자의 수에 기초하여 계산된 치아 형상의 연마 입자를 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 치아 형상의 연마 입자의 함량은 더 클 수 있고, 예컨대 10% 이상 또는 20% 이상 또는 30% 이상 또는 40% 이상 또는 50% 이상 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상 또는 99% 이상일 수 있다. 한 구체예에서, 코팅된 연마재상의 복수의 연마 입자는 전체적으로 치아 형상의 연마 입자로 구성될 수 있다. 그러나, 한 비제한적 구체예에서, 복수의 연마 입자는 복수의 연마 입자 중의 입자의 수에 대해 계산된 99% 이하, 예컨대 95% 이하 또는 90% 이하 또는 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 치아 형상의 연마 입자를 포함할 수 있다. 복수의 연마 입자에 존재하는 치아 형상의 연마 입자의 백분율은 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 상기 백분율은 복수의 연마 입자의 총 중량을 기준으로 한 중량 퍼센트의 연마 입자의 총 개수를 기준으로 한 백분율을 나타낼 수 있다.
한 비제한적 구체예에 따르면, 복수의 연마 입자는 여러 상이한 유형의 연마 입자의 블렌드를 포함할 수 있다 블렌드는 연마 입자의 제1 부분 및 연마 입자의 제2 부분을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 치아 형상의 연마 입자는 제1 부분, 제2 부분, 또는 제1 부분과 제2 부분 모두에 존재할 수 있다. 한 예에서, 제1 부분 또는 제2 부분은 치아 형상의 연마 입자만을 포함할 수 있다. 한 구체예에 따르면, 블렌드는 제1 유형의 연마 입자의 제1 부분 및 제2 유형의 연마 입자의 제2 부분을 포함할 수 있고, 여기서 제1 유형 및 제2 유형은 평균 입자 크기, 평균 입자 크기, 마손도, 인성, 경도, 2차원 형상, 3차원 형상, 본원의 구체예에 기재된 임의의 특징, 또는 이들의 임의의 조합의 군으로부터 선택된 적어도 하나의 연마 특징에 기초하여 서로 상이하다.
한 비제한적 양태에서, 복수의 연마 입자는 10 그램 이상의 연마 입자, 예컨대 100 그램 이상의 연마 입자, 500 그램 이상의 연마 입자, 1 kg 이상의 연마 입자 또는 10 kg 이상의 연마 입자를 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서, 복수의 연마 입자는 10 개 이상의 연마 입자, 예컨대 20 개 이상의 연마 입자 또는 30 개 이상의 연마 입자 또는 50 개 이상의 연마 입자 또는 100 개 이상의 연마 입자 또는 500 개 이상의 연마 입자를 포함할 수 있다. 복수의 연마 입자 중의 연마 입자의 수는 10 개 이상의 연마 입자 내지 십만 개 이하의 연마 입자의 범위 이내, 예컨대 10 개 이상의 연마 입자 내지 천 개 이하의 연마 입자의 범위 이내 또는 20 개 이상의 연마 입자 내지 100 개 이하의 연마 입자의 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 양태에서, 복수의 연마 입자는 코팅된 연마 물품과 같은 고정된 연마 물품에 포함된 연마 입자의 적어도 일부, 일부 경우에 전부를 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 복수의 연마 입자는 복수의 고정 연마 물품의 연마 입자 모두를 포함할 수 있다.
도 2B는 제1 시점의 본체의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다. 도 2C는 제1 시점에 대향하는 제2 시점의 본체의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다. 도 2D는 제1 시점의 본체의 길이 및 두께에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다. 도 2E는 제1 시점에 대향하는 제2 시점의 본체의 길이 및 두께에 의해 정의되는 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다. 도 2F는 도 2B의 치아 형상의 연마 입자의 베이스의 사시도를 포함한다. 도 2G는 도 2B의 치아 형상의 연마 입자의 베이스의 대안의 사시도 이미지를 포함한다.
도 2B-2G의 비제한적 구체예에 도시된 바와 같이, 치아 형상의 연마 입자(200)는 길이(L), 너비(W) 및 두께(t)를 갖는 본체(201)를 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 길이는 너비보다 클 수 있다. 또 다른 구체예에서, 길이는 두께보다 클 수 있다. 또 다른 구체예에서, 너비는 두께보다 크거나, 동일하거나, 작을 수 있다. 달리 명시되지 않으면, 본원의 임의의 치수에 대한 언급은 측정 및/또는 입자의 적합한 샘플 크기로부터의 평균 값에 대한 언급인 것으로 이해된다. 예를 들어, 길이에 대한 언급은 종축(280)을 따라 본체(201)의 중간점에 가능한 한 가깝게 측정된 평균 길이를 포함한다. 길이 또는 평균 길이는 이미징 처리를 사용하여 계산되고 본원에서 더 자세히 설명되는 골격 길이와 상이할 수 있음에 유의해야 한다. 너비는 길이 및 너비의 평면에서 종축(280)에 수직인 방향으로 측정될 수 있다. 너비는 종축(280)이 본체(201)의 가장자리와 교차하는 지점 사이의 중간점으로 가정될 수 있는, 본체(201)의 중간점에 가능한 한 가깝게 측정될 수 있다. 도 2D 및 2E에 나타나는 바와 같은 두께는 종축(280)과 본체(201)의 가장자리의 교차에 의해 정의된 종축(280)의 끝점 사이의 중간점으로 가정될 수 있는, 본체(201)의 중간점에 가능한 한 가깝게 측정될 수 있다.
한 비제한적 구체예에서, 치아 형상의 연마 입자는 팁(211)을 포함하는 팁 영역(210) 및 베이스(214)를 포함하는 베이스 영역(212)을 갖는 본체(201)를 포함할 수 있다. 베이스 영역(212)은 본체(201)의 길이를 따라 팁 영역(210)로부터 본체의 대향하는 단부에 있을 수 있다. 또 다른 양태에서, 본체(201)는 본체(201)의 총 길이의 대부분에 대해 실질적으로 선형일 수 있다. 또 다른 양태에서, 본체(201)는 본체(201)의 총 길이의 대부분에 대해 실질적으로 선형일 수 있다. 본원에서 사용된 용어 실질적으로 선형은 선형 축으로부터 10% 이하 또는 5% 이하와 같이 20% 이상 벗어나지 않는 본체를 지칭한다.
한 비제한적 양태에서, 팁(211)은 본체(201)의 적어도 두 표면의 수렴에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 본체(201)는 팁 영역(210)과 베이스 영역(212) 사이에서 연장되는 표면(221, 222, 223, 및 224)(221-224)을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 표면(221-224) 중 적어도 둘은 팁(211)의 적어도 일부를 형성하도록 수렴할 수 있다. 일부 비제한적 예에서, 팁(211)은 일반적으로 본체(201)의 두께를 정의하는 표면(223) 및 표면(224)의 수렴에 의해 정의될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 표면(221 및 222)은 팁 가장자리(213)에 의해 팁(211) 에서 서로 수렴 및 분리될 수 있다. 이러한 구체예에서, 팁(211)은 쐐기 형태일 수 있고, 여기서 두께 치수의 본체(201)는 팁 가장자리(213)에 수렴하고 본체(201)의 너비를 정의하는 표면(221 및 222)은 팁 가장자리(213)에 의해 팁(211)에서 분리된 채로 유지될 수 있다. 도 2D 및 2E에 가장 잘 나타난 바와 같이, 팁(211)은 표면(223 및 224)의 수렴에 주로 의해 정의되고 표면(221 및 222)의 말단 모서리 사이에서 연장되는 팁 가장자리(213)를 포함한다.
다른 양태에서, 팁(211)은 본체(201)의 둘 초과의 표면, 예컨대 셋 이상의 표면 또는 넷 이상의 표면의 수렴에 의해 정의될 수 있다. 이러한 구체예에서, 팁(211)은 본체의 적어도 셋 이상의 표면의 수렴에 의해 정의된 팁 가장자리를 가질 수 있다.
한 비제한적 구체예에 따르면, 팁 가장자리(213)는 본체(201)의 평균 두께(t)보다 작은, 예컨대 본체(201)의 평균 두께의 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하인 외부 모서리(231 내지 232) 사이의 최단 거리에 의해 정의된 팁 가장자리 길이(233)를 가질 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 팁 가장자리 길이(233)는 본체(201)의 평균 두께의 20% 이상, 예컨대 본체(201)의 평균 두께의 30% 이상 또는 40% 이상 또는 50% 이상 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. 팁 가장자리 길이(233)는 예를 들어 평균 두께의 20% 이상 및 95% 이하의 범위 이내, 또는 본체(201)의 평균 두께의 50% 이상 95% 이하를 포함하는 범위 이내를 포함하는, 위에서 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 비제한적 구체예에서, 팁 가장자리 길이(233)는 본체(201)의 너비에 대해 측정 관계를 가질 수 있다. 한 예에서, 팁 가장자리 길이(233)는 본체(201)의 평균 너비보다 작을 수 있다. 또 다른 한 비제한적 예에 따르면, 팁 가장자리 길이(233)는 본체(201)의 평균 너비의 99% 이하, 예컨대 본체(201)의 평균 너비의 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하일 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 팁 가장자리 길이(233)는 본체(201)의 평균 너비의 0.1% 이상, 예컨대 본체(201)의 평균 너비의 30% 이상 또는 40% 이상 또는 50% 이상 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. 팁 가장자리 길이(233)는 예를 들어 평균 너비의 20% 이상 및 95% 이하의 범위 이내, 또는 본체(201)의 평균 너비의 50% 이상 95% 이하를 포함하는 범위 이내를 포함하는, 위에서 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 팁 가장자리 길이(233)는 너비 본체(201)의 평균 너비와 실질적으로 유사할 수 있다.
한 양태에 따르면, 팁 영역(210)은 팁 영역(210)에서 본체(201)의 너비 및/또는 두께 감소를 포함하는 점감에 의해 정의될 수 있다. 한 구체예에 따르면, 팁 영역(210)은 팁 영역(210)에서 본체(201)의 너비 감소를 포함할 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 팁 영역(210)은 팁 영역(210)에서 본체(201)의 두께 감소를 포함할 수 있다. 또 다른 대안의 구체예에서, 팁 영역(210)은 팁 영역(210)에서 본체(201)의 너비 및 두께 감소를 포함하는 점감에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 또 다른 구체예에서, 팁 영역(210)은 팁 영역(210)에서 본체(201)의 두께 변화보다 큰 본체의 너비 변화를 포함하는 점감에 의해 정의될 수 있다. 또 다른 구체예의 경우, 팁 영역(210)은 팁 영역(210)에서 본체(201)의 너비 변화보다 큰 본체의 두께 변화를 포함하는 점감에 의해 정의될 수 있다. 한 비제한적 구체예에 따르면, 팁 영역(210)은 본체(201)의 두께 변화를 포함하는 점감에 의해 정의될 수 있고 여기서 평균 너비는 팁 영역(210) 전체에 걸쳐 실질적으로 동일하다. 적어도 하나의 다른 비제한적 구체예의 경우, 팁 영역(210)은 본체(201)의 너비 변화를 포함하는 점감에 의해 정의될 수 있고 여기서 평균 두께는 팁 영역(210) 전체에 걸쳐 실질적으로 동일할 수 있다.
특정한 비제한적 구체예에서, 팁 영역(210)은 본체(201)의 길이의 90% 이하, 예컨대 본체의 총 평균 길이의 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하 또는 20% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하인 팁 영역 길이를 가질 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 팁 영역은 본체(201)의 길이의 5% 이상, 예컨대 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 40% 이상인 팁 영역 길이를 가질 수 있다. 팁 영역 길이는 예를 들어 본체의 길이의 5% 이상 및 90% 이하의 범위 이내, 또는 본체의 길이의 15% 이상 및 50% 이하를 포함하는 범위 이내를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 위에서 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 구체예에 따르면, 팁 영역(210)은 비대칭 점감을 포함할 수 있다. 비대칭 점감은 다른 표면에 비해 더 큰 각도 또는 곡률을 갖는 하나의 표면에 의해 정의된다. 특정 예에서 비대칭 점감은 본체의 다른 표면(예를 들어, 표면(221, 222) 및/또는 표면(223))과 비교하여 상이한 윤곽을 갖는 본체의 제1 표면(예를 들어, 표면(224))을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 제1 표면은 제2 표면에 비해 더 큰 곡률을 가질 수 있다. 특정한 비제한적 구체예에서, 제2 표면은 실질적으로 선형일 수 있고 제1 표면은 제2 표면에 대해 각이 진 또는 만곡된 비평행 관계일 수 있다. 제1 및 제2 표면은 팁(211)에서 수렴될 수 있다. 제1 표면은 팁 영역(210)에서 제2 표면보다 길 수 있다.
또 다른 비제한적 구체예에서, 치아 형상의 연마 입자는 특정 점감 각도를 가질 수 있다. 예를 들어, 팁 영역(210)에서 가장 큰 곡률을 갖는 표면(예를 들어, 표면(224))은 표면(224)상의 점(255)에 대한 접선과 점(255)에서 가장 멀리 떨어진 팁(211)의 점(251) 사이의 각도로서 점감 각도(252)를 정의할 수 있다. 점(255)은 표면(224)상의 점감 영역(210)의 시작을 정의한다. 한 구체예에 따르면, 점감 각도(252)는 1 도 이상, 예컨대 5 도 이상 또는 8 도 이상 또는 10 도 이상 또는 15 도 이상 또는 20 도 이상 또는 25 도 이상 또는 30 도 이상 또는 40 도 이상 또는 45 도 이상일 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 점감 각도(252)는 90 도 이하, 예컨대 85 도 이하 또는 80 도 이하 또는 70 도 이하 또는 60 도 이하 또는 50 도 이하 또는 40 도 이하 또는 30 도 이하일 수 있다. 점감 각도(252)는 예를 들어 5 도 이상 및 90 도 이하 또는 5 도 이상 및 70 도 이하 또는 10 도 이상 및 50 도 이하를 포함하는 범위 이내를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 값을 포함하는 범위 이내일 수 있음이 이해될 것이다. 전부는 아니지만 특정 예에서, 점감 각도는 본체(201)의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에서만 분명할 수 있다.
본원에 언급된 바와 같이, 치아 형상의 연마 입자 각각은 팁 영역(210)으로부터 본체(201)의 대향하는 단부에 베이스 영역(212)을 포함할 수 있다. 베이스 영역(212)은 베이스(214)를 포함할 수 있다. 한 구체예에 따르면, 베이스(214)는 본체(201)로부터 연장되는 돌출부(215)를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 돌출부(215)는 종축(280)으로부터 멀어지는 방향으로 본체(201)로부터 연장될 수 있다. 특정 예에서, 돌출부(215)는 팁(211)으로부터 멀리 연장될 수 있다. 전부는 아니지만 일부 구체예에서, 돌출부(215)는 본체(201)의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면으로부터 입자의 관점에서만 명백할 수 있다.
한 양태에서, 치아 형상의 연마 입자의 본체(201)는 돌출부가 본체(201)로부터 연장되는 각도를 정의할 수 있는 베이스 각도(261)를 가질 수 있다. 베이스 각도(261)는 본체(201)의 표면(224)과 베이스 표면(216)의 외부 모서리(217)로부터 연정되는 표면(262) 사이의 각도일 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 베이스 각도(261)는 둔각일 수 있다. 예를 들어, 베이스 각도(261)는 91 도 이상, 예컨대 92 도 이상 또는 93 도 이상 또는 94 도 이상 또는 95 도 이상 또는 97 도 이상 또는 99 도 이상 또는 105 도 이상 또는 110 도 이상 또는 120 도 이상 또는 130 도 이상 또는 140 도 이상일 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 베이스 각도(261)는 180 도 이하, 예컨대 178 도 이하 또는 170 도 이하 또는 160 도 이하 또는 150 도 이하일 수 있다. 베이스 각도(261)는 위에 언급된 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 비제한적 구체예에서, 베이스(214)는 돌출부 길이(Lp)를 갖는 돌출부(215)를 포함할 수 있다. 돌출부 길이는 베이스 표면(216)을 제외한 베이스 영역(212)의 돌출부(215)의 가장 긴 변의 길이일 수 있다. 예를 들어, 도 2B에 도시된 바와 같이, 돌출부 길이는 표면(264)의 길이로서 측정될 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 표면(264)의 길이는 외부 모서리(218)로부터 측정될 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 돌출부 길이(Lp)는 본체(201)의 평균 길이(L)보다 작을 수 있다. 특정 예에서, 돌출부 길이(Lp)는 본체(201)의 평균 길이의 90% 이하, 예컨대 본체(201)의 평균 길이(L)의 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하 또는 20% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하일 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 돌출부 길이(Lp)는 본체(201)의 평균 길이(L)의 1% 이상, 예컨대 본체(201)의 총 평균 길이(L)의 3% 이상 또는 5% 이상 또는 8% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상일 수 있다. 돌출부 길이(Lp)는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 비제한적 구체예에서, 베이스(214)는 베이스 표면(216)을 포함할 수 있다. 베이스 표면(216)은 외부 모서리(217 및 218) 사이에서 연장될 수 있다. 외부 모서리(217)는 베이스 표면(216)과 표면(224) 사이의 모서리일 수 있고, 여기서 표면(224)은 일부 예에서 팁 영역(210)에서 가장 만곡된 표면일 수 있다. 외부 모서리(217)는 상부 모서리(217)일 수 있고 외부 모서리(218)는 베이스 표면(216)의 길이를 가로질러 상부 모서리로부터 이격된 하부 모서리(218)일 수 있다. 한 구체예에서, 외부 모서리(218)는 팁(211)으로부터 가장 먼 베이스(214)상의 모서리일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 외부 모서리(218)는 외부 모서리(217)와 비교하여 종축(280)에 더 가까운 베이스(214)상의 모서리일 수 있다.
한 비제한적 구체예에서, 외부 모서리(217)는 팁(211)의 모서리 반경보다 작은 모서리 반경을 가질 수 있다. 그러나, 또 다른 구체예에서, 외부 모서리(218)는 팁(211)의 모서리 반경보다 작은 모서리 반경을 가질 수 있다.
또 다른 구체예에서, 베이스 표면(216)은 본체(201)의 종축(280)에 대해 일정 각도로 연장될 수 있다. 예를 들어, 베이스 표면(216)은 종축(280)에 대해 각을 이루어 베이스 표면 각도(237)를 정의할 수 있다. 한 구체예에서, 베이스 표면 각도(237)는 예각일 수 있다. 한 비제한적 구체예에 따르면, 베이스 표면 각도(237)는 90 도 이하, 예컨대 88 도 이하 또는 86 도 이하 또는 84 도 이하 또는 82 도 이하 또는 80 도 이하 또는 75 도 이하 또는 70 도 이하 또는 65 도 이하 또는 60 도 이하 또는 55 도 이하 또는 50 도 이하 또는 45 도 이하 또는 40 도 이하일 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 베이스 표면 각도(237)는 5 도 이상, 예컨대 10 도 이상 또는 15 도 이상 또는 20 도 이상 또는 25 도 이상 또는 30 도 이상 또는 35 도 이상 또는 40 도 이상 또는 45 도 이상 또는 50 도 이상 또는 55 도 이상일 수 있다. 베이스 표면 각도(237)는 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 구체예에서, 베이스 영역(212)은 베이스 표면(216)과 표면(264) 사이의 외부 모서리(218)에서 1차 피크 각도(238)를 가질 수 있다. 한 양태에서, 1차 피크 각도(238)는 본체(201)의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에서 볼 때 45 도 이상 및 150 도 이하일 수 있다. 한 구체예에 따르면, 1차 피크 각도(238)는 50 도 이상, 예컨대 55 도 이상 또는 60 도 이상 또는 65 도 이상 또는 70 도 이상 또는 75 도 이상 또는 80 도 이상 또는 85 도 이상 또는 90 도 이상 또는 95 도 이상 또는 100 도 이상일 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 1차 피크 각도(238)는 145 도 이하 또는 140 도 이하 또는 135 도 이하 또는 130 도 이하 또는 125 도 이하 또는 120 도 이하 또는 115 도 이하 또는 110 도 이하 또는 100 도 이하 또는 95 도 이하일 수 있다. 1차 피크 각도(238)는 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 구체예에 따르면, 외부 모서리(218)는 본체(201)의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에서 볼 때 1차 피크를 정의할 수 있다. 한 구체예에 따르면, 1차 피크는 본체(201)의 팁(211)상의 점(251)에서 팁 각도(277)에 의해 또한 측정될 수 있는 본체(201)의 팁(211)의 팁 첨예도보다 작은 1차 피크 각도(238)에 의해 측정될 수 있는 팁 첨예도를 가질 수 있다. 한 특정 구체예에 따르면, 1차 피크 각도(238)는 팁 각도(277)보다 5% 이상, 예컨대 8% 이상 또는 10% 이상 또는 12% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 40% 이상 또는 50% 이상 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 더 작을 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 1차 피크 각도(238)는 팁 각도(277)보다 99% 이하, 예컨대 95% 이하 또는 90% 이하 또는 80% 이하 또는 60% 이하 또는 40% 이하 더 작을 수 있다. 1차 피크 각도(238)는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율의 범위 내의 팁 각도(277)보다 작을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 양태에서, 베이스 영역(212)이 팁 영역(210)에 비해 적어도 하나 이상의 더 날카로운 팁을 가질 것임은 예상치 못한 것이었다. 이는 베이스 영역(212)이 일반적으로 팁 영역(210)과 비교하여 베이스 영역(212)의 단면적에 기초하여 팁 영역(210)보다 큰 부피의 재료를 포함할 수 있기 때문에 특히 주목할 만하다.
한 비제한적 양태에서, 베이스 표면(218)은 예상치 못한 개선된 성능을 용이하게 할 수 있는 특정 표면 형태를 가질 수 있다. 한 구체예에 따르면, 베이스 표면(218)은 베이스 표면(218)으로부터 연장되는 적어도 하나의 피크(233), 예컨대 복수의 피크(233)를 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 베이스 표면(218)은 베이스 표면(218)의 적어도 일부를 가로질러 복수의 피크(233) 사이에서 연장되는 적어도 하나의 밸리(234), 예컨대 복수의 밸리(234)를 포함할 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에 따르면, 복수의 피크(233) 및 밸리(234)는 베이스 표면(218)에 무작위로 배치될 수 있다.
전부는 아니지만 일부 예에서, 베이스 표면(218)은 본체(201)의 표면(221-224) 중 적어도 하나의 표면 거칠기와 상이한 표면 거칠기를 가질 수 있다. 한 구체예에서, 베이스 표면(218)은 본체(201)의 팁 영역(210) 또는 세장 영역(240)에서 본체(221-224)의 측면의 표면 거칠기보다 더 큰 표면 거칠기를 가질 수 있다.
또 다른 구체예에 따르면, 베이스 표면(218)은 본체(201)의 팁(211)의 팁 반경보다 작은 팁 반경을 갖는 복수의 피크(233) 중 적어도 한 개의 피크를 포함할 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 베이스 표면(218)은 본체(201)의 팁(211)의 팁 반경보다 작은 팁 반경을 갖는 복수의 피크(233) 중 적어도 두 개의 피크를 포함할 수 있다.
본원의 구체예의 특정 치아 형상의 연마 입자에서, 베이스 영역(212)은 도 2D 및 2E에 제공되는 바와 같이 본체(201)의 길이 및 두께의 평면에 의해 정의되는 2차원에서 볼 때 제1 피크(235) 및 제2 피크(236)를 포함할 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 제1 피크(235) 및 제2 피크(236)는 제1 밸리(239)에 의해 서로 분리될 수 있다.
또 다른 비제한적 양태에 따르면, 베이스 표면(216)은 하나 이상의 면(241)을 포함할 수 있다. 면(241)은 실질적으로 평면인 베이스 표면상의 영역을 정의한다. 특정 예에서, 면(241)은 베이스 표면(215)의 복수의 피크(233)와 밸리(234) 사이에서 연장될 수 있다. 일부 예에서, 베이스 표면(218)은 서로 인접하고 두 면 사이에서 연장되는 공통 가장자리를 정의하는 적어도 두 면을 포함할 수 있다.
본원에 언급된 바와 같이, 특정 구체예의 치아 형상의 연마 입자는 팁 영역(210), 베이스 영역(212) 및 팁 영역(210)과 베이스 영역(212) 사이에 배치된 세장 영역(240)을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 세장 영역(240)은 팁 영역(210)과 베이스 영역(212) 사이에 연장될 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 팁 영역(210)과 베이스 영역(212) 사이의 세장 영역(240)은 실질적으로 일정한 너비를 갖는다. 예를 들어, 한 구체예에서 세장 영역(240)은 세장 영역(240)의 길이에 걸쳐 10% 이하, 예컨대 8% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하의 너비 변화를 가질 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 세장형 영역(240)은 세장형 영역(240)의 길이에 걸쳐 0.5% 이상, 예컨대 1% 이상 또는 2% 이상의 너비 변화를 가질 수 있다. 세장 영역(240)에서 본체(201)의 너비 변화는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 구체예에서, 세장 영역(240)은 세장 영역(240)의 길이에 걸쳐 10% 이하, 예컨대 8% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하의 두께 변화를 가질 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 세장 영역(240)은 세장 영역(240)의 길이에 걸쳐 0.5% 이상, 예컨대 1% 이상 또는 2% 이상의 두께 변화를 가질 수 있다. 세장 영역(240)에서 본체(201)의 두께 변화는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
다른 예에서, 치아 형상의 연마 입자는 다른 특징을 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 예에서, 본체는 줄무늬(271)를 포함할 수 있다. 이러한 줄무늬는 표면, 예컨대 표면(221- 224) 중 적어도 하나에 존재할 수 있다. 더욱 구체적으로, 줄무늬(271)는 모든 측면(222-224)의 적어도 일부에 존재할 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 줄무늬(271)는 본체(201)의 길이 방향으로 연장될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 줄무늬(271)는 적어도 하나 이상의 표면(221-224)의 표면적의 대부분에 걸쳐 연장될 수 있다. 한 특정 구체예에 따르면, 줄무늬(271)는 모든 표면(221-224)의 표면적의 대부분에 걸쳐 연장된다.
한 구체예에 따르면, 치아 형상의 연마 입자의 본체(201)는 개시된 형성 공정으로부터 기인할 수 있고 또한 특정 특징 및/또는 개선된 성능을 촉진할 할 수 있는 특정 1차 종횡비 (길이/너비)를 가질 수 있다. 한 양태에서, 치아 형상의 연마 입자는 1.1 이상 또는 1.2 이상 또는 1.5 이상 또는 2 이상 또는 2.5 이상 또는 3 이상 또는 3.5 이상 또는 4 이상 또는 4.5 이상 또는 5 이상 또는 5.5 이상 또는 6 이상 또는 8 이상 또는 10 이상의 (길이/너비)의 1차 종횡비를 가질 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 본체(201)는 1000 이하 또는 100 이하 또는 50 이하 또는 20 이하 또는 10 이하 또는 5 이하 또는 3 이하 또는 2.8 이하의 길이/너비의 1차 종횡비를 가질 수 있다. 본체(201)의 1차 종횡비는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 비율을 포함하는 범위일 수 있음이 이해될 것이다. 더욱이, 1차 종횡비는 단일 치아 형상의 연마 입자의 1차 종횡비 또는 복수의 치아 형상의 연마 입자의 평균을 나타낼 수 있음이 이해될 것이다.
본원의 구체예의 모든 종횡비는 이미지 처리에 의해 측정된다. 복수의 치아 형상의 연마 입자는 이미징을 위한 스테이지에 장착되고 고정된다. 이미징은 2X-8X와 같은 적합한 배율로 DSX 700 Olympus와 같은 광학 현미경을 통해 완료될 수 있다. 입자의 적합한 통계적으로 관련된 샘플 크기(예를 들어, 200 개 이상의 입자)의 적절한 이미지를 촬영한 후, 이미지(RGB 색상 또는 회색조)가 입자의 길이 및 너비 차원의 대표적인 이미지로서 저장된다. 예를 들어, 도 10을 참조하라. 이후 입자는 입자 각각의 두께의 치수가 보이도록 종축에 대해 90 도 회전된다. 입자의 이미지는 각 입자 두께와 관련하여 촬영되고 저장된다. 입자 각각에 대한 길이, 너비, 및 두께가 측정되고 평균 길이, 너비, 및 두께는 이미지 처리 소프트웨어(예를 들어, ImageJ)에 의해 이미지로부터 계산된다. 길이 및 너비의 평면에서 입자의 첫 번째 사진의 경우, 이미지는 오츠 방법을 통해 흰색 픽셀이 입자의 본체를 나타내는 흑밸 이미지로 전환된다. 흑백 이미지로부터, 최적 맞춤 타원이 입자의 이미지 각각의 주위에 맞춰진다. 최적 맞춤 타원은 영역의 두 번째 모먼트가 보존되도록 생성된다. 타원의 수직축(즉, 장축 및 단축)이 길이 및 너비로 사용되고, 여기서 더 긴 축이 길이를 나타내고 더 짧은 축이 이미지의 평면에 따라 너비 또는 두께를 나타낸다. 길이를 정의하는 장축은, 맞춰진 타원의 초점이 나타나는 축으로 정의된다. 본체의 너비를 정의하는 단축은, 맞춰진 타원의 장축에 수직이다. 평균 길이 및 평균 너비는 복수의 입자에 대해 이 이미지로부터 계산된다. 도 10은 길이 및 너비의 평면에서 치아 형상의 연마 입자의 이미지를 포함하고, 여기서 최적 맞춤 타원이 이미지에 맞춰진다. 입자의 평균 두께는 길이 및 두께의 차원에서 입자의 이미지를 사용하여 동일한 방식으로 측정된다. 이미지는 흑백 이미지로 변경되고, 최적 맞춤 타원이 각 입자의 각 이미지 주위에 생성되고 두께가 타원의 가장 짧은 축의 값으로 측정된다. 평균 두께는 모든 측정된 두께 값으로부터 계산된다. 1차, 2차 및 3차 표준 편차는 또한 측정된 길이, 너비 및 두께 값으로부터 계산된다.
한 구체예에 따르면, 치아 형상의 연마 입자의 본체(201)는 개시된 형성 공정으로부터 기인할 수 있고 또한 특정 특징 및/또는 개선된 성능을 촉진할 할 수 있는 특정 2차 종횡비 (길이/두께) 를 가질 수 있다. 한 비제한적 구체예에서, 본체(201)는 1.1 이상 또는 1.2 이상 또는 1.5 이상 또는 2 이상 또는 2.5 이상 또는 3 이상 또는 3.5 이상 또는 4 이상 또는 4.5 이상 또는 5 이상 또는 5.5 이상 또는 6 이상 또는 8 이상 또는 10 이상일 수 있는 길이/두께의 2차 종횡비를 가질 수 있다. 그러나, 또 다른 비제한적 구체예에서, 2차 종횡비 (길이/두께)는 1000 이하 또는 100 이하 또는 50 이하 또는 20 이하 또는 10 이하 또는 5 이하 또는 3 이하 또는 2.8 이하일 수 있다. 길이/두께의 2차 종횡비가 상기 임의의 최소 및 최대 비율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 더욱이, 2차 종횡비는 단일 치아 형상의 연마 입자의 2차 종횡비 또는 복수의 치아 형상의 연마 입자의 평균을 나타낼 수 있음이 이해될 것이다.
한 구체예에 따르면, 치아 형상의 연마 입자의 본체(201)는 개시된 형성 공정으로부터 기인할 수 있고 또한 특정 특징 및/또는 개선된 성능을 촉진할 할 수 있는 특정 3차 종횡비 (길이/두께) 를 가질 수 있다. 또 다른 구체예에서, 본체(201)는 0.5 이상, 예컨대 0.6 이상 또는 0.7 이상 또는 0.8 이상 또는 0.9 이상 또는 1.0 이상 또는 1.1 이상 또는 1.2 이상 또는 1.3 이상 또는 1.4 이상 또는 1.5 이상 또는 2 이상 또는 2.5 이상 또는 3 이상 또는 4 이상의 3차 종횡비 (너비/두께)를 가질 수 있다. 또 다른 비제한적 구체예에서, 3차 종횡비 (너비/두께)는 10 이하, 예컨대 8 이하 또는 5 이하 또는 3 이하 또는 2 이하 또는 1.5 이하 또는 1.3 이하 또는 1.1 이하일 수 있다. 3차 종횡비는 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 비율을 포함하는 범위일 수 있음이 이해될 것이다. 본체(201)의 3차 종횡비가 위에 언급된 최소 및 최대 비율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 더욱이, 3차 종횡비는 단일 치아 형상의 연마 입자의 3차 종횡비 또는 복수의 치아 형상의 연마 입자의 평균을 나타낼 수 있음이 이해될 것이다.
본원의 구체예의 치아 형상의 연마 입자는 결정질 재료, 더욱 구체적으로 다결정질 재료를 포함하는 본체를 가질 수 있다. 특히, 다결정 물질은 연마 입자(즉, 미세결정)를 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 치아 형상의 연마 입자의 본체에는 예를 들어, 결합제를 포함하는 유기 재료가 본질적으로 없을 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 치아 형상의 연마 입자는 본질적으로 다결정 재료로 구성될 수 있다.
치아 형상의 연마 입자의 본체(201) 내에 포함된 연마 입자(즉, 미세결정)는 일반적으로 20 마이크론 이하, 예컨대 18 마이크론 이하 또는 16 마이크론 이하 또는 14 마이크론 이하 또는 12 마이크론 이하 또는 10 마이크론 이하 또는 8 마이크론 이하 또는 5 마이크론 이하 또는 2 마이크론 이하 또는 1 마이크론 이하 또는 0.9 마이크론 이하 또는 0.8 마이크론 이하 또는 0.7 마이크론 이하 또는 심지어 0.6 마이크론 이하 또는 심지어 0.2 마이크론 이하인 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 그러나, 치아 형상의 연마 입자의 본체 내에 포함된 연마 입자의 평균 입자 크기는 0.01 마이크론 이상, 예컨대 0.05 마이크론 이상 또는 0.06 마이크론 이상 또는 0.07 마이크론 이상 또는 0.08 마이크론 이상 또는 0.09 마이크론 이상 또는 0.1 마이크론 이상 또는 0.12 마이크론 이상 또는 0.15 마이크론 이상 또는 0.17 마이크론 이상 또는 0.2 마이크론 이상 또는 심지어 0.5 마이크론 이상일 수 있다. 연마 입자는 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내의 평균 입자 크기를 가질 수 있음이 이해될 것이다. 평균 입자 크기는 당업자에게 공지된 보정되지 않은 절편 방법을 사용하여 계산될 수 있다.
한 구체예에 따르면, 치아 형상의 연마 입자의 본체(201)는 100 마이크론 이상의 본체에서 측정 가능한 최장 치수(즉, 길이)에 의해 측정된 바와 같은 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 사실상, 치아 형상의 연마 입자의 본체(201)는 150 마이크론 이상, 예컨대 200 마이크론 이상 또는 300 마이크론 이상 또는 400 마이크론 이상 또는 500 마이크론 이상 또는 500 마이크론 이상 또는 600 마이크론 이상 또는 800 마이크론 이상 또는 심지어 900 마이크론 이상의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 그러나, 치아 형상의 연마 입자의 본체(201)는 5 mm 이하, 예컨대 3 mm 이하 또는 2 mm 이하 또는 심지어 1.5 mm 이하인 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 치아 형상의 연마 입자의 본체는 위에 언급된 임의의 최소값 및 최대값을 포함하는 범위 내의 평균 입자 크기를 가질 수 있음이 이해될 것이다.
연마재 산업에서 사용하기 위한 입자는 일반적으로 사용 전에 주어진 입자 크기 분포로 등급이 매겨진다. 그러한 분포는 전형적으로 조대 입자로부터 미세 입자까지의 입자 크기의 범위를 갖는다. 연마 기술에서 이러한 범위는 때로 "조대", "대조", 및 "미세" 분율로 지칭된다. 연마 산업에서 인정하는 등급 표준에 따라 등급이 매겨진 연마 입자는 수치 제한 내에서 각 공칭 등급에 대한 입자 크기 분포를 지정한다. 그러한 업계 인정 등급 표준(즉, 연마 산업 지정 공칭 등급)은 미국 국가 표준 협회(American National Standards Institute, Inc., ANSI) 표준, 연마 제품 유럽 생산자 연합(Federation of European Producers of Abrasive Products, FEPA) 표준 및 일본 산업 규격(Japanese Industrial Standard, JIS) 표준으로 알려진 것을 포함한다. ANSI 등급 지정(즉, 지정된 공칭 등급)은 ANSI 4, ANSI 6, ANSI 8, ANSI 16, ANSI 24, ANSI 36, ANSI 40, ANSI 50, ANSI 60, ANSI 80, ANSI 100, ANSI 120, ANSI 150, ANSI 180, ANSI 220, ANSI 240, ANSI 280, ANSI 320, ANSI 360, ANSI 400 및 ANSI 600을 포함한다. FEPA 등급 지정은 P8, P12, P16, P24, P36, P40, P50, P60, P80, P100, P120, P150, PI 80, P220, P320, P400, P500, P600, P800, P1000, 및 P1000을 포함한다. JIS 등급 지정은 JIS8, JIS12, JIS 16, JIS24, JIS36, JIS46, JIS54, JIS60, JIS80, JIS 100, JIS150, JIS180, JIS220, JIS240, JIS280, JIS320, JIS360, JIS400, JIS600, JIS800, JIS 1000, JIS 1500, JIS2500, JIS4000, JIS6000, JIS8000 및 JIS10,000을 포함한다. 대안적으로, 연마 입자는 ASTM E-1 1 "Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes"을 준수하는 미국 표준 테스트 체를 사용하여 공칭 선별 등급으로 등급이 매겨질 수 있다. ASTM E-1 1은 지정된 입자 크기에 따라 재료를 분류하기 위해 프레임에 장착된 직조 와이어 천의 매체를 사용하여 테스트 체의 설계 및 구성에 대한 요건을 규정한다. 전형적인 지정은 입자가 번호 18 체에 대한 ASTM E-1 1 사양을 충족하는 테스트 체를 통과하고 번호 20 체에 대한 ASTM E-1 1 사양을 충족하는 테스트 체에 머무름을 의미하는 -18+20로서 표시될 수 있다. 다양한 구체예에서, 미립자 재료는 -18+20, -20/+25, -25+30, -30+35, -35+40, -40+45, -45+50, - 50+60, -60+70, -70/+80, - 80+100, -100+120, -120+140, -140+170, -170+200, -200+230, -230+270, - 270+325, -325+400, -400+450, -450+500, 또는 -500+635를 포함하는 공칭 선별 등급을 가질 수 있다. 대안적으로, -90+100과 같은 사용자 지정 메쉬 크기가 사용될 수 있다. 미립자 재료의 본체는 본원에 더 상세히 기재된 바와 같이 성형된 연마 입자의 형태일 수 있다.
치아 형상의 연마 입자의 본체(201)에서 사용하기 위한 일부 적합한 재료는 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 산붕화물, 산탄화물, 탄소계 재료, 다이아몬드, 천연 발생 광물, 희토류 함유 재료, 천연 광물, 합성 재료 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 특정 예에서, 치아 형상의 연마 입자는 산화물 화합물, 예컨대 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 산화 티타늄, 산화 이트륨, 산화 크롬, 산화 스트론튬, 산화 규소, 산화 마그네슘, 희토류 산화물 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
한 특정 구체예에서, 본체(201)는 본체(201)의 총 중량에 대해 95 wt% 이상 알루미나를 포함할 수 있다. 그러나, 특정 예에서, 본체는 본체의 총 중량에 대해 99.5 wt% 이하 알루미나를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 본체(201)는 본질적으로 알루미나로 구성될 수 있고, 더욱 구체적으로 본질적으로 알파 알루미나로 구성될 수 있다. 특정 예에서, 본체(201)는 약 1 wt% 이하의 임의의 저온 알루미나 상을 포함하도록 형성될 수 있다. 본원에서 사용된 저온 알루미나 상은 전이 상 알루미나, 보크사이트 또는 수화 알루미나를 포함할 수 있고, 예를 들어 깁사이트, 보헤마이트, 다이어스포어, 및 그러한 화합물 및 광물을 포함하는 혼합물을 포함한다. 특정 저온 알루미나 물질은 또한 일부 함량의 산화 철을 포함할 수 있다. 더욱이, 저온 알루미나 상은 다른 광물, 예컨대 고에타이트, 헤마타이트, 카올리나이트 및 아타테이즈를 포함할 수 있다.
더욱이, 특정 예에서, 치아 형상의 연마 입자의 본체(201)는 시딩된 졸-겔로부터 형성될 수 있다. 적어도 하나의 구체예에서, 본원의 구체예의 임의의 치아 형상의 연마 입자의 본체에는 본질적으로 철, 희토류 산화물 및 이들의 조합이 없을 수 있다. 본원에서 특정 특징(예를 들어, 조성)을 갖는 본체에 대한 언급은 또한 동일한 특징(예를 들어, 조성)을 가질 수 있는 치아 형상의 연마 입자의 배치를 지칭하는 것으로 이해될 것이다.
특정 구체예에 따르면, 특정 치아 형상의 연마 입자는 적어도 두 가지 상이한 유형의 입자가 치아 형상의 연마 입자의 본체에 포함되도록 조성 복합물일 수 있다. 여러 상이한 유형의 입자는 서로에 대해 상이한 조성을 갖는 미세결정 입자임이 이해될 것이다. 예를 들어, 치아 형상의 연마 입자의 본체는 적어도 두 가지의 상이한 유형의 입자를 포함하도록 형성될 수 있고, 여기서 입자의 유형은 질화물, 산화물, 탄화물, 붕화물, 산질화물, 산붕화물, 산탄화물, 탄소계 재료, 다이아몬드, 천연 발생 광물, 희토류 함유 재료, 천연 광물, 합성 재료, 및 이들의 조합의 군으로부터 선택된다.
치아 형상의 연마 입자의 본체(201)는 원소 또는 화합물(예를 들어, 산화물) 형태일 수 있는 도펀트와 같은 첨가제를 포함할 수 있다. 특정한 적합한 첨가제는 본원에 기재된 임의의 물질을 포함할 수 있다. 치아 형상의 연마 입자의 본체는 특정 함량의 하나 이상의 첨가제(예를 들어, 도펀트)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본체는 본체의 총 중량에 대해 약 30 wt% 이하 첨가제를 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 첨가제의 양은 더 적을 수 있고, 예컨대 약 25 wt% 이하 또는 약 20 wt% 이하 또는 약 18 wt% 이하 또는 약 15 wt% 이하 또는 약 12 wt% 이하 또는 약 10 wt% 이하 또는 약 8 wt% 이하 또는 5 wt% 이하 또는 2 wt% 이하일 수 있다. 그러나, 첨가제의 양은 본체의 총 중량에 대해 약 0.5 wt% 이상, 예컨대 약 1 wt% 이상, 약 2 wt% 이상 또는 3wt% 이상 또는 약 4 wt% 이상 또는 약 5 wt% 이상 또는 약 8 wt% 이상 또는 심지어 약 10 wt% 이상일 수 있다. 본체 내의 첨가제의 양은 위에 언급된 임의의 최소 및 최대 백분율을 포함하는 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
치아 형상의 연마 입자의 본체는 특히 조밀할 수 있다. 예를 들어, 본체는 약 95% 이상 이론 밀도, 예컨대 약 96% 이상 또는 97% 이상 또는 98% 이상 또는 99% 이상 이론 밀도의 밀도를 가질 수 있다.
본원의 구체예의 치아 형상의 연마 입자는 특정 유형의 성형된 연마 입자이다. 성형된 연마 입자는 몰딩, 프린팅, 주조, 압출 등을 포함하는 특정 공정을 통해 형성될 수 있다. 성형된 연마 입자는 각 입자가 서로에 대해 실질적으로 동일한 표면 및 가장자리 배열을 갖도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 성형된 연마 입자의 그룹은 일반적으로 서로에 대해 동일한 표면 및 가장자리의 배열 및 배향 및 또는 2차원 형태를 갖는다. 그와 같이, 성형된 연마 입자는 서로에 대한 표면 및 가장자리의 배열에서 비교적 높은 형태 충실성 및 일관성을 갖는다. 더욱이, 일정 높이 연마 입자(constant height abrasive particle, CHAP)가 또한 주 표면을 위에서 아래로 볼 때 불규칙 2차원 형태를 가질 수 있는 얇은 형태의 본체의 형성을 용이하게 하는 특정 공정을 통해 형성될 수 있다. CHAP는 성형된 연마 입자보다 더 적은 형태 충실성을 가질 수 있지만, 측면에 의해 분리된, 실질적으로 편평하고 평행한 주 표면을 가질 수 있다.
대조적으로, 비성형 입자는 여러 상이한 공정을 통해 형성될 수 있고 성형된 연마 입자 및 CHAP와 비교하여 상이한 형태 속성을 가질 수 있다. 예를 들어, 비성형 입자는 일반적으로 재료 덩어리가 형성된 다음 파쇄되고 체별되어 특정 크기의 연마 입자를 얻는 분쇄 공정에 의해 형성된다. 그러나, 비성형 입자는 일반적으로 표면 및 가장자리의 무작위 배열을 가질 것이고, 일반적으로 표면 및 가장자리의 배열에서 인식 가능한 2차원 또는 3차원 형태가 부족할 것이다. 더욱이, 비성형 입자는 서로에 대해 일관된 형태를 가질 필요가 없으므로, 성형된 연마 입자 또는 CHAP에 비해 현저하게 더 낮은 형태 충실성을 갖는다. 비성형 입자는 일반적으로 각 입자 및 다른 비성형 입자에 대한 표면 및 가장자리의 무작위 배열에 의해 정의된다.
도 3은 한 구체예에 따른 치아 형상의 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마 물품의 단면도를 포함한다. 예시된 바와 같이, 코팅된 연마재(300)는 기판(301)의 표면 위에 놓인 기판(301) 및 메이크 코트(303)를 포함할 수 있다. 한 특정 구체예에서, 코팅된 연마재(300)는 복수의 연마 입자(305)를 추가로 포함할 수 있다. 복수의 연마 입자(305)는 여러 상이한 유형의 연마 입자를 포함할 수 있지만 반드시 포함할 필요는 없다. 예를 들어, 복수의 연마 입자(305)는 제1 유형의 연마 입자(306)(예를 들어, 치아 형상의 연마 입자), 제2 유형의 연마 입자(307)(예를 들어, 비성형 또는 불규칙 연마 입자), 및 선택적으로 무작위 형상을 가질 수 있는 제3 유형의 연마 입자(308)(예를 들어, 희석제 연마 입자)를 포함할 수 있다. 코팅된 연마재(300)는 복수의 연마 입자(305) 및 메이크 코트(303) 위에 있고 이에 결합된 사이즈 코트(304)를 추가로 포함할 수 있다.
한 구체예에 따르면, 기판(301)은 유기 재료, 무기 재료 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 기판(301)은 직조 재료를 포함할 수 있다. 그러나, 기판(301)은 비직조 재료로 만들어질 수 있다. 특히 적합한 기판 재료는 고분자를 포함하는 유기 재료, 특히, 폴리에스테르, 풀리우레탄, 폴리프로필렌, DuPont의 KAPTON과 같은 폴리이미드, 종이를 포함할 수 있다. 일부 적합한 무기 재료는 금속, 금속 합금, 특히, 구리, 알루미늄, 강철 및 이들의 조합의 포일을 포함할 수 있다.
메이크 코트(303)는 단일 공정에서 기판(301)의 표면에 도포될 수 있거나, 대안적으로, 복수의 연마 입자(305)는 메이크 코트(303) 재료와 조합되고 기판(301)의 표면에 혼합물로서 도포될 수 있다. 적합한 메이크 코트(303) 재료는 유기 재료, 특히 고분자 재료를 포함할 수 있고, 예를 들어, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리 비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로스 아세테이트, 니트로셀룰로스, 천연 고무, 전분, 쉘락 및 이들의 혼합을 포함한다. 한 구체예에서, 메이크 코트(303)는 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다. 코팅된 기판은 이후 수지 및 연마 미립자 물질을 기판에 경화시키기 위해 가열될 수 있다. 일반적으로, 코팅된 기판(301)은 이 경화 공정 동안 약 100 º내지 약 250 º미만의 온도로 가열될 수 있다.
더욱이, 코팅된 연마 물품(300)은 복수의 연마 입자(305)에 하나 이상의 유형의 연마 입자를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 여러 상이한 유형의 연마 입자는 조성, 2차원 형상, 3차원 형상, 입자 크기, 입자 크기, 경도, 마손도, 응집 또는 이들의 임의의 조합에서 서로 상이할 수 있다. 한 구체예에서, 코팅된 연마 물품(300)은 적용에 따라 상이한 양의 상이한 유형의 연마 입자를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서 코팅된 연마재가 여러 상이한 유형의 성형된 연마 입자를 반드시 포함할 필요는 없으며, 본질적으로 단일 유형의 성형된 연마 입자로 구성될 수 있음이 이해될 것이다.
한 특정 구체예에 따르면, 복수의 연마 입자(305)는 제한된 함량의 응집된 입자, 더욱 구체적으로, 제한된 함량의 응집된 치아 형상의 입자를 포함할 수 있다. 치아 형상의 연마 입자의 일부 응집체는 서로 연결되거나 소결 결합될 수 있다. 한 양태에서, 복수의 연마 입자(305)는 복수의 연마 입자(305)에서 입자의 총 수에 대해 50% 이하, 예컨대 48% 이하 또는 46% 이하 또는 44% 이하 또는 42% 이하 또는 40% 이하 또는 38% 이하 또는 36% 이하 또는 34% 이하 또는 32% 이하 또는 30% 이하 또는 28% 이하 또는 26% 이하 또는 24% 이하 또는 22% 이하 또는 20% 이하 또는 18% 이하 또는 16% 이하 또는 14% 이하 또는 12% 이하 또는 10% 이하 또는 8% 이하 또는 6% 이하 또는 4% 이하 또는 2% 이하의 응집된 입자를 포함할 수 있다. 한 특정 구체예에서, 복수의 연마 입자(305)에는 응집된 입자, 더욱 구체적으로, 서로 연결되거나 소결 결합된 치아 형상의 연마 입자가 없을 수 있다. 특히, 성형된 연마 입자를 포함하는 특정한 통상적인 고정된 연마 물품에서, 고정된 연마 입자는 서로 소결되는 입자인 "쌍둥이" 또는 "세쌍둥이" 형태로 응집될 수 있다. 본원의 공정은 제한된 함량의 응집된 입자를 갖는 복수의 연마 입자를 포함하는 연마 입자 및 고정된 연마재의 배치의 형성을 용이하게 할 수 있다.
더욱이, 한 구체예에서, 복수의 연마 입자(305)는 제한된 함량의 갈고리 형상의 연마 입자를 포함할 수 있다. 갈고리 형상의 연마 입자는 압출된, 갈고리 형상의 연마 입자를 포함할 수 있다. 갈고리 형상의 연마 입자는 갈고리 형상을 특징으로 할 입자의 뒤를 향해 상당히 휘어진 본체의 적어도 하나의 단부를 특징으로 한다. 도 4는 다양한 갈고리 형상의 연마 입자의 이미지를 포함한다.
연마 입자를 지지체(즉, 기판)에 배치하기 위해, 예를 들어 투사(예를 들어, 기계적 또는 정전기적), 중력 공급, 지지체 또는 접착층에 옮겨질 때까지 원하는 배향으로 연마 입자를 일시적으로 유지하기 위한 적합한 크기의 개구가 있는 생산 도구, 진동, 픽-앤-플레이스(pick-and-place) 시스템 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 방법이 사용될 수 있다. 특정 방법론이 서로 및 지지체에 대한 연마 입자의 위치 및/또는 배향의 하나 이상의 양태를 제어하기에 더욱 적합할 수 있다.
한 특정 구체예에 따르면, 치아 형상의 연마 입자는 기판(301)에 대한 수직 배향과 같은 특정 배향을 가질 수 있다. 본원에 다른 구체예에 기재된 바와 같이, 치아 형상의 연마 입자(306)는 팁 영역(210) 및 본체의 길이를 가로질러 팁 영역(210)에 대향하는 베이스 영역(212)을 가질 수 있다. 한 양태에서, 특정 함량의 치아 형상의 연마 입자(306)는 베이스 영역(212)보다 기판(301)에 더 가까운 팁 영역(210)으로 배향될 수 있다. 적어도 한 구체예에서, 더 많은 함량의 치아 형상의 연마 입자가 팁 영역(210)보다 기판(301)에 더 가까운 베이스 영역(212)이 있는 치아 형상의 연마 입자의 함량과 비교하여 베이스 영역(212)보다 기판(301)에 더 가까운 팁 영역(210)을 가질 것이다. 한 특정 구체예에 따르면, 치아 형상의 연마 입자의 60% 이상, 예컨대 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상이 베이스 영역(212)보다 팁 영역(210)이 기판(301)에 더 가깝다.
복수의 연마 입자(305)가 포함된 메이크 코트(303)를 충분히 형성한 후, 사이즈 코트(304)가 형성되어 위에 놓이고 복수의 연마 입자(305)를 기판(301)에 결합시킬 수 있다. 사이즈 코트(304)는 유기 재료를 포함할 수 있고, 본질적으로 고분자 재료로 제조될 수 있고, 특히 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리 비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리실록산, 실리콘, 셀룰로스 아세테이트, 니트로셀룰로스, 천연 고무, 전분, 쉘락 및 이들의 혼합을 사용할 수 있다.
도 5는 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 평면도를 포함한다. 도시된 바와 같이, 코팅된 연마 물품(500)은 지지체(501) 및 지지체(501) 위에 놓인, 더욱 구체적으로, 지지체(501)에 결합된 치아 형상의 연마 입자(504, 505, 506, 507, 및 508) (504-508)를 포함하는 복수의 연마 입자(503)를 포함할 수 있다. 치아 형상의 연마 입자는 형상의 정확성이 아니라 참조의 용이성을 위해 원으로 도시됨이 이해될 것이다. 한 구체예에서, 복수의 연마 입자(503)의 적어도 일부, 예컨대 대부분 또는 심지어 전부가 지지체(501)상의 사전 결정된 위치에 배치될 수 있다. 한 구체예에 따르면, 복수의 연마 입자(503)는 서로에 대해 사전 결정된 위치를 가질 수 있다. 특정한 구체예에서, 복수의 연마 입자(503)는 지지체(501)에 대해 그리고 서로에 대해 사전 결정된 횡방향 위치, 사전 결정된 종방향 위치, 사전 결정된 반경방향 위치, 사전 결정된 회전 배향, 및/또는 사전 결정된 경사 각도 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 더욱 특정한 구체예에서, 복수의 연마 입자(503)는 지지체(501)에 대해 그리고 서로에 대해 사전 결정된 횡방향 위치, 사전 결정된 종방향 위치, 사전 결정된 반경방향 위치, 사전 결정된 회전 배향 또는 사전 결정된 경사 각도 중 둘 이상의 조합을 가질 수 있다.
특정 구체예에 따르면, 각각의 치아 형상의 연마 입자(504-508)는 지지체(501)상의 사전 결정된 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 치아 형상의 연마 입자(504-508) 각각은 지지체(501)에 대해 그리고 서로에 대해 사전 결정된 횡방향 위치, 사전 결정된 종방향 위치, 사전 결정된 반경방향 위치, 및/또는 사전 결정된 회전 배향 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 더욱 특정한 구체예에서, 치아 형상의 연마 입자(504-508) 각각은 지지체(501)에 대해 그리고 서로에 대해 사전 결정된 횡방향 위치, 사전 결정된 종방향 위치, 사전 결정된 반경방향 위치, 및/또는 사전 결정된 회전 배향 중 둘 이상의 조합을 가질 수 있다.
한 양태에 따르면, 치아 형상의 연마 입자(504-508)는 지지체(501)상의 사전 결정된 측방향 및 종방향 위치에 배치된다. 도 5의 비제한적 구체예에 도시된 바와 같이, 치아 형상의 연마 입자(504)는 사전 결정된 위치(514)에 배치되고, 치아 형상의 연마 입자(505)는 사전 결정된 위치(515)에 배치되고, 치아 형상의 연마 입자(506)은 사전 결정된 위치(516)에 배치되고, 치아 형상의 연마 입자(507)는 사전 결정된 위치(517)에 배치되고, 치아 형상의 연마 입자(508)는 사전 결정된 위치(518)에 배치된다. 각각의 사전 결정된 위치(514, 515, 516, 517, 및 518)(514-518)는 종축 및 횡축(580 및 581) 각각에 대한 지지체 상의 위치를 정의한다. 종축(580)은 지지체(501)의 길이를 따라 연장되어 길이를 정의할 수 있고 횡축(581)은 지지체(501)의 너비를 따라 연장되어 너비를 정의할 수 있다. 횡축(581)은 지지체(501)의 평면에서 종축(580)에 수직일 수 있다. 인접한 연마 입자(예를 들어, 치아 형상의 연마 입자(504-508)) 사이의 간격은 연마 입자의 함량 및 원하는 분포에 따라 수정될 수 있음이 이해될 것이다. 더욱이, 이러한 사전 결정된 위치는, 반드시 종방향 및 횡방향 축을 가질 필요는 없지만, 중심으로부터의 거리 및 360 도를 통해 연장되는 반경방향 축을 갖는 타원체 지지체에 동일하게 적용 가능함이 또한 이해될 것이다.
또 다른 구체예에 따르면, 코팅된 연마 물품상의 복수의 연마 입자(503)는 위에서 아래로 보았을 때 서로에 대해 사전 결정된 분포로 배열될 수 있다. 사전 결정된 분포는 의도적으로 선택된 지지체상의 사전 결정된 위치의 조합에 의해 정의될 수 있다. 한 구체예에서, 사전 결정된 분포는 사전 결정된 위치가 2차원 배열을 정의할 수 있도록 패턴을 포함할 수 있다. 또 다른 구체예에서, 배열은 연마 입자의 단위에 의해 정의된 단거리 순서를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 배열은 또한, 배열이 대칭 및/또는 예측 가능하도록 함께 연결된 규칙적이고 반복적인 단위를 포함하는 장거리 순서를 갖는 패턴일 수 있다. 일부 예에서, 배열은 수학 공식으로 예측될 수 있는 순서를 가질 수 있다. 2차원 배열은 다각형, 타원, 장식용 표시, 제품 표시, 또른 다른 디자인 형상으로 형성될 수 있음이 이해될 것이다.
또 다른 양태에서, 사전 결정된 분포는 또한 비음영 배열을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비음영 배열은 제어된 불균일한 분포, 제어된 균일한 분포 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 비제한적인 예에서, 비음영 배열은 방사형 패턴, 나선형 패턴, 잎차례(phyllotactic) 패턴, 비대칭 패턴, 자체 회피 무작위 분포, 자체 회피 무작위 분포 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 비음영 배열은 서로에 대해 연마 입자(즉, 성형된 연마 입자 및/또는 희석제 입자)의 특정 배열을 포함할 수 있고, 여기서 재료 제거 작업의 초기 단계 동안 연마 입자의 중첩 정도는 약 25% 이하, 예컨대 약 20% 이하, 약 15% 이하, 약 10% 이하, 또는 심지어 약 5% 이하이다. 특정 예에서, 비음영 배열은 연마 입자의 분포를 포함할 수 있고, 여기서 재료 제거 작업의 초기 단계 동안 공작물과 맞물리면, 연마 입자의 일부(예를 들어, 지지체상의 모든 성형된 연마 입자의 일부분, 지지체상의 모든 성형된 연마 입자의 대부분, 또는 심지어 본질적으로 전부)는 공작물의 표면의 상이한 영역과 맞물린다. 비음영 배열은 서로에 대해 그리고 지지체의 연삭 방향 및/또는 하나 이상의 축에 대해 성형된 연마 입자의 특정 분포를 이용할 수 있다.
한 구체예에서, 사전 결정된 분포는 부분적으로, 실질적으로, 또는 완전히 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 한 구체예에 따르면, 사전 결정된 분포는 전체 연마 물품 위에 놓일 수 있거나, 실질적으로 전체 연마 물품(즉 50% 초과 100% 미만)을 덮을 수 있거나, 연마 물품의 여러 부분 위에 놓일 수 있거나, 연마 물품의 일부(즉 물품의 표면적의 50% 미만) 위에 놓일 수 있다. 본원에서 사용된 "잎차례 패턴"은 잎차례(phyllotaxis)와 관련된 패턴을 의미한다. 잎차례는 많은 종류의 식물에서 잎, 꽃, 비늘, 화부 및 씨앗과 같은 측면 기관의 배열이다. 많은 잎차례 패턴이 호, 나선 및 소용돌이를 갖는 자연 발생 현상의 눈에 띄는 패턴으로 나타난다. 해바라기 머리에 있는 씨앗의 패턴이 이러한 현상의 한 예이다.
도 6은 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 평면도를 포함한다. 코팅된 연마 물품(600)은 지지체(601) 및 하나 이상의 치아 형상의 연마 입자를 포함할 수 있는 복수의 연마 입자(602)를 포함한다. 한 구체예에서, 복수의 연마 입자(602)의 적어도 일부는 지지체(601)의 평면에 수직으로 연장되는 Z-축 주위의 연마 입자의 배향일 수 있는 사전 결정된 회전 배향을 가질 수 있다. 한 구체예에서, 제1 위치(613)에서 지지체(601) 위에 놓이는 연마 입자(603)는 지지체(601)의 너비를 정의하는 횡축(681)에 대한 회전 배향을 가질 수 있다. 특정 양태에서, 연마 입자(603)는 회전 각도(620)에 의해 정의된 사전 결정된 회전 배향을 가질 수 있다. 회전 각도(620)는 중심점(621)을 통해 연장되는 평면(684) 및 위에서 아래로 봤을 때 중심점(621)을 통해 또한 연장되는 입자의 기준 치수(예를 들어, 두께 또는 너비)에 평행한 이등분 축(631) 사이에 형성된 최소 각도일 수 있다. 한 구체예에 따르면, 연마 입자(602)는 이등분 축(631)과 평면(184) 사이의 최소 각도로서 측정되는 회전 각도(620)에 의해 정의된 사전 결정된 회전 배향을 가질 수 있다. 한 구체예에 따르면, 회전 각도(201)는 0 도, 예컨대 약 2 도 이상, 약 5 도 이상, 약 10 도 이상, 약 15 도 이상, 약 20 도 이상, 약 25 도 이상, 약 30 도 이상, 약 35 도 이상, 약 40 도 이상, 약 45 도 이상, 약 50 도 이상, 약 55 도 이상, 약 60 도 이상, 약 70 도 이상, 약 80 도 이상, 또는 심지어 약 85 도 이상일 수 있다. 그러나, 회전 각도(201)에 의해 정의된 사전 결정된 회전 배향은 약 90 도 이하, 예컨대 약 85 도 이하, 약 80 도 이하, 약 75 도 이하, 약 70 도 이하, 약 65 도 이하, 약 60 도 이하, 예컨대 약 55 도 이하, 약 50 도 이하, 약 45 도 이하, 약 40 도 이하, 약 35 도 이하, 약 30 도 이하, 약 25 도 이하, 약 20 도 이하, 예컨대 약 15 도 이하, 약 10 도 이하, 또는 심지어 약 5 도 이하일 수 있다. 사전 결정된 회전 배향은 임의의 상기 최소값 및 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
도 7은 한 구체예에 따른 코팅된 연마 물품의 일부의 평면도를 포함한다. 한 구체예에서, 코팅된 연마 물품(700)은 종축(780) 및 횡축(781)을 포함하는 기판(701)을 포함할 수 있다. 코팅된 연마 물품(700)은 복수의 영역, 예컨대 제1 영역(710), 제2 영역(720), 제3 영역(730) 및 제4 영역(740)을 추가로 포함할 수 있다. 한 양태에서, 영역(710, 720, 730, 및 740) 각각은 채널 영역(750)에 의해 분리될 수 있고, 여기서 채널 영역(750)은 입자가 없는 지지체인 영역을 정의한다. 채널 영역(750)은 임의의 크기 및 형태를 가질 수 있고 부스러기 제거 및 개선된 연삭 작업에 특히 유용할 수 있다. 특정 구체예에서, 채널 영역(750)은 임의의 영역(710, 720, 730, 및 740) 내의 바로 인접한 연마 입자 사이의 평균 간격보다 더 큰 길이(즉, 최장 치수) 및 폭(즉, 길이에 대해 수직인 최단 치수)을 가질 수 있다. 채널 영역(750)은 임의의 본원의 구체예에 대한 선택적인 특징일 수 있다.
한 구체예에 따르면, 제1 영역(710)은 서로에 대해 일반적으로 무작위 회전 배향을 갖는 연마 입자(711)의 그룹을 포함할 수 있다. 연마 입자(711)의 그룹은 연마 입자(711)의 그룹의 배치와 관련하여 인식 가능한 단거리 순서 또는 장거리 순서가 없도록 서로에 대해 무작위 분포로 배열될 수 있다. 한 구체예에서, 연마 입자(711)의 그룹은 덩어리(서로 접촉하는 둘 이상의 입자)의 형성이 제한되도록 제1 영역(710) 내에 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다.
또 다른 양태에서, 제2 영역(720)은 서로에 대해 제어된 분포로 배열된 연마 입자(721)의 그룹을 포함할 수 있다. 한 구체예에 대해, 연마 입자(721)의 그룹은 서로에 대해 규칙적이고 제어된 회전 배향을 가질 수 있다. 또 다른 구체예에서, 성형된 연마 입자(721)의 그룹은 코팅된 연마재(701)의 지지체상의 동일한 회전 각도에 의해 정의되는 바와 같이 일반적으로 동일한 회전 배향을 가질 수 있다. 한 양태에서, 성형된 연마 입자(721)의 그룹은 덩어리(서로 접촉하는 둘 이상의 입자)의 형성이 제한되도록 제2 영역(720) 내에 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 제3 영역(730)은 연마 입자(731) 및 2차 입자(732)의 그룹을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 연마 입자(731) 및 2차 입자(732)의 그룹은 서로에 대해 제어된 분포로 배열될 수 있다. 예를 들어, 성형된 연마 입자(731)의 그룹은 서로에 대해 규칙적이고 제어된 회전 배향을 가질 수 있다. 또 다른 비제한적인 구체예에 따르면, 정형 연마 입자(731)의 그룹은 일반적으로 코팅된 연마재(701)의 배킹에서 두 가지 유형의 회전 배향 중 하나를 가질 수 있다. 한 예에서, 성형된 연마 입자(731) 및 2차 입자(732)의 그룹은 덩어리(서로 접촉하는 둘 이상의 입자)의 형성이 제한되도록 제3 영역(730) 내에 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다.
또 다른 양태의 경우, 제4 영역(740)은 서로에 대해 일반적으로 무작위 분포를 갖는 연마 입자(741) 및 2차 입자(742)의 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연마 입자(741)의 그룹은 서로에 대해 무작위 회전 배향을 가질 수 있다. 한 구체예에서, 연마 입자(741) 및 2차 입자(742)의 그룹은 식별 가능한 단거리 또는 장거리 순서가 없도록 서로에 대해 무작위 분포로 배열될 수 있다. 또 다른 구체예에서, 성형된 연마 입자(741) 및 2차 입자(742)의 그룹은 덩어리(서로 접촉하는 둘 이상의 입자)의 형성이 제한되도록 제4 영역(740) 내에 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다.
코팅된 연마 물품(700)은 상이한 영역(710, 720, 730, 및 740)을 포함할 수 있고, 이들 각각은 성형된 입자 및 2차 입자와 같은 입자의 상이한 그룹을 포함할 수 있다. 코팅된 연마 물품(700)은 본원의 구체예의 시스템 및 공정을 사용하여 생성될 수 있는 입자의 여러 상이한 유형의 그룹화, 배열 및 분포를 예시하도록 의도된다. 예시는 입자의 그룹화에만 제한되는 것으로 의도되지 않고, 코팅된 연마 물품이 도 7에 도시된 바와 같이 단지 하나의 영역을 포함하여 제조될 수 있음이 이해될 것이다. 다른 코팅된 연마 물품은 도 7에 예시된 영역의 하나 이상의 상이한 조합 또는 배열을 포함하여 제조될 수 있음이 또한 이해될 것이다.
도 8은 한 구체예에 따른 지지체(backing)상의 연마 입자의 측면도를 포함한다. 한 양태에서, 본원의 구체예의 코팅된 연마 물품은 성능 개선을 촉진할 수 있는 제어된 경사 각도를 갖는 복수의 연마 입자를 가질 수 있다. 이러한 특징을 더 잘 이해하기 위해, 도 8은 다양한 배향의 세 개의 연마 입자의 측면도를 제공한다. 본원의 구체예의 코팅된 연마 물품은 본원에 더 상세히 기재된 바와 같이 도시된 배향으로 다양한 함량의 입자를 가질 수 있음이 이해될 것이다. 제1 입자(802)는 지지체(801)의 표면에 대해 특정 경사 각도(804)로 연장되는 입자 축(803)을 가질 수 있다. 입자 축(803)은 제1 입자(802)의 길이를 정의하는 제1 입자(802)의 종축에 평행할 수 있다. 제1 입자(802)는 71 도 초과 내지 90 도의 범위 내의 경사 각도(804)를 갖는 직립 배향의 입자를 나타낸다. 제2 입자(811)는 지지체(801)의 표면에 대해 특정 경사 각도(813)로 연장되는 입자 축(812)을 가질 수 있다. 입자 축(812)은 제2 입자(811)의 길이를 정의하는 제2 입자(811)의 종축에 평행할 수 있다. 제2 입자(811)는 44 도 초과 내지 71 도 범위 내의 경사 각도(813)를 갖는 경사진 배형의 입자를 나타낸다. 제3 입자(821)는 지지체(801)의 표면에 대해 특정 경사 각도(823)로 연장되는 입자 축(822)을 가질 수 있다. 입자 축(822)은 제3 입자(821)의 길이를 정의하는 제3 입자(821)의 종축에 평행할 수 있다. 제3 입자(821)는 배향 0 도 이상 내지 44 도 이하의 범위 내의 경사 각도(823)를 갖는 평평한 배향의 입자를 나타낸다. 제1, 제2 및 제3 입자(802, 811 및 821) 각각은 본원의 구체예에 기재된 바와 같은 치아 형상의 연마 입자를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 유형의 입자일 수 있음이 이해될 것이다.
한 양태에 따르면, 코팅된 연마재상의 복수의 연마 입자는 특정 경사 각도, 예컨대 2 도 이상, 예컨대 5 도 이상, 10 도 이상, 15 도 이상, 20 도 이상, 25 도 이상, 30 도 이상, 35 도 이상, 40 도 이상, 45 도 이상, 50 도 이상, 55 도 이상, 60 도 이상, 70 도 이상, 80 도 이상, 또는 심지어 85 도 이상을 가질 수 있다. 그러나, 경사 각도(136)는 약 90 도 이하, 예컨대 약 85 도 이하, 약 80 도 이하, 약 75 도 이하, 약 70 도 이하, 약 65 도 이하, 약 60 도 이하, 예컨대 약 55 도 이하, 약 50 도 이하, 약 45 도 이하, 약 40 도 이하, 약 35 도 이하, 약 30 도 이하, 약 25 도 이하, 약 20 도 이하, 예컨대 약 15 도 이하, 약 10 도 이하, 또는 심지어 약 5 도 이하일 수 있다. 경사 각도는 임의의 상기 최소 및 최대 도 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다. 경사 각도는 그 전체가 본원에 참조로 포함되는 US 2019/0160630에 개시된 기술을 사용하여 측정될 수 있다.
한 특정 양태에 따르면, 지지체 위에 놓이는 연마 입자의 함량은 의도된 적용 분야에 기초하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 복수의 연마 입자는 지지체의 총 표면적의 5% 이상, 예컨대 10% 이상 또는 20% 이상 또는 30% 이상 또는 40% 이상 또는 50% 이상 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 위에 놓일 수 있다. 또 다른 구체예에서, 코팅된 연마 물품에는 본질적으로 실란이 없을 수 있다.
더욱이, 본원의 구체예의 연마 물품은 기판 위에 있는 특정 함량의 입자를 가질 수 있다. 한 구체예에서, 입자는 약 70 입자/cm2 이하의 입자(즉, 연마 입자, 2차 입자, 또는 연마 입자와 2차 입자 모두)의 코팅 밀도를 갖는 개방 코트 연마 제품을 정의할 수 있다. 다른 예에서, 연마 물품의 제곱센티미터당 입자의 밀도는 약 65 입자/cm2 이하, 예컨대 약 60 입자/cm2 이하, 약 55 입자/cm2 이하, 또는 심지어 약 50 입자/cm2 이하일 수 있다. 그러나, 한 비제한적 구체예에서, 개방 코트 코팅된 연마재의 밀도는 약 5 입자/cm2 이상, 또는 심지어 약 10 입자/cm2 이상일 수 있다. 연마 물품의 제곱센티미터당 입자의 밀도는 임의의 상기 최소값 및 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
특정 예에서, 연마 물품은 물품의 외부 연마 표면을 덮는 입자(즉, 연마 입자 또는 2차 입자 또는 연마 입자와 2차 입자의 총합)의 약 50% 이하의 개방 코트 밀도를 가질 수 있다. 다른 구체예에서, 입자가 배치되는 표면의 총 면적에 대한 입자의 면적은 약 40% 이하, 예컨대 약 30% 이하, 약 25% 이하, 또는 심지어 약 20% 이하일 수 있다. 그러나, 한 비제한적 구체예에서, 표면의 총 면적에 대한 입자의 코팅 백분율은 5% 이상, 예컨대 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상, 또는 심지어 40% 이상일 수 있다. 입자의 퍼센트 커버리지는 임의의 상기 최소값 및 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있음이 이해될 것이다.
일부 연마 물품은 지지체의 주어진 면적(예를 들어, 연(ream), 여기서 1 연 = 30.66 m2)에 대해 특정 함량의 입자(즉, 연마 입자 또는 2차 입자 또는 연마 입자와 2차 입자의 총합)를 가질 수 있다. 예를 들어, 한 구체예에서, 연마 물품은 약 1 lbs/ream 이상 (14.8 grams/m2), 예컨대 5 lbs/ream 이상 또는 10 lbs/ream 이상 또는 약 15 lbs/ream 이상 또는 약 20 lbs/ream 이상 또는 약 25 lbs/ream 이상 또는 심지어 약 30 lbs/ream 이상의 입자의 정규화된 중량을 이용할 수 있다. 그러나, 한 비제한적 구체예에서, 연마 물품은 약 90 lbs/ream 이하 (1333.8 grams/m2), 예컨대 80 lbs/ ream 이하 또는 70 lbs/ream 이하 또는 60 lbs/ream 이하 또는 약 50 lbs/ream 이하 또는 심지어 약 45 lbs/ream 이하의 입자의 정규화된 중량을 포함할 수 있다. 본원의 구체예의 연마 물품은 임의의 상기 최소값 및 최대값 사이의 범위 이내의 입자의 정규화된 중량을 이용할 수 있음이 이해될 것이다.
특정 예에서, 연마 물품은 특정 공작물에 대해 사용될 수 있다. 적합한 예시적인 공작물은 무기 재료, 유기 재료, 천연 재료 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특정 구체예에 따르면, 공작물은 금속 또는 금속 합금, 예컨대 철계 재료, 니켈계 재료 등을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 공작물은 강철일 수 있고, 더욱 구체적으로, 본질적으로 스테인리스강(예를 들어, 304 스테인리스강)으로 구성될 수 있다.
많은 상이한 양태 및 구체예가 가능하다. 이러한 양태 및 구체예 중 일부가 본원에 설명된다. 본 명세서를 읽은 후, 당업자는 양태 및 구체예가 단지 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하지 않음을 이해할 것이다. 구체예는 아래 나열된 구체예 중 어느 하나 이상에 따를 수 있다.
구체예
구체예 1. 다음을 포함하는 코팅된 연마 물품:
기판; 및
기판 위에 놓인 복수의 연마 입자, 여기서 복수의 연마 입자의 5% 이상은 치아 형상의 연마 입자이다.
구체예 2. 다음을 포함하는 코팅된 연마 물품:
기판; 및
치아 형상의 연마 입자를 포함하는 복수의 연마 입자, 여기서 연마 입자의 5% 이상은 44 도 초과의 경사 각도를 가짐.
구체예 3. 구체예 2의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자의 5% 이상은 치아 형상의 연마 입자이다.
구체예 4. 구체예 1 및 3 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 연마 입자의 6% 이상 또는 8% 이상 또는 10% 이상 또는 12% 이상 또는 15% 이상 또는 18% 이상 또는 20% 이상 또는 22% 이상 또는 25% 이상 또는 28% 이상 또는 30% 이상 또는 32% 이상 또는 35% 이상 또는 38% 이상 또는 40% 이상 또는 42% 이상 또는 45% 이상 또는 48% 이상 또는 50% 이상 또는 52% 이상 또는 55% 이상 또는 58% 이상 또는 60% 이상 또는 62% 이상 또는 65% 이상 또는 68% 이상 또는 70% 이상 또는 72% 이상 또는 75% 이상 또는 78% 이상 또는 80% 이상 또는 82% 이상 또는 85% 이상 또는 88% 이상 또는 90% 이상 또는 92% 이상 또는 95% 이상 또는 98% 이상 또는 99% 이상은 치아 형상의 연마 입자이다.
구체예 5. 구체예 1 및 3 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 단지 치아 형상의 연마 입자로 구성된다.
구체예 6. 구체예 1 및 3 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 연마 입자의 제1 부분 및 연마 입자의 제2 부분을 포함하는 블렌드를 포함하고, 여기서 치아 형상의 연마 입자는 제1 부분, 제2 부분, 또는 제1 부분과 제2 부분 모두에 포함된다.
구체예 7. 구체예 1의 코팅된 연마 물품, 여기서 연마 입자의 5% 이상은 44 도 초과의 경사 각도를 갖는다.
구체예 8. 구체예 2 및 7 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 연마 입자의 6% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 or at 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 35% 이상 또는 40% 이상 또는 45% 이상 또는 50% 이상 또는 55% 이상 또는 60% 이상 또는 65% 이상 또는 70% 이상 또는 75% 이상 또는 80% 이상 또는 85% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상 또는 99% 이상의 44 도 초과의 경사 각도를 갖는다.
구체예 9. 구체예 2 및 7 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자의 99% 이하 또는 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하는 44 도 초과의 경사 각도를 갖는다.
구체예 10. 구체예 2 및 7 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 치아 형상의 연마 입자의 5% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 or at 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 35% 이상 또는 40% 이상 또는 45% 이상 또는 50% 이상 또는 55% 이상 또는 60% 이상 또는 65% 이상 또는 70% 이상 또는 75% 이상 또는 80% 이상 또는 85% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상 또는 99% 이상의 44 도 초과의 경사 각도를 갖는다.
구체예 11. 구체예 2 및 7 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 치아 형상의 연마 입자의 99% 이하 또는 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하는 44 도 초과의 경사 각도를 갖는다.
구체예 12. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 10 그램 이상의 연마 입자 또는 100 그램 이상의 연마 입자 또는 500 그램 이상의 연마 입자 또는 1kg 이상의 연마 입자 또는 10 kg 이상의 연마 입자를 포함한다.
구체예 13. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 10 개 이상의 연마 입자 또는 20 개 이상의 연마 입자 또는 30 개 이상의 연마 입자 또는 50 개 이상의 연마 입자 또는 100 개 이상의 연마 입자 또는 500 개 이상의 연마 입자를 포함한다.
구체예 14. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 치아 형상의 연마 입자 각각은 길이, 너비 및 두께를 갖는 본체를 포함하고, 여기서 길이>너비>두께이다.
구체예 15. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 치아 형상의 연마 입자는 본체의 팁을 포함하는 팁 영역, 본체의 베이스를 포함하는 베이스 영역을 포함하는 본체를 포함하고, 여기서 베이스 영역은 본체의 길이를 따라 팁 영역으로부터 본체의 대향하는 말단에 있다.
구체예 16. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁은 본체의 2 개 이상의 표면의 수렴 또는 본체의 3 개 이상의 표면의 수렴 또는 본체의 4 개 이상의 표면의 수렴에 의해 정의된다.
구체예 17. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁은 본체의 3 개 이상의 표면의 수렴 또는 본체의 4 개 이상의 표면의 수렴에 의해 정의되는 팁 가장자리를 포함한다.
구체예 18. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 가장자리는 입자의 너비의 치수에서 측면의 수렴에 의해 정의된 쐐기 형상을 정의하고, 여기서 팁 가장자리 길이는 본체의 두께와 실질적으로 유사하다.
구체예 19. 구체예 18의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 가장자리 길이는 본체의 평균 두께의 99% 이하 또는 본체의 평균 두께의 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하이다.
구체예 20. 구체예 18의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 가장자리 길이는 본체의 평균 두께의 20% 이상 또는 30% 이상 또는 40% 이상 또는 50% 이상 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상이다.
구체예 21. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁은 본체의 평균 너비보다 작은 팁 가장자리 길이를 갖는 팁 가장자리를 포함한다.
구체예 22. 구체예 21의 복수의 연마 입자, 여기서 팁 가장자리 길이는 본체의 평균 너비의 99% 이하 또는 평균 너비의 95% 이하 또는 90% 이하 또는 85% 이하 또는 80% 이하 또는 75% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하이다.
구체예 23. 구체예 22의 복수의 연마 입자, 여기서 팁 가장자리 길이는 본체의 평균 너비의 20% 이상 또는 30% 이상 또는 40% 이상 또는 50% 이상 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 또는 95% 이상이다.
구체예 24. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁은 본체의 평균 너비와 실질적으로 유사한 길이를 갖는 팁 가장자리를 포함한다.
구체예 25. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 영역은 팁 영역 길이에 걸쳐 본체의 너비의 감소를 포함하는 점감에 의해 정의된다.
구체예 26. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 영역은 팁 영역 길이에 걸쳐 본체의 너비 및 두께의 감소를 포함하는 점감에 의해 정의된다.
구체예 27. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 영역은 팁 영역에서 본체의 두께 변화보다 큰 본체의 너비 변화를 포함하는 점감에 의해 정의된다.
구체예 28. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 영역은 본체의 너비 변화를 포함하는 점감에 의해 정의되고 여기서 두께는 팁 영역의 길이 전체에 걸쳐 실질적으로 동일하다.
구체예 29. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 영역은 본체의 총 길이의 90% 이하 또는 본체의 총 평균 길이의 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하 또는 20% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하인 팁 영역 길이(Ltr)를 갖는다.
구체예 30. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 영역은 본체의 총 길이의 5% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 40% 이상의 팁 영역 길이(Ltr)를 갖는다.
구체예 31. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 팁 영역은 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 비대칭 점감을 포함하고, 여기서 제1 표면은 제2 표면과 비교하여 상이한 윤곽을 갖는다.
구체예 32. 구체예 31의 코팅된 연마 물품, 여기서 제1 표면은 제2 표면에 비해 더 큰 곡률을 갖는다.
구체예 33. 구체예 31의 코팅된 연마 물품, 여기서 제2 표면은 실질적으로 선형이고 제1 표면은 제2 표면에 대해 비평행 관계로 각을 이룬다.
구체예 34. 구체예 31의 코팅된 연마 물품, 여기서 제1 표면 및 제2 표면은 팁에서 수렴한다.
구체예 35. 구체예 31의 코팅된 연마 물품, 여기서 제1 표면은 제2 표면보다 더 길다.
구체예 36. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스는 본체로부터 연장되는 돌출부를 포함하고, 돌출부는 본체의 종축에 대해 베이스 각도로 연장되고, 여기서 베이스 영역은 91 도 이상 및 180 도 이하의 베이스 각도를 포함한다.
구체예 37. 구체예 33의 코팅된 연마 물품, 여기서 돌출부는 본체의 총 평균 길이(L)의 90% 이하 또는 본체의 총 평균 길이(L)의 80% 이하 또는 70% 이하 또는 60% 이하 또는 50% 이하 또는 40% 이하 또는 30% 이하 또는 20% 이하 또는 10% 이하 또는 5% 이하인 길이(Lp)를 갖는다.
구체예 38. 구체예 37의 코팅된 연마 물품, 여기서 돌출부는 본체의 총 평균 길이(L)의 1% 이상 또는 본체의 총 평균 길이(L)의 3% 이상 또는 5% 이상 또는 8% 이상 또는 10% 이상 또는 15% 이상인 길이(Lp)를 갖는다.
구체예 39. 구체예 33의 코팅된 연마 물품, 여기서 돌출부는 상부 모서리 및 베이스 표면의 길이를 가로질러 상부 모서리로부터 이격된 하부 모서리를 포함하는 베이스 표면을 갖는다.
구체예 40. 구체예 39의 코팅된 연마 물품, 여기서 상부 모서리 또는 하부 모서리는 팁의 모서리 반경보다 작은 모서리 반경을 포함한다.
구체예 41. 구체예 37의 코팅된 연마 물품, 여기서 돌출부는 둔각 베이스 각도로 연장된다.
구체예 42. 구체예 41의 코팅된 연마 물품, 여기서 돌출부는 91 도 이상 또는 92 도 이상 또는 93 도 이상 또는 94 도 이상 또는 95 도 이상 또는 97 도 이상 또는 99 도 이상 또는 105 도 이상 또는 110 도 이상 또는 120 도 이상 또는 130 도 이상 또는 140 도 이상의 베이스 각도로 연장된다.
구체예 43. 구체예 42의 코팅된 연마 물품, 여기서 돌출부는 178 도 이하 또는 170 도 이하 또는 160 도 이하 또는 150 도 이하의 베이스 각도로 연장된다.
구체예 44. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스 영역은 베이스 표면을 포함하는 베이스를 포함하고, 여기서 베이스 표면은 본체의 종축에 대해 각을 이룬다.
구체예 45. 구체예 44의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스 표면은 본체의 종축에 대해 예각으로 각을 이룬다.
구체예 46. 구체예 44의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스 표면은 본체의 종축에 대해 90 도 이하 또는 88 도 이하 또는 86 도 이하 또는 84 도 이하 또는 82 도 이하 또는 80 도 이하 또는 75 도 이하 또는 70 도 이하 또는 65 도 이하 또는 60 도 이하 또는 55 도 이하 또는 50 도 이하 또는 45 도 이하 또는 40 도 이하로 각을 이룬다.
구체예 47. 구체예 46의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스 표면은 본체의 종축에 대해 5 도 이상 또는 10 도 이상 또는 15 도 이상 또는 20 도 이상 또는 25 도 이상 또는 30 도 이상 또는 35 도 이상 또는 40 도 이상 또는 45 도 이상 또는 50 도 이상 또는 55 도 이상의 각도로 각을 이룬다.
구체예 48. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스는 피크 및 밸리를 포함하는 베이스 표면을 포함한다.
구체예 49. 구체예 48의 코팅된 연마 물품, 여기서 피크 및 밸리의 배열은 피크 및 밸리의 무작위 배열이다.
구체예 50. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스는 세장 영역 또는 팁 영역에서 본체의 측면의 표면 거칠기보다 큰 표면 거칠기를 갖는 베이스 표면을 포함한다.
구체예 51. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스는 복수의 피크를 갖는 베이스 표면을 포함하고, 여기서 복수의 피크 중 적어도 하나의 피크는 본체의 팁의 팁 반경보다 작은 팁 반경을 갖는다.
구체예 52. 구체예 51의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 피크 각각의 2 개 이상의 상이한 피크는 본체의 팁의 팁 반경보다 작은 팁 반경을 갖는다.
구체예 53. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스는 길이 및 너비에 의해 정의된 2차원으로 볼 때 1차 피크를 포함하고, 여기서 1차 피크는 45 도 이상 및 150 도 이하의 1차 피크 각도를 포함한다.
구체예 54. 구체예 53의 코팅된 연마 물품, 여기서 1차 피크 각도는 50 도 이상 또는 55 이상 또는 60 도 이상 또는 65 도 이상 또는 70 도 이상 또는 75 도 이상 또는 80 도 이상 또는 85 도 이상 또는 90 도 이상 또는 95 도 이상 또는 100 도 이상이다.
구체예 55. 구체예 54의 코팅된 연마 물품, 여기서 1차 피크 각도는 145 도 이하 또는 140 도 이하 또는 135 도 이하 또는 130 도 이하 또는 125 도 이하 또는 120 도 이하 또는 115 도 이하 또는 110 도 이하 또는 100 도 이하 또는 95 도 이하이다.
구체예 56. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스 표면은 베이스 표면의 1차 피크를 향해 연장되는 실질적으로 평면인 표면을 갖는 하나 이상의 면에 의해 정의된다.
구체예 57. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스 표면은 서로 인접하고 두 면 사이에서 연장되는 공통 가장자리를 정의하는 적어도 두 면을 포함한다.
구체예 58. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스는 본체의 길이 및 두께에 의해 정의되는 평면에 의해 2차원으로 또는 본체의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에 의해 2차원으로 볼 때 첫 번째 밸리에 의해 서로 분리된 제1 피크 및 제2 피크를 포함한다.
구체예 59. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 베이스는 길이 및 너비에 의해 정의된 2차원으로 볼 때 1차 피크를 포함하고, 여기서 1차 피크는 본체의 팁의 팁 첨예도보다 더 큰 팁 첨예도를 포함한다.
구체예 60. 구체예 59의 코팅된 연마 물품, 여기서 본체의 길이 및 너비의 평면에 의해 정의되는 2차원에서 측정된 1차 피크 각도는, 본체의 길이 및 너비의 평면에 의해 정의되는 2차원에서 팁 각도에 의해 측정된 본체의 팁의 팁 각도보다 5% 이상 또는 8% 이상 또는 10% 이상 또는 12% 이상 또는 15% 이상 또는 20% 이상 또는 25% 이상 또는 30% 이상 또는 40% 이상 또는 50% 이상 또는 60% 이상 또는 70% 이상 또는 80% 이상 또는 90% 이상 더 작다.
구체예 61. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 이는 팁 영역과 베이스 영역 사이에서 연장되는 세장 영역을 추가로 포함한다.
구체예 62. 구체예 61의 코팅된 연마 물품, 여기서 세장 영역은 실질적으로 일정한 너비를 갖는 팁 영역과 베이스 영역 사이의 영역을 정의한다.
구체예 63. 구체예 61의 코팅된 연마 물품, 여기서 세장 영역은 실질적으로 일정한 두께를 갖는 팁 영역과 베이스 영역 사이의 영역을 정의한다.
구체예 64. 구체예 61의 코팅된 연마 물품, 여기서 세장 영역은 세장 영역의 길이에 걸쳐 10% 이하 또는 8% 이하 또는 5% 이하 또는 3% 이하의 너비 또는 두께 변화를 갖는 영역을 정의한다.
구체예 65. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 본체는 본체의 총 길이의 적어도 대부분에 대해 선형이다.
구체예 66. 구체예 15의 코팅된 연마 물품, 여기서 본체는 적어도 하나의 표면상에 줄무늬를 포함한다.
구체예 67. 구체예 66의 코팅된 연마 물품, 여기서 줄무늬는 본체의 길이 방향으로 연장된다.
구체예 68. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 이는 복수의 연마 입자 중의 입자의 총 수에 대해 50% 이하 또는 48% 이하 또는 46% 이하 또는 44% 이하 또는 42% 이하 또는 40% 이하 또는 38% 이하 또는 36% 이하 또는 34% 이하 또는 32% 이하 또는 30% 이하 또는 28% 이하 또는 26% 이하 또는 24% 이하 또는 22% 이하 또는 20% 이하 또는 18% 이하 또는 16% 이하 또는 14% 이하 또는 12% 이하 또는 10% 이하 또는 8% 이하 또는 6% 이하 또는 4% 이하 또는 2% 이하의 응집된 입자를 추가로 포함하고, 여기서 복수의 연마 입자에는 응집된 입자가 없다.
구체예 69. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 치아 형상의 연마 입자 각각은 세라믹 재료를 포함한다.
구체예 70. 구체예 69의 코팅된 연마 물품, 여기서 세라믹 재료는 산화물, 탄화물, 질화물, 붕화물, 다이아몬드, 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
구체예 71. 구체예 69의 코팅된 연마 물품, 여기서 세라믹 재료는 주 함량의 알파 알루미나를 포함한다.
구체예 72. 구체예 69의 코팅된 연마 물품, 여기서 세라믹 재료는 치아 형상의 연마 입자의 각 본체의 총 부피에 대해 90 vol% 이상 알파 알루미나를 포함한다.
구체예 73. 구체예 69의 코팅된 연마 물품, 여기서 치아 형상의 연마 입자 각각에는 결합제 재료 또는 유기 재료가 없다.
구체예 74. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 서로에 대해 사전 결정된 위치를 갖는다.
구체예 75. 구체예 74의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 사전 결정된 횡방향 위치, 사전 결정된 종방향 위치, 사전 결정된 반경방향 위치, 사전 결정된 회전 배향, 또는 이들의 임의의 조합을 갖는다.
구체예 76. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 복수의 연마 입자 중의 연마 입자의 총 수에 대해 60% 이하 또는 58% 이하 또는 56% 이하 또는 54% 이하 또는 52% 이하 또는 50% 이하 또는 48% 이하 또는 46% 이하 또는 44% 이하 또는 42% 이하 또는 40% 이하 또는 38% 이하 또는 36% 이하 또는 34% 이하 또는 32% 이하 또는 30% 이하 또는 28% 이하 또는 26% 이하 또는 24% 이하 또는 22% 이하 또는 20% 이하 또는 18% 이하 또는 16% 이하 또는 14% 이하 또는 12% 이하 또는 10% 이하 또는 8% 이하 또는 6% 이하 또는 4% 이하 또는 2% 이하 갈고리 형상의 입자를 포함하고, 여기서 복수의 연마 입자에는 갈고리 형상의 입자가 없다.
구체예 77. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 사전 결정된 분포로 기판에 분포된다.
구체예 78. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 무작위 회전 배향을 갖는다.
구체예 79. 구체예 1 및 2 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 연마 입자는 2차원 배열로 배열된다.
구체예 80. 전술한 구체예 중 어느 하나의 코팅된 연마 물품, 여기서 복수의 성형된 연마 입자의 각 성형된 연마 입자의 각 본체는 정다각형, 불규칙 다각형, 타원, 원 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 단면 형상을 포함한다.
실시예
실시예 1
치아 형상의 연마 입자는 다음 조건에 따라 제조되었다. Sasol Corporation로부터 입수한 약 48-55 wt% 보헤마이트를 포함하는 혼합물을 생성했다. 상업적으로 이용 가능한 보헤마이트의 적합한 유형 중 하나는 Disperal이다. 보헤마이트를 혼합하고 혼합물의 총 알루미나 함량에 대해 1% 알파 알루미나 시드를 시딩했다. 알파 알루미나 시드는 예를 들어 US 4,623,364에 기재된 통상적인 기술을 사용하여 강옥을 밀링함으로써 제조되었다. 혼합물은 또한 45-52 wt% 물 및 2.5-7 wt% 추가 질산을 포함했다. 성분을 통상적인 디자인의 플래너터리 믹서에서 혼합하과 감압하에 혼합하여 혼합물로부터 기체 요소(예를 들어, 기포)를 제거했다. 코일 값은 약 1000-1500 N였다.
겔화 후, 혼합물은 생산 도구의 공동 안으로 이를 통해 압출되었다. 생산 도구의 압출 속도 및 병진 속도는 높은 함량의 치아 형상의 연마 입자(예를 들어, 전체 입자 모두의 65% 이상)를 갖는 연마 입자의 배치의 형성을 용이하게 하기 위해 미세하게 제어되었다. 배치 중의 치아 형상의 연마 입자의 백분율을 증가시키기 위해 체질 및 분류 기술이 추가로 사용되었다. 생산 도구의 공동은 0.5 mm의 변 길이를 갖는 사변형 형상을 가졌다. 겔 혼합물은 생산 도구의 공동을 통해 압출되고 약 8-30 분 동안 건조된 후 생산 도구의 뒷면에 있는 브러시에 의한 접촉에 의해 공동으로부터 제거되었다. 전구체 성형된 연마 입자는 1300-1350 °C에서 약 10 분 동안 소결되었다.
실시예 1에 따라 형성된 예시적인 치아 형상의 연마 입자는 도 2A의 이미지에 제공된다. 치아 형상의 연마 입자는 약 2 mm의 평균 길이, 약 0.5 mm 마이크론의 평균 너비 및 약 0.5 mm의 평균 두께를 가졌다 (즉, 너비 및 두께의 평면의 세장 영역에서 보았을 때 정사각형 단면 형상). 치아 형상의 연마 입자의 본체는 1 마이크론 미만의 평균 입자 크기를 갖는 시딩된 졸-겔 알루미나 재료로 본질적으로 형성되었다.
실시예 2
실시예 1의 입자(샘플 S1)는 두 가지 상이한 배향으로 단일 그릿 연삭 테스트(single grit grinding test, SGGT)에 따라 테스트되었다: 1) 팁이 공작물의 연삭을 시작하는 팁 영역 상향 배향; 및 2) 베이스가 공작물의 연삭을 시작하는 베이스 영역 상향 배향. SGGT 수행에서, 하나의 단일 연마 입자가 에폭시의 결합 재료에 의해 그릿 홀더에 고정된다. 연마 입자는 원하는 배향(즉, 팁 영역 상향 배향 또는 베이스 영역 상향 배향)으로 고정되고 22 m/s의 휠 속도 및 30 마이크론의 초기 스크래치 깊이를 사용하여 8 인치의 스크래치 길이에 대해 304 스테인리스강의 공작물을 가로질러 이동한다. 연마 입자는 단면적을 갖는 공작물에 홈을 생성한다. 각 샘플 세트에 대해, 각 성형된 연마 입자는 8 인치 길이를 가로질러 15 회 통과를 완료하고, 10 개의 개별 입자가 각각의 배향에 대해 테스트되고 결과가 분석된다. 테스트는 그릿에 의해 공작물에 가해지는 힘을 측정한다. 접선력(Ft)은 공작물의 표면 및 홈의 방향에 평행한 방향이다. 공작물의 표면에 수직인 법선력(Fn)도 측정된다. 마이크론 간격으로 회전하는 입자를 천천히 송입하는 것에 의한 수동 터치-오프와 스크래치 길이의 시작부터 끝까지 홈의 측정된 단면적의 순 변화의 조합이 성형된 연마 입자 마모를 결정하기 위해 사용된다. 각 통과에 대한 홈 단면적의 순 변화가 측정될 수 있다. SGGT의 경우, 홈(A)의 순 단면적은 표면 아래의 홈의 단면적과 표면 위의 변위된 재료의 단면적 간의 차이로 정의된다. 성능(Ft/A 또는 Fn/A)은 홈의 순 단면적에 대한 접선력 또는 법선력의 비율로 정의된다.
SGGT는 위에 기재된 바와 같이 공작물에 대한 연마 입자의 두 가지 상이한 배향을 사용하여 수행된다. SGGT는 제1 배향(예를 들어, 치아 형상의 연마 입자에 대한 팁 영역 상향 배향)으로 연마 입자의 제1 샘플 세트로 수행된다. SGGT는 또한 제2 배향(예를 들어, 치아 형상의 연마 입자에 대한 팁 영역 상향 배향)으로 연마 입자의 제2 샘플 세트로 수행된다.
도 9는 팁 영역 상향 배향 및 베이스 영역 상향 배향에서 샘플 S1에 대해 공작물로부터 제거된 총 영역당 중앙 힘의 플롯을 포함한다. 도 9는 또한 Targa로서 Saint-Gobain Corporation로부터 상업적으로 입수 가능하고 일반적으로 US 5,090,968A에 따라 형성된 통상적인 압출된 입자(샘플 C1)에 대한 SGGT의 결과를 포함한다. 놀랍게도, 그리고 예기치 않게, 샘플 S1의 치아 형상의 연마 입자는 팁 영역 상향 배향과 비교하여 베이스 영역 상향 배향에서 더 효율적인 연삭을 보여주었다. 더욱이, 샘플 S1의 입자는 샘플 C1의 입자와 비교하여 현저하게 구별되는 성능을 가졌다.
상기 개시된 주제는 예시적이고 제한적이 아닌 것으로 간주되어야 하고, 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 모든 수정, 개선 및 기타 구체예를 포함하도록 의도된다. 따라서, 법률이 허용하는 최대 범위까지, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위 및 이들의 균등물의 가장 넓은 허용 가능한 해석에 의해 결정되어야 하며 전술한 상세한 설명에 의해 제한되거나 한정되지 않아야 한다.
설명의 요약은 특허법을 준수하기 위해 제공되며 청구항의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하기 위해 사용되기 않을 것이라는 이해와 함께 진술된다. 또한, 전술한 상세한 설명에서, 다양한 특징이 개시를 간소화할 목적으로 함께 그룹화되거나 단일 구체예에서 설명될 수 있다. 본 개시는 청구된 구체예가 각 청구항에 명시적으로 언급된 것보다 더 많은 특징을 필요로 한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오히려, 다음 청구범위가 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제는 임의의 개시된 구체예의 모든 특징보다 적은 것에 관한 것일 수 있다. 따라서, 다음의 청구범위는 상세한 설명에 포함되며, 각 청구항은 그 자체로 개별적으로 청구된 주제를 정의하는 것으로 나타난다.
Claims (15)
- 다음을 포함하는 코팅된 연마 물품:
기판; 및
기판 위에 놓인 복수의 연마 입자, 여기서 복수의 연마 입자의 5% 이상은 치아 형상의 연마 입자임. - 제1항에 있어서, 치아 형상의 연마 입자 각각은 길이, 너비 및 두께를 갖는 본체를 포함하고, 여기서 길이>너비>두께이고, 여기서 치아 형상의 연마 입자는 본체의 팁을 포함하는 팁 영역, 본체의 베이스를 포함하는 베이스 영역을 포함하는 본체를 포함하고, 여기서 베이스 영역은 본체의 길이를 따라 팁 영역으로부터 본체의 대향하는 말단에 있는 코팅된 연마 물품.
- 제2항에 있어서, 팁 영역은 제1 표면 및 제2 표면을 포함하는 비대칭 점감을 포함하고, 여기서 제1 표면은 제2 표면과 비교하여 상이한 윤곽을 갖는 코팅된 연마 물품.
- 제2항에 있어서, 베이스는 본체로부터 연장되는 돌출부를 포함하고, 돌출부는 본체의 종축에 대해 베이스 각도로 연장되고, 여기서 베이스 각도는 91 도 이상 및 180 도 이하인 코팅된 연마 물품.
- 제4항에 있어서, 돌출부는 상부 모서리 및 베이스 표면의 길이를 가로질러 상부 모서리로부터 이격되는 하부 모서리를 포함하는 베이스 표면을 갖고, 여기서 상부 모서리 또는 하부 모서리는 팁의 모서리 반경보다 작은 모서리 반경을 포함하는 코팅된 연마 물품.
- 제2항에 있어서, 베이스 영역은 베이스 표면을 포함하는 베이스를 포함하고, 여기서 베이스 표면은 본체의 종축에 대해 예각으로 각을 이루는 코팅된 연마 물품.
- 제2항에 있어서, 베이스는 본체의 길이 및 두께에 의해 정의되는 평면에 의해 2차원으로 또는 본체의 길이 및 너비에 의해 정의되는 평면에 의해 2차원으로 볼 때 첫 번째 밸리에 의해 서로 분리된 제1 피크 및 제2 피크를 포함하는 코팅된 연마 물품.
- 제6항에 있어서, 베이스는 길이 및 너비에 의해 정의된 2차원으로 볼 때 1차 피크를 포함하고, 여기서 1차 피크는 본체의 팁의 팁 첨예도보다 더 큰 팁 첨예도를 포함하는 코팅된 연마 물품.
- 제2항에 있어서, 팁 영역과 베이스 영역 사이에서 연장되는 세장 영역을 추가로 포함하고 여기서 세장 영역은 세장 영역의 길이에 걸쳐 10% 이하의 너비 또는 두께 변화를 갖는 영역을 정의하는 코팅된 연마 물품.
- 다음을 포함하는 코팅된 연마 물품:
기판; 및
치아 형상의 연마 입자를 포함하는 복수의 연마 입자, 여기서 연마 입자의 5% 이상은 44 도 초과의 경사 각도를 가짐. - 제10항에 있어서, 복수의 연마 입자는 10 그램 이상의 연마 입자를 포함하는 코팅된 연마 물품.
- 제10항에 있어서, 치아 형상의 연마 입자 각각은 길이, 너비 및 두께를 갖는 본체를 포함하고, 여기서 길이>너비>두께이고, 여기서 치아 형상의 연마 입자는 본체의 팁을 포함하는 팁 영역, 본체의 베이스를 포함하는 베이스 영역을 포함하는 본체를 포함하고, 여기서 베이스 영역은 본체의 길이를 따라 팁 영역으로부터 본체의 대향하는 말단에 있는 코팅된 연마 물품.
- 제12항에 있어서, 팁 영역은 팁 영역 길이에 걸쳐 본체의 너비의 감소를 포함하는 점감에 의해 정의되는 코팅된 연마 물품.
- 제12항에 있어서, 베이스는 본체로부텨 연장되는 돌출부를 포함하고, 돌출부는 본체의 종축에 대해 베이스 각도로 연장되고, 여기서 베이스 영역은 91 도 이상 및 180 도 이하의 베이스 각도를 포함하는 코팅된 연마 물품.
- 제10항에 있어서, 복수의 치아 형상의 연마 입자는 사전 결정된 횡방향 위치, 사전 결정된 종방향 위치, 사전 결정된 반경방향 위치, 사전 결정된 회전 배향, 또는 이들의 임의의 조합을 갖는 코팅된 연마 물품.
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