(57)【要約】      （修正有）【課題】改良された研磨材料及び研磨物品、及びその形成方法の提供。【解決手段】研磨粒子であって、長手方向軸により定義される長さＬと、横軸によって定義される幅Ｗと、縦軸によって定義される高さと、を有する本体３０１と、前記研磨粒子の前記本体の少なくとも１つの表面に結合した複数の研磨粒子３０２と、を備え、前記本体の長さ：幅の一次アスペクト比が少なくとも１．１：１である、研磨粒子。前記研磨粒子が成形研磨粒子である、研磨粒子。【選択図】図３
2019189873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体を備える成形研磨粒子と、
前記成形研磨粒子の前記本体の少なくとも１つの表面に結合させた複数の研磨粒子と、
を備える、研磨粒子。
【請求項２】
前記成形研磨粒子の前記本体が、正多角形、不規則な多角形、楕円形、数字、ギリシャ
文字、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルファベット文字、多角形の組み合わせ
を有する複雑な形状、直線部分と曲線部分とを有する形状、及びそれらの組み合わせ、か
らなる第１の群から選択される前記本体の長さ及び幅によって定義される平面で見た場合
、２次元形状を備える、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項３】
前記複数の研磨粒子が、前記本体の主表面に結合されている、請求項１に記載の研磨粒
子。
【請求項４】
前記複数の研磨粒子が、前記本体の少なくとも２つの表面に結合されている、請求項１
に記載の研磨粒子。
【請求項５】
前記本体が、第１の主表面と、第２の主表面と、前記第１の主表面と前記第２の主表面
との間に延在する側面と、を含み、前記複数の研磨粒子が前記第１の主表面に結合され、
前記側面が前記複数の研磨粒子の研磨粒子を本質的に含まない、請求項１に記載の研磨粒
子。
【請求項６】
前記複数の研磨粒子の前記研磨粒子の一部が、前記本体の少なくとも１つの表面内に埋
め込まれている、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項７】
前記複数の研磨粒子の前記研磨粒子の一部が、前記本体の前記少なくとも１つの表面に
直接結合されている、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項８】
前記複数の研磨粒子の前記研磨粒子の一部が、前記成形研磨粒子の前記本体の前記少な
くとも１つの表面に焼結結合されている、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項９】
前記複数の研磨粒子は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒化物、オ
キシホウ化物、天然鉱物、合成物質、炭素系物質、及びそれらの組み合わせからなる群か
ら選択される、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項１０】
前記成形研磨粒子の前記本体が、長さ≧幅≧高さを備え、前記複数の成形研磨粒子が、
メジアン粒子径（Ｄ５０）を備え、前記メジアン粒子径（Ｄ５０）は、前記本体の前記長
さの少なくとも０．１％及び約２０％以下、前記本体の前記幅の少なくとも０．１％及び
約２０％以下、前記本体の前記高さの少なくとも０．１％及び約２０％以下である、請求
項１に記載の研磨粒子。
【請求項１１】
前記複数の研磨粒子が、０．１マイクロメートル及び８０マイクロメートル以下のメジ
アン粒子径（Ｄ５０）を備える、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項１２】
前記複数の研磨粒子を含む前記本体の前記表面が、前記本体の主表面上に前記複数の研
磨粒子のランダム配列を備え、前記本体の側面は前記複数の研磨粒子を本質的に含まない
、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項１３】
前記研磨粒子が、固定研磨物品に組み込まれる、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項１４】
研磨粒子であって、
結合材料と、
前記結合材料に結合させた研磨粒子の第１の集合体と、を備え、
前記第１の集合体中の粒子は、
本体を備える成形研磨粒子と、
前記成形研磨粒子の前記本体の少なくとも１つの表面に結合させた前記複数の研磨
粒子と、を備える、研磨粒子。
【請求項１５】
研磨粒子を形成する方法であって、
混合物を形成する工程と、
複数の研磨粒子を前記混合物の少なくとも１つの表面に付着させる工程と、
本体と、前記本体の少なくとも１つの表面に結合させた前記複数の研磨粒子とを有する
成形研磨粒子を形成する工程と、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、成形研磨粒子、より詳細には、特定の特徴を有する複合成形研磨粒子、及びそ
のような複合成形研磨粒子を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研磨粒子を組み込んだ研磨物品は、研削、仕上げ、研磨等を含む様々な材料除去作業に
有用である。研磨材料の種類に応じて、このような研磨粒子は、物品の製造において様々
な材料を成形又は研削するのに有用となり得る。三角形成形研磨粒子及びこのような物体
を組み込んだ研磨物品等の特定の幾何学形状を有する特定の種類の研磨粒子が現在までに
配合されてきた。例えば、米国特許第５，２０１，９１６号、同５，３６６，５２３号、
及び同５，９８４，９８８号を参照されたい。
【０００３】
以前は、融合、焼結及び化学セラミックの３つの基本的な技術を使用して指定された形
状を有する研磨粒子が製造されていた。融合プロセスでは、研磨粒子は、面が彫刻されて
いてもされていなくてもよいチルロール、溶融材料が注ぎ込まれる型、又は酸化アルミニ
ウム溶融物に浸漬したヒートシンク材料により成形され得る。例えば、米国特許第３，３
７７，６６０号を参照されたい。焼結プロセスでは、研磨粒子は、直径が最大１０μｍま
での粒子径を有する耐火性粉末から形成され得る。種々の長さ及び直径の小板又はロッド
に成形され得る混合物を形成するために、潤滑剤及び適切な溶媒と共に結合剤を粉末に添
加することができる。例えば、米国特許第３，０７９，２４２号を参照されたい。化学セ
ラミック技術は、セラミック材料を得るために、コロイド分散体又はヒドロゾル（時々、
ゾルと呼ばれる）を、ゲル又は成分の移動性を保持する任意の他の物理状態に変換する工
程と、乾燥する工程と、焼成する工程と、を含む。例えば、米国特許第４，７４４，８０
２号及び同第４，８４８，０４１号を参照されたい。成形研磨粒子、及び関連する形成方
法、並びにこのような粒子を組み込んだ研磨物品の他の関連する開示は、ｈｔｔｐ：／／
ｗｗｗ．ａｂｅｌ−ｉｐ．ｃｏｍ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ／で入手可能である。
【０００４】
産業界は、研磨材料及び研磨物品の改良を要求し続けている。
【発明の概要】
【０００５】
第１の態様によれば、研磨粒子を形成する方法は、混合物を形成する工程と、複数の研
磨粒子を混合物の少なくとも１つの表面に付着させる工程と、本体及び本体の少なくとも
１つの表面に結合させた複数の研磨粒子を有する成形研磨粒子を形成する工程と、を含む
。
【０００６】
更に別の態様では、研磨物品は、結合材料と、結合材料に結合させた研磨粒子の第１の
集合体とを含み、第１の集合体内の各粒子は、本体と、成形研磨粒子の本体の少なくとも
１つの表面に結合させた複数の研磨粒子と、を含む成形研磨粒子を含む。
【０００７】
別の態様では、研磨粒子は、本体を含む成形研磨粒子と、成形研磨粒子の本体の少なく
とも１つの表面に結合させた複数の研磨粒子と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示は、添付の図面を参照することにより、よりよく理解され、その多くの特徴及び
利点が当業者には明らかになるであろう。
【０００９】
【図１Ａ】一実施形態による成形研磨粒子を形成するためのシステムの一部である。
【図１Ｂ】一実施形態による図１のシステムの一部である。
【図２】一実施形態による成形研磨粒子を形成するための代替システムの一部である。
【図３】一実施形態による研磨粒子の画像である。
【図４】一実施形態による研磨粒子の３次元画像である。
【図５】一実施形態による研磨粒子のベースを形成することができる成形研磨粒子の斜視図である。
【図６Ａ】一実施形態の研磨粒子に従って使用され得る成形研磨粒子の斜視図である。
【図６Ｂ】一実施形態の研磨粒子に従って使用され得る非成形研磨粒子の斜視図である。
【図７Ａ】一実施形態の研磨粒子に従って使用され得る成形研磨粒子の図である。
【図７Ｂ】一実施形態の研磨粒子に従って使用され得る成形研磨粒子の図である。
【図７Ｃ】一実施形態の研磨粒子に従って使用され得る成形研磨粒子の図である。
【図７Ｄ】一実施形態の研磨粒子に従って使用され得る成形研磨粒子の図である。
【図８】一実施形態による成形研磨粒子の断面画像である。
【図９】一実施形態による成形研磨粒子の上面図である。
【図１０】一実施形態による成形研磨粒子の断面図である。
【図１１】一実施形態による成形研磨粒子の断面画像である。
【図１２Ａ】一実施形態による研磨布紙物品の断面図である。
【図１２Ｂ】一実施形態による研磨粒子を含む研磨布紙物品の斜視図である。
【図１３Ａ】一実施形態による結合研磨物品の図である。
【図１３Ｂ】一実施形態による研磨粒子を含む結合研磨物品の図である。
【図１４】従来の成形研磨粒子の画像である。
【図１５】一実施形態による研磨粒子の画像である。
【図１６】一実施形態による研磨粒子の画像である。
【図１７】従来の試料及び代表的な試料について、除去された総面積あたりの力のプロットである。
【図１８】研磨布紙物品の３つの試料について、比研削エネルギー対除去された累積材料のプロットである。
【図１９】比研削エネルギー対加工対象物から除去された累積材料のプロットである。
【図２０】本明細書の実施形態による代表的な研磨粒子の画像である。
【図２１】従来の試料及び実施形態による代表的試料の単粒研削試験による加工対象物から除去された総面積当たりの力のプロットである。
【図２２】従来の試料及び本明細書の実施形態による代表的試料の相対性能（％切削量）のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下は、成形研磨粒子、より具体的には、成形研磨粒子及び成形研磨粒子の本体の少な
くとも１つの表面を覆う複数の研磨粒子を含む複合成形研磨粒子を形成する方法に関する
。本明細書の実施形態の研磨粒子は、例えば、結合研磨物品、研磨布紙物品等を含む、様
々な研磨物品に使用され得る。あるいは、本明細書の実施形態の成形研磨粒子分画を、例
えば研削スラリー及び／又は研磨スラリーを含む遊離研磨技術に利用し得る。
【００１１】
本明細書の実施形態の研磨粒子は、限定されるものではないが、印刷、成形、プレス、
スタンピング、鋳造、押し出し、切断、破砕、加熱、冷却、結晶化、圧延、エンボス加工
、堆積、エッチング、スコアリング、乾燥、及びそれらの組み合わせを含む様々な処理方
法によって得られ得る。成形研磨粒子を形成する特定の方法は、製造ツール（例えば、ス
クリーン又は型）の開口部内に成形され、前駆体成形研磨粒子に形成され得るゾルゲルの
ような混合物の形成を含み得る。成形研磨粒子を形成するスクリーン印刷法は、概ね米国
特許第８，７５３，５５８号に記載されている。従来の成形プロセスによる成形研磨粒子
を形成する適切な方法は、米国特許第５，２０１，９１６号に記載されている。
【００１２】
特定の一実施形態によれば、成形研磨粒子を形成するプロセスは、スクリーン印刷プロ
セスであってもよい。図１Ａは、１つの非限定的な実施形態による複合成形研磨粒子を形
成するためのシステム１５０の図解である。複合成形研磨粒子を形成するプロセスは、セ
ラミック材料と液体とを含む混合物１０１を形成することによって開始することができる
。特に、混合物１０１は、セラミック粉末材料と液体とから形成されたゲルであってもよ
く、ゲルは、グリーン（即ち、未焼成）状態においても所定の形状を実質的に保持する能
力を有する形状安定材料として特徴付けられることができる。一実施形態によると、ゲル
は、個々の粒子が結び付いた網目構造としてセラミック粉末材料から形成され得る。
【００１３】
混合物１０１は、本明細書で詳述されるプロセスでの使用に適したレオロジー特性を有
するように、特定の含有量の固体材料、液体材料、及び添加剤を含有し得る。即ち、場合
によっては、混合物は、一定の粘度、より詳細には、本明細書に記載の方法によって形成
され得る材料の形状安定相を形成する適切なレオロジー特性を有することができる。材料
の寸法的に安定な相は、特定の形状を有するように形成することができ、成形後の処理の
少なくとも一部のための形状を実質的に維持することができる材料である。場合によって
は、形成プロセスで最初に提供された形状が最終的に形成された物体に存在するように、
形状は後続の処理を通して維持され得る。
【００１４】
混合物１０１は、セラミック粉末材料のような固体材料の特定の含有量を有するように
形成され得る。例えば、一実施形態では、混合物１０１は、混合物１０１の総重量に対し
て、少なくとも約２５重量％の固体含有量を有することができ、例えば、少なくとも約３
５重量％、又は少なくとも約３８重量％にさえなり得る。更に、少なくとも１つの非限定
的な実施形態では、混合物１０１の固体含有量は約７５重量％以下であり、例えば、約７
０重量％以下、約６５重量％以下、約５５重量％以下、約４５重量％以下、又は約４２重
量％以下である。混合物１０１中の固体材料の含有量は、上記の任意の最小百分率と最大
百分率との間の範囲内であることが理解されるであろう。
【００１５】
一実施形態によれば、セラミック粉末材料は、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸
炭化物、酸窒化物、及びそれらの組み合わせを含み得る。具体的な例では、セラミック材
料はアルミナを含み得る。より具体的には、セラミック材料は、α−アルミナの前駆体で
あることができるベーマイト材料を含み得る。「ベーマイト」という用語は、一般的に、
本明細書において、典型的にはＡｌ２Ｏ３・Ｈ２Ｏであり、１５％程度の水分含有量を有
する鉱物ベーマイト、及び１５重量％より高い、例えば２０〜３８重量％の水分含有量を
有する擬ベーマイトを含むアルミナ水和物を示すために使用される。（擬ベーマイトを含
む）ベーマイトは、特定の及び同定可能な結晶構造を有し、したがって唯一のＸ線回折パ
ターンを有することに留意されたい。そのようなものとして、ベーマイトは、他の水和ア
ルミナを含む他のアルミナ質物質、例えば、ベーマイト微粒子物質の作製のために本明細
書で使用される一般的な前駆物質であるＡＴＨ（三水酸化アルミニウム）とは区別される
。
【００１６】
更に、混合物１０１は、液体材料の特定の含有量を有するように形成され得る。いくつ
かの適切な液体は、水を含み得る。より具体的な例では、混合物１０１は、混合物１０１
の総重量に対して、少なくとも約２５重量％の液体含有量を有することができる。他の例
では、混合物１０１内の液体の量はより多く、例えば、少なくとも約３５重量％、少なく
とも約４５重量％、少なくとも約５０重量％、又は少なくとも約５８重量％にさえなり得
る。更に、少なくとも１つの非限定的な実施形態では、混合物の液体含有量は約７５重量
％以下あることができ、例えば約７０重量％以下、約６５重量％以下、約６２重量％以下
、又は約６０重量％以下にさえなり得る。混合物１０１中の液体の含有量は、上記の任意
の最小百分率と最大百分率との間の範囲内であることが理解されるであろう。
【００１７】
更に、本明細書の実施形態による成形研磨粒子を容易に処理及び形成するために、混合
物１０１は特定の貯蔵弾性率を有し得る。例えば、混合物１０１は、少なくとも約１×１
０４Ｐａの貯蔵弾性率を有することができ、例えば少なくとも約４×１０４Ｐａ、又は少
なくとも約５×１０４Ｐａにさえなり得る。しかし、少なくとも１つの非限定的な実施形
態では、混合物１０１は、約１×１０７Ｐａ以下、例えば約２×１０６Ｐａ以下の貯蔵弾
性率を有することができる。混合物１０１の貯蔵弾性率は、上記の任意の最小値と最大値
との間の範囲内であることが理解されるであろう。
【００１８】
貯蔵弾性率は、Ｐｅｌｔｉｅｒプレート温度制御システムを備えたＡＲＥＳ又はＡＲ−
Ｇ２回転レオメータを使用する平行平板システムを介して測定され得る。試験のために、
混合物１０１は、互いに約８ｍｍ離間して設置された２枚の平板間の隙間内に押し出し成
形され得る。隙間内にゲルを押し出した後、混合物１０１が平板間の間隙を完全に満たす
まで、隙間を定義する２つのプレート間の距離を２ｍｍに減少させる。余分な混合物を拭
き取った後、間隙を０．１ｍｍ減少させ、試験を開始する。この試験は、２５ｍｍ平行平
板を用い、１０倍当たり１０個のポイントを記録し、６．２８ｒａｄ／ｓ（１Ｈｚ）で、
０．０１％〜１００％のひずみ範囲に装置を設定して行われる振動ひずみスイープ試験で
ある。試験が完了してから１時間以内に、間隙を再び０．１ｍｍ下げ、試験を繰り返す。
試験は少なくとも６回繰り返され得る。第１の試験は、第２及び第３の試験と異なる場合
がある。第２及び第３の試験の各試験片からの結果のみが報告されるべきである
【００１９】
更に、本明細書の実施形態による成形研磨粒子を容易に処理及び形成するために、混合
物１０１は特定の粘度を有し得る。例えば、混合物１０１は、少なくとも約４×１０３Ｐ
ａ・ｓ、少なくとも約５×１０３Ｐａ・ｓ、少なくとも約６×１０３Ｐａ・ｓ、少なくと
も約８×１０３Ｐａ・ｓ、少なくとも約１０×１０３Ｐａ・ｓ、少なくとも約２０×１０
３Ｐａ・ｓ、少なくとも約３０×１０３Ｐａ・ｓ、少なくとも約４０×１０３Ｐａ・ｓ、
少なくとも約５０×１０３Ｐａ・ｓ、少なくとも約６０×１０３Ｐａ・ｓ、又は少なくと
も約６５×１０３Ｐａ・ｓの粘度を有し得る。１つの非限定的な実施形態では、混合物１
０１は約１００×１０３Ｐａ・ｓ以下の粘度を有することができ、例えば、約９５×１０
３Ｐａ・ｓ以下、約９０×１０３Ｐａ・ｓ以下、又は約８５ｘ１０３Ｐａ・ｓ以下にさえ
なり得る。混合物１０１の粘度は、上記の任意の最小値と最大値との間の範囲内であるこ
とが理解されるであろう。粘度は上記の貯蔵弾性率と同じ方法で測定され得る。
【００２０】
更に、混合物１０１は、本明細書の実施形態による成形研磨粒子を容易に処理及び形成
するために、例えば液体とは異なる有機添加剤を含む有機材料の特定の含有量を有するよ
うに形成され得る。いくつかの適切な有機添加剤は、安定剤、果糖、ショ糖、乳糖、ブド
ウ糖、ＵＶ硬化性樹脂等の結合剤等を含み得る。
【００２１】
特に、本明細書の実施形態は、従来の形成作業で用いられるスラリーとは異なり得る混
合物１０１を利用し得る。例えば、混合物１０１中の有機材料、特に上記の有機添加剤の
いずれかの含有量は、混合物１０１中の他の成分と比較して少量であってもよい。少なく
とも１つの実施形態では、混合物１０１は、混合物１０１の総重量に対して約３０重量％
以下の有機材料を有するように形成され得る。他の例では、有機材料の量はより少なくて
もよく、例えば、約１５重量％以下、約１０重量％以下、又は約５重量％以下にさえなり
得る。更に、少なくとも１つの非限定的な実施形態では、混合物１０１中の有機材料の量
は、混合物１０１の総重量に対して少なくとも約０．０１重量％、例えば少なくとも約０
．５重量％であってもよい。混合物１０１中の有機材料の量は、上記の任意の最小値と最
大値との間の範囲内であることが理解されるであろう。
【００２２】
更に、混合物１０１は、本明細書の実施形態による成形研磨粒子を容易に処理及び形成
するために、液体含有量とは異なる酸又は塩基の特定の含有量を有するように形成され得
る。いくつかの適切な酸又は塩基は、硝酸、硫酸、クエン酸、塩素酸、酒石酸、リン酸、
硝酸アンモニウム及びクエン酸アンモニウムを含み得る。硝酸添加剤が使用される特定の
一実施形態によれば、混合物１０１は、約５未満のｐＨを有することができ、より詳細に
は、約２〜約４の範囲内のｐＨを有し得る。
【００２３】
図１Ａのシステム１５０は、型１０３を含み得る。例示のように、混合物１０１は、型
１０３の内部に供給され、型１０３の一端に配置された型開口部１０５を通して押し出さ
れるように構成され得る。更に例示のように、押し出し成形工程は、（圧力のような）力
１８０を混合物１０１に印加して型開口部１０５を通して混合物１０１を容易に押し出す
工程を含み得る。塗布ゾーン１８３内での押し出しの間、製造ツール又は製造ツール１５
１は、ベルト１０９の一部と直接接触することができる。スクリーン印刷プロセスは、型
１０３から型開口部１０５を通して混合物１０１を方向１９１に押し出す工程を含み得る
。特に、スクリーン印刷プロセスは、型開口部１０５を通って混合物１０１を押し出す際
に、混合物１０１を製造ツール１５１の開口部１５２の中へ押し出すことができるように
、製造ツール１５１を利用することができる。
【００２４】
一実施形態によると、押し出し中に特定の圧力を利用することができる。例えば、圧力
は少なくとも約１０ｋＰａ、例えば少なくとも約５００ｋＰａとすることができる。更に
、少なくとも１つの非限定的な実施形態において、押し出し中に利用される圧力は、約４
ＭＰａ以下であることができる。混合物１０１を押し出すために使用される圧力は、上記
の任意の最小値と最大値との間の範囲内であることが理解されるであろう。具体的な例で
は、ピストン１９９によって送達される圧力の一貫性は、成形研磨粒子を容易に処理及び
形成し得る。特に、混合物１０１の全域にわたって、及び型１０３の幅全域にわたって一
貫して制御された圧力を印加することにより、改良されたプロセス制御及び成形研磨粒子
の改善された寸法特性を促進することができる。
【００２５】
図１Ｂを簡単に参照すると、製造ツール（例えば、スクリーン）１５１の一部が例示さ
れている。図示されているように、製造ツール１５１は、開口部１５２、より詳細には、
製造ツール１５１の厚みを貫通して延在する複数の開口部１５２を含み得る。一実施形態
によると、開口部１５２は、スクリーンの長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）によって定義される平
面で見た時に２次元形状を有することができる。２次元形状としては様々な形状、例えば
、多角形、楕円形、数字、ギリシャ文字、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルフ
ァベット文字、多角形の組み合わせを含む複雑な形状、及びそれらの組み合わせ等を挙げ
ることができる。具体的な例では、開口部１５２は、三角形、矩形、四辺形、五角形、六
角形、七角形、八角形、九角形、十角形、及びそれらの組み合わせ等の２次元多角形を有
することができる。
【００２６】
更に例示するように、製造ツール１５１は、互いに対して特定の方法で配向された開口
部１５２を有することができる。例示のように、一実施形態によれば、各開口部１５２は
、互いに対して実質的に同じ方位であり、製造ツール１５１の表面に対して実質的に同じ
方位であることができる。例えば、開口部１５２の各々は、製造ツール１５１の横軸１５
８にわたって横方向に延在する開口部１５２の第１の列１５６の第１の平面１５５を定義
する第１の端部１５４を有し得る。第１の平面１５５は、製造ツール１５１の長手方向軸
１５７に対して実質的に直交する方向に延在することができる。しかし、他の例では、開
口部１５２は必ずしも互いに同じ方位である必要はないことが理解されるであろう。
【００２７】
更に、開口部１５２の第１の列１５６は、成形研磨粒子を、容易に特定の処理及び制御
された形成をするために、移動方向に対して配向され得る。例えば、第１の列１５６の第
１の平面１５５が移動方向１７１に対する角度を定義するように、開口部１５２を製造ツ
ール１５１上に配置することができる。例示のように、第１の平面１５５は、移動方向１
７１と実質的に直交する角度を定義することができる。更に、一実施形態では、第１の列
１５６の第１の平面１５５が、移動方向に対して異なる角度、例えば、鋭角又は鈍角を定
義するように開口部１５２を製造ツール１５１上に配置できることが理解されるであろう
。更に、開口部１５２は必ずしも列状に配置されていなくてもよいことも、理解されるで
あろう。開口部１５２は、２次元パターンの形態のように、製造ツール１５１上で互いに
対して様々な特定の規則正しい分布で配置され得る。また、製造ツール１５１上に開口部
をランダムに配置してもよい。
【００２８】
再び図１Ａを参照すると、混合物１０１を型開口部１０５を通して、混合物１０１の一
部を製造ツール１５１の開口部１５２を通して押し出した後、１つ又は複数の前駆体成形
研磨粒子１２３を、製造ツール１５１の下に配置したベルト１０９上に印刷し得る。特定
の実施形態によれば、前駆体成形研磨粒子１２３は、開口部１５２の形状及び形成プロセ
スによって一般的に決定される形状を有し得る。特に、混合物１０１を、混合物１０１が
開口部１５２内の平均滞留時間が約２分未満であるように、迅速に製造ツール１５１を通
過させることができ、約１分未満、約４０秒未満、又は約２０秒未満にさえなり得る。具
体的な非限定的な実施形態では、混合物１０１は、スクリーン開口部１５２を通って移動
するので、印刷中に実質的に変化せず、その結果、元の混合物からの成分量の変化がなく
、製造ツール１５１の開口部１５２内において認識できるほどの乾燥も受け得ない。更に
、他の例では、混合物１０１は、開口部１５２においていくらかの乾燥を受けることがで
き、開口部１５２から混合物１０１を容易に解放し、成形研磨粒子の特定の成形形状を容
易に形成し得る。
【００２９】
更に、システム１５１は、塗布ゾーン１８３内に底部ステージ１９８を含み得る。成形
研磨粒子を形成するプロセスの間、ベルト１０９は、混合物１０１を形成するのに適した
基材を提供することができる底部ステージ１９８の上を移動し得る。
【００３０】
システム１５０の稼働中に、製造ツール１５１を方向１５３に移動し、ベルト１０９を
、少なくとも塗布ゾーン１８３内で、方向１５３と実質的に同様の方向１１０に移動し、
連続して容易に印刷作業を行う。このように、前駆体成形研磨粒子１２３は、ベルト１０
９上に印刷され、ベルト１０９に沿って移動されて更なる処理を受けることができる。こ
のような更なる処理は、例えば、成形、他の材料（例えば、複数の研磨粒子）の塗布、乾
燥、焼結等を含み、本明細書の実施形態に記載されたプロセスを含むことが理解されるで
あろう。
【００３１】
いくつかの実施形態では、型開口部１０５を通して混合物１０１を押し出しながら、ベ
ルト１０９及び／又は製造ツール１５１を移動させることができる。システム１００に示
すように、混合物１０１を方向１９１に押し出すことができる。ベルト１０９及び／又は
製造ツール１５１の移動方向１１０は、混合物１０１の押し出し方向１９１に対して角度
を付けることができる。移動方向１１０と押し出し方向１９１との間の角度は、システム
１００において実質的に直交するように例示されているが、例えば、鋭角又は鈍角を含む
他の角度が考えられる。
【００３２】
容易に処理するために、ベルト１０９及び／又は製造ツール１５１を特定の速度で移動
させることができる。例えば、ベルト１０９及び／又は製造ツール１５１を、少なくとも
約３ｃｍ／秒の速度で移動させることができる。他の実施形態では、ベルト１０９及び／
又は製造ツール１５１の移動速度はより速くすることができ、例えば、少なくとも約４ｃ
ｍ／秒、少なくとも約６ｃｍ／秒、少なくとも約８ｃｍ／秒、又は少なくとも約１０ｃｍ
／秒にさえなり得る。更に、少なくとも１つの非限定的な実施形態では、ベルト１０９及
び／又は製造ツール１５１を、約５ｍ／秒以下の速度で方向１１０に移動させることがで
き、約１ｍ／秒以下、又は約０．５ｍ／秒以下にさえなり得る。ベルト１０９及び／又は
製造ツール１５１を、上記の任意の最小値と最大値との間の範囲内の速度で移動させるこ
とができ、更に、互いに実質的に同じ速度で移動させる得ることが理解されるであろう。
更に、本明細書の実施形態による特定のプロセスでは、混合物１０１の方向１９１への押
し出し速度と比較して、ベルト１０９の移動速度を制御し、容易に適切な処理ができる。
【００３３】
混合物１０１を型開口部１０５を通して押し出した後、型１０３の表面に取り付けられ
たナイフエッジ１０７の下のベルト１０９に沿って混合物１０１を移動させることができ
る。ナイフエッジ１０７は、製造ツール１５１の開口部１５２の中へ混合物１０１を容易
に移動させる型１０３の前方に領域を画定し得る。
【００３４】
特定の処理パラメータを制御して、本明細書に記載の前駆体成形研磨粒子１２３及び最
後に形成された成形研磨粒子の特定の形状を容易に形成することができる。制御可能ない
くつかの例示的なプロセスパラメータとしては、解放距離１９７、混合物の粘度、混合物
の貯蔵弾性率、下段の機械的特性、下段の幾何学的又は寸法的特性、製造ツールの厚さ、
製造ツールの剛性、混合物の固体含有量、混合物の担体含有量、解放角、移動速度、温度
、剥離剤の含有量、混合物に加わる圧力、ベルトの速度、乾燥速度、乾燥時間、乾燥温度
、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００３５】
一実施形態によれば、１つの特定のプロセスパラメータは、充填位置と解放位置との間
の解放距離１９７の制御を含むことができる。特に、解放距離１９７は、型１０３の端部
と、製造ツール１５１とベルト１０９との間の分離の初期点との間でベルト１０９の移動
方向１１０に沿って測定された距離とすることができる。
【００３６】
製造ツール１５１の開口部１５２の中へ混合物１０１を押し出した後、ベルト１０９及
び製造ツール１５１を解放ゾーン１８５へ移動させて、ベルト１０９及び製造ツール１５
１を分離し、前駆体成形研磨粒子１２３を容易に形成することができる。一実施形態によ
ると、製造ツール１５１及びベルト１０９は、解放ゾーン１８５内で、特定の解放角度で
互いに分離され得る。
【００３７】
その後、前駆体成形研磨粒子１２３を、様々な処理プロセスが実施され得る一連の任意
のゾーンを通って移動させることができる。いくつかの適切な例示的な処理プロセスとし
ては、乾燥、加熱、硬化、反応、照射、混合、かき混ぜ、攪拌、平坦化、仮焼、焼結、粉
砕、ふるい分け、ドーピング、含浸、加湿、別の研磨粒子を前駆体成形研磨粒子の本体へ
の塗布、及びそれらの組み合わせを挙げることができる。一実施形態によれば、前駆体成
形研磨粒子１２３を、必要に応じて成形ゾーン１１３を通って移動させることができ、粒
子の少なくとも１つの外表面は、本明細書の実施形態に記載されるように成形され得る。
更に、前駆体成形研磨粒子１２３を、必要に応じて塗布ゾーン１３１を通って移動させる
ことができ、本明細書の実施形態に記載のように、ドーパント材料及び／又は複数の研磨
粒子等の材料を、前駆体成形研磨粒子１２３の少なくとも１つの外表面に塗布することが
できる。
【００３８】
前駆体成形研磨粒子１２３を形成した後、粒子を、任意の後形成ゾーン１２５を通って
移動させることができる。前駆体成形研磨粒子１２３の処理を含む、様々なプロセスを後
形成ゾーン１２５で行うことができる。一実施形態では、後形成ゾーン１２５は、前駆体
成形研磨粒子１２３を乾燥し得る加熱プロセスを含み得る。乾燥工程は、水のような揮発
性物質を含む物質の特定の内容物の除去を含むことができる。一実施形態によると、乾燥
プロセスは約３００℃以下の乾燥温度で行うことができ、例えば約２８０℃以下、又は約
２５０℃以下にさえなり得る。更に、１つの非限定的な実施形態において、乾燥プロセス
は、少なくとも約５０℃の乾燥温度で行われてもよい。乾燥温度は、上記の任意の最低温
度と最高温度との間の範囲内であることが理解されるであろう。更に、前駆体成形研磨粒
子１２３は、特定の速度、例えば、少なくとも約０．２フィート／分、及び約８フィート
／分以下の速度で後形成ゾーン１２５を通って移動させることができる。
【００３９】
更に、乾燥プロセスは、特定の時間行われ得る。例えば、乾燥プロセスは約６時間以下
であり、例えば約５時間以下、約４時間以下、約２時間以下、又は約１時間以下にさえな
り得る。更に、乾燥プロセスは少なくとも約１分、例えば少なくとも約１５分又は少なく
とも約３０分であってもよい。乾燥時間は、上記の任意の最低温度と最高温度との間の範
囲内であることが理解されるであろう。例えば、少なくとも一実施形態では、前駆体成形
研磨粒子を１〜１０分間乾燥させることができ、所定の応力集中点及び所定の応力集中ベ
クトルに沿って容易に意図的な破砕をすることができる。
【００４０】
前駆体成形研磨粒子１２３を、後形成ゾーン１２５を通って移動させた後、前駆体成形
研磨粒子１２３をベルト１０９から除去し得る。更なる処理のために、前駆体成形研磨粒
子１２３をビン１２７に回収し得る。
【００４１】
一実施形態によると、成形研磨粒子を形成するプロセスは、焼結プロセスを更に含み得
る。本明細書の実施形態の特定のプロセスでは、焼結は、前駆体成形研磨粒子１２３をベ
ルト１０９から回収した後に行うことができる。あるいは、焼結は、前駆体成形研磨粒子
１２３がベルト１０９上にある間に行われるプロセスであってもよい。前駆体成形研磨粒
子１２３の焼結は、一般的にグリーン状態にある粒子を緻密化するために利用され得る。
具体的な例では、焼結プロセスは、セラミック材料の高温相を容易に形成し得る。例えば
、一実施形態では、α−アルミナのようなアルミナの高温相が形成されるように、前駆体
成形研磨粒子１２３を焼結することができる。一例では、成形研磨粒子は、粒子の総重量
に対して少なくとも約９０重量％のα−アルミナを含み得る。他の例では、α−アルミナ
の含有量は、成形研磨粒子が本質的にα−アルミナから成るように、より多くてもよい。
【００４２】
場合によっては、別の後形成プロセスは、ゲル混合物が開口部１５２に存在する間、又
は前駆体成形研磨粒子１２３の形成後に（即ち、混合物が製造ツールの開口部から除去さ
れた後に）、ゲル混合物の１つ又は複数の表面への水分の塗布を含み得る。水分の塗布は
、加湿と呼ばれ、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の１つ又は複数の表
面へ複数の粒子を容易に塗布するために行い得る。少なくとも１つの実施形態では、水分
の塗布は、混合物が製造ツール１５１の開口部１５２存在する間に、混合物の１つ又は複
数の表面へ、及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３への水分の堆積を含み得る。別の例で
は、水分を塗布する工程は、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の少なく
とも１つの表面を十分な時間濡らし、外側領域から離間した内側領域での粘度と比較して
、少なくとも１つの表面の外部領域の粘度を変更させる工程を含む。更に、水分の塗布は
、ゲル化、並びに混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の表面を複数の研磨
粒子と十分に結合し易くすることに留意されたい。一実施形態によれば、複数の研磨粒子
を混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の表面に塗布することができ、表面
上の水は、研磨粒子の材料のゲル化を促進し、及び湿潤された表面は結合の改善を促進し
得る。本明細書において複数の研磨粒子への言及は、グリーン又は未焼結の研磨粒子、焼
結研磨粒子等を含むが、これに限定されない様々な種類の粒子を言及することを含む。
【００４３】
水分の塗布は、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の少なくとも１つの
表面に塗布されるように選択的であることができるが、必ずしも混合物１０１及び／又は
前駆体成形研磨粒子１２３の別の表面が塗布される必要はない。一実施形態では、水分の
塗布は、例えば、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の１つ又は複数の表
面に水分を噴霧することにより、を含む、水分の堆積により完了され得る。一実施形態で
は、水分の塗布は、混合物及び／又は前駆体成形研磨粒子を特定の水分含有量を有する環
境の中を移動させる工程を含むことができる。環境内の湿度及び温度、並びに混合物及び
／又は前駆体成形研磨粒子１２３が環境を通って移動される速度は、混合物１０１及び／
又は前駆体成形研磨粒子１２３の少なくとも１つの表面上に特定の水分を生成するように
制御され得る。例えば、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の少なくとも
１つの表面に水分を塗布する工程は、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３
の１つ又は複数の表面へ向けてガスを導く工程を含み得る。より具体的な例では、水分を
塗布するプロセスは、水蒸気及び／又は蒸気を、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨
粒子１２３の少なくとも１つの表面へ導く工程を含み得る。
【００４４】
更に別の実施形態では、特定の水分含有量を有する１つ又は複数の装置が、水分の塗布
を容易にするために、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の１つ又は複数
の表面と接触し得る。例えば、適切な水分含有量を有するスポンジ又は他の物体は、混合
物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の１つ又は複数の表面と接触し得る。
【００４５】
更に、別の実施形態では、別の後形成プロセスは、混合物１０１及び／又は前駆体成形
研磨粒子１２３の粘度を変更させて、複数の研磨粒子を少なくとも１つの表面へ容易に付
着させる工程を含む。混合物の粘度の変更する工程は、混合物１０１及び／又は前駆体成
形研磨粒子１２３の表面上に第２の材料を堆積させる工程、又は混合物１０１及び／又は
前駆体成形研磨粒子１２３の粘度を外部領域で変えるプロセスを用いる工程を含む。例え
ば、場合によっては、粘度の変更は、有機又は無機接着材料等の粘着性材料の塗布を含み
得る。そのような材料の１つ又は複数を、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１
２３の１つ又は複数の表面に選択的に堆積させることにより、表面へ複数の研磨粒子を容
易に塗布し得る。
【００４６】
別の実施形態では、粘度の変更は、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３
の外部領域での粘度を、外側領域から離間し粘度調整剤で処理されていない混合物１０１
及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の内部領域と比較して、増加又は減少させることが
できる１つ又は複数の粘度調整剤の塗布を含み得る。このような粘度の変更は、複数の研
磨粒子の付着に適し得る。
【００４７】
一実施形態によれば、研磨粒子を形成するプロセスは、混合物１０１及び／又は前駆体
成形研磨粒子１２３を形成する工程と、複数の研磨粒子を混合物１０１の少なくとも１つ
表面及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の本体の少なくとも１つ表面へ付着させる工程
を含む。場合によっては、付着プロセスは、塗布ゾーン１３１で行われ、１つ又は複数の
塗布ヘッド１３２が、前駆体成形研磨粒子１２３の主要外表面（例えば、上面）上に複数
の研磨粒子の堆積を促進し得る。複数の研磨粒子を付着させるための様々な適切なプロセ
スは、堆積プロセス、例えば、ブラスト加工、吹き付け加工、プレス加工、重力コーティ
ング、成形、スタンピング、及びそれらの組み合わせ等を含み得る。更に、混合物１０１
が製造ツール１５１内に存在する間に塗布が行われ得ることは理解されるであろう。
【００４８】
一実施形態によれば、複数の研磨粒子を付着させるプロセスは、複数の研磨粒子を混合
物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の少なくとも１つの表面に強制的に吹き付
ける工程を含み得る。複数の研磨粒子を少なくとも１つの表面に付着させることへの本明
細書での言及は、混合物が製造ツール１５１（例えば、型又はスクリーン）に保持されて
いる間に、又は混合物１０１が製造ツール１５１から除去され、前駆体成形研磨粒子１２
３が形成された後に、複数の研磨粒子を混合物１０１の表面に付着させる工程を含み得る
ことが理解されるであろう。混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の一部又
は全体に、複数の研磨粒子を付着させることができる。少なくとも１つの実施形態では、
複数の研磨粒子を混合物１０１又は前駆体成形研磨粒子１２３に強制的に吹き付ける工程
は、担体及び複数の研磨粒子を含む堆積材料に制御された力を加える工程と、複数の研磨
粒子の少なくとも一部を、混合物１０１又は前駆体成形研磨粒子１２３の表面に埋める工
程を含む。例えば、堆積材料は、ガスであってもよい担体を含み得る。適切なガス状材料
は、水蒸気、蒸気、不活性ガス、空気、又はそれらの組み合わせを含み得る。
【００４９】
少なくとも１つの実施形態では、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の
１つ又は複数の表面の加湿と研磨粒子の堆積とが別々に行われてもよく、より具体的には
、加湿プロセスは堆積プロセスの前に行われ得る。更に別の実施形態では、加湿プロセス
及び堆積プロセスは、水蒸気及び／又は蒸気の混合物として同時に行われ、複数の研磨粒
子は、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の少なくとも１つの表面へ導か
れる。
【００５０】
担体ガス及び複数の研磨粒子を吹き付けるのに使用される力又は圧力は、混合物１０１
及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の表面へ研磨粒子を適切に付着できるように調整さ
れ得る。特に、力又は圧力は、限定されないが、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨
粒子１２３の表面の粘度、複数の研磨粒子のメジアン粒子径、単位時間当たりに吹き付け
られる複数の研磨粒子の含有量（重量又は体積）、吹き付け中の環境の湿度、吹き付け中
の温度、製造ツール又はゲルの移動速度、複数の研磨粒子による所望の被覆率レベル、又
はそれらの組み合わせを含む１つ又は複数の処理パラメータに基づいて構成され得る。
【００５１】
少なくとも１つの実施形態では、複数の研磨粒子を前駆体成形研磨粒子の本体に付着さ
せるプロセスは、本体を実質的に乾燥させる前に行うことができる。特に、場合によって
は、前駆体成形研磨粒子中のいくらかの水分は、複数の研磨粒子を適切に付着させ得る。
一実施形態によれば、付着中の前駆体成形研磨粒子の水分含有量（即ち、液体の重量パー
セント）は、混合物１０１が製造ツール１５１に配置されている時の混合物１０１の水分
含有量と約７０％以下の差異であるように付着プロセスは起こり得る。百分率の差は、式
［（Ｍｃ１−Ｍｃ２）／Ｍｃ１］×１００％に従って算出され得る。式中、Ｍｃ１は製造
ツール１５１中へ配置されている間の混合物１０１の水分含有量であり、Ｍｃ２は付着中
の前駆体成形研磨粒子の水分含有量である。他の例では、付着中の前駆体成形研磨粒子の
水分含有量は、混合物１０１が製造ツール１５１に配置されている時の混合物１０１の水
分含有量と約６０％以下の差異であることができ、例えば、約５０％以下の差異、約４０
％以下の差異、約３０％以下の差異、約２０％以下の差異、又は約１０％以下の差異にさ
えなり得る。更に、少なくとも１つの非限定的な実施形態では、付着中の前駆体成形研磨
粒子の水分含有量は、混合物１０１が製造ツール１５１に配置されている時の水分含有量
と実質的に同じ、又は正確に同じであることができる。
【００５２】
少なくとも１つの実施形態では、複数の研磨粒子を前駆体成形研磨粒子の本体に付着さ
せるプロセスは、研磨粒子を付着させる前に前駆体成形研磨粒子の表面を加湿する工程を
含み得る。例えば、前駆体成形研磨粒子の表面の水分含有量を、混合物１０１が製造ツー
ル１５１に配置されている時の混合物１０１の水分含有量とほぼ同じか、又はそれ以上で
あるように、付着プロセスの前に増加させることができる。
【００５３】
別の実施形態によれば、複数の研磨粒子を混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子
１２３の本体に付着させるプロセスは、複数の成形研磨粒子を含む研磨粒子の層上へ混合
物１０１を堆積する工程を含み得る。例えば、製造ツールは、混合物１０１上の表面に研
磨粒子の層を含むように調製することができ、混合物１０１を複数の研磨粒子の上に直接
付着させるように、研磨粒子層上に混合物１０１を堆積させ、前駆体成形研磨粒子に形成
する。このような場合、混合物１０１を前駆体成形研磨粒子１２３に成形するプロセスと
、複数の研磨粒子の付着とを同時に完了させることができる。例えば、ベルト１０９の上
面は研磨粒子の層を含むように製造されることができ、混合物１０１を、製造ツール１５
１の開口部１５２内へ、そしてベルト１０９の上面の研磨粒子の層上へ押し出すことがで
きる。次に、製造ツール１５１をベルト１０９から取り外すことができ、前駆体成形研磨
粒子１２３は、ベルト１０９と接触していた底面に付着させた複数の研磨粒子を有し得る
。追加のプロセスを用いることにより、複数の研磨粒子を他の表面に付着させることがで
き、そのプロセスは複数の研磨粒子を混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３
の上面に付着させる堆積プロセスを含むことが理解されるであろう。１つ又は複数のプロ
セスを使用して、混合物１０１の１つ又は複数の表面へ、及び／又は前駆体成形研磨粒子
１２３の本体の底面、上面、及び側面を含む前駆体成形研磨粒子１２３の本体の１つ又は
複数の表面へ、複数の研磨粒子を付着させることができると考えられるが、これに限定さ
れるものではない。
【００５４】
更に別の実施形態では、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３を、基材上
を移動する製造ツール内に配置することができ、複数の研磨粒子が基材の表面を覆ってい
る。基材を、製造ツール並びに混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３の一面
にスタンプし、複数の研磨粒子が堆積され、少なくとも部分的に混合物１０１及び／又は
前駆体成形研磨粒子１２３内に埋め込まれる。
【００５５】
一実施形態によれば、複数の研磨粒子を、混合物１０１及び／又は未焼結粒子である前
駆体成形研磨粒子１２３の本体の少なくとも１つの表面に、塗布又は結合させ得る。即ち
、複数の研磨粒子は、混合物１０１及び／又は前駆体成形研磨粒子１２３と更に処理をさ
れて、成形研磨粒子の本体の表面上に焼結された研磨粒子を形成する原料になることがで
きる。例えば、複数の研磨粒子は、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒
化物、又はそれらの組み合わせの群の少なくとも１つの材料を含む原料を含み得る。具体
的な例では、複数の研磨粒子は、ベーマイト又は擬ベーマイト材料及び上記のような材料
を含み得る。ベーマイト又は擬ベーマイト材料は、種材料、ピニング剤、及び他の添加剤
等の添加を含む混合物と同じ方法で処理され得る。具体的な一実施形態では、複数の研磨
粒子は、成形研磨粒子の本体を形成するのに用いられる混合物に含有されるものと同じ材
料を含む。
【００５６】
一実施形態では、複数の研磨粒子を前駆体成形研磨粒子に付着させた後に、プロセスは
、前駆体成形研磨粒子及び複数の研磨粒子を乾燥させる工程を含み得る。更に、場合によ
っては、プロセスは、複数の研磨粒子を前駆体成形研磨粒子へ付着させた後に、前駆体成
形研磨粒子及び複数の研磨粒子を仮焼する工程を含み得ることが理解されるであろう。更
に、このプロセスは、複数の研磨粒子を前駆体成形研磨粒子に接着させた後に、前駆体成
形研磨粒子及び複数の研磨粒子を焼結して複合成形研磨粒子を形成する工程を含み得る。
【００５７】
図２は、一実施形態による成形研磨粒子形成する際に使用するシステムの一部を例示す
る図である。特に、図２のシステム１５０は、図１Ａのシステム１５０と同じ構成要素の
いくつかを含むが、ツール１５１の下にあるベルト１０９を含まない。特に、図２のツー
ル１５１は、図１Ａに例示するようなスクリーンの形態であってもよく、空洞１５２は、
ツール１５１の厚み全体を貫通して延在する。更に、図２のツール１５１は、空洞１５２
がツール１５１の厚さ全体の一部分に延在し、底面を有するように形成され、混合物１０
１を保持し、成形するように構成された空間の体積は、底面及び側面によって定義される
ことが理解されるであろう。他の実施形態における本明細書に記載されているすべてのプ
ロセスは、図２に例示するシステムと共に利用され、空洞１５２から混合物１０１を容易
に除去して前駆体成形研磨粒子を形成し得る乾燥作業を含むが、これに限定されない。即
ち、混合物１０１は、ツール１５１の空洞１５２に収容されている間に、僅かに認識でき
るほど乾燥され得る。更に、混合物１０１が空洞内に存在する間、又は空洞１５２から除
去された後、複数の研磨粒子を混合物１０１の１つ又は複数の表面へ（即ち、前駆体成形
研磨粒子の表面上へ）付着させるプロセスは、図２のシステム１５０で利用され得る。
【００５８】
図２のシステムは、米国特許第９，２００，１８７号に記載の１つ又は複数の構成要素
を含み得る。例えば、システム１５０は、混合物をツール１５１の空洞１５２に押し出し
ている間、ツール１５１の下にあって隣接しているバッキングプレートを含み得る。バッ
キングプレートにより、空洞１５２は混合物１０１で充填され得る。混合物１０１を空洞
１５２内に堆積する場合、ツールが堆積ゾーン内のバッキングプレートに当接するように
、ツール１５１をバッキングプレート上を移動させることができ、及びツール１５１は堆
積ゾーンから離れるように移動するので、ツール１５１はバッキングプレートから離れる
ように移動する。
【００５９】
ツールを排出ゾーン移動させることができ、少なくとも１つの排出アセンブリが、空洞
１５２内に収容された混合物１０１に排出材料を導き、空洞から混合物１０１を排出して
、前駆体成形研磨粒子を形成するように構成され得る。排出材料は、気相成分、液相成分
、固相成分、及びそれらの組み合わせを含むエアロゾルを含み得る。
【００６０】
図３は一実施形態による研磨粒子の画像である。研磨粒子は、本体３０１及び少なくと
も１つの表面３０３、例えば成形研磨粒子の本体３０１の主表面に付着させた複数の研磨
粒子３０２を有する成形研磨粒子を含む複合成形研磨粒子３００であってもよい。図示の
ように、成形研磨粒子は、本体３０１の長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）によって定義される平面
で見て三角形の２次元形状を有し得る。しかしながら、成形研磨粒子は、多角形、楕円形
、数字、ギリシャ文字、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルファベット文字、多
角形の組み合わせを有する複雑な形状、及びそれらの組み合わせを含むがこれらに限定さ
れない他の２次元形状を有し得ることが理解されるであろう。
【００６１】
一実施形態によれば、成形研磨粒子は、第１の主表面３０３、第１の主表面に対向する
第２の主表面（例えば、底面）、及び第１と第２の主表面との間に延在する側面を含み得
る。複数の研磨粒子３０２を、例えば、本体３０１の第１の主表面３０３を含む、本体の
任意の表面に結合させ得る。他の例では、複数の研磨粒子３０２を、本体の少なくとも２
つの表面に結合させ得る。例えば、複数の研磨粒子３０２を、本体３０１の少なくとも２
つの主表面、例えば、第１及び第２の主表面を含み得る図３の粒子内の本体３０１の全表
面と比べて最大の表面積を有する表面に結合させ得る。更に他の実施形態では、複数の研
磨粒子３０２を、１つ又は複数の側面を含み得る本体３０１の少なくとも２つの表面に結
合させ得る。例えば、複数の研磨粒子３０２を、本体３０１の上面及び側面に結合させ得
る。あるいは、複数の研磨粒子３０２を、本体３０１の底面及び側面に結合させ得る。少
なくとも１つの実施形態では、複数の研磨粒子３０２を、成形研磨粒子の本体３０１の表
面のすべてに付着し得ることが理解されるであろう。更に、いくつかの実施形態では、研
磨粒子の選択的な配置を利用して、いくつかの表面（例えば、本体３０１の１つ又は複数
の主表面）に複数の研磨粒子を付着させるが、１つ又は複数の他の表面（例えば、本体３
０１の側面）は、複数の研磨粒子を本質的に含み得ない。本質的に研磨粒子を含まない表
面は、偶発的に表面に堆積されるか又は結合され得る少数の研磨粒子を含むことができる
が、研磨粒子が表面全体にわたって完全には被覆しない。例えば、表面は１０個以下の研
磨粒子を含み、研磨粒子を本質的に含まないと考えられ得る。更に別の例では、表面は、
表面に結合させた研磨粒子がなく、研磨粒子を本質的に含み得ない。成形研磨粒子を含む
これら研磨粒子、及び１つ又は複数の表面に付着させた複数の研磨粒子を、複合研磨粒子
と呼ぶことができる。
【００６２】
場合によっては、成形研磨粒子の本体上の複数の研磨粒子の被覆率を制御することによ
り、研磨粒子の形成、配置及び／又は性能を容易に向上することができる。本明細書の実
施形態のいくつかの研磨粒子の場合、複数の研磨粒子３０２は、成形研磨粒子の本体３０
１の総表面積の少なくとも約１％を覆うことができる。他の例では、成形研磨粒子の本体
３０１の外表面を覆っている複数の研磨粒子３０２はより広く、成形研磨粒子の本体３０
１の総表面積の、例えば少なくとも約５％、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少な
くとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７
０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は少なくとも９９％
にさえなり得る。更に、少なくとも１つの実施形態では、複数の研磨粒子３０２は、成形
研磨粒子の本体３０１の総表面積の９９％以下を被覆することができ、例えば９５％以下
、９０％以下、８５％以下、８０％以下、７０％以下、６０％以下、５０％以下、４０％
以下、３０％以下、２０％以下、又は１０％以下にさえなり得る。複数の研磨粒子３０２
は、上記の任意の最小百分率と最大百分率とを含む範囲内の、成形研磨粒子の本体３０１
の総表面積の百分率を覆うことができることが理解されるであろう。
【００６３】
本明細書の実施形態のいくつかの研磨粒子については、成形研磨粒子の本体の１つの表
面上の複数の粒子の被覆率を制御して、研磨粒子の形成、配置及び／又は性能を容易に向
上することができる。例えば、複数の研磨粒子３０２は、成形研磨粒子の本体の外表面（
例えば、第１の主表面、第２の主表面、側面等）の総表面積の少なくとも約１％を覆うこ
とができる。他の例では、成形研磨粒子の本体の所定の表面上の複数の研磨粒子の被覆率
はより高く、成形研磨粒子の本体３０１の総表面積の、例えば、少なくとも約５％、少な
くとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５
０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、又
は少なくとも９５％にさえ、又は少なくとも９９％にさえ、又は更に少なくとも１００％
にさえなり得る。更に、少なくとも１つの実施形態では、複数の研磨粒子３０２は、成形
研磨粒子の本体３０１の総表面積の１００％以下を覆うことができ、例えば、９９％以下
又は９５％以下、９０％以下、８５％以下、８０％以上、７０％以下、６０％以下、５０
％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、又は１０％以下にさえなり得る。複数の
研磨粒子３０２は、上記の任意の最小百分率と最大百分率とを含む範囲内の、成形研磨粒
子の本体３０１の総表面積の百分率を覆うことができることが理解されるであろう。例え
ば、複数の研磨粒子は、第１の主表面の総表面積の少なくとも１％、及び９９％以下を覆
うことができる。更に別の実施形態では、複数の研磨粒子は、第１の主表面の総表面積の
少なくとも３０％、及び９９％以下を覆うことができる。更に別の実施形態では、複数の
研磨粒子は、第１の主表面の総表面積の少なくとも４０％、及び９９％以下を覆うことが
できる。別の態様によれば、複数の研磨粒子は、第１の主表面の総表面積の少なくとも８
０％、及び９９％以下を覆うことができる。
【００６４】
本明細書の実施形態のいくつかの研磨粒子については、成形研磨粒子の本体の１つの表
面上の複数の粒子の被覆率を制御して、研磨粒子の形成、配置及び／又は性能を容易に向
上することができる。例えば、一実施形態では、研磨粒子は、成形研磨粒子の本体の主表
面上に複数の研磨粒子の少なくとも１０個の粒子を含み得る。更に他の例では、本体の第
１の主表面上の複数の研磨粒子の粒子数はより多く、例えば、少なくとも１２、又は少な
くとも１５、又は少なくとも１８、又は少なくとも２０、又は少なくとも２２、又は少な
くとも２５、又は少なくとも２７、又は少なくとも３０であることができる。更に、形成
条件によって、本体の第１の主表面上の粒子の平均数は５００以下であることができ、例
えば、４００以下、又は３００以下、又は２００以下、又は１００以下、８０以下、又は
６０以下、又は５０以下である。成形研磨粒子の本体の第１の主表面上の研磨粒子の平均
数は、上記の任意の最小値と最大値とを含む範囲内であることが理解されるであろう。例
えば、研磨粒子の平均数は、少なくとも１０及び５００以下であることができ、例えば、
少なくとも１０及び２００以下、又は少なくとも１５及び２００以下、又は少なくとも２
０及び１００以下である。更に、そのような平均数は、成形研磨粒子の本体の任意の他の
表面について真であり得ることが理解されるであろう。
【００６５】
一実施形態によれば、複数の研磨粒子３０２は、研磨粒子３００の総重量の少なくとも
１重量％を占めることができ、例えば、少なくとも２重量％、少なくとも３重量％、少な
くとも４重量％、少なくとも５重量％、少なくとも６重量％、少なくとも７重量％、少な
くとも８重量％、少なくとも９重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも約２０重量％
、少なくとも約３０重量％、少なくとも約４０重量％、又は少なくとも約５０重量％にさ
えなり得る。更に、非限定的な実施形態では、複数の研磨粒子３０２は、研磨粒子３００
の総重量の約８０重量％以下であることができ、例えば、約６０重量％以下、約４０重量
％以下、約３０重量％、又は更に約２０重量％以下、１０重量％以下、８重量％以下、６
重量％以下、５重量％以下、又は４重量％以下、又は３重量％以下にさえなり得る。複数
の研磨粒子３０２は、上記の任意の最小百分率と最大百分率とを含む範囲内の、研磨粒子
の総重量の特定の重量％を占め得ることが理解されるであろう。このような百分率は、複
数の研磨粒子について計算された平均値を表すことができ、各研磨粒子は、成形研磨粒子
の本体の少なくとも１つの表面に結合させた複数の研磨粒子を有する成形研磨粒子を含む
ことも理解されるであろう。このような平均値は、研磨粒子のランダムで統計的に妥当な
サンプルサイズから計算される。
【００６６】
複数の研磨粒子の重量％は、少なくとも１つの表面に結合させた複数の研磨粒子を有す
る研磨粒子を最小３００ｍｇ含む粒子の第１の試料を得ることによって計算され得る。粒
子の質量（Ｍ１）を測定する。粒子は、粒子の数（Ｎ）を正確にカウントするのに適した
コントラストを提供する平坦な表面上に広げられる。カメラを使用して粒子を撮影し、適
切な画像化ソフトウェア（例えばｉｍａｇｅＪ）を使用して、コーティングされた粒子（
Ｎ１）の数を数える。複数の研磨粒子を有する砥粒の１粒子当たりの平均質量（Ｍｇ１）
は、式、Ｍｇ１＝Ｍ１／Ｎ１に従って計算される。
【００６７】
複数の研磨粒子を含まない粒子（即ち、被覆していない研磨粒子）試料について、同じ
プロセスを行う。被覆していない試料の１粒子当たりの平均質量（Ｍｇ２）を計算する。
次に、式、１００×［（Ｍｇ２−Ｍｇ１）／Ｍｇ１］に従い、複数の研磨粒子の平均重量
百分率を計算する。
【００６８】
複数の研磨粒子３０２は、複合成形研磨粒子の適切な形成を促進するために、材料の特
定の種類から選択され得る。複数の研磨粒子３０２としては、例えば、酸化物、炭化物、
窒化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒化物、オキシホウ化物、天然鉱物、合成物質、炭素系
物質、及びそれらの組み合わせの群からの物質等を挙げることができる。１つの特定の実
施形態では、複数の研磨粒子はアルミナを含むことができ、より具体的には、本質的にα
−アルミナからなることができる。
【００６９】
少なくとも１つの実施形態では、複数の研磨粒子３０２は、研磨粒子の形成、配置及び
／又は性能を容易に向上し得る本体３０１の熱膨張係数（ＣＴＥ）に対して特定のＣＴＥ
を有する材料を含み得る。例えば、複数の研磨粒子３０２は、式［（ＣＴＥ１−ＣＴＥ２
）／ＣＴＥ１］×１００％に従う成形研磨粒子の本体３０１のＣＴＥより約５０％以下異
なるＣＴＥを有することができ、ＣＴＥ１は、ＣＴＥ２に対して、より高いＣＴＥ値を表
す。場合によっては、複数の研磨粒子３０２は、本体３０１のＣＴＥよりも小さいＣＴＥ
を有し得る。別の実施形態では、複数の研磨粒子３０２は、本体３０１のＣＴＥよりも大
きいＣＴＥを有し得る。更に、複数の研磨粒子３０２は、本体３０１のＣＴＥに比較して
約４０％以下異なる、約３０％以下異なる、約２０％以下異なる、又は約１０％以下さえ
異なるＣＴＥを有し得る。更に、１つの非限定的な実施形態において、複数の研磨粒子３
０２のＣＴＥは、本体３０１のＣＴＥと本質的に同じであることができる。更に別の実施
形態では、複数の研磨粒子３０２のＣＴＥは、本体３０１のＣＴＥと比較して少なくとも
約０．５％異なる、少なくとも約１％異なる、又は少なくとも約３％異なり得る。複数の
研磨粒子は、本体のＣＴＥに対して、上記の任意の最小値と最大値とを含む範囲内のＣＴ
Ｅの差異を有し得ることが理解されるであろう。成形研磨粒子の本体及び複数の研磨粒子
のＣＴＥは、焼結後に、最後に形成された研磨粒子において測定されてもよい。
【００７０】
一実施形態によれば、複数の研磨粒子３０２は、粉砕された砥粒、不規則な形状の砥粒
、細長い砥粒、弱凝集体、強凝集体、微細成形研磨粒子、フレーク、及びそれらの組み合
わせからなる群から選択される。１つの特定の例では、複数の研磨粒子は、一般的に不規
則な形状を有し得る粉砕砥粒から本質的になる。フレークは、粒子の幅及び長さに対して
非常に小さい厚さを有する細長い又は非伸長の砥粒であることができる。
【００７１】
成形研磨粒子は、本明細書に記載されているような成形、印刷、キャスティング、押し
出し等を含む特定のプロセスによって形成され得る。これについて本明細書で更に説明す
る。少なくとも１つの実施形態では、複数の研磨粒子３０２の少なくとも一部は、成形研
磨粒子３０１の本体３０１と比較して著しく微細なサイズの成形研磨粒子を含み得る。成
形研磨粒子の本体３０１を覆う複数の研磨粒子３０２に含まれる成形研磨粒子は、本明細
書の実施形態で定義される成形研磨粒子の任意の特性を有し得る。
【００７２】
成形研磨粒子の本体３０１は、長さ（Ｌ）、幅（Ｗ）及び高さ（Ｈ）を有することがで
き、Ｌ≧Ｗ≧Ｈである。長さは、本体３０１の最長寸法を定義することができ、場合によ
っては、幅を定義する寸法に等しくてもよい。一実施形態では、幅は、一般に、本体３０
１の２番目の最長寸法を定義することができるが、場合によっては、幅は、長さと同じ値
を有し得る。高さは、一般に、本体の最短寸法を定義することができ、本体３０１の長さ
及び幅によって定義される平面に垂直な方向に延在し得る。１つの特定の実施形態によれ
ば、幅は高さ以上であってもよい。
【００７３】
一実施形態によれば、成形研磨粒子の本体３０１は、本体３０１上で測定可能な最大寸
法（即ち、長さ）により測定される、少なくとも約１００マイクロメートルの平均粒子径
を有し得る。実際、成形研磨粒子の本体３０１は、少なくとも約１５０マイクロメートル
の平均粒子径を有することができ、例えば、少なくとも約２００マイクロメートル、少な
くとも約３００マイクロメートル、少なくとも約４００マイクロメートル、少なくとも約
５００マイクロメートル、少なくとも約５００マイクロメートル、少なくとも約６００マ
イクロメートル、少なくとも約８００マイクロメートル、又は少なくとも約９００マイク
ロメートルにさえなり得る。更に、研磨粒子は、約５ｍｍ以下の平均粒子径を有すること
ができ、例えば、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、又は約１．５ｍｍ以下にさえなり得る。
研磨粒子は、上記の任意の最小値と最大値との間の範囲内の平均粒子径を有し得ることが
理解されるであろう。
【００７４】
成形研磨粒子の本体内に含まれる砥粒（即ち、結晶子）又は複数の研磨粒子は、一般に
約１００マイクロメートル以下の平均粒子径を有することができる。他の実施形態では、
平均粒子径はより小さく、例えば、約８０マイクロメートル以下、約５０マイクロメート
ル以下、約３０マイクロメートル以下、約２０マイクロメートル以下、約１０マイクロメ
ートル以下、約１マイクロメートル以下、約０．９マイクロメートル以下、約０．８マイ
クロメートル以下、約０．７マイクロメートル以下、又は約０．６マイクロメートル以下
にさえなり得る。更に、研磨粒子の本体内に含まれる砥粒の平均粒子径は、少なくとも約
０．０１マイクロメートルであることができ、例えば、少なくとも約０．０５マイクロメ
ートル、少なくとも約０．０６マイクロメートル、少なくとも約０．０７マイクロメート
ル、少なくとも約０．０８マイクロメートル、少なくとも約０．０９マイクロメートル、
少なくとも約０．１マイクロメートル、少なくとも約０．１２マイクロメートル、少なく
とも約０．１５マイクロメートル、少なくとも約０．１７マイクロメートル、少なくとも
約０．２マイクロメートル、又は少なくとも約０．５マイクロメートルにさえなり得る。
砥粒は、上記の任意の最小値と最大値の間の範囲内の平均粒子径を有し得ることが理解さ
れるであろう。
【００７５】
複数の研磨粒子３０２は、成形研磨粒子の本体３０１の１つ又は複数の寸法に対して特
定のメジアン粒子径を有し得る。例えば、複数の研磨粒子３０２は、成形研磨粒子の本体
３０１の長さ（Ｌ）以下のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有し得る。より詳細には、複数の
研磨粒子３０２は、本体３０１の長さ（Ｌ）の約９０％以下のメジアン粒子径（Ｄ５０）
を有することができ、例えば、長さの約８０％以下、長さの約７０％以下、長さの約６０
％以下、長さの約５０％以下、長さの約４０％以下、長さの約３０％以下、長さの約２５
％以下、長さの約２０％以下、長さの約１８％以下、長さの約１５％以下、長さの約１２
％以下、長さの約１０％以下、長さの約８％以下、長さの約６％以下、又は長さの約５％
以下にさえなり得る。更に別の非限定的な実施形態では、複数の研磨粒子３０２は、本体
３０１の長さ（Ｌ）の少なくとも約０．１％のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有することが
でき、例えば、長さの少なくとも約０．５％、長さの少なくとも約１％、又は少なくとも
約２％、長さの少なくとも約３％、長さの少なくとも約４％、長さの少なくとも約５％、
長さの少なくとも約６％、長さの少なくとも約７％、長さの少なくとも約８％、長さの少
なくとも約９％、長さの少なくとも約１０％、長さの少なくとも約１２％、長さの少なく
とも約１５％、長さの少なくとも約１８％、長さの少なくとも約２０％、長さの少なくと
も約２５％、又は長さの少なくとも約３０％にさえなり得る。複数の研磨粒子３０２は、
上記の任意の最小百分率と最大百分率とを含む範囲内のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有し
得ることが理解されるであろう。
【００７６】
１つの特定の実施形態によれば、複数の研磨粒子３０２は、成形研磨粒子の本体の長さ
（Ｌ）の少なくとも０．１％及び約９０％以下のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有すること
ができ、［（Ｄ５０）／（Ｌ）］×１００％で計算することができる。別の実施形態では
、複数の研磨粒子３０２は、本体の長さの少なくとも０．１％及び約５０％以下のメジア
ン粒子径（Ｄ５０）を有することができ、例えば、成形研磨粒子の本体の長さの少なくと
も０．１％及び約２０％以下、又は少なくとも０．１％及び約１０％以下、又は少なくと
も０．１％及び約８％以下、又は少なくとも０．１％及び約６％以下、又は少なくとも０
．１％及び約５％以下、又は少なくとも１％及び５％以下にさえなり得る。更に、場合に
よっては、本体の長さと比較した複数の研磨粒子３０２の相対的なメジアン粒子径（Ｄ５
０）が、本体上の研磨粒子の被覆率に影響を及ぼし得ることが指摘されている。
【００７７】
別の実施形態では、複数の研磨粒子３０２は、本体３０１の幅（Ｗ）の約９０％以下の
メジアン粒子径（Ｄ５０）を有することができ、例えば、幅の約８０％以下、幅の７０％
以下、幅の約６０％以下、幅の約５０％以下、幅の約４０％以下、幅の約３０％以下、幅
の２５％以下、幅の約２０％以下、幅の約１８％以下、幅の約１５％以下、幅の約１２％
以下、幅の１０％以下、幅の８％以下、幅の６％以下、又は幅の５％以下にさえなり得る
。更に別の非限定的な実施形態において、複数の研磨粒子３０２は、本体３０１の幅（Ｗ
）の少なくとも約０．１％のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有することができ、例えば、幅
の少なくとも約０．５％、幅の少なくとも約１％、幅の少なくとも約２％、幅の少なくと
も約３％、幅の少なくとも約４％、幅の少なくとも約５％、幅の少なくとも約６％、幅の
少なくとも約７％、幅の少なくとも約８％、幅の少なくとも約９％、幅の少なくとも約１
０％、幅の少なくとも約１２％、幅の少なくとも約１５％、幅の少なくとも約１８％、幅
の少なくとも約２０％、幅の少なくとも約２５％、幅の少なくとも約３０％である。複数
の研磨粒子３０２は、上記の任意の最小百分率と最大百分率とを含む範囲内のメジアン粒
子径（Ｄ５０）を有し得ることが理解されるであろう。
【００７８】
１つの特定の実施形態によれば、複数の研磨粒子３０２は、成形研磨粒子の本体の幅の
０．１％〜約９０％のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有することができ、［（Ｄ５０）／（
Ｗ）］×１００％で計算することができる。別の実施形態では、複数の研磨粒子３０２は
、本体の幅の少なくとも０．１％及び約５０％以下のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有する
ことができ、例えば、成形研磨粒子の本体の幅の少なくとも０．１％及び約２０％以下、
又は少なくとも０．１％及び約１０％以下、又は少なくとも０．１％及び約８％以下、又
は少なくとも０．１％及び約６％以下、又は少なくとも１％及び約６％以下、又は少なく
とも１％及び約４％以下にさえなり得る。更に、場合によっては、本体の幅と比較した複
数の研磨粒子３０２の相対的なメジアン粒子径（Ｄ５０）が、本体上の研磨粒子の被覆率
に影響を及ぼし得ることが指摘されている。
【００７９】
別の実施形態では、複数の研磨粒子３０２は、本体３０１の高さの約９０％以下のメジ
アン粒子径（Ｄ５０）を有することができ、例えば、高さの約８０％以下、高さの約７０
％以下、高さの約６０％以下、高さの約５０％以下、高さの約４０％以下、高さの約３０
％以下、高さの約２５％以下、高さの約２０％以下、高さの約１８％以下、高さの約１５
％以下、高さの約１２％以下、高さの約１０％以下、高さの約８％以下、高さの約６％以
下、又は高さの約５％である。更に別の非限定的な実施形態において、複数の研磨粒子３
０２は、高さの少なくとも約０．１％のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有することができ、
例えば、本体３０１の高さの少なくとも約０．５％、高さの少なくとも約１％、高さの少
なくとも約２％、高さの少なくとも約３％、高さの少なくとも約４％、高さの少なくとも
約５％、高さの少なくとも約６％、高さの少なくとも約７％、高さの少なくとも約８％、
高さの少なくとも約９％、高さの少なくとも約１０％、高さの少なくとも約１２％、高さ
の少なくとも約１５％、高さの少なくとも約１８％、高さの少なくとも約２０％、高さの
少なくとも約２５％、高さの少なくとも約３０％である。複数の研磨粒子３０２は、上記
の任意の最小百分率と最大百分率とを含む範囲内のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有し得る
ことが理解されるであろう。
【００８０】
１つの特定の実施形態によれば、複数の研磨粒子３０２は、成形研磨粒子の本体の高さ
の少なくとも０．１％及び約９０％以下のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有することができ
、［（Ｄ５０）／（Ｈ）］×１００％で計算することができる。別の実施形態では、複数
の研磨粒子３０２は、本体の高さの少なくとも０．１％及び約５０％以下のメジアン粒子
径（Ｄ５０）を有することができ、例えば、成形研磨粒子の本体の高さの少なくとも０．
１％及び約２０％以下、又は少なくとも１％及び約１８％以下、又は少なくとも５％及び
約１８％以下、又は少なくとも８％及び約１６以下である。更に、場合によっては、本体
の高さと比較した複数の研磨粒子３０２の相対的なメジアン粒子径（Ｄ５０）が、本体上
の研磨粒子の被覆率に影響を及ぼし得ることが指摘されている。
【００８１】
一実施形態によれば、複数の研磨粒子３０２は、約１ｍｍ以下のメジアン粒子径（Ｄ５
０）を有することができ、例えば、約８００マイクロメートル以下、約５００マイクロメ
ートル以下、又は３００マイクロメートル以下、又は２００マイクロメートル以下、又は
１００マイクロメートル以下、又は９０マイクロメートル以下、又は８０マイクロメート
ル以下、又は７０マイクロメートル以下、又は６５マイクロメートル以下、又は６０マイ
クロメートル以下、又は５０マイクロメートル以下、又は４０マイクロメートル以下にさ
えなり得る。更に、１つの非限定的な実施形態において、複数の研磨粒子３０２は、少な
くとも約０．１マイクロメートルのメジアン粒子径（Ｄ５０）を有することができ、例え
ば、少なくとも約０．５マイクロメートル、又は少なくとも１マイクロメートル、又は少
なくとも２マイクロメートル、又は少なくとも３マイクロメートル、又は少なくとも５マ
イクロメートル、又は少なくとも１０マイクロメートル、又は少なくとも１５マイクロメ
ートル、又は少なくとも２０マイクロメートル、又は少なくとも２５マイクロメートル、
又は少なくとも３０マイクロメートルである。研磨粒子は、上記の任意の最小値と最大値
との間の範囲内のメジアン粒子径を有し得ることが理解されるであろう。例えば、複数の
研磨粒子は、少なくとも０．１マイクロメートル及び５００マイクロメートル以下、又は
少なくとも０．５マイクロメートル及び１００マイクロメートル以下、又は少なくとも１
マイクロメートル及び６５マイクロメートル以下のメジアン粒子径（Ｄ５０）を有するこ
とができる。場合によっては、複数の研磨粒子３０２のメジアン粒子径（Ｄ５０）が、研
磨粒子の形成、配置及び／又は性能に影響を及ぼし得ることが指摘されている。
【００８２】
少なくとも１つの実施形態では、複数の研磨粒子の研磨粒子の少なくとも一部は、成形
研磨粒子の本体３０１の少なくとも１つの表面に少なくとも部分的に埋め込まれ得る。更
に、場合によっては、その部分は、成形研磨粒子の本体３０１の少なくとも１つの表面に
少なくとも部分的に埋め込まれ得る複数の研磨粒子３０２の研磨粒子の大部分を含み得る
。別の実施形態によれば、複数の研磨粒子の一部は、本体３０１の少なくとも１つの表面
内に少なくとも部分的に埋め込まれた複数の研磨粒子の中の少数の粒子であることができ
る。本体３０１の表面を覆っているが、本体３０１の体積内に埋め込まれず延在しない粒
子（例えば、ある種類のコーティングとして塗布された粒子）とは対照的に、埋め込まれ
た粒子は、本体３０１の外表面の下の本体の体積内に延在し得ることが理解されるであろ
う。更に、埋め込まれた研磨粒子の形状は、パターン化された表面の形状、例えば、溝又
は丸い突起等とは異なり、研磨粒子は成形研磨粒子の本体の体積中に埋め込まれ、複数の
研磨粒子は、（例えば、粉砕された不規則な成形研磨粒子の場合、）表面から突出する鋭
い不規則な角を有している。特定の理論に縛られることを望むものではないが、複数の研
磨粒子の鋭い不規則な表面及び成形研磨粒子の表面上の研磨粒子のランダムな分布は、複
合研磨粒子の自生発刃作用挙動に影響を与え、その結果、研磨粒子及び関連する研磨物品
の性能を改善し得ると考えられる。複数の研磨粒子は、例えば、研磨布紙の結合層中、又
は結合研磨物品内の結合材の３次元体積内を含む特定の結合されたマトリックス材料中に
、研磨粒子の保持を容易に改善することもできる。
【００８３】
一実施形態によれば、複数の研磨粒子の研磨粒子の少なくとも１つは、成形研磨粒子の
本体の表面に付着され、鋭角接触角を画定することができる。特に、本明細書のプロセス
による複数の研磨粒子を提供することにより、鋭角を画定するように、複数の研磨粒子の
１つ又は複数の研磨粒子を容易に本体へ付着し得る。研磨粒子のランダム試料を得ること
ができる。各研磨粒子は、本体の中央半分を通る長手方向軸に対して直角に切断され、又
は研削され得る。図１０に例示されるような断面の適切な図を得ると、成形研磨粒子１０
０１の本体が明瞭に示され、少なくとも１つの主表面１００４に付着させた複数の研磨粒
子１００２も見える。研磨粒子の各々を、硬化され固化されたエポキシ樹脂中に固定する
ことができる。各研磨粒子をエポキシ樹脂に固定した後、ウェーハスライシングソーを使
用して、研磨粒子の各々及び研磨粒子の各々を取り囲むエポキシの一部を切り出すと、個
別試料が形成され、その試料はエポキシの塊で囲まれた研磨粒子全体を含み得る。次に、
各試料を研磨して砥粒の一部を除去し、露出された砥粒の接触面積を評価するために使用
される横断面を露出させる。横断面は、得られる断面の周囲が十分に画定されるように滑
らかでなければならない。必要に応じて、得られた断面の面を均一な高さに研磨し得る。
【００８４】
試料の調製を完了した後、各研磨粒子を載せて、光学顕微鏡（例えば、Ｏｌｙｍｐｕｓ
ＤＳＸ５００）により、１０倍の倍率で、２ｍｍの視野を評価し得る。光学顕微鏡を用
いて、図１１に示されるような各研磨粒子の断面の画像が得られる。（Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈから入手可能な）ＩｍａｇｅＪのような適切
なイメージングプログラムを使用して、研磨粒子の表面と本体の表面とを接触させること
によって生じる接触角が測定される。
【００８５】
図１１を参照すると、研磨粒子１１０１は、本体１１０４の主表面１１０３と接触角１
１０２を形成し得る。特に、研磨粒子の少なくとも一部は、９０度未満の本体との接触角
を形成する。例えば、研磨粒子接触角は、８８度未満、例えば８５度未満、又は８０度未
満、又は７５度未満、又は７０度未満、又は６５度未満、又は６０度未満、又は５５度未
満、５０度未満、又は４５度未満、又は４０度未満、又は３５度未満、又は３０度未満、
又は２５度未満、又は２０度未満、又は１５度未満、又は１０度未満、又は５度未満であ
ることができる。更に別の実施形態では、研磨粒子接触角は、少なくとも１度、又は少な
くとも５度、又は少なくとも１０度、又は少なくとも１５度、又は少なくとも２０度、又
は少なくとも２５度、又は少なくとも３０度、又は少なくとも３５度、又は少なくとも４
０度であることができる。研磨粒子接触角は、上記の任意の最小値と最大値とを含む範囲
内であることが理解されるであろう。
【００８６】
別の実施形態では、複数の研磨粒子３０２の少なくとも一部を、成形研磨粒子の本体３
０１の少なくとも１つの表面に直接結合させることができる。より詳細には、複数の研磨
粒子３０２の少なくとも一部を、成形研磨粒子の本体３０１の少なくとも１つの表面に焼
結結合させ得る。少なくとも１つの実施形態では、複数の研磨粒子３０２のすべての研磨
粒子を、成形研磨粒子の本体３０１の少なくとも１つの表面に焼結結合させ得る。
【００８７】
図４は、一実施形態による研磨粒子の上面の３次元画像である。例示のように、研磨粒
子４００は、複数の研磨粒子が付着した上面４０２を有する本体４０１を含む。３次元マ
ッピング画像に例示されるように、複数の研磨粒子は、複数のランダムに配置された山及
び谷を有する粗い外形を有する上面を形成する。このような粗い外形は、滑らかな表面を
有する成形研磨粒子と比較して、様々な固定研磨物品において研磨粒子の結合を容易に改
善し得る。更に、上面４０２の粗く変化した外形は、従来の滑らかな表面の成形研磨粒子
と比較して、より多数の鋭利な研磨面が存在するので、様々な固定研磨剤において研磨性
能を容易に向上することができる。場合によっては、粗い外形の存在は、一般に、特に研
磨布紙物品における従来の成形研磨粒子の望ましいアプローチである、特定の方位に研磨
粒子を配置する必要性を制限し得る。更に、他の実施形態では、固定研磨剤において研磨
粒子を特定の方位に配置することは有利であり、複数の研磨粒子を含む１つ又は複数の表
面が固定研磨物品内の１つ又は複数の基準軸に対して制御された方位を有する。
【００８８】
一実施形態によれば、複数の研磨粒子を第１の主表面に付着させることができ、第１の
主表面は、より少ない研磨粒子を接着させた本体の別の表面（例えば、側面）の表面粗さ
よりも大きい表面粗さを有し得る。１つの特定の実施形態では、第１の主表面は、それに
結合させた複数の研磨粒子を含むことができ、本体は、側面に結合させた研磨粒子を本質
的に含まなくてもよく、そのような場合、第１の主表面の表面粗さは、側面よりも著しく
大きい。表面粗さは、例えば光計測技術を含む任意の適切な技術を用いて測定されること
ができる。更に別の実施形態では、第１の主表面は、そこに結合させた複数の研磨粒子を
含むことができ、本体は、第２の主表面に結合させた研磨粒子を本質的に含まなくてもよ
く、そのような場合、第１の主表面の表面粗さは第２の主表面よりも著しく大きい。
【００８９】
図５は、一実施形態による成形研磨粒子の斜視図である。成形研磨粒子５００は、主表
面５０２と、主表面５０３と、主表面５０２と５０３との間に延在する側面５０４を含む
本体５０１を含み得る。図５に例示のように、成形研磨粒子５００の本体５０１は、主表
面５０２と５０３が側面５０４よりも大きい薄い本体である。更に、本体５０１は、主表
面５０２上の先端から底辺まで延在し、中間点５５０を通る軸５１０を含み得る。軸５１
０は、主表面５０２の中間点５５０を通って延在する主表面の最長寸法を定義することが
でき、それは幾何学形状に依存すると本体の長さ又は幅であり得るが、図５の例示の実施
形態では幅を定義する。本体５０１は、本体５０１の寸法を定義し、同じ主表面５０２上
の軸５１０に対してほぼ垂直に延在し、例示された正三角形の実施形態では本体５０１の
長さを定義する軸５１１を更に含み得る。最後に、例示のように、本体５０１は、薄い成
形体の場合、本体５０１の高さ（又は厚さ）を定義することができる縦軸５１２を含み得
る。薄い成形体の場合、軸５１０の長さは、縦軸５１２に等しいか又はそれより大きい。
例示のように、高さ５１２は、主表面５０２と５０３との間の側面５０４に沿って、軸５
１０と５１１によって画定される平面に垂直に延在しうる。本明細書での研磨粒子の長さ
、幅及び高さへの言及は、研磨粒子のバッチの研磨粒子の適切なサンプリングサイズから
得られた平均値を言及ぼしうることが理解されるであろう。
【００９０】
成形研磨粒子は、本明細書の実施形態の研磨粒子の任意の特徴を含み得る。例えば、成
形研磨粒子は、結晶材料、より詳細には、多結晶材料を含み得る。特に、多結晶材料は砥
粒を含み得る。一実施形態では、例えば成形研磨粒子を含む研磨粒子の本体は、例えば結
合剤を含む有機材料を本質的に含み得ない。少なくとも１つの実施形態では、研磨粒子は
、本質的に多結晶材料からなることができる。
【００９１】
研磨粒子として使用するのに適切な材料は、窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化物、酸窒
化物、オキシホウ化物、ダイヤモンド、炭素含有物質、及びそれらの組み合わせを含み得
る。具体的な例では、研磨粒子としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チ
タン、酸化イットリウム、酸化クロム、酸化ストロンチウム、酸化ケイ素、酸化マグネシ
ウム、希土類酸化物、及びそれらの組み合わせ等の酸化物化合物又は錯体を挙げることが
できる。１つの特定の実施形態において、研磨粒子は、本体の総重量に対して少なくとも
９５重量％のアルミナを含み得る。少なくとも１つの実施形態では、研磨粒子は、本質的
にアルミナからなることができる。更に、場合によっては、研磨粒子は、本体の総重量に
対して９９．５重量％以下のアルミナを含み得る。更に、場合によっては、成形研磨粒子
は、種添加ゾル−ゲルから形成され得る。少なくとも１つの実施形態において、本明細書
の実施形態の研磨粒子は、鉄、希土類酸化物、及びそれらの組み合わせを本質的に含まな
くてもよい。
【００９２】
いくつかの実施形態によれば、いくつかの研磨粒子は、成形研磨粒子の本体内又は複数
の研磨粒子の研磨粒子の本体内に、少なくとも２つの異なる種類の砥粒を含む組成複合物
品であることができる。異なる種類の砥粒は、互いに異なる組成を有する砥粒であること
が理解されよう。例えば、２つの異なる種類の砥粒が、窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化
物、酸窒化物、オキシホウ化物、炭素系材料、ダイヤモンド、天然に存在するミネラル、
希土類含有材料、及びそれらの組み合わせであってもよい、少なくとも２つの異なる種類
の砥粒が含まれるように、成形研磨粒子の本体を形成することができる。
【００９３】
図５は、上部の主表面５０２又は主表面５０３の平面によって画定されるような、２次
元形状を有する成形研磨粒子の図であり、成形研磨粒子は正三角形のような略三角形の２
次元形状を有す。本明細書の実施形態の成形研磨粒子はそれに限定されず、他の２次元形
状を含み得ることが理解されるであろう。例えば、本明細書の実施形態の成形研磨粒子は
、多角形、不規則な多角形、弓形又は湾曲した側面又は側面の一部を含む不規則な多角形
、楕円形、数字、ギリシャ文字、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルファベット
文字、漢字、多角形の組み合わせを有する複雑な形状、星形、中央領域から延在するアー
ムを有する形状（例えば十字形本体）及びそれらの組み合わせを含む形状群からの本体の
主表面によって画定されるような２次元形状の本体を有する粒子を含み得る。
【００９４】
成形研磨粒子は、主表面の２次元形状のみによって画定される薄い形状に限定される必
要はなく、３次元形状を含み得ることも理解されるであろう。例えば、本体は、多面体、
角錐体、楕円体、球体、プリズム、円筒、円錐、四面体、立方体、直方体、菱面体、切頂
角錐体、切頂楕円体、切頂球体、切頂円錐体、五面体、六面体、七面体、八面体、九面体
、十面体、ギリシャ文字、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルファベット文字、
漢字、複雑な多角形形状、不規則な形状の輪郭、火山の形状、モノスタティック形状、及
びそれらの組み合わせからなる群から選択される３次元形状を有し得る。モノスタティッ
ク形状は、単一の安定した静止位置を有する形状である。したがって、モノスタティック
形状を有する成形研磨粒子は、基材に塗布されることができ、安定した静止位置を１つし
か有しないので、同じ位置に一貫して配向することができる。例えば、モノスタティック
形状を有する成形研磨粒子は、研磨布紙製品の形成に使用され得る重力コーティングによ
りバッキングに粒子を付着させる場合に適し得る。より詳細には、成形研磨粒子は、均衡
点が１つしかない不安定な形状の３次元物体であるモノ−モノスタティック形状であるこ
とができる。特定の一実施形態によれば、成形研磨粒子はゴーベック（ｇｏｍｂｏｃ）の
形状を有することができる。別の実施形態では、成形研磨粒子は、少なくとも４つの表面
を有するモノスタティック多面体である。
【００９５】
図６Ａは、一実施形態による成形研磨粒子の斜視図である。特に、成形研磨粒子６００
は、表面６０２及び表面６０３を含む本体６０１を含むことができ、端面６０２及び６０
３と呼ぶことができる。本体は更に、端面６０２及び６０３の間に延在し、端面６０２及
び６０３に結合させた表面６０４、６０５、６０６、６０７を含み得る。図６Ａの成形研
磨粒子は、表面６０５に沿って、端面６０２と６０３の間の中間点６４０を通って延在す
る縦軸６１０を有する細長い形状の研磨粒子である。本体６０１は、端面６０２及び６０
３によって画定されるような略正方形の断面外形を有するので、表面６０５は縦軸６１０
を示すために選択されることが理解されるであろう。このように、表面６０４、６０５、
６０６、及び６０７は、互いにほぼ同じサイズを有する。しかし、表面６０２及び６０３
が異なる形状、例えば、長方形を画定し、表面６０４、６０５、６０６、及び６０７のう
ちの１つが他に対してより大きい別の細長い研磨粒子の場合、それらの表面の最大の表面
は主表面を画定し、したがって、その長手方向軸は、それらの表面のうちの最大の表面に
沿って延在する。更に例示のように、本体６０１は、表面６０５によって画定される同じ
平面内で、長手方向軸６１０に対して垂直に延在する横軸６１１を含み得る。更に例示の
ように、本体６０１は、研磨粒子の高さを定義する縦軸６１２を更に含むことができ、縦
軸６１２は、表面６０５の長手方向軸６１０及び横軸６１１によって画定される平面に対
して垂直方向に延在し得る。
【００９６】
図５の薄い成形研磨粒子と同様に、図６Ａの細長い成形研磨粒子は、図５の成形研磨粒
子に関して画定されたような様々な２次元形状を有することができることが理解されるで
あろう。本体６０１の２次元形状は、端面６０２及び６０３の周囲の形状によって画定さ
れ得る。細長い成形研磨粒子６００は、本明細書の実施形態の成形研磨粒子の特性のいず
れかを有し得る。
【００９７】
図６Ｂは、非成形研磨粒子である細長い粒子の図である。成形研磨粒子は、成形、印刷
、キャスティング、押し出し等を含む特定のプロセスによって形成され得る。成形研磨粒
子は、各粒子が、同じ２次元及び３次元形状を有する成形研磨粒子について、互いに対し
て実質的に表面及び端部の同じ配置を有するように形成される。したがって、成形研磨粒
子は、同じ２次元及び３次元形状を有する群の他の成形研磨粒子に対して表面及び端部の
配置において、高い形状の忠実度及び一貫性を有し得る。対照的に、非成形研磨粒子は、
異なるプロセスによって形成され、異なる形状特性を有し得る。例えば、非成形研磨粒子
は、典型的には、材料の塊を形成し、次に粉砕し、篩にかけて一定の大きさの研磨粒子を
得る粉砕プロセスによって形成される。しかし、非成形研磨粒子は、表面及び端部が一般
的にランダムな配置であり、一般的に、本体の周りの表面及び端部の配置において認識可
能な２次元又は３次元形状を欠いている。更に、同じ群又はバッチの非成形研磨粒子は、
一般的に、互いに一貫した形状を欠いており、互いに比較すると表面及び端部がランダム
に配置される。したがって、非成形砥粒又は粉砕砥粒は、成形研磨粒子に比べて形状忠実
度が著しく低い。
【００９８】
更に図６Ｂに例示のように、細長い研磨物品は、本体６５１と、粒子の最長寸法を定義
する長手方向軸６５２と、長手方向軸６５２に対して垂直に延在し、粒子の幅を定義する
横軸６５３とを有する非成形研磨粒子である。更に、細長い研磨粒子は、長手方向軸６５
２と横軸６５３との組み合わせによって画定される平面に対してほぼ垂直に延在しうる縦
軸６５４によって定義される高さ（又は厚さ）を有し得る。更に例示のように、細長い非
成形研磨粒子の本体６５１は、本体６５１の外表面に沿って延在する端部６５５の概ねラ
ンダムな配置を有することができる。
【００９９】
理解されるように、細長い研磨粒子は、長手方向軸６５２により定義される長さ、横軸
６５３によって定義される幅、及び高さを定義する縦軸６５４を有し得る。理解されるよ
うに、本体６５１は、長さが幅よりも大きくなるように長さ：幅の一次アスペクト比を有
することができる。更に、本体６５１の長さは、高さ以上であることができる。最後に、
本体６５１の幅は、高さ６５４以上であることができる。一実施形態によれば、長さ：幅
の一次アスペクト比は、少なくとも１．１：１であることができ、少なくとも１．２：１
、少なくとも１．５：１、少なくとも１．８：１、少なくとも２：１、少なくとも３：１
、少なくとも４：１、少なくとも５：１、少なくとも６：１、又は少なくとも１０：１に
さえなり得る。別の非限定的な実施形態では、細長い成形研磨粒子の本体６５１は、１０
０：１以下の長さ：幅の一次アスペクト比を有することができ、５０：１以下、１０：１
以下、６：１以下、５：１以下、４：１以下、３：１以下、又は２：１以下にさえなり得
る。本体６５１の一次アスペクト比は、上記の任意の最小の比と最大の比とを含む範囲内
であることが理解されるであろう。すべての非成形研磨粒子が細長い研磨粒子であるわけ
ではなく、いくつかの非成形研磨粒子は実質的に等軸であることができ、長さ、幅及び高
さの任意の組み合わせが実質的に同じであることが理解されるであろう。非成形研磨粒子
を、成形研磨粒子の表面を覆って結合させた複数の研磨粒子として使用することができる
。非成形研磨粒子は、複数の研磨粒子が結合される研磨粒子の本体として使用され得るこ
とが理解されるであろう。
【０１００】
更に、細長い研磨粒子６５０の本体６５１は、少なくとも１．１：１の幅：高さの二次
アスペクト比を含むことができ、例えば、少なくとも１．２：１、少なくとも１．５：１
、少なくとも１．８：１、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少なくとも４：１、少
なくとも５：１、少なくとも８：１、又は少なくとも１０：１にさえなり得る。更に別の
非限定的な実施形態では、本体６５１の幅：高さの二次アスペクト比は、１００：１以下
であってもよく、例えば５０：１以下、１０：１以下、８：１以下、６：１以下、５：１
以下、４：１以下、３：１以下、又は２：１以下にさえなり得る。幅：高さの二次アスペ
クト比は、上記の任意の最小の比と最大の比とを含む範囲内であることが理解されるであ
ろう。
【０１０１】
別の実施形態では、細長い研磨粒子６５０の本体６５１は、少なくとも１．１：１の長
さ：高さの三次アスペクト比を有することができ、例えば、少なくとも１．２：１、少な
くとも１．５：１、少なくとも１．８：１、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少な
くとも４：１、少なくとも５：１、少なくとも８：１、又は少なくとも１０：１にさえな
り得る。更に別の非限定的な実施形態では、本体６５１の三次アスペクト比、長さ：高さ
は、１００：１以下であることができ、例えば、５０：１以下、１０：１以下、８：１以
下、６：１以下、５：１以下、４：１以下、３：１以下である。本体６５１の三次アスペ
クト比は、上記の任意の最小の比と最大の比とを含む範囲内であることが理解されるであ
ろう。
【０１０２】
細長い研磨粒子６５０は、例えば、限定するものではないが、組成、微細構造的特徴（
例えば、平均粒子径／結晶子径）、硬度、気孔率等を含む、本明細書の実施形態に記載さ
れる他の研磨粒子の特定の特性を有することができる。
【０１０３】
図７Ａは、一実施形態による成形研磨粒子の上面図である。特に、成形研磨粒子７００
は、本明細書の実施形態の他の成形研磨粒子の形状を有する本体７０１を含むことができ
、上部主表面７０３と、上部主表面７０３に対向する底部主表面（図示せず）を含む。上
部主表面７０３及び下部主表面は、１つ又は複数の別個の側面部分を含み得る少なくとも
１つの側面７０５によって互いに分離されることができ、例えば、側面７０５の第１の部
分７０６、側面７０５の第２の部分７０７、及び側面７０５の第３の部分７０８を含む。
特に、側面７０５の第１の部分７０６は、第１の角７０９と第２の角７１０との間に延在
し得る。側面７０５の第２の部分７０７は、第２の角７１０と第３の角７１１との間に延
在し得る。特に、第２の角７１０は、側面７０５の２つの部分を接合する出隅であり得る
。第２の角７１０と第３の角７１１もまた出隅であり、互いに隣接しており、それらの間
に他の出隅は配置されていない。また、側面７０５の第３の部分７０８は、第３の角７１
１と第１の角７０９との間に延在することができ、それらの角は互いに隣接し、それらの
間に他の出隅は配置されていない。
【０１０４】
例示のように、本体７０１は、第１の直線部分７４１と第２の直線部分７４３との間及
び出隅７０９と７１０との間に配置された第１の湾曲部７４２を含む第１の部分７０６を
含み得る。第２の部分７０７は、出隅７１０によって側面７０５の第１の部分７０６から
分離されている。側面７０５の第２の部分７０７は、第３の直線部７５１と第４の直線部
７５３とを接合する第２の湾曲部分７５２を含み得る。更に、本体７０１は、出隅７０９
により側面７０５の第１の部分７０６から分離され、出隅７１１によって第２の部分７０
７から分離された第３の部分７０８を含み得る。側面７０５の第３の部分７０８は、第５
の直線部７６１と第６の直線部７６３とを接合する第３の湾曲部７６２を含み得る。
【０１０５】
図７Ｂは、一実施形態による成形研磨粒子７３０の上面図である。平均先端尖鋭度であ
り得る成形研磨粒子の先端尖鋭度は、本体７３２の出隅７３１上の最良適合円の半径を決
定することによって測定され得る。例えば、図７Ｂを参照すると、本体７３２の上部主表
面７３３の上面図が提供される。出隅７３１において、最良適合円が成形研磨粒子７３０
の本体７３２の画像上に重ねられ、出隅７３１の曲率に対する最良適合円の半径は、出隅
７３１の先端尖鋭度の値を定義する。単一の成形研磨粒子７３０の個々の平均先端尖鋭度
を決定するために、本体７３２の各出隅に対して測定を再現し得る。更に、平均バッチ先
端尖鋭度を得るために、成形研磨粒子のバッチの成形研磨粒子の適切なサンプルサイズで
測定を再現することができる。ＩｍａｇｅＪのような任意の適切なコンピュータプログラ
ムを、適切な倍率の画像（例えば、ＳＥＭ画像又は光学顕微鏡画像）と共に使用して、最
良適合円及び先端尖鋭度を正確に測定し得る。
【０１０６】
本明細書の実施形態の成形研磨粒子は、本明細書の実施形態の固定研磨物品における適
切な性能を促進することができる特定の先端尖鋭度を有することができる。例えば、成形
研磨粒子の本体は、８０マイクロメートル以下の先端尖鋭度を有することができ、例えば
、７０マイクロメートル以下、６０ミクロン以下、５０マイクロメートル以下、４０マイ
クロメートル以下、３０マイクロメートル以下、２０マイクロメートル以下、又は１０マ
イクロメートルにさえなり得る。更に別の非限定的な実施形態において、先端尖鋭度は、
少なくとも２マイクロメートルであることができ、例えば、少なくとも４マイクロメート
ル、少なくとも１０マイクロメートル、少なくとも２０マイクロメートル、少なくとも３
０マイクロメートル、少なくとも４０マイクロメートル、少なくとも５０マイクロメート
ル、少なくとも６０マイクロメートル、又は少なくとも７０マイクロメートルにさえなり
得る。本体は、上記の任意の最小値と最大値との間の範囲内の先端尖鋭度を有し得ること
が理解されるであろう。
【０１０７】
成形研磨粒子の他の粒子特徴は、形状指数である。成形研磨粒子の本体の形状指数は、
本体の長さと幅の２次元の面（例えば、上部主表面又は下部主表面）で見た場合の本体上
に重ねられた最良適合外円の外径を、長さと幅を同一平面内で見た場合の本体内に完全に
適合する最大の最良適合内円の内径と、比較した値として表され得る。例えば、図７Ｃを
参照すると、成形研磨粒子７７０は、形状指数の計算を実証するために、図に重ね合わさ
れた２つの円が与えられる。第１の円は、本体７７０に重ね合わされ、本体７７０の全周
囲をその境界内に適合させるために使用され得る最小の円を表す最良適合外円である。外
円は半径（Ｒｏ）を有する。図７Ｃに例示のような形状の場合、外円は、３つの出隅のそ
れぞれにおいて本体の周囲と交差することができる。しかし、いくつかの不規則な形状又
は複雑な形状の場合、各出隅が円周と等間隔に交差するように本体が円内に均一に収まる
ことはできないが、最良適合外円が形成され得ることが理解されるであろう。Ｉｍａｇｅ
Ｊのような任意の適切なコンピュータプログラムを、適切な倍率の画像（例えば、ＳＥＭ
画像又は光学顕微鏡画像）と共に使用して外円を作成し、半径（Ｒｏ）を測定することが
できる。
【０１０８】
図７Ｃに例示のように、第２の内円は、本体７７０の長さと幅の平面で見た場合、本体
７７０の外周内に完全に配置される最大円を表す最良適合円である第２の内円を本体７７
０に重ねることができる。内円は半径（Ｒｉ）を有することができる。いくつかの不規則
な形状又は複雑な形状の場合、図７Ｃの形状について示されるような、円の周囲が等間隔
で本体の部分に接触するように内円が本体内に均一には収まり得ないことが理解されるで
あろう。しかし、最良適合内円が更に形成され得る。ＩｍａｇｅＪ等の任意の適切なコン
ピュータプログラムを、適切な倍率の画像（例えば、ＳＥＭ画像又は光学顕微鏡画像）と
共に使用して内円を作成し、半径（Ｒｉ）を測定することができる。
【０１０９】
形状指数は、外半径を内半径で割る（即ち、形状指数＝Ｒｉ／Ｒｏ）ことにより計算さ
れ得る。例えば、成形研磨粒子の本体７７０は、約０．３５の形状指数を有する。更に、
正三角形は一般に約０．５の形状指数を有するが、六角形又は五角形等の他の多角形は０
．５より大きい形状指数値を有する。一実施形態によれば、本明細書の成形研磨粒子は、
少なくとも０．１５の形状指数を有することができ、少なくとも０．２０、少なくとも０
．２５、少なくとも０．３０、少なくとも０．３５、少なくとも０．４０、少なくとも０
．４５、少なくとも約０．５、少なくとも約０．５５、少なくとも０．６０、少なくとも
０．６５、少なくとも０．７０、少なくとも０．７５、少なくとも０．８０、少なくとも
０．８５、少なくとも０．９０、少なくとも０．９５である。更に別の非限定的な実施形
態において、成形研磨粒子は、１以下の形状指数を有することができ、例えば、０．９８
以下、０．９５以下、０．９０以下、０．８５以下、０．８０以下、０．７５以下、０．
７０以下、０．６５以下、０．６０以下、０．５５以下、０．５０以下、０．４５以下、
０．４０以下、０．３５以下、０．３０以下、０．２５以下、０．２０以下、又は０．１
５以下にさえなり得る。成形研磨粒子は、上記の任意の最小値と最大値の間の範囲内の形
状指数を有し得ることが理解されるであろう。
【０１１０】
図７Ｄは、別の実施形態による成形研磨粒子の上面図である。成形研磨粒子７８０は、
上部主表面７８３及び上部主表面７８３に対向する下部主表面（図示せず）を含む本明細
書の実施形態の他の成形研磨粒子の形状を有する本体７８１を有し得る。上部主表面７８
３及び下部主表面は、１つ又は複数の別個の側面部分を含み得る少なくとも１つの側面７
８４によって互いに分離され得る。一実施形態によれば、本体７８１は、本体７８１の長
さと幅の平面で見た場合、六角形（即ち、６つの辺をもつ）の２次元形状を有する不規則
な六角形として定義されることができ、側面７８５及び７８６のような少なくとも２つの
側面は、互いに異なる長さを有す。特に、側面のうちの１つに沿った最長寸法は、本体７
８１の幅を意味し、本体の長さは、本体の一方の側から他方へと本体７８１の中間点を通
って（例えば、コーナーから、平らな側の反対側のコーナーへ）延在する最長寸法である
と本明細書では理解される。更に、例示のように、いずれの辺も互いに平行ではない。更
に、例示されていないが、側面のいずれかが、側面が本体７８１の内部に向かって内側に
湾曲し得る凹状の湾曲を含む湾曲を有してもよい。
【０１１１】
図８は、一実施形態による研磨粒子の一部の断面図である。図示のように、研磨粒子は
、断面図で見られるように、第１の主表面８０２、第２の主表面８０３、並びに第１の主
表面８０２と第２の主表面８０３との間に延在する側面８０４及び８０５を有する本体８
０１を含む成形研磨粒子を含み得る。研磨粒子８００は、成形研磨粒子の本体８０１のい
くつかの表面に結合させた複数の研磨粒子を更に含み得る。複数の研磨粒子は、研磨粒子
群として区別し得る粒子の１つ又は複数の部分を含むことができ、異なる群は、互いに異
なる少なくとも１つの研磨特性を有し得る。研磨特性には、平均粒子径、平均結晶子径、
硬度、靭性、２次元形状、３次元形状、成形研磨粒子、非成形研磨粒子、組成、立位角、
方位、及びそれらの組み合わせを含むが、限定するものではない。異なる群を利用するこ
とにより、所定の用途のために研磨粒子を容易に調整し得る。更に、異なる群は、成形研
磨粒子の本体８０１の異なる表面に結合されていてもされていなくてもよい。即ち、一実
施形態では、本体８０１の同じ単一表面は、研磨粒子の複数の群を含み得る。更に他の実
施形態では、成形研磨粒子の本体８０１は、本体８０１の異なる表面に結合させた異なる
群の研磨粒子を有し得る。
【０１１２】
特に、研磨粒子８００は、第１の主表面８０２の一部分に付着させた第１の研磨粒子群
８１０を含む複数の研磨粒子を含み得る。第１の研磨粒子群８１０は、成形研磨粒子の本
体８０１の平均粒子径よりも著しく小さい平均粒子径を有する微細成形研磨粒子８１１を
含み得る。微細成形研磨粒子は、本明細書の実施形態に記載されるような他の成形研磨粒
子の任意の特性を有し得る。１つの特定の実施形態では、微細成形研磨粒子は、成形研磨
粒子の本体の２次元形状と実質的に同じ２次元形状を有し得る。更に別の実施形態では、
微細成形研磨粒子は、成形研磨粒子の本体の２次元形状とは異なる２次元形状を有し得る
。微細成形研磨粒子は、本明細書に記載されているような任意の３次元形状を有し得るこ
とも理解されるであろう。
【０１１３】
特に、微細成形研磨粒子は、本体８０１の長さ、幅、及び／又は高さに対するメジアン
粒子径を有することができる。複数の研磨粒子が微細成形研磨粒子を含む場合、成形研磨
粒子の本体の長さ、幅、又は高さに対する複数の研磨粒子のメジアン粒子径に関して本明
細書で述べた同じ関係が当てはまる。微細成形研磨粒子は長さ≦幅≦高さであり、微細成
形研磨粒子の平均長さは成形研磨粒子の本体の長さよりも短い。
【０１１４】
例えば、微細成形研磨粒子８１０は、成形研磨粒子の本体８０１の長さの約９０％以下
の平均長さを有することができ、例えば、長さの約８０％以下、又は長さの約７０％以下
、又は長さの約６０％以下、又は長さの約５０％以下、又は長さの約４０％以下、又は長
さの約３０％以下、又は長さの約２５％以下、又は長さの２０％以下、又は長さの約１８
％以下、又は長さの約１５％以下、又は長さの約１２％以下、又は長さの約１０％以下、
又は長さの８％以下、又は長さの６％以下、又は長さの５％以下である。更に別の非限定
的な実施形態において、微細成形研磨粒子８１１は、成形研磨粒子の本体８０１の長さの
少なくとも約０．１％の平均長さを有することができ、又は長さの少なくとも約０．５％
、又は長さの少なくとも約１％、又は長さの少なくとも約２％、又は長さの少なくとも約
３％、又は長さの少なくとも約４％、又は長さの少なくとも約５％、又は長さの少なくと
も約６％、又は長さの少なくとも約７％、又は長さの少なくとも約８％、又は長さの少な
くとも約９％、又は長さの少なくとも約１０％、又は長さの少なくとも約１２％、又は長
さの少なくとも約１５％、又は長さの少なくとも約１８％、又は長さの少なくとも約２０
％、又は長さの少なくとも約２５％、又は少なくとも約３０％である。微細成形研磨粒子
の平均長さは、上記の任意の最小百分率と最大百分率の間の範囲内であることが理解され
るであろう。
【０１１５】
更に、微細成形研磨粒子は、成形研磨粒子の本体８０１の長さより短い特定の平均幅を
有することができる。一実施形態によれば、微細成形研磨粒子８１１は、本体８０１の長
さの約９０％以下の平均幅を有することができ、例えば、成形研磨粒子の本体の長さの約
８０％以下、又は長さの約７０％以下、又は長さの約６０％以下、又は長さの約５０％以
下、又は長さの約４０％以下、又は長さの約３０％以下、又は長さの約２５％以下、又は
長さの約２０％以下、又は長さの約１８％以下、又は長さの約１５％以下、又は長さの約
１２％以下、又は長さの約１０％以下、又は長さの約８％以下、又は長さの約６％以下、
又は長さの約５％以下である。更に別の実施形態では、微細成形研磨粒子８１１は、本体
８０１の長さの少なくとも約０．１％の平均幅を有することができ、例えば、成形研磨粒
子の本体の長さの少なくとも約０．５％、又は長さの少なくとも約１％、又は長さの少な
くとも約２％、又は長さの少なくとも約３％、又は長さの少なくとも約４％、又は長さの
少なくとも約５％、又は長さの少なくとも約６％、又は少なくとも約７％、又は長さの少
なくとも約８％、又は長さの少なくとも約９％、又は長さの少なくとも約１０％、又は長
さの少なくとも約１２％、又は長さの少なくとも約１５％、又は長さの少なくとも約１８
％、又は長さの少なくとも約２０％、又は長さの少なくとも約２５％、又は長さの少なく
とも約３０％である。微細成形研磨粒子の平均幅は、上記の任意の最小百分率と最大百分
率との間の範囲内であることが理解されるであろう。
【０１１６】
更に別の実施形態では、微細成形研磨粒子８１１は、成形研磨粒子の本体８０１の長さ
よりも短い平均高さを有し得る。例えば、微細成形研磨粒子８１１は、本体８０１の長さ
の約９０％以下の平均高さを有することができ、例えば、成形研磨粒子の本体８０１の長
さの約８０％以下、又は長さの約７０％以下、又は長さの約６０％以下、又は長さの約５
０％以下、又は長さの約４０％以下、又は長さの約３０％以下、又は長さの約２５％以下
、又は長さの約２０％以下、又は長さの約１８％以下、又は長さの約１５％以下、又は長
さの約１２％以下、又は長さの約１０％以下、又は長さの約８％以下、又は長さの約６％
以下、又は長さの約５％以下である。更に、１つの非限定的な実施形態において、微細成
形研磨粒子８１１は、本体８０１の長さの少なくとも約０．０１％の平均高さを有するこ
とができ、例えば、成形研磨粒子の本体８０１の長さの少なくとも約０．５％、又は長さ
の少なくとも約１％、又は長さの少なくとも約２％、又は長さの少なくとも約３％、又は
長さの少なくとも約４％、又は長さの少なくとも約５％、又は長さの少なくとも約６％、
又は長さの少なくとも約７％、又は長さの少なくとも約８％、又は長さの少なくとも約９
％、又は長さの少なくとも約１０％、又は長さの少なくとも約１２％、又は長さの少なく
とも１５％、又は長さの少なくとも約１８％、又は長さの少なくとも約２０％、又は長さ
の少なくとも約２５％、又は長さの少なくとも約３０％である。微細成形研磨粒子の平均
高さは、上記の任意の最小百分率と最大百分率との間の範囲内であることが理解されるで
あろう。
【０１１７】
図８を参照すると、本体８０１を覆う複数の研磨粒子の大部分は微細成形研磨粒子であ
り得ることが理解されるであろう。更に、場合によっては、本体８０１を覆う複数の研磨
粒子のすべての研磨粒子は、本質的に微細成形研磨粒子であることができる。
【０１１８】
複合成形研磨粒子８００は、本体８０１の第１の主表面８０２に付着させた第２の研磨
粒子群８１２も更に含み得る。第２の研磨粒子群８１２は、非成形研磨粒子８１３であっ
てもよい。一実施形態によれば、図８の例示のように、研磨粒子８００の第１の主表面８
０２等の本体８０１の少なくとも１つの表面は、２つの異なる種類の研磨粒子の混合物を
有し得る。第１の研磨粒子群８１０及び第２の研磨粒子群８１２を、本明細書に記載の任
意の技法を用いて第１の主表面８０２上に配置し得る。第１の研磨粒子群８１０及び第２
の研磨粒子群８１２を、第１の主表面８０２上に同時に又は別々に堆積させ得る。
【０１１９】
更に、第１の研磨粒子群８１０は、微細成形研磨粒子の場合には平均長さによって定義
され得る第１の平均粒子径を有し得る。そして、第２の研磨粒子群８１２は、微細成形研
磨粒子の場合には、平均長さによって定義され得る第２の平均粒子径を有し得る。場合に
よっては、第１及び第２の平均粒子径は、互いに異なっていてもよい。更に別の実施形態
において、第１及び第２の平均粒子径は、実質的に同じであってもよい。第１の研磨粒子
群８１０の研磨粒子８１１及び第２の研磨粒子群８１２の研磨粒子８１３の相対的なサイ
ズは、所望の研磨粒子の用途に応じて調整され得る。
【０１２０】
更に例示のように、研磨粒子８００は、本体８０１の第２の主表面８０３に結合され得
る第３の研磨粒子群８１７を含み得る。第３の研磨粒子群８１７は、成形研磨粒子の本体
８０１と比較して著しく小さい平均粒子径を有し得る微細成形研磨粒子８１８を含み得る
。微細成形研磨粒子８１８は、第１の研磨粒子群８１０の成形研磨粒子８１１と比較して
異なる２次元形状を有し得る。
【０１２１】
更に、微細成形研磨粒子８１８の少なくとも一部は、成形研磨粒子の本体８０１の表面
８０３に対して立位位置で配向され得る。研磨粒子群８１７は、成形研磨粒子として例示
されているが、成形又は非成形であってもよい細長い研磨粒子を含むこともでき、本体８
０１の表面８０３に対して立位位置で配向され得ることが理解されるであろう。一実施形
態によれば、立位方位は、成形研磨粒子の本体の表面から間隔を置いて配置された微細成
形研磨粒子の本体の最大表面（即ち、主表面）によって定義され得る。更に、微細成形研
磨粒子８１８の立位方位は、微細成形研磨粒子８２０（又は、成形若しくは非成形の細長
い研磨粒子）の長手方向軸８１９と、本体８０１の主表面８０３との間の立位角８２０に
よって定義され得る。立位角８２０は、少なくとも５度、例えば少なくとも１０度、少な
くとも２０度、少なくとも３０度、又は少なくとも４０度、又は少なくとも５０度、又は
少なくとも６０度、又は少なくとも７０度、又は少なくとも８０度、又は少なくとも８５
度である。少なくとも１つの実施形態では、微細成形研磨粒子８１８は、本体８０１の表
面８０３に対して立位方位であり、図８に例示のように、実質的に垂直の立位角度８２０
を定義する。
【０１２２】
更に、別の実施形態では、研磨粒子群８１７は、平坦に配置されている研磨粒子８３０
の一部を含み得る。平坦に配置する方位では、研磨粒子８３１の長手方向軸は、本体８０
１の表面８０３に実質的に平行であることができる。
【０１２３】
図９は、一実施形態による研磨粒子の上面図である。例示のように、研磨粒子９００は
、本体９０１と、本体９０１の主表面９０５を覆って結合させた複数の研磨粒子９４０と
を有する成形研磨粒子を含み得る。例示のように、一実施形態によれば、複数の研磨粒子
９４０は、本体９０１の１つ又は複数の表面上に、１つ又は複数の分布で配置され得る。
【０１２４】
例示のように、一実施形態では、複数の研磨粒子９４０は、異なる群を含み得る。例え
ば、複数の研磨粒子９４０は、本体９０１の表面９０５上の制御された分布で配置され得
る微細成形研磨粒子９０３を含み得る第１の研磨粒子群９０２を含み得る。微細成形研磨
粒子９０３は、本体９０５の表面９０５に対して平坦に配置され得る。微細成形研磨粒子
９０３は、複数の繰り返し単位によって定義されるパターンで配置されることができ、複
数の繰り返し単位の各繰り返し単位は、互いに実質的に同じである。本実施形態に例示す
ように、微細成形研磨粒子９０３は、点線で示すような略三角形の繰り返し単位で定義さ
れるパターンで配列されている。少なくとも１つの実施形態では、研磨粒子９００は、例
示のように、制御された分布で本体９０１の表面９０５の全体の大部分又は実質的に全面
にわたって微細研磨粒子９０３が延在するように形成され得る。これは、本明細書に例示
される研磨粒子群のいずれにも当てはまることが理解されるであろう。更に、ある場合に
は、１つ又は複数の研磨粒子群は、本体９０１の同じ表面を覆って結合し、互いに異なる
分布及び／又は方位を定義し得る。
【０１２５】
別の実施形態によれば、複数の研磨粒子９４０は、本体９０１の表面９０５上にランダ
ム分布で配置され得る微細成形研磨粒子９１１を含み得る第２の研磨粒子群９１０を含み
得る。微細成形研磨粒子９１１は、本体９０５の表面９０５に対して立位方位であること
ができる。微細成形研磨粒子９１１は、認識可能な繰り返し単位が全くなく、したがって
互いに比較すると実質的にランダムな分布で配置される。他の種類の研磨粒子を使用する
ことができ、及び研磨粒子の他の方位を使用し得ることが理解されるであろう。少なくと
も１つの実施形態では、研磨粒子９００は、例示のように、ランダムな分布で本体９０１
の表面９０５の全体の大部分又は実質的に全面にわたって微細研磨粒子９１１が延在する
ように形成され得る。
【０１２６】
更に別の実施形態では、複数の研磨粒子９４０は、本体９０１の表面９０５上に制御さ
れた分布で配置され得る微細成形研磨粒子９２１を含み得る第３の研磨粒子群９２０を含
み得る。微細成形研磨粒子９２１は、本体９０５の表面９０５に対して立位方位であるこ
とができる。本実施形態に例示すように、微細成形研磨粒子９２１は、点線で示すような
略矩形の繰り返し単位で定義されるパターンで配列され得る。少なくとも１つの実施形態
では、研磨粒子９００は、例示のように、制御された分布で本体９０１の表面９０５の全
体の大部分又は実質的に全面にわたって微細研磨粒子９０３が延在するように形成され得
る。他の種類の研磨粒子を使用することができ、及び研磨粒子の他の方位を使用し得るこ
とが理解されるであろう。
【０１２７】
更に別の実施形態では、複数の研磨粒子９４０は、本体９０１の表面９０５上にランダ
ム分布で配置され得る非成形研磨粒子９３１を含み得る第４の研磨粒子群９３０を含み得
る。非成形研磨粒子９３１は、実質的に互いにランダムに配置され得る。少なくとも１つ
の実施形態では、研磨粒子９００は、例示のように、ランダムな分布で本体９０１の表面
９０５の全体の大部分又は実質的に全面にわたって非成形研磨粒子９３１が延在するよう
に形成され得る。
【０１２８】
少なくとも１つの実施形態では、研磨粒子の少なくとも一部の複数の研磨粒子は、研磨
粒子の外表面の少なくとも一部を覆うコーティングを有し得る。コーティングは、無機、
有機、アモルファス、結晶、多結晶、セラミック、金属、樹脂、エポキシ、ポリマー、酸
化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、炭素系材料、及びそれらの組み合わせからなる群から
選択される材料を含み得る。
【０１２９】
一実施形態によれば、本明細書の実施形態の研磨粒子は、特に粗い、ギザギザの表面を
有し得る。滑らかな表面及び鋭いエッジを有する研磨粒子が最高の性能を提供することが
産業界の一部によって注目されている。しかしながら、驚くべきことに、複数の研磨粒子
を付着させた粗い表面を有する砥粒は、１つ又は複数の表面に複数の粒子を付着させてい
ない砥粒（即ち、より滑らかな表面を有する砥粒）と比べて、改善された機能を有しうる
ことを、本開示の出願人は発見した。
【０１３０】
少なくとも１つの特定の実施形態では、研磨粒子は、第１の主表面、及び側面によって
第１の主表面から分離された第２の主表面を有する成形研磨粒子の本体を含むことができ
、複数の研磨粒子が、少なくとも第１の主表面又は第２の主表面に付着されており、側面
は、本質的に複数の研磨粒子を含まない。更に他の例では、研磨粒子は、第１の主表面、
及び側面によって第１の主表面から分離された第２の主表面を有する成形研磨粒子の本体
を含むことができ、複数の研磨粒子が、第１の主表面及び第２の主表面に付着されており
、側面は、本質的に複数の研磨粒子を含まない。更に、複数の研磨粒子は、成形研磨粒子
の本体の１つ又は複数の側面を覆って結合され得ることが理解されるであろう。
【０１３１】
図１２Ａは、一実施形態による研磨微粒子材料を組み込んだ研磨布紙物品の断面図であ
る。特に、研磨粒子の１つ又は複数の表面上の複数の研磨粒子は、図示されていないが、
本明細書の実施形態に従って存在すると理解されるであろう。例示のように、研磨布紙１
２００は、基材１２０１と、基材１２０１の表面を覆うメイクコート層１２０３とを含み
得る。研磨布紙１２００は、第１の種類の成形研磨粒子の形態の第１の種類の研磨微粒子
材料１２０５、第２の種類の成形研磨粒子の形態の第２の種類の研磨微粒子材料１２０６
、及び必ずしも成形研磨粒子でなくてもよく、ランダムな形状を有する希釈剤研磨粒子の
形態の第３の種類の研磨微粒子材料、を更に含み得る。研磨布紙１２００は、更に、研磨
微粒子材料１２０５、１２０６、１２０７を覆って結合させるサイズコート層１２０４、
及びメイクコート層１２０４を含み得る。
【０１３２】
一実施形態によれば、基材１２０１は、有機材料、無機材料、及びそれらの組み合わせ
を含み得る。場合によっては、基材１２０１は織布材料を含み得る。しかし、基材１２０
１は、不織布材料から作製されてもよい。  特に好適な基材材料は、ポリマー、特にポリ
エステル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ＤｕＰｏｎｔからのＫＡＰＴＯＮのようなポ
リイミド、を含む有機材料、及び紙を含み得る。いくつかの適切な無機材料は、金属、金
属合金、並びに特に、銅の箔、アルミニウムの箔、鋼の箔、及びそれらの組み合わせを含
みうる。
【０１３３】
メイクコート層１２０３は、単一工程で基材１２０１の表面に塗布され得る、又は代わ
りに、研磨微粒子材料１２０５、１２０６、１２０７をメイクコート層１２０３材料と組
み合わせ、混合物として基材１２０１の表面に塗布することができる。メイクコート層１
２０３の適切な材料は、有機材料、特にポリマー材料、例えば、ポリエステル、エポキシ
樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビ
ニル、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセル
ロース、天然ゴム、デンプン、シェラック、及びそれらの混合物を含み得る。一実施形態
では、メイクコート層１２０３はポリエステル樹脂を含み得る。コーティングされた基材
は、その後、樹脂及び研磨微粒子材料を基材に硬化させるために加熱され得る。一般に、
コーティングされた基材１２０１を、この硬化プロセスの間、約１００℃〜約２５０℃未
満の間の温度に加熱し得る。
【０１３４】
更に、研磨布紙物品は、本明細書の実施形態の研磨粒子を示す研磨微粒子材料１２０５
、１２０６及び１２０７を含む様々な種類の研磨粒子の１つ又は複数の集合体を含み得る
ことが理解されるであろう。本明細書の実施形態は、本明細書の実施形態の研磨粒子を示
す研磨粒子（例えば、研磨微粒子材料１２０５）の第１の集合体を有する固定研磨物品（
例えば、研磨布紙物品）を含み得る。任意の固定研磨剤は、本明細書の実施形態による別
の種類の研磨粒子を示すことができる第２の研磨粒子の集合体を更に使用し得る。第２の
研磨粒子の集合体は、第１の集合体の研磨粒子と１つ又は複数の点で異なり、本明細書に
記載の１つ又は複数の研磨特性を含むが、これに限定されるものではない。同じ特徴が結
合研磨物品に利用されてもよい。
【０１３５】
研磨微粒子材料１２０５、１２０６及び１２０７は、本明細書の実施形態による異なる
種類の成形研磨粒子を含み得る。異なる種類の成形研磨粒子は、本明細書の実施形態に記
載されるように、組成、２次元形状、３次元形状、サイズ、及びそれらの組み合わせにお
いて互いに異なり得る。例示のように、研磨布紙１２００は、略三角形の２次元形状を有
する第１の種類の成形研磨粒子１２０５と、四辺形の２次元形状を有する第２の種類の成
形研磨粒子１２０６とを含み得る。研磨布紙１２００は、異なる量の第１の種類の成形研
磨粒子１２０５及び第２の種類の成形研磨粒子１２０６を含み得る。研磨布紙は、必ずし
も異なる種類の成形研磨粒子を含む必要はなく、本質的に単一種類の成形研磨粒子からな
ることができることが理解されるであろう。理解されるように、本明細書の実施形態の成
形研磨粒子は、異なる種類の成形研磨粒子を含み得る混合の形態で、希釈粒子を有する成
形研磨粒子等を含む様々な固定研磨剤（例えば、結合研磨剤、研磨布紙、不織研磨剤、薄
いホイール、カットオフホイール、強化研磨物品等）に組み込まれ得る。更に、いくつか
の実施形態によれば、微粒子材料のバッチを所定の方位に固定研磨物品に組み込むことが
でき、成形研磨粒子の各々は、互いに対して、及び研磨物品の一部分（例えば、研磨布紙
のバッキング）に対して所定の方位を有し得る。
【０１３６】
研磨粒子１２０７は、第１の種類の成形研磨粒子１２０５及び第２の種類の成形研磨粒
子１２０６とは異なる希釈剤粒子であることができる。例えば、希釈剤粒子は、組成、２
次元形状、３次元形状、サイズ、及びそれらの組み合わせにおいて、第１の種類の成形研
磨粒子１２０５及び第２の種類の成形研磨粒子１２０６と異なり得る。例えば、研磨粒子
１２０７は、ランダムな形状を有する従来の粉砕された研磨粒を表し得る。研磨粒子１２
０７は、第１の種類の成形研磨粒子１２０５及び第２の種類の成形研磨粒子１２０６のメ
ジアン粒子径よりも小さいメジアン粒子径を有することができる。
【０１３７】
内部に含んだ研磨微粒子材料１２０５、１２０６、１２０７と共にメイクコート層５０
３を十分に形成した後、サイズコート層１２０４を形成して、研磨微粒子材料１２０５を
覆い、所定の位置に結合させることができる。サイズコート層１２０４は、有機材料を含
むことができ、ポリマー材料から本質的になり、特に、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポ
リウレタン、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレン、ポリシロキサン、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、
天然ゴム、デンプン、シェラック、及びそれらの混合物を使用し得る。
【０１３８】
図１２Ｂは、一実施形態による研磨粒子を含む研磨布紙物品の一部の斜視図である。特
に、図１２Ｂの例示の実施形態は、研磨物品１２３０を含み、研磨物品１２３０は研磨粒
子１２３１を含み、研磨粒子１２３１は成形研磨粒子１２３２を含み、成形研磨粒子１２
３２は成形研磨粒子の本体の第１の主表面１２３５へ結合させた複数の研磨粒子１２３４
を含む本体を有する。特に、研磨布紙物品は、長手方向軸１２３７及び横軸１２３８を有
するバッキング１２３６を含む。一実施形態では、研磨粒子１２３１は、バッキング１２
３６上に配置され、本明細書に示すように、１つ又は複数の接着剤層（例えば、メイクコ
ート層、サイズコート層など）を使用して特定の方位でバッキング１２３６上に結合され
得る。いくつかの例では、研磨粒子１２３１は、複数の成形研磨粒子１２３４を含む第１
の主表面１２３５の方位が、バッキング１２３６の長手方向軸１２３７及び／又は横軸１
２３８に対して特定の方位を有するように、バッキング１２３６上に制御された方位に配
置され得る。例えば、場合によっては、研磨粒子１２３２の場合のように、複数の研磨粒
子１２３４を含む第１の主表面１２３５を、長手方向軸１２３７に実質的に垂直に、及び
横軸１２３８に実質的に平行に配向させることができる。いくつかの他の例では、他の配
向が望ましい場合があり、例えば、成形研磨粒子１２４４の本体の第１の主表面１２４３
に付着させた複数の研磨粒子１２４２を有する研磨粒子１２４１を含み、粒子は、横軸１
２３８に実質的に垂直であり、長手方向軸１２３７に実質的に平行である第１の主表面１
２４３を含む、制御された方位を有する。研磨粒子は、バッキング上の１つ又は複数の研
磨粒子の方位が、横軸１２３８及び／又は長手方向軸１２３７に対して制御された角度を
定義することができるように、他の制御された方位も有し得ることが理解されるであろう
。更に、研磨粒子の方位は、コーティングされた成形研磨粒子の表面の番号及び／又は種
類（即ち、第１の主表面及び／又は第２の主表面及び／又は側面）に依存して制御され得
る。更に、研磨布紙物品は、バッキング１２３６上に１つ又は複数の研磨粒子群を含むこ
とができ、各研磨粒子群は、互いに類似する少なくとも１つの研磨特性を有し得る。いく
つかの種類の研磨特性の適切な例は、複数の研磨粒子のコーティングの種類、複数の研磨
粒子のサイズ、成形研磨粒子の本体の形状、成形研磨粒子及び／又は複数の研磨粒子の組
成、方位、傾斜角、及び本明細書で詳述された実施形態の任意の他の特徴を含む。更に、
バッキング上の異なる群からの研磨粒子は、本明細書に記載の研磨特性の少なくとも１つ
が異なり得る。
【０１３９】
図１３Ａは、一実施形態による研磨微粒子材料を組み込んだ結合研磨物品の図である。
例示のように、結合研磨材１３００は、結合材１３０１、結合材に含まれる研磨微粒子材
料１３０２、及び結合材１３０１内の気孔１３０８を含み得る。具体的な例では、結合材
料１３０１は、有機材料、無機材料、及びそれらの組み合わせを含み得る。適切な有機材
料は、ポリマー、例えば、エポキシ、樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ポリイミド、
ポリアミド、及びそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの適切な無機材料は、金属、
金属合金、ガラス相材料、結晶相材料、セラミック、及びそれらの組み合わせを含み得る
。
【０１４０】
結合研磨材１３００の研磨微粒子材料１３０２は、本明細書の実施形態に記載のような
異なる種類の成形研磨粒子の任意の特徴を有することができる、異なる種類の成形研磨粒
子１３０３、１３０４、１３０５、及び１３０６を含み得る。特に、異なる種類の成形研
磨粒子１３０３、１３０４、１３０５、及び１３０６は、本明細書の実施形態に記載のよ
うに、組成、２次元形状、３次元形状、サイズ及びそれらの組み合わせが互いに異なり得
る。
【０１４１】
結合研磨材１３００は、希釈剤研磨粒子を表す１種類の研磨微粒子材料１３０７を含み
、希釈研磨粒子は、異なる種類の成形研磨粒子１３０３、１３０４、１３０５、及び１３
０６と、組成、２次元形状、３次元形状、サイズ、及びそれらの組み合わせが異なり得る
。
【０１４２】
結合研磨材１３００の気孔１３０８は、開放気孔、閉気孔、及びそれらの組み合わせで
あることができる。気孔１３０８は、結合研磨材１３００の本体の総体積に対して大部分
の量（体積％）で存在し得る。あるいは、気孔１３０８は、結合研磨材１３００の本体の
総体積に対して基づいて少量（体積％）で存在し得る。結合材料１３０１は、結合研磨材
１３００の本体の総体積に対して大部分の量（体積％）で存在し得る。あるいは、結合材
料１３０１は、結合研磨材１３００の本体の総体積に対して少量（体積％）存在し得る。
更に、研磨微粒子材料１３０２は、結合研磨材１３００の本体の総体積に対して大部分の
量（体積％）で存在し得る。あるいは、研磨微粒子材料１３０２は、結合研磨材１３００
の本体の総体積に基づいて少量（体積％）存在し得る。
【０１４３】
図１３Ｂは、本明細書の実施形態の研磨粒子を含む結合研磨物品の例示である。例示の
ように、結合研磨材１３５０は、本体１３５１の結合マトリックス材料１３５２内に含ま
れる研磨粒子１３６０及び研磨粒子１３７０を含む本体１３５１を含み得る。研磨粒子１
３６０は、成形研磨粒子１３６１と、成形研磨粒子１３６１の本体の少なくとも第１の主
表面１３６３に結合させた複数の研磨粒子１３６２と、を含み得る。特に、研磨粒子１３
６０は、結合研磨材１３５０の本体１３５１の３次元体積内に特定の位置を有し得る。更
に、研磨粒子１３６０は、本体１３５１の半径方向軸１３８１及び／又は横軸１３８２に
対して制御された所定の方位を有し得る。一実施形態によれば、成形研磨粒子１３６１の
本体の第１の主表面１３６３が、半径方向軸１３８１に実質的に平行であるか、又は結合
研磨材１３５０の本体１３５１の主表面１３５４及び１３５５に実質的に平行であるよう
に、研磨粒子１３６０は、本体１３５１内に平坦に配置されていると考えられる方位を有
し得る。更に、成形研磨粒子１３６１の第１の主表面１３６３は、横軸１３８２に対して
実質的に垂直であり得る。場合によっては、結合研磨材は、本体内に研磨粒子１３６０と
同様な方位の研磨粒子の一部を含むことができ、結合粒子の形成を容易に改善し、及び／
又は、結合研磨材の性能を容易に改善し得る。
【０１４４】
更に例示のように、研磨粒子１３７０は、成形研磨粒子１３７１と、成形研磨粒子１３
７１の本体の少なくとも第１の主表面１３７３に結合させた複数の研磨粒子１３７２と、
を含み得る。特に、研磨粒子１３７０は、結合研磨材１３５０の本体１３５１の３次元体
積内に特定の位置を有し得る。更に、研磨粒子１３７０は、本体１３５１の半径方向軸１
３８１及び／又は横軸１３８２に対して制御された所定の方位を有し得る。一実施形態に
よれば、成形研磨粒子１３７１の本体の第１の主表面１３７３が、横軸１３８２に実質的
に平行であり、及び結合研磨材１３５０の本体１３５１の主表面１３５４及び１３５５に
対して実質的に垂直であるように、研磨粒子１３６０は、本体１３５１内に直立して立っ
ていると考えられる方位を有し得る。更に、成形研磨粒子１３７１の第１の主表面１３７
３は、半径方向軸１３８１に対して実質的に垂直であることができる。他の例では、研磨
粒子１３７０を横軸に対して傾斜させ、制御された傾斜角を定義するように、研磨粒子１
３７０を本体１３５１内に配向させることができる。そのような状況では、研磨粒子１３
７１は、半径方向軸１３８１に対して実質的に垂直でもなく、又は横方向軸に実質的に平
行でもない第１の主表面を有し得る。このように制御された傾斜角は、５度〜８５度の間
の任意の角度を含み得る。本明細書で使用されるように、実質的に平行又は実質的に垂直
な方位への言及は、軸又は平面と基準軸との間の５度以下の差異を指す。更に、理解され
るように、研磨粒子は、横軸１３８２及び半径方向軸１３８１の周りに様々な回転方位を
有し得る。傾斜角度を参照すると、半径方向軸１３８１と、半径方向に最大の構成要素を
有する主表面の方向を定義する半径方向ベクトルとの間に形成される最小角度として定義
される半径方向傾斜角度が存在し得ることが理解されるであろう。横軸１３８２と、横軸
方向に最大の構成要素を有する主表面の方向を定義するベクトルとの間に形成される最小
角度として定義される横方向傾斜角度も存在し得る。
【０１４５】
多くの異なる態様及び実施形態が可能である。それらの態様及び実施形態のいくつかは
、本明細書で説明される。本明細書を読んだ後、当業者は、それらの態様及び実施形態が
単なる例示であり、本発明の範囲を限定しないことを理解するであろう。実施形態は、以
下に列挙される１つ又は複数の項目に従い得る。
【０１４６】
項目
項目１：本体を備える成形研磨粒子と、成形研磨粒子の本体の少なくとも１つの表面に
結合させた複数の研磨粒子と、を備える、研磨粒子。
【０１４７】
項目２：成形研磨粒子の本体が、多角形、楕円形、数字、ギリシャ文字、ラテン語アル
ファベット文字、ロシア語アルファベット文字、多角形の組み合わせを有する複雑な形状
、及びそれらの組み合わせ、からなる群から選択される本体の長さ及び幅によって定義さ
れる平面で見た場合、２次元形状を備える、項目１に記載の研磨粒子。
【０１４８】
項目３：複数の研磨粒子が本体の主表面に結合されている、又は複数の研磨粒子が本体
の少なくとも２つの表面に結合されている、又は複数の研磨粒子が本体の少なくとも２つ
の主表面に結合されている、項目１に記載の研磨粒子。
【０１４９】
項目４：複数の研磨粒子の粒子の一部が、成形研磨粒子の本体の体積内に埋め込まれて
いる、又は複数の研磨粒子の研磨粒子の一部が、本体の少なくとも１つの表面内に埋め込
まれている、又は複数の研磨粒子は、成形研磨粒子の本体の少なくとも１つの表面に焼結
結合されている、又は複数の研磨粒子の研磨粒子の一部は、成形研磨粒子の本体の少なく
とも１つの表面に焼結結合されている、項目１に記載の研磨粒子。
【０１５０】
項目５：一部は、複数の研磨粒子の少数の粒子を含む、又は一部は、複数の研磨粒子の
大部分の粒子を含む、項目４に記載の研磨粒子。
【０１５１】
項目６：複数の研磨粒子が本体の総表面積の少なくとも１％、又は少なくとも５％、又
は少なくとも１０％、又は少なくとも２０％、又は少なくとも３０％、又は少なくとも４
０％、又は少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも約７０％、又は少
なくとも約８０％、又は少なくとも約９０％、又は少なくとも９５％を覆い、及び、複数
の研磨粒子が本体の総表面積の９５％以下、又は９０％以下、又は８０％以下、又は６０
％以下、又は５０％以下、又は４０％以下、又は３０％以下を覆う、項目１に記載の研磨
粒子。
【０１５２】
項目７：本体が、第１の主表面と、第２の主表面と、及び第１の主表面と第２の主表面
との間に延在する側面と、を含み、複数の研磨粒子が第１の主表面に結合され、側面が複
数の研磨粒子の研磨粒子を本質的に含まない、項目１に記載の研磨粒子。
【０１５３】
項目８：複数の研磨粒子を含む本体の表面が、本体の主表面上に複数の研磨粒子のラン
ダムな配置を備え、本体の側面が複数の研磨粒子を本質的に含まない、項目１に記載の研
磨粒子。
【０１５４】
項目９：本体は、第１の主表面、及び側面によって第１の主表面から分離された第２の
主表面を備え、複数の研磨粒子が第１の主表面に付着されており、第１の主表面は側面の
表面粗さよりも大きな表面粗さを有する、項目１の研磨粒子。
【０１５５】
項目１０：複数の研磨粒子は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒化
物、オキシホウ化物、天然鉱物、合成物質、炭素系物質、及びそれらの組み合わせからな
る群から選択される、項目１に記載の研磨粒子。
【０１５６】
項目１１：複数の研磨粒子は、粉砕された砥粒、不規則な形状の砥粒、細長い砥粒、弱
凝集体、強集合体、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、項目１に記載の
研磨粒子。
【０１５７】
項目１２：成形研磨粒子の本体が、長さ≧幅≧高さを備え、複数の成形研磨粒子が、メ
ジアン粒子径（Ｄ５０）を備え、メジアン粒子径（Ｄ５０）は、成形研磨粒子の本体の長
さ以下であり、又はメジアン粒子径（Ｄ５０）は、成形研磨粒子の本体の幅以下であり、
又はメジアン粒子径（Ｄ５０）は、成形研磨粒子の本体の高さ以下である、項目１に記載
の研磨粒子。
【０１５８】
項目１３：複数の研磨粒子は本体の長さの約９０％以下、又は本体の長さの少なくとも
約０．１％であるメジアン粒子径（Ｄ５０）を備える、項目１２の研磨粒子。
【０１５９】
項目１４：複数の研磨粒子が、研磨粒子の総重量の少なくとも１重量％を備える、又は
複数の研磨粒子が研磨粒子の総重量の約８０重量％以下を備える、項目１の研磨粒子。
【０１６０】
項目１５：メジアン粒子径（Ｄ５０）が成形研磨粒子の本体の幅以下であり、又は複数
の研磨粒子は本体の幅の約９０％以下若しくは本体の幅の少なくとも約０．１％のメジア
ン粒子径（Ｄ５０）を備える、項目１２の研磨粒子。
【０１６１】
項目１６：複数の研磨粒子が、成形研磨粒子の本体のＣＴＥと約５０％以下の差異があ
るＣＴＥを有する材料を含む、項目１の研磨粒子。
【０１６２】
項目１７：メジアン粒子径（Ｄ５０）が成形研磨粒子の本体の高さ以下であり、又は複
数の研磨粒子が本体の高さの約９０％以下若しくは本体の高さの少なくとも約０．１％の
メジアン粒子径（Ｄ５０）を備える、項目１５の研磨粒子。
【０１６３】
項目１８：複数の研磨粒子の少なくとも一部が、微細成形研磨粒子を含み、又は複数の
研磨粒子の全てが本質的に微細成形研磨粒子を含む、項目１の研磨粒子。
【０１６４】
項目１９：微細成形研磨粒子が、長さ≦幅≦高さを有し、微細成形研磨粒子の平均長さ
が成形研磨粒子の本体の長さよりも短い、項目１８の研磨粒子。
【０１６５】
項目２０：微細成形研磨粒子が、本体の長さの約９０％以下、又は成形研磨粒子の本体
の長さの少なくとも約０．１％の平均長さを備える、項目１９の研磨粒子。
【０１６６】
項目２１：微細成形研磨粒子が、成形研磨粒子の本体の長さよりも短い平均幅を備え、
又は、微細成形研磨粒子が、成形研磨粒子の本体の長さよりも短い平均高さ備える、項目
１９の研磨粒子。
【０１６７】
項目２２：微細成形研磨粒子の一部が、成形研磨粒子の本体の表面に対して立位方位配
置されている、項目１９の研磨粒子。
【０１６８】
項目２３：複数の研磨粒子が、本体の表面上にランダム分布で配置されている、項目１
の研磨粒子。
【０１６９】
項目２４：複数の研磨粒子が、本体の表面上に制御された分布で配置されている、項目
１の研磨粒子。
【０１７０】
項目２５：制御された分布が、複数の繰り返し単位によって定義されたパターンを含み
、複数の繰り返し単位の各繰り返し単位は、互いに実質的に同じである、項目２４の研磨
粒子。
【０１７１】
項目２６：複数の研磨粒子の研磨粒子の一部が、無機、有機、アモルファス、結晶、多
結晶、セラミック、金属、樹脂、エポキシ、ポリマー、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化
物、炭素系材料、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される材料を備えるコーテ
ィングを含む、項目１の研磨粒子。
【０１７２】
項目２７：複数の研磨粒子を含む本体の表面が、本体の主表面上に複数の研磨粒子のラ
ンダム配列を備え、本体の側面が複数の研磨粒子を本質的に含まない、項目１の研磨粒子
。
【０１７３】
項目２８：本体が、第１の主表面、及び側面によって第１の主表面から分離された第２
の主表面を備え、複数の研磨粒子が、少なくとも第１の主表面又は第２の主表面に付着さ
れており、側面は、本質的に複数の研磨粒子を含まない、項目１の研磨粒子。
【０１７４】
項目２９：本体が、第１の主表面、及び側面によって第１の主表面から分離された第２
の主表面を備え、複数の研磨粒子が、第１の主表面又及び第２の主表面に付着されており
、側面は、本質的に複数の研磨粒子を含まない、項目１の研磨粒子。
【０１７５】
項目３０：研磨粒子が、固定研磨物品内に組み込まれる、項目１の研磨粒子。
【０１７６】
項目３１：基材と、基材を覆う研磨粒子とを含む研磨布紙物品を更に備え、研磨粒子は
、基材の縦軸又は横軸に対して複数の研磨粒子を含む少なくとも１つの表面の方位によっ
て定義される研磨布紙上に、所定の方位を有する、項目１の研磨粒子。
【０１７７】
項目３２：結合マトリックス材料を含む本体を含む結合研磨粒子を更に備え、研磨粒子
は、本体の縦軸又は横軸に対して複数の研磨粒子を含む少なくとも１つの表面の所定の位
置及び方位によって定義される本体内の、所定の位置及び方位を有する、項目１の研磨粒
子。
【０１７８】
項目３３：結合材料と、結合材料に結合させた研磨粒子の第１の集合体とを備え、第１
の集合体中の各粒子は、本体と、成形研磨粒子の本体の少なくとも１つの表面に結合させ
た複数の研磨粒子と、を含む成形研磨粒子を備える、研磨物質。
【０１７９】
項目３４：混合物を形成する工程と、複数の研磨粒子を混合物の少なくとも１つの表面
に付着させる工程と、本体及び本体の少なくとも１つの表面に結合させた複数の研磨粒子
を有する成形研磨粒子を形成する工程と、を備える、研磨粒子を形成する方法。
【０１８０】
項目３５：混合物を形成する工程は、印刷、成形、キャスティング、切断、切除、パン
チング、乾燥、破砕、焼結、加湿、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少
なくとも１つのプロセスを含む、項目３４の方法。
【０１８１】
項目３６：混合物を形成する工程が、前駆体成形研磨粒子を形成する工程と、前駆体成
形研磨粒子の少なくとも１つの表面に複数の研磨粒子を付着させる工程と、を含む、項目
３４の方法。
【０１８２】
項目３７：混合物を形成する工程は、混合物を製造ツールの開口部内に堆積させる工程
と、生産ツールの開口部内で混合物の少なくとも１つの表面に複数の研磨粒子を付着させ
る工程と、を含む、項目３４の方法。
【０１８３】
項目３８：複数の研磨粒子が、本体の実質的な乾燥工程の前に、混合物の本体に取り付
けられる、項目３４に記載の方法。
【０１８４】
項目３９：複数の研磨粒子を付着させる工程は、複数の研磨粒子を本体の表面上に堆積
させることを含み、堆積工程は、ブラスト加工、吹き付け加工、プレス加工、重力コーテ
ィング、成形、スタンピング、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるプロセ
スを含む、項目３４の方法。
【０１８５】
項目４０：混合物は、複数の研磨粒子を含む研磨粒子の層を含む製造ツール上に形成さ
れる、項目３４の方法。
【０１８６】
項目４１：プロセスは、複数の研磨粒子を付着させる前に、混合物の少なくとも１つの
表面に水分を塗布する工程を更に含む、項目３４の方法。
【０１８７】
項目４２：複数の研磨粒子を付着させる工程は、少なくとも１つの表面に堆積材料を向
ける工程を含み、堆積材料は、複数の研磨粒子及び担体ガスを含む、項目３４の方法。
【０１８８】
項目４３：担体ガスは、水蒸気、蒸気、不活性ガス要素、及びそれらの組み合わせを含
み得る、項目４２の方法。
【０１８９】
項目４４：混合物は、複数の研磨粒子を含む研磨粒子の層を含む製造ツール上に形成さ
れる、項目３４の方法。
【０１９０】
項目４５：プロセスは、複数の研磨粒子を付着させる前に、混合物の少なくとも１つの
表面に水分を備える工程を更に含む、項目３４の方法。
【０１９１】
項目４６：水分を塗布する工程は、複数の研磨粒子を付着させる前に、混合物の少なく
とも１つの表面方向へガスを向ける工程を含む、項目４５の方法。
【０１９２】
項目４７：水分を塗布する工程は、製造ツール内の混合物の少なくとも１つの表面に蒸
気を向ける工程を含む、項目４５の方法。
【０１９３】
項目４８：水分を塗布する工程は、混合物の少なくとも１つの表面を十分な時間濡らし
、少なくとも１つの表面の外部領域の粘度を、外部領域から離間した内部領域での混合物
の粘度に対して変更させる工程を含む、項目４５の方法。
【０１９４】
項目４９：プロセスは、外部領域から離間した混合物の内部領域の粘度に対して、少な
くとも１つの表面を含む本体の外部領域の粘度を変更させる工程と、複数の研磨粒子を混
合物の外部領域に付着させる工程と、を更に含む、項目３４の方法。
【実施例】
【０１９５】
実施例１
成形研磨粒子の３つの試料を作製し、性能の比較のために試験した。第１の比較試料（
ＣＳ１）は、3M Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから３Ｍ９８４Ｆとして市販されている従来の
成形研磨粒子であった。本体の平均幅は１４００マイクロメートル、高さは約３００マイ
クロメートルであった。試料ＣＳ１の成形研磨粒子は、希土類元素ドープα−アルミナ組
成物で、約２０マイクロメートルの平均先端尖鋭度、約６０６ＭＰａの平均強度及び約０
．１５の平均断面形状係数を有していた。図１４は、試料ＣＳ１の成形研磨粒子の断面画
像である。
【０１９６】
本明細書の実施形態を表す２つの試料（試料Ｓ１及び試料Ｓ２）は、約４５〜５０重量
％のベーマイトを含むゲル混合物から形成された。ベーマイトは、Ｓａｓｏｌ  Ｃｏｒｐ
．からＣａｔａｐａｌ  Ｂとして入手され、３０重量％のＣａｔａｐａｌ  Ｂの混合物を
脱イオン水及び硝酸と共に高圧加熱することにより改質された。硝酸対ベーマイト比は約
０．０２５であった。次に混合物をオートクレーブに入れ、１００℃〜２５０℃で５分〜
２４時間にわたって処理した。オートクレーブ処理されたＣａｔａｐａｌ  Ｂゾルを従来
の手段で乾燥した。Ｓａｓｏｌ  Ｃｏｒｐ．からＤＩＳＰＥＲＡＬとして市販されている
別のベーマイトを使用することもできる。ベーマイトを混合し、混合物の総アルミナ含有
量に対して１％α−アルミナ種で種付けした。α−アルミナ種を、例えば米国特許第４，
６２３，３６４号に記載されている従来の技術を用いてコランダムを粉砕して作製した。
この混合物はまた、４５〜５０重量％の水及び２．５〜４重量％の追加の硝酸も含み、ゲ
ル混合物を形成するために使用された。成分を従来設計の遊星攪拌機で混合し、減圧下で
混合して混合物からガス状成分（例えば気泡）を除去した。
【０１９７】
ステンレス鋼製造ツールの開口部内にゲルを堆積させて、手作業で試料Ｓ１を形成した
。製造ツールの厚み全体を貫通して延在する開口部であるように、製造ツールの両側に空
洞を開口した。製造ツールの空洞又は開口部は、上から見て正三角形の２次元形状を有し
、長さは約２．７７ｍｍ、幅は約２．４ｍｍ、深さは約０．５９ｍｍであった。製造ツー
ルの開口部の表面は、製造ツールから前駆体成形研磨粒子を容易に除去するために、オリ
ーブオイルの潤滑剤でコーティングされた。
【０１９８】
ゲルを堆積させた後、製造ツールの空洞内に置いている間、混合物の第１の面をスポン
ジで湿らせた。製造ツール中で混合物を形成するために使用された同じゲル混合物の複数
の乾燥未焼結粒子を、製造ツールの空洞内に存在する混合物の加湿された表面上に堆積し
た。複数の未焼結粒子を１００ＵＳメッシュ（１５０マイクロメートルの開口部を有する
ＡＳＴＭ  Ｅ−１１）を用いてふるいにかけ、複数の未焼結粒子の最大粒子径は１００Ｕ
Ｓメッシュ未満とした。複数の研磨粒子は、粒子の総重量に対して約１０〜１５％の吸収
含水量を有した。
【０１９９】
次に、製造ツールを逆さにし、製造ツールの空洞内に置いている間、ゲル混合物の反対
側をスポンジで湿らせた。次に、複数の研磨粒子を加湿された表面に塗布し、製造ツール
の空洞内の露出したゲル混合物の両主表面を複数の研磨粒子でコーティングした。余分な
研磨粒子を除去し、混合物及び複数の研磨粒子を、ＩＲランプ及びファンを用いて、約５
０℃で１０分間、空洞内で乾燥させて前駆体研磨粒子を形成した。前駆体研磨粒子を製造
ツールから取り出し、約１３２５℃で約１０分間焼結して、理論密度の少なくとも９８％
を達成した。得られた研磨粒子は、長さ約１５５０マイクロメートル、幅約１３５０マイ
クロメートル、及び高さ約３００マイクロメートルの三角形の２次元形状を含む本体を有
していた。図１１Ａ及び１１Ｂは、試料Ｓ１の代表的な研磨粒子の断面画像を示す図であ
る。試料Ｓ１の研磨粒子は、平均強度約８４７ＭＰａ、平均先端尖鋭度２０マイクロメー
トル、形状指数約０．５、及び平均断面形状係数約２９％を有していた。
【０２００】
試料Ｓ２は、上記の試料Ｓ１と同じゲル混合物を用いて形成された。ゲル混合物を型に
入れ、本明細書の実施形態に記載のように、型の下で移動されたＰＥＥＫ製の製造ツール
の開口部の中に押し出した。製造ツールの開口部は、製造ツールが約０．５４ｍｍの厚さ
を有すること以外は、上述した試料Ｓ１で使用された製造ツールと同じものであった。試
料Ｓ２の第１のバッチ（試料バッチＳ２Ｂ１）では、ゲル混合物が製造ツールの空洞内に
ある間、複数の研磨粒子を、重力によりゲル混合物の単一面に堆積した。複数の研磨粒子
は、試料Ｓ１で使用したのと同じものであった。図１５は、試料バッチＳ２Ｂ１の代表的
な研磨粒子の上面図及び側面図である。
【０２０１】
試料Ｓ２の第２のバッチ（試料バッチＳ２Ｂ２）では、混合物が製造ツールの空洞内に
ある間、複数の研磨粒子を混合物の両主表面上に堆積した。第１の主表面に、複数の研磨
粒子を重力を介して（例えば、空洞内製造ツール上及びゲル混合物上に粒子を散布して）
堆積した。反対側の主表面には、ゲル混合物が空洞内に存在する間、製造ツールの底面に
繰り返し加圧される表面上に複数の研磨粒子を収容し、研磨粒子をゲル混合物の底面に付
着させた。したがって、ゲル混合物が空洞内に存在する間、ゲル混合物の両主表面に複数
の研磨粒子を付着させた。複数の研磨粒子は、試料Ｓ１に記載されたものと同じであった
。図１６は、試料バッチＳ２Ｂ２の研磨粒子の上面画像及び側面画像である。
【０２０２】
試料Ｓ２の両方のバッチにおいて、ゲル混合物が空洞内に存在する間、製造ツールの上
面及び底面に圧力を加えて研磨粒子をゲル混合物に埋め込むのを助ける１組のローラによ
り製造ツールを移動した。
【０２０３】
試料Ｓ２の両方のバッチについて、混合物をＩＲランプ及びファンを用いて、約５０〜
５５℃で約５分間乾燥させた。試料Ｓ２の両方のバッチについて、試料を製造ツールから
取り出し、試料Ｓ１に示す条件に従って焼結した。試料バッチＳ１Ｂ１の研磨粒子は、平
均先端尖鋭度２０マイクロメートル、形状指数約０．５、及び平均断面形状係数約２１％
を有していた。試料バッチＳ１Ｂ２の研磨粒子は、平均先端尖鋭度２０マイクロメートル
、形状指数約０．５、及び平均断面形状係数約３０％を有していた。
【０２０４】
試料ＣＳ１及びＳ１を、単粒研削試験（ＳＧＧＴ）により主表面配向及び側面配向で試
験した。ＳＧＧＴを実施する際に、単一の成形研磨粒子をエポキシ結合材料によって粒子
ホルダに保持する。成形研磨粒子を所望の方位（即ち、主表面配向又は側面配向）で固定
し、２２ｍ／秒のホイール速度及び３０マイクロメートルの初期スクラッチ深度用いて、
８インチのスクラッチ長さで３０４ステンレス鋼の加工対象物上を移動させる。成形研磨
粒子により、加工対象物に断面積（ＡＲ）を有する溝ができる。各試料セットについて、
各成形研磨粒子を、８インチの長さにわたって１５回通し、各配向について１０個の個別
の粒子を試験し、結果を分析する。試験により、加工対象物の表面に平行な方向及び溝の
方向で粒子が加工対象物に与える接線力を測定し、スクラッチ長さの始めから終わりまで
の溝の断面積の正味の変化を測定して、成形研磨粒子の摩耗を判定する。各通過毎の溝の
断面積の正味の変化を測定してもよい。ＳＧＧＴについては、溝の正味の断面積は、表面
の下の溝の断面積と、表面の上に変位した材料の断面積との間の差により定義される。性
能（Ｆｔ／Ａ）は、接線力と溝の正味の断面積との比として定義される。
【０２０５】
ＳＧＧＴは、加工対象物に対して２つの異なる方位の成形研磨粒子を用いて行う。ＳＧ
ＧＴを、主表面配向の成形研磨粒子の第１の試料セットで行い、各成形研磨粒子の主表面
は、主表面が加工対象物上で研削を開始するように、研削方向に対して垂直に配向される
。主表面配向にある成形研磨粒子の試料セットを用いたＳＧＧＴの結果により、主表面配
向の成形研磨粒子の研削効率の測定が可能となる。
【０２０６】
ＳＧＧＴを、側面配向の成形研磨粒子の第２の試料セットでも行い、各成形研磨粒子の
側面は、側面が加工対象物への研削を開始するように、研削方向に対して垂直に配向され
る。側面配向にある成形研磨粒子の試料セットを用いたＳＧＧＴ試験の結果により、側面
配向の成形研磨粒子の研削効率の測定が可能となる。
【０２０７】
図１７は、試料ＣＳ１及び試料Ｓ１の正面配向（左側バー）及び側面配向（右側バー）
について、加工対象物から除去された総面積当たりの力のプロットを含む。除去された総
面積当たりの力は、成形研磨粒子の研削効率の尺度であり、除去された総面積当たりの力
が小さいほど、研削能力がより効率的であることを示す。例示のように、試料Ｓ１は、試
料ＣＳ１と比較して本質的に同等の性能を示した。研磨粒子の最も効率的な切削作用が、
鋭い端部及び滑らかな表面（即ち、チゼルのような）によって特徴付けられる高い形状忠
実度を有する粒子に起因する可能性があることを当業者が以前に明らかにしていたことを
考えると、この結果は非常に注目すべきである。例えば、米国特許第４，２６１，７０６
号及び同第５，６０３，７３８号、並びに米国特許出願公開第２０１０／０３１９２６９
号を参照されたい。しかし、本明細書の実施形態の研磨粒子は、従来の研磨粒子と比較し
た場合、該研磨粒子と、比較的滑らかな側面と鋭い端部を有する従来の研磨粒子との間の
顕著な相違の観点から、顕著な性能差を示している。特に、本明細書の研磨粒子は、成形
研磨粒子の１つ又は複数の表面上にランダムに配置された突起及び谷を含む不規則な外形
によって特徴付けられる表面を有する。これは、最高の性能を発揮するためには成形研磨
粒子の表面を滑らかにし端部を鋭くするべきであると提案する従来技術の教示とは、対照
的である。
【０２０８】
研磨粒子試料バッチＳ２Ｂ１を、下記の構造を有する研磨布紙物品に成形した。１連当
たり１８ポンドの仕上げ布紙のバッキングを入手して、表１に示されるフェノールホルム
アルデヒドを含むメイク配合物でコーティングした。そして、メイクコート層を有するウ
ェブに、試料バッチＳ２Ｂ１から１連当たり４０ポンドの研磨粒子を付着させる静電成膜
プロセスを用いた。次に、メイクコート層を付着させたウェブと砥粒のこの部分構造を、
オーブン内で、８０℃で２時間乾燥させた。
【０２０９】
【表１】
2019189873.tif 000003
【０２１０】
次に、研磨布紙構造物を、１連当たり１４ポンドのフェノールホルムアルデヒドサイズ
コート層でコーティングした。サイズコート層の詳細な組成を表２に示す。ウェブを、乾
球温度を１２０℃に設定した乾燥機内に２時間通した。
【０２１１】
【表２】
2019189873.tif 000004
【０２１２】
次に、研磨布紙試料を対流式オーブンに入れて、オーブン温度１２５℃で１２時間、後
硬化ステップを行った。
【０２１３】
研磨布紙の第３の試料である試料Ｓ３も作製した。試料バッチＳ２Ｂ１の研磨粒子を作
製するために使用されたプロセスに従って試料Ｓ３の研磨粒子を作製したが、成形研磨粒
子上に複数の研磨粒子を堆積しなかった。試料Ｓ３の研磨布紙の構成は、試料バッチＳ２
Ｂ１の粒子を含む研磨布紙の場合と同じであった。試料ＣＳ１の粒子を、３Ｍ  Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎから９８４Ｆで市販されている従来の研磨布紙物品として試験した。
【０２１４】
３つの異なる研磨布紙試料のそれぞれを、表３に要約した条件に従って試験した。特に
、２つの試料研磨布紙をそれぞれの場合において試験して結果を得た。
【０２１５】
【表３】
2019189873.tif 000005
【０２１６】
図１８は、試料の各々について比研削エネルギー対（４インチ３／分インチの材料除去
速度で）累積の除去された材料のプロットである。試料バッチＳ２Ｂ１の研磨粒子を用い
た研磨布紙は、試料Ｓ３の研磨粒子を含む研磨布紙よりも性能が優れており、試料ＣＳ１
の研磨粒子を含む研磨布紙試料と本質的に同等の性能を有することは注目に値する。
【０２１７】
実施例２
新しい研磨粒子試料（試料Ｓ４）を形成した。試料Ｓ４の成形研磨粒子を、約４５〜５
０重量％のベーマイトを含むゲル混合物から形成した。ベーマイトは、Ｓａｓｏｌ  Ｃｏ
ｒｐ．からＣａｔａｐａｌ  Ｂとして入手され、３０重量％のＣａｔａｐａｌ  Ｂの混合
物を脱イオン水及び硝酸と共に高圧加熱することにより改質された。硝酸−ベーマイト比
はオートクレーブ内で約０．０２５であり、１００℃〜２５０℃で５分〜２４時間にわた
って処理された。オートクレーブ処理されたＣａｔａｐａｌ  Ｂゾルを従来の手段で乾燥
した。ベーマイトを混合し、混合物の総アルミナ含有量に対して１％α−アルミナ種で種
付けした。α−アルミナ種は、例えば米国特許第４，６２３，３６４号に記載されている
従来の技術を用いてコランダムを粉砕して作製された。この混合物はまた、４５〜５０重
量％の水及び２．５〜４重量％の追加の硝酸を含み、ゲル混合物を形成するために使用さ
れた。成分を従来の設計の遊星型ミキサーで混合し、混合物からガス状成分（例えば気泡
）を除去するために減圧下で混合した。
【０２１８】
次に、ゲルを型に入れ、開口部が十分に充填されるように、堆積速度に対して適切な速
度で型の下で移動された製造ツールの開口部に押し出した。製造ツールの厚み全体を貫通
して延在する開口部であるように、製造ツールの両側に空洞を開口した。製造ツールの空
洞又は開口部は、上から見て正三角形の２次元形状を有し、長さは約２．７７ｍｍ、幅は
約２．４ｍｍ、深さは約０．６０ｍｍであった。製造ツールの厚みは、約０．６０ｍｍで
あった。製造ツールの開口部の表面は、製造ツールから前駆体成形研磨粒子を容易に除去
するために、キャノーラ油の潤滑剤でコーティングされた。
【０２１９】
ゲルを製造ツールの開口部内に堆積させた後、開口内に堆積された同じゲル材料の複数
の乾燥未焼結粒子を、製造ツール内のゲルの表面に吹き付けた。複数の研磨粒子を、約４
０ｐｓｉの圧力でキャリア材料として空気を用いて、製造ツール内のゲルに向けて強制的
に排出した。複数の研磨粒子を付着させるプロセスは、過剰の又は未結合の研磨粒子の大
部分が捕捉されて次の付着プロセスにリサイクルされ得る容器内で完了された。ゲルは、
複数の研磨粒子の堆積前には加湿されない。堆積の前に、複数の乾燥未焼結粒子を１００
ＵＳメッシュ（１５０マイクロメートルの開口部を有するＡＳＴＭ  Ｅ−１１）を用いて
ふるいにかけ、複数の未焼結粒子の最大粒子径を１００ＵＳメッシュ未満にした。複数の
研磨粒子は、粒子の総重量に対して約１０〜１５％の吸収含水量を有した。前駆体成形研
磨粒子の約７０％は、第１の主表面上の複数の乾燥未焼結粒子の適切な高い被覆率を有し
ていた。
【０２２０】
余分な乾燥未焼結粒子を除去し、混合物及び複数の研磨粒子をＩＲランプ及びファンを
用いて、約５０℃で３０秒間、空洞内で乾燥させて前駆体研磨粒子を形成させた。前駆体
研磨粒子を製造ツールから取り出し、理論密度の少なくとも９８％を達成するために、約
８００℃で予備焼結し、約１３２０℃で約１５分間焼結した。得られた研磨粒子は、長さ
約１５５０マイクロメートル、幅約１３５０マイクロメートル、及び高さ約３００マイク
ロメートルの三角形の２次元形状を含む本体を有していた。試料Ｓ４の研磨粒子は、平均
強度約２０．３ＭＰａ、平均先端尖鋭度３０マイクロメートル、形状指数約０．５を有し
ていた。
【０２２１】
研磨剤粒子の他の試料（試料ＣＳ４）を、研磨剤粒子が成形研磨粒子の表面上に複数の
研磨粒子を含まないこと（即ち、未改質の研磨粒子）以外は、上記の試料Ｓ４と同じ方法
で形成した。
【０２２２】
試料Ｓ４及びＣＳ４の研磨粒子から研磨布紙物品の２つの試料を形成して、それぞれ研
磨布紙試料ＣＡＳ４及びＣＡＣＳ４を作成した。研磨布紙試料ＣＡＳ４及びＣＡＣＳ４を
、試料ＣＳ１及び試料バッチＳ２Ｂ１を用いた実施例１の研磨布紙試料を形成するのに用
いたのと同じ方法で形成した。
【０２２３】
各研磨布紙試料を、以下の表４に概要を示す試験に従って試験した。各場合において、
研磨布紙の２つの試料を試験して結果を得た。
【０２２４】
【表４】
2019189873.tif 000006
【０２２５】
図１９は比研削エネルギー対加工対象物から除去された累積材料のプロットである。図
示されているように、試料ＣＡＳ４は、試料ＣＡＣＳ４と比較して、除去された累積材料
が改善され、特に試験の終了近くで、比研削エネルギーが低下していることを示している
。
【０２２６】
実施例３
成形研磨粒子の少なくとも１つの表面上における研磨粒子の被覆率に及ぼす複数の研磨
粒子のメジアン粒子径の影響を調べるために、研磨粒子の５つの試料（Ｓ５−１、Ｓ５−
２、Ｓ５−３、Ｓ５−４、及びＳ５−５）を形成した。以下の表５は、長さ約１５５０μ
ｍ、幅約１３５０μｍ、及び高さ約３２０μｍを有する略三角形の２次元形状を有する成
形研磨粒子の、第１の主表面上の複数の研磨粒子の被覆率に及ぼす、複数の研磨粒子のメ
ジアン粒子径の影響をまとめる。製造ツールのゲルの表面を、複数の乾燥未焼結砥粒を付
着させる前に加湿した以外は、実施例２の試料Ｓ４を形成するのに用いられたものと同じ
方法で研磨粒子を形成した。加湿プロセスは、製造ツール内のゲルの表面に向けられた蒸
気（即ち、気体状態の水と懸濁液粒子の混合物）を利用した。
【０２２７】
【表５】
2019189873.tif 000007
【０２２８】
図２０Ａ〜２０Ｅは、それぞれ試料Ｓ５−１、Ｓ５−２、Ｓ５−３、Ｓ５−４、Ｓ５−
５の研磨粒子の画像である。特に、成形研磨粒子の粒径に対する複数の研磨粒子の平均メ
ジアン粒子径は、成形研磨粒子の表面の複数の研磨粒子の被覆率に影響を与えた。
【０２２９】
実施例６
研磨粒子の４つの試料（試料Ｓ６−１、試料Ｓ６−２、ＣＳ１、及び試料Ｓ６−３）は
、実施例１に記載された単粒研削試験に従って試験された。試料Ｓ６−１は、成形研磨粒
子の本体の主表面に結合させた研磨粒子を平均３２個の有していること、及び、試料Ｓ６
−２は、成形研磨粒子の本体の主表面に結合させた研磨粒子を平均７個の有していること
以外は、試料Ｓ６−１、試料Ｓ６−２、試料Ｓ６−３は実施例２の試料Ｓ４と同じ方法で
形成された。試料Ｓ６−３には、成形研磨粒子の表面に結合させた複数の研磨粒子がなか
った。
【０２３０】
図２１は、試料Ｓ６−１、Ｓ６−２、Ｓ６−３、及び（実施例１で与えられたのと同じ
）試料ＣＳ１の正面配向（左側バー）及び側面配向（右側バー）について、加工対象物か
ら除去された総面積当たりの力のプロットである。驚くべきことに、試料Ｓ６−２は、試
料Ｓ６−１と比較して正面配向において切削効率がより大きな変動を示した。試料Ｓ６−
１はまた、正面配向において試料Ｓ６−３及びＣＳ１と比較して、切削効率においてより
低い変動を示した。
【０２３１】
実施例７
研磨粒子の２つの試料を作製した。第１の試料である試料Ｓ７−１は、複数の乾燥未焼
結研磨粒子を堆積させる前に製造ツールのゲルの表面を加湿したこと以外は、実施例２の
試料Ｓ４を形成するのに用いられたものと同じ方法で形成された。加湿プロセスは、製造
ツール内でゲルの表面に向けられた蒸気を利用した。試料Ｓ７−１の成形研磨粒子の第１
の主表面に付着させた複数の研磨粒子は、仮焼も焼結もされていなかった。第２の試料で
ある試料Ｓ７−２は、焼結α−アルミナ砥粒が成形研磨粒子の第１の主表面に付着させた
複数の研磨粒子のために使用されたこと以外は、試料Ｓ７−１を形成するのに用いたのと
同じ方法で形成された。試料Ｓ７−１は、試料Ｓ７−２と比較して著しくより良い被覆率
を示し、粒子の９０〜９５％が複数の研磨粒子で適切に被覆されているが、試料Ｓ７−２
は、総研磨粒子の６０〜７０％だけしか成形研磨粒子の第１の主表面に複数の研磨粒子の
適切な被覆率で形成されていない。試料Ｓ７−２の前駆体成形研磨粒子の表面に付着させ
た焼結研磨粒子は表面に良好に結合されていないが、乾燥粒子は、更なる処理の前にゲル
の加湿表面で再ゲル化することができるので、試料Ｓ７−１の表面に付着させたグリーン
の、未焼結粒子では、結合が改善された。
【０２３２】
実施例８
研磨粒子の２つの試料を作製した。第１の試料である試料Ｓ８−１を、実施例２の試料
Ｓ４を形成するのに用いたのと同じ方法で形成した。試料Ｓ８−１の成形研磨粒子の第１
の主表面に付着させた複数の研磨粒子は、仮焼も焼結もされていなかった。第２の試料で
ある試料Ｓ８−２は、研磨粒子がゲル又は得られた成形研磨粒子の表面上に堆積されなか
ったこと以外は、試料Ｓ８−１を形成するのに用いたのと同じ方法で形成された。
【０２３３】
次に、試料Ｓ８−１及びＳ８−２の研磨粒子を用いて、直径７インチのディスク形態の
研磨布紙物品を作製し、試料ＣＡＳ８−１及びＣＡＳ８−２をそれぞれ作製した。以下の
プロセスに従って試料ＣＡＳ８−１及びＣＡＳ８−２を形成した。
【０２３４】
Ｓａｃｈｓｅｎｒｏｄｅｒから入手可能な平均厚さ０．９５ｍｍを有する繊維バッキン
グ材料に、以下の表６に示すメイクコート層配合物を塗布した。メイクコート層の湿潤レ
イダウン重量は９ポンド／一連±０．３ポンドであり、ショアＡデュロメータによる６５
〜７２の硬質ゴムロール上にスチールロールを用いた２ロールコート法を用いて塗布され
た。
【０２３５】
【表６】
2019189873.tif 000008
【０２３６】
配合物の粘度は、水を用いて１００°Ｆにおいて、９５００〜１０５００ｃｐｓの範囲
に調整した。メイクコート層を塗布した後、試料Ｓ８−１及びＳ８−２の研磨粒子をシラ
ン処理し、静電沈着によってメイクコート層に付着させた。各試料の目標粒子重量は５５
ポンド／一連±３ポンドであった。各試料の粒子を沈着前に予熱した。
【０２３７】
粒子をメイクコート層及びバッキングに沈着させた後、メイクコート層をフェスツーン
オーブン内で以下のプロセスを用いて硬化させた。工程１）１５０°Ｆで４２分、工程２
）１７０°Ｆで４２分、工程３）２００°Ｆで３８分、工程４）２１５°Ｆで４３分、工
程５）２３０°Ｆで２３分。
【０２３８】
メイクコート層を硬化させた後、表７に示された配合物を有するサイズコート層を粒子
の表面に塗布し、メイクコート層を硬化させた。
【０２３９】
【表７】
2019189873.tif 000009
【０２４０】
サイズコート層の配合は、水を用いて１００°Ｆで５４００〜５６００ｃｐｓの粘度範
囲に調整された。サイズコート層は、メイクコート層を塗布するのに使用したのと同じ機
械を使用して塗布した。サイズは、２ロールコーターのギャップ設定を０．０４５インチ
に設定する既知の基準に対して、視覚的に制御されている。
【０２４１】
サイズコート層を塗布した後、材料をフェスツーンオーブン中で以下のプロセスを用い
て硬化させた：工程１）１３０°Ｆ及び４５％ＲＨで２０分、工程２）１７０°Ｆで２０
分、工程３）１９０°Ｆで２０分、工程４）２１０°Ｆで２０分、工程５）２３５°Ｆで
３０分。次に、材料を巻き上げ、後硬化オーブン内で、２５０°Ｆで１２時間硬化させる
。
【０２４２】
後硬化オーブンからロールを除去すると、バッキングを曲げ、水を塗布して再湿潤化す
る。
【０２４３】
各研磨布紙試料を、表８にまとめた条件に従って試験した。
【０２４４】
【表８】
2019189873.tif 000010
【０２４５】
図２２は、３Ｍ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから９８２Ｃとして入手可能な従来の研磨布
紙試料である試料ＣＡＣＳ８−３に対する、試料ＣＡＳ８−１及びＣＡＳ８−２の相対性
能（％切削量）のプロットである。例示のように、試料ＣＡＳ８−１は、従来の研磨布紙
試料と本質的に同じ性能を有していた。対照的に、試料ＣＡＳ８−２は、従来の試料であ
る試料ＣＡＳ８−１と比較して、約２０％低い相対性能を示した。
【０２４６】
任意の実施形態の研磨粒子に関して本明細書で提供されるすべての値、比率、百分率及
び／又は定量データはまた、代表的な研磨粒子のランダム及び統計的に妥当なサンプルサ
イズから導かれる平均であり得る。例えば、本体上の複数の研磨粒子の被覆率に関して、
そのような百分率を、研磨粒子のバッチのランダムかつ統計的に妥当なサンプルサイズか
ら計算することもできる。サンプルのサイズは、バッチのサイズによって異なり得る。
【０２４７】
特に、本明細書において、他の材料（例えば、材料Ｚ）を「含まない」組成物への言及
は、材料Ｚの痕跡又は不純物含有量を有し得る組成物として解釈され得るが、そのような
内容物は組成物の性質に実質的に影響を与えない。例えば、材料は特定の種類を「含まな
い」ものでもよく、このような種類は０．１％以下又は０．０１％以下又は０．００１％
以下の量で存在し得る。この段落は、前述の実施形態における他の開示を限定するもので
はなく、「含まない」という用語を使用してこれらの例を定義することだけを意図してい
る。更に、特定の種類が明白に特定されていない場合には、出願人は前記特定の種類を含
まないものとして材料を更に定義する権利を保有する。しかし、「含まない」という用語
が明確に挙げられない限り、そのような用語が、「含む」、「有する」、「備える」等の
包括的な用語を用いてこれらの実施形態又は特許請求の範囲を狭めると解釈することはで
きない。
【０２４８】
上記に開示された主題は、例示的であると見なされ、限定的ではないと見なされるべき
であり、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の範囲内に入る全ての該当する修正、強化
及び他の実施形態をカバーすることを意図する。したがって、法律で許容される最大限度
まで、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲及びその等価物の最も広い許容可能な解釈
によって決定されるべきであり、前述の詳細な説明によって限定され、又は制限されるも
のではない。
【０２４９】
本開示の要約書は、特許法を遵守するために提供され、特許請求の範囲又は意味を解釈
するためにも、制限するためにも使用されないことを理解して提出される。更に、上記の
発明を実施するための形態では、本開示を簡素化する目的で、様々な特徴を一緒にまとめ
ても、又は単一の実施形態に記載してもよい。本開示は、主張されている実施形態が各請
求項に明確に記載されたよりも多くの特徴を必要とする意図を反映するものとして解釈さ
れるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の主題は、
開示された任意の実施形態のすべての特徴よりも少ないものを対象としてもよい。したが
って、以下の特許請求の範囲は、発明を実施するための形態に組み込まれ、各請求項は、
別々に主張した主題を定義するものとして独立している。
【図１Ａ】
2019189873.tif 000011
【図１Ｂ】
2019189873.tif 000012
【図２】
2019189873.tif 000013
【図３】
2019189873.tif 000014
【図４】
2019189873.tif 000015
【図５】
2019189873.tif 000016
【図６Ａ】
2019189873.tif 000017
【図６Ｂ】
2019189873.tif 000018
【図７Ａ】
2019189873.tif 000019
【図７Ｂ】
2019189873.tif 000020
【図７Ｃ】
2019189873.tif 000021
【図７Ｄ】
2019189873.tif 000022
【図８】
2019189873.tif 000023
【図９】
2019189873.tif 000024
【図１０】
2019189873.tif 000025
【図１１】
2019189873.tif 000026
【図１２Ａ】
2019189873.tif 000027
【図１２Ｂ】
2019189873.tif 000028
【図１３Ａ】
2019189873.tif 000029
【図１３Ｂ】
2019189873.tif 000030
【図１４】
2019189873.tif 000031
【図１５】
2019189873.tif 000032
【図１６】
2019189873.tif 000033
【図１７】
2019189873.tif 000034
【図１８】
2019189873.tif 000035
【図１９】
2019189873.tif 000036
【図２０】
2019189873.tif 000037
【図２１】
2019189873.tif 000038
【図２２】
2019189873.tif 000039
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月13日(2019.6.13)
【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】
研磨粒子であって、
長手方向軸により定義される長さと、横軸によって定義される幅と、縦軸によって定義される高さと、を有する本体と、
前記研磨粒子の前記本体の少なくとも１つの表面に結合した複数の研磨粒子と、を備え、
前記本体の長さ：幅の一次アスペクト比が少なくとも１．１：１である、研磨粒子。
【請求項２】
前記研磨粒子が成形研磨粒子である、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項３】
前記本体が、第１端面と、第２端面と、前記第１端面と前記第２端面の間に延在する側面と、を有する、請求項２に記載の研磨粒子。
【請求項４】
前記本体の前記第１端面又は前記第２端面が、正多角形、不規則な多角形、楕円形、数字、ギリシャ文字、ラテン語アルファベット文字、ロシア語アルファベット文字、多角形の組み合わせを有する複雑な形状、直線部分と曲線部分とを有する形状、及びそれらの組み合わせ、からなる第１の群から選択される前記本体の高さ及び幅によって定義される平面で見た場合、２次元形状を備える、請求項３に記載の研磨粒子。
【請求項５】
前記複数の研磨粒子が、前記本体の少なくとも２つの表面に結合されている、請求項３に記載の研磨粒子。
【請求項６】
前記複数の研磨粒子の一部が、前記本体の少なくとも１つの表面内に埋め込まれている、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項７】
前記複数の研磨粒子の一部が、前記本体の前記少なくとも１つの表面に直接結合されている、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項８】
前記複数の研磨粒子の一部の前記研磨粒子が、前記研磨粒子の前記本体の前記少なくとも１つの表面に焼結結合され、前記複数の研磨粒子が、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒化物、オキシホウ化物、天然鉱物、合成物質、炭素系物質、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項９】
前記第１端面が、前記側面に対して角度が付けられている、請求項３に記載の研磨粒子。
【請求項１０】
前記複数の研磨粒子が、メジアン粒子径（Ｄ５０）を備え、前記メジアン粒子径（Ｄ５０）は、前記本体の前記長さの少なくとも０．１％及び約２０％以下、前記本体の前記幅の少なくとも０．１％及び約２０％以下、前記本体の前記高さの少なくとも０．１％及び約２０％以下である、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項１１】
前記研磨粒子が、固定研磨物品に組み込まれる、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項１２】
前記研磨粒子が、押し出される、請求項１に記載の研磨粒子。
【請求項１３】
研磨粒子であって、
第１端面と、第２端面と、前記第１端面と前記第２端面の間に延在する側面と、を含む、押し出された細長い本体と、
前記本体の少なくとも１つの表面に結合した複数の研磨粒子と、を備える、研磨粒子。
【請求項１４】
前記複数の研磨粒子が、前記本体の前記側面の少なくとも一部に結合されている、請求項１３に記載の研磨粒子。
【請求項１５】
前記複数の研磨粒子が、前記側面の少なくとも一部に結合され、少なくとも前記第１端面又は前記第２端面が前記複数の研磨粒子を本質的に含まない、請求項１４に記載の研磨粒子。
【外国語明細書】
2019189873000001.pdf