JP2017071051A - 成形研磨粒子および同粒子を形成する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
形研磨粒子を形成する方法に関する。
に有用である。研磨材料の種類に応じて、このような研磨粒子は、商品の製造において種
々の材料を成形または研削するのに有用となり得る。三角形研磨粒子およびこのような物
体を組み込んだ研磨物品などの特定の幾何学を有する特定の種類の研磨粒子が現在までに
配合されてきた。例えば、米国特許第5,201,916号明細書;第5,366,52
3号明細書;および第5,984,988号明細書を参照されたい。
形状を有する研磨粒子が製造されていた。融合法では、研磨粒子は、その面が彫刻されて
いてもされていなくてもよいチルロール、溶融材料が注ぎ込まれる型または酸化アルミニ
ウム溶融物に浸漬したヒートシンク材料により成形され得る。例えば、米国特許第3,3
77,660号明細書を参照されたい。焼結法では、研磨粒子は、直径が最大10μmま
での粒径を有する耐火性粉末から形成され得る。種々の長さおよび直径の小板またはロッ
ドに成形され得る混合物を形成するために、潤滑剤および適当な溶媒と共にバインダーが
粉末に添加され得る。例えば、米国特許第3,079,242号明細書を参照されたい。
化学セラミック技術は、コロイド分散体またはヒドロゾル(時々、ゾルと呼ばれる)を、
ゲルまたは成分の移動性を保持する任意の他の物理状態に変換するステップと、乾燥する
ステップと、焼成してセラミック材料を得るステップとを含む。例えば、米国特許第4,
744,802号明細書および第4,848,041号明細書を参照されたい。
をシートに形成する工程と、機械的物体を使用してシートの少なくとも一部を分割する工
程と、混合物から成形研磨粒子を形成する工程とを備え、成形研磨粒子は多角形、楕円体
、数字、ギリシャ語アルファベット文字、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルフ
ァベット文字、多角形形状の組み合わせを有する複雑な形状およびこれらの組み合わせか
らなる群から選択される成形研磨粒子の長さおよび幅により定義される平面に見られる二
次元形状を備える。
よび幅により定義される平面に見られる第1の多角形形状を備える第1の型の成形研磨粒
子と、長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備え、長さおよび幅により定義される平
面に見られる第2の多角形形状を備える第2の型の成形研磨粒子であって、第2の多角形
形状は第1の多角形形状とは異なる第2の型の成形研磨粒子とを備える、成形研磨粒子の
バッチを備える。
および第2の長辺より短い長さを有する第1の長辺と第2の長辺との間に配置された第1
の短辺と、90°より大きい第1の短辺と第1の長辺との間の第1の角度とを含む角部切
頭(corner−truncated)多角形形状を備える本体を有する成形研磨粒子
を備える。
え、長さおよび幅により定義される平面に見られる第1の多角形形状を有する、基板に結
合した第1の型の成形研磨粒子と、長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備え、第1
の多角形形状とは異なる長さおよび幅により定義される平面に見られる第2の多角形形状
を有する、基板に結合した第2の型の成形研磨粒子とを含む。
主面と第2の主面との間に広がる側面とを含む成形研磨粒子であって、側面は波形特徴を
有する成形研磨粒子を含む。
定義する本体を有する第1の型の成形研磨粒子を有する第1の部分と第2の型の成形研磨
粒子を含む第2の部分とを含み、第2の型の成形研磨粒子は第1の型とは異なり、角部切
頭形状を含む。
との間に広がる少なくとも1つの側面とを含む本体を有する成形研磨粒子であって、側面
は第2の主面を定義する辺の少なくとも一部と交差する破断領域を有する成形研磨粒子を
含む。
をシートに形成する工程と、機械的物体を使用してシートの少なくとも一部を分割する工
程と、前駆体成形研磨粒子を分割および形成した後にシートの開口部を維持する工程とを
備える。
び利点が当業者に明らかになり得る。
磨粒子は、例えば、結合型研磨物品、被覆研磨物品などを含む種々の研磨物品に使用され
得る。あるいは、本明細書の実施形態の成形研磨粒子は、例えば、研削および/または研
磨スラリーを含む遊離研磨技術(free abrasive technology)
に利用され得る。
形成する工程は、セラミック材料および液体を含む混合物101を形成することにより開
始され得る。特に、混合物101は、セラミック粉末材料および液体で形成されたゲルで
あり、このゲルは、グリーン(すなわち、未焼成)状態でさえ所与の形状を保持する能力
を有する形状安定材料として特徴づけられ得る。実施形態によると、ゲルは、離散粒子の
統合ネットワークである粉末材料を含むことができる。
され得る。例えば、一実施形態では、混合物101は、混合物101の総重量に対して少
なくとも約25重量%、例えば、少なくとも約35重量%、少なくとも約38重量%また
はなお少なくとも約42重量%の固形分を有することができる。さらに、少なくとも1つ
の非限定的実施形態では、混合物101の固形分は、約75重量%以下、例えば、約70
重量%以下、約65重量%以下、または約55重量%以下にさえなり得る。混合物101
中の固形材料の含量は上記最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内にあることがで
きることが認識されるだろう。
炭化物、酸窒化物およびこれらの組み合わせを含むことができる。特定の例では、セラミ
ック材料はアルミナを含むことができる。より具体的には、セラミック材料は、αアルミ
ナの前駆体であり得るベーマイト材料を含むことができる。「ベーマイト」という用語は
一般的に、本明細書において、典型的にはAl2O3・H2Oであり、15%程度の含水
量を有する鉱物ベーマイト、ならびに15%より高い、例えば、20〜38重量%の含水
量を有する擬ベーマイト(pseudoboehmite)を含むアルミナ水和物を示す
ために使用される。ベーマイト(擬ベーマイトを含む)は、特定のおよび識別可能な結晶
構造、したがって、独特のX線回折パターンを有するので、ATH(三水酸化アルミニウ
ム)、ベーマイト粒子材料の製造のために本明細書で使用される一般的な前駆体材料など
の他の水和アルミナを含む他のアルミナ材料から区別されることが留意される。
当な液体は、水などの有機材料を含むことができる。一実施形態によると、混合物101
は、混合物101の固形分未満の液体含量を有するように形成され得る。より具体的な例
では、混合物101は、混合物101の総重量に対して少なくとも約25重量%の液体含
量を有することができる。他の例では、混合物101中の液体の量はより多く、例えば、
少なくとも約35重量%、少なくとも約45重量%、少なくとも約50重量%または少な
くとも約58重量%にさえなり得る。さらに、少なくとも1つの非限定的実施形態では、
混合物の液体含量は、約75重量%以下、例えば、約70重量%以下、約65重量%以下
、約60重量%以下または約55重量%以下にさえなり得る。混合物101中の液体の含
量は上記最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識さ
れるだろう。
ために、混合物101は特定の貯蔵弾性率を有することができる。例えば、混合物101
は、少なくとも約1×104Pa、例えば、少なくとも約4×104Paまたはなお少な
くとも約5×104Paの貯蔵弾性率を有することができる。しかしながら、少なくとも
1つの非限定的実施形態では、混合物101は、約1×107Pa以下、例えば、約1×
106Pa以下の貯蔵弾性率を有することができる。混合物101の貯蔵弾性率は上記最
小および最大値のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。貯
蔵弾性率は、Peltierプレート温度制御システムを備えたARESまたはAR−G
2回転レオメータを使用した平行平板システムを通して測定され得る。試験のために、混
合物101は、互いに約8mm離れるよう設定された2枚の平板間の間隙内に押し出され
得る。間隙に押し出した後、混合物101が平板間の間隙を完全にふさぐまでに、間隙を
定義する2枚の平板間の距離は2mmに減少する。過剰な混合物を拭き取った後、間隙は
0.1mm減少し、試験を開始する。試験は、25mm平行平板を使用し、10倍当たり
10個のポイントを記録して、6.28rad/秒(1Hz)で0.1%〜100%の間
のひずみ範囲の機器設定により行う振動ひずみスイープ試験とする。試験が終了した後1
時間以内に、間隙を再度0.1mm下げ、試験を繰り返す。試験は少なくとも6回繰り返
され得る。第1の試験は第2および第3の試験とは異なっていてよい。各標本について第
2および第3の試験の結果のみ報告されるべきである。粘度は、貯蔵弾性率値を6.28
秒−1で割ることにより計算され得る。
ために、混合物101は特定の粘度を有することができる。例えば、混合物101は、少
なくとも約4×103Pa s、少なくとも約5×103Pa s、少なくとも約6×1
03Pa s、少なくとも約8×103Pa s、少なくとも約10×103Pa s、
少なくとも約20×103Pa s、少なくとも約30×103Pa s、少なくとも約
40×103Pa s、少なくとも約50×103Pa s、少なくとも約60×103
Pa sまたはなお少なくとも約65×103Pa sの粘度を有することができる。少
なくとも1つの非限定的実施形態では、混合物101は、約1×106Pa s以下、約
5×105Pa s以下、約3×105Pa s以下またはなお約2×105Pa s以
下の粘度を有することができる。混合物101の粘度は上記最小および最大値のいずれか
の間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。
ために、混合物101は、例えば、液体とは異なり得る有機添加剤を含む有機材料の特定
の含量を有するように形成され得る。ある適当な有機添加剤は、安定剤、バインダー、例
えば、果糖、ショ糖、乳糖、ブドウ糖、UV硬化性樹脂などを含むことができる。
混合物101を利用することができる。例えば、混合物101中の有機材料、特に、上記
有機添加剤のいずれかの含量は、混合物101中の他の成分と比べて少量となり得る。少
なくとも一実施形態では、混合物101は、混合物101の総重量に対して約30重量%
以下の有機材料を有するように形成され得る。他の例では、有機材料の量はより少なく、
例えば、約15重量%以下、約10重量%以下または約5重量%以下にさえなり得る。さ
らに、少なくとも1つの非限定的実施形態では、混合物101中の有機材料の量は、混合
物101の総重量に対して少なくとも約0.1重量%、例えば、少なくとも約0.5重量
%となり得る。混合物101中の有機材料の量は上記最小および最大値のいずれかの間の
範囲内にあることができることが認識されるだろう。
ために、混合物101は、液体とは異なる酸または塩基の特定の含量を有するように形成
され得る。ある適当な酸または塩基は、硝酸、硫酸、クエン酸、塩素酸、酒石酸、リン酸
、硝酸アンモニウム、クエン酸アンモニウムを含むことができる。1つの特定の実施形態
によると、混合物101は、硝酸添加剤を使用して、約5未満、より具体的には、約2〜
約4の間の範囲のpHを有することができる。
混合物101は、型103の内部に供給され、型103の一端に位置する型開口部105
を通して押し出されるよう構成され得る。さらに示されるように、形成する工程は、力1
80(圧力に変換され得る)を混合物101に印加して型開口部105を通して混合物1
01を移動させることを容易にする工程を含むことができる。実施形態によると、特定の
圧力が押出中に利用され得る。例えば、圧力は、少なくとも約10kPa、例えば、少な
くとも約500kPaとなり得る。さらに、少なくとも1つの非限定的実施形態では、押
出中に利用される圧力は約4MPa以下となり得る。混合物101を押し出すために使用
される圧力は上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内にあることができることが認
識されるだろう。
きる。型開口部105は押出中に特定の形状を混合物101に与えるように成形され得る
ことが認識されるだろう。実施形態によると、型開口部105は長方形形状を有すること
ができる。さらに、型開口部105を通して押し出された混合物101は、型開口部10
5と本質的に同じ横断面形状を有することができる。さらに示されるように、混合物10
1は、シート111の形におよび型103の下にあるベルト109上に押し出され得る。
具体的な例では、混合物101は、ベルト109の直接上にシート111の形に押し出さ
れ、これが連続加工を容易にし得る。
得、フィルムは成形研磨粒子を加工および形成するのを容易にするよう構成された材料の
離散したおよび別々の層となり得る。この工程は、混合物101をベルトのフィルムの直
接上に供給してシート111を形成する工程を含むことができる。特定の例では、フィル
ムは、ポリエステルなどのポリマー材料を含むことができる。少なくとも1つの特定の実
施形態では、フィルムは、ポリエステルから本質的になることができる。
動させながら移動され得る。システム100に示されるように、混合物101は方向19
1に押し出され得る。ベルト109の移動方向110は、混合物の押出方向191に対し
て角度をつけられ得る。システム100において移動方向110と押出方向191との間
の角度は実質的に直交として示されているが、例えば、鋭角または鈍角を含む他の角度も
考えられる。さらに、混合物101は、ベルト109の移動方向110に対して角度をつ
けられた方向191に押し出されているものとして示されているが、代替実施形態では、
ベルト109および混合物101は実質的に同じ方向に押し出され得る。
109は、少なくとも約3cm/秒の速度で移動され得る。他の実施形態では、ベルト1
09の移動速度はより高く、例えば、少なくとも約4cm/秒、少なくとも約6cm/秒
、少なくとも約8cm/秒または少なくとも約10cm/秒にさえなり得る。さらに、少
なくとも1つの非限定的実施形態では、ベルト109は、約5m/秒以下、約1m/秒以
下またはなお約0.5m/秒以下の速度で方向110に移動され得る。スクリーン151
は上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の速度で移動され得ることが認識される
だろう。
と比べたベルト109の移動速度は、適切な加工を容易にするよう制御され得る。例えば
、ベルト109の移動速度は、確実に適当なシート111を形成するために押出速度と本
質的に同じとすることができる。
面に取り付けられたナイフ刃107の下でベルト109に沿って移動され得る。ナイフ刃
107はシート111を形成することを容易にし得る。より具体的には、ナイフ刃107
の表面とベルト109との間に定義される開口部が、押し出された混合物101の特定の
寸法を定義し得る。特定の実施形態について、混合物101は、シート111の高さおよ
び幅により定義される平面に見られる概して長方形の横断面形状を有するシート111の
形に押し出され得る。押出成形物はシートとして示されているが、例えば、円筒形状など
を含む他の形状も押し出され得る。
れる1つまたは複数の特徴を有する成形研磨粒子の適当な形成を容易にするために特定の
特徴およびプロセスパラメータの制御を含むことができる。例えば、特定の例では、混合
物101からシート111を形成する工程は、一部はナイフ刃107とベルト109の表
面との間の距離により制御される特定の高さ181を有するシート111を形成する工程
を含むことができる。さらに、シート111の高さ181は、ナイフ刃107とベルト1
09の表面との間の距離を変えることにより制御され得ることが認められる。さらに、混
合物101をシート111に形成する工程は、一部は混合物101の粘度に基づいてシー
ト111の寸法を制御する工程を含むことができる。特に、シート111を形成する工程
は、混合物101の粘度に基づいてシート111の高さ181を調節する工程を含むこと
ができる。
ために、混合物101、したがってシート111は特定の粘度を有することができる。例
えば、混合物101は、少なくとも約4×103Pa s、少なくとも約5×103Pa
s、少なくとも約6×103Pa s、少なくとも約8×103Pa s、少なくとも
約10×103Pa s、少なくとも約20×103Pa s、少なくとも約30×10
3Pa s、少なくとも約40×103Pa s、少なくとも約50×103Pa s、
少なくとも約60×103Pa sまたはなお少なくとも約65×103Pa sの粘度
を有することができる。少なくとも1つの非限定的実施形態では、混合物101は、約1
×106Pa s以下、約5×105Pa s以下、約3×105Pa s以下またはな
お約2×105Pa s以下の粘度を有することができる。混合物101の粘度は上記最
小および最大値のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。粘
度は、上記の貯蔵弾性率と同じ方法で測定され得る。
有することができる。実施形態によると、シート111は、幅より大きくてもよい、移動
しているベルト109方向に広がる長さを有することができ、シート111の幅はベルト
109の長さおよびシートの長さに垂直な方向に広がる寸法である。シート111は高さ
181を有することができ、長さおよび幅はシート111の高さ181より大きい。
ことができる。実施形態によると、シート111は高さ181の特定の寸法を有するよう
に形成され、高さは複数の測定から得られるシート111の平均高さとなり得る。例えば
、シート111の高さ181は、少なくとも約0.1mm、例えば、少なくとも約0.5
mmとなり得る。他の例では、シート111の高さ181はより大きく、例えば、少なく
とも約0.8mm、少なくとも約1mm、少なくとも約1.2mm、少なくとも約1.6
mmまたは少なくとも約2mmにさえなり得る。さらに、1つの非限定的実施形態では、
シート111の高さ181は、約10mm以下、約5mm以下または約2mm以下にさえ
なり得る。シート111は上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の平均高さを有
することができることが認識されるだろう。
≧幅≧高さ)を有することができる。さらに、シート111は、少なくとも約10、例え
ば、少なくとも約100、少なくとも約1000またはなお少なくとも約1000の二次
アスペクト比を有することができる。
て方向112に移動され得る。ベルト109に沿ったシート111の移動は、前駆体成形
研磨粒子を形成するためのさらなる加工を容易にし得る。例えば、シート111は、成形
ゾーン113内で成形工程を受けることができる。特定の例では、成形工程は、例えば、
シート111の上主面117を含むシート111の面を成形する工程を含むことができる
。他の実施形態では、例えば、底面または側面を含むシートの他の主面が成形を受けるこ
とができる。特定の工程については、成形する工程は、エンボス加工、圧延、切断、彫刻
、パターニング、伸張、捻回およびこれらの組み合わせなどの1つまたは複数の工程を通
してシートの外形を変える工程を含むことができる。
形成する工程を含むことができる。より具体的には、成形構造115がシート111の上
主面117に接触させられ、上主面117の特徴119または特徴のパターンの形成を容
易にし得る。成形構造115は、例えば、表面上に種々の特徴を有するローラーを含む種
々の形をとることができ、成形構造115と上主面117とが接触するとシート111の
上主面117にこのような特徴が与えられ得ることが認識されるだろう。
れるだろう。例えば、ベルト109の表面は、肌理の特徴がシート111、および最終的
に形成される成形研磨粒子に与えられるように肌理を与えられ得る。さらに、特徴または
特徴のパターンをシート111の側面に与えるために種々の装置が使用され得る。
109に沿ってシートを移動させる工程をさらに含むことができる。実施形態によると、
成形研磨粒子を形成する工程は、シート111を分割して前駆体成形研磨粒子123を形
成する工程を含むことができる。例えば、特定の例では、形成する工程は、シート111
の一部を穿孔処理する工程を含むことができる。他の例では、形成する工程は、シート1
11をパターニングしてパターン化シートを形成する工程およびパターン化シートから形
状を抽出する工程を含むことができる。
びこれらの組み合わせを含むことができる。一実施形態では、形成する工程は、シート1
11を分割する工程を含むことができる。シート111を分割する工程は、気体、液体ま
たは固体材料の形であり得る少なくとも1つの機械的物体の使用を含むことができる。分
割する工程は、切断、圧搾、穴開け、破砕、圧延、捻回、曲げ加工および乾燥の少なくと
も1つまたは組み合わせを含むことができる。さらに、分割する工程は、シート111の
全高を通して広がらなくてもよい、シート111の一部を通る部分的開口部を穿孔処理ま
たは作成する工程を含むことができることが認識されるだろう。
形態では、シート111を分割する工程は、ブレード、ワイヤー、ディスクおよびこれら
の組み合わせの1つまたは複数を含む機械的物体の使用を含むことができる。ブレードは
、所望の分割を達成するよう互いに対して種々の構成に配向され得る。例えば、ブレード
は、ガング構成(gang configuration)など、互いに平行に配置され
得る。あるいは、機械的物体は、互いに接続したまたは互いに独立したひと組の螺旋ブレ
ードを含んでもよい。
体成形研磨粒子に分割する工程を含むことができる。例えば、放射線の使用は、レーザー
を使用してシート111から離散成形研磨粒子に刻み目をつけるまたは切断することを含
むことができる。
ることが認識されるだろう。特定の例では、ブレードを使用して分割する工程は、シート
111を通して第1の方向および第1の方向とは異なる第2の方向を含む複数の方向にブ
レードを移動させることを含むことができる。特に、特定の分割する工程は、複数の方向
にシート111を横切っておよび通して移動され得る複数のブレードを利用して前駆体成
形研磨粒子123の形成を容易にすることができる。
む。示されるように、分割する工程は、互いに平行に配置された複数のブレード202、
203、204、205および206を有する切断装置201の使用を含むことができる
。前駆体成形研磨粒子123の形成を容易にするために、切断装置201はシート111
を通して複数の方向に移動され得る。例えば、図2に示されるように、切断装置201は
、シート111の長さ(l)に対して角度をつけられた方向207に最初に移動され得る
。その後、切断装置201は、第1の方向207とは異なり(different th
at)、第1の方向207に対して角度をつけられた第2の方向209に移動され得る。
最後に、前駆体成形研磨粒子の形成を容易にするために、切断装置201は、第1の方向
207または第2の方向209とは異なる第3の方向208にシート111を横切ってお
よび通して移動され得る。本明細書の言及は単一の切断装置201が複数方向に移動され
得ることを述べているが、離散したおよび個々の切断方向に個々の切断装置が利用され得
ることが認識されるだろう。
る。異なる型の成形研磨粒子は、本明細書の実施形態の同じ工程から形成され得る。異な
る型の成形研磨粒子は、第1の二次元形状を有する第1の型の成形研磨粒子と、第1の二
次元形状と比べて異なる二次元形状を有する第2の型の成形研磨粒子とを含む。さらに、
異なる型の成形研磨粒子は、サイズが互いに異なっていてもよい。例えば、異なる型の成
形研磨粒子は、互いと比べて異なる体積を有してもよい。異なる型の成形研磨粒子を形成
することができる単一の工程は、特定の型の研磨物品を製造するのに特に適したものであ
ってよい。
前駆体成形研磨粒子がシート111で形成され得る。特定の例では、図2に示されるよう
に、第1の型の前駆体成形研磨粒子240がシート111から形成され得る。前駆体成形
研磨粒子240は、シート111の長さ(l)および幅(w)により定義される平面に見
られる概して三角形形状の二次元形状を有することができる。
の型の前駆体成形研磨粒子243を形成することができる。前駆体成形研磨粒子243は
、シート111の長さ(l)および幅(w)により定義される平面に見られる三角形の二
次元形状を有することができる。しかしながら、前駆体成形研磨粒子243は、前駆体成
形研磨粒子240と比べてサイズが小さくなり得る。特定の例では、前駆体成形研磨粒子
243は、前駆体成形研磨粒子240の体積の約95%以下の体積を有することができる
。体積は、同じ型の少なくとも20個の成形研磨粒子についての体積の測定により計算さ
れる平均値とすることができる。他の例では、前駆体成形研磨粒子243は、前駆体成形
研磨粒子240の体積の約92%以下、約90%以下、約85%以下、例えば、約80%
以下、約75%以下、約60%以下またはなお約50%以下の体積を有することができる
。さらに、1つの非限定的実施形態では、前駆体成形研磨粒子243は、前駆体成形研磨
粒子240の体積の少なくとも約10%、例えば、少なくとも約20%、少なくとも約3
0%またはなお少なくとも約40%の体積を有することができる。前駆体成形研磨粒子2
43と前駆体成形研磨粒子240との間の体積の差は、上記最小および最大百分率のいず
れかの間の範囲内にあることができる。
のと同じ分割する工程で、別の型の前駆体成形研磨粒子242が形成され得る。特に、前
駆体成形研磨粒子242は、シート111の幅(w)および長さ(l)により定義される
平面に見られる四辺形の二次元形状を有することができる。1つの特定の実施形態による
と、前駆体成形研磨粒子242は、平行四辺形の二次元形状を有してもよい。前駆体成形
研磨粒子242は、本明細書の他の実施形態に記載される他の前駆体成形研磨粒子と比べ
て体積差を有することができることが認識されるだろう。
3を形成するために使用される別の型の成形研磨粒子244を作成することができる。特
に、前駆体成形研磨粒子244は、前駆体成形研磨粒子240、242または243と比
べて異なる二次元多角形形状を有することができる。図2の実施形態に示されるように、
前駆体成形研磨粒子244は、シート111の幅(w)および長さ(l)により定義され
る平面に見られる、四辺形形状、より具体的には台形形状を有することができる。前駆体
成形研磨粒子244は、本明細書の他の実施形態に記載される他の前駆体成形研磨粒子と
比べて体積差を有することができることが認識されるだろう。
1は、第1の方向308に切断され、その後、第1の方向308に対してある角度の第2
の方向307で切断され得る。分割する工程は、シート111の長さおよび幅により定義
される平面に見られる概して四辺形の多角形形状を有する前駆体成形研磨粒子321を作
成することができる。さらに、分割する工程に応じて、前駆体成形研磨粒子321を作成
するために使用されるのと同じ分割する工程で、異なる型の前駆体成形研磨粒子322が
作成され得る。特に、前駆体成形研磨粒子322は、二次元形状、サイズおよびこれらの
組み合わせの点から前駆体成形研磨粒子321と比べて異なっていてもよい。例えば、前
駆体成形研磨粒子322は、前駆体成形研磨粒子321と比べて大きな体積を有すること
ができる。
む。特に、図4Aに示されるように、前駆体成形研磨粒子123は、特定の外形の側面4
01および403を有するように形成され得る。実施形態によると、前駆体成形研磨粒子
123は、上面402に対して特定の角度405で形成された第1の側面401を有する
ことができる。同様に、前駆体成形研磨粒子123の側面403は、特定の角度406で
上面402に結合され得る。特に、前駆体成形研磨粒子123は、側壁401と上面40
2との間に形成される角度405が、側壁403と上面402との間に形成される角度4
06と異なるように形成され得る。異なる角度405および406を有する成形研磨粒子
123を形成する種々の方法は、本明細書に記載されている方法を含むことができる。特
定の例では、ベルトの平面および各前駆体成形研磨粒子123の上面の平面に対してある
角度での材料の除去を容易にするために、分割装置がシートの上主面に対して角度をつけ
られ得る。
11内に開口部を作成する工程とを含むことができる。図4Bを簡単に参照すると、実施
形態により分割した後のシートの一部の横断面図が与えられている。特に、シート111
は、シート111の体積中に広がり、面416および417により定義される開口部41
5を有する。開口部415は、シート111の全高(h)の少なくとも一部分を通して広
がる切り口を定義することができる。開口部415は必ずしもシート111の全高を通し
て広がる必要はないことが認識され、特定の例では、シート111の開口部409がシー
ト111の全高を通して広がらないよう形成されることが適しているだろう。
ことができる。シート111が機械的物体により分割された後に開口部415を維持する
ことは、成形研磨粒子および成形研磨粒子の特徴および成形研磨粒子のバッチの特徴の適
当な形成を容易にし得る。開口部415を維持する工程は、例えば、面416および41
7の1つを含む開口部415を定義するシート111の少なくとも1つの面を少なくとも
部分的に乾燥させる工程を含むことができる。少なくとも部分的に乾燥させる工程は、乾
燥材料を開口部415に向ける工程を含むことができる。乾燥材料は、液体、固体または
気体さえ含むことができる。1つの特定の実施形態によると、乾燥材料は空気を含むこと
ができる。
に向ける工程と、開口部415から実質的に間隔があいた面418および419などのシ
ート111の他の面に気体が衝突することを制限する工程とを含むことができる。
分割する工程は、シート111の初期形成中のシートの元の液体含量と比べて、シート1
11から液体の約20%以下が揮発する前に行われ得る。他の実施形態では、分割する前
または間に起こることが許される揮発量はより少なく、例えば、シートの元の液体含量の
約15%以下、約12%以下、約10%以下、約8%以下または約4%以下にさえなり得
る。
時に行われ得る。さらに、分割する工程は、形成する工程中連続的に行われ得る。分割す
る工程は、蒸発に頼るアブレーション工程の場合など、シートに対する組成の変化を必ず
しも含まなくてもよい。
行われ得る。例えば、分割する工程は、制御された湿度、制御された温度、制御された気
圧、制御された気流、制御された環境ガス組成およびこれらの組み合わせの少なくとも1
つを含む制御された分割条件で行われ得る。このような条件の制御は、シートの乾燥の制
御を容易にし、特定の特徴を有する成形研磨粒子の形成を容易にし得る。特定の実施形態
によると、分割する工程は、それだけに限らないが、湿度、温度、気圧、気流、環境ガス
組成およびこれらの組み合わせを含む1つまたは複数の特定の環境条件の監視および制御
を含むことができる。
ち、分割温度)は、他の工程で使用される環境の温度に対して制御され得る。例えば、分
割温度は、シートの形成(例えば、押出)中に使用される温度と比べて実質的に異なる温
度で行われ得る。あるいは、シートの形成中に使用される温度は、分割温度と実質的に同
じであってもよい。さらに、別の実施形態では、機械的物体は、分割中にシート111の
温度より高い温度を有することができる。代替条件では、機械的物体は、シート111の
温度より低い温度を有することができる。
gent)を分割する工程後にシート111に形成される開口部に供給する工程を含むこ
とができ、開口剤は分割後にシート中に開口部を維持するのに十分なものである。開口剤
を供給するのに適したいくつかの方法は、沈着、被覆、噴霧、印刷、圧延、移動およびこ
れらの組み合わせを含むことができる。1つの特定の実施形態では、機械的物体が少なく
とも1種の開口剤で被覆され、開口剤は機械的物体の表面から開口部を定義するシートの
表面まで移動され得る。開口剤は、無機材料、有機材料、ポリマーおよびこれらの組み合
わせの群から選択される材料を含むことができる。一実施形態では、開口剤は、発泡剤、
界面活性剤およびこれらの組み合わせであり得る。
125を通して移動され得る。例えば、加熱、硬化、振動、含浸、ドーピングおよびこれ
らの組み合わせを含む種々の工程が形成後ゾーン125で行われ得る。
熱工程を含む。乾燥する工程は、特定の含量の水などの揮発性物質を含む材料を除去する
工程を含むことができる。実施形態によると、乾燥する工程は、300℃以下、例えば、
280℃以下またはなお約250℃以下の乾燥温度で行われ得る。さらに、1つの非限定
的実施形態では、乾燥する工程は、少なくとも50℃の乾燥温度で行われ得る。乾燥温度
は、上記最低および最高温度のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識され
るだろう。
ート/分および約8フィート/分以下で形成後ゾーンを通して移動され得る。さらに、乾
燥する工程は、特定の期間行われ得る。例えば、乾燥する工程は約6時間以下であってよ
い。
109から除去され得る。前駆体成形研磨粒子123は、さらなる加工のためにビン12
7に回収され得る。
きる。焼結工程は、ベルト109から前駆体成形研磨粒子123を回収した後に行われ得
る。前駆体成形研磨粒子123の焼結は、概してグリーン状態の粒子を高密度化するため
に利用され得る。特定の例では、焼結工程は、セラミック材料の高温相の形成を容易にし
得る。例えば、一実施形態では、前駆体成形研磨粒子123は、αアルミナなどのアルミ
ナの高温相が形成されるように焼結され得る。1つの例では、成形研磨粒子は、粒子の総
重量に対して少なくとも約90重量%のαアルミナを備えることができる。他の例では、
αアルミナの含量は、成形研磨粒子がαアルミナから本質的になるようにより多くてもよ
い。
トなどの添加剤を含んでもよい。特定の適当な添加剤は、アルカリ元素、アルカリ土類元
素、希土類元素、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、タンタ
ル(Ta)、モリブデン(Mo)およびこれらの組み合わせを含むことができる。特定の
例では、添加剤は、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、マグネシ
ウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、スカ
ンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セシウム(Ce)、プラセ
オジム(Pr)、ニオブ(Nb)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、タンタ
ル(Ta)、モリブデン(Mo)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、コバルト(Co
)、鉄(Fe)、ゲルマニウム(Ge)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、チタン
(Ti)、亜鉛(Zn)およびこれらの組み合わせなどの元素を含むことができる。
例えば、成形研磨粒子の本体は、本体の総重量に対して約12重量%以下の添加剤を含ん
でもよい。さらに他の実施形態では、添加剤の量(they amount)はより少な
く、例えば、約11重量%以下、約10重量%以下、約9重量%以下、約8重量%以下、
約7重量%以下、約6重量%以下または約5重量%以下にさえなり得る。さらに、少なく
とも1つの非限定的実施形態における添加剤の量は、少なくとも約0.5重量%、例えば
、少なくとも約1重量%、少なくとも約1.3重量%、少なくとも約1.8重量%、少な
くとも約2重量%、少なくとも約2.3重量%、少なくとも約2.8重量%または少なく
とも約3重量%にさえなり得る。成形研磨粒子の本体中の添加剤の量は、上記最小および
最大百分率のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。
成ゾーン121の形成工程、および形成後ゾーンの形成後工程を記載してきたが、工程お
よびゾーンの他の順序も考えられる。例えば、シート111の面を成形する工程が形成工
程後に行われ得る。さらに他の例では、形成工程が形成工程中に完了され得、結果として
形成工程および成形工程が同時に完了される。さらに、特定の工程がベルト移動システム
と一体で示されているが、本明細書に記載される工程のいずれも、互いとおよびベルト移
動システムと独立に完了され得る。
定義される本体を有することができる。本体は、本体の最大寸法であり、粒子の側面に沿
って広がる幅(w)を含むことができる。本体は、中点などの本体の一部を通って広がる
寸法であり得る、あるいは、本体の外面上の特定の点の間(例えば、対向する角の間)に
広がる寸法であり得る長さ(l)をさらに含むことができる。本体が基準点に応じて種々
の長さ寸法を有することができることが認識されるだろう。さらに、成形研磨粒子は、本
体301の側面により定義される方向の長さおよび幅と実質的に垂直な方向に広がる成形
研磨粒子の寸法であり得る高さ(h)をさらに含むことができる。特に、本明細書により
詳細に説明されるように、本体301は、本体上の位置に応じて種々の高さにより定義さ
れ得る。特定の例では、幅は長さより大きいまたは長さと等しくてよく、長さは高さより
大きいまたは高さと等しくてよく、幅は高さより大きいまたは高さと等しくてよい。
ができる。例えば、本体は、多角形形状、楕円体形状、数字、ギリシャアルファベット文
字、ラテンアルファベット文字、ロシアアルファベット文字、多角形形状の組み合わせを
利用した複雑な形状およびこれらの組み合わせを有する、長さおよび幅により定義される
平面に見られる二次元形状を有することができる。特定の多角形形状は、三角形、長方形
、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形、これらの任意の組み合わ
せを含むことができる。
は、角部切頭三角形形状を有することができる。特に、成形研磨粒子の本体501は、本
体501の側面に沿って広がる幅(w)と、本体501の中点502を通って広がる長さ
と、高さ(h)とを有することができる。実施形態によると、本体501は、幅:長さの
比として定義される一次アスペクト比を有することができる。特定の例では、本体501
の一次アスペクト比は、少なくとも約1.2:1、例えば、少なくとも約1.5:1、少
なくとも約2:1、少なくとも約3:1または少なくとも約4:1にさえなり得る。さら
に、一次アスペクト比は約100:1以下となり得る。本体501の一次アスペクト比は
、上記最小および最大比のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだ
ろう。一次アスペクト比を計算するために使用される寸法は、成形研磨粒子のバッチの中
央値に基づくことができる。例えば、長さは、成形研磨粒子のバッチについての中央輪郭
長さに基づくことができる。
ができる。特定の例では、本体501の二次アスペクト比は、少なくとも約1.2:1、
例えば、少なくとも約1.5:1、少なくとも約2:1、少なくとも約3:1、少なくと
も約4:1、少なくとも約5:1または少なくとも約10:1にさえなり得る。さらに、
少なくとも1つの非限定的実施形態では、本体501は、約100:1以下の二次アスペ
クト比を有することができる。二次アスペクト比は、上記最小および最大比のいずれかの
間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。二次アスペクト比を計算するた
めに使用される寸法は、成形研磨粒子のバッチの中央値に基づくことができる。例えば、
高さは、成形研磨粒子のバッチについての中央内部高さに基づくことができる。
アスペクト比を有することができる。特定の例では、本体501の三次アスペクト比は、
少なくとも約1.2:1、例えば、少なくとも約1.5:1、少なくとも約2:1、少な
くとも約3:1、少なくとも約4:1、少なくとも約5:1または少なくとも約10:1
にさえなり得る。さらに、少なくとも1つの非限定的実施形態では、本体501は、約1
00:1以下の三次アスペクト比を有することができる。三次アスペクト比は、上記最小
および最大比のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。三次
アスペクト比を計算するために使用される寸法は、成形研磨粒子のバッチの中央値に基づ
くことができる。例えば、高さは、成形研磨粒子のバッチについての中央内部高さに基づ
くことができる。
して四辺形の形状を有することができる。しかしながら、1つの特定の実施形態では、本
体601は、角部切頭四辺形、より具体的には角部切頭平行四辺形または台形形状となり
得る。
長辺702と、第2の長辺703と、第3の長辺704とを有することができる。さらに
、本体701は、第1の長辺702および第2の長辺703に結合した第1の短辺705
を含むことができる。本体701は、第1の長辺702および第3の長辺704に結合し
た第2の短辺706をさらに含むことができる。成形研磨粒子の本体701は長さおよび
幅により定義される平面に見られる概して五角形の形状を有すると考えられ得るが、特定
の例では、本体701は、第1の短辺705および第2の短辺706が、別の角722な
どの角が存在する平坦な面を定義する角部切頭三角形として定義され得る。特に、このよ
うな角部切頭形状は、本明細書に記載される工程を通して形成され、本明細書でより詳細
に説明される、バッチ中の成形研磨粒子の相当な部分を表し得る。
2と第1の短辺705との間に定義される第1の角度707を有することができる。実施
形態によると、第1の角度707は約90°より大きくなり得る。さらに特定の例では、
第1の角度707は、少なくとも約92°、少なくとも約95°、少なくとも約100°
または少なくとも約105°にさえなり得る。さらに、第1の角度は、1つの非限定的実
施形態では、約160°以下となり得る。
の間に形成される第2の角度708をさらに含むことができる。実施形態によると、第2
の角度708は、第1の角度707と同じであってもよい。さらに、別の実施形態では、
第2の角度708は、第1の角度707と異なっていてもよい。1つの例によると、第2
の角度708は鈍角となり得る。あるいは、第2の角度708は約90°より大きい、よ
り具体的には、少なくとも約92°、少なくとも約95°、少なくとも約100°または
少なくとも105°にさえなり得る。さらに、第2の角度708は、1つの非限定的実施
形態では、約160°以下となり得る。
られる第2の短辺706と第1の長辺702との間の角度として定義される第3の角度7
09を含むことができる。第3の角度709は、第1の角度707または第2の角度70
8と同じであってもよい。あるいは、第3の角度709は、第1の角度707および第2
の角度708と異なっていてもよい。
る第4の角度710を含むこともできる。第4の角度710は、第1の角度707、第2
の角度708または第3の角度709と異なっていてもよい。特定の例では、第4の角度
710は、第1の角度707より小さい、第2の角度708より小さい、または第3の角
度709より小さくてもよい。少なくとも1つの特定の実施形態では、第4の角度710
は、実質的に直交(90°)であってもよい。さらに他の例では、第4の角度710は9
0°より大きくてもよい。
の長辺703との間の第5の角度711をさらに含むことができる。特に、第5の角度7
11は、第1の角度707、第2の角度708、第3の角度709または第4の角度71
0と異なっていてもよい。特定の例では、第5の角度711は、第1の角度707より小
さい、第2の角度708より小さい、第3の角度709より小さい、またはなお第4の角
度710より小さくてもよい。第5の角度711は、三角形の角722を定義することが
できるので、約90°より小さい、より具体的には約70°より小さくなり得る。本体7
10は第1の短辺および第2の短辺706を有するものとして示されているが、本体は第
2の長辺および第3の長辺704を分離する第3の短辺を組み込むこともできることが認
識されるだろう。
81を有することができる。他の実施形態では、第1の長辺702に対する第1の短辺7
05の幅はより小さく、例えば、約50%以下、または約40%以下、約30%以下、約
28%以下または約25%以下にさえなり得る。さらに、短辺705は、第1の長辺70
2の幅の少なくとも約2%、例えば、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくと
も約15%または少なくとも約20%にさえなり得る。第1の短辺705の幅は、上記最
小および最大百分率のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう
。
、バッチについての中央値を表すことができる。例えば、成形研磨粒子のバッチは、ある
含量の角部切頭形状を含むことができる。角部切頭部分の幅は、バッチについての中央値
を有することができる。バッチの粒子はまた、バッチの粒子の最長辺の中央寸法、または
少なくともバッチの代表的標本からの粒子の最長辺の中央寸法により表される中央幅を有
することもできる。バッチは、バッチの粒子の中央幅の約50%以下、例えば、約40%
以下、約30%以下、約28%以下またはなお約25%以下の中央角部切頭幅を有するこ
とができる。さらに、バッチは、切頭角の中央幅が粒子の中央幅の少なくとも約2%、例
えば、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%または少なくとも約
20%にさえなり得る角部切頭形状を含むことができる。バッチの粒子についての切頭角
の中央幅は、上記最小および最大百分率のいずれかの間の範囲にあることができることが
認識されるだろう。
特性を有することができることが認識されるだろう。さらに、第2の短辺706の幅は、
第1の短辺705の幅に対して異なっていてもよい。
しい幅(w1)を有することができる。さらに、第1の長辺702の幅(w1)は、第2
の長辺703の幅(w2)と有意に異なっていてもよい。さらに、第1の長辺702の幅
(w1)は、第3の長辺704の幅(w3)と実質的に同じであってもよい。あるいは、
第1の長辺702の幅(w1)は、第3の長辺704の幅(w3)と有意に異なっていて
もよい。さらに、第2の長辺703の幅(w2)は、第3の長辺704の幅(w3)と実
質的に同じであってもよい。あるいは、第2の長辺703の幅(w2)は、第3の長辺7
04の幅(w3)と有意に異なっていてもよい。
01の1つの角の点721および本体701の中点741により定義される軸750を通
してとられている。特定の実施形態によると、本体701は、角721で測定される本体
の高さと比べて高い成形研磨粒子の中点741での高さを有することができる。特定の例
では、成形研磨粒子は、少なくとも1.1の角/中点示差高さ(differentia
l height)(角/中点示差高さ(c/mΔh)は中点での高さで割った本体の少
なくとも1つの角の高さの尺度である)を有することができる。特定の例では、角/中点
示差高さはより大きく、例えば、少なくとも約1.2、少なくとも約1.4、少なくとも
約1.6、少なくとも約1.8、少なくとも約2、少なくとも約2.2、少なくとも約2
.4、少なくとも約3または少なくとも約4にさえなり得る。さらに、1つの非限定的実
施形態では、角/中点示差高さ(c/mΔh)は、約20以下、例えば、約18以下、約
15以下、約12以下、約10以下、約8以下、約6以下または約4以下にさえなり得る
。本明細書の成形研磨粒子は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の角/中点
示差高さ(c/mΔh)を有する本体を有することができることが認識されるだろう。
とが認識されるだろう。特定の例では、本体は、角/中点示差高さについての上記最小お
よび最大値のいずれかの範囲内の中点/角示差高さを有することができる。
1および本体701の辺703の中点742を通って広がる軸として定義される軸760
に沿った成形研磨粒子の横断面図を含む。一実施形態によると、本体701は、本体70
1の中点縁742での高さよりも高い本体701の中点741での高さを有することがで
きる。特に、成形研磨粒子は、少なくとも1.1の縁/中点示差高さ(e/mΔt)(縁
/中点示差高さは中点での高さで割った2つの角の間の中点での側面の縁上の本体の高さ
の尺度である)を有することができる。他の実施形態では、縁/中点示差高さ(e/mΔ
t)はより大きく、例えば、少なくとも約1.2、少なくとも約1.4、少なくとも約1
.6、少なくとも約1.8、少なくとも約2、少なくとも約2.2、少なくとも約2.4
、少なくとも約3または少なくとも約4にさえなり得る。さらに、1つの非限定的実施形
態では、縁/中点示差高さ(e/mΔt)は、約20以下、例えば、約18以下、約15
以下、約12以下、約10以下、約8以下、約6以下または約4以下にさえなり得る。本
明細書の成形研磨粒子は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の縁/中点示差
高さ(e/mΔt)を有する本体を有することができることが認識されるだろう。
とが認識されるだろう。特定の例では、本体は、縁/中点示差高さについての上記最小お
よび最大値のいずれかの範囲内の中点/縁示差高さを有することができる。
、底面804と、底面804に対向する上主面802と、底面804および上主面802
を結合する側面803とを有する本体801を含むことができる。さらに示されるように
、本体801は、底面804および上主面802を結合する側面803に対向する側面8
05を含むことができる。特定の実施形態によると、図8に示されるように、本体801
は、曲線状または直線状上主面802を有することができる。特に、いくつかの例では、
上主面802は、中点での本体801の高さ(hm)が側面803または805のいずれ
か1つでの高さ(hs)よりも高くなるように凸状外形を有することができる。いくつか
の実施形態については、底面802は、上主面802と比べて実質的に平面状となり得る
。
底面904と、底面904に対向する上主面902と、互いに対向しており底面905お
よび上主面902を結合する側面903および905とを含む本体901を有することが
できる。示されるように、本体901は、中点での高さ(hm)が面901および905
により定義される縁での本体901の高さ(he)よりも有意に高くなるように上主面9
02が凸状外形を有し、底面904も凸状外形を有する、特に独特の外形を有することが
できる。
ることができる。例えば、成形研磨粒子は、約5mm以下の中央粒径を有することができ
る。あるいは、中央粒径(median particle)はより小さく、例えば、約
4mm以下、約3mm以下、約2mm以下または約1.5mm以下にさえなり得る。さら
に別の態様では、成形研磨粒子の中央粒径は、少なくとも約10ミクロン、少なくとも約
100ミクロン、少なくとも約200ミクロン、少なくとも約400ミクロン、少なくと
も約600ミクロンまたは少なくとも約800ミクロンにさえなり得る。成形研磨粒子の
中央粒径は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内にあることができることが認
識されるだろう。
粒度の尺度となり得る特定の粒度を有することができる。例えば、成形研磨粒子は、約5
00ミクロン以下、例えば、約250ミクロン以下またはなお約100ミクロン以下、約
50ミクロン以下、約20ミクロン以下またはなお約1ミクロン以下の平均粒度を有する
ことができる。別の態様では、平均粒度は、少なくとも約0.01ミクロン、例えば、少
なくとも約0.05ミクロン、少なくとも約0.08ミクロンまたは少なくとも約0.1
ミクロンにさえなり得る。成形研磨粒子の平均粒度は、上記最小および最大値のいずれか
の間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。
子1000は、本明細書の実施形態により形成され得る本体1001を含むことができる
。特に、成形研磨粒子は穴開け工程を通して押出シートから形成され得る。本体1001
は、縦軸1004に沿って広がる中心部分1002を含むことができる。第1の放射状ア
ーム1006は、中心部分1002の長さに沿って中心部分1002から外向きに広がり
得る。第2の放射状アーム1008は、中心部分1002の長さに沿って中心部分100
2から外向きに広がり得る。第3の放射状アーム1010は、中心部分1002の長さに
沿って中心部分1002から外向きに広がり得る。さらに、第4の放射状アーム1012
は、中心部分1002の長さに沿って中心部分1002から外向きに広がり得る。放射状
アーム1006、1008、1010、1012は、成形研磨粒子1000の中心部分1
002の周りに等間隔で配置され得る。
20を含み得る。第2の放射状アーム1008は、概して矢印形の遠位端1022を含み
得る。第3の放射状アーム1010は、概して矢印形の遠位端1024を含み得る。さら
に、第4の放射状アーム1012は、概して矢印形の遠位端1026を含み得る。
アーム1008との間の第1の空隙1030を含んで形成され得ることを示している。第
2の空隙1032は、第2の放射状アーム1008と第3の放射状アーム1010との間
に形成され得る。第3の空隙1034は、第3の放射状アーム1010と第4の放射状ア
ーム1012との間に形成され得る。さらに、第4の空隙1036は、第4の放射状アー
ム1012と第1の放射状アーム1006との間に形成され得る。
、成形研磨粒子1100は、概して立方体様形状を有する本体1101を含み得る。成形
研磨粒子が他の多面体形状を有するように形成されてもよいことが認識されるだろう。本
体1101は、第1の端面1102と、第2の端面1104と、第1の端面1102と第
2の端面1104との間に広がる第1の側面1106と、第1の端面1102と第2の端
面1104との間に広がる第2の側面1108とを有し得る。さらに、本体1101は、
第1の端面1102と第2の端面1104との間に広がる第3の側面1110と、第1の
端面1102と第2の端面1104との間に広がる第4の側面1112とを有することが
できる。
、側面1106、1108、1110および1112により離されており、本体に立方体
様構造をもたらすことができる。しかしながら、特定の態様では、第1の端面1102が
第2の端面1104に関して回転してねじり角度1114を確立してもよい。特定の例で
は、成形研磨粒子1100は、シートを分割する工程、より具体的にはねじり角度を最終
的に形成された成形研磨粒子に与える特定の様式で回転されたまたはねじられたシートを
分割する工程を含む、本明細書に記載される工程から形成され得る。特定の例では、本体
1101のねじれは、1つまたは複数の軸に沿っていてもよく、特定の型のねじり角度を
定義することができる。例えば、図12の本体の下向き図に示されるように、縦軸118
0を見下ろすと、本体1101の幅の寸法に沿って広がる横軸1181および本体110
1の高さの寸法に沿って広がる垂直軸1182により定義される平面に平行な端面110
2上の本体1101の長さが定義される。一実施形態によると、本体1101は、端面1
102および1104が互いに対して回転するように、縦軸周りの本体1101のねじれ
を定義する縦ねじり角度1114を有することができる。ねじり角度1114は、図12
に示されるように、第1の辺1122のタンジェントおよび第2の辺1124間の角度(
第1の辺1122および第2の辺1124は側面(1110および1112)の2つの間
に縦に広がる共通の辺1126により結合されこれを共有している)として測定され得る
。他の成形研磨粒子が横軸、垂直軸およびこれらの組み合わせに対するねじり角度を有す
るように形成されてもよいことが認識されるだろう。いずれのこのようなねじり角度も、
本明細書の実施形態に記載される値を有することができる。
じり角度1114はより大きく、例えば、少なくとも約2°、少なくとも約5°、少なく
とも約8°、少なくとも約10°、少なくとも約12°、少なくとも約15°、少なくと
も約18°、少なくとも約20°、少なくとも約25°、少なくとも約30°、少なくと
も約40°、少なくとも約50°、少なくとも約60°、少なくとも約70°、少なくと
も約80°または少なくとも約90°にさえなり得る。さらに、特定の実施形態によると
、ねじり角度1114は、約360°以下、例えば約330°以下、例えば約300°以
下、約270°以下、約230°以下、約200°以下または約180°以下にさえなり
得る。特定の成形研磨粒子は、上記最小および最大角度のいずれかの間の範囲内のねじり
角度を有することができることが認識されるだろう。
複数の側面1310、1312および1314により互いに離された基底面1302と上
面1304とを含む本体1301を含み得る。1つの特定の実施形態によると、本体13
01は、基底面1302が上面1304の平面形状とは異なる平面形状を有するように(
平面形状はそれぞれの面により定義される平面に見られる)形成され得る。例えば、図1
3の実施形態に示されるように、本体1301は、概して円形状を有する基底面1302
と、概して三角形形状を有する上面1304とを有することができる。基底面1302お
よび上面1304の形状の任意の組み合わせを含む、他の変形も実行可能であることが認
識されるだろう。
されるように、被覆研磨材1400は、基板1401と、基板1401の表面を覆うメイ
クコート(make coat)1403とを含むことができる。被覆研磨材1400は
、第1の型の成形研磨粒子の形の第1の型の研磨粒子材料1405と、第2の型の成形研
磨粒子の形の第2の型の研磨粒子材料1406と、必ずしも成形研磨粒子でなくてもよく
、ランダムな形状を有する希釈研磨粒子の形の第3の型の研磨粒子材料とをさらに含むこ
とができる。被覆研磨材1400は、研磨粒子材料1405、1406、1407および
メイクコート1404を覆いこれらに結合しているサイズコート(size coat)
1404をさらに含んでもよい。
を含むことができる。特定の例では、基板1401は、織布材料を含むことができる。し
かしながら、基板1401は、不織布材料で作られていてもよい。特に適当な基板材料は
、ポリマー、特に、ポリエステル、ポリウレタン、ポリプロピレン、DuPontのKA
PTONなどのポリイミド、紙を含む有機材料を含むことができる。いくつかの適当な無
機材料は、金属、金属合金、特に、銅、アルミニウム、鋼の箔およびこれらの組み合わせ
を含むことができる。
研磨粒子材料1405、1406、1407がメイクコート1403材料と組み合わされ
て混合物として基板1401の表面に塗布され得る。メイクコート1403の適当な材料
は、有機材料、特に、例えば、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド
、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキ
サン、シリコーン、酢酸セルロース、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラッ
クおよびこれらの組み合わせを含む高分子材料を含むことができる。一実施形態では、メ
イクコート1403は、ポリエステル樹脂を含むことができる。次いで、樹脂および研磨
粒子材料を基板に硬化するために、被覆基板が加熱され得る。一般に、被覆基板1401
は、この硬化工程中、約100℃〜約250℃未満の間の温度に加熱され得る。
型の成形研磨粒子を含むことができる。異なる型の成形研磨粒子は、本明細書の実施形態
に記載されるように、組成、二次元形状、三次元形状、サイズおよびこれらの組み合わせ
が互いに異なっていてもよい。示されるように、被覆研磨材1400は、概して三角形の
二次元形状を有する第1の型の成形研磨粒子1405と、四辺形の二次元形状を有する第
2の型の成形研磨粒子1406とを含むことができる。被覆研磨材1400は、異なる量
の第1の型の成形研磨粒子1405および第2の型の成形研磨粒子1406を含むことが
できる。被覆研磨材は必ずしも異なる型の成形研磨粒子を含まなくてもよく、単一の型の
成形研磨粒子から本質的になっていてもよいことが認識されるだろう。
1406とは異なる希釈粒子であり得る。例えば、希釈粒子は、組成、二次元形状、三次
元形状、サイズおよびこれらの組み合わせが第1の型の成形研磨粒子1405および第2
の型の成形研磨粒子1406とは異なり得る。例えば、研磨粒子1407は、ランダムな
形状を有する従来の粉砕研磨粗粒を表すことができる。研磨粒子1407は、第1の型の
成形研磨粒子1405および第2の型の成形研磨粒子1406の中央粒径より小さい中央
粒径を有し得る。
形成した後、研磨粒子材料1405を覆い定位置に結合するためにサイズコート1404
が形成され得る。サイズコート1404は有機材料を含むことができ、高分子材料から本
質的に作られてもよく、特に、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド
、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキ
サン、シリコーン、酢酸セルロース、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、シェラッ
クおよびこれらの混合物を使用することができる。
れるように、結合型研磨材1500は、ボンド材料1501と、ボンド材料に含有される
研磨粒子材料1502と、ボンド材料1501内の気孔1508とを含むことができる。
特定の例では、ボンド材料1501は、有機材料、無機材料およびこれらの組み合わせを
含むことができる。適当な有機材料は、エポキシ、樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、
ポリイミド、ポリアミドおよびこれらの組み合わせなどのポリマーを含むことができる。
特定の適当な無機材料は、金属、金属合金、ガラス相材料、結晶相材料、セラミックおよ
びこれらの組み合わせを含むことができる。
なる型の成形研磨粒子の特徴のいずれかを有することができる異なる型の成形研磨粒子1
503、1504、1505および1506を含むことができる。特に、異なる型の成形
研磨粒子1503、1504、1505および1506は、本明細書の実施形態に記載さ
れるように、組成、二次元形状、三次元形状、サイズおよびこれらの組み合わせが互いに
異なっていてもよい。
合わせが、異なる型の成形研磨粒子1503、1504、1505および1506とは異
なっていてもよい希釈研磨粒子を表すある型の研磨粒子材料1507を含むことができる
。
せであってよい。気孔1508は、結合型研磨材1500の本体の総体積基準で、多量(
体積%)で存在し得る。あるいは、気孔1508は、結合型研磨材1500の本体の総体
積基準で、少量(体積%)で存在し得る。ボンド材料1501は、結合型研磨材1500
の本体の総体積基準で、多量(体積%)で存在し得る。あるいは、ボンド材料1501は
、結合型研磨材1500の本体の総体積基準で、少量(体積%)で存在し得る。さらに、
研磨粒子材料1502は、結合型研磨材1500の本体の総体積基準で、多量(体積%)
で存在し得る。あるいは、研磨粒子材料1502は、結合型研磨材1500の本体の総体
積基準で、少量(体積%)で存在し得る。
の研磨粒子の横断面図を含む。本体1601は、上面1603と、上面1603に対向す
る底主面1604とを含む。上面1603および底面1604は、側面1605、160
6および1607により互いに離され得る。示されるように、成形研磨粒子1600の本
体1601は、上面1603の平面に見られる概して三角形の形状を有することができる
。特に、本体16は、本体1601の底面1604で測定され得る、および角1613か
ら本体1601の中点1681を通って本体の対向辺1614の中点まで広がる、図16
Bに示される長さ(Lmiddle)を有することができる。あるいは、本体は、第1の
角1613から隣接する角1612までの上面1603での側面図からの本体の寸法の尺
度である、第2の長さまたは輪郭長さ(Lp)により定義され得る。特に、Lmiddl
eの寸法は、角での高さ(hc)と角に対向する中点縁での高さ(hm)との間の距離を
定義する長さとなり得る。寸法Lpは、h1とh2との間の距離を定義する粒子の側面に
沿った輪郭長さとなり得る。本明細書での長さの言及は、LmiddleまたはLpの少
なくとも一方の言及となり得る。
子のバッチに帰属し得ることが認識されるだろう。別の例では、成形研磨粒子のバッチは
、同じ形成工程によりおよび同じ形成工程を使用して実質的に同じ条件下で製造された成
形研磨粒子の群となり得る。さらに別の例では、成形研磨粒子のバッチは、特定の形成法
とは独立していてもよい、固定研磨物品、より具体的には被覆研磨物品などの研磨物品の
成形研磨粒子の群となり得る。
e、Lpなど)の言及は、バッチからの粒子の適切な標本抽出の分析から得られる単一粒
子の寸法、中央値または平均値の言及となり得る。明示しない限り、本明細書での寸法特
性の言及は、バッチの適当な数の粒子の無作為抽出から得られる統計的に有意な値に基づ
く中央値の言及とみなされ得る。特に、本明細書の特定の実施形態については、標本サイ
ズは、粒子のバッチから無作為に選択された少なくとも10個、より典型的には少なくと
も40個の粒子を含むことができる。粒子のバッチは、必ずしもそれに限られる必要はな
いが、単一の工程実行から回収される粒子の群を含み得る。さらに別の例では、成形研磨
粒子のバッチは、特定の形成法とは独立していてもよいが、粒子の特定の集団中に存在す
る1つまたは複数の明確な特徴を有する、固定研磨物品、より具体的には被覆研磨物品な
どの研磨物品の成形研磨粒子の群となり得る。例えば、粒子のバッチは、商業用等級の研
磨製品を形成するのに適した量の成形研磨粒子、例えば、少なくとも約20lbs.の粒
子を含み得る。
の第1の領域での第1の角高さ(hc)を有することができる。特に、角1613は、本
体1601上の最大高さの点となり得る。しかしながら、他の例では、角1613での高
さは、本体1601上の最大高さの点を必ずしも表さない。角1613は、上面1603
と2つの側面1605および1607の結合により定義される本体1601上の点または
領域として定義され得る。本体1601は、例えば、角1611および角1612を含む
、互いに間隔があいた他の角をさらに含んでもよい。さらに示されるように、本体160
1は、角1611、1612および1613により互いに離され得る辺1614、161
5および1616を含むことができる。辺1614は、上面1603と側面1606の交
差により定義され得る。辺1615は、上面1603と、角1611と1613との間の
側面1605の交差により定義され得る。辺1616は、上面1603と、角1612と
1613との間の側面1607の交差により定義され得る。
し得る辺1614の中点の領域により定義され得る本体の第2の端での第2の中点高さ(
hm)を含むことができる。軸1650は、本体1601の2つの端の間に広がり得る。
図16Bは、角1613と辺1614の中点との間の長さ(Lmiddle)の寸法に沿
って本体の中点1681を通って広がり得る軸1650に沿った本体1601の横断面図
である。
の特徴を有してもよい。例えば、一実施形態では、本体は、角での本体の高さより低い内
部高さを有することができる。1つの特定の実施形態では、本体は、少なくとも約5ミク
ロン、例えば、少なくとも約10ミクロンまたは少なくとも約20ミクロンの高さの平均
差を有することができる。高さの平均差は、第1の角高さ(hc)と第2の中点高さ(h
m)との間の絶対値[hc−hm]となり得る。高さの平均差は、辺の中点での本体30
1の高さが対向角での高さより高い場合にはhm−hcとして計算され得ることが認識さ
れるだろう。他の例では、高さの平均差[hc−hm]は、少なくとも約25ミクロン、
少なくとも約60ミクロンまたは少なくとも約100ミクロンにさえなり得る。1つの非
限定的実施形態では、高さの平均差は、約300ミクロン以下、約180ミクロン以下ま
たは約80ミクロン以下にさえなり得る。高さの平均差は、上記最小および最大値のいず
れかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。
(Ahc)は、全ての角での本体の高さを測定し、値を平均することにより計算され得、
1つの角での高さの単一値(hc)とは異なったものとなり得る。したがって、高さの平
均差は、式[Ahc−hi]の絶対値として計算され得る。さらに、高さの平均差は、成
形研磨粒子のバッチからの適当な標本サイズから計算される中央内部高さ(Mhi)およ
び標本サイズ中の全粒子についての角での平均高さを使用して計算され得ることが認識さ
れるだろう。したがって、高さの平均差は、式[Ahc−Mhi]の絶対値により与えら
れ得る。粒子の高さhcおよびhmは、STIL(Sciences et Techn
iques Industrielles de la Lumiere−フランス)M
icro Measure 3D Surface Profilometer(白色光
(LED)色収差技術)を使用して測定され得、高さの平均差は、標本からのhcおよび
hmの平均値に基づいて計算され得る。
れる本体の高さの最小寸法となり得る内部高さ(hi)を有することができる。本体が概
して三角形(または切頭三角形)の二次元形状である特定の例では、内部高さ(hi)は
3つの角と対向する中点縁の各々の間でとられた3つの測定値についての本体の高さの最
小寸法(すなわち、底面1604と上面1603との間の測定)となり得る。成形研磨粒
子の本体の内部高さ(hi)は図16Bで示されている。一実施形態によると、内部高さ
(hi)は、幅(w)の少なくとも約28%となり得る。任意の粒子の高さ(hi)は、
成形研磨粒子を分割またはマウントし、粉砕する工程と、本体301の内部の最小高さ(
hi)を決定するのに十分な様式(すなわち、光学顕微鏡またはSEM)で見る工程とに
より測定され得る。1つの特定の実施形態では、高さ(hi)は、幅の少なくとも約29
%、例えば、本体の幅の少なくとも約30%または少なくとも約33%にさえなり得る。
1つの非限定的実施形態については、本体の高さ(hi)は、幅の約80%以下、例えば
、約76%以下、約73%以下、約70%以下、幅の約68%以下、幅の約56%以下、
幅の約48%以下または幅の約40%以下にさえなり得る。本体の高さ(hi)は、上記
最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろ
う。
より性能の改善が容易になり得る。特に、バッチの中央内部高さ(hi)は、上記と同じ
様式でバッチの成形研磨粒子の中央幅に関連づけられ得る。特に、中央内部高さ(Mhi
)は、バッチの成形研磨粒子の中央幅の少なくとも約20%、例えば、少なくとも約22
%、少なくとも約24%または少なくとも約26%にさえなり得る。1つの非限定的実施
形態については、本体の中央内部高さ(Mhi)は、中央幅の約80%以下、例えば、約
76%以下、約70%以下、約60%以下、約50%以下、約40%以下、約38%以下
または約35%以下にさえなり得る。本体の中央内部高さ(Mhi)は、上記最小および
最大百分率のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。
測定される寸法均一性の改善を示し得る。一実施形態によると、成形研磨粒子は、バッチ
からの適当な標本サイズの粒子についての内部高さ(hi)の標準偏差として計算され得
る内部高さ変動(Vhi)を有することができる。内部高さ変動は、約60ミクロン以下
、例えば、約58ミクロン以下、約56ミクロン以下または約54ミクロン以下にさえな
り得る。1つの非限定的実施形態では、内部高さ変動(Vhi)は少なくとも約2ミクロ
ンとなり得る。本体の内部高さ変動は上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内にあ
ることができることが認識されるだろう。
ば、少なくとも約200ミクロンの内部高さ(hi)を有することができる。より具体的
には、高さは、少なくとも約250ミクロン、例えば、少なくとも約300ミクロンまた
は少なくとも約400ミクロンにさえなり得る。さらに1つの非限定的実施形態では、本
体の高さは、約8mm以下、例えば、約5mm以下、約4mm以下、約3mm以下、例え
ば、約2mm以下、約1.5mm以下、約1mm以下、約800ミクロン以下、約600
ミクロン以下または約400ミクロン以下にさえなり得る。本体の高さは、上記最小およ
び最大値のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。さらに、
値の上記範囲は、成形研磨粒子のバッチについての中央内部高さ(Mhi)値を表すこと
ができることが認識されるだろう。
さ≧高さおよび幅≧高さ、さらにより具体的には、幅>長さ、長さ>高さおよび幅>高さ
を含む特定の寸法を有することができる。成形研磨粒子の本体は、少なくとも約600ミ
クロン、例えば、少なくとも約700ミクロン、少なくとも約800ミクロンまたはなお
少なくとも約900ミクロンの幅(w)を有することができる。1つの非限定的例では、
本体は、約4mm以下、例えば、約3mm以下、約2.5mm以下またはなお約2mm以
下の幅を有することができる。本体の幅は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲
内にあることができることが認識されるだろう。さらに、値の上記範囲は、成形研磨粒子
のバッチについての中央幅(Mw)を表すことができることが認識されるだろう。
6mm、少なくとも約0.8mmまたはなお少なくとも約0.9mmの長さ(Lmidd
leまたはLp)を含む特定の寸法を有することができる。さらに、少なくとも1つの非
限定的実施形態については、本体は、約4mm以下、例えば、約3mm以下、約2.5m
m以下またはなお約2mm以下の長さを有することができる。本体の長さは、上記最小お
よび最大値のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。さらに
、値の上記範囲は、より具体的には成形研磨粒子のバッチについての中央中間長さ(ML
middle)または中央輪郭長さ(MLp)となり得る(中央長さ(Ml)を表すこと
ができることが認識されるだろう。
とができ、ディッシング値(d)は角での本体の平均高さ(Ahc)と内部での本体の高
さの最小寸法(hi)との間の比として定義され得る。角での本体の平均高さ(Ahc)
は、全ての角での本体の高さを測定し、値を平均することにより計算され得、1つの角で
の高さの単一値(hc)とは異なり得る。角または内部での本体の平均高さは、STIL
(Sciences et Techniques Industrielles de
la Lumiere−フランス)Micro Measure 3D Surfac
e Profilometer(白色光(LED)色収差技術)を使用して測定され得る
。あるいは、ディッシングは、バッチからの粒子の適当な標本から計算された角での粒子
の中央高さ(Mhc)に基づき得る。同様に、内部高さ(hi)は、バッチからの成形研
磨粒子の適当な標本から得られる中央内部高さ(Mhi)となり得る。一実施形態による
と、ディッシング値(d)は、約2以下、例えば、約1.9以下、約1.8以下、約1.
7以下、約1.6以下、約1.5以下、約1.3以下、約1.2以下、約1.14以下ま
たは約1.10以下にさえなり得る。さらに、少なくとも1つの非限定的実施形態では、
ディッシング値(d)は、少なくとも約0.9、例えば、少なくとも約1.0または少な
くとも約1.01にさえなり得る。ディッシング比は、上記最小および最大値のいずれか
の間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。さらに、上記ディッシング値
は、成形研磨粒子のバッチについての中央ディッシング値(Md)を表すことができるこ
とが認識されるだろう。
、底面積(Ab)を定義する底面1604を有することができる。特定の例では、底面1
604は、本体1601の最大面となり得る。底面は、上面1603の表面積よりも大き
い、底面積(Ab)として定義される表面積を有することができる。さらに、本体160
1は、底面積に垂直で、粒子の中点1681を通って広がる平面の面積を定義する横断面
中点面積(Am)を有することができる。特定の例では、本体1601は、約6以下の底
面積と中点面積の面積比(Ab/Am)を有することができる。より具体的な例では、面
積比は、約5.5以下、例えば、約5以下、約4.5以下、約4以下、約3.5以下また
は約3以下にさえなり得る。さらに、1つの非限定的実施形態では、面積比は、少なくと
も約1.1、例えば、少なくとも約1.3または少なくとも約1.8にさえなり得る。面
積比は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識さ
れるだろう。さらに、上記面積比は、成形研磨粒子のバッチについての中央面積比を表す
ことができることが認識されるだろう。
shing)%を有することができる。特に、フラッシングは、図16Cに示されるよう
な一側面に沿って見られる粒子の面積(フラッシングは、本体の側面からボックス164
2および1643内に広がる)を定義することができる。フラッシングは、本体の上面お
よび底面に近接しているテーパ領域を表すことができる。フラッシングは、本体の側面の
最内側点(例えば、1631)と側面の最外側点(例えば、1632)との間に広がるボ
ックス内に含有される側面に沿った本体の面積の百分率として測定され得る。1つの特定
の例では、本体は、ボックス1642、1643および1644内に含有される本体の総
面積に対する、ボックス1642および1643内に含有される本体の面積の百分率とな
り得る、特定のフラッシング含量を有することができる。一実施形態によると、本体のフ
ラッシング%(f)は、約45%以下、例えば、約40%以下、約36%以下、約30%
以下、約20%以下、約16%以下、約14%以下、約12%以下または約10%以下に
さえなり得る。さらに別の実施形態では、本体のフラッシング%は、少なくとも約5%、
例えば、少なくとも約5.5%、少なくとも約6%、少なくとも約6.5%、少なくとも
約7%または少なくとも約7.5%にさえなり得る。本体のフラッシング%は、上記最小
および最大百分率のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。
さらに、上記フラッシング百分率は、成形研磨粒子のバッチについての平均フラッシング
百分率または中央フラッシング百分率を表すことができることが認識されるだろう。
、側面で本体を見て白黒画像を形成することにより測定され得る。このために適したプロ
グラムはImageJソフトウェアを含む。フラッシング百分率は、中心1644および
ボックス内の面積を含む、側面で見られる本体の総面積に対する、ボックス1642およ
び1643中の本体の面積1641を決定することにより計算され得る。このような手順
は、平均値、中央値および/または標準偏差値を作成するための粒子の適当な抽出のため
に完了され得る。
の標準偏差により測定される寸法均一性の改善を示し得る。一実施形態によると、成形研
磨粒子は、バッチからの適当な標本サイズの粒子についてのフラッシング百分率(f)の
標準偏差として計算され得る、フラッシング変動(Vf)を有することができる。一実施
形態によると、フラッシング変動は、約5.5%以下、例えば、約5.3%以下、約5%
以下または約4.8%以下、約4.6%以下または約4.4%以下にさえなり得る。1つ
の非限定的実施形態では、フラッシング変動(Vf)は少なくとも約0.1%となり得る
。フラッシング変動は、上記最小および最大百分率のいずれかの間の範囲内にあることが
できることが認識されるだろう。
ングの乗数値(hiF)(hiF=(hi)(f)、「hi」は上記の本体の最小内部高
さを表し、「f」はフラッシング%を表す)を有することができる。1つの特定の例では
、本体の高さとフラッシングの乗数値(hiF)はより大きく、例えば、少なくとも約2
000ミクロン%、少なくとも約2500ミクロン%、少なくとも約2800ミクロン%
、少なくとも約3000ミクロン%または少なくとも約3200ミクロン%にさえなり得
る。さらに、1つの非限定的実施形態では、高さとフラッシングの乗数値は、約4500
0ミクロン%以下、例えば、約20000ミクロン%以下、約10000ミクロン%以下
、約8000ミクロン%以下または約5000ミクロン%以下にさえなり得る。本体の高
さとフラッシングの乗数値は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内にあること
ができることが認識されるだろう。さらに、上記乗数値は、成形研磨粒子のバッチについ
ての中央乗数値(MhiF)を表すことができることが認識されるだろう。
シング(d)とフラッシング(F)の乗数値(dF)(dFは約90%以下である)(「
d」はディッシング値を表し、「f」は本体のフラッシング百分率を表す)を有すること
ができる。1つの特定の例では、本体のディッシング(d)とフラッシング(F)の乗数
値(dF)は、約70%以下、例えば、約60%以下、約50%以下、約30%以下、約
20%以下または約10%以下にさえなり得る。さらに、1つの非限定的実施形態では、
ディッシング(d)とフラッシング(F)の乗数値(dF)は、少なくとも約4.5%、
例えば、少なくとも約6%、少なくとも約7%、少なくとも約7.5%または少なくとも
約8%にさえなり得る。本体のディッシング(d)とフラッシング(F)の乗数値(dF
)は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識され
るだろう。さらに、上記乗数値は、成形研磨粒子のバッチについての中央乗数値(MdF
)を表すことができることが認識されるだろう。
る高さとディッシングの比(hi/d)(hi/dは約1000以下であり、「hi」は
上記の最小内部高さを表し、「d」は本体のディッシングを表す)を有することができる
。1つの特定の例では、本体の比(hi/d)は、約900ミクロン以下、約800ミク
ロン以下、約700ミクロン以下または約650ミクロン以下にさえなり得る。さらに、
1つの非限定的実施形態では、比(hi/d)は、少なくとも約10ミクロン、例えば、
少なくとも約100ミクロン、少なくとも約200ミクロン、少なくとも約250ミクロ
ン、少なくとも約300ミクロン、少なくとも約350ミクロンまたは少なくとも約37
5ミクロンにさえなり得る。本体の比(hi/d)は、上記最小および最大値のいずれか
の間の範囲内にあることができることが認識されるだろう。さらに、上記高さとディッシ
ングの比は、成形研磨粒子のバッチについての中央の高さとディッシングの比(Mhi/
d)を表すことができることが認識されるだろう。
から見られる粒子の側面の最大寸法であり、「l」は側面から見られる幅から粒子の対向
する主面に沿った粒子の長さであり、「hi」は本明細書に記載される内部高さを表す)
により定義され得るサイド比(side ratio)を有することができる。特定の例
では、「l」は輪郭長さとなり得る。一実施形態によると、サイド比は、少なくとも約0
.45、例えば、少なくとも約0.5、少なくとも約0.55または少なくとも約0.6
にさえなり得る。さらに、1つの非限定的実施形態では、サイド比は、約0.99以下、
例えば、約0.95以下、約0.9以下または約0.88以下にさえなり得る。本体のサ
イド比は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内にあることができることが認識
されるだろう。さらに、上記サイド比は、成形研磨粒子のバッチについての幅、長さおよ
び内部高さの中央寸法値から得られる中央値となり得ることが認識されるだろう。
との間の角度として定義され得る特定のすくい角を有することができる。例えば、すくい
角は、約1°〜約100°の間の範囲内にあることができる。本明細書の他の粒子につい
ては、すくい角は、約5°〜100°の間、例えば、約10°〜約100°の間、約15
°〜100°の間または約20°〜93°の間の範囲内にあることができる。このような
すくい角を有する研磨粒子の形成は、研磨粒子の摩耗能力を改善することができる。特に
、すくい角は、任意の2つの上記すくい角の間の範囲内にあることができる。
得る。特に、多結晶材料は砥粒を含むことができる。一実施形態では、本体は、例えば、
バインダーを含む有機材料を本質的に含まないことができる。より具体的には、本体は、
多結晶材料から本質的になることができる。
研磨粒子、粗粒および/または砥粒を含む凝集体となり得る。適当な砥粒は、窒化物、酸
化物、炭化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、ダイアモンドおよびこれらの組み合わ
せを含むことができる。特定の例では、砥粒は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
酸化チタン、酸化イットリウム、酸化クロム、酸化ストロンチウム、酸化ケイ素およびこ
れらの組み合わせなどの酸化物化合物または錯体を含むことができる。1つの特定の例で
は、研磨粒子は、本体101を形成する砥粒がアルミナを含む、より具体的には、アルミ
ナから本質的になることができるように形成される。
度を有し得る。他の実施形態では、平均粒度はより小さく、例えば、約80ミクロン以下
、約50ミクロン以下、約30ミクロン以下、約20ミクロン以下、約10ミクロン以下
または約1ミクロン以下にさえなり得る。さらに、本体に含有される砥粒の平均粒度は、
少なくとも約0.01ミクロン、例えば、少なくとも約0.05ミクロン、例えば、少な
くとも約0.08ミクロン、少なくとも約0.1ミクロンまたは少なくとも約1ミクロン
にさえなり得る。砥粒は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の平均粒度を有
することができることが認識されるだろう。
む複合物品となり得る。異なる型の砥粒は、互いに異なる組成を有する砥粒であることが
認識されるだろう。例えば、本体は、2つの異なる型の砥粒を含む(2つの異なる型の砥
粒は、窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、ダイアモンドおよび
これらの組み合わせとなり得る)ように形成され得る。
最大寸法により測定される平均粒径を有することができる。実際、研磨粒子は、少なくと
も約150ミクロン、例えば、少なくとも約200ミクロン、少なくとも約300ミクロ
ン、少なくとも約400ミクロン、少なくとも約500ミクロン、少なくとも約600ミ
クロン、少なくとも約700ミクロン、少なくとも約800ミクロンまたはなお少なくと
も約900ミクロンの平均粒径を有することができる。さらに、研磨粒子は、約5mm以
下、例えば、約3mm以下、約2mm以下またはなお約1.5mm以下の平均粒径を有す
ることができる。研磨粒子は、上記最小および最大値のいずれかの間の範囲内の平均粒径
を有することができることが認識されるだろう。
、図17Aの成形研磨粒子の側面画像を含む。図17Cは、実施形態による成形研磨粒子
の側面画像を含む。描かれるように、成形研磨粒子1700は、第1の主面(すなわち、
上面)1702と、第2の主面(すなわち、底面)1703と、第1の主面1701と第
2の主面1702の間に広がる側面1704、1705および1706とを含む本体17
01を有することができる。さらに示されるように、成形研磨粒子は、本体1701の長
さおよび幅により定義される平面に下向きに見られる角部切頭二次元形状を備える。特に
、本体1701は、第1の三角形角1707と、切頭角1708と、部分的切頭角170
9とを有する複数の角部切頭三角形形状である。角部切頭形状は、本体1701の部分的
切頭角1709などの角の特徴の少なくとも一部が欠けているまたは形状が変わっている
形状を含むことができる。
異なっていてもよい底部分1771および上部分1772を含むことができる。示される
ように、底部分1771は、本体1701の底面1703から広がることができる。特に
、底部分1771は、底部分1771の上面が、上部分1772により本体1701の上
面1702から間隔をあけられるように、本体の高さの一部分について本体の高さの方向
に垂直に広がることができる。底部分1771は、部分的切頭の前に形成されたかもしれ
ない角の形状に近い形状を有することができる。例えば、示されるように、底部分177
1は、本体1701についての非切頭角を表す角1707の形状と実質的に同じである、
下向きに見られる形状を有することができる。
とができる。上部分は、上面1702に隣接している、より具体的には、上面1702の
周囲長を定義する辺と交差していることができる。上部分1772は、粒子の全高の一部
分について粒子の高さの方向に垂直に広がる高さを有することができる。上部分1772
は、本体の底面1703に向かって上面1702から下向きに広がり、上面1702と底
面1703との間の角1709に沿った点で底部分1771に隣接することができる。
2と底面1703との間に広がる単一の実質的に平坦な面により定義される。
び1775を含むことができる。破断領域1773、1774および1775は、それだ
けに限らないが、シートを分割する工程と分割または部分的分割後に前駆体成形研磨粒子
間のゲルを破断する工程とを含む形成工程の1つまたは複数の態様と関連し得る。破断領
域1773および1774は、優先的にそれぞれ角1708および1709にまたはその
近くに位置し得る。特に、破断領域1773は、切頭角1708に隣接することができ、
さらにより具体的には、破断領域1773は、側面1706から側面1704まで切頭角
1708の全周周りに底面1703から広がる本体1701の部分を定義することができ
る。破断領域1774は、優先的に角1709に位置し得、特に、角1709から側面1
706の幅の下に角1708に向かう距離にわたって広がり得る。破断領域1774は、
底面1703から広がることができ、側面1706の全高の一部分にわたって垂直に広が
ることができる。
、突起および溝を備える鋸歯状辺を定義することができる。特定の位置では、破断領域1
775は、底面1703から広がる不規則形状突起および不規則形状溝を定義することが
できる。特定の例では、鋸歯状辺はのこ刃縁の外観を有することができる。さらに、破断
領域1775は、側面1705の高さの一部分にわたって広がる高さを有することができ
る。
とができる。不規則帆立貝状辺は、稜により離された実質的に鋭い形状の溝を有すること
ができる。さらに、不規則帆立貝状辺は、上面1703から側面1705に沿って下向き
に流れ、本体1701から離れて側面1705から外向きに広がることができる。
特徴1710を有することができる。波形特徴1710は、形成工程の1つまたは複数の
態様の結果となり得る。図17Bに示されるように、波形特徴1710は、本体1701
の側面の少なくとも一部分に沿って広がる複数の溝1711を定義することができる。さ
らに、波形特徴1701は、稜1712により離された複数の溝1711を定義すること
ができ、稜1712は溝1711間の隆起した部分を定義することができる。特定の例で
は、溝1711は、稜1712の平均幅より大きい平均幅を有することができる。さらに
他の例では、溝1711は、稜1712の平均幅より小さい平均幅を有することができる
。さらに示されるように、特定の例では、溝1711は、本体1701の主面の1つに近
接している少なくとも1つの端について丸端1715を有することができる。さらに、波
形特徴は、複数の溝1711および稜1712を含むことができ、側面の幅の方向に広が
る溝の幅は、側面の幅より有意に小さくなり得る。
°〜約170°の間の範囲内の角度を定義する縦軸により定義される方向に、本体170
1の側面に沿って広がることができる。図17Bを参照すると、3つの稜の縦軸1721
、1722および1723が示されている。さらに、成形研磨粒子が光学顕微鏡を用いて
分析され、図17Bに示されるようにその側面でマウントされると、縦軸1721〜17
23の各々は、上面1702に対して特定の角度α1、α2およびα3を形成する。特定
の他の実施形態では、角度は、約30°〜約150°の間の範囲内、例えば、約60°〜
約140°の範囲内または約70°〜約120°の範囲内にさえあり得る。さらに、図1
7Bに示されるように、波形特徴1710を定義する稜の大部分は、第1の主面1702
に対して約10°〜約170°の間の範囲内の角度で広がる縦軸を有することができる。
分に沿って広がることができる。例えば、波形特徴1701は、側面の本体の幅の少なく
とも約70%、例えば、少なくとも約80%または少なくとも約90%にさえわたって広
がることができる。さらに別の非限定的実施形態では、波形特徴1710は、少なくとも
1つの側面に沿って本体1701の本質的に全幅にわたって広がることができる。
えば、波形特徴1710は、本体1701の側面の外表面積の大部分に沿って広がること
ができる。より具体的には、波形特徴1710は、本体1701の実質的に全ての側面に
沿って広がることができる。
徴1701は、少なくとも1つの側面上の本体1701の高さの少なくとも一部分(例え
ば、小部分)であり得る本体1701の最大高さ寸法(例えば、hc)と平行な方向の最
長寸法または波形特徴により定義される高さを有してもよい。一実施形態によると、波形
特徴は、本体1701の高さの少なくとも約10%、例えば、少なくとも約20%、少な
くとも約30%または少なくとも約40%にさえわたって広がることができる。より具体
的な例では、波形特徴1710は、例えば、本体の高さの少なくとも約50%、例えば、
少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%または少なくとも約90
%さえ含む、少なくとも1つの側面上の本体1701の高さの大部分にわたって広がるこ
とができる。特定の例では、波形特徴1710は、本体1701の少なくとも1つの側面
の本質的に全高にわたって広がることができる。
の少なくとも一部にわたって広がることができる。特定の実施形態では、波形特徴171
0は、本体1701の側面の各々の上の本体1701の高さの少なくとも一部にわたって
広がることができる。
3の表面粗さより大きい表面粗さを有することができる。特に、図17Aおよび17Bの
図に示されるように、波形特徴1710を有する側面は、本体1701の上面1702の
表面粗さより大きい表面粗さを有することができ、本体1701の上面1702は条線1
731を有する。条線1731は、例えば、成形研磨粒子に与えられ得る、ドクターブレ
ードを通して形成中にシート111の上面に最初に作られた滑らかな線であってよい。
と交差することができる。より具体的には、本体1701の側面に沿った波形特徴171
0の大部分は、本体1701の上面1702と交差することができる。さらに、より具体
的には、波形特徴1710の本質的に全体が、本体1701の上面1702を定義する辺
と交差することができる。さらに、波形特徴1710の少なくとも一部は、本体1701
の非交差底面1703から間隔をあけられ得る。
に、成形研磨粒子の本体1751は側面1757を有し、側面1757の少なくとも一部
は破断領域1755を含む。破断領域1755は、主面1752に対して特定の様式で広
がる溝および稜により特徴づけられ得る波形特徴1754とは異なり得る。破断領域17
55は、側面1757上のその配置、配向および外観が波形特徴1754とは異なり得る
。例えば、破断領域1755は、本体1751の第2の主面(すなわち、底面)1753
を定義する辺と交差することができる。特定の例では、破断領域の大部分が、本体175
1の底面1753と交差することができる。さらにより具体的には、いくつかの成形研磨
粒子では、破断領域1755の本質的に全体が、本体1701の底面1753と交差する
ことができる。
表面粗さより大きい表面粗さを有することができる。特定の例では、破断領域1755は
、本体1701の上面1702または本体1701の底面1703の表面粗さより大きい
表面粗さを有する領域を定義することができる。さらに、破断領域1755は、破断領域
から間隔をおいた側面の表面粗さより大きい表面粗さ、より具体的には、波形特徴171
0を含む側面の表面粗さより大きい表面粗さを有する領域を定義することができる。
5を有する成形研磨粒子については、波形特徴1754および破断領域1755は、実質
的に滑らかな面により特徴づけられる領域であり得る境界1756により離され得る。さ
らに、このような粒子では、破断領域1755は底面1753を定義する本体1751の
辺に隣接し得る一方で、波形特徴1754は上面1752を定義する本体1751の辺に
隣接し得る。
本体の幅の大部分にわたって広がることができる。さらに他の実施形態では、破断領域1
755は、側面上の本体の幅の大部分に沿って広がることができる。さらにより具体的に
は、特定の成形研磨粒子については、破断領域1755は、側面上の本体の幅の少なくと
も約70%、例えば、少なくとも約80%または少なくとも約90%にさえわたって広が
ることができる。特定の例では、破断領域は、側面全体に沿って本体の本質的に全幅にわ
たって広がることができる。
て広がることができる。さらに、別の態様については、破断領域は、本体の全側面の大部
分に沿って広がることができる。さらに他の例では、破断領域は、本体の側面の本質的に
全部に沿って広がることができる。
c)の少なくとも一部である高さ(hfr)を有することができる。破断領域の高さ(h
fr)は、本体1751の高さと平行な方向の最大寸法となり得る。一実施形態によると
、破断領域1755は、少なくとも1つの側面1757上の本体1751の高さの小部分
にわたって広がる高さ(hfr)を有することができる。他の例では、破断領域は、少な
くとも1つの側面1757上の本体1751の高さの大部分にわたって広がる高さ(hf
r)を有することができる。このような特徴は、本明細書の実施形態による成形研磨粒子
のいずれの側面に存在してもよいことが認識されるだろう。さらに、このような特徴は、
本明細書の実施形態によるバッチの成形研磨粒子の1つ、小部分または大部分にさえ存在
し得る。
むことができる、粒子材料のバッチを含む。さらに、粒子材料のバッチは、本明細書に記
載される1つまたは複数の特徴を有する成形研磨粒子を含むことができる。本明細書に記
載される成形研磨粒子の1つまたは複数の特徴は、バッチの成形研磨粒子において明らか
となり得る。さらに、バッチは、1つまたは複数の特徴の存在および分散により特徴づけ
られ得る。
第2の型の成形研磨粒子を含む第2の部分とを含むことができる。バッチ内の第1の部分
および第2の部分の含量は、少なくとも一部は特定の加工パラメータに基づいて制御され
得る。第1の部分は、複数の成形研磨粒子を含むことができ、第1の部分の粒子の各々は
実質的に同じ二次元形状を有することができる。
ても多量で存在してもよい。特定の例では、第1の部分は、バッチ内の部分の総含量に対
して少なくとも約1%、例えば、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約
20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約
60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%またはなお少なくとも約90%の量で
存在し得る。さらに、別の実施形態では、バッチは、バッチ内の全部分の約99%以下、
例えば、約90%以下、約80%以下、約70%以下、約60%以下、約50%以下、約
40%以下、約30%以下、約20%以下、約10%以下、約8%以下、約6%以下また
はなお約4%以下を含んでもよい。バッチは、上記最小および最大百分率のいずれかの間
の範囲内の含量の第1の部分を含むことができる。
々は、実質的に同じ型の二次元形状であるが、第1の部分の複数の成形研磨粒子と比べて
異なる型の形状を有することができる。
、より具体的には、バッチ内の粒子の総含量に対して少含量の第2の部分を含んでもよい
。例えば、バッチは、例えば、約40%以下、例えば、約30%以下、約20%以下、約
10%以下、約8%以下、約6%以下または約4%以下さえ含む特定の含量の第2の部分
を含有してもよい。さらに少なくとも1つの(on)非限定的実施形態では、バッチは、
バッチ内の部分の総含量に対して少なくとも約0.5%、例えば、少なくとも約1%、少
なくとも約2%、少なくとも約3%、少なくとも約4%、少なくとも約10%、少なくと
も約15%または少なくとも約20%の第2の部分を含有してもよい。バッチは、上記最
小および最大百分率のいずれかの間の範囲内の含量の第2の部分を含有することができる
ことが認識されるだろう。
んでもよく、より具体的には、バッチ内の粒子の総含量に対して多含量の第2の部分を含
むことができる。例えば、少なくとも一実施形態では、バッチは、バッチの全部分に対し
て少なくとも約55%、例えば、少なくとも約60%の第2の部分を含有してもよい。
シャ語アルファベット文字、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルファベット文字
、多角形形状の組み合わせを含む複雑な形状およびこれらの組み合わせの群から選択され
る長さ(l)および幅(w)により定義される平面に見られる二次元形状を有することが
できる。少なくとも1つの特定の実施形態については、第1の部分の第1の型の成形研磨
粒子は、三角形の二次元形状となり得る。第1の部分は、そうである必要はないが、角部
切頭形状を本質的に含まなくてもよい。
1つの特定の実施形態では、第2の部分は角部切頭三角形形状を含むことができ、角部切
頭三角形形状から本質的になっていてもよい。バッチは、例えば、第1の型および第2の
型の成形研磨粒子の二次元形状とは異なる第3の型の二次元形状を有する複数の成形研磨
粒子を備える第3の部分を含む、他の部分を含むことができることが認識されるだろう。
例えば、1つの特定の実施形態では、バッチは、三角形の二次元形状を有する複数の成形
研磨粒子を備える第1の部分と、1つの角部切頭多角形形状(例えば、1つの角部切頭三
角形形状)を有する複数の成形研磨粒子を含む第2の部分と、複数の(2つ以上の)角部
切頭多角形形状(例えば、2つまたは3つの切頭角を有する角部切頭三角形形状)を備え
る第3の部分とを含むことができる。さらに、第2の部分は、1つの角部切頭形状および
複数の(すなわち、2つ以上の)角部切頭形状を含んでもよい。例えば、第2の部分の少
なくとも10%が2つ以上の切頭角を有する複数の角部切頭三角形形状を含むことができ
る。
い。第3の部分は少数量で存在しても多数量で存在してもよい。特定の例では、第3の部
分は、バッチ内の全部分の約40%以下、例えば、約30%以下、約20%以下、約10
%以下、約8%以下、約6%以下またはなお約4%以下の量で存在してもよい。さらに、
他の実施形態では、バッチは、最小含量の第3の部分、例えば、少なくとも約1%、例え
ば、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%
、少なくとも約40%または少なくとも約50%さえ含んでもよい。バッチは、上記最小
および最大百分率のいずれかの間の範囲内の含量の第3の部分を含むことができる。さら
に、バッチは、一定含量の希釈不規則形状研磨粒子を含んでもよい。
成形研磨粒子は、本明細書の実施形態の特徴を有することができる。1つの例では、第1
の部分の少なくとも1つの成形研磨粒子は、粒子の本体の側面の少なくとも一部上に波形
特徴を有することができる。他の例では、第1の部分の成形研磨粒子の大部分が、少なく
とも1つの側面上に波形特徴を有することができる。さらに別の態様では、第1の部分の
成形研磨粒子の本質的に全てが、少なくとも1つの側面上に波形特徴を有することができ
る。
形特徴を含むことができる。さらに別の実施形態では、第2の部分の成形研磨粒子の大部
分は、各本体の少なくとも1つの側面上に波形特徴を有することができる。なおさらに別
の態様では、第2の部分の成形研磨粒子の本質的に全てが、各本体の少なくとも1つの側
面上に波形特徴を有することができる。
一部上に破断領域を有してもよいものとなり得る。他の実施形態については、例えば、第
1の部分の成形研磨粒子の本質的に全てを含む、第1の部分の成形研磨粒子の大部分が、
少なくとも1つの側面上に破断領域を有してもよい。さらにまたはあるいは、第2の部分
の少なくとも1つの成形研磨粒子は、側面の少なくとも一部上に破断領域を含むことがで
きる。より具体的には、第2の部分の成形研磨粒子の大部分、さらには第2の部分の成形
研磨粒子の本質的に全部さえ、各本体の少なくとも1つの側面上に破断領域を含むことが
できる。
より大きい表面粗さを有する側面を有することができる。さらに他の例では、第1の部分
の成形研磨粒子の本質的に全てを含む、第1の部分の成形研磨粒子の大部分が、対応する
本体の各々についての第1の主面(例えば、上面)の表面粗さより大きい表面粗さを有す
る少なくとも1つの側面を有することができる。
表面粗さより大きい表面粗さを有する側面を有することができる。1つの特定の実施形態
では、第2の部分の成形研磨粒子の本質的に全てを含む、第2の部分の成形研磨粒子の大
部分が、対応する本体の各々についての第1の主面の表面粗さより大きい表面粗さを有す
る少なくとも1つの側面を有することができる。
磨物品の一部となり得る。さらに、特定の実施形態によると、粒子材料のバッチは、所定
の配向で固定研磨物品に組み込まれ得、成形研磨粒子の各々は、互いにおよび研磨物品の
一部(例えば、被覆研磨材の裏打ち)に対して所定の配向を有することができる。
含量のSasol Corp.からCatapal Bとして商業的に入手可能なベーマ
イトを含むゲルの形の混合物を得る。ゲルは、約8×104Pa sの粘度および5×1
05Paの貯蔵弾性率を有する(粘度は貯蔵弾性率値を6.28s−1で割ることにより
計算する)。
いるベルト上に押し出す。ゲルは、型のナイフ刃の下を移動して約1mmの高さを有する
シートを形成する。押出の10分以内に、空気中、周囲雰囲気条件および約72°Fの温
度で刃を使用してシートを分割して前駆体成形研磨粒子を形成する。空気を刃により形成
される開口部に向けるエアナイフを使用して開口部を維持する。前駆体成形研磨粒子を約
1〜4時間乾燥させ、約1200℃〜1400℃の温度で15分〜1時間空気中で焼成す
る。
により形成される代表的な粒子の画像を含む。図18A〜18Eは、実施例1により形成
される他の代表的な成形研磨粒子の画像を含む。さらに、図19A〜19Eは、それぞれ
図18A〜18Eの成形研磨粒子の側面の画像を含む。成形研磨粒子のバッチは、1.5
3mmの中央幅、451ミクロンの中央内部高さ、1.05ミクロンの中央ディッシング
比、0.71のサイド比および約8%のフラッシング%を有する。バッチの研磨粒子の約
60%が少なくとも1つの切頭角を有し、角部切頭三角形の大部分が複数の角部切頭形状
であった。バッチの粒子の約40%が少なくとも1つの部分的切頭角を有していた。さら
に、画像に示されるように、成形研磨粒子の全てが、波形特徴を有する少なくとも1つの
側面を有していた。さらに、成形研磨粒子の有意な部分が、破断領域を有する少なくとも
1つの側面を有していた。さらに、成形研磨粒子の大部分が、底面から広がる鋸歯状辺お
よび/または不規則帆立貝状辺により定義される破断領域を有する少なくとも1つの側面
を示した。
ン印刷などの工程を通して形成され得ることを認識しているが、本明細書の実施形態の工
程は、このような工程とは異なるものである。特に、本明細書の実施形態は、独特の特徴
の1つまたは組み合わせを有する成形研磨粒子の形成を容易にする工程特徴の組み合わせ
を利用する。このような特徴は、それだけに限らないが、アスペクト比、組成、添加剤、
二次元形状、三次元形状、高さの差、高さプロファイルの差、フラッシング百分率、内部
高さ、ディッシング、サイド比、破断領域、波形特徴および本明細書の実施形態の他の態
様を含むことができる。さらに、本明細書の実施形態の工程は、成形研磨粒子の特徴の1
つまたは複数の組み合わせを含む、1つまたは複数の特性を有する成形研磨粒子または成
形研磨粒子のバッチの形成を容易にする。本明細書の実施形態の特定の成形研磨粒子およ
び成形研磨粒子を含有するバッチは、固定研磨物品の状況での性能強化を可能にする特徴
を有し得る。また、実際および極めて予想外に、このような組成物は、結合型研磨材また
は被覆研磨材などの固定研磨材の状況での研削性能の改善を容易にし得る。
特許請求の範囲は、本発明の真の範囲に入る全ての前記修正、補強および他の実施形態を
網羅することを意図されている。したがって、法律で許される最大の程度に、本発明の範
囲は、以下の特許請求の範囲およびその同等物の最も広い許される解釈により決定される
べきであり、前記詳細な説明により制限も限定もされてはならない。
釈または限定するために使用されないという理解の下で提出されている。さらに、前記詳
細な説明において、本開示を合理化する目的で、種々の特徴が単一の実施形態に集められ
るまたは記載され得る。この開示は、主張されている実施形態が各請求項に明確に列挙さ
れているよりも多くの特徴を要する意図を反映するものとして解釈されるべきではない。
むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の主題は、開示されている実施
形態のいずれかの全ての特徴未満に関するものとなり得る。したがって、以下の特許請求
の範囲は、詳細な説明に組み込まれており、各請求項は別々に主張されている主題を定義
するものとして独立している。
Claims (93)
- 第1の長辺と、第2の長辺と、前記第1の長辺より短いおよび前記第2の長辺より短い
長さを有する前記第1の長辺と前記第2の長辺との間に配置された第1の短辺と、90°
より大きい前記第1の短辺と前記第1の長辺との間の第1の角度とを含む角部切頭多角形
形状を備える本体を有する成形研磨粒子を備える粒子材料。 - 第1の主面と、第2の主面と、前記第1の主面と前記第2の主面との間に広がる側面と
を備える本体を有する成形研磨粒子であって、前記側面が波形特徴を備える成形研磨粒子
を備える粒子材料。 - 第1の主面と、第2の主面と、前記第1の主面と前記第2の主面との間に広がる少なく
とも1つの側面とを備える本体を有する成形研磨粒子であって、前記側面が前記第2の主
面を定義する辺の少なくとも一部と交差する破断領域を備える成形研磨粒子を備える粒子
材料。 - 前記粒子材料が第1の型の成形研磨粒子と第2の型の成形研磨粒子とを備えるバッチの
一部であり、
前記第1の型の成形研磨粒子が長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備え、前記第
1の型の成形研磨粒子が前記長さおよび幅により定義される平面に見られる第1の多角形
形状を備え;
前記第2の型の成形研磨粒子が長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備え、前記第
2の型の成形研磨粒子が前記長さおよび幅により定義される平面に見られる第2の多角形
形状を備え、前記第2の多角形形状が前記第1の多角形形状とは異なる、
請求項1、2および3のいずれか一項に記載の粒子材料。 - 前記第1の型の成形研磨粒子が多角形、楕円体、数字、ギリシャ語アルファベット文字
、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルファベット文字、多角形形状の組み合わせ
を有する複雑な形状およびこれらの組み合わせからなる群から選択される第1の多角形形
状を備える、請求項4に記載の粒子材料。 - 前記第2の型の成形研磨粒子が多角形、楕円体、数字、ギリシャ語アルファベット文字
、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルファベット文字、多角形形状の組み合わせ
を有する複雑な形状およびこれらの組み合わせからなる群から選択される第2の多角形形
状を備える、請求項4に記載の粒子材料。 - 前記第1の型の成形研磨粒子が長さ(l)、幅(w)および高さ(h)(幅≧長さ、長
さ≧高さおよび幅≧高さ)を備える、請求項4に記載の粒子材料。 - 前記第2の型の成形研磨粒子が長さ(l)、幅(w)および高さ(h)(幅≧長さ、長
さ≧高さおよび幅≧高さ)を備える、請求項4に記載の粒子材料。 - 前記第1の型の成形研磨粒子が長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備え、前記第
1の型の成形研磨粒子が少なくとも約1.2:1の幅:長さの比により定義される一次ア
スペクト比を備える、請求項4に記載の粒子材料。 - 前記第2の型の成形研磨粒子が長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備え、前記第
2の型の成形研磨粒子が前記第1の型の成形研磨粒子の一次アスペクト比とは異なる幅:
長さの比により定義される一次アスペクト比を備え、前記一次アスペクト比が少なくとも
約1.2:1である、請求項4に記載の粒子材料。 - 前記本体が長さ(l)、幅(w)および高さ(h)(幅≧長さ、長さ≧高さおよび幅≧
高さ)を備え、前記本体が少なくとも約1.2:1の幅:長さの比により定義される一次
アスペクト比を備える、請求項1、2および3のいずれか一項に記載の粒子材料。 - 前記本体が角部切頭三角形形状を備える、請求項1、2および3のいずれか一項に記載
の粒子材料。 - 前記本体が角部切頭四辺形二次元形状を備える、請求項1、2および3のいずれか一項
に記載の粒子材料。 - 前記第1の短辺が前記第1の長辺の長さの約60%以下および少なくとも約2%の長さ
を備える、請求項1に記載の粒子材料。 - 前記第1の長辺が前記第2の長辺の第2の長さ(l2)と少なくとも等しい第1の長さ
(l1)を備え、前記本体が前記第1の長辺の第1の長さ(l1)と少なくとも等しい長
さ(l3)を有する第3の長辺をさらに備える、請求項1に記載の粒子材料。 - 前記第1の角度が少なくとも約92°および約160°以下である、請求項1に記載の
粒子材料。 - 前記本体が複数の切頭角を備え、前記第1の長辺と第3の長辺との間の第2の短辺をさ
らに備え、約90°より大きいおよび約160°以下である前記第2の短辺と前記第1の
長辺との間の第2の角度をさらに備える、請求項1に記載の粒子材料。 - 前記本体が第1の長辺と、第2の長辺と、前記第1の長辺の長さの約60%以下および
少なくとも約2%の長さを有する前記第1の長辺と第2の長辺との間に配置された第1の
短辺とを含む角部切頭多角形形状を備える、請求項2および3のいずれか一項に記載の粒
子材料。 - 前記第1の長辺が前記第2の長辺の第2の長さ(l2)と少なくとも等しい第1の長さ
(l1)を備え、前記本体が前記第1の長辺の第1の長さ(l1)と少なくとも等しい長
さ(l3)を有する第3の長辺をさらに備える、請求項18に記載の粒子材料。 - 前記本体が90°より大きいおよび約160°以下である前記第1の短辺と前記第1の
長辺との間の第1の角度を備える、請求項18に記載の粒子材料。 - 前記本体が複数の切頭角を備え、前記第1の長辺と第3の長辺との間の第2の短辺をさ
らに備え、約90°より大きいおよび約160°以下である前記第2の短辺と前記第1の
長辺との間の第2の角度をさらに備える、請求項18に記載の粒子材料。 - 前記本体が酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒化物およびこれらの組
み合わせからなる群から選択される材料を備え、前記本体がアルミナを備え、前記本体が
αアルミナを備える、請求項1、2および3のいずれか一項に記載の粒子材料。 - 前記本体がアルカリ元素、アルカリ土類元素、希土類元素、ハフニウム(Hf)、ジル
コニウム(Zr)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)およびこれ
らの組み合わせからなる群から選択される添加剤を備える、請求項1、2および3のいず
れか一項に記載の粒子材料。 - 前記本体が前記本体の総重量に対して約12重量%以下および少なくとも約0.5重量
%の添加剤を備える、請求項1、2および3のいずれか一項に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴が前記本体の側面の少なくとも一部に沿って広がる複数の溝を定義する、
請求項2に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴が稜により離される複数の溝を定義し、前記稜が溝間の隆起した領域を定
義する、請求項2に記載の粒子材料。 - 前記溝の一部が丸端を有する、請求項2に記載の粒子材料。
- 前記波形特徴が側面の前記本体の前記幅の少なくとも約70%にわたって広がる、請求
項2に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴が少なくとも1つの側面上の前記本体の高さの少なくとも一部にわたって
広がる、請求項2に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴を備える前記側面が前記本体の前記第1の主面または第2の主面の表面粗
さより大きい表面粗さを有する、請求項2に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴の大部分が前記本体の第1の主面を定義する辺と交差する、請求項2に記
載の粒子材料。 - 前記波形特徴が稜により離される複数の溝を定義し、少なくとも1つの稜が前記本体の
前記第1の主面に対して約10°〜約170°の間の範囲内の角度で広がる、請求項2に
記載の粒子材料。 - 前記本体が前記本体の少なくとも1つの側面の少なくとも一部に沿って広がる波形特徴
を備える、請求項1および3のいずれか一項に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴が前記本体の側面の少なくとも一部に沿って広がる複数の溝を定義する、
請求項33に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴が稜により離される複数の溝を定義し、前記稜が溝間の隆起した領域を定
義する、請求項33に記載の粒子材料。 - 前記溝の一部が丸端を有する、請求項35に記載の粒子材料。
- 前記波形特徴が稜により離される複数の溝を定義し、少なくとも1つの稜が前記本体の
前記第1の主面に対して約10°〜約170°の間の範囲内の角度で広がる、請求項33
に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴が側面の前記本体の前記幅の少なくとも約70%にわたって広がる、請求
項33に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴が少なくとも1つの側面上の前記本体の高さの少なくとも一部にわたって
広がる、請求項33に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴を備える前記側面が前記本体の前記第1の主面または第2の主面の表面粗
さより大きい表面粗さを有する、請求項33に記載の粒子材料。 - 前記波形特徴の大部分が前記本体の第1の主面を定義する辺と交差する、請求項33に
記載の粒子材料。 - 前記破断領域を備える側面が前記本体の前記第1の主面または第2の主面の表面粗さよ
り大きい表面粗さを有する、請求項3に記載の粒子材料。 - 前記破断領域が波形特徴を含む前記側面の表面粗さより大きい表面粗さを有する領域を
定義する、請求項3に記載の粒子材料。 - 前記破断領域が少なくとも第1の側面と第2の側面を結合する前記本体の角に隣接して
いる、請求項3に記載の粒子材料。 - 前記破断領域が少なくとも第1の側面と第2の側面を結合する前記本体の切頭角に隣接
している、請求項3に記載の粒子材料。 - 前記破断領域が前記底面から広がる前記本体の一部を定義する、請求項3に記載の粒子
材料。 - 前記破断領域が鋸歯状辺を定義する、請求項3に記載の粒子材料。
- 前記破断領域が前記底面から広がる不規則形状突起および溝を定義する、請求項3に記
載の粒子材料。 - 前記破断領域が前記側面の前記高さの一部分にわたって広がる高さを有する、請求項3
に記載の粒子材料。 - 前記破断領域の少なくとも一部が不規則帆立貝状辺を定義し、前記不規則帆立貝状辺が
前記側面から外向きに広がる、請求項3に記載の粒子材料。 - 前記本体の少なくとも1つの側面が前記第2の主面を定義する辺の少なくとも一部と交
差する破断領域を備える、請求項1および2のいずれか一項に記載の粒子材料。 - 前記破断領域を備える前記側面が前記本体の前記第1の主面または第2の主面の表面粗
さより大きい表面粗さを有する、請求項51に記載の粒子材料。 - 前記破断領域が波形特徴を含む前記側面の表面粗さより大きい表面粗さを有する領域を
定義する、請求項51に記載の粒子材料。 - 前記破断領域が少なくとも第1の側面と第2の側面を結合する前記本体の角に隣接して
いる、請求項51に記載の粒子材料。 - 前記破断領域が少なくとも第1の側面と第2の側面を結合する前記本体の切頭角に隣接
している、請求項51に記載の粒子材料。 - 前記破断領域が前記底面から広がる前記本体の一部を定義する、請求項51に記載の粒
子材料。 - 前記破断領域が鋸歯状辺を定義する、請求項51に記載の粒子材料。
- 前記破断領域が前記底面から広がる不規則形状突起および溝を定義する、請求項51に
記載の粒子材料。 - 前記破断領域が前記側面の前記高さの一部分にわたって広がる高さを有する、請求項5
1に記載の粒子材料。 - 前記破断領域の少なくとも一部が不規則帆立貝状辺を定義し、前記不規則帆立貝状辺が
前記側面から外向きに広がる、請求項51に記載の粒子材料。 - 前記破断領域の本質的に全体が前記本体の底面と交差する、請求項51に記載の粒子材
料。 - 前記本体が約45%以下および少なくとも約5%のフラッシング%(f)を備える、請
求項1、2および3のいずれか一項に記載の粒子材料。 - 前記本体が少なくとも0.45の[(w−l)/hi](「w」は前記本体の幅を表し
、「l」は前記本体の長さを表し、「hi」は前記本体の内部高さを表す)により定義さ
れるサイド比を備え、前記サイド比が約0.99以下となり得る、請求項1、2および3
のいずれか一項に記載の粒子材料。 - 前記研磨粒子材料を含有する固定研磨物品をさらに備え、前記粒子材料が所定の配向で
前記固定研磨物品に組み込まれている、請求項1、2および3のいずれか一項に記載の粒
子材料。 - 長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備える第1の型の成形研磨粒子を含む第1の
部分であって、前記第1の型の成形研磨粒子が前記長さおよび幅により定義される平面に
見られる第1の多角形形状を備える第1の部分と;
長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備える第2の型の成形研磨粒子を含む第2の
部分であって、前記第2の型の成形研磨粒子が前記長さおよび幅により定義される平面に
見られる第2の多角形形状を備え、前記第2の多角形形状が前記第1の多角形形状と異な
る第2の部分と
を備える成形研磨粒子のバッチ。 - 第1の型の成形研磨粒子を備える第1の部分と;
長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備える本体を有する第2の型の成形研磨粒子
を備える第2の部分であって、前記第2の型の成形研磨粒子が前記第1の型とは異なり、
角部切頭形状を備える第2の部分と
を備える粒子材料のバッチ。 - 前記第2の型の成形研磨粒子が角部切頭三角形形状を備える、請求項65および66の
いずれか一項に記載のバッチ。 - 少含量の前記第2の部分を備える、請求項65および66のいずれか一項に記載のバッ
チ。 - 多含量の前記第2の部分を備える、請求項65および66のいずれか一項に記載のバッ
チ。 - 前記第1の部分の少なくとも1つの成形研磨粒子が前記粒子の前記本体の側面の少なく
とも一部上に波形特徴を備える、請求項65および66のいずれか一項に記載のバッチ。 - 前記第1の部分の成形研磨粒子の大部分が各本体の少なくとも1つの側面上に波形特徴
を備える、請求項65および66のいずれか一項に記載のバッチ。 - 前記第1の部分の少なくとも1つの成形研磨粒子が前記粒子の前記本体の側面の少なく
とも一部上に破断領域を備える、請求項65および66のいずれか一項に記載のバッチ。 - 前記第1の部分の成形研磨粒子の大部分が各本体の少なくとも1つの側面上に破断領域
を備える、請求項65および66のいずれか一項に記載のバッチ。 - 粒子材料の前記バッチを含有する固定研磨物品をさらに備える、請求項65および66
のいずれか一項に記載のバッチ。 - 前記粒子材料が所定の配向で前記固定研磨物品に組み込まれている、請求項65および
66のいずれか一項に記載のバッチ。 - セラミック材料を備える混合物をシートに形成する工程と;
機械的物体を使用して前記シートの少なくとも一部を分割し、前記シートから少なくと
も1つの成形研磨粒子を形成する工程と
を備える成形研磨粒子を形成する方法であって、前記少なくとも1つの成形研磨粒子が
多角形、楕円体、数字、ギリシャ語アルファベット文字、ラテン語アルファベット文字、
ロシア語アルファベット文字、多角形形状の組み合わせを有する複雑な形状およびこれら
の組み合わせからなる群から選択される前記成形研磨粒子の長さおよび幅により定義され
る平面に見られる二次元形状を備える方法。 - 形成する工程が、押し出しながら、前記シートを移動しているベルト上に押し出す工程
を備え、前記ベルトが基板を覆うポリエステルを備えるフィルムを備える、請求項76に
記載の方法。 - 前記シートが長さ(l)、幅(w)および高さ(h)(長さ≧幅≧高さ)を備え、前記
シートが少なくとも約10の長さ:高さの二次アスペクト比を備える、請求項76に記載
の方法。 - 成形研磨粒子を形成する工程が前記シートを分割する工程を備え、分割する工程が少な
くとも1つの刃を第1の方向および第2の方向に前記シートを通して移動させる工程を備
え、前記第1の方向および第2の方向が異なる、請求項76に記載の方法。 - 分割する工程が、第1の二次元形状を有する複数の第1の型の成形研磨粒子と、前記第
1の二次元形状とは異なる第2の二次元形状を有する第2の型の成形研磨粒子とを形成す
る工程を含む、請求項79に記載の方法。 - 分割する工程が前記機械的物体をシートの一部を通して移動させる工程と、シート内に
開口部を作成する工程とを含み、前記開口部がシートの全高の少なくとも一部分を通して
広がる切り口を定義する、請求項79に記載の方法。 - 前記開口部を定義する前記シートの少なくとも1つの面を少なくとも部分的に乾燥させ
ることにより、前記シート中の前記開口部を維持する工程をさらに備える、請求項81に
記載の方法。 - 前記シートを形成する工程が下にあるベルトの移動の速度、前記混合物を下にあるベル
トの表面に塗布する圧力、前記混合物の粘度、前記シートの高さおよびこれらの組み合わ
せの少なくとも1つを制御する工程を備える、請求項76に記載の方法。 - 混合物を形成する工程が前記混合物からシートを形成する工程を備え、前記シートが一
部は型の一部と前記ベルトの表面との間の距離により制御される高さを有し、前記混合物
を形成する工程が前記混合物の粘度に基づいて前記シートの寸法を制御する工程を備える
、請求項76に記載の方法。 - 前記混合物を形成する工程が前記混合物の粘度に基づいて所定の高さを有するシートを
形成する工程を備える、請求項76に記載の方法。 - 分割する工程が前記シートからの液体の約20%以下の揮発の前に行われる、請求項7
6に記載の方法。 - 前記機械的物体が前記シートの温度と有意に異なる温度を有する、請求項76に記載の
方法。 - 分割する工程が分割する工程後に前記シートに形成される開口部に少なくとも1種の開
口剤を供給する工程を備え、供給する工程が沈着、被覆、噴霧、印刷、圧延、移動および
これらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの方法を備える、請求項7
6に記載の方法。 - 分割する工程が制御された湿度、制御された温度、制御された気圧、制御された気流、
制御された環境ガス組成およびこれらの組み合わせの少なくとも1つを含む制御された分
割条件で行われる、請求項76に記載の方法。 - 基板と;
長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備える本体を有する前記基板に結合した第1
の型の研磨粒子材料であって、前記長さおよび幅により定義される平面に見られる第1の
多角形形状を有する第1の型の研磨粒子材料と;
長さ(l)、幅(w)および高さ(h)を備える本体を有する前記基板に結合した第2
の型の成形研磨粒子であって、第2の型の研磨粒子材料が記第1の多角形形状とは異なる
、前記長さおよび幅により定義される平面に見られる第2の多角形形状を有する第2の型
の成形研磨粒子と
を備える被覆研磨物品。 - 前記基板が可撓性材料を備える、請求項90に記載の被覆研磨物品。
- 前記基板を覆うメイクコートをさらに備える、請求項90に記載の被覆研磨物品。
- 前記基板を覆うサイズコートをさらに備える、請求項90に記載の被覆研磨物品。
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