(57)【要約】  研磨物品は、突出研磨材ユニット（４００）のアレイを含む。各ユニットは、基部と、基部と同一平面である平面上に投影されると基部から中心が外れる遠位の頂端部とを有する。研磨物品は、上記の研磨材ユニット（４００）を含むように形成された研磨コーティングに結合されたバッキングを含む。研磨物品の製造方法は、製造ツール、研磨スラリー、およびバッキングを挟持することを含む。スラリー中のバインダーは、製造中に硬化される。研磨物品は、ワークピースを研磨するために使用することができる。
2007505754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の突出ユニットの研磨材アレイであって、
各ユニットが、少なくとも砥粒およびバインダーで構成された本体を有し、各本体が、基部と、前記基部から最も遠位の領域とを有し、
前記研磨材アレイが、二次元に分配された複数の突出ユニットを含み、
各突出ユニットが、周縁部を有する基部を有し、
各ユニットでは、そのそれぞれの遠位領域は、そのそれぞれの基部と同一平面である平面に投影されると前記基部の周縁部の範囲内に入り、前記遠位領域の投影と前記基部の中心点との間のオフセットベクトルが定義され、
複数の突出ユニットの前記オフセットベクトルがゼロの限界まで近づく総和を示さない研磨材アレイ。
【請求項２】
各遠位領域が線状である、請求項１に記載の研磨材アレイ。
【請求項３】
各遠位領域が直線である、請求項２に記載の研磨材アレイ。
【請求項４】
各線状領域が曲線である、請求項２に記載の研磨材アレイ。
【請求項５】
各基部が平行四辺形である、請求項１に記載の研磨材アレイ。
【請求項６】
前記平行四辺形の側部がどれも、前記研磨材アレイが配置される物品の縁部に平行でない、請求項５に記載の研磨材アレイ。
【請求項７】
各ユニットでは、そのそれぞれの遠位領域は、そのそれぞれの基部と同一平面である平面に投影されると前記基部の周縁部の範囲内に入る、請求項１に記載の研磨材アレイ。
【請求項８】
連続的な基部が当接しない、請求項１に記載の研磨材アレイ。
【請求項９】
表側および裏側表面を有するバッキングと、
前記バッキングの表側表面に結合された研磨コーティングと、
を含む研磨物品であって、
前記研磨コーティングが、二次元に分配された複数の突出ユニットを含み、
各突出ユニットが、周縁部を有する基部を有し、
各ユニットでは、そのそれぞれの遠位領域は、そのそれぞれの基部と同一平面である平面に投影されると前記基部の周縁部の範囲内に入り、前記遠位領域の投影と前記基部の中心点との間のオフセットベクトルが定義され、
複数の突出ユニットの前記オフセットベクトルがゼロの限界まで近づく総和を示さない研磨物品。
【請求項１０】
各遠位領域が線状である、請求項９に記載の研磨物品。
【請求項１１】
各遠位領域が直線である、請求項１０に記載の研磨物品。
【請求項１２】
各遠位領域が曲線である、請求項１０に記載の研磨物品。
【請求項１３】
各基部が平行四辺形である、請求項９に記載の研磨物品。
【請求項１４】
前記平行四辺形の側部がどれも、研磨材アレイが配置される物品の縁部に平行でない、請求項１３に記載の研磨物品。
【請求項１５】
各ユニットでは、そのそれぞれの遠位領域は、そのそれぞれの基部と同一平面である平面に投影されると前記基部の周縁部の範囲内に入る、請求項９に記載の研磨物品。
【請求項１６】
連続的な基部が当接しない、請求項９に記載の研磨物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨材アレイ、研磨物品、このような研磨物品の製造方法およびこのような研磨物品の使用方法に関する。該研磨物品は、研磨コーティングがバッキングの少なくとも１つの表面に結合されたバッキングを含む。研磨コーティングは、有用なジオメトリを示す突出ユニットを含むように形作られる。
【背景技術】
【０００２】
研磨物品は、百年をはるかに超える間、ワークピース表面を研磨および仕上げするために用いられてきた。これらの用途は、高研削量の高圧金属研削方法から、眼科用レンズなどの微細研磨までの範囲にわたっている。一般に、研磨物品は、互いに結合される（例えば、結合された研磨または研削ホイール）か、あるいはバッキングに結合された（例えば、被覆研磨材）複数の研磨粒子を含む。被覆研磨材では、通常は単一層、場合によっては２層の研磨粒子が存在する。これらの研磨粒子が磨耗すると被覆研磨材は本質的に摩滅し、通常は廃棄される。
【０００３】
構造化研磨材は、特許文献１（ピーパー（Ｐｉｅｐｅｒ）ら）によって教示される。重要なことには、ピーパーにより教示される構造化研磨材は、比較的高いカット比と、ワークピース表面の比較的微細な表面仕上げとをもたらす。構造化研磨材は、バッキングに結合された無作為でない正確に形作られた研磨複合体を含む。
【０００４】
ピーパーにより教示されるもののような構造化研磨材は、高カット比などの望ましい特徴を示すが、それでも構造化研磨材は、時間が経てばその有効性を失う傾向がある。従って、構造化研磨材は、その初めの３または４回の研磨サイクルにおいて特定のカット比（例えば、１サイクルあたりのグラム数で表現される）をもたらすが、５または１０サイクル後には、その初期の値のほんの一部のカット比しかもたらすことができない。このようなカット比の低下は、効率的な研磨技術を提供するという目標に反する。
【特許文献１】米国特許第５，１５２，９１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のことから明らかであるように、構造化研磨材がその寿命を長くし、そしてそのカット比の低下を最小限にするように製造され得る方式が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、研磨材アレイ、研磨物品、研磨物品の製造方法および研磨物品の使用方法に関する。本発明の１つの実施形態によると、複数の突出ユニットの研磨材アレイは、各ユニットが少なくとも砥粒およびバインダーで構成された本体を有するような構造であり得る。各本体は、基部と、基部から最も遠位の領域とを有することができる。研磨材アレイは、二次元に分配された複数の突出ユニットを含むことができる。各突出ユニットは、周縁部を有する基部を有する。各ユニットでは、そのそれぞれの遠位領域は、そのそれぞれの基部と同一平面である平面に投影されると、遠位領域の投影と基部の中心点との間のオフセットベクトルを定義する。複数の突出ユニットのオフセットベクトルは、ゼロの限界まで近づく総和を示さない。
【０００７】
本発明のもう１つの実施形態によると、研磨物品は、表側および裏側表面を有するバッキングを含む。研磨コーティングは、バッキングの表側表面に結合され得る。研磨コーティングは、二次元に分配された複数の突出ユニットを含むことができる。各突出ユニットは、周縁部を有する基部を有する。各ユニットでは、そのそれぞれの遠位領域は、そのそれぞれの基部と同一平面である平面に投影されると、遠位領域の投影と基部の中心点との間のオフセットベクトルを定義する。複数の突出ユニットのオフセットベクトルは、ゼロの限界まで近づく総和を示さない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、研磨材アレイ、研磨物品、研磨物品の製造方法および研磨物品の使用方法に関する。
【０００９】
図１を参照すると、研磨物品２０は、境界２５により隔てられた研磨複合体２２を含む。研磨複合体は、バッキング２１の表面に結合される。複合体の形状に関連する境界によって、１つの研磨複合体は、別の隣接する研磨複合からいくらか隔てられるようにされる。個々の研磨複合体を形成するために、研磨複合体の形状を形成する境界の部分は、互いに隔てられていなければならない。図２において、基部、または研磨複合体のバッキングに最も近い部分は、その隣の研磨複合体と当接できることに注意されたい。研磨複合体２２は、バインダー２３中に分配された複数の研磨粒子２４と、研削助剤２６とを含む。また、研磨複合体のいくつかは当接するが、他の研磨複合体はその間に開放空間を有する、バッキングに結合された研磨複合体の組み合わせを有することも本発明の範囲内である。
【００１０】
バッキング
本発明のバッキングは表側表面および裏側表面を有し、従来のどの研磨材バッキングでもよい。有用なバッキングの例としては、高分子フィルム、プライマー処理した高分子フィルム、布、紙、バルカンファイバー、不織布、およびこれらの組み合わせがある。その他の有用なバッキングとしては、米国特許第５，３１６，８１２号明細書に開示されるような繊維強化熱可塑性バッキング、ならびに国際公開第９３／１２９１１号パンフレットに開示されるような継ぎ目のない無端バッキングがあげられる。またバッキングは、バッキングを密封するためおよび／またはバッキングのいくつかの物理特性を変更するための処理を含有することもできる。これらの処理は、当該技術分野においてよく知られている。
【００１１】
またバッキングは、得られる被覆研磨材を支持パッドまたはバックアップパッドに固定できるようにするために、その裏側表面に取付手段を有することもできる。この取付手段は、上記の米国特許第５，３１６，８１２号明細書に開示されるように、感圧接着剤、フックアンドループ取付けシステムの一方の表面、またはねじ山の付いた突出部であり得る。あるいは、本願譲受人の米国特許第５，２０１，１０１号明細書（参照によって以下に援用される）に記載されるように、互いにかみ合った取付けシステムが存在してもよい。
【００１２】
また研磨物品の裏側は、スリップ防止または摩擦コーティングを含有することもできる。このようなコーティングの例としては、接着剤中に分散された無機微粒子（例えば、炭酸カルシウムまたは石英）があげられる。
【００１３】
研磨コーティング
研磨粒子
研磨粒子は、通常、約０．１〜１５００マイクロメートルの範囲、普通は約０．１〜４００マイクロメートルの間、好ましくは０．１〜１００マイクロメートルの間、最も好ましくは０．１〜５０マイクロメートルの間の粒径を有する。研磨粒子は、少なくとも約８、より好ましくは約９のモース硬度を有するのが好ましい。このような研磨粒子の例としては、溶融酸化アルミニウム（茶色酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウムおよび白色酸化アルミニウムを含む）、セラミック酸化アルミニウム、緑色炭化ケイ素、炭化ケイ素、クロミア、アルミナジルコニア、ダイアモンド、酸化鉄、セリア、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、ガーネットおよびこれらの組み合わせがあげられる。
【００１４】
用語「研磨粒子」は、単一の研磨粒子が一緒に結合されて、研磨凝集体を形成する場合も包含する。研磨凝集体は、米国特許第４，３１１，４８９号明細書、同第４，６５２，２７５号明細書、および同第４，７９９，９３９号明細書（参照によって本明細書中に援用される）に更に記載されている。
【００１５】
また、研磨粒子上に表面コーティングを有することも、本発明の範囲内である。表面コーティングは、多くの異なる機能を有することができる。場合によって、表面コーティングは、研磨粒子のバインダーへの接着を増大させたり、研磨粒子の研磨特性を変更したりする。表面コーティングの例としては、カップリング剤、ハライド塩、シリカを含む金属酸化物、耐火性金属窒化物、耐火性金属炭化物などがある。
【００１６】
研磨複合体中には、希釈粒子が存在してもよい。これらの希釈粒子の粒径は、研磨粒子と同程度の大きさでよい。このような希釈粒子の例としては、石膏、大理石、石灰岩、フリント（ｆｌｉｎｔ）、シリカ、ガラスバブル、ガラスビーズ、アルミニウムケイ酸塩などがある。
【００１７】
バインダー
研磨粒子は有機バインダー中に分散されて、研磨複合体を形成する。バインダーは、有機重合性樹脂を含むバインダー前駆体から誘導される。本発明の研磨物品を製造する間、バインダー前駆体は、重合または硬化工程の開始に役立つエネルギー源に曝露される。エネルギー源の例としては熱エネルギーおよび放射エネルギーがあり、後者は、電子ビーム、紫外光、および可視光を含む。この重合工程の間に、樹脂は重合され、バインダー前駆体は凝固したバインダーに変化される。バインダー前駆体が凝固すると、研磨コーティングが形成される。また研磨コーティング中のバインダーは、通常、研磨コーティングのバッキングへの接着を担う。
【００１８】
本発明で使用するための２つの好ましい種類の樹脂、縮合硬化性樹脂および付加重合性樹脂が存在する。好ましいバインダー前駆体は、付加重合性樹脂を含む。というのは、これらの樹脂は、放射エネルギーへの暴露によって容易に硬化されるからである。付加重合性樹脂は、カチオン機構またはフリーラジカル機構によって重合することができる。使用されるエネルギー源およびバインダー前駆体の化学的性質に依存して、重合の開始を助けるために硬化剤、開始剤、または触媒が好ましいこともある。
【００１９】
典型的で好ましい有機樹脂の例としては、フェノール樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アクリレート化ウレタン、アクリレート化エポキシ、エチレン性不飽和化合物、ペンダント不飽和カルボニル基を有するアミノプラスト誘導体、少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体、少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアネート誘導体、ビニルエーテル、エポキシ樹脂、ならびにこれらの混合物および組み合わせがあげられる。用語「アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートを包含する。
【００２０】
フェノール樹脂は、その熱特性、有効性、およびコストのために、研磨物品バインダーにおいて広く使用されている。２つの型のフェノール樹脂、レゾールおよびノボラックがある。レゾールフェノール樹脂は、１対１以上、通常は１．５：１．０〜３．０：１．０であるホルムアルデヒド対フェノールのモル比を有する。ノボラック樹脂は、１対１より小さいホルムアルデヒド対フェノールのモル比を有する。市販のフェノール樹脂の例としては、オクシデンタル・ケミカルズ社（Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐ．）からの商品名「デュレズ（Ｄｕｒｅｚ）」および「バルカム（Ｖａｒｃｕｍ）」と、モンサント（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）からの商品名「レジノックス（Ｒｅｓｉｎｏｘ）」と、アシュランド・ケミカル社（Ａｓｈｌａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）からの商品名「エアロフェン（Ａｅｒｏｆｅｎｅ）」と、アシュランド・ケミカル社からの「エアロタップ（Ａｅｒｏｔａｐ）」とによって知られているものがある。
【００２１】
アクリレート化ウレタンは、ヒドロキシ末端のイソシアネートＮＣＯ延長ポリエステルまたはポリエーテルのジアクリレートエステルである。市販のアクリレート化ウレタンの例としては、モートン・チオコール・ケミカル（Ｍｏｒｔｏｎ  Ｔｈｉｏｋｏｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）から入手可能な商品名「ユビセイン（ＵＶＩＴＨＡＮＥ）７８２」、ならびにラドキュア・スペシャルティーズ（Ｒａｄｃｕｒｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ）から入手可能な商品名「ＣＭＤ６６００」、「ＣＭＤ８４００」、および「ＣＭＤ８８０５」で知られているものがある。
【００２２】
アクリレート化エポキシは、ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジアクリレートエステルなどのエポキシ樹脂のジアクリレートエステルである。市販のアクリレート化エポキシの例としては、ラドキュア・スペシャルティーズから入手可能な商品名「ＣＭＤ３５００」、「ＣＭＤ３６００」、および「ＣＭＤ３７００」で知られているものがある。
【００２３】
エチレン性不飽和樹脂は、炭素、水素、および酸素、そして任意で窒素およびハロゲンの原子を含有するモノマーおよびポリマー化合物の両方を含む。酸素または窒素原子もしくはその両方は、一般に、エーテル、エステル、ウレタン、アミド、および尿素基中に存在する。
【００２４】
エチレン性不飽和化合物は、好ましくは約４，０００未満の分子量を有し、脂肪族モノヒドロキシ基または脂肪族ポリヒドロキシ基を含有する化合物と、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸などの不飽和カルボン酸との反応から製造されるエステルであるのが好ましい。アクリレート樹脂の代表例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルトルエン、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートおよびペンタエリスリトールテトラアクリレートがあげられる。その他のエチレン性不飽和樹脂としては、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、およびＮ，Ｎ−ジアリルアドキプアミド（ｄｉａｌｌｙｌａｄｋｉｐａｍｉｄｅ）などの、モノアリル、ポリアリル、およびポリメタリルエステルならびにカルボン酸のアミドがあげられる。更にその他の窒素含有化合物としては、トリス（２−アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、１，３，５−トリ（２−メチアクリロキシエチル（ｍｅｔｈｙａｃｒｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌ））−トリアジン、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、およびＮ−ビニルピペリドンがあげられる。
【００２５】
アミノプラスト樹脂は、１つの分子またはオリゴマーあたり、少なくとも１つのペンダントα，β−不飽和カルボニル基を有する。これらの不飽和カルボニル基は、アクリレート、メタクリレート、またはアクリルアミド型の基であり得る。このような材料の例としては、Ｎ−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−オキシジメチレンビスアクリルアミド、オルトおよびパラアクリルアミドメチル化フェノール、アクリルアミドメチル化フェノールノボラック、およびこれらの組み合わせがあげられる。これらの材料は、米国特許第４，９０３，４４０号明細書および同第５，２３６，４７２号明細書（いずれも参照によって本明細書中に援用される）に更に記載されている。
【００２６】
少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体および少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアネート誘導体は、参照によって以下に援用される米国特許第４，６５２，２７４号明細書に更に記載されている。好ましいイソシアヌレート材料は、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリレートである。
【００２７】
エポキシ樹脂はオキシランを有し、開環により重合される。このようなエポキシド樹脂には、モノマーエポキシ樹脂およびオリゴマーエポキシ樹脂が含まれる。いくつかの好ましいエポキシ樹脂の例としては、２，２−ビス［４−（２，３−エポキシプロポキシ）−フェニルプロパン］（ビスフェノールのジグリシジルエーテル）、ならびにシェル・ケミカル社（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）から入手可能な商品名「エポン（Ｅｐｏｎ）８２８」、「エポン１００４」、および「エポン１００１Ｆ」、ダウ・ケミカル社（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）から入手可能な商品名「ＤＥＲ−３３１」、「ＤＥＲ−３３２」、および「ＤＥＲ−３３４」などの市販の材料があげられる。その他の適切なエポキシ樹脂としては、フェノールホルムアルデヒドノボラックのグリシジルエーテル（例えば、ダウ・ケミカル社から入手可能な「ＤＥＮ−４３１「および「ＤＥＮ−４２８」）がある。
【００２８】
本発明のエポキシ樹脂は、適切なカチオン硬化剤を添加して、カチオン機構によって重合することができる。カチオン硬化剤は酸源を生成して、エポキシ樹脂の重合を開始させる。これらのカチオン硬化剤は、オニウムカチオンと、金属または半金属のハロゲン含有錯体アニオンとを有する塩を含むことができる。その他のカチオン硬化剤には、参照によって以下に援用される米国特許第４，７５１，１３８号明細書（６欄、６５行〜９欄、４５行）に更に記載される、有機金属錯体カチオンと、金属または半金属のハロゲン含有錯体アニオンとを有する塩が含まれる。もう１つの例は有機金属塩であり、米国特許第４，９８５，３４０号明細書（４欄、６５行〜１４欄、５０行）、ならびに欧州特許出願第３０６，１６１号明細書および同第３０６，１６２号明細書（両方とも１９８９年３月８日に公開）（全て参照によって援用される）には、オニウム塩が記載されている。更に他のカチオン硬化剤としては、欧州特許出願第１０９，５８１号明細書（１９８３年１１月２１日公開、参照によって援用される）に記載される有機金属錯体のイオン性塩があり、この場合、金属は、周期表のＩＶＢ、ＶＢ、ＶＩＢ、ＶＩＩＢおよびＶＩＩＩＢ族の元素から選択される。
【００２９】
フリーラジカル硬化性樹脂に関して、場合によって、研磨スラリーは、更に、フリーラジカル硬化剤を含むのが好ましい。しかしながら、電子ビームエネルギー源の場合には、電子ビーム自体がフリーラジカルを発生させるので、硬化剤は必ずしも必要であるとは限らない。
【００３０】
フリーラジカル熱開始剤の例としては、過酸化物、例えば過酸化ベンゾイル、アゾ化合物、ベンゾフェノン、およびキノンがあげられる。紫外光または可視光のいずれかのエネルギー源では、この硬化剤は、光開始剤と呼ばれることもある。紫外光に露光されたときにフリーラジカル源を生成する開始剤の例としては、有機過酸化物、アゾ化合物、キノン、ベンゾフェノン、ニトロソ化合物、アクリルハライド、ヒドロゾン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、トリアクリルイミダゾール、ビスイミダゾール、クロロアルキトリアジン（ｃｈｌｏｒｏａｌｋｙｔｒｉａｚｉｎｅ）、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、チオキサントン、およびアセトフェノン誘導体、ならびにこれらの混合物からなる群から選択されるものがあげられるが、これらに限定されない。可視放射に露光されたときにフリーラジカル源を生成する開始剤の例は、三元光開始剤系を含有する被覆研磨材バインダーという表題の米国特許第４，７３５，６３２号明細書（参照によって本明細書中に援用される）において見出すことができる。可視光と共に使用するのに好ましい開始剤は、チバ・ガイギー・コーポレーション（Ｃｉｂａ  Ｇｅｉｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されている「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）３６９」である。
【００３１】
研削助剤
研削助剤は、研磨物品に添加すると研磨の化学的および物理的な工程に著しい影響を有し、改良された性能をもたらす材料、好ましくは微粒子材料と定義される。通常、そして好ましくは、研削助剤は微粒子としてスラリーに添加されるが、液体でスラリーに添加されてもよい。研削助剤の存在は、研削助剤を含有しない研磨物品と比較して、対応する研磨物品の研削効率またはカット比（ｃｕｔ  ｒａｔｅ）（消失された研磨物品の重量あたりの、除去されたワークピースの重量と定義される）を増大させ得る。特に、当該技術分野では、研削助剤は、１）砥粒と研磨中のワークピースとの間の摩擦を低下させる、２）砥粒が「キャッピング（ｃａｐｐｉｎｇ）」することを防止する、すなわち、金属粒子（金属ワークピースの場合）が砥粒の上部に融合されることを防止する、３）砥粒とワークピースの間の界面温度を低下させる、４）必要とされる研削力を低減する、または５）金属ワークピースの酸化を防止する、のいずれかであろうと確信される。一般に研削助剤の添加は、研磨物品の耐用年数を増大させる。
【００３２】
本発明において有用な研削助剤は様々な種類の異なる材料を包含し、無機ベースでも有機ベースでもよい。研削助剤の化学基の例としては、ワックス、有機ハライド化合物、ハライド塩、ならびに金属およびその合金があげられる。有機ハライド化合物は、通常、研磨の間に破壊されて、ハロゲン酸または気体のハライド化合物を放出し得る。このような材料の例としては、テトラクロロナフタレン（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｏｎａｐｈｔａｌｅｎｅ）、ペンタクロロナフタレンおよびポリ塩化ビニルのような塩素化ワックスがある。ハライド塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウムクリオライト、ナトリウムクリオライト、アンモニウムクリオライト、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ある。金属の例としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄チタンがあり、その他の種々雑多な研削助剤としては、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイトおよび金属硫化物がある。また、異なる研削助剤の組み合わせを使用し、場合によってはこれが相乗効果を生じ得ることも本発明の範囲内である。
【００３３】
上記の研削助剤の例は、単なる代表例であることが意図される。本発明において使用するために好ましい研削助剤はクリオライトであり、最も好ましくは、テトラフルオロホウ酸カリウム（ＫＢＦ４）である。
【００３４】
研削助剤は、研磨材ではないと考えられる。すなわち、研削助剤のモース硬度は８未満である。また研削助剤は不純物を含有することもあり、これらの不純物は、研磨物品の性能に著しく悪い影響を与えてはならない。
【００３５】
研削助剤の粒径は、好ましくは、約０．１〜１００マイクロメートルの範囲であり、より好ましくは、１０〜７０マイクロメートルの間である。一般に、研削助剤の粒径は、好ましくは研磨粒子の粒径と等しいか、あるいはそれより小さい。
【００３６】
研磨コーティングは、一般に、少なくとも約１重量％、通常少なくとも約２．５重量％、好ましくは少なくとも約５重量％、より好ましくは少なくとも約１０重量％の研削助剤を含み、そして最も好ましくは、少なくとも約２０重量％の研削助剤を含む。約５０重量％よりも多い研削助剤は、研削性能が低下し得ると理論付けられるので（より少ない研磨粒子が存在するので）、有害であり得る。研削助剤の量が増大するにつれて、カット比により測定される相対的な研削性能も増大することは驚くべきことであった。研磨コーティング中の研削助剤の量が増大するにつれて研磨粒子の相対量は減少するので、これは思いがけないことであった。研削助剤ではなく、研磨粒子がワークピース表面のカッティングを担う。一般に、研磨コーティングは、５〜９０重量％、好ましくは２０〜８０重量％の研磨粒子と、５〜８０重量％、好ましくは５〜４０重量％のバインダーと、５〜６０重量％、好ましくは１０〜４０重量％の研削助剤とを含む。
【００３７】
任意的な添加剤
本発明において有用なスラリーは、更に、例えば、フィラー、繊維、潤滑剤、湿潤剤、チキソトロピー材料、界面活性剤、顔料、染料、帯電防止剤、カップリング剤、可塑剤、および懸濁化剤などの添加剤を任意で含むことができる。これらの材料の量は、所望される特性を提供するように選択される。これらの使用は、研磨複合体の侵食性に影響を与え得る。場合によっては、添加剤は、研磨複合体をより浸食性にするために故意に添加され、それにより、鈍くなった研磨粒子を排除して新しい研磨粒子を露出させる。
【００３８】
本発明において有用な帯電防止剤の例としては、グラファイト、カーボンブラック、酸化バナジウム、保湿剤などがある。これらの帯電防止剤は、米国特許第５，０６１，２９４号明細書、同第５，１３７，５４２号明細書、および同第５，２０３，８８４号明細書に開示されている（参照によって以下に援用される）。
【００３９】
カップリング剤は、バインダー前駆体と、フィラー粒子または研磨粒子との間に結合ブリッジを提供することができる。有用なカップリング剤の例としては、シラン、チタネート、およびジルコアルミネートがある。有用なスラリーは、好ましくは、約０．０１〜３重量％のカップリング剤を含有する。
【００４０】
本発明において有用な懸濁化剤の例は、１５０平方メートル／グラム未満の表面積を有するアモルファスシリカ粒子であり、デグサ社（ＤｅＧｕｓｓａ  Ｃｏｒｐ．）から商品名「ＯＸ−５０」で市販されている。
【００４１】
研磨複合体を含む研磨コーティング
本発明の１つの好ましい態様では、研磨コーティングは、バッキングに結合された複数の研磨複合体の形態である。一般に、各研磨複合体は、正確な形状を有することが好ましい。各複合体の正確な形状は、明確で認識可能な境界によって決定される。これらの明確で認識可能な境界は、研磨物品の断面を走査型電子顕微鏡などの顕微鏡下で検査すると、容易に目で見ることができ、明らかである。比較において、正確な形状を持たない複合体を含む研磨コーティングでは、境界は確定的ではなく、判読しがたいこともある。これらの明確で認識可能な境界は、正確な形状のアウトラインまたは輪郭を形成する。これらの境界は、１つの研磨複合体を別の研磨複合体からいくらか隔てると共に、１つの研磨複合体を別の研磨複合体と区別する。
【００４２】
図１を参照すると、研磨物品１０は、境界２５により隔てられた研磨複合体２２を含む。複合体の形状に関連する境界によって、１つの研磨複合体は、別の隣接する研磨複合体からいくらか隔てられるようにされる。個々の研磨複合体を形成するために、研磨複合体の形状を形成する境界の部分は、互いに隔てられていなければならない。図１において、基部またはバッキングに最も近い研磨複合体の部分は、その隣の研磨複合体に当接できることに注意されたい。研磨複合体２２は、バインダー２３中に分散された複数の研磨粒子２４と、研削助剤２６とを含む。また、研磨複合体のいくつかは当接するが、他の研磨複合体はその間に開放空間を有する、バッキングに結合された研磨複合体の組み合わせを有することも本発明の範囲内である。
【００４３】
場合によっては、形状を形成する境界は平面である。平面を有する形状では、少なくとも３つの平面が存在する。所与の形状のための平面の数は所望のジオメトリによって変化することができ、例えば平面の数は、３から、２０を超える範囲であり得る。一般に、３〜１０の平面、好ましくは３〜６の平面が存在する。これらの平面は交差して所望の形状を形成し、これらの平面が交差する角度は、形状の寸法を決定し得る。
【００４４】
本発明のもう１つの態様では、研磨複合体の一部は、異なる寸法の研磨複合体を隣に有する。本発明のこの態様では、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも５０％および最も好ましくは少なくとも６０％の研磨複合体は、異なる寸法を持つ隣接の研磨複合体を有する。これらの異なる寸法は、研磨複合体の形状、平面境界間の角度、または研磨複合体の寸法に関係し得る。隣の研磨複合体のこれらの異なる寸法の結果、研磨または微細化中のワークピース上に比較的微細な表面仕上げを生じる研磨物品がもたらされる。本発明のこの態様は、更に、１９９３年９月１３日に出願された本願譲受人の同時係属中の米国特許出願第０８／１２０，３００号明細書に記載されている。
【００４５】
研磨複合体形状はどんな形状でもよいが、好ましくは、矩形、円錐形、半円形、円形三角形、四角形、六角形、ピラミッド形、八角形などのジオメトリ形状である。好ましい形状の実施形態は、「ジオメトリ」という表題のセクションにおいて以下で提示される。個々の研磨複合体形状は、本明細書中では、「突出ユニット」と呼ばれることもある。好ましい形状はピラミッド形であり、このピラミッドの基部には、３つまたは４つの側面をつけることができる。また、研磨複合体の断面の表面積は、バッキングから離れると減少する、あるいはその長さに沿って減少することが好ましい。この変化する表面積は、結果として、研磨複合体が使用中に磨耗するにつれて不均一な圧力を生じる。更に、研磨物品の製造中、この変化する表面積の結果、研磨複合体は、製造ツールから容易に解放される。一般に、１平方ｃｍあたり少なくとも５つの個々の研磨複合体が存在する。場合によっては、１平方ｃｍあたり少なくとも５００の個々の研磨複合体が存在し得る。
【００４６】
研磨物品の製造方法
本発明の研磨物品のいずれかを製造するための本質的なステップは、スラリーの調製である。スラリーは、適切な混合技術により、バインダー前駆体、研削助剤、研磨粒子および任意的な添加剤を一緒に混ぜ合わせて製造される。混合技術の例としては低せん断および高せん断混合があるが、高せん断混合が好ましい。研磨スラリーの粘度を低下させるために、混合ステップと組み合わせて超音波エネルギーが用いられてもよい。通常、研磨粒子および研削助剤は、バインダー前駆体中に徐々に添加される。スラリー中の気泡の量は、混合ステップの間、真空に引くことによって最小限にすることができる。場合によっては、通常３０°〜７０℃の範囲でスラリーを加熱し、粘度を低下させるのが好ましい。スラリーは、スラリーが十分に被覆可能であり、研磨粒子および研削助剤がスラリーから沈降しない神学的（ｔｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ）特性を有することが重要である。
【００４７】
エネルギー源
スラリーが製造ツール（以下に説明される）からの転移などによりバッキング上に被覆された後、スラリーをエネルギー源に曝露して、バインダー前駆体中の樹脂の重合を開始させることができる。エネルギー源の例としては、熱エネルギーおよび放射エネルギーがある。エネルギーの量は、バインダー前駆体の化学的性質、研磨スラリーの寸法、研磨粒子の量およびタイプ、ならびに任意的な添加剤の量およびタイプなどのいくつかの因子に依存する。熱エネルギーでは、温度は約３０°〜１５０℃の範囲でよく、一般に４０°〜１２０℃の範囲である。曝露時間は、約５分から、２４時間を超える範囲であり得る。
【００４８】
適切な放射エネルギー源としては、電子ビーム、紫外光、または可視光がある。電離放射としても知られる電子ビーム放射は、約０．１〜約１０Ｍｒａｄのエネルギーレベル、好ましくは約１〜約１０Ｍｒａｄのエネルギーレベルで用いることができる。紫外放射は、約２００〜約４００ナノメートルの範囲内、好ましくは約２５０〜４００ナノメートルの範囲内の波長を有する微粒子ではない放射を指す。可視放射は、約４００〜約８００ナノメートルの範囲内、好ましくは約４００〜約５５０ナノメートルの範囲内の波長を有する微粒子でない放射を指す。３００〜６００ワット／インチの可視光を使用するのが好ましい。
【００４９】
この重合工程が完了した後、バインダー前駆体はバインダーに変化され、スラリーは研磨コーティングに変化される。得られた研磨物品は、一般に、使用できる状態にある。しかしながら、場合によっては、加湿または屈曲などの他の工程が更に必要であることもある。研磨物品は、研磨物品が使用される前に円錐形、無端ベルト、シート、ディスクなどの所望の形態に変えることができる。
【００５０】
製造ツール
本発明の第３および第４の態様に関して、場合によっては、研磨コーティングは正確に成形された研磨複合体として存在するのが好ましい。このタイプの研磨物品を製造するために、通常、製造ツールが必要とされる。
【００５１】
製造ツールは、複数の空洞を含有する。これらの空洞は、実質的に研磨複合体の反対の形状であり、研磨複合体の形状の作成を担う。空洞の寸法は、研磨複合体の所望の形状および寸法を提供するように選択される。空洞の形状または寸法が適切に製造されないと、得られた製造ツールは、研磨複合体の所望の寸法を提供することができない。
【００５２】
空洞は、隣接する空洞の間に空間のあるドットのようなパターンで存在することもできるし、あるいは、空洞は互いに接合されてもよい。空洞は、互いに接合されるのが好ましい。更に、空洞の形状は、研磨複合体の断面積がバッキングから離れると減少するように選択される。
【００５３】
製造ツールは、ベルト、シート、連続シートまたはウェブ、ロートグラビアロールなどのコーティングロール、コーティングロールに取り付けられたスリーブ、またはダイであり得る。製造ツールは、金属、（例えば、ニッケル）、金属合金、またはプラスチックで構成することができる。金属製の製造ツールは、彫刻、ボビング、電鋳、ダイアモンド旋削などの従来の技術によって製造することができる。金属製の製造ツールのための１つの好ましい技法は、ダイアモンド旋削である。
【００５４】
熱可塑性のツールは、金属製マスターツールから複製することができる。マスターツールは、製造ツールに所望されるものと反対のパターンを有し得る。マスターツールは、製造ツールと同じ方法で製造することができる。マスターツールは、好ましくは、金属、例えばニッケルから製造され、ダイアモンド旋削される。熱可塑性シート材料は、任意でマスターツールと共に加熱することができ、２つを一緒にプレスすることにより熱可塑性材料はマスターツールパターンでエンボス加工される。また、熱可塑性樹脂は、マスターツール上に押出または鋳造し、次にプレスすることもできる。熱可塑性材料は冷却されて凝固し、製造ツールを作り出す。好ましい熱可塑性樹脂製の製造ツールの材料の例としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、およびこれらの組み合わせがあげられる。熱可塑性樹脂製の製造ツールが用いられる場合、熱可塑性樹脂製の製造ツールを変形させ得る過剰の熱を発生しないように注意しなければならない。
【００５５】
また、製造ツールは、研磨物品を製造ツールから容易に解放可能にするために剥離コーティングを含有してもよい。金属のためのこのような剥離コーティングの例としては、硬質炭化物、窒化物またはホウ化物コーティングがある。熱可塑性樹脂のための剥離コーティングの例としては、シリコーンおよびフルオロケミカルがある。
【００５６】
図２に示される本発明の研磨物品を製造するための１つの方法は、図２に示されている。バッキング４１は、捲き戻しステーション４２を出て行き、同時に製造ツール４６は、捲き戻しステーション４５を出て行く。製造ツール４６は、被覆ステーション４４によってスラリーで被覆される。粘度を低下させるために、被覆の前にスラリーを加熱すること、および／またはスラリーを超音波にさらすことも可能である。被覆ステーションは、ドロップダイコーター（ｄｒｏｐ  ｄｉｅ  ｃｏａｔｅｒ）、ナイフコーター、カーテンコーター、真空ダイコーターまたはダイコーターなどの従来の被覆手段でよい。被覆の間、気泡の形成は最小限にされなければならない。好ましい被覆技術は、米国特許第３，５９４，８６５号明細書、同第４，９５９，２６５号明細書、および同第５，０７７，８７０号明細書（全て参照によって本明細書中に援用される）に開示されるような真空流体ベアリングダイ（ｖａｃｕｕｍ  ｆｌｕｉｄ  ｂｅａｒｉｎｇ  ｄｉｅ）である。製造ツールが被覆されたら、バッキングおよびスラリーは、スラリーがバッキングの表側表面を湿潤させるように、任意の手段で接触させられる。図２において、スラリーは、接触ニップロール４７によってバッキングと接触させられる。また接触ニップロール４７は、次に、得られた構造を支持ドラム４３に対して押圧する。エネルギー源４８（好ましくは可視光源）は、十分な量のエネルギーをスラリー中に透過させ、バインダー前駆体を少なくとも部分的に硬化させる。部分的に硬化という用語は、逆さにした試験管からスラリーが流出しない状態までバインダー前駆体が重合されることを意味する。バインダー前駆体は、任意のエネルギー源により、製造ツールから取り外されたらすぐに完全に硬化され得る。これに続いて、製造ツールは、もう一度製造ツールを再使用できるようにマンドレル４９に巻き直される。任意で、製造ツールは、前駆体が少しも硬化しないうちにバインダー前駆体から取り外されてもよい。取り外された後、前駆体は硬化され、製造ツールは、再使用のためにマンドレル４９に巻き直され得る。更に、研磨物品１２０は、マンドレル１２１に巻き取られる。バインダー前駆体が完全に硬化されていなければ、バインダー前駆体は、時間経過によって、および／またはエネルギー源への曝露によって完全に硬化させることができる。この第１の方法に従う研磨物品を製造するための更なるステップは、米国特許第５，１５２，９１７号明細書および１９９３年１月１４日に出願された米国特許出願第０８／００４，９２９号明細書に更に記載されており、いずれも参照によって本明細書中に援用される。無作為に形作られた研磨複合体は、１９９３年９月１３日出願の同時係属中の米国特許出願第０８／１２０，３００号明細書（参照によって本明細書中に援用される）に記載される工具および手順によって製造することができる。
【００５７】
バインダー前駆体は、放射エネルギーによって硬化されるのが好ましい。放射エネルギーは、製造ツールが放射エネルギーをあまり吸収しない限りは、製造ツールを透過することができる。更に、放射エネルギー源は、製造ツールをあまり劣化させてはならない。熱可塑性樹脂製の製造ツールおよび紫外または可視光を使用するのが好ましい。
【００５８】
スラリーは、製造ツールの空洞内ではなく、バッキング上に被覆させることもできる。次に、スラリーが被覆されたバッキングは、スラリーが製造ツールの空洞内に流れ込むように製造ツールと接触させられる。研磨物品を製造するための残りのステップは、上記で詳述したものと同じである。
【００５９】
図３にはもう１つの方法が示されている。バッキング５１は、捲き戻しステーション５２を出て行き、スラリー５４は、被覆ステーション５３によって製造ツール５５の空洞内に被覆される。スラリーは、ドロップダイコーティング、ロールコーティング、ナイフコーティング、カーテンコーティング、真空ダイコーティング、またはダイコーティングなどの多くの技法のうちの１つによって、ツール上に被覆させることができる。この場合もやはり、粘度を低下させるために、被覆の前にスラリーを加熱すること、および／またはスラリーを超音波にさらすことが可能である。被覆の間、気泡の形成は最小限にされなければならない。次に、バッキングと、研磨スラリーを含有する製造ツールとは、スラリーがバッキングの表側表面を湿潤させるように、ニップロール５６によって接触させられる。次に、スラリー中のバインダー前駆体は、エネルギー源５７に曝露することにより少なくとも部分的に硬化される。この少なくとも部分的な硬化の後、スラリーは、バッキングに結合または接着した研磨複合体５９に変化される。得られた研磨物品は、ニップロール５８によって製造ツールから取り外され、捲き直しステーション６０に巻き取られる。任意で、製造ツールは、前駆体が少しも硬化しないうちにバインダー前駆体から取り外されてもよい。製造ツールが取り外されたら、前駆体を硬化させることができる。いずれの場合でも、エネルギー源は、熱エネルギーまたは放射エネルギーであり得る。エネルギー源が紫外光または可視光のいずれかであれば、バッキングは紫外または可視光に対して透過性であるのが好ましい。このようなバッキングの例は、ポリエステルバッキングである。
【００６０】
スラリーは、バッキングの表側表面に直接被覆させることもできる。次に、スラリーが被覆されたバッキングは、スラリーが製造ツールの空洞内を湿潤させるように、製造ツールと接触させられる。研磨物品を製造するための残りのステップは、上記で詳述したものと同じである。
【００６１】
ワークピース表面の微細化方法
本発明のもう１つの態様は、金属表面を研磨する方法に関する。この方法は、本発明の研磨物品と、金属表面を有するワークピースとを摩擦接触させることを伴う。用語「研磨する」は、金属製ワークピースの一部が研磨物品によってカットまたは除去されることを意味する。更に、ワークピース表面に関連する表面仕上げは、通常、この微細化工程の後に減少される。１つの典型的な表面仕上げの尺度はＲａであり、Ｒａは算術的な表面仕上げであり、通常はマイクロインチまたはマイクロメートルで測定される。表面仕上げは、ペルトメータ（Ｐｅｒｔｈｏｍｅｔｅｒ）またはサートロニック（Ｓｕｒｔｒｏｎｉｃ）などのプロファイロメータによって測定することができる。
【００６２】
ワークピース
金属製ワークピースは、軟鋼、ステンレス鋼、チタンなどの金属、金属合金、異種金属合金（ｅｘｏｔｉｃ  ｍｅｔａｌ  ａｌｌｏｙ）などのどのタイプでもよい。ワークピースは平坦でもよいし、あるいは、形状またはそれに関連する輪郭を有していてもよい。
【００６３】
用途に応じて、界面を研磨する力は、約０．１ｋｇから、１０００ｋｇを超えるまでの範囲であり得る。一般には、この範囲は、１ｋｇ〜５００ｋｇの界面を研磨する力である。また、用途に応じて、研磨中に液体が存在してもよい。この液体は、水および／または有機化合物であり得る。典型的な有機化合物の例としては、潤滑剤、油、乳化された有機化合物、切削液、セッケンなどがあげられる。また、これらの液体は、消泡剤、脱脂剤、防蝕剤などのその他の添加剤を含有してもよい。研磨物品は、使用中に、研磨界面で振動してもよい。場合によっては、この振動は、研磨中のワークピースにより微細な表面をもたらすことができる。
【００６４】
本発明の研磨物品は手で使用することもできるし、あるいは、機械と組み合わせて使用することもできる。研磨物品およびワークピースのうちの少なくとも１つまたは両方は、研削中に他方に対して動かされる。研磨物品は、ベルト、テープロール、ディスク、シートなどに加工することができる。ベルト用途では、研磨材シートの２つの自由端部が互いいに接合されて、接合部が形成される。１９９２年７月２４日に出願された本願譲受人の同時係属中の米国特許出願第０７／９１９，５４１号明細書（参照よって以下に援用される）に記載されるような、接合部のないベルトを使用することも本発明の範囲内である。一般に無端研磨材ベルトは、少なくとも１つのアイドラーロールおよびプラテンまたは接触ホイールを横切る。プラテンまたは接触ホイールの硬度は、所望のカット比およびワークピース表面の仕上げを得るように調整される。研磨材ベルトの速度は、所望されるカット比および表面仕上げに依存する。ベルトの寸法は、幅約５ｍｍ〜１，０００ｍｍ、および長さ約５ｍｍ〜１０，０００ｍｍの範囲でよい。研磨材テープは、連続した長さの研磨物品である。これらは、幅が約１ｍｍ〜１，０００ｍｍの範囲、一般には５ｍｍ〜２５０ｍｍの間でよい。研磨材テープは、通常、巻き戻され、テープをワークピースに対して押圧する支持パッドを横切って、次に巻き直される。研磨材テープは、研磨界面を通って連続的に供給され、インデックスを付けることができる。研磨材ディスクは、直径が約５０ｍｍ〜１，０００ｍｍの範囲でよい。通常、研磨材ディスクは、取付手段によってバックアップパッドに固定される。これらの研磨材ディスクは、１００〜２０，０００回転／分、通常１，０００〜１５，０００回転／分で回転することができる。
【００６５】
ジオメトリ
「研磨複合体を含む研磨コーティング」という表題の本開示のセクションにおいて暗示されるように、研磨複合体は、研磨複合体が結合されるバッキングから突出するユニットに形作ることができる。形作られた個々の複合研磨材は、本明細書では「突出ユニット」と呼ばれる。突出ユニットのために選択される特定のジオメトリは、突出ユニットが位置される構造化研磨物品の性能に影響を与え得る。以下に与えられるジオメトリ構成は、高い初期カット比（１サイクルあたりの質量で測定される）を提供し、そして各連続的な研磨サイクルと共に最小限のカット比の低下を示すように選択される。
【００６６】
図４Ａ〜Ｈ、５、ならびに６Ａおよび６Ｂに示される突出ユニット、ならびに本明細書中で説明されるその他の突出ユニットは、上記の製造方法を用いて、上記の材料から構造化することができる。図４Ａ〜Ｈ、５、ならびに６Ａおよび６Ｂは突出ユニット内に砥粒およびバインダーを描いていないが、突出ユニットは砥粒およびバインダーを構成材料として有するので、このような粒およびバインダーが存在することは理解される。
【００６７】
図４Ａは、突出ユニット４００の平面図を描く。突出ユニットは、正方形の形状の基部４０１を有する。基部４０１以外に、突出ユニット４００は、基部４０１の様々な側部のそれぞれから線状頂端部４０６まで延在する４つの側面を有する。図４Ａの視点のために、側面４０３および４０５だけしか見ることができない。
【００６８】
図４Ａから分かるように、線状頂端部４０６は、基部４０１と同一平面である平面に投影されると、基部４０１の反対側に配置される側部の間に延在する。突出ユニットの基部と同一平面である平面への、頂端部４０６などの頂端部の投影について言及する場合、「頂端部の投影」または「線状頂端部の投影」という用語が本明細書中で使用され得る。線状頂端部４０６の投影がその間に延在する、反対側に配置される側部の中心点は、小さいハッシュ（ｈａｓｈｉｎｇ）で識別される。線状頂端部４０６の投影は、反対側に配置された側部の中心点の間に延在しない。
【００６９】
図４Ａの突出ユニットは、図４Ｂに示されるように、二次元アレイに配列され得る。図４Ｂは、各突出ユニット４００の基部が、隣接の突出ユニット４００基部と当接するように配置された実質的に同一の突出ユニット４００のアレイを描く。突出ユニット４００は、バッキング４０８に結合され、研磨物品を形成して示される。図４Ｂに描かれるアレイは、２×２で示されているが、アレイは、原則としてどんなサイズでもよい。更に、図４Ｃに示されるように、アレイは、隣接する突出ユニット４００の基部が互いに当接しないように構成されてもよい。
【００７０】
図４Ｄは、突出ユニット４１０を描く。図４Ｄにおいて分かるように、突出ユニットは、その投影が基部４１４の一方の側部から他方の側部まで延在するのに不十分な長さを有する線状頂端部４１２を有する。従って、側部のそれぞれは、基部４１４から遠位の線状頂端部まで、内側に次第に細くなる。特に、線状頂端部４１２の投影が外挿されれば、その外挿は、基部４１４の反対側に配置される側部のいずれの中心点とも合致しない。このようにして、線状頂端部４１２の投影は、基部４１４の反対側に配置された側部の中心点「の間に」延在しないということができる。
【００７１】
図４Ｅは、更にもう１つの突出ユニット４１６を描く。図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、および４Ｄに描かれる突出ユニットは、そのそれぞれの線状頂端部４１２が、同様の構成の使用により、そのそれぞれの基部の反対側に配置される側部の中心点の間に延在せず、線状頂端部が、そのそれぞれの基部の全ての側部に対して斜めになっているという特徴を示す。図４Ｅに示されるように、線状頂端部４１８の投影は、基部４２０の側部のいくつかに対して平行でもよいが、基部４２０反対側に配置される側部の中心点の間に延在しない。
【００７２】
図４Ｆは、更にもう１つの突出ユニット４２２を描く。図４Ｆは、突出ユニットの頂端部は線状でよいが、直線であることは必須ではないことを実証する。突出ユニット４２２は、曲線の（直線とは対照的に）頂端部４２４を有する。曲線状頂端部４２４の投影は、基部４２６の反対側に配置される側部の中心点の間に延在しない。
【００７３】
図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、および４Ｆにおいて提示された基部は、全て正方形の形状である。このような制限は必須ではない。原則として、基部は任意の閉鎖形状でよい。例えば、基部は規則的または不規則な多角形でもよく、平行四辺形、矩形、または任意の四角形でもよい。基部は、円形または楕円形でもよい。基部の側部は、直線でも曲線でもよい。例えば、図４Ｇに描かれる突出ユニット４２８は４つの側部を有し、そのうち２つは、曲線４３０および４３２である。基部の反対側に配置される曲線側部の中心点は、曲線側部を、第１の区分の長さが第２の区分の長さに等しい２つの区分に分割することにより分かる。例えば、側部４３０は２つの区分、区分ＡＢおよびＢＣに分割されている。中心点である点Ｂは、区分ＡＢの長さが区分ＢＣの長さに等しいように位置決めされる。中心性のその他の尺度を用いて直線でない線の中心点を識別できることは、当業者には理解される。この場合もやはり、線状頂端部４３４の投影は反対側に配置される側部４３０と４３２との間に延在するが、そのそれぞれの中心点は通らない。
【００７４】
図４Ｈは、五角形の形状である基部４３８を有する突出ユニット４３６を描く。側部ＡＢの中心点は小さいハッシュマークで識別される。特に、突出ユニット４３６は、一見したところでは、側部ＡＢの反対に配置される側部を有さないように見える。基部の反対側に配置される側部上の非中心点の間に延在するように線状頂端部４４０を方向付けるために、ＡＢの反対側の側部は、複合区分ＡＣＤＥＢであると考えることができる。区分ＡＣＤの長さは区分ＤＥＢの長さに等しいので、側部ＡＣＤＥＢの中心点は点Ｄである。従って、線状頂端部４４０は、基部４３８の反対側に配置される側部の中心点の間に延在しないことがはっきりと分かる。
【００７５】
図４Ｈに関連した説明から抽出される一般的原理は、特定の方式を使用して、基部の所与の側部の反対側に配置される側部を発見できることである。一言で言えば、基部の所与の側部の範囲を定める一組の側部は、集合的に、所与の側部の反対側に配置される単一の側部であると考えることができる（例えば、側部ＡＣＤＥＢは側部ＡＢの範囲を定め、側部ＡＢの反対側に配置されると考えることができる）。
【００７６】
図５は、突出ユニットの二次元アレイを含む研磨物品５００の斜視図を描いており、そのうちいくつかは参照番号５０２で識別されている。各突出ユニット５０２は、矩形である基部を有する。本発明の１つの実施形態によると、基部の長さおよび幅は、１〜１５０ミルでよい。各基部は、線状頂端部５０４を有する。本発明の１つの実施形態によると、線状頂端部は、６０ミルまで基部よりも上に向けられ得る。図５の基部のそれぞれは、同じサイズおよびジオメトリを有するように描かれているが、いずれの条件も必須ではない。基部は、変化するサイズおよび／またはジオメトリを有してもよい。また、線状頂端部５０４のそれぞれは互いに平行であるように描かれているが、この条件は必須ではない。線状頂端部５０４は、互いに平行でなくてもよい。最後に、線状頂端部のそれぞれは、そのそれぞれの基部から一定の距離であるように描かれているが、この条件も必須ではない。基部とそのそれぞれの線状頂端部５０４との間の距離は、突出ユニット５０２同士の間で変化してもよい。
【００７７】
図６Ａは、突出ユニット６００〜６０６のアレイを描く。突出ユニット６００〜６０６のそれぞれは、実質的に点の形状である頂端部６０８〜６１４を有する。先行する実施例のいずれかの線状頂端部はどれも、線状区分で具体化されるのとは対照的に、点で具体化されてもよい。説明を図６Ａに戻して、突出ユニット６００〜６０６のそれぞれにおいて、頂端部６０８〜６１４は、中心から離れて位置する。各頂端部６０８〜６１４の投影は、それぞれの基部の中心および／または質量中心から頂端部６０８〜６１４の投影まで延在するオフセットベクトルｖ１、ｖ２、ｖ３、およびｖ４を定義する。特に、オフセットベクトルｖ１、ｖ２、ｖ３、およびｖ４の総和は、ゼロに等しくない。例えば、オフセットベクトルｖ１、ｖ２、ｖ３、およびｖ４のそれぞれが単位ベクトルであると仮定すれば、ベクトルの総和は２ｙである。突出ユニットの大型アレイでは、オフセットベクトルの総和は、総計されるベクトルの数が無限大に近づくので、ゼロの限界まで近づかないはずである。
【数１】
2007505754.tif 000003
別の言い方をすると、全体としてみると、アレイは、頂端部６０８〜６１４の位置決めに関して正味の方向性（ｎｅｔ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）を示すはずである。
【００７８】
図６Ｂは、線状頂端部６１６〜６２２を有する突出ユニットに当てはまるような正味の釣り合いの考えを示す。図６Ｂから分かるように、線状頂端部６１６〜６２２の投影は、それぞれの基部の中心および／または質量中心から頂端部６１６〜６２２の投影の中心まで延在するオフセットベクトルｖ１、ｖ２、ｖ３、およびｖ４を定義する。この場合もやはり、突出ユニットの大きいアレイでは、総計されるベクトルの数が無限大に近づくので、オフセットベクトルの総和は、ゼロの限界まで近づかないはずである。
【数２】
2007505754.tif 000004
別の言い方をすると、全体としてみると、アレイは、頂端部６０８〜６１４の位置決めに関して正味の方向性を示すはずである。
【００７９】
本発明の様々な修正および変更は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者には明らかになるであろう。そして本発明が、本明細書中に記載される説明となる実施形態に不当に制限されてはならないことは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明のもう１つの研磨物品の実施形態を示す拡大された断面図である。
【図２】図１の研磨物品の製造方法の該略図である。
【図３】図１の研磨物品のもう１つの製造方法の略図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態に従う突出ユニットの平面図を示す。
【図４Ｂ】本発明の実施形態に従う突出ユニットの平面図を示す。
【図４Ｃ】本発明の実施形態に従う研磨物品の平面図を示す。
【図４Ｄ】本発明の実施形態に従う研磨物品のもう１つの平面図を示す。
【図４Ｅ】本発明の実施形態に従う突出ユニットのもう１つの平面図を示す。
【図４Ｆ】本発明の実施形態に従う突出ユニットのもう１つの平面図を示す。
【図４Ｇ】本発明の実施形態に従う突出ユニットのもう１つの平面図を示す。
【図４Ｈ】本発明の実施形態に従う突出ユニットのもう１つの平面図を示す。
【図５】本発明の実施形態に従うもう１つの研磨物品を示す。
【図６Ａ】本発明の実施形態に従う突出ユニットのアレイを示す。
【図６Ｂ】本発明の実施形態に従う突出ユニットのもう１つのアレイを示す。
【図１】
2007505754.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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