JP7423676B2 - 微小粒子で被覆された砥粒を有する研磨物品 - Google Patents

Description

研磨粒子を含有する研磨物品（例えば、カットオフホイールを含む結合研磨物品）を研削助剤と組み合わせて使用することができ、研削助剤は、研磨物品とは別個の構成成分として使用される。研削助剤の機能の１つは、冷却剤及び／又は潤滑剤として機能することによって研磨物品の寿命を延ばすことである。

図面は、例示的ではあるが限定的ではなく、本明細書で論じられる様々な実施形態を全般的に示す。

様々な実施形態による、平面三角形形状を有する成形研磨粒子の概略図である。 様々な実施形態による、平面三角形形状を有する成形研磨粒子の概略図である。

様々な実施形態による、四面体形状を有する成形研磨粒子の概略図である。 様々な実施形態による、四面体形状を有する成形研磨粒子の概略図である。 様々な実施形態による、四面体形状を有する成形研磨粒子の概略図である。 様々な実施形態による、四面体形状を有する成形研磨粒子の概略図である。 様々な実施形態による、四面体形状を有する成形研磨粒子の概略図である。

様々な実施形態による、微小粒子内に被覆された成形研磨粒子を示す。 様々な実施形態による、微小粒子内に被覆された成形研磨粒子を示す。 様々な実施形態による、微小粒子内に被覆された成形研磨粒子を示す。 様々な実施形態による、微小粒子内に被覆された成形研磨粒子を示す。

様々な実施形態による、結合研磨物品を示す。 様々な実施形態による、結合研磨物品を示す。

様々な実施形態による、成形微小粒子を示す。 様々な実施形態による、成形微小粒子を示す。

様々な実施形態による、被覆研磨物品の断面図である。 様々な実施形態による、被覆研磨物品の断面図である。

様々な実施形態による、結合研磨物品の斜視図及び断面図である。 様々な実施形態による、結合研磨物品の斜視図及び断面図である。

様々な実施形態による、結合研磨物品を形成する様々な段階を示す斜視図である。 様々な実施形態による、結合研磨物品を形成する様々な段階を示す斜視図である。 様々な実施形態による、結合研磨物品を形成する様々な段階を示す斜視図である。

様々な実施形態による、研磨物品の製造方法の概略図である。

様々な実施形態による、図１１の方法に従って成形研磨粒子を配向させる方法を示す概略図である。

様々な実施形態による、図１１の方法に従って成形研磨粒子を配向させる方法を示す概略図である。

様々な実施形態による、図１１の方法に従って成形研磨粒子を配向させる方法を示す概略図である。

不織布研磨物品の斜視図である。

切断線１２－１２に沿って見た図１５の研磨物品の断面図である。

結合研磨カットオフホイール切断ステンレス鋼（bonded abrasive cut off wheel cutting stainless steel）の切断速度／摩耗速度（ｍｍ／ｍｍ^３）のプロットである。

多くの他の変更形態及び例を当業者であれば考案することができ、それらは本開示の原理の趣旨及び範囲に入ることは理解されるべきである。図面は、縮尺どおりに描かれていない場合がある。

次に、開示された主題のいくつかの実施形態について細部にわたって言及する。実施形態の諸例は部分的に添付の図面に示されている。開示されている主題は、列挙された請求項に関連して記述されるが、例示されている主題は、これらの請求項を開示されている主題に限定することを意図しないことが理解される。

本開示は、とりわけ、研磨粒子の外面の少なくとも一部分の上に配置された微小粒子層を含む成形研磨粒子を提供し、微小粒子層は、バインダー中に分散された微小粒子を含む。

微小粒子は研磨粒子と一体であってもよく、そのため、使用前又は使用中に添加される別個の構成成分ではないが、本開示は、例えば、研削助剤と、研磨粒子との組み合わせの使用を企図し、この研磨粒子は、研磨粒子の外面の少なくとも一部分の上に配置された微小粒子層を含み、微小粒子層は、バインダー中に分散された微小粒子を含む。

驚くべきことに、カットオフホイール（ＣＯＷ）などの研磨物品に微小粒子が使用されるとき、研磨粒子の外面の少なくとも一部分の上に配置された微小粒子を欠く研磨粒子を含む研磨物品と比較して、５０％を超える有意な性能の改善を観察し、この性能は、ホイール摩耗速度で割った切断速度として定義される。

微小粒子層の微小粒子は、約０．５μｍ～約１００μｍ、約０．５μｍ～約５０μｍ、約１μｍ～約２０μｍ、約１μｍ～約５μｍ、約４０μｍ～約６０μｍ、又は約２０μｍ、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、若しくは約１００μｍより小さいか、それと等しいか、又はそれより大きい範囲を含む、μｍの範囲の、任意の好適な微小粒子のサイズを有することができる。「微小粒子のサイズ」は、微小粒子層中の微小粒子の最大寸法を指す。例えば、微小粒子の最大寸法は、微小粒子の直径、幅、又は高さを指すことができる。

微小粒子層は、研削助剤微小粒子及び研磨微小粒子のうちの少なくとも１つを含むことができ、研磨微小粒子は、研磨微小粒子が配置される研磨粒子と比べて、同じ材料又は異なる材料から作製することができる。

本明細書で使用するとき、用語「研削助剤」は、一般に、ワークピースと研磨物品との間の境界面を潤滑すること及びワークピースから材料を取り除く容易さを増大させることのうちの少なくとも１つを含む任意の好適な機構によって、ワークピースの切断速度を増加させ、及び／又は研磨物品の摩耗速度を減少させる物質を指す。研削助剤が動作する他の機構は既知であり、例えば、その全体が本明細書に完全に記載されているかのように参照により組み込まれる米国特許第６，２５１，１４９（Ｂ１）号に記載されている。

１つの好適な研削助剤微小粒子としては、例えば、酸化鉄、硫化鉄、及びこれらの組み合わせが挙げられる。硫化鉄の例としては、ＦｅＳ_２及びＦｅＳが挙げられる。酸化鉄の例としては、Ｆｅ_２Ｏ_３が挙げられる。例えば、本明細書に完全に記載されているかのように、参照により組み込まれる米国特許第５，５５２，２２５号を参照されたい。

別の好適な研削助剤微小粒子としては、ＣａＳｉＯ_３の分子式を有するカルシウム、ケイ素及び酸素から構成されるウォルラストナイト（wollastonite）が挙げられる。ウォラストナイトは、商品名Ｗｏｌｌａｓｔｏｃｏａｔ（登録商標）でＩｍｅｒｙｓから調達することができる。

好適な研削助剤微小粒子の例としてはまた、塩素化ワックス（chlorinated waxes）、ハロゲン化物塩、及びこれらの組み合わせが挙げられる。塩素化ワックスの例としては、テトラクロロナフタレン、ペンタクロロナフタレン、ポリ塩化ビニル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。ハロゲン化物塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、四フッ化アルミン酸カリウム、テトラフルオリドアルミン酸ナトリウム、テトラフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、塩化マグネシウム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

好適な研削助剤微小粒子の他の例としては、水和充填剤及び無機非ハロゲン化充填剤が挙げられる。好適な水和充填剤は、金属ワークピースの研磨研削中に水を放出するために脱水するものである。好適な水和充填剤の例としては、Ｕ．Ｓ．Ｂｏｒａｘから商品名ＦＩＲＥＢＲＡＫＥ（商標）ＺＢ（２ＺｎＯ・３Ｂ_２Ｏ_３・３．５Ｈ_２Ｏ：２９３℃で脱水）で、又は商品名ＦＩＲＥＢＲＡＫＥ（商標）４１５（４ＺｎＯ・Ｂ_２Ｏ_３・Ｈ_２Ｏ：４１５℃で脱水）で入手可能なホウ酸亜鉛；アルミニウム三水和物（Ａｌｃｏａから商品名ＨＹＤＲＡＬ（商標）７１０又はＰＧＡ－ＳＤ（商標）で入手可能なＡｌ（ＯＨ）_３）；水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）；水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）（Ａｍｅｒｉｂｒｏｍ，Ｉｎｃ．からＦＲ－２０ ＭＨＲＭ（商標）２３－２（アミノシラン処理済み）、ＦＲ－２０ ＭＨＲＭ（商標）６４０（ポリオレフィンカップリング剤で）又はＦＲ－２０ ＭＨＲＭ（商標）１２０（脂肪表面処理済み）として入手可能）；ケイ酸ナトリウム水和物（Ｎａ_２ＳｉＯ_３・９Ｈ_２Ｏ）；アルカリ金属水和物；ネスケホナイト（ＭｇＣＯ_３・Ｍｇ（ＯＨ）_２・３Ｈ_２Ｏ）；炭酸マグネシウム準水和物（magnesium carbonate subhydrate）（ＭｇＯ・ＣＯ_２（０．９６）Ｈ_２Ｏ（０．３０））；などが挙げられる。

特定の水和充填剤は、特に好ましい利点を提供する。特に好ましい水和充填剤は、ホウ酸亜鉛である。ホウ酸亜鉛は、５００～６００℃でガラス化され（vitrifies）、有機結合の上にホウ酸塩型ガラス封止部を形成し、これにより、有機結合の熱劣化を防止すると考えられる。別の水和充填剤、アルミニウム三水和物は、加熱及び脱水の際に酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を形成すると考えられる。酸化アルミニウムは、研削プロセスを補助することができる既知の研磨材料である。好ましい水和充填剤としては、アルミニウム三水和物及び水酸化マグネシウムが挙げられる。

好適な無機非ハロゲン化充填剤の例としては、酸化モリブデン（ＶＩ）（ＭｏＯ_３、Ａｌｄｒｉｃｈから入手可能）、アンチモン酸ナトリウム（ＮａＳｂＯ_３、Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍから商品名ＴＨＥＲＭＯＧＵＡＲＤ（商標）ＦＲで入手可能）、酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｅｌｆ Ａｔｏｃｈｅｍから商品名ＴＨＥＲＭＯＧＵＡＲＤ（商標）Ｓで入手可能）などが挙げられる。

研削助剤微小粒子は、単一の微小粒子又は研削助剤微小粒子の凝集体（agglomerate）の形態を含む任意の好適な形態とすることができる。精密成形研削助剤粒子の実施例は、本明細書に完全に記載されているかのように、参照により組み込まれる、米国特許出願公開第２００２／００２６７５２（Ａ１）号に教示されている。

微小粒子層中の微小粒子は、満たされている他の構成物質の重量範囲要件に従って、研磨粒子の約０．１重量％～約２５重量％、約０．１重量％～約１０重量％、約１重量％～約５重量％、又は約１０重量％～約２０重量％の量を含む、任意の好適な量で存在することができる。

微小粒子層は、研磨粒子の外面の少なくとも一部（例えば、複数の研磨粒子のそれぞれの外面の少なくとも一部分）の上に、例えば、研磨粒子の外面の少なくとも約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％、少なくとも約９０％、又は最大で約１００％、配置された微小粒子を含むことができる。例えば、微小粒子層は、研磨粒子の外面の約１０％～約９０％、約２０％～約５０％、約３０％～約７０％、約５０％～約９０％、約６０％～約１００％、約４０％～約８０％、又は約７０％～約９９％に配置された微小粒子を含むことができる。

微小粒子層は、バインダーを用いて研磨粒子の外面の少なくとも一部分の上に結合した微小粒子を含むことができる。バインダーは、無機バインダー又は有機バインダーを含む、任意の好適なバインダーであり得る。無機バインダーの例としては、石灰、粘土、ケイ酸塩バインダー、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。ケイ酸塩バインダーの例としては、ケイ酸ナトリウムバインダー、ケイ酸カリウムバインダー、及びこれらの混合物が挙げられる。有機バインダーとしては、アクリル系ポリマー、ポリウレタン、ポリ（乳酸）、ポリ（ビニルピロリドン）、フェノキシ樹脂、又はこれらの組み合わせなどのポリマーバインダーが挙げられるが、これらに限定されない。

多種多様な研磨粒子（及び研磨微小粒子）を利用することができる。研磨粒子は、例えば、ランダムな形状又は粉砕した形状；四角形、星形、又は六角形などの定形の（例えば対称の）プロファイル；及び不定形の（例えば非対称の）プロファイルを含む、様々なサイズ、形状、及びプロファイルで提供され得る。例えば、研磨粒子は、異なるタイプの研磨粒子の混合物を含むことができる。例えば、研磨物品としては、板状粒子と非板状粒子との混合物、粉砕粒子と成形粒子との混合物（従来の非成形粒子と非板状研磨粒子との混合物（例えば、充填材）、及びサイズの異なる研磨粒子の混合物が挙げられる。

本明細書で使用するとき、「成形粒子」及び「成形研磨粒子」は、所定の形状又は非ランダムな形状を有する研磨粒子を意味する。成形セラミック研磨粒子などの成形研磨粒子を製造するための１つのプロセスは、前駆体セラミック研磨粒子を、所定の形状を有する金型内で成形して、セラミック成形研磨粒子を製造することを含む。金型内で形成されたセラミック成形研磨粒子は、成形セラミック研磨粒子の属内の１つの種である。他の種の成形セラミック研磨粒子を製造するための他のプロセスとしては、所定の形状を有するオリフィスから前駆体セラミック研磨粒子を押し出すこと、所定の形状を有する印刷スクリーンの開口部（opening）を通して前駆体セラミック研磨粒子を印刷すること、又は前駆体セラミック研磨粒子を所定の形状若しくはパターンにエンボス加工することが挙げられる。他の例では、成形セラミック研磨粒子は、シートから個々の粒子へと切断することができる。好適な切断方法の例としては、機械的切断、レーザー切断、又はウォータージェット切断が挙げられる。成形セラミック研磨粒子の非限定的な例としては、三角形のプレート、又は細長いセラミックロッド／フィラメントなどの成形研磨粒子が挙げられる。成形セラミック研磨粒子は、概ね均質又は実質的に均一であり、より小さい研磨粒子を結合してアグロメレーション構造（agglomerated structure）にし、ランダムなサイズ及び形状の研磨粒子を製造する粉砕又は破砕プロセスによって得られる研磨粒子を除外する有機バインダー又は無機バインダーなどのバインダーを使用することなく、その焼結形状を維持する。多くの実施形態では、成形セラミック研磨粒子は、焼結αアルミナの均質構造を有するか、又は焼結αアルミナから本質的になる。

図１Ａ及び１Ｂは、切頭角錐形に一致する正三角形としての成形研磨粒子１００の一例を示す。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、成形研磨粒子１００は、三角形底面１０２、三角形上面１０４、並びに三角形底面１０２（正三角形として示されているが、不等辺三角形、鈍角三角形、二等辺三角形、及び直角三角形も可能である）及び三角形上面１０４を接続する複数の傾斜した側面１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃによって境界される切頭正三角錐（truncated regular triangular pyramid）を含む。本明細書に記載の成形研磨粒子は、研磨粒子の外面の少なくとも一部分の上に（例えば、三角形頂部１０４及び傾斜面１０６Ａ～Ｃのうちの少なくとも１つの上に）配置された微小粒子層（図示せず）を含み、微小粒子層は、バインダー中に分散された微小粒子を含む。

傾斜角１０８Ａは、側面１０６Ａの三角形底面１０２との交差によって形成される二面角である。同様に、傾斜角１０８Ｂ及び１０８Ｃ（どちらも図示されていない）は、側面１０６Ｂ及び１０６Ｃの三角形底面１０２とのそれぞれの交差によって形成される二面角に対応する。成形研磨粒子１００の場合には、傾斜角の全てが等しい値を有する。いくつかの実施形態では、サイドエッジ１１０Ａ、１１０Ｂ、及び１１０Ｃは、約０．５μｍ～約８０μｍ、約１０μｍ～約６０μｍ、又は約０．５μｍ、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、又は約８０μｍより小さいか、それと等しいか、又はそれより大きい範囲の平均曲率半径を有する。

図１Ａ及び図１Ｂに示される実施形態では、側面１０６Ａ、１０６Ｂ、及び１０６Ｃは、等しい寸法を有し、（８２度の傾斜角に対応する）約８２度の三角形底面１０２との二面角をなす。しかしながら他の二面角（９０度を含む）も同じく使用され得ることは認識されるであろう。例えば、底面と側面の各々との間の二面角は、単独で、４５～９０度（例えば、７０～９０度、又は７５～８５度）の範囲に及び得る。側面１０６、底面１０２、及び上面１０４を接続するエッジは、任意の好適な長さを有することができる。例えば、エッジの長さは、約０．５μｍ～約２０００μｍ、約１５０μｍ～約２００μｍ、又は約０．５μｍ、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００、１２５０、１３００、１３５０、１４００、１４５０、１５００、１５５０、１６００、１６５０、１７００、１７５０、１８００、１８５０、１９００、１９５０、若しくは約２０００μｍより小さいか、それと等しいか、又はそれより大きい範囲にあり得る。

図２Ａ～２Ｅは、四面体研磨粒子として成形された、成形研磨粒子２００の斜視図である。図２Ａ～２Ｅに示されるように、成形研磨粒子２００は、正四面体として成形される。図２Ａに示されるように、成形研磨粒子２００Ａは、４つの頂点（２４０Ａ、２４２Ａ、２４４Ａ、及び２４６Ａ）で終端する６つのエッジ（２３０Ａ、２３２Ａ、２３４Ａ、２３６Ａ、２３８Ａ、及び２３９Ａ）によって結合された４つの面（２２０Ａ、２２２Ａ、２２４Ａ、及び２２６Ａ）を有する。面のそれぞれは、エッジの他の３つの面に接触する。正四面体（例えば、６つの等しいエッジ及び４つの面を有する）が図２Ａに描かれているが、他の形状も許容されることが認識される。例えば、四面体研磨粒子２００は、不整四面体（例えば、異なる長さのエッジを有する）として成形することができる。図２Ａ～２Ｅに記載の成形研磨粒子は、研磨粒子の外面の少なくとも一部分（例えば、面２２０Ａ、２２２Ａ、２２４Ａ、及び２２６Ａ）の上に配置された微小粒子層（図示せず）を含み、微小粒子層は、バインダー中に分散された微小粒子を含む。

ここで図２Ｂを参照すると、成形研磨粒子２００Ｂは、４つの頂点（２４０Ｂ、２４２Ｂ、２４４Ｂ、及び２４６Ｂ）で終端する６つのエッジ（２３０Ｂ、２３２Ｂ、２３４Ｂ、２３６Ｂ、２３８Ｂ、及び２３９Ｂ）によって結合された４つの面（２２０Ｂ、２２２Ｂ、２２４Ｂ、及び２２６Ｂ）を有する。面のそれぞれは凹状であり、各々の共通のエッジで他の３つの面に接触する。四面体対称性（tetrahedral symmetry）（例えば、三重対称性（threefold symmetry）の４つの回転軸、及び対称性の６つの反射面）を有する粒子が図２Ｂに描かれているが、他の形状も許容されることが認識される。例えば、成形研磨粒子２００Ｂは、残りが平面状である、１つ、２つ、又は３つの凹面を有することができる。

ここで図２Ｃを参照すると、成形研磨粒子２００Ｃは、４つの頂点（２４０Ｃ、２４２Ｃ、２４４Ｃ、及び２４６Ｃ）で終端する６つのエッジ（２３０Ｃ、２３２Ｃ、２３４Ｃ、２３６Ｃ、２３８Ｃ、及び２３９Ｃ）によって結合された４つの面（２２０Ｃ、２２２Ｃ、２２４Ｃ、及び２２６Ｃ）を有する。面のそれぞれは、凸状であり、各々の共通のエッジで他の３つの面に接触する。四面体対称性を有する粒子が図２Ｃに描かれているが、他の形状も許容されることが認識される。例えば、成形研磨粒子２００Ｃは、残りが平面状又は凹状である、１つ、２つ、又は３つの凸面を有することができる。

ここで図２Ｄを参照すると、成形研磨粒子２００Ｄは、４つの頂点（２４０Ｄ、２４２Ｄ、２４４Ｄ、及び２４６Ｄ）で終端する６つのエッジ（２３０Ｄ、２３２Ｄ、２３４Ｄ、２３６Ｄ、２３８Ｄ、及び２３９Ｄ）によって結合された４つの面（２２０Ｄ、２２２Ｄ、２２４Ｄ、及び２２６Ｄ）を有する。四面体対称性を有する粒子が図２Ｄに描かれているが、他の形状も許容されることが認識される。例えば、成形研磨粒子２００Ｄは、残りが平面状である、１つ、２つ、又は３つの凸面を有することができる。

図２Ａ～２Ｄの描写からの誤差が存在し得る。このような成形研磨粒子２００の一例が図２Ｅに描かれており、４つの頂点（２４０Ｅ、２４２Ｅ、２４４Ｅ、及び２４６Ｅ）で終端する６つのエッジ（２３０Ｅ、２３２Ｅ、２３４Ｅ、２３６Ｅ、２３８Ｅ、及び２３９Ｅ）によって結合された４つの面（２２０Ｅ、２２２Ｅ、２２４Ｅ、及び２２６Ｅ）を有する、成形研磨粒子２００Ｅを示している。面のそれぞれは、各々の共通のエッジで、他の３つの面に接触する。面、エッジ、及び頂点のそれぞれは、不規則な形状を有する。

成形研磨粒子２００Ａ～２００Ｅのいずれにおいても、エッジは、同じ長さでも異なる長さでもよい。エッジのいずれかの長さは、任意の好適な長さであり得る。一例として、エッジの長さは、約０．５μｍ～約２０００μｍ、約１５０μｍ～約２００μｍ、又は約０．５μｍ、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００、１２５０、１３００、１３５０、１４００、１４５０、１５００、１５５０、１６００、１６５０、１７００、１７５０、１８００、１８５０、１９００、１９５０、若しくは約２０００μｍより小さいか、それと等しいか、又はそれより大きい範囲にあり得る。成形研磨粒子２００Ａ～２００Ｅは、同じサイズでも異なるサイズでもよい。

成形研磨粒子１００又は２００のいずれかは、任意の数の形状特徴部を含むことができる。形状特徴部は、成形研磨粒子１００又は２００のいずれかの切削性能を改善するのに役立ち得る。好適な形状特徴部の例としては、開口部、凹面、凸面、溝、隆起、破損面、低丸み率、又は鋭い先端を有する１つ以上の端点を有する外辺部が挙げられる。個々の成形研磨粒子は、これらの特徴部のうちの任意の１つ以上を含むことができる。

既に記載されている材料に加えて、少なくとも１つの磁性材料が、成形研磨粒子１００又は２００内に含まれるか、又は被覆され得る。磁性材料の例としては、鉄；コバルト；ニッケル；様々なグレードでＰｅｒｍａｌｌｏａｌｌｏｙとして市販されているニッケルと鉄の様々な合金；Ｆｅｒｎｉｃｏ、Ｋｏｖａｒ、ＦｅｒＮｉＣｏ Ｉ、又はＦｅｒＮｉＣｏ ＩＩとして市販されている鉄、ニッケル、及びコバルトの様々な合金；様々なグレードでＡｌｎｉｃｏとして市販されている鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルト、及び場合によっては銅及び／又はチタンの様々な合金；Ｓｅｎｄｕｓｔ合金として市販されている鉄、ケイ素、及びアルミニウムの合金（重量比約８５：９：６）；Ｈｅｕｓｌｅｒ合金（例えば、Ｃｕ_２ＭｎＳｎ）；ビスマス化マンガン（Ｂｉｓｍａｎｏｌとしても知られる）；希土類の磁化可能材料、例えば、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ユーロピウム酸化物、ネオジムと鉄とホウ素の合金（例えば、Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ）、及びサマリウムとコバルトの合金（例えば、ＳｍＣｏ_５）；ＭｎＳｂ；ＭｎＯＦｅ_２Ｏ_３；Ｙ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２；ＣｒＯ_２；ＭｎＡｓ；フェライト、例えば、フェライト、マグネタイト；亜鉛フェライト；ニッケルフェライト；コバルトフェライト、マグネシウムフェライト、バリウムフェライト、及びストロンチウムフェライト；イットリウム鉄ガーネット；及びこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態では、磁化可能材料は、８～１２重量％のアルミニウム、１５～２６重量％のニッケル、５～２４重量％のコバルト、最大で６重量％の銅、最大で１％のチタンを含有する合金であり、１００重量％にするための残部は鉄である。いくつかの他の実施形態では、例えば、マグネトロンスパッタリングを含む物理蒸着（ＰＶＤ）などの蒸着技術を用いて、磁化可能な被覆を研磨粒子１００上に堆積させることができる。

これらの磁化可能材料を含むことにより、成形研磨粒子１００又は２００が磁場に応答することが可能になる。成形研磨粒子１００又は２００のいずれも、同じ材料を含んでもよく、又は異なる材料を含んでもよい。

成形研磨粒子１００又は２００は、多くの好適な方法で形成することができ、例えば、成形研磨粒子１００又は２００は、複数操作プロセスに従って製造することができる。このプロセスは、任意の材料又は前駆体分散材料を使用して実施することができる。簡潔に述べると、成形研磨粒子１００又は２００がモノリシックセラミック粒子である実施形態の場合、このプロセスは、対応するものに変換することができる種晶添加又は種晶非添加の前駆体分散体（例えば、αアルミナに変換することができるベーマイトゾル－ゲル）のいずれかを作製する操作と、成形研磨粒子１００の所望の外形を有する１つ以上の金型キャビティを前駆体分散体で充填する操作と、前駆体分散体を乾燥させて前駆体成形研磨粒子を形成する操作と、前駆体成形研磨粒子１００を金型キャビティから取り出す操作と、前駆体成形研磨粒子１００をか焼して、か焼された前駆体成形研磨粒子１００又は２００を形成する操作と、次いで、か焼された前駆体成形研磨粒子１００又は２００を焼結して、成形研磨粒子１００又は２００を形成する操作と、を含み得る。次に、このプロセスを、αアルミナ含有成形研磨粒子１００又は２００に関連して、より詳細に説明する。他の実施形態では、金型キャビティをメラミンで充填して、メラミン成形研磨粒子を形成してもよい。

一部の成形研磨粒子１００又は２００は、ポリマー材料を含むことができ、軟質研磨粒子として特徴付けることができる。本明細書に記載の軟質成形研磨粒子は、任意の好適な材料又は材料の組み合わせを独立して含むことができる。例えば、軟質成形研磨粒子は、１つ以上の重合性樹脂を含む重合性混合物の反応生成物を含むことができる。１つ以上の重合性樹脂は、例えば、ヒドロカルビル重合性樹脂である。このような樹脂の例としては、フェノール樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、ビニルエーテル樹脂、アミノプラスト樹脂（ペンダントα、β不飽和カルボニル基を含み得る）、アクリレート樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、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、アルキル樹脂、ポリエステル樹脂、乾性油、又はこれらの混合物から選択されるものが挙げられる。重合性混合物は、可塑剤、酸触媒、架橋剤、界面活性剤、穏和な研磨剤、顔料、触媒、及び抗菌剤などの追加の成分を含むことができる。

複数の成分が重合性混合物中に存在する場合、これらの成分は、混合物の任意の好適な重量百分率を占めることができる。例えば、重合性樹脂は、重合性混合物の約３５重量％～約９９．９重量％、約４０重量％～約９５重量％の範囲にあってもよく、又は約３５重量％、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、若しくは約９９．９重量％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくてもよい。

存在する場合、架橋剤は、重合性混合物の約２重量％～約６０重量％、約５重量％～約１０重量％の範囲にあってもよく、又は約２重量％、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、若しくは約１５重量％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくてもよい。好適な架橋剤の例としては、Ａｌｌｎｅｘ ＵＳＡ Ｉｎｃ．，Ａｌｐｈａｒｅｔｔａ，Ｇｅｏｒｇｉａ、ＵＳＡの商品名ＣＹＭＥＬ ３０３ ＬＦで入手可能な架橋剤、又はＡｌｌｎｅｘ ＵＳＡ Ｉｎｃ．，Ａｌｐｈａｒｅｔｔａ，Ｇｅｏｒｇｉａ、ＵＳＡの商品名ＣＹＭＥＬ ３８５で入手可能な架橋剤が挙げられる。

存在する場合、穏和な研磨剤は、重合性混合物の約５重量％～約６５重量％、約１０重量％～約２０重量％の範囲にあってもよく、又は約５重量％、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、若しくは約６５重量％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくてもよい。好適な穏和な研磨剤の例としては、Ｉｍｅｒｙｓ Ｔａｌｃ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．，Ｔｈｒｅｅ Ｆｏｒｋｓ，Ｍｏｎｔａｎａ，ＵＳＡの商品名ＭＩＮＳＴＲＯＮ ３５３ＴＡＬＣで入手可能な穏和な研磨剤、ＵＳＧ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，ＵＳＡのＵＳＧ ＴＥＲＲＡＡＬＢＡ ＮＯ．１ ＣＡＬＣＩＵＭＳＵＬＦＡＴＥの商品名で入手可能な穏和な研磨剤、ＥＳＣＡ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．，Ｈａｔｆｉｅｌｄ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，ＵＳＡから入手可能な再生ガラス（４０～７０グリット）、シリカ、方解石、ネフェリン、シエナイト、炭酸カルシウム、又はこれらの混合物が挙げられる。

存在する場合、可塑剤は、重合性混合物の約５重量％～約４０重量％、約１０重量％～約１５重量％の範囲にあり得るか、又は約５重量％、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、若しくは約４０重量％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくてもよい。好適な可塑剤の例としては、アクリル樹脂又はスチレンブタジエン樹脂が挙げられる。アクリル樹脂の例としては、ＤＯＷ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ，ＵＳＡの商品名ＲＨＯＰＬＥＸ ＧＬ－６１８で入手可能なアクリル樹脂、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，Ｏｈｉｏ，ＵＳＡの商品名ＨＹＣＡＲ２６７９で入手可能なアクリル樹脂、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，Ｏｈｉｏ，ＵＳＡの商品名ＨＹＣＡＲ ２６７９６で入手可能なアクリル樹脂、ＤＯＷ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ，ＵＳＡのＡＲＣＯＬ ＬＧ－６５０の商品名で入手可能なポリエーテルポリオール、又はＬｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，Ｏｈｉｏ，ＵＳＡのＨＹＣＡＲ ２６３１５の商品名で入手可能なアクリル樹脂が挙げられる。スチレンブタジエン樹脂の例としては、Ｍａｌｌａｒｄ Ｃｒｅｅｋ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ．，Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ，ＵＳＡの商品名ＲＯＶＥＮＥ ５９００で入手可能な樹脂が挙げられる。

存在する場合、酸触媒は、重合性混合物の約１重量％～約２０重量％、約５重量％～約１０重量％の範囲にあってもよく、又は約１重量％、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、若しくは約２０重量％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくてもよい。好適な酸触媒の例としては、塩化アルミニウム溶液又は塩化アンモニウム溶液が挙げられる。

存在する場合、界面活性剤は、重合性混合物の約０．００１重量％～約１５重量％、約５重量％～約１０重量％、の範囲にあってもよく、又は約０．００１重量％、０．０１、０．５、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、若しくは約１５重量％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくてもよい。好適な界面活性剤の例としては、Ｉｎｎｏｓｐｅｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｓａｌｉｓｂｕｒｙ，Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ，ＵＳＡの商標名ＧＥＭＴＥＸ ＳＣ－８５－Ｐの下で入手可能な界面活性剤、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．，Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，ＵＳＡの商品名ＤＹＮＯＬ ６０４で入手可能な界面活性剤、ＤＯＷ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ，ＵＳＡの商品名ＡＣＲＹＳＯＬＲＭ－８Ｗで入手可能な界面活性剤、又はＤＯＷ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ，ＵＳＡの商品名ＸＩＡＭＥＴＥＲＡＦＥ １５２０で入手可能な界面活性剤が挙げられる。

存在する場合、抗菌剤は、重合性混合物の約０．５重量％～約２０重量％、約１０重量％～約１５重量％の範囲にあってもよく、又は約０．５重量％、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、若しくは約２０重量％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくてもよい。好適な抗菌剤の例としては、ジンクピリチオンが挙げられる。

存在する場合、顔料は、重合性混合物の約０．１重量％～約１０重量％、約３重量％～約５重量％の範囲にあってもよく、又は約０．１重量％、０．２、０．４、０．６、０．８、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５、５．５、６、６．５、７、７．５、８、８．５、９、９．５、若しくは約１０重量％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくてもよい。好適な顔料の例としては、Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，ＵＳＡの商品名ＳＵＮＳＰＥＲＳＥ ＢＬＵＥ １５で入手可能な顔料分散体；Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，ＵＳＡの商品名ＳＵＮＳＰＥＲＳＥ ＶＩＯＬＥＴ ２３で入手可能な色素分散体、Ｓｕｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，ＵＳＡの商品名ＳＵＮ ＢＬＡＣＫで入手可能な色素分散体、又はＣｌａｒｉａｎｔ Ｌｔｄ．，Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎｏｒｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ，ＵＳＡのＢＬＵＥ ＰＩＧＭＥＮＴ Ｂ２Ｇの商品名で入手可能な顔料分散体が挙げられる。成分の混合物は、硬化によって重合され得る。

このプロセスは、セラミックに変換することができる前駆体の種晶添加又は種晶非添加の分散体のいずれかを提供する操作を含むことができる。前駆体が種晶添加される例では、前駆体に、鉄の酸化物（例えば、ＦｅＯ）を種晶添加することができる。前駆体分散体は、揮発性成分である液体を含むことができる。一例では、揮発性成分は水である。分散体は、分散体の粘度を十分に低くし、金型キャビティの充填及び金型表面の複製を可能にするために十分な量の液体を含むことができるが、後に続く液体の金型キャビティからの取り出しが非常に高価になるような大量の液体を含むことができない。一例において、前駆体分散体は、２重量％～９０重量％の、酸化アルミニウム一水和物（ベーマイト）粒子等のセラミックに変換することができる粒子、及び少なくとも１０重量％、又は５０重量％～７０重量％、又は５０重量％～６０重量％の、水等の揮発性成分を含む。逆に、いくつかの実施形態において、前駆体分散体は、３０重量％～５０重量％又は４０重量％～５０重量％の固形分を含む。

好適な前駆体分散体の例としては、酸化ジルコニウムゾル、酸化バナジウムゾル、酸化セリウムゾル、酸化アルミニウムゾル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好適な酸化アルミニウム分散体としては、例えば、ベーマイト分散体及び他の酸化アルミニウム水和物分散体が挙げられる。ベーマイトは、公知の技術によって調製すること、又は市販のものを入手することができる。市販のベーマイトの例としては、両方ともＳａｓｏｌ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．から入手可能な商標名「ＤＩＳＰＥＲＡＬ」及び「ＤＩＳＰＡＬ」を有する製品、又はＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な商標名「ＨＩＱ－４０」を有する製品が挙げられる。これらの酸化アルミニウム一水和物は、比較的純粋であり、即ち、一水和物以外の水和物相を含んでいたとしても比較的少量しかなく、かつ高表面積を有する。

得られる成形研磨粒子１００又は２００の物理的特性は、概ね、前駆体分散体に使用される材料の種類に依存し得る。本明細書で使用するとき、「ゲル」は、液体中に分散した固体の３次元ネットワークである。

前駆体分散体は、改質用添加剤又は改質用添加剤の前駆体を含んでいてもよい。改質用添加剤は、研磨粒子のいくつかの所望の特性を強化するため、又は後に続く焼結ステップの有効性を高めるために機能することができる。改質用添加剤又は改質用添加剤の前駆体は、水溶性塩などの可溶性塩の形態とすることができる。これらは金属含有化合物を含むことができ、マグネシウム、亜鉛、鉄、ケイ素、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、クロム、イットリウム、プラセオジム、サマリウム、イッテルビウム、ネオジム、ランタン、ガドリニウム、セリウム、ジスプロシウム、エルビウム、チタンの酸化物の前駆体、及びこれらの混合物とすることができる。前駆体分散体中に存在できるこれらの添加剤の特定の濃度は、変更することができる。

改質用添加剤又は改質用添加剤の前駆体を導入することによって、前駆体分散体はゲルになり得る。前駆体分散体はまた、蒸発によって分散体中の液体含有量を低減するために、一定期間にわたって熱を加えることによりゲルに誘導することもできる。前駆体分散体はまた、核形成剤を含んでいてもよい。本開示に好適な核形成剤としては、αアルミナ、α酸化第二鉄若しくはその前駆体、酸化チタン及びチタン酸塩、酸化クロム、又は転移の核となる任意の他の材料の微粒子を挙げることができる。核形成剤を使用する場合、その量は、αアルミナの転移をもたらすのに十分な量とするべきである。

解膠剤を前駆体分散体に添加し、より安定なヒドロゾル又はコロイド状前駆体分散体を製造することができる。好適な解膠剤は、酢酸、塩酸、ギ酸及び硝酸等の、一塩基酸又は酸化合物である。多塩基酸も使用できるが、多塩基酸は前駆体分散体を急速にゲル化することがあり、取り扱い又は追加成分の導入を困難にする。ベーマイトの一部の市販供給源は、安定な前駆体分散体の形成を助ける（吸収されたギ酸又は硝酸等の）酸タイターを含む。

前駆体分散体は、任意の好適な手段によって形成することができる。例えば、ゾル－ゲルアルミナ前駆体の場合、酸化アルミニウム一水和物を、解膠剤を含有する水と混合することによって、又は酸化アルミニウム一水和物のスラリーを形成し、そこに解膠剤を添加することによって形成できる。

消泡剤又は他の好適な化学物質を添加し、気泡を形成する傾向又は混合中に空気が混入する傾向を低減することができる。湿潤剤、アルコール、又はカップリング剤等の追加の化学物質を必要に応じて添加することができる。

更なる操作は、少なくとも１つの金型キャビティを有する金型、又は金型の少なくとも１つの主表面に形成された複数のキャビティ（cavity）を有する金型を提供すること、を含み得る。いくつかの例では、金型は、製造ツールとして形成され、該製造ツールは、例えば、ベルト、シート、連続ウェブ、輪転グラビアロール等のコーティングロール、コーティングロール上に取り付けられたスリーブ、又はダイとすることができる。一例では、製造ツールはポリマー材料を含むことができる。好適なポリマー材料の例としては、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、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、若しくはこれらの組み合わせ等の熱可塑性樹脂、又は熱硬化性材料が挙げられる。一例では、ツール全体がポリマー材料又は熱可塑性材料から作製される。別の例では、前駆体分散体が乾燥している間に前駆体分散体と接触するツーリング表面、例えば複数のキャビティ表面は、ポリマー材料又は熱可塑性材料を含み、ツーリングの他の部分は、他の材料から作製することができる。好適なポリマーコーティングを金属ツーリングに適用して、例として表面張力特性を変更してもよい。

ポリマー工具又は熱可塑性製造ツールは、金属マスター工具から複製することができる。マスター工具は、製造ツールに望ましいものの逆パターンを有することができる。マスター工具は、製造ツールと同一の方法で作製することもできる。一例では、マスター工具は、金属（例えばニッケル）で作製し、ダイヤモンドターニング加工される。一例では、マスター工具は、ステレオリソグラフィを使用して少なくとも部分的に形成される。ポリマーシート材料は、マスター工具と共に、２つを一緒に加圧成形することによりポリマー材料がマスター工具パターンでエンボス加工されるように、加熱することができる。ポリマー又は熱可塑性材料をまた、マスター工具上に押し出し又はキャスティングし（cast）、次いで加圧成形することもできる。熱可塑性材料を冷却し、固化させ製造ツールを生産する。熱可塑性製造ツールを利用する場合、熱可塑性製造ツールを歪めて寿命を制限し得るような過度の熱を生じないよう注意が必要である。

キャビティへは、金型の天面又は底面にある開口部からアクセスすることができる。いくつかの例では、キャビティは、金型の全厚にわたって延びることができる。あるいは、キャビティは、金型の厚さの一部分にわたってのみ延びることができる。一例では、天面は、実質的に一様な深さを有するキャビティを備えた金型の底面と実質的に平行である。金型のうちの少なくとも１つの側、即ちキャビティが形成される側は、揮発性成分を除去するステップの間、周囲の外気に曝露したままにすることができる。

キャビティは、成形研磨粒子１００を製造するための特定の３次元形状を有する。深さの寸法は、天面から底面の最下点までの垂直距離と等しい。所与のキャビティの深さは、一様とすることができ、又はその長さ及び／若しくは幅に沿って変化することができる。所与の金型のキャビティは、同一の形状又は異なる形状とすることができる。

更なる操作は、金型内のキャビティに前駆体分散体を（例えば、従来の技法によって）充填すること、を伴う。いくつかの例では、ナイフロールコーター又は真空スロットダイコーターを使用することができる。必要に応じて、金型からの粒子の取り出しを支援するために離型剤を使用することができる。離型剤の例としては、ピーナッツ油又は鉱油、魚油等の油、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン、ステアリン酸亜鉛、及び黒鉛が挙げられる。概して、離型剤を所望の場合、金型の１単位面積当たり、約０．１ｍｇ／ｉｎ^２（０．６ｍｇ／ｃｍ^２）～約３．０ｍｇ／ｉｎ^２（２０ｍｇ／ｃｍ^２）、又は約０．１ｍｇ／ｉｎ^２（０．６ｍｇ／ｃｍ^２）～約５．０ｍｇ／ｉｎ^２（３０ｍｇ／ｃｍ^２）の離型剤が存在するように、水又はアルコールなどの液体中のピーナッツ油などの離型剤が、前駆体分散体が接触する製造ツーリングの表面に適用される。いくつかの実施形態において、金型の天面は、前駆体分散体で被覆される。前駆体分散体は、天面上にポンプ注入することができる。

更なる操作では、スクレーパ又はならし棒を使用し、前駆体分散体を金型のキャビティに完全に押し入れることができる。キャビティに入らない前駆体分散体の残りの部分は、金型の天面から除去し、再利用することができる。いくつかの例では、前駆体分散体のごく一部分が天面に残ることがあり、他の例において、天面には分散体が実質的にない。スクレーパ又はならし棒により適用される圧力は、１００ｐｓｉ（０．６ＭＰａ）未満、又は５０ｐｓｉ（０．３ＭＰａ）未満、又は更には１０ｐｓｉ（６０ｋＰａ）未満とすることができる。いくつかの例では、前駆体分散体の露出した表面は、天面を実質的に超えて延びていない。

これらの例では、キャビティの露出した表面は成形研磨粒子の平面になることが望まれ、キャビティを（例えば、マイクロノズルアレイを使用して）オーバーフィルし、前駆体分散体をゆっくりと乾燥させることが望ましい場合がある。

更なる操作では、揮発性成分を除去し、分散体を乾燥すること、を伴う。揮発性成分は、高速の蒸発速度により除去することができる。いくつかの例では、蒸発による揮発性成分の除去は、この揮発性成分の沸点を上回る温度で生じる。乾燥温度の上限は、金型を作製する材料によって決まることが多い。ポリプロピレンツーリングに関しては、温度はプラスチックの融点未満とするべきである。一例では、約４０～５０％の固形分の水分散体及びポリプロピレン製金型に関しては、乾燥温度は、約９０℃～約１６５℃、又は約１０５℃～約１５０℃、又は約１０５℃～約１２０℃であることができる。温度が高くなると、生産速度を改善することができるが、ポリプロピレンツーリングが劣化し、金型としての耐用寿命が制限されることもある。

乾燥中、前駆体分散体が収縮し、多くの場合、キャビティ壁からの後退（retraction）を引き起こす。例えば、キャビティが平坦な壁を有する場合、得られる成形研磨粒子１００は、少なくとも３つの凹状の主側面を有する傾向があり得る。本発明で、キャビティ壁を凹状にする（キャビティ容積が増加する）ことによって、少なくとも３つの実質的に平面の主側面を有する成形研磨粒子１００を得ることが可能であることが分かった。凹部の度合いは、概ね、前駆体分散体の固形分含有量に依存する。

更なる操作は、得られた前駆体成形研磨粒子１００を金型キャビティから取り出すこと、を伴う。前駆体成形研磨粒子１００又は２００は、重力、振動、超音波振動、真空、又は加圧空気のプロセスを、単独で又は組み合わせて金型に使用し、金型キャビティから粒子を取り出すことによって、キャビティから取り出すことができる。

前駆体成形研磨粒子１００又は２００は、金型の外で更に乾燥させることができる。前駆体分散体を、金型内で所望のレベルに乾燥させる場合には、この追加の乾燥ステップは不要である。しかし、場合によっては、この追加の乾燥ステップを採用し、金型内に前駆体分散体が滞留する時間を最低限にすることが経済的であり得る。前駆体成形研磨粒子１００又は２００は、１０～４８０分間、又は１２０～４００分間、５０℃～１６０℃、又は１２０℃～１５０℃の温度で乾燥させる。

更なる操作は、前駆体成形研磨粒子１００又は２００をか焼すること、を伴う。か焼の間、本質的に全ての揮発性材料は除去され、前駆体分散体に存在していた様々な成分が金属酸化物に変換される。前駆体成形研磨粒子１００又は２００は、概ね、４００℃～８００℃の温度に加熱され、遊離水、及び９０重量％を超える任意の結合揮発性材料が除去されるまで、この温度範囲内で維持される。任意選択のステップにおいて、含浸プロセスによって改質用添加剤を導入することが望ましい場合がある。水溶性塩は、か焼された前駆体成形研磨粒子１００の孔に含浸することによって導入できる。次いで、前駆体成形研磨粒子１００を再び予備焼成する。

更なる操作は、か焼された前駆体成形研磨粒子１００又は２００を焼結して粒子１００又は２００を形成すること、を伴い得る。ただし、前駆体が希土類金属を含むいくつかの例では、焼結は必須ではない場合がある。焼結前は、か焼された前駆体成形研磨粒子１００又は２００は完全に緻密ではなく、したがって、成形研磨粒子１００又は２００として使用するための所望の硬度に欠けている。焼結は、か焼された前駆体成形研磨粒子１００又は２００を、１０００℃～１６５０℃の温度に加熱することによって行われる。か焼された前駆体成形研磨粒子１００又は２００を焼結温度に曝露して、このレベルの変換を得るための時間の長さは、様々な要因に依存するが、５秒～４８時間が可能である。

他の実施形態において、焼結ステップの持続時間は１分間～９０分間の範囲である。焼結後、成形研磨粒子１４は、１０ＧＰａ（ギガパスカル）、１６ＧＰａ、１８ＧＰａ、２０ＧＰａ、又はこれらを超えるビッカース硬度を有することができる。

例えば、か焼温度から焼結温度まで材料を急速に加熱すること、及び前駆体分散体を遠心分離し、スラッジ及び／又は廃棄物を除去することなどの、追加の操作を使用して、記載したプロセスを変更することができる。更に、必要に応じて、２つ以上のプロセスステップを組み合わせることによってこのプロセスを変更することができる。

本明細書に記載の研磨物品のいずれも、連続的であり得るか、又は研磨セグメントを含み得る。

図３Ａ～３Ｄは、様々な実施形態による、微小粒子内に被覆された成形研磨粒子を示す。図３Ａは、赤色微小粒子（red microparticles）で被覆された成形研磨粒子１０を示す。赤色微小粒子は、Ｆｅ_２Ｏ_３から作製されている。図３Ｂは、ウォラストナイト微小粒子２２で被覆された成形研磨粒子２０を示す。図３Ｃ及び３Ｄは、粒子２０の拡大図を示す。図３Ｃは、６５倍で撮影された画像である。図３Ｄは、１４００倍で撮影された画像である。成形研磨粒子１０と２０との間の最長粒子寸法の微小粒子に対する比は、約１０：１～約１００：１から約１０００：１～約１０，０００：１までの範囲であり得る。

微小粒子は、研磨粒子に先に適用されている。微小粒子は、研磨粒子の表面積を増加させ、研磨粒子と周囲の樹脂マトリックスとの間の結合強度を増加させる。これにより、研磨粒子の構造上に微小粒子を組み込む研磨物品の全体的な耐用年数を増加させることができる。微小粒子は、先に粉砕粒子又は板状粒子に適用されているが、本明細書に記載される実施形態は、微小粒子を精密成形研磨粒子に適用する。

研磨粒子に先に適用された微小粒子は、多くの場合、球形状をしている。本明細書に含まれる実施例に示されるように、驚くべきことに、ロッド又はプレート形状の成形微小粒子は、より良好な性能を示すことが見出された。驚くべきことに、微小粒子のアスペクト比を増加させると、性能が向上することが見出された。いくつかの実施形態では、アスペクト比は、約２より大きい、又は約３より大きい、又は約４より大きい、又は約５より大きい、又は約１０より大きい、又は約５０より大きい、又は約１００より大きい、又は約５００より大きい、又は約１０００より大きい。

また、各成形研磨物品上の被覆中の微小粒子、及び微小粒子バインダーの量を制御することも見出された。微小粒子バインダーは、被覆成形研磨粒子の少なくとも０．１重量％であるべきである。いくつかの実施形態では、微小粒子バインダーは、被覆成形研磨粒子の少なくとも０．２重量％、又は少なくとも０．３％、又は少なくとも０．４％、又は少なくとも０．５％、又は少なくとも０．６％、又は少なくとも０．７％、又は少なくとも０．８％、又は少なくとも０．９％、又は少なくとも１重量％である。より低い範囲では、効果は達成されない。

図４Ａ～４Ｂは、様々な実施形態による、結合研磨物品を示す。図４Ａは、凹状中央研削ホイール３０を示す。図４Ｂは、樹脂マトリックス３６内の成形研磨粒子３２の断面の拡大図を示す。成形研磨粒子３２は、微小粒子被覆３４を有する。

図５Ａ～５Ｂは、様々な実施形態による、成形微小粒子を示す。本明細書に記載される実施形態及び実施例は、１より高いアスペクト比を有する粒子で成形研磨粒子を被覆するときに得られる改善された寿命性能を示す。改善された性能は、成形研磨粒子及び樹脂マトリックスの両方と結合するために利用可能な微小粒子のより高い表面積からもたらされると考えられる。したがって、同様の結果が、増大した表面積を有する成形微小粒子でも見られ得ることが明白に想到される。このような粒子の１つを、図５Ａ及び５Ｂに示す。図５Ａは、互いに実質的に平面であるいくつかのファセットアーム（faceted arms）５２を有する粒子５０を示す。図５Ｂは、平面アーム５２と追加の垂直に位置付けられたアーム（perpendicularly positioned arm）５４との間の配置を例示する側面図を示す。しかしながら、図５Ａ及び５Ｂは、成形微小粒子の一例を示しており、他のものも可能である。例えば、ロッド、十字、四面体、２次元プレート、及びそれらの形状の結合された組み合わせである。

図６Ａは、被覆研磨物品３００の断面図である。被覆研磨物品３００は、ｘ－ｙ方向に沿って表面を画定するバッキング３０２を含む。バッキング３０２は、バッキング３０２の第１の表面上に適用された、以下メークコート３０４と称される第１のバインダーの層を有する。メークコート３０４に取り付けられた又は部分的に埋め込まれているのは、複数の成形研磨粒子２００Ａである。成形研磨粒子２００Ａが示されているが、本明細書に記載される任意の他の成形研磨粒子を被覆研磨物品３００に含めることができる。以下、任意のサイズコート３０６と称される第２のバインダー層は、成形研磨粒子２００Ａの上に分散されている。図示のように、成形研磨粒子２００Ａの大部分は、実質的に同じ方向に配向された３つの頂点（２４０、２４２、及び２４４）のうちの少なくとも１つを有する。したがって、成形研磨粒子２００Ａは、非ランダム分布に従って配向されるが、他の実施形態では、成形研磨粒子２００Ａのいずれかがバッキング３０２上でランダムに配向され得る。いくつかの実施形態では、粒子の配向の制御は、研磨物品の切断を増加させることができる。成形研磨粒子２００Ａは、研磨粒子の外面（例えば、頂点２４０、２４２、及び２４４によって形成された面）の少なくとも一部分の上に配置された微小粒子層（図示せず）を含み、微小粒子層は、バインダー中に分散された微小粒子を含む。

バッキング３０２は、可撓性（flexible）又は剛性のものであり得る。可撓性バッキングを形成するのに好適な材料の例としては、ポリマーフィルム、金属箔、織布、編布、紙、加硫繊維、短繊維、連続繊維、不織布、発泡体、スクリーン、積層体、及びこれらの組み合わせが挙げられる。バッキング３０２は、被覆研磨物品３００をシート、ディスク、ベルト、パッド、又はロールの形態にすることを可能にするように成形することができる。いくつかの実施形態では、バッキング３０２は、被覆研磨物品３００をループ状に形成して、好適な研削機（suitable grinding equipment）で稼働できる研磨ベルトを作製できるように十分に可撓性とすることができる。

メークコート３０４は、成形研磨粒子２００Ａをバッキング３０２に固定し、サイズコート３０６は、成形研磨粒子２００Ａを補強するのに役立つことができる。メークコート３０４及び／又はサイズコート３０６は、樹脂性接着剤を含み得る。樹脂性接着剤は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、アクリレート樹脂、アミノプラスト樹脂、メラミン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、染色油、及びこれらの混合物から選択される１つ以上の樹脂を含むことができる。

図６Ｂは、成形研磨粒子３００の代わりに成形研磨粒子２００を含む被覆研磨物品３００Ｂの一例を示す。図示のように、成形研磨粒子２００は、成形研磨粒子２００をバッキング３０２に更に取り付け又は付着させるために適用されたサイズコート３０６を有するメークコート３０４によって、バッキング３０２に取り付けられる。図３Ｂに示されるように、成形研磨粒子２００の過半数は、片側に傾けられるか、又は片寄らせている。これにより、バッキング３０２に対して９０度未満の配向角度βを有する成形研磨粒子２００の過半数がもたらされる。

本明細書では、結合研磨物品も想到される。結合研磨物品を調製するための方法は、一般に、砥粒上への結合の原材料を主に粉末状に被覆し、砥粒金型に充填し、充填材料（charged material）をプレス成形する工程を含むプレス成形プロセス、及び樹脂（例えば、液体樹脂）及び砥粒をミキサー内でブレンドする工程と、このブレンドを湿潤状態の金型にキャストティングする（casting）工程と、を含むキャストティングプロセス（casting process）を含む。

図７Ａ及び７Ｂは、結合研磨物品４００の例を示す。具体的には、図７Ａは結合研磨物品４００の斜視図であり、図７Ｂは、図７Ａの線Ａ－Ａに沿って見た結合研磨物品４００の断面図である。図４Ａ及び７Ｂは同じ特徴のうちの多くを示しており、同時に説明される。図示のように、結合研磨物品４００は、凹状中央研削ホイールである。他の例では、結合研磨物品は、軸付砥石、カットオフホイール、切削及び研削ホイール、凹状中央研削ホイール、凹状中央カットオフホイール、リール研削ホイール、軸付砥石、工具研削ホイール、ロール研削ホイール、ホットプレス研削ホイール、面研削ホイール、レール研削ホイール、研削コーン、研削プラグ、カップ研削ホイール、ギア研削ホイール、芯なし研削ホイール、円筒研削ホイール、内径研削ホイール、外径研削ホイール、又は両面研削ホイールであり得る。

ホイールの寸法は、任意の好適なサイズであってよく、例えば、直径は、２ｍｍ～約２０００ｍｍ、約５００ｍｍ～約１０００ｍｍ、又は２ｍｍ、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、約２０００ｍｍより小さいか、それに等しいか、又はそれより大きく、２ｍｍ～２，０００ｍｍ、５ｍｍ～１，０００ｍｍ若しくは２０ｍｍ～５００ｍｍの範囲であり得る。

結合研磨物品４００は、第１の主面４０２及び第２の主面４０４を含む。第１の主面及び第２の主表面は、実質的に円形のプロファイルを有する。中央開口部４１６は、第１の主面４０２と第２の主面４０４との間に延びて、例えば、動力駆動ツールに取り付けるために使用することができる。他の研磨物品の例では、中央開口部４１６は、第１の主面４０２と第２の主面４０４との間に部分的にのみ延びるように設計することができる。結合研磨物品４００は、いくつかの異なる構成成分から形成することができる。

成形研磨粒子１００が示されているが、結合研磨物品４００の他の実施形態は、成形研磨粒子２００Ａ～２００Ｅを含むことができる。結合研磨物品４００中に存在する粒子は、バインダー中に保持される。本明細書に記載されるように、バインダーは、有機樹脂、ガラス質バインダー、又は金属バインダーであり得る。いくつかの実施例では、バインダーは、その中に分布された研磨粒子を含み得る。好適な有機バインダーは、硬化させて（例えば、重合及び／又は架橋させて）、有用な有機バインダーを形成することができるものである。これらのバインダーとしては、例えば、１つ以上のフェノール樹脂（ノボラック型及び／又はレゾール型フェノール樹脂を含む）、１つ以上のエポキシ樹脂、１つ以上の尿素ホルムアルデヒドバインダー、１つ以上のポリエステル樹脂、１つ以上のポリイミド樹脂、１つ以上のゴム、１つ以上のポリベンゾイミダゾール樹脂、１つ以上のセラック、１つ以上のアクリルモノマー及び／若しくはオリゴマー、並びにこれらの任意の組み合わせが挙げられる。有機バインダー前駆体は、例えば、硬化剤、硬膜剤、触媒、開始剤、着色剤、帯電防止剤、研削助剤、及び潤滑剤などの追加成分と任意の組み合わせられてもよい。

有用なフェノール樹脂としてはノボラック型及びレゾール型フェノール樹脂が挙げられる。ノボラック型フェノール樹脂は、酸触媒され、１未満、例えば、０．５：１～０．８：１のホルムアルデヒド対フェノールの比を有するものとして特徴付けられる。レゾール型フェノール樹脂は、アルカリ触媒され、ホルムアルデヒド対フェノールの比が１以上、例えば、１：１～３：１であることを特徴とする。ノボラック型及びレゾール型フェノール樹脂は化学修飾されていてもよく（例えば、エポキシ化合物との反応によって）又は未修飾であってもよい。フェノール樹脂の硬化に好適な例示的な酸性触媒としては、硫酸、塩酸、リン酸、シュウ酸、及びｐ－トルエンスルホン酸が挙げられる。フェノール樹脂の硬化に好適なアルカリ触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、有機アミン、又は炭酸ナトリウムが挙げられる。

フェノール樹脂は、周知であり、商用供給源から容易に入手可能である。市販の入手可能なノボラック型樹脂の例としては、２ステップの粉末フェノール樹脂であるＤＵＲＥＺ １３６４（商品名ＶＡＲＣＵＭ（例えば、２９３０２）でＤｕｒｅｚ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ａｄｄｉｓｏｎ，Ｔｅｘ．によって販売されている）、又はＤＵＲＩＴＥ ＲＥＳＩＮ ＡＤ５５３４（Ｈｅｘｉｏｎ，Ｉｎｃ．，Ｌｏｕｉｓｖｉｌｌｅ，Ｋｙ．によって販売されている）が挙げられる。本開示の実施に有用な市販の入手可能なレゾール型フェノール樹脂の例としては、商品名ＶＡＲＣＵＭ（例えば、２９２１７、２９３０６、２９３１８、２９３３８、２９３５３）でＤｕｒｅｚ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されているもの、商品名ＡＥＲＯＦＥＮＥ（例えばＡＥＲＯＦＥＮＥ ２９５）でＡｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｂａｒｔｏｗ，Ｆｌａ．によって販売されているもの、及び商品名「ＰＨＥＮＯＬＩＴＥ」（例えばＰＨＥＮＯＬＩＴＥ ＴＤ－２２０７）でＫａｎｇｎａｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．，Ｓｅｏｕｌ，Ｓｏｕｔｈ Ｋｏｒｅａによって販売されているものが挙げられる。

ビトリファイド結合材料（vitrified binding materials）に関しては、非晶質構造を示し、硬質であるガラス質結合材料（vitreous bonding materials）は、当該技術分野において周知である。場合によっては、ガラス質結合材料は結晶相を含む。ガラス質結合材料を形成するために使用される金属酸化物の例としては、シリカ、ケイ酸塩、アルミナ、ソーダ、カルシア、カリウム、チタニア、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化リチウム、マグネシア、ボリア、ケイ酸アルミニウム、ホウケイ酸ガラス、ケイ酸アルミニウムリチウム、これらの組み合わせなどが挙げられる。ガラス質結合材料は、１０～１００％のガラスフリットを含む組成物から形成することができるが、より典型的には、この組成物は、２０％～８０％のガラスフリット、又は３０％～７０％のガラスフリットを含む。ガラス質結合材料の残りの部分は、非フリット材料であり得る。あるいは、ガラス質結合は、非フリット含有組成物から誘導されてもよい。ガラス質結合材料は、典型的には、約７００℃～約１５００℃の範囲の温度で養生が行われ（matured）、通常は約８００℃～約１３００℃の範囲内の温度、場合によっては約９００℃～約１２００℃の温度、又は更には約９５０℃～約１１００℃の範囲内の温度で養生が行われる。結合が養生される実際の温度は、例えば、個々の結合の化学的性質（particular bond chemistry）によって変動する。好ましいビトリファイド結合材料は、シリカ、アルミナ（好ましくは、少なくとも１０重量％のアルミナ）、及びボリア（望ましくは、少なくとも１０重量％のボリア）を含むものを挙げることができる。ほとんどの場合、ビトリファイド結合材料は、アルカリ金属酸化物（例えば、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏ）（場合によっては、少なくとも１０重量％のアルカリ金属酸化物）を更に含む。

成形研磨粒子１００は、複数の層に配置することができる。例えば、図７Ａ及７Ｂに示されるように、結合研磨物品４００は、成形研磨粒子の第１の層４１２及び成形研磨粒子の第２の層４１４を含む。成形研磨粒子の第１の層４１２及び成形研磨粒子の第２の層４１４は、バインダーがそれらの間に配置された状態で互いに離れている。２つの層が示されているが、結合研磨物品４００は、成形研磨粒子１００の追加層を含むことができる。例えば、結合研磨物品４００は、三角形研磨粒子の第１又は第２の層４１２及び４１４のうちの少なくとも１つに隣接する、成形研磨粒子１００の第３の層を含むことができる。層４１２及び４１４のいずれかは、粉砕研磨粒子、セラミック粉砕研磨粒子、又はセラミック成形研磨粒子を含むことができる。

成形研磨粒子１００はランダムに分布させることができるが、成形研磨粒子１００を所定のパターンに従って分布させることも可能である。例えば、図７Ａは、第１の層４１２の隣接する成形研磨粒子１００が、中央開口４１６から結合研磨物品４００の外周まで延びる列内で互いに直接整列されるパターンを示す。隣接する成形研磨粒子１００もまた、同心円内で直接整列される。あるいは、隣接する成形研磨粒子１００は、互いに対して互い違いにすることができる。成形研磨粒子１００の更なる所定のパターンもまた、本開示の範囲内である。例えば、成形研磨粒子１００は、単語又は画像を形成するパターンで配置することができる。成形研磨粒子１００はまた、結合研磨物品４００が所定の速度で回転されるときに画像を形成するパターンで配置することができる。成形研磨粒子１００が所定のパターンで配置されることに加えて、又はその代わりに、充填剤粒子などの他の粒子もまた、研磨粒子に関して記載されるように所定のパターンで配置することができる。

研磨物品３００又は４００を含む本明細書に記載の研磨物品のいずれも、従来の（例えば、粉砕）研磨粒子を含むことができる。有用な研磨粒子の例としては、酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム（１つ以上の金属酸化物変性剤及び／又は種剤若しくは核形成剤を含み得る）、及び熱処理酸化アルミニウムなどの溶融酸化アルミニウム系材料、炭化ケイ素、共溶融アルミナ－ジルコニア、ダイヤモンド、セリア、二ホウ化チタン、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、ガーネット、フリント、エメリー、ゾル－ゲル誘導研磨粒子、並びにこれらの混合物が挙げられる。

従来の研磨粒子は、例えば、約１０μｍ～約５０００μｍ、約２０μｍ～約２０００μｍ、約５０μｍ～約１０００μｍの範囲、約１０μｍ、２０、３０、４０、５０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００、１２５０、１３００、１３５０、１４００、１４５０、１５００、１５５０、１６５０、１７００、１７５０、１８００、１８５０、１９００、１９５０、又は２０００μｍより小さいか、それに等しいか、又はそれより大きい、平均直径を有し得る。例えば、従来の研磨粒子は、研磨材業界が仕様を定めた名目上の等級を有し得る。かかる研磨材業界に認められた等級分け規格としては、アメリカ規格協会（ＡＮＳＩ）規格、欧州砥粒製造協会（ＦＥＰＡ）規格、及び日本工業規格（ＨＳ）規格として知られているものが挙げられる。例示的なＡＮＳＩ等級表記（例えば、規定された名目上の等級）としては、ＡＮＳＩ １２（１８４２μｍ）、ＡＮＳＩ １６（１３２０μｍ）、ＡＮＳＩ ２０（９０５μｍ）、ＡＮＳＩ ２４（７２８μｍ）、ＡＮＳＩ ３６（５３０μｍ）、ＡＮＳＩ ４０（４２０μｍ）、ＡＮＳＩ ５０（３５１μｍ）、ＡＮＳＩ ６０（２６４μｍ）、ＡＮＳＩ ８０（１９５μｍ）、ＡＮＳＩ １００（１４１μｍ）、ＡＮＳＩ １２０（１１６μｍ）、ＡＮＳＩ １５０（９３μｍ）、ＡＮＳＩ １８０（７８μｍ）、ＡＮＳＩ ２２０（６６μｍ）、ＡＮＳＩ ２４０（５３μｍ）、ＡＮＳＩ ２８０（４４μｍ）、ＡＮＳＩ ３２０（４６μｍ）、ＡＮＳＩ ３６０（３０μｍ）、ＡＮＳＩ ４００（２４μｍ）、及びＡＮＳＩ ６００（１６μｍ）が挙げられる。例示的なＦＥＰＡ等級表記としては、Ｐ１２（１７４６μｍ）、Ｐ１６（１３２０μｍ）、Ｐ２０（９８４μｍ）、Ｐ２４（７２８μｍ）、Ｐ３０（６３０μｍ）、Ｐ３６（５３０μｍ）、Ｐ４０（４２０μｍ）、Ｐ５０（３２６μｍ）、Ｐ６０（２６４μｍ）、Ｐ８０（１９５μｍ）、Ｐ１００（１５６μｍ）、Ｐ１２０（１２７μｍ）、Ｐ１２０（１２７μｍ）、Ｐ１５０（９７μｍ）、Ｐ１８０（７８μｍ）、Ｐ２２０（６６μｍ）、Ｐ２４０（６０μｍ）、Ｐ２８０（５３μｍ）、Ｐ３２０（４６μｍ）、Ｐ３６０（４１μｍ）、Ｐ４００（３６μｍ）、Ｐ５００（３０μｍ）、Ｐ６００（２６μｍ）、及びＰ８００（２２μｍ）が挙げられる。各等級（reach grade）のおおよその平均粒径は、それぞれの等級表記に続いて括弧内に列挙されている。

成形研磨粒子１００又は２００若しくは粉砕研磨粒子は、任意の好適な材料又は材料の混合物を含むことができる。例えば、成形研磨粒子１００が、αアルミナ、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、焼結酸化アルミニウム、炭化ケイ素、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナ－ジルコニア、ゾル－ゲル誘導研磨粒子、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、及びこれらの組み合わせから選択される材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、成形研磨粒子１００又は２００及び粉砕研磨粒子は、同じ材料を含むことができる。更なる実施形態では、成形研磨粒子１００又は２００及び粉砕研磨粒子は、異なる材料を含むことができる。

充填剤粒子もまた、研磨物品２００又は３００に含まれてもよい。有用な充填剤の例としては、金属炭酸塩（炭酸カルシウム、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウムなど）、シリカ（石英、ガラスビーズ、グラスバブルズ及びガラスファイバーなど）、シリケート（タルク、粘土、モンモリロナイト、長石、雲母、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、ケイ酸ナトリウムなど）、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、硫酸ナトリウムアルミニウム、硫酸アルミニウムなど）、石膏、バーミキュライト、糖、木粉、水和アルミニウム化合物、カーボンブラック、金属酸化物（例えば、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化スズ、二酸化チタンなど）、金属亜硫酸塩（亜硫酸カルシウムなど）、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（塩化ビニル）、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、ナイロン粒子など）及び熱硬化性粒子（フェノールバブル、フェノールビーズ、ポリウレタンフォーム粒子など）が挙げられる。充填剤はまた、ハロゲン化物塩などの塩であってもよい。ハロゲン化物塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、塩化マグネシウムが挙げられる。金属充填剤の例としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄、及びチタンが挙げられる。他の各種充填剤としては、硫黄、有機硫黄化合物、黒鉛、リチウムステアレート及び金属硫化物が挙げられる。いくつかの実施形態では、個々の成形研磨粒子１００又は個々の粉砕研磨粒子は、非晶質、セラミック、又は有機被覆で少なくとも部分的に被覆され得る。被覆の好適な構成成分の例としては、シラン、ガラス、酸化鉄、酸化アルミニウム、又はこれらの組み合わせが挙げられる。これらのような被覆は、バインダーの樹脂に対する粒子の加工性及び結合を助けることができる。

研磨粒子４００は、任意の好適な方法に従って形成することができる。１つの方法は、装置５００の複数の孔５０２の第１の部分内に第１の複数の成形研磨粒子１００を保持することを含む。装置５００は、金型に配置することができ、第１の複数の成形研磨粒子１００は、金型内に放出される。次いで、バインダー材料を堆積させて、成形研磨粒子１００とバインダー材料との混合物を形成する。次いで、金型を加熱して研磨物品を形成することができる。

複数の孔５０２の第１の部分は、装置５００の孔５０２の合計量の約５％～約１００％、又は約３０％～約６０％の範囲であるか、又は約１０％、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、又は９５％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくすることができる。複数の孔５０２の第１の部分が１００％，未満である実施例では、第２の複数の成形研磨粒子１００を、装置の複数の孔の第２の部分内に保持することができる。複数の孔５０２の第２の部分は、装置の孔の合計量の約５％～約９９％、又は約３０％～約６０％の範囲であるか、又は約１０％、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、又は９５％より小さいか、それに等しいか、又はそれより大きくすることができる。

図８は、第１の複数の成形研磨粒子１００が装置の第１の主面に接触している装置を示す斜視図である。成形研磨粒子１００は、粒子１００を装置の上に注ぐことによって、又は研磨粒子内に装置を浸漬することによって、装置の第１の主面と接触させることができる。

装置の孔５０２の過半数（例えば、約９５％）が研磨粒子１００で満たされた後に、真空生成システムが係合される。これにより、ハウジング内部の圧力が低下する。図８は、真空が係合されると、装置の孔に保持された成形研磨粒子１００を示す斜視図である。あるいは、粒子１００は、ハウジング内の磁石の活性化によって保持され得る。

図９は、金型７００内に配置された装置５００を示す斜視図である。装置が金型７００内に適切に配置されると、研磨粒子１００が放出される。研磨粒子１００の放出は、ハウジング内の圧力を増加させるか、又は磁石を係合解除することによって達成することができる。過半数の研磨粒子１００は、磁石の圧力又は係合解除時に金型７００に放出される。粒子は、実質的に同時に、又は最大で約１０秒の範囲の期間にわたって放出され得る。図１０は、離型後の金型中の研磨粒子１００を示す斜視図である。離型の際に、研磨粒子１００は、金型７００内に予め配置された任意のバインダー材料と接触する。金型７００内にバインダー材料が存在しないならば、このときはバインダー材料は、研磨粒子１００又は２００が金型７００内に堆積された後に添加され得る。研磨粒子とバインダーとは、混合物を形成する。混合物は、任意にプレスすることができる。

装置５００の少なくとも過半数の孔５０２は所定のパターンで配置されるので、少なくとも過半数の研磨粒子１００が、所定のパターンで金型７００内に堆積される。したがって、研磨粒子１００の所定のパターンを形成するためには、粒子をスクリムなどの補強層に付着させる必要はなく、又は研磨物品に組み込まれる足場構造（scaffold structure）内に粒子を配置する必要はない。研磨粒子の追加層は、装置を再装填し、研磨粒子の予め堆積された層の上の金型内に研磨粒子の追加層を堆積させることによって形成することができる。

所望の量の研磨粒子１００の層が金型７００内に堆積された後、混合物は、例えば、約７０℃～約２００℃の範囲の温度で加熱することによって硬化される。混合物を十分な時間加熱して硬化性フェノール樹脂を硬化させる。例えば、好適な時間は、約２時間～約４０時間の範囲に及ぶことができる。硬化は段階的な仕方で行うこともでき、例えば、ホイールを、約２時間～約４０時間の範囲に及ぶ時間にわたって、約７０℃～約９５℃の範囲に及ぶ第１の温度で加熱することができる。次いで、混合物を、約２時間～約４０時間の範囲に及ぶ時間にわたって、約１００℃～約１２５℃の範囲に及ぶ第２の温度で加熱することができる。次いで、混合物を、約２時間～約１０時間の範囲に及ぶ時間にわたって約１４０℃～約２００℃の範囲に及ぶ第３の温度で加熱することができる。混合物は空気の存在下で硬化させることができる。代替的に、いかなる色の保持も助けるために、酸素濃度が比較的低い窒素の下で、より高い温度（例えば、１４０℃より高い）でホイールを硬化させることができる。

図６Ａ及び６Ｂに示されるように、複数の成形研磨粒子１００又は２００のそれぞれは、ｚ軸通過成形研磨粒子１００又は２００を中心とした特定のｚ方向回転配向を、バッキング３０２に対して９０度の角度でバッキング３０２を通して有することができる。成形研磨粒子１００又は２００は、ｚ軸の周りの特定の角度位置に回転された実質的に平坦表面粒子１００又は２００などの表面特徴部を用いて配向される。特定のｚ方向回転配向研磨物品３００Ａ又は３００Ｂは、研磨物品３００Ａ又は３００Ｂを形成する際の成形研磨粒子１００又は２００の静電コーティング又は落下コーティングによる表面特徴部のランダムなｚ方向回転配向によって生じるよりも高い頻度で生じる。したがって、著しく多数の成形研磨粒子１００又は２００のｚ方向回転配向を制御することにより、被覆研磨物品３００Ａ又は３００Ｂの切断速度、仕上げ、又はその両方は、静電コーティング法を用いて製造されたものから変化させることができる。様々な実施形態では、成形研磨粒子１００又は２００の少なくとも５０、５１、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、又は９９パーセントは、ランダムには生じず、整列された粒子の全てに対して実質的に同じであり得る特定のｚ方向回転配向を有することができる。他の実施形態では、成形研磨粒子１００又は２００の約５０パーセントを第１の方向に整列させることができ、成形研磨粒子１００又は２００の約５０パーセントを第２の方向に整列させることができる。いくつかの実施形態では、第１の方向は、第２の方向に実質的に直交している。

形成された研磨粒子の特定のｚ方向回転配向は、成形研磨粒子１００又は２００を特定のｚ方向回転配向に位置付ける精密開口スクリーン（precision apertured screen）を使用することによって達成することができ、その結果、成形研磨粒子１００又は２００は、４、３、２、又は１配向以下などのいくつかの特定の配向で精密開口スクリーン内にのみ嵌合することができる。例えば、成形研磨粒子１００又は２００の断面よりもわずかに大きい矩形開口部は、２つの可能な１８０度の反対のｚ方向回転配向のうちの１つにて、成形研磨粒子１００又は２００を配向する矩形プレートに備えている。精密開口スクリーンは、スクリーンの開口部内に位置付けられている間に成形研磨粒子１００又は２００が、約３０、２０、１０、５、２、又は１角度以下にそのｚ軸（形成された研磨粒子が開口内に位置付けられたときにスクリーンの表面に対して垂直）を中心に回転することができるように設計することができる。

成形研磨粒子１００及び２００をパターンにｚ方向に配向させるように選択された複数の開口を有する精密開口スクリーンは、整合する開口パターンを有する第２の精密開口スクリーン上の接着テープなどの保持部材を有することができ、第１の精密スクリーン内の粒子を保持するために使用される静電場、又は開口部内に粒子１００及び２００を挟持するために、反対方向に捻られた整合する開口部パターンを有する２つの精密開口スクリーンなどの機械的ロックを有することができる。第１の精密開口スクリーンに成形研磨粒子１００及び２００を充填し、保持部材を使用して、成形研磨粒子１００を開口内の定位置に保持する。一実施形態では、第１の精密開口スクリーンと積層体内に整列された第２の精密開口スクリーンの表面上の接着テープは、成形研磨粒子１００を、第２の精密開口スクリーンの開口部内に露出したテープの表面に貼り付けられた第１の精密スクリーンの開口部内に留まる。

開口部内に配置した後、メーク層３０４を有する被覆バッキング３０２は、成形研磨粒子１００又は２００を含む第１の精密開口スクリーン表面と平行に位置付けられ、メーク層３０４は開口部内の成形研磨粒子１００又は２００に面している。その後、被覆バッキング３０２及び第１の精密開口スクリーンは、成形研磨粒子１００又は２００をメーク層に接着するように接触させる。保持部材は、テープ型表面を用いて第２の精密開口スクリーンを取り外すこと、２つの精密開口スクリーンをほどくか、又は静電場を除去するなど、解放される。次いで、サイズコートを適用し、メーク及びサイズコートを硬化させるなどの更なる従来の加工のために、被覆研磨物品３００上に特定のｚ方向回転配向を有する成形研磨粒子１００又は２００を残して、第１の精密な開口スクリーンを除去する。

成形研磨粒子１００又は２００が特定のｚ方向回転角度を有する研磨物品３００を形成する別の方法は、磁気整列を使用する。図８は、メーク層前駆体８２０がその上に配置されたバッキング８１５を含むウェブ８１０を示し、当該ウェブはウェブ経路８１２に沿ってダウンウェブ方向８１４（例えば、機械方向）に移動する。ウェブ８１０は、ダウンウェブ方向８１４に垂直なクロスウェブ方向（図示せず）を有する。メーク層前駆体８２０は、第１の硬化性バインダー前駆体（図示せず）を含む。磁化可能な粒子８３２（成形研磨粒子１００又は２００に対応する構造を有する）は、適用された磁場８４０の一部分を通って、メーク層前駆体８２０上に落下する。磁化可能な粒子８３２の少なくとも一部は、研磨粒子である。磁化可能な粒子８３２は、ホッパー８７５から供給され、下方傾斜分配面（dispensing surface）８８５を下方に移動した後、ウェブ８１０上に主に堆積される。下方傾斜分配面（downward sloping dispensing surface）８８５を下方に移動する間に、磁化可能な研磨粒子８３２の最も長い縁部は、適用された磁場８４０と整列する傾向がある。様々なウェブ取り扱い用構成要素８８０（例えば、ローラー、コンベヤーベルト、フィードロール、及び巻き取りロール）が、ウェブ８１０を取扱う。

本方法全体を通して、少なくとも磁化可能な研磨粒子８３２がメーク前駆体層８２０へ移動するまで、磁化可能な粒子８３２は、適用された磁場によって連続的に配向され、その最長軸は磁力線８６５と実質的に平行（又は逆平行）に整列される。移動後、適用された磁場は、磁化可能な研磨粒子８３２に配向影響を及ぼし続ける場合があるが、これは必須ではない。

概して、本開示の実施に使用される適用された磁場は、影響（例えば、吸引及び／又は配向）を受ける磁化可能な粒子の領域の磁場強度が少なくとも約１０ガウス（１ｍＴ）、少なくとも約１００ガウス（１０ｍＴ）、又は少なくとも約１０００ガウス（０．１Ｔ）であるが、これは必須ではない。

適用された磁場は、例えば、１つ以上の永久磁石及び／若しくは電磁石、又は磁石と強磁性部材との組み合わせによって提供され得る。好適な永久磁石としては、磁化可能材料を含む希土類磁石が本明細書に上述されている。適用された磁場は、静磁場又は変動（例えば、振動）磁場であり得る。上方及び／又は下方磁性部材（８５２、８５４）は、各々がＮ極とＳ極とを有し、モノリシックであってもよく、例えば、又は複数の構成要素の磁石（８５４Ａ、８５４Ｂ）及び／若しくは磁化可能体から構成されてもよい。複数の磁石から構成される場合、所与の磁性部材内の複数の磁石は、その構成要素の磁石が互いに最も接近する磁力線に対して連続的及び／又は共整列（例えば、少なくとも実質的に平行）であり得る。ステンレス鋼製リテーナ８５６、８５８Ａ、及び８５８Ｂは、磁石を定位置に保持する。ステンレス鋼３０４又は等価物は、その非磁性の特徴から好適であるが、磁化可能材料も使用できる。軟鋼製マウント８６２、８６４は、ステンレス鋼リテーナ８５６、８５８Ａ及び８５８Ｂをそれぞれ支持する。鋼製マウントが図１１に示されているが、マウントは、磁化可能であるか否かにかかわらず、任意の寸法的に安定な材料で作製されていてよい。

下方傾斜分配面は、磁化可能な粒子８３２が当該面を下方に移動し、ウェブ上に分配され得ることを条件として、任意の好適な角度で傾斜してもよい。好適な角度は、１５～６０度の範囲であってもよいが、他の角度も使用されてもよい。場合によっては、粒子の移動を促進するために、下方傾斜分配面を振動させることが望ましくなり得る。下方傾斜分配面は、任意の寸法的に安定な材料で構成されてもよく、非磁化可能であってもよい。例としては、アルミニウムなどの金属、木材、及びプラスチックが挙げられる。

図１２～１４は、図１１の全般的プロセスを示しており、適用された磁場８４０内での下方傾斜分配面８８５の位置に応じて、下方傾斜分配面８８５からウェブ８１０上に移動する位置における磁化可能な粒子８３２の整列を示す。

例えば、図１０に示す構成では、磁化可能な成形研磨粒子９３２はウェブ９１０上に分配され、そこで磁力線９６５はウェブ９１０との９０度未満のダウンウェブ角度αを形成し、それにより、粒子は、ウェブに移動したときに、長いエッジが右から左に向かって上方に傾斜する配向を達成する。図示するように、磁化可能な成形研磨粒子９３２は、下方傾斜分配面９８５を滑り降り、それらの最長エッジが磁力線９６５と整列した配向を始める。磁化可能な成形研磨粒子９３２は、ウェブ９１０のメーク層前駆体９２０に接触すると、ダウンウェブに傾いている。重力及び／又は下方磁性部材は、磁性成形研磨粒子をメーク層前駆体９２０上に静置させ、硬化後、粒子はバッキング９１５に実質的に接着する。磁化可能な成形研磨粒子９３２の過半数は、名目上のすくい角（例えば、表示方向（例えば、アップウェブ又はダウンウェブ）における磁化可能な成形研磨粒子のバッキングと先端エッジとの間の角度）が、アップウェブ方向に約９０度で接着される。

ここで図１３に示す構成を参照すると、磁化可能な成形研磨粒子９３２は、ウェブ９１０に移動したときに、それらの最長エッジが右から左又は左から右のいずれかで上方に傾斜する配向を達成するように整列する。磁化可能な成形研磨粒子９３２は、下方傾斜分注面９８５を滑り降り、それらの最長エッジが磁力線９６５と整列した配向を始める。磁化可能な成形研磨粒子９３２はウェブ９１０上に分配され、ここで磁力線９６５はウェブ９１０に対してほぼ垂直である。磁化可能な成形研磨粒子９３２は、それらの最長エッジがバッキングに対してほぼ垂直である状態でウェブ９１０上に配置される。これにより、粒子は、それらの最長エッジを中心に回転できるようになる。下方磁性部材及び／又は重力は、磁化可能な成形研磨粒子９３２をメーク層前駆体９２０上に静置させ、硬化後、粒子はバッキング９１５に接着される。

図１４に示される構成では、磁化可能な成形研磨粒子９３２は、ウェブに移動したときに、それらの長いエッジが左から右に上方に傾斜する配向を達成するように整列する。磁化可能な成形研磨粒子９３２が下方傾斜分注面９８５を滑り降りると、粒子はそれらの最長エッジが磁力線９６５と整列した配向を始める。磁化可能な成形研磨粒子９３２はバッキング上に分配され、ここで磁力線９６５のウェブ９００とのダウンウェブ角βは９０度を超える。粒子がウェブに接触すると、粒子はダウンウェブ方向前方に傾く。下方磁性部材及び／又は重力は、磁化可能な成形研磨粒子９３２をメーク層前駆体９２０上に静置させ、硬化後、粒子はバッキング９１５に接着される。磁化可能な成形研磨粒子９３２の過半数は、ダウンウェブ方向に約９０度のすくい角でウェブ９１０に接着される。

磁化可能な粒子は、硬化性バインダー前駆体上に被覆されると、第１の硬化ステーション（図示せず）で少なくとも部分的に硬化されて、磁化可能な粒子を定位置にしっかりと保持する。いくつかの実施形態では、追加の磁化可能及び／又は非磁化可能な粒子（例えば、充填剤研磨粒子及び／又は研削助剤粒子）を、硬化前にメーク層前駆体に適用することができる。

被覆研磨物品の場合、硬化性バインダー前駆体はメーク層前駆体を含み、磁化可能な粒子は、磁化可能な研磨粒子を含む。サイズ層前駆体は、少なくとも部分的に硬化したメーク層前駆体及び磁化可能な研磨粒子の上に適用されてもよいが、これは必須ではない。存在する場合、サイズ層前駆体は、その後、第２の硬化ステーションで少なくとも部分的に硬化され、任意選択的に、少なくとも部分的に硬化したメーク層前駆体を更に硬化させる。いくつかの実施形態では、スーパーサイズ層は、少なくとも部分的に硬化したサイズ層前駆体上に配置される。

本開示はまた、研磨粒子の外面の少なくとも一部分の上に配置された微小粒子層を含む研磨粒子を含む不織布研磨物品も想到し、微小粒子層は、バインダー中に分散された微小粒子を含む。

簡単に言うと、図１２は、不織布研磨物品１２１０の斜視図である。図１６は、切断線１２－１２に沿って見た図１２の不織布研磨物品の断面図である。図１及び図２は、実質的に同じ成分を示しており、同時に説明される。図１５及び図１３に示すように、不織布研磨物品は不織布ウェブ１２１２を含む。不織布ウェブは、第１の主面１２１４及び反対側の第２の主面１２１６を含む。第１の主面及び第２の主面の各々は、不規則又は実質的に非平面状のプロファイルを有する。不織布ウェブは、繊維成分１２１８を含み、繊維成分は個々の繊維１２２０を含む。研磨粒子１２２２は、不織布ウェブを通じて分散され、バインダー１２２４は研磨粒子を個々の繊維に接着する。

限定するものではないが、繊維成分は、不織布研磨物品の約５重量％～約３０重量％、約１０重量％～約２５重量％、約１０重量％～約２０重量％、約１２重量％～約１５重量％、約５重量％、１０、１５、２０、２５、又は３０重量％より小さいか、それと等しいか、又はそれより大きい範囲であり得る。繊維成分は、互いに対してランダムな方向を向き、交絡した複数の個々の繊維を含むことができる。個々の繊維は、相互接触点で互いに結合される。個々の繊維は、短繊維又は連続繊維であり得る。概ね理解されるように、「短繊維」は、個別の長さの繊維を指し、「連続繊維」は、合成フィラメントであり得る繊維を指す。個々の繊維は、繊維成分の約７０重量％～約１００重量％、約８０重量％～約９０重量％、繊維成分の約７０重量％、７５、８０、８５、９０、９５、又は１００重量％未満の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。

個々の短繊維は、約３５ｍｍ～１５５ｍｍ、５０ｍｍ～約１０５ｍｍ、約７０ｍｍ～約８０ｍｍ、約３５ｍｍ、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、７６、８０、８５、９０、９５、１００、１０２、１０５、１１０、１１５、１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、１５０、又は１５５ｍｍ未満の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲の長さを有することができる。個々の短繊維のクリンプ指数値は、約１５％～約６０％、約２５％～約５０％、約１５％、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、又は６０％より小さいか、それと同じ、又はそれより大きい範囲であり得る。クリンプ指数は、生成したクリンプの尺度であり、例えば、感知可能なクリンプが繊維内に誘発される前のものである。クリンプ指数は、伸びた繊維の長さから、弛緩（例えば、短縮）した繊維の長さを引いた長さの差を、伸びた繊維の長さで除算したものとして表される。短繊維は、約１０デニール～約２０００デニール、約１０デニール～約２００デニール、約５００デニール～約６００デニール、約５００デニール～約７００デニール、約８００デニール～約１０００デニール、約９００デニール～約１０００デニール、約２００デニール、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００、１２５０、１３００、１３５０、１４００、１４５０、１５００、１５５０、１６００、１６５０、１７００、１７５０、１８００、１８５０、１９００、１９５０、２０００デニールより小さいか、それと同じ、又はそれより大きい範囲の繊度又は線密度を有し得る。

一部の例では、繊維成分は、短繊維のブレンドを含むことができる。例えば、繊維成分は、第１の複数の個々の繊維及び第２の複数の個々の短繊維を含み得る。ブレンドの第１及び第２の複数の短繊維は、線密度値、クリンプ指数、又は長さのうちの少なくとも１つに関して異なり得る。例えば、第１の複数の個々の繊維の個々の短繊維の線密度は、約２００デニール～約７００デニール、約５５０デニール～約６５０デニール、２００デニール、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、又は約７００デニールより小さいか、それと同じ、又はそれより大きい範囲であり得る。第２の複数の個々の繊維の個々の短繊維の線密度は、約８００デニール～約２０００デニール、約８５０デニール～約１０００デニール、約８００デニール、８５０、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１１５０、１２００、１２５０、１３００、１３５０、１４００、１４５０、１５００、１５５０、１６００、１６５０、１７００、１７５０、１８００、１８５０、１９００、１９５０、又は２０００デニールより小さいか、それと同じ、又はそれより大きい範囲であり得る。異なる線密度を有する個々の短繊維のブレンドもまた、例えば、使用時に所望の表面仕上がりをもたらす研磨物品を提供するために、有用となり得る。個々の繊維のうちのいずれかの長さ又はクリンプ指数は、本明細書に記載される値に従い得る。

個々の短繊維のブレンドを含む研磨物品の例では、第１及び第２の複数の個々の短繊維は、繊維成分のうちの異なる部分を占め得る。例えば、第１の複数の個々の繊維は、繊維成分の約２０重量％～約８０重量％、約３０重量％～約４０重量％、２０重量％、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、又は８０重量％より小さいか、それと等しいか、又はそれより大きい範囲であり得る。第２の複数の個々の繊維は、繊維成分の約２０重量％～約８０重量％、約６０重量％～約７０重量％、約２０重量％、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、又は８０重量％より小さいか、それと等しいか、又はそれより大きい範囲であり得る。２種の複数の個々の短繊維が本明細書で論じられるが、線密度値、クリンプ指数、及び／又は第１及び第２の複数の個々の繊維の長さのうちの少なくとも１つに関して異なる、第３の複数の個々の短繊維などの、追加の複数の個々の短繊維を含むことは、本開示の範囲内である。

不織布ウェブの繊維は、多くの好適な材料を含むことができる。材料の選択に影響する要因としては、その材料が接着バインダー及び研磨粒子と好適に適合すると同時に、研磨物品の他の成分と組み合わせて加工可能でもあるか否か、及び材料がバインダーの適用及び硬化中に用いられる加工条件（例えば、温度）に耐えられること、が挙げられる。繊維の材料は、例えば、可撓性、弾性、耐久性又は耐用寿命、磨耗性、及び仕上がり特性等の研磨物品の特性に作用するように選択することもできる。好適であり得る繊維の例としては、天然繊維、合成繊維、並びに天然繊維及び／又は合成繊維の混合物が挙げられる。合成繊維の例としては、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ナイロン（例えば、ナイロン－６，６、ポリカプロラクタム）、ポリプロピレン、アクリロニトリル（例えば、アクリル）、レーヨン、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニリデン－塩化ビニルコポリマー、及び塩化ビニル－アクリロニトリルコポリマーから製造されるものが挙げられる。好適な天然繊維の例としては、綿、羊毛、黄麻、及び麻布が挙げられる。繊維は、未使用材料によるものであっても、又は例えば衣類裁断、カーペット製造、繊維製造若しくは繊維品加工から再生されたリサイクル材料若しくは屑材料によるものであってもよい。繊維は、均質であってもよく、又は２成分繊維（例えば、共紡糸芯鞘型繊維）等の複合体であってもよい。繊維は、伸長され、クリンプされた短繊維であり得る。

一部の例では、個々の繊維は、非円形の断面形状を有することができ、又は円形又は非円形の断面形状（例えば、三角形、デルタ、Ｈ字形、三葉形、矩形、正方形、ドッグボーン形、リボン形、又は楕円形）を有する個々の繊維のブレンドであることができる。

研磨物品は、個々の繊維に接着された研磨成分を含む。研磨粒子は、研磨物品の約５重量％～約７０重量％、約４０重量％～約６０重量％、約５重量％、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、若しくは７０重量％未満の値について、これ未満、これと同じ、又はこれより大きい範囲であり得る。研磨成分は、個々の研磨粒子を含むことができる。

本明細書に記載の実施例は、予測的なものではなく、単に例示的であることを意図するものであり、製造及び試験手順におけるバリエーションは、異なる結果をもたらすことができる。実施例セクション中の全ての定量値は、用いられた手順に含まれる公知の許容誤差を考慮した近似的なものと理解される。上記の詳細な説明及び実施例は、理解しやすいように示したものにすぎない。これによって不必要な限定がなされるものではない。

３Ｍ Ｓｉｌｖｅｒ Ｍｆｒから入手可能な精密成形粒子モデル＃８７４６２）を最初に、ケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリウム水溶液及び過剰な水で被覆し、次いで微小粒子で被覆した後、乾燥して水を除去した。ＰＳＧをＫｉｔｃｈｅｎ Ａｉｄミキサーに添加し、続いて水性ケイ酸塩を添加した。

粒子及び水性ケイ酸塩を６０秒間混合し、続いて手で撹拌し、Ｋｉｔｃｈｅｎ Ａｉｄミキサー内で再度６０秒間混合して、粒子を均質に湿潤させた。粉末状微小粒子（酸化鉄、フッ化アルミニウムカリウム、アルミニウム三水和物など）を湿潤粒子に添加し、混合物をミキサー内で６０秒間撹拌した後、手で撹拌し、その後、Ｋｉｔｃｈｅｎ Ａｉｄミキサーで更に６０秒間撹拌した。各実施例及び比較例についての粒子、ケイ酸ナトリウム、及び微小粒子の量が表２にみられる。

被覆ＰＳＧは、典型的には、パン上に広げ、９５℃のオーブン内に４５秒間配置し、粒子を混合して凝集を回避し、次いで９５℃で４５秒間オーブン内に戻すことによって乾燥させた。次いで、被覆された粒子を混合し、再度広げ、最終乾燥のために１３０℃で１．５時間オーブンに入れた。

結合研磨剤プレミックスの調製
粉末状成分の「プレミックス」を調製し、食品プロセッサを使用して混合した。成分の比率は、以下の表３に見られる。全ての実施例では、同じプレミックスを使用した。本明細書の実施例で使用するとき、ノバラック樹脂は、体積平均粒径が４０μｍ未満の粉末状フェノール樹脂を指す。

カットオフホイール（ＣＯＷ）の調製
ＰＳＧ（被覆され、被覆されていないもの）、粉末プレミックス、及び液体レゾール樹脂を含有するＣＯＷを作製した。本明細書の実施例で使用するとき、液体レゾール樹脂は、室温で３０００センチポアズ未満の粘度を有するレゾール樹脂を指す。各実施例では、同じ比の粒子、プレミックス及びレゾールを使用した。パラフィン油もまた、粉塵含有量を低減するために添加した。

標準的なＣＯＷミックスでは、ＰＳＧをＫｉｔｃｈｅｎ Ａｉｄミキサーボウルに添加し、続いて液体レゾールを添加した。これをミキサー内で３．５分間撹拌し、続いて手で混合し、更に３．５分間混合した。この混合物にプレミックスを添加し、続いて同じ混合サイクル（３．５分混合、手動撹拌、３．５分混合）を繰り返した。

次に、この混合物をＯＤ＝１２５ｍｍ、ＩＤ＝２２．２ｍｍ、及び厚さ約１．８ｍｍのＣＯＷにプレスした。鋼製成形型（steel mold）に、不織布ウェビング（non-woven webbing）を有するガラス繊維スクリムを配置し、続いて、前の段落に記載の混合物４０グラムを入れた。材料を、回転スクレーパを使用して金型に分配された。次いで、第２のガラス繊維スクリム（不織布ウェビングなし）、紙ラベル、及び内径アルミニウムリングを鋼製ＣＯＷ成形型（steel COW mold）に入れた。１３００ｐｓｉ（９１バール）の圧力に対応する５０トンの力を構造体に加え、これを次いで離型し、他のＣＯＷと共に積層させた。

設定が完了した後、ＣＯＷをオーブンに入れ、最大温度１９０℃で３０時間の硬化サイクルで硬化させた。次いで、これらをオーブンから取り出し、少なくとも１週間保管して、周囲湿度に平衡化させた。

ステンレス鋼ワークピース上の可搬鋸（portable saw）を用いてＣＯＷを試験し、切断速度（線状ステンレス鋼カット、ｍｍ／ｓ）及び摩耗速度（ＣＯＷ、ｍｍ^３／ｓの体積損失）の観点から性能を測定した。特定の性能は、切断速度／摩耗速度として定義された。切断速度、摩耗速度、及び「ＣＯＷ性能」に関する結果を、微小粒子被覆ＰＳＧを含有する実施例１～７、並びにいずれの表面処理もなく、かつＰＳＧ上のケイ酸塩被覆のみを含む、それぞれ比較例（ＣＥ）ＣＥ１及びＣＥ２について、以下に記載する。

図１７は、実施例１～３及び比較例１及び２についてプロットされた切断及び摩耗挙動を示す。データは、切断速度が比較的一貫したままであることを示し、一方、非被覆ＰＳＧと比較して、全ての被覆ＰＳＧについて摩耗速度が低下したことを示す。

実施例４～７は、酸化鉄及びケイ酸カリウムの様々な濃度で、ケイ酸カリウムバインダーを用いた酸化鉄被覆ＰＳＧを含有する。全ての実施例は、粒子被覆を有さない比較例ＣＥ１と比較して、低減されたホイール摩耗速度を示す。

被覆研磨構築物
比較例３、実施例８及び９で使用した材料を表６に記載する。特に記載のない限り、実施例及び本明細書のその他の箇所における全ての部、百分率、比などは、重量によるものである。

メーク樹脂組成物を、４７０グラム（ｇ）のＰＦ１、４１０ｇのＦＩＬ１、及び２２ｇの水で３リットルのプラスチック容器を充填し、続いて機械的混合することによって調製した。次いで、調製したメーク樹脂を、Ｐａｕｌ Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｐｏｍｐａｎｏ Ｂｅａｃｈ，Ｆｌｏｒｉｄａ）から入手した１０センチメートル（ｃｍ）幅の被覆ナイフを使用して、７５マイクロメートルの湿潤厚さでＢＡＣＫ上に被覆した後、被覆の最上層を、１４８グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の最終被覆重量までそっと擦り取ることによって、こてを使用して被覆を平滑化した。

比較例３は、非被覆ＰＳＧ鉱物、ＭＩＮ１を使用して構築した。次いで、ＭＩＮ１をＴＯＯＬ１に充填し、一般にＰＣＴ特許公開第ＷＯ２０１５／１０００１８（Ａ１）号（Ｃｕｌｌｅｒら）に従って樹脂被覆バッキングに移した。実施例８及び実施例９をそれぞれ作成するために、同じプロセスを、ＭＩＮ２及びＭＩＮ３について繰り返した。

ベルト試料を、強制空気オーブン中で、９０℃及び６０分で１０３℃で９０分間硬化させた。次いで、各ベルト試料をサイズコート組成物で被覆し、続いてスーパーサイズコート組成物で被覆した。サイズコート組成物を、３Ｌのプラスチック容器に、４３１．５ｇのＰＦ１、２２７．５ｇのＦＩＬ１、２２７．５ｇのＦＩＬ２及び１７ｇのＲＩＯを入れ、機械的に混合した後、総重量１ｋｇになるまで水で希釈することによって調製した。次いで、調製したサイズコート組成物を、７５ｃｍのペイントローラーを用いて、４８２ｇの被覆率（ｇ／ｍ^２）でベルト試料上に被覆し、得られた生成物を９０℃で６０分間及び１０２℃で８時間更に硬化させた。スーパーサイズコート組成物を、米国特許第５，４４１，５４９号（Ｈｅｌｍｉｎ）の第２１欄、第１０行目から始まる実施例２６に開示される説明に従って調製した。次いで、調製したスーパーサイズコート組成物を、７５ｃｍのペイントローラーを使用して、１平方メートル当たり４２４グラムの被覆率でベルト試料上に被覆した。試料を９０℃で３０分間、１０２℃で８時間、１０９℃で６０分間硬化させた。硬化後、被覆研磨剤のストリップを従来の接着スプライシング操作を用いてベルトに変換した。

研削性能試験は、実施例８及び９及び比較例３から作製された被覆研磨剤試料から変換された１０．１６ｃｍ×９１．４４ｃｍのベルトで実施した。ワークピースは、研磨される表面が１．９ｃｍ×１．９ｃｍで測定された３０４ステンレス鋼バーであった。７０デュロメータのゴム１：１ランドの対グルーブ比を有する２０．３ｃｍの直径の鋸歯状接触ホイール（serrated contact wheel）を使用した。ベルトを２７５０ｒｐｍで走行させた。ワークピースを４．５４ｋｇ～６．８ｋｇの法線力でベルトの中心部に適用した。ワークピースを温度計センサから１５．２ｃｍ（６インチ）離して保持した。ワークピースの重量損失を、１５秒の研削後に測定した。次いで、ワークピースを冷却し、再度試験した。試験は、４０回のサイクル後に完結した。４０サイクル後のワークピースの除去の結果を２つの試料で平均した結果を表７に報告する。

不織布研磨剤構築物
実施例１０及び１１並びに比較例４で使用した材料を表８に記載する。特に記載のない限り、実施例及び本明細書のその他の箇所における全ての部、百分率、比などは、重量によるものである。

ＭＩＮ４の調製シラン処理されたＰＳＧ
名目上のグリットサイズ８０を有する精密成形粒子（ＰＳＧ）（３Ｍ Ｃｕｂｉｔｒｏｎ ＩＩ Ｆｉｂｒｅ Ｄｉｓｃ ９８２Ｃから入手可能）１０００グラムを、Ｋｉｒｃｈｅｎ Ａｉｄミキサーボウルに添加した。別個の容器内で、４０．０グラムの脱イオン水、及び０．２５グラムのＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ１１１０シラン（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を混合した。シラン及び水の液体混合物を、ＰＳＧを含有するミキサーに添加した。ＰＳＧ／液体混合物を０．５分間撹拌した。次いで、シラン被覆ＰＳＧを、１０５℃のオーブン中に２分間定置した。このシラン被覆ＰＳＧは、ＭＩＮ４として定義された。

ＭＩＮ５の調製微小粒子被覆ＰＳＧ
名目上のグリッドサイズ８０を有する精密成形粒子（ＰＳＧ）を、実施例１に記載のものと同じ配合及びプロセスを用いて酸化鉄微小粒子で被覆した。

ＭＩＮ６の調製シラン＋微小粒子被覆ＰＳＧ
名目上の粒径８０を有する２２７０グラムの精密成形粒子（ＰＳＧ）を、Ｋｉｒｃｈｅｎ Ａｉｄミキサーボウルに添加した。別個の容器内で、１１．３５グラムのＮ－ケイ酸塩（ＰＱ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、２２．７グラムの脱イオンＨ_２Ｏ、及び０．５７グラムのＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ１１１０シラン（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）を混合した。シラン及びケイ酸塩の液体混合物を、ＰＳＧを含有するミキサーに添加した。ＰＳＧ／液体混合物をＫｉｒｃｈｅｎ Ａｉｄ中で２分間撹拌した後、４５．４グラムの酸化鉄粒子を添加し、続いて更に２分間撹拌した。次いで、微小粒子／シラン被覆ＰＳＧを９５℃のオーブンに１０分間置き、続いて１３０℃で１時間置いた。この微小粒子被覆及びシラン被覆ＰＳＧは、ＭＩＮ６として定義された。

一体化ホイールの製造
プレボンドの調製Ｒａｎｄｏ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍａｃｅｄｏｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）から商品名「ＲＡＮＤＯ ＷＥＢＢＥＲ」として入手可能なエアレイド繊維ウェブ形成機で、不織布ウェブを形成した。繊維ウェブはＦＩＢ１から形成された。ウェブの重量は、約１２５グラム／平方メートル（ｇｓｍ）であった。ウェブを、水平の２本ロールコーターに運び、５０ｇｓｍの湿潤アドオン重量（wet add-on weight）でプレボンド樹脂を適用した。プレボンド樹脂は、以下の組成を有した（成分重量に対する全ての百分率）：４４．４％の水、２８．０％のＴ４０３Ｓ、１８．７％のＥＰ１、０．５％のＡＦ、１％のＬＣＤ４１１５、２．９％ｎＴ４０３ＬｉＳｔ、４．５％のＣＡＲＢＥＺ３Ｓ。被覆されたウェブを３４５°Ｆ（１７４℃）の対流式オーブン（convection oven）に３分間通すことにより、プレボンド樹脂を非粘着状態に硬化させ、坪量１７６ｇｓｍのプレボンド不織布ウェブを得た。

精密成形研磨粒子を含むスラリーを調製し、スラリーは表９に記載の配合を有する。混合中にスラリー中に強い渦を生成するように速度を調整した高せん断ミキサーを使用して、約２．２キログラムの重量のバッチでスラリーを調製した。成分の添加の順序は、表９に列挙された順序であった。

以下のように、予め結合された不織布ウェブから一体化研磨ホイールを作製した。幅１２インチ（３８センチメートル）×長さ１２インチ（３８センチメートル）の切片を、予め結合された不織布ウェブから切り取り、研磨スラリーで飽和させた。次に、飽和して予め結合されたウェブを、直径６インチ（１５センチメートル）のロールからなるロールコーターのニップに通して、１３７３ｇｓｍの所望のスラリーアドオン重量（slurry add-on weight）が得られるまで過剰なスラリーを除去した。被覆され予め結合されたウェブを、２１５°Ｆ（１０２℃）に設定した強制空気オーブン（forced air oven）内に２分間置いて、溶媒の過半数を除去した。次に、不織布研磨材の単一の一体化スラブを形成するために、８つの区分をもう一方の上に積み重ね、２７５°Ｆ（１３５℃）に設定された加熱圧盤プレス機（heated platen press）に設定された水力加熱圧盤プレス機（hydraulic heated platen press）内に置いた。剥離ライナーを、オーブン内に置く前に、積層体の両側に置いた。圧盤の各角部に厚さ０．５インチ（１．２７センチメートル）の金属スペーサを配置することにより、一体化スラブの一貫した厚さを維持した。圧力（１５，０００ｐｓｉ、１０３．４ＭＰａ）を圧盤に適用した。３０分後、ウェブの２つの区分は、単一の一体化スラブに一緒に融合した。スラブを、２７５°Ｆ（１３５℃）に設定した強制空気オーブン内に１８０分間置いた。オーブンから取り出した後、スラブを室温まで冷却し、Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｖｅｒｅｉｎｉｇｔｅ Ｓｃｈｕｈｍａｓｃｈｉｎｅｎ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．，Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙにより製造されたＳＡＭＣＯ ＳＢ－２５スイングビームプレスを使用して、１インチ（２．５４ｃｍ）の中央孔を有する６．０インチ（１５．２４センチメートル）直径０．５インチ（１．２７センチメートル）の厚さの一体化研磨ホイールを使用して、スラブをダイカットした。

一体化ホイールの性能試験
摩耗試験は、比較試験ホイールの研磨効率を測定し、二重スピンドル自動機械（dual-spindle automated machine）を使用して実施した。直径６インチ（１５．２４センチ）×厚さ０．５インチ（１．２７センチメートル）の試験ホイールを一方のスピンドルに取り付け、直径２．０インチ（５．０８ｃｍ）×厚さ０．１２５インチ（３．１７５ミリメートル）の炭素鋼管ワークピース（carbon steel tube workpiece）を他方のスピンドルに取り付けた。ワークピースを３２回転／分で回転するように設定し、研磨ホイールを３６００回転／分で回転するように設定した。研磨ホイール及びワークピースを、８ポンド（３．６３キログラム）の荷重で一緒に押し付けた。この試験の間、予め計量しておいたこの回転管の端部を、予め計量しておいた研磨ホイールに選択された試験荷重で１５秒間隔で押し付け、続いて１５秒の非接触時間を設けた。各研磨試験は、ワークピースがそのホイールに接触した合計時間１５分を含んで合計３０分間実行した。合計切削はワークピースの重量損失によって測定し、研磨ホイールの摩耗は研磨ホイールの重量損失によって測定した。結果は、各試験ホイールに対しグラムで切削及び摩耗をとして報告した。鋼切断のグラム、及び摩耗したホイールのグラムを表１０に示す。

実施例１２～１５

カットオフホイール（ＣＯＷ）は、実施例１～７に関して上述したように、角度グラインダ及び３ｍｍ厚のステンレス鋼シート上の重力供給試験機を使用して試験した。切断速度及びホイール摩耗速度を測定し、次いで、切断速度を摩耗速度で割ったものとして定義される「総性能」値を計算するために使用された。各試料タイプについて、５つのＣＯＷ検体を試験した。

完成したカットオフホイールの性能を表１４に示す。高アスペクト比の微小粒子被覆を使用する実施例である、実施例１２及び実施例１３は、非被覆粒子よりも著しく高い性能を示し、約１のアスペクト比を有する微小粒子（硫化鉄及びフッ化カリウムアルミニウム）と比較してより高い性能を示した。アスペクト比は、走査電子顕微鏡によって測定され、少なくとも１０粒子にわたって平均化されるように、粒子の最長軸の長さを粒子の最短軸の長さで割った比として定義した。

エージング及び水分媒介性能低下は、樹脂結合研磨剤の問題であることが知られている。エージング挙動に対する高アスペクト比コーティングの効果を研究するために、選択された試料を、加速エージング条件下、すなわち、９０°Ｆ及び９０％湿度で２週間試験した。高アスペクト比の微小粒子被覆を有する得られた試料は、非被覆粒子を有するＣＯＷよりも１４０％超の改善された性能、及び球状の微小粒子被覆粒よりも高い性能を示した。

実施例１～７に関して上述した手順のように、精密成形粒子を微小粒子で被覆した。これにより、典型的な研磨剤製造方法によって加工可能な乾燥粒子が得られた。バインダー及び微小粒子の量を表１３に記載する。

凹状中央研削ホイールの試料を、以下に記載される標準的な研削ホイール加工方法によって作製した。原材料の割合を表１４にまとめる。

外径５”の金型で、生成された研磨剤混合物１５０グラムを、（破裂強度の増加のために）３つのガラス繊維スクリムを油圧プレス機内で５０トンの力下でプレスして、図４Ａ～４Ｂに示されるような凹状中央研削ホイールを作製した。樹脂の硬化度が９５％より高いように、典型的な樹脂結合研磨剤硬化サイクルを介して研削ホイールを硬化させた。

実施例１６～２０－凹状中央研削ホイール
材料：

硬化
製造及びプレス後、樹脂を９５％超の硬化度で架橋させるのに十分な標準的な結合研磨剤硬化サイクルを用いてホイールを硬化させた。

以下のスクエアバー試験を使用して、ホイールを試験した。５本のスチールバーバーを平行なジグ（parallel jigs）にセットした。各サイクルを新しいバー上で２分間粉砕して、角部頂点を面取りした。代替的に、バーを上下に走るとき、各パス上で１２．５～２２．５度の角度で接地される。合計５サイクル（１０分）は、サーボモータを使用して、６５００ｒｐｍ及び１２ｌｂの力で完了した。バーは、３?４”×３?４”×２４”の、ＡＩＳＩ １０１８冷間延伸炭素鋼であった。

試験結果：
凹状中央研削ホイール（ＤＣＧＷ）試験により、全ての微小粒子で被覆された粒子の摩耗速度が著しく低下した。切断速度は、典型的には影響を受けないか、わずかに低くかった（約５％以内）。総Ｇ比の差は、微小粒子被覆粒を含まない比較例と比べて、全ての被覆粒の実施例では４７％～８３％高かった。

複数の成形研磨粒子であって、各成形研磨粒子は研磨粒子の外面の少なくとも一部分の上に配置された微小粒子層を含む、複数の成形研磨粒子を含む研磨物品が提示され、微小粒子層は微小粒子バインダー中に分散された微小粒子を含み、研磨粒子は成形研磨粒子であり、微小粒子の一部は２より大きいアスペクト比を有する、微小粒子を含む。研磨物品はまた、複数の成形研磨粒子が分散されたバインダーを含む。

研磨物品は、微小粒子の過半数が２～５のアスペクト比を有するように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子が、ウォラストナイトを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、研磨物品が結合研磨物品であるように構築されてもよい。

研磨物品は、研磨物品がカットオフホイールであるように構築されてもよい。

研磨物品は、研磨物品が凹状中央研削ホイールであるように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子が、成形研磨粒子のそれぞれの約０．５％～約４重量％を構成するように構築されてもよい。

研磨物品は、バインダーが、成形研磨粒子のそれぞれの０．１～１重量％であるように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子が研磨粒子と一体形成されるように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子のサイズが約０．５μｍ～約５０μｍの範囲であるように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子層が、研削助剤微小粒子及び研磨微小粒子のうちの少なくとも１つを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、研磨微小粒子が、研磨微小粒子が配置される研磨粒子とは異なる材料で作製されるように、研磨物品を構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子層が研削助剤微小粒子を含むように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子が酸化鉄及び硫化鉄のうちの少なくとも１つを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子が、ＦｅＳ_２、ＦｅＳ、及びＦｅ_２Ｏ_３のうちの少なくとも１つを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子が塩素化ワックス及びハロゲン化物塩のうちの少なくとも１つを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、塩素化ワックスが、テトラクロロナフタレン、ペンタクロロナフタレン、及びポリ塩化ビニルのうちの少なくとも１つを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、ハロゲン化物塩が、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、四フッ化アルミン酸カリウム、テトラフルオリドアルミン酸ナトリウム、テトラフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、塩化マグネシウム、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子層中の微小粒子が、研磨粒子の約０．１重量％～約１０重量％の量で存在するように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子層が、研磨粒子の外面の少なくとも約１０％～約９０％上に配置されるように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子バインダーが、無機バインダー又は有機バインダーであるように構築されてもよい。

研磨物品は、無機バインダーが、粘土及びケイ酸塩バインダーのうちの少なくとも１つを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、ケイ酸塩バインダーが、ケイ酸ナトリウムバインダー及びケイ酸カリウムバインダーのうちの少なくとも１つを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、微小粒子層が、微小粒子と、バインダー中に分散されたシランとを含むように構築されてもよい。

研磨物品は、研磨物品が、被覆研磨物品、不織布研磨物品、又は結合研磨物品であるように構築されてもよい。

研磨物品は、研磨物品が結合研磨物品であるように構築されてもよい。

研磨物品は、研磨物品が、軸付砥石、カットオフホイール、切削及び研削ホイール、凹状中央研削ホイール、凹状中央カットオフホイール、リール研削ホイール、軸付砥石、工具研削ホイール、ロール研削ホイール、ホットプレス研削ホイール、面研削ホイール、レール研削ホイール、研削コーン、研削プラグ、カップ研削ホイール、ギア研削ホイール、芯なし研削ホイール、円筒研削ホイール、内径研削ホイール、外径研削ホイール、両面研削ホイール又は研磨セグメントであるように構築されてもよい。

本明細書に開示されている特定の構造、特徴、詳細、構成等が、多くの実施形態において変更され得る及び／又は組み合わされ得る単純な実施例であることが、当業者には明らかとなる。このようなバリエーション及び組み合わせは全て、本開示の境界内にあるものとして、本発明者により想到される。したがって、本開示の範囲は、本明細書に記載の特定の例示的な構造に限定されるべきではなく、少なくとも特許請求の範囲の文言によって説明される構造、及びこれらの構造の等価物にまで拡大する。記載されたとおりの本明細書と、参照によって本明細書に組み込まれるいずれかの文書の開示内容との間に矛盾又は食い違いが存在する場合、記載されたとおりの本明細書が優先するものとする。更に、この文書内で参照されている全ての出版物、特許、特許文献は、あたかもそれらの全体が本明細書に記載されるかのようにその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (9)

1. 成形研磨粒子であって、各成形研磨粒子は、研磨粒子と、それぞれの前記研磨粒子の外面の少なくとも一部分の上に配置された微小粒子層とを含み、前記微小粒子層は微小粒子バインダー中に分散された微小粒子を含み、前記微小粒子の一部は２より大きいアスペクト比を有し、前記微小粒子の過半数が、２～５のアスペクト比を有する、成形研磨粒子。
2. 前記微小粒子が、ウォラストナイトを含む、請求項１に記載の成形研磨粒子。
3. 前記微小粒子が、前記成形研磨粒子のそれぞれの約０．５％～約４重量％を構成する、請求項１に記載の成形研磨粒子。
4. 前記微小粒子バインダーが、前記成形研磨粒子のそれぞれの０．１～１重量％である、請求項１に記載の成形研磨粒子。
5. 前記微小粒子のサイズが、約０．５μｍ～約５０μｍの範囲である、請求項１に記載の成形研磨粒子。
6. 前記微小粒子が、前記微小粒子が配置される前記研磨粒子とは異なる材料で作製されている、請求項１に記載の成形研磨粒子。
7. 前記微小粒子が、ＦｅＳ_２、ＦｅＳ、及びＦｅ_２Ｏ_３のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の成形研磨粒子。
8. 前記微小粒子が、塩素化ワックス及びハロゲン化物塩のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の成形研磨粒子。
9. 前記微小粒子層が、前記研磨粒子の外面の少なくとも約１０％～約９０％上に配置される、請求項１に記載の成形研磨粒子。

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