JP2002542057A

JP2002542057A - ガラスおよびガラスセラミックワークピースを研摩するのに好適な研摩物品

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Publication number: JP2002542057A
Application number: JP2000613612A
Authority: JP
Inventors: ブライアン・ディ・ゴーアーズ; スコット・ダブリュー・ピーターソン; エドワード・ジェイ・ウー
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2002-12-10
Anticipated expiration: 2020-04-20
Also published as: JP4618896B2; WO2000064633A2; EP1173307A2; WO2000064633A3; US20020019199A1; CA2369617A1; US20020037683A1; EP1173307B1; DE60034225T2; CA2369617C; CN100522489C; KR20010112448A; CN1348404A; AU4365100A; DE60034225D1; US6722952B2; KR100674052B1; MXPA01010619A; US6458018B1

Abstract

(57)【要約】裏材と、裏材の表面に接合した少なくとも１つの３次元研摩コーティングとを含む研摩物品が提供される。研摩コーティングは、複数のダイヤモンドビーズ研摩粒子と、研摩コーティングの約４０〜約６０重量パーセントを構成する充填剤とを分散した硬化バインダー前駆体から形成されたバインダーを含む。研摩物品は、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを潤滑剤の存在下で研摩するのに特に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】背景本発明は、研摩物品および、研摩物品を用いてガラスまたはガラスセラミック
ワークピースを研摩する方法に関する。

【０００２】ガラスセラミックは、磁気メモリディスクの基板として、例えば、パーソナル
コンピュータの記憶装置（例えば、ハードドライブ）として用いられることが知
られている。許容される磁気メモリディスクを製造するために、メモリディスク
基板は、精密に制御された寸法を有し、精密に制御された表面仕上げがなされて
いなければならない。一般に、メモリディスク基板の寸法を合わせ、所望の表面
仕上げを与えるには、粗性研摩スラリーを用いた複数の工程プロセスが含まれる
。このプロセスの第１の工程において、ガラスセラミックディスクが所望の厚さ
を有し、均一な厚さとなるように寸法を合わせる。寸法合わせの後、ディスクに
テクスチャーを与えて、所望の表面仕上げを行う。

【０００３】粗性研摩スラリーはこのプロセスで広く用いられているが、粗性研摩スラリー
にはこれに関連した多くの欠点がある。これら欠点としては、必要とされる大量
のスラリーの取扱いが不便なこと、研摩粒子の沈降分離を防いで、研摩界面で研
摩粒子の均一な濃度を確保するのに攪拌が必要であること、そして、粗性研摩ス
ラリーを調製、取扱い、廃棄、回収および再利用するのに追加の機器が必要であ
ることが挙げられる。さらに、品質および分散安定性を確実にするためにスラリ
ーそのものを定期的に分析しなければならない。また、粗性研摩スラリーと接触
するスラリー供給機器のポンプヘッド、バルブ、供給ライン、研削ラップおよび
その他パーツはいずれ、望ましくない摩耗を示す。さらに、粘性液体である粗性
研摩スラリーは、容易に飛び散り、含有させるのが難しいため、スラリーを用い
るプロセスは通常非常に煩雑である。

【０００４】ガラスセラミックメモリディスク基板を研摩する（寸法を合わせたり、テクス
チャーを与える）ためにスラリープロセスを用いることに関連した多くの欠点か
らすると、業界において望まれているものは、これらの基板を研摩するのに好適
な固定研摩物品である。

【０００５】概要本発明は、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研摩する（寸法を合
わせる、または磨く）のに好適な研摩物品を提供するものである。研摩物品は、
裏材と、裏材の表面に接合した少なくとも１つの３次元研摩コーティングとを含
む。研摩コーティングは、複数のダイヤモンドビーズ研摩粒子と充填剤に分散さ
れたバインダーを含んでいる。充填剤は、研摩コーティングの約４０〜約６０重
量パーセント、より好ましくは研摩コーティングの約５０〜約６０重量パーセン
トである。

【０００６】３次元研摩コーティングは複数の研摩複合材料を含むのが好ましい。複数の研
摩複合材料は精密に成形された複合材料、不規則成形の複合材料または上部が平
面の角錐台の形状を有する精密に成形された複合材料とすることができる。精密
に成形された複合材料は、表面積を画定する下部が、複合材料の上部表面積より
も好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも２５％、最も好まし
くは少なくとも１５％広い。

【０００７】バインダーは、エチレン化不飽和樹脂、例えば、アクリレート樹脂を含むバイ
ンダー前駆体から形成されるのが好ましい。エチレン化不飽和モノマーは、単官
能性アクリレートモノマー、二官能性アクリレートモノマー、三官能性アクリレ
ートモノマーおよびこれらの混合物からなる群より選択される。

【０００８】本発明の研摩物品における研摩粒子は、ダイヤモンドビーズ研摩粒子を含む。
ダイヤモンドビーズは、金属酸化物マトリックス、好ましくは酸化ケイ素マトリ
ックスにより保持された複数の個々のダイヤモンド粒子を含む。ダイヤモンドビ
ーズ研摩粒子の平均サイズは約６〜約１００マイクロメートルであるのが好まし
い。

【０００９】本発明の研摩粒子は、ガラスおよびガラスセラミックワークピースを研摩する
のに特に好適であることが知見されている。すなわち、本発明の研摩粒子は、潤
滑剤と共に用いて、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研摩すると、
研摩物品の寿命の続く間、比較的一定した高い切断レートを与える。従って、本
発明の他の態様は、（ａ）上述した研摩物品と、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを接
触させる工程と、（ｂ）ワークピースと研摩物品の界面に潤滑剤を適用する工程と、（ｃ）ワークピースおよび研摩物品を互いに動かす工程とを含むガラスまたは
ガラスセラミックワークピースの研摩方法である。

【００１０】研摩物品の３次元研摩コーティングは、ダイヤモンドビーズ研摩粒子に分散さ
れたバインダーと、研摩コーティングの約４０〜約６０重量パーセントの量の少
なくとも１種類の充填剤とを含む。充填剤のレベルは、通常の使用条件下で腐食
して、新しいダイヤモンドビーズ研摩粒子を露出および放出する研摩コーティン
グを与えるように選ぶ。ダイヤモンドビーズ研摩粒子は、その比較的大きなサイ
ズによって、研摩コーティングに押し付けられるのを防ぐため、特に好適である
と考えられる。また、ダイヤモンドビーズ研摩粒子は、切断レートを減じる恐れ
のある摩耗による平坦化を生じ難い（目つぶれが生じ難い）。

【００１１】好ましい実施形態において、３次元研摩コーティングは精密に成形された表面
を有している。本明細書において「精密に成形された」とは、バインダー前駆体
を裏材上に形成し、製造ツール表面のキャビティを充填しながら、前駆体を硬化
することにより形成される研摩複合材料のことを説明するものである。これらの
研摩複合材料は、様々な側部の交差により画定される明確な端部のある明確な端
部長を有する画定が良好になされた鋭角に接合および結合している比較的平滑に
表面仕上げされた側部により画定される３次元形状を有している。この種の研摩
物品は、複数のかかる精密に成形された研摩剤を適用するという点で構造化され
ていると言える。研摩複合材料はまた、本明細書で用いる場合、研摩複合材料を
形成する側部または境界が落ち込んでいて、正確でないという意味の不規則形状
を有していてもよい。不規則形状の研摩複合材料において、まず、研摩スラリー
を所望の形状および／またはパターンへと形成する。研摩スラリーを形成したら
、研摩スラリー中のバインダー前駆体を硬化または固化する。成形とバインダー
前駆体硬化の間には時間の間隔がある。この時間の間隔により、研摩スラリーは
流れ、かつ／または落ち込んで、成形された形状に幾分歪みが生じる。研摩複合
材料はまた、ＷＯ第９５／０７７９７号（１９９５年３月２３日公開）およびＷ
Ｏ第９５／２２４３６号（１９９５年８月２４日公開）に記載されているように
、単一研摩物品においてサイズ、ピッチまたは形状を変えることもできる。

【００１２】本明細書で用いる「境界」とは、各研摩複合材料の実際の３次元形状の境界を
定め、画定する各複合材料の露出表面および端部のことである。これらの境界は
、本発明の研摩物品の断面を顕微鏡で見たとき、容易に目視および確認される。
これらの境界は、複合材料がその基部において共通の境界に沿って互いに接して
いても、一つの研摩複合材料を他から分離し区別するものである。精密に成形さ
れた研摩複合材料については、境界および端部は鋭く、区別されている。比較と
して、精密に成形された複合材料を有していない研摩物品においては、境界およ
び端部は画定的でない（研摩複合材料は硬化終了前に垂れてしまう）。これらの
研摩複合材料は、正確または不規則に成形されていても、実質的に明確で確認で
きる境界により画定される幾何学形状とすることができ、正確な幾何学形状は、
立方体、円柱、プリズム、ブロック状、角錐、角錐台、円錐、円錐台、円柱、半
球等からなる群より選択される。

【００１３】本明細書において用いる「テクスチャー」とは、個々の３次元複合材料が精密
に、または不規則に成形されているかに係わらず、上述の３次元複合材料のいず
れかを有する研摩コーティングのことである。テクスチャーは、すべて実質的に
同じ幾何学形状を有する（テクスチャーは規則的である）複数の研摩複合材料か
ら形成されていてよい。同様に、幾何学形状が研摩複合材料によって異なる場合
、テクスチャーは不規則パターンであってもよい。

【００１４】詳細な説明本発明は、研摩物品および、研摩物品を用いてガラスまたはガラスセラミック
ワークピースを研摩する方法に関する。研摩物品は、裏材と、裏材の表面に接合
した少なくとも１つの３次元研摩コーティングとを含む。研摩コーティングは、
硬化バインダー前駆体から形成されたバインダーと、複数のダイヤモンドビーズ
研摩粒子と、研摩コーティングの約４０〜約６０重量パーセントの充填剤とを含
む。研摩コーティングはさらに、カップリング剤、沈殿防止剤、硬化剤（開始剤
）、光増感剤等のような任意の成分を含んでいてもよい。

【００１５】バインダーバインダーはバインダー前駆体から形成される。バインダー前駆体は、未硬化
または未重合状態の樹脂を含む。研摩物品の製造中、バインダー前駆体中の樹脂
は重合または硬化されて、バインダーが形成される。バインダー前駆体は、縮合
硬化性樹脂、付加重合性樹脂、遊離基硬化性樹脂および／またはこれらの組み合
わせおよびブレンドを含むことができる。

【００１６】好ましいバインダー前駆体は、遊離基機構により硬化する樹脂である。重合プ
ロセスは、バインダー前駆体を、適正な触媒と共に、熱エネルギーや放射エネル
ギーのようなエネルギー源に露出することにより開始される。放射エネルギーと
しては、電子ビーム、紫外線および可視光が例示される。

【００１７】遊離基重合性樹脂としては、アクリル化ウレタン、アクリル化エポキシ、アク
リル化ポリエステル、エチレン化不飽和化合物、懸垂不飽和カルボニル基を有す
るアミノ樹脂誘導体、少なくとも１個の懸垂アクリレート基を有するイソシアヌ
レート誘導体、少なくとも１個の懸垂アクリレート基を有するイソシアネート誘
導体およびこれらの混合物および組み合わせが例示される。アクリレートという
用語には、アクリレートとメタクリレートの両方が含まれる。

【００１８】アクリル化ウレタンは、ヒドロキシ末端イソシアネート伸張ポリエステルまた
はポリエーテルのアクリレートエステルでもある。それらは脂肪族または芳香族
とすることができる。市販のアクリル化ウレタンとしては、ヘンケル社（ニュー
ジャージー州、Ｈｏｂｏｋｅｎ）製ＰＨＯＴＯＭＥＲ（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥ
Ｒ６０１０）；ＵＣＢラドキュア社（ジョージア州、Ｓｍｙｒｎａ）製ＥＢＥＣ
ＲＹＬ２２０（分子量１０００の六官能性芳香族ウレタンアクリレート）、ＥＢ
ＥＣＲＹＬ２８４（１，６−ヘキサンジオールジアクリレートで希釈された分子
量１２００の脂肪族ウレタンジアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ４８２７（分子
量１６００の芳香族ウレタンジアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ４８３０（テト
ラエチレングリコールジアクリレートで希釈された分子量１２００の脂肪族ウレ
タンジアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ６６０２（トリメチロールプロパンエト
キシトリアクリレートで希釈された分子量１３００の三官能性芳香族ウレタンア
クリレート）およびＥＢＥＣＲＹＬ８４０（分子量１０００の脂肪族ウレタンジ
アクリレート）；サートマー社（ペンシルバニア州、ウエストチェスター）製Ｓ
ＡＲＴＯＭＥＲ（例えば、ＳＡＲＴＭＥＴ９６３５、９６４５、９６５５、９６
３−Ｂ８０、９６６−Ａ８０等）；およびモートンインターナショナル社（イリ
ノイ州、シカゴ）製ＵＶＩＴＨＡＮＥ（例えば、ＵＶＩＴＨＡＮＥ７８２）とい
う商品名で知られているものが例示される。

【００１９】ウレタンアクリレートオリゴマーをエチレン化不飽和モノマーとブレンドして
もよい。好ましいエチレン化不飽和モノマーは単官能性アクリレートモノマー、
二官能性アクリレートモノマー、三官能性アクリレートモノマーおよびこれらの
組み合わせである。

【００２０】エチレン化不飽和モノマーまたはオリゴマーは、あるいはアクリレートモノマ
ーまたはオリゴマーは、一官能性、二官能性、三官能性または四官能性あるいは
これ以上の官能性であってもよい。アクリレートという用語には、アクリレート
とメタクリレートの両方が含まれる。エチレン化不飽和バインダー前駆体として
は、炭素、水素および酸素と、任意で窒素およびハロゲンを含有するモノマーと
ポリマー化合物の両方が含まれる。酸素または窒素原子またはこの両方は、通常
、エーテル，エステル、ウレタン、アミドおよびウレア基に存在している。エチ
レン化不飽和化合物の分子量は好ましくは約４，０００未満であり、脂肪族のモ
ノヒドロキシ基または脂肪族のポリヒドロキシ基を含有する化合物と、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、マレイン酸等の
ような不飽和カルボン酸との反応から作成されたエステルであるのが好ましい。
エチレン化不飽和モノマーの代表例としては、メチルメタクリレート、エチルメ
タクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、ヒドロキシエチルアクリレート、
ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキ
シプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチル
メタクリレート、ビニルトルエン、エチレングリコールジアクリレート、ポリエ
チレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、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
リスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペ
ンタエリスリトールテトラアクリレートおよびペンタエリスリトールテトラメタ
クリレートが挙げられる。その他のエチレン化不飽和樹脂としては、モノアリル
、ポリアリルおよびポリメソアリルエステルおよび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のようなカルボン酸のアミドが
挙げられる。さらに他の窒素含有化合物としては、トリス（２アクリル−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、メタクリルアミド、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−ピペリドンおよびラドキュアスペシャルティズより入手可能なＣＭＤ３
７００が挙げられる。エチレン化不飽和希釈剤またはモノマーは、米国特許第５
，２３６，４７２号（Ｋｉｒｋら）および第５，５８０，６４７号（Ｌａｒｓｏ
ｎら）に例示がある。

【００２１】その他の用いることのできる有用なバインダーおよびバインダー前駆体に関す
る更なる情報については、譲渡者の同時係属特許出願第０８／６９４，０１４号
（１９９６年８月８日出願）にある。これは、特許出願第０８／５５７，７２７
号（１９９５年１１月１３日出願）（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔら）および米国特許第
４，７７３，９２０号（Ｃｈａｓｍａｎら）の一部係属出願である。

【００２２】アクリル化エポキシは、ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジアクリレートエス
テルのような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
エポキシとしては、ラドキュアスペシャルティズより市販のＣＭＤ３５００、Ｃ
ＭＤ３６００およびＣＭＤ３７００、サートマー（ペンシルバニア州、ウェスト
チェスター）より市販のＣＮ１０３、ＣＮ１０４、ＣＮ１１１、ＣＮ１１２およ
びＣＮ１１４が例示される。

【００２３】ポリエステルアクリレートとしては、ヘンケル社（ニュージャージー州、Ｈｏ
ｂｏｋｅｎ）製のＰｈｏｔｏｍｅｒ５００７およびＰｈｏｔｏｍｅｒ５０１８が
例示される。

【００２４】アミノ樹脂は、１分子または１オリゴマー当たり、少なくとも１つの懸垂アル
ファ、ベータ−不飽和カルボニル基を有している。これらの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シルアミド系の基とすることができ
る。かかる材料としては、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タ
クリル化フェノール、アクリルアミドメチル化フェノールノボラックおよびこれ
らの組み合わせが例示される。これらの材料については、さらに米国特許第４，
９０３，４４０号（Ｌａｒｓｏｎら）および第５，２３６，４７２号（Ｋｉｒｋ
ら）に記載されている。

【００２５】少なくとも１つの懸垂アクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体と、少
なくとも１つの懸垂アクリレート基を有するイソシアネート誘導体についてはさ
らに、米国特許第４，６５２，２７号（Ｂｏｅｔｔｃｈｅｒら）に記載されてい
る。好ましいイソシアヌレート材料は、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌ
レートのトリアクリレートである。

【００２６】特に好ましいバインダー前駆体は、約３０部のトリス（ヒドロキシエチル）イ
ソシアヌレート（ＴＡＴＨＥＩＣ）および約７０部のトリメチロールプロパント
リアクリレート（ＴＭＰＴＡ）の混合物を含む。かかる混合物は、サートマー社
（ペンシルバニア州、ウェストチェスター）より「ＳＲ３６８Ｄ」という商品名
で市販されている。

【００２７】バインダー前駆体はまたエポキシ樹脂も含む。エポキシ樹脂はオキシランを有
しており、開環重合される。かかるエポキシド樹脂としては、モノマーエポキシ
樹脂およびポリマーエポキシ樹脂が挙げられる。ある好ましいエポキシ樹脂とし
ては、２，２−ビス［４−（２，３−エポキシプロポキシ）−フェニル）プロパ
ン、ビスフェノールのジグリシジルエーテル、シェルケミカル社より入手可能な
ＥＰＯＮ８２８、ＥＰＯＮ１００４およびＥＰＯＮ１００１Ｆ、およびダウケミ
カル社よりＤＥＲ−３３１、ＤＥＲ−３３２およびＤＥＲ−３３４という商品名
で市販されている材料が例示される。その他の好適なエポキシ樹脂としては、環
状脂肪族エポキシ、ダウケミカル社より入手可能なフェノールホルムアルデヒド
ノボラック（例えば、ＤＥＮ−４３１およびＤＥＮ−４２８）のグリシジルエー
テルが挙げられる。遊離基硬化性樹脂およびエポキシ樹脂のブレンドについては
さらに、米国特許第４，７５１，１３８号（Ｔｕｍｅｙら）および第５，２５６
，１７０号（Ｈａｒｍｅｒら）に記載されている。

【００２８】裏材材料裏材は、研摩コーティングの支持体を与える機能を果たす。本発明に有用な裏
材は、バインダー前駆体を硬化条件に露出した後バインダーに接合可能でなけれ
ばならなず、本発明の方法に用いる物品が、ワークピースにおける表面の輪郭、
円弧および不規則性に沿うよう前記露出後可撓性であるのが好ましい。

【００２９】多くの研摩用途において、得られる研摩物品が長持ちするようバッキングは強
固で耐久性を有する必要がある。さらに、ある研摩用途においては、研摩物品が
ガラスワークピースに均一に沿うよう裏材は強固で可撓性を有する必要がある。
ワークピースがある形状またはそれに関連した輪郭を持っているとき一般にこの
ことが当てはまる。裏材は、強度および馴染み易さというこれらの特性を与える
ために、ポリマーフィルム、紙、バルカナイズドファイバー、処理済不織裏材ま
たは処理済布裏材とすることができる。裏材はポリマーフィルムであるのが好ま
しい。ポリマーフィルムとしては、ポリエステルフィルム、コ−ポリエステルフ
ィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム等が例示される。特に好まし
い裏材は、研摩コーティングの裏材への接着を促すために、エチレンアクリル酸
の下塗りコーティングを少なくとも一表面に有するポリエステルフィルムである
。

【００３０】紙を含む不織布は、必要な特性を与えるために、熱硬化性または熱可塑性の材
料のいずれかで飽和させることができる。

【００３１】布裏材もまた、本発明の研摩物品に好適である。布は、Ｊ重量、Ｘ重量、Ｙ重
量またはＭ重量の布とすることができる。布を形成するファイバーまたはヤーン
は、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、コットン、ガラスファイバーおよびこ
れらの組み合わせからなる群より選択することができる。布は、編または織布（
例えば、ドリル、あや織または朱子織）またはステッチボンドまたはよこ糸挿入
布とすることができる。生機布に、テクスチャーを与え、毛焼き、のり抜きまた
は生機布に従来行われる処理を行うことができる。布をポリマー材料で処理して
、布をシールし、布繊維を保護するのが好ましい。処理には、プリサイズ、飽和
剤またはバックサイズのうち１つ以上の処理が含まれる。かかる処理の一つに、
プリサイズコーティングを先に適用し、バックサイズコーティングを次に適用す
るものがある。この代わりに、飽和剤コーティングの次にバックサイズコーティ
ングを続けてもよい。裏材の前表面は比較的平滑なのが通常好ましい。同様に、
処理コートにより、布裏材が防水となるものでなければならない。同様に、処理
コートにより、布裏材が十分な強度と可撓性を有するものとならなければならな
い。ある好ましい裏材処理は、架橋ウレタンアクリレートオリゴマーをアクリレ
ートモノマー樹脂とブレンドすることである。布処理の化学的性質がバインダー
の化学的性質と同一または類似していることは本発明の範囲に含まれる。布処理
の化学には、充填剤、染料、顔料、湿潤剤、カップリング剤、可塑剤等のような
添加剤がさらに含まれていてもよい。

【００３２】その他の処理コーティングには熱硬化性および熱可塑性樹脂が含まれる。代表
的で好ましい熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ウレタン樹
脂、エポキシ樹脂、エチレン化不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、
尿素−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
、アクリル化エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂およびこれらの混合物が例示さ
れる。好ましい熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂（例えば、ナイロン）、
ポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂（ポリウレタン−尿素樹脂を含む）が
例示される。ある好ましい熱可塑性樹脂は、ポリエステルポリオールおよびイソ
シアネートの反応生成物から誘導されたポリウレタンである。

【００３３】場合によっては、独立して複合材料を裏材に取り付ける（ポリエステルフィル
ム）代わりに、複合材料に近接して直接成形された裏材である一体成形裏材を有
するのが好ましいことがある。裏材は、複合材料を成形した後、複合材料の裏側
に成形または鋳造するか、または複合材料と同時に成形または鋳造してもよい。
一体成形裏材は、熱または放射線硬化性熱可塑性または熱硬化性樹脂のいずれか
から成形してよい。代表的で好ましい熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、
アミノ樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン化不飽和樹脂、アクリル化
イソシアヌレート樹脂、尿素−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、アクリル化エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂および
これらの混合物が例示される。好ましい熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂
（例えば、ナイロン）、ポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂（ポリウレタ
ン−尿素樹脂を含む）が例示される。ある好ましい熱可塑性樹脂は、ポリエステ
ルポリオールおよびイソシアネートの反応生成物から誘導されたポリウレタンで
ある。

【００３４】ダイヤモンドビーズ研摩粒子本発明の研摩物品の研摩コーティングは、複数のダイヤモンドビーズ研摩粒子
を含む。本明細書で用いる「ダイヤモンドビーズ研摩粒子」とは、約３５〜９４
体積％の微孔質の非溶融の連続金属酸化物マトリックスに分散されている、直径
２５ミクロン以下の約６〜６５体積％のダイヤモンド研摩粒子を含む研摩粒子の
ことを言う。金属酸化物マトリックスは、約１，０００未満のヌープ硬さを有し
、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび
酸化チタンからなる群より選択された少なくとも１種類の金属酸化物を含む。ダ
イヤモンドビーズ研摩粒子は、金属酸化物マトリックスが、研摩力により破砕ま
たは破断されて、新たな露出面が作られるという点で脆いと記載される場合があ
る。ダイヤモンドビーズ研摩粒子は、米国特許第３，９１６，５８４号（Ｈｏｗ
ａｒｄら）に報告されている。

【００３５】好ましい製造方法において、ダイヤモンド研摩粒子を金属酸化物（または酸化
物前駆体）の水性ゾルと混合して、得られたスラリーを攪拌した脱水液体（例え
ば、２−エチル−１−ヘキサノール）に加える。水を分散スラリーから除去する
と、表面張力によりスラリーが球状複合材料へと引っ張られ、その後それをろ過
、乾燥および焼成する。得られたダイヤモンドビーズ研摩粒子は、通常、球の形
状で、ダイヤモンドビーズ研摩粒子を作成するのに用いたダイヤモンド粒子より
少なくとも２倍のサイズである。

【００３６】ダイヤモンドビーズ研摩粒子を形作る個々のダイヤモンドのサイズは、一般に
、約０．５〜２５マイクロメートル、より好ましくは約３〜約１５マイクロメー
トルである。ダイヤモンドビーズ研摩粒子のサイズは一般に、約５〜約２００マ
イクロメートル、より好ましくは約６〜約１００マイクロメートル、最も好まし
くは約６〜約３０マイクロメートルの範囲である。

【００３７】個々のダイヤモンド研摩粒子は、天然または合成のダイヤモンドであってもよ
い。合成ダイヤモンドに関しては、粒子は「樹脂結合ダイヤモンド」、「鋸歯等
級ダイヤモンド」または「金属結合ダイヤモンド」と考えられる。ダイヤモンド
はそれらに関して塊形状となっている、あるいは針形状であってもよい。ダイヤ
モンド粒子は、金属コーティング（例えば、ニッケル、アルミニウム、銅等）、
無機コーティング（例えば、シリカ）または有機コーティングのような表面コー
ティングを有していてもよい。

【００３８】研摩コーティングは、通常、約１〜約３０重量パーセントのダイヤモンドビー
ズ研摩粒子、好ましくは約２〜約２５重量パーセントのダイヤモンドビーズ研摩
粒子を含む。研摩コーティングは、より好ましくは約５〜約１５重量パーセント
のダイヤモンドビーズ研摩粒子、最も好ましくは約７〜約１３重量パーセントの
ダイヤモンドビーズ研摩粒子を含む。

【００３９】充填剤本発明の研摩物品の研摩コーティングはさらに充填剤を含む。充填剤は微粒子
材料で、平均粒子サイズが通常０．０１〜５０マイクロメートル、一般に０．１
〜４０マイクロメートルである。充填剤は、研摩コーティングの腐食速度を制御
するために研摩コーティングに添加される。研摩中の研摩コーティングの腐食速
度を制御することは、高切断レート、一定した切断レートおよび長い耐用寿命の
釣合いを取るのに重要である。充填剤の充填が多すぎると、研摩コーティングの
腐食が早すぎ、研摩操作が不十分となる（例えば、低切断および研摩物品の耐用
寿命が短い）恐れがある。逆に、充填剤の充填が少なすぎると、研摩コーティン
グの腐食が遅すぎ、研摩粒子が鈍くなって、低切断レートとなる恐れがある。本
発明の研摩物品の研摩コーティングは約４０〜約６０重量パーセントの充填剤を
含む。より好ましくは、研摩コーティングは約４５〜約６０重量パーセントの充
填剤を含む。最も好ましくは、研摩コーティングは約５０〜約６０重量パーセン
トの充填剤を含む。

【００４０】本発明の研摩物品に用いるのに好適な充填剤としては、金属炭酸塩（炭酸カル
シウム（白亜、方解石、泥炭、トラバーチン、大理石および石灰石）、炭酸カル
シウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム等）、シリカ（水晶、
ガラスビーズ、ガラス泡およびガラスファイバー等）、シリケート（タルク、ク
レイ（モンモリロン石）長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウ
ム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウムおよびケイ
酸カリウム等）、金属硫酸塩（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、硫酸アルミニウム等）、石膏、蛭石、木粉、三
水和アルミニウム、カーボンブラック、金属酸化物（酸化カルシウム（石灰）、
酸化アルミニウム、酸化スズ（例えば、酸化第二スズ）、二酸化チタン等）およ
び金属亜硫酸塩（亜硫酸カルシウム等）、熱可塑性粒子（ポリカーボネート、
ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレ
ン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピ
レン、アセタールポリマー、ポリウレタン、ナイロン粒子）および熱硬化性粒子
（フェノール泡、フェノールビーズ、ポリウレタン泡粒子等）等が例示される。
充填剤はハロゲン化物塩のような塩であってもよい。ハロゲン化物塩としては、
塩化ナトリウム、氷晶石カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウム、四
フッ化ホウ酸カリウム、四フッ化ホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウ
ムおよび塩化マグネシウムが例示される。金属充填剤としては、スズ、鉛、ビス
マス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄、チタンが例示される。その他の
充填剤としては、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイトおよび金属硫化物が挙げ
られる。

【００４１】研摩コーティングに所望の受食性を与える好ましい充填剤としては、メタケイ
酸カルシウム、白色酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカおよびこれらの
組み合わせが挙げられる。特に好ましい充填剤の組み合わせは、メタケイ酸カル
シウムと白色酸化アルミニウムである。精細表面仕上げが望ましいときは、小さ
い粒子サイズで入手可能な軟充填剤を用いるのが望ましい。

【００４２】任意の添加剤本発明の研摩物品の研摩コーティングは、研摩粒子表面修正添加剤、カップリ
ング剤、膨張剤、ファイバー、帯電防止剤、硬化剤、沈殿防止剤、光増感剤、潤
滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、ＵＶ安定化剤および酸化防止剤のよう
な任意の添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの材料の量は、所望の特性を
与えるように選択される。

【００４３】カップリング剤カップリング剤は、バインダーと研摩粒子間を結合架橋することができる。さ
らに、カップリング剤は、バインダーと充填剤粒子間を結合架橋することができ
る。カップリング剤としては、シラン、チタネートおよびジルコアルミネートが
例示される。カップリング剤を組み込むには様々な手段がある。例えば、カップ
リング剤はバインダー前駆体に直接添加してもよい。研摩コーティングは約０〜
３０重量％、好ましくは０．１〜２５重量％のカップリング剤を含んでいてよい
。あるいは、カップリング剤は、充填剤粒子の表面に適用してもよい。さらに他
の態様において、カップリング剤は、研摩物品に組み込む前に研摩粒子表面に適
用される。研摩粒子は、研摩粒子とカップリング剤の重量に基づいて、約０〜３
重量％のカップリング剤を含んでいてもよい。市販のカップリング剤としては、
ＯＳＩ製「ＡＩ７４」および「ＡＩ２３０」が例示される。市販のカップリング
剤のさらに他の例としては、ケンリッチ石油化学（ニュージャージー州、Ｂａｙ
ｏｎｎｅ）より「ＫＲ−ＴＴＳ」という商品名で市販されているイソプロピルト
リイソステロイルチタネートがある。

【００４４】沈殿防止剤沈殿防止剤としては、デグサ社（ニュージャージー州、リッジフィールドパー
ク）より「ＯＸ−５０」という商品名で市販されている表面積が１５０平方メー
トル／グラムのアモルファスシリカ粒子が例示される。沈殿防止剤の添加により
、研摩スラリーの全体の粘度を下げることができる。沈殿防止剤の使用について
はさらに米国特許第５，３６８，６１９号に記載されている。

【００４５】硬化剤バインダー前駆体は硬化剤をさらに含んでいてもよい。硬化剤は、バインダー
前駆体をバインダーに変換する重合または架橋プロセスを開始および終了するの
を補助する材料である。硬化剤という用語には、開始剤、光開始剤、触媒および
活性剤が含まれる。硬化剤の量および種類はバインダー前駆体の化学的性質に大
きく依存する。

【００４６】遊離基開始剤好ましいエチレン化不飽和モノマーまたはオリゴマーの重合は遊離基機構によ
り生じる。エネルギー源が電子ビームの場合、電子ビームは重合を開始する遊離
基を生成する。しかしながら、バインダー前駆体をたとえ電子ビームに露光した
としても、開始剤を用いることは本発明の範囲に含まれる。エネルギー源が熱、
紫外線または可視光の場合には、遊離基を生成するために開始剤を存在させる。
紫外線または熱に露出すると遊離基を生成する開始剤（光開始剤）としては、有
機化酸化物、アゾ化合物、キノン、ニトロソ化合物、アシルハロゲン化物、ヒド
ロキノン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、イミダゾール、クロロトリア
ジン、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル、ジケトン、フェノンおよびこ
れらの混合物が例示されるがこれに限定されるものではない。紫外線に露光して
遊離基を生成する市販の光開始剤としては、ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１およびＩＲ
ＧＡＣＵＲＥ１８４（チバガイギー社（ニュージャージー州、ホースローン）よ
り市販）およびＤＡＲＯＣＵＲ１１７３（メルクより市販）が例示される。可視
光に露光した際に遊離基を生成する開始剤としては米国特許第４，７３５，６３
２号に記載されたものが例示される。可視光に露光した際に遊離基を生成するそ
の他の光開始剤は、商品名ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９（チバガイギー社より市販）
である。

【００４７】一般的に、開始剤は、バインダー前駆体の重量に基づいて約０．１重量％〜１
０重量％、好ましくは０．５重量％〜２重量％の量で用いる。

【００４８】さらに、研摩粒子および／または充填剤のような微粒子材料を添加する前に、
バインダー前駆体中に開始剤を分散、好ましくは均一に分散させるのが好ましい
。

【００４９】一般に、バインダー前駆体は放射線エネルギー、好ましくは紫外線または可視
光に露光させるのが好ましい。特定の添加剤および／または研摩粒子は、紫外お
よび可視光を吸収すると、バインダー前駆体を適正に硬化させるのが難しくなる
場合がある。この現象は、セリア研摩粒子や炭化ケイ素研摩粒子の場合に特に当
てはまる。ホスフェート含有光開始剤、特にアシルホスフィンオキシド含有光開
始剤を用いると、意外なことに、この問題を回避する傾向にあることが分かって
いる。かかる開始剤としては、ＢＡＳＦ社（ノースカロライナ州、シャーロット
）よりＬＵＣＩＲＩＮＴＰＯという商品名で市販されている２，４，６トリメ
チルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドが例示される。その他の市販のア
シルホスフィンオキシドとしては、メルクより市販されているＤＡＲＯＣＵＲ４
２６３およびＤＡＲＯＣＵＲ４２６５、チバガイギー社（ノースカロライナ州、
グリーンスボロ）よりＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９という商品名で市販されているホ
スフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）光開始
剤が例示される。

【００５０】光増感剤研摩コーティングは任意で、空気または窒素のような不活性雰囲気のいずれか
で重合に影響を及ぼす光増感剤または光開始剤を含んでいてもよい。こうした光
増感剤または光開始剤系としては、カルボニル基または第３級アミノ基を有する
化合物およびその混合物が例示される。カルボニル基を有する好ましい化合物に
は、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンズアルデヒド、ｏ−クロ
ロベンズアルデヒド、キサントン、チオキサントン、９，１０−アントラキノン
および光増感剤として作用可能なその他の芳香族ケトンがある。好ましい第３級
アミンは、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン、フェニルメチル−エタノールアミンおよびジメチルアミノエチルベ
ンゾエートである。光増感剤または光開始剤の量は、一般的に、バインダー前駆
体の重量に基づいて約０．０１重量％〜１０重量％、より好ましくは約０．２５
重量％〜約４．０重量％である。光増感剤としては、ＢｉｄｄｌｅＳａｗｙｅ
ｒ社より市販されているＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥＩＴＸ、ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ
ＱＴ−Ｘ、ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥＰＴＸ、ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥＥＰＤが
例示される。

【００５１】研摩物品本発明の研摩物品には、裏材にコート接合された３次元研摩剤を有する裏材が
含まれる。研摩コーティングは、複数の研摩粒子を含んでいる。これら研摩複合
材料は精密に成形または不規則に成形することができる。精密に成形された複合
材料はより均一で一定しているため、研摩複合材料は精密に成形されているのが
好ましい。

【００５２】図を参照すると、本発明による研摩物品１０の好ましい実施形態が図１および
２にそれぞれ平面および拡大断面図で示されている。研摩物品１０は、一主面に
研摩複合材料１６を有する裏材１２を備えている。研摩複合材料１６は、バイン
ダー１５に分散された複数のダイヤモンドビーズ研摩粒子１４を含んでいる。好
ましくは、バインダーは多官能性アクリレート、最も好ましくはトリス（ヒドロ
キシエチル）イソシアヌレートおよびトリメチロールプロパントリアクリレート
の混合物を含む。研摩複合材料１６はさらに、約４０ｗｔ％〜約６０ｗｔ％の充
填剤を含む（図示せず）。バインダー１５は一般に、研摩複合材料１６を裏材１
２に結合している。任意で、プリサイズコーティングまたはタイ層１３を研摩複
合材料１６と裏材１２の間に介挿してもよい。

【００５３】研摩複合材料１６は、好ましくは識別できる形状を有している。ダイヤモンド
ビーズ研摩粒子１４は、最初は、バインダー１５の表面を越えて突出していない
のが好ましい。研摩物品１０を用いて表面を研摩するにつれて、研摩複合材料が
壊れて未使用のダイヤモンドビーズ研摩粒子１４が現れる。

【００５４】研摩複合材料の形状はあらゆる形状とすることができる。一般に、裏材と接触
する形状の基部側の断面積は、裏材から離れた複合材料の端部よりも広い。上部
表面は平坦な複合材料の形状は、立方体、ブロック状、円柱、プリズム、角錐、
角錐台、円錐、円錐台、十字、ポスト状のような数多くの幾何学形状から選択で
きる。その他の形状は半球形であり、さらにＰＣＴＷＯ第９５／２２４３６号
に記載されている。得られた研摩物品は、異なる研摩複合材料形状の混ざったも
のとすることができる。

【００５５】研摩複合材料の基部は互いに接することができ、近接する研摩複合材料の基部
同士は、ある特定の距離で互いに分離されていてもよい。この接触の定義にはま
た、近接する複合材料が、共通の研摩材料ランド、または複合材料の対向する側
壁間で接触および伸張する橋状構造を共有する構成も含まれるものと考えられる
。研摩材料ランドは、研摩複合材料を形成するのに用いられる同じ研摩スラリー
から形成される。複合材料の中心間に引かれた直接想像線上に妨害する複合材料
がないという意味では、これらの複合材料は「近接」している。

【００５６】研摩複合材料１６のある好ましい形状は、図２に示すように平坦な上部１８と
外側に張り出した基部２０を有する角錐台である。異なる高さの研摩複合材料と
することも可能ではあるが、研摩複合材料１６の高さＨは、コートされた研摩物
品１０を越えて一定であるのが好ましい。複合材料の高さＨは、約１０〜約１５
００マイクロメートル、好ましくは約２５〜約１０００マイクロメートル、より
好ましくは約１００〜約６００マイクロメートル、最も好ましくは約３００〜約
５００マイクロメートルの値とすることができる。

【００５７】近接する研摩複合材料の基部２０は互いにランド領域２２により分離されてい
るのが好ましい。理論に拘束されることは望むところではないが、このランド領
域２２または分離部が、研摩複合材料間を流体媒体が自由に流れるのを可能にす
る手段を提供するものと考えられる。この流体媒体の自由な流れは、良好な切断
レート、表面仕上げまたは平滑度を増大させるのに寄与する傾向があると考えら
れる。研摩複合材料の間隔は、直線１ｃｍ当たり約０．３個の研摩複合材料〜直
線１ｃｍ当たり約１００個の研摩複合材料、好ましくは直線１ｃｍ当たり約０．
４個の研摩複合材料〜直線１ｃｍ当たり約２０個の研摩複合材料、より好ましく
は直線１ｃｍ当たり約０．５個の研摩複合材料〜直線１ｃｍ当たり約１０個の研
摩複合材料、最も好ましくは直線１ｃｍ当たり約６個の研摩複合材料〜直線１ｃ
ｍ当たり約７個の研摩複合材料と変えることができる。

【００５８】研摩物品の一態様において、領域の間隔は少なくとも５個の複合材料／ｃｍ^２、好ましくは少なくとも３０個の複合材料／ｃｍ^２である。本発明の更なる実施
形態において、複合材料の領域の間隔は１未満〜約１２，０００個の研摩複合材
料／ｃｍ^２である。

【００５９】円錐台形を用いるとき、基部２０の長さは通常、約１００〜約２０００μメー
トルである。研摩複合材料を形成する側は直線であってもテーパがあってもよい
。側部にテーパがあると、研摩複合材料１６を製造ツールのキャビティから外し
やすい。図２の角度Ａは、研摩複合材料１６間のランド領域２２と合流する点で
、研摩複合材料１６の基部２０が交差する想像垂直線から測っている（すなわち
、想像線はランド領域２２と法線である）。角度「Ａ」は約１度〜約７５度、好
ましくは約２度〜約５０度、より好ましくは約３度〜約３５度、最も好ましくは
約５度〜約１５度である。

【００６０】研摩手順において、研摩物品の裏材１２はサブパッド２４に取り付ける、また
はプラットフォーム２８に直接取り付けてもよい。サブパッド２４はポリマー材
料、例えば、ポリカーボネートでできているのが好ましい。任意で、圧縮パッド
２６をサブパッド２４とプラットフォーム２８の間に介挿して、研摩中、研摩物
品の緩衝材としてもよい。圧縮パッドはポリウレタン泡、ゴム、エラストマー、
ゴム泡等であってよい。研摩物品の裏材１２は、サブパッド２４またはプラット
フォーム２８に感圧接着剤（図示せず）により接合されているのが好ましい。

【００６１】図３および４を参照すると、本発明による研摩物品１０’の他の好ましい実施
形態が図３および４にそれぞれ平面および拡大断面図で示されている。本実施形
態において、研摩複合材料１６’は、図４に示すように半球形状である。研摩物
品１０’は、一主面が熱可塑性ポリエステルプリサイズコーティング１３’でシ
ールされた織ポリエステル裏材１２’を有している。硬化したプリサイズコーテ
ィング１３’に、篩（図示せず）を通して研摩粒子とバインダー前駆体を含むス
ラリーを適用する。半球の研摩複合材料１６’はサイズおよび形状を変えてもよ
く、プリサイズコーティング１３’に不規則または均一に分散されていてよい。
半球の研摩複合材料１６’は図３の平面図に示すように、同じ直径を有する円で
あるのが好ましい。

【００６２】個々の研摩複合材料の形状に関わらず、好ましくは裏材の表面積の約２０％〜
約９０％、より好ましくは約４０％〜約７０％、最も好ましくは約５０％〜約６
０％が研摩複合材料により覆われている。さらに、精密に成形された複合材料は
、表面積を画定する下部が、複合材料の上部表面積よりも好ましくは少なくとも
５０％、より好ましくは少なくとも２５％、最も好ましくは少なくとも１５％広
い。

【００６３】精密に成形された研摩複合材料を有する研摩物品を作成する方法本発明の研摩物品を作成する第１の工程は研摩スラリーを調製することである
。研摩スラリーは、好適な混合技術により、バインダー前駆体、ダイヤモンドビ
ーズ研摩粒子、充填剤および所望の任意の添加剤を合わせて結合することにより
作成される。混合技術としては、低剪断および高剪断混合が挙げられ、高剪断混
合が好ましい。研摩スラリーの粘度を下げるために、混合工程と組み合わせて超
音波エネルギーを用いてもよい。一般に、ダイヤモンドビーズ研摩粒子はバイン
ダー前駆体に徐々に添加される。充填剤を加える前に、界面活性剤をバインダー
前駆体に加えるのが好ましい。好適な界面活性剤は、「ＺＹＰＨＲＵＭＰＤ９
０００」（ＩＣＩアメリカ（デラウェア州、ウィルミントン）より市販）という
商品名で市販されているアニオン性ポリエステル界面活性剤である。研摩スラリ
ーは、バインダー前駆体、研摩粒子、充填剤および任意の添加剤の均一な混合物
とするのが好ましい。必要であれば、水および／または溶剤を加えて粘度を下げ
てもよい。研摩スラリー中の気泡の量は、混合工程中か後のいずれかに真空を引
いて最小にすることができる。場合によっては、研摩粒子を約３０℃〜約７０℃
の範囲で加熱して粘度を下げるのが好ましいこともある。良好にコートし、研摩
粒子およびその他充填剤がコーティングの前に沈殿しないようなレオロジーを確
保するために、コーティングの前に研摩スラリーをモニターするのが重要である
。

【００６４】精密に成形された研摩コーティングを得るには、研摩スラリーが製造ツールの
キャビティ内にある間に、バインダー前駆体を実質的に固化または硬化する。あ
るいは、実質的な硬化の前に製造ツールをバインダー前駆体から外す。すると、
落ち込んだやや不規則な形状の側壁となる。

【００６５】精密に成形された研摩複合材料を有する研摩物品を製造する好ましい方法は、
複数のキャビティを有する製造ツールを用いるものである。これらのキャビティ
は、本質的には研摩複合材料の逆形状であり、研摩複合材料の形状を生成するた
めのものである。キャビティ／単位面積の数に対応する数の研摩複合材料／単位
面積を有する研摩物品となる。これらのキャビティは、円柱、ドーム、角錐、矩
形、角錐台、プリズム、立方体、円錐、円錐台、または三角、四角、円、矩形、
六角形、八角系等の上部表面断面を有する形状といった、いかなる幾何学形状に
もすることができる。キャビティの寸法は、研摩複合材料／単位面積に所望の数
が得られるように選ぶ。キャビティは、近接するキャビティ間の間隔がドット状
パターンで存在させることもできるし、キャビティを互いに当接させることもで
きる。

【００６６】研摩スラリーは、ダイコーティング、真空ダイコーティング、スプレー、ロー
ルコーティング、転写コーティング、ナイフコーティング等のような通常の技術
により製造ツールのキャビティにコートすることができる。製造ツールが、平面
トップまたは比較的直線の側壁のいずれかを有するキャビティを含む場合には、
空気がトラップされるのを最小にするためにコーティング中真空を使うのが好ま
しい。

【００６７】製造ツールは、ベルト、シート、連続シートまたはウェブ、輪転グラビアロー
ルのようなコーティングロール、コーティングコール上に据え付けられたスリー
ブ、ダイ等とすることができる。製造ツールは、ニッケルめっき表面をはじめと
する金属、金属合金、セラミックまたはプラスチックから構成することができる
。製造ツールについての更なる情報は、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉ
ｅｐｅｒら）および第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）にある。あ
る好ましい製造ツールは、金属マスターにエンボス加工が施された熱可塑性の製
造ツールである。

【００６８】研摩スラリーが熱硬化性バインダー前駆体を含むときは、バインダー前駆体は
硬化または重合させなければならない。この重合は、通常、エネルギー源に露出
する際に開始される。通常、エネルギーの量は、バインダー前駆体の化学的性質
、研摩スラリーの寸法、研摩粒子の量および種類、充填剤の量および種類、およ
び任意の添加剤の量および種類といったいくつかの要因に応じて異なる。放射エ
ネルギーが好ましいエネルギー源である。好適な放射エネルギーとしては、電子
ビーム、紫外線および可視光が挙げられる。電子ビーム放射は、約０．１〜約１
０Ｍｒａｄのエネルギーレベルで用いることができる。紫外線は、約２００〜約
４００ナノメートルの範囲、好ましくは約２５０〜４００ナノメートルの範囲の
波長を有する非微粒子放射線のことである。放射源の好ましい出力は１１８〜２
３６ワット／ｃｍである。可視光は、約４００〜約８００ナノメートルの範囲、
好ましくは約４００〜約５５０ナノメートルの範囲の波長を有する非微粒子放射
線のことである。

【００６９】製造ツールをコートした後、研摩スラリーが裏材の前表面を濡らすように、好
適な手段により裏材と研摩スラリーを接触させる。次に、例えば、接触ニップロ
ールにより、研摩スラリーを裏材と接触させる。次に、本明細書に記載したよう
なある形態のエネルギーをエネルギー源により研摩スラリーに伝達させて、バイ
ンダー前駆体を少なくとも部分的に硬化する。例えば、光放射をツールのキャビ
ティに含まれるスラリーへ伝達するために、製造ツールを透明材料（例えば、ポ
リエステル、ポリエチレンまたはポリプロピレン）とすることができる。「部分
硬化」とは、研摩スラリーを製造ツールから除去したときに研摩スラリーが流れ
ない状態までバインダー前駆体を重合することを意味している。バインダー前駆
体が完全に硬化されていない場合には、製造ツールから除去した後に何らかのエ
ネルギー源により完全に硬化することができる。製造ツールを用いて、この好ま
しい方法により研摩物品を作成するその他詳細については、さらに米国特許第５
，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）および第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕ
ｒｇｅｏｎら）に記載されている。

【００７０】この第１の方法の変形において、研摩スラリーを製造ツールのキャビティにで
はなく裏材にコートすることができる。研摩スラリーが製造ツールのキャビティ
に流れるように研摩スラリーのコートされた裏材を製造ツールと接触させる。研
摩物品を作成する残りの工程は上述のと同じである。この方法に関しては、バイ
ンダー前駆体は放射エネルギーにより硬化するのが好ましい。放射エネルギーは
、裏材および／または製造ツールを通して伝達させることができる。放射エネル
ギーを裏材か製造ツールのいずれかを通して伝達させる場合には、裏材または製
造ツールは放射エネルギーをあまり吸収してはならない。さらに、放射エネルギ
ー源は裏材または製造ツールをあまり劣化させてはならない。例えば、紫外線は
ポリエステルフィルム裏材を通して伝達させることができる。

【００７１】この代わりに、製造ツールが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル
、ポリカーボネート、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（メチルメタクリレート
）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニルまたはこれらの組み合わせのような特定の熱
可塑性材料からできている場合には、紫外線または可視光が製造ツールを通して
、研摩スラリーへと伝達させることができる。紫外線安定化剤および／または酸
化防止剤を熱可塑性製造ツールに組み込むのが好ましい場合もある。熱可塑性の
製造ツールについては、研摩物品を作成する操作条件は過剰の熱が発生しないよ
うに設定しなければならない。過剰の熱が生成すると、熱可塑性のツールが歪ん
だり溶ける恐れがある。

【００７２】一体成形された裏材が好ましい場合もある。すなわち、複合材料は鋳型のキャ
ビティにあるままとして、研摩複合材料が直接、複合材料に鋳造または成形され
た樹脂裏材に結合される。裏材は、研摩複合材料のバインダー前駆体が完全に硬
化する前に成形されて、複合材料と裏材の間の接着を良好にするのが好ましい。
裏材が鋳造される前に複合材料の表面にプライマーまたは接着促進剤を与えて、
裏材の適正な接着を確保するのが望ましい。

【００７３】裏材は、複合材料と同じ樹脂から鋳造または成形してもよいし、異なる材料か
ら鋳造されてもよい。特に有用な裏材樹脂としては、ウレタン、エポキシ、アク
リレートおよびアクリル化ウレタンが例示される。裏材は研摩粒子を含まないの
が好ましい。というのは、これらの粒子は研削目的では通常用いられないからで
ある。しかしながら、充填剤、ファイバーまたはその他添加剤は裏材に組み込ん
でもよい。裏材と研摩複合材料間の接着を増大させるために、ファイバーを裏材
に組み込んでもよい。本発明の裏材に有用なファイバーとしては、シリケート、
金属、ガラス、カーボン、セラミックおよび有機材料から作成されたものが例示
される。裏材に用いるのに好ましいファイバーは、ケイ酸カルシウムファイバー
、スチールファイバー、ガラスファイバー、カーボンファイバー、セラミックフ
ァイバーおよび高剪断有機ファイバーである。

【００７４】ある用途においては、より耐久性のある引裂き抵抗性を持たせるのが望ましい
ことがある。これは、スクリム材料等を一体成形された裏材に含めることによっ
て実現できる。裏材の成形中、スクリムまたはその他材料を、既に樹脂を充填し
た（ただし硬化はしてない）キャビティに配置し、別の樹脂層をスクリムに適用
するか、またはスクリムまたはその他材料を未硬化の成形裏材に配置することに
より実現できる。スクリムまたは添加裏材材料は、裏材樹脂が材料に浸透しこれ
を包み込むことができるよう十分に多孔性であるのが好ましい。

【００７５】有用なスクリム材料は、通常、軽量な開放織の粗布地である。好適な材料とし
ては、金属またはワイヤメッシュ、綿、ポリエステル、レーヨン、ガラス布のよ
うな布地、またはファイバーのようなその他強化材料が挙げられる。スクリムま
たは強化材料を前処理して、樹脂のスクリムへの接着を増大させてもよい。

【００７６】研摩物品が作成された後、研摩物品を用いる前に、好適な形態／形状に変換す
るのに先立ち、曲げる、かつ／または湿らせることができる。

【００７７】正確ではなく成形された研摩複合材料を有する研摩物品を作成する方法研摩物品を作成する第２の方法は、研摩複合材料が正確ではなく成形または不
規則に成形された方法に関する。この方法において、研摩スラリーを製造ツール
から除去したら、エネルギー源に露出する。第１の工程は、裏材の前側を、ドロ
ップダイコーター、ロールコーター、ナイフコーター、カーテンコーター、真空
ダイコーターまたはダイコーターのような通常の技術により研摩スラリーでコー
トすることである。所望であれば、粘度を下げるためにコーティングする前に研
摩スラリーを加熱し、かつ／またはスラリーに超音波をかけることができる。次
に、研摩スラリー／裏材の組み合わせを製造ツールと接触させる。製造ツールは
、上述した製造ツールと同種のものとすることができる。製造ツールは、一連の
キャビティを有しており、研摩スラリーがこれらのキャビティに流れ込む。研摩
スラリーを製造ツールから除去する際、研摩スラリーがそれに応じたパターンを
持ち、研摩複合材料のパターンが製造ツールのキャビティから形成される。除去
の後、研摩スラリーのコートされた裏材をエネルギー源に露出して、バインダー
前駆体の重合を開始して研摩複合材料を形成する。研摩スラリーコート裏材を製
造ツールから外すのから、バインダー前駆体の固化までの時間は比較的短いのが
一般に好ましい。この時間が長すぎると、研摩スラリーが流れて、パターンが実
質的に見えなくなるまでパターンが歪んでしまう。

【００７８】この第２の方法の変形において、研摩スラリーを裏材にではなく製造ツールの
キャビティにコートすることができる。研摩スラリーが裏材を濡らし、それに接
合するように裏材を製造ツールと接触させる。この変形例において、例えば、製
造ツールは輪転グラビアロールであってもよい。研摩物品を作成する残りの工程
は上述したのと同一である。

【００７９】さらに他の変形例は、研摩スラリーを篩に通してスプレーまたはコートしてパ
ターンを生成するものである。次に、バインダー前駆体を硬化または固化して研
摩複合材料を形成する。

【００８０】パターンまたはテクスチャーを有する研摩コーティングを有する研摩物品を作
成する更なる技術は、エンボス加工される裏材を提供し、研摩スラリーを裏材に
コートするものである。研摩コーティングはエンボス化された裏材の輪郭に沿っ
て、パターンまたはテクスチャードコーティングを与える。

【００８１】研摩物品を作成するさらに他の方法は、米国特許第５，２１９，４６２号に記
載されている。研摩スラリーをエンボス加工された裏材の凹部にコートする。研
摩スラリーは研摩粒子、バインダー前駆体および膨張剤を含む。得られた構造体
を、膨張剤により研摩スラリーが裏材の前表面よりも膨張するような状態に露出
する。次に、バインダー前駆体を固化して、バインダーを形成し、研摩スラリー
を研摩複合材料に変換する。

【００８２】研摩物品は、所望の用途に応じて所望の形状または形態に変換することができ
る。この変換は、切込み、ダイカットまたは好適な手段により実施することがで
きる。

【００８３】ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研摩する方法ガラスまたはガラスセラミックワークピースを本発明の研摩物品を用いて研摩
する好ましい方法は、液体潤滑剤を用いた「湿潤」研摩プロセスである。潤滑剤
はそれに関連したいくつかの利点を有している。例えば、潤滑剤を存在させて研
摩すると、研摩中の熱の蓄積を防ぎ、研摩物品とワークピースの界面から異物を
除去する。「異物」という用語は、研摩物品により研摩される実際の屑のことを
説明するのに用いる。研摩しているワークピースの表面を異物が傷つける場合が
ある。このように、異物を界面から除去するのが望ましい。潤滑剤を存在させて
研摩するとまた、ワークピース表面がより精細な仕上げとなる。

【００８４】好適な潤滑剤としては、アミン、鉱油、灯油、ミネラルスピリッツ、油の水溶
性エマルジョン、ポリエチレンイミン、エチレングリコール、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロピレングリコール、ア
ミンボレート、ホウ酸、アミンカルボキシレート、パイン油、インドール、チオ
アミン塩、アミド、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリエチルトリアジン、カルボ
ン酸、ナトリウム２−メルカプトベンゾチアゾール、イソプロパノールアミン、
トリエチレンジアミン四酢酸、プロピレングリコールメチルエーテル、ベンゾト
リアゾール、ナトリウム２−ピリジンチオール−１−オキシドおよびヘキシレン
グリコールのうち１種類以上を含む水ベースの溶液が挙げられる。潤滑剤はまた
、腐食防止剤、殺菌剤、安定化剤、界面活性剤および／または乳化剤を含んでい
てもよい。

【００８５】市販の潤滑剤としては、例えば、ＢＵＦＦ−Ｏ−ＭＩＮＴ（Ａｍｅｒａｔｒｏ
ｎプロダクツより市販）、ＣＨＡＬＬＥＮＧＥ３００ＨＴまたは６０５ＨＴ（
インターサーフィスダイナミクスより市販）、ＣＩＭＴＥＣＨＧＬ２０１５、
ＣＩＭＴＥＣＨＣＸ−４１７およびＣＩＭＴＥＣＨ１００（ＣＩＭＴＥＣＨ
はシンシナティミラクロンより市販）、ＤＩＡＭＯＮＤＫＯＯＬまたはＨＥＡ
ＶＹＤＵＴＹ（Ｒｈｏｄｅｓより市販）、Ｋ−４０（ＬＯＨオプティカルより
市販）、ＱＵＡＫＥＲ１０１（クウェーカーステートより市販）、ＳＹＮＴＩ
ＬＯ９９３０（Ｃａｓｔｒｏｌインダストリアルより市販）、ＴＩＭＨＭ（
マスターケミカルより市販）、ＬＯＮＧ−ＬＩＦＥ２０／２０（ＮＣＨ社より
市販）、ＢＬＡＳＥＣＵＴ８８３（ＢｌａｓｅｒＳｗｉｓｓｌｕｂｅより市
販）、ＩＣＦ−３１ＮＦ（ＤｕＢｏｉｓより市販）、ＳＰＥＣＴＲＡ−ＣＯＯ
Ｌ（Ｓａｌｅｍより市販）、ＳＵＲＣＯＯＬＫ−１１（テキサスＮｔａｌより
市販）、ＡＦＧ−Ｔ（ノリタケより市販）、ＳＡＦＥＴＹ−ＣＯＯＬ１３０（
Ｃａｓｔｒｏｌインダストリアルより市販）およびＲＵＳＴＬＩＣＫ（Ｄｅｖｏ
ｏｎより市販）という商品名で知られているものが挙げられる。

【００８６】ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研摩するのにある好ましい潤滑
剤は、３％ｗｔのＣｉｍｔｅｃｈ１００（シンシナティミリクロンより市販）
および９７％ｗｔの水とグリセロールの８０／２０％ｗｔ混合物を含む。他の好
ましい潤滑剤は、Ｋ−４０（Ｋ−４０は、石鹸／界面活性剤および鉱油を含み、
ＬＯＨオプティカルより市販されている）の４％ｗｔ水溶液を含む。

【００８７】研磨中、研摩物品をワークピース表面に対して動かし、好ましくは約０．３５
ｇ／ｍｍ^２〜約７．０ｇ／ｍｍ^２、より好ましくは約０．７ｇ／ｍｍ^２〜約３．
５ｇ／ｍｍ^２、最も好ましくは約２．８ｇ／ｍｍ^２の圧力でワークピースに押し
付ける。圧力が高すぎると、研摩物品が過剰に摩耗する恐れがある。逆に、圧力
が低すぎると、研摩物品は許容される高い切断レートにできない恐れがある。

【００８８】述べたように、ワークピースまたは研摩物品またはこの両方は、研摩プロセス
中、他方に対して動かす。この動きは、回転運動、不規則運動または直線運動と
することができる。回転運動は、研摩ディスクを回転ツールに取り付けることに
より行うことができる。ワークピースおよび研摩物品は同じ方向または逆方向に
回転してよい。同じ方向の場合には異なる回転速度とする。好ましいプロセスに
おいて、ガラスセラミックディスクは、ある距離で分離された実質的に平行に回
転する研摩物品間を通過するホルダーに保持される。回転する研摩物品は、ディ
スクが研摩物品間を通る際にガラスセラミックディスクの両主面を同時に研摩す
る。任意で、ディスクホルダーは、回転パターンで研摩物品に対してディスクを
動かしてもよい。

【００８９】機械について、操作ｒｐｍは約４０００ｒｐｍまで、好ましくは約２５ｒｐｍ
〜約２０００ｒｐｍ、より好ましくは約５０ｒｐｍ〜約１０００ｒｐｍである。
不規則軌道運動は不規則軌道ツールにより行うことができ、直線運動は連続研摩
ベルトにより行うことができる。ワークピースと研摩物品間の相対運動はまた、
ワークピースの寸法によっても異なる。ワークピースが比較的大きい場合、ワー
クピースを固定して研摩物品を動かすのが好ましい。

【００９０】多くの場合、研摩物品は感圧接着剤のような取付け手段を用いてポリカーボネ
ートサブパッドに結合される。サブパッドは、また感圧接着剤のような取付け手
段を用いてプラットフォームに結合する。任意で、圧縮パッドをサブパッドとプ
ラットフォームの間に介挿してもよい。圧縮パッドはポリウレタン泡、ゴム、エ
ラストマー、ゴム泡等の圧縮材料からできている。あるいは、研摩物品は取付け
手段を用いて直接プラットフォームに結合してもよい。

【００９１】任意で、研摩物品の表面および支持パッド（例えば、サブパッド、圧縮パッド
）を不連続として、研摩物品とワークピース間に潤滑剤が流れる通路を与えても
よい。

【００９２】サブパッドは円、矩形、四角、楕円等のような所望の形状を有することができ
る。サブパッドのサイズ（最大寸法）は約５ｃｍ〜１５００ｃｍとすることがで
きる。

【００９３】取付け手段研摩物品は取付け手段を用いてサブパッドまたはプラットフォームに固定され
る。この取付け手段は、感圧接着剤、フック・アンド・ループアタッチメント、
メカニカルアタッチメントまたは永久接着剤であってよい。取付け手段は、研摩
物品をサブパッドまたはプラットフォームに固着できるようなものでなければな
らない。

【００９４】本発明に好適な感圧接着剤の代表例としては、ラテックスクレープ、ロジン、
ポリアクリレートエステル、アクリルポリマーおよびコポリマー、例えば、ポリ
ブチルアクリレート、ポリアクリレートエステル、ビニルエーテル（例えば、ポ
リビニルｎ−ブチルエーテル）、アルキド接着剤、ゴム接着剤（例えば、天然ゴ
ム、合成ゴム、塩素化ゴム）およびこれらの混合物が挙げられる。感圧接着剤は
水または有機溶媒からコートしてよい。場合によっては、非極性有機溶媒からコ
ートされるゴム系感圧接着剤を用いるのが好ましい。この代わりに、感圧接着剤
は転写テープであってよい。

【００９５】あるいは、研摩物品は、研摩物品をサブパッドまたはプラットフォームに固定
するためにフック・アンド・ループタイプのアタッチメントシステムを含んでい
てもよい。ループ布地をコートされた研摩剤の裏側にし、フックをバックアップ
パッドに付けてもよい。この代わりに、フックを研摩物品の裏側にし、ループを
サブパッドまたはプラットフォームに付けてもよい。フック・アンド・ループタ
イプのアタッチメントシステムについては、さらに米国特許第４，６０９，５８
１号、第５，２５４，１９４号および第５，５０５，７４７号およびＰＣＴＷ
Ｏ第９５／１９２４２号に記載されている。

【００９６】実施例以下の試験手順およびこれに限定されない実施例により本発明をさらに説明す
る。実施例における部、パーセンテージ、比率等はすべて、特に断らない限り、
重量基準である。

【００９７】次の略語を実施例において用いている。

【００９８】材料の説明次の材料の略語を実施例において用いている。ＡＰＳ：ＩＣＩアメリカズ社（デラウェア州、ウィルミントン）より「ＺＹＰ
ＨＲＵＭＰＤ９０００」という商品名で市販されているアニオン性ポリエステ
ル界面活性剤ＯＸ−５０：デグサ社（オハイオ州、ダブリン）より「ＯＸ−５０」という商
品名で市販されている表面積が５０平方メートル／グラムのシリカ沈殿防止剤ＣＳ：ＮＹＣＯ（ニューヨーク州、ウィルスボロ）より「ＮＹＡＤ４００Ｗ
ＯＬＬＡＳＴＯＮＩＴＥ」という商品名で市販されているメタケイ酸カルシウム
充填剤ＩＲＧ８１９：チバガイギー社（ノースカロライナ州、グリーンスボロ）より
「ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９」という商品名で市販されているホスフィンオキシ
ド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）光開始剤ＳＲ３６８Ｄ：サートマー社（ペンシルバニア州、ウェストチェスター）より
「ＳＲ３６８Ｄ」という商品名で市販されているアクリレートエステルブレンドＰＷＡ１５：フジミ社（イリノイ州、Ｅｌｍｈｕｒｓｔ）より「ＰＷＡ１５」
という商品名で市販されている白色酸化アルミニウム充填剤ＤＩＡ：Ｗａｒｒｅｎダイヤモンドパウダー社（ペンシルバニア州、Ｏｌｙｐ
ｈａｎｔ）より「ＲＢＤＩＡＭＯＮＤ」という商品名で市販されている１０〜
２０マイクロメートルの工業ダイヤモンド粒子

【００９９】試験手順１（Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ試験）：試験機は、修正Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ片側ラップ（Ｒ．ＨｏｗａｒｄＳｔｒ
ａｓｂａｕｃｈ社（カリフォルニア州、ロングビーチ）より入手可能）であった
。０．５ｍｍのポリカーボネートでできたサブパッドを厚さ２．３ｍｍのウレタ
ンフォームに重ね、感圧接着剤で鋼ポリッシャプラットフォームに接合した。３
０．５ｃｍの研摩パッドを感圧接着剤でサブパッドに接合した。ワークピースは
、外径８４ｍｍ、内径２５ｍｍ厚さ０．９９ｍｍのチタニアアルミノシリケート
ガラスセラミックであった。ワークピースホルダーに、研摩中ガラスディスクを
固定するために、スプリングの充填されたＤｅｌｒｉｎリング（内径約８５ｍｍ
）を用いた。直径８４ｍｍのＤＦ２００キャリアパッド（Ｒｏｄｅｌ（ニュージ
ャージー州、Ｎｅｗａｒｋ）より入手可能）をワークピースホルダーの鋼バック
アッププレートに据え付けた。次に、研摩する表面とは逆のガラスディスク表面
を、水で湿らせておいたキャリアパッドに乗せた。力をかけずに、Ｄｅｌｒｉｎ
リングの表面を、ガラスディスクの表面から約０．６４ｍｍ突出させた。ワーク
ピースホルダーを研摩パッドと接触させて、Ｄｅｌｒｉｎリングを引込め、ガラ
スディスクと研摩パッドが直接接触するようにした。得られる圧力が約５６４グ
ラム／ｃｍ^２となるのに十分な力を加えた。ガラスディスクの中心は、研摩パッ
ドの中心から約７０ｍｍ外れていた。研摩パッドを上から見たときに時計方向に
約１５０ｒｐｍで回転させた。ワークピースホルダーを５０ｒｐｍで同じく時計
方向に回転させた。潤滑剤を研摩パッドに約８０ミリリットル／分の流量で直接
滴下した。ディスクを約２５ｍｍの距離で研摩パッド上で振動させた。振動の一
周期は約１５秒であった。研摩パッドを予備調整するために、ガラスディスクを
５６４グラム／ｓｑ．ｃｍの圧力で１５分間研摩した。次に、０．３０ｕｍＲ
ａ（Ｍａｈｒ社（オハイオ州、シンシナティ）製の針先半径５ｕｍの型番Ｐｅｒ
ｔｈｏｍｅｔｅｒＭ４Ｐｉにより測定）の大略表面仕上げのされた試験ディス
クをワークピースホルダーに挿入し、約２８２グラム／ｃｍ^２の圧力で各サイク
ルの長さを５分間として３サイクル研摩した。入力仕上げが０．３０ｕｍＲａ
の新しい試験ディスクを追加の３サイクルに用いた。総除去量をグラムで求める
ために各サイクル前後にガラスディスクを秤量した。２．７８グラム／ｃｍ^３の
ディスク密度および５０．５１ｃｍ^２のディスク面積を用いて、除去のグラムを
１分当たりのマイクロメートル（μｍ／分）に変換した。

【０１００】ダイヤモンドビーズ研摩粒子の作成ＬｕｄｏｘＬＳコロイドシリカ分散液（デュポン社（デラウェア州、ウィル
ミントン）より市販）２００ｇ、ＡＹ−５０界面活性剤（アメリカンシンナミド
（ニュージャージー州、Ｗａｙｎｅ）より市販）０．６ｇおよびＤＩＡ３０ｇの
スラリーを８２５〜１３５０ｒｐｍで３０分間鋸歯高剪断ミキサー（刃の直径３
”）で混合した。２−エチルヘキサノール約４．７５ガロンを、ＡＹ−５０界面
活性剤２０ｇと共に容器に加えた。上記スラリーを攪拌を続けながら２−エチル
ヘキサノールに加えた。混合物を３０分間攪拌した。２−エチルヘキサノールを
流し落とし、ビーズをアセトンで洗った。ビーズを５５０℃で乾燥し、篩にかけ
て寸法分けした。この場合、ビーズの直径は３７μｍ未満であった。

【０１０１】実施例１および比較例ＡおよびＢの作成手順

【０１０２】

【表１】表２実施例１および比較例ＡおよびＢの処方

【０１０３】製造ツール近接する角錐台の集まりから構成された鋳造表面を有する金属マスターツール
上にポリプロピレン材料を鋳造することにより、製造ツールを作成した。金属マ
スターツールはダイヤモンド旋削プロセスにより作成されていた。得られたポリ
マー製造ツールは、４辺の角錐台の形状のキャビティを有していた。各角錐台の
高さは約３５６マイクロメートル（１４ミル）、各基部は１側部当たり約１４２
７マイクロメートル（５６ミル）、上部は１側部当たり約１３３４マイクロメー
トル（５２．５ミル）であった。近接する円錐台の基部間は約４４５マイクロメ
ートルであった。

【０１０４】製造ツールを用いて、表２の研摩スラリー処方から実施例１および比較例Ａお
よびＢを作成した。まず、製造ツールのキャビティを所望の研摩スラリーで充填
した。次に、エチレンアクリル酸下塗りコートの付いた０．１２７ｍｍ（５ミル
）のポリエステルフィルムのシートを、ゴムスキージロールで、研摩スラリーを
充填したツールに重ねた。１インチ当たり４００ワットで２個の中圧水銀球を並
列で用いて、研摩スラリーのバインダー前駆体を硬化した。フィルム／製造ツー
ルの積層体を０．１７８ｍ／ｓ（３５ｆｐｍ）で２回ＵＶランプに通した。構造
化接着コーティングが接合したフィルム裏材を製造ツールから離した。構造化研
摩物品を試験手順１（Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ試験）を用いて試験した。結果を表
３に示す。

【０１０５】

【表２】表３Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ試験結果注：用いた潤滑剤はＣｉｍｔｅｃｈ１００（シンシナティミリクロンより市販）
３％ｗｔと８０／２０％ｗｔの水／グリセロール混合物９７％ｗｔを含んでいた
。

【０１０６】表３の結果によれば、潤滑剤有りの実施例１が最高で最も一定した試験試料の
切断レートを有している。潤滑剤を水に変え、ダイヤモンドビーズ研摩粒子をダ
イヤモンド粒子（比較例Ａ）に変え、充填剤の量を減じる（比較例Ｂ）と性能が
落ちる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるある好ましい研摩物品の平面図。

【図２】図１に示した研摩物品の線２−２に沿った拡大断面図。

【図３】本発明による他の好ましい研摩物品の平面図。

【図４】図３に示した研摩物品の線４−４に沿った拡大断面図。

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/28 Ｂ２４Ｄ 3/28 Ｃ０９Ｋ 3/14 ５５０Ｃ０９Ｋ 3/14 ５５０Ｆ５５０Ｌ５５０ＺＧ１１Ｂ 5/84 Ｇ１１Ｂ 5/84 Ａ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者エドワード・ジェイ・ウーアメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス33427 Ｆターム(参考） 3C043 BB05 CC04 CC13 3C049 AA09 CA01 CA06 CB03 3C063 AA02 AB05 BA04 BA24 BB02 BB07 BC03 BD01 BF08 BG08 CC19 CC24 EE10 EE16 FF08 FF20 FF23 5D112 AA02 BA03 GA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】裏材と、前記裏材の表面に接合した少なくとも１つの３次元
研摩コーティングとを有し、前記研摩コーティングが、複数のダイヤモンドビー
ズ研摩粒子と、前記研摩コーティングの約４０〜約６０重量パーセントを構成す
る充填剤とを分散した硬化バインダー前駆体から形成されたバインダーを含む、
ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研摩するのに好適な研摩物品。
【請求項２】前記ダイヤモンドビーズ研摩粒子の平均粒子サイズが約６〜
約１００マイクロメートルである、請求項１記載の研摩物品。
【請求項３】前記充填剤が、メタケイ酸カルシウム、白色酸化アルミニウ
ム、炭酸カルシウム、シリカおよびこれらの組み合わせからなる群より選択され
る、請求項１記載の研摩物品。
【請求項４】前記充填剤がメタケイ酸カルシウムと白色酸化アルミニウム
である、請求項１記載の研摩物品。
【請求項５】前記充填剤が前記研摩コーティングの約５０〜約６０重量パ
ーセントを構成する、請求項１記載の研摩物品。
【請求項６】前記裏材が、ポリエステルフィルム、コポリエステルフィル
ム、ポリイミドフィルムおよびポリアミドフィルムからなる群より選択されるポ
リマーフィルムである、請求項１記載の研摩物品。
【請求項７】前記裏材がポリエチレンアクリル酸のタイ層を有するポリエ
ステルフィルムである、請求項６記載の研摩物品。
【請求項８】前記裏材および前記研摩コーティングが一体成形されている
、請求項１記載の研摩物品。
【請求項９】前記一体成形された裏材がウレタンポリマーを含む、請求項
８記載の研摩物品。
【請求項１０】前記バインダーが、単官能性アクリレートモノマー、二官
能性アクリレートモノマー、三官能性アクリレートモノマーおよびこれらの混合
物からなる群より選択される硬化バインダー前駆体を含む、請求項１記載の研摩
物品。
【請求項１１】前記バインダーが、トリス（ヒドロキシエチル）イソシア
ヌレートおよびトリメチロールプロパントリアクリレートの混合物を含む硬化バ
インダー前駆体を含む、請求項１記載の研摩物品。
【請求項１２】前記３次元研摩コーティングが、複数の精密に成形された
研摩複合材料を含む、請求項１記載の研摩物品。
【請求項１３】前記精密に成形された研摩複合材料が、上部表面は平坦で
半球状であり、立方体、ブロック状、円柱、プリズム、角錐、角錐台、円錐、円
錐台、十字、ポスト状からなる群より選択される形状を有している、請求項１２
記載の研摩物品。
【請求項１４】前記精密に成形された研摩複合材料が、角錘台である、請
求項１２記載の研磨物品。
【請求項１５】前記角錘台複合材料が、下部表面領域を画定する下部表面
と、上部表面領域を画定する上部表面とを有し、前記下部表面領域は、前記上部
表面領域より約１５％以下だけ広い、請求項１４記載の研摩物品。
【請求項１６】前記ダイヤモンドビーズ研摩粒子が、約６〜６５体積％の
ダイヤモンド粒子を含み、前記ダイヤモンド粒子が約３５〜９４体積％の微孔質
の非溶融の連続金属酸化物マトリックスに分散されている、請求項１記載の研摩
物品。
【請求項１７】前記金属酸化物マトリックスが、１，０００未満のヌープ
硬さを有し、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウムおよび酸化チタンからなる群より選択された少なくとも１種類の金属酸化物
を含む、請求項１６記載の研摩物品。
【請求項１８】前記金属酸化物マトリックスが酸化ケイ素である、請求項
１７記載の研摩物品。
【請求項１９】（ａ）裏材と、前記裏材の表面に接合した少なくとも１つ
の３次元研摩コーティングとを有し、前記研摩コーティングが、複数のダイヤモ
ンドビーズ研摩粒子と、前記研摩コーティングの約４０〜約６０重量パーセント
を構成する充填剤とを分散した硬化バインダー前駆体から形成されたバインダー
を含む研摩物品の前記研摩コーティングを、ガラスまたはガラスセラミックワー
クピースと接触させる工程と、（ｂ）前記ワークピースと前記研摩物品との界面に潤滑剤を適用する工程と、
（ｃ）前記研摩コーティングが前記ワークピースを研摩するように前記ワークピ
ースおよび前記研摩物品を互いに動かす工程と、を含むガラスまたはガラスセラミックワークピースの研摩方法。
【請求項２０】前記潤滑剤が、水と、アミン、鉱油、灯油、ミネラルスピ
リッツ、水溶性油エマルジョン、ポリエチレンイミン、エチレングリコール、モ
ノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロピレン
グリコール、アミンボレート、ホウ酸、アミンカルボキシレート、パイン油、イ
ンドール、チオアミン塩、アミド、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリエチルトリ
アジン、カルボン酸、ナトリウム２−メルカプトベンゾチアゾール、イソプロパ
ノールアミン、トリエチレンジアミン四酢酸、プロピレングリコールメチルエー
テル、ベンゾトリアゾール、ナトリウム２−ピリジンチオール−１−オキシド、
ヘキシレングリコールおよびこれらの混合物からなる群より選択される少なくと
も１種類の添加剤との混合物を含む、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】前記潤滑剤が、水中約２０重量％のグリセロールを含む、
請求項１９記載の方法。
【請求項２２】前記ガラスセラミックワークピースがメモリディスク基板
である、請求項１９記載の方法。
【請求項２３】前記ダイヤモンドビーズ研摩粒子の平均粒子サイズが約６
〜約１００マイクロメートルである、請求項１９記載の方法。
【請求項２４】前記充填剤が、メタケイ酸カルシウム、白色酸化アルミニ
ウム、炭酸カルシウム、シリカおよびこれらの組み合わせからなる群より選択さ
れる、請求項１９記載の方法。
【請求項２５】前記充填剤がメタケイ酸カルシウムと白色酸化アルミニウ
ムである、請求項１９記載の方法。
【請求項２６】前記充填剤が前記研摩コーティングの約５０〜約６０重量
パーセントを構成する、請求項１９記載の方法。
【請求項２７】前記裏材が、ポリエステルフィルム、コポリエステルフィ
ルム、ポリイミドフィルムおよびポリアミドフィルムからなる群より選択される
ポリマーフィルムである、請求項１９記載の方法。
【請求項２８】前記裏材がポリエチレンアクリル酸のタイ層を有するポリ
エステルフィルムである、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】前記裏材および前記研摩コーティングが一体成形されてい
る、請求項１９記載の方法。
【請求項３０】前記一体成形された裏材がウレタンポリマーを含む、請求
項２９記載の方法。
【請求項３１】前記バインダーが、単官能性アクリレートモノマー、二官
能性アクリレートモノマー、三官能性アクリレートモノマーおよびこれらの混合
物からなる群より選択される硬化バインダー前駆体を含む、請求項１９記載の方
法。
【請求項３２】前記バインダーが、トリス（ヒドロキシエチル）イソシア
ヌレートおよびトリメチロールプロパントリアクリレートの混合物を含む硬化バ
インダー前駆体を含む、請求項１９記載の方法。
【請求項３３】前記３次元研摩コーティングが、複数の精密に成形された
研摩複合材料を含む、請求項１９記載の方法。
【請求項３４】前記精密に成形された研摩複合材料が、上部表面は平坦で
半球状であり、立方体、ブロック状、円柱、プリズム、角錐、角錐台、円錐、円
錐台、十字、ポスト状からなる群より選択される形状を有している、請求項３３
記載の方法。
【請求項３５】前記精密に成形された研摩複合材料が、角錘台である、請
求項３３記載の方法。
【請求項３６】前記角錘台複合材料が、下部表面領域を画定する下部表面
と、上部表面領域を画定する上部表面とを有し、前記下部表面領域は、前記上部
表面領域より約１５％以下だけ広い、請求項３５記載の方法。
【請求項３７】前記ダイヤモンドビーズ研摩粒子が、約６〜６５体積％の
ダイヤモンド粒子を含み、前記ダイヤモンド粒子が約３５〜９４体積％の微孔質
の非溶融の連続金属酸化物マトリックスに分散されている、請求項１９記載の方
法。
【請求項３８】前記金属酸化物マトリックスが、１，０００未満のヌープ
硬さを有し、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシ
ウムおよび酸化チタンからなる群より選択された少なくとも１種類の金属酸化物
を含む、請求項３７記載の方法。
【請求項３９】前記金属酸化物マトリックスが酸化ケイ素である、請求項
３８記載の方法。