JP2014526396A - 騒音減少研磨品 - Google Patents

Abstract

研磨品が使用されている時に騒音レベルを低下させるように構成された減少層を含む、研磨品。
【選択図】図５

Description

本発明は研磨品、より詳細には、騒音減少研磨品に関する。

研磨品（コーティングされた研磨材および結合された研磨材等）は、携帯用および産業用の両方の適用における切断、磨砕、フィニッシングおよび艶出し等によって、機械ワークピースに対して、様々な産業において使用される。研磨品を使用する機械加工は、自動車塗装修理産業から金属製造産業、ジェットエンジン製造産業まで、幅広い産業上の範囲にわたる。これらの各々の例において、製造設備は研磨材を使用してバルク材を除去するかまたは製品の表面特徴に影響を与える。

研磨品は、セラミック粒；活性または不活性の無機フィラー；有機樹脂（修飾もしくは非修飾の樹脂、ポリマーまたはエポキシ等）；および強化材のうちの１つまたは複数を含むことができる有機マトリックス複合物を含むことができる。

騒音減少研磨品を開示する。特定の実施形態において、研磨品は、互いにカップルされた２つのスタックであって、メッシュ層および減少層にカップルされた研磨層を含み、減少層の１つの面の表面積が研磨層の表面積よりも少なく、各スタックの研磨層の少なくとも一部が互いに化学的に結合される、各スタックを含んで、提示される。特定の実施形態において、研磨品は約１００ｍｍ〜約４００ｍｍの間の直径および約３ｍｍ〜約１０ｍｍの間の厚みからなる。

さらに他の実施形態において、減少層の１つの面の表面積は研磨層の１つの面の表面積の約２５％〜約８０％の間である。減少層は、ＰＴＦＥ、エポキシ、熱硬化物、ポリマーシート、不活性コーティングを備えた薄いポリマーシート、不織繊維マットまたは紙を含むことができる。

いくつかの実施形態において、研磨品は、２つの研磨層と；研磨層の間の減少層とを含み；減少層の１つの面の表面積が研磨層の１つの面の表面積よりも少なく、研磨層の少なくとも一部が化学的に互いに結合されて、提示される。特定の実施形態において、研磨品は約１００ｍｍ〜約４００ｍｍの間の直径および約３ｍｍ〜約１０ｍｍの間の厚みからなる。さらに他の実施形態において、減少層の１つの面の表面積は研磨層の１つの面の表面積の約２５％〜約８０％の間である。減少層は、ＰＴＦＥ、エポキシ、熱硬化物、ポリマーシート、不活性コーティングを備えた薄いポリマーシート、不織繊維マットまたは紙を含むことができる。

他の実施形態において、研磨品は、２つのスタックであって、各面が表面積を含む、２つの面を含む研磨層と；１つのメッシュ層が研磨層の各面にカップルされた、２つのメッシュ層と；１つの減少層が各メッシュ層および研磨層の各面にカップルされ、各減少層の表面積が研磨層の１つの面の表面積よりも少ない、２つの減少層とを含み；スタックが研磨層の少なくとも一部が互いに結合されるようにともにカップルされた、各スタックを含んで、提示される。

さらに他の実施形態において、減少層の１つの面の表面積は研磨層の１つの面の表面積の約２５％〜約８０％の間である。減少層は、ＰＴＦＥ；エポキシ、熱硬化物、ポリマーシート、不活性コーティングを備えた薄いポリマーシート、不織繊維マットまたは紙を含むことができる。

さらに追加の実施形態において、研磨品は、メッシュ層および減少層にカップルされた研磨層を含み、減少層の１つの面の表面積が研磨層の表面積よりも少なく、層が第１のアレンジメントにおいて配列される、第１のスタックと；第１のスタックにカップルされた第２のスタックであって、メッシュ層および減少層にカップルされた研磨層を含み、減少層の１つの面の表面積が研磨層の表面積よりも少なく、層が第２のアレンジメントにおいて配列される、第２のスタックとを含み；第１のアレンジメントは第２のアレンジメントとは異なって、提示される。

他の実施形態において、研磨品は、メッシュ層Ｖおよび減少層Ｐにカップルされた研磨層ａを含み、減少層Ｐの１つの面の表面積が研磨層ａの表面積よりも少なく、層が、群ＰＶａＶＰ、ＶａＶＰ、ＶＰａＰＶ、ＶａＶＰＰ、ＶａＰＰＶ、ａＶＰＰ、ａＰＰＶ、ａＶＰまたはａＰＶから選択される第１のアレンジメントにおいて配列される、第１のスタックと；第１のスタックにカップルされた第２のスタックであって、メッシュ層Ｖおよび減少層Ｐにカップルされた研磨層ａを含み、減少層Ｐの１つの面の表面積が研磨層ａの表面積よりも少なく、層が第２のアレンジメントにおいて配列され、第２のアレンジメントが群ＰＶａＶＰ、ＶａＶＰ、ＶＰａＰＶ、ＶａＶＰＰ、ＶａＰＰＶ、ａＶＰＰ、ａＰＰＶ、ａＶＰまたはａＰＶから選択される、第２のスタックとを含み；第１のアレンジメントは第２のアレンジメントとは異なって、提示される。

「カップルされた」という用語は、連結されたこととして定義されるが、必ずしも直接ではなく、必ずしも機械的にではない。

「１つの（ａ）」および「１つの（ａｎ）」という用語は、この開示が特別に明確に必要としない限り１つまたは複数として定義される。

「実質的に」という用語およびその変化形（例えば「およそ」および「約」）は、当業者によって理解されるように、規定されたものの大部分であるが必ずしも全体ではない（および規定されたものの全体を含む）こととして定義される。任意の開示した実施形態において、「実質的に」、「およそ」、および「約」という用語は、「［パーセンテージ］内で」規定されたもの、により置換することができ、パーセンテージは０．１、１、５および１０パーセントを含む。

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」（ならびに「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「含むこと（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）の任意の形態）、「有する（ｈａｖｅ）」（ならびに「有する（ｈａｓ）」および「有すること（ｈａｖｉｎｇ）」等の有する（ｈａｖｅ）の任意の形態）、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」（ならびに「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」および「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」等の含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）の任意の形態）、および「含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）」（ならびに「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」および「含有すること（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」等の含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）の任意の形態）という用語は、非制限的連結動詞である。結果として、１つまたは複数の工程または要素を「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」か、「有する（ｈａｓ）」か、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」か、または「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」方法または装置は、それらの１つまたは複数の工程または要素を保持するが、それらの１つまたは複数の要素のみを保持するとは限定されない。同様に、１つまたは複数の特色を「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」か、「有る（ｈａｓ）」か、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」か、または「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」方法の工程または装置の要素は、それらの１つまたは複数の特色を保持するが、それらの１つまたは複数の特色のみをを保持するとは限定されない。例えば、２つのスタックを含む研磨品は少なくとも２つのスタックを保持し、２つを超えるスタックも保持することができる。

さらに、特定の方法において構成される装置または構造は少なくともその方法で構成されるが、リストされない方法で構成することができる。メートル単位は、転換を適用し最も近いミリメートルに四捨五入することによって提供される英国の単位に由来し得る。

この開示または実施形態の本質によって明示的に禁止されなかったならば、たとえ記載または説明されなかったとしても、一実施形態の特色（複数可）を他の実施形態に適用することができる。

任意の開示した装置および方法の任意の実施形態は、記載された要素および／または特色および／または工程のうちの任意のものからなる（ｃｏｎｓｉｓｔ ｏｆ）かまたは本質的になる（含む／含む／含有する／有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ／ｉｎｃｌｕｄｅ／ｃｏｎｔａｉｎ／ｈａｖｅ）のではなく）ことができる。したがって、任意の請求項において、「からなること（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」または「から本質的になること（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という用語は、さもなければ非制限的連結動詞を使用しているものからの与えられた請求項の範囲を変化させるために、上で列挙した任意の非制限的連結動詞に置換することができる。

他の特色および関連する利点は、添付図面に関して具体的な実施形態の以下の詳細な記載を参照して明らかになるだろう。

以下の図面は限定ではなく一例として図示する。簡潔性および明瞭性のために、与えられた構造のあらゆる特色はその構造が現われるすべての図において標識されるとは限らないだろう。同一の参照番号は必ずしも同一の構造を示さない。むしろ、同じ参照番号は、同一でない参照番号として、同様の特色または同様の機能性を備えた特色を示すのに使用することができる。図中に示される存在する粒の実施形態は一定の比例に描かれる。
研磨品の実施形態の側断面図の図示である。 研磨品の実施形態の側断面図の図示である。 研磨品の実施形態の側断面図の図示である。 研磨品の実施形態の側断面図の図示である。 ＩＳＯタイプ１形状を有し２つのスタックを含む、研磨品の実施形態の分解組立図の図示である。 ６つのスタックを含む研磨品の実施形態の概略図の図示である。 ６つのスタックを含む研磨品の実施形態の概略図の図示である。 ６つのスタックを含む研磨品の実施形態の概略図の図示である。

様々な特色および有利な詳細は添付図面中に図示され、以下の記載中で詳細な非限定的実施形態を参照してより完全に説明される。しかしながら、限定することによってではなく例示することのみによって、本発明の実施形態を示しながら、詳細な記載および具体的な実施例が与えられることを理解すべきである。根底にある発明概念の趣旨および／または範囲内の様々な置換、修飾、添加および／またはリアレンジメントメントは、この開示の当該技術分野における当業者に明らかになるだろう。

以下の記載において、多数の具体的な詳細が提供されて、開示した実施形態の充分な理解を提供する。しかしながら、関連する技術分野における当業者は、１つまたは複数の具体的な詳細なしに、または他の方法およびコンポーネントおよび材料などにより、本発明が実行できることを認識するだろう。他の実例において、周知の構造、材料または操作は、本発明の態様を不明瞭にしないようにするためには詳細に示されないかまたは記載されない。

図１〜４は磨砕ホイール１０の実施形態を図示する。図１は直径１２、厚み１４および穴径１６を有する磨砕ホイール１０の実施形態の側面図を示す。図１中に示される磨砕ホイール１０の実施形態は、ＩＳＯ ５２５、結合された研磨製品（一般要求事項、国際標準化機構および／またはＥＮ １２４１３欧州標準）、結合された研磨製品のための安全要求事項（欧州標準化委員会）に従うタイプ１および／またはタイプ４１磨砕ホイールであり得、これらは参照として本明細書に援用される。

図２は直径１２、厚み１４および穴径１６を有する磨砕ホイール１０の実施形態の側面図を示す。図２中に示される磨砕ホイール１０の実施形態は、ＩＳＯ ５２５および／またはＥＮ １２４１３に従うタイプ２７および／またはタイプ４２磨砕ホイールであり得る。

図３は直径１２、厚み１４および穴径１６を有する磨砕ホイール１０の実施形態の側面図を示す。図３中に示される磨砕ホイール１０の実施形態は、ＩＳＯ ５２５および／またはＥＮ １２４１３に従うタイプ２８磨砕ホイールであり得る。

図４は直径１２、厚み１４および穴径１６を有する磨砕ホイール１０の実施形態の側面図を示す。図２中に示される磨砕ホイール１０の実施形態は、ＩＳＯ ５２５および／またはＥＮ １２４１３に従うタイプ２９磨砕ホイールであり得る。

様々な実施形態において、直径１２は約１００ｍｍ〜約４００ｍｍにわたることができ、約１１０ｍｍ、１２０ｍｍ、１３０ｍｍ、１４０ｍｍ、１５０ｍｍ、１６０ｍｍ、１７０ｍｍ、１８０ｍｍ、１９０ｍｍ、２００ｍｍ、２１０ｍｍ、２２０ｍｍ、２３０ｍｍ、２４０ｍｍ、２５０ｍｍ、２６０ｍｍ、２７０ｍｍ、２８０ｍｍ、２９０ｍｍ、３００ｍｍ、３１０ｍｍ、３２０ｍｍ、３３０ｍｍ、３４０ｍｍ、３５０ｍｍ、３６０ｍｍ、３７０ｍｍ、３８０ｍｍ、３９０ｍｍまたは４００ｍｍ未満であり得る。

特定の実施形態において、厚み１４は約３．０ｍｍ〜約１０ｍｍにわたることができ、約３．１ｍｍ、３．２ｍｍ、３．３ｍｍ、３．４ｍｍ、３．５ｍｍ、３．６ｍｍ、３．７ｍｍ、３．８ｍｍ、３．９ｍｍ、４．０ｍｍ、４．１ｍｍ、４．２ｍｍ、４．３ｍｍ、４．４ｍｍ、４．５ｍｍ、４．６ｍｍ、４．７ｍｍ、４．８ｍｍ、４．９ｍｍ、５．０ｍｍ、５．１ｍｍ、５．２ｍｍ、５．３ｍｍ、５．４ｍｍ、５．５ｍｍ、５．６ｍｍ、５．７ｍｍ、５．８ｍｍ、５．９ｍｍ、６．０ｍｍ、６．１ｍｍ、６．２ｍｍ、６．３ｍｍ、６．４ｍｍ、６．５ｍｍ、６．６ｍｍ、６．７ｍｍ、６.８ｍｍ、６．９ｍｍ、７．０ｍｍ、７．１ｍｍ、７．２ｍｍ、７．３ｍｍ、７．４ｍｍ、７．５ｍｍ、７．６ｍｍ、７．７ｍｍ、７．８ｍｍ、７．９ｍｍ、８．０ｍｍ、８．１ｍｍ、８．２ｍｍ、８．３ｍｍ、８．４ｍｍ、８．５ｍｍ、８．６ｍｍ、８．７ｍｍ、８．８ｍｍ、８．９ｍｍ、９．０ｍｍ、９．１ｍｍ、９．２ｍｍ、９．３ｍｍ、９．４ｍｍ、９．５ｍｍ、９．６ｍｍ、９．７ｍｍ、９．８ｍｍ、９．９ｍｍ、または１０．０ｍｍ未満であり得る。

図５は磨砕ホイール１０の実施形態の分解組立図を示す。当業者は、他の形状を有する磨砕ホイールの実施形態（図１〜４中に示されるものを含む）にも、これらの実施形態に関して検討された構造上の特色が適用されることを理解するだろう。形状は明確にするために単純化され、穴径１６は示されない。

図５は２つのスタック１１を含む磨砕ホイール１０の実施形態を図示する。各スタック１１は減少層Ｐおよびメッシュ層Ｖにカップルされた研磨層ａを含む。研磨層ａ、減少層Ｐおよびメッシュ層Ｖは異なる密度および弾性定数を有する。これらの層が互いにカップルされる場合、音波を分散または干渉する音響波バンドギャップは音響波の基本的特性の使用によって生成される。したがって、これらの層を含む研磨品はこれらの層を含まない同様の研磨品よりも静かであり得る。いくつかの実施形態において、各研磨層ａは２つの減少層Ｐおよび２つのメッシュ層Ｖにカップルされる。

様々な実施形態において、各スタック１１は層のアレンジメントに従って記載することができる。スタック１１の非限定的アレンジメントは、ＰＶａＶＰ、ＶａＶＰ、ＶＰａＰＶ、ＶａＶＰＰ、ＶａＰＰＶ、ａＶＰＰ、ａＰＰＶ、ａＶＰまたはａＰＶを含むことができる。様々な実施形態において、スタック１１は互いに同一であり得るが、他の実施形態において、スタック１１は互いとは異なる。例えば、一実施形態において、磨砕ホイール１０は第１のアレンジメントにおける第１のスタックおよび第２のアレンジメントにおける第２のスタックを含むことができ、第１のアレンジメントは第２のアレンジメントとは異なる。

研磨層ａは各々２つの面２０を含む。減少層Ｐおよびメッシュ層Ｖは、メッシュ層Ｖが減少層Ｐと研磨層ａとの間にあるように研磨層ａの１つまたは両方の面２０にカップルされる。２つのスタック１１を含む磨砕ホイール１０の実施形態は、ＰＶａＶＰＰＶａＶＰ等の層の順序に従ってさらに記載することができる。磨砕ホイール１０の他の実施形態は、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０またはより多くのかかるスタック１１を有することができる。図６中に示されるように、特定の好ましい実施形態は、以下のように多層化された６つのスタック１１を含む。ＰＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶＰ。

特定の実施形態において、図７中に示されるように、一番上および一番下のメッシュ層Ｖおよび減少層Ｐを省略することができる。例えば、６つのスタック１１を含む実施形態は以下のように多層化することができる。ａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａ。

他の実施形態において、図８中に示されるように、いくつかのスタック１１は１つのメッシュ層Ｖおよび１つの減少層Ｐにカップルさせることができるが、他のものは２つのメッシュ層Ｖおよび２つの減少層Ｐにカップルさせることができる。例えば、６つのスタック１１を含む実施形態は以下のように多層化することができる。ＰＶａＶＰＰａＶＰＰａＶＰＰａＶＰＰａＶＰＰＶａＶＰ。

減少層Ｐの１つの面２２の表面積は研磨層ａの１つの面２０の表面積よりも少ない。減少層Ｐまたは研磨層ａのいずれかの１つの面の表面積は読み取りの明瞭性および容易性のために「表面積」と称されるだろう。以下で使用されるような「表面積」という用語は減少層Ｐまたは研磨層ａの１つの面の表面積のみを指し、全体の体積の表面積（例えば２つの面の表面積および研磨層ａの周面の合計）を指すことは意味しない。

好ましい実施形態において、減少層Ｐの表面積は研磨層ａの表面積のパーセンテージとして表現される。研磨層ａに対する減少層Ｐの表面積のパーセンテージは「カバレッジ」としても表現することができる。例えば、その表面積が研磨層ａの表面積の３０％である減少層Ｐの実施形態は３０％のカバレッジを有する。その表面積が研磨層ａの表面積に等しい減少層Ｐの実施形態は１００％または「完全」なカバレッジを有する。特定の実施形態において、減少層Ｐは約２５％〜約８０％の間にわたるカバレッジを有し、約２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％、３５％、３６％、３７％、３８％、３９％、４０％、４１％、４２％、４３％、４４％、４５％、４６％、４７％、４８％、４９％、５０％, ５１％, ５２％, ５３％, ５４％、５５％、５６％、５７％、５８％、５９％、６０％、６１％、６２％、６３％、６４％、６５％、６６％、６７％、６８％、６９％、７０％、７１％、７２％、７３％、７４％、７５％、７６％、７７％、７８％、７９％または８０％未満のカバレッジを有することができる。

減少層Ｐのカバレッジを確認する好ましい１つの方法は、減少層Ｐを横切る一定の密度を推測する、面積に対する重量の単純相関を含む。完全なカバレッジを有する減少層に対する完全よりも少ないカバレッジを有する減少層Ｐの重量比は、２つの間の面積比とおよそ同じに違いない。例えば、完全なカバレッジを備えた減少層の約３０％と同じくらいの重さである部分的カバレッジを備えた減少層は、許容可能な誤差のマージン内で、完全なカバレッジを備えた減少層の約３０％の表面積も有する。

研磨層ａの組成物に関して、用いることができる好適な研磨粒は例えばアルミナベースの研磨粒を含む。本明細書において使用される時、「アルミナ」、「Ａ ｈ０３」および「酸化アルミニウム」という用語は互換的に使用される。多くのアルミナベースの研磨粒が商業的に入手可能であり、特殊な粒はカスタムメイドすることができる。本発明において用いることができる好適なアルミナベースの研磨粒の具体的な例には、Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ｃｅｒａｍｉｃｓ ＆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．からの「３８Ａ粒」と表記される白色アランダム粒もしくはＴｒｅｉｂａｃｈｅｒ Ｓｃｈｌｅｉｆｍｉｔｔｅｌ， ＡＧからの「８６Ａ粒」と表記されるピンクアランダム、単結晶アルミナ、コーティングもしくは非コーティング褐色溶融アルミナ、熱処理アルミナ、炭化ケイ素またはその組み合わせが含まれる。他の研磨粒（例えば、化学的修飾（希土類酸化物、ＭｇＯおよび同種のもの等）の存在または非存在下の種添加または非種添加焼結ゾル−ゲルアルミナ、アルミナ−ジルコニア、ホウ素−アルミナ、炭化ケイ素、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、アルミニウム−酸窒化物他等）に加えて、異なるタイプの研磨粒の組み合わせを利用することができる。１つの実施において、用いられた粒の少なくとも一部は、高温（例えば１９５０℃）でジルコニアおよびアルミナを溶融することによって生産された耐摩耗性で抗破砕性のアルミナ−ジルコニア粒である。かかる粒の例はＺＦ（登録商標）およびＮＺの名称下でＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能である。耐摩耗性で抗破砕性のアルミナ−ジルコニア粒は、例えば、焼結ボーキサイト（例えば７６Ａ）粒、セラミックコーティングした溶融アルミナ（例えばＵ５７Ａ）粒、ＣおよびＭｇＯと特に合金され、複数の鋭角を持つ粒形状を有する溶融酸化アルミニウム粒（例えば、ＫＭＧＳＫおよび他の研磨材の名称下でＴｒｅｉｂａｃｈｅｒ Ｓｃｈｌｅｉｆｍｉｔｔｅｌ，ＡＧから得られる）と、組み合わせることができる。研磨粒は、他の好適な無機材料（酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物またはその任意の組み合わせ等）からも作製することができる。

研磨粒のサイズは、多くの場合、グリットサイズ、およびグリットサイズとその対応する平均粒子サイズとの間の関係を示すチャートとして表現され、ミクロンまたはインチにおいて表現され、対応する米国標準ふるい（ＵＳＳ）メッシュサイズに対する相関性があるとして当該技術分野において公知である。粒サイズ選択は研磨ツールが意図される適用またはプロセスに依存する。本発明の様々な実施形態において用いることができる好適なグリットサイズは、例えば約１６（約１６６０マイクロメートル（μｍ）の平均サイズに対応する）〜約２２０（約３２μｍの平均サイズに対応する）にわたる。異なるサイズも使用することができる。形状の様々な粒形状（球状のもの、伸長したもの、不規則なもの、および他のもの）または組み合わせを利用することができる。

研磨層ａ、減少層Ｐおよびメッシュ層Ｖはともに結合され得る。本発明の具体的な実施において、結合は有機結合であり、「ポリマー性」結合または「樹脂」結合とも称され、典型的には結合材を硬化させることによって得られる。結合された研磨品の製造に用いることができる有機結合材の例には１つまたは複数のフェノール樹脂が含まれる。かかる樹脂はアルデヒド（特にホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒドまたはフルフラール）によるフェノールの重合によって得ることができる。フェノールに加えて、クレゾール、キシレノールおよび置換フェノールを用いることができる。匹敵するホルムアルデヒド不含有樹脂も利用することができる。

フェノール樹脂中でも、レゾールは一般的にアルカリ触媒の存在下においてホルムアルデヒド水溶液とフェノールとの間の１工程の反応によって得られる。２ステージフェノール樹脂としても公知であるノボラック樹脂（多くの場合硬化剤にブレンドされる）は、一般的に酸性条件下でおよびヘキサメチレンテトラミン（多くの場合「ヘキサ」とも称される）等の架橋剤の存在下において生産される。

結合材は、１つを超えるフェノール樹脂（例えば少なくとも１つのレゾールおよび少なくともノボラックタイプのフェノール樹脂）を含有することができる。多くの事例において、少なくとも１つのフェノールベースの樹脂は液体の形態である。フェノール樹脂の好適な組み合わせは、例えばＧａｒｄｚｉｅｌｌａ，ｅｔ ａｌ．に帰属する米国特許第４，９１８，１１６号（その内容全体は参照として本明細書に援用される）中に記載される。

他の好適な有機結合材の例には、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ゴム、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、芳香族ポリアミド、修飾フェノール樹脂（エポキシ修飾樹脂およびゴム修飾樹脂、または可塑剤とブレンドされたフェノール樹脂など等）などに加えて、その混合物が含まれる。具体的な実施において、結合剤にはフェノール樹脂が含まれる。

混合物は、フィラー、硬化剤、および有機結合研磨品の作製において典型的には使用される他の化合物も含むことができる。これらの追加の成分のいずれかまたはすべては、粒、結合材、または粒および結合材の混合物と組み合わせることができる。

フィラーは、微細に分割された粉末、顆粒、球、繊維またはそうでなければいくつかの形状の材料の形態をであり得る。好適なフィラーの例には、砂、炭化ケイ素、バブルアルミナ、ボーキサイト、クロマイト、マグネサイト、ドロマイト、バブルムライト、ホウ化物、二酸化チタン、炭素製品（例えばカーボンブラックまたはコークスまたはグラファイト）、木粉、粘土、タルク、六方晶窒化ホウ素、二硫化モリブデン、長石、霞石閃長岩、ガラスの様々な形態（ガラス繊維および中空ガラスの球等）および他のものが含まれる。１つを超えるフィラーの混合物も可能である。添加することができる他の材料には、帯電防止剤または金属酸化物（石灰、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、その混合物など等）；および潤滑剤（例えばステアリン酸およびグリセロールモノステアレート、グラファイト、炭素、二硫化モリブデン、ワックスビーズ、炭酸カルシウム、フッ化カルシウムならびにその混合物）等の加工補助剤が含まれる。フィラーが、機能性（例えば潤滑剤、多孔性誘導剤、および／または二次研磨粒等の磨砕補助剤）または美的等のより機能的でない特質（例えば着色剤）の傾向があり得るることに注目されたい。具体的な実施において、フィラーはホウフッ化カリウムおよび／またはマンガン化合物（例えばマンガンの塩化物）を含み、例えば二塩化マンガン（ＭｎＣｌ_２）および塩化カリウム（ＫＣｌ）の溶融によって作製された共晶塩（ＭＫＣＳの名称下でＷａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｍｉｌｌｓから入手可能）である。

多くの実例において、フィラーの量は全体の組成物の重量に基づいて重量で約５〜約３０容の範囲中である。研磨層ａの事例において、充填材料のレベルは研磨層ａの重量に基づいて重量で約５〜２０容の範囲中である。

特異的な実施形態において、研磨粒は溶融アルミナジルコニア研磨材、アランダム研磨材であり、結合剤はフェノール樹脂およびフィラーを含む。

利用することができる硬化剤または架橋剤は選択された結合材に依存する。フェノールノボラック樹脂の硬化のための、例えば典型的な硬化剤はヘキサである。他のアミン（例えばエチレンジアミン；エチレントリアミン；メチルアミン）および硬化剤の前駆体（例えばホルムアルデヒドと反応してヘキサを形成する水酸化アンモニウム）も使用することができる。好適な量の硬化剤は、１００容の全フェノールノボラック樹脂あたり、例えば重量で約５〜約２０容の範囲の硬化剤であり得る。

通常用いることができる効果的な量の硬化剤は、１００容の全ノボラック樹脂あたり約５〜約２０容（重量で）の硬化剤である。樹脂結合研磨品の分野における当業者は、様々な因子（例えば、使用される特定のタイプの樹脂；必要とされる硬化の程度および品物について所望される最終的な特性；強度、硬度および磨砕性能）に基づいて、このレベルを合わせることができるだろう。研磨ホイールの調製において、好ましいレベルの硬化剤は重量で約８容〜約１５容である。

研磨層ａまたはその混合層（複数可）は、ホイール（または特異的な混合層）の全体積のうちの少なくとも２０体積％の結合材料を含むように形成することができる。結合材料のより多量の含有量（少なくとも約３０体積％、少なくとも約４０体積％、少なくとも約５０体積％または少なくとも約６０体積％でさえ等）を利用することができる。研磨粒に関して、研磨層ａ（またはその与えられた混合層）は、少なくとも約２０体積％の研磨粒（例えば少なくとも約３５体積％、少なくとも約４５体積％、少なくとも約５５体積％、少なくとも約６０体積％または少なくとも約６５体積％）を含有する。

本明細書において記載される強化結合研磨品は所望される多孔性を有するように製造することができる。多孔性は、パラメータ（ホイール硬度、強度および初期剛性に加えて、チップクリアランスおよび削り屑除去等）を含む、所望されるホイール性能を提供するセットであり得る。多孔性は、一様にまたは非一様にホイールのボディの全体にわたって分布することができ、結合マトリックス内の粒のアレンジメント、研磨粒の形状および／もしくは利用されている結合前駆体、プレス条件などによって得られる内因的な多孔性であり得るか、または孔誘導剤の使用によって生成することができる。両方のタイプの多孔性は存在することができる。

多孔性は閉鎖および／または相互に連結（開口）され得る。「閉鎖」タイプの多孔性において、ボイド孔またはセルは一般的に互いにコミュニケートしない。これとは対照的に、「開口」多孔性は互いに相互連結される孔を提示する。閉鎖多孔性および相互連結多孔性の誘導のために使用することができる技法の例は、米国特許第５，２０３，８８６号、第５，２２１，２９４号、第５，４２９，６４８号、第５，７３８，６９６号および第５，７３８，６９７号、第６，６８５，７５５号ならびに第６，７５５，７２９号（その各々はその全部を参照として本明細書に援用される）中で記載される。

完成された結合研磨品は約０体積％〜約４０体積％（品物の全体積に基づいて）の範囲内の多孔性を含有することができる。いくつかの実施において、本明細書において記載される研磨ホイールの（またはその混合層の）多孔性は、約０体積％〜約３０体積％、例えば２５体積％を超えず、多くの場合約２０体積％を超えない（約１５体積％を超えない等）、約１０体積％、または約５体積％を超えない範囲内である。特定の実例において、多孔性は約１体積％〜約２５体積％の間（約５体積％〜２５体積％の間等）の範囲内である。

研磨層ａは、公知の組成物（例えば接着剤によってともに結合された研磨粒）の研磨層を含むことができる。

メッシュ層Ｖは、布、繊維、ポリマーまたは他の好適な材料を含むメッシュまたは織物を含むことができる。

減少層Ｐは、２５マイクロメートル〜１ｍｍの範囲であり得る厚みを有するシートであり得る。減少層Ｐは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エポキシ、熱硬化物、ポリマーシート、不活性コーティングを備えた薄いポリマーシート、不織繊維マットまたは紙を含むことができる。減少層Ｐは研磨品のベーク温度（約１４０℃〜約２３０℃）に耐えることができる。

減少層Ｐの表面積は研磨層ａの表面積よりも常に少ないので、そしてメッシュ層Ｖが隙間を含むので、隣接するスタック１１の研磨層ａの少なくとも一部は化学的に互いに結合（または化学的に接着）される。隣接する研磨層ａの間の化学的結合により、研磨品１０に追加の強度手段が与えられる。

研磨品の改善された機械的特性および騒音減少性能を実証する実施例が検討されるだろう。第一に、改善された破裂力、強度および側面負荷抵抗を実証する特異的な実施例が検討されるだろう。

研磨品の実施形態の破裂強度、力および側面負荷抵抗を決定するために、Ｉｎｓｔｒｏｎの機械を利用して、研磨品のマクロな破砕が起こるまで、中央開口に隣接する領域に４．５ｍｍ／分以上の率で負荷を例えば適用することができる。破裂テストの間には、力が適用されながら、円筒状の支持体は研磨品の作用表面に接触している。円筒状の支持体は、作用表面と上部表面との間の表面を画成する、研磨品の周端部に最も近い作用表面上の場所で全円周にわたって研磨品を接触させる。負荷が適用されるとともに、適用される力はコンピューターによって収集することができる。品物が最後に破壊される時に、研磨品を破壊する瞬間での破砕力が記録される。１２５（外径）×７（厚み）×２２．３（内径）ｍｍの５群の圧迫された中心ホイールを作製した。すべての製品は、４７体積パーセントのセラミックコーティングした褐色溶融アルミナおよび５３体積パーセントの結合剤（液体樹脂（１３．８体積パーセント）、粉末樹脂（２４．９体積パーセント）および無機フィラーを含む）の同じ配合により作製した。メッシュ層Ｖ（強化材）は、Ｓｈｒｅｗｓｂｕｒｙ、ＭＡ、米国のＩＰＡＣ Ｆａｂｒｉｃｓ Ｉｎｃ．からの８１ｇ／ｍ^２の密度を備えたＥガラスにより作製した。層Ｐは０．２ｍｍの厚みを備えた多孔質紙から作製した。圧迫された中心の参照物を減少層Ｐなしの構築物により以下のように作製した。ＶａＶａＶａＶａＶａＶ。圧迫された中心ホイールの他の４群を５つのスタックにより以下のように作製した。ＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶＰＰＶａＶ。

実験結果は、減少層Ｐのカバレッジを減少させることによって研磨品の破裂強度または側面負荷抵抗を改善することができることを示した。

第二に、研磨品の実施形態の騒音減少性能の具体的な例が検討されるだろう。

５つの研磨層ａを含み減少層はない慣習的な研磨品をベースライン測定として使用した。慣習的なものと同一の寸法を有する開示された研磨品１０の３つの実施形態を、５つのスタック１１により構築した。各スタック１１は、研磨層ａ、２つのメッシュ層Ｖおよび２つの減少層Ｐを含み、ＰＶａＶＰとしてアレンジされた。３つの各実施形態における減少層Ｐは、３０％カバレッジ、５０％カバレッジおよび７５％カバレッジをそれぞれ有していた。

騒音レベル（ｄＢ）は、標準テストＩＥＣ ６１６７２−１（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎ）に従って、ＢＺ−７２２２ソフトウェアを使用して、クラス１サウンドメーター（Ｂｒｕｅｌ ＆ Ｋｊｏｅｒ Ｔｙｐｅ ２２５０）により測定された。サウンドメーターを２５℃の室内の地上１メートル上方で操作場所から１メートル離れた金属三脚上に置いた。テストのためのワークピース材料は３０４のステンレス鋼を含んでいた。研磨品を１３００ Ｗ Ｂｏｓｃｈ ＧＷＳ−１０アングルグラインダーに取り付け、それを１１０００ｒｐｍで操作した。記録された騒音レベルは、５Ｈｚ−２０ｋＨｚ周波数帯にわたる３０秒間の磨砕時間の重み付き騒音レベルｄＢ（Ａ）の平均である。

具体的な実例において、慣習的な研磨品と比較して、研磨品は、少なくとも約１ｄＢの騒音の減少（すなわち研削の間の騒音の相対的変化）を実証した。騒音減少（ＮＲ）は方程式ＮＲ＝［ｄＢｃ−ｄＢｎ］によって表わすことができ、式中、ｄＢｃは慣習的な研磨品のデシベルであり、ｄＢｎは、本明細書において言及された条件において測定されるような実施形態に記載の研磨品のデシベルで測定された騒音である。テスト結果を以下の表中に掲載する。

減少層Ｐのカバレッジ（すなわち表面積）が増加するにつれて、研磨品のデシベルレベルは減少した。１から２４を通して連続的に列挙された以下のパラグラフは、本発明の様々な態様を提供する。一実施形態において、第１のパラグラフ（１）において、本発明は、互いにカップルされた３つのスタックであって、メッシュ層および減少層にカップルされた研磨層を含み、減少層の１つの面の表面積が研磨層の表面積よりも少なく、各スタックの研磨層の少なくとも一部が互いに化学的に結合される、各スタックを含む研磨品を提供する。
（２）研磨品が約１００ｍｍ〜約４００ｍｍの間の直径を含む、パラグラフ１の研磨品。
（３）研磨品が約３ｍｍ〜約１０ｍｍの間の厚みを含む、パラグラフ１の研磨品。
（４）減少層の１つの面の表面積が研磨層の１つの面の表面積の約２５％〜約８０％の間である、パラグラフ１の研磨品。
（５）減少層が紙を含む、パラグラフ１の研磨品。
（６）減少層がＰＴＦＥを含む、パラグラフ１の研磨品。
（７）減少層が不織繊維マットを含む、パラグラフ１の研磨品。
（８）減少層が熱硬化物を含む、パラグラフ１の研磨品。
（９）減少層が不活性コーティングを備えたポリマーシートを含む、パラグラフ１の研磨品。
（１０）２つの研磨層と；
研磨層の間の減少層とを含み；
減少層の１つの面の表面積が研磨層の１つの面の表面積よりも少なく、研磨層の少なくとも一部が化学的に互いに結合される、研磨品。
（１１）研磨品が約１００ｍｍ〜約４００ｍｍの間の直径を含む、パラグラフ１０の研磨品。
（１２）研磨品が約３ｍｍ〜約１０ｍｍの間の厚みを含む、パラグラフ１０の研磨品。
（１３）減少層の１つの面の表面積が研磨層の１つの面の表面積の約２５％〜約８０％の間である、パラグラフ１０の研磨品。
（１４）減少層が紙を含む、パラグラフ１０の研磨品。
（１５）減少層がＰＴＦＥを含む、パラグラフ１０の研磨品。
（１６）減少層が不織繊維マットを含む、パラグラフ１０の研磨品。
（１７）減少層が熱硬化物を含む、パラグラフ１０の研磨品。
（１８）減少層が不活性コーティングを備えたポリマーシートを含む、パラグラフ１０の研磨品。
（１９）２つのスタックであって、
各面が表面積を含む、２つの面を含む研磨層と；
１つのメッシュ層が研磨層の各面にカップルされた、２つのメッシュ層と；
１つの減少層が各メッシュ層および研磨層の各面にカップルされ、各減少層の表面積が研磨層の１つの面の表面積よりも少ない、２つの減少層とを含み；
スタックが研磨層の少なくとも一部が互いに結合されるようにともにカップルされた、各スタック
を含む、研磨品。
（２０）研磨品が約１００ｍｍ〜約４００ｍｍの間の直径を含む、パラグラフ１９の研磨品。
（２１）研磨品が約１．６ｍｍ〜約１０ｍｍの間の厚みを含む、パラグラフ１９の研磨品。
（２２）減少層の１つの面の表面積が研磨層の１つの面の表面積の約２５％〜約８０％の間である、パラグラフ１９の研磨品。
（２３）減少層が紙を含む、パラグラフ１９の研磨品。
（２４）減少層がＰＴＦＥを含む、パラグラフ１９の研磨品。
（２５）減少層が不織繊維マットを含む、パラグラフ１９の研磨品。
（２６）減少層が熱硬化物を含む、パラグラフ１９の研磨品。
（２７）減少層が不活性コーティングを備えたポリマーシートを含む、パラグラフ１９の研磨品。
（２８）メッシュ層および減少層にカップルされた研磨層を含み、減少層の１つの面の表面積が研磨層の表面積よりも少なく、層が第１のアレンジメントにおいて配列される第１のスタックと；
第１のスタックにカップルされた第２のスタックであって、メッシュ層および減少層にカップルされた研磨層を含み、減少層の１つの面の表面積が研磨層の表面積よりも少なく、層が第２のアレンジメントにおいて配列される第２のスタックとを含み；
第１のアレンジメントが第２のアレンジメントとは異なる、研磨品。
（２９）メッシュ層Ｖおよび減少層Ｐにカップルされた研磨層ａを含み、減少層Ｐの１つの面の表面積が研磨層ａの表面積よりも少なく、層が、群ＰＶａＶＰ、ＶａＶＰ、ＶＰａＰＶ、ＶａＶＰＰ、ＶａＰＰＶ、ａＶＰＰ、ａＰＰＶ、ａＶＰまたはａＰＶから選択される第１のアレンジメントにおいて配列される、第１のスタックと；
第１のスタックにカップルされた第２のスタックであって、メッシュ層Ｖおよび減少層Ｐにカップルされた研磨層ａを含み、減少層Ｐの１つの面の表面積が研磨層ａの表面積よりも少なく、層が第２のアレンジメントにおいて配列される、第２のアレンジメントが群ＰＶａＶＰ、ＶａＶＰ、ＶＰａＰＶ、ＶａＶＰＰ、ＶａＰＰＶ、ａＶＰＰ、ａＰＰＶ、ａＶＰまたはａＰＶから選択される、第２のスタックとを含み；
第１のアレンジメントが第２のアレンジメントとは異なる、研磨品。

本装置および方法が開示された特定の形態に限定されることを意図しないことを理解すべきである。むしろ、それらは請求項の範囲内にあるすべての修飾、等価物および代替物をカバーすべきである。

請求項は、「〜のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」または「〜のための工程（ｓｔｅｐ ｆｏｒ）」という語句（複数可）を使用して、かかる限定が与えられた請求項において明確に列挙されなければ、それぞれ手段＋機能または工程＋機能の限定を含んでいるとは解釈されない。

Claims (29)

1. 互いにカップルされた２つのスタックであって、各スタックが、メッシュ層および減少層にカップルされた研磨層を含み、減少層の１つの面の表面積が研磨層の表面積よりも少なく、各スタックの研磨層の少なくとも一部が互いに化学的に結合される、スタック
   を含む、研磨品。
2. 前記研磨品が約１００ｍｍ〜約４００ｍｍの間の直径を含む、請求項１に記載の研磨品。
3. 前記研磨品が約３ｍｍ〜約１０ｍｍの間の厚みを含む、請求項１に記載の研磨品。
4. 前記減少層の１つの面の表面積が研磨層の１つの面の表面積の約２５％〜約８０％の間である、請求項１に記載の研磨品。
5. 前記減少層が紙を含む、請求項１に記載の研磨品。
6. 前記減少層がＰＴＦＥを含む、請求項１に記載の研磨品。
7. 前記減少層が不織繊維マットを含む、請求項１に記載の研磨品。
8. 前記減少層が不活性コーティングを備えたポリマーシートを含む、請求項１に記載の研磨品。
9. 前記減少層が熱硬化物を含む、請求項１に記載の研磨品。
10. ２つの研磨層と；
    研磨層の間の減少層とを含み；
    減少層の１つの面の表面積が研磨層の１つの面の表面積よりも少なく、研磨層の少なくとも一部が化学的に互いに結合される、研磨品。
11. 前記研磨品が約１００ｍｍ〜約４００ｍｍの間の直径を含む、請求項１０に記載の研磨品。
12. 前記研磨品が約３ｍｍ〜約１０ｍｍの間の厚みを含む、請求項１０に記載の研磨品。
13. 前記減少層の１つの面の表面積が研磨層の１つの面の表面積の約２５％〜約８０％の間である、請求項１０に記載の研磨品。
14. 前記減少層が紙を含む、請求項１０に記載の研磨品。
15. 前記減少層がＰＴＦＥを含む、請求項１０に記載の研磨品。
16. 前記減少層が不織繊維マットを含む、請求項１０に記載の研磨品。
17. 前記減少層が不活性コーティングを備えたポリマーシートを含む、請求項１０に記載の研磨品。
18. 前記減少層が熱硬化物を含む、請求項９に記載の研磨品。
19. ２つのスタックであって、各スタックが、
    各面が表面積を含む、２つの面を含む研磨層と；
    １つのメッシュ層が研磨層の各面にカップルされた、２つのメッシュ層と；
    １つの減少層が各メッシュ層および研磨層の各面にカップルされ、各減少層の表面積が研磨層の１つの面の表面積よりも少ない、２つの減少層とを含み；
    スタックが研磨層の少なくとも一部が互いに結合されるようにともにカップルされた、スタック
    を含む、研磨品。
20. 前記研磨品が約１００ｍｍ〜約４００ｍｍの間の直径を含む、請求項１９に記載の研磨品。
21. 前記研磨品が約３ｍｍ〜約１０ｍｍの間の厚みを含む、請求項１９に記載の研磨品。
22. 前記減少層の１つの面の表面積が研磨層の１つの面の表面積の約２５％〜約８０％の間である、請求項１９に記載の研磨品。
23. 前記減少層が紙を含む、請求項１９に記載の研磨品。
24. 前記減少層がＰＴＦＥを含む、請求項１９に記載の研磨品。
25. 前記減少層が不織繊維マットを含む、請求項１９に記載の研磨品。
26. 前記減少層が不活性コーティングを備えたポリマーシートを含む、請求項１９に記載の研磨品。
27. 前記減少層が熱硬化物を含む、請求項１９に記載の研磨品。
28. メッシュ層および減少層にカップルされた研磨層を含み、減少層の１つの面の表面積が研磨層の表面積よりも少なく、層が第１のアレンジメントにおいて配列される第１のスタックと；
    第１のスタックにカップルされた第２のスタックであって、メッシュ層および減少層にカップルされた研磨層を含み、減少層の１つの面の表面積が研磨層の表面積よりも少なく、層が第２のアレンジメントにおいて配列される第２のスタックとを含み；
    第１のアレンジメントが第２のアレンジメントとは異なる、研磨品。
29. メッシュ層Ｖおよび減少層Ｐにカップルされた研磨層ａを含み、減少層Ｐの１つの面の表面積が研磨層ａの表面積よりも少なく、層が、群ＰＶａＶＰ、ＶａＶＰ、ＶＰａＰＶ、ＶａＶＰＰ、ＶａＰＰＶ、ａＶＰＰ、ａＰＰＶ、ａＶＰまたはａＰＶから選択される第１のアレンジメントにおいて配列される、第１のスタックと；
    第１のスタックにカップルされた第２のスタックであって、メッシュ層Ｖおよび減少層Ｐにカップルされた研磨層ａを含み、減少層Ｐの１つの面の表面積が研磨層ａの表面積よりも少なく、層が第２のアレンジメントにおいて配列され、第２のアレンジメントが群ＰＶａＶＰ、ＶａＶＰ、ＶＰａＰＶ、ＶａＶＰＰ、ＶａＰＰＶ、ａＶＰＰ、ａＰＰＶ、ａＶＰまたはａＰＶから選択される、第２のスタックとを含み；
    第１のアレンジメントが第２のアレンジメントとは異なる、研磨品。

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