JP2012520181A - Abrasive elements, architectural elements, and methods of forming such elements - Google Patents

Abrasive elements, architectural elements, and methods of forming such elements Download PDF

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Abstract

研磨要素または建築用要素は、少なくとも部分的に失透しているガラス材料から本質的になる。研磨要素または建築要素を形成する方法は、複数のガラス材料の破片を設けるステップと、複数のガラス材料の破片を熱処理し、これによって、失透材料を含む少なくとも一部を有する固形成型部材を形成するステップと、を含む。  The abrasive or building element consists essentially of a glass material that is at least partially devitrified. A method of forming an abrasive element or building element includes providing a plurality of pieces of glass material, and heat treating the pieces of glass material, thereby forming a solid molded member having at least a portion that includes a devitrified material. Including the steps of:

Description

本発明は、材料処理媒体、および処理媒体を形成する方法に関する。   The present invention relates to material processing media and methods of forming processing media.

大量生産された物品のバリを除去し、それらの物品の表面を滑らかにするために、材料処理媒体を用いることが知られている。バリは、種々の理由から、物品に存在していることがある。特に、金属の鋳造、機械加工、および一般的な加工によって作製された部品の表面は、最終製品では許容されないバリおよび粗さを有していることが多い。   It is known to use material processing media to remove burrs from mass produced articles and to smooth the surfaces of those articles. Burrs may be present in articles for a variety of reasons. In particular, the surfaces of parts made by metal casting, machining, and general processing often have burrs and roughness that are unacceptable in the final product.

物品の仕上げ処理として、該物品のバリの除去および該物品の表面粗さの低減が挙げられる。   The finishing treatment of the article includes removal of burrs from the article and reduction of the surface roughness of the article.

場合によっては、仕上げ処理されるべき物品が、仕上げ処理媒体の要素と一緒に、バレル研磨装置または転がし研磨装置、振動樋または振動ボウル、遠心分離仕上げ機またはドラグ仕上げ機のような振動仕上げ処理装置内に入れられることもある。研磨剤または脱脂剤が添加されることもある。   In some cases, the article to be finished, together with the elements of the finish treatment medium, is a vibratory finisher such as a barrel polisher or rolling polisher, a vibrating bowl or bowl, a centrifugal finisher or a drag finisher. It may be put inside. An abrasive or a degreasing agent may be added.

物品をバリ取りする場合、仕上げ処理媒体は、典型的には、比較的粗い面を有しているが、物品を研磨する場合、仕上げ処理媒体は、典型的には、比較的滑らかな面を有している。   When deburring an article, the finish media typically has a relatively rough surface, but when polishing an article, the finish media typically has a relatively smooth surface. Have.

前述した仕上げ処理プロセス中、仕上げ処理媒体は、撹拌され、該媒体の要素が仕上げ処理されるべき物品に衝突することになる。一種以上のコンパウンド、例えば、液状せっけん、脱脂剤、艶出し剤、などが、仕上げ媒体と一緒に供給されることもある。   During the finishing process described above, the finishing media is agitated and the elements of the media will impact the article to be finished. One or more compounds, such as liquid soaps, degreasing agents, polishes, etc. may be supplied with the finishing medium.

多くの異なる形式の仕上げ処理装置が知られている。このような1つの形式として、タンブリングミルが挙げられる。タンブリングミルは、物品上における仕上げ処理媒体の要素の「転がし(tumbling)」作用によって、物品を仕上げ処理するように構成されている。   Many different types of finishing equipment are known. One such form is a tumbling mill. The tumbling mill is configured to finish the article by the “tumbling” action of the elements of the finishing media on the article.

仕上げ処理媒体自体が、鋭利な尖端または鋭利な隅部を有している場合がある。代替的または追加的に、媒体が埋設された研磨材料の粒子を有していることもある。一部の仕上げ処理材料は、酸化アルミニウム粒子が埋設された焼成陶土の形態にある。プラスチック材料の形態にある仕上げ処理材料の場合、石英粒子が含まれていることもある。   The finishing medium itself may have sharp edges or sharp corners. Alternatively or additionally, the media may have particles of abrasive material embedded therein. Some finishing materials are in the form of calcined clay with embedded aluminum oxide particles. In the case of a finishing material in the form of a plastic material, quartz particles may be included.

仕上げ処理プロセス中、媒体の表面に露出している鋭利な尖端または鋭利な隅部および/または埋設粒子は、物品の溝および隙間内に入り込み、これによって、物品を平滑化することになる。場合によっては、仕上げ処理媒体は、平滑化効果に代わってまたは加えて、清浄化効果を有することもある。   During the finishing process, sharp tips or sharp corners and / or embedded particles exposed on the surface of the media will enter the grooves and gaps in the article, thereby smoothing the article. In some cases, the finishing media may have a cleaning effect instead of or in addition to the smoothing effect.

仕上げ処理プロセス中に、仕上げ処理媒体の要素の鋭利な尖端、鋭利な縁、または鋭利な隅部が急速に磨滅かつ摩耗するという問題が存在する。その結果として、これらの要素は、もはや、物品を効率的に仕上げ処理するために、溝および隙間内に達することができないことになる。   There is a problem during the finishing process that sharp edges, sharp edges, or sharp corners of the elements of the finishing media are rapidly worn and worn. As a result, these elements can no longer reach into the grooves and gaps in order to finish the article efficiently.

特許文献1は、貫通して形成された開口を有する三角形状または星形状の板の形態にある仕上げ処理用タンブリング媒体を開示している。開口は、板の頂点近くに形成されている。仕上げ処理を促進するために、鋭利な縁が、媒体の頂点に設けられている。仕上げ処理媒体の有用寿命を延ばすために、該媒体は、使用中、所定の程度まで摩耗したときに破砕するように構成されている。媒体は、開口の領域において破砕し、これによって、仕上げ処理用の新たな鋭利な縁をもたらすように、構成されている。   Patent Document 1 discloses a finishing tumbling medium in the form of a triangular or star-shaped plate having an opening formed therethrough. The opening is formed near the apex of the plate. A sharp edge is provided at the top of the media to facilitate the finishing process. In order to extend the useful life of the finishing media, the media is configured to crush when worn to a certain degree during use. The media is configured to break in the area of the opening, thereby providing a new sharp edge for the finishing process.

実質的に100%の無機セラミック、またはセラミック研磨粒子と該粒子を一緒に結合するガラス質結合剤または可塑性樹脂結合剤との組合せ、のいずれかから形成された媒体が開示されている。   Disclosed are media formed from either substantially 100% inorganic ceramic, or a combination of ceramic abrasive particles and a vitreous or plastic resin binder that bonds the particles together.

セラミック媒体は、製造コストが高く、切削作用をもたらすために研磨剤を添加する必要があるという欠点を有している。   Ceramic media have the disadvantages of high manufacturing costs and the need to add abrasives to provide a cutting action.

特許文献2は、星形状断面および該星形状断面の最大直径よりも大きい長さを有する物品の形態にある仕上げ処理媒体を開示している。この媒体は、亜鉛基ダイカスト材料、鋼、アルミニウム、真鍮、またはセラミック材料のいずれかから形成されている、と開示されている。   U.S. Patent No. 6,053,077 discloses a finishing medium in the form of an article having a star-shaped cross section and a length greater than the maximum diameter of the star-shaped cross section. The medium is disclosed as being formed from either a zinc-based die cast material, steel, aluminum, brass, or a ceramic material.

セラミック材料は、いったん摩耗すると、このような材料を再利用することが容易ではないので、廃棄されねばならないという欠点を有している。一方、金属材料は、多くの場合、溶解または再鋳造によって再形成されることが可能である。   Ceramic materials have the disadvantage that once worn, such materials are not easy to reuse and must be discarded. On the other hand, metallic materials can often be reformed by melting or recasting.

しかし、金属製仕上げ処理媒体が金属加工品を仕上げ処理するのに用いられると、この媒体は、その鋭利な縁をセラミックのようなより硬質の材料と比べて比較的早く失いがちである。その結果、金属製振動仕上げ処理媒体は、炭化物基とされる傾向がある。炭化物基材料は、製造コストが比較的高いという欠点を有している。   However, when metal finishing media are used to finish metal workpieces, the media tends to lose its sharp edges relatively quickly compared to harder materials such as ceramics. As a result, metallic vibration finishing media tend to be carbide based. Carbide-based materials have the disadvantage of relatively high manufacturing costs.

金属製仕上げ処理媒体のさらなる欠点として、このような媒体は、機械加工によって大量生産することが比較的困難であるという事実が挙げられる。また、これらの材料は、湿式処理環境において、特に、酸化合物が用いられる環境において、急速に腐食する傾向にある。   A further disadvantage of metal finishing media is the fact that such media are relatively difficult to mass produce by machining. These materials also tend to corrode rapidly in wet processing environments, particularly in environments where acid compounds are used.

その結果、場合によっては、仕上げ処理媒体が全く役に立たないことがある。むしろ、部品は、「自己処理(self-processing)」状態下に置かれることになる。換言すれば、これらの部品は、振動仕上げ処理環境において、どのような仕上げ処理媒体も添加されていない状態で、それら自体が互いに対して運動することになる。このような状態は、通常、デフラッシュ(deflashing)、すなわち、バリ取りを殆ど必要としない大量の低品質部品の場合にのみ利用されている。自己仕上げ処理プロセスは、その仕上げ処理プロセス中に、部品を損傷させることがある。   As a result, in some cases, the finishing media may not be useful at all. Rather, the part will be placed under a “self-processing” state. In other words, these parts will themselves move relative to each other in a vibration finishing process environment with no finishing media added. Such a condition is normally only used for deflashing, i.e. for large quantities of low quality parts that require little deburring. The self-finishing process can damage the part during the finishing process.

特許文献3は、微細に分割された金属が充填されている熱可塑加工可能なポリマー粒からなるブラスト加工媒体を開示している。金属粒子は、付着促進剤によって被覆されている。ポリマー製振動媒体は、無視できない「カーボンフットプリント(carbon footprint)」をもたらし、製造が比較的困難であり、かつリサイクルが容易ではないという欠点を有している。   Patent Document 3 discloses a blasting medium made of thermoplastically processable polymer particles filled with a finely divided metal. The metal particles are coated with an adhesion promoter. Polymeric vibration media have the disadvantage of providing a non-negligible “carbon footprint”, relatively difficult to manufacture, and not easy to recycle.

特許文献4は、AlおよびSiOを含んでなる、ガラスおよびガラス―セラミックを製造する方法を開示しており、ガラス−セラミック粒子が研磨粒子として有用であることを開示している。この文献は、ガラス−セラミック粒子を母材に埋設させ、研磨砥石のような研磨物品を形成する方法を開示している。一実施形態では、粒子は、結合剤によって、基板上に設けられた繊維マットに結合されている。 Patent Document 4, comprises Al 2 O 3 and SiO 2, glass and glass - discloses a process for producing a ceramic, glass - discloses that ceramic particles useful as abrasive particles. This document discloses a method of embedding glass-ceramic particles in a base material to form an abrasive article such as an abrasive wheel. In one embodiment, the particles are bound to a fiber mat provided on the substrate by a binder.

さらに、仕上げ媒体要素は、(前述の)特許文献4の繊維マットのような素地によって支持される必要のない個別の構成要素として形成されていてもよい。   Further, the finishing media element may be formed as a separate component that need not be supported by a substrate such as the fiber mat of US Pat.

物品を仕上げ処理するために、研磨砥石を用いることも知られている。場合によっては、物品が、回転している研磨砥石に押し付けられることもある。   It is also known to use an abrasive wheel to finish the article. In some cases, the article may be pressed against a rotating abrasive wheel.

米国特許第3,375,615号明細書US Pat. No. 3,375,615 英国特許第1130923号明細書British Patent No. 1130923 米国特許第5,373,047号明細書US Pat. No. 5,373,047 米国特許出願公開第2004/0148966号明細書US Patent Application Publication No. 2004/0148966

本発明の第1の態様では、少なくとも部分的に失透しているガラス材料から本質的になる研磨要素が提供されている。   In a first aspect of the invention, there is provided an abrasive element consisting essentially of a glass material that is at least partially devitrified.

「ガラス材料」という用語は、非晶質材料またはガラス質材料から形成された部分を意味している。   The term “glass material” means a portion formed from an amorphous or glassy material.

要素が本質的または排他的にガラス材料から形成されている実施形態は、特に、酸化アルミニウムなどのような研磨粒子が埋設されている素地要素からなる従来技術の媒体を上回る利点を有している。これは、先行技術による要素は、使用中にそれらの研磨粒子が脱落し、研磨粒子、素地要素、および仕上げ処理されるべき物品からの削り屑からなるスラリーを形成する傾向にあるからである。このスラリーは、一部の研磨粒子の場合、環境問題を引き起こすことがあり、このスラリーを廃棄する前に、さらなる高価な処理を必要とする場合がある。対照的に、本発明の実施形態は、ガラス粒子のみが脱落し、これらのガラス粒子は、容易に廃棄またはリサイクルされることが可能である。   Embodiments in which the elements are formed essentially or exclusively from a glass material have advantages over prior art media consisting in particular of a green element in which abrasive particles such as aluminum oxide are embedded. . This is because prior art elements tend to drop off their abrasive particles during use, forming a slurry consisting of abrasive particles, substrate elements, and shavings from the article to be finished. This slurry can cause environmental problems for some abrasive particles and may require further expensive processing before the slurry is discarded. In contrast, embodiments of the present invention drop out only glass particles, which can be easily discarded or recycled.

「失透(devitrified)」という用語は、結晶組織を有している材料であって、元は非晶質(ガラス質)組織を有していた材料を意味している。「非晶質組織」という用語は、X線回折によって測定されるような長領域の結晶組織を有していない材料を意味している。「ガラスまたはガラス質」という用語は、ガラス遷移温度を示す非晶質材料を意味している。   The term “devitrified” means a material that has a crystalline structure and originally has an amorphous (glassy) structure. The term “amorphous structure” means a material that does not have a long-range crystal structure as measured by X-ray diffraction. The term “glass or vitreous” means an amorphous material that exhibits a glass transition temperature.

本発明による(本明細書では、「仕上げ処理媒体」とも呼ばれる)「研磨媒体」は、比較的低コストの出発材料から比較的低コストの方法によって製造することができるという利点を有している。本発明の1つまたは複数の実施形態による(「仕上げ処理媒体要素」と呼ばれることもある)「研磨要素」は、リサイクルされたガラス材料から製造することもできる。   “Abrasive media” according to the present invention (also referred to herein as “finishing media”) have the advantage that they can be produced from relatively low cost starting materials by a relatively low cost method. . An “abrasive element” (sometimes referred to as a “finishing media element”) according to one or more embodiments of the invention can also be made from recycled glass material.

(陶土のような)セラミックを得るための原材料は、通常、採掘作業によって得られ、その結果、この材料の使用に関して、環境問題が存在する。しかし、リサイクルされた材料の使用は、採掘作業による景観の破壊を必要としないという利点がある。   Raw materials for obtaining ceramics (such as porcelain clay) are usually obtained by mining operations, with the result that there are environmental problems with the use of this material. However, the use of recycled material has the advantage that it does not require the destruction of the landscape by mining operations.

特に、緑色(または灰色)ガラスは、通常、リサイクルされない。従って、本発明の実施形態は、埋立地または他の投棄施設に廃棄されるこの材料の優れた利用をもたらすことになる。   In particular, green (or gray) glass is usually not recycled. Thus, embodiments of the present invention will provide excellent utilization of this material that is discarded in landfills or other dumping facilities.

本発明の第2の態様では、少なくとも部分的に失透しているガラス材料から本質的になる建築用要素が提供されている。   In a second aspect of the invention, there is provided a building element consisting essentially of a glass material that is at least partially devitrified.

建築用要素は、好ましくは、建築用煉瓦の形態にある。   The building element is preferably in the form of a building brick.

要素は、実質的に非晶質材料を含む部分を有していてもよい。   The element may have a portion that includes a substantially amorphous material.

非晶質ガラスの存在は、要素の靱性を高める効果を有することになる。換言すれば、非晶質ガラス材料の存在は、材料が破砕する傾向を減少させることができる。   The presence of amorphous glass will have the effect of increasing the toughness of the element. In other words, the presence of the amorphous glass material can reduce the tendency of the material to shatter.

好ましくは、要素は、例えば、気泡、好ましくは、空気の泡によって生じた複数の空隙を含んでいるかまたは取り込んでいる。   Preferably, the element contains or encloses a plurality of voids created, for example, by bubbles, preferably air bubbles.

空隙は、要素の表面領域上に露出していると、切断、バリ取り、および仕上げ処理にとって良好な大きさを有する鋭利な縁をもたらすことになる。露出した空隙は、振動仕上げ処理プロセスに用いられる流体仕上げ処理媒体のためのリザーバとしても機能することができる。   The voids, when exposed on the surface area of the element, will result in sharp edges having a good size for cutting, deburring, and finishing processes. The exposed air gap can also serve as a reservoir for the fluid finishing media used in the vibration finishing process.

空隙は、好ましくは、要素内に実質的に均一に分散している。   The voids are preferably distributed substantially uniformly within the element.

さらに好ましくは、空隙は、少なくとも要素の表面内に設けられている。   More preferably, the void is provided at least in the surface of the element.

さらに一層好ましくは、空隙は、表面層に露出し、これによって、表面に鋭利な縁をもたらすようになっている。   Even more preferably, the voids are exposed in the surface layer, thereby providing a sharp edge on the surface.

空隙は、表面に露出し、これによって、仕上げ処理プロセスに用いられる流体仕上げ処理媒体のためのリザーバをもたらすようになっていてもよい。   The voids may be exposed on the surface, thereby providing a reservoir for the fluid finishing media used in the finishing process.

好ましくは、空隙は、約50nmから約5mm、好ましくは、約1μmから約1mm、さらに好ましくは、約10μmから約500μm、さらに一層好ましくは、約100μmから約500μmの範囲内の公称直径を有している。   Preferably, the air gap has a nominal diameter in the range of about 50 nm to about 5 mm, preferably about 1 μm to about 1 mm, more preferably about 10 μm to about 500 μm, and even more preferably about 100 μm to about 500 μm. ing.

失透材料の形態にある要素の体積は、約1%から約100%の範囲内にあってもよい。   The volume of the element in the form of devitrified material may be in the range of about 1% to about 100%.

失透材料の形態にある要素の体積は、約20%から約80%の範囲内、任意選択的に、約50%であってもよい。   The volume of the element in the form of devitrified material may be in the range of about 20% to about 80%, and optionally about 50%.

好ましくは、要素は、約5mmから約80mmの範囲内の最長寸法を有している。   Preferably, the element has a longest dimension in the range of about 5 mm to about 80 mm.

要素は、約5mmから約50mmの範囲内の最長寸法を有していてもよい。   The element may have a longest dimension in the range of about 5 mm to about 50 mm.

これらの範囲内の寸法を有する要素は、種々の大きさの範囲にわたる物品を仕上げ処理するのに特に適していることが見出されている。さらに、要素の大きさは、該要素が、物品の凹部、隙間、または他の特徴部内にとどまることなく、物品の全ての必要な表面に衝突することができるように選択されていてもよい。   Elements having dimensions within these ranges have been found to be particularly suitable for finishing articles over various size ranges. Further, the size of the element may be selected such that the element can impact all necessary surfaces of the article without remaining in the recess, gap, or other feature of the article.

好ましくは、要素は、約10mmから約40mmの範囲内の最小寸法を有している。   Preferably, the element has a minimum dimension in the range of about 10 mm to about 40 mm.

要素は、要素の自由面において複数の結晶材料の領域を備えていてもよい。   The element may comprise a plurality of regions of crystalline material in the free surface of the element.

要素は、好ましくは、非晶質ガラス材料および結晶化ガラス材料から本質的になる。   The element preferably consists essentially of an amorphous glass material and a crystallized glass material.

要素は、非晶質ガラス材料および結晶化ガラス材料から本質的になっていてもよい。   The element may consist essentially of an amorphous glass material and a crystallized glass material.

結晶化ガラス材料は、非晶質ガラス材料内に分散した粒子の形態で設けられていてもよい。   The crystallized glass material may be provided in the form of particles dispersed in the amorphous glass material.

非晶質ガラス材料は、結晶化ガラス材料内に分散した粒子の形態で設けられていてもよい。   The amorphous glass material may be provided in the form of particles dispersed in the crystallized glass material.

好ましくは、要素は、少なくとも部分的に失透した材料、好ましくは、失透ガラス材料から本質的になる。   Preferably, the element consists essentially of at least partially devitrified material, preferably devitrified glass material.

失透材料は、針状形態を有する少なくとも一部を備えていてもよい。   The devitrification material may include at least a part having a needle-like shape.

要素は、シリカを含んでいてもよい。   The element may include silica.

要素は、モースケールで約5.5の硬度値を有していてもよい。   The element may have a hardness value of about 5.5 on a morscale.

もし硬度が高すぎる場合、仕上げ処理要素は、使用中に破砕するおそれがある。もし柔らかすぎた場合、要素は、該要素の縁が丸められることによって、その有効性を失うおそれがある。   If the hardness is too high, the finishing element may break during use. If it is too soft, the element can lose its effectiveness by rounding the edges of the element.

要素の形状は、立方体、楕円体、角柱、円錐、4面体、角錐、多面体、球、三角構造、円板または円板状構造、および円板および円板状構造のセグメントから選択される少なくとも1つであってもよい。   The shape of the element is at least one selected from a cube, an ellipsoid, a prism, a cone, a tetrahedron, a pyramid, a polyhedron, a sphere, a triangular structure, a disk or a disk-like structure, and a segment of a disk and a disk-like structure. It may be one.

要素は、研削砥石または研磨砥石として用いられるのに適する円板の形状で設けられていてもよい。   The element may be provided in the form of a disc suitable for use as a grinding wheel or polishing wheel.

要素は、円板の破砕を防ぐように配置された少なくとも1つの支持要素を備えていてもよい。   The element may comprise at least one support element arranged to prevent the disc from breaking.

支持要素は、円板内に埋設された少なくとも一部を有していてもよい。   The support element may have at least a portion embedded in the disc.

本発明の第3の態様では、本発明の第1の態様による要素を備えている研削砥石または研磨砥石が提供されている。   In a third aspect of the present invention there is provided a grinding wheel or abrasive wheel comprising an element according to the first aspect of the present invention.

好ましくは、砥石は、複数の要素であって、各々が円板または円板状構造のセグメントの形状にある、複数の要素を有しており、これらの要素は、一緒に連結され、これによって、砥石を形成するようになっている。   Preferably, the grindstone has a plurality of elements, each in the form of a disc or segment of a disk-like structure, these elements being connected together thereby A whetstone is formed.

これらの要素は、ハブ要素によって、一緒に連結されていてもよい。   These elements may be connected together by a hub element.

本発明の第4の態様では、研磨要素を形成する方法において、複数のガラス材料の破片を設けるステップと、複数のガラス材料の破片に熱処理を施し、これによって、失透材料を含む少なくとも一部を有する固形成型部材を形成するステップと、を含む、方法が提供されている。   In a fourth aspect of the invention, in a method of forming an abrasive element, providing a plurality of pieces of glass material, and subjecting the pieces of glass material to a heat treatment, thereby including at least a portion comprising a devitrifying material. Forming a solid molded member having a method.

本発明の第5の態様では、建築用要素を形成する方法において、複数のガラス材料の破片を設けるステップと、複数のガラス材料の破片に熱処理を施し、これによって、失透材料を含む少なくとも一部を有する固形成型部材を形成するステップと、を含む、方法が提供されている。   According to a fifth aspect of the present invention, in a method of forming a building element, the steps of providing a plurality of pieces of glass material, and heat treating the pieces of glass material, thereby providing at least one devitrifying material. Forming a solid molded member having a portion.

建築用要素は、建築用煉瓦の形態にあってもよい。   The building element may be in the form of a building brick.

好ましくは、成型部材は、複数の空隙を含むように形成されている。   Preferably, the molding member is formed so as to include a plurality of voids.

本方法は、ガラス材料の破片を型内に入れるステップを含んでいてもよい。   The method may include placing a piece of glass material into the mold.

本方法は、ガラス材料の破片を型内に注入するステップをさらに含んでいてもよい。   The method may further include injecting a piece of glass material into the mold.

本方法は、ガラス材料の破片を型内において圧密するステップを含んでいてもよい。   The method may include the step of consolidating the glass material fragments in a mold.

複数のガラス材料の破片を設けるステップは、前記熱処理中に熱分解し、これによって、複数の空隙をもたらすように配置された複数の充填材料の破片を設けることをさらに含んでいてもよい。   Providing a plurality of pieces of glass material may further comprise providing a plurality of pieces of filler material arranged to thermally decompose during the heat treatment, thereby providing a plurality of voids.

好ましくは、充填剤は、植物材料の殻、砕かれた卵殻、およびポリマー材料から選択される少なくとも1つを含む。   Preferably, the filler comprises at least one selected from plant material shells, crushed eggshells, and polymeric materials.

充填剤の破片は、約500μm以下、任意選択的に、約250μm以下の範囲内の大きさを有していてもよい。   The filler debris may have a size in the range of about 500 μm or less, and optionally about 250 μm or less.

本方法は、複数のガラス材料の破片と複数の充填材料の破片とを混合するステップを含んでいてもよい。   The method may include mixing a plurality of pieces of glass material and a plurality of pieces of filler material.

本方法は、ガラス材料の破片および充填材料を型内に入れるステップをさらに含んでいてもよい。   The method may further comprise placing glass material fragments and filler material into the mold.

好ましくは、ガラス材料の破片は、ガラス屑であるかまたはガラス屑を含む。   Preferably, the piece of glass material is glass waste or contains glass waste.

好ましくは、複数の材料の破片は、約4mm以下、約4mmから約2mm、約3mmから約1mm、約1.5mmから約0.75mm、約1.5mmから約500μm、および約100μm以下から選択される範囲内の平均寸法を有している。   Preferably, the plurality of material pieces are selected from about 4 mm or less, about 4 mm to about 2 mm, about 3 mm to about 1 mm, about 1.5 mm to about 0.75 mm, about 1.5 mm to about 500 μm, and about 100 μm or less. Have an average dimension within the range.

一般的に、仕上げ処理要素が作製される破片の平均的な大きさが小さいほど、仕上げ処理された物品の表面がより滑らかになることが分かっている。上記の範囲の下端における平均値を有する破片から作製された要素は、仕上げ処理された物品が比較的低い表面粗さを有するように物品を仕上げ処理するのに特に適している。   In general, it has been found that the smaller the average size of the debris from which the finishing element is made, the smoother the surface of the finished article. Elements made from debris having an average value at the lower end of the above range are particularly suitable for finishing an article so that the finished article has a relatively low surface roughness.

成型部材は、好ましくは、非晶質ガラス材料を含む。   The molded member preferably comprises an amorphous glass material.

本方法は、成型部材を切断し、これによって、複数の仕上げ処理媒体要素を形成するステップをさらに含んでいてもよい。   The method may further include the step of cutting the molded member, thereby forming a plurality of finishing media elements.

本発明は、立方体、楕円体、角柱、円錐、4面体、角錐、多面体、球、および円板または円板状の形状から選択される少なくとも1つである形状を有するように、成型部材を形成するステップを含んでいてもよい。   The present invention forms a molded member so as to have a shape that is at least one selected from a cube, an ellipsoid, a prism, a cone, a tetrahedron, a pyramid, a polyhedron, a sphere, and a disc or disc shape. Step may be included.

好ましくは、研磨要素は、約30°から120°の範囲内の円錐角を有する円錐の形状に形成されている。   Preferably, the polishing element is formed in the shape of a cone having a cone angle in the range of about 30 ° to 120 °.

好ましくは、研磨要素は、30°,60°,90°,120°から選択される1つの円錐角を有するように形成されている。   Preferably, the polishing element is formed to have one cone angle selected from 30 °, 60 °, 90 ° and 120 °.

研磨要素は、円板または円板状形状を有するように形成されていてもよく、該要素内に埋設された少なくとも一部を有する支持部材を備えていてもよい。   The polishing element may be formed to have a disk or disk-like shape, and may include a support member having at least a portion embedded in the element.

支持部材は、円板が破砕されるのを防ぐように配置されていてもよい。   The support member may be arranged to prevent the disc from being crushed.

熱処理は、約700℃から約1100℃、任意選択的に、約750℃から約950℃の範囲内の温度に加熱するステップを含んでいてもよい。   The heat treatment may include heating to a temperature in the range of about 700 ° C. to about 1100 ° C., optionally, about 750 ° C. to about 950 ° C.

熱処理は、約800℃から約1000℃の範囲内の温度、任意選択的に、約975℃に加熱するステップをさらに含んでいてもよい。   The heat treatment may further comprise heating to a temperature in the range of about 800 ° C. to about 1000 ° C., optionally to about 975 ° C.

好ましくは、熱処理は、約850℃から約950℃、好ましくは、約900℃から約920℃の範囲内の温度、さらに好ましくは、約900℃に加熱するステップを含む。   Preferably, the heat treatment comprises heating to a temperature in the range of about 850 ° C. to about 950 ° C., preferably about 900 ° C. to about 920 ° C., more preferably about 900 ° C.

熱処理は、約1時間から約3時間の間、約700℃から約1100℃、好ましくは、約700℃から約950℃、さらに好ましくは、約900℃から約920℃の範囲内の温度、さらに一層好ましくは、約900℃に加熱するステップを含んでいてもよい。   The heat treatment is performed at a temperature in the range of about 700 ° C. to about 1100 ° C., preferably about 700 ° C. to about 950 ° C., more preferably about 900 ° C. to about 920 ° C. for about 1 hour to about 3 hours, More preferably, it may include heating to about 900 ° C.

熱処理は、約2時間の間、約700℃から約1100℃、好ましくは、約700℃から約950℃、さらに好ましくは、約900℃から約920℃の範囲内の温度、さらに一層好ましくは、約900℃に加熱するステップを含んでいてもよい。   The heat treatment is performed at a temperature in the range of about 700 ° C. to about 1100 ° C., preferably about 700 ° C. to about 950 ° C., more preferably about 900 ° C. to about 920 ° C. for about 2 hours, even more preferably, Heating to about 900 ° C. may be included.

熱処理は、少なくとも1つの破片を熱処理し、これによって、前記少なくとも1つの破片の少なくとも一部を融解し、続いて、失透材料を含む少なくとも一部を有する固形成型部材を形成するために冷却するステップを含んでいてもよい。   The heat treatment heat treats at least one piece, thereby melting at least a portion of the at least one piece and subsequently cooling to form a solid molded member having at least a portion that includes devitrified material. Steps may be included.

本方法は、約5.5モースの硬度値を有する研磨要素をもたらすように構成されていてもよい。   The method may be configured to provide an abrasive element having a hardness value of about 5.5 Mohs.

本発明の第6の態様では、少なくとも1つの研磨要素を再形成する方法において、第1の態様による少なくとも1つの研磨要素を設けるステップと、熱処理を行うステップと、続いて、失透材料を含む固形成型部材を形成するために冷却するステップと、を含む、方法が提供されている。   In a sixth aspect of the present invention, in a method for reshaping at least one abrasive element, the method comprises providing at least one abrasive element according to the first aspect, performing a heat treatment, followed by a devitrifying material. Cooling to form a solid molded member.

これは、使い尽くされた仕上げ処理要素が再形成され、新しい仕上げ処理要素を作製することができるという利点を有している。従って、使い尽くされた仕上げ処理要素を埋立地または他の投棄施設に廃棄する必要がない。   This has the advantage that exhausted finishing elements can be reshaped and new finishing elements can be made. Thus, it is not necessary to dispose of exhausted finishing elements in landfills or other dumping facilities.

少なくとも1つの研磨要素を設けるステップは、少なくとも1つの研磨要素を破砕し、これによって、複数の材料の破片を形成するステップをさらに含む。   Providing at least one abrasive element further includes crushing at least one abrasive element, thereby forming a plurality of pieces of material.

好ましくは、少なくとも1つの研磨要素を破砕するステップに続いて、破砕された要素の複数の破片を型内に入れるステップが行われるようになっている。   Preferably, the step of crushing at least one abrasive element is followed by a step of placing a plurality of pieces of the crushed element into a mold.

本発明の第7の態様では、脱脂剤および/または研磨剤と組み合わされた本発明の第1の態様による研磨要素が提供されている。   In a seventh aspect of the present invention there is provided an abrasive element according to the first aspect of the present invention in combination with a degreasing agent and / or an abrasive.

本発明の第8の態様では、物品を仕上げ処理する方法において、第1の態様による複数の仕上げ処理媒体を設けるステップと、該研磨要素を物品に衝突させ、これによって、物品の表面粗さを低減させるステップと、を含む、方法が提供されている。   According to an eighth aspect of the present invention, in a method for finishing an article, the step of providing a plurality of finishing media according to the first aspect and impinging the abrasive element on the article, thereby reducing the surface roughness of the article. A method comprising: reducing.

本方法は、脱脂剤、洗浄剤、または研磨剤から選択される少なくとも1つを設け、これによって、物品の表面粗さの低減を高めるステップをさらに含んでいてもよい。   The method may further include providing at least one selected from a degreasing agent, a cleaning agent, or an abrasive, thereby increasing the reduction in surface roughness of the article.

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

本発明の第1の実施形態および第2の実施形態による熱処理のための時間の関数としての温度のプロットである。4 is a plot of temperature as a function of time for heat treatment according to the first and second embodiments of the present invention. 本発明の第1の実施形態による角柱形状の仕上げ処理媒体要素を示す図である。It is a figure which shows the prism-shaped finishing process medium element by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態による実質的に円錐形状の仕上げ処理媒体要素を示す図である。FIG. 6 shows a substantially conical finishing media element according to a second embodiment of the invention. 本発明の第2の実施形態による複数の仕上げ処理媒体要素を形成するのに適する型を示す図である。FIG. 4 shows a mold suitable for forming a plurality of finishing media elements according to a second embodiment of the invention. 約15°から約90°の範囲内の円錐角を有する円錐形状の複数の仕上げ処理媒体を示す図である。FIG. 6 shows a plurality of conical shaped finishing media having a cone angle in the range of about 15 ° to about 90 °. 気泡構造を有する仕上げ処理要素の断面図である。It is sectional drawing of the finishing element which has a bubble structure. 要素の自由表面における結晶質材料(失透材料)の存在を示す仕上げ処理要素の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a finishing element showing the presence of crystalline material (devitrified material) on the free surface of the element. 本発明の実施形態による研削砥石または研磨砥石の斜視図(8a)、および正面図(i)および側面図(ii)によって研磨砥石のコアに設けられるように構成されたハブ要素を示す図(8b)である。FIG. 8B is a perspective view (8a) of a grinding wheel or polishing wheel according to an embodiment of the present invention, and FIG. ). 円板形状の研磨要素内に埋設された支持要素を有する本発明の実施形態による研削砥石または研磨砥石を示す図である。1 shows a grinding wheel or polishing wheel according to an embodiment of the invention having a support element embedded in a disc-shaped polishing element. FIG. 円板のセグメントの形態にある研磨材料を有する本発明の実施形態による研削砥石または研磨砥石を示す図である。1 shows a grinding wheel or polishing wheel according to an embodiment of the invention having an abrasive material in the form of a disc segment. FIG.

本発明の第1の実施形態によれば、研磨要素(または「仕上げ処理媒体要素」)は、部分的に再結晶化されたシリカガラス材料から形成されている。他のガラス材料も、有用である。   According to a first embodiment of the invention, the polishing element (or “finishing media element”) is formed from a partially recrystallized silica glass material. Other glass materials are also useful.

非晶質シリカガラスは、金属材料と比較して比較的安価な日用品材料として広く利用されている。例えば、非晶質シリカガラスは、リサイクル飲料ボトルおよび他のリサイクル物品の形態で利用されている。   Amorphous silica glass is widely used as a daily necessities material that is relatively inexpensive compared to metal materials. For example, amorphous silica glass is utilized in the form of recycled beverage bottles and other recycled articles.

本発明の一実施形態では、非晶質シリカガラスの形態にある出発原料は、細片に破砕されるようになっている。本発明のいくつかの実施形態では、これらの破片は、約4mmの直径を有している。「直径」という用語は、材料の破片の最大直径を意味している。他の大きさも、有用である。   In one embodiment of the invention, the starting material in the form of amorphous silica glass is crushed into strips. In some embodiments of the invention, these fragments have a diameter of about 4 mm. The term “diameter” means the maximum diameter of a piece of material. Other sizes are also useful.

いくつかの実施形態では、約4mmの最大直径の破片を含む勾配混合ガラス屑(cullet)が用いられている。   In some embodiments, gradient mixed glass cullets are used, including fragments with a maximum diameter of about 4 mm.

いくつかの実施形態では、より大きい直径を有する破片が用いられている。例えば、約5mmまでの直径を有する破片が用いられていてもよい。   In some embodiments, debris having a larger diameter is used. For example, debris having a diameter up to about 5 mm may be used.

いくつかの実施形態では、数μmから約5mmの直径を有する破片が用いられている。   In some embodiments, debris having a diameter of a few μm to about 5 mm is used.

第1の実施形態によれば、破片は、型内に入れられ、熱処理が施される。熱処理は、破片を少なくとも部分的に融解し、その後、失透シリカ材料を含む少なくとも一部を有する(「成型部材(cast member)」とも呼ばれる)材料を形成するために冷却される。失透シリカは、比較的硬く、擦過による摩耗に対して耐性があるという特性を有している。   According to the first embodiment, the debris is placed in a mold and subjected to heat treatment. The heat treatment is cooled to at least partially melt the debris and then form a material having at least a portion comprising devitrified silica material (also referred to as a “cast member”). Devitrified silica is relatively hard and has the property of being resistant to abrasion due to abrasion.

破片には、成型部材の空隙率を低下させるために、型内において圧密プロセスが施されるとよい。空隙率の低下によって、成型部材内の空隙の数および/または大きさが低減されることになる。   The debris may be subjected to a consolidation process in the mold to reduce the porosity of the molded member. The decrease in the porosity will reduce the number and / or size of the voids in the molded member.

圧密の例として、型の動揺および/または破片への圧力の印加が挙げられる。他の圧密プロセスも、有用である。   Examples of consolidation include mold swaying and / or application of pressure to the debris. Other consolidation processes are also useful.

冷却された材料は、非晶質材料の領域と、失透した、すなわち、結晶化したシリカ材料の領域と、の両方の領域を有している。一方、出発原料の破砕ガラスは、典型的には、殆ど全てが非晶質シリカ材料から構成されている。   The cooled material has both a region of amorphous material and a region of devitrified, ie crystallized silica material. On the other hand, the starting crushed glass is typically almost entirely composed of an amorphous silica material.

本発明の実施形態による熱処理プロセスのための時間の関数としての温度のプロットが、図1に概略的に示されている。   A plot of temperature as a function of time for a heat treatment process according to an embodiment of the invention is shown schematically in FIG.

破片は、約700°から1400°の温度T1に加熱される。破片は、この温度で、約1時間から6時間の範囲内にある時間t1の間保持される。   The debris is heated to a temperature T1 of about 700 ° to 1400 °. The debris is held at this temperature for a time t1, which is in the range of about 1 to 6 hours.

本発明の好ましい実施形態では、破片は、約900℃の温度T1で約2時間の期間t1にわたって加熱されている。いくつかの実施形態では、破片は、約925℃の温度T1に加熱されている。   In a preferred embodiment of the invention, the debris is heated at a temperature T1 of about 900 ° C. for a period t1 of about 2 hours. In some embodiments, the debris is heated to a temperature T1 of about 925 ° C.

高温T1からの冷却中にガラス材料に生じる再結晶化の程度によって、得られる仕上げ処理媒体の硬度の実質的な範囲が決定されることになる。用いられる時間t1および温度T1が、仕上げ処理媒体内に含まれる結晶質材料の比率に影響を与えることになる。より高比率の結晶質材料は、通常、より高硬度の仕上げ処理媒体をもたらすことが見出されている。   The degree of recrystallization that occurs in the glass material during cooling from the high temperature T1 will determine the substantial range of hardness of the resulting finish media. The time t1 and temperature T1 used will affect the proportion of crystalline material contained in the finishing medium. It has been found that higher proportions of crystalline material typically result in higher hardness finishing media.

また、より高比率の結晶質材料を含む研磨媒体は、より高い脆弱性を示し、使用中に破砕を生じることがある。従って、仕上げ処理プロセス中に過度に高率の摩耗を生じさせないのに十分な硬度を有すると共に過度に容易な破砕を生じさせないのに十分な靱性を有する研磨要素を得るために、非晶質材料と結晶質材料との相対的な配合比の間に許容される均衡が達成されねばならない。   Also, polishing media that contain a higher proportion of crystalline material exhibit higher brittleness and may fracture during use. Thus, to obtain an abrasive material that has sufficient hardness to not cause excessively high wear rates during the finishing process and sufficient toughness not to cause excessively easy crushing An acceptable balance must be achieved between the relative blending ratios of the and the crystalline material.

いくつかの実施形態では、要素は、約75−80体積%までの結晶質材料を含む。   In some embodiments, the element comprises up to about 75-80% by volume crystalline material.

いったん部分的に再結晶化したガラス材料が、室温に冷却されると、該材料は、切断され、仕上げ処理媒体として用いられるのに適する形状および大きさの要素が形成されることになる。切断は、一般的に、従来のダイヤモンドチップ付き丸鋸刃を用いて行われる。   Once the partially recrystallized glass material is cooled to room temperature, it will be cut to form elements of a shape and size suitable for use as a finishing medium. Cutting is generally performed using a conventional circular saw blade with a diamond tip.

本発明のいくつかの実施形態では、切断は、水噴射またはレーザによって行われている。他の切断手段も、有用である。   In some embodiments of the invention, the cutting is performed by water jet or laser. Other cutting means are also useful.

本発明の一実施形態によれば、材料は、図2において110で総称的に示されているような振動仕上げ処理プロセスに用いられるのに適する角柱形状の仕上げ処理媒体を形成するように、切断されている。一実施形態によれば、各角柱の基部の側辺の長さは、約5mmから約50mmの範囲内にある。いくつかの実施形態では、この範囲は、約10mmから約40mmの間である。   In accordance with one embodiment of the present invention, the material is cut to form a prismatic finishing media suitable for use in a vibration finishing process as shown generally at 110 in FIG. Has been. According to one embodiment, the length of the side of the base of each prism is in the range of about 5 mm to about 50 mm. In some embodiments, this range is between about 10 mm to about 40 mm.

媒体の大きさは、仕上げ処理されるべき物品の大きさおよび形状によって選択される。大きさは、仕上げ処理されるべき物品の凹部または他の構造内に仕上げ処理媒体要素が詰まる問題を避けるように、選択されている。   The size of the medium is selected according to the size and shape of the article to be finished. The size is selected to avoid the problem of clogging the finishing media elements within the recesses or other structures of the article to be finished.

本発明の一実施形態によれば、仕上げ処理媒体は、部分的に失透した材料のブロックから切断することによって形成された固形角柱片の形態にある。   According to one embodiment of the present invention, the finishing medium is in the form of a solid prism piece formed by cutting from a block of partially devitrified material.

代替的実施形態では、材料は、種々の形状、例えば、立方体、平行六面体、楕円体、星型形状の形態にある断面または他の部分を有する形状体、または任意の他の適切な形状を形成するように、切断されている。   In alternative embodiments, the material forms various shapes, for example, cubes, parallelepipeds, ellipsoids, shapes with cross sections or other parts in the form of a star shape, or any other suitable shape. To be cut off.

本発明のさらに他の実施形態によれば、仕上げ処理媒体は、実質的に必要な最終形状の仕上げ処理媒体を直接形成するために、個々の型内において破砕されたシリカガラスの粒子を融解することによって、形成されている。従って、仕上げ処理媒体要素を形成するために、凝固した融解物を切断する必要がない。   According to yet another embodiment of the present invention, the finishing media melts the crushed silica glass particles in individual molds to directly form the final required finishing media. Is formed. Thus, it is not necessary to cut the solidified melt to form the finish media element.

図3は、型から直接形成された実質的に円錐形状を有する仕上げ処理媒体要素210の概略図である。このような要素210を形成するための適切な型が、図4に示されている。型には、円錐形状の仕上げ処理媒体要素210の形状に対応する形状を有する複数の井戸要素310が設けられている。   FIG. 3 is a schematic view of a finishing media element 210 having a substantially conical shape formed directly from a mold. A suitable mold for forming such an element 210 is shown in FIG. The mold is provided with a plurality of well elements 310 having a shape corresponding to the shape of the conical finishing media element 210.

円錐形状の仕上げ処理媒体は、いったん成型材料が冷却されると、容易に離型可能であるという利点を有している。従って、これらの仕上げ処理媒体要素は、迅速かつ便利に作製可能である。   Conical shaped finishing media have the advantage that they can be easily released once the molding material has cooled. Accordingly, these finish media elements can be made quickly and conveniently.

いくつかの実施形態では、型は、型材料の中実ブロックから材料の一部を除去することによって、形成されている。   In some embodiments, the mold is formed by removing a portion of the material from a solid block of mold material.

型を用いることによって、種々の複雑な形状の研磨要素を比較的迅速かつ効率的に形成することができる。この理由の少なくとも一部として、融解物が冷却された後に切断作業を行なう必要がないことが挙げられる。   By using a mold, various complex shaped abrasive elements can be formed relatively quickly and efficiently. At least part of this is because it is not necessary to perform a cutting operation after the melt has cooled.

本発明の実施形態による仕上げ処理媒体要素が使い尽くされた時点で、例えば、有効性がもはや許容できない程度まで、該媒体要素の大きさが摩耗または減少した時点で、これらの媒体要素は、新しい仕上げ処理媒体要素を形成するために、リサイクルされることが可能であることを理解されたい。   When finishing media elements according to embodiments of the present invention are used up, such as when the media element size is worn or reduced to an extent that effectiveness is no longer acceptable, these media elements are It should be understood that it can be recycled to form a finish media element.

このようにして、使い尽くされた要素は、加熱および冷却され、新しい研磨要素を形成することができる。いくつかの実施形態では、使い尽くされた要素は、破砕されて粒子を形成し、これらの粒子が熱処理されるようになっている。いくつかの実施形態では、これらの粒子は、図4に示されているような型内に入れられ、前述したのと同様の熱処理が施されることになる。   In this way, depleted elements can be heated and cooled to form new abrasive elements. In some embodiments, depleted elements are crushed to form particles that are heat treated. In some embodiments, these particles will be placed in a mold as shown in FIG. 4 and subjected to a heat treatment similar to that described above.

使い捨てられた要素のリサイクルは、材料の廃棄を少なくし、これによって、研磨要素を用いるプロセスの投棄施設への負担を低減させるという利点を有している。仕上げ処理要素を形成するための原料が最初の段階でリサイクルされたシリカガラス材料から得られているという事実も、プロセスの環境影響を低減させる上で著しい利点を有していることになる。   The recycling of disposable elements has the advantage of reducing material disposal, thereby reducing the burden on the dumping facility for processes using abrasive elements. The fact that the raw material for forming the finishing element is derived from silica glass material recycled in the first stage also has significant advantages in reducing the environmental impact of the process.

図5は、約15°から約90°の範囲内の円錐角を有する本発明の実施形態による一連の仕上げ処理媒体要素を示している。約120°までの円錐角も、有用である。   FIG. 5 illustrates a series of finish media elements according to embodiments of the present invention having a cone angle in the range of about 15 ° to about 90 °. Conical angles up to about 120 ° are also useful.

図6は、多孔構造または気泡構造を有するように形成された要素410の内部構造を示している。すなわち、要素410は、複数の細孔または空隙450を備えている。このような構造は、複数の鋭利な縁415が存在している自由面411を有する要素410が、粒子を素地に結合させることなく、便利に得られるという利点を有している。さらに、研磨要素が使用中に摩耗すると、新しい空隙が自由面に露出することを理解されたい。従って、要素が摩耗すると、新しい鋭利な表面が露出することになる。   FIG. 6 shows the internal structure of the element 410 formed to have a porous structure or a bubble structure. That is, element 410 includes a plurality of pores or voids 450. Such a structure has the advantage that an element 410 having a free surface 411 in which a plurality of sharp edges 415 are present is conveniently obtained without binding the particles to the substrate. In addition, it should be understood that as the abrasive element wears during use, new voids are exposed to the free surface. Thus, when the element wears, a new sharp surface is exposed.

さらに、要素が摩耗すると、該要素から砕けたどのような材料の破片も、該要素自体の大きさと比べて、比較的小さい大きさを有している。従って、破片がフィルターおよび振動仕上げ処理工具のような関連する流体処理装置を詰まらせるおそれが、一部の周知の仕上げ処理媒体要素および研磨材料と比較して、少なくなる。   Furthermore, as the element wears, any piece of material that breaks from the element has a relatively small size compared to the size of the element itself. Thus, there is less risk of debris clogging associated fluid treatment devices such as filters and vibration finishing tools compared to some known finishing media elements and abrasive materials.

気泡構造は、ガラス片の圧密が成型部材を形成するために加熱の前に行われる程度を変化させることによって、制御されてもよい。破片がより強く圧密されると、成型部材の空隙率がより小さくなる。さらに、いくつかの実施形態では、すり潰された小麦の殻または他の有機材料のような充填媒体の粒子が用いられてもよいし、砕かれた卵の殻が用いられてもよい。他の充填材料も、有用である。   The cell structure may be controlled by changing the degree to which the compaction of the glass pieces is performed prior to heating to form the molded member. As the debris is consolidated more strongly, the porosity of the molded member becomes smaller. Further, in some embodiments, particles of packing media such as ground wheat shells or other organic materials may be used, or crushed egg shells may be used. Other filler materials are also useful.

圧密は、破片が入れられている型を動揺させることによって、および/または破片に圧力を加えることによって、行われるとよい。   Consolidation may be performed by agitating the mold in which the debris is placed and / or by applying pressure to the debris.

本発明のいくつかの実施形態では、仕上げ処理媒体要素は、仕上げ処理されるべき物品に対して研磨面をもたらす要素の表面に露出した結晶質材料を備えている。いくつかの実施形態では、要素の結晶質材料は、要素の外面から突出する細長の結晶の形態にある。図7は、自由面511を有する仕上げ処理要素510の一部の断面図である。結晶質(失透)材料520,525が、自由面511に存在している。いくつかの実施形態では、結晶質材料のいくつかは、自由面511から突出する細長の結晶520の形態にある。また、空隙(または細孔)550が、要素510内に存在していることもある。   In some embodiments of the present invention, the finish media element comprises a crystalline material exposed on the surface of the element that provides an abrasive surface for the article to be finished. In some embodiments, the crystalline material of the element is in the form of elongated crystals that protrude from the outer surface of the element. FIG. 7 is a cross-sectional view of a portion of a finishing element 510 having a free surface 511. Crystalline (devitrified) materials 520, 525 are present on the free surface 511. In some embodiments, some of the crystalline material is in the form of elongated crystals 520 that protrude from the free surface 511. There may also be voids (or pores) 550 in element 510.

仕上げ処理要素内に存在している結晶の大きさは、出発材料のガラスに加えられる熱処理に依存していることを理解されたい。高温におけるより長い焼きなましによって、通常、より大きい結晶が生成されることになる。   It should be understood that the size of the crystals present in the finishing element depends on the heat treatment applied to the starting glass. Longer annealing at higher temperatures usually results in larger crystals.

いくつかの実施形態では、失透した材料は、結晶質材料520,525がガラス質材料530内に効率的に「埋設される」ように、ガラス質材料530の素地と組み合わさって存在していることをさらに理解されたい。このように、ガラスを熱処理するプロセスによって、別々の材料源からの粒子と素地材料とを混合することなく、粒子/素地構造が形成されることになる。これによって、製造プロセスのコストおよび複雑さが、著しく簡素化されている。   In some embodiments, the devitrified material is present in combination with the substrate of the vitreous material 530 such that the crystalline material 520, 525 is effectively “embedded” within the vitreous material 530. I want you to understand more. Thus, the process of heat treating the glass results in the formation of a particle / substrate structure without mixing particles and substrate materials from separate material sources. This greatly simplifies the cost and complexity of the manufacturing process.

従って、本発明のいくつかの実施形態では、研磨要素の少なくとも3つの特徴が、要素と接触する物品の磨滅または研磨に関係することになる。これらは、(i)研磨要素を形成するのに用いられるガラス屑の大きさ、(ii)ガラス屑に施される熱処理の時間/温度プロフィルによって決定される要素内に存在する材料の結晶の大きさ、および(iii)要素が内部に形成された細孔を有する程度である。   Thus, in some embodiments of the present invention, at least three features of the polishing element will be related to abrasion or polishing of the article in contact with the element. These are: (i) the size of the glass debris used to form the abrasive element, (ii) the size of the crystals of material present in the element as determined by the time / temperature profile of the heat treatment applied to the glass debris. And (iii) to the extent that the element has pores formed therein.

ガラス屑のより大きい破片が型内に注入され、次いで、熱処理され、これによって、ガラス屑が焼成され、研磨要素を形成し、少なくとも部分的に失透させることによって、ガラス屑のより小さい破片を用いる場合におけるよりも、より粗い表面形態を有する要素が得られることが見出されている。従って、ガラス屑のより大きい破片は、一般的に、ガラス屑のより小さい破片よりも、より粗い表面仕上げ面を有する要素をもたらすことになる。   Larger pieces of glass debris are injected into the mold and then heat treated, thereby firing the glass debris, forming an abrasive element and at least partially devitrifying the smaller pieces of glass debris. It has been found that elements with a rougher surface morphology are obtained than in the case of use. Accordingly, larger pieces of glass debris will generally result in elements having a rougher surface finish than smaller pieces of glass debris.

従って、ガラス屑のより大きい破片を用いることによって、より粒状の構造がもたらされ、この要素の表面は、ガラス屑のより小さい破片が用いられる場合よりも長い規模の凹凸を有している。   Thus, using larger pieces of glass debris results in a more granular structure, and the surface of this element has longer scale irregularities than if smaller pieces of glass debris are used.

研磨要素内に存在している材料の結晶の大きさは、所定の熱処理の温度プロフィル(すなわち、熱処理中の時間の関数としての要素の温度)に大きく依存している。研磨要素の自由面上に露出しているより大きな結晶は、典型的には、より小さい結晶が自由面に露出している要素におけるよりも粗い表面形態を有する要素をもたらすことを理解されたい。   The crystal size of the material present in the polishing element is highly dependent on the temperature profile of a given heat treatment (ie, the temperature of the element as a function of time during the heat treatment). It should be understood that larger crystals exposed on the free surface of the polishing element typically result in elements having a rougher surface morphology than in elements exposed on the free surface.

いくつかの実施形態では、研磨要素は、研削砥石または研磨砥石の形態で提供されている。図8(a)は、砥石要素610であるこのような要素を示している。砥石要素610は、砥石要素610の内周面612によって画定されている開口611を有しており、内周面612は、要素610の回転軸と同心になっている。   In some embodiments, the polishing element is provided in the form of a grinding wheel or polishing wheel. FIG. 8 (a) shows such an element which is a grindstone element 610. The grindstone element 610 has an opening 611 defined by the inner peripheral surface 612 of the grindstone element 610, and the inner peripheral surface 612 is concentric with the rotational axis of the element 610.

図8(b)は、砥石要素610の開口611内に設けられるように構成された要素であるハブ要素620を示している。いくつかの実施形態では、砥石要素610は、ハブ要素620の周囲に形成されるように構成されている。すなわち、ガラス屑を加熱して成型部材を形成する熱処理は、ハブ要素620を用いて、現場で行われるようになっている。いくつかの実施形態では、ハブ要素620は、砥石要素が熱処理され、成型部材を形成した後、砥石要素610に連結されるようになっている。   FIG. 8B shows a hub element 620 that is an element configured to be provided in the opening 611 of the grindstone element 610. In some embodiments, the grindstone element 610 is configured to be formed around the hub element 620. That is, the heat treatment for heating the glass waste to form the molded member is performed on-site using the hub element 620. In some embodiments, the hub element 620 is adapted to be coupled to the grindstone element 610 after the grindstone element is heat treated to form a molded member.

いくつかの実施形態では、ハブ要素620は、凹状の外周面622を有するように形作られている。この凹状の外周面622は、砥石要素610およびハブ要素620が互いから切り離されるおそれを低減させるために、砥石要素610の対応する内周面と連携するように構成されている。外周面622の他の形状も、有用である。   In some embodiments, the hub element 620 is shaped to have a concave outer peripheral surface 622. The concave outer peripheral surface 622 is configured to cooperate with the corresponding inner peripheral surface of the grindstone element 610 to reduce the risk of the grindstone element 610 and the hub element 620 being separated from each other. Other shapes for the outer peripheral surface 622 are also useful.

図9は、砥石要素710内に埋設された(点線で示されている)支持部材730を有する本発明の実施形態による砥石要素710を示している。支持部材730は、砥石要素710の破砕に対する耐性を高めるために、配置されている。いくつかの実施形態では、支持部材730は、砥石要素710の外側に設けられている。すなわち、支持部材730は、砥石要素710内に埋設されていない。いくつかの実施形態では、支持部材730は、砥石要素710内に部分的に埋設されている。   FIG. 9 shows a grindstone element 710 according to an embodiment of the present invention having a support member 730 embedded in the grindstone element 710 (shown in dotted lines). The support member 730 is disposed in order to increase resistance to crushing of the grindstone element 710. In some embodiments, the support member 730 is provided outside the grindstone element 710. That is, the support member 730 is not embedded in the grindstone element 710. In some embodiments, the support member 730 is partially embedded within the grindstone element 710.

図9の実施形態では、支持部材730は、複数の半径方向スポーク要素731および1つまたは複数の同心リング要素732を備えている。いくつかの実施形態では、スポーク要素731または1つまたは複数のリング要素732のいずれかが設けられている。他の支持部材の構成も、有用である。   In the embodiment of FIG. 9, the support member 730 includes a plurality of radial spoke elements 731 and one or more concentric ring elements 732. In some embodiments, either a spoke element 731 or one or more ring elements 732 are provided. Other support member configurations are also useful.

図10は、砥石要素810が複数の均一な厚みの実質的に楔状のセグメント815を備えている実施形態を示している。他の構成も、有用である。セグメント815は、接着剤によって互いに連結されているとよい。代替的または付加的に、セグメント815は、1つまたは複数の連結要素によって互いに連結されていてもよい。   FIG. 10 illustrates an embodiment in which the grindstone element 810 includes a plurality of uniform wedge-shaped segments 815. Other configurations are also useful. The segments 815 may be connected to each other by an adhesive. Alternatively or additionally, the segments 815 may be connected to each other by one or more connecting elements.

いくつかの実施形態では、砥石要素は、ガラス屑または破砕された研磨要素(例えば、廃棄されたまたは使用済み要素)を約850℃の温度で約4時間加熱することによって、形成されている。   In some embodiments, the grindstone element is formed by heating glass scrap or crushed abrasive elements (eg, discarded or used elements) at a temperature of about 850 ° C. for about 4 hours.

本発明の一実施形態では、建物の建造に用いられる建築用要素が提供されている。これらの要素は、粘土焼成煉瓦または任意の他の建築用煉瓦の代わりに用いられる煉瓦要素の形態にあるとよい。   In one embodiment of the present invention, an architectural element for use in building a building is provided. These elements may be in the form of brick elements that are used in place of clay fired bricks or any other building bricks.

これらの要素は、強度、すなわち、耐破損性に関する利点、および建造物がその寿命に達したときに容易にリサイクルされ、かつ再形成される能力を有している。   These elements have the advantage of strength, i.e. damage resistance, and the ability to be easily recycled and reshaped when the building reaches its lifetime.

いくつかの実施形態では、建築用要素は、粘土煉瓦を用いる従来の建造実施の場合におけるように、モルタルを用いて、建築用要素を互いに実質的に連結することを可能にするために、その合わせ面に十分な多孔率を有するように形成されている。   In some embodiments, the building element is used to allow the building elements to be substantially connected to each other using mortar, as in the case of conventional construction practices using clay bricks. The mating surfaces are formed to have a sufficient porosity.

このような建築用要素の使用は、原材料が、単一材料源(リサイクルされたガラス)から得られ、比較的直接的に建築用要素を形成するように処理されるという利点を有している。結合媒体のようなさらなる媒体を導入する必要がない。   The use of such building elements has the advantage that raw materials are obtained from a single source of material (recycled glass) and are processed relatively directly to form building elements. . There is no need to introduce additional media such as binding media.

いくつかの実施形態では、建築用要素の多孔率を増大させるために、研磨要素/仕上げ処理媒体要素に関して前述したのと同じように、加熱時に熱分解するようになっている充填材料が用いられてもよい。研磨要素/仕上げ処理媒体要素を形成するためのガラス材料の処理および熱処理に関する前述の記載は、建築用要素の形成に適用されてもよい。   In some embodiments, to increase the porosity of the building element, a filler material is used that is adapted to pyrolyze upon heating, similar to that described above for the abrasive / finishing media element. May be. The foregoing description regarding the processing and heat treatment of glass materials to form abrasive / finishing media elements may be applied to the formation of building elements.

本明細書の説明および請求項の全体を通して、「〜を備えている(comprise)」および「〜を含む(contain)」およびこれらの用語の変形、例えば、「comprising」および「comprises」は、「〜を備えているが、〜に制限されるものではない」ことを意味し、他の部分、付加物、構成要素、完全体、または段階を排除しようとするものではなく(かつ排除するものではない)ことを意味している。   Throughout the description and claims of this specification, “comprise” and “contain” and variations of these terms, eg, “comprising” and “comprises” Means, but is not limited to, and is not intended to exclude (and does not exclude) other parts, appendages, components, whole bodies, or steps. Not).

本明細書の記載および請求項の全体にわたって、単数形は、文脈が他の解釈を要求していない限り、複数形も含んでいる。特に、限定されていない物品が用いられる場合、文脈が他の解釈を要求していない限り、本明細書は、単数形のみならず複数形も考慮していることを理解されたい。   Throughout this description and the claims, the singular forms also include the plural unless the context requires otherwise. It is to be understood that this specification considers the singular as well as the plural unless the context requires otherwise, particularly where non-limiting articles are used.

本発明の特定の態様、実施形態、または実施例と関連して記載されている特徴、完全体、特性、化合物、化学部分または化学基は、矛盾しない限り、本明細書に記載されているどのような他の態様、実施形態、または実施例にも適用可能であることを理解されたい。   Any feature, completeness, property, compound, chemical moiety or chemical group described in connection with a particular aspect, embodiment or example of the present invention, unless stated otherwise, It should be understood that other aspects, embodiments, or examples are applicable.

Claims (72)

少なくとも部分的に失透しているガラス材料から本質的になる研磨要素。   An abrasive element consisting essentially of a glass material that is at least partially devitrified. 少なくとも部分的に失透しているガラス材料から本質的になる建築用要素。   An architectural element consisting essentially of a glass material that is at least partially devitrified. 建築用煉瓦の形態にあることを特徴とする請求項2に記載の建築用要素。   The building element according to claim 2, wherein the building element is in the form of a building brick. 実質的に非晶質の材料を含む部分を有していることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, characterized in that it has a part comprising a substantially amorphous material. 例えば、気泡、好ましくは、空気の泡によって形成された複数の空隙を備えているかまたは組み入れていることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, characterized in that it comprises or incorporates a plurality of voids formed by, for example, bubbles, preferably air bubbles. 前記空隙は、前記要素内に実質的に均一に分散していることを特徴とする請求項5に記載の要素。   The element of claim 5, wherein the voids are substantially uniformly distributed within the element. 前記空隙は、前記要素の少なくとも表面層内に設けられていることを特徴とする請求項5または6に記載の要素。   The element according to claim 5, wherein the void is provided in at least a surface layer of the element. 空隙は、前記表面層に露出し、これによって、前記表面に鋭利な縁をもたらすようになっていることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1つに記載の要素。   8. Element according to any one of claims 5 to 7, characterized in that voids are exposed on the surface layer, thereby providing a sharp edge on the surface. 前記空隙は、前記表面に露出し、これによって、仕上げ処理プロセスに用いられる流体仕上げ処理媒体のためのリザーバをもたらすようになっていることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1つに記載の要素。   9. The method of any one of claims 5 to 8, wherein the void is exposed on the surface, thereby providing a reservoir for a fluid finishing media used in a finishing process. Listed elements. 前記空隙は、約50nmから約5mm、好ましくは、1μmから約1mm、さらに好ましくは、約10μmから約500μm、さらに一層好ましくは、約100μmから約500μmの範囲内の公称直径を有していることを特徴とする請求項5〜9のいずれか1つに記載の要素。   The void has a nominal diameter in the range of about 50 nm to about 5 mm, preferably 1 μm to about 1 mm, more preferably about 10 μm to about 500 μm, and even more preferably about 100 μm to about 500 μm. 10. An element according to any one of claims 5-9. 失透材料の形態にある前記要素の体積は、約1%から約100%の範囲内にあることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, wherein the volume of the element in the form of devitrified material is in the range of about 1% to about 100%. 失透材料の形態にある前記要素の体積は、約20%から約80%の範囲内にあり、任意選択的に、約50%であることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   The volume of the element in the form of devitrified material is in the range of about 20% to about 80%, and optionally about 50%, according to any preceding claim. Elements. 約5mmから約80mmの範囲内の最大寸法を有していることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, having a maximum dimension in the range of about 5 mm to about 80 mm. 約5mmから約50mmの範囲内の最大寸法を有していることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, having a maximum dimension in the range of about 5 mm to about 50 mm. 約10mmから約40mmの範囲内の最大寸法を有していることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, having a maximum dimension in the range of about 10 mm to about 40 mm. 前記要素の自由面に複数の結晶化ガラス材料の領域を備えていることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, characterized in that it comprises a plurality of regions of crystallized glass material on the free surface of the element. 非晶質ガラス材料および結晶化ガラス材料から本質的になることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim characterized in that it consists essentially of an amorphous glass material and a crystallized glass material. 非晶質ガラス材料および結晶化ガラス材料からなることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, characterized in that it consists of an amorphous glass material and a crystallized glass material. 前記結晶化ガラス材料は、前記非晶質ガラス材料内に分散した粒子の形態で設けられていることを特徴とする請求項16〜18のいずれか1つに記載の要素。   The element according to claim 16, wherein the crystallized glass material is provided in the form of particles dispersed in the amorphous glass material. 前記非晶質ガラス材料は、前記結晶質ガラス材料内に分散した粒子の形態で設けられていることを特徴とする請求項16〜19のいずれか1つに記載の要素。   20. The element according to any one of claims 16 to 19, wherein the amorphous glass material is provided in the form of particles dispersed in the crystalline glass material. 少なくとも部分的に失透している材料、好ましくは、失透しているガラス材料から本質的になることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   Element according to any preceding claim, characterized in that it consists essentially of a material that is at least partially devitrified, preferably a glass material that is devitrified. 前記失透材料は、針状形態を有する少なくとも一部を備えていることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, wherein the devitrifying material comprises at least a part having a needle-like form. シリカを含むことを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, characterized in that it comprises silica. モースケールで約5.5の硬度値を有していることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   An element according to any preceding claim, characterized in that it has a hardness value of about 5.5 on a morscale. 立方体、楕円体、角柱、円錐、4面体、角錐、多面体、球、三角構造、円板または円板状構造、および円板または円板状構造のセグメントから選択される少なくとも1つの形状にあることを特徴とするいずれかの先行する請求項に記載の要素。   Be in at least one shape selected from a cube, an ellipsoid, a prism, a cone, a tetrahedron, a pyramid, a polyhedron, a sphere, a triangular structure, a disk or disk-shaped structure, and a segment of a disk or disk-shaped structure An element according to any preceding claim characterized by: 研削砥石または研磨砥石として用いられるのに適する円板の形状にあることを特徴とする最終的に請求項1に従属する請求項25に記載の要素。   26. Element according to claim 25, subordinate to claim 1, characterized in that it is in the form of a disc suitable for use as a grinding wheel or a grinding wheel. 前記円板の破砕を防ぐために配置された少なくとも1つの支持部材を備えていることを特徴とする請求項26に記載の要素。   27. The element of claim 26, comprising at least one support member arranged to prevent crushing of the disc. 前記支持部材は、前記円板に埋設された少なくとも一部を有していることを特徴とする請求項27に記載の要素。   28. The element of claim 27, wherein the support member has at least a portion embedded in the disc. 最終的に請求項1に従属する請求項23〜26のいずれか1つに記載の要素を備えている研削砥石または研磨砥石。   A grinding wheel or polishing wheel comprising an element according to any one of claims 23 to 26, which ultimately depends on claim 1. 各々が円板または円板状構造のセグメントの形状にある複数の要素を備えており、前記セグメントは、一緒に連結されており、これによって、前記砥石を形成するようになっていることを特徴とする請求項29に記載の砥石。   Comprising a plurality of elements, each in the form of a disc or segment of a disc-like structure, the segments being connected together, thereby forming the grinding wheel The grindstone according to claim 29. 前記セグメントは、ハブ部材によって一緒に連結されていることを特徴とする請求項30に記載の砥石。   The grindstone according to claim 30, wherein the segments are connected together by a hub member. 研磨要素を形成する方法において、
複数のガラス材料の破片を設けるステップと、
前記複数のガラス材料の破片を熱処理し、これによって、失透材料を含む少なくとも一部を有する固形成型部材を形成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
In a method of forming an abrasive element,
Providing a plurality of pieces of glass material;
Heat-treating the plurality of glass material fragments, thereby forming a solid molded member having at least a portion including a devitrifying material;
A method comprising the steps of:
建築用要素を形成する方法において、
複数のガラス材料の破片を設けるステップと、
前記複数のガラス材料の破片を熱処理し、これによって、失透材料を含む少なくとも一部を有する固形成型部材を形成するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
In a method of forming an architectural element,
Providing a plurality of pieces of glass material;
Heat-treating the plurality of glass material fragments, thereby forming a solid molded member having at least a portion including a devitrifying material;
A method comprising the steps of:
前記建築用要素は、建築用煉瓦の形態にあることを特徴とする請求項33に記載の方法。   34. The method of claim 33, wherein the building element is in the form of a building brick. 複数の空隙を備えるように前記成型部材を形成するステップを含むことを特徴とする請求項32〜34のいずれか1つに記載の方法。   35. A method according to any one of claims 32-34, comprising forming the molded member to comprise a plurality of voids. 前記ガラス材料の破片を型内に入れるステップを含むことを特徴とする請求項32〜35のいずれか1つに記載の方法。   36. A method according to any one of claims 32 to 35, comprising the step of placing the glass material fragments into a mold. 前記ガラス材料の破片を前記型内に注入するステップを含むことを特徴とする請求項36に記載の方法。   37. The method of claim 36, comprising injecting the glass material fragments into the mold. 前記ガラス材料の破片を前記型内において圧密するステップを含むことを特徴とする請求項36または37に記載の方法。   38. A method according to claim 36 or 37, comprising the step of consolidating the glass material fragments in the mold. 複数の前記ガラス材料の破片を設ける前記ステップは、前記熱処理中に熱分解し、これによって、前記複数の空隙をもたらすようになっている複数の充填材料の破片を設けることをさらに含むことを特徴とする請求項32〜38のいずれか1つに記載の方法。   The step of providing a plurality of pieces of glass material further comprises providing a plurality of pieces of filler material that are pyrolyzed during the heat treatment, thereby providing the plurality of voids. The method according to any one of claims 32 to 38. 前記充填材料は、植物材料の殻、砕かれた卵殻、およびポリマー材料から選択される少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項39に記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the filler material comprises at least one selected from plant material shells, crushed eggshells, and polymeric materials. 前記充填材料の破片は、約500μm以下、任意選択的に、約250μm以下の範囲内の大きさを有していることを特徴とする請求項39または40に記載の方法。   41. A method according to claim 39 or 40, wherein the filler material debris has a size in the range of about 500 [mu] m or less, and optionally about 250 [mu] m or less. 前記複数のガラス材料の破片および前記複数の充填材料の破片を混合するステップを含むことを特徴とする請求項39〜41のいずれか1つに記載の方法。   42. The method of any one of claims 39 to 41, comprising mixing the plurality of pieces of glass material and the plurality of pieces of filler material. 前記ガラス材料の破片および前記充填材料を前記型内に入れるステップを含むことを特徴とする請求項39〜42のいずれか1つに記載の方法。   43. A method according to any one of claims 39 to 42, comprising placing the glass material fragments and the filler material into the mold. 前記ガラス材料の破片は、ガラス屑を含むことを特徴とする請求項32〜43のいずれか1つに記載の方法。   44. A method as claimed in any one of claims 32 to 43, wherein the pieces of glass material comprise glass debris. 前記複数の材料の破片は、約4mm以下、約4mmから約2mm、約3mmから約1mm、約1.5mmから0.75mm、約1.5mmから500μm、および約100μm以下から選択される範囲内の平均的な大きさを有していることを特徴とする請求項32〜44のいずれか1つに記載の方法。   The plurality of material debris is within a range selected from about 4 mm or less, about 4 mm to about 2 mm, about 3 mm to about 1 mm, about 1.5 mm to 0.75 mm, about 1.5 mm to 500 μm, and about 100 μm or less. 45. A method as claimed in any one of claims 32 to 44, having an average size of. 前記成型部材は、非晶質ガラス材料を含むことを特徴とする請求項32〜45のいずれか1つに記載の方法。   46. A method according to any one of claims 32-45, wherein the molded member comprises an amorphous glass material. 前記成型部材を切断し、これによって、複数の仕上げ処理媒体要素を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項32〜46のいずれか1つに記載の方法。   47. The method of any one of claims 32-46, further comprising cutting the molded member, thereby forming a plurality of finishing media elements. 立方体、楕円体、角柱、円錐、4面体、角錐、多面体、球、および円板および円板状の形状から選択される少なくとも1つである形状を有するように、前記成型部材を形成するステップを含むことを特徴とする請求項32〜47のいずれか1つに記載の方法。 Forming the molded member so as to have a shape that is at least one selected from a cube, an ellipsoid, a prism, a cone, a tetrahedron, a pyramid, a polyhedron, a sphere, and a disc and a disc-like shape. 48. A method according to any one of claims 32-47, comprising: 前記研磨要素は、約30°から約120°の範囲内の円錐角を有する円錐の形状に形成されていることを特徴とする請求項48に記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein the polishing element is formed in the shape of a cone having a cone angle in the range of about 30 [deg.] To about 120 [deg.]. 前記研磨要素は、30°,60°,90°,120°から選択される1つの円錐角を有するように形成されていることを特徴とする請求項49に記載の方法。   50. The method of claim 49, wherein the polishing element is formed to have one cone angle selected from 30 [deg.], 60 [deg.], 90 [deg.], And 120 [deg.]. 前記研磨要素は、円板または円板状の形状を有するように形成されており、前記要素は、前記要素内に埋設された少なくとも一部を有する支持部材を備えていることを特徴とする請求項48に記載の方法。   The polishing element is formed to have a disc shape or a disc shape, and the element includes a support member having at least a part embedded in the element. Item 49. The method according to Item 48. 前記支持部材は、前記円板が破砕するのを防ぐように配置されていることを特徴とする請求項51に記載の方法。   52. The method of claim 51, wherein the support member is arranged to prevent the disc from being crushed. 前記熱処理は、約700℃から約1100℃、任意選択的に、約750℃から約950℃の範囲内の温度に加熱するステップを含むことを特徴とする請求項32〜52のいずれか1つに記載の方法。   53. Any one of claims 32-52, wherein the heat treatment comprises heating to a temperature in the range of about 700 ° C to about 1100 ° C, and optionally about 750 ° C to about 950 ° C. The method described in 1. 前記熱処理は、約800℃から約1000℃の範囲内の温度、任意選択的に、約9750℃に加熱するステップを含むことを特徴とする請求項32〜52のいずれか1つに記載の方法。   53. The method of any one of claims 32-52, wherein the heat treatment comprises heating to a temperature in the range of about 800 ° C to about 1000 ° C, optionally to about 9750 ° C. . 前記熱処理は、約850℃から約950℃、好ましくは、約900℃から約920℃の範囲内の温度、さらに好ましくは、約900℃に加熱するステップを含むことを特徴とする請求項32〜52のいずれか1つに記載の方法。   33. The heat treatment includes heating to a temperature in the range of about 850 ° C. to about 950 ° C., preferably about 900 ° C. to about 920 ° C., more preferably about 900 ° C. 53. The method according to any one of 52. 前記熱処理は、約1時間から約3時間の間、約700℃から約1100℃、好ましくは、約700℃から約950℃、さらに好ましくは、約900℃から約920℃の範囲内の温度、さらに一層に好ましくは、約900℃に加熱するステップを含むことを特徴とする請求項32〜52のいずれか1つに記載の方法。   The heat treatment is performed at a temperature in the range of about 700 ° C. to about 1100 ° C., preferably about 700 ° C. to about 950 ° C., more preferably about 900 ° C. to about 920 ° C. for about 1 hour to about 3 hours; 53. The method of any one of claims 32-52, further preferably comprising heating to about 900C. 前記熱処理は、約2時間の間、約700℃から約1100℃、好ましくは、約700℃から約950℃、さらに好ましくは、約900℃から約920℃の範囲内の温度、さらに一層に好ましくは、約900℃に加熱するステップを含むことを特徴とする請求項32〜52のいずれか1つに記載の方法。   The heat treatment is performed at a temperature in the range of about 700 ° C. to about 1100 ° C., preferably about 700 ° C. to about 950 ° C., more preferably about 900 ° C. to about 920 ° C., even more preferably for about 2 hours. 53. The method of any one of claims 32-52, comprising heating to about 900 <0> C. 前記熱処理は、前記少なくとも1つの破片を熱処理し、これによって、前記少なくとも1つの破片の少なくとも一部を融解し、続いて、
失透材料を含む少なくとも一部を有する固形成型部材を形成するために冷却するステップを含むことを特徴とする請求項32〜57のいずれか1つに記載の方法。
The heat treatment heat-treats the at least one piece, thereby melting at least a portion of the at least one piece;
58. A method according to any one of claims 32 to 57, comprising cooling to form a solid molded member having at least a portion comprising devitrified material.
前記方法は、約5.5モースの硬度値を有する研磨要素をもたらすように構成されていることを特徴とする請求項30〜58のいずれか1つに記載の方法。   59. The method of any one of claims 30-58, wherein the method is configured to provide an abrasive element having a hardness value of about 5.5 Mohs. 少なくとも1つの研磨要素を再形成する方法において、
請求項1〜31のいずれか1つに記載の少なくとも1つの研磨要素を設けるステップと
熱処理を行うステップと、
続いて、失透材料を含む固形成型部材を形成するために冷却するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
In a method of reshaping at least one abrasive element,
Providing at least one polishing element according to any one of claims 1 to 31, and performing a heat treatment;
Subsequently, cooling to form a solid molded member containing the devitrification material;
A method comprising the steps of:
前記少なくとも1つの研磨要素を設ける前記ステップは、前記少なくとも1つの研磨要素を破砕し、これによって、複数の材料の破片を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項60に記載の方法。   61. The method of claim 60, wherein providing the at least one polishing element further comprises crushing the at least one polishing element, thereby forming a plurality of material pieces. 前記少なくとも1つの研磨要素を破砕する前記ステップに続いて、前記破砕された要素の複数の破片を型内に入れるステップが行われることを特徴とする請求項61に記載の方法。   62. The method of claim 61, wherein the step of crushing the at least one abrasive element includes the step of placing a plurality of pieces of the crushed element into a mold. 脱脂剤および/または研磨剤と組み合わされている請求項1〜31のいずれか1つに記載の研磨要素。   32. Abrasive element according to any one of claims 1 to 31 in combination with a degreasing agent and / or an abrasive. 物品を仕上げ処理する方法において、
請求項1〜31のいずれか1つに記載の複数の研磨要素を設けるステップと、
前記研磨要素を前記物品に衝突させ、これによって、前記物品の表面粗さを低減させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
In a method for finishing an article,
Providing a plurality of abrasive elements according to any one of claims 1-31;
Impacting the abrasive element to the article, thereby reducing the surface roughness of the article;
A method comprising the steps of:
脱脂剤、洗浄剤、または研磨剤から選択された少なくとも1つを設け、これによって、前記物品の表面粗さの低減を促進させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項64に記載の方法。   The method of claim 64, further comprising providing at least one selected from a degreasing agent, a cleaning agent, or an abrasive, thereby promoting a reduction in surface roughness of the article. 添付の図面を参照して明細書に実質的に記載されているような研磨要素。   An abrasive element substantially as herein described with reference to the accompanying drawings. 添付の図面を参照して明細書に実質的に記載されているような研磨要素を形成する方法。   A method of forming an abrasive element as substantially described herein with reference to the accompanying drawings. 添付の図面を参照して明細書に実質的に記載されているような少なくとも1つの研磨要素を再形成する方法。   A method of reshaping at least one abrasive element substantially as described herein with reference to the accompanying drawings. 添付の図面を参照して明細書に実質的に記載されているような物品を仕上げ処理する方法   Method for finishing an article substantially as herein described with reference to the accompanying drawings 添付の図面を参照して明細書に実質的に記載されているような建築用要素。   An architectural element substantially as described in the specification with reference to the accompanying drawings. 添付の図面を参照して明細書に実質的に記載されているような建築用要素を形成する方法。   A method of forming a building element as substantially described herein with reference to the accompanying drawings. 実質的に非晶質の材料を含む部分を有していることを特徴とする請求項62に記載の煉瓦。   64. The brick according to claim 62, having a portion containing a substantially amorphous material.
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