(57)【要約】低圧研削特性に極めて有用な媒体を提供する高多孔度及び通常の容積に対して固体容積の比が低いことを特徴とする凝集砥粒を含む新規なコーテッド研磨剤。
2005526171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏材料とこの裏材料に結合物質により密着された凝集砥粒を含むコーテッド研磨剤製品であって、
使用された凝集砥粒は三元構造において相互に密着した複数の研磨粒子を含み、
各粒子は少なくとも隣接する粒子と粒子結合物質により結合され、
粒子結合物質は凝集物内において実質的に完全に結合ポストの形で不連続相として存在し、
かつ凝集物は独立状態の研磨粒子による荒充填容積と比べて少なくとも２％低い荒充填容積を有することを特徴とするコーテッド研磨剤製品。
【請求項２】
研磨粒子は凝集物の全固体の容積をベースにして５から２５容積％のビトリアス、ガラス−セラミック、有機及び金属粒子結合物質から成る群から選ばれた粒子結合剤によって相互に密着して、凝集砥粒に含まれている請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３】
粒子結合剤はビトリアス結合物質である請求項２記載のコーテッド研磨剤。
【請求項４】
裏材料に砥粒を密着させている結合剤は有機樹脂である請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項５】
結合剤は少なくとも１５００センチポイズの粘度を有する有機樹脂である請求項４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項６】
結合剤の粘度は充填物質を使用して調整される請求項５記載のコーテッド研磨剤。
【請求項７】
研磨粒子は凝集砥粒の製造において粉砕助剤、充填剤及び気孔形成剤から成る群から選ばれる少なくとも一つの非研磨物質と共に添加物に使用される請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項８】
研磨粒子は異なった研磨性質の研磨粒子、異なった寸法の研磨粒子及びこれらの混合物から成る群から選ばれる請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項９】
凝集砥粒はビトリアス及び金属結合物質から選ばれる粒子結合剤を含み、並びに凝集砥粒はＵＰ方法を用いて裏材料の上に沈着している請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１０】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスの中に分散している請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１１】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスの中に分散している請求項５記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１２】
コーテッド研磨剤の表面は複数のばらばらの形状を含む処理した面を有する請求項５記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１３】
凝集砥粒は規則的な配列で裏材料に沈着した形状構造の形態で存在する請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１４】
裏材料並びに次の工程を含む方法によって製造された複数の凝集砥粒を結合剤によって裏材料に密着させものを包含するコーテッド研磨剤であり、該方法は
ａ）研磨粒子並びにビトリファイド結合物質、ビトリファイド物質、セラミック物質、無機結合剤、有機結合剤、水、溶剤及びこれらを組み合せたものから本質的に成る群から選ばれた粒子結合剤物質とをロータリ仮焼用キルンに調整された供給速度で供給し、
ｂ）このキルンを調整した速度で回転し、
ｃ）この混合物を供給速度及びキルンの速度から決定した加熱速度で約１４５から１，３００℃の温度に加熱し、
ｄ）結合剤が粒子に密着しそして複数の粒子が共に密着して焼結した凝集砥粒になるまでキルンの中で粒子と粒子結合剤を混転し、そして
ｅ）焼結した凝集物をキルンから回収することであり、ここで焼結した凝集砥粒は初期三次元形状であって、構成する粒子の対応する荒充填容積よりは少なくとも２％低い荒充填容積を有し、そして複数の研磨粒子を含んでいる上記コーテッド研磨剤。
【請求項１５】
研磨粒子は凝集物の全固体の容積をベースにして５から２５容積％のビトリアス、ガラス−セラミック、有機及び金属粒子結合物質から成る群から選ばれた粒子結合剤によって相互に密着して、凝集砥粒に含まれている請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１６】
粒子結合剤はビトリアス結合物質である請求項１５記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１７】
裏材料に砥粒を密着させている結合剤は有機樹脂である請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１８】
結合剤は少なくとも１５００センチポイズの粘度を有する有機樹脂である請求項１７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１９】
結合剤の粘度は充填物質を使用して調整される請求項１８記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２０】
研磨粒子は凝集砥粒の製造において粉砕助剤、充填剤及び気孔形成剤から成る群から選ばれる少なくとも一つの非研磨物質と共に添加物に使用される請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２１】
研磨粒子は異なった研磨性質の研磨粒子、異なった寸法の研磨粒子及びこれらの混合物から成る群から選ばれる請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２２】
凝集砥粒はビトリアス及び金属結合物質から選ばれる粒子結合剤を含み、並びに凝集砥粒はＵＰ方法を用いて裏材料の上に沈着している請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２３】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスの中に分散している請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２４】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスの中に分散している請求項１８記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２５】
コーテッド研磨剤の表面は複数のばらばらの形状を含む処理した面を有する請求項１８記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２６】
凝集砥粒は規則的な配列で裏材料に沈着した形状構造の形態で存在する請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２７】
裏材料並びに次の工程を含む方法によって製造された複数の凝集砥粒を結合剤によって裏材料に密着させものを包含するコーテッド研磨剤であり、該方法は
ａ）研磨粒子を粒子結合剤とをロータリ仮焼用キルンに調整された供給速度で供給し、
ｂ）このキルンを調整した速度で回転し、
ｃ）この混合物を供給速度及びキルンの速度から決定した加熱速度で約１４５から１，３００℃の温度に加熱し、
ｄ）結合剤が粒子に密着しそして三次元構造を有し、構成する粒子の対応する荒充填容積と比べて少なくとも２％低い荒充填容積を有する複数の凝集砥粒を形成するために複数の粒子が密着するまでキルンの中で粒子と粒子結合剤を混転し、そして
ｅ）焼結した凝集物をキルンから回収することによって得られた複数の凝集砥粒である、上記コーテッド研磨剤。
【請求項２８】
凝集砥粒は凝集物の全固体の容積をベースにして５から２５容積％のビトリアス、ガラス−セラミック、有機及び金属粒子結合物質から成る群から選ばれた粒子結合剤によって相互に密着して研磨粒子を含む請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２９】
粒子結合剤はビトリアス結合物質である請求項２８記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３０】
裏材料に砥粒を密着させている結合剤は有機樹脂である請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３１】
結合剤は少なくとも１５００センチポイズの粘度を有する有機樹脂である請求項３０記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３２】
粘度は充填物質を使用して調整される請求項３１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３３】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスに分散している請求項２６記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３４】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスに分散している請求項３１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３５】
研磨粒子は凝集砥粒の製造において粉砕助剤、充填剤及び気孔形成剤から成る群から選ばれる少なくとも一つの非研磨物質と共に添加物に使用される請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３６】
研磨粒子は異なった研磨性質の研磨粒子、異なった寸法の研磨粒子及びこれらの混合物から成る群から選ばれる請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３７】
凝集砥粒はビトリアス及び金属結合物質から選ばれる粒子結合剤を含み、並びに凝集砥粒はＵＰ方法を用いて裏材料の上に沈着している請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３８】
コーテッド研磨剤の表面は複数のばらばらの形状を含む処理した面を有する請求項３３記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３９】
凝集砥粒は規則的な配列で裏材料に沈着した形状構造の形態で存在する請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコーテッド研磨剤に関し、そして特に、中庸から低圧研磨条件のもとで使用されるとき良好に履行できる研磨製品に関する。
【０００２】
コーテッド研磨剤を製造するのに際し、その吸収性能を変えるために処理される裏材料は硬化性結合剤樹脂を含む被覆膜によって作られ、そして砥粒は少なくとも結合剤が部分的に硬化される前に被膜に沈着される。その後、硬化性結合剤樹脂を含むサイズ被膜は砥粒の面に沈着してその砥粒が裏材料に強固に定着される。
【０００３】
このコーテッド研磨剤が加工物を研磨するのに用いられた時は、表面に存在する砥粒の先端が加工物と接触し、そして研磨の作業が始まることになる。かくして、加工物に接触する砥粒は強力に応力が加えられ、そして仮に砥粒がサイズ被覆が不十分であると、研磨が完了する前に表面からそれがもぎ取られ剥離してしまう。それ故に、結合剤は砥粒を十分に保持しなければならない。研磨が更に続けて進むに従い砥粒はなめらかになり、この場合かなりの摩擦熱が生じ、そして加工物の加工を更に進ませることができなくなる。
【０００４】
更には応力が形成され、そして最後には砥粒は完全に剥ぎ取られるか、破砕してその大部分が損傷される。しかしながら、このことは新しい鋭利な刃を生じ研磨を始めることになる。理想的には、いづれかの砥粒が、長時間続くように破砕の変化はできるだけ小さくするべきである。このことは、研磨条件下裂けて新しい切断刃が現出するミクロンサイズ又はそれより小さい結晶のゾルゲル  アルミナ砥粒を用いることによって達成される。しかしながら、このことは中庸からそれより強い研磨圧力のもとにおいて生じ、そしてより低い圧力での研磨条件下では自己鋭利化の程度は減少している。それ故に、中庸から低い圧力での研磨条件下で大変効果的に働く有用な研磨粒子の出現が要望されている。
【背景技術】
【０００５】
すでに開発された一つの選択として凝集砥粒を使用することであって、ここで有機又はガラス質の結合物質によって多数の微細な研磨粒子を結合して製造した研磨粒子である。この結合は一般に研磨粒子よりは裂けやすいので、砥粒がすり減ったり又は大規模に破砕するような研磨条件下では結合は破損してしまう。
【０００６】
一般に、凝集砥粒はより小さな粒子（グリット）サイズのものが使用でき、そしてより大きなグリットサイズの砥粒の如きと同じような研磨効率を上げることができる。
【０００７】
ＪａｃｋｓｏｎのＵＳＰ  Ａ−２，１９４，４７２には、コーテッド又は結合した研磨工具に使用される通常の結合剤及び比較的微細な砥粒の凝集物で作られたコーテッド研磨工具が開示されている。有機結合剤は凝集剤をコーテッド研磨剤の裏材料に密着させるために使用される。凝集物は比較的微細な粒子で作られたコーテッド研磨剤を塗布面に定着させる。個々の砥粒の代りに凝集物で作られたコーテッド研磨剤は、比較的急速な切断、長い寿命そして加工品に対して微細な表面仕上げを行うのに適している。
【０００８】
ＢｅｎｎｅｒのＵＳＰ  Ａ−２，２１６，７２８には、種々の結合剤から作られた砥粒／結合凝集物が開示されている。この凝集物の目的は、研磨作業中においてダイヤモンド又はＣＢＮ粒子を保持するための大変緻密な砥石構造物を形成するためのものである。もし凝集物が多孔質構造でできていると、焼成の工程において内部凝集結合物質が凝集物の気孔に流れていきそして十分に緻密となった構造物になる。この凝集物は製造工程で損失される微細な砥粒をも使用できるようにしている。
【０００９】
ＨｕｒｓｔのＵＳＰ  Ａ−３，０４８，４８２には、ピラミッド形状又は他のテイパー状の凝集砥粒と有機結合物質との鋭利な研磨ミクロセグメントが開示されている。この鋭利な研磨ミクロセグメントは繊維支持体に密着し、コーテッド研磨剤を作るのに使用され、そして薄い研磨砥石の表面をライン（ｌｉｎｅ）する。この発明は凝集砥粒ミクロセグメントを用いずに作られた工具と比較して、工具の長期切断寿命、コントロールされた汎用性、高い強度とスピードの安定性、弾性と高効率の切断性を示すことを特徴としている。
【００１０】
ＥｌｂｅｌのＵＳＰ  Ａ−３，９８２，３５９には、工具において凝集物を結合するために使用される樹脂結合剤のそれよりも大きい硬度を示す樹脂結合剤と砥粒凝集物との形成物が教示されている。迅速な研磨速度及びより長い工具寿命が、凝集物を含むゴムで結合した砥石において認められる。
【００１１】
ＨｅｙｅｒのＵＳＰ  Ａ−４，３５５，４８９には、約７０〜９７容積％の空隙率を有し、接触点（ｐｏｉｎｔｓ  ｏｆ  ｍａｎｕａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ）において研磨凝集物と共に結合した波形状のフィラメントのマトリックスから作られた研磨物品（車、デスク、ベルト、シート、ブロック等）が開示されている。この凝集物はガラス質又は樹脂結合剤と砥粒とで出来ている。
【００１２】
ＢｉｔｚｅｒのＵＳＰ  Ａ−４，３６４，７４６には、異なった強度を有する別個の研磨凝集物を含む研磨工具が開示されている。この凝集物は砥粒及び樹脂結合剤から作られ、そして強度又は硬度を増加させるために、切り刻んだ繊維の如き他の物質を含ませることができるとしている。
【００１３】
Ｅｉｓｅｎｂｅｒｇ等のＵＳＰ  Ａ−４，３９３，０２１には、篩ウェブを使用し、粒子と結合剤のペーストをウェブを通して回転させスクリュー押出して砥粒と結合剤からの研磨凝集物を製造する方法が開示されている。押出物は加熱によって硬化され、そして次いで粉砕して凝集物としている。
【００１４】
ＢｌｏｅｃｈｅｒのＵＳＰ  Ａ−４，７９９，９３９には、砥粒、中空体及び有機結合剤の浸蝕性凝集体、並びにコーテッド研磨剤及び結合された研磨剤のこれら凝集物の使用が教示されている。この凝集物を含む研磨物品は、湿式条件下での長寿命性及び実用性がクレームされている。この凝集物は最大の大きさで１５０〜３，０００ミクロンが好ましいとされている。この凝集物を製造するのには、中空体、砥粒、結合剤及び水を混ぜ合せてスラリーとし、このスラリーを加熱又は輻射線によって水を除き、そして固体混合物をジョークラッシャー又はロールクラッシャーによって粉砕し、そして分別する。
【００１５】
ＷｅｔｓｃｈｅｒのＵＳＰ  Ａ−５，１２９，１８９には、砥粒と樹脂との凝集物、並びにクリオライトの如き充填物質を含む樹脂結合マトリックスを有する研磨工具が開示されている。
【００１６】
ＢｅｎｇｕｅｒｅｌのＵＳＰ  Ａ−５，６５１，７２９には、樹脂結合剤並びに金属又はセラミック結合剤を用いたダイヤモンド又はＣＢＮ砥粒の粉砕凝集物から作られた研磨リムとコアーを有する研磨砥石が教示されている。この凝集物で作られた砥石の利点は、高い切りくず洗浄のスペース、耐磨耗性、自生発刃性、高い機械的強度を有し、そして研磨リムが砥石のコアーに向って直接結合していることである。
【００１７】
ＫｒｅｓｏｎｅｒのＵＳＰ  Ａ−４，３１１，４８９には、微細な砥粒（２００ミクロン以下）及び任意にはシリカ結合剤のクリオライトの凝集物、並びにこれを使用したコーテッド研磨工具の製造が開示されている。
【００１８】
ＲｏｓｔｏｋｅｒのＵＳＰ  Ａ−４，５４１，８４２には、好ましくは凝集物の焼成の過程で発泡する炭酸塩又はカーボンブラックの如き物質とガラス質結合物質との混合物からのフォームと砥粒の凝集体で作られた砥石並びにコーテッド研磨剤が開示されている。この凝集物“ペレット”は容積パーセントでみると砥粒より結合剤の方をより多く含んでいる。砥石を製造するのに用いたペレットは９００℃で焼成し（密度が７０lbs／cu.ft、１．１３４ｇ／ccになる）、そして砥石を製造するのに用いたビトリファイド結合剤は８８０℃で焼成した。１６容積パーセントのペレットを用いて製造した砥石は、４６容積パーセントの砥粒を用いて製造した比較用の砥石と同じような研磨効率を示した。このペレットはビトリファイド結合剤マトリックスの中で連続気泡を含み、この連続気泡の周囲に比較的小さい砥粒が集まっている。未加工のフォーム凝集体の焼成に関しては、ロータリキルンが言及されている。
【００１９】
ＵＳＰ  ５，９７５，９８８には、砥粒が支持体の上に順序よく沈着した形態で結合したものであって、結合剤マトリックス内に分散した砥粒を含む一般的な研磨凝集体が開示されている。
【００２０】
ＵＳＰ  ６，３１９，１０８には、多孔質セラミックマトリックスの面に無数の砥粒を分散して含む研磨複合材料を金属被膜で密着した硬質の裏材料が開示されている。
【００２１】
これら今日まで発展してきた公知の事実は、本願において用いる気孔性凝集砥粒と結合して用いるコーテッド研磨剤の製造については何等も教示していない。粒子の結合剤層が不連続であるような比較的少量の結合剤を用いて結合した研磨粒子による製品の生産は全く知られていない。本願発明の方法及び工具は新規な凝集砥粒を使用した新たな構造物及びその思恵を提供し、有利な相互連結した気孔特性を有する研磨物品の種々な構造の調整できるデザインと製造を巧みに可能とした。このような相互連結した気孔は、大きな接触面積での研磨工具の性能の価値を引き上げ、そして比較的中庸から低圧での研磨作業において正確な研磨を行えうるようにした。
【発明の開示】
【００２２】
本願発明は裏材料を含んだコーテッド研磨物品を提供するものであり、そして結合物質によって裏材料に密着された研磨凝集砥粒はコーテッド研磨剤の製造に使用される粒子が三次元構造において相互に密着している複数の研磨粒子を含み、ここでの互いの粒子は粒子結合物質によって少なくとも１個の隣接した粒子に結合し、結合物質は凝集砥粒内において実質的に結合ポストの形で不連続相（分散相）として存在し、そして凝集物は独立状態の研磨粒子による荒充填容積と比べて少なくとも２％低い荒充填容積（ｌｏｏｓｅ  ｐａｃｋ  ｖｏｌｕｍｅ）を有することを特徴とする。
【００２３】
本件出願において、用語“砥粒”（ｇｒａｉｎｓ）は複数の研磨粒子の凝集物についてである。従って、砥粒は上で述べた気孔特性を有し、これに反し粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）は実質的に気孔を有しないものである。更に粒子を共に結合している結合剤は“粒子結合剤”であって、砥粒を裏材料に密着させる結合剤と同じものである。
【００２４】
凝集砥粒中の粒子結合剤は実質的に完全に結合ポストの形態で存在し、そしてこのことは少なくとも７０％の結合剤、好ましくは８０％を越えて隣接する粒子を結合する結合ポストを形成するために用いられる。粒子結合剤が流体の状態にあって、まず始めに粒子を被覆し、次いで隣接する粒子の接触点又は最も近接したところに流れていき、そしてこのような隣接した粒子に結合剤が溶け込むような条件で凝集体を製造すると、結合ポスト（ｂｏｎｄ  ｐｏｓｔ）が形成される。温度をより低くしそして結合剤が固化すると、結合剤は結合ポストとして知られている粒子間に固体接触を形成する。本来的にはいづれの結合位置は粒子の表面にも付着し、この接触は結合剤がここにおいては結合ポストの一部にあると考えられる。このことは、結合位置とは関係なしに少なくとも粒子表面の一部分に比較的少量ではあるが被膜として存在していることまで排除するものではない。しかしながら、通常の凝集砥粒に見られるように粒子が結合剤のマトリックスの中に埋め込まれているような状態は排除される。
【００２５】
図５〜７の図面を精査してわかるように、凝集砥粒を形成している個々の研磨粒子は、個々に同一であることが明らかであって、そしてこれら粒子は実際にすべて本願発明における典型的な凝集砥粒とみることができる。それ故に、凝集されたとされる粒子は、粒子間の大部分を占めるスペースを充たすマトリックス内に存在するよりはむしろ共に結合していることを意味する。本来、大部分の粒子が凝集していると、凝集物内の或種の個々の粒子は目に見えないが、しかし断面を仮に取り上げることが可能であれば、個々の粒子の同じ模様（ｐａｔｔｅｒｎ）の可視が明らかであろう。
【００２６】
明らかに凝集した粒子が大きくなると、この凝集によって作られた実質的な気孔容積が必要的に存在する。これは凝集物の全見掛容積の７０％にも及ぶことになる。しかしながら、凝集された相当部分の粒子は小さく、単一の形態での気孔性の概念に関し凝集物を記述するには凡そ好ましいことではない。この種の構造を示すこのような凝集物の例を図５〜７に示す。
【００２７】
このような理由で、“荒充填容積”（ＬＰＶ，ｌｏｏｓｅ  ｐａｃｋ  ｖｏｌｕｍｅ）という用語を用いた。このＬＰＶの容積は固体容積（結合剤成分を含む砥粒又は粒子内の固体の実際の全容積）を凝集砥粒の見掛容積で割った値である。最も可能な最大の値は凝集が行われない粒子から得られる。凝集した粒子が多ければ多い程、最大値から大きく逸脱してくる。従って、この相違が２０％と低いが、相当多くの粒子が本願において開示されたような態様によって凝集されると４０％又はそれ以上の値にすることができる。
【００２８】
ＬＰＶの計算は次に示すデータ、すなわち砥粒として種結晶を用いた６０グリットのゾルゲル  アルミナ及び下記の例２で示した方法で用いる粒子に適した通常のビトリファイド結合剤を使用して製造した実際の凝集物に関するデータを使用して例示する。
【００２９】
生成物はいづれの欄の頭書に示した凝集砥粒のサイズである。いづれの場合、見掛値とされる凝集砥粒の固定値をベースにして測定した。
【００３０】
【表１】
2005526171.tif 000003
【００３１】
上記から評価できるように、凝集していない粒子と比較して、凝集砥粒がより大きい程、ＬＰＶ（ｌｏｏｓｅ  ｐａｃｋ  ｖｏｌｕｍｅ）の値はより低くなる。グリット６０粒子のＬＰＶと比較して、最も小さい砥粒はＬＰＶが４．６％低下したが、一方最も大きいもの（−２０＋２５）は殆んど３４％という値で低下した。
【００３２】
凝集砥粒は一般に径を有し（砥粒が保持される粗メッシュの篩（標準篩のシリーズ）でのサイズの開口として定義される）、これは存在する個々の研磨粒子の少なくとも２倍の径である。凝集砥粒の形状は決定的なものではなく、そしてそれ故にランダムに幾分ずんぐりした形状であり、又はより好ましくは幾分長い形状である。これらはまた選別して一定の形状としたものは、更に或種の適用に有利である。
【００３３】
本発明の凝集物の中に存在する研磨粒子は、溶融アルミナ、アルミナ及びゾルゲル  アルミナ焼結体、ボウキサイト焼結体等のアルミナ類、炭化珪素、アルミナ−ジルコニア、ガーネット、フリント、天然及び人工ダイヤモンド、ＣＢＮ並びにこれらの組合せたものが含まれる。研磨粒子のサイズ及び形状には特に問題なく使用することができる。例えば、ＵＳＰ  ５，１２９，９１９に開示された高いアスペクト比を有する長形のゾルゲル  アルミナ焼結体粒子、又はＵＳＰ  ５，００９，６７６に開示されているフィラメント形状の研磨粒子が砥粒として挙げられる。
【００３４】
高質の粒子の性能を少量の低質の粒子と混ぜ合すことによって、全体としてわずかに限界的に性能を減少させることはよくあることであるので、研磨粒子は別個の性質の研磨剤と混ぜ合すこともできる。また、通常の研削助剤、気孔形成剤及び充填剤の如き非研磨物質を少量研磨粒子と混ぜ合すことも可能である。
【００３５】
本発明において使用される好ましい粒子のサイズは通常の研磨グリット（例えば、６０から７，０００μｍ）から微粒研磨グリット（例えば、２から６０μｍ）の範囲であり、またこれらのサイズの混ぜ合わせたものでもある。所定の研磨研削操作において、通常研磨研削作業において選定される一般的な砥粒（凝集されていない）のグリットサイズのものと比較して、より小さいグリットサイズの凝集砥粒を使用するのが好ましい。例えば、凝集砥粒を使用する場合、８０グリットサイズのものは通常の５４グリットサイズの砥粒に代えて用いることができ、１００グリットは６０グリットの砥粒に、そして１２０グリットは８０グリットの砥粒に代えて使用することができる。
【００３６】
凝集物の研磨粒子は、金属、有機又はビトリファイド結合物質によって結合され、そしてこれらは一般に粒子結合剤といわれているものである。
【００３７】
凝集物を製造するのに有用な粒子結合剤は、ビトリファイド物質（本願においては、通常のガラス物質と同様ガラス−セラミック物質の両者をも含むものである）、好ましくはビトリファイド結合の研磨工具に結合剤として使用される種類のものである。これらは焼成前のガラスを砕いた粉末（フリット）、粘土、長石、石灰、ボラックス（ｂｏｒａｘ）及びソーダの如き粗原料の混合物、又はフリットと粗原料の組み合せたものである。このような物質を約５００℃から１４００℃の温度範囲で溶融し、そして液体ガラス相とし、そして研磨粒子の表面をぬらし、冷却によって隣接した粒子間の最も近接した接触点に流れていって、結合ポスト（ｂｏｎｄ  ｐｏｓｔｓ）を形成し、複合構造内に研磨粒子を保持することになる。この粒子結合剤は粉末形体で使用され、そして液体ビヒクルに加えることによって、凝集砥粒の製造工程で研磨粒子と共に均一で均質な被覆混合物とする。
【００３８】
一時有機結合剤は、成形又は加工助剤として、フリット又は粗状であっても、好ましくは粉末無機塗布成分に加えることができる。これらの結合剤としては、デキストリン、澱粉、動物質蛋白グルー、その他の形態のグルー、水又はエチレングリコールの如き液状成分、粘度又はpH調整剤、そして混合助剤である。このような一時結合剤の使用は、焼成前の又は生の凝集物の、凝集物としての均一性及び構造上の性質を改良することに用いる。なぜならば、有機結合剤は凝集砥粒の焼成の過程で燃えてなくなり、得られた砥粒の中に残らないからである。
【００３９】
燐酸の如き無機定着剤も、必要に応じ研磨粒子の粒子結合の密着改善のために、混合物に加えることができる。粒子結合剤がフリットガラスである場合、燐酸をアルミナ砥粒に加えると混合するのにかなりの改善が認められる。この無機の定着剤は、凝集砥粒を製造するために有機の粒子結合剤と共に又は単独で使用することができる。
【００４０】
好ましい粒子結合剤はビトリファイド結合物質の如き無機物質である。ＵＰ技術を用いてコーテッド研磨剤を形成するのに、凝集砥粒をサブストレートの上に沈着させるので、有機の粒子結合剤は非常に有益である。ＵＰ沈着技術は、金属結合剤を使用して共に粒子が結合する場合、採用するのに大変好ましい。この方法は重力沈着技術に比較して幾分より効果的且つ調整できるので、有機樹脂結合剤マトリックスを用いて製造する一般的な凝集砥粒よりは、明らかに有利である。
【００４１】
粒子結合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の如き熱硬化性樹脂、又はアクリレート、ウレタン／アクリレート、エポキシ−アクリレート、ポリエステル−アクリレート等の如き放射線硬化性樹脂のような有機結合剤である。一般に、熱硬化性樹脂は有機結合剤として好ましいものである。
【００４２】
粒子結合剤は、粒子と結合剤を合せた容積をベースにして約２から２５容積％、より好ましくは３から１５容積％、そして最も好ましくは３から１０容積％存在させる。
【００４３】
接触した粒子間で物質の移行が行われ、結合位が自己発生的に生成されるような調整した態様で研磨粒子が焼結されるときには、粒子結合剤成分はすべて除去されることが、また予期される。一方、研磨粒子がアルミナであって、ベーマイトの如き比較的少量のアルファ  アルミナ先駆物質と混合することができる。焼成することにより、このものはアルファ相に変りそして隣接する粒子を接続して結合ポストと同様の機能を呈する。
【００４４】
本願発明は凝集した砥粒を含むコーテッド研磨剤に関するもので、ここでこの砥粒は次の各工程を含む方法で製造される。
ａ）研磨粒子並びにビトリファイド結合物質、ビトリファイド物質、セラミック物質、無機結合剤、有機結合剤、水、溶剤及びこれらを組み合せたものから本質的に成る群から選ばれた粒子結合剤物質、を調整した供給割合でロータリ仮焼キルンに供給し、
ｂ）このキルンを調整した速度で回転し、
ｃ）この混合物を供給速度及びキルンの速度から決定した加熱速度で約１４５から１，３００℃の温度に加熱し、
ｄ）結合剤が粒子に密着しそして複数の粒子が共に密着して焼結した凝集砥粒になるまでキルンの中で粒子と粒子結合剤を混転し、そして
ｅ）焼結した凝集物をキルンから回収することであり、ここで焼結した凝集砥粒は初期三次元形状であって、構成する粒子の対応する荒充填容積よりは少なくとも２％低い荒充填容積を有し、そして複数の研磨粒子を含んでいる。
【００４５】
本願発明はまた焼結した凝集砥粒を含むコーテッド研磨剤に関するもので、ここでこの砥粒は次の各工程を含む方法で製造され、すなわち
ａ）研磨粒子を粒子結合剤物質と共にロータリ仮焼キルンに調整された供給速度で供給し、
ｂ）このキルンを調整した速度で回転し、
ｃ）この混合物をキルンへの供給割合及び速度から決定した加熱速度で約１４５から１，３００℃の温度に加熱し、
ｄ）結合剤が粒子に密着しそして複数の粒子が共に密着して焼結した凝集砥粒になるまでキルンの中で研磨粒子と粒子結合剤を混転し、そして
ｅ）焼結した凝集砥粒をキルンから回収することであり、ここで焼結した凝集砥粒は初期三次元形状であって、構成する粒子の対応する荒充填容積よりは少なくとも２％低い荒充填容積を有する。
【００４６】
図面の説明
図１は本発明における凝集物を製造するために使用するロータリ仮焼装置である。
図２は実施例１における４個の研磨デスクを用いて、研削した金属の切断量による評価を示すグラフである。
図３は実施例２における４個の研磨デスクを用いて、研削した金属の切断量による評価を示すグラフである。
図４は実施例３における４個の研磨デスクを用いて、研削した金属の切断量による評価を示すグラフである。
図５〜７は本発明におけるコーテッド研磨剤を製造するのに使用した凝集物の拡大した写真である。
【００４７】
本発明の詳細な記述
ここでは凝集砥粒及びこのような砥粒によって製造されたコーテッド研磨剤の性質及び製法は後述する種々の実施例によって得られそして明らかにされるが、これら実施例ではコーテッド研磨剤の成分としての凝集砥粒を用いることによって製造され、このものは驚くべき改良された性能を有することが明らかである。
【００４８】
研磨凝集物の製造
凝集砥粒は種々の方法によって種々のサイズ及び形状に形成することができる。これらの方法は、砥粒及び粒子結合剤の初期の段階の混合物の焼成前又は後に適用することができる。混合物を加熱して粒子結合剤を溶融しそして流動性にする段階、すなわち結合剤を砥粒に密着させそして凝集形態での砥粒を定着させることを焼成、仮焼又は焼結と定義する。粒子混合物を凝集する公知の方法は凝集砥粒を製造するために採用される。
【００４９】
凝集砥粒を製造するために本願において採用される第１の態様においては、粒子と粒子結合剤の初期混合物を焼成する前に未焼成凝集物（ｇｒｅｅｎ  ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅ）又は事前焼成凝集物（ｐｒｅ−ｆｉｒｅｄ  ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅ）と定義される比較的弱い機械的構造物に形成するように凝集する。
【００５０】
第１の態様を実施するために、研磨粒子と無機粒子結合剤をいづれかの公知の方法、例えばパン  ペレタイザーの中で未焼成の状態（ｇｒｅｅｎ  ｓｔａｔｅ）で凝集し、次いで焼成のためにロータリ仮焼装置の中に供給する。また、未焼成の凝集物をトレー又はラックに入れて混転することなく連続的に又はバッチ方法によって炉の中で焼成する。
【００５１】
別の方法は、研磨粒子を流動層の中に送り、粒子結合剤を含む流体で湿らして結合剤を粒子の表面に付着させ、凝集物サイズに分別し、次いで炉又は仮焼装置の中で焼成する。
【００５２】
パンペレット化は粒子を混合ボウルの中に加え、そして粒子結合剤を含む液体成分（例えば、水又は有機結合剤と水）を砥粒に計量して加え、混合することなく凝集物とする。他には、任意には有機結合剤を用いた粒子結合剤の分散液を粒子に噴霧し、次いでこのコーテッド粒子を混ぜ合せて凝集物とする。
【００５３】
低圧押出装置を用い粒子と粒子結合剤のペーストを任意のサイズ及び形状に押出成形し、そして乾燥して凝集砥粒とすることもできる。ペーストは粒子結合剤及び粒子を任意には有機結合剤を用いて作り、そして長形の粒子にＵＳＰ  ４，３９３，０２１に開示されている方法及び装置を用いて押出成形する。
【００５４】
乾燥粗砕方法により、粒子結合剤の分散体又はペーストに埋没した研磨粒子から製造したシート又はブロックを乾燥し、次いでロール圧縮機を使用して破砕して凝集砥粒の先駆物質とする。
【００５５】
未焼成の凝集砥粒又は凝集砥粒先駆物質を製造する他の方法は、粒子結合剤と粒子の混合物を成形装置に入れ、そしてこの混合物を成形して精密なサイズ及び形状とすることがＵＳＰ  ６，２１７，４１３に記載されている。
【００５６】
凝集砥粒を製造する本願における有用な他の態様は、研磨粒子、粒子結合剤及び一時有機結合剤の混合物を事前に凝集することなく炉に入れ、そして加熱する。粒子結合剤が溶融し、流動化しそして粒子に密着するのに十分な高い温度にこの混合物を加熱し、この後にこの混合物を冷却して複合体にする。この複合体を粉砕し、そして選別して焼成凝集砥粒とする。
【００５７】
粒子及び結合剤が、得られた凝集物が正方形をベースにしたピラミッドのような特定な形状を有する形成されたキャビティの中に含まれている如きの凝集物を更に焼成することは可能である。この形状は正確である必要はなく、そして実際に粒子結合剤の量は比較的少ないので、形状の側面は比較的粗くなっている。しかしながら、このような凝集砥粒は過激な研削操作において極めて均一な表面に削るコーテッド研磨剤を製造するのに特に有用である。
【００５８】
研磨凝集物の好ましい製造
凝集物を製造するための好ましい方法は、粒子と無機粒子結合剤（任意には一時有機結合剤と共に）の単純な混合物を図１に示したタイプのロータリ仮焼装置に供給する。この混合物を所定の回転速度と所定の傾斜角度で加熱する。粒子結合剤とで形成された凝集砥粒を加熱し、溶融し、流動しそして粒子に密着する。焼成及び凝集工程は調整した速度と供給量並びに加熱装置を用いて同時に行う。供給速度は一般にロータリ仮焼装置のチューブで凡そ８〜１２容積％の流れを生ずるように設定する。装置内の最高温度は、粒子結合剤の粘度が少なくとも約１，０００ポイズの粘度の液状態になるように設定する。このことは、粒子結合剤の過剰の流れがチューブの表面にいかないように、そしてその結果研磨粒子の表面からロスすることがないようにするためである。
【００５９】
図１に説明したタイプのロータリ仮焼装置は、凝集のための装置方法及び凝集物の焼成の単一の工程において用いることができる。図１に示すように、粒子結合剤及び研磨粒子の混合物である供給原料（１１）を供給ホッパー（１０）用いて、混合物を計量部（１２）を通して中空加熱チューブ（１３）に供給する。このチューブ（１３）は供給原料（１１）を重力によって中空チューブ（１３）に供給できるように約０．５〜５．０度の傾斜角度（１４）を有するように設置される。同時に、中空チューブ（１３）を調整した速度で矢印（ａ）の方向に回転し、供給原料（１１）及び加熱混合物（１８）が中空チューブの長さに沿って通過するように混転する。
【００６０】
中空チューブ（１３）の部分は加熱する。一つの態様として、中空チューブ（１３）の長さ（ｄ２）が１２０インチ（３０５cm）であって、その中の長さ（ｄ１）が６０インチ（１５２cm）であってこの部分が加熱部分となり、ここでは３つの加熱域（１５，１６，１７）とすることができる。この加熱域は処理温度を調整するオペレィターが存在し、そして凝集砥粒を焼成するのに必要とする温度に変えられる。他の装置のモデルとして、中空チューブはわずかに一つ若しくは二つの加熱域を有し、又は三つ以上の加熱域を有するものがある。図１には示さなかったが、加熱処理を行うに当って、機械的又は電気的に温度を調整し、感知する加熱機構を有する装置も存在する。
【００６１】
中空チューブ（１３）の断面からわかるように、供給原料（１１）はチューブ内で加熱混合物（１８）に変えられ、そして凝集顆粒（１９）として回収される。中空チューブの壁は中空チューブ（例えば、耐火性金属合金、ステンレス鋼、耐火レンガ、炭化珪素、ムライト）を使用するモデル及びタイプによって変るが、内部の厚さ（ｄ３）は５．５から３０インチ（１４〜７６cm）の範囲であって、直径（ｄ４）は６から３６インチ（１５〜９１cm）の範囲である。チューブを構成するために選ばれる材料は、適用される温度によって大部分きまる。通常１０００℃までの温度ではステンレス鋼が充当されるが、しかしこの温度を越える場合には炭化珪素チューブが好ましい。
【００６２】
チューブの傾斜角度は０．５から５．０度の範囲であり、そしてチューブの回転は０．５から１０rpmで行われる。小規模なロータリ仮焼機での供給速度は、約５から１０Kg／時の範囲であり、そして工業的生産の規模では供給速度は２２７から９１０Kg／時の範囲で供給する。ロータリ仮焼機は８００から１４００℃の焼成温度で加熱され、そして供給物質は加熱帯に供給原料が加えられてから２００℃／分の割合で加熱される。供給原料が加熱帯から非加熱帯に移行されるとき、チューブの最終部分では冷却される。生成物は例えば水冷システムによって、室温にまで冷却し、そして回収する。
【００６３】
好ましいロータリ仮焼機械は、Ｈａｒｐｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、Ｂｕｆｆａｌｏ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ又はＡｌｓｔｏｍ  Ｐｏｗｅｒ社、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｔｅｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社又は他の装置製造企業から入手することができる。装置は、任意にはエレクトロニックス、内部調整でき且つ検出部分を有し、冷却システム、供給のための種々の機構を有する装置及び光学装置を備えている。
【００６４】
コーテッド研磨剤の製造
本発明におけるコーテッド研磨剤は研磨ベルト、シート、様々な研磨デスク又は如何なる構造若しくは形状の複合研磨剤の形体にすることができる。従って、凝集砥粒を密着する裏材料はフイルム、紙、繊維（不織ウェブ又は嵩高な織布構造の如き）又は発泡体であることができる。本願において用いる“コーテッド研磨剤”という用語は、通常の物質から作られた平面構造を用いたベルト及びデスクの如き、一般的な研磨製品の他に、本発明の研磨凝集物が複合研磨剤と呼ばれるタイプの嵩高な織布に密着した製品であり、ここでは凝集物が分散し連続気泡構造体の表面層の中に密着しているものが包含される。
【００６５】
本発明のコーテッド研磨剤は公知の方法によって製造することができる。このことは、裏材料の上の硬化性結合剤の中に分散した凝集砥粒の沈着と同様、裏材料の上にコートし次いでこのコートを沈着させる操作も含むものである。硬化性結合剤を用いて硬化することもでき、又は公知の方法によって表面を処理して表面構造の上に形成することもできる。
【００６６】
同様に、凝集砥粒が嵩高な織布構造体の上に沈着され又は少なくとも重合発泡体の表面層の中に沈着されているコーテッド研磨剤は、公知の方法を用いて得ることができる。
【００６７】
コーテッド研磨剤は、通常の方法で被覆された裏材料に凝集砥粒の沈着により形成される。この場合、沈着の重力供給方法又はＵＰ方法によって行うことができる。ビトリファイド粒子結合剤を使用して凝集物を形成する場合、一般にコーテッド研磨剤に好ましいとされるＵＰ沈着方法を使用するのが可能である。この方法は、粒子結合剤として有機樹脂を使用して製造した凝集物を沈着させるには、砥粒が静電界の影響のもとうまく放出されないので、良好とはいえない。
【００６８】
凝集砥粒単独で又は他の通常の砥粒と混合して沈着することもできる。この適用の規模は、全面に被覆（砥粒を適用する裏材料の表面を１００％被覆）又は散開の程度に応じて砥粒を分散させ被覆するのに適用される。或る種の場合には、性質の劣る別個の研磨剤の事前に沈着した層の上に、凝集砥粒を適用して凝集砥粒をより良好に保持するのが好ましい。
【００６９】
凝集砥粒を定着するのにサイズ被覆（ｓｉｚｅ  ｃｏａｔ）する通常の方法でコーテッド研磨剤を形成した場合、サイズ被覆の適用は凝集砥粒の気孔をそれ程減少させる効果を有していないので、好ましいことである。このサイズ被覆は典型的には比較的流動性の硬化性樹脂の配合物を用い、そして例えばロールを用いた方法の如きの或種の圧力のもとで行った場合には、硬化性配合物は砥粒の気孔に押込まれ、それによって凝集砥粒の重要な性質が減少することになる。それ故に、サイズ被覆はスプレーを用いる如きの非接触的な方法を用いて行うのが好ましい。
【００７０】
更には、別途の方法として、シリカの如き充填剤を加えてサイズ樹脂の性質を改良し、砥粒の構造体に樹脂が浸透していく傾向を減少させるのが好ましい。好ましくは粘度は少なくとも１０００センチポイズ、そしてより好ましくは少なくとも１５００センチポイズ又はそれ以上である。マトリックとして結合剤を使用して凝集砥粒を保持し、同時に裏材料に密着させる場合には、同様に粘度の調整が望ましい。
【００７１】
被覆剤を使用してコーテッド研磨剤を製造する際、被覆剤は研磨凝集物を受容したとき通常部分的に硬化され、それ故にそれ程流体性でもないのでこの中では砥粒は浸漬しない。しかしながら、サイズ被覆は一般に凝集砥粒に適用され、それ故に相当程度に凝集物の構造に浸透していく。多くの粒子を含む凝集構造体の開口部（ｏｐｅｎｎｅｓｓ）の過度の損失は望ましいことではないが、サイズ被覆剤との接触による砥粒の表面積は増加し、これによりサイズ被覆剤によって砥粒に十分強く密着するという効果があるので、限られた量の凝集物の構造の浸透には必ずしも悪いということともいえない。
【００７２】
コーテッド研磨剤は、また硬化性の結合配合物に分散した凝集砥粒を含むスラリーを、適当な裏材料に適用して作ることができる。この場合、結合剤は凝集砥粒の構造に浸透するのを少なくするために処理される。スラリーの適用は、任意には連続した沈積において別々の配合物を使用し、２回以上の操作によって完成される。
このことは、コーテッド研磨剤の耐磨耗性の如き研磨作用の性質を変える或る種の柔軟性を与えることになる。
【００７３】
本発明におけるコーテッド研磨ベルトは使用前は柔軟性である必要があるが、一般に使用される結合樹脂は硬直な層となるものを使用して製造される。更に、最初から切削効率を高めるために使用前に表面を研削してドレスしておくのが望ましい。
【００７４】
本発明における嵩高な織布構造物は、噴霧技術を用い、例えば嵩高の織布のマットに結合物質を吹きつけ、次いで結合樹脂を硬化する前に凝集砥粒を沈着させる。本発明におけるこのような形状の製品は、特に金属表面の磨き及び仕上げに有用である。
【００７５】
例
本発明は次に示す例を用い、本発明による製品が驚くべきすばらしい性能を示していることをここに説明する。
ビトリファイド結合凝集砥粒の製造
次に述べる例で用いられる凝集砥粒は、上で述べた研磨凝集物の好ましい製造の項に相当する方法により、また図１に示した装置を使用して製造した。
最初の６つの例は、本発明において使用される研磨凝集物の製造を説明するのに用いるものである。このようにして製造した凝集砥粒をコーテッド研磨剤に用い、市場にでている高品質の公知の砥粒と比較し、それらの性能を評価して示す。この結果は例７〜９において本発明を説明するものであるが、これらのものに本発明が限定されるものではない。
【００７６】
例１
凝集砥粒の試料はロータリ仮焼装置（電気焼成モデル  ＨＯＵ−５Ｄ３４−ＲＴ−２８、最高温度１，２００℃、入力３０KW、長さ７２インチ（１８３cm）内径５．５インチ（１４cm）の耐火性金属チューブ、Ｈａｐｐｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社、Ｂｕｆｆａｌｏ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）を用いて製造した。耐火性金属チューブは同じ寸法の炭化珪素チューブで置換えることができ、そしてこのようにした装置は最高１，５５０℃において操作できるように改良されている。凝集化の方法は、大気条件下、加熱帯の温度を１，１８０℃に調整し、装置のチューブの回転速度を９rpm、チューブの傾斜角度を２．５から３度、そして物質の供給速度を６〜１０Kg／時で行った。使用した装置は、実質的に図１に示した装置と同じである。利用できるさらさらした顆粒（−１２メッシュとされる）の収率は、仮焼前の全供給原料の６０から９０％である。
【００７７】
凝集物試料は表１−１に示した水との混合物及び研磨粒子の単なる混合物から準備した。試料を準備するのに使用したビトリファイド結合粒子結合剤を表２に示した。試料は、アルミナ３８Ａ、溶融アルミナ３２Ａ及び焼成ゾルゲル  α−アルミナ  Ｎｏｒｔｏｎ  ＳＧ砥粒の三種から準備し、これらはＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ＆  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社、Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ，ＭＡ，ＵＳＡから入手できるもので、表１にそれらのサイズを示した。
【００７８】
ロータリ仮焼装置の中で凝集化した後、凝集砥粒試料を篩分けし、そして荒充填密度（ＬＰＤ）、サイズの分布及び凝集強度を調べた。これらの結果を表１に示す。
【００７９】
【表２】
2005526171.tif 000004
a 結合剤の容積％は焼成前の砥粒（結合物質と粒子）内の固体物質の％であって、気孔の容積％は含んでいない。
【００８０】
焼成した凝集砥粒の結合剤の容積％は結合剤原料の焼成による平均損失を用いて計算した。
焼成した凝集砥粒は振動篩分け装置（Ｒｏ−Ｔａｐ；モデルＲＸ−２９；Ｗ．Ｓ．Ｔｙｌｅｒ社  Ｍｅｎｔｏｒ，ＯＨ）に載置し米国標準テスト篩分け方法によってサイズとした。スクリーンのメッシュサイズは１８から１４０の範囲とし、試料とするのには適当である。焼成した凝集砥粒の荒充填密度（ＬＰＤ）は砥粒の嵩高密度に対し米国標準操作方法によって測定した。
【００８１】
パーセントで表わせる初期平均相対密度は、気孔をゼロと想定して荒充填密度（ｐ）を凝集砥粒の理論的密度（po）で割って計算した。理論的密度は凝集物に含まれる粒子結合剤と砥粒の重量％及び比重から混合物の容積ルール方法（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ｒｕｌｅ  ｏｆ  ｍｉｘｔｕｒｅｓ  ｍｅｔｈｏｄ）に従って計算した。
【００８２】
凝集砥粒の強度は圧縮テストによって測定した。圧縮テストは５グラムの凝集砥粒を試料として用い、Ｉｎｓｔｒｏｎユニバーサル試験機（モデルＭＴＳ１１２５、２０，０００ポンド（９０２７Kg））で直径１インチ（２．５４cm）の潤滑スチールダイを使用して行った。凝集砥粒の試料をダイに注ぎそしてダイの外側から軽くたたいて少し平坦にした。頂部パンチを挿入し、そしてクロスヘッドを下げて力（初期の位置）をレコーダーに記録する。試料に一定の割合で圧力をかけ続け（２mm／分）て最高１８０MPaの圧力とした。クロスヘッドの排除（歪）により観測した凝集砥粒の試料の容積（試料の圧縮ＬＰＤ）は、適用した圧力の対数（log）の関数としての相対密度を記録した。
【００８３】
残りのものを篩分けして粉砕留分の割合を算出した。個々の圧力を測定し、適用した圧力のlogと粉砕留分の割合との間の関係をグラフにした。この結果を凝集砥粒試料の５０重量％に相等しい粉砕留分における圧力の対数（log）として表１に示した。粉砕留分は試料の最初の重さの重量に対してより小さいスクリーンを通過した粉砕粒子の重量の比である。
【００８４】
最終的な焼結した凝集物は、三角形の、球形の、立体形の、長方形の、そして他の幾何学的な形状の三次元の形状を有している。凝集物はガラス結合物質によってグリットがグリットの接触点において共に結合した複数の個々の研磨グリット（例えば、２から２０グリット）から成り立っている。
凝集砥粒のサイズは、粒子結合剤の３から２０重量％の範囲で凝集砥粒内の結合物質が増えるに従って増加している。
【００８５】
すべて例１〜９において、ガラス粒子結合剤が熟成しそして流動化して凝集砥粒内の研磨粒子の間に効果的な結合を形成していることが示されていることから、十分な圧縮強さが観察される。１０重量％の粒子結合剤を用いて製造した凝集砥粒は、２又は６重量％の粒子結合剤を用いて製造したものより、顕著な高い圧縮強さを示す。
【００８６】
より低いＬＰＤ（荒充填密度）値は、より高い凝集の度合を示す。凝集砥粒のＬＰＤは粒子結合剤の重量％が増加するに従い減少し、そして研磨粒子のサイズが減少すれば減少する。２重量％と６重量％の粒子結合剤の間では比較的大きな相違が認められ、６重量％と１０重量％の粒子結合剤の間では比較的小さな相違が認められることは、２重量％より少ない粒子結合剤の重量％は凝集砥粒の形成には不十分であるといえる。約６重量％より多い重量％では、より多くの粒子結合剤を加えても、明らかに大きく又は強固な凝集砥粒を製造するためには有用ではない。
【００８７】
凝集砥粒のサイズの結果から明らかなように、凝集温度において最も低い溶融ガラス粘度を有する粒子結合剤の試料Ｃは、三種の粒子結合剤のうちで最も低いＬＰＤを有していた。研磨剤のタイプによってはＬＰＤについて明らかな効果の相違が認められない。
【００８８】
【表３】
2005526171.tif 000005
ａ．カッコ内のＡ−１粒子結合剤は例２において使用。
ｂ．不純物（例えば、Ｆｅ2Ｏ3及びＴｉＯ2）は約０．１〜２％存在。
【００８９】
例２
更に、凝集砥粒の別個の例として処理方法及び供給原料を変えて実施した。
凝集砥粒（試料番号１０〜１３）は焼成温度を１１００から１２５０℃の範囲、そしてロータリ仮焼装置（モデルＨＯＵ−６Ｄ６０−ＲＴＡ−２８であって、１２０インチ（３０５cm）の長さ、５．７５インチ（１５．６cm）の内径、３／８インチ（０．９５cm）の厚さで、三段階の温度調整できる６０インチ（１５２cm）の長さの加熱域のムライトチューブを装備する装置）を用いて製造した。この装置はＨａｐｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社（Ｂｕｆｆａｌｏ，ＮｅｗＹｏｒｋ）によって作られたものである。容積供給速度を調整できるＢｒａｂｅｎｄｅｒ供給ユニットを使用し、研磨粒子と粒子結合剤の混合物を計測してロータリ仮焼装置の加熱チューブに供給した。凝集工程は大気条件下で、４rpmのチューブの回転速度、２．５度の傾斜角そして８Kg／時の供給速度での装置を用いて行った。使用した装置は実質的に図１に示した装置と同じである。これら凝集物を製造するのに用いた設定温度及び他の要件については表２−１に示した。
【００９０】
すべての試料は重量％を基準にして、８９．８６％の研磨剤粒子（Ｓａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ＆  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社から入手した６０グリットの３８Ａアルミナ）と１０．１６％の一時結合混合物（６．３重量％  ＡＲ３０液状蛋白質結合剤、１．０％  Ｃａｒｂｏｗａｘ（登録商標）３３５０  ＰＥＧ及び２．８６％の粒子結合剤Ａ）を含む。この混合物は４．７７容積％の粒子結合剤及び９５．２３容積％の研磨剤粒子を含む焼成凝集砥粒を形成する。この凝集砥粒の計算上の理論密度（気孔が存在しないと想定して）は３．８５２ｇ／ccであった。
【００９１】
混合物を供給ユニットに入れる前に、未処理の段階の凝集砥粒を同様の押出成形によって成形した。押出凝集砥粒を得るために、液状蛋白質の一時結合剤を加熱してＣａｒｂｏｗａｘ（登録商標）３３５０  ＰＥＧを溶解した。次いで、この混合物を撹拌しながら粒子結合剤をゆっくりと加えた。研磨粒子を高剪断ミキサー（４４インチ（１１２cm）の直径）に加え、次いで得られた粒子結合剤混合物をミキサー中の粒子にゆっくり加えた。この混合物を３分間混合した。この混ぜ合せた混合物を１２メッシュ箱型スクリーン（米国標準篩サイズ）を通して最大１インチ（２．５cm）の深さの層の皿に湿潤状の未焼成押出凝集砥粒を篩分けした。この押出成形の凝集砥粒の層を炉の中で２４時間９０℃で乾燥した。乾燥後、凝集砥粒を１２から１６メッシュ（米国標準篩サイズ）の箱型スクリーンを使用して再度篩分けを行った。
【００９２】
ロータリ仮焼の過程で加熱により未処理状態でできている凝集砥粒が破砕して分離しているのが認められ、そして次いでロータリ焼成チューブの加熱部分の末端で混転するようにして再形成した。未焼成の状態でできている凝集砥粒のより大きいサイズは、焼成後の凝集砥粒のそれと比較して、試料は目視検査によって容易に明らかである。
【００９３】
焼成後の凝集砥粒サイズは約５００〜１２００ミクロンの範囲のサイズ分布であって、工業的な目的では十分に均一であると認められる。測定したサイズ分布を下の表２−２に示す。
【００９４】
【表４】
2005526171.tif 000006
ａ  ロータリ仮焼調整機のセットした温度（すべて３区域）
ｂ  ｎ／ａは測定ができないことを示す。
【００９５】
【表５】
2005526171.tif 000007
【００９６】
例３
温度を１０００℃に一定にし、そして１０６インチ（２７４cm）の長さ、８インチ（２０cm）の内径の溶融シリカチューブであって三ヶ所の温度調整域を有する４８インチ（１２２cm）の加熱部分を備えたモデルＫＯＵ−８Ｄ４８−ＲＴＡ−２０ロータリ仮焼装置を使用した点を除いて、凝集砥粒（試料番号１４〜２３）を例２に記載したと同じ方法によって製造した。この装置はＨａｐｅｒ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社（Ｂｕｆｆａｌｏ，ＮｅｗＹｏｒｋ）によって製作されたものである。研磨粒子と粒子結合剤物質の事前焼成混合物の製造を種々の方法で試みた。凝集工程は大気条件下、３から４rpmのチューブの回転速度、２．５度のチューブの傾斜角及び８から１０Kg／時の供給速度である装置を用いて行った。使用した装置は実質的に図１に示した装置と同じである。
【００９７】
すべての試料は、３０ポンド（１３．６Kg）の研磨粒子（次の点を除いて例２で使用したものと同じである。試料１６はＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ａｎｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社から入手した２５ポンド（１１．３Kg）の７０グリット  Ｎｏｒｔｏｎ  ＳＧ（登録商標）ゾルゲル  アルミナ）及び０．９ポンド（０．４１Kg）の粒子結合剤（焼結凝集砥粒中に４．８９容積％の粒子結合剤物質）を含む。粒子結合剤物質は研磨粒子に加える前に別個の一時結合剤に分散させた。或る場合の例で、例２（Ｂｉｎｄｅｒ  ２）の一時結合剤を使用し、別の場合にはＡＲ３０液状蛋白質の一時結合剤（Ｂｉｎｄｅｒ  ３）を使用し、これらの使用については以下の表３に重量％を用いて示した。試料２０は例２の押出方法によって未処理の未焼成状態の凝集砥粒を得るために用いた。
【００９８】
種々のテストを行い、このテストの結果を下の表３に要約して示す。
【表６】
2005526171.tif 000008
【００９９】
これらの結果から未焼成段階の凝集は、許容できる性質の形成及び焼成凝集砥粒の収率（試料１８及び２０と比較して）には必要のないことがわかる。最初の混合において使用されたＢｉｎｄｅｒ  ３の重量％が１％から８％に増加されると、ＬＰＤは適度に減少し、結合剤の使用は凝集過程に有利ではあるが、決定的なものではない。むしろ予想外ではあるが、ロータリ仮焼機の中で焼結する前に所望の凝集砥粒の形状又はサイズに事前に形成することは必要ないと想定される。同じＬＰＤは凝集成分の湿潤混合物を単にロータリ仮焼機の中に供給し、そして装置の加熱域を通して混合物を混和することによって得られる。
【０１００】
例４
凝集砥粒（試料番号２４〜２９）は、温度を１２００℃に一定とし、そして研磨粒子と粒子結合剤の焼成前の混合物の準備を種々の方法で試みた点を除いて、例２に記載した如くに従って製造した。全試料（但し試料２８〜２９を除く）は、３００ポンド（１３６．４Kg）の研磨粒子（例２の６０グリット３８Ａアルミナと同じ）及び９．０ポンド（４．１Kg）の粒子結合剤（焼結凝集砥粒中４．８９容積％の粒子結合剤となる）の混合物である。
【０１０１】
試料２８（例２と同じ組成）は４４．９ポンド（２０．４Kg）の研磨粒子及び１．４３ポンド（０．６Kg）の一時結合剤を有している。この結合剤を液状結合混合物（水中で３７．８重量％のＡＲ３０結合剤（３．１ポンド））と混ぜ合せ、そしてこの４．９８ポンドを研磨剤粒子に加えた。この混ぜ合せた液体の粘度は２２℃において７８４ＣＰ（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ  ＬＶＦ粘度計による）であった。
【０１０２】
試料２９（例２と同じ組成）は２８．６ポンド（１３Kg）の研磨粒子及び０．９２ポンド（０．４Kg）の粒子結合剤（焼結凝集砥粒中４．８９容積％の粒子結合剤となる）を有している。この粒子結合剤を一時液状結合混合物（水中で５４．７重量％（０．４８ポンド）のＤｕｒａｍａｘ（登録商標）樹脂Ｂ１０５２と３０．１重量％（１．４５６ポンド）Ｄｕｒａｍａｘ樹脂Ｂ１０５１）と混ぜ合せ、そしてこの混合物を研磨粒子に加えた。このＤｕｒａｍａｘ樹脂はＲｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ社（Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ．）から入手した。
【０１０３】
凝集方法は大気条件下、４rpmのチューブ回転速度、２．５度のチューブの傾斜角及び８〜１２Kg／時の供給速度で行った。使用した装置は図１に示した装置と実質的に同じである。
【０１０４】
試料２８を仮焼前にＮｉｒｏ社（Ｃｏｌｕｍｂｉａ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）によって製造された流動床装置（モデル  ＭＰ−２３  Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（登録商標）、最大幅の直径が３フィート（０．９メートル）のＭＰ−１  コーンを装備する）の中で事前に凝集した。流動床で試料を次に示す条件で処理した。
入口の空気温度                  ６４〜７０℃
入口の空気流量                  １００〜３００平方米／時
粒状化流体速度                  ４４０ｇ／分
床の深さ（初期装填３〜４Kg）    約１０cm
空気圧                          １bar
２つの外部流体混合ノズル        ８００ミクロンオリフィス
【０１０５】
研磨粒子を装置の底に装填し、そして空気を直接流動床拡散板を通し粒子に当てた。同時に、粒子結合剤と一時結合剤の流体混合物をポンプで外部混合ノズルに送り、拡散板を通しノズルから粒子に噴霧し、個々の粒子に被覆した。未処理段階の凝集砥粒は粒子結合剤と結合剤の混合物を乾燥することによって得られる。
【０１０６】
試料２９は仮焼前にＬＣＩ社（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎａｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）によって製造されたＢｒｅｎｃｈｔｏｐ  Ｇｒａｎｕｌａｔｏｒ（登録商標、０．５mmの直径の穴あきバスケットを装備している）を使用して低圧押出成形した。研磨粒子、粒子結合剤及び一時結合剤の混合物を手動で穴あきバスケット（押出スクリーン）に供給し、回転刃のスクリーンを通し、そして収容パーンに回収した。押出凝集前の砥粒を９０℃で２４時間炉の中で乾燥し、そしてロータリ仮焼過程での供給原料として使用した。
【０１０７】
種々のテストを行い、この結果を以下の表４−１及び４−２に要約して示す。このテストは例３に示した結果と一致し、より高い焼成温度（１０００℃に対する１２００℃）においても同様のことが観察された。またこのテストは、低圧押出及び流動床事前凝集は凝集顆粒を作るのに使用できることを示しているが、しかしロータリ仮焼前の凝集工程は本発明の凝集物を製造するのには必要なことではない。
【０１０８】
【表７】
2005526171.tif 000009
【０１０９】
【表８】
2005526171.tif 000010
【０１１０】
例５
焼成を１１８０℃で行い、３０ポンド（１３．６Kg）の研磨粒子を１．９１ポンド（０．９Kg）の粒子結合剤Ａ（焼結した凝集砥粒中で８．９４容積％の粒子結合剤となる）と混合した点を除き、別種のタイプの研磨粒子をテストするため例３に記載した方法に従って凝集砥粒（試料番号３０〜３７）を準備した。例３の結合剤３は、未処理段階の凝集物における一時結合剤としての水と比較できるものである。試料３０〜３４は一時結合剤として０．９ポンド（０．４Kg）の水を使用した。試料３５〜３７は０．７２ポンド（０．３Kg）の結合剤３を使用した。この種々のテストの結果を下の表５に要約して示す。
【０１１１】
凝集過程は大気条件下、８．５〜９．５rpmのチューブの回転速度、２．５度のチューブの傾斜角及び５〜８Kg／時の供給速度で行った。使用した装置は図１に示した装置と実質的に同じである。
凝集後、凝集砥粒試料のスクリーンを行い、そして荒充填密度（ＬＰＤ）、サイズ分布及び凝集強さについてのテストを行った。この結果を下の表５に示す。
【０１１２】
【表９】
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【０１１３】
これらの結果は、ロータリ仮焼過程における凝集砥料の一時結合剤として水が有用であることを明らかにしている。更に、砥粒のタイプ、砥粒のサイズ又は両者における混合物も本発明方法によって凝集することができ、またこれらの凝集物はロータリ仮焼機の中で１１８０℃の温度で被覆することができる。高アスペクト比（例えば≧４：１）の場合、粉砕強度が顕著に増加し、長形砥粒は凝集砥粒の製造に使用される（試料３３）。
【０１１４】
例６
焼結温度を種々変えた点を除いて、例３に記載した方法に従い種々の凝集砥粒（試料番号３８〜４５）を準備し、そして研磨粒子グリットサイズの混ぜ合ったもの及び別個の粒子結合剤についてテストを行った。或る種の供給原料には、有機気孔誘発充填物質としてくるみの殻を使用した（くるみの殻はＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社、Ｆａｉｒｆｉｅｌｄ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ，から入手したＵＳ篩サイズ４０／６０）。種々のテストを行い、この結果を下の表６に要約した。すべての試料は焼成前の重量を基準にして３０ポンド（１３．６Kg）の研磨粒子及び２．５重量％のＢｉｎｄｅｒ  ３の混合物を含み、粒子結合剤は表６に示した如く種々の量で用いた。
【０１１５】
凝集過程は大気条件下、８．５〜９．５rpmのチューブの回転速度、２．５度のチューブの傾斜角及び５〜８Kg／時の供給速度で行った。使用した装置は図１に示した装置と実質的に同じである。
凝集後、凝集砥粒試料をスクリーンし、そして荒充填密度（ＬＰＤ）、平均サイズ及び凝集粉砕強さ（表６参照）についてのテストを行った。すべての凝集砥粒の性能はコーテッド研磨剤を製造するのに使用することが許容できる。このデータは、例えばくるみ殻の如き有機気孔誘発剤を使用しても、凝集特性に顕著なインパクトを与えることがないことを示していると解せる。
【０１１６】
【表１０】
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【０１１７】
例７
ここでの例は、本発明における研磨凝集物を使用して製造した１７．８cm（７インチ）のデスクの性能を公知の物質及び砥粒を使用して製造した市場にでている研磨デスクの性能を比較することに関する。
本発明における研磨デスクはＳａｉｎｔ−Ｇｏｂａｉｎ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ  ａｎｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社から入手したグリットサイズ９０の播種ゾルゲル  アルミナ研磨粒子を含む研磨凝集物を使用して製造した。これら粒子は例１の試料７の製造に関連して述べた凝集砥粒の中に形成されている。この砥粒を分別し、そして−２８＋４８グレード留分を使用した。
【０１１８】
これらの凝集砥粒を使用し、通常のサイズコートの被覆技術を用い通常の織布デスク裏材料の上に沈着させてコーテッド研磨デスクを製造した。サイズコートに使用される樹脂は通常のフェノール樹脂である。このできたコート（ｍａｋｅ  ｃｏａｔ）は０．１２Kg／ｍ2（８．３ポンド／Ream）のレベルで適用されていて、そして凝集砥粒はＵＰ技術によって０．２８Kg／ｍ2（１９ポンド／Ream）のレベルで沈着されている。サイズコートは噴霧技術を用いて０．４９Kg／ｍ2（３３ポンド／Ream）のレベルに適用し、そしてこのものは粘度８００cpsの標準フェノール樹脂をＣａｂｏｔ社から入手したＣａｂ−Ｏ−Ｓｉｌシリカによって粘度２０００cpsに変性したものである。ここで“Ream”は３３０平方フィート又は３０．７平方米に相当する紙やすり製造業者が用いる連（ream）である。
本発明におけるデスクは１００８鋼の平板を研磨するのに使用した。このデスクを平板に１３ポンド／平方インチの接触圧で３０秒間押圧して使用し、そして各接触回ごとに削られた鉄の量を知るために平板の重量を測定した。この結果を図２にプロットしたグラフを示す。
【０１１９】
比較のために、同じサイズの三つの相応する市場で入手できるデスクを用い同じようにテストを行い、そしてこの結果を図２に同様にグラフにプロットした。テストに用いたデスクは次の通りである。
９８４Ｃは３Ｍ社が販売しているものであって、織布の裏材料、４４コーテッド、播種ゾルゲル  アルミナ８０グリット砥粒を用いている。
９８７Ｃは、研磨剤グリットが８０（３２１  Ｃｕｂｉｔｒｏｎ（登録商標））でデスクがスパーサイズ処理を行った点を除いて、９８４Ｃと同じである。このデスクは３Ｍ社から販売されている。
９８３Ｃは、砥粒が８０グリットＭｇＯ変性のゾルゲル  アルミナであって、この砥粒は１００％  ＵＰ方法によって適用された点を除いて、９８４Ｃと同じである。このものは、３Ｍ社から入手できる。
図２から明らかなように、すべてのデスクは凡そ同じ速度で切削するものであるが、本発明におけるデスクは３Ｍ社の競合するデスクと比べ、より長く且つより良好に切削することが明らかである。
【０１２０】
例８
ここの例では変性サイズコートを用いた効果について検討した。例１における本発明のデスクと同じようにして製造した２つの別個の同様の研磨デスクを異なったサイズコートによって準備した。第１番目の試料は、例１における本発明の試料と全く同じものであり、そして第２番目は変性サイズコートを用いなかった点を除いて全く同じである。例１で述べたと同じ手順に従い評価し、そして得られた結果を図３に示した。
詳細に見てみると、性能は従来の公知の製品と比べて依然として良好であるが、粘度を変性したサイズコートをもちいた製品よりは、良いものとはいえない。このことは、或る程度のより低い粘度でのサイズは凝集砥粒の気孔に有利な効果を軽減するという考察が明らかとなっている。
【０１２１】
例９
ここでの例は本発明による２つのデスクの性能を比較し、いづれも標準（例８でテストしたデスクの如く変性せずに粘度を上げた）サイズコートである。この場合、デスク間における唯一の相違は、凝集砥粒を形成するために研磨粒子を共に結合するのに使用した結合剤にある。“Ｖｉｔｒｉｆｉｅｄ  ＳＣＡ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｉｚｅ  Ｃｏａｔ”とされる試料については、結合剤はガラス質であって、この試料は上で述べたように例８でテストしたものである。“Ｏｒｇａｎｉｃ  ＳＣＡ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｉｚｅ  Ｃｏａｔ”とされる試料については、結合剤は有機結合剤であって、凝集物中の播種ゾルゲル  アルミナ研磨粒子はグリットサイズ８０より少し粗い。しかしながら、多孔度は実質的に同じである。前記の例で用いたと同じテスト手法によって得た比較データを、図４の図面に示したようにグラフにプロットした。
【０１２２】
このグラフから、より粗いグリットは金属を削り除く速度はより早いと予期できるとしても、“Ｏｒｇａｎｉｃ  ＳＣＡ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｉｚｅ  Ｃｏａｔ”デスクに関し、ビトリファイド結合凝集物は有機結合凝集物よりも多少性能が良いということが評価できる。この相違はデスクの寿命の段階において特に意味がある。
上のデータから、特に凝集物を共に保持している結合がガラス質結合である場合には凝集砥粒を使用すると公知のデスクより顕著な改善が認められ、また凝集物を使用してコーテッド研磨剤を製造する場合にはサイズ剤（ｓｉｚｅ）は気孔の損失を防止するために用いる通常よりは、より高い粘度であることがはっきりとわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年3月10日(2005.3.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏材料とこの裏材料に結合物質により密着された凝集砥粒を含むコーテッド研磨剤であって、
使用された凝集砥粒は三元構造において相互に密着した複数の研磨粒子を含み、
各粒子は少なくとも隣接する粒子と粒子結合物質により結合され、
粒子結合物質は凝集物内において実質的に完全に結合ポストの形で不連続相として存在し、
かつ凝集物は独立状態の研磨粒子による荒充填容積と比べて少なくとも２％低い荒充填容積を有することを特徴とするコーテッド研磨剤。
【請求項２】
研磨粒子は凝集物の全固体の容積をベースにして５から２５容積％のビトリアス、ガラス−セラミック、有機及び金属粒子結合物質から成る群から選ばれた粒子結合剤によって相互に密着して、凝集砥粒に含まれている請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３】
粒子結合剤はビトリアス結合物質である請求項２記載のコーテッド研磨剤。
【請求項４】
裏材料に砥粒を密着させている結合剤は有機樹脂である請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項５】
結合剤は少なくとも１５００センチポイズの粘度を有する有機樹脂である請求項４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項６】
結合剤の粘度は充填物質を使用して調整される請求項５記載のコーテッド研磨剤。
【請求項７】
研磨粒子は凝集砥粒の製造において粉砕助剤、充填剤及び気孔形成剤から成る群から選ばれる少なくとも一つの非研磨物質と共に添加物に使用される請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項８】
研磨粒子は異なった研磨性質の研磨粒子、異なった寸法の研磨粒子及びこれらの混合物から成る群から選ばれる請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項９】
凝集砥粒はビトリアス及び金属結合物質から選ばれる粒子結合剤を含み、並びに凝集砥粒はＵＰ方法を用いて裏材料の上に沈着している請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１０】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスの中に分散している請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１１】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスの中に分散している請求項５記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１２】
コーテッド研磨剤の表面は複数のばらばらの形状を含む処理した面を有する請求項５記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１３】
凝集砥粒は規則的な配列で裏材料に沈着した形状構造の形態で存在する請求項１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１４】
裏材料並びに次の工程を含む方法によって製造された複数の凝集砥粒を結合剤によって裏材料に密着させものを包含するコーテッド研磨剤であり、該方法は
ａ）研磨粒子並びにビトリファイド結合物質、ビトリファイド物質、セラミック物質、無機結合剤、有機結合剤、水、溶剤及びこれらを組み合せたものから本質的に成る群から選ばれた粒子結合剤物質とをロータリ仮焼用キルンに調整された供給速度で供給し、
ｂ）このキルンを調整した速度で回転し、
ｃ）この混合物を供給速度及びキルンの速度から決定した加熱速度で約１４５から１，３００℃の温度に加熱し、
ｄ）結合剤が粒子に密着しそして複数の粒子が共に密着して焼結した凝集砥粒になるまでキルンの中で粒子と粒子結合剤を混転し、そして
ｅ）焼結した凝集物をキルンから回収することであり、ここで焼結した凝集砥粒は初期三次元形状であって、構成する粒子の対応する荒充填容積よりは少なくとも２％低い荒充填容積を有し、そして複数の研磨粒子を含んでいる上記コーテッド研磨剤。
【請求項１５】
研磨粒子は凝集物の全固体の容積をベースにして５から２５容積％のビトリアス、ガラス−セラミック、有機及び金属粒子結合物質から成る群から選ばれた粒子結合剤によって相互に密着して、凝集砥粒に含まれている請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１６】
粒子結合剤はビトリアス結合物質である請求項１５記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１７】
裏材料に砥粒を密着させている結合剤は有機樹脂である請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１８】
結合剤は少なくとも１５００センチポイズの粘度を有する有機樹脂である請求項１７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項１９】
結合剤の粘度は充填物質を使用して調整される請求項１８記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２０】
研磨粒子は凝集砥粒の製造において粉砕助剤、充填剤及び気孔形成剤から成る群から選ばれる少なくとも一つの非研磨物質と共に添加物に使用される請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２１】
研磨粒子は異なった研磨性質の研磨粒子、異なった寸法の研磨粒子及びこれらの混合物から成る群から選ばれる請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２２】
凝集砥粒はビトリアス及び金属結合物質から選ばれる粒子結合剤を含み、並びに凝集砥粒はＵＰ方法を用いて裏材料の上に沈着している請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２３】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスの中に分散している請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２４】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスの中に分散している請求項１８記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２５】
コーテッド研磨剤の表面は複数のばらばらの形状を含む処理した面を有する請求項１８記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２６】
凝集砥粒は規則的な配列で裏材料に沈着した形状構造の形態で存在する請求項１４記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２７】
裏材料並びに次の工程を含む方法によって製造された複数の凝集砥粒を結合剤によって裏材料に密着させものを包含するコーテッド研磨剤であり、該方法は
ａ）研磨粒子を粒子結合剤とをロータリ仮焼用キルンに調整された供給速度で供給し、
ｂ）このキルンを調整した速度で回転し、
ｃ）この混合物を供給速度及びキルンの速度から決定した加熱速度で約１４５から１，３００℃の温度に加熱し、
ｄ）結合剤が粒子に密着しそして三次元構造を有し、構成する粒子の対応する荒充填容積と比べて少なくとも２％低い荒充填容積を有する複数の凝集砥粒を形成するために複数の粒子が密着するまでキルンの中で粒子と粒子結合剤を混転し、そして
ｅ）焼結した凝集物をキルンから回収することによって得られた複数の凝集砥粒である、上記コーテッド研磨剤。
【請求項２８】
凝集砥粒は凝集物の全固体の容積をベースにして５から２５容積％のビトリアス、ガラス−セラミック、有機及び金属粒子結合物質から成る群から選ばれた粒子結合剤によって相互に密着して研磨粒子を含む請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項２９】
粒子結合剤はビトリアス結合物質である請求項２８記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３０】
裏材料に砥粒を密着させている結合剤は有機樹脂である請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３１】
結合剤は少なくとも１５００センチポイズの粘度を有する有機樹脂である請求項３０記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３２】
粘度は充填物質を使用して調整される請求項３１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３３】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスに分散している請求項２６記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３４】
凝集砥粒は結合剤のマトリックスに分散している請求項３１記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３５】
研磨粒子は凝集砥粒の製造において粉砕助剤、充填剤及び気孔形成剤から成る群から選ばれる少なくとも一つの非研磨物質と共に添加物に使用される請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３６】
研磨粒子は異なった研磨性質の研磨粒子、異なった寸法の研磨粒子及びこれらの混合物から成る群から選ばれる請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３７】
凝集砥粒はビトリアス及び金属結合物質から選ばれる粒子結合剤を含み、並びに凝集砥粒はＵＰ方法を用いて裏材料の上に沈着している請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３８】
コーテッド研磨剤の表面は複数のばらばらの形状を含む処理した面を有する請求項３３記載のコーテッド研磨剤。
【請求項３９】
凝集砥粒は規則的な配列で裏材料に沈着した形状構造の形態で存在する請求項２７記載のコーテッド研磨剤。
【国際調査報告】
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