JPH06297337A

JPH06297337A - 希釈粒子および成形研磨用粒子を有する被覆した研磨用品

Info

Publication number: JPH06297337A
Application number: JP6041107A
Authority: JP
Inventors: David E Broberg; デイビッド・アール・ブロバーグ
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1993-03-18
Filing date: 1994-03-11
Publication date: 1994-10-25
Also published as: KR940021191A; US5584896A; DE69410663T2; US5496386A; EP0615816A1; CA2115889A1; BR9401140A; EP0615816B1; DE69410663D1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】優れた性能を有する被覆した研磨用品を提供
する。【構成】特定の形状を有する粒子を含む被覆した研磨
用品であって、支持体、フェノ−ル樹脂などの少なくと
も１つのバインダ−２４、アルファアルミナを含む成形
研磨用粒子３２および希釈粒子３０を含んだ研磨用被覆
２６を含み、バインダ−は、研磨用被覆を、支持体に結
合させる役割を果たしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被覆した研磨用品に関
し、そして、より詳細には、特定の形を有する粒子を含
む、被覆した研磨用品に関する。

【０００２】

【従来の技術】特定の形を有する研磨用粒状物を調製す
るのに用いられている３つの基本的な技術は、（１）融
解、（２）焼結、および（３）化学セラミック、であ
る。

【０００３】融解法では、研磨用粒状物は、冷硬ロ−ル
で成形し得る。このロ−ルのフェ−スは、刻まれていて
もいなくてもよい。この冷硬ロ−ルは、鋳型であって、
この中に融解した材料を注ぐ。あるいは、研磨用粒状物
は、酸化アルミニウム融解物中に浸漬した熱シンク材料
により成形し得る。米国特許第３，３７７，６６０号に
は、以下の工程を含む方法が開示してある。すなわち、
溶鉱炉から、融解した研磨用材料を、冷回転鋳型シリン
ダ−上に流す工程；その材料を素早く固化させて薄い半
固体のひずんだシ−トを形成する工程；圧力ロ−ルでこ
の半固体材料の密度を高める工程；および次に、半固体
材料の小片を、迅速に駆動する冷却コンベヤ−でシリン
ダ−から引っ張り、ひずみを逆にすることによって、部
分的に破砕する工程であって、これにより、該部分的に
破砕された小片が、大きな断片の形でコレクタ−上に置
かれていく工程である。この大きな断片は、素早く冷却
および固化され、従来の研磨用粒状物を形成するサイズ
になり得る、より小さな断片に破砕される。米国特許第
４，０７３，０９６号および第４，１９４，８８７号に
は、以下の（１）〜（４）の工程を含む方法が開示して
ある。すなわち、（１）研磨用混合物をア−ク溶鉱炉中
で融解する工程、（２）比較的冷たい物質を融解した材
料中に浸す工程であって、これによって、固体研磨用材
料の層が、該物質上で素早く固化（あるいはメッキ）さ
れる、工程、（３）該メッキされた物質を融解材料から
取り出す工程、および（４）固化した研磨用材料を該物
質から破砕し、そしてこれをさらに加工して研磨用粒状
物を調製するために、回収する工程である。

【０００４】焼結法では、研磨用粒状物は、直径１０マ
イクロメ−タ−までの粒径を有する耐熱性パウダ−から
形成し得る。バインダ−を、潤滑剤および例えば水など
の適当な溶媒と共にパウダ−に加え得る。得られた混合
物、ペ−スト、あるいはスラリ−を、様々な長さおよび
直径の小板あるいはロッドに成形し得る。得られた成形
粒状物を、例えば１４００℃から１８００℃のような高
温度、高圧力、あるいは例えば１０時間までの長い時間
で焼かなければならない。結晶サイズは、１マイクロメ
−タ−未満から２５マイクロメ−タ−までの範囲であり
得る。持続時間をより短くするおよび／あるいは結晶サ
イズをより小さくするためには、圧力あるいは温度のい
ずれかを増加させなければならない。米国特許第３，０
７９，２４２号には、以下の工程を含む、か焼ボ−キサ
イト材料からの研磨用粒状物の作成方法が開示してあ
る。すなわち、（１）材料を微細パウダ−にする工程、
（２）加圧下で詰め、そして該パウダ−の微細粒子を、
粒サイズの塊りに成形する工程、および（３）粒子の塊
りをボ−キサイトの融解温度より下の温度で焼結し、粒
子の限定再結晶化を誘導し、これによって、直接研磨用
粒状物をそのサイズに調製する、工程である。米国特許
第４，２５２，５４４号には、焼結によって調製される
アルミナ研磨用粒状物が開示されている。ここで、粒状
物の構造は、アルミナ粗製結晶粒子およびそのアルミナ
粗製結晶粒子の間に位置するアルミナ微細結晶粒子から
構成されている。米国特許第３，４９１，４９２号に
は、ボ−キサイトあるいはボ−キサイトおよびバイヤ−
法アルミナの混合物から形成されたアルミナ研磨用粒状
物を調製する方法が開示されている。ここで、粉砕した
アルミナ材料を、水およびクエン酸鉄アンモニウム、あ
るいは、クエン酸鉄アンモニウムおよびクエン酸と混合
し、そして、粉砕によって微細な状態にし、固体含有量
の高い液体スラリ−とする。このスラリ−を乾燥して、
焼結の前の最終的な粒状物の１つの寸法と同じ厚さを有
する凝集性のケ−キとし、該ケ−キを粒状物に破砕し、
スクリ−ニングし、随意、空気混練によって該粒状物を
球状にし、スクリ−ニングし、焼結し、冷却し、そして
スクリ−ニングして、最終産物を得る。米国特許第３，
６３７，６３０号には、米国特許第３，４９１，４９２
号に開示されているのと同じタイプのスラリ−が、電気
泳動セルの回転アノ−ドにメッキあるいはコ−トされる
方法が開示されている。メッキされたアルミナ材料を回
転アノ−ドから取り出し、乾燥し、小粒になるまで破砕
し、スクリ−ニングし、焼結し、そして、最終的なサイ
ズをスクリ−ニングする。

【０００５】化学セラミック法は、コロイド状の分散体
あるいはヒドロゾル（ゾルとも呼ばれる）であって、随
意他の金属酸化物前駆物質の溶液との混合物のものを、
ゲルあるいは成分の可動性を制限する、他の任意の物理
的状態に変換する工程、乾燥する工程、そして焼成し、
セラミック材料を得る工程を含む。ゾルは、いくつかの
方法のいずれかによって調製され得る。これには、水溶
液からの金属水酸化物の沈澱、その後の解膠、金属塩の
溶液からのアニオンの透析、金属塩の溶液からのアニオ
ンの溶媒抽出、揮発性のアニオンを有する金属塩の溶液
の熱水分解を含む。ゾルは、任意に、金属酸化物あるい
はその前駆物質を含み、ゲルのような制限された可動性
の半硬化固体状態になる。これは例えば、水のような溶
媒の部分的抽出によってなされる。化学セラミック法
は、ファイバ−、フィルム、フレ−ク、マイクロスフィ
ア等のようなセラミック材料を製造するのに用いられて
いる。米国特許第４，３１４，８２７号には、合成の、
非融解酸化アルミニウムベ−スの研磨用鉱物が開示して
ある。この鉱物は、主要なアルファアルミナの連続相お
よび第二の相を含む、乱雑に配向した晶子のミクロ結晶
構造を有している。米国特許第４，７４４，８０２号に
は、酸化鉄成核剤を用いて、アルファアルミナへの転移
を促進させる、化学セラミック法によって作成された研
磨用粒状物が開示されている。この特許にはまた、ゲル
が、加圧、成形、あるいは押し出し成形のいずれかの従
来の方法によって成形され得ることが示唆されている。
米国特許第４，８４８，０４１号には、化学セラミック
法によって作成された成形研磨粒状物が開示されてい
る。この方法では、研磨用粒状物の平均粒子体積比は、
０．８より小さい。

【発明の要旨】

【０００６】本発明は、特定の形を有する研磨用粒子お
よび希釈粒子の両方を含む被覆した研磨用品を提供す
る。

【０００７】この被覆した研磨用品は、ａ．支持体；ｂ．少なくとも１つのバインダ−；ｃ．成形研磨用粒子および希釈粒子を含む研磨用被覆；
を含む。ここで、該少なくとも１つのバインダ−は、該
研磨用被覆を、該支持体に結合させる役割を果たしてい
る。希釈粒子は、（１）接着剤で結合し、塊りを形成し
ている複数の個々の研磨用粒子、（２）接着剤で結合
し、塊りを形成している複数の個々の非研磨用粒子、
（３）接着剤で結合し、塊りを形成している複数の個々
の研磨用粒子および複数の個々の非研磨用粒子、（４）
個々の非研磨用粒子、（５）個々の研磨用粒子、あるい
は（６）前述のいずれかの組合せを含み得る。１つ以上
のクラスの希釈粒子が、被覆した研磨用品に用いられ得
る。個々の研磨用粒子および個々の研磨用粒子を含む塊
りは、不規則な形あるいはランダムな形を有している。
すなわち、これらは、成形研磨用粒子の範囲から除外さ
れる。しかしながら、個々の非研磨用粒子および個々の
非研磨用粒子を含む塊りであって個々の研磨用粒子を含
まない塊りは、成形研磨用粒子と同等の形を有し得る。

【０００８】研磨用被覆は、いくつかの型の配置をとり
得る。しかし、ほとんどの構造は、以下の４つの主要な
カテゴリ−のいずれかとなる：（１）希釈粒子のオ−プンコ−トおよび成形研磨用粒子
のオ−プンコ−ト；（２）希釈粒子のオ−プンコ−トおよび成形研磨用粒子
のクロ−ズコ−ト；（３）希釈粒子のクロ−ズコ−トおよび成形研磨用粒子
のオ−プンコ−ト；および（４）希釈粒子のクロ−ズコ−トおよび成形研磨用粒子
のクロ−ズコ−トである。最初の２つの配置では、成形
研磨用粒子は、実質的に希釈粒子の間に存在している。
後者２つの配置では、成形研磨用粒子は、実質的に希釈
粒子の間およびその上に存在している。

【０００９】本発明の１つの局面では、希釈粒子を最初
にコ−トし、次に、成形研磨用粒子をコ−トする。成形
研磨用粒子は、好ましくは、静電界中でコ−トされる。
静電界線は、成形研磨用粒子のコ−ナ−および端に沿っ
て集中する。そして成形研磨用粒子は、バインダ−ある
いは希釈粒子上にその最も細い端が上になるよう配置さ
れるように、静電界中で配向する。これによって、成形
研磨用粒子の端が、研磨操作の間、製品と接触するよう
になる。三角形をした粒子では、約３５％から約６５％
の粒子が、典型的には、頂点が支持体とは反対側に向
き、そして底辺がバインダ−および希釈粒子に接するよ
うに配向しており、残りの粒子は、底辺が支持体とは反
対側に向き、そして頂点がバインダ−および希釈粒子に
接するように配向している。

【００１０】本発明の他の面では、希釈粒子および成形
研磨用粒子を最初に混合して、それから同時にコ−トす
る。

【００１１】このような成形研磨用粒子を調製する１つ
の方法は、以下の工程を含むものである：（ａ）アルファアルミナに変換され得る粒子、好ましく
はアルファアルミナ一水和物の粒子を含む分散体の液体
を提供する工程であって、該液体が揮発性の成分を含
む、工程；（ｂ）第一の大体平面の表面および該第一の表面と反対
側の第二の表面を有す鋳型であって、該第一の表面が、
特定の形を有する鋳型の穴の開講部を有している鋳型を
提供する工程；（ｃ）該分散体を該鋳型の穴に導入する工程であって、
この時好ましくは、該分散体の露出した表面が、該鋳型
の第一の表面の面を実質的に越えないようにする、工
程；（ｄ）該分散体が該鋳型の穴にある間に、該液体の該揮
発性成分の十分な部分を、該分散体から除去する工程で
あって、これにより、ほぼ該鋳型の穴に対応するような
形を有する研磨用粒子の前駆物質が形成される、工程；（ｅ）該研磨用粒子の前駆物質を該鋳型の穴から取り出
す工程；（ｆ）該取り出した研磨用粒子の前駆物質をか焼する工
程；および（ｇ）該か焼した前駆物質を焼結して、所望の研磨用粒
子を形成する工程。

【００１２】成形研磨用粒子を調製する１つの変法で
は、分散体を形成した後、鋳型の穴に導入される前に、
ゲル化する。本明細書の用語「ゲル化」は、逆さにした
試験管から流れないほどに、物質の粘度を十分に増加さ
せることを意味する。第二の変法では、分散体が、１０
０ｐｓｉ未満の圧力下で、鋳型の穴に導入される。第三
の変法では、鋳型の少なくとも一方、すなわち、穴が形
成されている側が、揮発性成分を除去する工程の間、鋳
型を取り巻く大気に曝されている。第四の変法では、分
散体の揮発性成分が、分散体が鋳型にある間に、熱ある
いは圧力をさらに加えることなく除去される。第五の変
法では、分散体の揮発性成分が、分散体が鋳型にある間
に、蒸発によって除去される。第六の変法では、研磨用
粒子の前駆物質が鋳型から除去された後、さらに乾燥工
程を用いる。

【００１３】好ましくは、鋳型は複数の穴を含み、より
好ましくは、少なくとも２０個の穴を含む。好ましく
は、穴の形は、研磨用粒子の所望の形とほぼ対応する。
さらに、穴は、同等のサイズおよび形であることが好ま
しい。

【００１４】成形研磨用粒子を調製する別の方法は、以
下の工程を含むものである：（ａ）アルファアルミナに変換され得る粒子、好ましく
はアルファアルミナ一水和物の粒子を含む分散体の液体
を提供する工程であって、該液体が揮発性の成分を含
む、工程；（ｂ）ダイの穴から該分散体を押し出し、それによっ
て、研磨用粒子の細長い前駆物質を形成する工程であっ
て、該前駆物質が、ダイの穴と実質的に同様の断面を有
する、工程；（ｃ）該研磨用粒子の細長い前駆物質から、該液体の揮
発性成分の十分な部分を、該前駆物質が十分に乾燥する
ように除去し、その細長い形および断面を維持し得るよ
うにする工程；（ｄ）該乾燥した研磨用粒子の前駆物質を、所望の長さ
に変える工程；（ｅ）該乾燥した研磨用粒子の前駆物質をか焼する工
程；および（ｆ）該か焼した前駆物質を焼結して、所望の研磨用粒
子を形成する工程。

【００１５】成形研磨用粒子は、三角形、正方形を含む
四角形、円形、あるいは他の幾何学的なフェ−スを有す
る薄い本体で特徴づけられ得る形を有し得る。成形研磨
用粒子のフェ−スの幾何学的な形は、三角形であること
が好ましい。成形研磨用粒子は、好ましくは、前面フェ
−スと後面フェ−スを有し、その両方が、実質的に同じ
幾何学的形状を有している。これらのフェ−スは、粒子
の厚さによって分離される。研磨用粒子のフェ−スの最
短の寸法の長さと厚さの割合は、少なくとも１：１であ
り、好ましくは、少なくとも２：１であり、より好まし
くは、少なくとも５：１であり、そして、最も好ましく
は、少なくとも６：１である。成形研磨用粒子は、ロッ
ドで特徴づけされ得る形を有し得る。例えば、ロッド
は、円柱形あるいはプリズム状形であり得、長さと最大
断面寸法の割合が少なくとも１：１であり、好ましく
は、２：１であり、そして、最も好ましくは、少なくと
も３：１である。

【００１６】

【発明の構成】本明細書の用語「分散体」は、流体のバ
インダ−前駆物質中でアルファアルミナに変換され得る
粒子を含む、未固化未乾燥の組成物を意味する。分散体
は、成形研磨用粒子の調製に用いられる。成形は、鋳型
法、あるいは押し出し成形およびサイジングによってな
され得る。分散体の成形後、十分量の揮発性成分をそこ
から除去し、成形した分散体の固化を行なう。用語「成
形研磨用粒子の前駆物質」は、ある形状を有する固体を
形成するように、分散体から十分量の揮発性成分を除去
することにより調製される未焼結粒子を意味する。成形
が鋳型法によって行なわれる場合、成形粒子の前駆物質
は、調製された鋳型の穴の形にほぼ対応する形状を有す
る。成形がダイの穴を通した押し出しによって行なわれ
る場合、成形粒子の前駆物質は、押し出しダイの穴の形
にほぼ対応する断面を有する。成形および揮発性成分の
除去の後、得られた成形粒子を焼結する。これによっ
て、粒子の密度は、理論的密度値の少なくとも９０％の
値を有するようになる。用語「成形研磨用粒子」は、焼
結した粒子を意味する。これは、同出願人による同時係
属出願で、１９９２年１月２３日出願の米国特許出願第
０７／９１９，１７９号および０７／９１８，３６０号
に記載の方法によって、調製され得る。これら両方の出
願は、本明細書に参考として援用されている。

【００１７】好ましい成形研磨用粒子の調製方法の第一
の工程は、アルファアルミナに変換され得る粒子を含有
する液体を含む分散体を提供する工程を含む。この液体
は、好ましくは水である、揮発性成分を含む。鋳型の穴
への導入あるいは押し出しダイを通すことが容易になる
ように、分散体の粘度を十分低くするために、分散体は
十分な量の液体を含まなければならない。しかし、費用
が非常にかかるような、液体の除去が必要なほど多くの
液体の量ではない。分散体は、好ましくは、約２から約
９０重量％の粒子を含む。この粒子は、アルファアルミ
ナに変換され得るものであり、好ましくは、酸化アルフ
ァアルミニウム一水和物（ベ−マイト）である。そし
て、分散体は、少なくとも１０重量％、好ましくは、５
０から７０重量％、より好ましくは、５０から６０重量
％の揮発性成分、好ましくは水を含む。逆にいえば、分
散体は、好ましくは、３０から５０重量％、より好まし
くは、４０から５０重量％の固体を含む。液体の割合が
高すぎると、乾燥によって得られた粒子中に多くのクラ
ックができ得る。液体の割合が低すぎると、分散体の鋳
型へのポンピングが難しくなり得る。ベ−マイト以外の
酸化アルミニウム水和物もまた用いられ得る。ベ−マイ
トは、公知の技術によって調製し得るかあるいは購入し
得る。市販のベ−マイトの例には、コンデア化学（Cond
ea Chemie）から市販されている、商標「ディスパール
（DISPERAL）」の製品、ビスタ化学社（Vista Chemical
Company）から市販されている、 GMBHおよび「ディス
パル（DISPAL）」が含まれる。これらの酸化アルミニ
ウム一水和物は、アルファ型であり、比較的純粋（すな
わち、一水和物以外の水和物はあったとしてもわずかし
か含まない）で、表面積が大きい。成形研磨用粒子の物
理的性質は、一般的には、分散体に用いられている材料
のタイプによる。

【００１８】分散体は、ゲルの状態であることが好まし
い。本明細書の用語「ゲル」は、液体中に分散する固体
の三次元ネットワ−クを意味する。ゲルは、逆さまにし
た試験官から流れでない。

【００１９】分散体は、変性用添加剤あるいは変性用添
加剤の前駆物質を含み得る。変性用添加剤は、研磨用粒
子のある所望の性質を増強させるかあるいは次の焼結の
工程の効果を増大させるように機能し得る。変性用添加
剤あるいは変性用添加剤の前駆物質は、可溶性の塩、典
型的には、水可溶性塩の形であり得る。変性用添加剤あ
るいは変性用添加剤の前駆物質は、典型的には、金属含
有化合物からなっており、そして、マグネシウム、亜
鉛、鉄、シリコン、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、およびこれらの混合物の酸化物の前駆物
質であり得る。分散体中に存在し得る、これらの添加剤
の前駆物質の濃度は、重要ではなく、都合により変化さ
せ得る。典型的には、変性用添加剤あるいは変性用添加
剤の前駆物質の導入により、分散体がゲルになる。分散
体はまた、ある時間にわたって熱を加えることによっ
て、ゲル化され得る。

【００２０】分散体はまた、水和したあるいはか焼した
酸化アルミニウムをアルファアルミナに転移するのを促
す成核剤を含み得る。本発明に適切な成核剤には、アル
ファアルミナ、アルファ酸化第二鉄あるいはその前駆物
質、酸化チタンおよびチタネ−ト、酸化クロム、あるい
は転移したものを凝集させる他の材料の微粒子を含む。
成核剤の量は、使用される場合は、アルファアルミナの
転移を行なわせるのに十分でなければならない。このよ
うな分散体の凝集については、米国特許第４，７４４，
８０２号および第４，９６４，８８３号に開示してあ
る。これらは両方とも参考として本明細書に援用されて
いる。

【００２１】解膠剤は、分散体に加えられ得、より安定
なヒドロゾルあるいはコロイド状の分散体が作られる。
本発明に好ましい解膠剤は、酢酸、塩酸、蟻酸、および
硝酸のような一塩基酸あるいは酸化合物であり、硝酸が
好ましい。多塩基酸は、解膠剤としてあまり好ましくな
い。なぜならば、分散体を素早く、ゲル化し、分散体の
扱いが難しくなるかあるいはさらにそこに成分を入れる
ことが難しくなる。市販のベ−マイトには、安定な分散
体を形成するのに役立つ（吸収蟻酸あるいは硝酸のよう
な）酸タイタ−が含まれる。

【００２２】分散体は、例えば、単に酸化アルミニウム
一水和物を、解膠剤を含む水と混合するだけのような適
当な方法、あるいは酸化アルミニウム一水和物スラリ−
を形成して、そこに解膠剤を加える方法により形成され
得る。

【００２３】成形研磨用粒子の調製法の第二の工程は、
少なくとも１つ、好ましくは複数の穴を有する鋳型を提
供することを含む。図１について言えば、鋳型１０は、
概して平面の表面１２および複数の穴１４を有する。鋳
型１０は、金属（例えばスチ−ル）のような堅い材料か
ら作られ得る。鋳型１０は、比較的薄いアルミニウムあ
るいはステンレススチ−ルシ−トあるいはベルトから作
られることが好ましい。例えば、５ｃｍ、好ましくは、
２ｃｍ未満の厚さを有するものである。図２を参照する
と、鋳型１０の穴１４へのアクセスは、鋳型１０の第一
あるいは上の表面１６中の開口部１５、または第二ある
いは底の表面１８中の開口部（示されていない）、また
は鋳型１０の両表面中の開口部からであり得る。ある場
合には、穴１４の深さは、鋳型１０の厚さ全体にわたっ
て拡がり得る。あるいは、穴１４の深さは、鋳型１０の
厚さの一部のみにわたって拡がり得る。鋳型１０の上表
面１６は、鋳型１０の底表面１８に実質的に平行である
ことが好ましい。鋳型１０の少なくとも一方、すなわち
穴が形成されている方は、揮発性成分が除去される工程
の間、回りの空気に曝されたままにしておき得る。穴
が、完全に鋳型の厚さ全体にわたっている場合、鋳型の
両面とも概して平面でなければならない。本明細書の用
語「平面」には、すべての二次元平面が含まれる。しか
しながら、平面の表面は、平らあるいは水平であること
が好ましい。

【００２４】穴１４は、特定の三次元的形状をしてい
る。穴の好ましい形状は、深さを有する三角形であり得
る。しかし、深さを有する円、四角、あるいはそれらの
組合せのような他の形状も用いられ得る。深さの寸法
は、表面１２から穴１４の最低点までの垂直距離と等し
い。さらに、穴は、他の幾何学的形状の倒置であり得
る。例えば、ピラミッド形、角錐台、切形球状形、切形
回転楕円形、円錐形、および円錐台である。好ましく
は、１つの鋳型に少なくとも２０個の穴があり、より好
ましくは、１００個の穴がある。存在する穴の深さは、
均一、あるいは長さおよび／あるいは幅と共に様々であ
り得る。１つの鋳型の穴は、同じ形状あるいは異なる形
状であり得る。

【００２５】穴１４の寸法は、考えられる縮みを考慮に
いれて、所望の成形研磨用粒子の寸法とほぼ対応するこ
とが好ましい。そうすることにより、成形研磨用粒子の
サイズを小さくするために、破砕、粉砕、あるいは切断
する必要はない。同様に、本明細書に記載の方法によっ
て成形研磨用粒子を作成した後に、適当な粒径のものを
スクリ−ニングする必要もない。さらに、成形研磨用粒
子のサイズは、異なるロット間で実質的に一定に保たれ
る。これによって、ロットからロットへの高度に一定に
保たれた粒径および粒径分布が保証される。

【００２６】成形研磨用粒子の調製法の第三の工程は、
いずれかの従来の技術によって、分散体を穴１４に導入
することを含む。鋳型１０の表面１２に分散体を溢れさ
せることが好ましい。分散体は、鋳型１０の表面１２上
にポンプされ得る。次に、スクレ−パ−棒あるいはレベ
ラ−棒を用いて、分散体を鋳型１０の穴１４に押し込み
得る。穴１４に入りきれなかった残りの分散体は、鋳型
１０の表面１２から除去して、リサイクルされ得る。鋳
型１０の表面１２上に、分散体が残ってもよいが、好ま
しくはない。スクレ−パ−棒あるいはレベラ−棒によっ
て加えられる圧力は、典型的には１００ｐｓｉ未満、好
ましくは５０ｐｓｉ未満、もっとも好ましくは１０ｐｓ
ｉ未満である。さらに、分散体の曝されている表面は、
鋳型の平面的表面からなる平面より、実質的に下になら
ないようにし、成形研磨用粒子の厚さを均一にする。さ
らに、鋳型の穴を囲む平面的な表面には分散体がないこ
とが好ましい。

【００２７】穴１４中に分散体を導入する前に、リリ−
スコ−ティングを鋳型１０の表面１２および穴１４の表
面上に置いておくことが好ましい。このリリ−スコ−テ
ィングの機能は、成形研磨用粒子の前駆物質の取出しを
容易にすることである。リリ−スコ−ティングを調製す
るための典型的な材料は、シリコンおよびポリテトラフ
ルオロエチレンである。

【００２８】成形研磨用粒子の調製法の第四の工程は、
分散体が鋳型の穴にある間に、分散体から、液体の一
部、すなわちその揮発性成分を除去する工程を含む。こ
れによって、分散体の粘度が増大する。揮発性成分は、
濾過のような外的な力によるよりも、蒸発によって除去
されることが好ましい。蒸発による液体の除去は、室温
あるいは高温下で行なわれ得る。高温とは、約４０℃か
ら約３００℃の範囲であり得る。しかしながら、より高
い温度では、乾燥速度も速くなるが、得られる研磨用粒
子中に望ましくないクラックが形成され得る。揮発性成
分が水である場合、分散体を含む鋳型を約５０℃から約
８０℃の温度で、約１０分間から約３０分間、強制エア
オ−ブン中で熱することが好ましい。分散体を固化させ
るためには、十分な量の揮発性成分が除去されなければ
ならない。これによって、鋳型の穴の形とほぼ同様の形
を有する成形研磨用粒子の前駆物質が形成される。鋳型
の穴から成形研磨用粒子の前駆物質が簡単に除去され得
るように、十分な量の揮発性成分が除去されることが好
ましい。典型的には、この工程中で、分散体から液体の
４０％までが除去される。

【００２９】成形研磨用粒子の調製法の第五の工程は、
成形研磨用粒子の前駆物質を鋳型の穴から取り出すこと
を含む。この工程は、成形研磨用粒子の前駆物質の形成
の間に、液体が除去され、分散体が縮むことによって可
能となる。例えば、成形研磨用粒子の前駆物質の体積
が、そのもとの成形分散体の体積の８０％あるいはそれ
以下になることも珍しくない。成形研磨用粒子の前駆物
質は、重力によって、あるいは低い圧力をかけることに
よって、穴から取り出され得る。例えば、前駆物質を穴
から取り出すためにブラシを回転させることによる。

【００３０】取り出した成形研磨用粒子の前駆物質は、
成形用の鋳型の穴の形状とほぼ同じ形状をしている。完
全な複製は、３つの理由からできない。第一に、分散体
は縮むため、成形研磨用粒子の前駆物質は成形用の穴よ
り小さくなる。第二に、成形研磨用粒子の前駆物質が鋳
型の穴から取り出されるとき、そのいくつかは、端が欠
け丸くなり得る。第三に、分散体が穴に導入されると
き、分散体が、穴の中に完全に満たされていない場合が
ある。このような要因を最小限にするために、操作中は
注意を払わなければならない。

【００３１】成形研磨用粒子の前駆物質は、さらに、鋳
型の外で乾燥され得る。鋳型の中で分散体が所望の程度
にまで乾燥している場合は、追加の乾燥の工程は不要で
ある。しかしながら、ある場合には、この追加の乾燥の
工程を採用して、分散体が鋳型中にとどまる時間を最小
限にすることが経済的であり得る。この追加の乾燥工程
の間、成形研磨用粒子の前駆物質中にクラックが形成さ
れないように注意を払うことが必要である。典型的に
は、水が揮発性成分の場合、成形研磨用粒子の前駆物質
は、約１０分から約４８０分かけて、好ましくは、約１
２０分から４００分かけて、約５０℃から約１６０℃の
温度で、好ましくは、約１２０℃から約１５０℃の温度
で乾燥させる。

【００３２】成形研磨用粒子の調製法の第六の工程は、
成形研磨用粒子の前駆物質をか焼することを含む。か焼
の間、実質的にすべての揮発性成分が除去され、そし
て、分散体中に存在する様々な成分が酸化金属に転移し
ていく。成形研磨用粒子の前駆物質は、一般的に、約４
００℃から約８００℃の温度にまで熱する。そして、遊
離水および９０重量％より多い結合揮発物質が除去され
るまでこの温度範囲中で維持する。任意の工程として、
含浸方法によって、変性用添加剤を導入することが望ま
れ得る。水可溶性の塩は、含浸によって、か焼した成形
研磨用粒子の前駆物質の小孔中に導入され得る。次に、
成形研磨用粒子の前駆物質が、再びプレファイヤ−され
る。この任意の工程は、詳しくは、本明細書に参考とし
て援用されている、欧州特許第２９３，１６３号に記載
されている。

【００３３】成形研磨用粒子の調製法の第七の工程は、
成形研磨用粒子の前駆物質を焼結して、成形研磨用粒子
を形成することを含む。焼結の前には、成形研磨用粒子
の前駆物質は、完全に密度が高まっておらず、本発明の
成形研磨用粒子として用いられるための堅さを欠いてい
る。焼結は、成形研磨用粒子の前駆物質を約１，０００
℃から約１，６５０℃の温度にまで熱し、そして、実質
的にすべてのアルファアルミナ一水和物（あるいは等価
物）がアルファアルミナに変換され、間隙率が１５体積
％未満にまで減少するまでこの温度範囲内で維持する。
この変換のレベルを達成するまでに、成形研磨用粒子の
前駆物質が焼結温度に曝されている時間の長さは、様々
な要因に左右されるが、通常約５秒から約４８時間が典
型的である。焼結のための時間の範囲は、約１分から約
９０分である。

【００３４】本発明の方法を改変するのに他の工程を用
い得る。例えば、材料をか焼温度から焼結温度にまで素
早く熱し、スラッジ、廃棄物などを除去するために分散
体を遠心分離することなどである。さらに、この方法
は、所望であれば、２つあるいはそれ以上の方法の工程
を組み合わせることによって改変され得る。本発明の方
法を改変するのに用いられ得る従来の方法の工程は、よ
り詳しくは、本明細書に参考として援用されている、米
国特許第４，３１４，８２７号中に記載されている。

【００３５】図８に示されるように、連続した方法が、
本発明に用いられ得る成形研磨用粒子を作成するのに用
いられ得る。図８の装置６０は、鋳型６２、駆動機構６
４、ダイ本体６６、前縁ワイパ−羽根６８、レベリング
器具羽根７０、オ−ブン７２、回収用パン７４、および
ブラシ７６を含む。図９を参照すると、液体中の、アル
ファアルミナに変換され得る材料の粒子「Ｐ」を含む、
押し出し可能な分散体（以下「変換可能な材料」と呼
ぶ）を、ダイ本体６６に送達するための供給手段８０に
提供する。典型的な供給手段は、ニ−ダ−および押し出
し成形機８２の組合せを含み得る。この供給手段は、変
換可能な材料を混合し、これをオ−ガ−チャンネル８４
にパックする、２つの逆回転する混合羽根を含んでい
る。これは、材料を供給オ−ガ−８８によって出口ポ−
ト８６を通って送達させるためである。変換可能な材料
の混合およびパックによって、不均一なシ−トを作り得
るボイドを防ぐことになる。出口８６は、ポンプ９０に
つながっており、これにより、変換可能な材料が押し出
され、材料がダイ本体６６のフィ−ドポ−ト９２へと供
給される。

【００３６】ダイ本体６６は、中に縦の内孔１００を含
む。この内孔は、第一および第二の末端、それぞれ１０
２および１０４を有している。フィ−ドポ−ト９２は、
第二の末端１０４に隣接する内孔８０をダイ本体の外部
とつなげている。それぞれ第一および第二の末端１０８
および１１０を有するオ−ガ−１０６は、内孔１００中
に配置されている。オ−ガ−１０６は、縦のル−トおよ
びその長さ方向に沿って接する螺旋状のフライトを含ん
でいる。オ−ガ−１０６のフライト直径は一定であり、
ル−トは第一の末端１０８で第一の直径、および、第一
の直径より小さい、第二の末端１１０における第二の直
径を有している。従って、全体としてのフライト直径は
一定であるが、オ−ガ−１０６のフライトの深さは、フ
ィ−ドポ−ト９２の付近が最大で、オ−ガ−１０６の第
一の末端１０８に向かうにしたがって、次第に減少して
いく。従って、オ−ガ−１０６の材料を運ぶ能力は、フ
ライトの深さが徐々に減少していくため、オ−ガ−の長
さ方向に沿って徐々に低くなっていく。

【００３７】ダイ本体６６は、ダイ本体６６の外部とオ
−ガ−１０６の長さに沿った内孔１００とをつなげる、
１つあるいはそれ以上の細長いダイ開口部１１２を含
む。好ましい態様では、ダイ本体６６は、実質的に厚さ
より大きい幅を有する均一なシ−トメンバ−を形成する
ように適合した、単一の細長いダイ開口部１１２を含ん
でいる。オ−ガ−１０６との相対的なダイ開口部１１２
の位置、およびオ−ガ−１０６の配置の組合せにより、
変換可能な材料の均一な押し出しシ−ト１１４が作成さ
れる。

【００３８】モ−タ−１１６は、内孔１００中のオ−ガ
−１０６を回転させ、変換可能な材料を、シ−トの形に
押し出す。オ−ガ−１０６の適当な回転スピ−ドは、所
望の均一な押し出し速度を提供するように、実験的ある
いは分析学的に決定される。オ−ガ−１０６の回転が遅
すぎると、余分な変換可能材料が第二の末端１０４に近
いダイ開口部１１２の部分から放出する。同様に、オ−
ガ−１０６の回転が速すぎると、余分な変換可能材料が
第一の末端１０２に近いダイ開口部１１２から放出す
る。適当な回転速度では、内孔１００に沿った圧力は均
一であり、これによってダイ開口部１１２を通過する均
一な厚さのシ−トができる。

【００３９】分散体を、ダイ開口部１１２に通過させ
て、鋳型６２の穴（示されていない）中に入れる。図８
の鋳型６２は、弾力性のあるベルトであり、駆動機構６
４によって駆動している。鋳型６２の穴は、任意の所望
の平面的な形状を有し得る。例えば、三角形、円形、あ
るいは四角形である。穴は、機械加工、穴開け、あるい
はエッチングのような従来の方法によって形成され得
る。弾力性のあるベルト６２は、プロセスの操作条件に
耐える任意の材料で作られ得る。ステンレススチ−ルあ
るいはアルミニウムのような金属からできているベルト
が好ましい。鋳型６２は、ポリテトラフルオロエチレン
のようなリリ−スコ−ティングでコ−トされることが好
ましい。これによって、乾燥した成形研磨用粒子の前駆
物質を鋳型６２の穴から取り出すのが容易になる。

【００４０】本発明の方法で調製される成形研磨用粒子
を実質的に均一に保つために、穴の中の分散体の曝され
ている表面（単数あるいは複数）は、実質的にベルトの
平面より下ではないことが好ましい。穴の開口部を囲
み、ベルト６２のへこんでいない部分に残った余分な分
散体を、好ましくは、ダイ本体６６からベルト６２より
下に位置する前縁ワイパ−羽根６８で除去する。ベルト
６２の上表面および底表面は、前縁ワイパ−羽根６８で
拭き取り得る。これらの羽根６８は、レベリング器具羽
根７０およびダイ本体６６の間に設置する。レベリング
器具羽根７０は、さらに研磨前駆粒子が均一な厚さを有
するようにする。ワイパ−羽根６８は、拭き取りによっ
て分散体が穴の外に出ないように、ダイの非常に近くに
置くことが好ましい。ワイパ−羽根６８がダイから非常
に遠い下側にある場合、余分な分散体の集積によって、
穴中の分散体がベルトの表面につく原因になる。

【００４１】ベルト６２中の埋まった穴をオ−ブン７２
中に移動させる。これは、好ましくは、空気循環オ−ブ
ンである。オ−ブンの温度は、好ましくは、約７５℃に
セットする。しかしながら、オ−ブンの温度はベルト６
２のスピ−ドおよび前駆物質の固体含量によって、より
高くも低くもし得る。液体の揮発性成分を、オ−ブン７
２中で分散体から除去する。成形研磨用粒子のクラック
の形成を最小限にするように、十分ゆっくりと分散体を
固化するように注意しなければならない。揮発性成分を
除去すると、成形研磨用粒子の前駆物質が形成されはじ
める。前駆物質の体積はもとの分散体より少ないため、
前駆物質は、ベルト６２の穴から、回収パン７４中に回
収され得る。次に成形、乾燥した成形研磨用粒子の前駆
物質を、好ましくは回転窯（示されていない）中でか焼
し、焼成する。焼成は、好ましくは、１３００℃から１
４００℃の温度で、１〜１５分間行なう。ベルト６２上
あるいはベルトの穴中に残っている分散体あるいは前駆
物質の材料は、好ましくは、回転ブラシ７６あるいは他
のクリ−ニング法によって除去され得る。

【００４２】成形研磨用粒子を調製する押し出し法で
は、分散体を押し出し成形機中に入れ、次にダイの穴を
通して押し出し、研磨用粒子の細長い前駆物質を形成す
る。次に、研磨用粒子の細長い前駆物質から十分量の揮
発性成分を除去し、前駆物質が十分に乾燥するようにす
る。これによって、その細長い形状と断面とを維持でき
るようになる。揮発性成分を除去するための条件は、前
述の通りである。成形研磨用粒子は、前駆物質の乾燥
前、間、あるいは後に所望の長さに変えられ得る。か焼
および焼結の条件は、前述の通りである。

【００４３】本発明に用いられ得る成形研磨用粒子は、
好ましくは、前面フェ−スおよび後面フェ−スを有する
薄い形状である。この前面フェ−スおよび後面フェ−ス
は、粒子の厚さで分かれている。前面フェ−スおよび後
面フェ−スは、実質的に同じ幾何学的形状である。幾何
学的形状は、三角形、四角形、円形、楕円形、あるいは
他の規則的あるいは不規則な多角形の形状である。もっ
とも好ましい幾何学的形状は、三角形である。本発明の
目的のためには、幾何学的形状のサイドもまた多角形を
含み、１あるいはそれ以上のサイドが弓形であり得る多
角形を含む。例えば、三角形の定義は、球状の三角形に
まで拡がる。三角形の中では、平らな正三角形が最も好
ましい。図４は、三角形の研磨用粒子の１２ｘ拡大写真
を現したものである。図５は、四角形の研磨用粒子の１
２ｘ拡大写真を現したものである。図６は、円形の研磨
用粒子の１２ｘ拡大写真を現したものである。

【００４４】ほとんどの場合、成形研磨用粒子の最短の
フェ−ス寸法と研磨用粒子の厚さの割合は、少なくとも
１：１であり、好ましくは少なくとも２：１であり、よ
り好ましくは少なくとも５：１であり、最も好ましくは
少なくとも６：１である。平面の外形が様々に異なる厚
さを有する成形粒子に用いられる本明細書の用語「厚
さ」は、最小限の厚さを意味する。成形粒子が実質的に
均一な厚さである場合、最小、最大、平均、および中間
の厚さは、実質的に同じである。例えば、三角形の粒子
の場合、厚さが「ａ」と同等であれば、三角形の最短の
辺の長さは、好ましくは少なくとも「２ａ」である。２
あるいはそれ以上の最短フェ−ス寸法が同じ長さの成形
粒子の場合、前述の関係が維持される。ほとんどの場
合、成形研磨用粒子は、少なくとも３つの辺を有し、そ
れぞれの辺の長さが、成形粒子の厚さより大きい、多角
形である。円、楕円、あるいは非常に短い辺を有する多
角形であるような特殊な場合、円の直径、楕円の最小直
径、あるいは非常に短い辺を有する多角形の外接円の直
径が、成形粒子の最短フェ−ス寸法と考えられる。成形
研磨用粒子が、ピラミッド形、円錐形、角錐台、円錐
台、切形球状形、あるいは切形回転楕円形であるなら
ば、厚さは、以下のように決定される。（１）ピラミッ
ド形あるいは円錐形の場合、厚さは、粒子の底面に垂直
で、ピラミッドあるいは円錐の頂点へ向う線の長さであ
る。（２）角錐台あるいは円錐台の場合、厚さは、角錐
台あるいは円錐台の大きな底辺の中心に垂直で、角錐台
あるいは円錐台のより小さな辺へ向う線の長さである。
（３）切形球状形あるいは切形回転楕円形である場合、
厚さは、切形球状形あるいは切形回転楕円形の底の中心
に垂直で、切形球状形あるいは切形回転楕円形の曲がり
の境界線に向う線の長さである。成形粒子の最短フェ−
ス寸法の長さは、粒子の底面の最短フェ−ス寸法の長さ
（もし粒子が１つの底面しか有さない場合）であるか、
あるいは粒子のより大きな底面の最短フェ−ス寸法の長
さ（もし粒子が２つの底面を有する場合）である。成形
研磨用粒子の厚さは、好ましくは、約２５マイクロメ−
タ−から５００マイクロメ−タ−の範囲である。この割
合によって、成形研磨用粒子は、従来の未成形研磨用粒
と比較して、性能が改善されている。成形研磨用粒子は
また、伸長され得る。すなわち、例えば、円筒形あるい
はプリズム形を有するロッドなどのロッドの形であ得
る。ロッドの長さとロッドの最大断面寸法の割合は、好
ましくは少なくとも１：１であり、より好ましくは少な
くとも２：１であり、そして最も好ましくは少なくとも
３：１である。本明細書の用語「ロッドの最大断面寸
法」は、ロッドの円形の断面の直径あるいはロッドの非
円形の断面の外接円の直径のことである。ロッドの断面
寸法の長さは、様々であり得る。

【００４５】希釈粒子は、以下の（１）〜（６）のいず
れかを含み得る。（１）接着剤で結合し、塊りを形成し
ている複数の個々の研磨用粒子、（２）接着剤で結合
し、塊りを形成している複数の個々の非研磨用粒子、
（３）接着剤で結合し、塊りを形成している複数の個々
の研磨用粒子および複数の個々の非研磨用粒子、（４）
個々の非研磨用粒子、（５）個々の研磨用粒子、あるい
は（６）前述のいずれかの組合せである。個々の研磨用
粒子およびそれを含む塊りは、不規則な形状あるいはラ
ンダムな形状を含む。すなわち、これらは、成形研磨用
粒子の範囲から除外される。しかしながら、個々の非研
磨用粒子および個々の非研磨用粒子を含むが個々の研磨
用粒子は含まない塊りは、成形研磨用粒子と同様の形状
を有し得る。希釈粒子は、典型的には、約０．１から１
５００マイクロメ−タ−、通常約１から約１３００マイ
クロメ−タ−の範囲の粒径を有する。研磨用粒子は、モ
−硬度が少なくとも約８、より好ましくは少なくとも約
９である。このような研磨用粒子の材料の例には、融解
した酸化アルミニウム、酸化セラミックアルミニウム、
熱処理した酸化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナジ
ルコニア、ダイアモンド、セリア、立方晶系窒化ホウ
素、窒化ケイ素、ガ−ネット、およびこれらの組合せが
含まれる。非研磨用粒子は、モ−硬度が約７より小さい
ことが好ましい。非研磨用粒子の例には、炭酸カルシウ
ム（チョ−ク、方解石、トラバ−チン、大理石、および
石灰石）、カルシウムマグネシウム炭酸塩、炭酸ナトリ
ウム、炭酸マグネシウムのような金属炭酸塩；シリカ
（ガラスビ−ズ、ガラスバブル、グラスファイバ−な
ど）；タルク、クレイ（モンモリロナイト）、長石、雲
母、ケイ酸カルシウム、カルシウムメタシリケート、ナ
トリウムアルミノシリケート、ケイ酸ナトリウムなどの
ようなシリケート；硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫
酸ナトリウム、アルミニウムナトリウム硫酸塩などのよ
うな金属硫酸塩；石膏；バ−ミキュライト；木粉；アル
ミニウム三水和物；カ−ボンブラック；酸化カルシウム
（石灰）、酸化アルミニウム、二酸化チタンなどの金属
酸化物；および金属亜硝酸塩（亜硝酸カルシウム）が含
まれる。非研磨用粒子のさらに別の例には、例えば、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、カリウムテトラフルオロホウ酸塩、
ナトリウムテトラフルオロホウ酸塩、フッ化ケイ素、塩
化カリウム、および塩化マグネシウムのようなハライド
塩が含まれる。非研磨用粒子のさらに別の例には、硫
黄、有機硫黄化合物、グラファイト、および金属硫化物
が含まれる。

【００４６】前述のように、個々の研磨用粒子あるいは
非研磨用粒子は、接着剤によって結合し、塊りを形成し
得る。結合に用いられる接着剤は、無機あるいは有機で
あり得る。無機接着剤の例には、金属性あるいはガラス
性のバインダ−がある。有機接着剤の例には、フェノ−
ル樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ
樹脂、エチレン不飽和樹脂、アクリレ−トイソシアヌレ
−ト樹脂、尿素−ホルムアルデヒエ−ト樹脂、イソシア
ネ−ト樹脂、アクリレ−トウレタン樹脂、アクリレ−ト
エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、フルオレン変性エ
ポキシ樹脂、およびこれらの混合物がある。特定の接着
剤によって、接着剤の前駆物質はさらに触媒あるいは硬
化剤を含み得る。触媒および／あるいは硬化剤は、重合
プロセスの開始あるいは促進あるいはその両方を助け
る。塊りは、さらに、充填剤（みがき剤を含む）、繊
維、潤滑剤、湿剤、界面活性剤、顔料、染料、カップリ
ング剤、可塑剤、および懸濁剤のような添加剤を含み得
る。これらの材料の量は、所望の性質が与えられるよう
に選択され得る。このような塊りの例は、米国特許第
２，１９４，４７２号；第４，３１１，４８９号；第
４，１３２，５３３号；第４，３９３，０２１号；第
４，５４１，８４２号；第４，６５２，２７５号；第
４，７９９，９３９号；第５，０７８，７５３号；およ
び第５，０９３，３１１号に記載されている。

【００４７】一般的には、成形研磨用粒子のサイズと希
釈用粒子のサイズの割合は、約２．５：１から約０．
５：１の範囲であり得る。もし、希釈用粒子が、成形研
磨用粒子に比べて小さすぎる場合、成形研磨用粒子を支
持することが不十分になり、そして、被覆した研磨用粒
子の性能に悪影響を与え得る。もし、希釈用粒子が、成
形研磨用粒子に比べて大きすぎる場合、希釈用粒子は、
成形研磨用粒子が対象物に接触するのを妨げてしまう。
希釈用粒子のサイズは、約５０から約１，５００マイク
ロメ−タ−の範囲であり得、そして好ましくは、約１０
０から約１、２００マイクロメ−タ−であり得る。希釈
用粒子および成形研磨用粒子は、同じ粒径範囲であるこ
とが好ましい。

【００４８】図３および７は、本発明の被覆した研磨用
品の２つの態様を現している。図３では、被覆した研磨
用品２０は、支持体２２、第一のバインダ−２４、研磨
用被覆２６、および第二のバインダ−２８を含む。研磨
用被覆２６は、希釈用粒子３０および成形研磨用粒子３
２を含む。希釈用粒子は、オ−プンコ−トに配置されて
いる。成形研磨用粒子もまた、オ−プンコ−トに配置さ
れている。希釈用粒子３０は、成形研磨用粒子３２の支
持あるいは補強として機能する。図３の製品は２つのバ
インダ−を有する。第一のバインダ−２４は通常メ−ク
コ−トと呼ばれ、支持体２２上に塗布される。第二のバ
インダ−２８は通常サイズコ−トと呼ばれ、成形研磨用
粒子３２および希釈用粒子３０上に塗布される。サイズ
コ−トは、研磨用コ−ト２６を補強する。

【００４９】成形研磨用粒子の一部は三角形を有してい
ることが好ましい。これらの成形研磨用粒子は、以下、
三角形研磨用粒子と呼ぶ。これらの三角形研磨用粒子の
うち、約３５％から約６５％までは、図３に示すよう
に、三角形の頂点３４が、支持体の反対向きに配向して
いる。これらの三角形研磨用粒子の残りは、三角形の底
辺３６が支持体の反対向きに配向している。しかしなが
ら、粒子の２０％までが、前述のいずれのようにも配向
していない。例えば、粒子のフェ−スが、支持体と実質
的に平行になり得る。本明細書で用いられている「頂点
が支持体と反対に向く」という言葉およびこれに類似し
た言葉は、三角形粒子の底辺が支持体に向いて配置され
ていることを意味する。この言葉はまた、三角形粒子の
高さに対応する線が垂直方向からわずかな角度だけ突き
出ている状態、典型的には４５°未満、好ましくは３０
°未満突き出ている状態も含む。本明細書の言葉「底辺
が支持体と反対に向く」およびこれに類似した言葉は、
三角形粒子の頂点が支持体に向いて配置されていること
を意味する。この言葉はまた、三角形粒子の高さに対応
する線が垂直方向からわずかな角度だけ突き出ている状
態、典型的には４５°未満、好ましくは３０°未満突き
出ている状態も含む。

【００５０】被覆した研磨用粒子の製造の間に、三角形
研磨用粒子は、好ましくは、静電気的被覆技術によって
適用される。静電気的被覆によって、三角形研磨用粒子
の一部は頂点が支持体と反対に向くように配向し、そし
て三角形研磨用粒子の一部は底辺が支持体と反対に向く
ように配向する。

【００５１】三角形研磨用粒子のうちの少数は、底辺あ
るいは頂点が支持体と反対に向くように配向せず、三角
形のフェ−スが支持体に実質的に平行になることが予想
される。これらの成形粒子は、カッティングがより少な
い。フラットに置かれている成形粒子の数は、希釈用粒
子の重量がより低い場合に増加する。希釈用粒子の間の
空間が非常に小さく、成形粒子が静電気的配置の間ひっ
くり返ることがない場合には、成形研磨用粒子の静電気
的配置の間、研磨用粒子の好ましい配向が容易に保たれ
る。

【００５２】図７について言えば、被覆した研磨用品４
０は、支持体４２、第一のバインダ−４４、研磨用被覆
４６、および第二のバインダ−４８を含む。研磨用被覆
４６は、希釈用粒子５０および成形研磨用粒子５２を含
む。希釈用粒子および成形研磨用粒子の両方とも、オ−
プンコ−トに配置されている。希釈用粒子５０は、成形
研磨用粒子５２の支持あるいは補強として機能する。第
一のバインダ−４４、すなわちメ−クコ−トは、支持体
４２上に塗布される。第二のバインダ−４８、すなわち
サイズコ−トは、成形研磨用粒子５２および希釈用粒子
５０上に塗布される。サイズコ−トは、研磨用コ−ト４
６を補強する。研磨用粒子５２は、ロッドの形状であ
る。

【００５３】もし希釈用粒子がクロ−ズコ−ト（すなわ
ち、粒子が実質的に完全に支持体を覆っているコ−ト）
に配置されたならば、成形研磨用粒子の多くが、希釈用
粒子上に存在することになる。

【００５４】図３の被覆した研磨用粒子は、第一のバイ
ンダ−２４を支持体２２の前フェ−スに塗ることによっ
て調製され得る。次に希釈用粒子３０を第一のバインダ
−２４中に埋め込む。希釈用粒子３０は、ドロップ被覆
あるいは静電気的被覆によって塗布され得る。希釈用粒
子３０は、オ−プンコ−トあるいはクロ−ズコ−トに塗
布され得る。オ−プンコ−トでは、支持体の一部は、希
釈用粒子がない。クロ−ズコ−トでは、実質的にすべて
の支持体が希釈用粒子で覆われている。次に、成形研磨
用粒子３２を希釈用粒子３０および第一のバインダ−２
４上に、ドロップ被覆あるいは静電気的被覆によって塗
布し得る。成形研磨用粒子３２は、オ−プンコ−トある
いはクロ−ズコ−トに塗布され得る。成形研磨用粒子を
塗布した後、第一のバインダ−２４を、少なくとも一部
硬化させる。最後に、第二のバインダ−２８を研磨用被
覆２６上に塗布する。次に第二のバインダ−２８を硬化
させる。第一のバインダ−２４が一部のみ硬化していた
場合は、第二のバインダ−２８の硬化によって、第一の
バインダ−２４の追加の硬化が起こる。希釈用粒子３０
をドロップ被覆によって塗布し、そして成形研磨用粒子
３２を静電気的被覆によって塗布することが好ましい。
希釈用粒子３０を最初に塗布するので、希釈用粒子がク
ロ−ズかオ−プンかによって、成形研磨用粒子が実質的
に希釈用粒子の間に存在するようになるか（オ−プンコ
−トの希釈用粒子）あるいは実質的に希釈用粒子の間お
よびその上に存在するようになるか（クロ−ズコ−トの
希釈用粒子）が決まる。図７の被覆した研磨用品は、図
３の研磨用品を調製するのに記載したのと実質的に同じ
方法で調製され得る。

【００５５】成形研磨用粒子と希釈用粒子の体積比は、
９５：５から５：９５まで様々であり得、典型的には、
３０：７０から７０：３０、そして好ましくは４０：６
０から６０：４０であり得る。最上層は、実質的に成形
研磨用粒子からなることが好ましい。最上層の下にある
層は、好ましくは、ほとんどの希釈用粒子を含む。

【００５６】異なる形状を有する成形研磨用粒子の混合
物を本発明の製品に用い得る。成形研磨用粒子もまた表
面被覆を有し得る。表面被覆は、研磨用品中の研磨粒子
とバインダ−との間の接着を改善することが知られてい
る。さらに、表面被覆は、成形研磨用粒子がキャッピン
グするのを防ぎ得る。キャッピングとは、研磨される対
象物由来の金属粒子が研磨用粒子のトップに溶融する現
象を表す用語である。このような表面被覆については、
米国特許第５，０１１，５０８号；第１，９１０，４４
４号；第３，０４１，１５６号；第５，００９，６７５
号；第５，０８５，６７１号；第４，９９７，４６１
号；および第５，０４２，９９１号に記載されている。
これらはすべて、参考として本明細書に援用されてい
る。

【００５７】本発明の被覆した研磨用品は、高品質研磨
粒を含んでいるのみの被覆した研磨用品に比べて、好ま
しいカットを提供する。この高品質研磨粒は、例えば、
ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリ
ング社から市販されている、希釈用粒子を含まない
「キュービトロン」粒である。さらに、本発明の被覆し
た研磨用品は、同等の量の高品質研磨粒を含む製品よ
りも低いコストで調製し得る。

【００５８】以下の実施例は、本発明の特定の態様を示
している。しかし、これらの実施例は、説明のためのみ
の目的であり、発明を限定するように解釈されるもので
はない。

【００５９】

【実施例】以下の手順が、実施例１から２０に用いられ
た。

【００６０】（成形研磨用粒子の調製手順）分散体（固
体４４％）を以下の手順により作成した：商標名「ディ
スパール」を有する酸化アルファアルミニウム一水和
物粉末（１、２３５パ−ト）およびFeOHの水性分散体
を、水（３、０２６パ−ト）および７０％硝酸水溶液
（７１パ−ト）を含む水溶液中で連続的に混合すること
によって分散させた。

【００６１】三角形の粒子の場合、FeOHは、長さ約０．
１マイクロメ−タ−および幅０．０２マイクロメ−タ−
であり、そして、脱イオン水中約３重量％の固体からな
っていた。得られた三角形の粒子は、１．２５重量％の
Fe₂O₃、４．５重量％のマグネシアを含み、残りは、ア
ルミナであった。三角形粒子は、米国特許第５，０１
１，５０８号に記載されている型の表面処理剤を含んで
いた。

【００６２】四角形およびロッド形の粒子の場合、FeOH
は、長さ約０．４マイクロメ−タ−および幅０．０５マ
イクロメ−タ−であり、そして、脱イオン水中約１０重
量％の固体からなっていた。四角形およびロッド形の粒
子は、２重量％のFe₂O₃、４．５重量％のマグネシアを
含み、残りは、アルミナであった。

【００６３】得られたゾルを硝酸マグネシウム（４２９
パ−ト）と混合し、ゲルを形成させた。次にこれを、約
１２５℃の温度で、連続乾燥機中で乾燥し、４４％固体
の分散体を調製した。三角形粒子および四角形粒子の場
合、分散体は、ゴムスキ−ジで鋳型の好ましい形状の穴
中に導入した。穴は、シリコン材料あるいはポリテトラ
フルオロエチレンのいずれかのリリ−スコ−ティングで
被覆していた。三角形粒子の場合、鋳型の穴のそれぞれ
の辺の寸法は、０．２９ｃｍであり、深さ０．０６ｃｍ
であった。四角形粒子の場合、鋳型の穴のそれぞれの辺
の寸法は、０．２３ｃｍであり、深さ０．０６ｃｍであ
った。満たした鋳型を、強制エアオ−ブン中に入れ、２
０分間７１℃の温度に保った。分散体は、乾燥につれて
実際に縮んでいき、乾燥した成形研磨用粒子の前駆物質
は、穴中で縮んだ。成形研磨用粒子の前駆物質を、鋳型
から重力によって取り出す。成形研磨用粒子の前駆物質
を鋳型から取り出した後、３時間１２１℃の温度で乾燥
させた。ロッドの場合、前駆物質の分散体をゲル化した
後、スクリュ−押し出し成形機によってロッドに押し出
し成形した。乾燥の間、ロッドを適当な長さに破砕し
た。次にこれをサイズでスクリ−ニングした。乾燥ロッ
ドの寸法は、直径約０．６ｍｍｘ長さ約０．６〜２．４
ｍｍであり、中間長さが約１．６ｍｍであった。

【００６４】乾燥した成形研磨用粒子の前駆物質をカル
サイン用の炉の端に入れた。これは、直径２３ｃｍ、長
さ４．３ｍのステンレススチ−ルチュ−ブであり、２．
９ｍのホットゾ−ンを有している。このチュ−ブは、水
平から２．４°傾斜しており、６ｒｐｍで回転し、その
中での持続時間は、約１５分間であった。ホットゾ−ン
の入口の温度は、３５０℃であり、ホットゾ−ンの出口
の温度は、８００℃であった。カルサイン炉から出た材
料は、約１３９０℃の温度にした窯に導入した。この窯
は、直径８．９ｃｍ、長さ１．３２ｍの炭化ケイ素チュ
−ブである。このチュ−ブは、水平から４．４°傾斜し
ており、７６ｃｍのホットゾ−ンを有しており、１０．
５ｒｐｍで回転する。その中での持続時間は、４分間で
あった。材料を窯から室温の空気中に出して、金属性の
コンテナに回収し、室温に冷却した。

【００６５】（希釈用粒子の調製手順）レゾ−ルフェノ
−ル樹脂、ナトリウム氷晶石、パルプの１０％水分散
体、ガラスバブルフィルタ−（ミネソタ・マイニング・
アンド・マニュファクチュアリング社から市販されてい
るミクロスフィアＳ２２）、および水をホバートミキサ
ーL-800型中に導入し、得られた混合物を、見かけ上均
質な分散体になるまで混合した。粘性の高い得られた混
合物を、深さ約３．５から６．５ｃｍの浅い金属トレイ
上に拡げ、約１００℃の温度で１６時間硬化した。得ら
れた材料をロ−ルクラッシャ−で破砕し、サイズを減ら
した。破砕した材料を再びロ−ルクラッシャ−で破砕し
てスクリ−ニングした。得られた希釈用粒子は、３５．
５重量パ−トの硬化したレゾ−ルフェノ−ル樹脂、６
１．１重量パ−トのナトリウム氷晶石、１．０重量パ−
トのパルプ、および２．４重量パ−トのガラスバブルか
らなっていた。希釈用粒子（以下DPIという）をスクリ
−ニングして、１６メッシュのステンレススチ− ルス
クリ−ンは通過するが、３４メッシュステンレススチ−
ルスクリ−ン上には残るように、約５８９から１３５０
マイクロメ−タ−のサイズ範囲を選んだ。

【００６６】（被覆した研磨用品の調製手順）中央に
２．２ｃｍの穴を持つ、直径１７．８ｃｍ、深さ０．７
６ｍｍの加硫処理した繊維ディスク上にメ−クコ−トを
被覆した。メ−クコ−トは、４８重量％のレゾ−ルフェ
ノ−ル樹脂および５２重量％の炭酸カルシウムを含んで
おり、水およびグリコ−ルエ−テル溶媒で固体分８１％
にまで希釈された。メ−クコ−トの湿重量は、３７７ｇ
／ｍ²であった。研磨用被覆は、２つの材料からなって
いた。第一の材料は、個々の研磨用粒子、個々の非研磨
用粒子、および塊りに凝集した複数の希釈用粒子からな
る群より選択された。これらの材料は、メ−クコ−ト上
に静電気的に被覆された。第二の材料は、個々の研磨用
粒子および成形研磨用品からなる群より選択された。こ
れらの材料もまた、静電気的に被覆された。得られた構
造物を７７℃の温度に１５分間熱し、そして次に９３℃
の温度に８時間熱して、メ−クコ−トを硬化させた。次
にサイズコ−トを、約６７０ｇ／ｍ²の平均重量になる
ように研磨用被覆上に被覆した。サイズコ−トは、水お
よびグリコ−ルエ−テル溶媒で、固体分７８％にまで希
釈されており、３２重量％のレゾ−ルフェノ−ル樹脂お
よび６８重量％のナトリウム氷晶石を含んでいた。サイ
ズコ−トを７７℃の温度で１時間、次に１０２℃で１６
時間硬化した。繊維ディスクは、テストの前に曲げてお
いた。

【００６７】（テスト手順Ｉ）テスト手順Ｉでは、ディ
スクのカットの割合および１２分間に対象物から除去さ
れた金属の量を測定した。被覆した研磨用ディスクを斜
めにしたアルミニウムのバックアップパッド上に載せ、
１．２５ｃｍｘ１８ｃｍの１０１８可鍛性スチ−ル製品
のフェ−スを磨くのに用いた。バックアップパッドの傾
斜した端に上層したディスクの一部が約６ｋｇの負荷で
製品に接触しており、ディスクは、５，５００ｒｐｍで
駆動させた。それぞれのディスクを、１分間隔で合計時
間１２分間、異なった製品を磨くのに用いた。１２個の
異なる対象物をそれぞれのディスクについて用いた。最
初のカットは、最初の１分間の磨きで除去された金属の
量であった。最後のカットは、最後の１分間の磨きで除
去された金属の量であった。合計のカットは、テストの
間に除去された金属の量の合計であった。ほとんどの実
施例で、研磨用品の性能は、コントロ−ルに対するパ−
セントで表した。すなわち、コントロ−ルテストで除去
された金属の合計量は１００％にあたり、実施例におけ
る研磨用粒子により除去された材料は、１００％と比較
して測定した。それぞれのサンプルにつき、だいたい３
つのディスクをテストした。

【００６８】（テスト手順ＩＩ）テスト手順ＩＩでは、
高い研磨圧での８分間の研磨で除去された金属の量を測
定した。テスト用の器具には、ハ−ドフェノ−ルバック
アップパッド（直径１６．５ｃｍ、厚さ１．５７ｍｍ）
に付けた被覆した研磨用ディスクが含まれていた。この
パッドは、スチ−ルフランジ（直径１５．２ｃｍ）上に
載っていた。このように用意されたテスト用ディスクを
３５５０ｒｐｍで回転させた。直径２５ｃｍの１０１８
カ−ボンスチ−ルディスク形製品を、２．９ｋｇの負荷
で研磨用ディスクの研磨フェ−スと接触するように置い
た。製品の１．８ｍｍ周縁を研磨用ディスクに垂直な位
置から１８．５°に配備し、反時計回りに２ｒｐｍで回
転させた。テストの最初と最後に、対象物の重さを計
り、除去あるいは研磨されたスチ−ルの量を決定した。
テストの終了点は、研磨開始の８分後であった。合計の
カットは、全テストで研磨されたスチ−ルの量であっ
た。表に記載した値は、比較例に対するパ−セントで測
定した。それぞれの実施例でほぼ３つのディスクをテス
トした。

【００６９】（テスト手順ＩＩＩ）テスト手順ＩＩＩ
は、角度が１８．５°ではなく７°であること、および
研磨の接点の負荷が２．７ｋｇであること以外は、テス
ト手順ＩＩと同じであった。

【００７０】（テスト手順ＩＶ）テスト手順ＩＶでは、
５分間で除去された金属の量を測定した。テスト用の器
具には、ハ−ドブラック繊維バックアップパッド（直径
１１．９ｃｍ、厚さ１．９ｍｍ）に付けた、中央に２．
２ｃｍの穴を持つ、直径１２．７ｃｍの被覆した研磨用
ディスクが含まれていた。このディスクを、アレン・エ
ア社、セント・ルイス、 MOの空気式のディスク研磨機
上に設置し、ラインエア圧力を９０ｐｓｉとした。対
象物は、スチ−ルプレ−ト上に置いておいた、６ｍｍｘ
２７．９ｃｍの溶接ビ−ズであった。溶接ビ−ズの厚さ
あるいは高さは、最初は約６〜１３ｍｍであった。テス
トは、研磨用ディスクを、水平に載せた対象物上に移動
する工程および下向きの力を加える工程からなった。合
計のカットは、５分間のテスト中に研磨された可鍛性材
料の量であった。表に記載した値は、比較例に対するパ
−セントで測定した。

【００７１】（実施例１〜２および比較例Ａ）これらの
実施例では、様々な被覆した研磨用構造物を比較した。
得られた繊維ディスクをテスト手順ＩＩおよびＩＩＩに
従ってテストした。結果は表１に示している。

【００７２】実施例１の繊維ディスクは、２つの研磨用
材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約８００ｇ／
ｍ²のグレ−ド２４の熱処理融解酸化アルミニウムから
なっていた。第二の研磨用材料は、約３９０ｇ／ｍ²の
三角形粒子からなっていた。

【００７３】実施例２の繊維ディスクは、１つの研磨用
材料のみを含んでいた。この材料は、主に約９８０ｇ／
ｍ²の三角形粒子からなっていた。

【００７４】比較例Ａの繊維ディスクは、２つの研磨用
材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約８００ｇ／
ｍ²のグレ−ド２４の熱処理融解酸化アルミニウムから
なっていた。第二の研磨用材料は、約３９０ｇ／ｍ
²の、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチ
ュアリング社、セント・ポール、MNから市販されてい
る、グレ−ド２４の「２２１キュービトロン」粒子から
なっていた。

【表１】テスト手順実施例番号ＩＩ（％）ＩＩＩ（％）比較例Ａ１００１００１１００１４９２１４３１８２

【００７５】実施例１および２の被覆した研磨用品は、
テスト手順ＩＩＩにおいて、比較例Ａの被覆した研磨用
品より優れた性能を示した。

【００７６】（実施例３〜９および比較例Ａ）これらの
実施例では、様々な被覆した研磨用構造物を比較した。
繊維ディスクをテスト手順ＩからＩＶに従ってテストし
た。結果は表２に示している。

【００７７】実施例３の繊維ディスクは、２つの研磨用
材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約８００ｇ／
ｍ²のグレ−ド２４の熱処理融解酸化アルミニウムから
なっていた。第二の研磨用材料は、約３９０ｇ／ｍ²の
三角形粒子からなっていた。

【００７８】実施例４の繊維ディスクは、１つの研磨用
材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つの
材料を含んでいた。希釈用粒子は、約２１０ｇ／ｍ²の
ＤＰＩからなっていた。研磨用材料は、約３９０ｇ／ｍ
²の三角形粒子からなっていた。

【００７９】実施例５の繊維ディスクは、２つの研磨用
材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約７１２ｇ／
ｍ²のグレ−ド２４の熱処理融解酸化アルミニウムから
なっていた。第二の研磨用材料は、約４８０ｇ／ｍ²の
三角形粒子からなっていた。

【００８０】実施例６の繊維ディスクは、１つの研磨用
材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つの
材料を含んでいた。希釈用粒子は、約１９０ｇ／ｍ²の
ＤＰＩからなっていた。研磨用材料は、約４８０ｇ／ｍ
²の三角形粒子からなっていた。

【００８１】実施例７の繊維ディスクは、２つの研磨用
材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約６１０ｇ／
ｍ²のグレ−ド２４の熱処理融解酸化アルミニウムから
なっていた。第二の研磨用材料は、約５９０ｇ／ｍ²の
三角形粒子からなっていた。

【００８２】実施例８の繊維ディスクは、１つの研磨用
材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つの
材料を含んでいた。希釈用粒子は、約１６０ｇ／ｍ²の
ＤＰＩからなっていた。研磨用材料は、約５９０ｇ／ｍ
²の三角形粒子からなっていた。

【００８３】実施例９の繊維ディスクは、ただ１つの研
磨用材料を含んでいた。この材料は主に、約１００５ｇ
／ｍ²の三角形の粒子を含んでいた。

【表２】テスト手順実施例Ｉ（％）ＩＩ（％）ＩＩＩ（％）ＩＶ（％）比較例Ａ１００１００１００１００３１１８１１４１５０１２４４１３２１０６１９４１４９５１１９１２８１５６１３６６１３０１３４１９８１５０７ − １０８９１１０５８１３２１４０２０５１６３９１４０１３０１８２１６５

【００８４】実施例３〜９の被覆した研磨用品は、テス
ト手順ＩＩおよびＩＶにおいて、比較例Ａの被覆した研
磨用品より優れた性能を示した。実施例３〜６および８
〜９の被覆した研磨用品は、テスト手順ＩおよびＩＩに
おいて、比較例Ａの被覆した研磨用品より優れた性能を
示した。テスト手順Ｉは、実施例７の被覆した研磨用品
では行なわなかった。

【００８５】（実施例１０〜１２および比較例Ａおよび
Ｂ）これらの実施例では、様々な被覆した研磨用構造物
を比較した。繊維ディスクをテスト手順ＩからＩＶに従
ってテストした。結果は表３に示している。

【００８６】実施例１０の繊維ディスクは、１つの研磨
用材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つ
の材料を含んでいた。希釈用粒子は、約６１０ｇ／ｍ²
のグレ−ド２４の大理石の粒子からなっていた。研磨用
材料は、約３９０ｇ／ｍ²の三角形粒子からなってい
た。

【００８７】実施例１１の繊維ディスクは、１つの研磨
用材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つ
の材料を含んでいた。希釈用粒子は、約４６０ｇ／ｍ²
のグレ−ド２４の大理石の粒子からなっていた。研磨用
材料は、約５９０ｇ／ｍ²の三角形粒子からなってい
た。

【００８８】実施例１２の繊維ディスクは、１つの研磨
用材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つ
の材料を含んでいた。希釈用粒子は、約５９０ｇ／ｍ²
のＤＰＩからなっていた。研磨用材料は、約５９０ｇ
／ｍ²の三角形粒子からなっていた。

【００８９】比較例Ｂの繊維ディスクは、１つの研磨用
材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つの
材料を含んでいた。希釈用粒子は、約４６０ｇ／ｍ²の
グレ−ド２４の大理石の粒子からなっていた。研磨用材
料は、５９０ｇ／ｍ²の、ミネソタ・マイニング・アン
ド・マニュファクチュアリング社、セント・ポール、MN
から市販されている、グレ−ド２４の「２２１キュー
ビトロン」粒子からなっていた。

【表３】テスト手順実施例Ｉ（％）ＩＩ（％）ＩＩＩ（％）ＩＶ（％）比較例Ａ１００１００１００１００比較例Ｂ１１２５３１１５１２４１０１３５８１１７９１８０１１１３６８１２１２１７６１２１４８１３４２２７１８２

【００９０】実施例１２の被覆した研磨用品は、テスト
手順Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶにおいて、比較例Ａお
よびＢの被覆した研磨用品より優れた性能を示した。実
施例１０および１１の被覆した研磨用品は、テスト手順
Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶにおいて、比較例Ｂの被覆
した研磨用品より優れた性能を示した。実施例１０およ
び１１の被覆した研磨用品は、テスト手順Ｉ、ＩＩＩお
よびＩＶにおいて、比較例Ａの被覆した研磨用品より優
れた性能を示した。

【００９１】（実施例１３〜１８および比較例Ｃおよび
Ｄ）これらの実施例では、様々な被覆した研磨用構造物
を比較した。得られた繊維ディスクをテスト手順Ｉおよ
びＩＩに従ってテストした。結果は表４に示している。

【００９２】実施例１３の繊維ディスクは、２つの研磨
用材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約７１０ｇ
／ｍ²のグレ−ド２４の熱処理融解酸化アルミニウムか
らなっていた。第二の研磨用材料は、約４８０ｇ／ｍ²
の三角形粒子からなっていた。

【００９３】実施例１４の繊維ディスクは、１つの研磨
用材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つ
の材料を含んでいた。希釈用粒子は、約１９０ｇ／ｍ²
のＤＰＩからなっていた。研磨用材料は、約４８０ｇ
／ｍ²の三角形粒子からなっていた。

【００９４】実施例１５の繊維ディスクは、２つの研磨
用材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約７１０ｇ
／ｍ²のグレ−ド２４の熱処理融解酸化アルミニウムか
らなっていた。第二の研磨用材料は、約４８０ｇ／ｍ²
のグレ−ド３６のロッドからなっていた。

【００９５】実施例１６の繊維ディスクは、１つの研磨
用材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つ
の材料を含んでいた。希釈用粒子は、約１９０ｇ／ｍ²
のＤＰＩからなっていた。第二の研磨用材料は、約４
８０ｇ／ｍ²のグレ−ド３６のロッドからなっていた。

【００９６】実施例１７の繊維ディスクは、２つの研磨
用材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約５３０ｇ
／ｍ²のグレ−ド３６の熱処理融解酸化アルミニウムか
らなっていた。第二の研磨用材料は、約４８０ｇ／ｍ²
のグレ−ド３６のロッドからなっていた。

【００９７】実施例１８の繊維ディスクは、１つの研磨
用材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つ
の材料を含んでいた。希釈用粒子は、約１３０ｇ／ｍ²
のＤＰＩからなっていた。希釈用粒子は、サイズ範囲
が約２９７から７１０マイクロメ−タ−のものをスクリ
−ニングし、２５Ｕ．Ｓ．標準スクリ−ンは通過する
が、５０Ｕ．Ｓ．標準スクリ−ン上には残るようにし
た。研磨用材料は、約４８０ｇ／ｍ²のグレ−ド３６の
ロッドからなっていた。

【００９８】比較例Ｃの繊維ディスクは、２つの研磨用
材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約７１０ｇ／
ｍ²のグレ−ド２４の熱処理融解酸化アルミニウムから
なっていた。第二の研磨用材料は、約４８０ｇ／ｍ
²の、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチ
ュアリング社、セント・ポール、 MNから市販されてい
る、グレ−ド２４の「２２１キュービトロン」粒子から
なっていた。

【００９９】比較例Ｄの繊維ディスクは、１つの研磨用
材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つの
材料を含んでいた。希釈用粒子は、約１９０ｇ／ｍ²の
ＤＰＩからなっていた。研磨用材料は、約４８０ｇ／ｍ
²の、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチ
ュアリング社、セント・ポール、 MNから市販されてい
る、グレ−ド２４の「２２１キュービトロン」粒子から
なっていた。

【表４】テスト手順実施例Ｉ（％）ＩＩ（％）比較例Ｃ１００１００比較例Ｄ１０５１１２１３１２１１２０１４１３４１２８１５７５９４１６８７９９１７８５８８１８７６９０

【０１００】実施例１３および１４の被覆した研磨用品
は、テスト手順ＩおよびＩＩにおいて、比較例Ｃおよび
Ｄの被覆した研磨用品より優れた性能を示した。

【０１０１】（実施例１３〜２０および比較例Ｃおよび
Ｄ）これらの実施例では、様々な被覆した研磨用構造物
を比較した。実施例１３〜１８および比較例ＣおよびＤ
は、前述の通りである。得られた繊維ディスクをテスト
手順ＩＩＩに従ってテストした。結果は表５に示してい
る。

【０１０２】実施例１９の繊維ディスクは、２つの研磨
用材料を含んでいた。第一の研磨用材料は、約７１０ｇ
／ｍ²のグレ−ド２４の熱処理融解酸化アルミニウムか
らなっていた。第二の研磨用材料は、約４８０ｇ／ｍ²
の四角形粒子からなっていた。

【０１０３】実施例２０の繊維ディスクは、１つの研磨
用材料、および希釈用粒子のクラスから選択される１つ
の材料を含んでいた。希釈用粒子は、約１９０ｇ／ｍ²
のＤＰＩからなっていた。研磨用材料は、約４８０ｇ
／ｍ²の四角形粒子からなっていた。

【表５】実施例合計カット（％）比較例Ｃ１００比較例Ｄ１２８１３１７４１４２１７１５７１１６９３１７７１１８７１１９１６８２０１７０

【０１０４】実施例１３、１４、１９および２０の被覆
した研磨用品は、合計カットにおいて、比較例Ｃおよび
Ｄの被覆した研磨用品より優れた性能を示した。

【０１０５】本発明の様々な変性および改変が、本発明
の範囲および意図するところから逸脱することなく、当
業者には、明らかである。そして、本発明は、ここに記
載した例示的な態様に不当に限定されることはない。

【０１０６】

【発明の効果】本発明によれば、優れた性能を有する被
覆した研磨用品が得られる。この研磨用品は、希釈粒子
および成形研磨用粒子を含む。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形研磨用粒子を調製するための適切な鋳型
の平面図である。

【図２】成形研磨用粒子を調製するための適切な鋳型
の斜視図である。

【図３】成形研磨用粒子を用いた、本発明の被覆した
研磨用品の断片の拡大断面図である。

【図４】平面的な形状が三角形である成形研磨用粒子
の粒子構造を表した、１２Ｘで撮られた顕微鏡写真であ
る。

【図５】平面的な形状が四角形である成形研磨用粒子
の粒子構造を表した、１２Ｘで撮られた顕微鏡写真であ
る。

【図６】平面的な形状が円形である成形研磨用粒子の
粒子構造を表した、１２Ｘで撮られた顕微鏡写真であ
る。

【図７】成形研磨用粒子を用いた、本発明の被覆した
研磨用品の別の態様の断片の拡大断面図である。

【図８】本発明で用いられ得る研磨用粒子を調製する
ための装置の側面図である。

【図９】図８の装置に用いられ得るダイの概略の斜視
図である。

【図１０】図９のダイ本体のオ−ガ−および内孔の断
面図である。

【符号の説明】

１０・・・鋳型、２０、４０・・・被覆した研磨用品、２２、４２・・・支持体、２４、４４・・・第一のバインダー、２６、４６・・・研磨用被覆、２８、４８・・・第二のバインダー、３０、５０・・・希釈用粒子、３２、５２・・・成形用粒子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２４Ｄ 3/28 7908−3Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下のａ、ｂ、およびｃを含み：ａ．２つの主な表面を有する支持体；ｂ．少なくとも１つのバインダ−；ｃ．成形研磨用粒子および希釈粒子を含む研磨用被覆；
該少なくとも１つのバインダ−が、該研磨用被覆を、該
支持体の少なくとも１つの主な表面に結合させる役割を
果たしている、被覆した研磨用品。
【請求項２】前記成形研磨用粒子の少なくとも一部
が、三角形、四角形、あるいは円形のフェ−スを有する
薄い本体で特徴づけられ得る形を有している、請求項１
に記載の被覆した研磨用品。
【請求項３】前記フェ−スが実質的に同じ幾何学的な
形を有している、請求項２に記載の被覆した研磨用品。
【請求項４】前記成形研磨用粒子の最短のフェ−ス寸
法の長さと該成形研磨用粒子の厚さの割合が、少なくと
も１：１である、請求項２に記載の被覆した研磨用品。
【請求項５】前記成形研磨用粒子の最短のフェ−ス寸
法の長さと該成形研磨用粒子の厚さの割合が、少なくと
も２：１である、請求項２に記載の被覆した研磨用品。
【請求項６】前記成形研磨用粒子の少なくとも一部
が、ロッドで特徴づけられ得る形を有している、請求項
１に記載の被覆した研磨用品。
【請求項７】前記ロッドが長さと最大断面寸法を有し
ており、該長さと該最大断面寸法の割合が、少なくとも
１：１である、請求項６に記載の被覆した研磨用品。
【請求項８】前記ロッドが長さと最大断面寸法を有し
ており、該長さと該最大断面寸法の割合が、少なくとも
２：１である、請求項６に記載の被覆した研磨用品。
【請求項９】前記成形研磨用粒子が、アルファアルミ
ナを含む、請求項１に記載の被覆した研磨用品。
【請求項１０】前記成形研磨用粒子が、アルファアル
ミナならびに以下からなる群から選択される金属酸化物
を含む、請求項９に記載の被覆した研磨用品：マグネシ
ア、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化コバルト、酸
化ニッケル、ジルコニア、酸化ハフニウム結晶、クロミ
ア、イットリア、酸化プラセオジム、酸化サマリウム、
酸化イッテルビウム、ネオジム、酸化ランタン、酸化ガ
ドリニウム、セリア、酸化ジスプロシウム、酸化エルビ
ウム、酸化チタン、およびこれらの混合物。
【請求項１１】前記成形研磨用粒子が、アルファアル
ミナおよび成核剤を含む、請求項９に記載の被覆した研
磨用品。
【請求項１２】前記成核剤が、アルファアルミナ、ア
ルファ酸化第二鉄あるいはその前駆物質、酸化チタン、
チタネ−ト、およびクロミアからなる群より選択され
る、請求項１１に記載の被覆した研磨用品。
【請求項１３】前記希釈粒子の少なくとも一部が以下
の（１）〜（６）からなる群より選択される、請求項１
に記載の被覆した研磨用品：（１）接着剤で結合し、塊りを形成している複数の個々
の研磨用粒子、（２）接着剤で結合し、塊りを形成している複数の個々
の非研磨用粒子、（３）接着剤で結合し、塊りを形成している複数の個々
の研磨用粒子および複数の個々の非研磨用粒子、（４）個々の非研磨用粒子、（５）個々の研磨用粒子、および（６）前述のいずれかの組合せ。
【請求項１４】前記塊りがさらに接着剤を含んでい
る、請求項１３に記載の被覆した研磨用品。
【請求項１５】前記接着剤が、フェノ−ル樹脂、尿素
−ホルムアルデヒエ−ト樹脂、アクリレ−ト樹脂、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂、およびアミノプラスト樹脂か
らなる群より選択される、請求項１４に記載の被覆した
研磨用品。
【請求項１６】前記研磨用粒子が、融解したアルミ
ナ、熱処理した酸化アルミニウム、酸化セラミックアル
ミニウム、ダイアモンド、立方晶系窒化ホウ素、炭化ケ
イ素、窒化ケイ素、セリア、アルミナジルコニア、およ
びガ−ネットからなる群より選択される、請求項１３に
記載の被覆した研磨用品。
【請求項１７】前記非研磨用粒子のモ−硬度が、約７
より小さい、請求項１３に記載の被覆した研磨用品。
【請求項１８】前記非研磨用粒子が、金属炭酸塩、シ
リカ、シリケート、金属硫酸塩、石膏、バ−ミキュライ
ト、木粉、アルミニウム三水和物、カ−ボンブラック、
金属酸化物、金属亜硝酸塩、ハライド塩、硫黄、有機硫
黄化合物、グラファイト、および金属硫化物からなる群
より選択される、請求項１３に記載の被覆した研磨用
品。
【請求項１９】前記研磨用被覆が、少なくとも２つの
層を含む、請求項１に記載の被覆した研磨用品。
【請求項２０】前記２つの層の少なくとも１つが希釈
粒子を含み、そして前記少なくとも２つの層の他方が成
形研磨粒子を含む、請求項１９に記載の被覆した研磨用
品。
【請求項２１】前記の成形研磨粒子を含む少なくとも
１つの層が、前記の希釈粒子を含む１つの層に上層され
ている、請求項２０に記載の被覆した研磨用品。
【請求項２２】前記研磨用被覆が、成形研磨用粒子お
よび希釈粒子の混合物を含む、請求項１に記載の被覆し
た研磨用品。
【請求項２３】前記少なくとも１つのバインダ−が、
メ−クコ−トを含む、請求項１に記載の被覆した研磨用
品。
【請求項２４】さらにサイズコ−トを含む、請求項２
３に記載の被覆した研磨用品。
【請求項２５】請求項１に記載の被覆した研磨用品を
調製する方法であって、ａ．前記支持体を提供する工程；ｂ．該支持体の主な表面の１つの上に第一のバインダ−
を載せる工程；ｃ．該第一のバインダ−上に前記希釈粒子を載せる工
程；ｄ．該被覆した希釈粒子上に前記成形研磨用粒子を載せ
る工程；およびｅ．少なくとも部分的に該第一のバインダ−を硬化させ
る工程；を含む、方法。
【請求項２６】さらに以下の工程を含む、請求項２５
に記載の被覆した研磨用品を調製する方法：ａ．前記成形研磨用粒子、希釈粒子、および第一のバイ
ンダ−上に、該第一のバインダ−を少なくとも部分的に
硬化させた後に、第二のバインダ−を載せる工程；およ
びｂ．該第二のバインダ−を硬化させる工程。
【請求項２７】前記希釈粒子を、ドロップ被覆の手段
によって載せる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】前記成形研磨用粒子を、静電気的被覆
の手段によって載せる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】前記成形研磨用粒子のサイズと希釈粒
子のサイズの割合が、約２．５：１から約０．５：１ま
での範囲である、請求項１に記載の被覆した研磨用品。