JP4618896B2 - ガラスおよびガラスセラミックワークピースを研磨するのに好適な研磨物品 - Google Patents
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Description
【０００１】
背景
本発明は、研磨物品および、研磨物品を用いてガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨する方法に関する。
【０００２】
ガラスセラミックは、磁気メモリディスクの基板として、例えば、パーソナルコンピュータの記憶装置（例えば、ハードドライブ）として用いられることが知られている。許容される磁気メモリディスクを製造するために、メモリディスク基板は、精密に制御された寸法を有し、精密に制御された表面仕上げがなされていなければならない。一般に、メモリディスク基板の寸法を合わせ、所望の表面仕上げを与えるには、粗性研磨スラリーを用いた複数の工程プロセスが含まれる。このプロセスの第１の工程において、ガラスセラミックディスクが所望の厚さを有し、均一な厚さとなるように寸法を合わせる。寸法合わせの後、ディスクにテクスチャーを与えて、所望の表面仕上げを行う。
【０００３】
粗性研磨スラリーはこのプロセスで広く用いられているが、粗性研磨スラリーにはこれに関連した多くの欠点がある。これら欠点としては、必要とされる大量のスラリーの取扱いが不便なこと、研磨粒子の沈降分離を防いで、研磨界面で研磨粒子の均一な濃度を確保するのに攪拌が必要であること、そして、粗性研磨スラリーを調製、取扱い、廃棄、回収および再利用するのに追加の機器が必要であることが挙げられる。さらに、品質および分散安定性を確実にするためにスラリーそのものを定期的に分析しなければならない。また、粗性研磨スラリーと接触するスラリー供給機器のポンプヘッド、バルブ、供給ライン、研削ラップおよびその他パーツはいずれ、望ましくない摩耗を示す。さらに、粘性液体である粗性研磨スラリーは、容易に飛び散り、含有させるのが難しいため、スラリーを用いるプロセスは通常非常に煩雑である。
【０００４】
ガラスセラミックメモリディスク基板を研磨する（寸法を合わせたり、テクスチャーを与える）ためにスラリープロセスを用いることに関連した多くの欠点からすると、業界において望まれているものは、これらの基板を研磨するのに好適な固定研磨物品である。
【０００５】
概要
本発明は、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨する（寸法を合わせる、または磨く）のに好適な研磨物品を提供するものである。研磨物品は、裏材と、裏材の表面に接合した少なくとも１つの３次元研磨コーティングとを含む。研磨コーティングは、複数のダイヤモンドビーズ研磨粒子と充填剤に分散されたバインダーを含んでいる。充填剤は、研磨コーティングの約４０〜約６０重量パーセント、より好ましくは研磨コーティングの約５０〜約６０重量パーセントである。
【０００６】
３次元研磨コーティングは複数の研磨複合材料を含むのが好ましい。複数の研磨複合材料は精密に成形された複合材料、不規則成形の複合材料または上部が平面の角錐台の形状を有する精密に成形された複合材料とすることができる。精密に成形された複合材料は、表面積を画定する下部が、複合材料の上部表面積よりも好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも２５％、最も好ましくは少なくとも１５％広い。
【０００７】
バインダーは、エチレン化不飽和樹脂、例えば、アクリレート樹脂を含むバインダー前駆体から形成されるのが好ましい。エチレン化不飽和モノマーは、単官能性アクリレートモノマー、二官能性アクリレートモノマー、三官能性アクリレートモノマーおよびこれらの混合物からなる群より選択される。
【０００８】
本発明の研磨物品における研磨粒子は、ダイヤモンドビーズ研磨粒子を含む。ダイヤモンドビーズは、金属酸化物マトリックス、好ましくは酸化ケイ素マトリックスにより保持された複数の個々のダイヤモンド粒子を含む。ダイヤモンドビーズ研磨粒子の平均サイズは約６〜約１００マイクロメートルであるのが好ましい。
【０００９】
本発明の研磨粒子は、ガラスおよびガラスセラミックワークピースを研磨するのに特に好適であることが知見されている。すなわち、本発明の研磨粒子は、潤滑剤と共に用いて、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨すると、研磨物品の寿命の続く間、比較的一定した高い切断レートを与える。従って、本発明の他の態様は、
（ａ）上述した研磨物品と、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを接触させる工程と、
（ｂ）ワークピースと研磨物品の界面に潤滑剤を適用する工程と、
（ｃ）ワークピースおよび研磨物品を互いに動かす工程とを含むガラスまたはガラスセラミックワークピースの研磨方法である。
【００１０】
研磨物品の３次元研磨コーティングは、バインダーと、その中に分散されたダイヤモンドビーズ研磨粒子と、研磨コーティングの約４０〜約６０重量パーセントの量の少なくとも１種類の充填剤とを含む。充填剤のレベルは、通常の使用条件下で徐々に崩壊して、新しいダイヤモンドビーズ研磨粒子を露出および放出する研磨コーティングを与えるように選ぶ。ダイヤモンドビーズ研磨粒子は、その比較的大きなサイズによって、研磨コーティング中に押し込められるのを防ぐため、特に好適であると考えられる。また、ダイヤモンドビーズ研磨粒子は、切断レートを減じる恐れのある摩耗による平坦化を生じ難い（目つぶれが生じ難い）。
【００１１】
好ましい実施形態において、３次元研磨コーティングは精密に成形された表面を有している。本明細書において「精密に成形された」とは、バインダー前駆体を裏材上に形成し、製造ツール表面のキャビティを充填しながら、前駆体を硬化することにより形成される研磨複合材料のことを説明するものである。これらの研磨複合材料は、様々な側部の交差により画定される明確な端部のある明確な端部長を有する画定が良好になされた鋭角に接合および結合している比較的平滑に表面仕上げされた側部により画定される３次元形状を有している。この種の研磨物品は、複数のかかる精密に成形された研磨剤を適用するという点で構造化されていると言える。研磨複合材料はまた、本明細書で用いる場合、研磨複合材料を形成する側部または境界が落ち込んでいて、正確でないという意味の不規則形状を有していてもよい。不規則形状の研磨複合材料において、まず、研磨スラリーを所望の形状および／またはパターンへと形成する。研磨スラリーを形成したら、研磨スラリー中のバインダー前駆体を硬化または固化する。成形とバインダー前駆体硬化の間には時間の間隔がある。この時間の間隔により、研磨スラリーは流れ、かつ／または落ち込んで、成形された形状に幾分歪みが生じる。研磨複合材料はまた、ＷＯ第９５／０７７９７号（１９９５年３月２３日公開）およびＷＯ第９５／２２４３６号（１９９５年８月２４日公開）に記載されているように、単一研磨物品においてサイズ、ピッチまたは形状を変えることもできる。
【００１２】
本明細書で用いる「境界」とは、各研磨複合材料の実際の３次元形状の境界を定め、画定する各複合材料の露出表面および端部のことである。これらの境界は、本発明の研磨物品の断面を顕微鏡で見たとき、容易に目視および確認される。これらの境界は、複合材料がその基部において共通の境界に沿って互いに接していても、一つの研磨複合材料を他から分離し区別するものである。精密に成形された研磨複合材料については、境界および端部は鋭く、区別されている。比較として、精密に成形された複合材料を有していない研磨物品においては、境界および端部は画定的でない（研磨複合材料は硬化終了前に垂れてしまう）。これらの研磨複合材料は、正確または不規則に成形されていても、実質的に明確で確認できる境界により画定される幾何学形状とすることができ、正確な幾何学形状は、立方体、円柱、プリズム、ブロック状、角錐、角錐台、円錐、円錐台、円柱、半球等からなる群より選択される。
【００１３】
本明細書において用いる「テクスチャー」とは、個々の３次元複合材料が精密に、または不規則に成形されているかに係わらず、上述の３次元複合材料のいずれかを有する研磨コーティングのことである。テクスチャーは、すべて実質的に同じ幾何学形状を有する（テクスチャーは規則的である）複数の研磨複合材料から形成されていてよい。同様に、幾何学形状が研磨複合材料によって異なる場合、テクスチャーは不規則パターンであってもよい。
【００１４】
詳細な説明
本発明は、研磨物品および、研磨物品を用いてガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨する方法に関する。研磨物品は、裏材と、裏材の表面に接合した少なくとも１つの３次元研磨コーティングとを含む。研磨コーティングは、硬化バインダー前駆体から形成されたバインダーと、複数のダイヤモンドビーズ研磨粒子と、研磨コーティングの約４０〜約６０重量パーセントの充填剤とを含む。研磨コーティングはさらに、カップリング剤、沈殿防止剤、硬化剤（開始剤）、光増感剤等のような任意の成分を含んでいてもよい。
【００１５】
バインダー
バインダーはバインダー前駆体から形成される。バインダー前駆体は、未硬化または未重合状態の樹脂を含む。研磨物品の製造中、バインダー前駆体中の樹脂は重合または硬化されて、バインダーが形成される。バインダー前駆体は、縮合硬化性樹脂、付加重合性樹脂、遊離基硬化性樹脂および／またはこれらの組み合わせおよびブレンドを含むことができる。
【００１６】
好ましいバインダー前駆体は、遊離基機構により硬化する樹脂である。重合プロセスは、バインダー前駆体を、適正な触媒と共に、熱エネルギーや放射エネルギーのようなエネルギー源に露出することにより開始される。放射エネルギーとしては、電子ビーム、紫外線および可視光が例示される。
【００１７】
遊離基重合性樹脂としては、アクリル化ウレタン、アクリル化エポキシ、アクリル化ポリエステル、エチレン化不飽和化合物、懸垂不飽和カルボニル基を有するアミノ樹脂誘導体、少なくとも１個の懸垂アクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体、少なくとも１個の懸垂アクリレート基を有するイソシアネート誘導体およびこれらの混合物および組み合わせが例示される。アクリレートという用語には、アクリレートとメタクリレートの両方が含まれる。
【００１８】
アクリル化ウレタンは、ヒドロキシ末端イソシアネート伸張ポリエステルまたはポリエーテルのアクリレートエステルでもある。それらは脂肪族または芳香族とすることができる。市販のアクリル化ウレタンとしては、ヘンケル社（ニュージャージー州、Ｈｏｂｏｋｅｎ）製ＰＨＯＴＯＭＥＲ（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ６０１０）；ＵＣＢラドキュア社（ジョージア州、Ｓｍｙｒｎａ）製ＥＢＥＣＲＹＬ２２０（分子量１０００の六官能性芳香族ウレタンアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ２８４（１，６−ヘキサンジオールジアクリレートで希釈された分子量１２００の脂肪族ウレタンジアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ４８２７（分子量１６００の芳香族ウレタンジアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ４８３０（テトラエチレングリコールジアクリレートで希釈された分子量１２００の脂肪族ウレタンジアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ６６０２（トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレートで希釈された分子量１３００の三官能性芳香族ウレタンアクリレート）およびＥＢＥＣＲＹＬ８４０（分子量１０００の脂肪族ウレタンジアクリレート）；サートマー社（ペンシルバニア州、ウエストチェスター）製ＳＡＲＴＯＭＥＲ（例えば、ＳＡＲＴＭＥＴ９６３５、９６４５、９６５５、９６３−Ｂ８０、９６６−Ａ８０等）；およびモートンインターナショナル社（イリノイ州、シカゴ）製ＵＶＩＴＨＡＮＥ（例えば、ＵＶＩＴＨＡＮＥ７８２）という商品名で知られているものが例示される。
【００１９】
ウレタンアクリレートオリゴマーをエチレン化不飽和モノマーとブレンドしてもよい。好ましいエチレン化不飽和モノマーは単官能性アクリレートモノマー、二官能性アクリレートモノマー、三官能性アクリレートモノマーおよびこれらの組み合わせである。
【００２０】
エチレン化不飽和モノマーまたはオリゴマーは、あるいはアクリレートモノマーまたはオリゴマーは、一官能性、二官能性、三官能性または四官能性あるいはこれ以上の官能性であってもよい。アクリレートという用語には、アクリレートとメタクリレートの両方が含まれる。エチレン化不飽和バインダー前駆体としては、炭素、水素および酸素と、任意で窒素およびハロゲンを含有するモノマーとポリマー化合物の両方が含まれる。酸素または窒素原子またはこの両方は、通常、エーテル，エステル、ウレタン、アミドおよびウレア基に存在している。エチレン化不飽和化合物の分子量は好ましくは約４，０００未満であり、脂肪族のモノヒドロキシ基または脂肪族のポリヒドロキシ基を含有する化合物と、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等のような不飽和カルボン酸との反応から作成されたエステルであるのが好ましい。エチレン化不飽和モノマーの代表例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ビニルトルエン、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびペンタエリスリトールテトラメタクリレートが挙げられる。その他のエチレン化不飽和樹脂としては、モノアリル、ポリアリルおよびポリメソアリルエステルおよびジアリルフタレート、ジアリルアジペートおよびＮ、Ｎ−ジアリルアジパミドのようなカルボン酸のアミドが挙げられる。さらに他の窒素含有化合物としては、トリス（２アクリル−オキシエチル）イソシアヌレート、１，３，５−トリ（２−メタクリルオキシエチル）−ｓ−トリアジン、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチル−アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニル−ピロリドンおよびＮ−ビニル−ピペリドンおよびラドキュアスペシャルティズより入手可能なＣＭＤ３７００が挙げられる。エチレン化不飽和希釈剤またはモノマーは、米国特許第５，２３６，４７２号（Ｋｉｒｋら）および第５，５８０，６４７号（Ｌａｒｓｏｎら）に例示がある。
【００２１】
その他の用いることのできる有用なバインダーおよびバインダー前駆体に関する更なる情報については、譲渡者の同時係属特許出願第０８／６９４，０１４号（１９９６年８月８日出願）にある。これは、特許出願第０８／５５７，７２７号（１９９５年１１月１３日出願）（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔら）および米国特許第４，７７３，９２０号（Ｃｈａｓｍａｎら）の一部係属出願である。
【００２２】
アクリル化エポキシは、ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジアクリレートエステルのようなエポキシ樹脂のジアクリレートエステルである。市販のアクリル化エポキシとしては、ラドキュアスペシャルティズより市販のＣＭＤ３５００、ＣＭＤ３６００およびＣＭＤ３７００、サートマー（ペンシルバニア州、ウェストチェスター）より市販のＣＮ１０３、ＣＮ１０４、ＣＮ１１１、ＣＮ１１２およびＣＮ１１４が例示される。
【００２３】
ポリエステルアクリレートとしては、ヘンケル社（ニュージャージー州、Ｈｏｂｏｋｅｎ）製のＰｈｏｔｏｍｅｒ５００７およびＰｈｏｔｏｍｅｒ５０１８が例示される。
【００２４】
アミノ樹脂は、１分子または１オリゴマー当たり、少なくとも１つの懸垂アルファ、ベータ−不飽和カルボニル基を有している。これらの不飽和カルボニル基は、アクリレート、メタクリレートまたはアシルアミド系の基とすることができる。かかる材料としては、Ｎ−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−オキシジメチレンビスアクリルアミド、オルトおよびパラアクリルアミドメタクリル化フェノール、アクリルアミドメチル化フェノールノボラックおよびこれらの組み合わせが例示される。これらの材料については、さらに米国特許第４，９０３，４４０号（Ｌａｒｓｏｎら）および第５，２３６，４７２号（Ｋｉｒｋら）に記載されている。
【００２５】
少なくとも１つの懸垂アクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体と、少なくとも１つの懸垂アクリレート基を有するイソシアネート誘導体についてはさらに、米国特許第４，６５２，２７号（Ｂｏｅｔｔｃｈｅｒら）に記載されている。好ましいイソシアヌレート材料は、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリレートである。
【００２６】
特に好ましいバインダー前駆体は、約３０部のトリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレート（ＴＡＴＨＥＩＣ）および約７０部のトリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）の混合物を含む。かかる混合物は、サートマー社（ペンシルバニア州、ウェストチェスター）より「ＳＲ３６８Ｄ」という商品名で市販されている。
【００２７】
バインダー前駆体はまたエポキシ樹脂も含む。エポキシ樹脂はオキシランを有しており、開環重合される。かかるエポキシド樹脂としては、モノマーエポキシ樹脂およびポリマーエポキシ樹脂が挙げられる。ある好ましいエポキシ樹脂としては、２，２−ビス［４−（２，３−エポキシプロポキシ）−フェニル）プロパン、ビスフェノールのジグリシジルエーテル、シェルケミカル社より入手可能なＥＰＯＮ８２８、ＥＰＯＮ１００４およびＥＰＯＮ１００１Ｆ、およびダウケミカル社よりＤＥＲ−３３１、ＤＥＲ−３３２およびＤＥＲ−３３４という商品名で市販されている材料が例示される。その他の好適なエポキシ樹脂としては、環状脂肪族エポキシ、ダウケミカル社より入手可能なフェノールホルムアルデヒドノボラック（例えば、ＤＥＮ−４３１およびＤＥＮ−４２８）のグリシジルエーテルが挙げられる。遊離基硬化性樹脂およびエポキシ樹脂のブレンドについてはさらに、米国特許第４，７５１，１３８号（Ｔｕｍｅｙら）および第５，２５６，１７０号（Ｈａｒｍｅｒら）に記載されている。
【００２８】
裏材材料
裏材は、研磨コーティングの支持体を与える機能を果たす。本発明に有用な裏材は、バインダー前駆体を硬化条件に露出した後バインダーに接合可能でなければならなず、本発明の方法に用いる物品が、ワークピースにおける表面の輪郭、円弧および不規則性に沿うよう前記露出後可撓性であるのが好ましい。
【００２９】
多くの研磨用途において、得られる研磨物品が長持ちするようバッキングは強固で耐久性を有する必要がある。さらに、ある研磨用途においては、研磨物品がガラスワークピースに均一に沿うよう裏材は強固で可撓性を有する必要がある。ワークピースがある形状またはそれに関連した輪郭を持っているとき一般にこのことが当てはまる。裏材は、強度および馴染み易さというこれらの特性を与えるために、ポリマーフィルム、紙、バルカナイズドファイバー、処理済不織裏材または処理済布裏材とすることができる。裏材はポリマーフィルムであるのが好ましい。ポリマーフィルムとしては、ポリエステルフィルム、コ−ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム等が例示される。特に好ましい裏材は、研磨コーティングの裏材への接着を促すために、エチレンアクリル酸の下塗りコーティングを少なくとも一表面に有するポリエステルフィルムである。
【００３０】
紙を含む不織布は、必要な特性を与えるために、熱硬化性または熱可塑性の材料のいずれかで飽和させることができる。
【００３１】
布裏材もまた、本発明の研磨物品に好適である。布は、Ｊ重量、Ｘ重量、Ｙ重量またはＭ重量の布とすることができる。布を形成するファイバーまたはヤーンは、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、コットン、ガラスファイバーおよびこれらの組み合わせからなる群より選択することができる。布は、編または織布（例えば、ドリル、あや織または朱子織）またはステッチボンドまたはよこ糸挿入布とすることができる。生機布に、テクスチャーを与え、毛焼き、のり抜きまたは生機布に従来行われる処理を行うことができる。布をポリマー材料で処理して、布をシールし、布繊維を保護するのが好ましい。処理には、プリサイズ、飽和剤またはバックサイズのうち１つ以上の処理が含まれる。かかる処理の一つに、プリサイズコーティングを先に適用し、バックサイズコーティングを次に適用するものがある。この代わりに、飽和剤コーティングの次にバックサイズコーティングを続けてもよい。裏材の前表面は比較的平滑なのが通常好ましい。同様に、処理コートにより、布裏材が防水となるものでなければならない。同様に、処理コートにより、布裏材が十分な強度と可撓性を有するものとならなければならない。ある好ましい裏材処理は、架橋ウレタンアクリレートオリゴマーをアクリレートモノマー樹脂とブレンドすることである。布処理の化学的性質がバインダーの化学的性質と同一または類似していることは本発明の範囲に含まれる。布処理の化学には、充填剤、染料、顔料、湿潤剤、カップリング剤、可塑剤等のような添加剤がさらに含まれていてもよい。
【００３２】
その他の処理コーティングには熱硬化性および熱可塑性樹脂が含まれる。代表的で好ましい熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン化不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂およびこれらの混合物が例示される。好ましい熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂（例えば、ナイロン）、ポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂（ポリウレタン−尿素樹脂を含む）が例示される。ある好ましい熱可塑性樹脂は、ポリエステルポリオールおよびイソシアネートの反応生成物から誘導されたポリウレタンである。
【００３３】
場合によっては、独立して複合材料を裏材に取り付ける（ポリエステルフィルム）代わりに、複合材料に近接して直接成形された裏材である一体成形裏材を有するのが好ましいことがある。裏材は、複合材料を成形した後、複合材料の裏側に成形または鋳造するか、または複合材料と同時に成形または鋳造してもよい。一体成形裏材は、熱または放射線硬化性熱可塑性または熱硬化性樹脂のいずれかから成形してよい。代表的で好ましい熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン化不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂およびこれらの混合物が例示される。好ましい熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂（例えば、ナイロン）、ポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂（ポリウレタン−尿素樹脂を含む）が例示される。ある好ましい熱可塑性樹脂は、ポリエステルポリオールおよびイソシアネートの反応生成物から誘導されたポリウレタンである。
【００３４】
ダイヤモンドビーズ研磨粒子
本発明の研磨物品の研磨コーティングは、複数のダイヤモンドビーズ研磨粒子を含む。本明細書で用いる「ダイヤモンドビーズ研磨粒子」とは、約３５〜９４体積％の微孔質の非溶融の連続金属酸化物マトリックスに分散されている、直径２５ミクロン以下の約６〜６５体積％のダイヤモンド研磨粒子を含む研磨粒子のことを言う。金属酸化物マトリックスは、約１，０００未満のヌープ硬さを有し、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化チタンからなる群より選択された少なくとも１種類の金属酸化物を含む。ダイヤモンドビーズ研磨粒子は、金属酸化物マトリックスが、研磨力により破砕または破断されて、新たな露出面が作られるという点で脆いと記載される場合がある。ダイヤモンドビーズ研磨粒子は、米国特許第３，９１６，５８４号（Ｈｏｗａｒｄら）に報告されている。
【００３５】
好ましい製造方法において、ダイヤモンド研磨粒子を金属酸化物（または酸化物前駆体）の水性ゾルと混合して、得られたスラリーを攪拌した脱水液体（例えば、２−エチル−１−ヘキサノール）に加える。水を分散スラリーから除去すると、表面張力によりスラリーが球状複合材料へと引っ張られ、その後それをろ過、乾燥および焼成する。得られたダイヤモンドビーズ研磨粒子は、通常、球の形状で、ダイヤモンドビーズ研磨粒子を作成するのに用いたダイヤモンド粒子より少なくとも２倍のサイズである。
【００３６】
ダイヤモンドビーズ研磨粒子を形作る個々のダイヤモンドのサイズは、一般に、約０．５〜２５マイクロメートル、より好ましくは約３〜約１５マイクロメートルである。ダイヤモンドビーズ研磨粒子のサイズは一般に、約５〜約２００マイクロメートル、より好ましくは約６〜約１００マイクロメートル、最も好ましくは約６〜約３０マイクロメートルの範囲である。
【００３７】
個々のダイヤモンド研磨粒子は、天然または合成のダイヤモンドであってもよい。合成ダイヤモンドに関しては、粒子は「樹脂結合ダイヤモンド」、「鋸歯等級ダイヤモンド」または「金属結合ダイヤモンド」と考えられる。ダイヤモンドはそれらに関して塊形状となっている、あるいは針形状であってもよい。ダイヤモンド粒子は、金属コーティング（例えば、ニッケル、アルミニウム、銅等）、無機コーティング（例えば、シリカ）または有機コーティングのような表面コーティングを有していてもよい。
【００３８】
研磨コーティングは、通常、約１〜約３０重量パーセントのダイヤモンドビーズ研磨粒子、好ましくは約２〜約２５重量パーセントのダイヤモンドビーズ研磨粒子を含む。研磨コーティングは、より好ましくは約５〜約１５重量パーセントのダイヤモンドビーズ研磨粒子、最も好ましくは約７〜約１３重量パーセントのダイヤモンドビーズ研磨粒子を含む。
【００３９】
充填剤
本発明の研磨物品の研磨コーティングはさらに充填剤を含む。充填剤は微粒子材料で、平均粒子サイズが通常０．０１〜５０マイクロメートル、一般に０．１〜４０マイクロメートルである。充填剤は、研磨コーティングの崩壊速度を制御するために研磨コーティングに添加される。研磨中の研磨コーティングの崩壊速度を制御することは、高切断レート、一定した切断レートおよび長い耐用寿命の釣合いを取るのに重要である。充填剤の充填が多すぎると、研磨コーティングの崩壊が早すぎ、研磨操作が不十分となる（例えば、低切断および研磨物品の耐用寿命が短い）恐れがある。逆に、充填剤の充填が少なすぎると、研磨コーティングの崩壊が遅すぎ、研磨粒子が鈍くなって、低切断レートとなる恐れがある。本発明の研磨物品の研磨コーティングは約４０〜約６０重量パーセントの充填剤を含む。より好ましくは、研磨コーティングは約４５〜約６０重量パーセントの充填剤を含む。最も好ましくは、研磨コーティングは約５０〜約６０重量パーセントの充填剤を含む。
【００４０】
本発明の研磨物品に用いるのに好適な充填剤としては、金属炭酸塩（炭酸カルシウム（白亜、方解石、泥炭、トラバーチン、大理石および石灰石）、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム等）、シリカ（水晶、ガラスビーズ、ガラス泡およびガラスファイバー等）、シリケート（タルク、クレイ（モンモリロン石）長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウムおよびケイ酸カリウム等）、金属硫酸塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム等）、石膏、蛭石、木粉、三水和アルミニウム、カーボンブラック、金属酸化物（酸化カルシウム（石灰）、酸化アルミニウム、酸化スズ（例えば、酸化第二スズ）、二酸化チタン等）および金属 亜硫酸塩（亜硫酸カルシウム等）、熱可塑性粒子（ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリウレタン、ナイロン粒子）および熱硬化性粒子（フェノール泡、フェノールビーズ、ポリウレタン泡粒子等）等が例示される。充填剤はハロゲン化物塩のような塩であってもよい。ハロゲン化物塩としては、塩化ナトリウム、氷晶石カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウム、四フッ化ホウ酸カリウム、四フッ化ホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウムおよび塩化マグネシウムが例示される。金属充填剤としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄、チタンが例示される。その他の充填剤としては、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイトおよび金属硫化物が挙げられる。
【００４１】
研磨コーティングに所望の受食性を与える好ましい充填剤としては、メタケイ酸カルシウム、白色酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカおよびこれらの組み合わせが挙げられる。特に好ましい充填剤の組み合わせは、メタケイ酸カルシウムと白色酸化アルミニウムである。精細表面仕上げが望ましいときは、小さい粒子サイズで入手可能な軟充填剤を用いるのが望ましい。
【００４２】
任意の添加剤
本発明の研磨物品の研磨コーティングは、研磨粒子表面修正添加剤、カップリング剤、膨張剤、ファイバー、帯電防止剤、硬化剤、沈殿防止剤、光増感剤、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、ＵＶ安定化剤および酸化防止剤のような任意の添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの材料の量は、所望の特性を与えるように選択される。
【００４３】
カップリング剤
カップリング剤は、バインダーと研磨粒子間を結合架橋することができる。さらに、カップリング剤は、バインダーと充填剤粒子間を結合架橋することができる。カップリング剤としては、シラン、チタネートおよびジルコアルミネートが例示される。カップリング剤を組み込むには様々な手段がある。例えば、カップリング剤はバインダー前駆体に直接添加してもよい。研磨コーティングは約０〜３０重量％、好ましくは０．１〜２５重量％のカップリング剤を含んでいてよい。あるいは、カップリング剤は、充填剤粒子の表面に適用してもよい。さらに他の態様において、カップリング剤は、研磨物品に組み込む前に研磨粒子表面に適用される。研磨粒子は、研磨粒子とカップリング剤の重量に基づいて、約０〜３重量％のカップリング剤を含んでいてもよい。市販のカップリング剤としては、ＯＳＩ製「ＡＩ７４」および「ＡＩ２３０」が例示される。市販のカップリング剤のさらに他の例としては、ケンリッチ石油化学（ニュージャージー州、Ｂａｙｏｎｎｅ）より「ＫＲ−ＴＴＳ」という商品名で市販されているイソプロピルトリイソステロイルチタネートがある。
【００４４】
沈殿防止剤
沈殿防止剤としては、デグサ社（ニュージャージー州、リッジフィールドパーク）より「ＯＸ−５０」という商品名で市販されている表面積が１５０平方メートル／グラムのアモルファスシリカ粒子が例示される。沈殿防止剤の添加により、研磨スラリーの全体の粘度を下げることができる。沈殿防止剤の使用についてはさらに米国特許第５，３６８，６１９号に記載されている。
【００４５】
硬化剤
バインダー前駆体は硬化剤をさらに含んでいてもよい。硬化剤は、バインダー前駆体をバインダーに変換する重合または架橋プロセスを開始および終了するのを補助する材料である。硬化剤という用語には、開始剤、光開始剤、触媒および活性剤が含まれる。硬化剤の量および種類はバインダー前駆体の化学的性質に大きく依存する。
【００４６】
遊離基開始剤
好ましいエチレン化不飽和モノマーまたはオリゴマーの重合は遊離基機構により生じる。エネルギー源が電子ビームの場合、電子ビームは重合を開始する遊離基を生成する。しかしながら、バインダー前駆体をたとえ電子ビームに露光したとしても、開始剤を用いることは本発明の範囲に含まれる。エネルギー源が熱、紫外線または可視光の場合には、遊離基を生成するために開始剤を存在させる。紫外線または熱に露出すると遊離基を生成する開始剤（光開始剤）としては、有機化酸化物、アゾ化合物、キノン、ニトロソ化合物、アシルハロゲン化物、ヒドロキノン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、イミダゾール、クロロトリアジン、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル、ジケトン、フェノンおよびこれらの混合物が例示されるがこれに限定されるものではない。紫外線に露光して遊離基を生成する市販の光開始剤としては、ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１およびＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４（チバガイギー社（ニュージャージー州、ホースローン）より市販）およびＤＡＲＯＣＵＲ１１７３（メルクより市販）が例示される。可視光に露光した際に遊離基を生成する開始剤としては米国特許第４，７３５，６３２号に記載されたものが例示される。可視光に露光した際に遊離基を生成するその他の光開始剤は、商品名ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９（チバガイギー社より市販）である。
【００４７】
一般的に、開始剤は、バインダー前駆体の重量に基づいて約０．１重量％〜１０重量％、好ましくは０．５重量％〜２重量％の量で用いる。
【００４８】
さらに、研磨粒子および／または充填剤のような微粒子材料を添加する前に、バインダー前駆体中に開始剤を分散、好ましくは均一に分散させるのが好ましい。
【００４９】
一般に、バインダー前駆体は放射線エネルギー、好ましくは紫外線または可視光に露光させるのが好ましい。特定の添加剤および／または研磨粒子は、紫外および可視光を吸収すると、バインダー前駆体を適正に硬化させるのが難しくなる場合がある。この現象は、セリア研磨粒子や炭化ケイ素研磨粒子の場合に特に当てはまる。ホスフェート含有光開始剤、特にアシルホスフィンオキシド含有光開始剤を用いると、意外なことに、この問題を回避する傾向にあることが分かっている。かかる開始剤としては、ＢＡＳＦ社（ノースカロライナ州、シャーロット）よりＬＵＣＩＲＩＮ ＴＰＯという商品名で市販されている２，４，６トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドが例示される。その他の市販のアシルホスフィンオキシドとしては、メルクより市販されているＤＡＲＯＣＵＲ４２６３およびＤＡＲＯＣＵＲ４２６５、チバガイギー社（ノースカロライナ州、グリーンスボロ）よりＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９という商品名で市販されているホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）光開始剤が例示される。
【００５０】
光増感剤
研磨コーティングは任意で、空気または窒素のような不活性雰囲気のいずれかで重合に影響を及ぼす光増感剤または光開始剤を含んでいてもよい。こうした光増感剤または光開始剤系としては、カルボニル基または第３級アミノ基を有する化合物およびその混合物が例示される。カルボニル基を有する好ましい化合物には、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンズアルデヒド、ｏ−クロロベンズアルデヒド、キサントン、チオキサントン、９，１０−アントラキノンおよび光増感剤として作用可能なその他の芳香族ケトンがある。好ましい第３級アミンは、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、フェニルメチル−エタノールアミンおよびジメチルアミノエチルベンゾエートである。光増感剤または光開始剤の量は、一般的に、バインダー前駆体の重量に基づいて約０．０１重量％〜１０重量％、より好ましくは約０．２５重量％〜約４．０重量％である。光増感剤としては、Ｂｉｄｄｌｅ Ｓａｗｙｅｒ社より市販されているＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ ＩＴＸ、ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ ＱＴ−Ｘ、ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ ＰＴＸ、ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ ＥＰＤが例示される。
【００５１】
研磨物品
本発明の研磨物品には、裏材にコート接合された３次元研磨剤を有する裏材が含まれる。研磨コーティングは、複数の研磨粒子を含んでいる。これら研磨複合材料は精密に成形または不規則に成形することができる。精密に成形された複合材料はより均一で一定しているため、研磨複合材料は精密に成形されているのが好ましい。
【００５２】
図を参照すると、本発明による研磨物品１０の好ましい実施形態が図１および２にそれぞれ平面および拡大断面図で示されている。研磨物品１０は、一主面に研磨複合材料１６を有する裏材１２を備えている。研磨複合材料１６は、バインダー１５に分散された複数のダイヤモンドビーズ研磨粒子１４を含んでいる。好ましくは、バインダーは多官能性アクリレート、最も好ましくはトリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートおよびトリメチロールプロパントリアクリレートの混合物を含む。研磨複合材料１６はさらに、約４０ｗｔ％〜約６０ｗｔ％の充填剤を含む（図示せず）。バインダー１５は一般に、研磨複合材料１６を裏材１２に結合している。任意で、プリサイズコーティングまたはタイ層１３を研磨複合材料１６と裏材１２の間に介挿してもよい。
【００５３】
研磨複合材料１６は、好ましくは識別できる形状を有している。ダイヤモンドビーズ研磨粒子１４は、最初は、バインダー１５の表面を越えて突出していないのが好ましい。研磨物品１０を用いて表面を研磨するにつれて、研磨複合材料が壊れて未使用のダイヤモンドビーズ研磨粒子１４が現れる。
【００５４】
研磨複合材料の形状はあらゆる形状とすることができる。一般に、裏材と接触する形状の基部側の断面積は、裏材から離れた複合材料の端部よりも広い。複合材料の形状は、立方体、ブロック状、円柱、プリズム、矩形、角錐、角錐台、円錐、円錐台、十字、上部表面が平坦なポスト状のような数多くの幾何学形状から選択できる。その他の形状は半球形であり、さらにＰＣＴ ＷＯ第９５／２２４３６号に記載されている。得られた研磨物品は、異なる研磨複合材料形状の混ざったものとすることができる。
【００５５】
研磨複合材料の基部は互いに接することができ、近接する研磨複合材料の基部同士は、ある特定の距離で互いに分離されていてもよい。この接触の定義にはまた、近接する複合材料が、共通の研磨材料ランド、または複合材料の対向する側壁間で接触および伸張する橋状構造を共有する構成も含まれるものと考えられる。研磨材料ランドは、研磨複合材料を形成するのに用いられる同じ研磨スラリーから形成される。複合材料の中心間に引かれた直接想像線上に妨害する複合材料がないという意味では、これらの複合材料は「近接」している。
【００５６】
研磨複合材料１６のある好ましい形状は、図２に示すように平坦な上部１８と外側に張り出した基部２０を有する角錐台である。異なる高さの研磨複合材料とすることも可能ではあるが、研磨複合材料１６の高さＨは、コートされた研磨物品１０を越えて一定であるのが好ましい。複合材料の高さＨは、約１０〜約１５００マイクロメートル、好ましくは約２５〜約１０００マイクロメートル、より好ましくは約１００〜約６００マイクロメートル、最も好ましくは約３００〜約５００マイクロメートルの値とすることができる。
【００５７】
近接する研磨複合材料の基部２０は互いにランド領域２２により分離されているのが好ましい。理論に拘束されることは望むところではないが、このランド領域２２または分離部が、研磨複合材料間を流体媒体が自由に流れるのを可能にする手段を提供するものと考えられる。この流体媒体の自由な流れは、良好な切断レート、表面仕上げまたは平滑度を増大させるのに寄与する傾向があると考えられる。研磨複合材料の間隔は、直線１ｃｍ当たり約０．３個の研磨複合材料〜直線１ｃｍ当たり約１００個の研磨複合材料、好ましくは直線１ｃｍ当たり約０．４個の研磨複合材料〜直線１ｃｍ当たり約２０個の研磨複合材料、より好ましくは直線１ｃｍ当たり約０．５個の研磨複合材料〜直線１ｃｍ当たり約１０個の研磨複合材料、最も好ましくは直線１ｃｍ当たり約６個の研磨複合材料〜直線１ｃｍ当たり約７個の研磨複合材料と変えることができる。
【００５８】
研磨物品の一態様において、領域の間隔は少なくとも５個の複合材料／ｃｍ２、好ましくは少なくとも３０個の複合材料／ｃｍ２である。本発明の更なる実施形態において、複合材料の領域の間隔は１未満〜約１２，０００個の研磨複合材料／ｃｍ２である。
【００５９】
円錐台形を用いるとき、基部２０の長さは通常、約１００〜約２０００μメートルである。研磨複合材料を形成する側は直線であってもテーパがあってもよい。側部にテーパがあると、研磨複合材料１６を製造ツールのキャビティから外しやすい。図２の角度Ａは、研磨複合材料１６間のランド領域２２と合流する点で、研磨複合材料１６の基部２０が交差する想像垂直線から測っている（すなわち、想像線はランド領域２２と法線である）。角度「Ａ」は約１度〜約７５度、好ましくは約２度〜約５０度、より好ましくは約３度〜約３５度、最も好ましくは約５度〜約１５度である。
【００６０】
研磨手順において、研磨物品の裏材１２はサブパッド２４に取り付ける、またはプラットフォーム２８に直接取り付けてもよい。サブパッド２４はポリマー材料、例えば、ポリカーボネートでできているのが好ましい。任意で、圧縮パッド２６をサブパッド２４とプラットフォーム２８の間に介挿して、研磨中、研磨物品の緩衝材としてもよい。圧縮パッドはポリウレタン泡、ゴム、エラストマー、ゴム泡等であってよい。研磨物品の裏材１２は、サブパッド２４またはプラットフォーム２８に感圧接着剤（図示せず）により接合されているのが好ましい。
【００６１】
図３および４を参照すると、本発明による研磨物品１０’の他の好ましい実施形態が図３および４にそれぞれ平面および拡大断面図で示されている。本実施形態において、研磨複合材料１６’は、図４に示すように半球形状である。研磨物品１０’は、一主面が熱可塑性ポリエステルプリサイズコーティング１３’でシールされた織ポリエステル裏材１２’を有している。硬化したプリサイズコーティング１３’に、篩（図示せず）を通して研磨粒子とバインダー前駆体を含むスラリーを適用する。半球の研磨複合材料１６’はサイズおよび形状を変えてもよく、プリサイズコーティング１３’に不規則または均一に分散されていてよい。半球の研磨複合材料１６’は図３の平面図に示すように、同じ直径を有する円であるのが好ましい。
【００６２】
個々の研磨複合材料の形状に関わらず、好ましくは裏材の表面積の約２０％〜約９０％、より好ましくは約４０％〜約７０％、最も好ましくは約５０％〜約６０％が研磨複合材料により覆われている。さらに、精密に成形された複合材料は、表面積を画定する下部が、複合材料の上部表面積よりも好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも２５％、最も好ましくは少なくとも１５％広い。
【００６３】
精密に成形された研磨複合材料を有する研磨物品を作成する方法
本発明の研磨物品を作成する第１の工程は研磨スラリーを調製することである。研磨スラリーは、好適な混合技術により、バインダー前駆体、ダイヤモンドビーズ研磨粒子、充填剤および所望の任意の添加剤を合わせて結合することにより作成される。混合技術としては、低剪断および高剪断混合が挙げられ、高剪断混合が好ましい。研磨スラリーの粘度を下げるために、混合工程と組み合わせて超音波エネルギーを用いてもよい。一般に、ダイヤモンドビーズ研磨粒子はバインダー前駆体に徐々に添加される。充填剤を加える前に、界面活性剤をバインダー前駆体に加えるのが好ましい。好適な界面活性剤は、「ＺＹＰＨＲＵＭ ＰＤ９０００」（ＩＣＩアメリカ（デラウェア州、ウィルミントン）より市販）という商品名で市販されているアニオン性ポリエステル界面活性剤である。研磨スラリーは、バインダー前駆体、研磨粒子、充填剤および任意の添加剤の均一な混合物とするのが好ましい。必要であれば、水および／または溶剤を加えて粘度を下げてもよい。研磨スラリー中の気泡の量は、混合工程中か後のいずれかに真空を引いて最小にすることができる。場合によっては、研磨粒子を約３０℃〜約７０℃の範囲で加熱して粘度を下げるのが好ましいこともある。良好にコートし、研磨粒子およびその他充填剤がコーティングの前に沈殿しないようなレオロジーを確保するために、コーティングの前に研磨スラリーをモニターするのが重要である。
【００６４】
精密に成形された研磨コーティングを得るには、研磨スラリーが製造ツールのキャビティ内にある間に、バインダー前駆体を実質的に固化または硬化する。あるいは、実質的な硬化の前に製造ツールをバインダー前駆体から外す。すると、落ち込んだやや不規則な形状の側壁となる。
【００６５】
精密に成形された研磨複合材料を有する研磨物品を製造する好ましい方法は、複数のキャビティを有する製造ツールを用いるものである。これらのキャビティは、本質的には研磨複合材料の逆形状であり、研磨複合材料の形状を生成するためのものである。キャビティ／単位面積の数に対応する数の研磨複合材料／単位面積を有する研磨物品となる。これらのキャビティは、円柱、ドーム、角錐、矩形、角錐台、プリズム、立方体、円錐、円錐台、または三角、四角、円、矩形、六角形、八角系等の上部表面断面を有する形状といった、いかなる幾何学形状にもすることができる。キャビティの寸法は、研磨複合材料／単位面積に所望の数が得られるように選ぶ。キャビティは、近接するキャビティ間の間隔がドット状パターンで存在させることもできるし、キャビティを互いに当接させることもできる。
【００６６】
研磨スラリーは、ダイコーティング、真空ダイコーティング、スプレー、ロールコーティング、転写コーティング、ナイフコーティング等のような通常の技術により製造ツールのキャビティにコートすることができる。製造ツールが、平面トップまたは比較的直線の側壁のいずれかを有するキャビティを含む場合には、空気がトラップされるのを最小にするためにコーティング中真空を使うのが好ましい。
【００６７】
製造ツールは、ベルト、シート、連続シートまたはウェブ、輪転グラビアロールのようなコーティングロール、コーティングコール上に据え付けられたスリーブ、ダイ等とすることができる。製造ツールは、ニッケルめっき表面をはじめとする金属、金属合金、セラミックまたはプラスチックから構成することができる。製造ツールについての更なる情報は、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）および第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）にある。ある好ましい製造ツールは、金属マスターにエンボス加工が施された熱可塑性の製造ツールである。
【００６８】
研磨スラリーが熱硬化性バインダー前駆体を含むときは、バインダー前駆体は硬化または重合させなければならない。この重合は、通常、エネルギー源に露出する際に開始される。通常、エネルギーの量は、バインダー前駆体の化学的性質、研磨スラリーの寸法、研磨粒子の量および種類、充填剤の量および種類、および任意の添加剤の量および種類といったいくつかの要因に応じて異なる。放射エネルギーが好ましいエネルギー源である。好適な放射エネルギーとしては、電子ビーム、紫外線および可視光が挙げられる。電子ビーム放射は、約０．１〜約１０Ｍｒａｄのエネルギーレベルで用いることができる。紫外線は、約２００〜約４００ナノメートルの範囲、好ましくは約２５０〜４００ナノメートルの範囲の波長を有する非微粒子放射線のことである。放射源の好ましい出力は１１８〜２３６ワット／ｃｍである。可視光は、約４００〜約８００ナノメートルの範囲、好ましくは約４００〜約５５０ナノメートルの範囲の波長を有する非微粒子放射線のことである。
【００６９】
製造ツールをコートした後、研磨スラリーが裏材の前表面を濡らすように、好適な手段により裏材と研磨スラリーを接触させる。次に、例えば、接触ニップロールにより、研磨スラリーを裏材と接触させる。次に、本明細書に記載したようなある形態のエネルギーをエネルギー源により研磨スラリーに伝達させて、バインダー前駆体を少なくとも部分的に硬化する。例えば、光放射をツールのキャビティに含まれるスラリーへ伝達するために、製造ツールを透明材料（例えば、ポリエステル、ポリエチレンまたはポリプロピレン）とすることができる。「部分硬化」とは、研磨スラリーを製造ツールから除去したときに研磨スラリーが流れない状態までバインダー前駆体を重合することを意味している。バインダー前駆体が完全に硬化されていない場合には、製造ツールから除去した後に何らかのエネルギー源により完全に硬化することができる。製造ツールを用いて、この好ましい方法により研磨物品を作成するその他詳細については、さらに米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）および第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）に記載されている。
【００７０】
この第１の方法の変形において、研磨スラリーを製造ツールのキャビティにではなく裏材にコートすることができる。研磨スラリーが製造ツールのキャビティに流れるように研磨スラリーのコートされた裏材を製造ツールと接触させる。研磨物品を作成する残りの工程は上述のと同じである。この方法に関しては、バインダー前駆体は放射エネルギーにより硬化するのが好ましい。放射エネルギーは、裏材および／または製造ツールを通して伝達させることができる。放射エネルギーを裏材か製造ツールのいずれかを通して伝達させる場合には、裏材または製造ツールは放射エネルギーをあまり吸収してはならない。さらに、放射エネルギー源は裏材または製造ツールをあまり劣化させてはならない。例えば、紫外線はポリエステルフィルム裏材を通して伝達させることができる。
【００７１】
この代わりに、製造ツールが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニルまたはこれらの組み合わせのような特定の熱可塑性材料からできている場合には、紫外線または可視光が製造ツールを通して、研磨スラリーへと伝達させることができる。紫外線安定化剤および／または酸化防止剤を熱可塑性製造ツールに組み込むのが好ましい場合もある。熱可塑性の製造ツールについては、研磨物品を作成する操作条件は過剰の熱が発生しないように設定しなければならない。過剰の熱が生成すると、熱可塑性のツールが歪んだり溶ける恐れがある。
【００７２】
一体成形された裏材が好ましい場合もある。すなわち、複合材料は鋳型のキャビティにあるままとして、研磨複合材料が直接、複合材料に鋳造または成形された樹脂裏材に結合される。裏材は、研磨複合材料のバインダー前駆体が完全に硬化する前に成形されて、複合材料と裏材の間の接着を良好にするのが好ましい。裏材が鋳造される前に複合材料の表面にプライマーまたは接着促進剤を与えて、裏材の適正な接着を確保するのが望ましい。
【００７３】
裏材は、複合材料と同じ樹脂から鋳造または成形してもよいし、異なる材料から鋳造されてもよい。特に有用な裏材樹脂としては、ウレタン、エポキシ、アクリレートおよびアクリル化ウレタンが例示される。裏材は研磨粒子を含まないのが好ましい。というのは、これらの粒子は研削目的では通常用いられないからである。しかしながら、充填剤、ファイバーまたはその他添加剤は裏材に組み込んでもよい。裏材と研磨複合材料間の接着を増大させるために、ファイバーを裏材に組み込んでもよい。本発明の裏材に有用なファイバーとしては、シリケート、金属、ガラス、カーボン、セラミックおよび有機材料から作成されたものが例示される。裏材に用いるのに好ましいファイバーは、ケイ酸カルシウムファイバー、スチールファイバー、ガラスファイバー、カーボンファイバー、セラミックファイバーおよび高剪断有機ファイバーである。
【００７４】
ある用途においては、より耐久性のある引裂き抵抗性を持たせるのが望ましいことがある。これは、スクリム材料等を一体成形された裏材に含めることによって実現できる。裏材の成形中、スクリムまたはその他材料を、既に樹脂を充填した（ただし硬化はしてない）キャビティに配置し、別の樹脂層をスクリムに適用するか、またはスクリムまたはその他材料を未硬化の成形裏材に配置することにより実現できる。スクリムまたは添加裏材材料は、裏材樹脂が材料に浸透しこれを包み込むことができるよう十分に多孔性であるのが好ましい。
【００７５】
有用なスクリム材料は、通常、軽量な開放織の粗布地である。好適な材料としては、金属またはワイヤメッシュ、綿、ポリエステル、レーヨン、ガラス布のような布地、またはファイバーのようなその他強化材料が挙げられる。スクリムまたは強化材料を前処理して、樹脂のスクリムへの接着を増大させてもよい。
【００７６】
研磨物品が作成された後、研磨物品を用いる前に、好適な形態／形状に変換するのに先立ち、曲げる、かつ／または湿らせることができる。
【００７７】
正確ではなく成形された研磨複合材料を有する研磨物品を作成する方法
研磨物品を作成する第２の方法は、研磨複合材料が正確ではなく成形または不規則に成形された方法に関する。この方法において、研磨スラリーを製造ツールから除去したら、エネルギー源に露出する。第１の工程は、裏材の前側を、ドロップダイコーター、ロールコーター、ナイフコーター、カーテンコーター、真空ダイコーターまたはダイコーターのような通常の技術により研磨スラリーでコートすることである。所望であれば、粘度を下げるためにコーティングする前に研磨スラリーを加熱し、かつ／またはスラリーに超音波をかけることができる。次に、研磨スラリー／裏材の組み合わせを製造ツールと接触させる。製造ツールは、上述した製造ツールと同種のものとすることができる。製造ツールは、一連のキャビティを有しており、研磨スラリーがこれらのキャビティに流れ込む。研磨スラリーを製造ツールから除去する際、研磨スラリーがそれに応じたパターンを持ち、研磨複合材料のパターンが製造ツールのキャビティから形成される。除去の後、研磨スラリーのコートされた裏材をエネルギー源に露出して、バインダー前駆体の重合を開始して研磨複合材料を形成する。研磨スラリーコート裏材を製造ツールから外すのから、バインダー前駆体の固化までの時間は比較的短いのが一般に好ましい。この時間が長すぎると、研磨スラリーが流れて、パターンが実質的に見えなくなるまでパターンが歪んでしまう。
【００７８】
この第２の方法の変形において、研磨スラリーを裏材にではなく製造ツールのキャビティにコートすることができる。研磨スラリーが裏材を濡らし、それに接合するように裏材を製造ツールと接触させる。この変形例において、例えば、製造ツールは輪転グラビアロールであってもよい。研磨物品を作成する残りの工程は上述したのと同一である。
【００７９】
さらに他の変形例は、研磨スラリーを篩に通してスプレーまたはコートしてパターンを生成するものである。次に、バインダー前駆体を硬化または固化して研磨複合材料を形成する。
【００８０】
パターンまたはテクスチャーを有する研磨コーティングを有する研磨物品を作成する更なる技術は、エンボス加工される裏材を提供し、研磨スラリーを裏材にコートするものである。研磨コーティングはエンボス化された裏材の輪郭に沿って、パターンまたはテクスチャードコーティングを与える。
【００８１】
研磨物品を作成するさらに他の方法は、米国特許第５，２１９，４６２号に記載されている。研磨スラリーをエンボス加工された裏材の凹部にコートする。研磨スラリーは研磨粒子、バインダー前駆体および膨張剤を含む。得られた構造体を、膨張剤により研磨スラリーが裏材の前表面よりも膨張するような状態に露出する。次に、バインダー前駆体を固化して、バインダーを形成し、研磨スラリーを研磨複合材料に変換する。
【００８２】
研磨物品は、所望の用途に応じて所望の形状または形態に変換することができる。この変換は、切込み、ダイカットまたは好適な手段により実施することができる。
【００８３】
ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨する方法
ガラスまたはガラスセラミックワークピースを本発明の研磨物品を用いて研磨する好ましい方法は、液体潤滑剤を用いた「湿潤」研磨プロセスである。潤滑剤はそれに関連したいくつかの利点を有している。例えば、潤滑剤を存在させて研磨すると、研磨中の熱の蓄積を防ぎ、研磨物品とワークピースの界面から異物を除去する。「異物」という用語は、研磨物品により研磨される実際の屑のことを説明するのに用いる。研磨しているワークピースの表面を異物が傷つける場合がある。このように、異物を界面から除去するのが望ましい。潤滑剤を存在させて研磨するとまた、ワークピース表面がより精細な仕上げとなる。
【００８４】
好適な潤滑剤としては、アミン、鉱油、灯油、ミネラルスピリッツ、油の水溶性エマルジョン、ポリエチレンイミン、エチレングリコール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロピレングリコール、アミンボレート、ホウ酸、アミンカルボキシレート、パイン油、インドール、チオアミン塩、アミド、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリエチルトリアジン、カルボン酸、ナトリウム２−メルカプトベンゾチアゾール、イソプロパノールアミン、トリエチレンジアミン四酢酸、プロピレングリコールメチルエーテル、ベンゾトリアゾール、ナトリウム２−ピリジンチオール−１−オキシドおよびヘキシレングリコールのうち１種類以上を含む水ベースの溶液が挙げられる。潤滑剤はまた、腐食防止剤、殺菌剤、安定化剤、界面活性剤および／または乳化剤を含んでいてもよい。
【００８５】
市販の潤滑剤としては、例えば、ＢＵＦＦ−Ｏ−ＭＩＮＴ（Ａｍｅｒａｔｒｏｎプロダクツより市販）、ＣＨＡＬＬＥＮＧＥ ３００ＨＴまたは６０５ＨＴ（インターサーフィスダイナミクスより市販）、ＣＩＭＴＥＣＨ ＧＬ２０１５、ＣＩＭＴＥＣＨ ＣＸ−４１７およびＣＩＭＴＥＣＨ １００（ＣＩＭＴＥＣＨはシンシナティミラクロンより市販）、ＤＩＡＭＯＮＤ ＫＯＯＬまたはＨＥＡＶＹ ＤＵＴＹ（Ｒｈｏｄｅｓより市販）、Ｋ−４０（ＬＯＨオプティカルより市販）、ＱＵＡＫＥＲ １０１（クウェーカーステートより市販）、ＳＹＮＴＩＬＯ ９９３０（Ｃａｓｔｒｏｌインダストリアルより市販）、ＴＩＭ ＨＭ（マスターケミカルより市販）、ＬＯＮＧ−ＬＩＦＥ ２０／２０（ＮＣＨ社より市販）、ＢＬＡＳＥＣＵＴ ８８３（Ｂｌａｓｅｒ Ｓｗｉｓｓｌｕｂｅより市販）、ＩＣＦ−３１ＮＦ（Ｄｕ Ｂｏｉｓより市販）、ＳＰＥＣＴＲＡ−ＣＯＯＬ（Ｓａｌｅｍより市販）、ＳＵＲＣＯＯＬ Ｋ−１１（テキサスＮｔａｌより市販）、ＡＦＧ−Ｔ（ノリタケより市販）、ＳＡＦＥＴＹ−ＣＯＯＬ １３０（Ｃａｓｔｒｏｌインダストリアルより市販）およびＲＵＳＴＬＩＣＫ（Ｄｅｖｏｏｎより市販）という商品名で知られているものが挙げられる。
【００８６】
ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨するのにある好ましい潤滑剤は、３％ｗｔのＣｉｍｔｅｃｈ １００（シンシナティミリクロンより市販）および９７％ｗｔの水とグリセロールの８０／２０％ｗｔ混合物を含む。他の好ましい潤滑剤は、Ｋ−４０（Ｋ−４０は、石鹸／界面活性剤および鉱油を含み、ＬＯＨオプティカルより市販されている）の４％ｗｔ水溶液を含む。
【００８７】
研磨中、研磨物品をワークピース表面に対して動かし、好ましくは約０．３５ｇ／ｍｍ２〜約７．０ｇ／ｍｍ２、より好ましくは約０．７ｇ／ｍｍ２〜約３．５ｇ／ｍｍ２、最も好ましくは約２．８ｇ／ｍｍ２の圧力でワークピースに押し付ける。圧力が高すぎると、研磨物品が過剰に摩耗する恐れがある。逆に、圧力が低すぎると、研磨物品は許容される高い切断レートにできない恐れがある。
【００８８】
述べたように、ワークピースまたは研磨物品またはこの両方は、研磨プロセス中、他方に対して動かす。この動きは、回転運動、不規則運動または直線運動とすることができる。回転運動は、研磨ディスクを回転ツールに取り付けることにより行うことができる。ワークピースおよび研磨物品は同じ方向または逆方向に回転してよい。同じ方向の場合には異なる回転速度とする。好ましいプロセスにおいて、ガラスセラミックディスクは、ある距離で分離された実質的に平行に回転する研磨物品間を通過するホルダーに保持される。回転する研磨物品は、ディスクが研磨物品間を通る際にガラスセラミックディスクの両主面を同時に研磨する。任意で、ディスクホルダーは、回転パターンで研磨物品に対してディスクを動かしてもよい。
【００８９】
機械について、操作ｒｐｍは約４０００ｒｐｍまで、好ましくは約２５ｒｐｍ〜約２０００ｒｐｍ、より好ましくは約５０ｒｐｍ〜約１０００ｒｐｍである。不規則軌道運動は不規則軌道ツールにより行うことができ、直線運動は連続研磨ベルトにより行うことができる。ワークピースと研磨物品間の相対運動はまた、ワークピースの寸法によっても異なる。ワークピースが比較的大きい場合、ワークピースを固定して研磨物品を動かすのが好ましい。
【００９０】
多くの場合、研磨物品は感圧接着剤のような取付け手段を用いてポリカーボネートサブパッドに結合される。サブパッドは、また感圧接着剤のような取付け手段を用いてプラットフォームに結合する。任意で、圧縮パッドをサブパッドとプラットフォームの間に介挿してもよい。圧縮パッドはポリウレタン泡、ゴム、エラストマー、ゴム泡等の圧縮材料からできている。あるいは、研磨物品は取付け手段を用いて直接プラットフォームに結合してもよい。
【００９１】
任意で、研磨物品の表面および支持パッド（例えば、サブパッド、圧縮パッド）を不連続として、研磨物品とワークピース間に潤滑剤が流れる通路を与えてもよい。
【００９２】
サブパッドは円、矩形、四角、楕円等のような所望の形状を有することができる。サブパッドのサイズ（最大寸法）は約５ｃｍ〜１５００ｃｍとすることができる。
【００９３】
取付け手段
研磨物品は取付け手段を用いてサブパッドまたはプラットフォームに固定される。この取付け手段は、感圧接着剤、フック・アンド・ループアタッチメント、メカニカルアタッチメントまたは永久接着剤であってよい。取付け手段は、研磨物品をサブパッドまたはプラットフォームに固着できるようなものでなければならない。
【００９４】
本発明に好適な感圧接着剤の代表例としては、ラテックスクレープ、ロジン、ポリアクリレートエステル、アクリルポリマーおよびコポリマー、例えば、ポリブチルアクリレート、ポリアクリレートエステル、ビニルエーテル（例えば、ポリビニルｎ−ブチルエーテル）、アルキド接着剤、ゴム接着剤（例えば、天然ゴム、合成ゴム、塩素化ゴム）およびこれらの混合物が挙げられる。感圧接着剤は水または有機溶媒からコートしてよい。場合によっては、非極性有機溶媒からコートされるゴム系感圧接着剤を用いるのが好ましい。この代わりに、感圧接着剤は転写テープであってよい。
【００９５】
あるいは、研磨物品は、研磨物品をサブパッドまたはプラットフォームに固定するためにフック・アンド・ループタイプのアタッチメントシステムを含んでいてもよい。ループ布地をコートされた研磨剤の裏側にし、フックをバックアップパッドに付けてもよい。この代わりに、フックを研磨物品の裏側にし、ループをサブパッドまたはプラットフォームに付けてもよい。フック・アンド・ループタイプのアタッチメントシステムについては、さらに米国特許第４，６０９，５８１号、第５，２５４，１９４号および第５，５０５，７４７号およびＰＣＴ ＷＯ第９５／１９２４２号に記載されている。
【００９６】
実施例
以下の試験手順およびこれに限定されない実施例により本発明をさらに説明する。実施例における部、パーセンテージ、比率等はすべて、特に断らない限り、重量基準である。
【００９７】
次の略語を実施例において用いている。
【００９８】
材料の説明
次の材料の略語を実施例において用いている。
ＡＰＳ：ＩＣＩアメリカズ社（デラウェア州、ウィルミントン）より「ＺＹＰＨＲＵＭ ＰＤ９０００」という商品名で市販されているアニオン性ポリエステル界面活性剤
ＯＸ−５０：デグサ社（オハイオ州、ダブリン）より「ＯＸ−５０」という商品名で市販されている表面積が５０平方メートル／グラムのシリカ沈殿防止剤
ＣＳ：ＮＹＣＯ（ニューヨーク州、ウィルスボロ）より「ＮＹＡＤ４００ ＷＯＬＬＡＳＴＯＮＩＴＥ」という商品名で市販されているメタケイ酸カルシウム充填剤
ＩＲＧ８１９：チバガイギー社（ノースカロライナ州、グリーンスボロ）より「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９」という商品名で市販されているホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）光開始剤
ＳＲ３６８Ｄ：サートマー社（ペンシルバニア州、ウェストチェスター）より「ＳＲ３６８Ｄ」という商品名で市販されているアクリレートエステルブレンド
ＰＷＡ１５：フジミ社（イリノイ州、Ｅｌｍｈｕｒｓｔ）より「ＰＷＡ１５」という商品名で市販されている白色酸化アルミニウム充填剤
ＤＩＡ：Ｗａｒｒｅｎダイヤモンドパウダー社（ペンシルバニア州、Ｏｌｙｐｈａｎｔ）より「ＲＢ ＤＩＡＭＯＮＤ」という商品名で市販されている１０〜２０マイクロメートルの工業ダイヤモンド粒子
【００９９】
試験手順１（Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ試験）：
試験機は、修正Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ片側ラップ（Ｒ．Ｈｏｗａｒｄ Ｓｔｒａｓｂａｕｃｈ社（カリフォルニア州、ロングビーチ）より入手可能）であった。０．５ｍｍのポリカーボネートでできたサブパッドを厚さ２．３ｍｍのウレタンフォームに重ね、感圧接着剤で鋼ポリッシャプラットフォームに接合した。３０．５ｃｍの研磨パッドを感圧接着剤でサブパッドに接合した。ワークピースは、外径８４ｍｍ、内径２５ｍｍ厚さ０．９９ｍｍのチタニアアルミノシリケートガラスセラミックであった。ワークピースホルダーに、研磨中ガラスディスクを固定するために、スプリングの充填されたＤｅｌｒｉｎリング（内径約８５ｍｍ）を用いた。直径８４ｍｍのＤＦ２００キャリアパッド（Ｒｏｄｅｌ（ニュージャージー州、Ｎｅｗａｒｋ）より入手可能）をワークピースホルダーの鋼バックアッププレートに据え付けた。次に、研磨する表面とは逆のガラスディスク表面を、水で湿らせておいたキャリアパッドに乗せた。力をかけずに、Ｄｅｌｒｉｎリングの表面を、ガラスディスクの表面から約０．６４ｍｍ突出させた。ワークピースホルダーを研磨パッドと接触させて、Ｄｅｌｒｉｎリングを引込め、ガラスディスクと研磨パッドが直接接触するようにした。得られる圧力が約５６４グラム／ｃｍ２となるのに十分な力を加えた。ガラスディスクの中心は、研磨パッドの中心から約７０ｍｍ外れていた。研磨パッドを上から見たときに時計方向に約１５０ｒｐｍで回転させた。ワークピースホルダーを５０ｒｐｍで同じく時計方向に回転させた。潤滑剤を研磨パッドに約８０ミリリットル／分の流量で直接滴下した。ディスクを約２５ｍｍの距離で研磨パッド上で振動させた。振動の一周期は約１５秒であった。研磨パッドを予備調整するために、ガラスディスクを５６４グラム／ｓｑ．ｃｍの圧力で１５分間研磨した。次に、０．３０ｕｍ Ｒａ（Ｍａｈｒ社（オハイオ州、シンシナティ）製の針先半径５ｕｍの型番Ｐｅｒｔｈｏｍｅｔｅｒ Ｍ４Ｐｉにより測定）の大略表面仕上げのされた試験ディスクをワークピースホルダーに挿入し、約２８２グラム／ｃｍ２の圧力で各サイクルの長さを５分間として３サイクル研磨した。入力仕上げが０．３０ｕｍ Ｒａの新しい試験ディスクを追加の３サイクルに用いた。総除去量をグラムで求めるために各サイクル前後にガラスディスクを秤量した。２．７８グラム／ｃｍ３のディスク密度および５０．５１ｃｍ２のディスク面積を用いて、除去のグラムを１分当たりのマイクロメートル（μｍ／分）に変換した。
【０１００】
ダイヤモンドビーズ研磨粒子の作成
Ｌｕｄｏｘ ＬＳコロイドシリカ分散液（デュポン社（デラウェア州、ウィルミントン）より市販）２００ｇ、ＡＹ−５０界面活性剤（アメリカンシンナミド（ニュージャージー州、Ｗａｙｎｅ）より市販）０．６ｇおよびＤＩＡ３０ｇのスラリーを８２５〜１３５０ｒｐｍで３０分間鋸歯高剪断ミキサー（刃の直径３”）で混合した。２−エチルヘキサノール約４．７５ガロンを、ＡＹ−５０界面活性剤２０ｇと共に容器に加えた。上記スラリーを攪拌を続けながら２−エチルヘキサノールに加えた。混合物を３０分間攪拌した。２−エチルヘキサノールを流し落とし、ビーズをアセトンで洗った。ビーズを５５０℃で乾燥し、篩にかけて寸法分けした。この場合、ビーズの直径は３７μｍ未満であった。
【０１０１】
実施例１および比較例ＡおよびＢの作成手順
【０１０２】
【表１】
表２
実施例１および比較例ＡおよびＢの処方
【０１０３】
製造ツール
近接する角錐台の集まりから構成された鋳造表面を有する金属マスターツール上にポリプロピレン材料を鋳造することにより、製造ツールを作成した。金属マスターツールはダイヤモンド旋削プロセスにより作成されていた。得られたポリマー製造ツールは、４辺の角錐台の形状のキャビティを有していた。各角錐台の高さは約３５６マイクロメートル（１４ミル）、各基部は１側部当たり約１４２７マイクロメートル（５６ミル）、上部は１側部当たり約１３３４マイクロメートル（５２．５ミル）であった。近接する円錐台の基部間は約４４５マイクロメートルであった。
【０１０４】
製造ツールを用いて、表２の研磨スラリー処方から実施例１および比較例ＡおよびＢを作成した。まず、製造ツールのキャビティを所望の研磨スラリーで充填した。次に、エチレンアクリル酸下塗りコートの付いた０．１２７ｍｍ（５ミル）のポリエステルフィルムのシートを、ゴムスキージロールで、研磨スラリーを充填したツールに重ねた。１インチ当たり４００ワットで２個の中圧水銀球を並列で用いて、研磨スラリーのバインダー前駆体を硬化した。フィルム／製造ツールの積層体を０．１７８ｍ／ｓ（３５ｆｐｍ）で２回ＵＶランプに通した。構造化接着コーティングが接合したフィルム裏材を製造ツールから離した。構造化研磨物品を試験手順１（Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ試験）を用いて試験した。結果を表３に示す。
【０１０５】
【表２】
表３
Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ試験結果
注：用いた潤滑剤はＣｉｍｔｅｃｈ１００（シンシナティミリクロンより市販）３％ｗｔと８０／２０％ｗｔの水／グリセロール混合物９７％ｗｔを含んでいた。
【０１０６】
表３の結果によれば、潤滑剤有りの実施例１が最高で最も一定した試験試料の切断レートを有している。潤滑剤を水に変え、ダイヤモンドビーズ研磨粒子をダイヤモンド粒子（比較例Ａ）に変え、充填剤の量を減じる（比較例Ｂ）と性能が落ちる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるある好ましい研磨物品の平面図。
【図２】 図１に示した研磨物品の線２−２に沿った拡大断面図。
【図３】 本発明による他の好ましい研磨物品の平面図。
【図４】 図３に示した研磨物品の線４−４に沿った拡大断面図。
背景
本発明は、研磨物品および、研磨物品を用いてガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨する方法に関する。
【０００２】
ガラスセラミックは、磁気メモリディスクの基板として、例えば、パーソナルコンピュータの記憶装置（例えば、ハードドライブ）として用いられることが知られている。許容される磁気メモリディスクを製造するために、メモリディスク基板は、精密に制御された寸法を有し、精密に制御された表面仕上げがなされていなければならない。一般に、メモリディスク基板の寸法を合わせ、所望の表面仕上げを与えるには、粗性研磨スラリーを用いた複数の工程プロセスが含まれる。このプロセスの第１の工程において、ガラスセラミックディスクが所望の厚さを有し、均一な厚さとなるように寸法を合わせる。寸法合わせの後、ディスクにテクスチャーを与えて、所望の表面仕上げを行う。
【０００３】
粗性研磨スラリーはこのプロセスで広く用いられているが、粗性研磨スラリーにはこれに関連した多くの欠点がある。これら欠点としては、必要とされる大量のスラリーの取扱いが不便なこと、研磨粒子の沈降分離を防いで、研磨界面で研磨粒子の均一な濃度を確保するのに攪拌が必要であること、そして、粗性研磨スラリーを調製、取扱い、廃棄、回収および再利用するのに追加の機器が必要であることが挙げられる。さらに、品質および分散安定性を確実にするためにスラリーそのものを定期的に分析しなければならない。また、粗性研磨スラリーと接触するスラリー供給機器のポンプヘッド、バルブ、供給ライン、研削ラップおよびその他パーツはいずれ、望ましくない摩耗を示す。さらに、粘性液体である粗性研磨スラリーは、容易に飛び散り、含有させるのが難しいため、スラリーを用いるプロセスは通常非常に煩雑である。
【０００４】
ガラスセラミックメモリディスク基板を研磨する（寸法を合わせたり、テクスチャーを与える）ためにスラリープロセスを用いることに関連した多くの欠点からすると、業界において望まれているものは、これらの基板を研磨するのに好適な固定研磨物品である。
【０００５】
概要
本発明は、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨する（寸法を合わせる、または磨く）のに好適な研磨物品を提供するものである。研磨物品は、裏材と、裏材の表面に接合した少なくとも１つの３次元研磨コーティングとを含む。研磨コーティングは、複数のダイヤモンドビーズ研磨粒子と充填剤に分散されたバインダーを含んでいる。充填剤は、研磨コーティングの約４０〜約６０重量パーセント、より好ましくは研磨コーティングの約５０〜約６０重量パーセントである。
【０００６】
３次元研磨コーティングは複数の研磨複合材料を含むのが好ましい。複数の研磨複合材料は精密に成形された複合材料、不規則成形の複合材料または上部が平面の角錐台の形状を有する精密に成形された複合材料とすることができる。精密に成形された複合材料は、表面積を画定する下部が、複合材料の上部表面積よりも好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも２５％、最も好ましくは少なくとも１５％広い。
【０００７】
バインダーは、エチレン化不飽和樹脂、例えば、アクリレート樹脂を含むバインダー前駆体から形成されるのが好ましい。エチレン化不飽和モノマーは、単官能性アクリレートモノマー、二官能性アクリレートモノマー、三官能性アクリレートモノマーおよびこれらの混合物からなる群より選択される。
【０００８】
本発明の研磨物品における研磨粒子は、ダイヤモンドビーズ研磨粒子を含む。ダイヤモンドビーズは、金属酸化物マトリックス、好ましくは酸化ケイ素マトリックスにより保持された複数の個々のダイヤモンド粒子を含む。ダイヤモンドビーズ研磨粒子の平均サイズは約６〜約１００マイクロメートルであるのが好ましい。
【０００９】
本発明の研磨粒子は、ガラスおよびガラスセラミックワークピースを研磨するのに特に好適であることが知見されている。すなわち、本発明の研磨粒子は、潤滑剤と共に用いて、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨すると、研磨物品の寿命の続く間、比較的一定した高い切断レートを与える。従って、本発明の他の態様は、
（ａ）上述した研磨物品と、ガラスまたはガラスセラミックワークピースを接触させる工程と、
（ｂ）ワークピースと研磨物品の界面に潤滑剤を適用する工程と、
（ｃ）ワークピースおよび研磨物品を互いに動かす工程とを含むガラスまたはガラスセラミックワークピースの研磨方法である。
【００１０】
研磨物品の３次元研磨コーティングは、バインダーと、その中に分散されたダイヤモンドビーズ研磨粒子と、研磨コーティングの約４０〜約６０重量パーセントの量の少なくとも１種類の充填剤とを含む。充填剤のレベルは、通常の使用条件下で徐々に崩壊して、新しいダイヤモンドビーズ研磨粒子を露出および放出する研磨コーティングを与えるように選ぶ。ダイヤモンドビーズ研磨粒子は、その比較的大きなサイズによって、研磨コーティング中に押し込められるのを防ぐため、特に好適であると考えられる。また、ダイヤモンドビーズ研磨粒子は、切断レートを減じる恐れのある摩耗による平坦化を生じ難い（目つぶれが生じ難い）。
【００１１】
好ましい実施形態において、３次元研磨コーティングは精密に成形された表面を有している。本明細書において「精密に成形された」とは、バインダー前駆体を裏材上に形成し、製造ツール表面のキャビティを充填しながら、前駆体を硬化することにより形成される研磨複合材料のことを説明するものである。これらの研磨複合材料は、様々な側部の交差により画定される明確な端部のある明確な端部長を有する画定が良好になされた鋭角に接合および結合している比較的平滑に表面仕上げされた側部により画定される３次元形状を有している。この種の研磨物品は、複数のかかる精密に成形された研磨剤を適用するという点で構造化されていると言える。研磨複合材料はまた、本明細書で用いる場合、研磨複合材料を形成する側部または境界が落ち込んでいて、正確でないという意味の不規則形状を有していてもよい。不規則形状の研磨複合材料において、まず、研磨スラリーを所望の形状および／またはパターンへと形成する。研磨スラリーを形成したら、研磨スラリー中のバインダー前駆体を硬化または固化する。成形とバインダー前駆体硬化の間には時間の間隔がある。この時間の間隔により、研磨スラリーは流れ、かつ／または落ち込んで、成形された形状に幾分歪みが生じる。研磨複合材料はまた、ＷＯ第９５／０７７９７号（１９９５年３月２３日公開）およびＷＯ第９５／２２４３６号（１９９５年８月２４日公開）に記載されているように、単一研磨物品においてサイズ、ピッチまたは形状を変えることもできる。
【００１２】
本明細書で用いる「境界」とは、各研磨複合材料の実際の３次元形状の境界を定め、画定する各複合材料の露出表面および端部のことである。これらの境界は、本発明の研磨物品の断面を顕微鏡で見たとき、容易に目視および確認される。これらの境界は、複合材料がその基部において共通の境界に沿って互いに接していても、一つの研磨複合材料を他から分離し区別するものである。精密に成形された研磨複合材料については、境界および端部は鋭く、区別されている。比較として、精密に成形された複合材料を有していない研磨物品においては、境界および端部は画定的でない（研磨複合材料は硬化終了前に垂れてしまう）。これらの研磨複合材料は、正確または不規則に成形されていても、実質的に明確で確認できる境界により画定される幾何学形状とすることができ、正確な幾何学形状は、立方体、円柱、プリズム、ブロック状、角錐、角錐台、円錐、円錐台、円柱、半球等からなる群より選択される。
【００１３】
本明細書において用いる「テクスチャー」とは、個々の３次元複合材料が精密に、または不規則に成形されているかに係わらず、上述の３次元複合材料のいずれかを有する研磨コーティングのことである。テクスチャーは、すべて実質的に同じ幾何学形状を有する（テクスチャーは規則的である）複数の研磨複合材料から形成されていてよい。同様に、幾何学形状が研磨複合材料によって異なる場合、テクスチャーは不規則パターンであってもよい。
【００１４】
詳細な説明
本発明は、研磨物品および、研磨物品を用いてガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨する方法に関する。研磨物品は、裏材と、裏材の表面に接合した少なくとも１つの３次元研磨コーティングとを含む。研磨コーティングは、硬化バインダー前駆体から形成されたバインダーと、複数のダイヤモンドビーズ研磨粒子と、研磨コーティングの約４０〜約６０重量パーセントの充填剤とを含む。研磨コーティングはさらに、カップリング剤、沈殿防止剤、硬化剤（開始剤）、光増感剤等のような任意の成分を含んでいてもよい。
【００１５】
バインダー
バインダーはバインダー前駆体から形成される。バインダー前駆体は、未硬化または未重合状態の樹脂を含む。研磨物品の製造中、バインダー前駆体中の樹脂は重合または硬化されて、バインダーが形成される。バインダー前駆体は、縮合硬化性樹脂、付加重合性樹脂、遊離基硬化性樹脂および／またはこれらの組み合わせおよびブレンドを含むことができる。
【００１６】
好ましいバインダー前駆体は、遊離基機構により硬化する樹脂である。重合プロセスは、バインダー前駆体を、適正な触媒と共に、熱エネルギーや放射エネルギーのようなエネルギー源に露出することにより開始される。放射エネルギーとしては、電子ビーム、紫外線および可視光が例示される。
【００１７】
遊離基重合性樹脂としては、アクリル化ウレタン、アクリル化エポキシ、アクリル化ポリエステル、エチレン化不飽和化合物、懸垂不飽和カルボニル基を有するアミノ樹脂誘導体、少なくとも１個の懸垂アクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体、少なくとも１個の懸垂アクリレート基を有するイソシアネート誘導体およびこれらの混合物および組み合わせが例示される。アクリレートという用語には、アクリレートとメタクリレートの両方が含まれる。
【００１８】
アクリル化ウレタンは、ヒドロキシ末端イソシアネート伸張ポリエステルまたはポリエーテルのアクリレートエステルでもある。それらは脂肪族または芳香族とすることができる。市販のアクリル化ウレタンとしては、ヘンケル社（ニュージャージー州、Ｈｏｂｏｋｅｎ）製ＰＨＯＴＯＭＥＲ（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ６０１０）；ＵＣＢラドキュア社（ジョージア州、Ｓｍｙｒｎａ）製ＥＢＥＣＲＹＬ２２０（分子量１０００の六官能性芳香族ウレタンアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ２８４（１，６−ヘキサンジオールジアクリレートで希釈された分子量１２００の脂肪族ウレタンジアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ４８２７（分子量１６００の芳香族ウレタンジアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ４８３０（テトラエチレングリコールジアクリレートで希釈された分子量１２００の脂肪族ウレタンジアクリレート）、ＥＢＥＣＲＹＬ６６０２（トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレートで希釈された分子量１３００の三官能性芳香族ウレタンアクリレート）およびＥＢＥＣＲＹＬ８４０（分子量１０００の脂肪族ウレタンジアクリレート）；サートマー社（ペンシルバニア州、ウエストチェスター）製ＳＡＲＴＯＭＥＲ（例えば、ＳＡＲＴＭＥＴ９６３５、９６４５、９６５５、９６３−Ｂ８０、９６６−Ａ８０等）；およびモートンインターナショナル社（イリノイ州、シカゴ）製ＵＶＩＴＨＡＮＥ（例えば、ＵＶＩＴＨＡＮＥ７８２）という商品名で知られているものが例示される。
【００１９】
ウレタンアクリレートオリゴマーをエチレン化不飽和モノマーとブレンドしてもよい。好ましいエチレン化不飽和モノマーは単官能性アクリレートモノマー、二官能性アクリレートモノマー、三官能性アクリレートモノマーおよびこれらの組み合わせである。
【００２０】
エチレン化不飽和モノマーまたはオリゴマーは、あるいはアクリレートモノマーまたはオリゴマーは、一官能性、二官能性、三官能性または四官能性あるいはこれ以上の官能性であってもよい。アクリレートという用語には、アクリレートとメタクリレートの両方が含まれる。エチレン化不飽和バインダー前駆体としては、炭素、水素および酸素と、任意で窒素およびハロゲンを含有するモノマーとポリマー化合物の両方が含まれる。酸素または窒素原子またはこの両方は、通常、エーテル，エステル、ウレタン、アミドおよびウレア基に存在している。エチレン化不飽和化合物の分子量は好ましくは約４，０００未満であり、脂肪族のモノヒドロキシ基または脂肪族のポリヒドロキシ基を含有する化合物と、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等のような不飽和カルボン酸との反応から作成されたエステルであるのが好ましい。エチレン化不飽和モノマーの代表例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ビニルトルエン、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびペンタエリスリトールテトラメタクリレートが挙げられる。その他のエチレン化不飽和樹脂としては、モノアリル、ポリアリルおよびポリメソアリルエステルおよびジアリルフタレート、ジアリルアジペートおよびＮ、Ｎ−ジアリルアジパミドのようなカルボン酸のアミドが挙げられる。さらに他の窒素含有化合物としては、トリス（２アクリル−オキシエチル）イソシアヌレート、１，３，５−トリ（２−メタクリルオキシエチル）−ｓ−トリアジン、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチル−アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニル−ピロリドンおよびＮ−ビニル−ピペリドンおよびラドキュアスペシャルティズより入手可能なＣＭＤ３７００が挙げられる。エチレン化不飽和希釈剤またはモノマーは、米国特許第５，２３６，４７２号（Ｋｉｒｋら）および第５，５８０，６４７号（Ｌａｒｓｏｎら）に例示がある。
【００２１】
その他の用いることのできる有用なバインダーおよびバインダー前駆体に関する更なる情報については、譲渡者の同時係属特許出願第０８／６９４，０１４号（１９９６年８月８日出願）にある。これは、特許出願第０８／５５７，７２７号（１９９５年１１月１３日出願）（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔら）および米国特許第４，７７３，９２０号（Ｃｈａｓｍａｎら）の一部係属出願である。
【００２２】
アクリル化エポキシは、ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジアクリレートエステルのようなエポキシ樹脂のジアクリレートエステルである。市販のアクリル化エポキシとしては、ラドキュアスペシャルティズより市販のＣＭＤ３５００、ＣＭＤ３６００およびＣＭＤ３７００、サートマー（ペンシルバニア州、ウェストチェスター）より市販のＣＮ１０３、ＣＮ１０４、ＣＮ１１１、ＣＮ１１２およびＣＮ１１４が例示される。
【００２３】
ポリエステルアクリレートとしては、ヘンケル社（ニュージャージー州、Ｈｏｂｏｋｅｎ）製のＰｈｏｔｏｍｅｒ５００７およびＰｈｏｔｏｍｅｒ５０１８が例示される。
【００２４】
アミノ樹脂は、１分子または１オリゴマー当たり、少なくとも１つの懸垂アルファ、ベータ−不飽和カルボニル基を有している。これらの不飽和カルボニル基は、アクリレート、メタクリレートまたはアシルアミド系の基とすることができる。かかる材料としては、Ｎ−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−オキシジメチレンビスアクリルアミド、オルトおよびパラアクリルアミドメタクリル化フェノール、アクリルアミドメチル化フェノールノボラックおよびこれらの組み合わせが例示される。これらの材料については、さらに米国特許第４，９０３，４４０号（Ｌａｒｓｏｎら）および第５，２３６，４７２号（Ｋｉｒｋら）に記載されている。
【００２５】
少なくとも１つの懸垂アクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体と、少なくとも１つの懸垂アクリレート基を有するイソシアネート誘導体についてはさらに、米国特許第４，６５２，２７号（Ｂｏｅｔｔｃｈｅｒら）に記載されている。好ましいイソシアヌレート材料は、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリレートである。
【００２６】
特に好ましいバインダー前駆体は、約３０部のトリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレート（ＴＡＴＨＥＩＣ）および約７０部のトリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）の混合物を含む。かかる混合物は、サートマー社（ペンシルバニア州、ウェストチェスター）より「ＳＲ３６８Ｄ」という商品名で市販されている。
【００２７】
バインダー前駆体はまたエポキシ樹脂も含む。エポキシ樹脂はオキシランを有しており、開環重合される。かかるエポキシド樹脂としては、モノマーエポキシ樹脂およびポリマーエポキシ樹脂が挙げられる。ある好ましいエポキシ樹脂としては、２，２−ビス［４−（２，３−エポキシプロポキシ）−フェニル）プロパン、ビスフェノールのジグリシジルエーテル、シェルケミカル社より入手可能なＥＰＯＮ８２８、ＥＰＯＮ１００４およびＥＰＯＮ１００１Ｆ、およびダウケミカル社よりＤＥＲ−３３１、ＤＥＲ−３３２およびＤＥＲ−３３４という商品名で市販されている材料が例示される。その他の好適なエポキシ樹脂としては、環状脂肪族エポキシ、ダウケミカル社より入手可能なフェノールホルムアルデヒドノボラック（例えば、ＤＥＮ−４３１およびＤＥＮ−４２８）のグリシジルエーテルが挙げられる。遊離基硬化性樹脂およびエポキシ樹脂のブレンドについてはさらに、米国特許第４，７５１，１３８号（Ｔｕｍｅｙら）および第５，２５６，１７０号（Ｈａｒｍｅｒら）に記載されている。
【００２８】
裏材材料
裏材は、研磨コーティングの支持体を与える機能を果たす。本発明に有用な裏材は、バインダー前駆体を硬化条件に露出した後バインダーに接合可能でなければならなず、本発明の方法に用いる物品が、ワークピースにおける表面の輪郭、円弧および不規則性に沿うよう前記露出後可撓性であるのが好ましい。
【００２９】
多くの研磨用途において、得られる研磨物品が長持ちするようバッキングは強固で耐久性を有する必要がある。さらに、ある研磨用途においては、研磨物品がガラスワークピースに均一に沿うよう裏材は強固で可撓性を有する必要がある。ワークピースがある形状またはそれに関連した輪郭を持っているとき一般にこのことが当てはまる。裏材は、強度および馴染み易さというこれらの特性を与えるために、ポリマーフィルム、紙、バルカナイズドファイバー、処理済不織裏材または処理済布裏材とすることができる。裏材はポリマーフィルムであるのが好ましい。ポリマーフィルムとしては、ポリエステルフィルム、コ−ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム等が例示される。特に好ましい裏材は、研磨コーティングの裏材への接着を促すために、エチレンアクリル酸の下塗りコーティングを少なくとも一表面に有するポリエステルフィルムである。
【００３０】
紙を含む不織布は、必要な特性を与えるために、熱硬化性または熱可塑性の材料のいずれかで飽和させることができる。
【００３１】
布裏材もまた、本発明の研磨物品に好適である。布は、Ｊ重量、Ｘ重量、Ｙ重量またはＭ重量の布とすることができる。布を形成するファイバーまたはヤーンは、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、コットン、ガラスファイバーおよびこれらの組み合わせからなる群より選択することができる。布は、編または織布（例えば、ドリル、あや織または朱子織）またはステッチボンドまたはよこ糸挿入布とすることができる。生機布に、テクスチャーを与え、毛焼き、のり抜きまたは生機布に従来行われる処理を行うことができる。布をポリマー材料で処理して、布をシールし、布繊維を保護するのが好ましい。処理には、プリサイズ、飽和剤またはバックサイズのうち１つ以上の処理が含まれる。かかる処理の一つに、プリサイズコーティングを先に適用し、バックサイズコーティングを次に適用するものがある。この代わりに、飽和剤コーティングの次にバックサイズコーティングを続けてもよい。裏材の前表面は比較的平滑なのが通常好ましい。同様に、処理コートにより、布裏材が防水となるものでなければならない。同様に、処理コートにより、布裏材が十分な強度と可撓性を有するものとならなければならない。ある好ましい裏材処理は、架橋ウレタンアクリレートオリゴマーをアクリレートモノマー樹脂とブレンドすることである。布処理の化学的性質がバインダーの化学的性質と同一または類似していることは本発明の範囲に含まれる。布処理の化学には、充填剤、染料、顔料、湿潤剤、カップリング剤、可塑剤等のような添加剤がさらに含まれていてもよい。
【００３２】
その他の処理コーティングには熱硬化性および熱可塑性樹脂が含まれる。代表的で好ましい熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン化不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂およびこれらの混合物が例示される。好ましい熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂（例えば、ナイロン）、ポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂（ポリウレタン−尿素樹脂を含む）が例示される。ある好ましい熱可塑性樹脂は、ポリエステルポリオールおよびイソシアネートの反応生成物から誘導されたポリウレタンである。
【００３３】
場合によっては、独立して複合材料を裏材に取り付ける（ポリエステルフィルム）代わりに、複合材料に近接して直接成形された裏材である一体成形裏材を有するのが好ましいことがある。裏材は、複合材料を成形した後、複合材料の裏側に成形または鋳造するか、または複合材料と同時に成形または鋳造してもよい。一体成形裏材は、熱または放射線硬化性熱可塑性または熱硬化性樹脂のいずれかから成形してよい。代表的で好ましい熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン化不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂およびこれらの混合物が例示される。好ましい熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂（例えば、ナイロン）、ポリエステル樹脂およびポリウレタン樹脂（ポリウレタン−尿素樹脂を含む）が例示される。ある好ましい熱可塑性樹脂は、ポリエステルポリオールおよびイソシアネートの反応生成物から誘導されたポリウレタンである。
【００３４】
ダイヤモンドビーズ研磨粒子
本発明の研磨物品の研磨コーティングは、複数のダイヤモンドビーズ研磨粒子を含む。本明細書で用いる「ダイヤモンドビーズ研磨粒子」とは、約３５〜９４体積％の微孔質の非溶融の連続金属酸化物マトリックスに分散されている、直径２５ミクロン以下の約６〜６５体積％のダイヤモンド研磨粒子を含む研磨粒子のことを言う。金属酸化物マトリックスは、約１，０００未満のヌープ硬さを有し、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化チタンからなる群より選択された少なくとも１種類の金属酸化物を含む。ダイヤモンドビーズ研磨粒子は、金属酸化物マトリックスが、研磨力により破砕または破断されて、新たな露出面が作られるという点で脆いと記載される場合がある。ダイヤモンドビーズ研磨粒子は、米国特許第３，９１６，５８４号（Ｈｏｗａｒｄら）に報告されている。
【００３５】
好ましい製造方法において、ダイヤモンド研磨粒子を金属酸化物（または酸化物前駆体）の水性ゾルと混合して、得られたスラリーを攪拌した脱水液体（例えば、２−エチル−１−ヘキサノール）に加える。水を分散スラリーから除去すると、表面張力によりスラリーが球状複合材料へと引っ張られ、その後それをろ過、乾燥および焼成する。得られたダイヤモンドビーズ研磨粒子は、通常、球の形状で、ダイヤモンドビーズ研磨粒子を作成するのに用いたダイヤモンド粒子より少なくとも２倍のサイズである。
【００３６】
ダイヤモンドビーズ研磨粒子を形作る個々のダイヤモンドのサイズは、一般に、約０．５〜２５マイクロメートル、より好ましくは約３〜約１５マイクロメートルである。ダイヤモンドビーズ研磨粒子のサイズは一般に、約５〜約２００マイクロメートル、より好ましくは約６〜約１００マイクロメートル、最も好ましくは約６〜約３０マイクロメートルの範囲である。
【００３７】
個々のダイヤモンド研磨粒子は、天然または合成のダイヤモンドであってもよい。合成ダイヤモンドに関しては、粒子は「樹脂結合ダイヤモンド」、「鋸歯等級ダイヤモンド」または「金属結合ダイヤモンド」と考えられる。ダイヤモンドはそれらに関して塊形状となっている、あるいは針形状であってもよい。ダイヤモンド粒子は、金属コーティング（例えば、ニッケル、アルミニウム、銅等）、無機コーティング（例えば、シリカ）または有機コーティングのような表面コーティングを有していてもよい。
【００３８】
研磨コーティングは、通常、約１〜約３０重量パーセントのダイヤモンドビーズ研磨粒子、好ましくは約２〜約２５重量パーセントのダイヤモンドビーズ研磨粒子を含む。研磨コーティングは、より好ましくは約５〜約１５重量パーセントのダイヤモンドビーズ研磨粒子、最も好ましくは約７〜約１３重量パーセントのダイヤモンドビーズ研磨粒子を含む。
【００３９】
充填剤
本発明の研磨物品の研磨コーティングはさらに充填剤を含む。充填剤は微粒子材料で、平均粒子サイズが通常０．０１〜５０マイクロメートル、一般に０．１〜４０マイクロメートルである。充填剤は、研磨コーティングの崩壊速度を制御するために研磨コーティングに添加される。研磨中の研磨コーティングの崩壊速度を制御することは、高切断レート、一定した切断レートおよび長い耐用寿命の釣合いを取るのに重要である。充填剤の充填が多すぎると、研磨コーティングの崩壊が早すぎ、研磨操作が不十分となる（例えば、低切断および研磨物品の耐用寿命が短い）恐れがある。逆に、充填剤の充填が少なすぎると、研磨コーティングの崩壊が遅すぎ、研磨粒子が鈍くなって、低切断レートとなる恐れがある。本発明の研磨物品の研磨コーティングは約４０〜約６０重量パーセントの充填剤を含む。より好ましくは、研磨コーティングは約４５〜約６０重量パーセントの充填剤を含む。最も好ましくは、研磨コーティングは約５０〜約６０重量パーセントの充填剤を含む。
【００４０】
本発明の研磨物品に用いるのに好適な充填剤としては、金属炭酸塩（炭酸カルシウム（白亜、方解石、泥炭、トラバーチン、大理石および石灰石）、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム等）、シリカ（水晶、ガラスビーズ、ガラス泡およびガラスファイバー等）、シリケート（タルク、クレイ（モンモリロン石）長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウムおよびケイ酸カリウム等）、金属硫酸塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム等）、石膏、蛭石、木粉、三水和アルミニウム、カーボンブラック、金属酸化物（酸化カルシウム（石灰）、酸化アルミニウム、酸化スズ（例えば、酸化第二スズ）、二酸化チタン等）および金属 亜硫酸塩（亜硫酸カルシウム等）、熱可塑性粒子（ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリウレタン、ナイロン粒子）および熱硬化性粒子（フェノール泡、フェノールビーズ、ポリウレタン泡粒子等）等が例示される。充填剤はハロゲン化物塩のような塩であってもよい。ハロゲン化物塩としては、塩化ナトリウム、氷晶石カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウム、四フッ化ホウ酸カリウム、四フッ化ホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウムおよび塩化マグネシウムが例示される。金属充填剤としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄、チタンが例示される。その他の充填剤としては、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイトおよび金属硫化物が挙げられる。
【００４１】
研磨コーティングに所望の受食性を与える好ましい充填剤としては、メタケイ酸カルシウム、白色酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカおよびこれらの組み合わせが挙げられる。特に好ましい充填剤の組み合わせは、メタケイ酸カルシウムと白色酸化アルミニウムである。精細表面仕上げが望ましいときは、小さい粒子サイズで入手可能な軟充填剤を用いるのが望ましい。
【００４２】
任意の添加剤
本発明の研磨物品の研磨コーティングは、研磨粒子表面修正添加剤、カップリング剤、膨張剤、ファイバー、帯電防止剤、硬化剤、沈殿防止剤、光増感剤、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、ＵＶ安定化剤および酸化防止剤のような任意の添加剤をさらに含んでいてもよい。これらの材料の量は、所望の特性を与えるように選択される。
【００４３】
カップリング剤
カップリング剤は、バインダーと研磨粒子間を結合架橋することができる。さらに、カップリング剤は、バインダーと充填剤粒子間を結合架橋することができる。カップリング剤としては、シラン、チタネートおよびジルコアルミネートが例示される。カップリング剤を組み込むには様々な手段がある。例えば、カップリング剤はバインダー前駆体に直接添加してもよい。研磨コーティングは約０〜３０重量％、好ましくは０．１〜２５重量％のカップリング剤を含んでいてよい。あるいは、カップリング剤は、充填剤粒子の表面に適用してもよい。さらに他の態様において、カップリング剤は、研磨物品に組み込む前に研磨粒子表面に適用される。研磨粒子は、研磨粒子とカップリング剤の重量に基づいて、約０〜３重量％のカップリング剤を含んでいてもよい。市販のカップリング剤としては、ＯＳＩ製「ＡＩ７４」および「ＡＩ２３０」が例示される。市販のカップリング剤のさらに他の例としては、ケンリッチ石油化学（ニュージャージー州、Ｂａｙｏｎｎｅ）より「ＫＲ−ＴＴＳ」という商品名で市販されているイソプロピルトリイソステロイルチタネートがある。
【００４４】
沈殿防止剤
沈殿防止剤としては、デグサ社（ニュージャージー州、リッジフィールドパーク）より「ＯＸ−５０」という商品名で市販されている表面積が１５０平方メートル／グラムのアモルファスシリカ粒子が例示される。沈殿防止剤の添加により、研磨スラリーの全体の粘度を下げることができる。沈殿防止剤の使用についてはさらに米国特許第５，３６８，６１９号に記載されている。
【００４５】
硬化剤
バインダー前駆体は硬化剤をさらに含んでいてもよい。硬化剤は、バインダー前駆体をバインダーに変換する重合または架橋プロセスを開始および終了するのを補助する材料である。硬化剤という用語には、開始剤、光開始剤、触媒および活性剤が含まれる。硬化剤の量および種類はバインダー前駆体の化学的性質に大きく依存する。
【００４６】
遊離基開始剤
好ましいエチレン化不飽和モノマーまたはオリゴマーの重合は遊離基機構により生じる。エネルギー源が電子ビームの場合、電子ビームは重合を開始する遊離基を生成する。しかしながら、バインダー前駆体をたとえ電子ビームに露光したとしても、開始剤を用いることは本発明の範囲に含まれる。エネルギー源が熱、紫外線または可視光の場合には、遊離基を生成するために開始剤を存在させる。紫外線または熱に露出すると遊離基を生成する開始剤（光開始剤）としては、有機化酸化物、アゾ化合物、キノン、ニトロソ化合物、アシルハロゲン化物、ヒドロキノン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、イミダゾール、クロロトリアジン、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル、ジケトン、フェノンおよびこれらの混合物が例示されるがこれに限定されるものではない。紫外線に露光して遊離基を生成する市販の光開始剤としては、ＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１およびＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４（チバガイギー社（ニュージャージー州、ホースローン）より市販）およびＤＡＲＯＣＵＲ１１７３（メルクより市販）が例示される。可視光に露光した際に遊離基を生成する開始剤としては米国特許第４，７３５，６３２号に記載されたものが例示される。可視光に露光した際に遊離基を生成するその他の光開始剤は、商品名ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９（チバガイギー社より市販）である。
【００４７】
一般的に、開始剤は、バインダー前駆体の重量に基づいて約０．１重量％〜１０重量％、好ましくは０．５重量％〜２重量％の量で用いる。
【００４８】
さらに、研磨粒子および／または充填剤のような微粒子材料を添加する前に、バインダー前駆体中に開始剤を分散、好ましくは均一に分散させるのが好ましい。
【００４９】
一般に、バインダー前駆体は放射線エネルギー、好ましくは紫外線または可視光に露光させるのが好ましい。特定の添加剤および／または研磨粒子は、紫外および可視光を吸収すると、バインダー前駆体を適正に硬化させるのが難しくなる場合がある。この現象は、セリア研磨粒子や炭化ケイ素研磨粒子の場合に特に当てはまる。ホスフェート含有光開始剤、特にアシルホスフィンオキシド含有光開始剤を用いると、意外なことに、この問題を回避する傾向にあることが分かっている。かかる開始剤としては、ＢＡＳＦ社（ノースカロライナ州、シャーロット）よりＬＵＣＩＲＩＮ ＴＰＯという商品名で市販されている２，４，６トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドが例示される。その他の市販のアシルホスフィンオキシドとしては、メルクより市販されているＤＡＲＯＣＵＲ４２６３およびＤＡＲＯＣＵＲ４２６５、チバガイギー社（ノースカロライナ州、グリーンスボロ）よりＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９という商品名で市販されているホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）光開始剤が例示される。
【００５０】
光増感剤
研磨コーティングは任意で、空気または窒素のような不活性雰囲気のいずれかで重合に影響を及ぼす光増感剤または光開始剤を含んでいてもよい。こうした光増感剤または光開始剤系としては、カルボニル基または第３級アミノ基を有する化合物およびその混合物が例示される。カルボニル基を有する好ましい化合物には、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンズアルデヒド、ｏ−クロロベンズアルデヒド、キサントン、チオキサントン、９，１０−アントラキノンおよび光増感剤として作用可能なその他の芳香族ケトンがある。好ましい第３級アミンは、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、フェニルメチル−エタノールアミンおよびジメチルアミノエチルベンゾエートである。光増感剤または光開始剤の量は、一般的に、バインダー前駆体の重量に基づいて約０．０１重量％〜１０重量％、より好ましくは約０．２５重量％〜約４．０重量％である。光増感剤としては、Ｂｉｄｄｌｅ Ｓａｗｙｅｒ社より市販されているＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ ＩＴＸ、ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ ＱＴ−Ｘ、ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ ＰＴＸ、ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ ＥＰＤが例示される。
【００５１】
研磨物品
本発明の研磨物品には、裏材にコート接合された３次元研磨剤を有する裏材が含まれる。研磨コーティングは、複数の研磨粒子を含んでいる。これら研磨複合材料は精密に成形または不規則に成形することができる。精密に成形された複合材料はより均一で一定しているため、研磨複合材料は精密に成形されているのが好ましい。
【００５２】
図を参照すると、本発明による研磨物品１０の好ましい実施形態が図１および２にそれぞれ平面および拡大断面図で示されている。研磨物品１０は、一主面に研磨複合材料１６を有する裏材１２を備えている。研磨複合材料１６は、バインダー１５に分散された複数のダイヤモンドビーズ研磨粒子１４を含んでいる。好ましくは、バインダーは多官能性アクリレート、最も好ましくはトリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートおよびトリメチロールプロパントリアクリレートの混合物を含む。研磨複合材料１６はさらに、約４０ｗｔ％〜約６０ｗｔ％の充填剤を含む（図示せず）。バインダー１５は一般に、研磨複合材料１６を裏材１２に結合している。任意で、プリサイズコーティングまたはタイ層１３を研磨複合材料１６と裏材１２の間に介挿してもよい。
【００５３】
研磨複合材料１６は、好ましくは識別できる形状を有している。ダイヤモンドビーズ研磨粒子１４は、最初は、バインダー１５の表面を越えて突出していないのが好ましい。研磨物品１０を用いて表面を研磨するにつれて、研磨複合材料が壊れて未使用のダイヤモンドビーズ研磨粒子１４が現れる。
【００５４】
研磨複合材料の形状はあらゆる形状とすることができる。一般に、裏材と接触する形状の基部側の断面積は、裏材から離れた複合材料の端部よりも広い。複合材料の形状は、立方体、ブロック状、円柱、プリズム、矩形、角錐、角錐台、円錐、円錐台、十字、上部表面が平坦なポスト状のような数多くの幾何学形状から選択できる。その他の形状は半球形であり、さらにＰＣＴ ＷＯ第９５／２２４３６号に記載されている。得られた研磨物品は、異なる研磨複合材料形状の混ざったものとすることができる。
【００５５】
研磨複合材料の基部は互いに接することができ、近接する研磨複合材料の基部同士は、ある特定の距離で互いに分離されていてもよい。この接触の定義にはまた、近接する複合材料が、共通の研磨材料ランド、または複合材料の対向する側壁間で接触および伸張する橋状構造を共有する構成も含まれるものと考えられる。研磨材料ランドは、研磨複合材料を形成するのに用いられる同じ研磨スラリーから形成される。複合材料の中心間に引かれた直接想像線上に妨害する複合材料がないという意味では、これらの複合材料は「近接」している。
【００５６】
研磨複合材料１６のある好ましい形状は、図２に示すように平坦な上部１８と外側に張り出した基部２０を有する角錐台である。異なる高さの研磨複合材料とすることも可能ではあるが、研磨複合材料１６の高さＨは、コートされた研磨物品１０を越えて一定であるのが好ましい。複合材料の高さＨは、約１０〜約１５００マイクロメートル、好ましくは約２５〜約１０００マイクロメートル、より好ましくは約１００〜約６００マイクロメートル、最も好ましくは約３００〜約５００マイクロメートルの値とすることができる。
【００５７】
近接する研磨複合材料の基部２０は互いにランド領域２２により分離されているのが好ましい。理論に拘束されることは望むところではないが、このランド領域２２または分離部が、研磨複合材料間を流体媒体が自由に流れるのを可能にする手段を提供するものと考えられる。この流体媒体の自由な流れは、良好な切断レート、表面仕上げまたは平滑度を増大させるのに寄与する傾向があると考えられる。研磨複合材料の間隔は、直線１ｃｍ当たり約０．３個の研磨複合材料〜直線１ｃｍ当たり約１００個の研磨複合材料、好ましくは直線１ｃｍ当たり約０．４個の研磨複合材料〜直線１ｃｍ当たり約２０個の研磨複合材料、より好ましくは直線１ｃｍ当たり約０．５個の研磨複合材料〜直線１ｃｍ当たり約１０個の研磨複合材料、最も好ましくは直線１ｃｍ当たり約６個の研磨複合材料〜直線１ｃｍ当たり約７個の研磨複合材料と変えることができる。
【００５８】
研磨物品の一態様において、領域の間隔は少なくとも５個の複合材料／ｃｍ２、好ましくは少なくとも３０個の複合材料／ｃｍ２である。本発明の更なる実施形態において、複合材料の領域の間隔は１未満〜約１２，０００個の研磨複合材料／ｃｍ２である。
【００５９】
円錐台形を用いるとき、基部２０の長さは通常、約１００〜約２０００μメートルである。研磨複合材料を形成する側は直線であってもテーパがあってもよい。側部にテーパがあると、研磨複合材料１６を製造ツールのキャビティから外しやすい。図２の角度Ａは、研磨複合材料１６間のランド領域２２と合流する点で、研磨複合材料１６の基部２０が交差する想像垂直線から測っている（すなわち、想像線はランド領域２２と法線である）。角度「Ａ」は約１度〜約７５度、好ましくは約２度〜約５０度、より好ましくは約３度〜約３５度、最も好ましくは約５度〜約１５度である。
【００６０】
研磨手順において、研磨物品の裏材１２はサブパッド２４に取り付ける、またはプラットフォーム２８に直接取り付けてもよい。サブパッド２４はポリマー材料、例えば、ポリカーボネートでできているのが好ましい。任意で、圧縮パッド２６をサブパッド２４とプラットフォーム２８の間に介挿して、研磨中、研磨物品の緩衝材としてもよい。圧縮パッドはポリウレタン泡、ゴム、エラストマー、ゴム泡等であってよい。研磨物品の裏材１２は、サブパッド２４またはプラットフォーム２８に感圧接着剤（図示せず）により接合されているのが好ましい。
【００６１】
図３および４を参照すると、本発明による研磨物品１０’の他の好ましい実施形態が図３および４にそれぞれ平面および拡大断面図で示されている。本実施形態において、研磨複合材料１６’は、図４に示すように半球形状である。研磨物品１０’は、一主面が熱可塑性ポリエステルプリサイズコーティング１３’でシールされた織ポリエステル裏材１２’を有している。硬化したプリサイズコーティング１３’に、篩（図示せず）を通して研磨粒子とバインダー前駆体を含むスラリーを適用する。半球の研磨複合材料１６’はサイズおよび形状を変えてもよく、プリサイズコーティング１３’に不規則または均一に分散されていてよい。半球の研磨複合材料１６’は図３の平面図に示すように、同じ直径を有する円であるのが好ましい。
【００６２】
個々の研磨複合材料の形状に関わらず、好ましくは裏材の表面積の約２０％〜約９０％、より好ましくは約４０％〜約７０％、最も好ましくは約５０％〜約６０％が研磨複合材料により覆われている。さらに、精密に成形された複合材料は、表面積を画定する下部が、複合材料の上部表面積よりも好ましくは少なくとも５０％、より好ましくは少なくとも２５％、最も好ましくは少なくとも１５％広い。
【００６３】
精密に成形された研磨複合材料を有する研磨物品を作成する方法
本発明の研磨物品を作成する第１の工程は研磨スラリーを調製することである。研磨スラリーは、好適な混合技術により、バインダー前駆体、ダイヤモンドビーズ研磨粒子、充填剤および所望の任意の添加剤を合わせて結合することにより作成される。混合技術としては、低剪断および高剪断混合が挙げられ、高剪断混合が好ましい。研磨スラリーの粘度を下げるために、混合工程と組み合わせて超音波エネルギーを用いてもよい。一般に、ダイヤモンドビーズ研磨粒子はバインダー前駆体に徐々に添加される。充填剤を加える前に、界面活性剤をバインダー前駆体に加えるのが好ましい。好適な界面活性剤は、「ＺＹＰＨＲＵＭ ＰＤ９０００」（ＩＣＩアメリカ（デラウェア州、ウィルミントン）より市販）という商品名で市販されているアニオン性ポリエステル界面活性剤である。研磨スラリーは、バインダー前駆体、研磨粒子、充填剤および任意の添加剤の均一な混合物とするのが好ましい。必要であれば、水および／または溶剤を加えて粘度を下げてもよい。研磨スラリー中の気泡の量は、混合工程中か後のいずれかに真空を引いて最小にすることができる。場合によっては、研磨粒子を約３０℃〜約７０℃の範囲で加熱して粘度を下げるのが好ましいこともある。良好にコートし、研磨粒子およびその他充填剤がコーティングの前に沈殿しないようなレオロジーを確保するために、コーティングの前に研磨スラリーをモニターするのが重要である。
【００６４】
精密に成形された研磨コーティングを得るには、研磨スラリーが製造ツールのキャビティ内にある間に、バインダー前駆体を実質的に固化または硬化する。あるいは、実質的な硬化の前に製造ツールをバインダー前駆体から外す。すると、落ち込んだやや不規則な形状の側壁となる。
【００６５】
精密に成形された研磨複合材料を有する研磨物品を製造する好ましい方法は、複数のキャビティを有する製造ツールを用いるものである。これらのキャビティは、本質的には研磨複合材料の逆形状であり、研磨複合材料の形状を生成するためのものである。キャビティ／単位面積の数に対応する数の研磨複合材料／単位面積を有する研磨物品となる。これらのキャビティは、円柱、ドーム、角錐、矩形、角錐台、プリズム、立方体、円錐、円錐台、または三角、四角、円、矩形、六角形、八角系等の上部表面断面を有する形状といった、いかなる幾何学形状にもすることができる。キャビティの寸法は、研磨複合材料／単位面積に所望の数が得られるように選ぶ。キャビティは、近接するキャビティ間の間隔がドット状パターンで存在させることもできるし、キャビティを互いに当接させることもできる。
【００６６】
研磨スラリーは、ダイコーティング、真空ダイコーティング、スプレー、ロールコーティング、転写コーティング、ナイフコーティング等のような通常の技術により製造ツールのキャビティにコートすることができる。製造ツールが、平面トップまたは比較的直線の側壁のいずれかを有するキャビティを含む場合には、空気がトラップされるのを最小にするためにコーティング中真空を使うのが好ましい。
【００６７】
製造ツールは、ベルト、シート、連続シートまたはウェブ、輪転グラビアロールのようなコーティングロール、コーティングコール上に据え付けられたスリーブ、ダイ等とすることができる。製造ツールは、ニッケルめっき表面をはじめとする金属、金属合金、セラミックまたはプラスチックから構成することができる。製造ツールについての更なる情報は、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）および第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）にある。ある好ましい製造ツールは、金属マスターにエンボス加工が施された熱可塑性の製造ツールである。
【００６８】
研磨スラリーが熱硬化性バインダー前駆体を含むときは、バインダー前駆体は硬化または重合させなければならない。この重合は、通常、エネルギー源に露出する際に開始される。通常、エネルギーの量は、バインダー前駆体の化学的性質、研磨スラリーの寸法、研磨粒子の量および種類、充填剤の量および種類、および任意の添加剤の量および種類といったいくつかの要因に応じて異なる。放射エネルギーが好ましいエネルギー源である。好適な放射エネルギーとしては、電子ビーム、紫外線および可視光が挙げられる。電子ビーム放射は、約０．１〜約１０Ｍｒａｄのエネルギーレベルで用いることができる。紫外線は、約２００〜約４００ナノメートルの範囲、好ましくは約２５０〜４００ナノメートルの範囲の波長を有する非微粒子放射線のことである。放射源の好ましい出力は１１８〜２３６ワット／ｃｍである。可視光は、約４００〜約８００ナノメートルの範囲、好ましくは約４００〜約５５０ナノメートルの範囲の波長を有する非微粒子放射線のことである。
【００６９】
製造ツールをコートした後、研磨スラリーが裏材の前表面を濡らすように、好適な手段により裏材と研磨スラリーを接触させる。次に、例えば、接触ニップロールにより、研磨スラリーを裏材と接触させる。次に、本明細書に記載したようなある形態のエネルギーをエネルギー源により研磨スラリーに伝達させて、バインダー前駆体を少なくとも部分的に硬化する。例えば、光放射をツールのキャビティに含まれるスラリーへ伝達するために、製造ツールを透明材料（例えば、ポリエステル、ポリエチレンまたはポリプロピレン）とすることができる。「部分硬化」とは、研磨スラリーを製造ツールから除去したときに研磨スラリーが流れない状態までバインダー前駆体を重合することを意味している。バインダー前駆体が完全に硬化されていない場合には、製造ツールから除去した後に何らかのエネルギー源により完全に硬化することができる。製造ツールを用いて、この好ましい方法により研磨物品を作成するその他詳細については、さらに米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）および第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）に記載されている。
【００７０】
この第１の方法の変形において、研磨スラリーを製造ツールのキャビティにではなく裏材にコートすることができる。研磨スラリーが製造ツールのキャビティに流れるように研磨スラリーのコートされた裏材を製造ツールと接触させる。研磨物品を作成する残りの工程は上述のと同じである。この方法に関しては、バインダー前駆体は放射エネルギーにより硬化するのが好ましい。放射エネルギーは、裏材および／または製造ツールを通して伝達させることができる。放射エネルギーを裏材か製造ツールのいずれかを通して伝達させる場合には、裏材または製造ツールは放射エネルギーをあまり吸収してはならない。さらに、放射エネルギー源は裏材または製造ツールをあまり劣化させてはならない。例えば、紫外線はポリエステルフィルム裏材を通して伝達させることができる。
【００７１】
この代わりに、製造ツールが、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニルまたはこれらの組み合わせのような特定の熱可塑性材料からできている場合には、紫外線または可視光が製造ツールを通して、研磨スラリーへと伝達させることができる。紫外線安定化剤および／または酸化防止剤を熱可塑性製造ツールに組み込むのが好ましい場合もある。熱可塑性の製造ツールについては、研磨物品を作成する操作条件は過剰の熱が発生しないように設定しなければならない。過剰の熱が生成すると、熱可塑性のツールが歪んだり溶ける恐れがある。
【００７２】
一体成形された裏材が好ましい場合もある。すなわち、複合材料は鋳型のキャビティにあるままとして、研磨複合材料が直接、複合材料に鋳造または成形された樹脂裏材に結合される。裏材は、研磨複合材料のバインダー前駆体が完全に硬化する前に成形されて、複合材料と裏材の間の接着を良好にするのが好ましい。裏材が鋳造される前に複合材料の表面にプライマーまたは接着促進剤を与えて、裏材の適正な接着を確保するのが望ましい。
【００７３】
裏材は、複合材料と同じ樹脂から鋳造または成形してもよいし、異なる材料から鋳造されてもよい。特に有用な裏材樹脂としては、ウレタン、エポキシ、アクリレートおよびアクリル化ウレタンが例示される。裏材は研磨粒子を含まないのが好ましい。というのは、これらの粒子は研削目的では通常用いられないからである。しかしながら、充填剤、ファイバーまたはその他添加剤は裏材に組み込んでもよい。裏材と研磨複合材料間の接着を増大させるために、ファイバーを裏材に組み込んでもよい。本発明の裏材に有用なファイバーとしては、シリケート、金属、ガラス、カーボン、セラミックおよび有機材料から作成されたものが例示される。裏材に用いるのに好ましいファイバーは、ケイ酸カルシウムファイバー、スチールファイバー、ガラスファイバー、カーボンファイバー、セラミックファイバーおよび高剪断有機ファイバーである。
【００７４】
ある用途においては、より耐久性のある引裂き抵抗性を持たせるのが望ましいことがある。これは、スクリム材料等を一体成形された裏材に含めることによって実現できる。裏材の成形中、スクリムまたはその他材料を、既に樹脂を充填した（ただし硬化はしてない）キャビティに配置し、別の樹脂層をスクリムに適用するか、またはスクリムまたはその他材料を未硬化の成形裏材に配置することにより実現できる。スクリムまたは添加裏材材料は、裏材樹脂が材料に浸透しこれを包み込むことができるよう十分に多孔性であるのが好ましい。
【００７５】
有用なスクリム材料は、通常、軽量な開放織の粗布地である。好適な材料としては、金属またはワイヤメッシュ、綿、ポリエステル、レーヨン、ガラス布のような布地、またはファイバーのようなその他強化材料が挙げられる。スクリムまたは強化材料を前処理して、樹脂のスクリムへの接着を増大させてもよい。
【００７６】
研磨物品が作成された後、研磨物品を用いる前に、好適な形態／形状に変換するのに先立ち、曲げる、かつ／または湿らせることができる。
【００７７】
正確ではなく成形された研磨複合材料を有する研磨物品を作成する方法
研磨物品を作成する第２の方法は、研磨複合材料が正確ではなく成形または不規則に成形された方法に関する。この方法において、研磨スラリーを製造ツールから除去したら、エネルギー源に露出する。第１の工程は、裏材の前側を、ドロップダイコーター、ロールコーター、ナイフコーター、カーテンコーター、真空ダイコーターまたはダイコーターのような通常の技術により研磨スラリーでコートすることである。所望であれば、粘度を下げるためにコーティングする前に研磨スラリーを加熱し、かつ／またはスラリーに超音波をかけることができる。次に、研磨スラリー／裏材の組み合わせを製造ツールと接触させる。製造ツールは、上述した製造ツールと同種のものとすることができる。製造ツールは、一連のキャビティを有しており、研磨スラリーがこれらのキャビティに流れ込む。研磨スラリーを製造ツールから除去する際、研磨スラリーがそれに応じたパターンを持ち、研磨複合材料のパターンが製造ツールのキャビティから形成される。除去の後、研磨スラリーのコートされた裏材をエネルギー源に露出して、バインダー前駆体の重合を開始して研磨複合材料を形成する。研磨スラリーコート裏材を製造ツールから外すのから、バインダー前駆体の固化までの時間は比較的短いのが一般に好ましい。この時間が長すぎると、研磨スラリーが流れて、パターンが実質的に見えなくなるまでパターンが歪んでしまう。
【００７８】
この第２の方法の変形において、研磨スラリーを裏材にではなく製造ツールのキャビティにコートすることができる。研磨スラリーが裏材を濡らし、それに接合するように裏材を製造ツールと接触させる。この変形例において、例えば、製造ツールは輪転グラビアロールであってもよい。研磨物品を作成する残りの工程は上述したのと同一である。
【００７９】
さらに他の変形例は、研磨スラリーを篩に通してスプレーまたはコートしてパターンを生成するものである。次に、バインダー前駆体を硬化または固化して研磨複合材料を形成する。
【００８０】
パターンまたはテクスチャーを有する研磨コーティングを有する研磨物品を作成する更なる技術は、エンボス加工される裏材を提供し、研磨スラリーを裏材にコートするものである。研磨コーティングはエンボス化された裏材の輪郭に沿って、パターンまたはテクスチャードコーティングを与える。
【００８１】
研磨物品を作成するさらに他の方法は、米国特許第５，２１９，４６２号に記載されている。研磨スラリーをエンボス加工された裏材の凹部にコートする。研磨スラリーは研磨粒子、バインダー前駆体および膨張剤を含む。得られた構造体を、膨張剤により研磨スラリーが裏材の前表面よりも膨張するような状態に露出する。次に、バインダー前駆体を固化して、バインダーを形成し、研磨スラリーを研磨複合材料に変換する。
【００８２】
研磨物品は、所望の用途に応じて所望の形状または形態に変換することができる。この変換は、切込み、ダイカットまたは好適な手段により実施することができる。
【００８３】
ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨する方法
ガラスまたはガラスセラミックワークピースを本発明の研磨物品を用いて研磨する好ましい方法は、液体潤滑剤を用いた「湿潤」研磨プロセスである。潤滑剤はそれに関連したいくつかの利点を有している。例えば、潤滑剤を存在させて研磨すると、研磨中の熱の蓄積を防ぎ、研磨物品とワークピースの界面から異物を除去する。「異物」という用語は、研磨物品により研磨される実際の屑のことを説明するのに用いる。研磨しているワークピースの表面を異物が傷つける場合がある。このように、異物を界面から除去するのが望ましい。潤滑剤を存在させて研磨するとまた、ワークピース表面がより精細な仕上げとなる。
【００８４】
好適な潤滑剤としては、アミン、鉱油、灯油、ミネラルスピリッツ、油の水溶性エマルジョン、ポリエチレンイミン、エチレングリコール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロピレングリコール、アミンボレート、ホウ酸、アミンカルボキシレート、パイン油、インドール、チオアミン塩、アミド、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリエチルトリアジン、カルボン酸、ナトリウム２−メルカプトベンゾチアゾール、イソプロパノールアミン、トリエチレンジアミン四酢酸、プロピレングリコールメチルエーテル、ベンゾトリアゾール、ナトリウム２−ピリジンチオール−１−オキシドおよびヘキシレングリコールのうち１種類以上を含む水ベースの溶液が挙げられる。潤滑剤はまた、腐食防止剤、殺菌剤、安定化剤、界面活性剤および／または乳化剤を含んでいてもよい。
【００８５】
市販の潤滑剤としては、例えば、ＢＵＦＦ−Ｏ−ＭＩＮＴ（Ａｍｅｒａｔｒｏｎプロダクツより市販）、ＣＨＡＬＬＥＮＧＥ ３００ＨＴまたは６０５ＨＴ（インターサーフィスダイナミクスより市販）、ＣＩＭＴＥＣＨ ＧＬ２０１５、ＣＩＭＴＥＣＨ ＣＸ−４１７およびＣＩＭＴＥＣＨ １００（ＣＩＭＴＥＣＨはシンシナティミラクロンより市販）、ＤＩＡＭＯＮＤ ＫＯＯＬまたはＨＥＡＶＹ ＤＵＴＹ（Ｒｈｏｄｅｓより市販）、Ｋ−４０（ＬＯＨオプティカルより市販）、ＱＵＡＫＥＲ １０１（クウェーカーステートより市販）、ＳＹＮＴＩＬＯ ９９３０（Ｃａｓｔｒｏｌインダストリアルより市販）、ＴＩＭ ＨＭ（マスターケミカルより市販）、ＬＯＮＧ−ＬＩＦＥ ２０／２０（ＮＣＨ社より市販）、ＢＬＡＳＥＣＵＴ ８８３（Ｂｌａｓｅｒ Ｓｗｉｓｓｌｕｂｅより市販）、ＩＣＦ−３１ＮＦ（Ｄｕ Ｂｏｉｓより市販）、ＳＰＥＣＴＲＡ−ＣＯＯＬ（Ｓａｌｅｍより市販）、ＳＵＲＣＯＯＬ Ｋ−１１（テキサスＮｔａｌより市販）、ＡＦＧ−Ｔ（ノリタケより市販）、ＳＡＦＥＴＹ−ＣＯＯＬ １３０（Ｃａｓｔｒｏｌインダストリアルより市販）およびＲＵＳＴＬＩＣＫ（Ｄｅｖｏｏｎより市販）という商品名で知られているものが挙げられる。
【００８６】
ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨するのにある好ましい潤滑剤は、３％ｗｔのＣｉｍｔｅｃｈ １００（シンシナティミリクロンより市販）および９７％ｗｔの水とグリセロールの８０／２０％ｗｔ混合物を含む。他の好ましい潤滑剤は、Ｋ−４０（Ｋ−４０は、石鹸／界面活性剤および鉱油を含み、ＬＯＨオプティカルより市販されている）の４％ｗｔ水溶液を含む。
【００８７】
研磨中、研磨物品をワークピース表面に対して動かし、好ましくは約０．３５ｇ／ｍｍ２〜約７．０ｇ／ｍｍ２、より好ましくは約０．７ｇ／ｍｍ２〜約３．５ｇ／ｍｍ２、最も好ましくは約２．８ｇ／ｍｍ２の圧力でワークピースに押し付ける。圧力が高すぎると、研磨物品が過剰に摩耗する恐れがある。逆に、圧力が低すぎると、研磨物品は許容される高い切断レートにできない恐れがある。
【００８８】
述べたように、ワークピースまたは研磨物品またはこの両方は、研磨プロセス中、他方に対して動かす。この動きは、回転運動、不規則運動または直線運動とすることができる。回転運動は、研磨ディスクを回転ツールに取り付けることにより行うことができる。ワークピースおよび研磨物品は同じ方向または逆方向に回転してよい。同じ方向の場合には異なる回転速度とする。好ましいプロセスにおいて、ガラスセラミックディスクは、ある距離で分離された実質的に平行に回転する研磨物品間を通過するホルダーに保持される。回転する研磨物品は、ディスクが研磨物品間を通る際にガラスセラミックディスクの両主面を同時に研磨する。任意で、ディスクホルダーは、回転パターンで研磨物品に対してディスクを動かしてもよい。
【００８９】
機械について、操作ｒｐｍは約４０００ｒｐｍまで、好ましくは約２５ｒｐｍ〜約２０００ｒｐｍ、より好ましくは約５０ｒｐｍ〜約１０００ｒｐｍである。不規則軌道運動は不規則軌道ツールにより行うことができ、直線運動は連続研磨ベルトにより行うことができる。ワークピースと研磨物品間の相対運動はまた、ワークピースの寸法によっても異なる。ワークピースが比較的大きい場合、ワークピースを固定して研磨物品を動かすのが好ましい。
【００９０】
多くの場合、研磨物品は感圧接着剤のような取付け手段を用いてポリカーボネートサブパッドに結合される。サブパッドは、また感圧接着剤のような取付け手段を用いてプラットフォームに結合する。任意で、圧縮パッドをサブパッドとプラットフォームの間に介挿してもよい。圧縮パッドはポリウレタン泡、ゴム、エラストマー、ゴム泡等の圧縮材料からできている。あるいは、研磨物品は取付け手段を用いて直接プラットフォームに結合してもよい。
【００９１】
任意で、研磨物品の表面および支持パッド（例えば、サブパッド、圧縮パッド）を不連続として、研磨物品とワークピース間に潤滑剤が流れる通路を与えてもよい。
【００９２】
サブパッドは円、矩形、四角、楕円等のような所望の形状を有することができる。サブパッドのサイズ（最大寸法）は約５ｃｍ〜１５００ｃｍとすることができる。
【００９３】
取付け手段
研磨物品は取付け手段を用いてサブパッドまたはプラットフォームに固定される。この取付け手段は、感圧接着剤、フック・アンド・ループアタッチメント、メカニカルアタッチメントまたは永久接着剤であってよい。取付け手段は、研磨物品をサブパッドまたはプラットフォームに固着できるようなものでなければならない。
【００９４】
本発明に好適な感圧接着剤の代表例としては、ラテックスクレープ、ロジン、ポリアクリレートエステル、アクリルポリマーおよびコポリマー、例えば、ポリブチルアクリレート、ポリアクリレートエステル、ビニルエーテル（例えば、ポリビニルｎ−ブチルエーテル）、アルキド接着剤、ゴム接着剤（例えば、天然ゴム、合成ゴム、塩素化ゴム）およびこれらの混合物が挙げられる。感圧接着剤は水または有機溶媒からコートしてよい。場合によっては、非極性有機溶媒からコートされるゴム系感圧接着剤を用いるのが好ましい。この代わりに、感圧接着剤は転写テープであってよい。
【００９５】
あるいは、研磨物品は、研磨物品をサブパッドまたはプラットフォームに固定するためにフック・アンド・ループタイプのアタッチメントシステムを含んでいてもよい。ループ布地をコートされた研磨剤の裏側にし、フックをバックアップパッドに付けてもよい。この代わりに、フックを研磨物品の裏側にし、ループをサブパッドまたはプラットフォームに付けてもよい。フック・アンド・ループタイプのアタッチメントシステムについては、さらに米国特許第４，６０９，５８１号、第５，２５４，１９４号および第５，５０５，７４７号およびＰＣＴ ＷＯ第９５／１９２４２号に記載されている。
【００９６】
実施例
以下の試験手順およびこれに限定されない実施例により本発明をさらに説明する。実施例における部、パーセンテージ、比率等はすべて、特に断らない限り、重量基準である。
【００９７】
次の略語を実施例において用いている。
【００９８】
材料の説明
次の材料の略語を実施例において用いている。
ＡＰＳ：ＩＣＩアメリカズ社（デラウェア州、ウィルミントン）より「ＺＹＰＨＲＵＭ ＰＤ９０００」という商品名で市販されているアニオン性ポリエステル界面活性剤
ＯＸ−５０：デグサ社（オハイオ州、ダブリン）より「ＯＸ−５０」という商品名で市販されている表面積が５０平方メートル／グラムのシリカ沈殿防止剤
ＣＳ：ＮＹＣＯ（ニューヨーク州、ウィルスボロ）より「ＮＹＡＤ４００ ＷＯＬＬＡＳＴＯＮＩＴＥ」という商品名で市販されているメタケイ酸カルシウム充填剤
ＩＲＧ８１９：チバガイギー社（ノースカロライナ州、グリーンスボロ）より「ＩＲＧＡＣＵＲＥ ８１９」という商品名で市販されているホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）光開始剤
ＳＲ３６８Ｄ：サートマー社（ペンシルバニア州、ウェストチェスター）より「ＳＲ３６８Ｄ」という商品名で市販されているアクリレートエステルブレンド
ＰＷＡ１５：フジミ社（イリノイ州、Ｅｌｍｈｕｒｓｔ）より「ＰＷＡ１５」という商品名で市販されている白色酸化アルミニウム充填剤
ＤＩＡ：Ｗａｒｒｅｎダイヤモンドパウダー社（ペンシルバニア州、Ｏｌｙｐｈａｎｔ）より「ＲＢ ＤＩＡＭＯＮＤ」という商品名で市販されている１０〜２０マイクロメートルの工業ダイヤモンド粒子
【００９９】
試験手順１（Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ試験）：
試験機は、修正Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ片側ラップ（Ｒ．Ｈｏｗａｒｄ Ｓｔｒａｓｂａｕｃｈ社（カリフォルニア州、ロングビーチ）より入手可能）であった。０．５ｍｍのポリカーボネートでできたサブパッドを厚さ２．３ｍｍのウレタンフォームに重ね、感圧接着剤で鋼ポリッシャプラットフォームに接合した。３０．５ｃｍの研磨パッドを感圧接着剤でサブパッドに接合した。ワークピースは、外径８４ｍｍ、内径２５ｍｍ厚さ０．９９ｍｍのチタニアアルミノシリケートガラスセラミックであった。ワークピースホルダーに、研磨中ガラスディスクを固定するために、スプリングの充填されたＤｅｌｒｉｎリング（内径約８５ｍｍ）を用いた。直径８４ｍｍのＤＦ２００キャリアパッド（Ｒｏｄｅｌ（ニュージャージー州、Ｎｅｗａｒｋ）より入手可能）をワークピースホルダーの鋼バックアッププレートに据え付けた。次に、研磨する表面とは逆のガラスディスク表面を、水で湿らせておいたキャリアパッドに乗せた。力をかけずに、Ｄｅｌｒｉｎリングの表面を、ガラスディスクの表面から約０．６４ｍｍ突出させた。ワークピースホルダーを研磨パッドと接触させて、Ｄｅｌｒｉｎリングを引込め、ガラスディスクと研磨パッドが直接接触するようにした。得られる圧力が約５６４グラム／ｃｍ２となるのに十分な力を加えた。ガラスディスクの中心は、研磨パッドの中心から約７０ｍｍ外れていた。研磨パッドを上から見たときに時計方向に約１５０ｒｐｍで回転させた。ワークピースホルダーを５０ｒｐｍで同じく時計方向に回転させた。潤滑剤を研磨パッドに約８０ミリリットル／分の流量で直接滴下した。ディスクを約２５ｍｍの距離で研磨パッド上で振動させた。振動の一周期は約１５秒であった。研磨パッドを予備調整するために、ガラスディスクを５６４グラム／ｓｑ．ｃｍの圧力で１５分間研磨した。次に、０．３０ｕｍ Ｒａ（Ｍａｈｒ社（オハイオ州、シンシナティ）製の針先半径５ｕｍの型番Ｐｅｒｔｈｏｍｅｔｅｒ Ｍ４Ｐｉにより測定）の大略表面仕上げのされた試験ディスクをワークピースホルダーに挿入し、約２８２グラム／ｃｍ２の圧力で各サイクルの長さを５分間として３サイクル研磨した。入力仕上げが０．３０ｕｍ Ｒａの新しい試験ディスクを追加の３サイクルに用いた。総除去量をグラムで求めるために各サイクル前後にガラスディスクを秤量した。２．７８グラム／ｃｍ３のディスク密度および５０．５１ｃｍ２のディスク面積を用いて、除去のグラムを１分当たりのマイクロメートル（μｍ／分）に変換した。
【０１００】
ダイヤモンドビーズ研磨粒子の作成
Ｌｕｄｏｘ ＬＳコロイドシリカ分散液（デュポン社（デラウェア州、ウィルミントン）より市販）２００ｇ、ＡＹ−５０界面活性剤（アメリカンシンナミド（ニュージャージー州、Ｗａｙｎｅ）より市販）０．６ｇおよびＤＩＡ３０ｇのスラリーを８２５〜１３５０ｒｐｍで３０分間鋸歯高剪断ミキサー（刃の直径３”）で混合した。２−エチルヘキサノール約４．７５ガロンを、ＡＹ−５０界面活性剤２０ｇと共に容器に加えた。上記スラリーを攪拌を続けながら２−エチルヘキサノールに加えた。混合物を３０分間攪拌した。２−エチルヘキサノールを流し落とし、ビーズをアセトンで洗った。ビーズを５５０℃で乾燥し、篩にかけて寸法分けした。この場合、ビーズの直径は３７μｍ未満であった。
【０１０１】
実施例１および比較例ＡおよびＢの作成手順
【０１０２】
【表１】
表２
実施例１および比較例ＡおよびＢの処方
製造ツール
近接する角錐台の集まりから構成された鋳造表面を有する金属マスターツール上にポリプロピレン材料を鋳造することにより、製造ツールを作成した。金属マスターツールはダイヤモンド旋削プロセスにより作成されていた。得られたポリマー製造ツールは、４辺の角錐台の形状のキャビティを有していた。各角錐台の高さは約３５６マイクロメートル（１４ミル）、各基部は１側部当たり約１４２７マイクロメートル（５６ミル）、上部は１側部当たり約１３３４マイクロメートル（５２．５ミル）であった。近接する円錐台の基部間は約４４５マイクロメートルであった。
【０１０４】
製造ツールを用いて、表２の研磨スラリー処方から実施例１および比較例ＡおよびＢを作成した。まず、製造ツールのキャビティを所望の研磨スラリーで充填した。次に、エチレンアクリル酸下塗りコートの付いた０．１２７ｍｍ（５ミル）のポリエステルフィルムのシートを、ゴムスキージロールで、研磨スラリーを充填したツールに重ねた。１インチ当たり４００ワットで２個の中圧水銀球を並列で用いて、研磨スラリーのバインダー前駆体を硬化した。フィルム／製造ツールの積層体を０．１７８ｍ／ｓ（３５ｆｐｍ）で２回ＵＶランプに通した。構造化接着コーティングが接合したフィルム裏材を製造ツールから離した。構造化研磨物品を試験手順１（Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ試験）を用いて試験した。結果を表３に示す。
【０１０５】
【表２】
表３
Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ試験結果
【０１０６】
表３の結果によれば、潤滑剤有りの実施例１が最高で最も一定した試験試料の切断レートを有している。潤滑剤を水に変え、ダイヤモンドビーズ研磨粒子をダイヤモンド粒子（比較例Ａ）に変え、充填剤の量を減じる（比較例Ｂ）と性能が落ちる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるある好ましい研磨物品の平面図。
【図２】 図１に示した研磨物品の線２−２に沿った拡大断面図。
【図３】 本発明による他の好ましい研磨物品の平面図。
【図４】 図３に示した研磨物品の線４−４に沿った拡大断面図。
Claims (3)
- 裏材と、該裏材の表面に接合した、直線１ｃｍ当たり０．３〜１００個存在するような間隔で基部が分離されている複数の研磨複合材料を有する研磨コーティングとを、有する研磨物品であって、
該研磨コーティングが、複数のダイヤモンドビーズ研磨粒子と、該研磨コーティングの４０〜６０重量パーセントを構成する充填剤とを分散したバインダーを含み、
該ダイヤモンドビーズ研磨粒子が、６〜６５体積％のダイヤモンド粒子が３５〜９４体積％の金属酸化物マトリックスに分散された複合粒子であり、
該金属酸化物が、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化チタンからなる群より選択される少なくとも１種類であり、
該充填剤が、メタケイ酸カルシウム、白色酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカおよびこれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも１種類である、
ガラスまたはガラスセラミックワークピースを研磨するための研磨物品。 - 前記ダイヤモンドビーズ研磨粒子が前記研磨コーティングの１〜３０重量パーセントを構成する請求項１記載の研磨物品。
- （ａ）請求項１又は２記載の研磨物品の前記研磨コーティングを、ガラスまたはガラスセラミックワークピースと接触させる工程と、
（ｂ）該ワークピースと該研磨物品との界面に潤滑剤を適用する工程と、
（ｃ）該研磨コーティングが該ワークピースを研磨するように該ワークピースおよび該研磨物品を互いに動かす工程と、
を含むガラスまたはガラスセラミックワークピースの研磨方法。
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