(57)【要約】  本発明は、少なくとも部分的に硬化した下塗りを担持する第１の表面（１２）および相対する第２の表面（１３）を有する、実質的に水平に展開された可撓性バッキング（１０）を提供するステップ、研磨粒子および微粒子硬化性結合剤材料を含む、乾燥した流動性粒子混合物を提供するステップ、バッキング（１０）の第１の表面（１２）の少なくとも部分的に硬化した下塗りの上に、前記粒子混合物（２４）を含む一時的層を被着させるステップ、隣接する研磨粒子の間の接着を提供するべく前記微粒子硬化性結合剤材料を軟化させるステップ、隆起部域と陥凹部域のパターンを提供するべく、軟化させた微粒子硬化性結合剤材料および研磨粒子を含む層をエンボス加工するステップ、および軟化させた微粒子硬化性結合剤材料を硬化させてエンボス加工済み層を硬化した微粒子結合剤材料と研磨粒子からなる永久的エンボス加工済層へと転換させ、バッキング（１０）の第１の表面（１２）上の少なくとも部分的に硬化した下塗りを硬化させるステップを含む、研磨製品製造方法およびそのための器具を提供する。本発明は更に、本方法によって作られたエンボス加工済み表面をもつ研磨製品をも提供する。
2008524009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．少なくとも部分的に硬化した下塗りを担持する第１の表面および相対する第２の表面を有する、実質的に水平に展開された可撓性バッキングを提供するステップ、
ｂ．研磨粒子および微粒子硬化性結合剤材料を含む、乾燥した流動性粒子混合物を提供するステップ、
ｃ．前記バッキングの前記第１の表面の前記少なくとも部分的に硬化した下塗りの上に、前記粒子混合物を含む複数の一時的造形構造を被着させるステップ、
ｄ．隣接する研磨粒子の間の接着を提供し、バッキングから離隔させられた遠位端部と下塗り済みバッキングに接着した付着端部を有する変形可能な構造を提供するべく前記微粒子硬化性結合剤材料を軟化させるステップ、
ｅ．隆起部域と陥凹部域のパターンを提供するべく、前記変形可能な構造の遠位端部をエンボス加工するステップ、および
ｆ．前記軟化させた微粒子硬化性結合剤材料を硬化させて前記一時的造形構造を永久的造形構造へと転換させ、前記バッキングの前記第１の表面上の前記少なくとも部分的に硬化した下塗りを硬化させるステップ、
を含む、研磨製品製造方法。
【請求項２】
ａ．少なくとも部分的に硬化した下塗りを担持する第１の表面および相対する第２の表面を有する、実質的に水平に展開された可撓性バッキングを提供するステップ、
ｂ．研磨粒子および微粒子硬化性結合剤材料を含む、乾燥した流動性粒子混合物を提供するステップ、
ｃ．シートを形成するべく前記バッキングの第１の表面の少なくとも部分的に硬化した下塗りの上に前記粒子混合物を被着させるステップ、
ｄ．前記微粒子硬化性結合剤材料を軟化させて隣接する研磨粒子の間の接着を提供するステップ、
ｅ．前記シートを切削またはエンボス加工して、前記バッキング上の前記下塗りに付着された付着端部と前記バッキングから離隔させられた遠位端部を各々有する複数の研磨体を提供するステップ、
ｆ．前記軟化させた微粒子硬化性結合剤材料を硬化させて、前記研磨体を永久的研磨体へと転換させ、前記バッキングの前記第１の表面上の前記少なくとも部分的に硬化した下塗りを硬化させるステップ、および
ｇ．任意に硬化した微粒子硬化性結合剤材料の前記シートを屈曲させるステップ、
を含む、研磨製品製造方法。
【請求項３】
ａ．硬化した下塗りを担持する第１の表面、相対する第２の表面および相対する端部を有する可撓性バッキング、および
ｂ．前記バッキングの前記第１の表面上で前記硬化した下塗りに接着させられた硬化した微粒子結合剤材料および研磨粒子を含むエンボス加工された研磨層、
を含む、研磨製品。
【請求項４】
ａ．硬化した下塗りを担持する第１の表面、相対する第２の表面および相対する端部を有する可撓性バッキング、および
ｂ．前記バッキングから離隔された造形パターンを担持する遠位端部および前記バッキング上の下塗りに付着させられた付着端部を各々有し、研磨粒子および硬化した微粒子結合剤を含む、複数の造形構造、
を含む可撓性研磨製品。
【請求項５】
ａ．第１の表面が実質的に水平展開の形で展開させられている状態で、第１の表面および相対する第２の表面を有する可撓性バッキングを支持し分配するためのフレーム、
ｂ．前記バッキングの前記第１の表面を覆う硬化性下塗剤材料を被着させるための下塗剤分配システム、
ｃ．前記バッキングの前記第１の表面上に下塗りを提供するべく硬化性下塗剤材料を少なくとも部分的に硬化させるための下塗剤硬化システム、
ｄ．微粒子硬化性結合剤材料および研磨粒子の混合物を収容し、前記バッキングの前記第１の表面の前記少なくとも部分的に硬化した下塗り上に微粒子硬化性結合剤材料と研磨粒子との混合物を含む複数の一時的造形構造を被着させるための分配器具、
ｅ．隣接する研磨粒子を接着させることになるように前記微粒子硬化性結合剤を軟化させるための微粒子結合剤軟化システム、
ｆ．隆起部域と陥凹部域のパターンを提供するべく、前記構造の前記遠位表面を修正するように軟化した微粒子硬化性結合剤混合物をエンボス加工するためのエンボス加工器具、
ｇ．前記微粒子硬化性結合剤材料を硬化させるためおよび前記少なくとも部分的に硬化した下塗りを硬化させて前記一時的造形構造を前記バッキングの前記第１の表面上の前記硬化した下塗りに接着した永久的造形構造へと転換させるための、微粒子結合剤硬化システム、
ｈ．前記永久的造形構造を少なくとも部分的に覆う、付加的コーティングを収容し、分配するための、任意の分配器具、
ｉ．あらゆる任意のコーティングを硬化させるための任意の硬化システム、および
ｊ．前記硬化した永久的な離隔された造形構造を担持する前記バッキングを屈曲させるための任意の屈曲器具、
を含む可撓性研磨製品の製造用器具。
【請求項６】
ａ．ｉ．硬化した下塗りを担持する第１の表面、相対する第２の表面および相対する端部を有する可撓性バッキング、および
ｉｉ．前記バッキングから離隔された造形パターンを担持する遠位端部および前記バッキング上の下塗りに付着させられた付着端部を各々有し、研磨粒子および硬化した微粒子結合剤の混合物を含む、複数の造形構造、
を含む研磨製品を提供するステップ、
ｂ．前記造形構造の前記遠位端部と加工物の表面を接触させるステップ、および
ｃ．前記表面を研磨しかつ／またはその他の形で修正するべく前記研磨製品の前記造形構造の前記遠位端部と前記加工物表面との間に充分な力を提供する一方で、前記加工物または前記研磨製品のうちの少なくとも１つを相対的に移動させるステップ、
を含む、加工物の表面を研磨する方法。
【請求項７】
ａ．第１の表面が実質的に水平展開の形で展開させられている状態で、第１の表面および相対する第２の表面を有する可撓性バッキングを支持し分配するためのフレーム、
ｂ．前記バッキングの前記第１の表面を覆う硬化性下塗剤材料を被着させるための下塗剤分配システム、
ｃ．前記バッキングの前記第１の表面上に下塗りを提供するべく硬化性下塗剤材料を少なくとも部分的に硬化させるための下塗剤硬化システム、
ｄ．微粒子硬化性結合剤材料および研磨粒子の混合物を収容し、前記バッキングの前記第１の表面の前記少なくとも部分的に硬化した下塗り上に微粒子硬化性結合剤材料と研磨粒子との混合物を含む層を被着させるための分配器具、
ｅ．隣接する研磨粒子を接着させて軟化した硬化性結合剤および研磨粒子を含む層を提供することになるように前記微粒子硬化性結合剤を軟化させるための微粒子結合剤軟化システム、
ｆ．隆起部域と陥凹部域のパターンを内部に提供するべく、軟化した微粒子硬化性結合剤接着性粒子を含む前記層をエンボス加工するためのエンボス加工器具、
ｇ．前記軟化した微粒子硬化性結合剤材料を硬化させるためおよび前記少なくとも部分的に硬化した下塗剤を硬化させて前記バッキングの前記第１の表面上の前記硬化した下塗りに接着したエンボス加工された表面をもつ硬化した結合剤材料および研磨粒子を含む層を提供するための、微粒子結合剤硬化システム、および
ｈ．前記硬化した永久的で離隔された造形構造を担持する前記バッキングを屈曲させるための任意の屈曲器具、
を含む研磨製品の製造用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に造形研磨構造を担持するバッキングを含む可撓性研磨製品、その製造および使用方法、およびその製造用器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
研磨製品は、一般に特定の利用分野のために各々設計されているさまざまなタイプのうちのいずれかで入手可能であり、どの特定のタイプも全ての利用分野のための汎用研磨工具を提供していない。さまざまな研磨製品タイプとしては、例えば、コーティングされた研磨剤、ボンドされた研磨剤または不織研磨製品（時として表面調整製品と呼ばれる）が含まれる。コーティングされた研磨剤としては、一般に可撓性バッキングの表面全体に等分布させられかつこの表面に接着される研磨顆粒が含まれる。砥石車をその典型的な例とするボンドされた研磨剤は、一般に、回転可能な環帯またはブロック形ホーニング砥石といったようなその他の形状をした、まとめてしっかりと圧密された研磨材料を含む。低密度または不織研磨製品には標準的に、ウェブの開放特性を改変せずかつ又研磨顆粒をウェブのファイバー表面に接着させもする接着剤が含浸された開放型で非常に背の高い３次元ファイバーウェブが含まれる。
【０００３】
砥石車といったようなボンドされた研磨製品は非常に剛性が高く、従って、複雑な表面を有する加工物には適合できない。コーティングされた研磨剤は往々にして、研磨ベルトまたは研磨ディスクとして使用される。コーティングされた研磨ベルトおよびディスクは高い初期切削速度を有し、新しい場合、高い表面粗度を生み出すが、これらの特性の各々は使用中に非常に急速に衰える。コーティングされた研磨製品は同様に、研磨機の中に支持された時点で適合度が幾分か制限される。柔軟なバックアップホイール上での研磨ベルトの使用は、幾分かの適合度を提供するものの、コーティングされた研磨剤バッキングには伸縮性が欠如していることから、その適合度は幾分か制限されている。
【０００４】
使用のためまたはさらなる加工のためさまざまな材料のいずれかを調製する目的で、工業的に、商業的に、かつ個々の消費者により、研磨製品が使用されている。研磨製品の用途の例としては、下塗りまたは塗装の前の表面の予備的前処理、酸化または破片を除去するための物品の表面の清浄および、特定の形状を得るための物品の研磨、が含まれる。これらの利用分野においては、研磨製品を使用して表面または加工物を或る形状または形態に研削するか、または表面を研磨して清浄するかまたは、塗料といったようなコーティングのボンディングを容易にするか、または所望の表面仕上げ、特に平滑なまたはその他の形の装飾的仕上げを提供することが可能である。
【０００５】
該研磨製品の研削または仕上げ特性は、特定の表面仕上り（「仕上り」）に対する必要性とバランスされた、研磨中の表面からの所望の攻撃的レベルでの材料除去（「切削」）を提供するべく、或る程度調整可能である。これらの必要性は同様に、該研磨製品の比較的長い耐用年数についての必要性ともバランスをとることができる。しかしながら、標準的には、研磨製品の耐期間中の切削および仕上り性能は、望まれるほどには一貫したものではない。すなわち、標準的な研磨製品の耐用期間中、製品の切削および仕上りは、累積的使用と共に変動し得る。従って、切削および仕上りの一貫性が増大した研磨製品に対する必要性が存在する。コーティングされた研磨製品と表面コンディショニング製品の間で切削および仕上り性能の橋渡しをするこのような新製品が特に有用であると思われる。
【０００６】
数多くの研磨製品製造方法に、望ましくない揮発性有機化合物（ＶＯＣ）排出物の生成を結果としてもたらす溶媒性の揮発性結合剤材料が利用されている。一部の結合剤材料は、水性であり、水を除去する上での付加的なエネルギーコストのため望ましくない支出を必要とする。その上、一部の研磨製品製造方法は、複雑で、多数のステップと複雑な機器を必要とする。経済的な短い製品サイクルおよび低いまたは最低限の揮発性有機廃棄物を提供するこのような新しい研磨製品を生産するための簡略化されたプロセスが、特に有用であると思われる。
【０００７】
かくして、調整された切削能力そして長い耐用年数をもち、望ましくない量の揮発性有機化合物廃棄物を生成することなく単純な方法で作ることのできる可撓性研磨製品に対する必要性が存在している。
【０００８】
その他の関連技術
その他の関連先行技術としては以下のものが含まれている：
米国特許第２，１１５，８９７号明細書（ウーデル（Ｗｏｏｄｄｅｌｌ）ら）
米国特許第３，０４８，４８２号明細書（ハースト（Ｈｕｒｓｔ））
米国特許第３，６０５，３４９号明細書（アンソン（Ａｎｔｈｏｎ））
英国特許出願第２，０９４，８２４号明細書（ムーア（Ｍｏｏｒｅ））
米国特許第４，６４４，７０３号明細書（カクマレック（Ｋａｃｚｍａｒｅｋ）ら）
同第４，７７３，９２０号明細書（チャスマン（Ｃｈａｓｍａｎ）ら）
特願昭第６２−２３８７２４Ａ号公報（シゲハル（Ｓｈｉｇｅｈａｒｕ）１９８７年１０月１９日公開）
米国特許第４，９３０，２６６号明細書（カルフーン（Ｃａｌｈｏｕｎ）ら）
米国特許第５，０１４，４６８号明細書（ラヴィパティ（Ｒａｖｉｐａｔｉ）ら）
米国特許第５，１０７，６２６号明細書（ムッチ（Ｍｕｃｃｉ））
特願平第０２−０８３１７２号公報（ツカダ（Ｔｓｕｋａｄａ）ら、１９９０年３月２３日公開）
特願平第４−１５９０８４号公報（ニシオ（Ｎｉｓｈｉｏ）ら、１９９２年６月２日公開）
米国特許第５，１９０，５６８号明細書（ツェレシン（Ｔｓｅｌｅｓｉｎ））
米国特許第５，１９９，２２７号明細書（オーイシ（Ｏｈｉｓｈｉ））
米国特許第５，４３５，８１６号明細書（スパージェン（Ｓｐｕｒｇｅｏｎ）ら）
米国特許第５，４３７，７５４号明細書（カルフーン（Ｃａｌｈｏｕｎ））
米国特許第５，６７２，０９７号明細書（フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ））
欧州特許第７０２，６１５号明細書（ロメロ、１９９７年１０月２２日公開）
米国特許第５，７８５，７８４号明細書（チェスレー（Ｃｈｅｓｌｅｙ）ら）
米国特許第６，２９９，５０８号明細書（ガリアルディ（Ｇａｇｌｉａｒｄｉ）ら）
米国特許第５，９７６，２０４号明細書（ハマーストローム（Ｈａｍｍａｒｓｔｒｏｍ）ら）
米国特許第５，６１１，８２７号明細書（ハマーストロームら）
米国特許第５，６８１，３６１号明細書（サンダース（Ｓａｎｄｅｒｓ））
米国特許第６，２２８，１３３号明細書（サーバー（Ｔｈｕｒｂｅｒ）ら）
米国特許第５，５７８，０９８号明細書（ガリアルディら）
米国特許第５，０３９，３１１号明細書（ブリッカー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ））
米国特許第４，４８６，２００号明細書（へイヤー（Ｈｅｙｅｒ）ら）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、研磨製品、実質的な量の望ましくない揮発性有機化合物排出物または水蒸発の消費を作り出すことなくこの研磨製品を製造する方法、およびその使用方法を提供する。本発明は更に、該研磨製品を製造するための器具をも提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
新規研磨製品は、硬化した結合剤材料と合わせて接着された研磨剤粒子を含む複数の造形構造が上にボンドされる可撓性バッキングを含んでいる。
【００１１】
一態様において、本発明は、
ａ．少なくとも部分的に硬化した下塗りを担持する第１の表面および相対する第２の表面を有する、実質的に水平に展開された可撓性バッキングを提供するステップ、
ｂ．研磨粒子および微粒子硬化性結合剤材料を含む、乾燥した流動性粒子混合物を提供するステップ、
ｃ．バッキングの第１の表面の少なくとも部分的に硬化した下塗りの上に、前記粒子混合物を含む複数の一時的造形構造を被着させるステップ、
ｄ．隣接する研磨粒子の間の接着を提供し、バッキングから離隔させられた遠位端部と下塗り済みバッキングに接着した付着端部を有する複数の変形可能な構造を提供するべく前記微粒子硬化性結合剤材料を軟化させるステップ、
ｅ．隆起部域と陥凹部域のパターンを提供するべく、変形可能な構造の遠位端部をエンボス加工するステップ、および
ｆ．軟化させた微粒子硬化性結合剤材料を硬化させて一時的造形構造を永久的造形構造へと転換させ、バッキングの第１の表面上の少なくとも部分的に硬化した下塗りを硬化させるステップ、
を含む、研磨製品製造方法を提供する。
【００１２】
好ましい微粒子結合剤材料は、熱硬化性結合剤および熱可塑性結合剤からなる群から選択されている。好ましい微粒子硬化性結合剤材料は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、コポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂およびそれらの混合物からなる群から選択される。
【００１３】
本発明の方法は、以下の通りの付加的なステップ、すなわち
ａ．任意に、永久的造形構造を少なくとも部分的に覆う付加的コーティングを適用するステップ、および
ｂ．永久的構造を覆う前記任意の付加的なコーティングを硬化させるステップ、を含み得る。
【００１４】
本発明はさらに、
ａ．下塗りを担持する第１の表面、相対する第２の表面および相対する端部を有する可撓性バッキング、および
ｂ．バッキングから離隔された造形パターンを担持する遠位端部およびバッキング上の下塗りに付着させられた付着端部を各々有し、研磨粒子および硬化した微粒子結合剤を含む、複数の造形構造、
を含む可撓性研磨製品を提供する。
【００１５】
本発明は更に、
ａ．第１の表面が実質的に水平展開の形で展開させられている状態で、第１の表面および相対する第２の表面を有する可撓性バッキングを支持し分配するためのフレーム、
ｂ．バッキングの第１の表面を覆う硬化性下塗剤材料を被着させるための下塗剤分配システム、
ｃ．バッキングの第１の表面上に下塗りを提供するべく硬化性下塗剤材料を少なくとも部分的に硬化させるための下塗剤硬化システム、
ｄ．微粒子硬化性結合剤材料および研磨粒子の混合物を収容し、バッキングの第１の表面の少なくとも部分的に硬化した下塗り上に微粒子硬化性結合剤材料と研磨粒子との混合物を含む複数の一時的造形構造を被着するための分配器具、
ｅ．隣接する研磨粒子を接着させることになるように微粒子硬化性結合剤を軟化させるための微粒子結合剤軟化システム、
ｆ．隆起部域と陥凹部域のパターンを提供するべく、構造の遠位端部表面を修正するように軟化した微粒子硬化性結合剤混合物をエンボス加工するためのエンボス加工器具、
ｇ．微粒子硬化性結合剤材料を硬化させるためおよび少なくとも部分的に硬化した下塗りを硬化させて一時的造形構造をバッキングの第１の表面上の硬化した下塗りに接着した永久的造形構造へと転換させるための、微粒子結合剤硬化システム、
ｈ．少なくとも部分的に永久的造形構造全体にわたって付加的コーティングを収容し分配するための、任意の分配器具、
ｉ．あらゆる任意のコーティングを硬化させるための任意の硬化システム、および
ｊ．硬化した永久的で離隔された造形構造を担持するバッキングを屈曲させるための任意の屈曲器具、
を含む可撓性研磨製品の製造用器具を提供する。
【００１６】
本発明は更に加工物の表面を研磨する方法をも提供している。本方法は、
ａ．  ｉ．硬化した下塗りを担持する第１の表面、相対する第２の表面および相対する端部を有する可撓性バッキング、および
ｉｉ．バッキングから離隔された造形パターンを担持する遠位端部およびバッキング上の下塗りに付着させられた付着端部を各々有し、研磨粒子および硬化した微粒子結合剤を含む、複数の造形構造、
を含む研磨製品を提供するステップ、
ｂ．造形構造の遠位端部と加工物の表面を接触させるステップ、および
ｃ．表面を研磨し、またはその他の形で修正するべく研磨製品の造形構造の遠位端部と加工物表面との間に充分な力を提供する一方で、加工物または研磨製品のうちの少なくとも１つを相対的に移動させるステップ
を含む。
【００１７】
本発明はさらに、
ａ．少なくとも部分的に硬化した下塗りを担持する第１の表面および相対する第２の表面を有する、実質的に水平に展開された可撓性バッキングを提供するステップ、
ｂ．研磨粒子および微粒子硬化性結合剤材料を含む、乾燥した流動性粒子混合物を提供するステップ、
ｃ．シートを形成するべくバッキングの第１の表面の少なくとも部分的に硬化した下塗りの上に粒子混合物を被着させるステップ、
ｄ．微粒子硬化性結合剤材料を軟化させて隣接する研磨粒子の間の接着を提供するステップ、
ｅ．シートを切削またはエンボス加工して、バッキング上の下塗りに付着された付着端部とバッキングから離隔させられた遠位端部を各々有する複数の研磨体を提供するステップ、
ｆ．軟化させた微粒子硬化性結合剤材料を硬化させて、研磨体を永久的研磨体へと転換させ、バッキングの第１の表面上の少なくとも部分的に硬化した下塗りを硬化させるステップ、および
ｇ．任意に硬化した微粒子硬化性結合剤材料のシートを屈曲させるステップ、
を含む、研磨製品製造方法を提供する。
【００１８】
本発明はさらに、
ａ．硬化した下塗りを担持する第１の表面、相対する第２の表面および相対する端部を有する可撓性バッキング、および
ｂ．バッキングから離隔された造形パターンを担持する遠位端部およびバッキング上の下塗りに付着させられた付着端部を各々有し、研磨粒子および硬化した微粒子結合剤を含む、複数の造形構造、
を含む可撓性研磨製品を提供する。
【００１９】
本発明はさらに、
ａ．硬化した下塗りを担持する第１の表面、相対する第２の表面および相対する端部を有する可撓性バッキング、および
ｂ．前記バッキングの前記第１の表面上で硬化した下塗りに接着させられた硬化した微粒子結合剤材料および研磨粒子を含むエンボス加工された研磨層、
を含む、研磨製品を提供する。
【００２０】
本発明はさらに、
ａ．第１の表面が実質的に水平展開の形で展開させられている状態で、第１の表面および相対する第２の表面を有する可撓性バッキングを支持し分配するためのフレーム、
ｂ．バッキングの第１の表面を覆う硬化性下塗剤材料を被着させるための下塗剤分配システム、
ｃ．バッキングの第１の表面上に下塗りを提供するべく硬化性下塗剤材料を少なくとも部分的に硬化させるための下塗剤硬化システム、
ｄ．微粒子硬化性結合剤材料および研磨粒子の混合物を収容し、バッキングの第１の表面の少なくとも部分的に硬化した下塗り上に微粒子硬化性結合剤材料と研磨粒子との混合物を含む層を被着させるための分配器具、
ｅ．隣接する研磨粒子を接着させて軟化した硬化性結合剤および研磨粒子を含む層を提供することになるように微粒子硬化性結合剤を軟化させるための微粒子結合剤軟化システム、
ｆ．隆起部域と陥凹部域のパターンを内部に提供するべく、軟化した微粒子硬化性結合剤接着性粒子を含む層をエンボス加工するためのエンボス加工器具、
ｇ．軟化した微粒子硬化性結合剤材料を硬化させるためおよび少なくとも部分的に硬化した下塗剤を硬化させてバッキングの第１の表面上の前記硬化した下塗りに接着したエンボス加工された表面をもつ硬化した結合剤材料および研磨粒子を含む層を提供するための、微粒子結合剤硬化システム、および
ｈ．硬化した永久的な離隔された造形構造を担持するバッキングを屈曲させるための任意の屈曲器具、
を含む研磨製品の製造用器具を提供する。
【００２１】
本発明はさらに、
ａ．第１の表面および相対する第２の表面を有する可撓性バッキング、
ｂ．第１の表面全体にわたる硬化した下塗り、および
ｃ．硬化した下塗りに接着させられた硬化した微粒子結合剤および研磨粒子で構成された隆起部域と陥凹部域のパターンを含むエンボス加工済み上面を有する研磨層、
を含む研磨製品を提供する。
【００２２】
用語の定義
「バッキング」という用語は、本書で記述されているタイプの研磨製品の使用条件に耐える可撓性シート材料を意味するものとする。
【００２３】
「造形構造」という用語は、立方体、矩形ブロック、直円柱、リブ、円錐台または角錐台といったような高さ、幅および奥行きを含めた３次元を有する構造を意味するものとする。
【００２４】
「一時的造形構造」という用語は、永久的造形構造に転換されるまでわずかな接触により容易に変形され得る過渡的状態にある構成要素を含む造形構造を意味するものとする。
【００２５】
「微粒子硬化性結合剤材料」という用語は、室温で固体であり、粒子を提供するべく加工されており、かつ熱可塑性である場合には加熱および後続する冷却時点で或いは熱硬化性または架橋性である場合には熱またはその他の適正なエネルギー源に充分曝露された時点で、軟化および硬化可能である結合剤材料を意味するものとする。
【００２６】
「硬化した微粒子結合剤」という用語は、軟化され硬化されて、もはや微粒子特性をもたない硬化した結合剤の塊を形成した、以前は微粒子であった結合剤を意味する。
【００２７】
下塗りに関連する「少なくとも部分的に硬化した下塗り剤」という用語は、該下塗りを形成する材料が取り扱いやすいように充分な粘着性を有するものの、熱硬化性のものであれば充分に架橋されておらず又熱可塑性のものであれば充分融解していないことを意味するものとする。
【００２８】
「変形可能な構造」という用語は、硬化性結合剤材料の硬化前の、軟化した微粒子硬化性結合剤材料および研磨粒子の混合物からなる造形可能な塊を意味するものとする。
【００２９】
「永久的造形構造」という用語は、加工物の表面を研磨するかまたはその他の形で修正するために利用可能である場合を除いて、わずかな接触によって改変されることのない造形構造を意味するものとする。
【００３０】
微粒子結合剤材料に関連する「軟化」という用語は、明確な粒子形状を有する固体から、もはや明確な形状は有していないがその代りに液体、粘性液体または半液体の塊として流動性をもつ物理的な形態へと微粒子結合剤材料を転換させることを意味するものとする。
【００３１】
硬化性結合剤または下塗り剤材料に関連する「硬化した」という用語は、結果として得られる生成物が研磨製品として機能することになる程度まで材料が硬化させられたことを意味する。
【００３２】
バッキングの展開に関連する「実質的に水平に展開された」という用語は、バッキングの表面上に被着された乾燥微粒子混合物を含む一時的造形構造がバッキング展開の実際の水平方向からの何らかの傾斜によってひき起こされる粒子の運動を理由として形状改変されないような形で展開されたということを意味するものとする。すなわち、バッキングは、実際の水平展開から程よく展開され得る。
【００３３】
微粒子硬化性結合剤材料を描写するために使用される場合、「乾燥した」という用語は、標準的に微粒子硬化性結合剤材料の微粒子特性を改変することのない調節剤としてわずかな量の液体を添加することはできるものの、微粒子硬化性結合剤材料が微粒子にとどまる程度まで液相物質を基本的に含んでいないことを意味する。
【００３４】
構造の遠位端部に言及する場合の「造形パターン」という用語は、隆起部域および陥凹部域を有することを意味するものとする。
【００３５】
構造の遠位端部上のパターンを描写するために使用される場合の「精確に造形された」という用語は、構造の軟化された遠位端部に対してかかるパターンを付与するために使用されるキャビティおよび隆起部分を有する金型を用いることで得られるものの逆であるパターンを意味するものとする。
【００３６】
研磨層の表面に言及する場合の「エンボス加工された表面」という用語は、エンボス加工用のロールおよびプレートに付された後、層の表面には、バッキングの表面まで延び得る隆起部域および陥凹部域のパターンが与えられていることを意味する。
【００３７】
本発明は図面を参照してさらに説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は、本発明に従った研磨製品を製造するための１つのプロセスの概略的描画表現である。図１で描かれた器具は、ロール１１といったような供給源から可撓性バッキング１０を支持し分配するための、詳細には図示されていないフレームを含んでいる。好ましい可撓性バッキングは、紙、織物、不織布、カレンダ加工済み不織布、重合体フィルム、ステッチボンド布、連続気泡フォーム、独立気泡フォームおよびそれらの組合せからなる群から選択される。バッキング１０は第１の表面１２と反対側の第２の表面１３を有し、第１の表面１２が実質的に水平展開で展開されるような形で送り出される。下塗り剤分配ステーション１４には、下塗り剤材料１６を収容するためのチャンバおよび第１の表面１２を覆う下塗り剤材料１６の薄い層をコーティングするためのナイフコーター１５が含まれている。下塗りは、好ましくは、粉末として適用され、少なくとも２つの異なる結合剤材料の混合物を含み得る。好ましくは、下塗り剤材料は熱硬化性結合剤である。好ましい下塗り剤は、熱硬化性樹脂（例えば熱硬化性ポリエステル樹脂）の第１の粒子と熱可塑性樹脂粒子（例えば熱可塑性ポリエステル粒子）の第２の粒子の微粒子混合物である。
【００３９】
粉末下塗り剤材料は当初緩いが均一にバッキング１０の第１の表面１２上に被着されている。下塗り剤送出しステーションのコーターはナイフコーターとして描かれているが、静電噴霧器または計量ベルトまたは振動デバイスからの滴下といったようなその他の既知のさまざまなコーティング方法のいずれかを用いて下塗り剤を塗布することも可能であると思われる。同様に下塗りを、永久的造形構造のために利用されるパターンと類似の不連続パターンで被着させ、かくして下塗りされた部域をその後永久的造形構造と心合せさせるようにすることも可能であると思われる。加熱した表面１９の最初の部分が加熱表面１９の最終部分と異なる温度をもち、かくして下塗り剤材料のコーティングを担持するバッキングが加熱表面１９から退出するにつれて粉末下塗り剤材料がもはや粉末状でなく、完全にではなくても部分的に硬化された状態となるように、多数の加熱器が備わった加熱表面１９の最初の部分を覆う、下塗り剤材料のコーティングを担持するバッキング１０が導かれる。温度は、加熱表面１９の最初の部分の１００℃（２１２°Ｆ）から、例えば加熱表面１９の退出部分の１５０℃（３０２°Ｆ）まで変動し得る。バッキングが別々の作業で下塗りされる場合には、下塗りステーションおよび硬化ステーションを削除することができる。代替的には、１つ以上の付加的な下塗り剤またはタイコートコーティングを、部分的に硬化した下塗りに塗布することができる。かかる付加的なコーティングは、粉体塗装または当該技術分野において既知のその他の技術により塗布することもできる。下塗り剤は、代替的には、例えば、ホットメルト接着剤ファイバーまたは微粒子をバッキングの構造内に取込むことを通して、バッキングによっても提供され得る。
【００４０】
部分的に硬化した下塗り剤材料を担持するバッキング１０は、次にアイドラーロール１７のまわりに導かれ、アイドラーロール１８に到達するまで垂直方向に展開され、その時点で下向きに誘導される。分配器具２０には、定量供給機２３、振動供給機３１、内部ワイパーブレード２２を含む有孔ドラム２１、任意の外部清浄棒３５および被動バックアップロール３０が含まれる。微粒子硬化性結合剤材料と研磨粒子との混合物２４が定量供給機２３内に導入され、この定量供給機２３が、微粒子混合物２４の流量２５を振動供給機３１内に降ろし、この振動供給機３１が均一なシート状の流量２５ａを生成して混合物を有孔ドラム２１内の開口部２６を通して降ろす。この機器は、均一のシート様の流れを生成することを理由として好ましい。しかしながら、同じ結果を達成するために代替的機器を利用することもできるということに留意すべきである。ドラム２１の外部表面から望まれない微粒子材料を除去するために、清浄棒３５が位置づけされている。粒子の混合物２４を収集し、有孔ドラム２１が反時計方向に回転させられるにつれて開口部２６から一時的造形構造２７を分配するために、ワイヤーブレード２２がドラム２１の内部に位置づけされている。部分的に硬化した下塗りを担持するバッキング１０がアイドラーロール１８上で有孔ドラム２１のまわりで導かれるにつれて、ドラム２１の回転が続行され、その結果、バッキング１０の部分的に硬化した下塗り済み表面上に一時的造形構造２７が被着させられることになる。
【００４１】
図２および３は、ドラム２１として役立ち得る代替的ドラムの描画表現を示す。図２は、多数の開口部１０１を有するドラム１００を示す。ドラム１００は、約１０〜１００センチメートル（以下「ｃｍ」と略す）（３．９〜３９インチ（以下「ｉｎ」と略す））の外径、２０〜１２０ｃｍ（７．９〜４７ｉｎ）の長さおよび０．２５〜６．３５ｍｍ（０．０１０〜０．２５ｉｎ）の壁厚を有し得る。開口部１０１は、約０．７６〜３０ｍｍ（０．０３〜１．１８ｉｎ）の範囲内にあり得る。ドラム１００を形成する材料は、記述された加工条件に充分耐えるものであるべきである。ドラム１００を形成するのに適した材料としては、ステンレス鋼、冷延鋼板、合金、電着ニッケルおよびプラスチック材料例えばポリテトラフルオロエチレン、例えばＴＥＦＬＯＮという商品名称で販売されているものが含まれる。多数の開口部２０１を有するドラム２００を示す図３に描かれているように、ドラム内の開口部は、さまざまな形状のうちのいずれを取ることもできる。ドラムは適切に取付けられた多孔ベルトで置換され得る。
【００４２】
このようにコーティングされたバッキング１０は、加熱表面２８の最初の部分が第１の温度を有し加熱表面２８の退出部分が第２の温度を有するものとして１５０°〜２５０℃（３０２°〜４８２°Ｆ）の温度範囲で加熱されるような形で、多数の加熱器を備えた加熱表面２８の上を導かれる。微粒子硬化性結合剤材料は、それが加熱表面２８上を最初に導かれるにつれて軟化され、液体または半液体となり、その時点で流動可能となり、隣接する研磨粒子を湿潤化するか、接着させるかまたはその他の形で結合させ、さらなるエネルギーが加えられるにつれて、好ましくは架橋して、隣接する研磨粒子を永久的に接着させ、一時的造形構造を永久的造形構造２９へと転換させる。微粒子硬化性結合剤材料が、少数構成要素としてつまり約５０体積％未満で存在する場合、結果として得られる一時的造形構造は事実上多孔性である、すなわち、隣接する研磨粒子の間には空隙が存在する。多孔性は好ましいが、必ず必要なものではない。この多孔性は、硬化した永久的造形構造の浸食特性に寄与する。軟化され変形可能となった後の造形構造２７の遠位端部と接触するように位置づけされた冷却接触またはエンボス加工ロール３２は、軟化した形状と接触できるようになり、造形構造に対して二次的フィーチャを圧縮、高密度化、レベリングまたはエンボス加工する。図１０は、造形構造の遠位端部が接触ロール３２に付されていない場合、幾分か不規則な遠位端部が得られることを示している。接触ロール３２は、造形構造の遠位端部に対しエンボス加工済みパターンを提供するため隆起部域と陥凹部域を含む表面パターンを有することができる。図１１は、造形構造の遠位端部が接触ロール３２に付された場合に、より平坦な遠位端部が得られるということを示している。付加的な赤外線加熱器３３を加熱された表面２８より上に位置づけして伝熱プロセスを増大させ、架橋速度を増強するかまたはプロセスを実施し得る速度を増大させることが可能である。部分的に硬化した下塗りは同様に好ましくは、バッキングの第１の表面上の下塗りに対し永久的造形構造を永久的に接着させるべく適切に加熱された表面２８を覆って導かれることによって架橋される。次に、仕上った研磨製品は、将来転換するためロール３４上に巻き付けられる。
【００４３】
一時的造形構造は、無作為にまたは秩序あるパターンで被着させることができる。該パターンは好ましくは、製品がベルトまたはディスク内で使用される場合に望ましくない表面フィーチャまたは「トラッキング」が付与されるのを防ぐように選択される。
【００４４】
造形構造の形状は、さまざまな幾何学的構成のいずれかであり得る。バッキングと接触状態にある該形状の基底は、複合構造の遠位端部よりも大きいかまたは小さい表面積を有していてよい。造形構造は、円錐形、円錐台、三角錐台、四角錐、四角錐台、矩形ブロック、立方体、直円柱、直立開管、半球、半球形遠位端部を伴う直円柱、直立リブ、丸味のある遠位端部を伴う直立リブ、多面体およびそれらの混合からなる群から選択された形状を有し得る。構造の形状は、角柱、平行６面体または任意の断面をもつ柱などといった数多くのその他の幾何形状のいずれかの中から選択可能である。一般に、角錐構造をもつ造形構造は、基底を含まずに３、４、５または６面を有する。かかる角錐構造は、平面または放物線の側面を有し得、又中央がそのそれぞれの基底上に突出していない遠位端部（頂点）を有し得る。かかる角錐構造は、そのそれぞれの基底の平面内へのそれらの頂点の突出がそのそれぞれの基底部域と一致しないような形で、その基底との関係において切り落とされていてよい。基底における造形構造の断面形状は、遠位端部における断面形状と異なるものであってよい。一部のケースでは、製品の寿命全体を通して均一な切削を提供するため、使用されている間、研磨製品の厚みを覆う均一な断面を提供するような形状を有する例えば立方体、リブ、直円柱などの造形構造を有することが好ましい。これらの形状間の遷移は平滑かつ連続的なものであってよく、そうでなければ、離散的ステップの形で起こってもよい。造形構造は同様に、異なる形状の混合形状を有していてもよい。造形構造は、列、渦巻、らせんまたは格子様に配置され得、そうでなければ無作為に設置され得る。造形構造は、当該技術分野において既知の方法によりその未硬化状態でさらに修正可能である。例えば造形構造を平滑なまたはパターン付きロールを用いてカレンダ加工することができ、又そうでなければスクリーンでエンボス加工することもできる。或いは又、未硬化の微粒子硬化性結合剤材料の連続シートから適切なエンボス加工工具により造形構造を作り上げることもできる。
【００４５】
微粒子硬化性結合剤材料は、選択された結合剤材料に応じて、さまざまな技術のうちのいずれかにより硬化され得る。熱可塑性結合剤材料は、冷却によって硬化されることになる。架橋可能な硬化性結合剤材料を、熱、可視光、紫外光、電子ビーム、赤外線、誘導エネルギー、マイクロ波およびそれらの組合せの中から選択されたエネルギー源に対する曝露によって硬化させることができる。
【００４６】
任意に、永久的構造の少なくとも一部分の上にコーティング（すなわち「サイズ」コーティング）を塗布し、その後永久的造形構造と同時に硬化させることが可能である。代替的には、以前に硬化させた永久的造形構造に対しかかる付加的なコーティングを塗布し、当該技術分野において既知のさまざまな技術のいずれかにより硬化させることもできる。
【００４７】
ひとたび形成されたならば、本発明の研磨製品を、ディスク、矩形シート、ベルト、フラップホイール、フラップディスク、ディスクのスタックを圧縮しボンディングすることによって形成されるホイール、材料シートを自らの上に渦巻き状に巻き付けることによって形成されるホイールなどといったさまざまな形状のいずれかに転換し、さまざまな加工物のいずれかの上で利用することができる。かかる加工物は、金属、プラスチック、木材、複合材、ガラス、セラミックス、光学材料、塗装基板、プラスチック塗装基板、自動車外装、コンクリート、石材、積層品、成形プラスチック、焼成粘土製品、シートロック、しっくい、塗り床材料、宝石原石、プラスチックシート材料、ゴム、皮革、布地およびそれらの混合物からなる群から選択され得る。金属には鋼、ステンレス鋼、鉄、真ちゅう、アルミニウム、銅、錫、ニッケル、銀、亜鉛、金、白金、コバルト、クロム、チタン、それらの合金およびそれらの混合物が含まれ得る。
【００４８】
図４および５を参照すると、図４には、本発明に従って作られた研磨ディスクの描画表現の上面図が示されている。図５は、ライン５−５に沿って切取られた、図４に示されている通りの研磨製品の一部分の拡大概略断面の描画表現を示している。
【００４９】
原寸に比例して描画されていない図５に描かれた製品４０は、可撓性バッキング４１、下塗り４２および各々研磨粒子４４と硬化した微粒子結合剤４５を含む複数の造形研磨体４３を内含する。図４および５に描かれた造形研磨体のパターンは、流れ方向および横断方向の両方で研磨体４３が列状に整列されている秩序あるアレイを示している。造形研磨体のアレイは、整列される必要はなく、一部のケースでは、下塗りされたバッキング上に造形体の無作為なパターンを有することが好ましい。例えば、造形研磨体が、仕上げ対象の加工物の表面上にトラッキングをひき起こすと思われる場合、かかるトラッキングが所望された結果でないかぎり、秩序立った配置は望ましくない可能性がある。図８は、標準的トラッキングをひき起こさない造形構造の秩序立ったパターンを伴う製品を製造しうる有孔ドラムのための開口部パターンを描いている。
【００５０】
同じく原寸に比例して描かれていない図６および７は、バッキング５１、下塗り５２および複数の造形体５３を内含する研磨製品５０を示している。各々の造形体は、硬化した微粒子結合剤材料５５により合わせてボンディングされている研磨粒子５４を含む。図６に描かれている造形体は、同じ要領で流れ方向および横断方向の両方において列状ではないが方向づけされている配置を示す。図６および７の造形体は、平坦化された上面５６をもつ円錐台である。
【００５１】
図１に描かれている器具および方法は、本発明の製品を作る排他的方法および器具としてみなされるべきものでない、ということを理解すべきである。図１に描かれている方法および器具は、さまざまなステップを連続的プロセスで逐次的に提供することによって本発明の製品を高速調製するための方法を提供することから、好ましい方法である。バッチプロセスで製品を作る代替的方法が、以下の実施例１で記述される。本書で記述されている製品に対応する形状およびパターンを有する複数のキャビティを含む中実ロールを含む回転金型を使用することによって、製品を製造するさらなる代替的方法を提供することができる。回転ロール内の陥凹部は、補給デバイスおよび回転金型上面のワイピングバーが関与している前述の分配機器から送り出されたまま状態で微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を収容するための適切なサイズを有し、従って適切にサイズ決定された一時的構造を形成するものと思われる。回転中、一時的構造は、キャビティ充填ステップの直後にロールの表面に対面して導入される部分的に硬化した下塗り済みバッキングによって支持されることになる。バッキング上で逆転させた時点で、一時的造形構造は次に適切な加熱ゾーン内に導かれ、このゾーンが微粒子硬化性結合剤を軟化または融解させ、隣接する研磨粒子間にボンディングを提供することになる。代替的には、キャビティを含むロールを、付加的なキャリヤフィルムさらには融解性スパンボンド布と併用することもできると思われる。キャリヤフィルムは予め形成されるか、真空を用いてインサイチュで形成されるか、またはキャビティと同じパターン、サイズおよび形状に合致するように機械的に形成されるかまたは熱−機械的に形成され得る。ライナーのキャビティをまず充填し、次に微粒子硬化性結合剤−研磨粒子の混合物を受取った後、逆転させた時点で、ライナーは、キャビティを含むロールから部分的に硬化した下塗り済みバッキングまで、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を完全に移送する一助となることができる。代替的には、形成されたフィルムまたはスパンボンド布に、まず第１に、形成とは別のステップで微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を充填し、次に、充填されたキャビティを、隣接する研磨粒子間のボンディングを提供するべく熱に付すこともできる。代替的には、有孔ベルト内の穴に微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を充填するのを補助するべく有孔ベルトでカバーされたバッキングの下で真空が引き抜かれている間に水平に展開されたバッキング全体の上に有孔ベルトを設置することができる。形成ベルトを撤去した時点でその形状を維持しながら、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を圧密するのを補助するべく、真空が提供されることになる。製品を製造するもう１つの代替的方法は、カップケーキまたはマフィンを焼くためのフライパンに超小型規模で類似している金型の中に複数の一時的構造を成形することによって提供され得る。金型内の陥凹部は、適切なサイズの一時的構造を形成するべく微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を収容するための適切なパターン、サイズおよび形状を有することになる。部分的に硬化した下塗りを有する適切なバッキング上に金型を逆転させる作業は、その後適切に加熱されたゾーン内に導かれ得る造形構造を提供することになり、前記加熱されたゾーンは、加熱された微粒子硬化性結合剤を軟化または融解させ、隣接する研磨粒子間のボンディングを提供することになる。明らかに、この方法は、図１に描かれている方法よりもはるかにわずらわしいものとなるが、本発明の製品を提供する上で有用となる。さらなる代替的方法には、バッキング上に担持された部分的に硬化した下塗り上に微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物の均一なコーティングをまず施すステップが関与することになると思われる。このとき、本体の所望の形状に対応する開口部を有するクッキーカッター様のグリッドが、粒子コーティング内に押付けられて分離部域を提供することになる。この実施形態は、図１２〜１４に描かれている。グリッドはその後、バッキング上の造形一時的構造を改変しないように入念に除去されることになる。一時的造形構造を担持するバッキングはその後上述のとおりに加熱されて、一時的構造を永久的構造へと転換されることになる。代替的には、クッキーカッター方法さらには、適切なパターンを伴うエンボス加工ロールを、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物の軟化してはいるものの未硬化である均一層に適用することができる。さらにもう１つの代替的方法には、初期形状が上述の技術のいずれかにより付与された後、カレンダ加工、エンボス加工などにより、造形され軟化された一時的構造に二次的パターンを付与する付加的なステップが関与する。
【００５２】
クッキーカッターグリッドまたはエンボス加工技術を用いることなくフィーチャ間に最小限の空間を伴う無作為形状パターンを付与するための代替的方法は、バッキングの部分的に硬化した下塗りの上に微粒子硬化性結合剤−研磨剤混合物の均一なコーティングを硬化させることにある。シート様の研磨製品は、破砕亀裂により離隔されているもののバッキングにしっかりと付着された個々の無作為形状を形成するように容易に破砕させることができる。一般に屈曲破砕と呼ばれるこの破砕は、研磨製品の可撓性を増大させる。本発明の製品を製造するその他の方法も同様に可能であり、本開示を読了した後、当業者により考慮される可能性がある。
【００５３】
図１２は、本発明の研磨製品を製造する代替的方法を示している。図１２においては、バッキング供給ロール６１が、上面６２および底面６３をもつバッキング６０を分配する。バッキング６０は、バッキング６０上に微粒子下塗り剤材料の薄いコーティングを被着させるべく、ナイフエッジコーティングブレード６５と微粒子下塗り剤６６を含む分配ステーション６４の中に補給される。下塗り剤材料は加熱器６９で加熱され、バッキングの上面６２に接着するのに充分軟化される。さらなるコーティングステーションが、微粒子硬化性結合剤材料および微粒子研磨粒子の混合物７１を下塗り済みバッキング上に供給し、これをナイフブレード６８の下でコーティングステーション７０を通過させ、バッキング６０の下塗りされた表面上に微粒子研磨粒子と微粒子硬化性結合剤材料の混合物の比較的厚い層を提供する。微粒子材料のコーティングにより、研磨粒子を含有する微粒子硬化性結合剤の中実連続層が形成される。この層は実際には、その後加熱器７２上で軟化される微粒子硬化性結合剤材料内の微粒子研磨粒子のシートである。このコーティングは、冷却されたロール７５および７６の間を通過させられ、ロール７５は、研磨粒子および軟化された微粒子硬化性結合剤材料の連続層に対しエンボス加工された表面および図１３に描かれているような切削パターンを提供するための刃先が備わったエンボス加工ロールである。ロール７５上の刃先は、テーパーがかかっており、バッキングに対する軟化した微粒子結合剤および研磨剤の層を切削して基底で隣接しかつ上部でわずかに離隔している一連の立方体を提供するのに充分なものであり、この一連の立方体は次に加熱器７７および７８の間を通過して硬化した製品７９を提供する。ロール７５上の刃先は、ロール７５上のエンボス加工表面が研磨粒子および軟化した微粒子結合剤の層をバッキングまで延びるパターンでエンボス加工するのに充分である場合には削除できる。このとき、硬化した製品７９は、巻取りロール８０上に巻き取られ、ここでさらなる製品へと転換され得る。図１３は、図１２に示されたプロセスによって製造された製品の上面図である。切削ライン８１および８２が交差して、図１３および１４で描かれている通りバッキング６０上に正方形の研磨体を提供するということがわかるだろう。図１３に示された切削体の形状は、さまざまな形状のいずれであってもよい。これらは又、カッターブレードの設計に応じて細長い矩形または三角形であり得る。この製品をディスクの形にまたはストリップの形に切削して研磨ベルトを作ることができる。さらなる代替案は、隆起部分と陥凹部分をもつ構造化された研磨表面を提供するべく図１３および１４で描かれている切削パターンを含まない製品の表面内に製品が硬化される前にエンボス加工ロールでパターンをエンボス加工するというものである。
【００５４】
図１５は、工具上に取付けられさまざまな製品のうちのいずれかの表面を研磨するべくその周囲で利用され得る研磨製品を提供するため１つのパターンでバッキング９２の上面上に被着された複数の離隔した細長い研磨体９３をその周囲上に含む円形バッキング９２を取付けるための中央開口部９１を含むディスク９０の上面図を示している。図１５で描かれた粉末のパターンは、図１５で描かれたパターンを提供することのできる被着開口部１６１のパターンを有する図１６に描かれたドラム１６０で、図１に描かれたプロセスを利用することによって提供することができる。
【００５５】
図１７は、回転可能なフラップロールを提供するべく本発明の製品１０２の矩形切削シートが接着させられ、不織研磨製品１０３のストリップと交互配置されたコア１０１を有する回転可能な研磨製品１００を描いている。フラップの内部端部は、任意の適当な接着剤材料によりコア１０１の外表面に接着され得る。必要な場合、回転可能なロールのいずれかの面上の支持フランジを、ロール１００のいずれかの面に付加して、さらなる補強を提供しかつフラップの放出を防ぐことができる。
【００５６】
研磨粒子
本発明の研磨粒子は、標準的には、硬化した微粒子硬化性結合剤材料内に分散した複数の研磨粒子を内含する少なくとも１つの造形構造を含む。研磨粒子は、結合剤の中に均一に分散でき、そうでなければ代替的に、研磨粒子をその中に不均一に分散させることも可能である。結果として得られる研磨製品がさらに一貫性ある切削能力を有するように、結合剤の中に研磨粒子を均一に分散させることが好ましい。
【００５７】
研磨粒子の平均粒度は、約１〜１８００μｍ（３９〜７１，０００マイクロインチ）まで、標準的には２〜７５０μｍの間（７９〜３０，０００マイクロインチ）、そして最も一般的には５〜５５０μｍの間（２００〜２２，０００マイクロインチ）の範囲であり得る。研磨粒子のサイズは、標準的に研磨粒子の最長寸法であるものとして規定されている。大部分のケースにおいて、粒度の範囲分布が存在することになる。一部のケースでは、結果として得られる研磨用品が研磨中の加工物上に一貫した表面仕上げを提供するような形で、粒度分布を密に制御することが好まれる。
【００５８】
好ましい研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、ゾル−ゲルアルミナベースのセラミックス、炭化珪素、ガラス、セリア、ガラスセラミックス、溶融アルミナ−ジルコニア、天然粉砕酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、ジルコニア、ガーネット、エメリ、立方晶窒化硼素、ダイヤモンド、硬質微粒子重合材料、金属およびそれらの組合せおよび集塊からなる群から選択される。
【００５９】
従来の硬質研磨粒子の例としては、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウム、黒色炭化珪素、緑色炭化珪素、ニ硼化チタン、炭化硼素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド（天然および合成の両方）、シリカ、酸化鉄、クロミア、セリア、ジルコニア、チタニア、ケイ酸塩、酸化錫、立方晶窒化硼素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾルゲル研磨粒子などが含まれる。ゾルゲル研磨粒子の例は、米国特許第４，３１４，８２７号明細書（ライトハイザー（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）；同第４，６２３，３６４号明細書（コットリンガー（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ）ら）；同第４，７４４，８０２号明細書（シュワベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））；同第４，７７０，６７１号明細書（モンロー（Ｍｏｎｒｏｅ）ら）および同第４，８８１，９５１号明細書（ウッド（Ｗｏｏｄ）ら）に見ることができる。
【００６０】
本書で使用する研磨粒子という用語は、研磨性集塊を形成するべく重合体、セラミックまたはガラスと合わせてボンディングされた単一の研磨粒子をも包合している。研磨性集塊は、米国特許第４，３１１，４８９号明細書（クレスナー（Ｋｒｅｓｓｎｅｒ））；同第４，６５２，２７５号明細書（ブリッカーら）；第４，７９９，９３９号明細書（ブリッカーら）および第５，５００，２７３号明細書（ホームズ（Ｈｏｌｍｅｓ）ら）の中でさらに記述されている。代替的には、研磨粒子を粒子間引力により合わせてボンディングさせることもできる。
【００６１】
研磨粒子は同様に、それに付属する形状を有し得る。かかる形状の例としては、棒状、三角形、角錐、円錐、中実球、中空球、などが含まれる。代替的には、研磨粒子は無作為に造形され得る。
【００６２】
研磨粒子は、所望の特徴を粒子に具備するための材料でコーティング可能である。例えば、研磨粒子の表面に塗布される材料は、研磨粒子と重合体の間の接着力を改善することが示されてきた。付加的には、研磨粒子の表面に塗布される材料は、軟化された微粒子硬化性結合剤材料内の研磨粒子の接着力を改善させ得る。代替的には、表面コーティングは、結果としての研磨粒子の切削特性を改変し改善させることができる。かかる表面コーティングは、例えば米国特許第５，０１１，５０８号明細書（ワルド（Ｗａｌｄ）ら）；同第３，０４１，１５６号明細書（ラウズ（Ｒｏｗｓｅ）ら）；同第５，００９，６７５号明細書（クンツ（Ｋｕｎｚ）ら）；同第４，９９７，４６１号明細書（マルコフ・マシーニー（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ）ら）；同第５，２１３，５９１号明細書（セリカヤ（Ｃｅｌｉｋｋａｙａ）ら）；同第５，０８５，６７１号明細書（マーチン（Ｍａｒｔｉｎ）ら）および同第５，０４２，９９１号明細書（クンツ（Ｋｕｎｚ）ら）の中で記述されている。
【００６３】
充填剤
本発明の研磨用品は、さらに充填剤を含む研磨構造を含み得る。充填剤は、０．００１〜５０μｍ（０．０３９〜１９００マイクロインチ）、標準的には１〜３０μｍ（３９〜１２００マイクロインチ）の間の平均粒度範囲をもつ規則的、不規則的、細長い、平板様、棒状などといったあらゆる形状の微粒子材料である。充填剤は、希釈剤、潤滑剤、研削助剤または粉末の流れを助けるための添加剤として機能し得る。本発明のための有用な充填剤の例としては、（例えば、炭酸カルシウム、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム）、二酸化珪素（例えば石英、ガラスビーズ、ガラスバブルおよびガラス繊維）、ケイ酸塩（例えばタルク、粘土、モンモリロナイト、長石、雲母、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム）、金属硫酸塩（例えば硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム）、石膏、バーミキュライト、砂糖、木粉、アルミニウム三水和物、カーボンブラック、酸化金属（例えば酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化錫、二酸化チタン）、金属亜硫酸塩（例えば亜硫酸カルシウム）、熱可塑性微粒子（例えばポリカルボナート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ（塩化ビニル）、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、アセタール重合体、ポリウレタン、ナイロン微粒子）および熱硬化性微粒子（例えばフェノール球、フェノールビーズ、ポリウレタンフオーム微粒子など）が含まれる。充填剤は同様にハロゲン化物塩といった塩でもあり得る。ハロゲン化物塩の例としては塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロ硼酸カリウム、テトラフルオロ硼酸ナトリウム、フッ化珪素、塩化カリウム、塩化マグネシウムが含まれる。金属充填剤の例としては、錫、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄およびチタンが含まれる。その他の多種多様な充填剤としては、イオウ、有機イオウ化合物、黒鉛、ステアリン酸リチウムおよび金属硫化物が含まれる。
【００６４】
研磨構造結合剤
本発明の研磨製品の造形構造は、研磨粒子との混合物の形で、微粒子として室温では固体の軟化可能な硬化性結合剤材料から形成される。微粒子硬化性結合剤材料は、好ましくは有機硬化性重合体粒子を含む。微粒子硬化性重合体は好ましくは、加熱時点で軟化して、研磨粒子表面または隣接する硬化性結合剤粒子の表面のいずれかを湿潤化することができるよう充分に流動する能力をもつ硬化性液体を提供することができる。
【００６５】
使用される微粒子硬化性結合剤材料は、接着される予定の下塗りされたバッキングに対し熱損傷または外観損傷をひき起こすのを回避する温度で活性化されるかまたは粘着性が付与されることによって、下塗りされたバッキングの表面に対するボンディングおよび満足のいく研磨粒子ボンディングを提供する能力をもつという必要条件と一貫性をもつあらゆる適切なタイプのものであり得る。この基準を満たす微粒子硬化性結合剤材料は、本書で記述する通り、或る種の熱硬化性粒子材料、熱可塑性粒子材料および熱硬化性および熱可塑性粒子材料の混合物の中から選択され得る。
【００６６】
熱硬化性粒子系には、温度活性化される熱硬化性樹脂から作られた粒子が関与する。かかる粒子は、中実顆粒または粉末の形で使用される。ガラス転移温度よりも充分高い温度上昇の第１のまたは短期の効果は、流動性ある流体様の状態への材料の軟化である。この物理的状態変化により、樹脂粒子は、下塗りされたバッキング表面、研磨粒子および研磨構造を互いに湿潤化または接触させることができるようになる。この軟化された状態で、構造は、例えばカレンダ加工またはエンボス加工により、形状修正され得る。充分に高い温度に長時間曝露することにより、架橋された３次元分子網状構造を形成する化学反応がひき起こされる。このように固化（硬化）された樹脂粒子は、下塗りされたバッキングの表面に対して局所的に研磨粒子および構造をボンディングさせる。有用な微粒子硬化性結合剤材料は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、コポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂およびその混合物からなる群から選択される。有用な温度活性化熱硬化性系には、ホルムアルデヒド−含有樹脂、例えばフェノールホルムアルデヒド、ノボラックフェノール樹脂および特に交差架橋剤（例えば、ヘキサメチレンテトラミン）の添加を伴うもの、フェノール樹脂およびアミノ樹脂；不飽和ポリエステル樹脂；ビニルエステル樹脂；アルキド樹脂、アリル樹脂；フラン樹脂；エポキシ；ポリウレタン；シアナートエステル；およびポリイミドが含まれる。有用な熱硬化性樹脂は、例えば米国特許第５８７２，１９２号明細書（カプラン（Ｋａｐｌａｎ）ら）および同第５，７８６，４３０号明細書（カプランら）の中で開示されている熱硬化性粉末を含む。
【００６７】
熱活性化される熱硬化性可融粉末の使用においては、微粒子硬化性結合剤材料は、バッキングおよび研磨剤のボンディングを最適化するため、少なくともその硬化温度まで加熱される。バッキングに対する熱損傷または歪曲を防止するため、可融熱硬化性粒子の温度は好ましくは、バッキング構成成分の融点より低く、好ましくはそのガラス転移温度よりも低くなる。
【００６８】
有用な熱可塑性微粒子硬化性結合剤材料には、ポリオレフィン樹脂、例えばポリエチレンおよびポリプロピレン；ポリエステルおよびコポリエステル樹脂；ビニル樹脂例えばポリ（塩化ビニル）および塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；ポリビニルブチラール；酢酸セルロース；ポリアクリルおよびアクリル共重合体例えばアクリロニトリル−スチレン共重合体を含むアクリル樹脂；およびポリアミド（例えば、ヘキサメチレンアジパミド、ポリカプロラクタム）、およびコポリアミドが含まれる。
【００６９】
半結晶質熱可塑性結合剤粒子（例えばポリオレフィン、ヘキサメチレンアジパミド、ポリカプロラクタム）の場合、結合剤粒子を少なくともその融点まで加熱し、その時点で粉末が融解状態になって流動性流体を形成することが好ましい。より好ましくは、使用される結晶質熱可塑性微粒子硬化性結合剤材料の融点は、バッキングの融点より低く、好ましくはそのガラス転移温度より低く、そうでなければ、可塑化剤を取込むことによりこの範囲内にすることができる。ボンディング剤の可融粒子として非結晶化熱可塑性プラスチックが使用される場合、粉末は好ましくは、流体流動領域に達成するまでガラス転移温度およびゴム状領域より高い温度に加熱される。
【００７０】
本発明においては、上述の熱硬化性および熱可塑性粒子材料の混合物を使用することもできる。
【００７１】
研磨粒子材料のための結合剤として使用される可融有機粒子のサイズは、特に制限されない。一般に、可融有機粒子の粒度は、直径が約１０００μｍ（約０．０３９ｉｎ）未満であり、好ましくは約５００μｍ（約０．０２０ｉｎ）未満である。一般に、有機粒子の表面積は材料がより細かく細分されるにつれて増大することから、可融有機粒子の直径が小さくなればなるほど、より効率良く、それらに流動性を付与することができる。
【００７２】
好ましくは、研磨粒子を結合する目的で下塗り済み基板に塗布される可融有機粒子の量は、研磨構造内への研磨粒子の、そして下塗り済みバッキングへの該構造の堅固なボンディングの提供と両立する量に調整される。
【００７３】
微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物内で用いられる微粒子硬化性結合剤材料の量は一般に、約５重量％〜約９９重量％の微粒子硬化性結合剤材料の範囲となり、残りの約９５重量％〜約１％には、研磨粒子および任意の充填剤が含まれる。混合物内の構成要素の好ましい割合は、約１０〜約９０重量％の研磨粒子と約９０〜約１０重量％の微粒子硬化性結合剤材料、そしてより好ましくは約５０〜約８５重量％の研磨粒子および約５０〜約１５重量％の微粒子硬化性結合剤材料である。永久的造形構造は、約５〜約６０体積％の範囲内の空隙を含み得る。
【００７４】
微粒子硬化性結合剤材料は、研削助剤、充填剤、湿潤剤、化学的発泡剤、界面活性剤、顔料、カップリング剤、染料、開始剤、エネルギーレセプタおよびそれらの混合物からなる群から選択された１つ以上の任意の添加剤を含み得る。任意の添加剤は同様に、フルオロホウ酸カリウム、ステアリン酸リチウム、ガラスバブル、膨張可能なバブル、ガラスビーズ、氷晶石、ポリウレタン粒子、ポリシロキサンゴム、重合体粒子、固形ワックス、液体ワックスおよびそれらの混合物からなる群から選択され得る。微粒子硬化性結合剤材料の多孔度および浸食特性を制御するために任意の添加剤を含み入れることもできる。
【００７５】
バッキング
可撓性バッキングおよびより剛性の高いバッキングの両方を含めて、さまざまなバッキング材料のいずれもが本発明の研磨用品に適している。標準的な可撓性研磨バッキングの例としては、重合体フィルム、下塗りされた重合体フィルム、金属フォイル、織布、メリヤス生地、ステッチボンド布、紙、加硫ファイバー、不織布、カレンダ加工された不織布、およびそれらの処理済みバージョンおよび組合せが含まれる。適切なより可撓性の低いバッキングには、加硫ファイバー、剛性重合体バッキング、ガラスまたは金属布地、またはシート、および金属またはセラミックプレートが含まれる。バッキングの厚みは一般に約０．０３〜５０ｍｍ（０．００１〜２ｉｎ）の間、好ましくは０．０５〜１０ｍｍ（０．００２〜０．３９ｉｎ）の間の範囲にある。
【００７６】
代替的にはバッキングは、連続気泡または独立気泡フォームおよびその組合せを含めた、フォームといったような多孔質材料で製造されてもよい。
【００７７】
適切なバッキングのもう１つの例は、米国特許第５，４１７，７２６号明細書（スタウト（Ｓｔｏｕｔ）ら）の中で記述されている。バッキングは同様に、合せて積層された２つ以上のバッキング、ならびに米国特許第５，５７３，６１９号明細書（ベネディクト（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ）ら）に開示されているような重合体材料内に包み込まれた補強用ファイバーで構成されていてもよい。
【００７８】
バッキングは、以前に当該技術分野において２部分式付着系の一部であるものとみなされていたシート様の構造であってよい。例えば、バッキングは、比較的平滑な第１の主面および相対する第２の主面上に係合ループを有するループ布地であり得る。造形構造は第１の主面に接着させられる。ループ布地の例としては、縫合ループ、トリコットループなどが含まれる。適切なループ布地についての付加的な情報は、米国特許第４，６０９，５８１号明細書（オット（Ｏｔｔ））および同第５，２５４，１９４号明細書（オット）の中に見られる。代替的には、バッキングは、比較的平滑な第１の主面および相対する第２の主面から突出する係合フックを有するシート様の構造であってもよい。造形構造は第１の主面に接着される。係合フックを伴うかかるシート様構造の例は、米国特許第５，５０５，７４２号明細書（チェスレー（Ｃｈｅｓｌｅｙ））、同第５，５６７，５４０号明細書（チェスレー）、同第５，６７２，１８６号明細書（チェスレー）および同第６，１９７，０７６号明細書（ブラウンシュワイグ（Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ））の中に見られる。使用中、係合ループまたはフックは、バックアップパッドといったような支持構造の適切なフックまたはループと相互連結するように設計されている。
【００７９】
例えば、締結部材を収容するためのアパーチャ、粘着コーティングまたは「スティックのり」といったような接着剤の外部塗布といったようなその他の付着手段も同様に具備することができる。周囲クランプ締めも代替的に利用可能である。
【００８０】
造形構造
造形構造はさまざまな形状のうちのいずれを有していてもよい。
【００８１】
高さは、約０．１〜約２０ｍｍ（０．００３９〜約０．７９ｉｎ）、標準的には約０．２〜約１０ｍｍ（０．００７９〜約０．３９ｉｎ）そして好ましくは約０．２５〜約５ｍｍ（０．００９８〜約０．２ｉｎ）の範囲内にあり得る。
【００８２】
造形構造は、任意の適切な下塗り剤材料により下塗り済みバッキングにボンディングされ得る。多重の下塗り（またはタイコート層）の場合には、後続コーティングの組合せは、先行する下塗りと同じであっても異なっていてもよい。例えばメルトボンディング可能なファイバーを含むバッキングまたは造形構造になるのに適した接着を提供する布地の平面を超えて延びるループ（ニットバッキング）またはニードルタックファイバーを有するバッキングなどの適切なバッキング材料が選択される場合、下塗りは無くてもよい。
【００８３】
バッキングは、バッキングと併用して予備成形されたメルトボンディング可能な（すなわち貼り合せ用フィルム）フィルムを含み得る。このフィルムは下塗りの代りに使用可能である。
【００８４】
本発明の研磨製品の一時的および永久的造形構造は、標準的に、微粒子硬化性結合剤材料と混合された複数の研磨粒子を含むが、カップリング剤、充填剤、発泡剤、ファイバー、静電防止剤、開始剤、懸濁化剤、光線感作物質、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、紫外線安定剤、粉末流添加剤、および懸濁化剤といったその他の添加剤を含むこともできる。これらの添加剤の量は、所望の特性を提供するように選択される。
【００８５】
研磨粒子は、湿潤剤（時として界面活性剤とも呼ばれる）およびカップリング剤を含めた表面改質添加剤をさらに含むことができる。カップリング剤は、重合体結合剤材料と研磨粒子の間の結合ブリッジを提供することができる。さらに、カップリング剤は、結合剤と充填剤粒子の間の結合ブリッジを提供することができる。カップリング剤の例としては、シラン、チタナート、およびジルコアルミナートが含まれる。
【００８６】
代替的実施形態においては、造形研磨構造は、別々のプロセスで作られ、その後適切に下塗りされたバッキングの表面上に配置されてもよい。
【００８７】
造形構造の構成
本発明の研磨用品は、研磨粒子を含有する分離された造形構造を含有する。「構造」という用語と組合せた「造形」という用語は、「精確に造形された研磨構造」と「不規則に造形された」研磨構造の両方を意味する。本発明の研磨用品は、バッキング上に予め定められたアレイ（秩序立ったパターン）の形で複数のかかる造形構造を含み得る。代替的には、造形構造は、無作為配置（無作為パターン）または不規則配置でバッキング上に存在していてもよい。
【００８８】
造形構造の形状は、さまざまな幾何学的構成のうちのいずれかであり得る。バッキングと接触している形状の基底は、複合構造の遠位端部よりも大きい表面積を有してしてよい。造形構造は、円錐形、円錐台、三角錐台、四角錐、四角錐台、矩形ブロック、立方体、直円柱、直立開管、半球、半球形遠位端部を伴う直円柱、直立リブ、丸味のある遠位端部を伴う直立リブ、多面体およびそれらの混合からなる群から選択された形状を有し得る。構造の形状は、角柱、平行６面体、角錐または任意の断面をもつ柱などといった数多くのその他の幾何形状のいずれかの中から選択可能である。一般に、造形構造は基底を含まずに２（円柱または円錐台に関して）３、４、５または６面を有する。基底における造形構造の断面形状は、遠位端部における断面形状と異なるものであってよい。これらの形状間の遷移は平滑かつ連続的なものであってよく、そうでなければ、離散的ステップの形で起こってもよい。造形構造は同様に、異なる形状の混合形状を有していてもよい。造形構造は、列、渦巻、らせんまたは格子様に配置され得、そうでなければ無作為に設置され得る。
【００８９】
造形構造を形成する側面はバッキングとの関係において垂直であるか、バッキングに対し傾斜しているかまたは遠位端部に向かって幅が減少しながらテーパーがかかっていてもよい。付着端部よりも遠位端部の方が幅広となっている断面を伴う造形構造を使用することもできるが、製造はより困難であるかもしれない。
【００９０】
各々の造形構造の高さは好ましくは同じであるが、単一の研磨用品の中にさまざまな高さの造形構造を有することも可能である。造形構造の高さは一般に約２０ｍｍ（０．７９ｉｎ）未満、より特定的には約０．２５〜５ｍｍ（０．００９８〜０．２ｉｎ）の範囲内にある。造形構造の直径または断面幅は、約０．２５〜２５ｍｍ（０．０１〜０．９８ｉｎ）、標準的には約１〜１０ｍｍ（０．０３９〜０．３９ｉｎ）の範囲内であり得る。
【００９１】
造形構造の基底は互いに突合わさっていてよく、そうでなければ代替的には、隣接する造形構造の基底は、ある規定の距離だけ互いから離隔されていてよい。
【００９２】
研磨複合構造のパッキングは、約０．１５〜１００個の造形構造／ｃｍ２（１〜６４５造形構造／ｉｎ２）、好ましくは少なくとも約０．２５〜６０造形構造／ｃｍ２（１．６〜３９０造形構造／ｉｎ２）の範囲内であり得る。線形間隔は、構造の集中度が１箇所で他の箇所よりも大きくなるように変動させることができる。構造の線形間隔は、約０．４〜約１０個の構造／線形ｃｍ（約１〜約２５構造／線形ｉｎ）、好ましくは約０．５〜約８構造／線形ｃｍ（約１．３〜約２０の研磨構造／線形ｉｎ）の範囲内にある。
【００９３】
担持面積百分率は、約５〜約９５％、標準的には約１０％〜約８０％、好ましくは約２５％〜約７５％、より好ましくは約３０％〜約７０％の範囲内にあり得る。接地面積百分率は、遠位端部の面積の合計を１００倍し、造形構造が上で展開されているバッキングのオープンスペースを含めた合計面積で除したものである。
【００９４】
造形構造は好ましくは、予め定められたパターンでバッキング上に設定される。一般には、構造の予め定められたパターンは、バッキング上に一時的構造を被着させるのに用いられる有孔ドラム上のキャビティのパターンに対応することになる。かくして、該パターンは製品から製品へと再現可能である。
【００９５】
一実施形態においては、本発明の研磨製品はアレイの形で構造を収納し得る。単一の製品に関しては、規則的アレイは構造の整列させられた行と列を意味する。もう１つの実施形態においては、構造は、「無作為」アレイまたはパターンの形で設定され得る。これはすなわち、構造は特定の行および列の形に整列させられていないということである。例えば、構造を米国特許第５，６８１，２１７号明細書（フープマン（Ｈｏｏｐｍａｎ）ら）に記述されている通りの要領で設定することができる。ただし、この「無作為」アレイは、構造の場所が予め定められており、研磨用品を作るのに用いられる生産工具内のキャビティの場所に対応しているという意味で、予め定められたパターンであるということは当然のことである。「アレイ」という用語は、「無作為」アレイおよび「規則的」アレイの両方を意味する。
【００９６】
任意の付加的コーティング
本発明の研磨用品の代替的実施形態には、構造の少なくとも一部分を覆う適用される付加的なコーティングが含まれる。「サイズ」コーティングとしても知られているかかるコーティングは、それらが適用される構造のものと同じかまたは異なる組成を有し得る。任意の付加的コーティングは、本来微粒子または液体であってよく、熱可塑性でも熱硬化性でもよく、又有機または無機であり得る。かかるコーティングは、溶液、分散から、または１００％固形物として適用可能である。かかるコーティングには、付加的な研磨粒子、研磨集塊または研磨複合材が含まれていてもいなくてもよい。適切なコーティングの例としては、補強用樹脂、潤滑剤、研削助剤、着色剤または、構造の性能または外観を改良するようなその他の材料が含まれる。
【実施例】
【００９７】
本発明について、別段の記述のない限り全ての部分および百分率が重量によるものである以下の実施形態を参考にしてさらに詳しく例示する。
【００９８】
表１：材料
2008524009.tif 000003
2008524009.tif 000004
【００９９】
2008524009.tif 000005
【０１００】
実施例１
粉末Ａ１５ｇ（０．０３３ｌｂ）を鉱物Ｂ８５ｇ（０．１９ｌｂ）と混合することにより、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を形成させた。目視により決定される通りの時間、閉鎖したコンテナの中で振とうさせることにより、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を徹底的に配合した。下塗り剤混合物は、６０部分の樹脂粉末Ｃおよび４０部分の樹脂粉末Ａの配合物であった。閉鎖したコンテナの中で約３０秒間振とうさせることにより、下塗り剤混合物を徹底的に配合させた。およそ同じサイズの金属プレートの上に、その製造中に乾燥させられ延伸されたバッキングＡの２００ｍｍ×３００ｍｍ（８ｉｎ×１２ｉｎ）部分品を置いた。金属ブレードを用いて少量の下塗り剤混合物を均等に展延させることによりバッキングＡに対し下塗り剤混合物の薄いコーティングを施した。この方法での下塗り剤混合物の適用は、後続する硬化ステップの後約０．０５〜０．１５ｍｍ（０．００２〜０．００６ｉｎ）の厚みの層を生み出した。下塗り剤混合物でコーティングされたバッキングＡの上に、６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）のセンター間で直径４．７６ｍｍ（０．１８７５ｉｎ）の穴を伴い、平方ｃｍあたり２．８７個の穴（平方インチあたり１８．５個の穴）、すなわち５１％の開放面積を有する（イリノイ州シカゴ（Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）のハーリントン・アンド・キング・パーフォレーティング・カンパニー（Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ  ａｎｄ  Ｋｉｎｇ  Ｐｅｒｆｏｒａｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から「３／１６千鳥（Ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）」という商品名称で入手される）厚み１．２７ｍｍ（０．０５０ｉｎ）の有孔金属スクリーンを置いた。
【０１０１】
その後、試料部域をカバーするべく有孔金属スクリーンの穴の中に金属ブレードを用いて微粒子硬化性結合剤‐研磨粒子混合物をスクリード（すなわちスクリーン内に強制的に通す）した。有孔スクリーンを入念に除去し、有孔スクリーンの穴の形状をした微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物の一時的造形構造を残した。微粒子結合剤−研磨粒子混合物の一時的造形構造および下塗りを伴うバッキングＡを次に金属プレートから２０４℃（４００°Ｆ）の加熱プラテン上に滑り落とし、４分間硬化させ、一時的造形構造を、硬化した下塗りされたバッキングＡに接着させられた永久的造形構造へと変化させた。
【０１０２】
室温まで冷却させた永久的造形構造を含有する結果として得られたバッキングＡを、次に約３８ｍｍ×２１６ｍｍ（１  １／２ｉｎ×８  １／２ｉｎ）のストリップおよび１２７ｍｍ（５ｉｎ）のディスクに切削した。その後、後続する試験のため試料ホルダーに付着させるのに有用な保護ライナー（商品名称スコッチ（ＳＣＯＴＣＨ）９６９０、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能）を有する粘着テープでバッキングＡのコーティングされていない側をカバーした。
【０１０３】
実施例２−９
これらの実施例のための調製方法は、下表２に識別されている組成および硬化時間の変更を伴って、実施例１で従った手順に類似していた。
【０１０４】
実施例１０
この実施例の調製は、粉末Ｂ１５ｇ（０．０３３ｌｂ）に対して３滴の湿潤剤（オハイオ州クリーブランド（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）のフェロ・コーポレーション（Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、「サンティサイザー（ＳＡＮＴＩＣＩＺＥＲ）８」という商品名称で入手した）を添加し徹底的に混合してから、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を製造する場合には鉱物Ａを添加する、という点を除いて、実施例１で追従した手順と同じであった。
【０１０５】
表２
2008524009.tif 000006
【０１０６】
実施例１１
研磨製品を以下の通りに製造した。７．５リットル（２ｇａｌ）入りのプラスチックコンテナ内で６００ｇ（１．３ｌｂ）の粉末Ａおよび９００ｇ（２．０ｌｂ）の粉末Ｃを組合わせることにより、下塗り剤混合物を調製した。コンテナに対してカバーをしっかりと固定し、５分間攪拌して混合物を徹底的に配合した。３４００ｇ（７．５ｌｂ）の鉱物Ｂと６００ｇ（１．３ｌｂ）の粉末Ａを組合わせることにより、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を調製した。工業用ミキサー（パターソン・ケリー・カンパニー・インコーポレーテッド（Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ  Ｋｅｌｌｅｙ  Ｃｏ．Ｉｎｃ）から「ツイン・シェル・ドライ・ブレンダー（ＴＷＩＮ  ＳＨＥＬＬ  ＤＲＹ  ＢＬＥＮＤＥＲ）」という商品名称で入手した）で混合物を１５分間徹底的に混合した。微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を、定量２軸粉末補給機のホッパーに導いた。定量補給機を、振動補給機（ペンシルバニア州ホーマーシティー（Ｈｏｍｅｒ  Ｃｉｔｙ，ＰＡ）のエフエムシーコーポレーション（ＦＭＣ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から「シントロン・マグネチック・フィーダー（ＳＹＮＴＲＯＮ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＦＥＥＤＥＲ）」、型式ＦＴ０１−Ａという商品名称で入手した）の一部を成す幅１５．２ｃｍ（６ｉｎ）×長さ４５．７ｃｍ（１８ｉｎ）のトラフの裏側に微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物１４２ｇ／ｍｉｎ（０．３１ｌｂ／ｍｉｎ）を補給するように調整した。振動補給機を、定量補給機から受取った微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物の全幅流を提供するように調整した。分配器具の有孔ドラムの上面を通して微粒子結合剤−研磨粒子混合物の流れが導かれ、混合物が下向きに分配器具の有孔ドラムの内側表面上へと落下して分配器具のワイパーバーの上流側に当たって収集され得るようにする形で、振動補給機をさらに調整した。
【０１０７】
バッキングＡを、張力制御された巻出し機から巻き出し、図１に例示されているような本発明の器具を通過させ、速度および張力が制御された製品巻取り機上に巻き取った。下塗り剤混合物の一部分を、下塗り剤分配器具のナイフコーティングブレードの後ろに積み重ねの形で降ろした。ナイフコーティングブレードは、順方向に搬送されるにつれてバッキングの表面上に下塗り剤粉末を被着させることができるようにするべく、バッキングＡの上の０．２５４ｍｍ（０．０１０ｉｎ）のギャップに合わせて調整した。分配器具内部のワイパーバー器具は、ひとたび作動状態となったワイパーバーを超えて多大な量の微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物が搬送され得ないようにするため、分配器具の有孔ドラム構成要素の内側をこするように調整した。
【０１０８】
ゾーン１が１１０℃（２３０°Ｆ）にセットされ、ゾーン２〜５が１２１℃（２５０°Ｆ）にセットされた状態で、その５つの等長加熱ゾーンを覆う温度プロファィルを提供するように、１８３ｃｍ（７２ｉｎ）の下塗り剤加熱用プラテンを調整した。ゾーン１〜２が１４９℃（３００°Ｆ）に、ゾーン３が１７７℃（３５０°Ｆ）にそしてゾーン４〜１２が２０４℃（４００°Ｆ）にセットされた状態で、その１２の等長加熱ゾーン全体にわたって温度プロファイルを提供するように４５７ｃｍ（１８０ｉｎ）の微粒子硬化用プラテンを調整した。さらに、加熱されたプラテンより５ｃｍ（２ｉｎ）上に位置設定され、加熱されたプラテンの前面から約１メートルのところで開始する一揃いの赤外線加熱器（３ゾーン、各ゾーンの長さ１メートル）を２３２℃（４５０°Ｆ）の温度にセットした。
【０１０９】
分配器具の有孔ドラムは、２つの支持フランジおよび直径３０．５ｃｍ（１２ｉｎ）の管で構成されており、管の長さは３３ｃｍ（１３ｉｎ）で１．５７５ｍｍ（０．０６２ｉｎ）の壁厚を有し、現寸に比例して描かれていない図２に示されている通りの千鳥状の丸い穴のパターンを有していた。これらの穴は、約２．８７穴／ｃｍ２（１８．５穴／ｉｎ２）または約５１％の開放部域のパターンを作り上げるため、６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）のセンター間で直径４．７６ｍｍ（０．１８７５ｉｎ）であった。管は、ワイパーバーが静止状態にとどまっている一方でシャフトのまわりを有孔ドラムが回転できるようにする、シャフトに連結されたフランジの間に懸垂していた。バッキングＡとの接触の前にドラムからあらゆる余剰の鉱物を拭いとるために、有孔ドラムの外部表面と接触するゴム部材を伴う外部ワイパーバーを使用した。
【０１１０】
可撓性バッキングＡのための巻き取り張力を提供するため製品巻き取り機をオンに切り替え、有孔ドラムの変形無くバッキングＡの確動駆動を保証するのに充分な圧力で有孔ドラムに対抗してバッキングＡとゴム被覆された駆動ロールを接触させることにより、プロセスを開始した。巻き出し機からの張力が付加的に、分配器具の有孔ドラムに対するバッキングＡの良好な接触を保証した。ゴム駆動ロールをオンに切替え、こうして、有孔ドラムの回転が開始され、可撓性バッキングＡが器具を通して約１１３ｃｍ／ｍｉｎ（３．７ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で移動させられた。ナイフコーティングブレードにより下塗り剤混合物をバッキングＡ上にコーティングし、混合物を部分的に溶融させるものの完全に硬化させないように選択された温度で充分にこれを加熱し、かくして、下塗り剤混合物は視覚的にその粉末状の性質を保持するように思われるものの、バッキングＡからウェブ経路を制御するのに必要とされる運搬ロールのうちのいずれかに移ることがないようにした。バッキングＡをカバーする下塗り剤混合物が回転スクリーンプリンタの有孔ドラムと接触した時点で、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物の流れが開始された。ワイパーバーを有孔ドラムの水平接線にほぼ近い位置にセットし、バッキングＡ上にドラムの穴を通して微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物をこするのを助けた。コーティング作業の線形速度により判定されるようなドラムの細孔を通した出口流と微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物の入口流の間の平衡により、ワイパーバーの後ろに少量の微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を維持した。その後、被着された一時的造形構造を含むバッキングＡを、実質的に水平な経路内で微粒子硬化用プラテンの金属表面まで移送した。微粒子硬化用プラテンの第１のゾーンからの熱が、一時的造形構造を軟化させ、はるかに粘着力が高くかつ振動または運動に対する感応性がはるかに低いものとなるようにする。印刷された一時的造形構造を収納するバッキングＡがさらに微粒子硬化プラテンに沿って通過するにつれて、接触時間の増加および温度の上昇が、一時的造形構造を永久的造形構造へと変化させた。微粒子硬化用プラテンを離れた後、永久的造形構造を含むバッキングＡを空冷させ、その後巻き取り機によりロール内に巻き取った。個々の永久的造形構造は幅約１２．７ｃｍ（５ｉｎ）の千鳥パターンで配置され、それらの直径は、デジタルマイクロメータ（ロードアイランド州ノースキングスタウン（Ｎｏｒｔｈ  Ｋｉｎｇｓｔｏｗｎ，ＲＩ）のブラウン・アンド・シャープ（Ｂｒｏｗｎ  ａｎｄ  Ｓｈａｒｐｅ）から「デジット・カル（Ｄｉｇｉｔ−Ｃａｌ）ＭＫ  ＩＶ」という商品名称で入手した）を用いて少なくとも６個の構造の平均直径から計算した場合、約４．３４ｍｍ（０．１７１ｉｎ）であった。造形構造は、自動厚みテスター（ニューヨーク州アミティービル（Ａｍｉｔｙｖｉｌｌｅ，ＮＹ）のテスティング・マシーン・インコーポレーテッド（Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ  Ｉｎｃ）から「型式４９−７０」という商品名称で入手した）を用いて少なくとも５個の構造の平均高さから計算されかつバッキングＡの上面で構造の合計厚みを取り次に下塗り剤混合物およびバッキングＡの組合せ厚みを差し引くことにより決定されるように、高さが約１．３ｍｍ（０．０５１ｉｎ）であった。個々の構造の重量は、構造、下塗り剤混合物およびバッキングＡの合計重量を取り、下塗り剤混合物とバッキングＡの重量を差し引き、次に試料部域上の構造の数で除すことにより計算された場合、約０．０３０８ｇ（０．００１ｏｚ）であった。この個々の重量を用いて、次に造形構造の密度と空隙体積を計算し、その結果、約１．６ｇ／ｃｍ３（０．０５８ｌｂ／ｉｎ３）の値および約４７％の空隙体積を得た。造形構造は、硬度測定器（ニューヨーク州ジャマイカ（Ｊａｍａｉｃａ，ＮＹ）のショアー・インスツルメント・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー・インコーポレーテッド（Ｓｈｏｒｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ＆  Ｍｆｇ．Ｃｏ．，Ｉｎｃ）から「ショアータイプ（Ｓｈｏｒｅ  Ｔｙｐｅ）Ｄ」という商品名称で入手した）を用いた少なくとも１０個の構造の平均測定値から計算される通り、約７１のショアＤ硬度を有していた。下塗り剤の厚みは、バッキングＡ上の硬化した下塗り剤混合物の合計厚みを取り次にバッキングＡ自体の厚みを差し引くことにより測定した場合、約０．１０１ｍｍ（０．００４ｉｎ）であった。その後、永久的造形構造を含む結果としてのバッキングＡを、約３８ｍｍ×２１６ｍｍ（１  １／２ｉｎ×８  １／２ｉｎ）のストリップおよび１２７ｍｍ（５ｉｎ）のディスク状に切削した。その後バッキングＡのコーティングされていない側を、後続する試験のため試料ホルダーに付着させるのに有用な保護ライナー（商品名称スコッチ９６９０、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能）を有する粘着テープでカバーした。
【０１１１】
実施例１２
実施例１２は、一揃いの赤外線加熱器が図１に例示されているように２３２℃（４５０°Ｆ）の温度にセットされる直前に接触ロールが器具の中に導入されるという点を除いて、実施例１１と同じ要領で調製された。この時点で、より粘着力が高いもののなお変形可能である造形構造は、バッキングＡ上に一時的造形構造の厚みよりも小さいギャップでセットされた冷却済み接触ロールの下を通過させられた。この接触ロールは、なお変形可能な造形構造の圧縮をひき起こし、構造の高密度化および構造の遠位端部の平坦化の両方をひき起こした。今や平坦化され高密度化された構造を含むバッキングＡが１１３ｃｍ／ｍｉｎ（３．７ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で微粒子硬化用プラテン上を搬送されるにつれて、接触時間の増加および温度上昇により、一時的造形構造は永久的造形構造へと変化させられた。個々の永久的造形構造は、幅約１５．２ｃｍ（６ｉｎ）の千鳥パターンで被着させられ、直径は約５．０ｍｍ（０．１９７ｉｎ）、高さは約０．７９ｍｍ（０．０３１ｉｎ）であった。個々の構造の重量は、約０．０３１１ｇ（０．００１１ｏｚ）であり、結果としての密度は約２．０１ｇ／ｃｍ３（０．０７３ｌｂ／ｉｎ３）、空隙体積は約３４％であった。下塗り剤厚みは約０．１０２ｍｍ（０．００４ｉｎ）であった。造形構造は、約７９というショアＤ硬度を有していた。
【０１１２】
実施例１３
実施例１３は、３，３００ｇ（７．３ｌｂ）の鉱物Ｆと７００ｇ（１．５ｌｂ）の粉末Ａを組合せることによって微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物が調製されるという点を除いて実施例１１と同じ要領で調製された。造形構造を含むバッキングＡは、１３７ｃｍ／ｍｉｎ（４．５ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で搬送されている間に硬化され、一揃いの赤外線加熱器は、２３２℃（４５０°Ｆ）の温度にセットされた。個々の永久的造形構造は、幅約１２ｃｍ（４．７５ｉｎ）の千鳥パターンで被着させられ、直径は約４．７６ｍｍ（０．１８８ｉｎ）、高さは約１．４ｍｍ（０．０５５ｉｎ）であった。個々の構造の重量は、約０．０２３９ｇ（０．０００８４ｏｚ）であり、結果としての密度は約１．２０ｇ／ｃｍ３（０．０４３ｌｂ／ｉｎ３）、空隙体積は約６１％であった。下塗り剤厚みは約０．１５２ｍｍ（０．００６ｉｎ）であった。造形構造は、約６３というショアＤ硬度を有していた。
【０１１３】
実施例１４
実施例１４は、下塗り剤混合物が７５０ｇ（１．６５ｌｂ）の粉末Ａと７５０ｇ（１．６５ｌｂ）の粉末Ｄを組合せることにより調製され、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物が７００ｇ（１．５ｌｂ）の粉末Ｇと３３００ｇ（７．３ｌｂ）の鉱物Ｂを組合せることによって調製されるという点を除いて、実施例１１と同じ要領で調製された。造形構造を含むバッキングＡが、７６ｃｍ／ｍｉｎ（２．５ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で搬送されている間に硬化され、一揃いの赤外線加熱器は３１５℃（６００°Ｆ）にセットされた。個々の永久的造形構造は、幅約１２ｃｍ（４．７５ｉｎ）の千鳥パターンで被着させられ、直径は約４．１９ｍｍ（０．１６５ｉｎ）、高さは約１．２７ｍｍ（０．０５０ｉｎ）であった。個々の構造の重量は、約０．０４０８ｇ（０．００１４ｏｚ）であり、結果としての密度は約２．３３ｇ／ｃｍ３（０．０８４ｌｂ／ｉｎ３）、空隙体積は約２０％であった。下塗り剤厚みは約０．１０２ｍｍ（０．００４ｉｎ）であった。造形構造は、約８０というショアＤ硬度を有していた。
【０１１４】
実施例１５
実施例１５は、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物が６００ｇ（１．３ｌｂ）の粉末Ｄと３４００ｇ（７．５ｌｂ）の鉱物Ｂを組合せることにより調製されるという点を除いて、実施例１１と同じ要領で調製された。造形構造を含むバッキングＡが、１１６ｃｍ／ｍｉｎ（３．８ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で搬送されている間に硬化され、一揃いの赤外線加熱器は２４７℃（５２５°Ｆ）にセットされた。個々の永久的造形構造は、幅約１２ｃｍ（４．７５ｉｎ）の千鳥パターンで被着させられ、直径は約４．４４ｍｍ（０．１７５ｉｎ）、高さは約１．３ｍｍ（０．０５１ｉｎ）であった。個々の構造の重量は、約０．０４１５ｇ（０．００１５ｏｚ）であり、結果としての密度は約２．０７ｇ／ｃｍ３（０．０７５ｌｂ／ｉｎ３）、空隙体積は約３２％であった。下塗り剤厚みは約０．１５２ｍｍ（０．００６ｉｎ）であった。造形構造は、約６６というショアＤ硬度を有していた。
【０１１５】
実施例１６
実施例１６は、分配器具として使用される回転スクリーンプリンタのスクリーンが直径３０．５ｃｍ（１２ｉｎ）で、１．２７ｍｍ（０．０５０ｉｎ）の壁厚をもち長さが３３ｃｍ（１３ｉｎ）の管で構成され、図８で記述されている通りの千鳥穴パターンを有していたという点を除いて、実施例１１と同じ要領で調製された。これらのせん孔穴は、幅が２．５４ｍｍ（０．１００ｉｎ）、長さが７．６２ｍｍ（０．３００ｉｎ）で、１本の行内で２．５４ｍｍ（０．１００ｉｎ）離隔して置かれ、行は、約１．９４穴／ｃｍ２（１２．５穴／ｉｎ２）のパターンつまり３８％の開放部域を作り上げるべく５．０８ｍｍ（０．２００ｉｎ）のセンター間で存在していた。造形構造を含むバッキングＡが、１４６ｃｍ／ｍｉｎ（４．８ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で搬送されている間に硬化され、一揃いの赤外線加熱器は２３２℃（４５０°Ｆ）にセットされた。個々の永久的造形構造は、幅約１２ｃｍ（４．７５ｉｎ）の千鳥パターンで被着させられ、長さは約６．８３ｍｍ（０．２６９ｉｎ）、幅は約２．１ｍｍ（０．０８３ｉｎ）、高さは約１．１４ｍｍ（０．０４５ｉｎ）であった。個々の構造の重量は、約０．０３３３ｇ（０．００１２ｏｚ）であり、結果としての密度は約１．８２ｇ／ｃｍ３（０．０６６ｌｂ／ｉｎ３）、空隙体積は約４０％であった。下塗り剤厚みは約０．１５２ｍｍ（０．００６ｉｎ）であった。造形構造は、約７２というショアＤ硬度を有していた。
【０１１６】
実施例１７
研磨製品は以下のように作られた。すなわち４０：６０の重量比で粉末Ａと粉末Ｃを混合することにより、下塗り剤混合物を調製した。該下塗り剤混合物を１２分間工業用Ｖブレンド（Ｖ−Ｂｌｅｎｄ）ミキサーの中で徹底的に配合した。７８：１５：７の重量比で鉱物Ｂを粉末Ｊおよび粉末Ｉと混合することにより、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を形成させた。微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を１２分間、工業用Ｖブレンドミキサー内で配合した。
【０１１７】
下塗り剤混合物を、定量１軸粉末補給機のホッパーへと導いた。図１に示されているように、下塗り剤分配器具１４のナイフコーティングブレード１５に対しておよびその後方に取付けられたトラフ様のホッパー１６の中に下塗り剤混合物の一部分を降ろした。幅約１．２７ｃｍ（１／２ｉｎ）、長さ１７．８ｃｍ（７ｉｎ）の開口部を有するホッパーの底面とホッパの下側のバッキングＣの間に、約０．７６ｍｍ（０．０３０ｉｎ）のギャップを維持した。約９１ｃｍ／ｍｉｎ（３ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で前方に搬送されるにつれて、バッキングの表面上に下塗り剤粉末を被着させることができるようにバッキングＣより上０．２５４ｍｍ（０．０１０ｉｎ）のギャップにナイフコーティングブレードを調整した。下塗り剤混合物のコーティングを、実施例１１に記述されている通りにバッキングＣ上に被着させ、１２６℃（２６０°Ｆ）の温度で溶融させた。下塗り剤硬化プラテンを離れた後、部分的に溶融したプライマを含むバッキングＣを空冷し、その後巻取り機によりロール３４に巻取った。
【０１１８】
本発明の器具に次に、上述の通りに部分的に溶融した下塗り剤を含むバッキングＣを装填した。微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を、下塗り剤分配器具１４のナイフコーティングブレード１５に対して取付けられたトラフ様のホッパーまで導いた。約１．５７ｍｍ（０．０６２ｉｎ）のギャップを、ホッパーの下側で部分的に溶融した下塗り剤がコーティングされたバッキングＣとブレード１５の底面の間に維持した。約９１ｃｍ／ｍｉｎ（３ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で前方に搬送されるにつれて、連続層の形でバッキングの表面上に微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を被着させることができるように下塗りされたバッキングＣより上で１．３９ｍｍ（０．０５５ｉｎ）のギャップにナイフコーティングブレード１５を調整した。微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物のコーティングを、バッキングＣ上に被着させ、下塗り剤硬化用プラテンおよび微粒子硬化用プラテンの両方の上で２０４℃（４００°Ｆ）の温度で溶解させた。微粒子硬化用プラテンを離れた後、永久的造形表面を含むバッキングＣを空冷し、その後巻取り機によりロール３４に巻取った。
【０１１９】
その後、室温まで冷却した永久的造形表面を含む結果として得られたバッキングＣを、約３８ｍｍ×２１６ｍｍ（１  １／２ｉｎ×８  １／２ｉｎ）のストリップおよび１２７ｍｍ（５ｉｎ）のディスクに切削した。その後、バッキングＣのコーティングされていない側を、後続する試験のため試料ホルダーに付着させるのに有用な保護ライナー（商品名称スコッチ９６９０、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能）を有する粘着テープでカバーした。シート様の研磨製品は、容易に破砕されて、破砕亀裂により離隔されてはいるもののバッキングＡにしっかりと付着されている個々の無作為な形状を形成できた。一般に屈曲と呼ばれるこの破砕は、研磨製品の可撓性を増大させる。
【０１２０】
実施例１８
実施例１８は、下塗り剤および微粒子硬化性結合剤−研磨剤混合物が実施例１７で記述されている通りに調製されバッキングＡに代ってバッキングＢが使用されたという点を除いて、実施例１１と同じ要領で調製された。７０：３０の重量比で鉱物Ｆを粉末Ｊと混合することによって、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を形成させた。下塗り剤混合物を実施例１７で記述した通りに分配し、実施例１１で使用した定量２軸粉末補給機および振動補給機の代りに、運搬用ベルトを備えた鉱物ホッパーを使用した。分配器具として使用した回転スクリーンプリンタのスクリーンは、直径が３０．５ｃｍ（１２ｉｎ）で、壁厚が１．２７ｍｍ（０．０５０ｉｎ）で長さ３３ｃｍ（１３ｉｎ）の管から成り、図８に記述されているような千鳥穴パターンを有していた。これらのせん孔穴は、幅が２．７９ｍｍ（０．１１０ｉｎ）、長さが８．３８ｍｍ（０．３３０ｉｎ）で、１本の行内で１．３８ｍｍ（０．０５５ｉｎ）離隔して置かれ、行は、約２．７４穴／ｃｍ２（１５．７穴／ｉｎ２）のパターンつまり５７％の開放部域を作り上げるべく４．１９ｍｍ（０．１６５ｉｎ）のセンター間で存在していた。バッキングＢ上の造形構造は、９１ｃｍ／ｍｉｎ（３．０ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で搬送されている間に硬化され、いかなる赤外線加熱器も使用されなかった。下塗り剤混合物は１２６℃（２６０°Ｆ）で溶融され、微粒子硬化用プラテンは、２０４℃（４００°Ｆ）の温度を提供するように調整された。個々の永久的造形構造は、幅約１３．３ｃｍ（５．２５ｉｎ）、幅は約２．０５ｍｍ（０．０８１ｉｎ）、長さは約７．７ｍｍ（０．３０３ｉｎ）、高さは約０．６９ｍｍ（０．０２７ｉｎ）の千鳥パターンで被着させられた。個々の構造の重量は、約０．０２４１ｇ（０．０００８４９ｏｚ）であり、結果としての密度は約２．２２ｇ／ｃｍ３（０．０８０１ｌｂ／ｉｎ３）、空隙体積は約３０％であった。下塗り剤厚みは約０．１０１ｍｍ（０．００４ｉｎ）であった。造形構造は、約８１というショアＤ硬度を有していた。
【０１２１】
実施例１９
実施例１９は、バッキングＣの代りにバッキングＢが使用され、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物が、単一の全体的コーティングプロセスを可能にするべく温度制御装置がオフに切替っている状態で微粒子硬化用プラテンの第１のゾーン上に位置づけされた第２のナイフコーティングトラフに導かれ、実施例１７に記述されている装填が必要でないという点を除き、実施例１７と同じ要領で調製された。この第２のナイフコーティングステーションのナイフコーティングを、約９１ｃｍ／ｍｉｎ（３ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で前方向に搬送されるにつれて連続層の形でバッキングの表面上に微粒子硬化性結合剤−研磨剤混合物が被着され得るようにするため、下塗り剤がコーティングされたバッキングＢより上で１．６７ｍｍ（０．０６６ｉｎ）のギャップに調整した。第２のナイフコーティングステーションから下流側へ３０ｃｍ（１２ｉｎ）以内のところで、微粒子硬化性結合剤−研磨剤混合物は、熱可塑的に充分溶融した状態となり、各々のブレードが１０．１１ｃｍ（３．９８１ｉｎ）の全体的直径のうち２．２４ｍｍ（０．０８８ｉｎ）だけ突出している状態で円周上を等間隔で４．２４ｍｍ（０．１６７ｉｎ）離隔して置かれた一連の平行で鋭利なナイフ様の外に面したブレードを有するパターン化されたロールを用いて、これをエンボス加工した。微粒子硬化性結合剤−研磨剤混合物のシートを手作業でまずは移動するウェブの流れ方向に、そして次に移動するウェブに対して垂直な方向に、ただし第１のエンボス加工済み部域内で、エンボス加工した。手の圧力は、ナイフブレードがほぼバッキングまで進入することができるようにするのに充分なものであった。結果としてのエンボス加工済みシートは、硬化後幅が約１０．９ｃｍ（４．３２ｉｎ）であった。個々の永久的造形構造は約４．０ｍｍ（０．１５７ｉｎ）平方であり、高さが約０．８３ｍｍ（０．０３３ｉｎ）であった。
【０１２２】
エンボス加工により作り上げられた永久的造形構造を含む結果としてのバッキングＢを室温まで冷却し、その後、約３８ｍｍ×２１６ｍｍ（１  １／２ｉｎ×８  １／２ｉｎ）のストリップに切削した。その後、バッキングＢのコーティングされていない側を、後続する試験のため試料ホルダーに付着させるのに有用な保護ライナー（商品名称スコッチ９６９０、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能））を有する粘着テープでカバーした。エンボス加工されたシート様の研磨製品は、エンボス加工されたフィーチャの基底に沿って容易に破砕されて、バッキングＢにしっかりと付着された個々のフィーチャを形成できた。一般に屈曲と呼ばれるこの破砕は、研磨製品の可撓性を増大させる。
【０１２３】
実施例２０
スコッチブライト（ＳＣＯＴＣＨ−ＢＲＩＴＥ）Ａ型−極細ウェブという商品名で入手可能な不織研磨製品のフラップ（ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能）と実施例１７のフラップを交替させることによって、一体型７６．２ｍｍ（３ｉｎ）重合体コアを有する図１７に示された通りの直径２０３ｍｍ（８ｉｎ）の実験的フラップブラシを調製した。該フラップブラシは、ウェブの幅６３．５ｍｍ（２．５ｉｎ）×長さ１２７ｍｍ（５ｉｎ）の区分を打抜きすることによって構築された。不織研磨製品（スコッチブライト）ウェブの８枚のフラップを、実施例１７の実験的なコーティング済み研磨製品の８枚のフラップと交互にした。このフラップスタックをプレスのプラテン間に設置し、フラップスタックの高さを約７６．２ｍｍ（３ｉｎ）から約１９ｍｍ（３／４ｉｎ）まで削減した。その後、交互のフラップの圧縮されたスタックを、材料スタックがそのもとの背の高さを取り戻す前に、直ちに形成トレイ内に入れた。形成トレイは、１．２７ｍｍ（０．０５ｉｎ）の金属シートから製造されたものであり、約４４．５ｍｍ（１  ３／４ｉｎ）の側壁を伴って約２７ｍｍ（１  １／１６ｉｎ）である。記述されている通りに、交互の区分のスタックを１６の別々の形成用トレイ内に置いた。投入を受けた形成トレイを、該トレイから突出するウェブが約１３３．４ｃｍ（５  １／４ｉｎ）の内径を生み出すような形で、機械的デバイス内に円周方向に均等に設置した。
【０１２４】
グラスファイバで補強されたコア（ミネソタ州チャットフィールド（Ｃｈａｔｆｉｅｌｄ，ＭＮ）のストロングウェル（Ｓｔｒｏｎｇｗｅｌｌ）から入手可能）を伴う外径８５．７ｍｍ（３  ３／８ｉｎ）×内径７６．２ｍｍ（３ｉｎ）のブラシを作るために重合体コアを利用した。このコアの上に、およそ４．７６ｍｍ（３／１６ｉｎ）の厚みまでエポキシ樹脂ラインを手作業で展延させた。このコア樹脂系は、１：１：０．０３７の重量比の硬化剤（カプキュア（ＣＡＰＣＵＲＥ）３−８００）（イリノイ州カンカキー（Ｋａｎｋａｋｅｅ，ＩＬ）のコグニス・コーポレーション（Ｃｏｇｎｉｓ  Ｃｏｒｐ．）から入手可能）、ダウ（Ｄｏｗ）ＤＥＮ−４３８とＥＰＯＮ８２８（ミネソタ州セントポールのブレンタッグ・グレート・レイクス・エルエルシー（Ｂｒｅｎｎｔａｇ  Ｇｒｅａｔ  Ｌａｋｅｓ  ＬＬＣ）から入手可能）の５０／５０重量比混合物、および（カプキュアＥＨ−３０）（コグニス・コーポレーション）で構成されていた。未硬化樹脂ラインを伴うコアを、スタックされ圧縮されたフラップ区分を収納するトレイの内部に設置した。フラップを伴う１６のトレイを次にコアの未硬化樹脂ラインの中に機械的に押し込み、所定の位置に保った。樹脂が硬化された時点で、金属トレイを取出した。結果として得られた構築物から、外径２０３．２ｍｍ（８ｉｎ）×内径７６．２ｍｍ（３ｉｎ）×幅３８．１ｍｍ（１．５ｉｎ）のフラップホイールを、回転切削ホイールを用いて切削した。
【０１２５】
実施例２１
図１５で描写されているように、ディスク形状の研磨製品を作った。３０ｇ（０．０６６ｌｂ）の粉末Ｊを６５ｇ（０．１４ｌｂ）の鉱物Ｇおよび７ｇ（０．０１５ｌｂ）の粉末Ｉを混合することにより、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を形成した。目視により判定されるように、一定期間中、閉鎖されたコンテナを振とうすることにより、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物を徹底的に配合させた。下塗り剤混合物は、３０部分の粉末Ｃと７０部分の樹脂粉末Ａの配合物であった。約３０秒間、閉鎖したコンテナ内で振とうさせることによって、下塗り剤混合物を徹底的に配合させた。その製造時点で乾燥させ延伸させられたバッキングＣの２００ｍｍ×３００ｍｍ（８ｉｎ×１２ｉｎ）の部分品をほぼ同じサイズの金属プレート上に設置した。下塗り剤混合物の薄いコーティングを、金属ブレードで少量の下塗り剤混合物を均等に展延させることによって、バッキングＣに適用した。この方法での下塗り剤混合物の適用は、後続する硬化ステップの後、厚み約０．０５〜０．１５ｍｍ（０．００６〜０．０１０ｉｎ）の層を生み出した。下塗りを伴うバッキングＣを次に金属プレートから２０４℃（４００°Ｆ）の加熱プラテン上へと入念に滑動させて、３０秒間加熱させ、下塗り剤層が溶融できるようにした。溶融した下塗り剤混合物でコーティングしたバッキングＣの上面に、約１７７．８ｍｍ（７ｉｎ）の全体的直径をもつ円形パターンの形に等間隔で置かれた８８個のテーパー付き穴を伴う厚み１．５７ｍｍ（０．０６２ｉｎ）のメチルメタクリラートプラスチック（プレキシグラス（ＰＬＥＸＩＧＬＡＳ）（商標））シートを設置した。穴は、狭い端部で幅約１．８８ｍｍ（０．０７４ｉｎ）、広い端部で幅約３．３５ｍｍ（０．１３２ｉｎ）、そして長さ約３８．１（１．５０ｉｎ）であった。
【０１２６】
その後、試料部域をカバーするようにメチルメタクリラートプラスチック（プレキシグラス（商標））シートの穴の中に金属ブレードで微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物をスクリードし、あらゆる余剰の混合物を除去した。パターン化されたメチルメタクリラートプラスチック（プレキシグラス（商標）シートを入念に除去し、アクリルシートの穴の形状に微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物の一時的造形構造を残した。下塗りおよび微粒子結合剤−研磨粒子混合物の一時的造形構造を伴うバッキングＣを、その後、金属プレートから２０４℃（４００°Ｆ）の加熱プラテン上へと入念に滑動させ、１０分間硬化させ、一時的造形構造が硬化した下塗り済みバッキングＣに接着した永久的造形構造へと変化するようにした。
【０１２７】
室温まで冷却させた永久的造形構造を含む結果として得たバッキングＣを次に、そのコーティングされていない側で、保護ライナーを伴う粘着テープ（商品名称スコッチ（商標）９６９０、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能）でカバーした。該保護ライナーを除去し、デラウエア州ヨークリン（Ｙｏｒｋｌｙｎ，ＤＥ）のエヌヴイエフ・カンパニー（ＮＶＦ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能な厚み０．８４０ｍｍ（０．０３２ｉｎ）の半可撓性加硫ファイバーバッキングに対し複合材を付着させた。その後、積層材料を、２２．２ｍｍ（７／８ｉｎ）の中心穴を伴う直径約１７７．８７ｍｍ（７ｉｎ）のディスクに切削した。
【０１２８】
実施例２２
実施例２４の部分品を、およそ３８ｍｍ×２１６ｍｍ（１  １／２ｉｎ×８  １／２ｉｎ）のストリップに切削した。その後、実施例２４のコーティングされていない側を、後続する試験のための試料ホルダーへの付着に有用な保護ライナー（商品名称スコッチ（商標）９６９０、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能）を有する粘着テープでカバーした。その後、試料のコーティングされた側を４部分の水と１部分のステアリン酸亜鉛の分散（テネシー州メンフィス（Ｍｅｍｐｈｉｓ，ＴＮ）のウィトコ・コーポレーション（Ｗｉｔｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能なステアリン酸亜鉛Ｚ−６０分散）でブラシがけした。その後試料を、高温空気オーブン内で７１℃（１６０°Ｆ）で約３０分間乾燥させた。合計乾燥済み追加重量は、約０．０７ｇであった。
【０１２９】
実施例２３
サウスカロライナ州サムターのイーエムエス・グリルテック（ＥＭＳ−Ｇｒｉｌｔｅｃｈ）から入手可能な増粘剤であるＰＳ８３００を３グラム（０．００７ｌｂｓ）およびサウスカロライナ州サムターのイーエムエス・グリルテック（ＥＭＳ−Ｇｒｉｌｔｅｃｈ）から入手可能な分散であるＰＳ８３００を３グラム（０．００７ｌｂｓ）と、水１５０グラム（０．３３ｌｂｓ）を混合することにより、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物の湿潤スラリーを形成させた。この混合物に対して、１５２ｇ（０．３３ｌｂ）の鉱物Ｆおよび１４ｇ（０．０３ｌｂ）の粉末Ｉと共に３４ｇ（０．０７５ｌｂ）の粉末Ｊを。目視により判定される通りの時間、コンテナ内で機械的にかき混ぜることにより、微粒子硬化性結合剤−研磨粒子スラリーを徹底的に配合した。下塗り剤混合物は、６０部分の樹脂粉末Ｃおよび４０部分の樹脂粉末Ａの乾燥配合物であった。約３０秒間、閉鎖したコンテナ内で振とうさせることにより、下塗り剤混合物を徹底的に配合させた。その製造時点で乾燥させ延伸させられたバッキングＣの２００ｍｍ×３００ｍｍ（８ｉｎ×１２ｉｎ）の部分品をほぼ同じサイズの金属プレート上に設置した。下塗り剤混合物の薄いコーティングを、金属ブレードで少量の下塗り剤混合物を均等に展延させることによって、バッキングＣに適用した。この方法での下塗り剤混合物の適用は、後続する硬化ステップの後、厚み約０．０５〜０．１５ｍｍ（０．００２〜０．００６ｉｎ）の層を生み出した。下塗りを伴うバッキングＣを次に金属プレートから２０４℃（４００°Ｆ）の加熱プラテン上へと入念に滑動させて、３０秒間加熱させ、下塗り剤層が溶融できるようにした。１平方ｃｍあたり２．８７穴（１８．５穴／ｉｎ２）または５１％の開放面積で、６．３５ｍｍ（０．２５ｉｎ）のセンター間で直径４．７６ｍｍ（０．１８７５ｉｎ）の穴を伴う厚み１．２７ｍｍ（０．０５０ｉｎ）の有孔金属スクリーン（イリノイ州シカゴのハーリントン・アンド・キング・パーフォレーティング・カンパニーから「３／１６千鳥」という商品名称で得られるもの）を、下塗り剤混合物でコーティングされたバッキングＡの上面に設置した。
【０１３０】
その後、試料部域をカバーするように有孔金属スクリーンの穴の中に金属ブレードで微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物をスクリードし、あらゆる余剰の混合物を除去した。有孔スクリーンを入念に除去し、有孔スクリーンの穴の形状に微粒子硬化性結合剤−研磨粒子混合物の一時的造形構造を残した。下塗りおよび微粒子結合剤−研磨粒子混合物の一時的造形構造を伴うバッキングＣを、その後、９３℃（２００°Ｆ）で約１時間乾燥させた。その後、２０４℃（４００°Ｆ）の加熱プラテン上に乾燥した試料を設置し、１０分間硬化させた。
【０１３１】
室温まで冷却させた、永久的造形構造を含む結果として得られたバッキングＡを次に、約３８ｍｍ×２１６ｍｍ（１  １／２ｉｎ×８  １／２ｉｎ）のストリップおよび１２７ｍｍ（５ｉｎ）のディスクに切削した。その後、バッキングＣの未コーティング側を、後続する試験のため試料ホルダーに付着させるために有用である保護ライナー（商品名称スコッチ（商標）９６９０、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能）を有する粘着テープでカバーした。
【０１３２】
実施例２４
微粒子硬化性結合剤−研磨剤混合物が、７８：１５：７の重量比で鉱物Ｂを粉末Ｊおよび粉末Ｉと混合することにより形成させられ、バッキングＢの代りにバッキングＣが用いられるという点を除いて、実施例１８と同じ要領で、実施例２４を調製した。下塗り剤混合物を１２９℃（２６５°Ｆ）で溶融させ、微粒子硬化用プラテンを、１８８℃（３７０°Ｆ）の温度を提供するように調整した。微粒子硬化用プラテンの上に２１３ｃｍ／ｍｉｎ（７．０ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で搬送されている間に、造形構造を含むバッキングＣを硬化させた。１８３ｃｍ／ｍｉｎ（６．０ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で搬送されている間に、１９０℃（３７４°Ｆ）の温度にセットされた長さ約１８．３メートル（６０ｆｔ）の工業用循環空気オーブンの中で、造形構造を含むバッキングＣをさらに硬化させた。個々の永久的造形構造は、幅約１６．５ｃｍ（６．５ｉｎ）の千鳥パターンで被着させられ、幅が約２．１６ｍｍ（０．０８５ｉｎ）、長さが約８．３ｍｍ（０．３２７ｉｎ）そして高さが約１．０９ｍｍ（０．０４３ｉｎ）であった。個々の構造の重量は、約０．０３８２１７ｇ（０．００１３４７ｏｚ）であり、結果としての密度は約１．９５ｇ／ｃｍ３（０．０８０１ｌｂ／ｉｎ３）であり、空隙体積は約３８％であった。下塗り剤厚みは約０．１０１ｍｍ（０．００４ｉｎ）であった。造形構造は、約７０というショアＤ硬度を有していた。
【０１３３】
実施例２５
微粒子硬化性結合剤−研磨剤混合物が、７６：１７：７の重量比で鉱物Ｆを粉末Ｊおよび粉末Ｉと混合することにより形成させられ、バッキングＢの代りにバッキングＣが用いられるという点を除いて、実施例１８と同じ要領で、実施例２５を調製した。下塗り剤混合物を１２９℃（２６５°Ｆ）で溶融させ、微粒子硬化用プラテンを、１８８℃（３７０°Ｆ）の温度を提供するように調整した。微粒子硬化用プラテンの上に２１３ｃｍ／ｍｉｎ（７．０ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で搬送されている間に、造形構造を含むバッキングＣを硬化させた。１８３ｃｍ／ｍｉｎ（６．０ｆｔ／ｍｉｎ）の速度で搬送されている間に、１９０℃（３７４°Ｆ）の温度にセットされた約１８．３メートル（６０ｆｔ）の工業用循環空気オーブンの中で、造形構造を含むバッキングＣをさらに硬化させた。個々の永久的造形構造は、幅約１６．５ｃｍ（６．５ｉｎ）の千鳥パターンで被着させられ、幅が約２．４６ｍｍ（０．０９７ｉｎ）、長さが約８．３ｍｍ（０．３２７ｉｎ）そして高さが約０．９７ｍｍ（０．０３８ｉｎ）であった。個々の構造の重量は、約０．０３２３７８ｇ（０．００１１４ｏｚ）であり、結果としての密度は約１．６４ｇ／ｃｍ３（０．０８０１ｌｂ／ｉｎ３）であり、空隙体積は約４８％であった。下塗り剤厚みは約０．１０１ｍｍ（０．００４ｉｎ）であった。造形構造は、約６９というショアＤ硬度を有していた。
【０１３４】
試験方法
試験手順Ｉ
加工物として作用する１０１０炭素鋼の予備秤量された円形ディスクを、回転ディスクの外縁部で毎分１３５３表面メートル（毎分５０３５表面フィート）の試験速度を生成するように調整された毎分軸回転数を有する機械的に駆動された変速旋盤の軸の上に取付けた。各々３１．７５ｍｍ（１．２５ｉｎ）の中央穴を伴い、直径約２０３ｍｍ（８ｉｎ）、厚み４．７５ｍｍ（０．１８７ｉｎ）の３枚のディスクを、軸の上に一緒にまとめて、１４．２５ｍｍ（０．５６１ｉｎ）の中実厚みを形成させた。表面に取付けられた約２１６ｍｍ×３８ｍｍ（８．５ｉｎ×１．５ｉｎ）のサイズの供試体と共に予備秤量された試料ホルダーを含むキャリッジを回転ディスクに対し水平にもって行き、ディスクが２２．２ニュートン（５ｌｂｆ）の力で供試体と接触するようにした。キャリッジを、１２７ｍｍ（５ｉｎ）のストローク長、毎秒６６ｍｍ（２．６ｉｎ）のストローク速度で上下に接線方向に振動させた。回転する加工物と供試体の間の接触を１４秒間維持し、この時間の経過後、２６秒間接触を取り除いた。このシーケンスを、試験シーケンス中１０回反復し、この時間の経過後、供試体および加工物の重量損失を判定した。各々の試験結果について、平均３つの供試体を報告する。結果は表３で報告されている。
【０１３５】
試験手順ＩＩ
この試験手順は、加工物と供試体の間の接触時間が２２秒であり、加工物と供試体が各サイクル後に秤量されるという点で、試験手順Ｉとは異なっている。このシーケンスに１５回或いは供試体がバッキングに至るまで摩耗してしまうまで従った。加工物、および供試体の重量損失を、試験サイクル数との関係において記録し、経時的な研磨剤の性能を実証する。各々の試験結果について１つの供試体を報告する。結果は表４に報告されている。
【０１３６】
試験手順ＩＩＩ
この試験方法は、加工物に対し仕上げを提供するべく乾燥条件下で使用されている間に供試体により付与された表面粗度の尺度を提供した。スリーエム・スティキット（３Ｍ  ＳＴＩＫＩＴ）（商標）ディスクパッド（部品番号８８７４０、ミネソタ州セントポールのスリーエムから入手可能）、またはスリーエム・フーキット（３Ｍ  ＨＯＯＫＩＴ）（商標）ディスクパッド（部品番号７０４１７、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能）といった適切なバックアップパッドにより支持された直径１２７ｍｍ（５ｉｎ）の研磨ディスクを用いるオービタルサンダー（ニュージャージ州ウッドクリフレイク（Ｗｏｏｄｃｌｉｆｆ  Ｌａｋｅ，ＮＪ）のインガーソル・ランド・コーポレーション（Ｉｎｇｅｒｓｏｌｌ−Ｒａｎｄ  Ｃｏｒｐ．）から入手可能な空気式型式８８Ｓ４５Ｗ１０９）を、約５ｋｇ（１１ｌｂ）の重量の負荷の下で４５００ｒｐｍのディスク速度を用いて金属加工物（１０１８炭素鋼）を研磨するようにセットし、金属表面に対し約５度に保った。約７秒で完了する単一の１５２．４ｍｍ（６ｉｎ）パスのために、サンダーの下に加工物を機械的に横断させた。
【０１３７】
ノースカロライナ州シャーロット（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，ＮＣ）のファインプルフ・コーポレーション（Ｆｅｉｎｐｒｕｅｆ  Ｃｏｒｐ．）からＭＡＨＲ（商標）Ｍ４ＰＩペルトメーター（ＰＥＲＴＨＯＭＥＴＥＲ）という商品名称で入手可能な表面仕上げ試験用デバイスを用いることにより、加工物の結果として得られた表面粗度を判定した。引っかきパターンに対し横方向に測定を行なった。最大ＰＶ（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｖａｌｌｅｙ）値の平均であるＲｚ（Ｒｔｍとしても知られている）および平均線からの断面形状の逸脱の算術平均であるＲａという仕上り指数を各試験について記録した。
【０１３８】
一貫した出発仕上りを提供するため、１回のパスについてミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニーから入手可能なコーティングされた研磨ディスク、３Ｍ２６５Ｌ型、１８０グリットでまず加工物を研磨した。この予備コンディショニングにより提供される平均出発仕上りは、０．４２μｍ（１６．９マイクロインチ）のＲａと３．８４μｍ（１５１マイクロインチ）のＲｚであった。結果は、表５に示されている。
【０１３９】
試験手順ＩＶ
加工物として作用する３０４型ステンレス鋼の予備秤量された円形ディスクを、回転ディスクの外縁部で毎分１３５３表面メートル（毎分５０３５表面フィート）の試験速度を生成するように調整された毎分軸回転数を有する機械的に駆動された変速旋盤の軸の上に取付けた。各々３１．７５ｍｍ（１．２５ｉｎ）の中央穴を伴い、直径約２０３ｍｍ（８ｉｎ）、厚み１６．３８ｍｍ（０．６４５ｉｎ）の２枚のディスクを、軸の上に一緒にまとめて、３２．７７ｍｍ（１．２９ｉｎ）の中実厚みを形成させた。表面に取付けられた約２１６ｍｍ×３８ｍｍ（８．５ｉｎ×１．５ｉｎ）のサイズの供試体と共に予備秤量された試料ホルダーを含むキャリッジを回転ディスクに対し水平にもって行き、ディスクが１７．８ニュートン（４ｌｂｆ）の力で供試体と接触するようにした。キャリッジを、１２７ｍｍ（５ｉｎ）のストローク長、毎秒６６ｍｍ（２．６ｉｎ）のストローク速度で上下に接線方向に振動させた。回転する加工物と供試体の間の接触を１５秒間維持し、この時間の経過後、１５秒間接触を取り除いた。このシーケンスを、試験シーケンス中１０回反復し、この時間の経過後、供試体および加工物の重量損失を判定した。供試体の数は各々の試験結果について変動しており、表８に規定されている。
【０１４０】
試験手順Ｖ
旋盤の上にフラップブラシを取付け、毎分１７２２表面メートル（毎分５６５０表面フィート）で回転させ、ブラシの表面を平滑化するべく３６グリット等級のサンドペーパーに当てた。コンディショニングされたブラシを旋盤から取外し、ブラシの重量を記録した。ブラシを旋盤上に再度取付けた。５．５６ｍｍ（７／３２ｉｎ）のセンター間で３．９７ｍｍ（５／３２ｉｎ）の穴を伴う幅５０．８ｍｍ（２ｉｎ）×２７９ｍｍ（１１ｉｎ）の１６ゲージの１００８冷延鋼板有孔スクリーン（イリノイ州シカゴのハーリントン・アンド・キング・パーフォレーティング・カンパニーから入手可能）を秤量し、試験片ホルダー内に設置した。試験片を、１４０ｍｍ（５．５ｉｎ）のストロークおよび毎秒２５．４ｍｍ（１ｉｎ）の往復速度で往復運動させ、５分間１ブラシ幅あたり４４．４ニュートン（１０ｌｂｆ）の力で、回転するブラシに適用した。５分の試験サイクルの後、有孔スクリーン試験片を再度秤量し、重量変化を切削グラム数として記録した。旋盤からテストブラシを取外し、試験後重量を秤量した。切削グラム数をブラシ重量損失で除したものとして定義されるブラシ効率を計算し記録した。
【０１４１】
試験手順ＶＩ
以下で記述した試験を用いて、比較例に照らして研磨ディスクを評価した。
【０１４２】
この試験のための加工物は、幅７．５ｃｍ（３ｉｎ）×長さ４６ｃｍ（１８ｉｎ）×厚み１．３ｃｍ（１／２ｉｎ）の炭素棒鋼であった。棒鋼を、４６ｃｍ（１８ｉｎ）×１．３ｃｍ（１／２ｉｎ）の面をベンチと接触させてベンチ上に取付けた。１７．８ｃｍ（７ｉｎ）のバックアップパッド（スリーエム・ディスクパッド・フェース・プレート、部品番号０５１１４４−８０５１４、ミネソタ州セントポールのスリーエム・カンパニー）を介して、（ゼロ負荷の下で６０００ｒｐｍで回転する能力をもつ）直角圧縮空気工具の上に、直径１７．８ｃｍ（７ｉｎ）の供試体を取付けた。３ＭディスクホルダーＮｏ．９１７上に比較例を取付けた。オペレータは、１分の試験サイクルの間、取付けた鋼加工物の遠位表面に対し加工物に対し約７度の角度でディスクの研磨表面を維持した状態で、毎分３２〜３６サイクルの速度で加工物の長さに沿ってグラインダアセンブリを往復運動するよう駆動した。グラインダアセンブリおよび加工物は、３．２ｋｇ（７ｌｂｓ）であったグラインダアセンブリの重量の下で駆動された。切削量を測定するため各サイクルの前後で加工物を秤量した。ディスクの作業面のディスク直径の周囲の外部１．３ｃｍ（１／２インチ）のいずれかの部分がバッキングに至るまで摩耗してしまうまで、試験サイクルを反復した。
【０１４３】
試験結果
表３は、試験手順Ｉの下で試験された実施例１−７および１０−１６についての比較結果を示す。表３に含まれているのは、比較例Ａ、ＢおよびＣからの試験結果である。表４は、試験手順ＩＩの下で試験された比較例Ａ、ＢおよびＣと共に実施例１および５についての比較結果を示している。
【０１４４】
表３および表５にそれぞれ示されているように、バッチ作業（実施例１および５）において調製された試料および連続作業（実施例１１および１４）において調製された試料を介して、類似の加工物切削量、供試体の摩耗量および付与された表面粗度の結果が得られた。表３および５に示されているそれぞれ実施例１〜１０についての切削量および表面粗度値の広い範囲は、異なる利用分野に適した研磨製品を表わしている。予想される通り、試験期間中少量の摩耗しか視覚的に示していない実施例は、加工物から供試体上に金属が取込まれたことに起因して、実際に重量増加を経験した。
【０１４５】
さまざまな利用分野のために、研磨剤のサイズおよびタイプの変動、微粒子硬化性結合剤材料の変化、研磨性鉱物対微粒子硬化性結合剤材料の比率変更、充填剤材料の添加または付加的コーティングの添加により、本発明から作られた研磨製品を適切なものにすることができる。例えば、より高い切削作用を生み出す研磨製品は、より大きな鉱物グリット（実施例６）または、同じ鉱物グリットで異なる微粒子結合剤材料を使用すること（実施例５対実施例１）によって得ることができると思われる。付加的には、研磨剤グリットのサイズを縮小すること（実施例１３対実施例１１）または、同じ研磨剤グリットを維持しながら微粒子結合剤材料を変更すること（実施例１対実施例３）によって、より低い表面粗度を生み出す研磨製品を得ることができる。代替的には、より高い耐久性をもつ研磨製品を、実施例２４および実施例２２間の比較において示した通り付加的なコーティングを適用することによってまたは微粒子結合剤材料の量を増大させることによって（実施例１８対実施例２５）得ることも可能である。
【０１４６】
付加的には、実施例１１および実施例１２は、永久的造形構造への転換に先立って一時的造形構造を高密度化するべく接触ロールを内含することにより得ることのできる性能の変化を実証している。研磨構造の圧密は、より低い摩耗値を結果としてもたらし、これは、より長く持続する研磨製品という形で現われることができた。永久的造形構造を生み出すために、交互のプロセスも使用することができる。実施例１７、１９および２４の類似の性能は、作業表面に対し１つのトポロジーを付与するために異なる方法が適していることを実証している。実施例２３は、実用的研磨製品を生産するために湿潤プロセスを使用する潜在的可能性を実証している。
【０１４７】
上述の実施例は、表面から材料を望ましい形で除去しかつ特定の表面粗度のニーズを満たすように本発明を介して生産される研磨製品の研削または仕上げ特性を調整できるということを実証している。表４は、本発明が、研磨製品の性能を調整するための手段をまさに提供するだけでなく、研磨製品の切削および仕上げ性能の一貫性を改善するための予想外の手段をも提供するということをも実証している。比較例ＡおよびＢは、高レベルの初期切削量を提供するが、製品が使用されるにつれて切削量は急速に減少する。実施例１および５は、試験シーケンス全体を通してより一貫性ある切削量を示している。実施例１および５は同様に、コーティングされた研磨製品（比較例ＡおよびＢ）と表面コンディショニング製品（実施例Ｃ）の間に入る切削レベルを実証している。表５は、コーティングされた研磨剤（比較例ＡおよびＢ）および表面コンディショニング用研磨剤（比較例Ｃ）に比べた実施例１および５の表面粗度の低下を例示している。本発明の製品は、その耐用寿命全体を通して一貫した性能レベルを提供しながら、コーティングされた研磨製品と表面コンディショニング製品の間で切削および仕上げ性能を明らかに橋渡ししている。
【０１４８】
比較例Ａ、ＢおよびＣに比べた実施例１および５についての切削レベルの一貫性は、表６および表７に示されている。切削量の一貫性は、各実施例についての１１番目から１５番目の切削サイクルの平均切削量を第２の切削サイクルについての切削量と比較することにより実証される。表６および表７は、実施例１についての平均が８０．９％、実施例５は６６．３％、比較例Ａが４７．１％、そして比較例Ｂが３７．６％であったことを示している。本発明の実施例は標準的に平均して、１１番目から１５番目までの切削サイクルについて少なくとも６０％の切削量を有している。１１番目から１５番目までの切削サイクルについての平均切削量は、１１番目から１５番目までの切削サイクルのうちの各切削サイクルについての切削値を加算し合計を５で除すことにより計算される。
【０１４９】
さまざまな利用分野のために、代替的製品構築物により、本発明から作られた研磨製品を適したものにすることができる。表８は、本発明から構築された研磨フラップの内蔵を介して、従来の不織フラップブラシ構築物に比べ切削速度が上昇することを実証している。表９は、本発明から作られた直角ディスク製品による切削速度の増大および耐用寿命の延長を実証している。
【０１５０】
表３：テスト手順Ｉの比較結果
2008524009.tif 000007
【０１５１】
表４：テスト手順ＩＩの比較結果
2008524009.tif 000008
【０１５２】
表５
2008524009.tif 000009
【０１５３】
表６
2008524009.tif 000010
【０１５４】
表７
2008524009.tif 000011
【０１５５】
表８
2008524009.tif 000012
【０１５６】
表９
2008524009.tif 000013
【０１５７】
表１０
2008524009.tif 000014
【０１５８】
以上、本発明について、そのいくつかの実施形態を参考にして記述してきた。当業者にとって、本発明の範囲から逸脱することなく、記述された実施形態に数多くの変更を加えることができる、ということは明白である。かくして本発明の範囲は、本書で記述されている構造に制限されるのではなく、むしろ特許請求の範囲の文言により記述されている構造およびこれらの構造の等価物によって制限されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明に従って研磨製品を製造するための１つのプロセスおよび器具の概略的描画表現である。
【図２】図１に示された器具の一部を形成し得る有孔ドラムの斜視図の形で示された概略的描画表示である。
【図３】図１に示された器具の一部を形成し得る有孔ドラムの斜視図の形で示された概略的描画表示である。
【図４】本発明に従って作られた研磨ディスクの描画表示の上面図である。
【図５】ライン５−５で切取った、図４に示されている通りの本発明に従った研磨製品の一部分の拡大した概略的横断面描画表現である。
【図６】本発明に従って作られたもう１つの研磨製品の描画表現の上面図である。
【図７】ライン７−７で切取った、図６に描かれた研磨製品の一部分の拡大した概略的横断面描画表現である。
【図８】使用されている場合に一般にトラッキングしない本発明に従った製品を作るために使用可能である研磨剤形状パターンの上面図である。
【図９】本発明に従った研磨製品の造形構造の遠位端部の３３倍でのＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図１０】本発明に従った研磨製品の破砕された造形構造の側面図を示す３３倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。
【図１１】本発明の研磨製品の造形構造の遠位端部を平坦化し圧縮することによって形成された破砕された造形構造の側面図を示す３３倍のＳＥＭ写真である。
【図１２】本発明に従った研磨製品を製造するためのもう１つのプロセスおよび器具の概略的描画表現である。
【図１３】図１２に示されたプロセスを用いて作られた製品の上面図である。
【図１４】図１３に示された製品の側面図である。
【図１５】本発明のプロセスにより作られたさらなるディスク形状の製品の平面図である。
【図１６】図１５に示された製品を作るタイプの粉末パターンを被着させる能力をもつ分配ドラムを示す。
【図１７】本発明に従った研磨製品を担持する回転可能なフラップの側面図である。
【図１】
2008524009.tif 000015
【図２】
2008524009.tif 000016
【図３】
2008524009.tif 000017
【図４】
2008524009.tif 000018
【図５】
2008524009.tif 000019
【図６】
2008524009.tif 000020
【図７】
2008524009.tif 000021
【図８】
2008524009.tif 000022
【図９】
2008524009.tif 000023
【図１０】
2008524009.tif 000024
【図１１】
2008524009.tif 000025
【図１２】
2008524009.tif 000026
【図１３】
2008524009.tif 000027
【図１４】
2008524009.tif 000028
【図１５】
2008524009.tif 000029
【図１６】
2008524009.tif 000030
【図１７】
2008524009.tif 000031
【国際調査報告】
2008524009.tif 000032
2008524009.tif 000033