(57)【要約】【課題】新規な構成の研磨媒体およびそれを使用する方法を提供する。【解決手段】多孔性ポリマーベースの材料から作製される剛毛の形態における研磨媒体、媒体を含む装置およびシステム、ならびに媒体、装置、およびシステムを形成および使用する方法が、開示される。平坦でない表面を含む、ワークピースを研磨する際に使用するための剛毛を製造する方法は、発泡ポリマー材料を形成するために液体ポリマー材料と発泡剤を組み合わせるステップ、および発泡ポリマー材料を複数の剛毛に分離するステップを含む。発泡剤は、ある多孔率をポリマー材料に付与するように構成され、多孔率は、０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度によって特徴付けられる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の剛毛を備える、研磨ブラシであって、
前記複数の剛毛の各剛毛は、多孔性ポリマー材料を含み、
前記複数の剛毛の各剛毛は、制約近位端と、非制約遠位端とを備える、
研磨ブラシ。
【請求項２】
前記ポリマー材料は、ポリ尿素、ポリウレタン、およびポリウレタン／ポリ尿素ハイブリッド材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の研磨ブラシ。
【請求項３】
前記ポリマー材料は、ポリエステルポリウレタンおよびポリエーテルポリウレタンのうちの１つを含む、請求項１に記載の研磨ブラシ。
【請求項４】
前記ポリマー材料は、０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を備える、請求項２に記載の研磨ブラシ。
【請求項５】
前記ポリマー材料は、０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を備える、請求項２に記載の研磨ブラシ。
【請求項６】
前記ポリマー材料は、１０ミクロン〜３ミリメートルの範囲内の平均直径を有する細孔によって特徴付けられる、請求項４に記載の研磨ブラシ。
【請求項７】
前記ポリマー材料はさらに、ポリエーテルポリオールを含む、請求項２に記載の研磨ブラシ。
【請求項８】
前記ポリマー材料は、発泡質である、請求項１に記載の研磨ブラシ。
【請求項９】
前記ポリマー材料は、ＭＤＩ（メチレンジフェニルジイソシアネート）およびＴＤＩ（トルエンジイソシアネート）タイプポリエーテルポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の研磨ブラシ。
【請求項１０】
前記ポリマー材料は、ＭＤＩおよびＴＤＩタイプポリエステルポリウレタンのうちの１つを含む、請求項１に記載の研磨ブラシ。
【請求項１１】
前記ポリマー材料は、１つまたはそれを上回る界面活性剤を含む、請求項１に記載の研磨ブラシ。
【請求項１２】
前記界面活性剤のうちの少なくとも１つは、フッ素系界面活性剤を含む、請求項１１に記載の研磨ブラシ。
【請求項１３】
前記各剛毛の制約近位端は、基部プレートに固着される、請求項１に記載の研磨ブラシ。
【請求項１４】
前記ポリマー材料は、マイクロバルーンを含む、請求項１に記載の研磨ブラシ。
【請求項１５】
ワークピースを研磨する際に使用するための剛毛を製造する方法であって、
液体ポリマー材料と発泡剤を組み合わせ、または発泡技法を使用して、ある体積の発泡ポリマー材料を形成するステップと、
前記発泡ポリマー材料の体積を複数の剛毛に分離するステップと、
を含み、前記発泡剤は、前記ポリマー材料に０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を付与するように構成される、方法。
【請求項１６】
前記ポリマー材料は、１０ミクロン〜１ミリメートルの範囲内の平均直径を有する細孔によって特徴付けられる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ポリマー材料は、ポリ尿素、ポリウレタン、およびポリウレタン／ポリ尿素ハイブリッド材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記組み合わせるステップはさらに、重量比１％〜８％の範囲内のポリエーテルポリオールを添加するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の剛毛をプレートに固着し、研磨ブラシを形成するステップと、
前記研磨ブラシを回転式研磨プラテンに取り付けるステップと、
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
研磨ブラシであって、
基部プレートと、
前記基部プレートから延在する、複数の剛毛と、
を備え、各剛毛は、ｉ）１０ミクロン〜３ミリメートルの範囲内の平均直径を有する細孔と、ｉｉ）０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度とによって特徴付けられる、多孔性ポリマー材料を含む、研磨ブラシ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の詳細な説明
発明の分野
関連出願への相互参照
本出願は、２０１８年５月１６日に出願された“ＰＯＲＯＵＳ  ＰＯＬＹＭＥＲＩＣ  ＰＯＬＩＳＨＩＮＧ  ＢＲＩＳＴＬＥＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＴＨＥＩＲ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ”と題する米国仮特許出願番号第６２／６７２，５２４号の利益を主張しており、その開示は、その全体が本明細書中に援用される。
【０００２】
開示の分野
本開示は、概して、研磨媒体としての使用に好適なブラシ、剛毛、およびパッド等の製造方法および結果として生じる材料に関する。より具体的には、本開示は、面取りまたは湾曲縁を呈する携帯電話ディスプレイ画面等の平坦でない特徴を有する、ワークピースを研磨するためのブラシおよびパッドを構築するために使用される、多孔性のポリマーベースの剛毛に関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
開示の背景
パッド等の研磨媒体は、パッドを研磨されているワークピース（例えば、ガラス、Ｓｉウエハ、サファイアウエハ等）に対して移動させることによって、ガラスワークピースを研磨することを含む、種々の用途において有用である。本相対的移動は、研磨パッドを回転させることによって、研磨されている物体を回転させることによって、またはそのような移動の組み合わせによって生成されてもよい。他の直線状または任意の有用な相対的運動が、研磨パッドと研磨されている物体との間で使用されてもよい。力が、研磨パッドをワークピースと接触するように押圧するように印加されてもよい。研磨は、より大きい欠陥を除去する、鏡仕上げおよび／または最終平坦性を達成するため等、可変程度に実施されてもよい。
【０００４】
研磨パッドは、例えば、ポリウレタン研磨パッドであることができる。典型的ポリウレタン研磨パッドは、平坦なワークピースを研磨するために、平坦なプラテンに取り付けられるように設計される。しかしながら、平坦でない表面を有する、または平坦でない部分を備える表面を有する、特殊ガラスワークピースが、ますます使用されるようになっている。残念ながら、標準的ポリウレタン研磨パッドは、平坦でないワークピースを効果的に研磨することができない。典型的研磨パッドが平坦でないワークピースのために容認不可能である理由のうちの１つは、それらが表面全体にわたって均一な研磨を提供しないことである。標準的研磨パッドは、概して、平坦でないワークピースの表面積全体との接触を維持不可能である。したがって、ワークピースの表面のある部分にわたって、それらは、スクラッチ（ワークピースのラッピングプロセスの残存物）または他の欠陥を除去不可能である。研磨から得られる付加的利点は、損傷層を除去すること、材料を薄化し、その重量を低減させ、より屈曲可能にすること、ならびに材料の表面仕上げおよび触覚「感覚」を改良することを含む。
【０００５】
平坦な研磨パッドを用いて平坦でない表面を研磨する通常の過程では、研磨パッドは、事実上、ワークピースの表面積全体に接触するために十分に圧縮不可能であろう。圧縮可能な平坦なポリウレタン発泡体またはスタックされた平坦な発泡体複合材の使用は、付加的被覆率を提供することに役立ち得るが、依然として、有意な曲率の場合、全ての表面積に接触しない。例えば、２０１６年９月１３日に発行され、「Ｎｏｎ−ｐｌａｎａｒ  Ｇｌａｓｓ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  Ｐａｄ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」と題された米国特許第９，４４０，３２６号（本開示全体は、参照することによって本明細書に組み込まれる）を参照されたい。典型的研磨パッドの使用は、材料を平坦な表面から除去するために良好に機能することができる。しかしながら、そのような研磨パッドは、概して、丸みを帯びた縁等の平坦でない（例えば、湾曲）表面またはその上に他の特徴を伴う表面を伴うワークピースを研磨するためにはあまり好適ではない。故に、改良された研磨媒体および方法が、所望される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の要旨
開示の要旨
本開示の種々の実施形態は、研磨ブラシまたはパッドの中に組み立てられるポリマー剛毛およびその製造のための方法に関する。本開示の例示的実施形態が従来の研磨媒体の短所に対処する、方法が、下記により詳細に議論されるが、一般に、本開示の種々の実施形態は、多孔性ポリマーベースの材料から導出される研磨剛毛を提供する。例示的剛毛およびブラシは、ガラス、半導体材料、および電子デバイスの加工において使用される材料、ならびに典型的ガラス、例えば、強化アルミノシリケートガラスまたはサファイアならびに金属の硬度を上回る硬度を有する材料等の比較的に硬質材料を研磨するために使用されることができる。
【０００７】
平坦でない表面を有するワークピースを研磨するために、高密度に充塞された（ｐａｃｋｅｄ）剛毛から作製されるブラシ等の研磨媒体が、ワークピースに隣接して設置され、ワークピース表面に対して移動される。本相対的移動は、ブラシに対するワークピースの直線的移動、ブラシを回転させること、ワークピースを回転させること、ワークピースまたはブラシの軌道移動、もしくはそのような移動の組み合わせによって、生成されることができる。力が、ラッピングまたは研磨プロセスの間、ブラシをワークピース表面に対して押圧するように印加されることができる。研磨粒子を含む、スラリーもまた、処理の間、ワークピース表面からの材料除去を促進するために使用されることができる。
【０００８】
本開示の付加的実施形態によると、ポリマー剛毛を製造する方法が、提供される。例示的方法は、プレポリマー、硬化剤、および発泡剤（多孔率を付与するため）を混合し、それによって、所望のサイズおよび形状の個々の剛毛（または剛毛群）に切断し、剛毛を研磨ブラシまたはパッドとしての使用のためのプレート、プラテン、または同等物に取り付けるために好適なポリマーベースのケーキを形成するステップを含む。代替として、ポリマー材料は、所望の断面を有する連続ストランドに押出または別様に形成され、離散長に切断されてもよい。例示的方法はさらに、１％〜９％の範囲内のポリオールを混合物の中に添加するステップを含むことができる。他の例示的方法は、下記に説明される。
【０００９】
本開示のさらに例示的実施形態は、本明細書に説明されるような多孔性剛毛、本明細書に説明されるような研磨装置、および／または本明細書に説明されるような研磨システムを使用して、ワークピース表面から材料を除去する方法を含む。
例えば、本発明は以下を提供する。
（項目１）
複数の剛毛を備える、研磨ブラシであって、
上記複数の剛毛の各剛毛は、多孔性ポリマー材料を含み、
上記複数の剛毛の各剛毛は、制約近位端と、非制約遠位端とを備える、
研磨ブラシ。
（項目２）
上記ポリマー材料は、ポリ尿素、ポリウレタン、およびポリウレタン／ポリ尿素ハイブリッド材料のうちの少なくとも１つを含む、先行する項目に記載の研磨ブラシ。
（項目３）
上記ポリマー材料は、ポリエステルポリウレタンおよびポリエーテルポリウレタンのうちの１つを含む、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目４）
上記ポリマー材料は、０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を備える、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目５）
上記ポリマー材料は、０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を備える、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目６）
上記ポリマー材料は、１０ミクロン〜３ミリメートルの範囲内の平均直径を有する細孔によって特徴付けられる、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目７）
上記ポリマー材料はさらに、ポリエーテルポリオールを含む、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目８）
上記ポリマー材料は、発泡質である、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目９）
上記ポリマー材料は、ＭＤＩ（メチレンジフェニルジイソシアネート）およびＴＤＩ（トルエンジイソシアネート）タイプポリエーテルポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目１０）
上記ポリマー材料は、ＭＤＩおよびＴＤＩタイプポリエステルポリウレタンのうちの１つを含む、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目１１）
上記ポリマー材料は、１つまたはそれを上回る界面活性剤を含む、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目１２）
上記界面活性剤のうちの少なくとも１つは、フッ素系界面活性剤を含む、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目１３）
上記各剛毛の制約近位端は、基部プレートに固着される、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目１４）
上記ポリマー材料は、マイクロバルーンを含む、先行する項目のいずれか１つに記載の研磨ブラシ。
（項目１５）
ワークピースを研磨する際に使用するための剛毛を製造する方法であって、
液体ポリマー材料と発泡剤を組み合わせ、または発泡技法を使用して、ある体積の発泡ポリマー材料を形成するステップと、
上記発泡ポリマー材料の体積を複数の剛毛に分離するステップと、
を含み、上記発泡剤は、上記ポリマー材料に０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を付与するように構成される、方法。
（項目１６）
上記ポリマー材料は、１０ミクロン〜１ミリメートルの範囲内の平均直径を有する細孔によって特徴付けられる、先行する項目に記載の方法。
（項目１７）
上記ポリマー材料は、ポリ尿素、ポリウレタン、およびポリウレタン／ポリ尿素ハイブリッド材料のうちの少なくとも１つを含む、先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
（項目１８）
上記組み合わせるステップはさらに、重量比１％〜８％の範囲内のポリエーテルポリオールを添加するステップを含む、先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
（項目１９）
上記複数の剛毛をプレートに固着し、研磨ブラシを形成するステップと、
上記研磨ブラシを回転式研磨プラテンに取り付けるステップと、
をさらに含む、先行する項目のいずれか１つに記載の方法。
（項目２０）
研磨ブラシであって、
基部プレートと、
上記基部プレートから延在する、複数の剛毛と、
を備え、各剛毛は、ｉ）１０ミクロン〜３ミリメートルの範囲内の平均直径を有する細孔と、ｉｉ）０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度とによって特徴付けられる、多孔性ポリマー材料を含む、研磨ブラシ。
（摘要）
多孔性ポリマーベースの材料から作製される剛毛の形態における研磨媒体、媒体を含む装置およびシステム、ならびに媒体、装置、およびシステムを形成および使用する方法が、開示される。平坦でない表面を含む、ワークピースを研磨する際に使用するための剛毛を製造する方法は、発泡ポリマー材料を形成するために液体ポリマー材料と発泡剤を組み合わせるステップ、および発泡ポリマー材料を複数の剛毛に分離するステップを含む。発泡剤は、ある多孔率をポリマー材料に付与するように構成され、多孔率は、０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度によって特徴付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の実施形態のより完全な理解は、以下の例証的図と併せて検討されるとき、発明を実施するための形態および請求項を参照することによって導出され得る。
【００１１】
【図１】図１は、本開示の種々の例示的実施形態による、平坦でない特徴を有するワークピースと相互作用する、研磨ブラシの斜視図を図示する。
【図２】図２は、本開示の付加的例示的実施形態による、プレートに直接固着される剛毛を示す、研磨ブラシの正面立面拡大図を図示する。
【図３】図３は、本開示のさらなる例示的実施形態による、プレートに固着される剛毛を示し、補完的研磨媒体を剛毛の遠位端とプレートとの間にさらに含む、研磨ブラシの代替図を図示する。
【図４】図４は、本開示の例示的実施形態による、除去率対剛毛密度のグラフを図示する。
【図５】図５は、本開示の例示的実施形態による、２つの剛毛材料に関する寿命破損対剛毛密度のグラフを図示する。
【図６】図６は、本開示の例示的実施形態による、研磨システムを図示する。
【図７】図７は、本開示の例示的実施形態による、例示的ワークピースを図示する。
【図８】図８は、本開示の例示的実施形態による、２つの剛毛材料に関する摩耗率対密度のグラフである。
【図９】図９は、本開示の例示的実施形態による、摩耗率対ポリオール濃度のグラフである。
【００１２】
図中の要素は、便宜上および明確性のために図示され、必ずしも、縮尺通りに描かれていないことを理解されたい。例えば、図中の要素のうちのいくつかの寸法は、他の要素に対して誇張され、本開示の図示される実施形態の理解を改善することに役立ち得る。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
例示の実施形態の詳細な説明
下記に提供される、材料、媒体、ブラシ、剛毛、システム、装置、ならびに剛毛を形成および使用する方法の例示的実施形態の説明は、単に、例示的であって、例証目的のためだけに意図される。以下の説明は、本開示の範囲または請求項を限定することを意図するものではない。さらに、述べられた特徴、組成物、または性質を有する、複数の実施形態の列挙は、本明細書に別様に注記されない限り、異なる組み合わせの述べられた特徴、組成物、または性質を組み込む、付加的特徴、組成物、または性質、もしくは他の実施形態を有する、他の実施形態を除外することを意図するものではない。さらに、概して、表面から材料を除去する文脈において説明されるが、材料、媒体、ブラシ、剛毛、システム、装置、および方法の使用は、別様に注記されない限り、そのように限定されない。例えば、材料、媒体、ブラシ、剛毛、システム、装置、および方法は、コーティング（例えば、塗料、接着剤、他の化合物、または同等物）を表面に塗布するためにも使用され得る。
【００１４】
本明細書に説明されるような例示的材料、媒体、装置、およびシステムは、平坦でない表面、平坦な表面、または両方を有する、ワークピースを含む、ワークピースの表面を研磨する、または別様にそこから材料を除去するために使用されることができる。一例として、本明細書に説明されるような材料、媒体、装置、システム、および方法は、ハンドヘルドデバイスのためのディスプレイ画面等のガラス、強化アルミノシリケートガラス、半導体材料、電子デバイスを形成するために使用される材料、および／またはサファイア（例えば、サファイアのＡ、Ｃ、またはＲ面）、エメラルドおよびルビー等の他の宝石、セラミック、プラスチック、半導体、チタン、アルミニウム、鋼鉄等の金属、および類似材料等の硬質表面材料を研磨するために使用されることができる。本明細書で使用されるように、用語「硬質表面」または「硬質表面材料」は、従来の硬質ケイ酸塩ガラスの硬度を上回る（例えば、約１５５０ＨＢブリネル硬度または約７モーズ硬度を上回る）硬度を有する、材料を意味する。例えば、本明細書に説明されるような材料、媒体、装置、およびシステムは、研削および／またはラッピングプロセスを受けた表面を研磨するために、または化学機械的平坦化プロセスのために、ならびに／もしくはワークピースの厚さ、成形、表面処理、および／または平滑化を制御するために使用されることができる。
【００１５】
特定の実施例として、ワークピースは、スマートフォンまたは他のパーソナル電子デバイス等のデバイスのためのディスプレイまたはカバーの製造において使用される、強化アルミノシリケートガラス等のガラスを含む。ワークピースは、湾曲、面取り、または丸みを帯びた縁等の平坦でない表面を含み、平滑表面を提供し、および／またはワークピースのチッピングまたは亀裂のリスクを低減させることができる。
【００１６】
上記に記載されるように、典型的研磨パッドは、特に、ワークピースの湾曲縁を研磨するためにあまり好適ではない場合がある。対照的に、ポリマー剛毛（多孔性である場合とそうではない場合がある）から構築されたブラシの種々の実施形態および本明細書に説明される方法は、ワークピース表面からの所望の材料除去率を損なわせずに、湾曲縁等の平坦でない部分を含む表面を研磨するために使用されることができる。
【００１７】
図７は、種々の例示的な平坦でないワークピースを図示する。本説明全体を通して、用語「平坦でないワークピース」は、ワークピースの別の部分に対して平坦ではない、その表面の少なくとも一部を備える、少なくとも１つの表面を有する、ワークピースを説明するように意図される。同様に、用語「平坦でない表面」は、表面の別の部分に対して平坦ではない、その表面の少なくとも一部を備える、表面を意味するように意図される。例示的実施形態では、平坦でない表面は、平坦（平坦な部分）である、表面の少なくとも一部、例えば、部分７１１Ａと、その表面が、平坦な部分７１１Ａ（平坦でない部分）の表面と同一平面にはない、少なくとも一部、例えば、部分７１１とを備える。
【００１８】
したがって、例示的実施形態では、研磨されるべきワークピースは、ワークピースの中央における平坦部分（例えば、ワークピース７０１内の部分７１１Ａ）と、ワークピースの縁の近傍の平坦でない部分（例えば、部分７１１、７１２、７１３、７１４）とを有する、ワークピース（例えば、ワークピース７０１、７０２、７０３、または７０４）を備えてもよい。例えば、縁の近傍のワークピースの面積は、曲率半径（例えば、丸みを帯びた縁７１３、７１４）、面取り（例えば、縁７１１、７１２）、テーパ、放物線形状（例えば、縁７１４）、丸みを帯びた形状、または同等物を伴う丸みを帯びた縁を有し得る。ワークピースの表面の縁部分は、任意の好適な平坦でない形状を含むことができる。
【００１９】
ワークピースは、上部表面（例えば、表面７１１Ａ）および底部表面（例えば、表面７１１Ｂ）に対して９０度の角度である、縁を含むことができ、それらの表面（７１１Ａおよび７１１Ｂ）は、典型的には、平坦かつ平行である。例示的実施形態では、湾曲ワークピースは、１つまたはそれを上回る表面が、以下のうちの１つによって説明される曲率を有するという点において異なり得る。（１）縁が、部品高さ（「ＰＨ」）より若干大きい曲率半径を有し、次いで、略平坦表面を構成する、ＰＨよりはるかに大きい曲率半径を有するように表面にテーパ状になり（他の表面は、この場合、平坦である）、（２）１つの表面が、ＰＨの約１／２まで延在する、９０度の縁を伴って平坦であって、次いで、ＰＨとサイズが類似する曲率半径が、他の表面まで延在し、ワークピースを横断する残りの表面が、ＰＨよりはるかに大きく、かつ略平坦である、曲率半径を有し、（３）１つの表面が、平坦であって、他の表面は、ＰＨよりはるかに大きい曲率半径を伴う湾曲表面から全体的に作製される（例えば、ワークピース７０６および完全湾曲表面７１６）。上記の３つの例のそれぞれでは、ワークピースは、上記の３つの実施例のある組み合わせにおいて湾曲された両側を有し得る。例えば、ワークピース７０５は、ワークピースの表面全体にわたって湾曲される両表面７１５Ａ、７１５Ｂを有する。ガラスワークピースはまた、上（面）から見て、丸形、正方形、長方形、またはある他の幾何学形状であり得る。例示的実施形態では、ワークピースは、表面全体を横断して非連続的な曲率半径を有してもよい。換言すると、ワークピースは、平坦な部分を有していなくてもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、研磨されるべきワークピースは、例えば、ワークピースの周界の周囲に位置する他の表面に対してセットバックされる、陥凹される、または別様にオフセットされる、表面を含んでもよい。ワークピース７０７は、例えば、ワークピース７０７の表面７１７と同一側上に位置する表面７２７からわずかだけオフセットされる、略平坦な表面７１７を特徴とする。他の実施形態では、ワークピース７０８に関して図示されるように、内部オフセット表面７１８が、有意な量だけ周縁表面７２８から変位される。いくつかの実施形態では、ワークピースは、略長方形形状（ワークピース７０７および７０８に示されるように）を有しておらず、むしろ、ワークピース７０９に関連して図示されるように、略曲線形状を有する。ワークピース７０９は、例えば、２つの対向湾曲表面７１９Ａおよび７１９Ｂを有する、眼鏡レンズに対応してもよい。
【００２１】
一例示的実施形態では、ＰＨは、研磨する前に、ガラス物体の最大厚さの点において測定される。別の例示的実施形態では、ＰＨは、ガラスの最大厚さ未満またはそれと等しいが、ガラスの最大最小仕上げ厚さ未満ではない。ＰＨは、例えば、０．０１インチ〜１インチまたは０．０５インチ〜０．２５インチであることができる。他の部品高さもまた、使用されることができる。
【００２２】
種々の実施形態によると、多孔性ポリマー研磨剛毛は、プレート、パッド、プラテン、または同等物に固着され、平坦でない表面を研磨するために使用されてもよい。換言すると、ポリマー剛毛は、ラッピング損傷の証拠を除去する、または別様に、そのように構成されないパッドと比較して、ワークピースの平坦でない部分ならびに任意の平坦な部分上の材料をより効果的に除去するように構成される。ポリマー材料（例えば、多孔性ポリマー材料）は、下記に説明される種々の構成要素を備える、それから本質的に成る、またはそれから成ることができる。さらに、方法および／または装置は、本明細書に説明される種々のステップまたは構成要素を備える、それから本質的に成る、またはそれから成る。
【００２３】
図１は、本開示の種々の実施例による、研磨媒体またはブラシ１００を図示する。研磨媒体１００は、複数の剛毛１０１を含み、それぞれ、ポリマーベースの材料１０４から作製される。下記により詳細に説明されるように、剛毛は、ポリマーまたは無機材料のケーキから切断され、ストランドとして押出され、離散区画に切断される、または成型される、打ち抜かれる、もしくは別様に、ある体積の材料から導出されてもよい。
【００２４】
ポリマーベースの材料１０４はまた、１つまたはそれを上回る充填材、研磨剤、および／またはマイクロバルーン（例えば、ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ（Ａｍｓｔｅｒｄａｍ）から利用可能なマイクロバルーン）を含んでもよい。例示的充填材および研磨剤は、（無機）炭酸カルシウム、硫化バリウム、酸化セリウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、ジルコニア、酸化鉄、二酸化マンガン、カオリン粘土、モンモリロナイト粘土、酸化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、およびダイヤモンド；（ポリマー）ポリウレタン発泡体、エポキシ、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリイミド、ナイロン、Ｋｅｖｌａｒ、Ｔｅｆｌｏｎ、または他の熱可塑性もしくは熱硬化性材料等の１つまたはそれを上回るポリマーおよび無機充填材を含む。無機充填材／研磨粒子のサイズは、約０．００１ミクロン〜約１，０００ミクロンまたは約０．５ミクロン〜約１００ミクロンの平均直径に及び得る。有機ポリマー充填材はまた、５０〜５０，０００ミクロンの長さおよび２０〜１，０００ミクロンの直径に及ぶ円筒形ファイバを含むことができる。充填材はまた、ガラスまたはポリマーマイクロスフェアおよびマイクロバルーンを含むことができる。ポリマーベースの材料１０４は、０〜約８０重量％充填材／研磨剤を含むことができる。例示的有機無機充填材／研磨剤装填率は、ポリマーベースの材料の重量比約１５重量％〜約３０重量％または約２０重量％〜約２５重量％に及ぶ。
【００２５】
図示される実施例では、ポリマーベースの材料１０４は、ポリ尿素、ポリウレタン、およびポリウレタン／ポリ尿素ハイブリッド材料のうちの１つまたはそれを上回るものを備える、から本質的に成る、またはそれから成ってもよく、そのいずれかは、発泡質であり得る。ポリマー材料１０４は、発泡質であり得る、研磨パッド（例えば、新しいまたは使用済み研磨パッド材料）を形成するために典型的に使用される材料等の材料のバルク（例えば、ケーキまたはシート）から、剛毛に形成されてもよい。この場合、剛毛は、バルク研磨材料を切断する、打ち抜く、成形する、押出する、または別様に、離散剛毛もしくはそこから延在する剛毛を有する研磨材料のバルクケーキのいずれかに変換することによって、形成されることができる。
【００２６】
種々の実施形態では、剛毛１０１および／またはポリマーベースの材料１０４は、本明細書では、それらが、細孔直径（または平均細孔直径）１１１、例えば、約１０ミクロン〜数（例えば、３またはそれを上回る）ミリメートルによって特徴付けられ得る、細孔１１０を具現化するという点において、多孔性と称される。本明細書で使用されるように、細孔は、例えば、発泡剤もしくは技法（例えば、ガスの導入）および／またはマイクロバルーンを使用して形成される、材料中の空隙または空所を指し得る。加えて、または代替として、細孔は、略球形または楕円もしくはダンベル形状を有するように画定されることができる。研磨の間、これらの細孔は、スラリー中に含有される研磨粒子（約１０ミクロン）を１つまたはそれを上回る平坦でない表面１０３を有するワークピース１０２上の局所材料除去部位に送達することによって除去率を促進し得ることが提案される。
【００２７】
剛毛が作製されるポリマーベースの材料を製造するための種々の方法は、以下の特許および特許出願に議論され、その全開示は、そのような内容が本開示に矛盾しない程度に参照することによって本開示に組み込まれる。ｉ）２０１６年９月１３日に発行され、「Ｎｏｎ−ｐｌａｎａｒ  Ｇｌａｓｓ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  Ｐａｄ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ」と題された米国特許第９，４４０，３２６号、ｉｉ）２０１７年５月１６日に発行され、「Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  ｆｏｒ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  Ｈａｒｄ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ，  Ｍｅｄｉａ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａｎｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ」と題された米国特許第９，６４９，７４１号、ｉｉｉ）２０１５年６月９日に発行され、「Ｓｅｌｆ−ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  Ｐａｄ  ａｎｄ  ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」と題された米国特許第９，０５０，６９７号、ｉｖ）２０１７年２月２日に公開され、「Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｌａｐｐｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｍｅｄｉａ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  Ｌａｐｐｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａｎｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ」と題された米国公開第２０１７／００２８５２６号、ｖ）２０１５年９月１７日に公開され、「Ｐｏｌｙｕｒｅａ−Ｂａｓｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ，  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ａｎｄ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｐｏｌｙｕｒｅａ−Ｂａｓｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ，  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａｎｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ」と題された米国公開第２０１５／０２５８６６０号、およびｖｉ）２０１７年１１月９日に出願され、「Ｓｏｆｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｂａｓｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  Ｍｅｄｉａ」と題された米国出願第１５／８０８６４３号。さらに、ポリマーベースの材料は、これらの参考文献に開示される研磨、ラッピング、および／または軟質ポリマーベースの材料の任意の組み合わせを含むことができる。
【００２８】
図２は、研磨媒体２００の２つの実施形態（並列裁断図）を図示し、これは、剛性または可撓性プレート２０６から延在する、剛毛２０４を含む。別個に図示されないが、少なくとも本開示の一実施形態による剛毛は、研磨粒子、マイクロバルーン、および種々の他の成分を含み、剛毛の機械的性質を微調整することができる。剛毛２０４の例示的長さは、プレート２０６の表面、または剛毛２０４が取り付けられる、もしくは別様に固着される、他の表面から測定されるように、０．３インチ〜１４インチまたは１．０インチ〜２．５インチ、好ましくは、約１インチに及ぶ。剛毛の断面形状は、円形、楕円形正方形、長方形、星形、十字形、三角形、または同等物を含むことができる。各剛毛の有効直径は、０．１ｍｍ〜６ｍｍ、または０．５ｍｍ〜４．０ｍｍ、または２．５ｍｍ〜３．５ｍｍに及び得る。側面プロファイル（長さ）の形状は、長方形、三角形、またはテーパ状であることができる。剛毛２０４は、プレート２０６の表面から０．１〜２．０インチ延在することができる。剛毛２０４は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンおよびその種々のグレード、動物の毛、不織布シートの切断区分、研磨パッドの切断区分、ポリウレタンエラストマ、ならびに同等物のうちの１つまたはそれを上回るものを備える、それから成る、またはそれから本質的に成ることができる。加えて、または代替として、剛毛２０４および／または本明細書に説明される他の剛毛は、本明細書に説明されるポリマー材料等の弾力性ポリマー材料がコーティングされ得る、基部材料を含むことができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、図２の左に図示されるように、プレート２０６は、対の孔または開口部（例えば、孔２１１および２１２）を含み、それを通して剛毛群（例えば、群あたり６〜１０本の個々の剛毛）が、縫着または螺着され、折り返され、研磨媒体２００を形成してもよい。別の実施形態では、図２の右に図示されるように、プレート２０６は、孔または開口部（例えば、孔２０８）を含み、その中に剛毛群（例えば、６〜１０本の個々の剛毛）が、少なくとも部分的に、挿入され、それによって、剛毛群２０４を固着させ、研磨媒体２００を形成する。孔２１１、２１２、および２０８によって提供される締まり嵌めに加え、１つまたはそれを上回る接着剤および／または他の構成要素（図示せず）が、剛毛２０４をプレート２０６にさらに固着させるために使用されてもよい。図２は、必ずしも、正確な縮尺で描かれておらず、種々の開口部および剛毛群の間隔、サイズ、ならびに場所は、研磨されている物品の性質およびサイズ等の種々の要因に応じて変動してもよいことを理解されたい。代替として、それらが延在する剛毛および基部プレートは、材料の単一の一体型ブロックから形成されてもよい（例えば、材料の射出成形、他の鋳造技法、または切断を使用して）。
【００３０】
種々の実施形態によると、剛毛は、任意の平坦なまたは平坦でない表面ならびに平坦な表面と平坦でない表面の両方の組み合わせを有するワークピースを研磨するように構成されてもよい。さらに、剛毛長さ、有効幅、および剛毛の形態学的特徴は、ワークピースのサイズおよび形状に適合されてもよい。例えば、剛毛の有効長さは、少なくとも、研磨されているワークピースの高さと同じ長さであってもよく、剛毛直径は、適宜、適正な堅度を提供するように調節される。
【００３１】
図３は、本開示の少なくとも一実施形態による、研磨装置３００を図示する。研磨装置３００は、プレート３０６と、研磨媒体３０８とを含む。図示される実施例では、研磨媒体３０８は、ポリマーベースの材料３０２と、剛毛３０４（ポリマー材料１０４および／または剛毛２０４と同一または異なる材料であることができる）とを含む。
【００３２】
プレート３０６およびプレート２０６は、プラスチック、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、または他の一般的剛性エンジニアリングプラスチックのうちのの１つまたはそれを上回るもの、もしくは金属等の任意の好適な材料を含むことができる。プレート３０６は、研磨媒体３０８のための構造支持を提供するために使用されることができる。孔または開口は、プレート３０６内に形成され（例えば、図２に示されるように）、そこへの剛毛の取付および／またはプレート３０６へのポリマーベースの材料３０２の接着を促進することができる。ポリマーベースの材料３０２および／または剛毛３０４は、図１に関連して上記に議論されるように、種々の充填材、研磨剤、および／またはマイクロバルーン３０３を含んでもよい。
【００３３】
下記により詳細に説明されるように、ポリマー剛毛は、発泡剤を添加する、または別様に、密度を完全に中実の非多孔性材料のものを下回って低減させることによって、ポリマー材料に付与され得る、多孔率を呈する場合、より高い材料除去率を達成し得る。この点において、剛毛材料の密度の言及は、上記に説明されるような任意の微粒子または充填材の添加に先立ったポリマー材料の密度を指すと理解される。
【００３４】
図４は、材料除去率またはＭＲＲ（研削量またはＳＲＲ、すなわち、材料が例示的ワークピースから除去される率とも称される）対研磨剛毛材料の密度を図示する、グラフである。
【００３５】
図４に示されるデータは、より低い密度の剛毛材料が、それらがより高い材料除去率（ＭＭＲ）をもたらす傾向にあるという点において有利であり得ることを実証する。例えば、０．２５〜１．１５ｇ／ｃｍ３の範囲内、特に、０．３〜０．８ｇ／ｃｍ３の範囲内、より具体的には、０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３の範囲内、最も具体的には、０．５〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲内の剛毛材料密度は、概して、携帯電話において使用されるタイプのガラス製の耐久性のあるディスプレイに類似する材料性質を有する、基板（ワークピース）に関して、０．０６〜約０．１６の範囲内（特に、０．８〜０．１２任意単位の範囲内）の材料除去率をもたらすことが観察されている。加えて、下記に説明されるように、より低い密度の剛毛材料は、衝撃破損に対して耐久性のあるより長い寿命（破損耐久率としても知られる）を助長する傾向にある。
【００３６】
より具体的には、図５は、２つの例示的剛毛材料に関する破損耐久率対剛毛密度を図示する、グラフである。示されるように、０．３〜０．７ｇ／ｃｍ３の範囲内、特に、０．４〜０．６の範囲内の剛毛材料密度は、２００〜５００ＳＥＣ（秒）の範囲内の高速回転衝撃耐久率値を呈することが示されている。
【００３７】
より低い密度の剛毛材料を使用して達成される、より高い除去率およびより高い破損耐久率値とは対照的に、また、より低い密度の剛毛材料は、より低い摩耗抵抗を呈する傾向にある、すなわち、剛毛は、より高速で劣化する傾向にあることも観察されている。
【００３８】
より具体的には、図８は、２つの例示的剛毛材料組成物に関するＴａｂｅｒ摩耗率対剛毛材料密度を図示する、グラフである。図８の文脈では、摩耗率は、研磨のサイクル数あたり（典型的には、１千または１万サイクルあたり）の質量または厚さにおける剛毛の損失（典型的には、除去されるミリグラムまたはミリメートル単位で表される）を指す（ＡＳＴＭ  Ｄ１０４４およびＡＳＴＭ  Ｄ４０６０参照）。示されるように、０．３〜０．８ｇ／ｃｍ３の範囲内、特に、０．４〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲内の剛毛材料密度は、４０〜３００ミクロン／時の範囲内の摩耗率を呈することが示されている。
【００３９】
一時的に図９を参照すると、本発明者らはまた、ＮＣＯと硬化剤を組み合わせることに先立って、付加的ポリオール（例えば、ＰＴＭＥＧの形態で）をイソシアネート（ＮＣＯ）プレポリマーの中に組み込むことによって、剛毛材料の摩耗抵抗が改良され得ることを観察した。本文脈では、補完的ポリオールは、典型的には、液体ＮＣＯプレポリマーの一部として含まれる、任意のポリオールと別個である。図９は、ＰＴＭＥＧを総溶液（すなわち、組み合わせられたプレポリマー、硬化剤、およびポリオール）の重量比１％〜９％の範囲内で剛毛材料を作製するために使用されるポリマーの中に組み込むことによって、摩耗抵抗がますます向上され得ることを示す。
【００４０】
当業者は、研磨媒体が、多くの場合、３つの主要基準、すなわち、ｉ）ＭＲＲ、ｉｉ）摩耗率、およびｉｉｉ）破損耐久率の観点から、格付けまたは特性評価されることを理解するであろう。特定の使用例に応じて、これらの基準に関する所望の値は、広く変動してもよい。したがって、剛毛性質を「調整」し、特定の用途のためにその性能を最適化することが可能である。
【００４１】
この点において、図４、５、８、および９は、より低い密度の材料から作製される剛毛が、より高い除去率およびより優れた破損抵抗値を呈する傾向にあるだけではなく、また、より高い摩耗率（より低い摩耗抵抗に対応する）を呈する傾向にあることを示唆する。本発明の一側面によると、剛毛が作製される材料の密度は、その意図される研磨環境において使用するための剛毛を最適化するために選択されてもよい。例えば、特定の研磨用途が、高除去率および／または高破損抵抗値を要求するが、高摩耗抵抗を要求しない場合（研磨動作が、剛毛が有意な劣化を受ける前に完了され得るとき等）、比較的に低密度材料が、採用されてもよい（例えば、０．２〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲内）。対照的に、高摩耗抵抗（より長い研磨時間に対応する）を伴う剛毛を要求するが、高ＭＭＲおよび／または高破損抵抗値を要求しない、研磨用途に関しては、対応して、より高い密度剛毛材料が、採用されてもよい（例えば、０．５または０．６ｇ／ｃｍ３もしくはそれを上回る範囲内）。
【００４２】
種々の技法が、剛毛材料の密度を制御することによって、例えば、発泡剤、膨張剤、および／またはマイクロバルーンをポリマー材料の中に組み込み、多孔率、特に、細孔のサイズ（多くの場合、平均直径細孔サイズの観点から表される）に影響を及ぼすことによって、所望の多孔率をポリマー剛毛材料に付与するために採用されてもよい。種々の実施形態では、ポリマー材料は、１０ミクロン〜１ミリメートルの範囲内の細孔サイズによって特徴付けられてもよい。加えて、ポリマー材料はまた、１つまたはそれを上回る界面活性剤（フッ素系界面活性剤を含む）を含んでもよい。
【００４３】
当業者は、前述の使用例が、単に、例示的であって、剛毛材料の組成物、材料の種々の成分構成要素の相対的濃度、ならびに材料の材料密度が、結果として生じる剛毛の形態（特に、密度および細孔サイズ）を「調整」し、その意図される動作環境においてその有効性を最適化するように構成されてもよいことの意向を例証するために意図されることを理解されるであろう。
【００４４】
図６は、本開示の実施形態による、例示的研磨システム６００を図示する。研磨システム６００は、ワークピース６１２、例えば、図７に図示される１つまたはそれを上回る外形を有する、ワークピースを研磨するために使用されることができる。研磨システム６００は、装置６０２と、担体６０８と、随意のスラリー分注器６１６から分注され得る、スラリー６１０とを含む。研磨システム６００はまた、プレート６２０および／または回転アーム６２２を含むことができる。装置６０２、担体６０８、およびスラリー分注器６１６は、研磨機械または研磨機の一部を形成することができる。
【００４５】
装置６０２は、プラテンまたはプレート６０４と、プラテン６０４に除去可能に取り付けられる、１つまたはそれを上回るブラシ６０６とを含む。装置６０２は、図示されるように、軸６１８を中心として回転することができ、および／またはワークピース６１２表面に対して他の相対的移動を実施することができる。図示される実施形態では、ブラシ６０６は、５００ミリメートルの範囲内の直径を有する。
【００４６】
担体６０８は、研磨プロセスの間、１つまたはそれを上回るワークピース（例えば、６１２）を保定するように構成されることができる。担体は、例えば、研磨システム６００のプラテンと係合する、歯を含むことができる。担体６０８は、軸６１４を中心として、軸６１８を中心として回転する、または他の好適な移動を採用することができる。担体６０８は、任意の好適な材料から形成されることができる。一例として、担体６０８は、ステンレス鋼および／またはファイバガラスから形成される。
【００４７】
剛毛（例えば、媒体／ブラシ６０６のため）が作製される、本明細書に説明される材料は、種々の方法において形成されることができ、ポリ尿素、ポリウレタン、およびポリウレタン／ポリ尿素ハイブリッド材料のうちの１つまたはそれを上回るものを含むことができ、そのいずれかは、発泡質である、または別様に、所望の密度を達成するように構成されることができる。
【００４８】
当業者は、好適なポリマー剛毛材料が、プレポリマー（例えば、例えば、イソシアネート（ＮＣＯ）を含む）とヒドロキシル（ＯＨ）またはアミン（ＮＨ２）ベースの硬化剤等の好適な硬化剤を組み合わせることによって作製され得ることを理解されるであろう。ＮＣＯは、ＭＤＩ（メチレンジフェニルジイソシアネート）またはＴＤＩ（トルエンジイソシアネート）ポリエーテル、またはＭＤＩもしくはＴＤＩポリエステル等の任意の好適なプレポリマーであってもよい。所望に応じて、総重量比２％〜９％の範囲内の付加的ポリオール（例えば、ＰＴＭＥＧ）が、硬化剤と組み合わせる直前に、プレポリマーに添加されてもよい。
【００４９】
種々の実施形態では、完成したポリマーケーキは、剛毛に切断されてもよく、これは、略平行配列にともに組み立てられ、プレートの一端に固着され、可撓性ブラシを形成する。剛毛の例示的長さは、０．５インチ〜４インチまたは１．０インチ〜３．０インチもしくは２．０インチ〜２．５インチに及び、インチは、剛毛が取り付けられるプレートまたは基板の表面から測定される。剛毛の断面形状は、円形、正方形、長方形、星形、十字形、三角形、または同等物を含むことができる。各剛毛の有効直径は、０．１ｍｍ〜６ｍｍ、または０．５ｍｍ〜４．０ｍｍ、もしくは２．５ｍｍ〜３．５ｍｍに及び得る。側面外形（長さ）の形状は、長方形、三角形、テーパ状、または不規則形であることができる。好ましい実施形態では、剛毛は、約３ｍｍの厚さおよび約２５ｍｍの長さである。
【００５０】
種々の実施形態では、プレートは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、または他の一般的剛性もしくは可撓性エンジニアリングプラスチック等のプラスチック、または金属から作製されてもよい。
【００５１】
研磨媒体が、複数の多孔性ポリマー剛毛を含むように提供される。
【００５２】
研磨ブラシが、複数の剛毛を含むように提供され、各剛毛は、多孔性ポリマー材料から成り、各剛毛は、制約近位端と、非制約遠位端とを備え、各剛毛は、他の剛毛と略平行に配置される。本文脈では、略平行は、剛毛間の３０度以内、２５度以内、１０度以内、５度以内、または１度以内の角度を意味し得る。
【００５３】
装置もまた、少なくとも１つの平坦でない表面によって特徴付けられるタイプのワークピースを研磨するために提供される。本装置は、基部と、基部に固着され、そこから延在する（例えば、略平行および／または直交に）、複数の剛毛とを含む。本装置は、例えば、内部剛毛に対して鋭角に延在し、ワークピースの研磨角または他の緊密な空間を促進するように構成される、外側剛毛を含むことができる。ある実施形態では、各剛毛は、多孔性ポリマー材料を含む。他の剛毛構成もまた、本開示によって検討される。
【００５４】
ある実施形態では、ポリマー材料は、ポリ尿素、ポリウレタン、およびポリウレタン／ポリ尿素ハイブリッド材料のうちの少なくとも１つを含む。
【００５５】
ある実施形態では、ポリマー材料は、ポリエステルポリウレタンおよびポリエーテルポリウレタンのうちの１つを含む。
【００５６】
ある実施形態では、ポリマー材料は、０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を備える。
【００５７】
ある実施形態では、ポリマー材料は、０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を備える。
【００５８】
ある実施形態では、ポリマー材料は、１０ミクロン〜１ミリメートルの範囲内の平均直径を有する細孔によって特徴付けられる。
【００５９】
ある実施形態では、ポリマー材料はさらに、重量比１％〜８％の範囲内のポリエーテルポリオールを含む。
【００６０】
ある実施形態では、ポリマー材料は、発泡質である。
【００６１】
ある実施形態では、ポリマー材料は、ＭＤＩ（メチレンジフェニルジイソシアネート）およびＴＤＩ（トルエンジイソシアネート）タイプポリエーテルポリウレタンのうちの１つを含む。
【００６２】
ある実施形態では、ポリマー材料は、ＭＤＩおよびＴＤＩタイプポリエステルポリウレタンのうちの１つを含む。
【００６３】
種々の実施形態では、ポリマー材料は、ゼロ、１つ、または２つ、もしくはそれを上回る界面活性剤を含んでもよい。
【００６４】
ある実施形態では、界面活性剤のうちの少なくとも１つは、フッ素系界面活性剤を含む。
【００６５】
ある実施形態では、各剛毛は、１〜３インチの範囲内の長さと、０．５〜４ミリメートルの範囲内の有効直径とを有する。
【００６６】
方法が、平坦でない表面を含み得る、ワークピースを研磨する際に使用するための剛毛を製造するために提供される。本方法は、液体ポリマー材料（例えば、プレポリマーと硬化剤または同等物の組み合わせを介して形成される）を組み合わせるステップを含む。例示的方法はさらに、発泡剤の使用、他の発泡技法、基材の使用、および／またはマイクロバルーンの使用等によって、細孔を形成し、ある体積の発泡ポリマー材料を形成し、その後、ポリマー材料の体積を複数の剛毛に分離するステップを含むことができる。発泡剤は、ポリマー材料に０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を付与するように構成されてもよい。
【００６７】
ある実施形態では、ポリマー材料は、１０ミクロン〜１ミリメートルの範囲内の平均直径を有する細孔によって特徴付けられる。
【００６８】
ある実施形態では、ポリマー材料は、ポリ尿素、ポリウレタン、およびポリウレタン／ポリ尿素ハイブリッド材料のうちの少なくとも１つを含む。
【００６９】
ある実施形態では、組み合わせるステップはさらに、重量比１％〜８％の範囲内のポリエーテルポリオールを添加するステップを含む。
【００７０】
ある実施形態では、プレポリマーは、ＭＤＩ（メチレンジフェニルジイソシアネート）ポリエーテルポリウレタン、ＴＤＩ（トルエンジイソシアネート）ポリエーテルポリウレタン、およびＭＤＩポリエステルポリウレタン、およびＴＤＩポリエステルポリウレタンのうちの１つを含む。
【００７１】
ある実施形態では、本方法はさらに、複数の剛毛をプレートに固着し、研磨ブラシを形成し、研磨ブラシを回転式（例えば、研磨）プラテンに取り付けるステップを含む。
【００７２】
研磨剛毛が、前述の方法から作製されるように提供される。
【００７３】
研磨ブラシが、基部プレートと、基部プレートから延在する、複数の剛毛とを含むように提供される。ある実施形態では、各剛毛は、ｉ）１０ミクロン〜１ミリメートルの範囲内の平均直径を有する細孔と、ｉｉ）０．３〜１．２ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度とによって特徴付けられる、発泡ポリマー材料を含む。
【００７４】
本開示の例示的実施形態が、本明細書に記載されるが、本開示は、そのように限定されないことを理解されたい。例えば、材料、媒体、装置、システム、および方法は、硬質表面材料のラッピングに関連して説明されるが、本発明は、別様に記載されない限り、そのように限定されない。加えて、本明細書に説明される剛毛は、研磨に加え、例えば、液体のコーティングを表面に塗布する、または表面から材料を除去せずに、表面を清掃する等、他の目的のために使用されてもよい。本明細書に記載される材料、方法、および媒体の種々の修正、変形例、および拡張が、本開示の精神および範囲から逸脱することなく行われてもよい。
【図１】
2019198958.tif 000002
【図２】
2019198958.tif 000003
【図３】
2019198958.tif 000004
【図４】
2019198958.tif 000005
【図５】
2019198958.tif 000006
【図６】
2019198958.tif 000007
【図７】
2019198958.tif 000008
【図８】
2019198958.tif 000009
【図９】
2019198958.tif 000010
【外国語明細書】
2019198958000001.pdf