JP2013512789A - 成形研磨粒子を有する被覆研磨物品を作製する方法及び得られる製品 - Google Patents

成形研磨粒子を有する被覆研磨物品を作製する方法及び得られる製品 Download PDF

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Abstract

被覆研磨物品を作製する方法は、メークコートを裏材の第１の主表面に塗布する工程と、成形研磨粒子をメークコートに塗布して、本質的に成形研磨粒子からなる第１の研磨層を形成する工程と、希釈剤粒子を成形研磨粒子上のメークコートに塗布して、最終研磨層を形成する工程と、最終研磨層上にサイズコートを塗布する工程と、メークコート及びサイズコートを硬化させる工程と、を含み、成形研磨粒子は、基部の反対にある頂点を備え、成形研磨粒子の幅は、基部から頂点へと先細になる。
【選択図】図１Ａ

Description

研磨粒子及びこれらの研磨粒子から作製される研磨物品は、物品の製造工程において広範な材料及び表面を研磨、仕上げ、又は研削するために有用である。したがって、研磨粒子及び／又は研磨物品のコスト、性能、又は寿命を改善する必要性が引き続き存在する。
三角形状の研磨粒子及び三角形状の研磨粒子を使用する研磨物品は、Ｂｅｒｇに対する米国特許第５，２０１，９１６号、Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔに対する米国特許第５，３６６，５２３号（Ｒｅ ３５，５７０）、及びＢｅｒｇに対する米国特許第５，９８４，９８８号に開示される。１つの実施形態では、この研磨粒子の形状は正三角形を含んでいた。三角形状の成形研磨粒子は、高い切削速度を有する研磨物品の製造に有用である。
成形研磨粒子は、概して、ランダムに破砕された研磨粒子に勝る性能を有することができる。研磨粒子の形状を制御することによって、得られる研磨物品の性能を制御することができる。
ゾルゲル由来のセラミック研磨グレイン等の高性能破砕研磨グレインと、低性能又は非研磨、低コストの希釈剤グレインとの混合を含む、研磨物品構成が既知である。これらの混合物は、高められた価値（すなわち、研磨性能／コスト比）、並びに制御された研磨崩壊速度を提供することができる。これらの研磨物品構成は、２つ又はそれ以上のグレインのブレンドを単一の被覆操作で被覆するか、又は二重被覆プロセスのいずれかによって調製される。二重被覆プロセスにおいて、低性能希釈剤グレインは、通常、ドロップ被覆プロセスによって最初に被覆される。より高性能の研磨グレインは、次に、メーク樹脂の残りの非被覆領域上の希釈剤グレインの上に静電的に被覆される。破砕されたゾルゲル由来の研磨グレインをこの順序で被覆することは、高性能グレインの最適化された配向に起因して、被覆研磨物品に優れた鋭度及び切削性能を提供することが証明された。
発明者らはまた、混合グレイン構成によって提供される利点が、高性能研磨グレインが成形研磨粒子である場合にも存在することを発見した。発明者らは、成形研磨粒子のある特定の部分集合を最初に裏材層に塗布した後、希釈剤粒子をその裏材に塗布することによって、以下で「逆二重被覆」と呼ばれるものが、被覆研磨物品の研削性能結果を著しく改善することを発見した。この定義された部分集合以外の他の成形研磨グレインを用いる場合、並びに従来の破砕グレインを用いる場合、そのような性能利点は、逆二重被覆方法の適用を通しても得られない。
逆二重被覆方法が利点を提供する成形研磨粒子の部分集合は、成形研磨粒子の幅が基部から頂点へと先細になるように、高表面積基部と反対に、頂点（又は切頭される場合は仮想頂点）を有する成形研磨粒子である。基部は、多角形状を含むことができ、多くの場合、基部は、三角形、正方形、矩形又は台形等の形状である。成形研磨粒子の長手方向軸は、多くの場合、基部に対して実質的に垂直であり、頂点を通過する。特許請求される方法において有用な成形研磨粒子は、正三角形及び二等辺三角形プリズム、細長い五角形プリズム、及びそれらから派生する切頭ピラミッド、四面体及び多角形の基部を有する細長いピラミッド、並びにその高さがそれらの基部の直径を超える円錐等の形状を含む。
逆二重被覆方法によって提供される性能利点は、最終研磨層が「閉じた被覆」である場合に最大であり、全ての利用可能なメーク樹脂表面は、成形研磨粒子又は希釈剤粒子のいずれかで被覆される。極めて開いた被覆の場合、３つの被覆方法のいずれかによって作製される構成の性能が同程度であることがわかった。逆二重被覆方法は、典型的には、最終研磨層の４０％〜１００％の閉じた被覆で優れた性能を呈する。多くの実施形態において、最終研磨層は、成形研磨粒子又は希釈粒子によって被覆されるメーク層の１００％を有する、閉じた被覆構成である。
逆二重被覆方法は、第１の研磨層における成形研磨粒子が、その閉じたコート密度の７０％以下、望ましくはその閉じたコート密度の３０％〜６０％のレベルに被覆される場合に特に有利である。追加として、優れた性能は、希釈剤粒子が裏材に塗布されると、裏材に付着した成形研磨粒子の頂点よりも短い高さを有する場合に達成される。これは、希釈剤粒子を成形研磨粒子よりも小さいメッシュサイズにスクリーニングすることによって達成され得る。幾つかの実施形態において、希釈剤粒子の最大寸法は、長手方向軸に沿った成形研磨粒子の長さ未満である。
成形研磨粒子を使用して、被覆研磨物品を作製する場合、典型的には、静電場を使用して、成形研磨粒子をピックアップし、移動させてメークコートを含む樹脂と接触させ、それらを裏材に接着させる。三角形状の研磨粒子が被覆される場合、より多くの粒子が塗布されると、三角形の一部は、米国特許第５，５８４，８９６号の図３及び米国特許第５，３６６，５２３号の図３に見られるように、メークコート及び研削面に曝露された三角形の基部に付着した点を有する、既存の成形研磨粒子又は希釈剤粒子の間を埋め始める。この効果は、特に、被覆研磨物品の閉じた被覆構成において顕著であり、実質的に、被覆研磨物品の全体研削面は、成形研磨粒子又は希釈剤粒子のいずれかで被覆される。幾つかの適用について、研削性能の低下は、三角形の点の代わりに、三角形の基部等の水平表面が研削面上に存在する場合に起こる。
成形研磨粒子をメークコートに最初に塗布することによって、より多くの成形研磨粒子が、メークコートに付着した基部で配向され、成形研磨粒子の点又は頂点は、被覆研磨物品の研削面に曝露される。このプロセスは、成形研磨粒子のオープンコートが、メークコートに塗布され、次に希釈剤粒子の閉じた被覆が成形研磨粒子上に塗布される時に特に有効に働く。
特に改善された結果は、成形研磨粒子が傾斜側壁を有する時に、特許請求される方法で生じる。成形研磨粒子を最初にメークコート上にオープンコートで被覆することによって、成形研磨粒子は、基材として作用する傾斜側壁によってメークコートに付着されていることで傾斜するか、又は傾くことができる。その後、希釈剤粒子は、傾斜している成形研磨粒子間の空間を埋めることができる。希釈剤粒子を最初に被覆することによってプロセスが逆に反復される時、希釈剤粒子の存在は、成形研磨粒子の誤った末端をメークコートに付着させるだけでなく、成形研磨粒子がメークコートへの付着において傾斜するか、又は傾くのを防ぐ。
したがって、一実施形態において、本発明は、被覆研磨物品を作製する方法に属し、メークコートを裏材の主表面に塗布する工程と、成形研磨粒子をメークコートに塗布して、本質的に成形研磨粒子からなる第１の研磨層を形成する工程と、希釈剤粒子を成形研磨粒子上のメークコートに塗布して、最終研磨層を形成する工程と、最終研磨層上にサイズコートを塗布する工程と、メークコート及びサイズコートを硬化させる工程と、を含み、成形研磨粒子は、基材の反対にある頂点を備え、成形研磨粒子の幅は、基部から頂点へと先細になる。
当業者は、本説明はあくまで例示的な実施形態の説明であって、本開示のより広範な観点を制限することを意図するものでなく、それらのより広範な観点が例示的な構築に具現化されていることを理解するであろう。
被覆研磨物品の作製における１つの工程。 被覆研磨物品の作製における後次の工程。 被覆研磨物品の作製における別の後次の工程。 被覆研磨物品の作製における別の後次の工程。 成形研磨粒子の平面図。 図２Ａの成形研磨粒子の側面図。 オープンコート研磨層における成形研磨物品の傾斜及び傾きを示す、被覆研磨物品の顕微鏡写真。 研削性能データ。
明細書及び図中で繰り返し使用される参照記号は、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図する。
定義
本明細書で使用されているように、「含む」、「有する」、及び「包含する」という単語の形態は、法律的に同意義でありかつ制約されない。それゆえ、列挙されている要素、機能、工程又は制限に加えて、列挙されていない付加的な要素、機能、工程、又は制限が存在し得る。
本明細書で使用される「研磨材分散液」という用語は、成形型のキャビティに導入されるアルファアルミナに変換可能なアルファアルミナ前駆体を意味する。この組成物は、揮発性成分が十分に除去されて研磨材分散液の固化が生じるまでの研磨材分散液を指す。
本明細書で使用される「成形研磨粒子の前駆体」という用語は、成形型のキャビティから取り出すことができ、後続の加工作業中にその成型された形状を実質的に保持できる固化体を形成するために、研磨材分散液が成形型のキャビティ内にある時に、この研磨材分散液から十分な量の揮発性成分を除去することによって生成される未焼結粒子を意味する。
本明細書で使用される「成形研磨粒子」という用語は、その研磨粒子の少なくとも一部が、成形研磨粒子の前駆体を形成するために使用される成形型のキャビティから複製された所定の形状を有するセラミック研磨粒子を意味する。研磨破片の場合（例えば、米国特許仮出願第６１／０１６９６５号に記載）を除き、成形研磨粒子は、一般に、成形研磨粒子の形成に使用された成形型のキャビティを実質的に複製する、所定の幾何学形状を有することになる。本明細書で使用される成形研磨粒子は、機械的な粉砕作業によって得られる研磨粒子を除く。
例示の成形研摩粒子は、Ｂｅｒｇに対する米国特許第５，２０１，９１６号、Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔに対する同第５，３６６，５２３号（Ｒｅ ３５，５７０）、及びＢｅｒｇに対する同第５，９８４，９８８号、並びに以下の係属特許出願において開示される。２００８年１２月１７日に出願された「Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｗｉｔｈ Ｓｌｏｐｉｎｇ Ｓｉｄｅｗａｌｌ」という表題の米国特許出願第１２／３３７０７５号、２００８年１２月１７日に出願された「Ｄｉｓｈ−Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｗｉｔｈ Ａ Ｒｅｃｅｓｓｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ」という表題の米国特許出願第１２／３３６，９６１号、２００８年１２月１７日に出願された「Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｗｉｔｈ Ａｎ Ｏｐｅｎｉｎｇ」という表題の米国特許出願第１２／３３７，１１２号、及び２００８年１２月１７日に出願された「Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｗｉｔｈ Ｇｒｏｏｖｅｓ」という表題の米国特許出願第６１／１３８，２６８号。
本明細書で使用する、「希釈剤粒子」という用語は、（１）接着剤によって一緒に結合されて粒塊を形成する、複数個の個別の研磨粒子、（２）接着剤によって一緒に結合されて粒塊を形成する、複数個の個別の非研磨粒子、（３）複数個の個別の研磨粒子及び接着剤によって一緒に結合されて粒塊を形成する、複数個の個別の非研磨粒子、（４）個別の非研磨粒子、（５）個別の研磨粒子、又は（６）前述のものの組み合わせ、のいずれかを意味する。
本明細書で使用する、「研磨粒子」は、７以上のモース硬度を有し、「非研磨粒子」は、７未満のモース硬度を有する。例示の研磨粒子は、制限なしに、溶融アルミニウムオキシド、炭化ケイ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、キュービック窒化ホウ素、及びダイヤモンドを含み得る。例示の非研磨粒子は、制限なしに、固体粒子又はガラスの中空気泡、ムライト、セッコウ、大理石、クライオライト、及び樹脂又はプラスチック材料を含み得る。
適切な成形研磨粒子
図２Ａ及び２Ｂを参照すると、代表的な成形研磨粒子２０が図示されている。幾つかの実施形態では、成形研磨粒子は、９０度以外の抜き勾配αを有する側壁２２を含み、これは、以後傾斜側壁と称される。成形研磨粒子２０が作製される材料は、アルファアルミナを含む。αアルミナ粒子は、アルミニウムオキシド一水和物の研磨分散から作製することができ、ゲル化され、形状に成型され、その形状を維持するように乾燥され、硬化された後、本明細書で後に論じられるように焼結される。成形研磨粒子の形状は、次に成形構造体に成形される、結合剤中に研磨粒子を含む粒塊を形成するために、結合剤を必要とすることなく維持される。
成形研磨粒子２０は、基部５２から研削先端又は頂点５４へと延在する、長手方向軸５０を含む。基部５２（幾つかの実施形態において、傾斜側壁２２の１つ）は、典型的には、メークコート４４によって被覆研磨物品４０における裏材４２に付着される。逆二重被覆方法が有用性を提供する、成形研磨粒子の部分集合は、成形研磨粒子の幅が、基部５２から頂点５４へと先細になるように、頂点５４の反対に基部５２を有する成形研磨粒子を含む。これは、正三角形及び二等辺三角形プリズム、細長い五角形プリズム、及びそれらから派生する切頭ピラミッド、四面体及び多角形の基部を有する細長いピラミッド、並びにその高さがそれらの基部の直径を超える円錐等の形状を含む。１つの実施形態では、それぞれの面が三角形の周辺２９を有する、２つの実質的に平行の不等面積の面を有する、正三角形の成形研磨粒子を使用し、成形研磨粒子は、傾斜側壁２２を有する。
１つの実施形態では、成形研磨粒子２０は、第１の面２４、及び第２の面２６並びに厚さｔを有する薄い本体を含み得る。幾つかの実施形態では、厚さｔは、約２５マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの範囲である。第１の面２４及び第２の面２６は、傾斜側壁である少なくとも１つの側壁２２によって互いに接続される。幾つかの実施形態において、複数の傾斜側壁２２が存在することができ、各傾斜側壁２２の傾斜又は角度は、２００８年１２月１７日に出願された「Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｗｉｔｈ Ａ Ｓｌｏｐｉｎｇ Ｓｉｄｅｗａｌｌ」という表題の係属米国特許出願第１２／３３７０７５においてより完全に説明されるように、同一であるか又は異なってもよい。
幾つかの実施形態では、第１の面２４が実質的に平面であるか、第２の面２６が実質的に平面であるか、又は両面が実質的に平面である。あるいは、面は、２００８年１２月１７日に出願された「Ｄｉｓｈ−Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｗｉｔｈ Ａ Ｒｅｃｅｓｓｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ」という表題の同時係属米国特許出願第１２／３３６，９６１号において更に詳述されるように、凹部又は凸部であり得る。凹部又は陥没面は、米国特許出願第１２／３３６，９６１号において論じられるように、成形型の側面にゾルゲルの縁部を吸い上げる傾向がある、ゾルゲル中でメニスカスを形成する成形型のキャビティに存在する間に、ゾルゲルについて乾燥条件を選択することによって作成され得る。第１の面２４上の凹部表面は、中空の研削されたチゼルブレードに類似する、幾つかの適用において切削性能を増大させるのを助けることができる。成形研磨粒子上の凹部又は陥没面は、単独で使用されてもよく、又はこの特許出願において図示若しくは説明される特徴のいずれか、又は特徴若しくは実施形態の組み合わせで使用されてもよい。
１つの実施形態では、第１の面２４及び第２の面２６は互いに対して実質的に平行である。他の実施形態では、第１の面２４及び第２の面２６は、一方の面が他方の面に対して傾斜し、各面に接する仮想の線が、ある点で交差するように、非平行であり得る。成形研磨粒子２０の側壁２２は様々であってよく、一般に、第１の面２４及び第２の面２６の外辺部２９を形成する。１つの実施形態では、第１の面２４及び第２の面２６の外辺部２９は、幾何学形状であるように選択され、第１の面２４及び第２の面２６は、同一の幾何学形状を有するように選択されるが、それらは寸法が異なっており、一方の面が他方の面よりも大きい。１つの実施形態では、第１の面２４の外辺部２９及び第２の面２６の外辺部２９は、図示される三角形であった。
成形研磨粒子２０の第２の面２６と側壁２２との間の抜き勾配αは様々であり、各面の相対的寸法を変化させてよい。本発明の様々な実施形態では、抜き勾配αは、約９０度〜約１３５度、又は約９５度〜約１３０度、又は約９５度〜約１２５度、又は約９５度〜約１２０度、又は約９５度〜約１１５度、又は約９５度〜約１１０度、又は約９５度〜約１０５度、又は約９５度〜約１００度であってよい。米国特許出願第１２／３３７，０７５号において論じられるように、ドラフト角度αの特定の範囲が、傾斜側壁を有する成形研磨粒子から作製された被覆研磨物品の研削性能の驚くべき増加をもたらすことがわかった。特に、抜き勾配９８度、１２０度、又は１３５度は、９０度の抜き勾配よりも研削性能を向上させることが見出されている。研削性能の向上は、米国特許出願第１２／３３７，０７５号の図６及び７に見られるように、９８度又は１２０度のドラフト角度で特に顕著である。
更に、２００８年１２月１７日に出願された「Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｗｉｔｈ Ａｎ Ｏｐｅｎｉｎｇ」という表題の同時係属米国特許出願第１２／３３７，１１２号において詳述されるように、第１の面２４及び第２の面２６を通過する成形研磨粒子を通る１つ以上の開口部が存在し得る。成形研磨粒子を通る開口部は、成形研磨粒子のバルク密度を減少させることができ、それによって、幾つかの適用において、例えば、高い多孔性が所望される場合が多い研削ホイールにおいて、得られる研磨物品の多孔性を増大させる。あるいは、開口部は、成形研磨粒子をサイズコートにより堅固に係留することによって、シェル化を減少させることができるか、又は開口部は、研削補助具のリザーバとして作用することができる。開口部は、上述されるメニスカス現象を誇張する乾燥条件を選択することによって、又はＢｕｎｄｔケーキパンに類似する、底部から延在する１つ以上のポストを有する成形型を作製することによって、成形研磨粒子に形成され得る。開口部を有する成形研磨粒子を作製する方法は、米国特許出願第１２／３３７，１１２号において論じられる。成形研磨粒子上の開口部は、単独で使用されてもよく、又はこの特許出願において図示若しくは説明される特徴のいずれか、又は特徴若しくは実施形態の組み合わせで使用されてもよい。
更に、成形研磨粒子は、２００８年１２月１７日に出願された「Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｗｉｔｈ Ｇｒｏｏｖｅｓ」という表題の同時係属米国仮特許出願第６１／１３８，２６８号において説明されるように、第２の側面２６上に複数個の溝を有することができる。溝は、成形型から成形研磨粒子の前駆体を取り出すことをより容易にすることが見出されている成形型のキャビティの底面の複数の隆起部によって形成される。三角形の成形断面は、ウェッジとして作用し、成形型のキャビティに存在しながら、ゾルゲルの収縮を促進する乾燥条件下で、成形型の底面から前駆体成形研磨粒子を引き上げると考えられる。溝は、単独で使用されてもよく、又はこの特許出願において図示若しくは説明される特徴のいずれか、又は特徴若しくは実施形態の組み合わせで使用されてもよい。
異なる成形研磨粒子２０のブレンド（例えば、正三角形及び二等辺三角形）又は異なるドラフト角度を有する傾斜側壁のある成形研磨粒子２０のブレンド（例えば、１２０度のドラフト角度を有する成形研磨粒子と混合された９８度のドラフト角度を有する成形研磨粒子）が、この発明の被覆研磨粒子において使用され得る。
成形研磨粒子２０は、表面被覆を有してもよい。表面被覆は、研磨物品の研磨グレインと結合剤との接着を改善することで知られており、又は成形研磨粒子２０の静電蒸着を支援するために使用されてもよい。１つの実施形態では、米国特許第５，３５２，２５４号において説明されるように、成形研磨粒子の重量に対して０．１重量％〜２重量％の無機物量で、表面被覆を使用した。そのような表面被覆は、米国特許第５，２１３，５９１号、同第５，０１１，５０８号、同第１，９１０，４４４号、同第３，０４１，１５６号、同第５，００９，６７５号、同第５，０８５，６７１号、同第４，９９７，４６１号、及び同第５，０４２，９９１号において説明される。加えて、表面被覆は、成形研磨粒子のキャッピングを防ぐことがある。キャッピングとは、研磨中の加工対象物からの金属粒子が成形研磨粒子の頂上部に溶接されるようになる現象を表す用語である。上記の機能を発揮する表面被覆は、当業者には既知である。
成形研磨粒子を作製する方法
成形研磨粒子を作製する方法は、定義のセクションで参照される例示の特許において説明される。つまり、方法は、αアルミナに変換され得る播種又は非播種のいずれかのゾルゲル研磨分散を作製する工程と、成形研磨粒子の所望の外側形状を有する１つ以上の成形型キャビティにゾルゲルを充填する工程と、ゾルゲルを乾燥させて前駆体成形研磨粒子を形成する工程と、前駆体成形研磨粒子を成形型キャビティから除去する工程と、前駆体成形研磨粒子を硬化して、硬化前駆体成形研磨粒子を形成する工程と、次に硬化前駆体成形研磨粒子を焼成して、成形研磨粒子を形成する工程と、を含む。成形研磨粒子を作製することについての更なる情報は、２００８年１２月１７日に提出された「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｓｈａｒｄｓ，Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ Ｗｉｔｈ Ａｎ Ｏｐｅｎｉｎｇ，Ｏｒ Ｄｉｓｈ−Ｓｈａｐｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」という表題の同時係属米国特許出願第１２／３３７，００１号に開示される。
コーティングされた研磨材物品を作製する方法
図１Ａ〜１Ｄを参照して、被覆研磨物品を作製する工程の部分的な順序を示す。被覆成形物品４０は、以下メークコート４４と称され、裏材４２の第１の主表面４１上に塗布される、第１の結合剤層を有する裏材４２を含む。研磨層４９を形成する、複数個の成形研磨粒子２０及び複数個の希釈剤粒子４８は、メークコート４４において付着されるか、又は部分的に組み込まれる。最終研磨層４９上は、以下サイズコート４６と称される、第２の結合剤層である。メークコート４４の目的は、成形研磨粒子２０及び希釈剤粒子４８を裏材４２に固定することであり、サイズコート４６の目的は、最終研磨層４９において、成形研磨粒子２０及び希釈剤粒子４８を補強することである。当業者に既知であるように、任意のスーパーサイズコーティングを塗布してもよい。
図１Ａを参照して、メークコート４４は、裏材４２の第１の主表面４１に塗布される。次に、図１Ｂに示されるように、成形研磨粒子２０のみが最初にメークコート４４に塗布され、第１の研磨層５３を形成する。当業者に既知である、静電塗布を使用して、成形研磨粒子の頂点５４及び基部５２を適切に配向し、少なくとも成形研磨粒子の大部分が、それらの基部５２によってメークコートに付着するようにする。本発明の様々な実施形態では、成形研磨粒子の７０、７５、８０、８５、９０、又は９５％が、それらの基部５２によってメークコート４４に付着する。
望ましくは、第１の研磨層５３は、オープンコート第１研磨層である。オープンコート第１研磨層は、成形研磨粒子によるメークコートの１００％未満の適用範囲を生じ、それによって、図３に最善に見られるように、研磨粒子間にオープン領域及び可視樹脂層を残す。本発明の様々な実施形態では、第１の研磨層５３におけるオープン領域のパーセントは、約１０％〜約７０％の間であり得るか、又は約３０％〜約６０％の間であり得る。
オープンコート研磨層は、傾斜側壁を有する成形研磨粒子が、基材５２によってメークコートに付着するのを可能にし、次に、成形研磨粒子の大部分が第１の研磨層５３において、配向角βを有するようにする。希釈剤粒子を最初に塗布するか、又は希釈剤粒子及び成形研磨粒子のブレンドを塗布することは、傾斜によって干渉すると考えられ、それによって被覆研磨物品の性能を減少させる。図３に見られるように、傾斜側壁２２を有する成形研磨粒子２０の大半（５０％を超える）は、片側に傾斜しているか、又は寄り掛かっている。これは、裏材４２の第１の主表面４１に対して、９０度未満の配向角βを有する、傾斜側壁２２を有する成形研磨粒子２０の大部分をもたらす。図３に見られるように、成形研磨粒子の全てが傾斜しているか、又は寄り掛かっているだけでなく、それらは全て実質的に同一量で傾斜しているか、又は寄り掛かっている。ドラフト角度αによって制御されるように、傾斜の程度を精密に制御することは、研削性能を著しく向上させると考えられる。
裏材に塗布される傾斜側壁を有する成形研磨粒子が多すぎる場合、成形研磨粒子間の空間が不十分であり、メークコート及びサイズコートを硬化させる前に、それらが寄り掛かるか、又は傾斜するのを可能にすると考えられる。本発明の様々な実施形態では、５０、６０、７０、８０、又は９０％を超えるオープンコート第１研磨層を有する被覆研磨物品における成形研磨粒子が、９０度未満の配向角βだけ傾斜しているか、又は寄り掛かっている。
理論に束縛されるものではないが、９０度未満の配向角βは、傾斜側壁を有する成形研磨粒子の切削性能の強化をもたらすと考えられる。本発明の様々な実施形態では、被覆研磨物品の研磨層において傾斜側壁を有する成形研磨粒子の少なくとも大部分又は５０、６０、７０、８０、又は９０％を超える成形研磨粒子の配向角βは、約５０度〜約８５度であるか、又は約５５度〜約８５度であるか、又は約６０度〜約８５度であるか、又は約６５度〜約８５度であるか、又は約７０度〜約８５度であるか、又は約７５度〜約８５度であるか、又は約８０度〜約８５度であり得る。
図１Ｃを参照して、成形研磨粒子２０のみをメークコート４４に塗布した後、希釈剤粒子４８又は希釈剤粒子のブレンドを、第１研磨層５３上のメークコートに塗布する。希釈剤粒子は、成形型によって成形されていないため、アスペクト比が１に近い丸い形状を有する場合が多く、それらの配向は重要でない。そのため、希釈剤粒子は、ドロップ被覆され得るか、又は静電的に塗布され得るが、約１．２を超えるアスペクト比を有する希釈剤粒子は、好ましくは静電的に塗布される。
図１Ｃに見られるように、幾つかの実施形態では、希釈剤粒子が裏材に塗布される時、裏材に付着される成形研磨粒子の頂点５４よりも高さが低い場合に優れた性能が達成される。これは、成形研磨粒子よりも小さいメッシュサイズに対して希釈剤粒子をスクリーニングすることによって達成され得る。幾つかの実施形態において、希釈剤粒子の最大寸法は、長手方向軸に沿った成形研磨粒子の長さ未満である。
希釈剤粒子４８を付着させ、随意にメークコートを少なくとも部分的に硬化させた後、サイズコート４６を最終研磨層４９上に塗布する。その後、メークコート及びサイズコートが硬化され、更に当業者に既知であるような従来の処理を使用して、最終研磨物品を作製することができる。
紙、布、樹脂、及び膜等の従来の裏材は、従来のメークコート樹脂及びサイズコート樹脂、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、アクリル酸樹脂、アミノプラスト樹脂、メラミン樹脂、アクリレートエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、及びこれらの組み合わせとともに使用されてもよい。メークコート若しくはサイズコート、又は両方のコートは、当該技術分野において既知である添加剤、例えば、充填剤、研磨補助剤、湿潤剤、界面活性剤、染料、色素、連結剤、接着促進剤、及びこれらの組み合わせを更に含んでもよい。
本開示の目的及び利点を以下の非限定的な実施例で更に例示する。これらの実施例において列挙されるその特定の材料及び量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に制限しないと解釈されるべきである。特に記載のない限り、実施例及び本明細書の残りの部分における全ての部、パーセント、及び比率などは、重量による。
Figure 2013512789
表面被覆処理
ＡＧ１成形研磨粒子は、米国特許第５，３５２，２５４号に開示されるように、ＣＵＢＩＴＯＮ ３２４ＡＶ破砕研磨粒子を作製するために使用される方法に類似する方法で、成形研磨粒子の静電的適用を強化するように処理した。焼成前駆体成形研摩粒子には、１．４％ ＭｇＯ、１．７％ Ｙ２Ｏ３、５．７％ Ｌａ２Ｏ３及び０．０７％ ＣｏＯを含む、希土類酸化物（ＲＥＯ）溶液を浸透させる。７０ｇのＲＥＯ溶液中に、Ａｌｍａｔｉｓ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇ，ＰＡ）から入手可能なＨｙｄｒａｌ Ｃｏａｔ ５粉末１．４ｇ（約０．５マイクロメートル平均粒径）をオープンビーカ内で攪拌することによって分散させる。約１００ｇの焼成された前駆体成形研磨粒子を、次に、ＲＥＯ溶液中のＨｙｄｒａｌ Ｃｏａｔ ５粉末の分散液７１．４ｇに浸透させる。次に、浸透した焼成前駆体成形研摩粒子を再度焼成させた後、最終硬度に焼結させる。
樹脂
メーク樹脂１：４９．２重量パーツのＰＲ１、４０．６重量パーツのＣＡＣＯ、及び１０．２重量パーツの脱イオン水を混合することによって調製されたフェノールメーク樹脂。
メーク樹脂２：１３．５重量パーツのＥＲ１及び２．５重量パーツのＴＭＰＴＡの混合物中で０．７２重量パーツのＥＣ１を緩やかに加熱しながら溶解することによって調製されたゲル化可能なメーク樹脂。この溶液に、３０．８重量パーツのＰＲ１を添加した。この混合物に、４２．３重量パーツのＣＡＣＯ、及び７．２５重量パーツの脱イオン水を添加した。
サイズ樹脂１：４０．６重量パーツのＰＲ１、６９．９重量パーツのＣＲＹ、２．５重量パーツのＩＯ、及び２５重量パーツの脱イオン水を混合することによって調製されたサイズ樹脂。
スーパーサイズ樹脂１：２９．２パーツのＥＲ２、０．３５パーツのＥＣ２、５３．３パーツのＫＢＦ４、１４．１パーツの脱イオン水、及び２．３パーツのＩＯを混合することによって調製されたスーパーサイズ樹脂。
ディスク調製方法
研磨ディスクは、１）調製、２）粒子被覆、及び３）仕上げの３つの工程で調製した。調製工程は、メークコート組成物によって異なり、仕上げ工程は、全ての方法について同一であった。粒子被覆工程は、各方法で異なった。
ディスク調製方法Ａ
これは、フェノールメーク樹脂を統合する逆二重被覆（ＲＤＣ）構成を有するディスクを調製するために使用された方法であった。
調製：ＤＹＮＯＳ ＧｍｂＨ（Ｔｒｏｉｓｄｏｒｆ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から商品名「ＤＹＮＯＳ ＶＵＬＣＡＮＩＺＥＤ ＦＩＢＲＥ」で得られる、中心に直径７／８インチ（２．２ｃｍ）の穴を有する直径７インチ（１７．８ｃｍ）及び厚さ０．８３ｍｍ（３３ミル）のプレカット加硫繊維ディスクブランクを、研磨基材として使用した。繊維基材は、重量４．２＋／−０．５ｇになるまでメーク樹脂１をブラシで塗布することによって被覆した。
粒子被覆：被覆ディスクを計量し、プレミアム研磨粒子（成形研磨粒子又はセラミック破砕研磨グレイン）を静電コーターを使用して塗布した。研磨被覆ディスクを除去し、計量して、被覆された研磨グレインの量を確立した。次に、ディスクを平らに置き、十分な希釈充填剤グレインを散布して、ディスク表面を完全に被覆した。ディスクを取り上げ、反転させて、優しくタップして過剰な非結合希釈充填剤グレインを除去した。ディスクを計量して、被覆された希釈充填剤グレインの量を確立した。
仕上げ：ディスクを９０℃で１時間、続いて１０３℃で３時間メーク事前硬化させた。次に、事前硬化されたディスクにサイズ樹脂をブラシで塗布することによって被覆した。浸水した光沢のある外観がマットな外観に変わるまで、過剰なサイズ樹脂をドライブラシで除去した。サイズ被覆されたディスクを計量して、サイズ樹脂重量を確立した。添加されるサイズ樹脂の量は、鉱物組成物及び重量に依存するが、典型的には、１２〜２８ｇ／ディスクであった。ディスクを９０℃で９０分、続いて１０３℃で１６時間硬化させた。次に、スーパーサイズ樹脂をブラシで塗布することによって、ディスクを随意に被覆した。スーパーサイズ被覆ディスクは、１２５℃で３時間、追加の硬化を受けた。硬化されたディスクを、１．５インチ（３．８ｃｍ）直径のローラー上で直角に曲げた。ディスクは、典型的には、試験前の１週間、周囲湿度との平衡を保たせる。
ディスク調製方法Ｂ
これは、フェノールメーク樹脂を統合する従来の二重被覆（ＤＣ）構成を有するディスクを調製するために使用される方法であった。
調製：ディスク調製方法Ａの調製と同一。
粒子被覆：被覆されたディスクを計量した後、適量の希釈充填剤グレインを、静電コーターを使用して被覆した。希釈充填剤グレインで被覆されたディスクを除去し、計量して、塗布された希釈充填剤グレインの量を確立した。ディスクを静電コーターに戻し、プレミアム研磨粒子（成形研磨粒子又はセラミック破砕研磨グレイン）で被覆した。ディスクを計量し、被覆された成形研磨粒子の量を確立した。
仕上げ：ディスク調製方法Ａの仕上げと同一。
ディスク調製方法Ｃ
これは、フェノールメーク樹脂を統合する従来のブレンド被覆（ＢＣ）構成を有するディスクを調製するために使用される方法であった。
調製：ディスク調製方法Ａの調製と同一。
粒子被覆：被覆されたディスクを計量した後、希釈充填剤グレイン及び既知の組成物のプレミアム研磨粒子（成形研磨粒子又はセラミック破砕研磨グレイン）のブレンドで被覆した。典型的には、５重量％の過剰ブレンド鉱物を含有する鉱物ブレンドは、ディスクによってピックアップされなかった研磨グレインを許容するように被覆される。ブレンド鉱物で被覆されたディスクを除去し、計量して、ブレンド鉱物被覆の量を確立した。
仕上げ：ディスク調製方法Ａの仕上げと同一。
ディスク調製方法Ｄ
これは、ゲル化可能なメーク樹脂を統合する逆二重被覆構成（ＲＤＣ）を有するディスクを調製するために使用される方法であった。
調製：メーク樹脂１の代わりにメーク樹脂２を使ったことを除いて、ディスク調製方法Ａの調製と同一。
粒子被覆：メーク樹脂は、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．の紫外線（ＵＶ）ランプ、「Ｄ」型バルブを用いて、６．１ｍ／分及び１１８ワット／ｃｍ２（１１８Ｊ／ｃｍ２−秒）で照射することによってゲル化された。メーク被覆されたディスクを計量し、プレミアム研磨粒子（成形研磨粒子又はセラミック破砕研磨グレイン）を、静電コーターを使用して塗布した。研磨被覆されたディスクを除去し、計量して、被覆された成形研磨粒子の量を確立した。次に、ディスクを平らに置き、十分な希釈充填剤グレインを散布して、ディスク表面を完全に被覆した。ディスクをピックアップし、反転させ、優しくタップして、過剰な非結合希釈充填剤グレインを除去した。ディスクを計量し、被覆した希釈充填剤グレインの量を確立した。
仕上げ：ディスク調製方法Ａの仕上げと同一。
ディスク調製方法Ｅ
これは、ゲル化可能なメーク樹脂を統合する従来の二重被覆（ＤＣ）構成を有するディスクを調製するために使用される方法であった。
調製：ディスク調製方法Ｄの調製と同一。
粒子被覆：メーク樹脂は、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．の紫外線（ＵＶ）ランプ、「Ｄ」型バルブを用いて、６．１ｍ／分及び１１８ワット／ｃｍ２（１１８Ｊ／ｃｍ２−秒）で照射することによってゲル化された。被覆されたディスクを計量した後、静電コーターを使用して、適量の希釈充填剤グレインで被覆した。希釈充填剤グレインで被覆されたディスクを除去し、計量して、被覆された希釈充填剤グレインの量を確立した。ディスクを静電コーターに戻し、プレミアム研磨粒子（成形研磨粒子又はセラミック破砕研磨グレイン）で被覆した。ディスクを計量し、被覆された成形研磨粒子の量を確立した。
仕上げ：ディスク調製方法Ａの仕上げと同一。
ディスク調製方法Ｆ
これは、ゲル化可能なメーク樹脂を統合する従来のブレンド被覆構成を有するディスクを調製するために使用される方法であった。
調製：ディスク調製方法Ｄの調製と同一。
粒子被覆：メーク樹脂は、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．の紫外線（ＵＶ）ランプ、「Ｄ」型バルブを用いて、６．１ｍ／分及び１１８ワット／ｃｍ２（１１８Ｊ／ｃｍ２−秒）で照射することによってゲル化された。被覆されたディスクを計量し、希釈充填剤グレイン及び既知の組成物のプレミアム研磨粒子（成形研磨粒子又はセラミック破砕研磨グレイン）のブレンドを、静電コーターを使用して塗布した。典型的には、５重量％の過剰研磨グレインを含有する鉱物ブレンドは、ディスクによってピックアップされなかった研磨グレインを許容するように被覆される。ブレンド鉱物で被覆されたディスクを除去し、計量して、被覆されたブレンド鉱物の量を確立した。
仕上げ：ディスク調製方法Ａの仕上げと同一。
ディスク調製方法Ｇ
これは、フェノールメーク樹脂を統合する、希釈充填剤グレインを含まない単一のオープンコート構成を有するディスクを調製するために使用される方法であった。
調製：ディスク調製方法Ａの調製と同一。
粒子被覆：被覆されたディスクを計量し、プレミアム研磨粒子（成形研磨粒子又はセラミック破砕研磨グレイン）を、静電コーターを使用して塗布した。研磨被覆されたディスクを除去し、計量して、被覆された成形研磨粒子の量を確立した。
仕上げ：ディスク調製方法Ａの仕上げと同一。
ディスク調製方法Ｈ
これは、ゲル化可能なメーク樹脂を統合する、希釈充填剤グレインを含まない単一のオープンコート構成を有するディスクを調製するために使用される方法であった。
調製：ディスク調製方法Ｄの調製と同一。
粒子被覆：メーク樹脂は、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．の紫外線（ＵＶ）ランプ、「Ｄ」型バルブを用いて、６．１ｍ／分及び１１８ワット／ｃｍ２（１１８Ｊ／ｃｍ２−秒）で照射することによってゲル化された。被覆されたディスクを計量した後、プレミアム研磨粒子（成形研磨粒子又はセラミック破砕研磨グレイン）を、静電コーターを使用して被覆した。研磨被覆されたディスクを除去し、計量して、被覆された成形研磨粒子の量を確立した。
仕上げ：ディスク調製方法Ａの仕上げと同一。
油圧式スライドアクション試験方法
被覆された研磨ディスクの切削速度を測定するように設計されたこの試験を使用して、発明と比較研磨ディスクの研磨有効性を比較した。ディスク調製方法Ａ〜Ｈによって調製された、研磨ディスク、直径７インチ×７／８インチセンター穴（直径１８ｃｍ×２．２ｃｍセンター穴）ディスクを使用して、１．２５ｃｍ×１８ｃｍの１０１８軟鋼又は３０４ステンレス鋼ワークピースの面を切削した。使用した研削盤は、定荷重油圧式のディスク研削盤であった。各ワークピースと研磨ディスクとの間に一定の既知負荷が維持された。負荷範囲は、典型的には、１２〜１９ポンド力（５３〜８５Ｎ）であった。切削機のバックアップパッドは、アルミニウムバックアップパッドであった。ディスクは、保持ナットによってアルミニウムパッドに固定し、５，０００ｒｐｍの低速で駆動した。操作中、試験ディスクは、約７度で傾斜（ヒール）し、端部から中心に向かってワークピースまで３．５ｃｍ延在する研磨バンドを提示する。試験の間、ワークピースは、約８．４ｃｍ／秒の速度で、その長さに沿って横断した。各ディスクを使用して、連続する１又は２分間隔で別個のワークピースを切削した。切削は、終点に到達するまで各追加の研磨間隔で決定した。終点は、典型的には、固定された切削速度（すなわち、７０ｇ／サイクル）又は初期切削速度のパーセンテージ（すなわち、初期切削の７０％）であった。ディスク性能は、最初の１（又は２）分サイクルにおける初期切削、ピーク切削、又は任意のサイクルで得られる最高切削、総累積切削、及び定義された終点に到達するサイクルの総数として報告された。
実施例１〜９及び比較例Ａ〜Ｊ
発明の方法、組成物、及び試験結果、並びに比較例は、表１に示される。実施例１〜９及び比較実施例Ａ〜Ｊは、オープン被覆、二重被覆、及び本発明によって網羅される成形研磨粒子の集合についてのブレンド鉱物被覆された構成と比較して、逆二重被覆構成の優れた性能を示す。図４は、研磨ディスクが３つの異なる方法によって作製される場合に、ステンレス鋼研削に成形研磨粒子を使用する時の逆二重被覆方法の性能の向上を図示する。
比較実施例Ｌ〜Ｏは、本発明の範囲外の形状を有する成形研磨粒子に塗布された時のオープン被覆、二重被覆、及びブレンド鉱物被覆と比較して、逆二重被覆構成の不良な性能を示す。比較実施例Ｐ〜Ｓは、従来の破砕グレイン研磨構成に適用される時、オープン被覆、二重被覆、及びブレンド被覆された構成と比較して、逆二重被覆構成の不良な性能を示す。比較実施例Ｋは、性能比較のために含まれる市販の破砕グレイン研磨ディスクである。
実施例１は、浸食され得る充填剤グレインを統合する「逆二重被覆」の切削性能を示す。ディスク調製方法Ａによって、メーク樹脂１、研磨樹脂１、充填剤グレイン１及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、２０／２５メッシュ粒状炭酸カルシウム充填剤グレインと組み合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、８．８ｇの研磨グレイン１及び１６．３ｇの充填剤グレイン１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１４９．６ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル５の間１６０．４ｇ／分であった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、５７４１ｇであり、４５サイクルを要した。
比較実施例Ａは、実施例１に記載されるディスクと比較して、従来の二重被覆コーティング順序で調製されたディスクの方が低い初期切削速度及びピーク切削速度を示す。ディスク調製方法Ｂによって、メーク樹脂１、研磨樹脂１、充填剤グレイン１及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、２０／２５メッシュ粒状炭酸カルシウム充填剤グレインと組み合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、従来の二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、８．９ｇの研磨グレイン１及び２３．７ｇの充填剤グレイン１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１０３．０ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル５の間１１２．２ｇ／分であった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、３１２０ｇであり、３３サイクルを要した。実施例１に記載されるディスクの切削速度は、最初の２４サイクルの比較実施例Ａの切削速度を超えた。
比較実施例Ｂは、実施例１に記載のディスクと比較して、従来の鉱物ブレンド被覆において調製されたディスクの方が低い初期切削速度及びピーク切削速度を示す。ディスク調製方法Ｃによって、メーク樹脂１、研磨樹脂１、充填剤グレイン１及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、２０／２５メッシュ粒状炭酸カルシウム充填剤グレインと組み合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、従来の鉱物ブレンド被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、９．７ｇの研磨グレイン１、及び１６．３ｇの充填剤グレイン１からなるブレンドで被覆された。ディスク上に被覆されたブレンドの総量は、２４ｇであった。非被覆材料の大部分は、研磨グレイン１であった。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１１９．３ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル３及び６の間１４１．３ｇ／分であった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、８２７９ｇであり、７２サイクルを要した。実施例１に記載されるディスクの切削速度は、試験全体で比較実施例Ｂの切削速度を超えた。
実施例２は、硬性充填剤グレインを統合する「逆二重被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ａによって、メーク樹脂１、研磨樹脂１、充填剤グレイン２及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ３６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１３．７ｇの研磨グレイン１、１４．１ｇの充填剤グレイン２、及び２３．３ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１７３．４ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間１７３．４ｇ／分であった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、３０５６ｇであり、３３サイクルを要した。
比較実施例Ｃは、実施例２に記載されるディスクと比較して、従来の二重被覆コーティング順序で調製されたディスクの方が低い初期切削速度及びピーク切削速度を示す。ディスク調製方法Ｂによって、メーク樹脂１、研磨グレイン１、充填剤グレイン２及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ３６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、従来の二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１５．３ｇの研磨グレイン１、１２．６ｇの充填剤グレイン２及び２８．０ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１１２．２ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１０の間１３０．７ｇ／分であった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、４１１６ｇであり、３７サイクルを要した。実施例２に記載されるディスクの切削速度は、最初の１６サイクルについて、比較実施例Ｃの切削速度を超えた。
比較実施例Ｄは、実施例２に記載されるディスクと比較して、従来の鉱物ブレンド被覆で調製されたディスクの方が低い初期切削速度及びピーク切削速度を示す。ディスク調製方法Ｃによって、メーク樹脂１、研磨グレイン１、充填剤グレイン２及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ３６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、従来の鉱物ブレンド被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、重量比２：１の充填剤グレイン２及び研磨グレイン１のブレンド２９．７ｇで被覆した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１３７．６ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１４の間１５６．５ｇ／分であった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、４９５４ｇであり、３７サイクルを要した。実施例２に記載されるディスクの切削速度は、最初の１１サイクルについて、比較実施例Ｄの切削速度を超えた。
実施例３は、３０４ステンレス鋼基材上の「逆二重被覆」構成の性能利点を示す。随意のスーパーサイズを有するディスク調製方法Ａによって、メーク樹脂１、研磨グレイン１、充填剤グレイン２、サイズ樹脂１、及びスーパーサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ３６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、スーパーサイズの逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１４．３ｇの研磨グレイン１、１３．１ｇの充填剤グレイン２、２４．４ｇのサイズ樹脂１及び１０．１ｇのスーパーサイズ１を含有した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の３０４軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１５４．１ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間１５４．１ｇ／分であった。２０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、５２６ｇであり、７サイクルを要した。
比較実施例Ｅは、３０４ステンレス鋼を研磨する時、実施例３に記載されるディスクと比較して、従来の二重被覆コーティング順序で調製されたディスクの方が低い初期切削速度及びピーク切削速度を示す。随意のスーパーサイズを有するディスク調製方法Ｂによって、メーク樹脂１、研磨グレイン１、充填剤グレイン２、サイズ樹脂１及びスーパーサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ３６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、スーパーサイズの従来の二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１３．５ｇの研磨グレイン１、１４．８ｇの充填剤グレイン２、２７．７ｇのサイズ樹脂１及び１０．０ｇのスーパーサイズ１を含有した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の３０４ステンレス鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、８６．３ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間８６．３ｇ／分であった。２０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、２３８ｇであり、６サイクルを要した。実施例３に記載されるディスクの切削速度は、試験全体で比較実施例Ｅの切削速度を超えた。
比較実施例Ｆは、３０４ステンレス鋼を研磨する時、実施例３に記載されるディスクと比較して、従来の鉱物ブレンドコーティング順序で調製されたディスクの方が低い初期切削速度及びピーク切削速度を示す。随意のスーパーサイズを有するディスク調製方法Ｃによって、メーク樹脂１、研磨グレイン１、充填剤グレイン２、サイズ樹脂１及びスーパーサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ３６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、スーパーサイズの従来の鉱物ブレンド被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、重量比２：１の充填剤グレイン２及び研磨グレイン１のブレンド２９．２ｇ、２７．７ｇのサイズ樹脂１及び１０．０ｇのスーパーサイズ樹脂１で被覆した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の３０４ステンレス鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１０８．９ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間１０８．９ｇ／分であった。２０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、３２１ｇであり、７サイクルを要した。実施例３に記載されるディスクの切削速度は、試験全体で比較実施例Ｆの切削速度を超えた。
実施例４は、ゲル化可能なメーク樹脂を統合する「逆二重被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ｄによって、メーク樹脂２、研磨グレイン１、充填剤グレイン２及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ２６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１２．５ｇの研磨グレイン１、及び１３．３ｇの充填剤グレイン２、及び２２ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１８６．５ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間１８６．５ｇ／分であった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、２９７７ｇであり、２１サイクルを要した。
比較実施例Ｇは、実施例４に記載されるディスクと比較して、従来の二重被覆コーティング順序で調製されたディスクの方が低い初期切削速度及びピーク切削速度を示す。ディスク調製方法Ｅによって、メーク樹脂２、研磨グレイン１、充填剤グレイン２及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ３６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、従来の二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１２．２ｇの研磨グレイン１、１４．６ｇの充填剤グレイン２及び２６．５ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１１０．１ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１６の間１３０．５ｇ／分であった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、３７２８ｇであり、３３サイクルを要した。実施例４に記載されるディスクの切削速度は、最初の１５サイクルについて、比較実施例Ｆの切削速度を超えた。
実施例５は、３０４ステンレス鋼基材を研磨する時に、ゲル化可能なメーク樹脂を統合する「逆二重被覆」構成の性能利点を示す。ディスク調製方法Ｄによって、メーク樹脂２、研磨グレイン１、充填剤グレイン２、サイズ樹脂１、及びスーパーサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ３６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、スーパーサイズ逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１３．８ｇの研磨グレイン１、１３．０ｇの充填剤グレイン２、２１．９ｇのサイズ樹脂１及び１０．１ｇのスーパーサイズ１を含有した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の３０４ステンレス鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１８１．７ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間１８１．７ｇ／分であった。２０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、５８５ｇであり、７サイクルを要した。
比較実施例Ｈは、３０４ステンレス鋼基材を研磨する時に、実施例５に記載されるディスクと比較して、従来の二重被覆コーティング順序で調製されたディスクの方が低い初期切削速度及びピーク切削速度を示す。随意のスーパーサイズを有するディスク調製方法Ｅによって、メーク樹脂２、研磨グレイン１、充填剤グレイン２、サイズ樹脂１及びスーパーサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ ３６等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、スーパーサイズの従来の二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１３．８ｇの研磨グレイン１、１４．３ｇの充填剤グレイン２、２５．６ｇのサイズ樹脂１及び１０．１ｇのスーパーサイズ１を含有した。垂直抵抗力１９＋／−０．５ポンド（８．６±０．２２ｋｇ）の３０４ステンレス鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、９８．６ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間９８．６ｇ／分であった。２０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、２５５ｇであり、５サイクルを要した。実施例５に記載されるディスクの切削速度は、試験全体について、比較実施例Ｈの切削速度を超えた。
実施例６は、単一被覆研磨構成と比較して、「逆二重被覆」性能最適化構成における研磨グレインの使用の効率の増加を示す。ディスク調製方法Ｄによって、メーク樹脂２、研磨グレイン１、充填剤グレイン１、及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、２０／２５メッシュ粒状炭酸カルシウム充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、７．９ｇの研磨グレイン１、２０．５ｇの充填剤グレイン１、及び１４．９ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１２８．５ｇの金属を研磨した。ピーク切削速度は、サイクル６の間１４４．８ｇ／分であった。８０ｇ／サイクルの切削速度終点まで測定される総累積切削は、６２５１ｇであり、５３サイクルを要した。
比較実施例Ｉは、性能最適化された鉱物重量で、充填剤グレインなしに、成形研磨粒子のみを単一被覆することによって作製されたディスクの性能を示す。ディスク調製方法Ｈによって、メーク樹脂２、研磨グレイン１、及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、三角形の成形研磨粒子を含む従来の単一被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１７．２ｇの研磨グレイン１及び１２．９ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１４０．６ｇの金属を研磨した。ピーク切削速度は、サイクル７の間１６１．５ｇ／分であった。８０ｇ／サイクルの切削速度終点まで測定される総累積切削は、５１７８ｇであり、４６サイクルを要した。全体的な研磨性能は、実施例６のそれに類似するが、２倍を超える成形研磨粒子の使用を必要とした。
比較実施例Ｊは、実施例６において使用されるものと同程度の研磨グレイン重量で、充填剤グレインなしに、成形研磨粒子のみを単一被覆することによって作製されたディスクの性能を示す。ディスク調製方法Ｈによって、メーク樹脂２、研磨グレイン１、及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、三角形の成形研磨粒子を含む従来の単一被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、８．７ｇの研磨グレイン１及び８．２ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。切削の最初の１分は、１５２．２ｇの金属を研磨した。ピーク切削速度は、サイクル１の間１５２．２ｇ／分であった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、１６５２ｇであり、１５サイクルを要した。実施例６と同程度の研磨グレインレベルにおいて、初期切削速度は高いが、急激に降下し、総切削は、実施例６の逆二重被覆構成において得られるものの４分の１である。
実施例７は、浸食され得る充填剤グレインとして、粒状クライオライトを統合する「逆二重被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ａによって、メーク樹脂１、研磨グレイン１、充填剤グレイン３及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、２０／２５メッシュ粒状クライオライト充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１０．３ｇの研磨グレイン１、１３．８ｇの充填剤グレイン３及び１２．６ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用し、２分の切削サイクルによって、完成したディスクを試験した。最初の２分の切削は、２６７．８ｇの金属を研磨した。ピーク２分の切削速度は、サイクル６の間２８８．６であった。２分当たり１４０ｇの切削速度終点まで測定された累積切削の総量は、４７１３ｇであり、２０回の２分サイクルを必要とした。
実施例８は、浸食され得るフィルターグレインとして、より微細な等級の粒状炭酸カルシウムを統合する「逆二重被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ａによって、メーク樹脂１、研磨グレイン１、充填剤グレイン４及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、３０／３５メッシュ粒状炭酸カルシウム充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１０．２ｇの研磨グレイン１、１０．３ｇの充填剤グレイン４及び８．８ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用し、２分の切削サイクルによって、完成したディスクを試験した。最初の２分の切削は、３３０．３ｇの金属を研磨した。ピーク２分の切削速度は、サイクル４の間３４７．５であった。２分当たり１４０ｇの切削速度終点まで測定された累積切削の総量は、５１７５ｇであり、１９回の２分サイクルを必要とした。
実施例９は、粒状ボーキサイトを充填剤グレインとして統合する「逆二重被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ａによって、メーク樹脂１、研磨グレイン１、充填剤グレイン５、及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、３６粒状ボーキサイト充填剤グレインと合わされた三角形の成形研磨粒子を含む、逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１０．４ｇの研磨グレイン１、１６．２ｇの充填剤グレイン５及び１０．５ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用し、２分の切削サイクルによって、完成したディスクを試験した。最初の２分の切削は、２７３．７ｇの金属を研磨した。ピーク２分の切削速度は、サイクル２の間２８３．３ｇであった。２分当たり１４０ｇの切削速度終点まで測定された累積切削の総量は、２８１９ｇであり、１２回の２分サイクルを必要とした。
比較実施例Ｋは、従来の破砕セラミックグレイン研磨を統合する市販のプレミアム性能繊維ディスクによる切削性能を対比する。ディスクは、「９８８Ｃ ３６等級繊維ディスク」という商品名で、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から得られた。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。最初の１分の切削は、１００．１ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル４の間１３１．４ｇであった。７０ｇ／分の切削速度終点まで測定される総累積切削は、１０８５ｇであり、１０サイクルを要した。
比較実施例Ｌは、本発明の請求項以外の成形研磨粒子を統合する「逆二重被覆ディスク」の切削性能を示す。ディスク調製方法Ａによって、メーク樹脂１、研磨グレイン２、充填剤グレイン６及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ １００等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた細長いダイヤモンド形の成形研磨粒子を含む、逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、７．０ｇの研磨グレイン２及び４．８ｇの充填剤グレイン６を含有した。垂直抵抗力１２＋／−０．５ポンド（５．４±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。最初の１分の切削は、８５．５ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間８５．５ｇであった。初期切削速度終点の７０％までに測定された累積切削の総量は、３３６ｇであり、５サイクルを要した。
比較実施例Ｍは、本発明の請求項以外の成形研磨グレイン粒子を統合する従来の「二重被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ｂによって、メーク樹脂１、研磨グレイン２、充填剤グレイン６及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ １００等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた細長いダイヤモンド形の成形研磨粒子を含む、逆二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、７．０ｇの研磨グレイン２及び４．８ｇの充填剤グレイン６を含有した。垂直抵抗力１２＋／−０．５ポンド（５．４±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。最初の１分の切削は、１０３ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間１０３ｇであった。初期切削速度終点の７０％までに測定された累積切削の総量は、１２１４ｇであり、１４サイクルを要した。この従来の二重被覆ディスク構成は、あらゆる点において、比較実施例Ｌの「逆二重被覆」ディスクの性能を超えた。
比較実施例Ｎは、本発明の請求項以外の成形研磨粒子を統合する従来の「ブレンド鉱物被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ｃによって、メーク樹脂１、研磨グレイン２、充填剤グレイン６及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、ＡＮＳＩ１００等級の茶色のアルミニウムオキシド充填剤グレインと合わされた細長いダイヤモンド形の成形研磨粒子を含む、ブレンド被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、７：５のブレンドで研磨グレイン２、及び充填剤グレイン６を１２．０ｇ含有した。垂直抵抗力１２＋／−０．５ポンド（５．４±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。最初の１分の切削は、１０６．２ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間１０６．２ｇであった。初期切削速度終点の７０％までに測定された累積切削の総量は、５９５ｇであり、７サイクルを要した。この従来の鉱物ブレンド被覆ディスク構成は、あらゆる点において、比較実施例Ｌの「逆二重被覆」ディスクの性能を超えた。
比較実施例Ｏは、本発明の請求項以外の成形研磨粒子を統合する従来の「オープン被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ｇによって、メーク樹脂１、研磨グレイン２及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、細長いダイヤモンド形の成形研磨粒子を含むオープン被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、７．５ｇの研磨グレイン２を含有した。垂直抵抗力１２＋／−０．５ポンド（５．４±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。最初の１分の切削は、８５ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１の間８５ｇであった。初期切削速度終点の７０％までに測定された累積切削の総量は、５２５ｇであり、８サイクルを要した。比較実施例Ｌの「逆二重被覆」ディスクと同程度の研磨グレイン２含有量を有する、この従来のオープン被覆ディスク構成は、同等の性能を呈した。
比較実施例Ｐは、従来の破砕研磨グレインを統合する「逆二重被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ａによって、メーク樹脂１、研磨グレイン３、充填剤グレイン４及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、３０／３５メッシュ粒状炭酸カルシウム充填剤グレインと合わされた従来の破砕セラミックグレイン研磨粒子を含む、「逆二重被覆」繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１４．０ｇの研磨グレイン３、１１．３ｇの充填剤グレイン４及び１６．２ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。最初の１分の切削は、７４．０ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１１の間９６．６ｇであった。７０ｇ／分の切削速度終点までに測定された累積切削の総量は、４３２１ｇであり、５３サイクルを要した。このディスクの切削速度性能は、ディスクの寿命に渡って、比較実施例Ｑ、Ｒ及びＳに対するものよりも低かった。これは、不良な研磨グレイン配向を示す。
比較実施例Ｑは、従来の破砕研磨グレインを統合する「二重被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ｂによって、メーク樹脂１、研磨グレイン３、充填剤グレイン４及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、３０／３５メッシュ粒状炭酸カルシウム充填剤グレインと合わされた従来の破砕セラミックグレイン研磨粒子を含む、二重被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１２．１ｇの研磨グレイン３、９．９ｇの充填剤グレイン４及び１５．８ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。最初の１分の切削は、７９．２ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１２の間１０８ｇであった。７０ｇ／分の切削速度終点までに測定された累積切削の総量は、２５９７ｇであり、２８サイクルを要した。このディスクの切削速度性能は、オープン被覆比較実施例Ｓと同程度であった。これは、良好な研磨グレイン配向を示す。
比較実施例Ｒは、従来の破砕研磨グレインを統合する「ブレンド鉱物被覆」ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ｃによって、メーク樹脂１、研磨グレイン３、充填剤グレイン４及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、３０／３５メッシュ粒状炭酸カルシウム充填剤グレインと合わされた従来の破砕セラミックグレイン研磨粒子を含む、ブレンド鉱物被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、５：４のブレンド比で研磨グレイン３及び充填剤グレイン４を２０．９ｇ、及び１４．８ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。最初の１分の切削は、８１．５ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル１１の間１１７．７ｇであった。７０ｇ／分の切削速度終点までに測定された累積切削の総量は、３０６０ｇであり、３１サイクルを要した。このディスクの切削速度性能は、オープン被覆比較実施例Ｓと同程度であった。これは、良好な研磨グレイン配向を示す。
比較実施例Ｓは、従来の破砕研磨グレインを統合するオープン被覆ディスクの切削性能を示す。ディスク調製方法Ｇによって、メーク樹脂１、研磨グレイン３及びサイズ樹脂１を使用してディスクを調製し、従来の破砕セラミックグレイン研磨粒子を含む、オープン被覆繊維ディスク構成を提供する。調製されたディスクは、１３．６ｇの研磨グレイン３及び１１．９ｇのサイズ樹脂１を含有した。垂直抵抗力１５．５＋／−０．５ポンド（７．０３±０．２２ｋｇ）の１０１８軟鋼ワークピース上でスライドアクション試験方法を使用して、完成したディスクを試験した。最初の１分の切削は、９０．９ｇの金属を研磨した。ピーク１分の切削速度は、サイクル９の間１１９．７ｇであった。７０ｇ／分の切削速度終点までに測定された累積切削の総量は、２８４１ｇであり、２８サイクルを要した。
Figure 2013512789
１ ２分試験サイクル
２ 該当なし−市販の製品
当業者は、より具体的に添付の請求項に記載した本開示の趣旨及び範囲から逸脱せずに、本開示への他の修正及び変更を行うことが可能である。様々な実施形態の態様は、様々な実施形態の他の形態と全体的に、若しくは一部的に互換可能、又は結合され得るということが理解される。特許状への上記の出願の中で引用されている全ての参照、特許、又は特許出願は、全体として一貫した方法で参照することにより本明細書に組み込まれる。これらの組み込まれた参照と本明細書との間に部分的に不一致又は矛盾がある場合、先行する記述の情報が優先するものとする。当業者が請求項の開示を実行することを可能にするために与えられた先行する記述は、本請求項及びそれと等しい全てのものによって定義される本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (13)

  1. 被覆研磨物品を作製する方法であって、
    メークコートを裏材の第１の主表面に塗布する工程と、
    本質的に成形研磨粒子からなる第１の研磨層を形成するように、成形研磨粒子を前記メークコートに塗布する工程と
    最終研磨層を形成するように、希釈剤粒子を前記成形研磨粒子上の前記メークコートに塗布する工程と、
    前記最終研磨層上にサイズコートを塗布する工程と、
    前記メークコート及びサイズコートを硬化させる工程と、
    を含み、前記成形研磨粒子が、基部の反対にある頂点を備え、前記成形研磨粒子の幅が、前記基部から前記頂点へと先細になる、方法。
  2. 前記希釈剤粒子が、最大寸法を含み、前記最大寸法が、前記基部と前記頂点との間の長手方向軸に沿った、前記成形研磨粒子の長さ未満である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１の研磨層が、オープンコートを含む、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記第１の研磨層オープンコートが、その閉じたコート密度の３０％〜６０％をなす、請求項３に記載の方法。
  5. 前記最終研磨層が、閉じたコートを含む、請求項１、２、３、又は４に記載の方法。
  6. 前記成形研磨粒子が、三角形を含む、請求項１、２、３、４、又は５に記載の方法。
  7. 前記三角形が、第１の面、第２の面、及び前記第２の面と傾斜側壁との間に角度αを有する傾斜側壁を備え、前記角度αが、９５度〜１３５度である、請求項６に記載の方法。
  8. 前記メークコートが、前記サイズコートを塗布する前に、少なくとも部分的に硬化される、請求項１に記載の方法。
  9. 被覆研磨物品であって、
    第１の主表面を有する裏材と、
    前記裏材に塗布されるメークコートと、
    前記メークコートに付着される最終研磨層であって、成形研磨粒子及び希釈剤粒子を含む、最終研磨層と、
    前記最終研磨層上に塗布されるサイズコートと、
    を備え、前記成形研磨粒子が、第１の面、第２の面、及び傾斜側壁を含み、前記第１の面及び前記第２の面が、三角形の外辺部を備え、
    前記成形研磨粒子の大部分が、前記第１の主表面に対して９０度未満の配向角βを有して傾斜している、被覆研磨粒子。
  10. 前記配向角βが約５０度〜約８５度である、請求項９に記載の被覆研磨物品。
  11. 前記配向角βが約７５度〜約８５度である、請求項９に記載の被覆研磨物品。
  12. 前記成形研磨粒子の８０％より多くが傾斜している、請求項９、１０、又は１１に記載の被覆研磨物品。
  13. 前記成形研磨粒子が、前記最終研磨層の閉じたコート密度の３０％〜６０％を含む、請求項９、１０、１１、又は１２に記載の前記成形研磨物品。
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