JP2001500068A - 研磨製品および製造方法 - Google Patents

研磨製品および製造方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、精密賦形粒子を含む研磨製品に関する。該研磨製品は、被覆研磨製品、結合研磨製品または不織研磨製品である。該精密賦形粒子は、研磨グリット、充填剤、研削助剤および潤滑剤をさらに含む。該精密賦形粒子は、(a)少なくとも1つの連続表面を持つ3次元の本体を有する製造ツールを提供するステップであって、前記連続表面に少なくとも1つの開口部が形成され、前記少なくとも1つの開口部が、前記3次元本体内のキャビティに対する接近手段となるステップと、(b)熱硬化性樹脂を含む結合剤先駆物質を前記少なくとも1つの開口部から前記少なくとも1つのキャビティ内に導入することが可能な分配手段を提供するステップと、(c)前記結合剤先駆物質を少なくとも部分的に硬化させる手段を硬化領域内に提供するステップと、(d)前記結合剤先駆物質を前記少なくとも1つのキャビティの少なくとも一部分に導入するステップと、(e)前記少なくとも1つのキャビティが前記硬化領域を通過して連続的に移動し、前記結合剤先駆物質が少なくとも部分的に硬化して、凝固して取扱いが容易な結合剤であって、前記結合剤先駆物質が導入された前記キャビティの部分に対応する形状を有する結合剤を提供するステップと、(f)前記結合剤を前記少なくとも1つのキャビティから除去するステップと、(g)前記結合剤を変換して精密賦形粒子を形成するステップと、を含む方法に従って製造することができる。ステップ(f)および(g)は、同時に行うことができる。該粒子は、一緒に結合してホイールなどの賦形素材を形成することができる。あるいは、該粒子を裏材に結合すると、被覆研磨製品を形成することができる。あるいは、該粒子を繊維質の不織基材に結合すると、不織研磨製品を形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 研磨製品および製造方法技術分野 本発明は、結合剤を含む粒子材料およびその製造方法に関する。粒子材料は、 研磨グリットをさらに含む場合、結合研磨製品、被覆研磨製品および不織研磨製 品に使用することができる。背景技術 従来の被覆研磨製品は、一般に、裏材に付着した研磨グリットの層から成る。 一般に、この層内の研磨グリットの小部分のみが、被覆研磨製品の有効寿命中に 実際に使用される。この層内の研磨グリットの大部分は廃棄される。さらに、裏 材は、被覆研磨製品の比較的高価な構成部品の一つであるが、この裏材も摩耗す る前に廃棄しなければならない。 裏材上に研磨グリットを分布させて実際に使用する研磨グリットの割合を高め 、被覆研磨製品の有効寿命を延ばすように、多くの試みが行われてきた。被覆研 磨製品の寿命を延長することにより、ベルトまたはディスクを交換する頻度は少 なくなり、その結果、時間を節約して人件費を削減することができる。裏材上に 研磨グリットの厚い層を単に配置するだけで、問題を解決することができる。な ぜなら、一番上のグリットの下に存在するグリットは使用されないと考えられる からである。 被覆研磨製品の寿命が延びるように製品中に研磨グリットを分布させる方法は いくつか周知である。こうした1つの方法としては、研磨凝集物を被覆研磨製品 に組み込む方法がある。研磨凝集物は、結合剤により互いに結合して塊を形成す る研磨グリットから成る。形状とサイズが不規則な研磨凝集物を使用すると、ワ ークピースの表面に接触する研磨グリットの量を予測して調節することが難しく なる。したがって、精密賦形研磨凝集物を製造する経済的な方法を考える必要が ある。発明の開示 本発明は、精密賦形粒子およびこうした粒子を製造する方法を提供する。この 粒子は、結合剤を含む。好ましい一実施例では、複数の研磨グリットが結合剤中 に分布している。 本発明の製法は、 (a)少なくとも1つの連続表面を有する3次元の本体を有する製造ツールであ って、該連続表面内に少なくとも1つの開口部が形成され、少なくとも1つの開 口部が、3次元の本体内のキャビティに対する接近手段になる製造ツールを提供 するステップと、 (b)熱硬化性樹脂を含む結合剤先駆物質を前記少なくとも1つのキャビティに 前記少なくとも1つの開口部から導入することを可能にする分配手段を形成する ステップと、 (c)少なくとも部分的に硬化する前記結合剤先駆物質のための手段を硬化領域 内に設けるステップと、 (d)前記結合剤先駆物質を前記少なくとも1つのキャビティの少なくとも一部 分に導入するステップと、 (e)前記少なくとも1つのキャビティが前記硬化領域を通過するように連続的 に移動して、前記結合剤先駆物質が少なくとも部分的に硬化され、結合剤先駆物 質が導入されたキャビティの部分に対応する形状を有する凝固した取り扱い容易 な結合剤を生成するステップと、 (f)前記結合剤を少なくとも1つのキャビティから除去するステップと、 (g)前記結合剤を変換して、精密賦形粒子を形成するステップと、を含む。 ステップ(f)および(g)は、同時に行うことができる。 好適な実施例では、複数の研磨グリットは、結合剤先駆物質とともにステップ (d)で含まれ、研磨グリットを含む結合剤はステップ(e)で形成される。研磨グリ ットを含む結合剤は、ステップ(f)で製造ツールの少なくとも1つのキャビティ から除去される。研磨グリット以外の材料は、結合剤先駆物質とともに含むこと ができる。 硬化領域は、熱エネルギー源、放射線源、またはこの両方を備えることができ る。適切な放射線エネルギー源としては、電子ビーム、可視光線および放射線が ある。一般的な製法の変形では、硬化は、熱エネルギー、または放射線エネルギ ーと熱エネルギーとの組合せにより行うことができる。 一般的な実施例および好適な実施例では、どちらの場合も、ステップ(d)、(e) および(f)は連続式に行うか、または連続的な方法で行うことが好ましい。これ らの実施例では、製造ツールはエンドレスウェブ(ベルト)またはドラムであるこ とが好ましく、軸線周囲で回転する円筒状ドラムであればさらに好ましい。ある いは、2つの端部を有するウェブを使用しても良い。こうした2つの端部を有す るウェブは、巻出しステーションから巻返しステーションまで移動する。製造ツ ールは複数のキャビティを有することが好ましい。 この製法のステップ(e)では、結合剤先駆物質は、取り扱い容易な結合剤に転 化するように凝固させる。 結合剤は、いくつかの手段で粒子に変換させることができる。1つの手段では 、製造ツールのキャビティから結合剤を除去する際、結合剤は、個々の粒子の形 態で放出される。これらの粒子は、添加剤を含んでも良いし含まなくても良い。 これらの粒子中に含むことができる代表的な材料は、研磨グリットである。結果 として得られる粒子は、製造ツールのキャビティの形状と本質的に同じ形状であ ることが好ましい。したがって、これらの粒子は、製造ツールのキャビティの形 状により決定される形状を有する。第1の手段では、ステップ(f)および(g)は同 時に行われる。なぜなら、賦形粒子は、製造ツールのキャビティから放出される 際にその特徴的な形状を有するからである。 第2の手段では、結合剤は、製造ツールのキャビティと本質的に同じサイズお よび形状だが、結合剤材料の比較的薄い接続層により互いに結合された賦形部分 を含むシートの形態で製造ツールの主面から除去される。この第2の手段では、 次に、このシートは、結合剤材料の薄い接続層に沿って破壊または破砕され、本 発明の粒子状材料が形成される。この粒子を篩分けまたは分類すると、不要な粒 子を除去することができる。結合剤材料の接続層を念入りに破壊または破砕する と、結果として得られる粒子は、製造ツールのキャビティの形状と本質的に同じ 形状を有することができる。 本発明の範囲には、支持体ウェブを使用して結合剤先駆物質を製造ツールに供 給することも含まれる。結合剤先駆物質は、支持体ウェブの一方の主面、たとえ ば表面に塗布することができ、次に、結果として得られた塗布支持体ウェブを、 キャビティを含む製造ツールの連続表面に接触させる。製造ツール内の結合剤先 駆物質が少なくとも部分的な硬化、つまり凝固した後、支持体ウェブの表面に優 先的に付着する結合剤を先ず製造ツールから除去し、次に支持体ウェブから除去 する。あるいは、結合剤先駆物質を、キャビティを有する製造ツールの連続表面 に塗布すると、そのキャビティが充填され、支持体ウェブは、結合剤先駆物質を 含む製造ツールの連続表面に接触し、その結果、キャビティ内に含まれる結合剤 先駆物質が支持体ウェブの表面に接触する。結合剤先駆物質が少なくとも部分的 に硬化、つまり凝固した後、結合剤は、製造ツールではなく支持体ウェブの表面 に付着する。次に、結合剤を支持体ウェブから除去することができる。その後、 精密賦形粒子が形成される。 精密賦形粒子は、研磨用途に使用する添加剤を使用すると、独力で、または研 磨製品の構成部品として変性させることができる。本発明の粒子を使用すると、 少なくとも1つの研磨グリットおよび結合剤を各々含む複数の賦形粒子を含む研 磨製品を製造することができ、この場合、結合剤は、放射線エネルギーもしくは 熱エネルギーまたはこの両方により硬化可能な熱硬化性樹脂を含む結合剤先駆物 質から形成される。この粒子は、互いに結合されて賦形素材、たとえばホイール を形成するか、あるいは、粒子を裏材に結合して被覆研磨製品を形成するか、あ るいは、粒子を繊維状の不織基材内に結合して、不織研磨製品を形成することが できる。 本発明は、粒子の形状および組成を変えることにより、特定の用途に適する粒 子を設計することを可能にする。本発明の製法は、精密な形状を有する粒子、特 に研磨粒子を製造する単純で迅速、かつ経済的な製法を提供する。本発明の製法 により、バッチごとに同じ寸法を有する研磨粒子を正確に製造し、その結果、よ り一貫した研磨製品を製造することができる。 本発明のもう1つの態様は、 (a)表面と裏面とを有する裏材と、 (b)裏材の表面に存在するメークコートと、 (c)メークコートにより裏材の表面に接着された研磨層であって、 (1)複数の研磨グリットと、 (2)複数の精密賦形研削助剤粒子であって、結合剤と複数の研削助剤微 粒子とを含む研削助剤粒子と、を含む研磨層と、 (d)研磨層上に存在するサイズコートと、 を含む被覆研磨製品に関する。 一般に、研磨層の表面領域は、5〜90%の精密賦形研削助剤粒子を含むことが 好ましいが、10〜75%であればさらに好ましく、20〜40%であれば最も好ましい 。 本発明のもう1つの態様は、 (a)結合媒体と、 (b)複数の研磨グリットと、 (c)複数の精密賦形研削助剤粒子であって、結合剤と複数の研削助剤微粒子 とを含み、結合媒体が、研磨グリットと精密賦形研削助剤粒子とを互いに結合し て賦形素材を形成するのに役立つ複数の精密賦形研削助剤粒子と、 を含む結合研磨製品に関する。 結合研磨製品は、カットオフホイールなど、ホイールの形態であることが好ま しい。一般に、結合研磨製品中の精密賦形研削助剤粒子の容量%は約5〜85%で あるが、5〜75%であれば好ましく、5〜60%であればさらに好ましく、10〜60% であれば最も好ましい。 精密賦形研削助剤粒子は、研磨グリットをさらに含むことができる。研磨グリ ットのモース硬度は、一般に約8を超える。しかし、精密賦形研削助剤粒子は、 本質的に結合剤および研削助剤微粒子から成ることが一般に好ましい。 本発明のさらにもう1つの態様は、 (a)レゾールフェノール樹脂および遊離基硬化性樹脂を含む結合剤先駆物質 から形成された結合剤と、 (b)結合剤中に分布して精密賦形研磨粒子を形成する複数の研磨グリットと 、を含む精密賦形研磨粒子に関する。 このタイプの精密賦形研磨粒子は、被覆研磨製品、結合研磨製品または不織研 磨製品に組み込むことができる。 本発明のさらに他の態様は、 (a)硬化樹脂状接着剤中に分布する複数の精密賦形充填剤粒子を有する結合 媒体であって、精密賦形充填剤粒子が、結合剤中に分布した複数の充填剤粒子を 含む結合媒体と、 (b)複数の研磨グリットと、を含む研磨製品であって、 前記結合媒体が、少なくとも (1)研磨グリットを裏材に結合する、 (2)研磨グリットを不織基材中および不織基材上に結合する、および (3)研磨グリットを互いに結合して賦形素材を形成する、という役割を果 す研磨製品に関する。 本発明のさらに他の態様は、 (a)表面と後面とを有する裏材と、 (b)裏材の表面上に存在するメークコートと、 (c)メークコートにより裏材の表面に結合された複数の研磨グリットと、 (d)研磨グリット上に存在するサイズコートと、を含む被覆研磨製品であっ て、 メークコートまたはサイズコートの少なくとも一方が、硬化樹脂状接着剤中に分 布した複数の精密賦形充填剤粒子を含み、精密賦形充填剤粒子が、結合剤中に分 布した複数の充填剤粒子を含む被覆研磨製品に関する。図面の簡単な説明 図1、2および3は、本発明の製法を実施する様々な方法を示す略側面図を示 す。 図4および5は、本発明の粒子を使用する被覆研磨製品の略側立面図を示す。 図6は、図1の製造ツールの一部を示す斜視図である。図6に示した部分は、 図1、2および3の製造ツールの部分に実質的に類似する。 図7および8は、本発明の製法を実施するその他の方法を示す略側面図である 。発明を実施するための最良の形態 本明細書で使用する場合、「結合剤先駆物質」という表現は、馴染みやすいか、 あるいは熱もしくは圧力またはこの両方により馴染みやすくすることが可能であ り、放射線エネルギーもしくは熱エネルギーまたはこの両方により馴染みにくく することが可能な任意の材料を意味する。本明細書で使用する場合、「凝固した 取り扱い容易な結合剤」とは、実質的に流動しないか、または形状が実質的に変 化しない程度まで重合または硬化した結合剤先駆物質を意味する。「凝固した取 り扱い容易な結合剤」は、結合剤先駆物質が必ず完全に重合または硬化すること を意味するのではなく、製造ツールが移動し続ける際に、結合剤の形状が実質的 に変化しない状態で製造ツールから結合剤を除去するのに十分に重合または硬化 することを意味する。結合剤は、製造ツールから除去した後、追加のエネルギー 源に暴露すると、結合剤をさらに硬化または重合させることができる。本明細書 で使用する場合、「結合剤」という用語は、「凝固した取り扱い容易な結合剤」と同 意語である。 本発明は、一態様では、微粒子材料を製造する方法に関する。本発明は、別の 態様では、凝固した取り扱い容易な結合剤を含む精密賦形粒子に関する。「精密 賦形」という用語は、結合剤先駆物質が製造ツールのキャビティ内で硬化、重合 または凝固することを意味する。結合剤先駆物質がキャビティ内で凝固した後、 結果として得られる凝固結合剤は、キャビティから除去される。場合によっては 、この除去過程で粒子が形成され、除去過程において粒子の縁部が破壊すること がある。さらに、粒子をキャビティから除去する際、2個、3個またはこれ以上 の粒子が共通の縁部で互いに結合するか、または一緒に集合する。場合によって は、粒子のシートを除去してから、このシートをさらに加工して(たとえば破砕 、破壊、ボールミル粉砕など)、個々の粒子を形成する。このように粒子のシー トから個々の粒子を形成する過程では、結果として得られる個々の粒子は丸みの ある縁部を有するか、および/または数個、つまり2個、3個、4個またはこれ 以上の粒子が一緒に集合する。本発明の範囲には、「精密賦形」という用語を縁部 が破壊した粒子および丸みのある縁部を持つ粒子に適用することも含まれる。さ らに、本発明の範囲には、「精密賦形」という用語を、相互に結合したかまたは一 緒に集合した2個、3個、4個またはこれ以上の個々の粒子に適用することも含 まれる。 本発明は、さらに別の態様では、本発明の精密賦形微粒子材料を含む結合研磨 製品、被覆研磨製品および不織研磨製品などの研磨製品に関する。 図1は、本発明の方法を実施して本発明の粒子を製造することが可能な装置を 示す。装置10では、結合剤先駆物質12は重力によりホッパ14からエンドレスベル トの形態の製造ツール16上に供給される。このベルト16は、2つのロール18、20 上を移動し、これらのロールの少なくとも一方は電動式である。図6は、製造ツ ール16の一部分の斜視図である。図6から分かるとおり、製造ツール16は、連続 表面21を有する3次元の本体であり、この連続表面21は、3次元本体内のキャビ ティ23に対する接近手段になる開口部22を有する。結合剤先駆物質12は、キャビ ティ23の少なくとも一部を充填する。次に、結合剤先駆物質12は、硬化領域24を 通過して移動し、ここで、結合剤先駆物質12は、エネルギー源25に暴露されて少 なくとも部分的に硬化し、凝固した取り扱い容易な結合剤が形成される。精密賦 形結合剤材料26の粒子は、製造ツール16から除去されて容器28内に収集される。 外部手段29、たとえば超音波エネルギーを使用すると、結合剤材料26の粒子を製 造ツール16から解放するのを促進することができる。製造ツール内に残る残骸は 、新しい結合剤先駆物質を製造ツールに供給する前に清掃することができる。 図2は、本発明の方法を実施することが可能な装置のもう1つの変形例を示す 。装置30は、巻出しステーション34から供給される支持体ウェブ32を含む。巻出 しステーション34は、ロールの形態である。支持体ウェブ32は、紙、布、ポリマ ーフィルム、不織ウェブ、バルカンファイバー、これらの組合せ、およびこれら を加工したものから構成することができる。支持体ウェブ32に好適な材料は、ポ リエステルフィルムなどのポリマーフィルムである。図2の場合、支持体ウェブ 32は放射線透過性である。結合剤先駆物質36は、重力によりホッパ38から支持体 ウェブ32の主面上に供給される。結合剤先駆物質36を含む支持体ウェブ32の主面 は、ニップロール42により製造ツール40の表面に対して圧迫される。支持体ウェ ブに接触する製造ツール40の表面はカーブしているが、その他の点では、図6に 示した製造ツールの部分の表面と同じである。ニップロール42も、製造ツール40 のキャビティ内に結合剤先駆物質36を圧入するのに役立つ。結合剤先駆 物質36は次に、硬化領域43を通過して移動し、ここでエネルギー源4に暴露され て少なくとも部分的に硬化し、凝固した取り扱い容易な結合剤が形成される。次 に、凝固した取り扱い容易な結合剤を含む支持体ウェブ32は、ニップロール46上 を通過する。支持体ウェブ32と凝固した取り扱い容易な結合剤との間は十分に付 着しており、結合剤を製造ツール40のキャビティから後で除去することが可能で なければならない。結合剤材料48の粒子は、支持体ウェブ32から除去され、容器 50内に収集される。外部手段51、たとえば超音波エネルギーを使用すると、粒子 48を支持体ウェブ32から解放するのを促進することができる。支持体ウェブ32は 次に、巻返しステーション52で回収され、再利用される。巻返しステーション52 は、ロールの形態である。 支持体ウェブから結合剤材料の粒子を除去することは、別の方法で効率的に行 うことができる。この方法では、支持体ウェブは、ホッパ38からの結合剤先駆物 質36を受け入れる薄い水溶性層をその主面に含むことができる。この水溶性層は 、結合剤先駆物質36に接触する。結合剤先駆物質が少なくとも部分的に硬化した 後、支持体ウェブ32と凝固した取り扱い容易な結合剤を水源に暴露すると、水が 支持体ウェブ32上の水溶性層を融解し、その結果、結合剤材料の粒子が支持体ウ ェブ32から分離する。本発明に有用な水溶性層の例としては、水溶性ポリマー、 たとえばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンおよびセルロース誘導体 の層がある。 図3は、本発明の方法を実施することが可能な装置の別の変形例を示す。装置 70では、結合剤先駆物質72は、ホッパ74から製造ツール76上にナイフ塗布される 。製造ツールは、円筒状ドラムの形態であり、軸線78を有する。製造ツール76の 連続表面はカーブしているが、その他の点では図6に示した製造ツールの部分と 同じである。製造ツール76が軸線78の周囲で回転すると、結合剤先駆物質72は硬 化領域79を通過して移動し、そこでエネルギー源80に暴露され、少なくとも部分 的に硬化して、凝固した取り扱い容易な結合剤が形成される。次に、この製法の 硬化ステップから得られた凝固した取り扱い容易な結合剤82の粒子は、製造ツー ル76から除去され、ホッパ84内に収集される。除去は、水噴射などの機械的手段 により行うことが好ましい。製造ツール76内に残っている残骸がある 場合、この残骸は、新しい結合剤先駆物質を導入する前に除去することが好まし い。残骸の除去は、ブラシ、エアジェットまたはその他の従来の技法で行うこと ができる。図3には示さないが、追加の手段を使用して、結合剤の粒子を製造ツ ール76から除去するのを促進することができる。 図7は、本発明の方法を実施することが可能な装置の別の変形例を示す。装置 120は、ウェブの形態の製造ツール122を備え、このウェブは第1の巻出しステー ション124から供給される。巻出しステーション124は、ロールの形態である。製 造ツール122は、放射線透過性のポリマー材料から構成することが好ましいが、 紫外線および/または可視光線透過性であればさらに好ましい。たとえば、製造 ツールは、ポリエチレン主鎖およびこの主鎖に結合したフルオロ脂肪族基を有す るポリマーから構成することができる。このポリマーの詳細は、1990年9月17日 に公開された第WO92/15626号に記載されている。エチレンポリマーは、ポリエス テルに接着される。製造ツールは、正方形の基部を有し、基部が互いに接合する ように配置された角錐の形態のキャビティのパターンから構成することができる 。キャビティを含む製造ツールの表面は、図6に示した製造ツールの部分に類似 して良い。製造ツール122は巻出しステーション124を出て、支持体ウェブ126は 第2の巻出しステーション128を出る。支持体ウェブ126は、ニューヨーク州、プ ラスキーのSchoeller Technical Papers,Inc.が市販している品番89-84-4のポリ ビニルアルコール塗布紙から構成することができる。結合剤先駆物質130は、コ ータ132を介して製造ツール122のキャビティ内に塗布される。結合剤先駆物質を 含む製造ツール134の部分は、ニップロール136により支持体ウェブ126に接触す る。結合剤先駆物質を含む製造ツール134の部分および支持体ウェブ126は、マン ドレル138に対して圧迫される。マンドレル138は、軸線140の周囲で回転する。 次に、硬化領域142内の放射線源141からの放射線エネルギーは、製造ツール122 を介して結合剤先駆物質に伝達される。放射線エネルギー源は、600watt/in(240 watt/cm)で作動する中圧水銀紫外線灯で良い。結合剤先駆物質は、エネルギー源 に暴露された後、凝固した取り扱い容易な結合剤に変換される。凝固した取り扱 い容易な結合剤および支持体ウェブはどちらも、マンドレル138により硬化領域1 42を通過して連続的に移動する。支持体ウェブ126は、ニップロール 143の付近で結合剤を含む製造ツールから分離する。支持体ウェブ126は、巻返し ステーション144上に巻き返される。図7に関連して、本発明の範囲には、支持 体ウェブの裏側に超音波ホーンを使用して、支持体ウェブからの粒子の除去を容 易にすることも含まれる。一般に、超音波ホーンは、支持体ウェブを緊張させた 状態で支持体ウェブの裏側に緊密に配置することが好ましい。市販の超音波ホー ンの一例としては、Bransonがモデル番号「108」として市販している超音波ホー ンがある。 図8は、本発明の方法を実施することが可能な装置の別の変形例を示す。装置 160は、一連のローラ164を通過するエンドレスベルトの形態の製造ツール162か ら構成し、これらのローラの少なくとも1つは電動式である。結合剤先駆物質16 6は、ナイフコータ168により製造ツール162のキャビティ内に塗布される。結合 剤先駆物質166は次に、硬化領域170を通過して移動し、そこで放射線エネルギー 源172に暴露される。放射線エネルギー源は、600watt/in(240watt/cm)で作動す る中圧水銀紫外線灯で良い。この製法は連続式であり、結合剤先駆物質166は、 エネルギー源172に暴露された後、凝固した取り扱い容易な結合剤に変換する。 結合剤178の粒子は、平滑な表面のロール174に優先的に付着しなければならない 。粒子178は、硬化領域170を出た直後に、スカイビング手段176により平滑な表 面のロール174から除去され、真空(図示しない)により収集される。 製造ツールは、少なくとも1つの連続表面を有する3次元の本体である。連続 表面は、連続表面に形成された少なくとも1つの開口部を有するが、複数の開口 部であれば好ましい。各々の開口部は、3次元の本体内に形成されたキャビティ に接近する手段になる。この文脈で使用する場合、「連続」という用語は、空間が 途切れずに延長するという特徴があることを意味し、開口部およびキャビティは 、連続表面の形状構成であるが、その表面を複数の個々の表面に分割しない。製 造ツールは、ウェブ、エンドレスベルトなどのベルト、シート、塗布ロール、ま たは塗布ロール上に取り付けられたスリーブの形態で良い。製造ツールは、エン ドレスベルト、または軸線周囲で回転する円筒状塗布ロールなど、連続動作が可 能な製造ツールであることが好ましい。一般に、円筒状塗布ロールは、剛性シリ ンダの形態で、直径は約25〜約45cmであり、剛性材料から構成される。2つの端 部を有するウェブを使用する装置は、連続動作を行うのにも適する。製造ツール に好適な材料は、ポリオレフィンなどのポリマー、たとえばポリプロピレン、ま たはニッケルなどの金属である。製造ツールは、セラミック材料から形成するこ ともできる。 金属製製造ツールは、彫刻、写真平版、ホッビング加工、蝕刻、ローレット形 成、所望の構成に機械加工した複数の金属部品の組立て、打抜きもしくはその他 の機械的手段、または電鋳により製造することができる。金属製製造ツールまた はマスターツールを製作するのに好適な方法は、ダイヤモンド旋削である。マス ターツールおよび/または金属製製造ツールを製造するのに好適なもう1つの技 法は、切削ローレット形成工程を使用することである。この切削ローレット形成 工程の詳細は、PCT特許出願第PCT/US95/13074号に記載されている。たとえば、 円筒状で直径8in、長さ28inの1026軟鋼ワークピースは、先ず光沢ニッケルの薄 い層でめっきして腐蝕を防ぎ、かつめつき銅に対する付着を改善した。次に、0. 050in、ヌープ硬度240の硬質銅を光沢ニッケル上にめっきした。めっきしたワー クピースの一方の端部は、把持部が4つあるチャックに取り付け、他方の端部は 、低圧ポンプおよび水ベースの冷却液を装備したClausingエンジン旋盤の心押台 の中心で支持した。ワークピースの外面は、硬質銅を0.030in残して滑らかに磨 いた。 Zeus切削ローレット形成工具モデル番号209には、高速度鋼(「HSS」)の第1ロー レット形成ホイールを上部位置に装備した。第1ローレット形成ホイールは、ホ イールの軸線に対して30°左に歯が傾斜し、1in当たりの歯の数(「TPI」)は36個 であり、隆起部における歯の開先角度は90°だった。この工具にも、HSSの第2 ローレット形成ホイールを底部位置に装備した。第2ローレット形成ホイールは 、ホイール軸線に対する傾斜角は0°であり、36TPIで、歯の隆起部における開 先角度は90°だった。これらのホイールの向きは、ホイール取付柱を200mm(7.9i n)ワークピースO.D.位置に設定して調節した。ホイールの軸線は、Zeus切削ロー レット形成工具の水平中心面に対して各々約30°だった。次に、切削ローレット 形成工具をClausing旋盤のクロススライド上に取り付けた。工具の高さは、両方 のホイールがワークピースに同時に接触するように調節した。次に、上 部位置の第1ホイールを取り外した。冷却液の流れは第2ホイールに向かい、形 成されたチップを洗い流した。 1)第2ホイールは、ワークピースに係合させた。旋盤は、ワークピースを第 1の方向に(第2ホイールに係合する表面が上方に移動)80rpmで回転させ、ワー クピースの軸線に平行な工具の供給量は、右から左に1回転当たり0.010inだっ た。第1ホイールの切削深さは、完全なローレット深さの約75%になるように調 節した。 2)次に、第2ホイールを取り外し、第1ホイールを上部位置に再度取り付け た。旋盤は、ワークピースを記録方向に(第1ホイールに係合する表面が下方に 移動)上記と同じ条件で回転させ、工具の方向は、ワークピースの軸線に平行に 右から左だった。 3)第1ホイールを取り外し、第2ホイールを下部位置に再度取り付けた。こ の第3ステップは、第1ステップを繰り返したが、工具は、完全なローレット深 さになるように調節した。 4)第2ホイールを取り外し、第1ホイールを上部位置に再度取り付けた。第 4ステップは、第2ステップを繰り返したが、工具は、完全なローレット深さに なるように調節した。 5)第1ホイールを取り外し、第2ホイールを下部位置に再度取り付けた。第 5ステップは、完全なローレット深さで第3ステップを再度繰り返した。 結果として得られたローレット形成済みワークピース表面は、角錐の基部の縁 部に平行な方向に測定して1in当たり36.7個の正方形の基部を有し、平均高さが 0.0099inの角錐のローレットパターンで覆った。角錐の上部は、ローレットホイ ールの丸み付き谷に対応して丸みを付けた。角錐状パターンの頂点は、ワークピ ースの長手方向軸線に垂直な平面に対して11.5°の捩れ角を有していた。ワーク ピースには、無電解ニッケルの保護層を塗布して腐蝕を防ぎ、使用前のポリマー の剥離特性を改善した。 上記のローレット形成済みワークピースを使用して、製造ツールを製作した。 先ず、ワークピースとニップロールを押出機の下に取り付けた。ローレット形成 済みワークピースを60℃(140°F)に、ニップロールを21°(70°F)に維持した。 214℃(417°F)のEscorene「Polypropylene3445」をローレット形成済みワークピ ース上に押し出して、ワークピースとニップロールが回転する際に、ワークピー スとニップロールの間に圧入した。0.022in厚の継ぎ目のないフィルムを3.6m/mi n(11.8fpm)で収集した。フィルムの表面には、ローレット形成済みワークピース 上のポケットの逆である角錐状ポケットの連続したパターンがあった。 押出し技術の詳細は、1968年にJohn Wiley & Sons,Inc.が発行したEncycloped ia of Polymer Science and Technolgy 第8巻、651〜665ページ、および米国特 許第3,689,346号、7列、30〜55行に記載されている。製造ツールは、剥離コー ティングをさらに含むと、結合剤をキャビティから容易に除去し、製造ツールの 摩耗を最小限にすることができる。こうした剥離コーティングの例としては、金 属炭化物、金属窒化物、金属硼化物、ダイヤモンド、またはダイヤモンド状炭素 などの硬質コーティングがある。本発明の範囲には、加熱製造ツールを使用する ことも含まれるが、金属から製造することが好ましい。加熱したツールにより容 易に加工し、より迅速に硬化させて、ツールから賦形粒子を容易に剥離すること ができる。製造ツールの詳細は、米国特許第5,435,816号に記載されている。 場合によっては、元のマスターツールからポリマー製製造ツールを複製するこ ともできる。これは、製造ツールがベルトまたはウェブの形態である場合に特に 好適である。金属製工具と比べたポリマー製工具の1つの長所はコストである。 ポリマー製工具のもう1つの長所は、放射線が放射線源から製造ツールを通過し て結合剤先駆物質に伝わる能力である。ポリマー製製造ツールは、ポリプロピレ ンなどの溶融熱可塑性樹脂をマスターツール上に流し込んで製作することができ る。次に、溶融樹脂を急冷すると、マスターツールの熱可塑性複製品が形成され る。これで、ポリマー製複製品を製造ツールとして使用することができる。ある いは、製造ツールの表面は、シリコーンベースの材料またはフルオロケミカルベ ースの材料などの剥離コーティングを含むと、製造ツールからの結合剤の剥離性 を改善することができる。本発明の範囲には、製造ツールを形成するポリマーに 剥離剤を含むことも含まれる。代表的な剥離剤としては、シリコーンベースの材 料およびフルオロケミカルベースの材料がある。本発明の範囲には、良好な剥離 特性を示すポリマーから製造ツールを製作することも含まれる。こうしたポリマ ーは、1992年9月17日に発行された第WO92/15626号に記載されている。この特許 には、フルオロケミカルグラフトコポリマーが記載されており、このコポリマー は、末端オレフィン二重結合を持ち、そこにグラフト結合されたフルオロ脂肪族 基から成る部分を有するモノマーから誘導された重合単位から成る基本ポリマー を含む。グラフト結合したフルオロ脂肪族基は、フルオロ脂肪族基および重合性 二重結合を持つフルオロケミカルオレフィンから一般に誘導される。 フルオロケミカルオレフィンのフルオロ脂肪族基は、結合基を介して重合性二 重結合に一般に結合する。こうしたフルオロケミカルオレフィンは、以下の公式 により表現することができる。 (Rf)aQ(CR=CH2)b ここで、Rは水素、トリフルオロメチル、または1〜4個の炭素原子を含む直鎖 状もしくは枝分かれ鎖状アルキル基を表す。 aは、1〜10の整数を表す。 bは、1〜6の整数を表す。 Qは、遊離基重合を実質的に妨げない(a+b)-価の結合基を表す。 Rfは、少なくとも7個の弗素原子を含む完全に弗素化末端基を含むフルオロ 脂肪族基を表す。 金属製マスターツールは、金属性製造ツールを製造する際に使用するのと同じ 方法で製造することができる。製造ツールを製造するその他の方法は、米国特許 第5,435,816号に記載されている。 製造ツールを熱可塑性材料から製造する場合、方法の条件は、硬化領域内に発 生する熱が製造ツールに悪影響を及ぼさないように設定しなければならない。 製造ツールの少なくとも1つの連続表面は、少なくとも1つのキャビティを含 むが、複数のキャビティであれば好ましい。凝固した取り扱い容易な結合剤先駆 物質は、キャビティの形状に対応する形状を取る。キャビティは、角錐、角柱、 円筒、円錐、または対向する多角形の面を有する薄い本体などの幾何学的形状を 有することができる。この幾何学的形状は、上記の切頭形で良い。本発明の範囲 には、ある製造ツールが、形状が異なる様々なキャビティもしくはサイズが異な る様々なキャビティまたはこの両方を含むことも含まれる。ウェブまたはベルト の場合、キャビティは、製造ツールを完全に貫通して延在することができる。各 々のキャビティは界接する、つまり各々のキャビティ間に平坦部領域を有して良 い。キャビティの側部は、平坦部領域に関連する傾斜を有し、結合剤を製造ツー ルから容易に除去することが可能である。 本発明の範囲には、キャビティが立方体、ブロック、球など、その他の幾何学 的形状を有することも含まれる。 キャビティはすべて、同じ形状および同じサイズでも良い。この場合、複数の 精密賦形粒子はすべて、本質的に同じサイズおよび同じ形状で良い。あるいは、 キャビティは、サイズが異なる同じ形状でも良い。この場合、精密賦形粒子の粒 度分布が存在する。さらに別の態様では、キャビティはすべて、サイズが同じで 形状が異なっても良い。この場合、結果として得られる精密賦形粒子は、サイズ が同じで形状が異なる。さらに別の実施例では、キャビティは、形状とサイズが 異なって良い。この場合、結果として得られる精密賦形粒子は、形状とサイズが 異なる。 本発明に適する結合剤先駆物質は、放射線エネルギーまたは熱エネルギーによ り硬化することが可能な熱硬化性樹脂を含む。結合剤先駆物質は、縮合硬化機構 または付加機構を介して重合可能である。好適な結合剤先駆物質は、付加機構を 介して重合する。結合剤先駆物質は、遊離基機構もしくは陽イオン機構またはこ の両方の機構を介して重合することができる。結合剤先駆物質は、無充填である か、または従来の充填剤材料を含むことができる。 結合剤先駆物質は、放射線エネルギーまたは熱エネルギーにより硬化可能であ ることが好ましい。放射線エネルギー源としては、電子ビームエネルギー、紫外 線、可視光線およびレーザー光線がある。紫外線または可視光線を使用する場合 、光開始剤を混合物中に含むことが好ましい。紫外線または可視光線に暴露した 後、光開始剤は、遊離基源または陽イオン源を生成する。この遊離基源または陽 イオン源は次に、結合剤先駆物質の重合を開始する。電子ビームエネルギー源を 使用する場合、光開始剤は任意である。 放射線エネルギーにより硬化可能な結合剤先駆物質の例としては、アクリル化 ウレタン、アクリル化エポキシ、エチレン系不飽和化合物、不飽和カルボニル側 基を有するアミノプラスト誘導体、少なくとも1つのアクリレート側基を有する イソシアヌレート誘導体、少なくとも1つのアクリレート側基を有するイソシア ネート誘導体、ビニルエーテル、エポキシ樹脂、およびこれらの組合せがある。 アクリレートという用語は、アクリレートとメタクリレートの両方を含む。 アクリル化ウレタンは、ヒドロキシを末端基とするイソシアネート増量ポリエ ステルまたはポリエーテルのジアクリレートエステルである。市販のアクリル化 ウレタンの例としては、Morton Thiokol Chemicalが市販している「UVITHANE782」 、Radcure Specialtiesが市販している「CMD6600」、「CMD8400」および「CMD8805」が ある。 アクリル化エボキシは、ビスフェノールAエポキシ樹脂のジアクリレートエス テルなど、エポキシ樹脂のジアクリレートエステルである。市販のアクリル化エ ポキシの例としては、Radcure Specialtiesが市販している「CMD3500」、「CMD3600」 および「CMD3700」がある。 エチレン系不飽和化合物としては、炭素、水素および酸素、並びに任意に窒素 およびハロゲンの原子を含むモノマーおよびポリマー化合物の両方がある。酸素 原子もしくは窒素原子またはこの両方は、エーテル、エステル、ウレタン、アミ ドおよびユリア基中に一般に存在する。エチレン系不飽和化合物は、分子量が約 4,000未満であることが好ましく、脂肪族モノヒドロキシ基または脂肪族ポリヒ ドロキシ基を含む化合物とアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸 、イソクロトン酸、マレイン酸などの不飽和カルボキシル酸との反応から生じる エステルであることが好ましい。アクリレートの代表的な例としては、メチルメ タクリレート、エチルメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エ チレングリコールメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリエチ レングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グ リセロールトリアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタ エリトリトールメタクリレートおよびペンタエリトリトールテトラアクリレート がある。その他のエチレン系不飽和化合物としては、モノアリル、ポリアリルお よ びポリメチルアリルエステル、並びにジアリルフタレート、ジアリルアジペート およびN,N-ジアリルアジパミドなど、カルボキシル酸のアミドがある。さらにそ の他のエチレン系不飽和化合物としては、スチレン、ジビニルベンゼンおよびビ ニルトルエンがある。その他の窒素含有エチレン系不飽和化合物としてば、トリ ス(2-アクリロイル-オキシエチル)イソシアヌレート、1,3,5-トリ(2-メタクリル オキシエチル)-s-トリアジン、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、N-メチ ルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-ビニルピロリドンおよびN- ビニルピペリドンがある。 アミノプラストは、モノマーでもオリゴマーでも良い。アミノプラスト樹脂は 、1つの分子について少なくとも1つのα,β-不飽和カルボニル基を有する。こ れらのα,β不飽和カルボニル基は、アクリレート、メタクリレートまたはアク リルアミド基で良い。こうした樹脂の例としては、N-ヒドロキシメチル-アクリ ルアミド、N,N'-オキシジメチレンビスアクリルアミド、オルトおよびパラアク リルアミドメチル化フェノール、アクリルアミドメチル化フェノールノボラック 、並びにこれらの組合せがある。これらの材料の詳細は、米国特許第4,903,440 号、第5,055,112号および第5,236,472号に記載されている。 少なくとも1つのアクリレート側基を有するイソシヌレート誘導体および少な くとも1つのアクリレート側基を有するイソシアネート誘導体の詳細は、米国特 許第4,652,274号に記載されている。好適なイソシアヌレート材料は、トリス(ヒ ドロキシエチル)イソシヌレートのトリアクリレートである。 本発明に適するビニルエーテルの例としては、Allied Signalが「VE4010」、「V E4015」、「VE2010」、「VE2020」および「VE4020」の商標で市販しているビニルエー テル官能化ウレタンオリゴマーがある。 エポキシは、オキシラン環を有し、環開口部により重合する。エポキシ樹脂と しては、モノマーエポキシ樹脂およびポリマーエポキシ樹脂がある。これらの樹 脂は、主鎖および置換基の性質が著しく異なる。たとえば、主鎖は、エポキシ樹 脂に一般に関連する任意のタイプの主鎖で良く、置換基は、室温でオキシラン環 に反応する活性水素原子がない任意の基で良い。エポキシ樹脂の置換基の代表的 な例としては、ハロゲン、エステル基、エーテル基、スルホネート基、シロキサ ン基、ニトロ基、およびホスフェート基がある。本発明に好適なエポキシ樹脂の 例としては、2,2-ビス[4-(2,3-エポキシプロポキシ)フェニール]プロパン(ビス フェノールAのジグリシジルエーテル)並びにShell Chemical Co.が「Epon828」、 「Epon1004」および「Epon 1001F」の商標で市販している材料およびDow Chemic al Co.が「DER-331」、「DER-332」および「DER-334」の商標で市販している材料 がある。その他の適切なエポキシ樹脂としては、フェノールホルムアルデヒドノ ボラック樹脂のグリシジルエーテル(たとえばDow Chemical Co.が市販している 「DEN-431」および「DEN-428」がある。本発明のエポキシ樹脂は、適切な光開始 剤を添加すると、陽イオン機構により重合することができる。これらの樹脂の詳 細は、米国特許第4,318,766号および第4,751,138号に記載されている。 紫外線に暴露されたときに遊離基源を生じる光開始剤の例としては、有機過酸 化物、アゾ化合物、キノン、ベンゾフェノン、ニトロソ化合物、ハロゲン化アシ ル、ヒドロゾン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、トリアクリルイミダゾ ール、ビスイミダゾール、クロロアルキルトリアジン、ベンゾインエーテル、ベ ンジルケタール、チオキサントン、アセトフェノン誘導体、およびこれらの混合 物から成るグループから選択する光開始剤があるが、これらだけに限らない。可 視光線に暴露されたときに遊離基源を生じる光開始剤の例は、米国特許第4,735, 632号に記載されている。 陽イオン光開始剤は、酸源を生成して、エポキシ樹脂またはウレタンの重合を 開始する。陽イオン光開始剤は、オニウム陽イオンを有する塩および金属または 非金属のハロゲン含有錯陰イオンを含むことができる。その他の陽イオン光開始 剤は、有機金属錯陽イオンを有する塩および金属または非金属のハロゲン含有錯 陰イオンを含む。これらの光開始剤の詳細は、米国特許第4,751,138号(6列、65 行〜9列、45行)に記載されている。もう1つの例は、有機金属塩およびオニウム 塩であり、米国特許第4,985,340号(4列、65行〜14列、50行)、欧州特許出願第30 6,161号、第306,162号に記載されている。さらに他の陽イオン光開始剤としては 、有機金属錯体のイオン塩があり、金属は、周期グループIVB、VB、VIB、VIIBお よびVIIIBの要素から選択される。この光開始剤は、欧州特許出願第109,581号に 記載されている。 結合剤先駆物質は、フェノール樹脂、ユリアホルムアルデヒド樹脂、メラミン ホルムアルデヒド樹脂など、縮合硬化可能な結合剤でも良い。2種類のフェノー ル樹脂、レゾールおよびノボラック樹脂がある。レゾールフェノール樹脂は、ホ ルムアルデヒド対フェノールのモル比が1対1以上であるが、一般に1.5対1.0〜 3.0対1.0である。ノボラック樹脂は、ホルムアルデヒド対フェノールのモル比が 1対1未満である。市販のフェノール樹脂の例としては、Occidental Chemicals Corp.が「Durez」および「Varcum」の商標で市販している樹脂、Monsantoが「R esinox」の商標で市販している樹脂、Ashland Chemical Co.が「Arofene」の商 標で市販している樹脂、並びにAshland Chemical Co.が「Arotap」の商標で市販 している樹脂がある。ユリアホルムアルデヒド樹脂のその他の詳細は、米国特許 第5,486,219号に記載されている。 本発明の範囲には、縮合硬化可能な樹脂および遊離基硬化可能な樹脂の配合物 を含む結合剤先駆物質を使用することも含まれる。たとえば、レゾールフェノー ル樹脂およびアクリレート樹脂を一緒に混合して、結合剤先駆物質を形成するこ とができる。1つの好適な結合剤先駆物質は、トリメチロールプロパントリアク リレートなどのアクリレートモノマー、トリス(ヒドロキシエチル)イソシアヌレ ート、トリメチロールプロパントリアクリレートまたはペンタエリトリトールト リアクリレートなどのアクリル化イソシアヌレート樹脂、およびレゾールフェノ ール樹脂を含む。アクリレートベースの樹脂の重合開始を促進するには、結合剤 先駆物質を熱および/または放射線エネルギー源に暴露する。レゾールフェノー ル樹脂の重合開始を促進するには、結合剤先駆物質は一般に熱に暴露する。たと えば、結合剤先駆物質は、約10〜90重量部のフェノール樹脂、好ましくは20〜60 重量部のフェノール樹脂および約10〜90重量部の遊離基硬化可能樹脂、好ましく は20〜60重量部の遊離基硬化可能樹脂を含む。 特に有用な実施例では、結合剤先駆物質は、研磨グリットを含む。硬化した結 合剤先駆物質、つまり結合剤は、研磨グリットを一緒に結合して、精密賦形研磨 粒子を形成する。研磨グリットは一般に、約0.1〜1500μmの平均粒度を有する が、平均粒度は、約1〜約1300μmであれば好ましく、約1〜約500μmであれば さらに好ましく、約1〜150μmであれば最も好ましい。研磨グリットのモース 硬度は少なくとも約8であることが好ましいが、約9であればさらに好ましい。 こうした研磨グリットの材料の例としては、溶融酸化アルミニウム、セラミック 酸化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、シリ カ、炭化珪素、緑色炭化珪素、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、セリア、二 硼化チタン、炭化硼素、立方晶窒化硼素、ざくろ石、トリポリ、およびこれらの 組合せがある。セラミック酸化アルミニウムは、米国特許第4,314,827号、第4,7 44,802号、第4,623,364号、第4,770,671号、第4,881,951号、第5,011,508号およ び第5,213,591号に記載されているようなゾルゲル製法に従って製造することが 好ましい。セラミック研磨グリットは、αアルミナ、および任意に酸化金属変性 剤を含み、こうした酸化金属変性剤としては、マグネシア、ジルコニア、酸化亜 鉛、酸化ニッケル、ハフニア、イットリア、シリカ、酸化鉄、チタニア、酸化ラ ンタン、セリア、酸化ネオジム、およびこれらの組合せがある。セラミック酸化 アルミニウムは、成核剤を任意にさらに含むことができ、こうした成核剤として は、αアルミナ、酸化鉄、酸化鉄先駆物質、チタニア、クロミア、またはこれら の組合せがある。セラミック酸化アルミニウムも、米国特許第5,201,916号およ び第5,090,968号に記載されているような形状を有することができる。セラミッ ク研磨グリットは、表面塗をさらに含むことができる。 研磨グリットも、表面塗を含むことができる。表面塗は、研磨粒子中の研磨グ リットと結合剤間の付着を改善することができ、および/または研磨グリットの 研磨特性を変えることができる。こうした表面塗は、米国特許第5,011,508号、 第1,910,444号、第3,041,156号、第5,009,675号、第4,997,461号、第5,213,591 号および第5,042,991号に記載されている。研磨グリットは、その表面にシラン カップリング剤などのカップリング剤をさらに含むことができる。 結合剤先駆物質は、1種類の研磨グリット、2種類以上の異なる研磨グリット 、または少なくとも1種類の稀釈剤材料を含む少なくとも1種類の研磨グリット を含むことができる。稀釈剤材料の例としては、炭酸カルシウム、ガラス気泡、 ガラスビード、グレーストーン、大理石、石膏、ポリ塩化ビニル、粘土、SiO2、 KBF4、Na2SiF6、氷晶石、有機気泡および有機ビードなどがある。 本発明に使用する結合剤先駆物質は、任意の添加剤をさらに含むことができ、 たとえば研削助剤などの充填剤、繊維、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染 料、カップリング剤、可塑剤、帯電防止剤および沈殿防止剤がある。本発明に適 する充填剤の例としては、パルプ、ひる石およびこれらの組合せ、炭酸カルシウ ムなどの金属炭酸塩、たとえばチョーク、方解石、泥灰岩、トラバーチン、大理 石、並びに石灰岩、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネ シウム;非品質シリカ、石英、ガラスビード、ガラス気泡およびガラス繊維など のシリカ;タルク、粘土(モンモリロン石)、長石、雲母、珪酸カルシウム、メタ 珪酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸ナトリウムなどのシリケート; 硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム 、硫酸アルミニウムなどの金属スルフェート;石膏;ひる石;木粉;アルミニウ ム三水化物;酸化カルシウム(石灰)、酸化アルミニウム、二酸化チタンなどの金 属酸化物、および亜硫酸カルシウムなどの金属スルフィットがある。たとえば、 精密賦形研磨粒子は、約20〜100重量部の結合剤、好ましくは40〜100重量部の結 合剤および0〜80重量部の充填剤、好ましくは0〜60重量部の充填剤を含むことが できる。別の実施例では、精密賦形研磨粒子は、20〜90重量部の結合剤、好まし くは25〜80重量部の結合剤、さらに好ましくは30〜70重量部の結合剤;10〜80重 量部の研磨グリット、好ましくは20〜75重量部の研磨グリット、さらに好ましく は30〜70重量部の研磨グリット、1〜60重量部の充填剤、5〜50重量部の充填剤、 および10〜40重量部の充填剤を含む。 研削助剤は、研磨製品に添加すると、研磨の化学的および物理的工程に著しく 影響し、その結果性能が改善する微粒子材料として定義される。特に、研削助剤 は、(1)研磨グリットと研磨されるワークピース間の摩擦を減少し、(2)研磨グリ ットが「蓋をされる」状態を防ぎ、つまり、金属粒子が研磨グリットの上部に溶 接されるのを防ぎ、(3)研磨グリットとワークピースとの間の界面温度を低下さ せ、(4)研磨力を減少させると考えられる。一般に、研削助剤は、被覆研磨製品 の有効寿命を延長する。研削助剤は、様々な異なる材料を含み、無機質でも有機 質でも良い。研削助剤の例としては、ワックス、有機ハロゲン化合物、ハロゲン 化塩、金属およびその合金がある。有機ハロゲン化合物は、一般に研磨の際に破 壊し、ハロゲン酸または気体ハロゲン化合物を放出する。こうした材料の例とし ては、 テトラクロロナフタレン、ペンタクロロナフタレンおよびポリ塩化ビニルなどの 塩素化ワックスがある。ハロゲン化塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウム 氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロ硼酸カリウム 、テトラフルオロ硼酸ナトリウム、弗化珪素、塩化カリウムおよび塩化マグネシ ウムがある。金属の例としては、錫、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カ ドミウム、鉄およびチタンがある。その他の研削助剤としては、硫黄、有機硫黄 化合物、黒鉛および金属硫化物がある。本発明の範囲には、異なる研削助剤の組 合せを使用することも含まれ、その結果、場合によっては相乗効果が生まれる。 研削助剤の上記の例は、代表的な研削助剤を示すために記載しており、すべての 研削助剤を網羅したのではない。研削助剤のその他の例としては、メタ燐酸ナト リウム、燐酸三カリウム、並びにポリ塩化ビニルおよびテトラフルオロ硼酸カリ ウムの配合物がある。精密賦形研削助剤粒子は、約5〜95重量部の結合剤を含む が、25〜70重量部の結合剤および5〜95重量部の研削助剤、30〜75重量部の研削 助剤であれば好ましい。 本発明の範囲には、塩素基を含むアクリル化結合剤を使用することも含まれる。 こうした結合剤の例としては、「Ebecryl436」、「584」、「585」、「586」および「588」 があり、これらはすべてケンタッキー州、ルイスビルのRadcure Specialties,I nc.が市販している。何らかの理論により拘束されることは望まないが、これら の塩素化アクリレートモノマーは、結合剤および研削助剤の両方の機能を果す。 研磨条件が適切であれば、研磨の際に塩素が放出される。 本発明に適するカップリング剤としては、有機シラン、ジルコアルミネートお よびチタネートがある。適切なカップリング剤は、研磨グリットおよび/または 充填剤を考慮して選択する。カップリング剤は、結合剤と研磨グリットおよび/ または充填剤の混合物に直接塗布することができる。あるいは、研磨グリットお よび/または充填剤は、カップリング剤で予備処理する。帯電防止剤の例として は、黒鉛、カーボンブラック、導電性ポリマー、湿潤剤、酸化バナジウムなどが ある。これらの材料の量は、所望の特性が得られるように調節することができる 。結合剤先駆物質は、水または有機溶剤を任意に含むことができる。 精密賦形研磨粒子は、可塑剤をさらに含むことができる。可塑剤の例としては 、 ポリ塩化ビニル、ジブチルフタレート、アルキルベンジルフタレート、ポリビニ ルアセテート、ポリビニルアルコール、セルロースエステル、フタレートエステ ル、シリコーン油、アジペートおよびセバケートエステル、ポリオール、ポリオ ール誘導体、t-ブチルフェニルジフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェ ート、キャスター油、およびこれらの組合せなどがある。可塑剤の量は、任意の 添加剤および研磨粒子を含まない結合剤全体の重量に基づいて約0〜70重量%だ が、約0〜約65%であれば好ましい。 潤滑剤の例としては、ワックス、脂肪酸の金属塩、硫黄ベースの化合物、黒鉛 、二硫化モリブデン、タルク、窒化硼素、シリコーン、シリコーン油、ポリグリ コール、ホスフェートエステル、シリケートエステル、ネオペンチルポリオール エステルおよびポリフェニルエーテル、フルオロケミカル、鉱油、およびこれら の組合せなどがある。 精密賦形研磨粒子中のこれらの添加剤の量は、一部には所望との特性によって 決まる。好適な添加剤の例としては、充填剤、研削助剤、カップリング剤および 湿潤剤がある。たとえば、稀釈剤粒子の場合、精密賦形研磨粒子は、結合剤およ び充填剤粒子を含む。同様に、たとえば、研磨製品用の稀釈剤粒子は、結合剤お よび研削助剤を含む。あるいは、精密賦形研磨粒子は、結合剤、研磨グリット、 任意に充填剤、任意に研削助剤および任意にカップリング剤を含む。 精密賦形研磨粒子は、充填抵抗添加剤をさらに含むことができる。「充填」と は、研磨グリット間の空間に切り屑(ワークピースから研磨された材料)を充填し 、後にその材料が蓄積されることを説明するために使用する用語である。たとえ ば、木材のサンダー仕上げの際、木材の粒子から成る切り屑は、研磨グリット間 の空間に詰まり、研磨グリットの切削能力を著しく低下させる。こうした充填抵 抗材料の例としては、脂肪酸の金属塩、ユリアホルムアルデヒド、ワックス、鉱 油、架橋シラン、架橋シリコーン、ホスフェートエステル、フルオロケミカル、 およびこれらの組合せがある。本発明の一態様では、1つまたは複数のこうした 充填抵抗材料を精密賦形研磨粒子に組み込むことができる。こうした結果として 得られた精密賦形研磨粒子は、研磨凝集物または研磨グリットとともに、研磨製 品に組み込むことができる。たとえば、被覆研磨製品は、表面と裏面とを有する 裏材 を含む。メークコートは裏材の表面に存在し、このメークコートは、研磨層を裏 材の表面に結合するのに役立つ。研磨層は、研磨グリットと、充填抵抗材料を含 む精密賦形研磨粒子とを含む。研磨層の上には、サイズコートがある。 結合剤先駆物質は、発泡剤をさらに含むことができる。発泡剤は、精密賦形研 磨粒子の多孔性を一般に増加する。発泡剤は、その存在によって精密賦形研磨粒 子の量が増す任意の化学薬品または材料で良い。発泡剤は、蒸気または粒子を膨 張させる有機溶剤で良い。 結合剤先駆物質は、界面活性剤をさらに含むことができる。界面活性剤の例と しては、金属アルコキシド、フルオロケミカル、ポリアルキレン酸化物、長鎖脂 肪酸の塩などがある。界面活性剤は、陽イオン、陰イオンまたは非イオンで良い 。好適な界面活性剤の例としては、コネチカット州、ウォーリングフォードのBy kChemieが「Disperbyk111」の商標で市販している陰イオン分散剤、デラウェア 州、ウィルミントンのICI Chemicalsが「HypemerKD2」の商標で市販している酸 化ポリエチレンベースの分散剤がある。 粒子が研磨グリットを含む場合、粒子は、研磨の際に破壊可能であることが好 ましい。結合剤先駆物質、研磨グリットおよび任意の添加剤の選択および量は、 粒子の破壊特性に影響する。さらに、精密賦形研磨粒子中の孔の量は、精密賦形 研磨粒子の破壊および摩耗特性に影響する。多孔性のレベルつまり程度は、結合 剤の化学作用、研磨グリットを含む添加剤、処理条件、およびこれらの組合せで 決めることができる。したがって、孔の量は、精密賦形研磨粒子の所定の用途を 考慮して所望の破壊または摩耗特性に応じて決めるべきである。 結合剤先駆物質、および研磨グリットなどのその他の材料を含む混合物を形成 するには、高剪断混合、空気攪拌またはタンブリングなど、従来の技術で、各成 分を一緒に混合することができる。混合の際に真空を使用すると、空気の混入を 最小限にすることができる。あるいは、場合によっては、混合の際に、空気また はその他の気体材料を研磨スラリ中に混入することが好ましい。混入した空気は 、より多孔性の精密賦形研磨粒子を形成する傾向がある。 結合剤先駆物質は、重力供給、揚送、ダイ塗布または真空滴下ダイ塗布など、 従来の技術を使用する分散手段により、製造ツールのキャビティに導入すること ができる。結合剤先駆物質は、第1の支持体ウェブを介して移着させても製造ツ ールのキャビティに導入することができる。支持体ウェブの例としては、布裏材 (未処理布裏材、生繊維材料布裏材、処理裏材など)、不織基材(紙など)、ポリマ ーフィルム(下塗フィルム、未下塗フィルム、繊維強化フィルムなど)、バルカン ファイバー、およびその他の適切な基材タイプの裏材がある。結合剤先駆物質は 、混合ステップ中、または塗布ステップの直前に超音波エネルギーに暴露すると 、結合剤先駆物質の粘度を低下させることができる。 結合剤先駆物質は、キャビティの一部を充填するためにのみ必要だが、製造ツ ールの表面のキャビティを完全に充填し、結果として得られる粒子材料が空隙ま たは欠点を含まないようにすることが好ましい。これらの欠点によって、微粒子 材料の形状は、所望の精密な形状から逸脱することになる。さらに、精密賦形結 合剤材料を製造ツールから除去する際、縁部が破壊して欠点が生じ、形状の精密 さが損なわれる場合がある。処理の際には、こうした欠点を最小限にするように 注意することが好ましい。場合によっては、空隙または欠点が必要なことがある 。なぜなら、空隙または欠点は、結果として得られる粒子に孔を形成し、その結 果、粒子の浸蝕性が高まるからである。また、結合剤先駆物質は、製造ツールの 連続表面の平面を超えて実質的に延在せず、製造ツールのキャビティの開口部を 超えて実質的に延在しないことが好ましい。 場合によっては、結合剤先駆物質は、製造ツールに導入する前に、一般に約40 〜90℃の温度で加熱することが好ましい。結合剤先駆物質を加熱すると、結合剤 先駆物質は粘度が低下し、製造ツールのキャビティ内により容易に流入すること ができる。 結合剤先駆物質を製造ツールのキャビティ内に導入した後のステップは、結合 剤先駆物質が製造ツールのキャビティ内に存在する際に、結合剤先駆物質を放射 線エネルギーまたは熱エネルギーに暴露して少なくとも部分的に硬化させること である。あるいは、結合剤先駆物質は、製造ツールのキャビティ内に存在する間 に少なくとも部分的に硬化し、結合剤を製造ツールのキャビティから除去した後 に後硬化させることができる。後硬化ステップは、省略して良い。硬化の程度は 、結果として得られる凝固した取り扱い容易な結合剤が、製造ツールから除去し た 後にその形状を維持するのに十分な程度である。 硬化領域で使用する放射線エネルギー源の例としては、電子ビーム、紫外線、 可視光線およびレーザー光線がある。電子ビーム照射は、電離線としても周知で あり、約0.1〜20Mradのエネルギーレベルで使用することができるが、約1〜10Mr adのエネルギーレベルであれば好ましい。紫外線は、約200〜約400nmの範囲内の 波長を有する非微粒状放射線を指すが、波長は約250〜400nmの範囲内であれば好 ましい。放射線量は、約50〜約1000mJ/cm2で良いが、約100mJ/cm2〜約400mJ/cm2 であれば好ましい。この放射線量を提供するのに適する光源の例は、約100〜約6 00watt/inを提供するが、約300〜約600watt/inを提供すれば好ましい。可視光線 は、約400nm〜約800nmの範囲内の波長を有する非微粒状放射線を指すが、波長は 約400〜約550nmであれば好ましい。結合剤先駆物質を完全に硬化させるのに必要 な放射線エネルギーの量は、キャビティ内に存在する結合剤先駆物質の深さ、結 合剤先駆物質の化学的同一性、および充填材料がある場合、その種類によって決 まる。熱硬化の条件は、約50〜約200℃の温度、および時間では1分未満から何 千分まで様々である。必要な熱の実際の量は、結合剤先駆物質の化学作用に大き く依存する。 少なくとも部分的に硬化した後、結果として得られる凝固した取り扱い容易な 結合剤は、製造ツールの表面に強力に付着しないことが好ましい。何れにしても 、この時点で、凝固した結合剤先駆物質は製造ツールから除去される。 凝固した取り扱い容易な結合剤、つまり結合剤を製造ツールから除去するには 、別の方法がいくつかある。1つの方法では、結合剤は、製造ツールから直接収 集装置、たとえばホッパに移動される。この方法では、製造ツールをポリマーか ら製造する場合、結合剤は、超音波エネルギー、真空、エアナイフもしくはこれ らの組合せ、またはその他の従来の機械的手段でキャビティから除去することが できる。製造ツールを金属から製造する場合、結合剤は、水噴射またはエアジェ ットによりキャビティから除去することができる。製造ツールが、製造ツールを 完全に貫通して延在するキャビティを有する場合、たとえば製造ツールが、製造 ツールを完全に貫通して延在する穿孔を有するベルトである場合、結合剤は、製 造ツールを構成する材料に関係なく、超音波エネルギー、機械的力、水噴射、エ ア ジェットもしくはこれらの組合せ、またはその他の機械的手段により除去するこ とができる。 もう1つの方法では、結合剤は、製造ツールから収集装置に間接的に移動させ ることができる。一実施例では、結合剤は、製造ツールから平滑なロールに移着 させることができる。結合剤は、製造ツールではなく平滑なロールに著しく付着 する。次に、移着した結合剤は、スカイビング、真空、水噴射、エアジェットま たはその他の機械的手段により平滑なロールから除去することができる。特定の 一実施例では、結合剤は、製造ツールから第2支持体ウェブの主面に移着させる ことができる。結合剤は、製造ツールではなく支持体ウェブの主面に著しく付着 する。支持体ウェブの例としては、布裏材(未処理布裏材、生繊維材料布裏材、 処理布裏材など)、不織基材(紙など)、ポリマーフィルム(下塗フィルム、未下塗 フィルム、繊維強化フィルムなど)、バルカンファイバー、およびその他の適切 な基材タイプの裏材がある。支持体ウェブのいくつかの好適な実施例としては、 コロナ処理済みポリエステルフィルム、およびポリアミド予備サイズコーティン グがある。本発明の範囲には、支持体ウェブをコロナ処理した後、精密賦形研磨 粒子を支持体ウェブに移着させることも含まれる。さらに、第1および第2の支 持体ウェブは、同じ材料から構成しても良いし、異なる材料から構成しても良い 。 結合剤が移着する支持体ウェブの主面には、水または有機溶剤中で溶解可能な 材料の層を備えることができる。結合剤は、可溶性層を形成する材料を単に溶解 させることにより支持体ウェブから除去することができる。さらに、機械的手段 、たとえばスカイビング、真空または超音波などを使用して、結合剤を除去する ことができる。超音波エネルギーは、ウェブの主面上に直接照射するか、または ウェブの主面の側方に離して照射することができる。もう1つの実施例では、支 持体ウェブの主面は、その上に下塗剤を有することができる。支持体ウェブに適 する下塗剤の例としては、エチレンアクリル酸コポリマー、ポリ塩化ビニリデン 、架橋ヘキサンジオールジアクリレート、アジリジン材料などがある。結合剤は 、下塗支持体ウェブに優先的に付着する。次に、結合剤は、スカイビング、真空 または超音波などの機械的手段により下塗支持体ウェブから除去することができ る。 結合剤は、直接または間接的手段により製造ツールから除去した後、粒子に変 換することができる。1つの変換方法では、結合剤は、製造ツールから粒子の形 態で解放される。この粒子は、粒子が内部で少なくとも部分的に硬化した製造ツ ールのキャビティ部分と本質的に同じ形状を有する。この方法の長所は、粒子を 研磨製品に組み込むなど、後で使用する際に、粒子が適切なグレード、または適 切な粒度分布を既に有している点である。研磨粒子、たとえば凝集物を製造する 従来の方法では、研磨粒子を粉砕してから篩分けし、適切な粒度分布にする。 第2の変換方法では、結合剤は、結合剤材料の薄い層により互いに結合した精 密賦形結合剤材料から成る材料のシートとして製造ツールから解放される。次に 、結合剤は、相互結合部分に沿って破壊または粉砕され、本発明の粒子を形成す る。 本発明の製法は、複数の研磨グリットが結合剤中に分布した研磨粒子を製造す る経済的な手段として役立つ。本発明の好適な態様では、この製法によって、精 密賦形研磨粒子が形成される。しかし、本発明の範囲には、こうした精密賦形研 磨粒子を粉砕または破壊して不規則な形状の研磨粒子にするための追加のステッ プを有することも含まれる。 変形例では、製造ツールは、軸線周囲で回転するドラムまたはベルトで良い。 製造ツールが軸線周囲で回転する場合、製法は連続して行うことができる。製造 ツールが先行技術の方法のように静止している場合、この製法はバッチ方式で行 われる。本発明の連続製法は、先行技術のバッチ方式製法より一般に効率的かつ 経済的である。 本発明は、本発明の製法に従って製造した研磨粒子を含む研磨製品をさらに提 供する。これらの研磨製品としては、結合研磨製品、被覆研磨製品または不織研 磨製品が可能である。結合研磨製品の場合、精密賦形研磨粒子は結合媒体により 互いに結合されて、賦形素材、たとえばホイールまたはカットオフホイールを形 成する。結合研磨製品は、成形工程により一般に製造される。被覆研磨製品の場 合、精密賦形研磨粒子は、結合媒体により裏材に結合される。不織研磨製品の場 合、精密賦形研磨粒子は、結合媒体により不織繊維状基材に結合される。 被覆研磨製品を製造するのに適する裏材としては、ポリマーフィルム、下塗ポ リマーフィルム、布、紙、バルカンファイバー、ポリマー発泡体、不織布、不織 布を処理したもの、およびこれらの組合せがある。ポリマーフィルムの例として は、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム(ポリエチレンおよびプロ ピレンフィルム)、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルムなどがある。裏材 のもう1つの例としては、米国特許第5,417,726に記載されているような繊維強 化熱可塑性樹脂がある。一般的な1つの塗布研磨裏材は、布裏材である。布は、 縦糸方向つまり縦方向の糸と、横糸方向つまり横方向の糸とで構成される。布製 裏材は、織裏材、ステッチボンド裏材、または横糸挿入裏材が可能である。織構 成の例としては、横糸上の縦糸の1つの組織上に4つの朱子組織;1つの組織上 に3つの綾織組織;1つの組織上に1つの平織組織および2つの組織上に2つの 太織組織がある。ステッチボンド布または横糸挿入裏材の場合、縦糸と横糸は互 いに織られず、互いに異なる2つの方向に向く。縦糸は横糸の上に配置され、ス テッチ糸または接着剤により縦糸に固定される。布裏材の糸は、天然、合成また はこれらの組合せで良い。天然糸の例としては、セルロース系材料があり、たと えば綿、大麻、カポック、亜麻、サイザル麻、ジュート、炭素、マニラ麻および これらの組合せがある。合成糸の例としては、ポリエステル糸、ポリプロピレン 糸、ガラス糸、ポリビニルアルコール糸、ポリアミド糸、芳香族ポリアミド糸、 レーヨン糸、ナイロン糸、ポリエチレン糸およびこれらの組合せがある。本発明 の好適な糸は、ポリエステル糸、ナイロン糸、ポリエステルと綿との混合物、レ ーヨン糸および芳香族ポリアミド糸である。布裏材は、染色および延伸、サイズ 剤除去、または熱延伸することができる。さらに、布裏材の糸は、下塗剤、染料 、顔料または湿潤剤を含むことができる。糸は、撚るかまたは織ることができる 。塗布研磨裏材は、任意の含浸剤コート、プレサイズコートおよび/またはバッ クサイズコートを有することができる。これらのコートは、裏材を密封し、およ び/または裏材の糸または繊維を保護する。プレサイズコートまたはバックサイ ズコートを添加すると、裏材の表面または裏面に「より平滑な」表面が形成され る。バックサイズコートは、帯電防止剤または潤滑剤材料を含むことができる。 図4および図5を参照すると、被覆研磨製品100は、研磨粒子を裏材に結合す る2つのコーティングを含む。コーテイング102は、一般にメークコートと呼ば れ、裏材104上に塗布されて研磨粒子106を裏材104に結合する。コーティング108 は、一般にサイズコートと呼ばれ、研磨粒子106上に塗布されて研磨粒子106 を補強する。第3のコーティング110がある場合もあり、これは一般にスーパー サイズコートと呼ばれ、サイズコート108上に塗布される。上記のとおり、研磨 粒子106は、複数の研磨グリット112および結合剤114を含む。研磨粒子は、従来 の方法、たとえば滴下塗布または静電塗布により裏材に塗布することができる。 塗布の方法に応じて、研磨粒子は、図4に示すように規則的に方向付けられるか 、または図5に示すように不規則に方向付けられる。 研磨材料を基材または互いに結合する材料は、硬化樹脂状接着剤および任意の 接着剤を含む。本発明に適する樹脂状接着剤の例としては、フェノール樹脂、ア ミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリル 化イソシアヌレート樹脂、ユリアホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂 、アクリル化ウレタン樹脂、ビニルエーテル、アクリル化エポキシ樹脂、および これらの組合せがある。任意の添加剤としては、充填剤(研削助剤など)、繊維、 潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤および沈殿 防止剤がある。充填剤の例としては、タルク、炭酸カルシウム、メタ珪酸カルシ ウム、シリカおよびこれらの組合せがある。これらの材料の量は、所望の特性が 得られるように選択する。 被覆研磨製品、構造化研磨製品、不織研磨製品または結合研磨製品に組み込む ことができる充填剤の例としては、木材パルプ、ひる石およびこれらの組合せ、 炭酸カルシウムなどの金属カーボネート、たとえばチョーク、方解石、泥灰石、 トラバーチン、大理石および石灰岩、カルシウムマグネシウムカーボネート、ナ トリウムカーボネート、マグネシウムカーボネート;非晶質シリカ、石英、ガラ スビード、ガラス気泡およびガラス繊維などのシリカ;タルク、粘土(モンモリ ロン石)、長石、雲母、珪酸カルシウム、メタ珪酸カルシウム、アルミノ珪酸ナ トリウム、珪酸ナトリウムなどのシリケート;硫酸カルシウム、硫酸バリウム、 硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウムなどの金属ス ルフェート;石膏;ひる石;木粉;アルミニウム三水和物;酸化カルシウム(石 灰)、酸化アルミニウム、二酸化チタンなどの金属酸化物;および亜硫酸カルシ ウムなどの金属スルフィットがある。たとえば、研磨製品結合媒体は、約0〜80 重量部の充填剤を含むことができるが、充填剤の量は、0〜70重量%であれば好 ましく、 約10〜55重量%であればさらに好ましい。 被覆研磨製品、不織研磨製品または結合研磨製品に組み込むことができる研削 助剤の例としては、ワックス、有機ハリド化合物、ハリド塩および金属並びにこ れらの合金がある。有機ハリド化合物は、一般に、研磨の際に破壊し、ハロゲン 酸または気体状ハリド化合物を放出する。こうした材料の例としては、テトラク ロロナフタレン、ペンタクロロナフタレンおよびポリ塩化ビニルなどの塩素化ワ ックスがある。ハリド塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナト リウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロ硼酸カリウム、弗化珪素、 塩化カリウムおよび塩化マグネシウムがある。金属の例としては、錫、鉛、ビス マス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄およびチタンがある。その他の研 削助剤としては、硫黄、有機硫黄化合物、黒鉛および金属硫化物がある。研削助 剤のさらにその他の例としては、メタ燐酸ナトリウム、燐酸三カリウム、並びに ポリ塩化ビニルおよびテトラフルオロ硼酸カリウムの配合物がある。本発明の範 囲には、異なる研削助剤の組合せを使用することも含まれ、その結果、相乗効果 が生じる場合もある。たとえば、研磨製品結合媒体は、約0〜80重量部の研削助 剤を含むことができ、研削助剤の量は、0〜70重量部であれば好ましく、約10〜5 5重量部であればさらに好ましい。 被覆研磨製品、不織研磨製品または結合研磨製品の結合媒体に組み込むことが できるカップリング剤の例としては、有機シラン、ジルコアルミネートおよびチ タネートがある。適切なカップリング剤は、研磨グリットおよび/または充填剤 に応じて選択することができる。カップリング剤は、結合媒体並びに研磨グリッ トおよび/または充填剤の混合物中に直接加えることができる。あるいは、研磨 グリットおよび/または充填剤は、カップリング剤で予備処理することができる 。 本発明の範囲には、精密賦形充填剤粒子および/または精密賦形研削助剤粒子 を研磨製品の結合媒体中に組み込むことも含まれる。一般に、これらの精密賦形 充填剤粒子および/または精密賦形研削助剤粒子の粒度は、研磨製品を製造する 際に、結合媒体を正しく処理することができるように調節しなければならない。 たとえば、被覆研磨製品または不織研磨製品の場合、精密賦形充填剤粒子および /または精密賦形研削助剤粒子の粒度は、結果として得られるメークコートおよ び/またはサイズコートを正しく塗布することができるように約100μm未満で なければならないが、約50μm未満であれば好ましい。 不織研磨製品は、粗く多孔性で繊維状の不織基材から成り、複数の研磨粒子が 基材に結合されている。この種の不織研磨製品は、米国特許第2,958,593号に記 載されている。 結合研磨製品は一般に、結合媒体により互いに結合されて賦形素材を形成する 複数の研磨グリットから成る。好適な結合媒体は、一般に硬化または架橋有機結 合剤である。賦形素材は、研削ホイールの形態であることが好ましい。しかし、 結合研磨製品の形態は多数あり、たとえば研削砥石、研磨用スティック、鋸刃、 切削用スティック、取付点、スナッギングホイール、ドレッシング工具、カップ ホイール、研削砥石、カットオフホイール、中央部へこみホイール、フラップホ イールなどがある。研磨ホイールの直径は、約0.1cm〜2mだが、一般には1cm〜2 mである。研削ホイールの厚さは、約0.001cm〜約1mだが、一般には0.01cm〜0. 5mである。結合研磨製品は、結合研磨製品の寿命期間中に従来の技術で目直し をすることができる。あるいは、結合製品は、結果として得られる構造を目直し する必要がないように処方することができる。 本発明の精密賦形粒子は、カットオフホイールに組み込むことができる。カッ トオフホイールは、一般に、直径1cm〜500cm、厚さ0.01cm〜1cmである。カット オフホイールは、強化繊維を含むこともできる。強化基材の例としては、紡織繊 維およびメッシュなどがある。強化基材内の糸は、合成有機繊維、たとえばナイ ロン、ポリエステル、レーヨンまたは綿などから製造することができる。あるい は、強化基材内の糸は、無機繊維、たとえばガラス繊維、アルミナまたは金属な どから製造することもできる。 結合研磨製品は、有機質結合媒体、ガラス化結合媒体または金属結合媒体を使 用することができる。有機質結合媒体は、有機質結合媒体に組み込むことが可能 な添加剤とともに上記のとおりである。その他の有機質結合媒体としては、ゴム 結合剤およびセラック結合剤がある。あるいは、結合研磨製品は、ゴムベースの 結合媒体を含むことができる。1つの一般的な結合媒体は、ヘキサメチレンテト ラミンと架橋したノボラックフェノール結合媒体である。市販のフェノール結合 媒体の例としては、ニューヨーク州、ナイアガラフォールのVarcum Chemical Co mpanyが市販しているVarcum 8121(液体レゾール)およびVarcum 7909(粉末ノボラ ック)がある。結合研磨製品を成形工程から製造する場合、粉末有機質結合媒体 と液体有機質結合媒体の組合せを使用することが好ましい。成形の際、液体有機 質結合媒体は、先ず研磨グリットおよび/または精密賦形粒子と混合する。これ で、研磨グリットおよび/または精密賦形粒子の表面を濡らす液体が生じる。次 に、乾燥つまり粉末結合媒体を液体結合媒体/研磨グリットと混合する。場合に よっては、結合媒体に強化繊維を含むことが好ましい。これらの強化繊維を加え ると、結合ホイールの強度、耐摩耗性または耐熱性を改善することができる。こ うした強化繊維の例としては、ガラス繊維、金属繊維、有機繊維(アラミド繊維 、ポリオレフィン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維など)、無機繊維(ア ルミナ繊維、シリケート繊維など)がある。 結合研磨製品は、ある形態の孔を一般に有する。孔の量は、研磨製品の破壊特 性に強く影響する。一般に、多くの結合研磨製品は、所望の研磨用途に応じて設 計される。結合研磨製品は、任意の範囲の孔を有することができ、たとえば、孔 の量は、場合によっては約1〜50容量%だが、一般には1〜40容量%である。孔を 結合研磨製品に組み込むには、いくつかの手段がある。こうした手段の1つは、 多孔性物体、稀釈剤またはその他の軟質粒子を使用することである。多孔性物体 の例をいくつか挙げると、ガラス、アルミナ、金属またはポリマーの中空球であ る。場合によっては、特定の充填剤を添加すると、結合研磨製品の多孔性および /または破壊特性が増加する。もう1つの手段は、結合研磨製品に発泡剤を含む ことであり、代表的な発泡剤は上記のとおりである。さらにもう1つのこうした 手段は、有機質またはガラス質の結合媒体を加熱する際に分解し、その結果孔が 残る不堅牢な物質を使用することである。こうした不堅牢な物質は、樹脂結合ホ イールよりもガラス化ホイールに一般に使用される。こうした不堅牢な物質の例 としては、クルミ殼、糖、ジフタル酸、熱可塑性粒子などがある。 本発明の結合研磨製品は、圧縮成形、射出成形またはトランスファー成形など により製造することができる。成形は、熱間または冷間圧縮または当業者が周知 の任意の適切な方法で良い。結合研磨製品は一般に、成形した後に加熱して、結 合媒体の重合または硬化の開始を促進する。結合研磨製品は、本発明の研磨粒子 がホイールの外側部分つまりリムにのみ存在するように製造される。 中央部へこみホイールは一般に、平らな面上で研削する。ホイールの中央部に は、このホイールを工具に結合する取付手段がある。この取付手段は、軸孔を形 成する中央部の孔である。多くの場合、こうした中央部へこみホイールは、平坦 な中央部またはへこんだ中央部を含む。中央部へこみホイールは、カーブしてい るかまたは直線のフレア状側部を有する浅い皿またはソーサーの形態に従って成 形される。中央部へこみホイールの裏側、つまり研磨コーティングの反対側は、 強化繊維、強化紙裏材、または金属もしくはプラスチックプレートなど、その他 のいくつかの支持手段を含む。 使用の際、結合研磨製品は、乾燥した状態でも湿った状態でも使用することが できる。湿潤研磨の際、結合研磨製品は、水、油ベースの潤滑剤または水ベース の潤滑剤とともに使用される。 本発明の研磨製品は、従来の研磨凝集物もしくは個々の研磨グリットまたはこ の両方をさらに含むことができる。従来の研磨凝集物の詳細は、米国特許第4,31 1,489号、第4,652,275号および第4,799,939号に記載されている。個々の研磨グ リットは、精密な形状を有するように選択することも可能である。個々の研磨グ リットの例としては、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、熱 処理酸化アルミニウム、炭化珪素、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、セリア 、立方晶窒化硼素、ざくろ石およびこれらの組合せがある。少なくとも10%、好 ましくは少なくとも50%、最も好ましくは少なくとも70%の研磨材料は、本発明 の精密賦形研磨粒子でなければならない。被覆研磨製品の場合、個々の研磨グリ ットを精密賦形研磨粒子上に配置することができる。あるいは、個々の研磨グリ ットは、精密賦形研磨粒子の下に配置しても良い。また、個々の研磨グリットは 、2つの精密賦形研磨粒子の間に配置しても良い。 精密賦形粒子の寸法は、2500μm以下であることが好ましい。精密賦形粒子の 寸法は、0.1〜1500μmであることが好ましいが、0.1〜500μmであればさらに 好ましく、50〜500μmであればなお好ましい。前記のとおり、精密な形状は、 製造ツールの表面の部分、たとえば製造ツールの表面に形成されたキャビティに 相当する。本発明の粒子は、精密な形状を有する。この精密な形状は、結合剤先 駆物質が製造ツールのキャビティ内で少なくとも部分的に硬化することによる。 しかし、粒子をキャビティから除去する際に、粒子には微小な欠点が生じる場合 がある。結合剤先駆物質がキャビティ内で十分に硬化しない場合、結合剤先駆物 質は流動し、結果として得られる形状は、キャビティの形状に対応しなくなる。 形状が一致しない場合、粒子の形状は不正確かつ不規則になる。こうした精密な 形状は、円錐、三角柱、円筒、角錐、球、および2つの対向する多角形の面を有 し、それらの面が一定または異なる距離だけ離れている本体、つまり多角形の小 板で良い。角錐は、3つまたは4つの側部を持つ基部を有する。研磨製品は、形 状が異なる様々な研磨粒子を含むことができる。図7は、三角錐の基部を持つ角 錐の形態の研磨粒子を約300倍で撮影した走査電子顕微鏡写真である。 精密賦形研削助剤粒子中の研削助剤微粒子および結合剤の重量による割合は、 研磨粒子の意図する用途、研磨製品に使用する研磨グリットの粒度および分布な ど、いくつかの要素によって決まる。一般に、研削助剤微粒子の重量による割合 は約5〜95重量%であり、結合剤の重量による割合は約95〜5重量%である。でき れば、研削助剤微粒子の重量による割合は、20〜75重量%、結合剤の重量%は80 〜25重量%であることが好ましい。 本発明のもう1つの態様では、精密賦形研磨粒子は、研磨グリットをまったく 含まない。研磨グリットを含まないこうした精密賦形粒子は、稀釈剤粒子として 被覆研磨製品に使用することができる。たとえば、被覆研磨製品は裏材を含み、 裏材には、研磨グリットと、研磨グリットを含まない精密賦形粒子とが結合され る。あるいは、被覆研磨製品は裏材を含み、硬化した樹脂状接着剤(メークコー ト)の第1の塗層が裏材、研磨グリットおよび精密賦形研磨粒子の表面上に塗布 され、研磨グリットおよび精密賦形粒子は、メークコートにより裏材に固定され る。研磨グリットおよび精密賦形粒子の上には、硬化した樹脂状接着剤(サイズ コート)の第2の塗層がある。 精密賦形研磨粒子は、裏材上に不規則に塗布または配置することができる。あ るいは、精密賦形粒子は、指定の方向で裏材上に方向付けることができる。角錐 、円錐および角柱(三角錐の角柱など)の形状を有する精密賦形研磨粒子の場合、 粒 子は、図4に示すように、その基部が裏材に向かい、頂点が裏材から離れるよう に方向付けるか、または図5に示す4つの粒子のように、その頂点が裏材に向か い、その基部が裏材から離れるように方向付けることができる。角錐および円錐 の場合、頂点と呼ばれる部分は共通の頂点である。 一般に、被覆研磨製品は、表面と裏面とを有する裏材を備える。裏材の表面に はメークコートがあり、このメークコートは研磨層を裏材に結合する。あるいは 、研磨層の上にはサイズコートがある。あるいは、サイズコートの上にスーパー サイズコートがある。1つの好適なメークコートは、炭酸カルシウムなどの充填 剤粒子を含む架橋レゾールフェノール樹脂である。1つの好適なサイズコートは 、炭酸カルシウムなどの充填剤粒子を含む架橋レゾールフェノール樹脂である。 もう1つの好適なサイズコートは、氷晶石、白雪石またはテトラフルオロ硼酸粒 子などの研削助剤粒子を含む架橋レゾールフェノール樹脂である。1つの好適な スーパーサイズコートは、架橋エポキシ樹脂、任意に熱可塑性ポリマー、および 氷晶石、白雪石またはテトラフルオロ硼酸粒子などの研削助剤粒子である。この 種のスーパーサイズコートの詳細は、米国特許出願第486,308号および米国特許 第5,441,549号に記載されている。塗布研磨剤は、塗布研磨剤が「充填する」の を防ぐスーパーサイズコートを任意に含むことができる。メークコート、サイズ コートおよび/またはスーパーサイズコートを形成する各種の材料は、一部には 完成被覆研磨製品の要件および被覆研磨製品に意図する研磨用途によって決まる 。 本発明の精密賦形粒子は、ラップ仕上げ被覆研磨製品に含むこともできる。こ のラップ仕上げ被覆研磨製品は、表面および裏面を有する裏材と、裏材の表面に 接着された研磨コーティングとを含む。研磨コーティングは、複数の精密賦形研 磨粒子がメークコート全体に分布している。 精密賦形粒子は、構造化研磨製品に組み込むこともできる。一般に、構造化研 磨製品は、裏材に結合された複数の精密賦形研磨複合材料を含む。これらの研磨 複合材料は、これらの粒子中に研磨グリットを含むかどうかに関わらず、精密賦 形粒子を含むことができる。構造化研磨製品の場合、精密賦形粒子の粒度は約50 μm未満であることが好ましく、約25μm未満であればさらに好ましい。 被覆研磨製品は、ベルト、ディスク、シート、テープ、台座など、異なる様々 な形状および形態に変換することができる。ベルトは、スプライスまたは接合部 を含むか、または国際特許出願第WO93/12911号に記載されているようにスプラ イスがない場合もある。さらに、被覆研磨製品は、感圧接着剤またはフック/ル ープ取付装置を介して支持パッドに固定することができる。 一般に、不織研磨製品は、粗く嵩高(lofly)で多孔性の不織基材を含む。不織 基材は繊維を含み、これらの繊維は、ポリアミド繊維(ナイロン繊維など)、ポリ エステル繊維、ポリオレフィン繊維およびこれらの組合せで良い。不織基材中の 繊維は一般に、相互の接触点においてプレボンドコーティングまたはプレボンド 結合媒体により互いに結合される。研磨層は、この粗く多孔性の不織基材に接着 される。研磨層は、研磨グリットおよびメークコートの混合物から成る。この研 磨層は、メークコート先駆物質および研磨グリットまたは精密賦形研磨粒子の混 合物をロール塗布または吹付塗布などで塗布して形成される。あるいは、不織研 磨製品は、不織基材中および不織基材上に存在するメークコート、並びにメーク コートにより不織基材中および不織基材に接着された研磨層を含む。この不織研 磨製品構成の場合、メークコートおよび研磨層は様々なステップで塗布される。 さらに、任意のサイズコートは、どちらの不織研磨製品の場合も、研磨層上に存 在することができる。不織研磨製品は、シート、ディスク、ロール、ハンドパッ ド、ェンドレスベルト、ホイールなど、様々な形態に変換することができる。 一般に、結合研磨製品は、硬化樹脂状接着剤などの結合媒体により互いに結合 されて賦形素材を形成する複数の研磨グリットを含む。結合研磨製品の少なくと も外面の一部分は、ワークピースに接触するように設計される。ワークピースに 接触する外面は、結合媒体および研磨層を含む。研磨層は、本発明の精密賦形粒 子および任意にその他の粒子を含む。次に、これらの異なる研磨層構成について 説明する。 多くの異なる被覆研磨製品、不織研磨製品、構造化研磨製品および結合研磨製 品を、本発明の精密賦形粒子を使用して製造することができる。たとえば、研磨 層は、単に精密賦形研磨粒子のみを含み、これらの粒子は、本質的に研磨グリッ トおよび結合剤から構成することができる。あるいは、精密賦形研磨粒子は、研 磨グリット、研削助剤、任意にその他の添加剤および結合剤を含むことができる 。 もう1つの実施例では、研磨層は、個々の研磨グリットおよび精密賦形研磨粒 子の混合物を含む。個々の研磨グリット、および精密賦形研磨粒子中の研磨グリ ットは同じであっても異なっても良い。個々の研磨グリットは、不規則な形状で も良いし、ロッドまたは三角錐など、精密賦形研磨粒子に関連する形状でも良い 。これらの賦形された個々の研磨グリットの詳細は、米国特許第5,009,676号、 第5,035,723号、第5,090,968号、第5,103,598号、第5,201,916号および第5,366, 523号に記載されている。同様に、個々の研磨グリットおよび精密賦形研磨粒子 中研磨グリットの粒度は同じあっても、異なっても良い。同様に、個々の研磨グ リットの粒度と精密賦形研磨粒子の粒度は同じであっても、異なっても良い。 さらにもう1つの実施例では、研磨層は、個々の研磨グリットおよび精密賦形 研削助剤粒子の混合物を含む。これらの精密賦形研削助剤粒子は、本質的に研削 助剤および結合剤から成る。同様に、研磨層は、精密賦形研磨粒子および精密賦 形研削助剤粒子の混合物を含むことができる。個々の精密賦形研磨粒子の粒度と 精密賦形研削助剤粒子の粒度は同じであっても、異なっても良い。研磨層中の精 密賦形研削助剤粒子の表面積の割合は、約5〜90の範囲であり、20〜40であれば 好ましい。さらに、この研磨製品の製法では、個々の研磨グリットを精密賦形研 削助剤粒子の上、下および/または間に配置することができる。 精密賦形研削助剤粒子は、研磨製品にきわめて有利である可能性がある。場合 によっては、結合媒体は、研削助剤と混和しない。たとえば、場合によっては、 レゾールフェノール樹脂を結合媒体の先駆物質として使用し、このレゾールフェ ノール樹脂は基本pHで硬化または架橋する。場合によっては、テトラフロ硼酸カ リウムなどの酸性研削助剤が必要である。この場合、テトラフルオロ硼酸カリウ ムは、特定のレゾールフェノール樹脂の重合を妨害する。この妨害のレベルは、 一部には特定のレゾールフェノール樹脂の化学作用によって決まる。精密賦形研 削助剤粒子は、研削助剤が本質的に結合剤中に包封されている。したがって、こ の粒子中の研削助剤は、結合媒体の硬化または重合に対する相互作用が最小限で なければならない。 本発明の範囲には、研磨製品が、研磨層に複数の研磨グリットおよび精密賦形 研削助剤粒子を含み、結合媒体に研削助剤を含むことも含まれる。結合媒体中の 研削助剤は、精密賦形研削助剤粒子中の研削助剤と同じであっても、異なっても 良い。 さらに別の実施例では、研磨層は、個々の研磨グリットおよび精密賦形充填抵 抗粒子の混合物を含む。これらの精密賦形充填抵抗粒子は、充填抵抗材料および 結合剤を含む。個々の精密賦形研磨粒子の粒度と精密賦形充填抵抗粒子の粒度は 、同じであっても、異なっても良い。個々の研磨グリットと精密賦形充填抵抗粒 子との容量比は、約0.1〜10部の個々の研磨グリットに対して0.1〜10部の精密賦 形充填抵抗粒子である。さらに、この研磨製品の製法では、個々の研磨グリット を精密賦形充填抵抗粒子の上、下および/または間に配置することができる。 同様に、研磨層は、精密賦形研磨粒子および精密賦形充填剤粒子の混合物を含 むことができる。類似の実施例では、研磨層は、個々の研磨グリットおよび精密 賦形充填剤粒子の混合物を含むことができる。これらの精密賦形充填剤粒子は、 充填剤材料および結合剤を含む。個々の研磨グリットまたは精密賦形研磨粒子と 精密賦形充填剤粒子との容量比は、約0.1〜10部の個々の研磨グリットまたは精 密賦形研磨粒子に対して0.1〜10部の精密賦形充填剤粒子である。さらに、この 研磨製品の製法では、個々の研磨グリットまたは精密賦形研磨粒子を精密賦形充 填剤粒子の上、下および/または間に配置することができる。 さらに、研磨層は、精密賦形研磨粒子および稀釈剤粒子を含むことができる。 これらの稀釈剤粒子は、1)研磨無機粒子ではない無機粒子、2)有機粒子、3)無機 粒子と結合剤の混合物を含む複合稀釈剤粒子、および4)有機粒子と結合剤の混合 物を含む複合稀釈剤粒子から成るグループから選択することができる。稀釈剤粒 子の粒度は、約0.01〜1500μmの範囲で良いが、一般には1〜1000μmの範囲で ある。稀釈剤粒子の粒度および粒度分布は、精密賦形研磨粒子と同じで良い。あ るいは、稀釈剤粒子の粒度および粒度分布は、精密賦形研磨粒子と異なって良い 。精密賦形研磨粒子対稀釈剤粒子の重量比は、だいたい約1〜99部の本発明の精 密賦形研磨粒子に対して1〜99部の稀釈剤粒子であるが、一般には10〜90部の本 発明の精密賦形研磨粒子に対して10〜90部の稀釈剤粒子であり、25〜75部の精密 賦形研磨粒子に対して25〜75部の稀釈剤粒子であれば好ましく、35〜65部の精密 賦形研磨粒子に対して35〜65部の稀釈剤粒子であればさらに好ましく、50〜50 部の精密賦形研磨粒子に対して50〜50部の稀釈剤粒子であれば最も好ましい。 研磨層の精密賦形粒子の様々な構成を示すことは、制限する意図ではなく、研 磨製品中の精密賦形粒子の様々な用途を具体的に示すことが目的である。 本発明のもう1つの態様は、新奇な被覆研磨製品および被覆研磨製品の製法に 関する。被覆研磨製品は、 (a)表面と裏面とを有する裏材と、 (b)裏材の表面に存在するメークコートと、 (c)メークコートにより裏材の表面に接着され、複数の研磨グリットを含む 研磨層と、 (d)研磨層上に存在するサイズコートであって、 (1)凝固した結合媒体と、 (2)結合剤および複数の研削助剤微粒子を含む複数の精密賦形研削助剤粒 子と、を含むサイズコートとを含む。 被覆研磨製品の製法は、 (a)表面および裏面を有する裏材を形成するステップと、 (b)メークコート先駆物質を裏材の表面に塗布するステップと、 (c)複数の研磨グリットをメークコート先駆物質に塗布するステップと、 (d)裏材、メークコート先駆物質および研磨グリットを、メークコート先駆 物質が少なくとも部分的に凝固する条件に暴露し、凝固したメークコートを形成 するステップと、 (e)サィズコート先駆物質を研磨グリット上に塗布するステップと、 (f)複数の精密賦形研削助剤粒子をサイズコート先駆物質に塗布するステッ プであって、精密賦形研削助剤粒子が結合剤および複数の研削助剤微粒子を含む ステップと、 (g)裏材、凝固したメークコート、研磨グリットおよびサイズコート先駆物 質を、サイズコート先駆物質が少なくとも部分的に凝固する条件に暴露し、被覆 研磨製品を形成するステップと、を含む。 被覆研磨製品は、以下の手順に従って製造することができる。表面および裏面 を有する裏材を形成する。裏材の表面には、樹脂状接着剤を含む第1の硬化性結 合媒体(一般にメークコートと呼ばれる)を塗布し、次に、精密賦形研削助剤粒子 および任意に個々の研磨グリットを第1の硬化性媒体に塗布つまり適用する。精 密賦形研削助剤粒子および任意の研磨グリットは、滴下塗布または静電塗布する ことができる。次に、第1の硬化性結合媒体を凝固または部分的に硬化させて、 硬化した樹脂状接着剤を形成する。あるいは、樹脂状接着剤を含む第2の硬化性 結合媒体(一般にサイズコートと呼ばれる)を精密賦形粒子上に塗布してから凝固 または硬化させて、硬化した樹脂状接着剤を形成する。第2の硬化性結合媒体は 、第1の硬化性結合媒体を凝固または硬化させる前後に塗布することができる。 あるいは、個々の研磨グリットを最初に第1の結合媒体に塗布または適用し、 次に精密賦形研削助剤粒子を上に塗布しても良い。 本発明の範囲には、精密賦形粒子の外面にコーティングを形成することも含ま れる。コーティングは、連続していても不連続でも良い。粒子に適するコーティ ングの例としては、金属コーティング、金属酸化物コーティング、炭化物コーテ ィング、窒化物コーティング、硼化物コーティング、炭素コーティング、ダイヤ モンドコーティング、ダイヤモンド状炭素コーティングなどがある。あるいは、 有機コーティングが粒子の表面に存在しても良い。有機コーティングは、充填剤 、カップリング剤、帯電防止剤、研削助剤などを含むこともできる。 コーティングの選択および量は、粒子の所望の特性によって決まる。たとえば 、コーティングによっては、再帰反射粒子を生じる場合がある。あるいは、コー ティングによっては、他の材料または基材に対する付着が改善する。 本発明の範囲には、精密賦形粒子を粗い研磨スラリとして使用することも含ま れる。これらの研磨スラリは、精密賦形粒子および液状媒体を一般に含む。精密 賦形粒子は、研磨グリット、研削助剤、充填剤または潤滑剤をさらに含むことが できる。本発明の範囲には、精密賦形粒子が結合剤、研磨グリットおよび研削助 剤または潤滑剤を含むことも含まれる。研磨グリット、研削助剤および充填剤は 、上記に詳しく記載したとおりである。潤滑剤の例としては、ワックス、脂肪酸 の金属塩、硫黄ベースの化合物、黒鉛、二硫化モリブデン、タルク、窒化硼素、 シリコーン、シリコーン油、ポリグリコール、ホスフェートエステル、シリケー トエステル、ネオペンチルポリオールエステルおよびポリフェニールエーテル、 フ ルオロケミカル、鉱油およびこれらの組合せがある。液状媒体は、一般に水(脱 イオン水、水道水または蒸留水)および場合により有機溶剤である。場合によっ ては、液体は、水およびその他の添加剤の混合物であり、こうした添加剤として は、潤滑剤、防錆剤、カップリング剤、消泡剤、抗菌化合物、脱脂化合物、油、 研削助剤、乳化有機化合物、切削油剤、石鹸、ワックスおよびこれらの組合せが ある。 粗い研磨スラリは、サンドブラストタイプの作業に使用することができる。あ るいは、粗い研磨スラリは、ラップ仕上げまたは研磨仕上げ用途用のラッププレ ートまたは研磨パッドと組み合わせて使用することができる。ラッププレートは 、金属プレート、セラミックプレートなどの剛性材料で良い。研磨パッドは、発 泡体パッド(ポリウレタンフォームパッドなど)、ポリマー材料(ポリアミド材料 、ゴム材料など)などの可撓性材料で良い。研磨パッドは、比較的剛性の基材(剛 性プラスチックまたは金属など)およびその剛性基材に接着されたポリウレタン フォームの複合材料で良い。ラッププレートおよび/または研磨パッドは滑らか な外面を有するか、あるいは、その外面は表面組織付きであるか、パターン化さ れているかまたは不連続である。 本発明のさらにもう1つの態様は、ワークピースの外面を改善する方法に関す る。この方法は、 (a)複数の精密賦形研磨粒子を形成するステップであって、精密賦形研磨粒子 が、結合剤中に分布した複数の研磨グリットを含み、結合剤が、遊離基硬化性樹 脂を含む結合剤先駆物質から形成されるステップと、 (b)外面を有する少なくとも1つのワークピースを形成するステップと、 (c)少なくとも1つの前記ワークピースおよび前記複数の精密賦形研磨粒子を 受け入れることが可能な室を有する容器を設けるステップと、 (d)前記ワークピースが前記複数の精密賦形研磨粒子の一部を横断して、その 結果、前記精密賦形研磨粒子が前記ワークピースの外面を改善するステップと、 を含む。 本発明のさらにもう1つの態様は、ワークピースの外面を改善する方法に関す る。この方法は、 (a)少なくとも1つの連続表面を有する3次元の本体を有する製造ツールを形 成するステップであって、前記連続表面に少なくとも1つの開口部が形成され、 前記少なくとも1つの開口部が、前記3次元の本体内のキャビティに対する接近 手段にあるステップと、 (b)熱硬化性樹脂を含む結合剤先駆物質を前記少なくとも1つの開口部から前 記少なくとも1つのキャビティ内に導入することが可能な分配手段を設けるステ ップと、 (c)前記結合剤先駆物質を少なくとも部分的に硬化させる手段を硬化領域内に 設けるステップと、 (d)前記結合剤先駆物質を前記少なくとも1つのキャビティの少なくとも一部 に導入するステップと、 (e)前記少なくとも1つのキャビティが前記硬化領域を連続的に移動して、前 記結合剤先駆物質が少なくとも部分的に硬化し、結合剤先駆物質が導入されたキ ャビティの部分に対応する形状を有する凝固した取り扱い容易な結合剤を生成す るステップと、 (f)前記結合剤を前記少なくとも1つのキャビティから除去するステップと、 (g)前記結合剤を複数の精密賦形研磨粒子に変換するステップと、 (h)結合剤を含む前記複数の精密賦形研磨粒子を形成するステップと、 (i)外面を有する少なくとも1つのワークピースを形成するステップと、 (j)前記少なくとも1つのワークピースおよび前記複数の精密賦形研磨粒子を 受け入れることが可能な室を有する容器を設けるステップと、 (k)前記ワークピースが前記複数の精密賦形研磨粒子を横断し、その結果、精 密賦形研磨粒子が前記ワークピースの外面を改善するステップと、を含む。 これらの精密賦形研磨粒子は、研磨グリット、潤滑剤、充填剤、研削助剤およ びこれらの組合せのうち少なくとも1つの材料をさらに含むことが好ましい。 容器は、内部に室を有する任意の適切な容器で良い。この室は、ワークピース および複数の精密賦形研磨粒子および任意の液状媒体を受け入れることが可能な 構造である。室内には、ワークピースの外面を効果的に改善するのに十分な空間 がなければならない。 精密賦形研磨粒子は、粒子が研磨製品に組み込まれるか、または粗いスラリと して使用されるかどうかに関係なく、ワークピースの外面の一部を改善するよう に設計することができる。改善という用語は、粒子が、ワークピースの外面の一 部を除去する(つまり、研磨する)、塵、油分、グリースなどの残骸を除去する、 またはワークピースの表面仕上げ(つまり、掻き傷の深さ)を減少する(たとえば 研磨またはバフ磨きする)のうち、少なくとも1つを行う。 本発明は、様々なワークピース表面を改善するために使用することができる。 これらのワークピース表面としては、金属(軟鋼、炭素鋼、ステンレス鋼、灰銑 、チタン、アルミニウムなど)、合金(銅、黄銅など)、新種の合金、セラミック 、ガラス、木材(松、オーク、楓、楡、クルミ、ヒッコリー、マホガニー、桜な ど)、木材状材料(パーティクルボード、合板、ベニヤなど)、複合材料、塗装表 面、プラスチック(熱可塑性樹脂および強化熱可塑性樹脂)、石(宝石、大理石、 黒鉛および半貴石)、磁気媒体などがある。ガラス製ワークピースのその他の例 としては、ガラス製テレビ画面、眼鏡レンズ、ガラス製義眼表面、窓(家庭用窓 、オフィス用窓、自動車用窓、飛行機用窓、列車用窓、バス用窓など)、ガラス 製陳列棚、鏡などがある。 ワークピースは平らでも、各々に関連する形状または輪郭を有して良い。特定 ワークピースのその他の例としては、金属製エンジン部品(カムシャフト、クラ ンクシャフト、エンジンブロックなど)、手工具の金属鍛造品、光学繊維研磨、 小箱、家具、木製キャビネット、タービンブレード、塗装自動車部品、磁気媒体 (剛性ディスク集合組織、フロッピーディスクなど)などがある。 研磨界面における力は、特定の改善用途に応じて約0.01kg〜100kgを超えるが 、一般には0.1〜10kgである。やはり用途に応じて、研磨製品または粗い粒子と ワークピースの外面との間の界面に液体が存在する場合がある。この液体は、水 および/または有機溶剤で良い。この液体は、潤滑剤、防錆剤、カップリング剤 、消泡剤、抗菌化合物、脱脂化合物、油、研削助剤、乳化有機化合物、切削油、 石鹸、ワックスおよびこれらの組合せなどをさらに含むことができる。研磨製品 は、使用の際に改善する界面において揺動することができる。 研磨製品は、手で使用するか、または機械と組み合わせて使用することができ る。たとえば、研磨製品は、不規則な楕円形工具または回転工具に固定すること ができる。研磨製品およびワークピースの外面の少なくとも一方は、他方に対し て移動する。 塗布または不織研磨製品は、シート、ディスク、長さが連続するロール、ベル トなどに変換することができる。研磨製品がワークピースに対して移動しない場 合、研磨製品は、所望の任意の方法で動かすことができ、これは、一部には特定 の改善用途によって決まる。たとえば、研磨製品は、前後、回転、円形、螺旋形 、楕円形または不規則な運動様式で通過することができる。さらに、研磨製品は 、研磨の際に揺動または振動することができる。 本発明の範囲には、ワークピースの外面が改善の際に静止するか、またはワー クピースの外面が改善の際に研磨製品に対して移動することも含まれる。ワーク ピースの外面が研磨製品に対して動く場合、研磨製品は、任意の所望の様式で動 くことが可能である。たとえば、ワークピースの外面は、前後、回転、円形、螺 旋形、楕円形または不規則な運動様式で通過することが可能である。さらに、ワ ークピースの外面は、改善の際に揺動または振動することができる。 本発明の範囲には、精密賦形粒子をサンドブラスト媒体として使用することも 含まれる。この態様では、これらの粒子は、ワークピースの外面において比較的 高速度で放出される。精密賦形粒子は、本質的に結合剤のみから成る。あるいは 、精密賦形粒子は、研磨グリット、充填剤、研削助剤、潤滑剤またはこれらの組 合せを任意に含むことができる。 さらに、本発明の範囲には、精密賦形粒子を牽引制御またはスリップ防止製品 に使用することも含まれる。たとえば、精密賦形粒子は裏材に結合し、結果とし て得られる牽引制御製品を床、階段、踏段、デッキ、コンピュータのマウスパッ ド、歩行用通路、傾斜路、作業員専用通路、マットなどに固定する。牽引制御製 品は、感圧接着剤、剥離可能接着剤、フック/ループ取付具または永久的接着剤 で固定することができる。この方法では、牽引制御製品は、精密賦形粒子に接触 する表面をかなり改善するが、一般的には、摩擦係数を増加して潜在的なスリッ プを減少させる。牽引制御製品は、被覆研磨製品の構成、つまりメークコートお よびサイズコートと本質的に同じである。あるいは、精密賦形粒子は、接着剤( 好ましくは流動可能な接着剤)に混合し、結果として得られる組成物を床、階段 、踏 段、デッキ、コンピュータのマウスパッド、歩行用通路、傾斜路、作業員専用通 路およびマットなどに適用つまり塗布することができる。この牽引制御組成物を ある表面に塗布した後、接着剤は凝固して牽引制御製品が形成される。牽引制御 製品に使用する精密賦形粒子は、本質的に結合剤のみから成る。あるいは、精密 賦形粒子は、研磨グリット、充填剤、潤滑剤またはこれらの組合せを任意に含む ことができる。精密賦形粒子を含む牽引制御製品は、屋内または屋外の用途に使 用することができる。 本発明の範囲には、フィラメントまたは剛毛に精密賦形粒子を使用することも 含まれる。剛毛の直径は、一般に約15〜2500μmだが、さらに一般的に約25〜20 00μmであり、50〜1500μmであれば好ましい。剛毛のアスペクト比は約1を 超えるが、約5を超えれば好ましく、約10を超えれば最も好ましい。次に、複数 のこれらの剛毛を一緒に組み付けてブラシを形成する。このブラシは、平らなブ ラシでも回転ブラシでも良い。ブラシ構成の実施例は、米国特許第3,924,286号 、第4,627,127号および第5,016,311号に記載されている。これらの剛毛は、精密 賦形粒子中に研磨グリットを含むか含まないかに関わらず、精密賦形粒子を含む ことができる。剛毛に比べて、精密賦形粒子の粒度は約50μm未満であることが 好ましく、約25μm未満であればさらに好ましい。剛毛は、押出成形または射出 成形することができる。特に好適なブラシ構成は、複数の単体の剛毛を有する可 撓性基部を含む。このブラシは、射出成形熱可塑性材料である。 本発明の様々な変形および改変は、当業者には本発明の範囲および精神を逸脱 せずに明白であり、本発明は、本明細書に記載する具体的な実施例に不当に限定 されないと考えるべきである。 以下の非制限的な実施例は、本発明をさらに説明するものである。すべての部 分、割合、比率などは、これらの実施例中では特記しない限り重量に基づく。 以下の表1に記載する略語および商標は、この実施例全体で使用した。 表1材料標示 精密賦形粒子は、以下に記載する一般的な手順の1つに従って製造した。これ らの精密賦形粒子は、以下に記載する被覆研磨製品を製造する一般的手順に従っ て被覆研磨製品に組み込んだ。研磨製品は、以下に記載する試験手順の1つに従 って試験した。精密賦形粒子製造の一般手順I 精密賦形粒子は、図8に示す装置に類似する装置で製造したが、超音波ホーンは 支持体ウェブの裏側に取り付けた。製造ツールは、規定の寸法を有する一連のキ ャビティを含む連続ウェブの形態で製造ツールを取り付けた。これらのキャビテ ィは、製造ツールが精密賦形粒子の所望の形状および寸法の本質的に逆になるよ うに、予め決められた順序または配列で配置した。製造ツールは、ポリプロピレ ン材料をマスターツール上に押し出して事前に型押ししたポリプロピレン熱可塑 性材料から製造した。ニッケル製マスターツールも、規定の寸法および形状の一 連のキャビティを有していた。ニッケル製マスターツールは、切削ローレット形 成工程で製造した。製造ツールは、正方形の基部を有する角錐の形態のキャビテ ィパターンを有し、基部が互いに突き合わせになるように配置した。角錐の高さ は約560μm、基部の各側部の基部長さは約1490μmだった。キャビティを有す る製造ツールの表面は、図6に示す製造ツールの部分に類似する。 製造ツールが巻出しステーションを約30psiの張力で出ると、51μm厚のポリ エステルフィルム支持体ウェブが第2の巻出しステーションを出た。ポリエステ ルフィルムは、エチレンアクリル酸コポリマー下塗剤を含んでいた。結合剤先駆 物質は、約51μmの一定の隙間を有するロールコータ上のナイフを使って、製造 ツールのキャビティ内に塗布した。結合剤先駆物質を含む製造ツールの部分は、 ニップ圧力が約60psiのニップロールにより支持体ウェブに接触した。結合剤先 駆物質および支持体ウェブを含む製造ツールの部分は、軸線周囲で回転するマン ドレルに圧迫した。次に、放射線エネルギーを製造ツールから結合剤先駆物質中 に伝達した。放射線エネルギー源は、Fusion,Inc.が市販している、「D」電球を 含む4つの紫外線灯で、600Watt/in(240Watt/cm)で作動させた。結合剤先駆物質 は、エネルギー源に暴露された後、凝固した取り扱い容易な結合剤に変換した。 凝固した取り扱い容易な結合剤を含む製造ツールおよび支持体ウェブはともに、 マンドレルを介して硬化領域を連続的に通過した。支持体ウェブは、ニップロー ル付近で、結合剤を含む製造ツールから分離した。超音波ホーン(Bransonが市販 するモデル番号108)は、支持体ウェブの真裏に配置した。この超音波ホーンは強 度で作動させると、粒子が支持体ウェブから剥離するのを促進するのに役立った 。次に、支持体ウェブは、巻返しステーションで約100psiの引張圧力で巻き返し た。これは、約130ft/min(40m/min)〜180ft/min(55m/min)で動作する連続工程だ った。 これらの粒子は、2種類の方法、つまり離散粒子または粒子のシートの組合せ で支持体ウェブから除去した。これらの離散粒子は、2倍または3倍の個々の粒 子をさらに含んでいた。粒子は、離散粒子として除去することが好ましい。25% 以下の粒子を支持体ウェブから粒子のシートして除去した後、結果として得られ る粒子(離散粒子および粒子シートを含む)を先ず篩い分けして、離散粒子を粒子 シートから分離した。次に、粒子シートは、鋼またはセラミックスラッグを使っ てセメントミキサー内でボールミル粉砕した。このスラッグは、1in(2.54cm)長 ×4/3in(1.9cm)径だった。ボールミル粉砕の際、離散粒子の破損を防ぐように注 意した。ボールミル粉砕の後、粒子を2回篩い分けした。約25%以上の粒子を支 持体ウェブから粒子シートとして除去した場合、結果として得られた粒子は上記 と類似の方法でボールミル粉砕した。ボールミル粉砕の後、粒子を篩い分けした 。精密賦形粒子製造の一般手順II 精密賦形粒子は、精密賦形粒子製造の一般手順Iに類似する方法で製造したが 、以下の点を変えた。工程は、50fL/min(15m/min)で行い、紫外線灯は1個のみ にした。精密賦形粒子製造の一般手順III 精密賦形粒子は、精密賦形粒子製造の一般手順IIに類似の方法で製造したが、 キャビティの寸法を変えた。角錐の高さは約330μm、基部の各側部の基部長さ は約860μmだった。精密賦形粒子製造の一般手順IV 精密賦形粒子は、精密賦形粒子製造の一般手順Iに類似する方法で製造したが 、紫外線灯は2個使用し、どちらの紫外線灯も600Watt/in(240Watt/cm)で作動さ せた。精密賦形粒子製造の一般手順V 精密賦形粒子は、精密賦形粒子製造の一般手順IVに類似の方法で製造したが、 キャビティの寸法を変えた。角錐の高さは約330μm、基部の各側部の基部長さ は約860μmだった。精密賦形粒子製造の一般手順VI 精密賦形粒子は、精密賦形粒子製造の一般手順IVに類似の方法で製造したが、 キャビティの寸法を変えた。角錐の基部の長さは約1384μmであり、等しい側部 は約1295μm、角錐の高さは約530μmだった。この種のパターンは、米国特許 第5,152,917号の図1に記載されている。あるいは、マスターツールは、切削ロ ーレット形成工程ではなくダイヤモンド回転工程で製造した。精密賦形粒子製造の一般手順VII 精密賦形粒子は、精密賦形粒子製造の一般手順Iに類似の方法で製造したが、 以下の点が異なる。キャビティの寸法は、角錐の基部の長さは約706μm、角錐 の高さは約240μmだった。さらに、使用した紫外線灯は2個のみ、動作速度は2 50f/min(76m/min)まで増加させた。被覆研磨製品製造の一般手順I 研削助剤精密賦形粒子は、バルカンファイバから製造された裏材を有する塗布 研磨ディスクに組み込んだ。これらの繊維ディスクは個々に製造し、直径17.8cm 、中心の孔の直径は2.2cmだった。メークコートは、従来の炭酸カルシウム充填 レゾールフェノール樹脂(48%樹脂、52%CaCO3)だった。精密賦形粒子は、先ず メークコート先駆物質中に滴下塗布した。次に、グレード50のCAO1研磨グリット を研削助剤粒子上、およびメークコート内に1つのディスク当たり約14gの重量 で静電塗布した。結果として得られた構成を約90分間88℃で加熱して、レゾール フェノール樹脂を部分的に硬化させた。次に、サイズコートを研磨グリット/精 密賦形粒子層上にブラシで塗布した。サイズコートも、従来の氷晶石充填レゾー ルフェノール樹脂(32%樹脂、68%氷晶石)だった。結果として得られた構成を約 90分間93℃で加熱し、次に12時間にわたって100℃で加熱して、レゾールフェノ ール樹脂を完全に硬化させた。湿性メークコートの重量は1つのディスク当たり 約4gであり、湿性サイズコートの重量は1つのディスク当たり約9〜10gだっ た。繊維ディスクは、試験前に曲げて、相対湿度45%で7日間給湿した。被覆研磨製品製造の一般手順II 研削助剤精密賦形粒子は、バルカンファイバから製造された裏材を有する塗布 研磨ディスクに組み込んだ。これらの繊維ディスクは個々に製造し、直径は17.8 cm、中心の孔の直径は2.2cmだった。 メークコートは、従来の炭酸カルシウム充填レゾールフェノール樹脂(48%樹脂 、52%CaCO3)だった。精密賦形粒子は、先ずメークコート先駆物質中に滴下塗布 した。次に、CAO1研磨グリットを研磨助微粒子上およびメークコート内に静電塗 布した。結果として得られた構成を約90分間88℃で加熱して、レゾールフェノー ル樹脂を部分的に硬化させた。次に、サイズコートを研磨グリット/精密賦形粒 子層上にブラシで塗布した。サイズコートも、従来の氷晶石充填レゾールフェノ ール樹脂(32%樹脂、68%氷晶石)だった。結果として得られた構成を約90分間93 ℃で加熱し、次に12時間にわたつて100℃で加熱して、レゾールフェノール樹脂 を完全に硬化させた。その後、従来のテトラフルオロ硼酸カリウム充填エポキシ 樹脂スーパーサイズコートをサイズコート上に塗布した後、硬化させた。メーク コート、サイズコートおよびスーパーサイズコートの塗布重量は、特定グレー ドのCAO1の従来の塗布重量だった。被覆研磨製品製造の一般手順III 精密賦形粒子は、被覆研磨製品中に組み込んだ。被覆研磨製品の製造方法は連 続的に行い、結果として得られた被覆研磨製品ウェブをエンドレス状態に接続さ れた研磨ベルトに変換した。裏材は、朱子織の従来のY重量のポリエステル裏材 だった。この布裏材は、従来どおりフェノールおよびフェノール/ラテックス布 処理で処理し、裏材の物理的特性を強化した。メークコート先駆物質は、裏材の 表面に塗布した。メークコートは従来の炭酸カルシウム充填レゾールフェノール 樹脂(48%樹脂、52%CaCO3)であり、メークコート塗布重量は290g/m2だった。精 密賦形研磨粒子は、メークコート先駆物質内に滴下塗布した。結果として得られ た構成は、約60分間にわたって96℃で加熱し、レゾールフェノール樹脂を部分的 に硬化させた。次に、サイズコートを研磨粒子上に塗布した。サイズコートも、 従来の氷晶石充填レゾールフェノール樹脂(48%樹脂、52%氷晶石)だった。結果 として得られた構成は、約120分間にわたって93℃で加熱し、次に10時間にわた つて107℃で加熱して、レゾールフェノール樹脂を完全に硬化させた。結果とし て得られた被覆研磨製品は、曲げてから試験した。被覆研磨製品製造の一般手順IV 精密賦形研磨粒子は、被覆研磨製品に組み込んだ。被覆研磨製品の製造方法は 連続的に行い、結果として得られた被覆研磨製品ウェブをエンドレス状態に接続 された研磨ベルトに変換した。裏材は、朱子織の従来のY重量のポリエステル裏 材だった。この布裏材は、従来どおりフェノールおよびフェノール/ラテックス 布処理で処理し、裏材の物理的特性を強化した。メークコート先駆物質は、裏材 の表面に塗布した。メークコートは従来の炭酸カルシウム充填レゾールフェノー ル樹脂(48%樹脂、52%CaCO3)であり、メークコート湿性コーティング重量は290 g/m2だった。次に、約440gのグレード36褐色溶融酸化アルミニウムをメークコー ト先駆物質内に滴下塗布した。その後、約450g/m2のグレード36CAO1を褐色酸化 アルミニウム上に静電塗布した。結果として得られた構成は、約90分間にわ たって約88℃で加熱し、レゾールフェノール樹脂を部分的に硬化させた。次に、 サィズコートを研磨グリット上に塗布した。サイズコートも、湿量が約380g/m2 の従来の炭酸カルシウム充填レゾールフェノール樹脂(48%樹脂、52%炭酸カル シウム)だった。サイズコート先駆物質を塗布した後、精密賦形研削助剤粒子を 湿性サイズコート先駆物質に滴下塗布した。結果として得られた構成は、約120 分間にわたって93℃で加熱し、次に10時間にわたつて100℃で加熱して、レゾー ルフェノール樹脂を完全に硬化させた。結果として得られた被覆研磨製品は、曲 げてから試験した。試験手順I 塗布研磨ディスクは、先ず傾斜したアルミニウム製バックアップパッド上に取 り付けて、1.25cm×18cmの1018軟鋼ワークピースの面を研磨するために使用した 。このディスクは、無荷重で5,500rpmで駆動し、バックアップパッドの傾斜縁部 に重なるディスクが、約5.9kgの荷重でワークピースに接触した。塗布研磨ディ スクは、6〜7°の角度でワークピースに接触した。各々のディスクを使用して、 個々のワークピースを1分間の間隔で研削し、全体の研削時間は10分だった。全 体の試験で除去した金属の量(合計切削量)を測定した。1つの実施例について、 2個の塗布研磨ディスクを試験した。試験手順II 塗布研磨材料は、36cmの金属ホイールの周囲に取り付けた。研磨部分の有効切 削面積は、2.54cm×09cmだった。使用した研削工程は従来の表面研削工程であり 、ワークピースは、回転接触ホイールの下で往復運動し、各サイクル間で徐々に 下方に供給された。研削は、注水しながら行った。これらの部分で研磨したワー クピースは、幅1.27cm×長さ36cm×高さ7.6cmの1018鋼だった。研磨は、1.27cm ×36cmの面に沿って行った。金属製ホイールの速度は、5830表面ft/min(1780表 面m/min)だった。ワークピースが横断するテーブルの速度は、20ft/min(6m/min) だった。ホイールを下方に供給する増分は、ワークピースが1回通過するごとに 0.0127mmだった。横方向の供給速度は、1回通過するごとに0.45 in(1.14cm)だった。試験手順III 被覆研磨製品は、7.6cm×335cmのエンドレスベルトに変換し、定荷重表面研削 盤上で試験した。事前に計量した約2.5cm×5cm×18cmの304ステンレス鋼ワーク ピースは、保持具に取り付けた。ワークピースは、2.5cm×18cmの面が直径約36c mの65A押込硬度計の鋸歯状ゴム接触ホイールに面するように垂直に配置した。こ のホイールは、相対するランドを有し、その上に塗布研磨ベルトが乗っていた。 次に、ワークピースは、1分当たり20サイクルの速度で18cmの経路を通過して垂 直に往復運動させた。ばね荷重プランジャは、ベルトが約2050m/minで駆動され る際に、11.3kgの荷重でワークピースをベルトに圧迫した。研削時間が1分経過 した後、ワークピース保持具組立体を取り外して再度計量し、元の重量から研磨 された重量を差し引いて、除去された素材の量を計算し、予め計量した新しいワ ークピースおよび保持具を装置上に取り付けた。試験の終点は40分だった。試験手順IV エンドレス塗布研磨ベルト(7.6cm×335cm)を定荷重表面研削盤に取り付けた。 ベルトは、直径51cm(20in)のアルミニウム接触ホイールおよびアイドラホイール 上で約2580表面m/minで回転した。研磨したワークピースは、304ステンレス鋼ロ ッドであり、直径1.9cmの面を有し、長さは約30cmだった。ロッドの面は、0.18c m/secの速度で5秒間にわたつて研磨ベルトに押し入れた。試験の終点は、塗布 研磨剤が鈍った時、つまり塗布研磨剤がワークピースを実質的に研磨しなくなっ た時だった。試験手順V 研磨製品は、203cm×6.3cmのエンドレスベルトに変換し、Thompson研削機上に 取り付けた。研磨ベルトの有効切削面積は、203cm×2.54cmだった。ワークピー スは、幅2.54cm×長さ17.78cm×高さ10.2cmの304ステンレス鋼であり、往 復運動テーブル上に取り付けた。研磨は、2.54×17.78cmの面に沿って行った。 使用した研磨工程は従来の表面研削であり、ワークピースは回転研磨ベルトの下 で往復運動し、1回通過するごとに徐々に下方に供給した。研磨条件は、下方へ の供給が約254μm、テーブル速度が7.6m/min、ベルト速度が約1710表面m/secだ った。ワークピースが研磨ベルトの下を連続して2回通過するごとに、1%の防 錆剤を含む水を噴射してワークピースを冷却した。試験の終点は、研磨ベルトが 効果的に切削を行わなくなった時だった。産業上の利用可能性 実施例1〜6および比較例A この実施例の集合では、精密賦形研削助剤粒子を含む被覆研磨製品(実施例1〜 6)と、精密賦形研削助剤粒子を含まない被覆研磨製品(比較例A)の研磨性能を比 較した。精密賦形研削助剤粒子は、精密賦形粒子製造の一般手順Iに従って製造 したが、以下の点を変更した。実施例1〜3では、下塗ポリエステルフィルムは、 20%の電力で動作するコロナ源に暴露した後、研削助剤先駆物質の組成物に接触 させた。研削助剤スラリは、先ず、高剪断ミキサーを使用してTMPTA、TATHEIC、 PH1、MSCAおよびASFを以下の表2に記載の量(部)で一緒に混合して用意した。次 に、研削助剤(KBF4またはCRY)を徐々に結合剤先駆物質とともに研削助剤スラリ に加えた。表2には、被覆研磨製品に組み込んだ精密賦形研削助剤粒子の量(デ ィスク当たりのg数)も記載した。 表2実施例1〜6の研削助剤スラリの配合 実施例1〜6の被覆研磨製品は、被覆研磨製品製造の一般手順Iに従って製造し た。比較例Aの被覆研磨製品は、被覆研磨製品製造の一般手順Iに従って製造し たが、精密賦形研削助剤粒子を含まなかった。 結果として得られた被覆研磨製品は、試験手順Iに従って試験した。試験結果 を表3に記載する。 表3 試験手順I 実施例1〜6および比較例A 上記のデータから、精密賦形粒子を加えると、塗布研磨ディスクの研磨特性が 改善されたことが分かる。 初期切削量は、研削の最初の60秒間で除去されたステンレス鋼の量だった。こ れらの切削量は、2つの塗布研磨ディスクの平均だった。実施例7〜13および比較例B〜E この実施例の集合では、精密賦形研削助剤粒子を含む被覆研磨製品(実施例7〜 13)と精密賦形研削助剤粒子を含まない被覆研磨製品(比較例B〜E)を比較した。 実施例7、8、10、11および12については、精密賦形粒子は、精密賦形粒子製造の 一般手順IIに従って製造した。実施例9および13については、精密賦形粒子は、 精密賦形粒子製造の一般手順IIIに従って製造した。研削助剤スラリは、先ず、 高剪断ミキサーを使用して1700gのTMPTA、30gのASF、60gのMSCA、1350gのKBF4、 1550gのPVCおよび22.5gのPH1を一緒に混合して製造した。実施例7〜13の被覆研 磨製品は、被覆研磨製品製造の一般手順IIに従って製造した。比較例B〜Eの被覆 研磨製品は、被覆研磨製品製造の一般手順IIに従って製造したが、精密賦形研削 助剤粒子を含まなかった。CAO1のグレード、精密賦形研削助剤粒子の量(ディス ク当たりのg数)、CAO1の量(ディスク当たりのg数)を表に示す。 表4 実施例7〜13および比較例B〜Eの材料の量 結果として得られた被覆研磨製品は、試験手順Iに従って試験し、試験結果を 表5に記載する。 表5 試験手順I 実施例7〜13および比較例B〜E 上記のデータから、精密賦形粒子を加えると、塗布研磨ディスクの研磨特性が 改善されたことが分かる。実施例14〜28 実施例のこの集合では、様々な結合剤組成物の精密賦形研磨粒子を含む被覆研 磨製品(実施例14〜29)の研磨特性を比較した。以下の表6には、精密賦形研磨粒 子を製造するために使用した研磨スラリの配合を示し、量は重量部である。精密 賦形研磨粒子は、表7に記載の手順に従って製造した。精密賦形研磨粒子は、被 覆研磨製品製造の一般手順IIIに従って被覆研磨製品に組み込んだ。特定の実施 例の精密賦形研磨粒子の重量およびサイズコートの重量を表7に記載する。 表6 実施例14〜28の研磨スラリの配合 表6 実施例14〜28の研磨スラリの配合(続き) 表7実施例14〜28 塗布研磨ベルトを試験手順IIに従って試験し、試験結果を表8に記載する。合 計切削量は、除去した金属のgで表す。 表8 試験手順II 実施例29〜31および比較例F この実施例の集合では、精密賦形粒子(実施例29〜31)を含む被覆研磨製品と精 密賦形粒子を含まない被覆研磨製品とを比較した。実施例29の精密賦形粒子は、 精密賦形粒子製造の一般手順VIIに従って製造した。実施例30の精密賦形粒子は 、精密賦形粒子製造の一般手順VIIに従って製造したが、キャビティの寸法を変 えた。実施例30および31の場合、角錐の高さは約350μm、基部の各側部の基部 の長さは約1020μmだった。実施例31の精密賦形粒子は、比較的低速の150ft/mi n(46m/min)で処理した。研削助剤スラリは、先ず、高剪断ミキサーを使用してTM PTA、TATHEIC、PH1、MSCAおよびASFを以下の表9に記載の量で一緒に混合して用 意した。次に、研削助剤を結合剤先駆物質とともに研削助剤スラリに徐々に加え た。 表9 実施例29〜31の研削助剤スラリの配合 実施例29の被覆研磨製品は、被覆研磨製品製造の一般手順IVに従って製造した 。実施例29の場合、研削助剤粒子の重量は約230g/m2だった。 実施例30の被覆研磨製品は、被覆研磨製品製造の一般手順IVに従って製造した が、以下の点を変えた。研削助剤粒子は、サイズコート先駆物質中に滴下塗布し なかった。サイズコート先駆物質が硬化した後、スーパーサイズ先駆物質コーテ ィングをサイズコート上に塗布した。スーパーサイズ先駆物質コーティングは、 従来の氷晶石充填フェノール樹脂だった。研削助剤粒子は、湿性スーパーサイズ 先駆物質コーティング中に約180g/m2の重量で塗布した。次に、結果として得ら れた構成を加熱し、樹脂を硬化させた。 実施例31の被覆研磨製品は、被覆研磨製品製造の一般手順IVに従って製造し たが、以下の点を変えた。研削助剤粒子は、湿性サイズコート中に滴下塗布しな かった。研削助剤粒子は、メークコート先駆物質中に約110g/m2の重量で、掲色 酸化アルミニウム研磨グリットの代わりに滴下塗布した。さらに、従来のスーパ ーサイズ先駆物質コーティングをサイズコート上に塗布して加熱し、スーパーサ イズ先駆物質結合剤を硬化させた。スーパーサイズ先駆物質コーティングは、従 来のテトラフルオロ硼酸カリウム充填溶剤ベースのエポキシ樹脂だった。 比較例Fの被覆研磨製品は、被覆研磨製品製造の一般手順IVに従って製造した が、以下の点を変えた。精密賦形研削助剤粒子は、湿性サイズコート先駆物質中 に滴下塗布しなかった。さらに、従来のスーパーサイズ先駆物質コーティングを サイズコート上に塗布して加熱し、スーパーサイズ先駆物質結合剤を硬化させた 。スーパーサイズ先駆物質コーティングは、従来のテトラフルオロ硼酸カリウム 充填溶剤ベースのエポキシ樹脂だった。 実施例29〜31および比較例Fについて結果として得られた被覆研磨製品を試験 手順III、IVおよびVに従って試験した。試験結果を表10、11および12に各々示 す。 表10試験手順III 実施例29〜31および比較例F 表11 試験手順IV 表12 試験手順V 実施例29、30および31並びに比較例F 上記の研削データから、様々なレベルの研磨性能が様々な研削条件で達成され ることが分かった。実施例32〜40 この実施例の集合では、精密賦形研削助剤粒子に組み込まれた様々な研削助剤 微粒子を実証した。この実施例の集合の精密賦形研削助剤粒子を表13に示す。 表13 実施例32〜40の研削助剤スラリの配合 表13 実施例32〜40の研削助剤 スラリの配合(続き) *FESは、硫化鉄研削助剤(FeS2)だった。 実施例32および37の精密賦形研削助剤粒子は、実施例31と同じ方法で製造した が、動作速度は100ft/min(30.5m/min)だった。 実施例33の精密賦形研削助剤粒子は、実施例31と同じ方法で製造したが、動作 速度は50ft/min(16m/min)だった。 実施例34、35および36の精密賦形研削助剤粒子は、実施例31と同じ方法で製造 したが、動作速度は100ft/min(30.5m/min)だった。さらに、粒子は、支持体ウェ ブから除去される際、離散した粒子ではなくシートとして離脱する傾向があった 。これらのシートをボールミル粉砕して、シートを離散粒子に変換した。 実施例38の精密賦形研削助剤粒子は、実施例29と同じ方法で製造したが、支持 体ウェブは50μm厚のポリエステルフィルムであり、コロナ処理装置のレベルは 25%である点が異なっていた。さらに動作速度は、150n/min(46m/min)に変えた 。 実施例39の精密賦形研削助剤粒子は、実施例30と同じ方法で製造したが、支持 体ウェブは50μm厚のポリエステルフィルムであり、コロナ処理装置のレベル は25%である点が異なっていた。さらに動作速度は、100ft/min(3lm/min)に変 えた。 実施例40の精密賦形研削助剤粒子は、実施例39と同じ方法で製造したが、粒子 の寸法を変えた。粒子は、正方形の基部を有する角錐であり、角錐の高さは約56 0μmであり、各側部の基部の長さは約1490μmだった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B24D 11/02 B24D 11/02 // C08J 5/14 C08J 5/14 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN, CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,G E,HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR ,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV, MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK ,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ, VN (72)発明者 ラーキー,トーマス・ダブリュー アメリカ合衆国55144ミネソタ州プリマス、 フィフティース・アベニュー・ノース 12820番 (72)発明者 ラーソン,エリック・ジー アメリカ合衆国55042ミネソタ州レイク・ エルモ、リーワード・アベニュー・ノース 1177番 (72)発明者 マーティン,ローレンス・エル アメリカ合衆国55119ミネソタ州メイプル ウッド、エルクハート・レイン2417番 (72)発明者 ネルソン,ジェフリー・ダブリュー アメリカ合衆国55003ミネソタ州ベイポー ト、ノース・フィフス・ストリート703番 【要約の続き】 質が導入された前記キャビティの部分に対応する形状を 有する結合剤を提供するステップと、(f)前記結合剤を 前記少なくとも1つのキャビティから除去するステップ と、(g)前記結合剤を変換して精密賦形粒子を形成する ステップと、を含む方法に従って製造することができ る。ステップ(f)および(g)は、同時に行うことができ る。該粒子は、一緒に結合してホイールなどの賦形素材 を形成することができる。あるいは、該粒子を裏材に結 合すると、被覆研磨製品を形成することができる。ある いは、該粒子を繊維質の不織基材に結合すると、不織研 磨製品を形成することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.(a)表面および裏面を有する裏材と、 (b) 前記裏材の前記表面上のメークコートと、 (c)前記裏材上の前記メークコートに接着される研磨層であって、 (1)複数の研磨グリットと、 (2)結合剤および複数の研削助剤微粒子を含み、前記研磨層の表面積の約5〜 90%を占める複数の精密賦形研削助剤粒子と、を含む研磨層と、 (d)前記研磨層上のサイズコートと、を含む被覆研磨製品。 2.精密賦形研削助剤粒子が、前記研磨層の表面積の約20〜40%を占める、請 求項1記載の被覆研磨製品。 3.前記研磨グリットが、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウ ム、熱処理酸化アルミニウム、炭化珪素、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、 セリア、立方晶窒化硼素、ざくろ石、およびこれらの組合せから成るグループか ら選択される、請求項1記載の被覆研磨製品。 4.前記精密賦形研削助剤粒子の粒度が、約0.1〜約2500μmである、請求項1 記載の被覆研磨製品。 5.前記精密賦形研削助剤粒子の粒度が、約0.1〜約500μmである、請求項1 記載の被覆研磨製品。 6.前記精密賦形研削助剤粒子の形状が、角錐、円錐、角柱、球、および楕円 体から成るグループから選択される、請求項1記載の被覆研磨製品。 7.前記精密賦形研削助剤粒子が三角錐形である、請求項1記載の被覆研磨製 品。 8.前記精密賦形研削助剤粒子が四角錐形である、請求項1記載の被覆研磨製 品。 9.前記結合剤が、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、エチ レン系不飽和樹脂、不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、少なく とも1つのアクリレート側基を有するイソシアヌレート誘導体、および少なくと も1つのアクリレート側基を有するイソシアネート誘導体から成るグループから 選択される結合剤先駆物質から形成される、請求項1記載の被覆研磨製品。 10.前記結合剤先駆物質が遊離基開始剤をさらに含む。請求項9記載の被覆研 磨製品。 11.前記精密賦形研削助剤粒子が、充填剤、繊維、帯電防止剤、潤滑剤、湿潤 剤、界面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤、および沈殿防止剤から 成るグループから選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、請求項1記 載の被覆研磨製品。 12.前記精密賦形研削助剤粒子が5〜95重量%の研削助剤微粒子および95〜5重 量%の結合剤を含む、請求項1記載の被覆研磨製品。 13.前記精密賦形研削助剤粒子が30〜75重量%の研削助剤微粒子および25〜70 重量%の結合剤を含む、請求項1記載の被覆研磨製品。 14.前記精密賦形研削助剤微粒子が、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナト リウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロ硼酸カリウム、テトラフル オロ硼酸ナトリウム、弗化珪素、塩化カリウム、塩化マグネシウム、およびこれ らの組合せから成るグループから選択される、請求項1記載の被覆研磨製品。 15.前記メークコートが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア-ホルムア ルデヒド樹脂、アクリレート樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、アクリル化ウレタ ン樹脂、α,β不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、マレイミド 樹脂、およびウレタン樹脂から成るグループから選択される、請求項1記載の被 覆研磨製品。 16.前記サイズコートが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア-ホルムア ルデヒド樹脂、アクリレート樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、アクリル化ウレタ ン樹脂、α,β不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、マレイミド 樹脂、およびウレタン樹脂から成るグループから選択される、請求項1記載の被 覆研磨製品。 17.前記裏材が、紙、不織基材、ポリマーフィルム、下塗ポリマーフィルム、 布、バルカンファイバー、これらの組合せ、およびこれらを処理したものから成 るグループから選択される、請求項1記載の被覆研磨製品。 18.(a)結合媒体と、 (b)複数の研磨グリットと、 (c)結合剤および複数の研削助剤微粒子を含み、容量による割合が約5〜85容 量%である複数の精密賦形研削助剤粒子と、を含む結合研磨製品であって、前記 結合媒体が、研磨グリットおよび精密賦形研削助剤粒子の賦形素材を形成するの に役立つ結合研磨製品。 19.前記精密賦形研削助剤粒子の容量による割合が約5〜75容量%である、請 求項18記載の結合研磨製品。 20.前記研磨グリットが、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウ ム、熱処理酸化アルミニウム、炭化珪素、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、 セリア、立方晶窒化硼素、ざくろ石、およびこれらの組合せから成るグループか ら選択される、請求項18記載の結合研磨製品。 21.精密賦形研削助剤粒子の粒度が約0.1〜約2500μmである、請求項18記載 の結合研磨製品。 22.精密賦形研削助剤粒子の粒度が約0.1〜約500μmである、請求項18記載の 結合研磨製品。 23.精密賦形研削助剤粒子の形状が、角錐、円錐、角柱、球、および楕円体か ら成るグループから選択される、請求項18記載の結合研磨製品。 24.精密賦形研削助剤粒子が三角錐形である、請求項18記載の結合研磨製品。 25.精密賦形研削助剤粒子が四角錐形である、請求項18記載の結合研磨製品。 26.前記結合剤が、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、エチ レン系不飽和樹脂、不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、少なく とも1つのアクリレート側基を有するイソシアヌレート誘導体、および少なくと も1つのアクリレート側基を有するイソシアネート誘導体から成るグループから 選択される結合剤先駆物質から形成される、請求項18記載の結合研磨製品。 27.前記結合剤先駆物質が遊離基開始剤をさらに含む、請求項26記載の結合研 磨製品。 28.前記精密賦形研削助剤粒子が、充填剤、繊維、帯電防止剤、潤滑剤、湿潤 剤、界面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤、および沈殿防止剤から 成るグループから選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、請求項18記 載の結合研磨製品。 29.前記精密賦形研削助剤粒子が5〜95重量%の研削助剤微粒子および95〜5 重量%の結合剤を含む、請求項18記載の結合研磨製品。 30.前記精密賦形研削助剤粒子が25〜75重量%の研削助剤微粒子および25〜75 重量%の結合剤を含む、請求項18記載の結合研磨製品。 31.前記研削助剤微粒子が、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷 晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロ硼酸カリウム、テトラフルオロ硼酸 ナトリウム、弗化珪素、塩化カリウム、塩化マグネシウム、およびこれらの組合 せから成るグループから選択される、請求項1記載の被覆研磨製品。 32.前記結合媒体が、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア-ホルムアルデ ヒド樹脂、アクリレート樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、アクリル化ウレタン樹 脂、α,β不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、マレイミド樹脂 、およびウレタン樹脂から成るグループから選択される、請求項18記載の結合研 磨製品。 33.(a)表面および裏面を有する裏材と、 (b)前記裏材の前記表面上に存在するメークコートと、 (c)前記裏材の前記表面に前記メークコートにより結合された複数の精密賦形 研磨粒子であって、結合剤中に分布した複数の研磨グリットを含み、前記結合剤 が、レゾールフェノール樹脂および遊離基硬化性樹脂の配合物を含む結合剤先駆 物質から形成される複数の精密賦形研磨粒子と、 (d)前記精密賦形研磨粒子上に存在するサイズコートと、を含む被覆研磨製品 。 34.前記レゾールフェノール樹脂および前記遊離基硬化性樹脂の重量比が、約 10〜90重量部のフェノール樹脂に対して約10〜90重量部の遊離基硬化性樹脂であ る、請求項33記載の被覆研磨製品。 35.前記レゾールフェノール樹脂および前記遊離基硬化性樹脂の重量比が、約 20〜60重量部のフェノール樹脂に対して約20〜60重量部の遊離基硬化性樹脂であ る、請求項33記載の被覆研磨製品。 36.前記研磨グリットが、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウ ム、熱処理酸化アルミニウム、炭化珪素、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、 セリア、立方品窒化硼素、ざくろ石、およびこれらの組合せから成るグループか ら選択される、請求項33記載の被覆研磨製品。 37.前記精密賦形研磨粒子の粒度が約0.1〜約2500μmである、請求項33記載 の被覆研磨製品。 38.前記精密賦形研磨粒子の粒度が約0.1〜約500μmである、請求項33記載の 被覆研磨製品。 39.前記精密賦形研磨粒子の形状が、角錐、円錐、角柱、球、および楕円体か ら成るグループから選択される、請求項33記載の被覆研磨製品。 40.前記結合剤先駆物質が遊離基開始剤をさらに含む、請求項33記載の被覆研 磨製品。 41.前記精密賦形研磨粒子が、充填剤、繊維、帯電防止剤、潤滑剤、湿潤剤、 界面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤および沈殿防止剤から成るグ ループから選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、請求項33記載の被 覆研磨製品。 42.前記精密賦形研磨粒子が5〜95重量%の研磨グリットおよび95〜5重量%の 結合剤を含む、請求項33記載の被覆研磨製品。 43.前記精密賦形研磨粒子が25〜75重量%の研磨グリットおよび25〜75重量% の結合剤を含む、請求項33記載の被覆研磨製品。 44.前記メークコートが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア-ホルムア ルデヒド樹脂、アクリレート樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、アクリル化ウレタ ン樹脂、α,β不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、マレイミド 樹脂、およびウレタン樹脂から成るグループから選択される、請求項33記載の被 覆研磨製品。 45.前記サイズコートが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア-ホルムア ルデヒド樹脂、アクリレート樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、アクリル化ウレタ ン樹脂、α,β不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、マレイミド 樹脂およびウレタン樹脂から成るグループから選択される、請求項33記載の被覆 研磨製品。 46.前記裏材が、紙、不織基材、ポリマーフィルム、下塗ポリマーフィルム、 布、バルカンファイバ、これらの組合わせ、およびこれらを処理したものから成 るグループから選択される、請求項33記載の被覆研磨製品。 47.(a)結合媒体と、 (b)結合剤中に分布した複数の研磨グリットを含み、前記結合剤が、レゾール フェノール樹脂および遊離基硬化性樹脂の配合物を含む結合剤先駆物質から形成 される複数の精密賦形研磨粒子と、を含む結合研磨製品であって、前記結合媒体 が、精密賦形研磨粒子の賦形素材を形成する、結合研磨製品。 48.前記レゾールフェノール樹脂および前記遊離基硬化性樹脂の重量比が、約 10〜90重量部のフェノール樹脂に対して約10〜90重量部の遊離基硬化性樹脂であ る、請求項47記載の結合研磨製品。 49.前記レゾールフェノール樹脂および前記遊離基硬化性樹脂の重量比が、約 20〜60重量部のフェノール樹脂に対して約20〜60重量部の遊離基硬化性樹脂であ る、請求項47記載の結合研磨製品。 50.前記研磨グリットが、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウ ム、熱処理酸化アルミニウム、炭化珪素、アルミナジルコニア、ダイヤモンド、 セリア、立方晶窒化硼素、ざくろ石、およびこれらの組合せから成るグループか ら選択される、請求項47記載の結合研磨製品。 51.前記精密賦形研磨粒子の粒度が約0.1〜約2500μmである、請求項47記載 の結合研磨製品。 52.前記精密賦形研磨粒子の粒度が約0.1〜約500μmである、請求項47記載の 結合研磨製品。 53.前記精密賦形研磨粒子の形状が、角錐、円錐、角柱、球、および楕円体か ら成るグループから選択される、請求項47記載の結合研磨製品。 54.前記結合剤先駆物質が遊離基開始剤をさらに含む、請求項47記載の結合研 磨製品。 55.前記精密賦形研磨粒子が、充填剤、繊維、帯電防止剤、潤滑剤、湿潤剤、 界面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤および沈殿防止剤から成るグ ループから選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、請求項47記載の結 合研磨製品。 56.前記精密賦形研磨粒子が5〜95重量%の研磨グリットおよび95〜5重量%の 結合剤を含む、請求項47記載の結合研磨製品。 57.前記精密賦形研磨粒子が25〜75重量%の研磨グリットおよび25〜75重量% の結合剤を含む、請求項47記載の結合研磨製品。 58.前記メークコートが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア−ホルムア ルデヒド樹脂、アクリレート樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、アクリル化ウレタ ン樹脂、α,β不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、マレイミド 樹脂、およびウレタン樹脂から成るグループから選択される、請求項47記載の結 合研磨製品。 59.(a)表面および裏面を有する裏材と、 (b)前記裏材の前記表面に存在するメークコートと、 (c)前記メークコートに結合した複数の研磨グリットと、 (d)研磨層に重なり、結合媒体中に部分的に埋め込まれた複数の精密賦形研削 助剤粒子を有する結合媒体を含むサイズコートと、を含む被覆研磨製品。 60.被覆研磨製品を製造する方法であって、 (a)表面および裏面を有する裏材を提供するステップと、 (b)前記裏材の表面上にメークコート先駆物質を塗布するステップと、 (c)複数の研磨グリットを前記メークコート先駆物質中に少なくとも部分的に 埋め込むステップと、 (d)前記メークコート先駆物質をメークコートに変換するステップと、 (e)サイズコート先駆物質を前記研磨グリット上に塗布するステップであって 、前記サイズコート先駆物質が結合媒体を含むステップと、 (f)複数の精密賦形研削助剤粒子を前記サイズコート先駆物質中に少なくとも 部分的に埋め込むステップと、 (g)前記裏材、メークコート、研磨グリットおよびサイズコート先駆物質を、 前記サイズコート先駆物質がサイズコートに変換して被覆研磨製品が形成される 条件に暴露するステップとを含む、被覆研磨製品製造方法。
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