JP2021508609A - 凝集体を有する被覆研磨剤 - Google Patents

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Abstract

本開示は、一般に、メイクコート、サイズコート、スーパーサイズコート、又はそれらの組合せにおける粉砕助剤凝集体を含む被覆研磨物品と、被覆研磨物品の製造方法と、に関する。

Description

本開示は、一般に、メイクコート、サイズコート、スーパーサイズコート、又はそれらの組合せにおける粉砕助剤凝集体を含む被覆研磨物品と、被覆研磨物品の製造方法と、に関する。
被覆研磨剤のような研磨物品は、ラップ仕上げ、研削、及び艶出しなどによって被加工物を機械加工するために様々な産業で使用されている。研磨物品を用いた表面加工は、最初の粗材除去から、サブミクロンレベルでの高精度な表面の仕上げ及び艶出しまで、幅広い産業分野にわたる。金属表面、特に炭素鋼及びステンレス鋼のような鉄・炭素合金、並びにインコネルのようなニッケル・クロム合金の効果的かつ効率的な研磨は、高性能な耐酸化性用途及び耐食性用途に必要であり、数多くの加工上の課題を提起する。
そのような合金を製造するか又はそれに依存する産業は、表面を整える速度、その表面を整えるために使用される材料のコスト、及び表面を整えるために費やされる時間に関連するコストを含む、操業コストに影響する要因に敏感である。典型的に、その業界は、高い材料除去速度を達成する、コスト効率の良い研磨剤料及び方法を達成しようとしている。しかしながら、高い除去速度を示す研磨剤及び研磨方法はまた、多くの場合、表面の高精度な仕上げ及び艶出しに関する所望の表面特性を達成する際に、不可能ではないにしても、不良性能を示す傾向がある。反対に、このような望ましい表面特性を生み出す研磨剤は、多くの場合、材料除去速度が低く、充分な量の表面材料を除去するためにより多くの時間と労力とを必要とすることがある。
したがって、改良された研磨製品、並びに研磨加工性能、効率、及び改良された表面品質を提供することができる方法に対する要求が、引き続き存在する。
添付の図面を参照することにより、本開示は、よりよく理解されることができ、その多くの特徴及び利点は、当業者にとって明らかになるであろう。
図１は、メイクコート上に配置された粉砕助剤凝集体を含む被覆研磨物品の一実施形態の断面図のイラストである。 図２は、サイズコート上に配置された粉砕助剤凝集体を含む被覆研磨物品の一実施形態の断面図のイラストである。 図３は、メイクコートの上又は中に粉砕助剤凝集体を配置することを含む、被覆研磨物品を作製する方法の一実施形態のフローチャートのイラストである。 図４は、サイズコートの上又は中に配置された粉砕助剤凝集体を含む被覆研磨物品を作製する方法の一実施形態の、フローチャートのイラストである。 図５は、粉砕助剤を含む凝集体を作製する方法の一実施形態のプロセスフローシートである。 図６は、粉砕助剤凝集体を含む被覆研磨物品の一実施形態の下向きの図である。 図７は、粉砕助剤凝集体を含む被覆研磨物品の一実施形態の断面図である。 図８は、複数の従来の研磨ディスクと比較した、本発明の研磨ディスクの実施形態による累積材料除去を示す棒グラフである。 図９は、複数の従来の研磨ディスクと比較した、本発明の研磨ディスクの実施形態による、比研削エネルギー（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ、「ＳＧＥ」）対累積材料除去を示すグラフである。 図１０は、１枚の従来の研磨ディスクと比較した、本発明の研磨ディスクの実施形態による累積材料除去を示す棒グラフである。 図１１は、１枚の従来の研磨ディスクと比較した、本発明の研磨ディスクの実施形態による、比研削エネルギー（「ＳＧＥ」）対累積材料除去を示すグラフである。 図１２は、従来の研磨ベルトと比較した、本発明の研磨ベルトの実施形態による累積材料除去を示す棒グラフである。 図１３は、従来の研磨ベルトと比較した、本発明の研磨ベルトの実施形態による、比研削エネルギー（「ＳＧＥ」）対累積材料除去を示すグラフである。 図１４は、メイクコート上に配置された粉砕助剤凝集体を含む研磨剤実施形態の断面を示す写真である。 図１５は、メイクコート上に配置された研磨砥粒及び粉砕助剤凝集体を含む、本発明の研磨ディスク実施形態の下向きの様子を示す写真である。
当業者は、図中の要素が単純化及び明瞭化のために示されており、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解している。
図面と組み合わせた以下の説明は、本明細書に開示される教示を理解するのを助けるために提供される。以下の説明は、本教示の具体的な実装及び実施形態に焦点を合わせるであろう。この考察は、本教示を説明するのを助けるために提供されており、本教示の範囲又は適用性に対する限定として解釈されるべきではない。
用語「平均」とは、値を参照する場合、平均、幾何平均、又は中央値を意味することを意図している。本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、又はこれらの任意の他の変形語は、非排他的な包含を含むことを意図している。例えば、ある特徴のリストを含むプロセス、方法、物品又は装置は、必ずしもこれらの特徴にのみ限定されるものではないが、明示的に列挙されていないか、又はこのようなプロセス、方法、物品又は装置に固有の他の特徴を含んでいてもよい。本明細書中で使用される場合、語句「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」又は「から本質的になっている（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」とは、語句が説明する対象が、対象の特性に実質的に影響を及ぼす他のいかなる成分をも含まないことを意味する。
更に、そうではないと明示的に述べられていない限り、「又は（ｏｒ）」は、包含的な「又は」を指し、排他的な「又は」を指さない。例えば、条件Ａ又はＢは、以下のいずれか１つによって満たされる：Ａは真（又は存在する）かつＢは偽（又は存在しない）、Ａは偽（又は存在しない）かつＢは真（又は存在する）、及びＡとＢの両方が真（又は存在する）である。
「１つ（ａ）」又は「１つ（ａｎ）」の使用は、本明細書に記載の要素及び構成要素を説明するために使用される。これは、単に便宜上及び本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行われている。この説明は、他を意味することが明確でない限り、１つ又は少なくとも１つ及び複数も含む単数形、又はその逆を含むように読む必要がある。
更に、範囲に記載されている値への言及は、言及された終了範囲の値を含む、その範囲内の全ての値を含む。数値範囲を説明する場合のように、用語「約（ａｂｏｕｔ）」又は「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」が数値の前にある場合、正確な数値もまた含まれることを意図している。例えば、「約２５（ａｂｏｕｔ ２５）」で始まる数値範囲には、２５ちょうどから始まる範囲もまた含まれる。更に、「少なくとも約（ａｔ ｌｅａｓｔ ａｂｏｕｔ）」、「超（ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ）」、「未満（ｌｅｓｓ ｔｈａｎ）」、又は「以下（ｎｏｔ ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ）」として記載される値への参照は、そこに記載されるあらゆる最小値又は最大値の範囲を含むことができることが理解されよう。
本明細書で使用される場合、語句「平均粒径（ａｖｅｒａｇｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ）」とは、当技術分野では一般にＤ５０とも呼ばれる、代表値（ａｖｅｒａｇｅ）、平均（ｍｅａｎ）、又は中央値（ｍｅｄｉａｎ）の粒径を指すことができる。
他に定義されない限り、本明細書において使用される全ての技術的用語及び科学的用語は、本発明が属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方法、及び例は、例示的なものにすぎず、限定的であることを意図しない。本明細書に記載されていない範囲で、特定の材料及び処理行為に関する多くの詳細は、従来のものであり、被覆研磨剤技術内の教科書及び他のソースにおいてみることができる。
被覆研磨物品
図１を参照すると、被覆研磨物品１００が断面図で示されている。図示されるように、被覆研磨物品１００は、研磨剤層１０６をその上に配置することができる基材１０４（本明細書では、バッキング材料とも称する）を含むことができる。研磨剤層１０６は、研磨粒子１１０（本明細書では、「研磨砥粒」とも称する）と、ポリマー性メイクコートバインダ組成物１０８上に配置された凝集体１０２と、研磨粒子及びポリマー性メイクコートバインダ組成物の上方に配置されたポリマー性サイズコートバインダ組成物１１２と、を含むことができる。一実施形態では、凝集体１０２の形態である粉砕助剤を、ポリマー性メイクコートバインダ組成物１０８上に配置することもまたできる。必要に応じて、ポリマー性スーパーサイズコートバインダ組成物１１４を、研磨剤層１０６上に配置することができる。
図２を参照すると、被覆研磨物品２００の一実施形態が断面図で示されている。図示されるように、被覆研磨物品２００は、基材２０２（バッキング材料）上に配置されたポリマー性メイクコートバインダ組成物２０４（すなわち、メイクコート）を含むことができる。研磨粒子２０６（本明細書では、「研磨砥粒」とも称する）は、ポリマー性メイクコートバインダ組成物上に配置することができる。ポリマー性サイズコートバインダ組成物２１０は、研磨粒子及びポリマー性メイクコートバインダ組成物の上方に配置することができる。凝集体の形態である粉砕助剤２０８を、ポリマー性サイズコートバインダ組成物２１０上に配置することもまたできる。必要に応じて、ポリマー性スーパーサイズコートバインダ組成物２１２を、サイズコート上方に配置することができる。
研磨物品
一実施形態では、研磨物品は固定研磨物品であり得る。固定研磨物品は、被覆研磨物品、接合研磨物品、不織研磨物品、加工研磨物品（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ａｂｒａｓｉｖｅ ａｒｔｉｃｌｅ）、及びそれらの組合せを含むことができる。研磨物品は、シート、ディスク、ベルト、テープ、ホイール、薄型ホイール、フラップホイール、フラップディスク、艶出しフィルムなどの形態であってもよい。特定の実施形態では、研磨物品はディスクを含んでもよい。特定の実施形態では、研磨物品はベルトを含んでもよい。別の実施形態では、研磨物品は研磨ディスクを含んでもよい。
特定の実施形態では、研磨物品は、複数の研磨粒子及びボンドマトリクス組成物を含む接合研磨物品であってもよく、ここで、研磨粒子は、ボンドマトリクス組成物中に分散される。
別の実施形態では、研磨物品は、バッキング材料、バッキング上に配置されたバインダ組成物（本明細書では、「メイクコート」組成物又はメイクコートとも称する）、及びバインダ組成物の上又は中に配置された複合研磨凝集体を含む、被覆研磨物品であってもよい。
別の実施形態では、研磨物品は、バッキング材料、バッキング上に配置されたバインダ組成物（本明細書では、「メイクコート」組成物又はメイクコートとも称する）、バインダ組成物の上又は中に配置された研磨粒子、研磨粒子及びメイクコートの上に配置されたサイズコート、並びにサイズコートの上又は中に配置された複合研磨凝集体を含む、被覆研磨物品であってもよい。
被覆研磨物品の製造方法
図３は、メイクコート中に粉砕助剤凝集体を含有する被覆研磨物品を作製する方法３００の一実施形態の、フローチャートのイラストである。ステップ３０２は、基材（バッキング材料）を提供することを含む。ステップ３０４は、バッキング材料上にメイクコートを配置することを含む。ステップ３０６は、メイクコートの上又は中に研磨砥粒を配置することを含む。ステップ３０８は、メイクコートの上又は中に粉砕助剤凝集体を配置することを含む。ステップ３１０は、研磨砥粒及び粉砕助剤凝集体の上方にサイズコートを配置することを含む。必要に応じて、スーパーサイズコートをサイズコート上に適用することができる。
図４は、サイズコートの上又は中に配置された粉砕助剤凝集体を含有する被覆研磨物品を作製する方法４００の一実施形態のフローチャートのイラストである。ステップ４０２は、基材（バッキング材料）を提供することを含む。ステップ４０４は、バッキング材料上にメイクコートを配置することを含む。ステップ４０６は、メイクコートの上に研磨砥粒を配置することを含む。ステップ４０８は、研磨砥粒及びメイクコートの上方にサイズコートを配置することを含む。ステップ４１０は、サイズコートの上又は中に粉砕助剤凝集体を配置することを含む。必要に応じて、スーパーサイズコートをサイズコート及び粉砕助剤凝集体の上に適用することができる。
凝集体
一実施形態では、複数の凝集体が、メイクコートの上又は中に配置される。更に別の実施形態では、複数の凝集体が、サイズコートの上又は中に配置される。更に別の実施形態では、複数の凝集体が、メイクコートの上又は中と、サイズコートの上又は中と、に配置される。一実施形態では、複数の凝集体は、本明細書に記載の粉砕助剤凝集体の形態であってもよい。
粉砕助剤凝集体
一実施形態では、粉砕助剤凝集体は、ポリマー性バインダ及び粉砕助剤、又は粉砕助剤の混合物を含むことができる。一実施形態では、粉砕助剤凝集体は、ポリマー性バインダ、粘土成分、及び粉砕助剤、又は粉砕助剤の混合物を含むことができる。
粉砕助剤凝集体の成分の量は変化し得る。一実施形態では、粉砕助剤凝集体は、
６０〜９９重量％、例えば８５〜９９重量％、９０〜９９重量％、又は９２〜９９重量％の粉砕助剤と、
１〜４０重量％、例えば１〜１５重量％、１〜１０重量％、又は１〜８重量％のポリマー性バインダと、
を含むことができる。
別の実施形態では、粉砕助剤凝集体は、
８０〜９８重量％、例えば８２〜９７重量％、８３〜９６重量％、８４〜９５重量％、８５〜９４重量％、８６〜９３重量％、又は８７〜９２重量％の粉砕助剤と、
１〜１０重量％、例えば１〜８重量％、１〜７重量％、１〜６重量％、１〜５重量％、又は１〜４重量％のポリマー性バインダと、
１〜１０重量％、例えば２〜１０重量％、３〜１０重量％、４〜１０重量％、５〜１０重量％、又は６〜１０重量％の粘土成分と、
を含むことができる。
一実施形態では、粉砕助剤は、テトラフルオロホウ酸カリウム（ＫＢＦ４）、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、フッ化鉄（ＩＩＩ）ナトリウム（Ｎａ３ＦｅＦ６）、ヘキサフルオロストロンチウムナトリウム（Ｎａ２ＳｒＦ６）、ヘキサフルオロリン酸アンモニウム（ＮＨ４ＰＦ６）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、フッ化カリウムアルミニウム（Ｋ３ＡｌＦ６）、又はそれらの組合せを含むことができる。一実施形態では、ポリマー性バインダ組成物は、フェノール性レゾール組成物などのフェノール性ポリマー組成物；尿素ホルムアルデヒド組成物；ウレタン組成物；エポキシ組成物；ポリイミド組成物；ポリアミド組成物；ポリエステル組成物；アクリレート組成物；ラテックス組成物；スチレンブタジエンゴム組成物などのゴム組成物；タンパク質系組成物；コーンスターチ組成物などのデンプン系組成物；又は、それらの任意の組合せを含むことができる。特定の実施形態では、ポリマー性バインダは、フェノール樹脂組成物、ゴム組成物、デンプン組成物、又はそれらの組合せを含む。一実施形態では、粘土成分は、カオリナイト粘土（例えば、カオリン粘土）、スメクタイト粘土（例えば、モンモリロナイト）、イライト粘土、クロライト粘土、又はそれらの組合せなどの粘土組成物を含むことができる。特定の実施形態では、粘土成分はカオリン粘土を含む。
図５は、粉砕助剤凝集体を作製する方法５００の一実施形態のフローシートである。ステップ５０２は、ポリマー性バインダ組成物を提供することを含む。ステップ５０４は、粉砕助剤をポリマー性バインダ組成物と混合して、混合物を形成することを含む。ステップ５０６は、混合物を成形して、複数の粉砕助剤凝集体前駆体顆粒を形成することを含む。複数の研磨用研削凝集体前駆体顆粒を形成するための混合物の成形は、濡れた混合物を顆粒へと成形するのに好適な、スクリーニング、プレス、ふるい分け、押出、切り出し、鋳造、スタンピング、切削、又はそれらの組合せによる成形を含む、あらゆる手段によって行うことができる。特に、濡れた混合物は、ふるい又はスクリーンを通してこの湿潤混合物を押すか又は他の方法で移動させることによって、研磨用研削凝集体前駆体顆粒に成形することができる。
更なる任意の作業（示さず）は、複数の凝集体前駆体顆粒を乾燥させることである。乾燥を、予想される硬化温度より低い温度、例えば周囲温度で行って、混合物から水を除去する一方で、凝集体前駆体顆粒を未硬化のままにしておくことができる。乾燥した凝集体前駆体顆粒は、後の使用のために保存することができる。次いで、乾燥した凝集体前駆体顆粒を、使用前に、又は固定研磨物品に組み込む前に、硬化することができる。一実施形態では、複数の成形された凝集体前駆体顆粒の乾燥が行われる。
ステップ５０８は、粉砕助剤凝集体前駆体顆粒を硬化させて、複数の粉砕助剤研磨凝集体を形成することを含む。粉砕助剤凝集体前駆体顆粒の硬化は、あらゆる周知の好適な方法によって達成することができる。硬化は圧力下又は周囲気圧下において行うことができる。硬化雰囲気は、必要に応じて還元雰囲気とすることができる。一実施形態では、硬化は、オーブン中での加熱によって達成される。別の実施形態では、粉砕助剤凝集体を、放射線源（赤外線及び／又は紫外線）への暴露によって硬化する。
更なる任意の作業（示さず）は、硬化前の粉砕助剤前駆体顆粒及び／又は硬化後の粉砕助剤凝集体の、破砕、粉砕、ふるい分け、又はそれらの組合せである。一実施形態では、粉砕助剤凝集体を、所望の凝集体サイズ分布に従って粉砕助剤凝集体を分離するために、破砕及びふるい分けする。
粉砕助剤凝集体中のポリマー性バインダ組成物の量は、変化し得る。一実施形態では、ポリマー性バインダは、少なくとも１重量％、例えば少なくとも２重量％、少なくとも３重量％、少なくとも４重量％、少なくとも５重量％、少なくとも７重量％、少なくとも１０重量％、又は少なくとも１５重量％の粉砕助剤凝集体を含む。別の実施形態では、ポリマー性バインダは、４０重量％以下の粉砕助剤凝集体、例えば３５重量％以下、３０重量％以下、２５重量％以下、２０重量％以下、１５重量％以下、１０重量％以下、５重量％以下、又は４重量％以下の粉砕助剤凝集体を含む。ポリマー性バインダ組成物の量は、上記のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。特定の実施形態では、凝集体バインダ組成物の量は、粉砕助剤凝集体の少なくとも１重量％〜４０重量％以下を含む。
粉砕助剤凝集体中の粉砕助剤の量は、変化し得る。一実施形態では、粉砕助剤は、少なくとも６０重量％の粉砕助剤凝集体、例えば少なくとも６５重量％の粉砕助剤凝集体、例えば少なくとも７０重量％、少なくとも７５重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも８５重量％、又は少なくとも９０重量％の粉砕助剤凝集体を含むことができる。別の実施形態では、粉砕助剤は、９９重量％以下の粉砕助剤凝集体、例えば９８重量％以下、９７重量％以下、９６重量％以下、９５重量％以下、９０重量％以下、又は８５重量％以下の粉砕助剤凝集体を含む。粉砕助剤の量は、上記のあらゆる最小値又は最大値の範囲内であり得る。特定の実施形態では、粉砕助剤の量は、粉砕助剤凝集体の少なくとも６０重量％〜９９重量％以下、例えば８５〜９９重量％、９０〜９９重量％、又は９２〜９９重量％を含む。
研磨粒子
研磨粒子として、アルミナ、炭化ケイ素、シリカ、セリアなどの本質的な単相無機材料、並びに立方晶系窒化ホウ素及びダイヤモンドなどのより硬質で高性能な超研磨粒子を挙げることができる。更に、研磨粒子は複合粒子状材料を含むことができる。研磨粒子は、ドープされた研磨粒子、ドープされていない研磨粒子、又はそれらの組合せであり得る。そのような材料は、随意に高温処理（すなわち、焼成、焼結）をされて使用可能な焼成凝集体を形成することができる未焼成（「緑色」）凝集体を残し、揮発又は蒸発による液体担体の除去を含むスラリー処理経路を介して形成することができる、凝集体を含み得る。更に、研磨剤領域は、マクロ構造及び特定の三次元構造を含む加工研磨剤を含むことができる。
一実施形態では、研磨粒子をバインダ配合物と混合して、研磨スラリーを形成する。あるいは、研磨粒子を、バインダ配合物がバッキング上にコーティングされた後、バインダ配合物に塗布する。随意に、機能性粉体を研磨剤領域上に塗布して、研磨剤領域がパターニングツーリングに付着するのを防ぐことができる。あるいは、機能性粉末が存在しない研磨剤領域にパターンを形成することもできる。
研磨粒子は、シリカ、アルミナ（融合又は焼結）、アルミナ（セラミック、ゾルゲル）、ジルコニア、ジルコニア／アルミナ酸化物、炭化ケイ素、ガーネット、ダイヤモンド、立方晶系窒化ホウ素、窒化ケイ素、セリア、二酸化チタン、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、酸化スズ、炭化タングステン、炭化チタン、酸化鉄、クロミア、フリント、エメリーを含む研磨粒子のいずれか１つ又はそれらの組合せから形成することができる。例えば、研磨粒子は、シリカ、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ガーネット、ダイヤモンド、共溶融アルミナジルコニア、セリア、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、フリント、エメリー、窒化アルミナ、及びそれらのブレンドからなる群から選択することができる。特定の実施形態は、主に、α−アルミナからなる緻密な研磨粒子を使用することによって作製する。
研磨砥粒は特定の形状を有してもよい。このような形状の例としては、棒状、三角形、角錐、円錐、中実球、又は中空球などが挙げられる。あるいは、研磨砥粒をランダムに成形してもよい。
研磨剤の重量
特定の実施形態では、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体は、特定の重量を含んでもよい。特定の実施形態では、研磨粒子は、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体の総重量の少なくとも約８０重量％を含み得る。更に別の実施形態では、粉砕助剤凝集体は、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体の総重量の少なくとも約１重量％を含み得る。
一実施形態では、研磨粒子は、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体の総重量の、少なくとも約８０重量％、例えば少なくとも約８２重量％、又は少なくとも約８５重量％、又は少なくとも約８７重量％、又は更には少なくとも約９０重量％を含み得る。更に他の実施形態では、研磨粒子は、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体の総重量の、約９９重量％以下、例えば約９８重量％以下、又は約９７重量％以下、又は約９６重量％以下、又は更には９５重量％以下を含み得る。研磨粒子は、上記の最小値及び最大値のいずれかの間の範囲で、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体の総重量の重量％を含み得ることが理解されよう。
一実施形態では、粉砕助剤凝集体は、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体の総重量の、少なくとも約１重量％、例えば少なくとも約２重量％、又は少なくとも約５重量％、又は少なくとも約７重量％、又は更には少なくとも約１０重量％を含み得る。更に他の実施形態では、粉砕助剤凝集体は、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体の総重量の、約２０重量％以下、例えば約１８重量％以下、又は約１５重量％以下、又は約１３重量％以下、又は更には１１重量％以下を含み得る。粉砕助剤凝集体は、上記の最小値及び最大値のいずれかの間の範囲で、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体の総重量の重量％を含み得ることが理解されよう。
特定の実施形態では、粉砕助剤凝集体は、研磨粒子の間に配置することができる。更に別の実施形態では、粉砕助剤凝集体は、研磨粒子の上方に配置することができる。更に別の実施形態では、複数の粉砕助剤凝集体は、研磨粒子の間に、研磨粒子上に、又はそれらの組合せで配置することができる。
研磨粒子及び凝集体の断面積
特定の実施形態では、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体は、性能の改善を容易にするような方法で、被覆研磨物品上に分配することができる。図６は、複数の研磨粒子６０１及び複数の粉砕助剤凝集体６０２を有する被覆研磨物品６００の下向きの図を示す。特定の実施形態では、被覆研磨物品６００は、ＡＧＡＡ／ＡＡＢＲの比を有してもよく、ここで、ＡＧＡＡは複数の粉砕助剤凝集体６０２の総断面積であり、ＡＡＢＲは複数の研磨粒子６０１の総断面積である。一実施形態によれば、被覆研磨物品６００は、少なくとも約１、例えば少なくとも約２、又は少なくとも約３、又は少なくとも約４、又は少なくとも約５、又は更には少なくとも約１０のＡＧＡＡ／ＡＡＢＲ比を有していてもよい。更に他の実施形態では、被覆研磨物品６００は、１０００以下、例えば５００以下、又は約１００以下、又は約５０以下、又は更には約４０以下のＡＧＡＡ／ＡＡＢＲ比を有していてもよい。被覆研磨物品６００は、上述の最小値及び最大値のいずれかの間の範囲で、ＡＧＡＡ／ＡＡＢＲの比を有していてもよいことが理解されよう。
研磨粒子及び凝集体の高さ
特定の実施形態では、成形された研磨粒子及び粉砕助剤凝集体は、性能改善を促進し得る特定の高さを有することができる。図７は、被覆研磨物品７００の断面図を示す。被覆研磨物品７００は、基材７０１と、メイクコート７０２と、研磨粒子７０３と、粉砕助剤凝集体７０４と、を含む。
特定の実施形態では、被覆研磨物品７００の研磨粒子７０３は、被覆研磨物品７００の基材７０１の表面７０５に垂直な特定の高さＨ１を有してもよい。一実施形態によれば、研磨粒子７０３は、少なくとも約０．０５ｍｍ、例えば少なくとも約０．１ｍｍ、又は少なくとも約０．２ｍｍ、又は少なくとも約０．３ｍｍ、又は少なくとも約０．４ｍｍ、又は少なくとも約０．５ｍｍ、又は少なくとも約０．６ｍｍ、又は更には少なくとも約０．７ｍｍの高さＨ１を有することができる。更に他の実施形態では、研磨粒子７０３は、１００ｍｍ以下、例えば５０ｍｍ以下、又は２５ｍｍ以下、又は２０ｍｍ以下、又は１０ｍｍ以下、又は５ｍｍ以下、又は１ｍｍ以下、又は更には０．８ｍｍ以下の高さＨ１を有することができる。研磨粒子７０３は、上述の最小値及び最大値のいずれかの間の範囲で高さＨ１を有することができることが理解されよう。
更に別の実施形態では、被覆研磨物品７００の研磨粒子７０３は、平均粒子高さ（ＨＡＢＲ）を有してもよく、ここで、平均粒子高さ（ＨＡＢＲ）は、被覆研磨物品７００の全ての研磨粒子７０３の平均高さである。一実施形態によれば、研磨粒子７０３は、少なくとも約０．０５ｍｍ、例えば少なくとも約０．１ｍｍ、又は少なくとも約０．２ｍｍ、又は少なくとも約０．３ｍｍ、又は少なくとも約０．４ｍｍ、又は少なくとも約０．５ｍｍ、又は少なくとも約０．６ｍｍ、又は更には少なくとも約０．７ｍｍの平均粒子高さ（ＨＡＢＲ）を有することができる。更に他の実施形態では、研磨粒子７０３は、１００ｍｍ以下、例えば５０ｍｍ以下、又は２５ｍｍ以下、又は２０ｍｍ以下、又は１０ｍｍ以下、又は５ｍｍ以下、又は１ｍｍ以下、又は更には０．８ｍｍ以下の平均粒子高さ（ＨＡＢＲ）を有することができる。研磨粒子７０３は、上記の最小及び最大値のいずれかの間の範囲で、平均粒子高さ（ＨＡＢＲ）を有することができることが理解されよう。
特定の実施形態では、被覆研磨物品７００の粉砕助剤凝集体７０４は、被覆研磨物品７００の基材７０１の表面７０５に垂直な特定の高さＨ２を有してもよい。一実施形態によれば、粉砕助剤凝集体７０４は、少なくとも約０．０５ｍｍ、例えば少なくとも約０．１ｍｍ、又は少なくとも約０．２ｍｍ、又は少なくとも約０．３ｍｍ、又は少なくとも約０．４ｍｍ、又は少なくとも約０．５ｍｍ、又は少なくとも約０．６ｍｍ、少なくとも約０．７ｍｍ、又は少なくとも約０．８ｍｍ、又は少なくとも約０．９ｍｍ、又は更には少なくとも約１ｍｍの高さＨ２を有することができる。更に他の実施形態では、粉砕助剤凝集体７０４は、１００ｍｍ以下、例えば５０ｍｍ以下、又は２５ｍｍ以下、又は２０ｍｍ以下、又は１０ｍｍ以下、又は５ｍｍ以下、又は３ｍｍ以下、又は２ｍｍ以下、更には１．７ｍｍ以下の高さＨ２を有することができる。粉砕助剤凝集体７０４は、上述の最小値及び最大値のいずれかの間の範囲で高さＨ２を有することができることが理解されよう。
特定の実施形態では、被覆研磨物品７００の粉砕助剤凝集体７０４は、平均粒子高さ（ＨＧＡＡ）を有してもよく、ここで、平均粒子高さ（ＨＧＡＡ）は、被覆研磨物品７００の全ての粉砕助剤凝集体７０４の平均高さである。一実施形態によれば、粉砕助剤凝集体７０４は、少なくとも約０．０５ｍｍ、例えば少なくとも約０．１ｍｍ、又は少なくとも約０．２ｍｍ、又は少なくとも約０．３ｍｍ、又は少なくとも約０．４ｍｍ、又は少なくとも約０．５ｍｍ、又は少なくとも約０．６ｍｍ、少なくとも約０．７ｍｍ、又は少なくとも約０．８ｍｍ、又は少なくとも約０．９ｍｍ、又は更には少なくとも約１ｍｍの平均粒子高さ（ＨＧＡＡ）を有することができる。更に他の実施形態では、粉砕助剤凝集体７０４は、１００ｍｍ以下、例えば５０ｍｍ以下、又は２５ｍｍ以下、又は２０ｍｍ以下、又は１０ｍｍ以下、又は５ｍｍ以下、又は３ｍｍ以下、又は２以下、更には１．７ｍｍ以下の平均粒子高さ（ＨＧＡＡ）を有することができる。粉砕助剤凝集体７０４は、上記の最小及び最大値のいずれかの間の範囲で、平均粒子高さ（ＨＧＡＡ）を有することができることが理解されよう。
特定の実施形態では、被覆研磨物品７００は、少なくとも約０．５の特定の比（ＨＧＡＡ／ＨＡＢＲ）を有することができる。一実施形態によれば、被覆研磨物品７００は、少なくとも約０．５、例えば少なくとも約０．６、又は少なくとも約０．７、又は少なくとも約０．８、又は少なくとも約０．９、又は少なくとも約１、又は少なくとも約１．１、又は少なくとも約１．２、又は少なくとも約１．３、又は少なくとも約１．４、又は更には少なくとも約１．５のＨＧＡＡ／ＨＡＢＲの比を有することができる。更に他の実施形態では、被覆研磨物品７００は、約１５以下、例えば約１０以下、又は約５以下、又は約３以下、又は更には約２以下のＡＧＡＡ／ＡＡＢＲ比を有することができる。被覆研磨物品７００は、上述の最小値及び最大値のいずれかの間の範囲で、ＡＧＡＡ／ＡＡＢＲの比を有することができることが理解されよう。
特定の実施形態では、研磨粒子の粒径は、典型的には、研磨粒子の最長寸法であるように指定される。特定の実施形態では、研磨粒子は、上述のように、高さＨ１に対応する粒径を有してもよい。研磨粒子は、上記の高さＨ１のいずれかに対応する粒径を有してもよいことが理解されよう。特定の実施形態では、粉砕助剤凝集体は、上述のように、高さＨ２に対応する粒径を有してもよい。粉砕助剤凝集体は、上記の高さＨ２のいずれかに対応する粒径を有してもよいことが理解されよう。
特定の実施形態では、研磨粒子は、サイズＨ１から独立した粒径を有してもよい。特定の実施形態では、粉砕助剤凝集体は、サイズＨ２から独立した粒径を有してもよい。
一実施形態によれば、研磨粒子７０３は、少なくとも約０．０２ｍｍ、例えば少なくとも約０．０３ｍｍ、少なくとも約０．０５ｍｍ、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．１５ｍｍ、少なくとも約０．２ｍｍ、少なくとも約０．２５ｍｍ、少なくとも約０．３ｍｍ、少なくとも約０．３５ｍｍ、少なくとも約０．４ｍｍ、少なくとも約０．４５ｍｍ、少なくとも約０．５ｍｍ、又は少なくとも約０．５５ｍｍの平均研磨粒径のような、研磨粒径を有することができる。一実施形態では、研磨粒子７０３は、１００ｍｍ以下、例えば５０ｍｍ以下、又は２５ｍｍ以下、又は２０ｍｍ以下、又は１０ｍｍ以下、又は５ｍｍ以下、又は１ｍｍ以下、又は更には０．８ｍｍ以下の研磨粒径を有することができる。研磨粒子７０３は、上記の最小及び最大値のいずれかの間の範囲で、研磨粒径を有することができることが理解されよう。
特定の実施形態では、被覆研磨物品７００の粉砕助剤凝集体７０４は、少なくとも約０．０２ｍｍ、例えば少なくとも約０．０３ｍｍ、少なくとも約０．０５ｍｍ、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２ｍｍ、少なくとも約０．３ｍｍ、少なくとも約０．４ｍｍ、少なくとも約０．５ｍｍ、少なくとも約０．６ｍｍ、少なくとも約０．７ｍｍ、少なくとも約０．８ｍｍ、少なくとも約０．９ｍｍ、又は少なくとも約１ｍｍの平均凝集体サイズのような、特定の凝集体サイズを有していてもよい。一実施形態では、粉砕助剤凝集体７０４は、１００ｍｍ以下、例えば５０ｍｍ以下、２５ｍｍ以下、２０ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、又は１．７ｍｍ以下の凝集体サイズを有することができる。粉砕助剤凝集体７０４は、上述の最小値及び最大値のいずれかの間の範囲で凝集体サイズを有することができることが理解されよう。
特定の実施形態では、被覆研磨物品７００の粉砕助剤凝集体７０４は、少なくとも約０．０２ｍｍ〜１０ｍｍ以下、例えば少なくとも約０．２ｍｍ〜５ｍｍ以下、又は少なくとも約０．５ｍｍ〜３ｍｍ以下の平均粒径を有していてもよい。
バッキング材料
バッキング材料（本明細書では、「バッキング」又は「基材」とも称する）は、可撓性又は剛性であり得る。バッキングは、被覆研磨剤の製造においてバッキングとして従来使用されているものを含め、あらゆる数の様々な材料で作ることができる。例示的な可撓性バッキングとして、ポリオレフィンフィルム（例えば、二軸延伸ポリプロピレンを含むポリプロピレン）、ポリエステルフィルム（例えばポリエチレンテレフタレート）、ポリアミドフィルム、又はセルロースエステルフィルムなどの、ポリマーフィルム（例えば、下塗りフィルム）；金属箔；網；発泡体（例えば、天然スポンジ材料又はポリウレタンフォーム）；布（例えば、ポリエステル、ナイロン、絹、綿、ポリコットン、レーヨン、若しくはそれらの組合せからなる繊維又は糸から作られた布）；紙；バルカナイズド紙；バルカナイズドゴム；バルカナイズドファイバ；不織材料；それらの組合せ；又は、それらを処理したものが挙げられる。布バッキングは、織る又はステッチで接合することができる。特定の例では、バッキングは、紙、ポリマーフィルム、布（例えば、綿、ポリコットン、レーヨン、ポリエステル、ポリナイロン）、バルカナイズドゴム、バルカナイズドファイバ、金属箔、及びそれらの組合せからなる群から選択される。他の例では、バッキングは、ポリプロピレンフィルム又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムを含む。他の実施形態では、バッキング材料は裏打ち紙である。紙は、単層紙、又は積層紙のような多層紙であってもよい。紙は飽和紙又は不飽和紙であってもよい。
バッキングは、任意に、飽和層、プレサイズ層（「フロントフィル層」とも呼ばれる）、又はバックサイズ層（「バックフィル層」とも呼ばれる）のうちの少なくとも１つを有することができる。これらの層の目的は、典型的には、バッキングを密封すること、又はバッキング中の糸若しくは繊維を保護することである。バッキングが布材料である場合、これらの層の少なくとも１つが典型的に使用される。プレサイズ層又はバックサイズ層を追加することで、バッキングの表側又は裏側のいずれかの表面が「より平滑」になり得る。当技術分野で周知の他の任意の層、例えばタイ層を使用することもできる。
バッキングは、例えば米国特許第５，４１７，７２６号（Ｓｔｏｕｔら）に記載されているような繊維状強化熱可塑材、又は例えば米国特許第５，５７３，６１９号（Ｂｅｎｅｄｉｃｔら）に記載されているようなエンドレス継目なしベルトであってもよい。同様に、バッキングは、例えば米国特許第５，５０５，７４７号（Ｃｈｅｓｌｅｙら）に記載されているような、突出しているフックステムを有するポリマー基材であってもよい。同じく、バッキングは、例えば米国特許第５，５６５，０１１号（Ｆｏｌｌｅｔｔら）に記載されているようなループファブリックであってもよい。
研磨剤層
研磨剤層は、ポリマー性バインダ組成物（一般に、メイクコートとして知られている）上に配置された、又はポリマー性バインダ組成物中に分散された、複数の研磨粒子を含む。一実施形態では、研磨剤層は、バインダ組成物上に配置された、又はバインダ組成物中に分散された、研磨粒子を含む。一実施形態では、研磨剤層は、メイクコートの上方に配置された、更なるポリマー組成物（一般に、サイズコートとして知られている）を含むことができる。一実施形態では、研磨剤層は、バインダ組成物上に配置された、又はバインダ組成物中に分散された、研磨粒子及び粉砕助剤凝集体を含む。
メイクコート−バインダ組成物
バインダ組成物（一般に、メイクコートとして知られている）は、単一のポリマー又はポリマーのブレンドから形成することができる。バインダ組成物は、エポキシ組成物、アクリル組成物、フェノール樹脂組成物、ポリウレタン組成物、ポリシロキサン組成物、又はそれらの組合せから形成することができる。加えて、バインダ組成物は、上記のようなトライボロジ性能向上組成物、添加剤、又はそれらの組合せを含むことができる。その上、バインダ組成物は、本明細書に記載されるように、活性充填剤粒子、添加剤、又はそれらの組合せを含むことができる。
バインダ組成物は一般に、研磨粒子を、バッキング、又は適応コートが存在する場合は適応コート（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ ｃｏａｔ）に結合させる、ポリマーマトリクスを含む。典型的には、バインダ組成物は硬化バインダ配合物から形成される。一実施形態では、バインダ配合物は、ポリマー成分及び分散相を含む。
バインダ配合物は、ポリマーを調製するための１つ以上の反応構成成分又はポリマー構成成分を含むことができる。ポリマー構成成分は、モノマー分子、ポリマー分子、又はそれらの組合せを含むことができる。バインダ配合物は、溶媒、可塑剤、連鎖移動剤、触媒、安定剤、分散剤、硬化剤、反応メディエータ、及び分散液の流動性に影響を及ぼす薬剤からなる群から選択される成分を更に含むことができる。
ポリマー構成成分は熱可塑性物質又は熱硬化性物質を形成することができる。例として、ポリマー構成成分には、ポリウレタン、ポリウレア、重合エポキシ、ポリエステル、ポリイミド、ポリシロキサン（シリコーン）、重合アルキド、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ポリブタジエン、又は一般に、熱硬化性ポリマーを製造するための反応性樹脂の形成のための、モノマー及び樹脂を挙げることができる。別の例として、アクリレート又はメタクリレートポリマー構成成分が挙げられる。前駆体ポリマー構成成分は、典型的には、硬化性有機材料である（すなわち、熱、若しくは電子ビーム、紫外線、可視光などの他のエネルギー源に暴露されたときに、又はポリマーを硬化若しくは重合させる化学触媒、水分、若しくは他の薬剤を添加したときに経時的に、重合又は架橋することができる高分子モノマー又は材料）。前駆体ポリマー構成成分の例として、アミノポリマー又はアミノプラストポリマー、例えばアルキル化尿素−ホルムアルデヒドポリマー、メラミン−ホルムアルデヒドポリマー、及びアルキル化ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒドポリマー；アクリレートポリマー及びメタクリレートポリマーを含むアクリレートポリマー、アルキルアクリレート、アクリレート化エポキシ、アクリレート化ウレタン、アクリレート化ポリエステル、アクリレート化ポリエーテル、ビニルエーテル、アクリレート化オイル、若しくはアクリレート化シリコーン；ウレタンアルキドポリマーなどのアルキドポリマー；ポリエステルポリマー；反応性ウレタンポリマー；レゾール及びノボラックポリマーなどのフェノール系ポリマー；フェノール系／ラテックスポリマー；ビスフェノールエポキシポリマーなどのエポキシポリマー；イソシアネート；イソシアヌレート；アルキルアルコキシシランポリマーを含むポリシロキサンポリマー；又は、反応性ビニルポリマーを形成するための反応性構成成分が挙げられる。バインダ配合物は、モノマー、オリゴマー、ポリマー、又はそれらの組合せを含むことができる。特定の実施形態では、バインダ配合物は、硬化時に架橋し得る少なくとも２種類のポリマーのモノマーを含む。例えば、バインダ配合物は、硬化するとエポキシ／アクリルポリマーを形成するエポキシ成分及びアクリル構成成分を含むことができる。
サイズコート
被覆研磨物品は、研磨剤層上に配置されたサイズコートを含むことができる。サイズコートは、研磨剤層のサイズコートを形成するために使用されるポリマーバインダ組成物と、同一であってもよく、又は異なっていてもよい。サイズコートは、サイズコートとして使用することができる、当該技術分野で周知のあらゆる従来の組成物を含むことができる。サイズコートは、１つ以上の添加剤を含むことができる。特定の実施形態では、サイズコートは、ポリマーバインダ組成物上に配置された、又はポリマーバインダ組成物中に分散された、粉砕助剤凝集体を含むことができる。
スーパーサイズコート
被覆研磨物品は、サイズコート上に配置されたスーパーサイズコートを含むことができる。スーパーサイズコートは、メイクコートのバインダ組成物のポリマーバインダ組成物と、同一であってもよく、又は異なっていてもよい。特定の実施形態では、スーパーサイズコートは、ポリビニルアセテートなどのアセテート組成物；フェノール性レゾール組成物などのフェノール性ポリマー組成物；尿素ホルムアルデヒド組成物；メラミン組成物；ウレタン組成物；エポキシ組成物；ポリイミド組成物；ポリアミド組成物；ポリエステル組成物；紫外線硬化アクリレート組成物などのアクリレート組成物、又は亜鉛架橋アクリル組成物；スチレンブタジエンゴムなどのゴム組成物；タンパク質系組成物；デンプン系組成物、又はそれらの組合せを含むことができる。特定の実施形態では、スーパーサイズコート組成物は、上述のように、粉砕助剤を含む。更に別の実施形態では、スーパーサイズコート組成物は、抗充填組成物を含む。更に別の実施形態では、スーパーサイズコートは、ポリマー性バインダ組成物と粉砕助剤組成物との混合物、抗充填組成物、又はそれらの組合せを含む。スーパーサイズコートの成分の量は変化し得る。一実施形態では、スーパーサイズコートは、
７５〜９９重量％の粉砕助剤組成物、抗充填組成物、又はそれらの組合せと、
ポリマー性バインダ組成物の１〜２５重量％と、
を含むことができる。
更に他の実施形態では、スーパーサイズコートは、ポリマー性バインダ組成物上に配置された、又はポリマー性バインダ組成物中に分散された、粉砕助剤凝集体を含むことができる。
添加剤
メイクコート、サイズコート、又はスーパーサイズコートは、１つ以上の添加剤を含むことができる。好適な添加剤として、粉砕助剤、繊維、潤滑剤、湿潤剤、チキソトロピー材料、界面活性剤、増粘剤、顔料、染料、帯電防止剤、カップリング剤、可塑剤、懸濁剤、ｐＨ調製剤、接着促進剤、殺菌剤、殺菌剤、殺真菌剤、難燃剤、脱気剤、抗粉塵剤（ａｎｔｉ−ｄｕｓｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、二重機能材料、開始剤、連鎖移動剤、安定剤、分散剤、反応メディエータ、着色剤、及び消泡剤を挙げることができる。これらの添加材料の量は、所望の特性を提供するように選択することができる。これらの任意の添加剤は、本開示の実施形態に係る被覆研磨製品のシステム全体のいずれの部分にも存在し得る。好適な粉砕助剤は、例えば氷晶石、ウォラストナイト、及びホウフッ化カリウムなどのハロゲン塩といった無機系ワックス；又は、ラウリル硫酸ナトリウムなどの有機系ワックス、若しくはポリ塩化ビニルなどの塩素系ワックスであってもよい。一実施形態では、粉砕助剤は、環境面で持続可能な材料であってもよい。
実施形態一覧
実施形態１．被覆研磨物品であって、
バッキング基材と、
前記バッキング基材上に配置されたポリマー性メイクコートバインダ組成物と、
前記メイクコートバインダ組成物の上又は中に配置された複数の研磨粒子と、
前記メイクコート組成物の上方に配置されたポリマー性サイズコート組成物と、
ポリマー性バインダ組成物と粉砕助剤組成物との混合物を含む複数の粉砕助剤凝集体と、
を含み、
前記粉砕助剤凝集体は、前記メイクコート組成物上、前記サイズコート組成物上、又はそれらの組合せ上に配置される、
被覆研磨物品。
実施形態２．前記粉砕助剤組成物が、テトラフルオロホウ酸カリウム（ＫＢＦ４）、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、フッ化鉄（ＩＩＩ）ナトリウム（Ｎａ３ＦｅＦ６）、ヘキサフルオロストロンチウムナトリウム（Ｎａ２ＳｒＦ６）、ヘキサフルオロリン酸アンモニウム（ＮＨ４ＰＦ６）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、フッ化カリウムアルミニウム（Ｋ３ＡｌＦ６）、又はそれらの組合せを含む、実施形態１に記載の被覆研磨物品。
実施形態３．前記粉砕助剤凝集体が、
６０〜９９重量％の前記粉砕助剤組成物と、
１〜４０重量％の前記ポリマー性バインダ組成物と、
を含む、実施形態２に記載の被覆研磨物品。
実施形態４．前記粉砕助剤凝集体が、前記メイクコート組成物上に配置される、実施形態３に記載の被覆研磨剤。
実施形態５．前記粉砕助剤凝集体が、前記サイズコート組成物上に配置される、実施形態３に記載の被覆研磨剤。
実施形態６．前記粉砕助剤凝集体が、前記メイクコート組成物上と、前記サイズコート組成物上とに配置される、実施形態３に記載の被覆研磨剤。
実施形態７．前記複数の粉砕助剤凝集体が、前記研磨粒子の間に配置される、実施形態４に記載の被覆研磨剤。
実施形態８．前記複数の粉砕助剤凝集体が、前記研磨粒子の間に配置される、実施形態５に記載の被覆研磨剤。
実施形態９．前記複数の粉砕助剤凝集体が、前記研磨粒子の間に、前記研磨粒子上に、又はそれらの組合せで配置される、実施形態６に記載の被覆研磨剤。
実施形態１０．前記複数の粉砕助剤凝集体が、平均粒子高さ（ＨＧＡＡ）を有するように配置され、前記複数の研磨粒子が、平均粒子高さ（ＨＡＢＲ）を有するように配置され、ＨＧＡＡ／ＨＡＢＲの比が、０．５〜１０、例えば１〜５、例えば１．５〜２．８の範囲にわたる、実施形態３に記載の被覆研磨物品。
実施形態１１．前記粉砕助剤凝集体が、０．１ｍｍ〜５ｍｍ、例えば０．３ｍｍ〜１．７ｍｍ、例えば０．７ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲の粒径を有する、実施形態３に記載の被覆研磨物品。
実施形態１２．前記研磨粒子が、０．１ｍｍ〜５ｍｍ、例えば０．１ｍｍ〜２．５ｍｍ、例えば０．１ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲の平均粒径を有する、実施形態１１に記載の被覆研磨物品。
実施形態１３．前記複数の粉砕助剤凝集体が、総断面積（ＡＧＡＡ）を有し、前記複数の研磨粒子が総断面積（ＡＡＢＲ）を有し、ＡＧＡＡ／ＡＡＢＲの比が、１〜１０００、例えば１０〜１００の範囲にわたる、実施形態３に記載の被覆研磨物品。
実施形態１４．前記粉砕助剤凝集体と前記研磨粒子との総重量が、
８０〜９９重量％の前記研磨粒子と、
１〜２０重量％の前記粉砕助剤凝集体と、
を含む、実施形態３に記載の被覆研磨物品。
実施形態１５．前記粉砕助剤凝集ポリマー性バインダ組成物が、フェノール性レゾール組成物などのフェノール性ポリマー組成物；尿素ホルムアルデヒド組成物；ウレタン組成物；エポキシ組成物；ポリイミド組成物；ポリアミド組成物；ポリエステル組成物；アクリレート組成物、タンパク質系組成物、デンプン系組成物、又はそれらの任意の組合せを含む、実施形態３に記載の被覆研磨剤。
実施形態１６．前記サイズコート組成物上に配置されたスーパーサイズコート組成物を更に含む、実施形態１５に記載の被覆研磨剤。
実施形態１７．前記スーパーサイズコートが、ポリマー性バインダ組成物と粉砕助剤組成物との混合物、抗充填組成物、又はそれらの組合せを含む、実施形態１６に記載の被覆研磨剤。
実施形態１８．前記スーパーサイズコート組成物が、
７５〜９９重量％の粉砕助剤組成物、抗充填組成物、又はそれらの組合せと、
１〜２５重量％のポリマー性バインダ組成物と、
を含む、実施形態１７に記載の被覆研磨剤。
実施形態１９．前記粉砕助剤が、テトラフルオロホウ酸カリウム（ＫＢＦ４）、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、フッ化鉄（ＩＩＩ）ナトリウム（Ｎａ３ＦｅＦ６）、ヘキサフルオロストロンチウムナトリウム（Ｎａ２ＳｒＦ６）、ヘキサフルオロリン酸アンモニウム（ＮＨ４ＰＦ６）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、フッ化カリウムアルミニウム（Ｋ３ＡｌＦ６）、又はそれらの組合せを含む、実施形態１７に記載の被覆研磨剤。
実施形態２０．前記ポリマー性バインダ組成物が、ポリビニルアセテートなどのアセテート組成物；フェノール性レゾール組成物などのフェノール性ポリマー組成物；尿素ホルムアルデヒド組成物；メラミン樹脂組成物；ウレタン組成物；エポキシ組成物；ポリイミド組成物；ポリアミド組成物；ポリエステル組成物；紫外線硬化アクリレートなどのアクリレート組成物、又は亜鉛架橋アクリル組成物；スチレンブタジエンゴムなどのゴム組成物；タンパク質系組成物；デンプン系組成物、又はそれらの組合せを含む、実施形態１７に記載の被覆研磨剤。
実施例１：ディスク−研磨性能試験Ｓ１〜Ｓ２−Ａ３６熱間圧延鋼
サイズコート上に配置された粉砕助剤凝集体を含む、本発明の研磨ディスクを成功裏に調製した。粉砕助剤凝集体は、粉砕助剤としてＫＢＦ４を含んでいた。粉砕助剤凝集体のサイズ（平均高さ）は、０．７５ｍｍ〜１．７ｍｍまで変化した。本発明のディスク及び従来の比較ディスクの研磨性能試験を、Ａ３６熱間圧延鋼について行った。比較ディスクはサイズコート上に粉砕助剤凝集体を持たず、対照試料として用いた。研磨ディスクの構造及び研磨性能の結果を表１に示す。結果として、Ｓ１及びＳ２に対する性能の向上が示された。除去された累積材料をグラフ化し、図８に示す。比研削エネルギー（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ、「ＳＧＥ」）を試験中に測定し、図９に示すように除去された累積材料と比較してグラフ化した。
実施例２：ディスク−研磨性能試験Ｓ３〜Ｓ４−Ａ３６熱間圧延鋼
サイズコート上に配置された粉砕助剤凝集体を含む、本発明の研磨ディスクを成功裏に調製した。粉砕助剤凝集体は、粉砕助剤としてＫＢＦ４及び／又は氷晶石を含んでいた。粉砕助剤凝集体のサイズ（平均高さ）は、０．７５ｍｍ〜１．７ｍｍまで変化した。本発明のディスク及び従来の比較ディスクの研磨性能試験を、Ａ３６熱間圧延鋼について行った。比較ディスクはサイズコート上に粉砕助剤凝集体を持たず、対照試料として用いた。研磨ディスクの構造及び研磨性能の結果を表２に示す。結果として、Ｓ３及びＳ４に対する性能の向上が示された。除去された累積材料をグラフ化し、図１０に示す。比研削エネルギー（「ＳＧＥ」）を試験中に測定し、図１１に示すように除去された累積材料と比較してグラフ化した。
実施例３：ベルト−研磨性能試験Ｓ５〜Ｓ６
研磨砥粒と共にメイクコート上に配置された粉砕助剤凝集体を含む、本発明の研磨ベルトを成功裏に調製した。粉砕助剤凝集体は、粉砕助剤としてＫＢＦ４を含んでいた。粉砕助剤凝集体のサイズ（平均高さ）は、０．７５ｍｍ〜１．４ｍｍまで変化した。粉砕助剤凝集体の重量％は、試料Ｓ５〜Ｓ６について変化させた。本発明のベルト及び従来の比較ベルトの研磨性能試験を、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）合金７１８被加工物について行った。比較ベルトはメイクコート中にいかなる粉砕助剤凝集体も持たず、対照試料として用いた。研磨ベルトの構造及び研磨性能の結果を表３に示す。除去した累積材料を記録した。結果として、対照と比較して、Ｓ５及びＳ６の両方で研磨性能が改善したことが示された。結果として、粉砕助剤凝集体を含むベルトの研磨性能の改善が示されたが、予想外かつ驚くべきことに、性能改善は、有意ではあるが、メイクコートに負荷された粉砕助剤凝集体の重量％と比較して、直線的ではなかった。
実施例４：ベルト−研磨性能試験Ｓ７〜Ｓ８
研磨砥粒と共にサイズコート中に配置された粉砕助剤凝集体を含む、本発明の研磨ベルトを成功裏に調製した。粉砕助剤凝集体のサイズ（平均高さ）は、０．７５ｍｍ〜１．７ｍｍまで変化した。粉砕助剤凝集体は、粉砕助剤としてＫＢＦ４及び／又は氷晶石を含んでいた。本発明のベルト及び従来の比較ベルトの研磨性能試験を、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）合金７１８被加工物について行った。比較ベルトはサイズコート中にいかなる粉砕助剤凝集体も持たず、対照試料として用いた。研磨ベルトの構造及び研磨性能の結果を表４に示す。結果として、Ｓ７及びＳ８に対する性能の向上が示された。除去された累積材料をグラフ化し、図１２に示す。比研削エネルギー（「ＳＧＥ」）を試験中に測定し、図１３に示すように除去された累積材料と比較してグラフ化した。
実施例５：ディスク−研磨性能試験Ｓ９−Ａ３６熱間圧延鋼
メイクコート上に配置された粉砕助剤凝集体を含む、本発明の研磨ディスク実施形態を成功裏に調製した。サイズコートは、研磨砥粒及び粉砕助剤凝集体の上方に配置した。粉砕助剤凝集体の平均サイズ（平均高さ）は約１．０ｍｍであった。スーパーサイズコートは無かった。粉砕助剤凝集体は、粉砕助剤としてＫＢＦ４を含んでいた。本発明のディスク及び従来の比較ディスクの研磨性能試験を、Ａ３６熱間圧延鋼について行った。比較ディスクはメイクコート中に粉砕助剤凝集体を持たず、対照試料として用いた。研磨ディスクの構造は粉砕助剤凝集体の存在を除いて同じであった。研磨性能の結果を表５に示す。結果として、対照試料の１２５％のＳ９に対する性能の向上が示された。
実施例６：ディスク−研磨性能試験Ｓ１０〜Ｓ１２−３０４ステンレス鋼
メイクコート上に配置された粉砕助剤凝集体を含む、本発明の研磨ディスク実施形態を成功裏に調製した。サイズコートは、研磨砥粒及び粉砕助剤凝集体の上方に配置した。粉砕助剤凝集体は、粉砕助剤としてＫＢＦ４及び／又は氷晶石を含んでいた。ＫＢＦ４粉砕助剤凝集体の平均サイズ（平均高さ）は約１．０ｍｍであった。氷晶石粉砕助剤凝集体の平均サイズ（平均高さ）は約０．６ｍｍであった。スーパーサイズコートは無かった。本発明のディスク及び従来の比較ディスクの研磨性能試験を、３０４ステンレス鋼について行った。比較ディスクはメイクコート中に粉砕助剤凝集体を持たず、対照試料として用いた。研磨ディスクの構造は粉砕助剤凝集体の存在を除いて同じであった。研磨性能の結果を表６に示す。結果として、Ｓ１０（対照Ｃ７の１３２％）、Ｓ１１（対照Ｃ７の１５８％）、及びＳ１２（対照Ｃ７の１１４％）の性能向上が示された。特に、Ｓ１１の向上した性能は、試料が対照よりもおよそ２３％少ない研磨粒子を有していたが、研磨性能の１５８％を達成することができたので、驚きであり注目に値する。
実施例７：ディスク−研磨性能試験Ｓ１３〜Ｓ１５−炭素鋼
メイクコート上に配置された粉砕助剤凝集体を含む、本発明の研磨ディスク実施形態を成功裏に調製した。サイズコートは、研磨砥粒及び粉砕助剤凝集体の上方に配置した。粉砕助剤凝集体は、粉砕助剤としてＫＢＦ４を含んでいた。ＫＢＦ４粉砕助剤凝集体の平均サイズ（平均高さ）は約１．０ｍｍであった。スーパーサイズコートは無かった。本発明のディスク及び従来の比較ディスクの研磨性能試験を、炭素鋼について行った。比較ディスクはメイクコート中に粉砕助剤凝集体を持たず、対照試料として用いた。研磨ディスクの構造は粉砕助剤凝集体の存在を除いて同じであった。研磨性能の結果を表７に示す。結果として、Ｓ１３（対照Ｃ１０の１６５％）、Ｓ１４（対照Ｃ１０の１５０％）、及びＳ１３（対照Ｃ１０の１５７％）の性能向上が示された。特に、全ての本発明の試料Ｓ１３〜Ｓ１５の向上した性能は、試料が対照よりもおよそ２３％少ない研磨粒子を有していたが、研磨性能の１５０％〜１６５％を達成することができたので、驚きであり注目に値する。特に、粉砕助剤凝集体の量が少ない試料Ｓ１３及びＳ１５が、粉砕助剤凝集体の量が多いＳ１４よりも、実際に良好な性能を達成したことは驚くべきことであった。
実施例８：粉砕助剤凝集体配合物
ポリマー性バインダ及び粉砕助剤を含む粉砕助剤凝集体Ｓ１６を、これらの成分を充分に混合して前駆体組成物を形成することによって、調製した。前駆体組成物を、ふるいに通して前駆体凝集体を形成させた。次いで、前駆体凝集体を加熱して、ポリマー性バインダを硬化させ、水を除去し（乾燥）、完璧な粉砕助剤凝集体を形成した。続いて、粉砕助剤凝集体をふるい分けし、粒径に従って選別し、使用のために保存した。更なる粉砕助剤凝集体Ｓ１７を、上で説明したものと同じ手順を用いて調製したが、ポリマー性バインダ、粘土成分、及び粉砕助剤を含んでいた。硬化した粉砕助剤凝集体配合物の詳細を表８に示す。
以上のように、具体的な実施形態及び特定の成分の関係に関する参照が説明されている。連結又は接続される構成要素に関する言及は、本明細書に記載される方法を実行するために理解され得るように、この構成要素間の直接的な接続、又は１つ以上の介在する構成要素を介した間接的な接続のいずれかを開示することを意図していると理解されよう。このように、上に開示した特定事項は、具体例であると考えられ、限定的なものではなく、添付の特許請求の範囲は、これら全ての改変、改善及び他の実施形態を包含し、本発明の真の範囲内に含まれることを意図している。更に、上記の一般的な説明又は例で説明した機能の全てが必要なわけではなく、特定の機能の一部が必要でない場合があり、説明した機能に加えて１つ以上の機能を実行できる。更にまた、機能が記載される順序は、必ずしも実行される順序ではない。
本開示は、特許請求の範囲の範囲又は意味を制限するために使用されるべきではないという理解のもと、提出されている。加えて、上述の開示では、明確にするために、別個の実施形態の文脈で本明細書に記載されている特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈で説明される様々な特徴は、別個に又は任意のサブコンビネーションで提供されてもよい。しかしながら、本発明の特定事項は、開示されている実施形態のいずれかの全ての特徴よりも少ないものに関していてもよい。
特定の実施形態に関して、利益、他の利点、及び課題の解決策が上述されている。しかしながら、利益、利点、課題の解決策、及び任意の利益、利点、又は解決策を発生させる又はより明確にさせることができる任意の特徴は、任意又は全ての請求項の重要な、必要な、又は本質的な特徴として解釈されるべきではない。
したがって、法律で許される最大限の範囲で、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物の最も広い許容可能な解釈によって判定されるべきであり、前述の詳細な説明によって制限又は限定されないものとする。

Claims (20)

  1. 被覆研磨物品であって、
    バッキング基材と、
    前記バッキング基材上に配置されたポリマー性メイクコートバインダ組成物と、
    前記メイクコートバインダ組成物の上又は中に配置された複数の研磨粒子と、
    前記メイクコート組成物の上方に配置されたポリマー性サイズコート組成物と、
    ポリマー性バインダ組成物と粉砕助剤組成物との混合物を含む複数の粉砕助剤凝集体と、
    を含み、
    前記粉砕助剤凝集体は、前記メイクコート組成物上、前記サイズコート組成物上、又はそれらの組合せ上に配置される、
    被覆研磨物品。
  2. 前記粉砕助剤組成物が、テトラフルオロホウ酸カリウム（ＫＢＦ４）、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、フッ化鉄（ＩＩＩ）ナトリウム（Ｎａ３ＦｅＦ６）、ヘキサフルオロストロンチウムナトリウム（Ｎａ２ＳｒＦ６）、ヘキサフルオロリン酸アンモニウム（ＮＨ４ＰＦ６）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、フッ化カリウムアルミニウム（Ｋ３ＡｌＦ６）、又はそれらの組合せを含む、請求項１に記載の被覆研磨物品。
  3. 前記粉砕助剤凝集体が、
    ６０〜９９重量％の前記粉砕助剤組成物と、
    １〜４０重量％の前記ポリマー性バインダ組成物と、
    を含む、請求項２に記載の被覆研磨物品。
  4. 前記粉砕助剤凝集体が、前記メイクコート組成物上に配置される、請求項３に記載の被覆研磨剤。
  5. 前記粉砕助剤凝集体が、前記サイズコート組成物上に配置される、請求項３に記載の被覆研磨剤。
  6. 前記粉砕助剤凝集体が、前記メイクコート組成物上と、前記サイズコート組成物上とに配置される、請求項３に記載の被覆研磨剤。
  7. 前記複数の粉砕助剤凝集体が、前記研磨粒子の間に配置される、請求項４に記載の被覆研磨剤。
  8. 前記複数の粉砕助剤凝集体が、前記研磨粒子の間に配置される、請求項５に記載の被覆研磨剤。
  9. 前記複数の粉砕助剤凝集体が、前記研磨粒子の間に、前記研磨粒子上に、又はそれらの組合せで配置される、請求項６に記載の被覆研磨剤。
  10. 前記複数の粉砕助剤凝集体が、平均粒子高さ（ＨＧＡＡ）を有するように配置され、前記複数の研磨粒子が、平均粒子高さ（ＨＡＢＲ）を有するように配置され、ＨＧＡＡ／ＨＡＢＲの比が、０．５〜１０、例えば１〜５、例えば１．５〜２．８の範囲にわたる、請求項３に記載の被覆研磨物品。
  11. 前記粉砕助剤凝集体が、０．１ｍｍ〜５ｍｍ、例えば０．３ｍｍ〜１．７ｍｍ、例えば０．７ｍｍ〜１．４ｍｍの範囲の粒径を有する、請求項３に記載の被覆研磨物品。
  12. 前記研磨粒子が、０．１ｍｍ〜５ｍｍ、例えば０．１ｍｍ〜２．５ｍｍ、例えば０．１ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲の平均粒径を有する、請求項１１に記載の被覆研磨物品。
  13. 前記複数の粉砕助剤凝集体が、総断面積（ＡＧＡＡ）を有し、前記複数の研磨粒子が総断面積（ＡＡＢＲ）を有し、ＡＧＡＡ／ＡＡＢＲの比が、１〜１０００、例えば１０〜１００の範囲にわたる、請求項３に記載の被覆研磨物品。
  14. 前記粉砕助剤凝集体と前記研磨粒子との総重量が、
    ８０〜９９重量％の前記研磨粒子と、
    １〜２０重量％の前記粉砕助剤凝集体と、
    を含む、請求項３に記載の被覆研磨物品。
  15. 前記粉砕助剤凝集ポリマー性バインダ組成物が、フェノール性レゾール組成物などのフェノール性ポリマー組成物；尿素ホルムアルデヒド組成物；ウレタン組成物；エポキシ組成物；ポリイミド組成物；ポリアミド組成物；ポリエステル組成物；アクリレート組成物、タンパク質系組成物、デンプン系組成物、又はそれらの任意の組合せを含む、請求項３に記載の被覆研磨剤。
  16. 前記サイズコート組成物上に配置されたスーパーサイズコート組成物を更に含む、請求項１５に記載の被覆研磨剤。
  17. 前記スーパーサイズコート組成物が、ポリマー性バインダ組成物と粉砕助剤組成物との混合物、抗充填組成物、又はそれらの組合せを含む、請求項１６に記載の被覆研磨剤。
  18. 前記スーパーサイズコート組成物が、
    ７５〜９９重量％の前記粉砕助剤組成物、抗充填組成物、又はそれらの組合せと、
    １〜２５重量％の前記ポリマー性バインダ組成物と、
    を含む、請求項１７に記載の被覆研磨剤。
  19. 前記粉砕助剤が、テトラフルオロホウ酸カリウム（ＫＢＦ４）、氷晶石（Ｎａ３ＡｌＦ６）、フッ化鉄（ＩＩＩ）ナトリウム（Ｎａ３ＦｅＦ６）、ヘキサフルオロストロンチウムナトリウム（Ｎａ２ＳｒＦ６）、ヘキサフルオロリン酸アンモニウム（ＮＨ４ＰＦ６）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リン酸カルシウム（Ｃａ３（ＰＯ４）２）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、フッ化カリウムアルミニウム（Ｋ３ＡｌＦ６）、又はそれらの組合せを含む、請求項１７に記載の被覆研磨剤。
  20. 前記ポリマー性バインダ組成物が、ポリビニルアセテートなどのアセテート組成物；フェノール性レゾール組成物などのフェノール性ポリマー組成物；尿素ホルムアルデヒド組成物；メラミン樹脂組成物；ウレタン組成物；エポキシ組成物；ポリイミド組成物；ポリアミド組成物；ポリエステル組成物；紫外線硬化アクリレートなどのアクリレート組成物、又は亜鉛架橋アクリル組成物；スチレンブタジエンゴムなどのゴム組成物；タンパク質系組成物；デンプン系組成物、又はそれらの組合せを含む、請求項１７に記載の被覆研磨剤。
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