(57)【要約】  本発明は、特定の形状の研磨粒子を含む結合研磨物品、及びガラス状結合剤を含む結合媒体に関連する。本発明はまた、研磨用途、特に高性能研磨用途における本発明による物品の使用、並びに、加工品材料、特に、鋼、非第一鉄金属、及び合金から選択される加工物品材料を研磨するための、本発明による物品の使用に関連する。加えて、本発明は、加工物品を研磨するための方法に関連し、方法は、本発明による研磨物品の少なくとも一部を加工物品の表面と摩擦接触させる工程と、加工物品又は研磨物品の少なくとも一方を動かし、加工物品の表面の少なくとも一部を研磨する工程とを含む。【選択図】  図６Ａ
2014525355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形研磨粒子、及びガラス質の結合剤を含む媒質を含む、結合研磨物品であって、前記成形研磨粒子はそれぞれ、厚さｔによって分離される第１側部及び第２側部を含み、前記第１側部は第１幾何形状の外辺部を有する第１面を含み、厚さｔは前記粒子の最も短い側部に関連する寸法の長さと等しいか又はこれより小さい、結合研磨物品。
【請求項２】
前記成形研磨粒子は、セラミック成形研磨粒子である、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記成形研磨粒子は、αアルミナを含む、請求項１又は２のいずれか一項に記載の物品。
【請求項４】
前記成形研磨粒子は、種晶、又は非種晶ゾルゲル由来のαアルミナを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項５】
前記成形研磨粒子は、酸化アルミニウムの主要部を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記酸化アルミニウムは、溶融酸化アルミニウムである、請求項５に記載の物品。
【請求項７】
二次研磨粒子を更に含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項８】
前記成形研磨粒子、及び二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料、熱処理した酸化アルミニウム材料、セラミック酸化アルミニウム材料、焼結した酸化アルミニウム材料、炭化ケイ素材料、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイアモンド、立方晶系窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾルゲルに由来する研磨粒子、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせから独立に選択される、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記二次研磨粒子は、特定の公称等級を有する破砕された研磨粒子から選択される、請求項７又は８に記載の物品。
【請求項１０】
前記破砕された研磨粒子は、前記成形研磨粒子よりも小さいサイズのものである、請求項９に記載の物品。
【請求項１１】
前記二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料の粒子、超研磨剤材料の粒子、又は炭化ケイ素材料の粒子から選択される、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１２】
１０〜８０体積％の前記成形研磨粒子、及び１〜６０体積％の前記結合剤を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１３】
前記ガラス質の結合剤は、ガラス質の結合剤の総重量に基づき、２５〜９０重量％のＳｉＯ２、０〜４０重量％のＢ２Ｏ３、０〜４０重量％のＡｌ２Ｏ３、０〜５重量％のＦｅ２Ｏ３、０〜５重量％のＴｉＯ２、０〜２０重量％のＣａＯ、０〜２０重量％のＭｇＯ、０〜２０重量％のＫ２Ｏ、０〜２５重量％のＮａ２Ｏ、０〜２０重量％のＬｉ２Ｏ、０〜１０重量％のＺｎＯ、０〜１０重量％のＢａＯ、０〜５重量％の酸化金属を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１４】
前記ガラス質の結合剤は、フリットを含むガラス質の結合剤前駆体組成物から得られる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１５】
孔を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１６】
前記成形研磨粒子、及び前記二次研磨粒子がブレンドに含まれ、前記ブレンド内に存在する研磨粒子の総重量に基づき、前記二次研磨粒子の含有率が最大９５重量％である、請求項７〜１５のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１７】
前記第１幾何形状は、多角形、レンズ形状、三日月形、円形、半円形、オーバル形、扇形、弓形、涙滴形、内転サイクロイドから選択される、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１８】
前記第１幾何形状は、三角形、及び四辺形から選択される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１９】
少なくとも１つの側壁を含む、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の物品。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの側壁は、傾斜側壁である、請求項１９に記載の物品。
【請求項２１】
前記成形研磨粒子がそれぞれ、開口部、少なくとも１つの陥没した（又は凹状）面、外側に成形された（又は凸状）の少なくとも１つの面、複数の溝又はリッジを有する少なくとも１つの側部、少なくとも１つの断裂表面、低い真円度係数、鋭利な先端部を有する１つ以上の角点を含む前記第１面の外辺部、鋭利な先端部を有する１つ以上の角点を含む外辺部を有する第２面を含む第２側部、又はこれらの形状的特徴の１つ以上の組み合わせから選択される少なくとも１つの形状的特徴を含む、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の物品。
【請求項２２】
前記成形研磨粒子は、それぞれ開口部を有する、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の物品。
【請求項２３】
前記成形研磨粒子は、前記第２側部に複数の溝及び／又はリッジを更に含む、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の物品。
【請求項２４】
前記第２側部は、頂点、リッジライン、又は第２面を含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項２５】
前記第２側部は、厚さｔにより前記第１側部から分離された第２面を含み、少なくとも１つの側壁は前記第２面と前記第１面とを接続する、請求項２４に記載の物品。
【請求項２６】
前記第２面は、前記第１幾何形状と同じであるか、異なり得る第２幾何形状の外辺部を有する、請求項２５に記載の物品。
【請求項２７】
前記第１及び前記第２幾何形状は、規則的多角形、不規則的多角形、レンズ形、三日月形、円形、半円形、オーバル形、扇型、弓形、涙滴形、及び内転サイクロイドから独立に選択される、請求項２６に記載の物品。
【請求項２８】
前記第１及び前記第２幾何形状は、寸法が異なっていても同じであってもよい、同一の幾何形状を有する、請求項２６又は２７に記載の物品。
【請求項２９】
前記同一の幾何形状は、両方とも三角形、又は四辺形から選択される、請求項２８に記載の物品。
【請求項３０】
前記第１面及び前記第２面は、互いに実質的に平行、又は非平行である、請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の物品。
【請求項３１】
前記第１及び／又は前記第２面が、実質的に平坦である、請求項２５〜３０のいずれか一項に記載の物品。
【請求項３２】
前記第１及び前記第２面の少なくとも一方が、非平坦な面である、請求項２５〜３１のいずれか一項に記載の物品。
【請求項３３】
前記第１面及び前記第２面の少なくとも一方が、内方へ成形されている、請求項３２に記載の物品。
【請求項３４】
前記第１面は内方へ成形されており、前記第２面は実質的に平坦である、又は前記第１面は外方へ成形されており、前記第２面は内方へ成形されている、又は前記第１面は内方へ成形されており、前記第２面は内方へ成形されている、請求項３３に記載の物品。
【請求項３５】
前記第２側部は、第２面、及び前記第２面と抜き勾配αで交差して切頭角柱を形成する４つの小平面を含む、請求項２５〜３４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項３６】
前記第２側部は厚さｔにより前記第１側部から分離した頂点を含み、少なくとも１つの側壁が前記頂点と前記第１面の前記外辺部を接続する、請求項２４に記載の物品。
【請求項３７】
前記第１面の前記外辺部は、三角形、四辺形、又は更なる多角形であり、第２側部は頂点、及び対応する数の小平面を含み、角柱を形成する、請求項３６に記載の物品。
【請求項３８】
前記第１面の前記外辺部は三角形であり、前記成形研磨粒子が、６つの共通の辺によって結合された４つの主面を有し、前記４つの主面のそれぞれが、前記４つの主面のうちの他の３つと接触し、前記６つの共通の辺が実質的に同じ長さである、請求項３７に記載の研磨物品。
【請求項３９】
前記第２側部は、厚さｔにより前記第１側部から分離したリッジライン、及び前記リッジラインと前記第１面の前記外辺部を接続する少なくとも１つの側壁を含む、請求項２４に記載の物品。
【請求項４０】
前記側壁は、前記リッジラインと前記第１面の前記外辺部とを接続する１つ以上の小平面を含む、請求項３９に記載の物品。
【請求項４１】
前記第１幾何形状が、四辺形幾何形状から選択され、前記側壁が屋根型の粒子を形成する４つの小平面を含む、請求項３９又は４０に記載の物品。
【請求項４２】
砥石車、ホーニング砥石、セグメント砥石、軸付砥石、又は他の形状の形状から選択される三次元形状を有する請求項１〜４２のいずれか一項に記載の物品。
【請求項４３】
前記物品が、砥石車を含む、請求項１〜４２のいずれか一項に記載の物品。
【請求項４４】
前記砥石車は、円筒形研削、芯なし研削、表面及び外径研削、往復研削、クリープフィード研削、歯車、ねじ、ツール、カムシャフト、クランクシャフト軸受け及びガードレールの創成方法における研削のための研削砥石から選択される、請求項４３に記載の物品。
【請求項４５】
前記成形研磨粒子は、前記研磨物品において均一に分布している、請求項１〜４４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項４６】
前記成形研磨粒子は、前記研磨物品において不均一に分布している、請求項１〜４４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項４７】
結合砥石車を含み、前記砥石車は外側領域、及び内側領域を含み、前記内側及び前記外側領域の構成は、前記結合の組成、研磨粒子の形状、研磨粒子のグリット寸法、及び研磨粒子の量から選択される１つ以上の態様において異なる、請求項４６に記載の物品。
【請求項４８】
高性能研削用途における、請求項１〜４７のいずれか一項に記載される物品の使用。
【請求項４９】
少なくとも１．５ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの外径研削、少なくとも１ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの内径研削、少なくとも１．５ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの表面研削、少なくとも３ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの外形研削、少なくとも８ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの創成方法での外形研削、少なくとも４ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗのクリープフィード研削、少なくとも８ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗを備えるカムシャフト研削のための、請求項４８に記載の使用。
【請求項５０】
鋼、非鉄金属、合金、硬質金属、セラミック、及びガラスから選択される加工物品材料を研磨するための、請求項１〜４７のいずれか一項に記載の物品の使用。
【請求項５１】
加工物品を研磨するための方法であって、前記方法は項目１〜４２のいずれか一項に記載の研磨物品の少なくとも一部を加工物品の表面と摩擦接触させる工程と、前記加工物品又は前記研磨物品の少なくとも一方を動かして、前記加工物品の前記表面の少なくとも一部を研磨する工程とを含む、方法。
【請求項５２】
請求項１〜４７のいずれか一項に記載の結合研磨物品の使用により特徴付けられる、歯車研削の方法。
【請求項５３】
請求項１〜４７のいずれか一項に記載の結合研磨物品の使用により特徴付けられる、クリープフィード研削の方法。
【請求項５４】
請求項１〜４７のいずれか一項に記載の結合研磨物品の使用により特徴付けられる、表面研削の方法。
【請求項５５】
請求項１〜４７のいずれか一項に記載の結合研磨物品の使用により特徴付けられる、円筒形研削の方法。
【請求項５６】
前記特定のチップ体積Ｖ’ｗが、同じ特定の材料除去速度Ｑ’ｗにおいて、比較可能な結合研磨物品を使用して達成される前記特定のチップ体積よりも、少なくとも２０％高い、請求項１〜４７のいずれか一項に記載の結合研磨物品の使用により特徴付けられる研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結合研磨物品、特に、高性能研磨において有用であるものに関連する。
【背景技術】
【０００２】
結合研磨物品（例えば、砥石車）を使用する研磨機械加工はその性能を向上させ続けている。この向上は、高性能砥石車（加工物品に損傷を生じることなく、正確かつ厳密な誤差範囲において材料をより早く除去し、よって研磨周期を減らし、部分当たりの研磨費用を低減させることができる）に対する更なる需要をもたらした。
【０００３】
結合研磨物品は、結合剤によって互いに結合された研磨粒子を有する。結合研磨物品を作製するために使用される結合シラス状物質、及び金属である。樹脂状結合研磨物質は、有機結合剤系（例えば、フェノール結合剤系）を利用して、研磨粒子を一緒に結合して、成形された集塊を形成する。別の主要なタイプは、結合研磨物品であり（例えば、ビトリファイド結合砥石車）、研磨粒子を一緒に結合するために、ガラス状結合剤系が使用される。これらの結合部は通常、７００℃〜１５００℃の温度においてガラス化される。金属結合研磨物品は典型的には、研磨粒子を結合するために、焼結又はめっきした金属を使用する。ビトリファイド結合研磨物品は、これらが砥粒を結合するために、ガラス状相を使用し、よって実質的により高い温度で処理されるという点において、樹脂状結合研磨物品とは異なる。ビトリファイド結合研磨物品は、使用中においてより高い温度に耐えることができ、樹脂状結合砥石車よりも、より剛性かつ脆性である。
【０００４】
結合研磨剤は、三次元構造であり、典型的には、研磨粒子の成形された集塊であり、結合剤によって一緒に維持されている。このような成形された集塊は例えば、研削砥石車などの、砥石車の形態であり得る。理想的な結合物品は、長い耐用寿命を有し、一定時間にわたり、一定の切削により、加工物品を研磨することができる。しかしながら、研磨粒子が摩耗し、鈍化すると、これらの研磨粒子は結合研磨剤から除去されて、新しい、鋭い切削研磨粒子を露出する。理想的な状態において、結合研磨粒子は自生発刃する。しかしながら、現実において、特に、力があまりに強くなると、結合研磨粒子が破損してグリット粒子を破砕及び脱落し、結合研磨粒子が早く摩耗して、その好ましい鋭さを失うために、研磨力は研磨の適用における初期値を下回る。結合研磨粒子はしたがって、典型的には周期的研磨曲線を示す（研磨時間を関数とした研磨力消費）。研磨する加工物品の欠損を避けるため、及び結合研磨物品の一定の研磨性能をもたらすために、研磨周期の終端点において、結合研磨物品（例えば、研削砥石車）の目直しが行われなければならない。目直しは典型的に、ダイヤモンド目直しツールなどの目直しツールを使用して行われる。頻繁な目直し周期は、生成プロセスが頻繁に中断されなくてはならず、砥石車の耐用寿命を低減するだけでなく、費用が増すために、好ましくない。砥石車の長い合計耐用寿命を生じる、最小の目直し周期を必要とする、結合研磨物品が、業界において所望されている。このような物品は典型的には、動作する際に最初の電力を用いる。
【０００５】
不規則な形状（例えば、圧潰した）の研磨粒子を導入するビトリファイド結合砥石車が、硬化及び非硬化金属構成要素などの、加工物品を研磨するために有用であることが既知である。しかしながら、これらの研磨粒子の目直し周期は、所望されるより頻繁である場合がある（すなわち、粒子の鈍化を避けるために、再成形がより頻繁に行われなくてはならない）。場合により、加工物品の品質、及び／又は長い目直し周期における、一定の研磨性能は、特に、極端な研磨状態（例えば、高供給率）においてもたらされない場合がある。特に、研磨周期が、一定時間にわたり、実質的に一定の研磨性能（例えば、材料除去速度における）の相を有さない場合、研磨する加工物品の一定の研磨成果を達成するのは困難であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
より長い耐用寿命を有し、特に極端な研磨条件において、長期間にわたって一定の研磨効果（特に、加工物品の表面品質において）をもたらし得る、結合研磨物品、例えば、砥石車が、業界で所望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
驚くべきことに、ビトリファイト結合剤と組み合わせた成形した研磨粒子は、前述の問題を解決し得る、研磨物品をもたらし得る。特に、このような物品は、高性能研磨用途において、特に有効であることが見出された。
【０００８】
本発明は、成形された粒子を含む結合研磨物品、及びガラス状結合剤を含む結合媒体に関連し、上記成形研磨粒子はそれぞれ、厚さｔによって分離された第１側部及び第２側部を含み、上記第１側部は第１幾何学形状の外辺部を有する第１面を含む。厚さｔは好ましくは、粒子の最も短い辺に関連する寸法の長さと等しいか、より短い。
【０００９】
典型的には、最も短い辺に関連する寸法の長さの、上記粒子の厚さに対する比率は、少なくとも１：１である。
【００１０】
本発明はまた、高性能研磨用途における結合研磨物品の使用、及び加工物の研磨の方法に関連する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】試験シリーズ（Ｉ）の条件を使用して実施例Ｉ（実施例１Ａ−１、１Ａ−２、２Ａ−１、及び３Ａ−１、並びに比較例参照番号１Ａ−２、参照番号２Ａ−１、参照番号３Ａ−１、及び参照番号３Ａ−２）のタイプＩＩＩ砥石車に関する研磨時間を関数とした、研磨電力消費のグラフを示す。
【図２】試験シリーズ（Ｉ）の条件を使用して、実施例Ｉ（実施例１Ｂ−１、１Ｂ−２、２Ｂ−１及び３Ｂ−１）のタイプＶＩＩ砥石車に関する研磨時間の関数とした、研磨電力消費のグラフを示す。
【図３】試験シリーズ（ＩＩ）の条件を使用して実施例Ｉ（実施例１Ａ−１、１Ａ−２、２Ａ−１、及び３Ａ−１、並びに比較例参照番号１Ａ−２、参照番号２Ａ−１、参照番号３Ａ−１及び参照番号３Ａ−２）のタイプＩＩＩに関する研磨時間の関数とした、研磨電力消費のグラフを示す。
【図４】試験シリーズ（ＩＩ）の条件を使用して、実施例Ｉ（実施例１Ｂ−１、１Ｂ−２、２Ｂ−１及び３Ｂ−１）のタイプＶＩＶ砥石車に関する研磨時間の関数とした、研磨電力消費のグラフを示す。
【図５】実施例Ｉ（実施例１Ａ−１、１Ａ−２、２Ａ−１、３Ａ−１、及び比較例参照番号１Ａ−２、参照番号２Ａ−１、参照番号３Ａ−１、及び参照番号３Ａ−２）のタイプＩＩＩ砥石車において得られた表面粗さＲａを示すグラフを示す。
【図６Ａ】例示のセラミックの成形研磨粒子３２０の概略的平面図である。
【図６Ｂ】例示のセラミックの成形研磨粒子３２０の概略的平面図である。
【図６Ｃ】図６Ｂの平面３−３の断面平面図である。
【図６Ｄ】図６Ｃの側縁部３２７ａの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記の図面には本開示の複数の実施形態が記載されているが、考察の中で記述したとおり、その他の実施形態も考えられる。図は、縮尺どおりに描かれていない場合もある。同様の参照番号が、同様の部分を示すために複数の図を通じて使用されている場合がある。
【００１３】
本明細書で使用される「備える（comprise）」、「有する（have）」、及び「含む（include）」といった語形は、法律的に等価かつ非限定的である。したがって、記載される要素、機能、工程、又は限定以外に、更なる記載されない要素、機能、工程、又は限定が存在し得る。
【００１４】
本明細書において使用するとき「研磨剤分散液」とは、成形空洞内に組み込まれた研磨材料（例えば、αアルミナ）に変換される前駆体（典型的にはαアルミナ前駆体）を意味する。この組成物は、揮発性成分が十分に除去されて研磨材分散液の固化が生じるまでの研磨材分散液を指す。
【００１５】
本明細書で使用するとき、用語「前駆体成形研磨粒子」とは、研磨材分散液が成形型の空洞内にあるうちに、研磨材分散液から十分な量の揮発性成分を除去することによって生成され、成形型の空洞から取り出して、その後の加工作業中にその成型形状を実質的に保持することができる固化体を形成する、未焼結の粒子を意味する。
【００１６】
本明細書で使用するとき、用語「成形研磨粒子」とは、その研磨粒子の少なくとも一部が、成形前駆体研磨粒子の形成に使用される成形型の空洞から複製された所定の形状を有する、研磨粒子を意味する。研磨破片の場合（例えば、米国特許出願公開番号第２００９／０１６９８１６号、及び同第２００９／０１６５３９４号）を除き、成形研磨粒子は一般に成形研磨粒子の形成に使用された成形型のキャビティを実質的に複製する、所定の幾何学形状を有することになる。本明細書で使用されるとき、成形研磨粒子は、機械的な粉砕動作によって得られる研磨粒子を除く。
【００１７】
本明細書で使用するとき、「公称」は、実際とは異なり得る指定若しくは理論的寸法及び／又は形状の、あるいは実際とは異なり得る指定若しくは理論的寸法及び／又は形状である、あるいは実際とは異なり得る指定若しくは理論的寸法及び／又は形状に関連するということを意味する。
【００１８】
本発明による研磨粒子の三次元形状に関連し、長さとは、最も長い粒子寸法を指し、幅とは長さと垂直な最大粒子寸法を指す。本明細書における厚さはまた、典型的には長さ及び幅と垂直である。
【００１９】
本明細書で使用される「厚さ」という用語は、その平面構造にわたって異なる厚さを有する粒子に適用する場合、最大厚さを意味する。粒子が実質的に均一の厚さの場合、最小、最大、平均、及びメジアン厚さは、実質的に等しくなる。例えば、三角形の場合、厚さが「ａ」に等しければ、三角形の最短辺の長さは、好ましくは少なくとも「２ａ」である。２つ又はそれ以上の最短面寸法が等しい長さである粒子の場合、このような関係は引き続き維持される。ほとんどの場合、成形研磨粒子は、少なくとも３辺を有する多角形であり、各辺の長さは粒子の厚さよりも大きい。円形、オーバル形、又は非常に短い辺を有する多角形という特別な場合には、円の直径、オーバル形の最小直径、又は非常に短辺の多角形の周りに外接され得る円の直径が粒子の最短面寸法と見なされる。
【００２０】
更なる例示のため、四面体の形状の研磨粒子の場合、長さは典型的には１つの三角形の面の辺長さに対応し、幅は、三角形の面の先端部と反対側の側縁部の垂線との間の寸法であり、厚さは通常「四面体の高さ」と称されるものと対応し、すなわち、頂点と基部（又は第１辺）の垂線との間の寸法である。
【００２１】
研磨粒子が、切頭、円筒形、切頭角錐形、切頭円筒形、切頭球形、又は切頭回転楕円体、として調製される場合、厚さは、以下のように決定される（１）角錐又は円筒形の場合、厚さは粒子の基部と垂直な、角錐又は円筒の頂部に延びる直線の長さであり、（２）切頭角錐又は切頭円筒形の場合、厚さは、切頭角錐又は切頭円筒のより大きな基部の中央と垂直であり、切頭角錐又は切頭円筒のより小さい基部へと延びる直線の長さであり、（３）切頭球体又は切頭回転楕円体の場合において、厚さは、切頭球体又は切頭回転楕円体の基部の中央と垂直であり、切頭球体又は切頭回転楕円体の湾曲した境界まで延びる直線の長さである。
【００２２】
粒子の最も短い辺に関連する寸法の長さは、粒子の基部の最も短い面寸法の長さ（例えば、粒子が１つの基部のみの場合、典型的には第１面）、又は粒子のより長い基部の最も短い面寸法の長さ（粒子が、粒子が２つの基部を持つ場合例えば第２側面が第２面を含む場合）。
【００２３】
セラミックの成形研磨粒子を指すのに本明細書で使用するとき、用語「長さ」は成形研磨粒子の最大寸法を指す。いくつかの場合において、最大寸法は、粒子の長手方向軸に沿うことがあるが、これは必要要件ではない。「幅」は、長さと垂直な成形研磨粒子の最大寸法を指す。「厚さ」すなわち「高さ」は、長さ及び幅に垂直である成形研磨粒子の寸法を指す。
【００２４】
本明細書において使用するとき、用語「円形扇形」又は「円部分」とは、小区分と大区分を含む、２つの半径及び孤によって囲まれるディスクの部分と関連する。
【００２５】
本明細書において使用するとき、用語「円形区分」とは、割線又は弦によって円の残部から「切り離された」領域として非定型的に（informally）画定された円の領域を指す。円形区分は、円形の中央を除き、割線と孤との間の部分を構成する。これは一般的にメグリオ領域（Meglio’s Area）として既知である。
【００２６】
本明細書において使用するとき、用語「液滴形状」とは、１つの頂点及び１つの曲線からなるものとして記載され得る、外辺部（液滴形状の領域を囲む経路）を有する形状（曲線の端部が出会う点において頂点が形成される）を指すことを意図される。
【００２７】
本明細書において使用されるとき、用語「菱形」とは、等しい長さの４つの辺を有する四辺形を指し、対抗する頂点は、国際特許出願番号第２０１１／０６８７１４号の図１及び図３に見られるものと同じ挟角を有する。
【００２８】
本明細書において使用するとき、用語「偏菱形」とは、国際特許出願番号第２０１１／０６８７１４号の図４に見られるように、長手方向軸の一方の側の２つの交差する辺が異なる長さであり、これらの辺の間の角が斜めの挟角を有する、平行四辺形を指す。
【００２９】
国際特許出願２０１１／０６８７１４号の図５に見られるように、本明細書において使用される「凧形」とは、横軸の上方の２つの対向する縁部の長さが等しく、横軸より下方の２つの対向する縁部は長さが等しいが横軸の上方の縁部／とは異なる長さである四辺形を指す。菱形から、対向する主頂点のうちの１つを横軸に近づける又は横軸から遠ざけるのどちらかに移動させると、凧形が形成される。
【００３０】
本明細書において使用するとき、用語「超楕円」とは、以下の式を有するラメ曲線によって画定される、全ての点のセット（ｘ，ｙ）として、デカルト座標内に画定された幾何図形を指す。
【００３１】
【数１】
2014525355.tif 000003
式中、ｎ、ａ、及びｂは正数である。ｎが０と１との間であるとき、超オーバル形は国際特許出願第２０１１／０６８７１４号の図２に示すように凹の縁部（スカラップなしで）を有する４本腕の星のように見える。ｎが１であるとき、菱形ａ＝ｂ、又は凧形ａ≠ｂが形成される。ｎが１と２の間であるとき、縁部は凸状になる。
【００３２】
本明細書において使用するとき、用語「二次研磨粒子」とは、一般的に本発明に従って使用される成形研磨粒子とは異なる、研磨粒子を指す。
【００３３】
本発明において使用される用語「硬質材料」とは、３５００ｋｇｆ／ｍｍ２（３５ＧＰａ）以下（典型的には、約１５００〜約３０００ｋｇｆ／ｍｍ２（１５〜約３０ＧＰａ））のヌープ硬度を有するものとして特徴付けられる材料を指すことを意図される。
【００３４】
本明細書において使用するとき、用語「超硬質材料」とは、典型的には、３５００ｋｇｆ／ｍｍ２（３５ＧＰａ）（典型的には約４０００〜約９０００ｋｇｆ／ｍｍ２（４０〜約９０ＧＰａ））のヌープ硬度を有するものとして特徴付けられる場合がある。
【００３５】
用語「超研磨剤」とは、本明細書において使用するとき、典型的には、４５００、又は４５００ｋｇｆ／ｍｍ２（４５ＧＰａ）超（典型的には４７００〜約９０００ｋｇｆ／ｍｍ２（４７〜約９０ＧＰａ））のヌープ硬度を有するものとして特徴付けられる研磨材を指すことを意図される。
【００３６】
１０００〜１５００ｋｇｆ／ｍｍ２（１０〜１５ＧＰａ）の範囲のヌープ硬度を有し、多くの炭化物は、２０００ｋｇｆ／ｍｍ２（２０ＧＰａ）超である。ヌープ硬度を判定する方法は、ＡＳＴＭ  Ｃ８４９、Ｃ１３２６、及びＥ３８４に記載される。
【００３７】
本発明は、特定の形状の研磨粒子（これは典型的には薄い本体部として特徴付けられる）を含む結合研磨物品、及びガラス化結合剤を含む結合媒体に関連する。本発明はまた、研磨用途、特に高性能研磨用途における本発明による物品の使用、並びに、加工品材料、特に、鋼、非鉄金属、及び合金から選択される加工物品材料を研磨するための、本発明による物品の使用に関連する。加えて、本発明は、加工物品を研磨するための方法に関連し、方法は、本発明による研磨物品の少なくとも一部を加工物品の表面と摩擦接触させる工程と、加工物品又は研磨物品の少なくとも一方を動かし（接触しているときに）、加工物品の表面の少なくとも一部を研磨する工程とを含む。
【００３８】
本発明により、結合研磨剤梁は成形研磨材料を含む。特定の形状を有する、研磨粒子を生成するために利用された３つの基本的な技術は、（１）溶融、（２）焼結、及び（３）化学セラミックである。
【００３９】
本発明において使用するために、成形研磨粒子を提供するために、これらの基本的技術のいずれか１つ、又はこれらの技術の２つ若しくは全部のいずれかの組み合わせが使用され得る。
【００４０】
本発明の成形研磨粒子へと作製され得る材料としては、研磨粒子としての使用に好適であるものとして既知である、任意の好適な硬質又は超硬質材料が挙げられる。
【００４１】
したがって、一実施形態において、成形研磨粒子は、硬質研磨材料を含む。別の実施形態において、成形研磨粒子は超硬質研磨剤梁を含む。更に他の実施形態において、成形研磨粒子は、硬質材料と超硬質材料の混合を含む。
【００４２】
好適な研磨剤梁の特定の実施形態としては、既知のセラミック材料、炭化物、窒化物、及び他の硬質及び超硬質物質、例えば、酸化アルミニウム（例えば、αアルミナ）材料（溶接、熱処理、セラミック、及び焼結酸化アルミニウム材料）、炭化ケイ素、二ホウ化チタン、窒化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶系窒化ホウ素（ＣＢＮ）、ガーネット、アルミナジルコニア、ゾルゲルに由来する研磨粒子、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせが挙げられる。
【００４３】
上記のうち最も有用なものは典型的に、酸化アルミニウムに基づき、本発明による特定の記述は、酸化アルミニウムを特に参照して例示され得る。しかしながら、本発明は、酸化アルミニウムに限定されず、複数の異なる硬質及び超硬質材料と共に使用するように適合され得ることが理解される。
【００４４】
成形研磨粒子を調製するために３つの基本的な技術（すなわち、溶融、焼結、及び化学セラミック技術）に関し、本発明において、成形研磨粒子は、これらの技術（すなわち、１つ以上の、溶融、焼結、又はセラミック材料）と、酸化アルミニウムである好ましい材料（好ましくは酸化αアルミナ）によって調製された１つ以上の材料に基づき得る。換言すると、本発明による好ましい形状の研磨物品は、アルミナに基づき、すなわち、このような粒子はアルミナからなるか、又は例えば、５０％超、例えば、５５〜１００重量％超、６０〜８０重量％、より好ましくは８５〜１００重量％の研磨粒子の大部分がアルミナからなる。残りの部分は、先に概要を示された硬質、及び超硬質材料が挙げられるがこれらに限定されない、研磨剤として機能する成形研磨粒子を損なわないいずれかの材料を含み得る。いくつかの好ましい実施形態において、成形研磨粒子は、１００％酸化アルミニウムからなる。更に他の好ましい実施形態において、成形研磨粒子は、酸化アルミニウムの６０重量％の酸化アルミニウム、又は少なくとも７０重量％の酸化アルミニウムを含む。有用な成形研磨粒子としては例えば、多量の溶融酸化アルミニウム（例えば、５０重量％以上、又は好ましくは５５重量％以上）、及び酸化溶融アルミニウムとは異なる少量（例えば、５０重量％未満、及び好ましくは４５重量％未満）の研磨材（例えば、酸化ジルコニウム）が挙げられるが、これに限定されない。
【００４５】
また、例えば、上部に無機粒子の表面コーティングを有する、研磨粒子を使用することが、本発明の範囲内である。成形研磨粒子上の表面被覆を使用して、研磨物品中の成形研磨粒子と結合材との間の接着を改善してもよく、又は成形研磨粒子の静電沈着を助けてもよい。一実施形態において、米国特許第５，３５２，２５４号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａ）に記載されているように、成形研磨粒子の０．１〜２重量％の表面被覆の量で使用してもよい。そのような表面被覆は、特許第５，２１３，５９１号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａら）、同第５，０１１，５０８号（Ｗａｌｄら）、同第１，９１０，４４４号（Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ）、同第３，０４１，１５６号（Ｒｏｗｓｅら）、同第５，００９，６７５号（Ｋｕｎｚら）、同第５，０８５，６７１号（Ｍａｒｔｉｎら）、同第４，９９７，４６１号（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙら）、及び同第５，０４２，９９１号（Ｋｕｎｚら）に記載されている。更に、表面被覆は成形研磨粒子のキャッピングを防ぎ得る。キャッピングとは、研磨中の加工対象物からの金属粒子が成形研磨粒子の頂上部に溶着される現象を表す用語である。上記の機能を発揮する表面被覆は、当業者には既知である。
【００４６】
本発明において、化学セラミック技術、すなわち、セラミック成形研磨粒子により生成される成形研磨粒子を使用することが好ましい。しかしながら、本発明は、このような粒子の使用に限定されない。
【００４７】
一実施形態において、セラミック成形研磨粒子は、αアルミナを含み、すなわち、粒子はαアルミナに基づくセラミック成形粒子である。
【００４８】
いくつかの実施形態では、セラミックの成形研磨粒子はゾルゲル法によるアルミナ研磨粒子を含む。種晶、及び非種晶ゾルゲル誘導アルミナ系研磨粒子は、本発明により好適に使用され得る。しかしながら、いくつかの例において、非種晶ゾルゲル誘導アルミナ系研磨粒子を使用することが好ましい場合がある。
【００４９】
本発明の成形研磨粒子はそれぞれ、実質的に正確に成形された三次元形状を有する。典型的には成形研磨粒子は一般的に所定の幾何形状（例えば、成形研磨粒子を形成するために使用された成形空洞を実質的に複製するもの）を有する。
【００５０】
典型的に、成形研磨粒子は、薄い本体部として特徴付けられる。本明細書において使用するとき、薄い本体部は、フィラメント状粒子（例えば、ロッド）から区別するために使用され、１つの粒子寸法（長さ、最長粒子寸法）が他の２つの粒子寸法（幅及び厚さ）よりも実質的に大きく、これは、３つの粒子寸法（本明細書により定義される長さ、幅、及び厚さ）が同程度であるか、又は２つの粒子寸法（長さ及び幅）が残りの粒子寸法（厚さ）よりも大きい、本発明において有用な粒子寸法とは異なる。従来的フィラメント状研磨粒子は、約１：１〜５０：１、好ましくは約２：１〜約５０：１、及びより典型的には約５：１〜２５：１である、長さ（最長粒子寸法）の最長断面寸法（長さと垂直な最高断面寸法）に対する比率である、アスペクト比によって特徴づけることができる。更に、このような従来的なフィラメント状研磨粒子は、長さに沿って変化しない、断面形状（長さ、又は粒子の最長寸法と垂直にとった断面の形状）断面形状によって特徴付けられる。
【００５１】
これに対し、本発明による成形研磨粒子は、粒子の長さに沿って変化する断面形状によって典型的に特徴づけることができる。変化は、断面形状の大きさ、又は断面形状の形状に基づく場合がある。
【００５２】
接着剤粒子はそれぞれ一般的に、厚さｔによって分離される第１側部及び第２側部を含む。第１側部は一般的に、第１幾何形状の外辺部を有する第１面（典型的な場合において平坦な面）を有する（かつより典型的にはこのような第１面である）。
【００５３】
好ましくは、厚さｔは、粒子の最も短い辺に関する寸法の長さと等しいか、これより短い（粒子の第１側部の最も短い側部、及び第２側部；粒子の最も短い側部に関する寸法の長さはまた、本明細書において、粒子の最も短い面寸法の長さと称されることがある）。
【００５４】
典型的な場合において、第２側部は、厚さｔにより第１側部から分離された頂点を含み、又は第２側部は、厚さｔによって第１側部から分離されたリッジラインを含み、又は第２側部は、厚さｔにより第１側部から分離された第２面を含む。例えば、第２側部は、頂点、及び頂点と第１面の外辺部を接続する少なくとも１つの側壁を含んでもよい（代表的な実施例は、角錐状の粒子、例えば、四面体粒子を含む）。あるいは、第２側面は、リッジライン、及びリッジラインと第１面の外辺部を接続する少なくとも１つの側壁を含んでもよい（例示的な実施例は屋根型の粒子を含む）。あるいは、第２側部は、第２面、及び第２面と第１面を接続する少なくとも１つの側壁（これは、傾斜した側壁であってもよい）を含み得る（例示的な実施例は、三角形のプリズム、又は切頭角錐を含む）。
【００５５】
本発明による異なる形状の研磨粒子のブレンドは、本発明の結合研磨粒子において使用され得る。成形研磨粒子のブレンドは、本発明による第１の複数の成形研磨粒子、及び本発明による第２の複数の成形研磨粒子を含む場合があり、第１の複数の粒子は、第２の複数の粒子とは異なる。差異は、例えば、研磨粒子の形状、等級、又は化学的組成に基づいて選択される。
【００５６】
厚さｔは同じであるか（例えば、第１及び第２側部が並行な平面を有する実施形態において）、又は粒子の平坦な構成にわたって変化する（例えば、第１及び第２側面の一方又は両方が非平坦な面を有する実施形態、又は第２側部が以下でより詳細に記載される頂点又はリッジラインを含む実施形態において）。
【００５７】
殆どの場合において、成形研磨粒子の最も短い寸法の長さの、成形研磨粒子の厚さに対する比率は、少なくとも１：１であるが、１：１〜１０：１であり、より好ましくは２：１〜８：１であり、最も好ましくは３：１〜６：１の範囲である。この比率は、本明細書において第１アスペクト比と称される。
【００５８】
粒子の厚さの寸法は、特に限定されない。例えば、特定の場合において、厚さは約５μｍ以上、又は約１０μｍ以上、又は約μｍ以上（about micrometers or more）、又は約３０μｍ以上、又は更に約２００μｍ以上であり得る。厚さの上限は、大きな粒子に関して約４ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約１６００μｍ以下、約１２００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５００μｍ以下、約３００μｍ、又は約２００μｍ以下であるように選択され得る。
【００５９】
成形研磨粒子は典型的に、０．００１ｍｍ〜２６ｍｍ、より典型的には０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、及びより典型的には０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲の長さを有するように選択されるが、他の長さもまた使用されてもよい。一実施形態では、長さは、結合した砥石車が内部で含まれる厚さの分数として表され得る。例えば、成形研磨粒子は、結合した研磨ホイールの厚さの半分より大きい長さを有してもよい。一実施形態では、長さは、結合した研磨ホイールの厚さよりも大きくてもよい。
【００６０】
成形研磨粒子は典型的に、０．００１ｍｍ〜２６ｍｍ、より典型的には０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、及びより典型的には０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲の幅を有するように選択されるが、他の長さもまた使用されてもよい。
【００６１】
成形研磨粒子は、様々な体積アスペクト比を有してよい。体積縦横比は、体積の重心を貫通する最大断面積を体積の重心を貫通する最小断面積で除した比率として定義される。
【００６２】
一部の形状では、最大断面積及び最小断面積は、その形の外部形状に対して平面傾斜しているか、角度がついているか、又は傾斜していてよい。例えば、球体は１．０００の体積縦横比を有するが、立方体は１．４１４の体積縦横比を有する。長さＡに等しい各側辺、及びＡに等しい均一な厚さを有する、正三角形の形態の成形研磨粒子は１．５４の体積測定アスペクト比を有することになり、この均一な厚さを０．２５Ａに低減した場合には、体積測定アスペクト比は、２．６４に増大する。より大きい体積縦横比を有する成形研磨粒子は、改善された切削性能を有すると考えられる。
【００６３】
本発明の様々な実施形態では、成形研磨粒子の体積アスペクト比は、約１．１５超、又は約１．５０超、又は約２．０超、又は約１．１５〜約１０．０、又は約１．２０〜約５．０、又は約１．３０〜約３．０であってよい。
【００６４】
研磨粒子は典型的には、様々な三次元形状を有する、薄い三次元本体の形状である。典型的な例としては、本明細書において以下により詳細に記載されるように、内方へ（例えば、陥没部又は凹部）成形された少なくとも１つの面、及びより好ましくは２つの面を有する、平坦な三角形、平坦な矩形、平坦な三角形の形態の粒子（典型的には薄い本体）が挙げられる。
【００６５】
第１側部は一般的に、第１幾何形状の外辺部を有する第１面を有する（かつより典型的にはこのような第１面である）。
【００６６】
例えば、第１幾何形状は、少なくとも１つの頂点、より典型的には２つ以上、好ましくは３つ以上、最も好ましくは３つ又は４つの頂点を有する幾何形状から選択され得る。
【００６７】
少なくとも１つの頂点を有する幾何形状の好適な実施例としては多角形（等辺系、等角、星形、規則的又は不規則的多角形）、レンズ形、三日月形、円形、半円形、オーバル形、円部分、円形区分、液滴形、及びハイポサイクロイド（例えば、超オーバル形）が挙げられる。好適な多角形幾何形状のための特定の例としては、三角形、及び四辺形が挙げられる（例えば、正方形、矩形、菱形、偏菱形、台形（trapezoid）、凧形、又は超楕円）。
【００６８】
好適な四辺形の頂点は更に、長手方向軸に交差する対の対向する主頂点及び長手方向軸の両側に位置する一対の対向する副頂点とに分類することができる。この種類の四辺形を有する第１面を有する成形研磨粒子は、長手方向軸に沿った最大長さを長手方向軸と横方向の最大幅で割った、１．３以上、好ましくは１．７〜約５のアスペクト比によって特徴付けることができる。このアスペクト比はまた、本明細書において二次アスペクト比と称される。
【００６９】
いくつかの実施形態において、第１幾何形状は、三角形、例えば、二等辺三角形、又はより好ましくは等辺三角形から選択されることが特に好ましい。
【００７０】
他の実施形態において、第１幾何形状は、四辺形、好ましくは、正方形、矩形、菱形、偏菱形、台形、凧形、又は超楕円から選択され、より好ましくは、矩形、菱形、偏菱形、凧形、又は超楕円の群から選択される。
【００７１】
本発明の目的のため、幾何形状はまた、規則的又は非規則多角形、又は星形を含み、１つ以上の縁部（面の外辺部の一部）が弓状であり得る（内側に向かって、又は外側に向かって、前者が好ましい）。したがって、本発明の目的において、三角形には、縁部の１つ以上（面の外辺部の部分）が弓型であり得る三角形をも含み、すなわち、三角形の定義は、球面三角形まで拡張され、四辺形の定義は超楕円まで拡張される。
【００７２】
第２辺は、第２面を含み、（好ましくは）第２面である。第２面は、第２幾何形状の外辺部を有し得る。
【００７３】
第２幾何形状は、第１幾何形状と同じか、又は異なる場合がある。好ましくは、第２幾何形状は、第１幾何形状と実質的に同じ形状を有するように選択され、好ましくは第１幾何形状を有するように適合する方法で構成される（しかしながら、幾何形状の大きさ又は面積は異なることがあり、すなわち、一方の面が他方よりも大きいことがある）。
【００７４】
換言すれば、本明細書において使用するとき、用語「実質的に同じ形状」、又は「実質的に同一の形状」は、上記形状により包囲される領域の大きさが異なり得る場合も含むことが意図される。
【００７５】
実質的に同一の第１及び第２幾何形状の、好ましい場合に関し、用語「第１幾何形状と適合する方法で構成される」とは、第１及び第２幾何形状が互いに対して僅かに回転されている場合を含むことが意図されるが、上記実質的に同一の第１及び第２幾何形状が完全に位置合わせされているか、ほんの僅かしか互いに回転していないことが好ましい。角度（回転角度）は、第１面及び第２面の特定の幾何形状、及び粒子の厚さに依存する。回転の許容可能な角度は、０±３０°、好ましくは０±１５°、より好ましくは０±１０°の範囲であり得る。最も好ましくは、回転角度は約０°（例えば、０±５°）である。
【００７６】
第２面の外辺部の好適な幾何形状の実施例としては、第１幾何形状に関して、先に例示された形状が挙げられる。
【００７７】
第１及び好ましくは第２幾何形状は、三角形、例えば、二等辺三角形、又はより好ましくは等辺三角形から選択されることが特に好ましい。
【００７８】
第１面は実質的には平坦であり得、又は第２面（存在する場合）は実質的に平坦であり得る。また、両面とも実質的に平坦であり得る。多くの典型的な場合において、第１面は平坦である（第１側部と同一）。
【００７９】
あるいは、第１及び第２面（存在する場合）の一方は非平坦な面であり得る。また両面が非平坦な面であってもよい。
【００８０】
例えば、第１及び第２面の一方又は両方（存在する場合）は内方へ成形され得（例えば、陥没しているか、又は凹状）、又は外方に成形され得る（例えば、凸状）。
【００８１】
例えば、第１面（又は存在する場合は、第２面）は、内方へ成形され得（例えば、陥没しているか、又は凹状）、第２面（存在する場合、又は第１面）は実質的に平坦であり得る。あるいは、第１面（又は存在する場合第２面）は外方に成形され得（例えば、凸状）、第２面（存在する場合、又は第１面）は内方へ成形され得る（例えば、陥没しているか、又は凹状）か、第１面は内方へ成形され得（例えば、陥没しているか又は凹状）、第２面（存在する場合）はまた、内方へ成形され得る（例えば、陥没しているか又は凹状）。
【００８２】
第１面及び第２面（存在する場合）は、互いに実質的に並行であり得る。あるいは、第１面及び第２面（存在する場合）は非平行であり、例えば、各面と接する想像線がある点で交差する（１つの面が他の面に対して傾斜している代表的な場合）。
【００８３】
第２面は典型的には、以下でより詳細に記載されるように、傾斜した側壁であり得る、少なくとも１つの側壁によって、第１面の外辺部に接続される。側壁は、四辺形の小平面から典型的に選択される、１つ以上の面を含み得る。
【００８４】
第２面を有する成形粒子の特定の実施例としては、プリズム（例えば、三角形プリズム）及び切頭円錐が挙げられる。
【００８５】
いくつかの実施形態では、第２側部は、側壁（図に見られるように側壁と第２面との間の抜き勾配は９０°に等しい）、又は傾斜している側壁（側壁と第２面との間の抜き勾配αは９０°より大きい）を形成する第２面及び４つの小平面を含む。傾斜側壁を有する傾斜した研磨粒子の厚さｔが大きくなると、成形研磨粒子は、抜き勾配αが９０°超であるときに、切頭円錐に似る。
【００８６】
成形研磨粒子は、傾斜側壁であり得る少なくとも１つの側壁を含み得る。典型的には、第１面及び第２面は、少なくとも１つの側壁によって互いに接続される。
【００８７】
他の実施形態において、リッジライン及び第１面は、少なくとも１つの側壁によって互いに接続される。
【００８８】
更に他の実施形態において、頂点及び第１面は、少なくとも１つの側壁によって互いに接続される。
【００８９】
いくつかの実施形態において、２つ以上の（例えば、２つ又は３つの）傾斜側壁が存在する場合があり、各傾斜側壁のための傾斜又は角度は同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態において、第１面及び第２面は、側壁によって相互に連結される。他の実施形態において、面が薄い縁部又は点へとテーパ状になり、これらが側壁を有する代わりにここで出会う粒子において、側壁が最小化され得る。
【００９０】
側壁は変動する場合があり、これは一般的に、第１面及び第２面（存在する場合）の外辺部を形成する。傾斜側壁の場合、これは第１面の外辺部、及び第２面（存在する場合）の外辺部を形成する。一実施形態において、第１面及び第２面の外辺部は幾何学的形状であるように選択され（好ましくは三角形）、第１面及び第２面は同一の幾何学的形状を有するように選択される。ただし、これらは寸法が異なり、１つの面が他の面よりも大きくてよい。
【００９１】
成形研磨粒子の第２面と側壁との間の抜き勾配αは様々であり、各面の相対的寸法を変化させてよい。本発明の様々な実施形態において、第１面の面積又は寸法と第２面の面積又は寸法とは実質的に等しい。本発明の他の実施形態では、第１面又は第２面は、他方の面よりも小さくてもよい。
【００９２】
本発明の一実施形態において、抜き勾配αは、両面が実質的に等しくなるように約９０°であってよい。本発明の別の実施形態において、抜き勾配αは、第１面の面積が第２面の面積よりも大きくなるように、９０°超であってよい。本発明の別の実施形態において、抜き勾配αは、第１面の面積が第２面の面積よりも小さくなるように、９０°未満であってよい。本発明の様々な実施形態において、抜き勾配αは、約９５°〜約１３０°、又は約９５°〜約１２５°、又は約９５°〜約１２０°、又は約９５°〜約１１５°、又は約９５°〜約１１０°、又は約９５°〜約１０５°、又は約９５°〜約１００°であってよい。
【００９３】
第１面及び第２面は、少なくとも、第１抜き勾配角を有する第１傾斜側壁によって、及び第１抜き勾配角とは異なる値に選択される第２抜き勾配角を有する第２傾斜側壁によって、互いにつながっている。例示される実施形態では、第１面及び第２面はまた、他の２つの抜き勾配角のいずれとも異なる値の第３抜き勾配角を有する第３傾斜側壁によっても、互いにつながっていることがある。一実施形態では、第１抜き勾配角、第２抜き勾配角、及び第３抜き勾配角は、全て互いに異なる値である。例えば、第１抜き勾配角は１２０°とすることができ、第２抜き勾配角は１１０°とすることができ、第３抜き勾配角は１００°とすることができる。
【００９４】
１つの傾斜側壁を有する研磨粒子の場合と同様に、傾斜側壁を備える成形研磨粒子の第１、第２、及び第３傾斜側壁は、変化してもよく、これらは一般的に、第１面及び第２面の外辺部を一般的に形成する。
【００９５】
一般的に、成形研磨粒子の第２面とそれぞれの傾斜側壁との間の第１、第２、及び第３の抜き勾配は様々であってよく、抜き勾配の少なくとも２つは異なる値であり、望ましくは３つ全てが異なる値である。本発明の様々な実施形態において、第１抜き勾配、第２抜き勾配、及び第３の抜き勾配は、約９５°〜約１３０°、又は約９５°〜約１２５°、又は約９５°〜約１２０°、又は約９５°〜約１１５°、又は約９５°〜約１１０°、又は約９５°〜約１０５°、又は約９５°〜約１００°であってよい。
【００９６】
傾斜側壁ははまた、抜き勾配αの代わりに半径Ｒによっても画定され得る（米国特許出願番号第２０１０／０１５１１９６号の図５Ｂに例示される）。半径Ｒは、側壁のそれぞれに関して変化し得る。
【００９７】
加えて、成形研磨粒子の様々な傾斜側壁は、同一の抜き勾配又は異なる抜き勾配を有してよい。更に、９０°の抜き勾配は、１つ以上の側壁で使用され得る。しかしながら、傾斜側壁を備える成形研磨粒子が所望される場合、側壁の少なくとも一方が、約９０°超、好ましくは９５°以上の抜き勾配を有する傾斜側壁である。
【００９８】
側壁は、正確に成形され、例えば、凹状又は凸状であり得る。あるいは、側壁（上面）は、均一な平面であってもよい。均一な平面状とは、側壁が、一方の面から他方の面に凸状である領域、又は一方の面から他方の面に凹状である領域を有さないことを意味する。例えば、側壁表面の少なくとも５０％、又は少なくとも７５％、又は少なくとも８５％以上が平坦である。均一に平面の側壁は、側壁と第１面及び第２面とが交差する、より明確に画定された（より鋭い）縁部をもたらし、これも研削性能を改善すると考えられる。
【００９９】
側壁はまた、典型的には、三角形及び四辺形の小平面、又は三角形及び四辺形の小平面の組み合わせから選択される、１つ以上の小平面を含み得る。
【０１００】
第１側部と側壁との間の角度βは、２０°〜約５０°、又は約１０°〜約６０°、又は約５°〜約６５°であり得る。
【０１０１】
第２側部はリッジラインを含み得る。リッジラインは典型的に、上記のように、傾斜側壁であり得る少なくとも１つの側壁によって、第１面の外辺部に接続されている。側壁は、典型的には、三角形及び四辺形の小平面、又は三角形及び四辺形の小平面の組み合わせから選択される、１つ以上の小平面を含み得る。
【０１０２】
リッジラインは、第１側部と実質的に平行であり得る。あるいは、リッジラインは第１側部と非平行であってもよく、例えばそれによって、リッジラインと接する想像線が一点において第１側部と交差する（リッジラインが第１面に対して傾斜している、代表的な場合において）。
【０１０３】
リッジラインは直線的であってもよく、又はリッジラインが弓状構造を有する代表的な場合におけるように、非直線的であってもよい。
【０１０４】
小平面は、平面的又は非平面的であり得る。例えば、小平面の少なくとも１つが非平坦、例えば、凹状又は凸状であってもよい。いくつかの実施形態において、小平面の全てが、例えば、凹状小平面など、非平坦な小平面であり得る。
【０１０５】
リッジラインを有する成形粒子の特定の例としては、屋根型粒子、例えば、国際特許出願番号第２０１１／０６８７１４号の図４Ａ〜４Ｃに記載の例示の粒子が挙げられる。好ましい屋根型粒子としては、寄せ棟屋根、又は寄棟屋根（いずれかの側壁小平面が、リッジラインから第１側部へと下方に傾斜を呈する屋根の種類）が挙げられる。寄棟屋根は典型的には、垂直な側壁又は小平面を含まない。
【０１０６】
いくつかの実施形態において、第１幾何形状は、４つの辺及び４つの頂点を有する四辺形から（例えば、菱形、偏菱形、凧形、超楕円からなる群から）選択され、第２側部は、寄棟屋根と同様の構造を形成する、リッジライン及び４つの小平面を含む。したがって、対向する２つの小平面は、三角形状を有し、対向する２つの小平面は、台形形状を有す。
【０１０７】
第２側部は、頂点、及び頂点と第１面の外辺部を接続する少なくとも１つの側壁を含み得る。少なくとも１つの側壁は、以下に記載されるように、傾斜する側壁であってもよい。側壁は１つ、典型的には三角形の小平面から選択される１つ以上の小平面を含み得る。小平面は、平面的又は非平面的であり得る。例えば、小平面の少なくとも１つが非平坦、例えば、凹状又は凸状であってもよい。いくつかの実施形態において、小平面の全てが、例えば、凹状小平面など、非平坦な小平面であり得る。
【０１０８】
代表的な実施例としては、角錐状粒子、例えば、四面体の形状の粒子、又は国際特許出願第２０１１／０６８７１４号の図１Ａ〜１Ｃ、及び図２Ａ〜２Ｃに例示される粒子が挙げられる。成形研磨粒子の厚さｔを調整して、第１側部と側壁（又は小平面）との間の角度βを選択することができる。本発明の様々な実施形態では、第１側壁と側壁（又は小平面）との間の角度βは２０〜約５０°、又は約１０°〜約６０°、又は約５°〜約６５°であり得る。
【０１０９】
典型的な実施形態において、第２側部は頂点、及び角錐を形成する三角形の小平面を含み、及びより典型的にはこれからなる側壁を含む。側壁からなる小平面の数が、第１幾何形状内に存在する辺（第１面の外辺部を画定する）の数に依存する。例えば、三角形の第１幾何形状によって特徴付けられる第１側部を有する角錐状研磨粒子は一般的に、頂点で出会う３つ三角形小平面を有し、よって角錐を形成し、四辺形第１幾何形状によって特徴付けられる第１側部を有する角錐状研磨粒子は頂点で出会う４つの三角形小平面を有し、よって角錐を形成する、などである。
【０１１０】
いくつかの実施形態において、第２側部は頂点、及び角錐を形成する４つの小平面を含む。代表的な実施形態において、成形研磨粒子の第１側部は、４つの辺及び４つの頂点を有する四辺形の第１面を含み、四辺形は、菱形、偏菱形、凧形、又は超楕円からなる群から選択される。第１面の外辺部の形状（すなわち、第１幾何形状）は、好ましくは上記の群から選択され得るがこれは、これらの形状が、長手方向軸に沿った対抗する主要頂点を備える成形研磨粒子を生じ、横方向軸から各対向する主要頂点に向かってテーパ状となる形状を生じる。
【０１１１】
テーパの度合いは、長手方向軸に沿った最大長Ｌを長手方向軸に垂直の横軸に沿った最大幅Ｗで割ることで画定される特定の粒子のアスペクト比を選択することで調整できる。いくつかの用途において所望され得る成形研磨粒子に関して、このアスペクト比（本明細書ではまた「二次アスペクト比」とも称される）は、１．０超であるべきである。本発明の様々な実施形態では、二次アスペクト比は約１．３〜約１０、又は約１．５〜約８、又は約１．７〜約５である。二次アスペクト比が大きくなりすぎると、成形研磨粒子は壊れやすくなり得る。
【０１１２】
幾つかの実施形態では、国際特許出願番号第２０１１／０６８７１４号の図１に破線４２で示すように、頂点の１つ以上を僅かに切頭し、成形研磨粒子をそのような形状に成形することが可能である。これらの実施形態では、切頭が行われる辺を延長させて１つ以上の想像上の頂点が形成されるのであれば、それは請求項に係わる四辺形を完成し、第１側は請求項に係る形状であると考えられる。例えば、対向する主頂点の双方が切頭されるのであれば、辺を切頭を通り越して延長させるとき、辺は２つの想像上の頂点を形成し、それによって第１側の菱形形状を完成するので、得られる形状もやはり菱形であると考えられる。
【０１１３】
頂点を含む第２側部を有する成形研磨粒子の別の代表的な種類は、四面体粒子である。四面体形状は一般的に、６つの共通の辺（ｓｉｘ  ｃｏｍｍｏｎ  ｅｄｇｅｓ）によって結合される４つの主要側部を含み、４つの主要側部の１つが、４つの主要側部の他の３つと接触し、６つの共通の辺は実質的に同じ長さを有する。本明細書において使用される定義により、四面体形状は、第１面として正三角形を含む第１側部と、頂点、及び第１面と頂点を接続し、よって四面体を形成する、３つの正三角形を小平面として含む、第２側部とによって特徴付けることができる。
【０１１４】
４つの主要側部（すなわち、第１側部及び３つの小平面からなる群）の少なくとも１つが実質的に平坦であり得る。４つの主要側部の少なくとも１つが凹状であり、又は４つの主要側部全部が凹状である。４つの主要側部の少なくとも１つが凸状であり、又は４つの主要側部全部が凸状である。
【０１１５】
本実施形態の成形粒子は典型的には四面体の対称性を有する。本実施形態の成形研磨粒子は好ましくは実質的に、規則的な四面体として成形される。
【０１１６】
成形研磨粒子が、以下から選択される少なくとも１つの成形特徴を含む：開口部（好ましくは第１及び第２側部を通じて延びる又は通過するもの）、少なくとも１つの陥没した（又は凹状）面又は小平面、外方に成形された（又は凸状）の少なくとも１つの面又は小平面、複数の溝を含む少なくとも１つの側部、少なくとも１つの断裂表面、低い真円度係数（本明細書において以下に記載される）、鋭利な先端部を有する１つ以上の角点を含む第１面の外辺部、鋭利な先端部を有する１つ以上の角点を含む外辺部を有する第２面を含む第２側部、又は上記形状特徴の１つ以上の組み合わせ。
【０１１７】
好ましい実施形態において、成形研磨粒子は、第１面、及び任意により第２面の実質的に三角形の外辺部と組み合わせた上記の形状特徴の少なくとも１つを含む。
【０１１８】
他の好ましい実施形態において、成形研磨粒子は、実質的に四辺形の第１幾何形状と組み合わせた、上記の形状特徴の少なくとも１つを含む。
【０１１９】
他の好ましい実施形態において、成形研磨粒子は、記載の形状特徴の２つ以上（例えば、３つ、４つ、５つ以上の）の組み合わせを含む。例えば、研磨粒子は、開口部並びに外方に成形された（又は凸状）第１面及び陥没した（又は凹状）第２面、複数の溝及び低い真円度係数を含む第２面、又は開口部並びに外方に成形された（又は凸状）第１面及び陥没した（又は凹状）第２面を含み得る。
【０１２０】
成形研磨粒子は好ましくは、鋭い先端部を有する１つ以上の角点を含む、第１及び任意の第２面の外辺部を有する。好ましくは、外辺部に含まれる角点の全てが鋭い先端部を有する。研磨粒子は好ましくはまた、側壁（例えば、側壁に含まれる２つの一致する小平面の間）に存在し得るいずれかの辺に沿って鋭い先端部を有する。
【０１２１】
角点の鋭さは、上記角点に沿った、曲率半径によって特徴付けられる場合があり、半径は外辺部の内側の延びる（図６Ｄに示される代表的な成形研磨粒子に関して例示される）。
【０１２２】
本発明の様々な実施形態において、曲率半径（本明細書において平均先端半径とも称される）は、７５μｍ未満、又は５０μｍ未満、又は２５μｍ未満であり得る。より鋭い先端は、使用中に成形研磨粒子のより積極的な切削、及び改善された断裂を促進すると考えられる。
【０１２３】
より小さな曲率半径とは、粒子を調製するために使用される成形型の縁部又は角の特徴（すなわち、粒子の理想的な形状）をより完全に複製し、すなわち、成形研磨粒子はより正確に作製されることを意味する。典型的に、所望の形状の成形型を使用して作製される成形研磨粒子（特に、セラミック成形研磨粒子）は、例えば、プレス、穿孔、又は押し出しに基づく方法により、成形研磨粒子を調製する他の方法に基づく方法よりも、より正確に作製された粒子をもたらす。
【０１２４】
図６Ｃ〜６Ｄは、側壁縁部３２７ａの曲率半径３２９ａを示す。一般に、曲率半径が小さいほど側縁部は鋭くなる。
【０１２５】
成形研磨粒子は、開口部を含み得る。開口部は、第１側部及び第２側部を完全に通過し得る。あるいは、開口部は、両方の側部を完全に通過しないことがある、貫通孔を含み得る。
【０１２６】
一実施形態において、開口部の大きさは、第１面、又は第２面（存在する場合）の外辺部によって画定される領域に対してかなり大きい場合がある。
【０１２７】
開口部は、第１幾何形状及び第２幾何形状のものと同じ又は異なる幾何形状であり得る、幾何形状を含み得る。
【０１２８】
第１面又は第２面のいずれか大きい方の面の面積で除した、開口部の面積の開口比は、約０．０５〜約０．９５、又は約０．１〜約０．９、又は約０．１〜約０．７、又は約０．０５〜約０．５、又は約０．０５〜約０．３であってもよい。この計算の目的のために、開口部によるいずれかの面積を減算することなく、面の面積は、外辺部によって包囲された面積に基づいている。
【０１２９】
開口部を有する成形研磨粒子は、中空ではない、開口部を持たない成形研磨粒子を上回る、複数の利点を有することができる。第１に、開口部を有する成形研磨粒子は、中実の成形研磨粒子と比較したとき、向上した切削率を有する。面の大きさに対してより大きな開口部を有する成形研磨粒子は、より高い研磨性能を有し得る。
【０１３０】
開口部の内側表面は様々な輪郭を有し得る。例えば、内側表面の輪郭は、開口部を有する成形研磨粒子の製造に使用される、規律する成形要素の形状に従って、平坦、凸状、又は凹状であり得る。加えて、内表面は、各面の開口部の寸法が異なるように先細であってよい。内表面は、成形研磨粒子が成形型から最も容易に放出され、乾燥工程中の成形研磨粒子のひび割れを防ぐために、開口部が成形型の空洞の上部でより狭く、成形型の空洞の底部でより広いように、先細表面あることが好ましい。
【０１３１】
開口部は、第１外辺部と実質的に同じ形状を有するように選択され得る。開口部は、第１面の外辺部、及び第２面の外辺部と実質的に同じ形状を有するように選択され得る。したがって、開口部を有する成形研磨粒子は、例えば、米国特許出願番号第２０１０／０１５１２０１号の図１Ａ又は図５Ａに例示される閉じた多角形を形成するべく、その対応する端部で結合された複数の線の一体接続を含み得る。あるいは、開口部の形状は、米国特許出願番号第２０１０／０１５１２０１号の図５Ｂに例示される、第１及び任意により第２外辺部の形状とは異なるように選択され得る。開口部の大きさ及び／又は形状は、異なる機能をより効果的に実行するために変化し得る。一実施形態において、開口部の形状は、実質的に三角形であり、より好ましくは正三角形の形状である。
【０１３２】
開口部を有する成形研磨粒子の別の特徴は、ＡＮＳＩ  Ｂ７４．４「Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｂｕｌｋ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｇｒａｉｎｓ」（１９９２年）で検査したときに、嵩密度が極めて低いことであってよい。開口部は、全体の寸法を減らさずに成形研磨粒子の質量を大幅に低減できるので、結果として生じる嵩密度は極めて低くてよい。更に、成形研磨粒子の嵩密度は、単に粒子の開口部の寸法及び形を変化させることによって、容易に変更され、制御されてよい。本発明の様々な実施形態において、開口部を有する成形研磨粒子の嵩密度は、１．３５ｇ／ｃｍ３未満、又は１．２０ｇ／ｃｍ３未満、又は１．００ｇ／ｃｍ３未満、又は０．９０ｇ／ｃｍ３未満であってよい。
【０１３３】
成形研磨粒子は、少なくとも１つの非平坦面を含み得る。例えば、第１面は、非平坦面であってもよく、又は第１面及び第２面の両方が非平坦であってもよく、第１面及び第２面の一方又は両方が内方へ成形され得るか（例えば、陥没又は凹状）、外方に成形され得る（例えば、凸状）。
【０１３４】
例えば、第１面は、内方へ成形され得（例えば、陥没しているか、又は凹状）、第２面は実質的に平坦であり得る。あるいは、第１面は外方に成形され得（例えば、凸状）、第２面は内方へ成形され得る（例えば、陥没しているか、又は凹状）か、第１面は内方へ成形され（例えば、陥没しているか又は凹状）、第２面はまた、内方へ成形され得る（例えば、陥没しているか又は凹状）。
【０１３５】
内方へ成形される面（例えば、陥没した面）は、実質的に平坦な中心部、及び複数の隆起角部又は上向きの点を含み得る。このような面を更に特徴付けるため、成形研磨粒子の第１面の湾曲は、ｗｗｗ．ＮＬＲＥＧ．ｃｏｍから得られる、Ｐｈｉｌｌｉｐ  Ｓｈｅｒｒｏｄ，Ｂｒｅｎｔｗｏｏｄ，Ｔｅｎｎ．から入手可能な非線形回帰曲線適合プログラム「ＮＬＲＥＧ」などの好適な画像分析プログラムを使用して、球体を適合することによって、測定され得る。陥没した面は、想像分析により、陥没した面に適合する球の湾曲の半径を含み得る。球の中心が、第１面２４の中点の上で垂直に位置合わせされるとき、半径は約１ｍｍ〜約２５ｍｍ、より好ましくは約１ｍｍ〜約１４ｍｍ、又は約２ｍｍ〜約７ｍｍであり得る。一実施形態において、皿状の研磨粒子に適合した球体の半径は２．０ｍｍであり、別の実施形態においては３．２ｍｍ、別の実施形態においては５．３ｍｍ、及び別の実施形態においては１３．７ｍｍであった。
【０１３６】
一実施形態において研磨粒子は、皿形研磨粒子として記載され得る。概して、皿形成形研磨粒子は典型的に、様々な厚さｔを有する側壁によって分離される第面及び第２面を有する薄い本体を含む。一般的に、側壁の厚さは、皿形研磨粒子の点又は角部においてより大きく、縁部の中点においてより薄い。よって、ＴｍはＴｃ未満である。いくつかの実施形態において、側壁は、先により詳細に記載されたように、９０°超の抜き勾配αを有する傾斜側壁である。２つ以上の傾斜側壁が存在してもよく、各傾斜側壁に関する傾斜又は抜き勾配は、先に記載されたように、皿形研磨粒子の各側部において同じであっても、異なっていてもよい。
【０１３７】
いくつかの実施形態において、第１面は内方へ成形され（例えば、陥没した）、第２面及び側壁は実質的に平坦である。「陥没している」とは、第１面の内部の厚さＴｉが、外辺部に沿った部分における成形研磨粒子の厚さよりも薄いことを意味する。
【０１３８】
上記のように、いくつかの実施形態において、陥没した面は、実質的に平坦な中央部、及び複数の上向きの点、又は複数の隆起した角部を有する。皿形研磨粒子の外辺部は、上向きの点又は角部の間の点において平坦又は直線的であり得、厚さＴｃは、Ｔｍよりも遥かに大きい場合がある。
【０１３９】
他の実施形態において、陥没した第１面は実質的に凹状であり、３個の上向きの先端部又は角部と、実質的に平面的な第２面を有する（成形研磨粒子は平凹状である）。第１面が陥没し、第２面及び側壁が実質的に平坦である実施形態と比較して、ＴｃとＴｍとの間の差は少なく、第１面の内側から各上向きの点へとより段階的な遷移が存在し得る。陥没した面は、成形型にゾルゲルを含み、第１面を陥没した状態にするメニスカスを形成する、製造方法の使用によるものであり得る。上述したように、先端部又は角部における厚さＴｃが、第の面の内部の厚さＴｉよりも大きい傾向にあるように、第１面は陥没している。したがって、点又は角部が、第１面の内部よりも高くなっている。
【０１４０】
本発明の様々な実施形態では、Ｔｃ／Ｔｉの厚さの比は、１．２５〜５．００、又は１．３０〜４．００、又は１．３０〜３．００であってもよい。厚さの比率は、米国特許出願番号第２０１０／０１５１１９５号の［００３６］に記載されるように、計算され得る。三角形の皿形成形研磨粒子は、いくつかの実施形態では１．５５〜２．３２の厚さの比率を有するように測定された。米国特許第５，３６６，５２３号（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔら）に開示される従来技術の方法で製造された三角形の粒子は、０．９４〜１．１５の厚さ比を有することが測定された。つまり、これらの粒子は実質的に平坦であり、中央部がやや薄い可能性があるのと同様に、中央部がやや厚い可能性がある。１．２０を超える厚さ比を有する皿状の研磨粒子は、９５％の信頼区間で統計的にＲｏｗｅｎｈｏｒｓｔ粒子とは異なる。
【０１４１】
上記のように、第２面と皿形研磨粒子の側壁との間の１つ以上の抜き勾配αは、各面の相対的大きさを偏向するために変動し得る。
【０１４２】
皿形研磨粒子の好ましい実施形態は、陥没した面を有するものである。抜き勾配αはおよそ９８°であり、皿形研磨粒子の外辺部は正三角形を含む。各三角形の辺は、第１面の外辺部において約１．４ｍｍ長であった。
【０１４３】
一実施形態において厚さｔはより均一であり得る。したがって、ＴｍはＴｃにほぼ等しい。
【０１４４】
一実施形態において、例えば、皿状の研磨粒子が球殻の三角形断面を実質的に含むように、第１面は凸状であり、第２面は凹状である（凹凸状）。
【０１４５】
凸面は、ゾルゲルの蒸発乾燥中に、ピーナッツオイルなどの離型剤が存在するために成形型の底面から放出される成形型の空洞内のゾルゲルによって形成されると考えられる。次に、ゾルゲルのレオロジーは第１及び第２面を凸状／凹状に形成し、一方で外辺部は、蒸発乾燥中に（好ましくは三角形に）形成される。
【０１４６】
本発明の様々な実施形態において、球体の中心を第２面の中心上に垂直に位置合わせする場合、凹状の第２面に適合する球体の半径は、約１ｍｍ〜約２５ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約１４ｍｍ、又は約２ｍｍ〜約７ｍｍであり得る。
【０１４７】
本発明の他の実施形態において、皿状の研磨粒子の第１面及び第２面は、両方とも窪んでいてよい。いくつかの実施形態において、皿状の研磨粒子は両凹面であってよく、凹状の第１面と凹状の第２面とを有する。あるいは、他の陥没した構造形状が第２面に形成されてもよい。例えば、複数の上向きの点、又は複数の隆起した角部が第２面にある。かかる実施形態において、第１面の湾曲度又は平坦度は、皿状の研磨粒子の乾燥方法（これにより、窪んだ若しくは湾曲した第１面、又は実質的に平面的な第１面をもたらす）によってある程度制御可能である。
【０１４８】
成形研磨粒子は、第１面及び第２面の一方又は両方に複数の溝を含み得る。好ましくは、第２側部（すなわち、第２側部、及びより好ましくは第２面に含まれる、１つ以上の側壁、面又は小平面）は複数の溝を含む。
【０１４９】
成形研磨粒子は、第１面及び第２面の一方又は両方に複数のリッジを含み得る。好ましくは、第２側部（すなわち、第２側部、及びより好ましくは第２面に含まれる、１つ以上の側壁、面又は小平面）は複数のリッジを含む。
【０１５０】
複数の溝（又はリッジ）は、成形型から成形研磨粒子の前駆体を取り出すことをより容易にすることが見出されている成形型の空洞の底面の複数のリッジ（又は溝）によって形成され得る。
【０１５１】
複数の溝（又はリッジ）は特に限定されず、例えば、側部にわたって完全に延びても延びなくてもよい、平行な直線を含み得る。アスペクト比に関し、本発明で使用するための成形研磨粒子は、約２：１〜約５０：１、及びより典型的に約５：１〜約２５：１以上である、最大断面寸法の長さの比率を有するものとして特徴付けられる場合がある。一実施形態において、複数の溝（又はリッジ）は、第２側部にわたり（好ましくは第２面にわたり）完全に延びる並行な直線を含む。好ましくは、平行な直線は、第１縁部に沿った外辺部と９０°の角度で交差する。以下で更に記載されるように、溝又はリッジの断面形状は、切頭三角形、三角形、又は他の形状であり得る。本発明の様々な実施形態において、複数の溝の深さＤは、約１μｍ〜約４００μｍであってよい。更に、皿状の研磨粒子の厚さＴｃに対する溝の深さＤのパーセント比（Ｄ／Ｔｃ、％で示される）は、約０．１％〜約３０％、又は約０．１％〜２０％、又は約０．１％〜１０％、又は約０．５％〜約５％であってよい。
【０１５２】
本発明の様々な実施形態において、各溝（又はリッジ）同士の間隔は、皿状の研磨粒子の縁部の１つの長さなど面寸法の約１％〜約５０％、又は約１％〜４０％、又は約１％〜３０％、又は約１％〜２０％、又は約５％〜２０％であってよい。
【０１５３】
別の実施形態により、複数の溝は、面にわたって完全に延びても延びなくてもよい、交差する並行線のクロスハッチパターンを含む。第１組の平行線は、外辺部の１つの縁部を９０°の角度で交差して（三角形の縁部長さの６．２５％のパーセント間隔を有する）、第２組の平行線は、外辺部の第２縁部を約９０°の角度で交差し（６．２５％のパーセント間隔を有する）、第２面にクロスハッチパターンを生み出し、複数の隆起した菱形を形成した。様々な実施形態において、クロスハッチパターンは、交差平行線、交差非平行線、線間の様々なパーセント間隔、弓状の交線、又は溝の様々な断面形状を使用してよい。
【０１５４】
本発明の他の実施形態において、各成形型の空洞の底面のリッジ（又は溝）の数は、１〜約１００、又は約２〜約５０、又は約４〜約２５であってよく、したがって、成形研磨粒子内に対応する数の溝（又はリッジ）を形成する。
【０１５５】
成形研磨粒子は、低い平均真円度係数を有し得る。このような成形研磨粒子は、基部から研磨粒子の研削先端部まで延びる長手方向軸を含む（例えば、米国特許出願番号第２０１０／０３１９２６９号の図１に示される）。成形研磨粒子の平均真円度係数は、約１５％〜０％、又は約１３％〜０％、又は約１２％〜０％、又は約１２％〜約５％であってもよい。
【０１５６】
成形研磨粒子の横方向切削（すなわち、長手方向軸と９０°で横方向に切削、又は単に断面形状とも称される）により生じる断面平面の幾何形状は、特に制限されず、変動し得る。非円形断面形状が最も好ましいものとして使用される。円形断面は丸みをおびており、より鈍いと考えられる。非円形の断面は研削性能が改善されると考えられるが、それは、１つ以上の鋭い角部が存在し、１つ以上の辺がのみの刃と同様にほぼ直線状であり得るためである。望ましくは、断面形状は、三角形、矩形、台形、又は五角形を含むが、これらに限定されない多角形状である。
【０１５７】
好ましい実施形態において（例えば、粒子が第２面を有し、第１面及び第２面の少なくとも一方、又は好ましくは両方が内方へ成形される場合）、断面形状の大きさが、第２面の外辺部から、第２面の中央に向かって低減する。この関連において、用語「中央」とは、第２面の幾何形状（すなわち、第２幾何形状）の正確な幾何的中央に制限されないものの、この選択肢もまた想到され、いくつかの場合において好ましいことがあるが、第２幾何形状により画定される第２面の境界とは異なり、第２面の幾何形状の内側に一般的に位置する領域を包含することが意図される。
【０１５８】
一実施形態において、成形研磨粒子の第１及び第２側部（及び好ましくは第１及び第２面）の外辺部は三角形であり、断面形状は台形である。
【０１５９】
成形研磨粒子はまた、少なくとも１つの破損表面を含む（少なくとも１つの破損表面を有する成形研磨粒子がまた、本明細書においては破損成形研磨粒子又は研磨破片と称される）。換言すると、上記のように、研磨粒子は成形研磨粒子であり得るが、少なくとも１つの表面が破損表面である。
【０１６０】
少なくとも１つの破損表面を有さない同じ成形研磨粒子と比較して、破損研磨粒子は、比較される粒子の元の形状の面積の少なくとも６０％、又は７０％、又は８０％、又は９０％など、主要部分を含むものと考えられる。用語元の形状とは、同じ形状であるが、少なくとも１つの破損表面を有さないことを意味する。典型的には、元の形状は、比較される理想的な形状の研磨粒子を調製するために使用される成形型の形状に対応する。
【０１６１】
少なくとも１つの破損表面とは異なり、破損成形研磨粒子は、元の形状の主要部を画定する正確に形成された表面のみを含み、機械的破砕操作により得られた粒子は除く。
【０１６２】
一実施形態において、破砕成形された研磨粒子は、４つ以上、好ましくは３つ以上の表面を含まない。別の実施形態において、破砕成形された研磨粒子は１つの破損表面を含む。
【０１６３】
元の形状は特に制限されず、少なくとも１つの破損表面を含まない研磨粒子に関して先に定義された幾何形状から選択され得る。
【０１６４】
破損した成形研磨粒子は、三角形の空洞など、元の形状を有する金型に形成され得る。典型的には成形型は、研磨破片を経済的に製造するための複数の空洞を有する。
【０１６５】
一実施例において、成形研磨粒子は、第１の正確に形成された表面、所定の角度αにおいて、第１の正確に形成された表面と交差する第２の正確に形成された表面、第１の正確に形成された表面と反対側の第３表面、及び破損表面を含む。
【０１６６】
第１の正確に形成された表面は、成形型の空洞（元の形状に対応する）の底面と接触することによって形成され得る。第の正確に成形された面は、キャビティの底面の表面の仕上げ及び形を実質的に複製する。研磨破片の第２の正確に成形された面は、成形型のキャビティの側壁との接触によって形成され得る。側壁は、所定の角度α（本発明においては抜き勾配αとも称される）で底面と交差するように設計される。
【０１６７】
第２の正確に成形された面は、キャビティの側壁の表面の仕上げ及び形を実質的に複製する。第２の正確に成形された面は、キャビティの側壁との接触によって成型される。このように、結果的にもたらされる研磨破片の少なくとも２つの面は正確に成形され、これら２つの面がなす交差角αは、選択された成形型の形状に基づく既定の角度である。第１の正確に成形された面と対向する研磨材破片の第３表面は、空洞が研磨材分散液で充填された後に空気と接触するので、ランダムな波又は起伏のある外観であり得る。第３面は空洞との接触により成型されるものではないので、正確には成形されない。多くの場合、第３面は、成形型から余分な研磨材分散液を除去するために成形型の上面を擦り取る又は修理することによって作られる。この修理又は擦り取り工程は、拡大して見ることができる第３面の微妙な波状又は不規則形状をもたらす。したがって、第３面は、同じく正確に成形されない面である押出し成形によって作られる面と類似している。押出しプロセスでは、ゾルゲルがダイから押し出される。したがって、押出しプロセスの結果、ゾルゲルの表面は擦れた跡、擦り取られてできた溝、及び／又は刻み線を呈する。そのような跡は、ゾルゲルとダイとの間の相対動作によって作られる。加えて、ダイから押し出し成形された面は、概して滑らかな平面であり得る。これに対し、正確に成形された面は、表面の長さに沿って高さに有意な変化を有する正弦波形状の面又は他のより複雑な立体形状面を複製することができる。
【０１６８】
研磨破片の破損面は、概して、底面の面積に比べて空洞の深さが比較的小さいときに、第１の正確に成形された面と、それに対向する第３面との間、及び空洞の対向する側壁の間で伝搬する。破損面は、脆性の断裂に典型的な尖ったのこぎり状のポイントによって特徴付けられる。破損面は、成形研磨粒子前駆体が空洞内にあるうちに、その少なくとも過半数を亀裂又は断裂して少なくとも２つの片にする乾燥プロセスによって作り出すことができる。これは、研磨破片の作製に使用された成形型のキャビティよりも小さいサイズを有する研磨破片を製造する。研磨破片を形成後にジグソーパズルの片のように再び組み合わせて、それらの作製に使用された成形型の元の空洞の形を再現することができる。前駆体研磨粒子の亀裂又は断裂は、研磨材分散液が空洞内で乾燥されるにつれて、空洞の壁に対する研磨材分散液の表面張力が研磨材分散液の内部の引力より確実に大きくなるようにすることによって生じると考えられる。
【０１６９】
別の実施形態は、多角形の第１面（又は基部）、多角形の第２面（又は頂部）、及び基部と頂部を接続する複数の側壁によってそれぞれ境界される成形研磨粒子であり、隣接する側壁は、５０μｍ未満の平均曲率半径を有する対応する側壁縁部で出会う。例えば、図６Ａ〜６Ｂを参照し、代表的な成形研磨粒子３２０は、三角形基部３２１、三角形頂部３２３、並びに、基部３２１及び頂部３２３を接続する複数の側壁３２５ａ、３２５ｂ、３２５ｃによって境界される。基部３２１は、５０μｍ未満の平均曲率半径を有する側壁縁部３２７ａ、３２７ｂ、３２７ｃを有する。図６Ｃ〜６Ｄは、側壁縁部３２７ａの曲率半径３２９ａを示す。一般に、曲率半径が小さいほど側縁部は鋭くなる。典型的に、成形研磨粒子の基部及び頂部は実質的に平行であり、結果としてプリズム状又は切頭角錐の形状（図６Ａ〜６Ｂに示すように）となるが、これは必要条件ではない。示されるように、側部３２５ａ、３２５ｂ、３２５ｃは等しい寸法を有し、基部３２１と約８２°の二面角を形成する。しかしながら、他の二面角（９０°を含む）も使用され得るということが理解されるであろう。例えば、基部と側壁の各々との間の二面角は独立して、４５〜９０°、典型的には７０〜９０°、より典型的には７５°〜８５°の範囲であってもよい。
【０１７０】
特定の好ましい実施形態により、成形研磨粒子は、三次元形状の三角形小片、又は平坦な矩形の小片を有し、三角形の小片が好ましい。このような成形研磨粒子はまた、単純に平坦な三角形、又は平坦な矩形と称され得る。
【０１７１】
したがって、特定の好ましい実施形態において、成形研磨粒子はそれぞれ、厚さｔで分離された第１側部及び第２側部を含み、上記厚さｔは好ましくは、粒子の最も短い辺と関連する寸法の長さと等しいか、又はこれより短く、上記第１側部は第１幾何形状の外辺部を有する第１面を含み（又は好ましくは第１面である）、上記第２側部は、第２幾何形状の外辺部を有する第２面を含み（又は好ましくは第２面である）、上記第２側部は厚さｔによって上記第１側部から分離され、少なくとも１つの側壁が上記第２面と上記第１面を接続し、上記第１幾何形状及び上記第２幾何形状は、大きさが異なっていても同じであってもよい実質的に同一の幾何形状を有し、上記同一の幾何形状は両方とも三角形の形状、又は四辺形の形状から選択される。
【０１７２】
上記第１幾何形状は好ましくは、上記のように、上記第２幾何形状と一致する。
【０１７３】
また、このような粒子の第１面及び第２面は実質的には平坦であり、互いに実質的に並行である。
【０１７４】
好ましい三角形及び四辺形、又は矩形の形状は、上記のように画定される。
【０１７５】
側壁はまた、上記のように画定され得る。例えば、側壁は傾斜しない側壁であってもよく（すなわち、第１幾何形状の大きさは第２幾何形状の大きさと同一であり、例えば、三角形、矩形のプリズムなど）、又は傾斜側壁であってもよい（すなわち、上記のように、切頭三角形、又は矩形の角柱の形状を有する粒子の場合など、第１幾何形状の大きさは第２幾何形状と同一ではなく、典型的にはその大きさよりも大きい）。
【０１７６】
上記のように、特定の好ましい実施形態により、成形研磨粒子は、平坦な三角形の正面（また単に平坦な三角形とも称される）、又は平坦な矩形の正面（また単に平坦な矩形とも称される）が第１面及び第２面の少なくとも一方が内方へ成形されている（例えば、陥没した、又は凹状の）。
【０１７７】
例えば、第１面は内方へ成形され得（例えば、陥没しているか、又は凹状）、第２面は実質的に平坦であり得るか、若しくは外方に成形されている（例えば、凸状）、又は第２面は内方へ成形され得（例えば、陥没しているか又は凹状である）、第１面は実質的に平坦であるか若しくは外方に成形されている（例えば、凸状）。
【０１７８】
あるいは、又はより好ましくは、第１面は内方へ成形され（例えば、陥没しているか、又は凹状である）、第２面はまた、内方へ成形され得る（例えば、陥没しているか、又は凹状である）。
【０１７９】
本実施形態による粒子に関し、厚さは典型的には、粒子の平坦な構成にわたって変化し、「粒子の中央」に向かって低減する。
【０１８０】
本実施形態による粒子はまた、粒子の中央に向かって面積が低減する断面形状（長さに垂直）によって特徴付けられる。
【０１８１】
この関連において使用される用語「粒子の中央」とは一般的な方法で理解され、粒子の幾何形状である必要はないが、上記のように、断面形状の最小厚さ、又は最小面積が、粒子の幾何学的中央に見出される場合もある。
【０１８２】
本発明において使用される成形研磨粒子は、研磨剤業界が特定する、特定の公称等級、又は公称のふるいにかけた等級を有する。
【０１８３】
研磨粒子は、概して、使用前に、定められた粒径分布に等級分けされる。そのような分布は典型的には、粗粒子から微粒子までのある範囲の粒径を有している。研磨の技術分野において、この範囲は、ときには「粗い」画分、「統制された」画分、及び「細かい」画分と呼ばれる。研磨業界公認の等級基準に従って等級分けされた研磨粒子は、各公称等級に対する粒径分布を数量的限界内で指定している。このような工業的に認められた等級分け規格（すなわち、研磨工業規格の公称等級）としては、アメリカ規格協会（ＡＮＳＩ）規格、研磨製品の欧州生産者連盟（ＦＥＰＡ）規格及び日本工業規格（ＪＩＳ）規格として知られているものが挙げられる。
【０１８４】
ＡＮＳＩ等級の表記（すなわち、公称等級として指定される）としては、ＡＮＳＩ  ４、ＡＮＳＩ  ６、ＡＮＳＩ  ８、ＡＮＳＩ  １６、ＡＮＳＩ  ２４、ＡＮＳＩ  ３６、ＡＮＳＩ  ４６、ＡＮＳＩ  ５４、ＡＮＳＩ  ６０、ＡＮＳＩ  ７０、ＡＮＳＩ  ８０、ＡＮＳＩ  ９０、ＡＮＳＩ  １００、ＡＮＳＩ  １２０、ＡＮＳＩ  １５０、ＡＮＳＩ  １８０、ＡＮＳＩ  ２２０、ＡＮＳＩ  ２４０、ＡＮＳＩ  ２８０、ＡＮＳＩ  ３２０、ＡＮＳＩ  ３６０、ＡＮＳＩ  ４００、及びＡＮＳＩ  ６００が挙げられる。ＦＥＰＡ等級指定としては、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ１０、Ｆ１２、Ｆ１４、Ｆ１６、Ｆ２０、Ｆ２２、Ｆ２４、Ｆ３０、Ｆ３６、Ｆ４０、Ｆ４６、Ｆ５４、Ｆ６０、Ｆ７０、Ｆ８０、Ｆ９０、Ｆ１００、Ｆ１２０、Ｆ１５０、Ｆ１８０、Ｆ２２０、Ｆ２３０、Ｆ２４０、Ｆ２８０、Ｆ３２０、Ｆ３６０、Ｆ４００、Ｆ５００、Ｆ６００、Ｆ８００、Ｆ１０００、Ｆ１２００、Ｆ１５００、及びＦ２０００が挙げられる。ＪＩＳ等級表記としては、ＪＩＳ８、ＪＩＳ１２、ＪＩＳ１６、ＪＩＳ２４、ＪＩＳ３６、ＪＩＳ４６、ＪＩＳ５４、ＪＩＳ６０、ＪＩＳ８０、ＪＩＳ１００、ＪＩＳ１５０、ＪＩＳ１８０、ＪＩＳ２２０、ＪＩＳ２４０、ＪＩＳ２８０、ＪＩＳ３２０、ＪＩＳ３６０、ＪＩＳ４００、ＪＩＳ６００、ＪＩＳ８００、ＪＩＳ１０００、ＪＩＳ１５００、ＪＩＳ２５００、ＪＩＳ４０００、ＪＩＳ６０００、ＪＩＳ８０００、及びＪＩＳ１０，０００が挙げられる。
【０１８５】
あるいは、成形研磨粒子は、ＡＳＴＭ  Ｅ−１１「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅ  Ｃｌｏｔｈ  ａｎｄ  Ｓｉｅｖｅｓ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｐｕｒｐｏｓｅｓ」に準拠する米国標準試験用ふるいを用いて公称のふるいにかけられた等級に等級分けすることができる。ＡＳＴＭ  Ｅ−１１は、指定の粒径に従って材料を分類するための、枠内に装着した織金網の媒体を使用する試験用ふるいの設計及び構造の要件を規定している。典型的な表記は、−１８＋２０のように表される場合があり、これは、成形研磨粒子がＡＳＴＭ  Ｅ−１１の１８号ふるいの規格に一致する試験用ふるいを通過するものであり、ＡＳＴＭ  Ｅ−１１の２０号ふるいの規格に一致する試験用ふるいに残るものであることを意味する。一実施形態では、成形研磨粒子は、大部分の粒子が１８号のメッシュ試験用ふるいを通過し、２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０号のメッシュ試験用ふるいに残るような粒径を有する。本発明の様々な実施形態において、成形研磨粒子は、−１８＋２０、−２０＋２５、−２５＋３０、−３０＋３５、−３５＋４０、−４０＋４５、−４５＋５０、−５０＋６０、−６０＋７０、−７０＋８０、−８０＋１００、−１００＋１２０、−１２０＋１４０、−１４０＋１７０、−１７０＋２００、−２００＋２３０、−２３０＋２７０、−２７０＋３２５、−３２５＋４００、−４００＋４５０、−４５０＋５００、又は−５００＋６３５を含む、公称のふるいにかけた等級を有し得る。
【０１８６】
本発明による成形研磨粒子は、研磨粒子の断片に含まれてもよく（又は研磨片）、また本発明において研磨粒子のブレンドと称される（参照を容易にするため、本明細書において使用される用語「ブレンド」とは、研磨粒子の断片（又はブレンド）が、断片内に存在する研磨粒子の合計量に基づいて、成形研磨粒子の１００重量％を含む場合も含むことを意図される。
【０１８７】
ブレンドは、本発明による１種類以上の成形研磨粒子を含む場合があり、任意により、一般的に「二次研磨粒子」と称される１種類以上の研磨粒子を含む場合がある（本発明により使用される成形研磨粒子とは異なる研磨粒子）。例えば、本発明によらない形状を有する研磨粒子（例えば、フィラメント状研磨粒子、又は細長いロッド）、又は典型的に非成形研磨粒子が二次研磨粒子として使用され得る。
【０１８８】
ブレンドは本発明による成形研磨粒子、及び任意の量の二次研磨粒子を含み得る。したがって、成形研磨粒子、及び二次研磨粒子は、ブレンドに含まれてもよく、二次研磨粒子の容量は、ブレンド内に存在する研磨粒子の合計量に基づいて、最大９５重量％、又はそれ以上であり得る。したがって、他の非常に好ましい実施形態において物品は二次研磨粒子を含まない。
【０１８９】
いくつかの実施形態において、ブレンドの総重量に基づき、少なくとも５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、４０重量％、４５重量％、５０重量％、５５重量％、６０重量％、６５重量％、７０重量％、７５重量％、８０重量％、８５重量％、９０重量％、９５重量％、更に１００重量％のブレンドが、本発明による成形研磨粒子である。
【０１９０】
二次研磨粒子は、好適な粒子形態を有し得る（これが、本発明において使用する研磨粒子の形状と異なる限り）。代表的な粒子の形態としては、機械的破砕操作により得られる粒子、凝集形態、及び本明細書において定義される特定の研磨粒子とは異なる他のいずれかの形態が挙げられるがこれらに限定されない。
【０１９１】
二次研磨粒子を構成する材料は、特に限定されず、研磨粒子としての使用に好適であるものとして既知である、任意の好適な硬質、又は超硬質材料が挙げられる。したがって、一実施形態において、二次研磨粒子は、硬質研磨剤梁の主要部を含む。例えば、二次研磨粒子の合計重量の、少なくとも３０重量％、又は少なくとも５０重量％、又は６０重量％〜１００（１０．０％）重量％以上、又は９０重量％以上、又は１００重量％が、硬質材料を含む。別の実施形態において、二次研磨粒子は、超硬質研磨材料の主要部を含む。例えば、二次研磨粒子の合計重量の、少なくとも３０重量％、又は少なくとも５０重量％、又は６０重量％〜１００重量％以上、又は９０重量％以上、又は１００重量％が、超硬質材料を含む。
【０１９２】
二次研磨粒子の好適な研磨剤梁の実施例としては、既知のセラミック材料、炭化物、窒化物、並びに他の硬質及び超硬質材料が挙げられ、成形研磨粒子に関して本明細書において例示された材料を含み、本発明の成形研磨粒子、及び二次研磨粒子は、このような例示の材料又はこれらの組み合わせから独立に選択され得る。
【０１９３】
二次研磨粒子の材料の代表的な実施例としては、例えば、溶融酸化アルミニウム、例えば、白色溶融アルミナ、熱処理した酸化アルミニウム、Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａの３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから商標名３Ｍ  セラミック研磨粒子で市販されるようなセラミック酸化アルミニウム、焼結した酸化アルミニウム、炭化ケイ素（黒色炭化ケイ素、及び緑色炭化ケイ素が含まれる）、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶系窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾルゲル誘導研磨粒子（ゾルゲル誘導酸化アルミニウム粒子を含む）、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンの粒子が挙げられる。ゾルゲル法による研磨粒子の例は、米国特許第４，３１４，８２７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒら）、同第４，６２３，３６４号（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒら）、同第４，７４４，８０２号（Ｓｃｈｗａｂｅｌ）、同第４，７７０，６７１号（Ｍｏｎｒｏｅら）、及び、同第４，８８１，９５１号（Ｍｏｎｒｏｅら）に見出すことができる。
【０１９４】
好ましい実施形態において、二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料、又は溶融アルミナジルコニア（好ましくは溶融酸化アルミニウム）を含む溶融酸化材料の粒子から選択される。
【０１９５】
別の好ましい実施形態において、二次研磨粒子は、超研磨材料、例えば、立方晶系窒化ホウ素、及び天然又は合成ダイヤモンドの粒子から選択される。好適なダイヤモンド、又は立方晶系窒化ホウ素は、結晶質又は多結晶であり得る。二次研磨粒子として使用するための好ましい超研磨材料は、立方晶系窒化ホウ素である。
【０１９６】
更に別の実施形態において、二次研磨粒子は、炭化ケイ素材料の粒子から選択される。
【０１９７】
ブレンドに含まれる二次研磨粒子は、研磨剤業界で指定される通常の等級、又は公称のふるいにかけた等級を有し得る。上記のように、成形研磨粒子はまた、研磨剤業界で指定される通常の等級、又は公称のふるいにかけた等級を有してもよく、二次研磨粒子の等級、及び本発明の成形研磨粒子の等級は、いずれかの有用な等級から独立に選択されてもよい。
【０１９８】
例えば、研磨物品は更に、任意により、研磨剤業界で指定される通常の等級、又はその組み合わせに対応し得る破砕された研磨剤粒子（本明細書において定義される研磨破片を除く）を更に含む。破砕された研磨粒子は成形研磨粒子よりもより細かい大きさの１つの等級又は複数の等級（例えば、複数の大きさの等級が使用される場合）であり得る。いくつかの実施形態において、破砕された研磨粒子は、成形研磨粒子よりも荒い大きさの１つの等級又は複数の等級（例えば、複数の大きさの等級が使用される場合）であり得る。
【０１９９】
典型的に、従来の破砕された研磨粒子は、研磨剤産業界で認められた特定の公称等級により、個別に寸法決めされる。二次研磨粒子の、代表的な研磨剤業界で認識される等級基準及び等級としては、成形研磨粒子に関して言及されるものが挙げられる。
【０２００】
成形研磨粒子をもたらす方法は、当該技術分野において既知であり、（１）溶融、（２）焼結、及び（３）化学セラミックに基づく技術が挙げられる。好ましい成形研磨粒子が、化学セラミック技術を使用して得られる一方で、非セラミック成形研磨粒子もまた本発明の範囲内に含まれる。本発明の記載において、成形研磨粒子を調製する方法は、セラミック成形研磨粒子、特にアルミナ系セラミック成形研磨粒子を特に参照として記載され得る。しかしながら、本発明は、アルミニウムに限定されず、複数の異なる硬質及び超硬質材料と共に使用するように適合され得ることが理解される。
【０２０１】
本発明に使用されるセラミックの成形研磨粒子は典型的に、ダイヤモンド金型を使用して、金型（すなわち、成形型）カットを使用して作製することができ、これは例えば鍛造又はパンチングなど他の製造の代替手段よりも、形状のより高い精細度を提供する。典型的に、金型面における空洞は鋭角な縁部に沿って合流する平坦な面を有し、側部と切頭角錐の頂部を形成する。結果として得られるの成形研磨粒子は、対応する公称平均形状を有し、これは金型面においてキャビティの形状（例えば、切頭角錐）に対応するが、しかし、公称平均形状からの変形（例えば、ランダムな変形）が製造中に生じる場合があり、かかる変形を呈する成形研磨粒子は、本明細書で使用される成形研磨粒子の定義内に含まれる。
【０２０２】
成形研磨粒子（例えば、αアルミナ系セラミック粒子）は、典型的に好適な前駆体（例えば、セラミック前駆体）の寸法安定分散液を使用する多工程プロセスによって作製され得る。
【０２０３】
プロセスにおいて典型的に利用される分散液は、好適な前駆体のいずれかの分散液であってもよく、これは、本発明において好適なプロセスに供した後に、成形研磨粒子の形態である、細かい分散材料を意図する。前駆体は、化学的前駆体（例えば、ベーマイトはαアルミナの化学的前駆体である）、形態的前駆体（例えば、γアルミナはαアルミナの形態的前駆体である）、並びに（又はあるいは）、αアルミナの微細に分割された形態はある形状へと成形され、その形状を維持するために焼結されることができるという意味では、物理的前駆体であってもよい。この典型的な場合において、好適な前駆体の寸法安定分散液は、ゾルゲルである。
【０２０４】
分散系が、物理的又は形態的前駆体を含む場合には、本明細書においてこの用語を用いる場合、前駆体は、共に焼結されると従来の結合及び被覆研磨用途において有用な研磨粒子を形成する、微細に分割された粉末粒子の形態である。このような材料は、一般に、約２０μｍ未満、好ましくは約１０μｍ未満、及び最も好ましくは約１μｍ未満の平均寸法を有する粉末粒子を含む。物理的又は形態的前駆体の分散系の固形分は、約４０〜６５％が好ましいが、最大約８０％までの高い固形分を使用することができる。このような分散系においては、微細に分割された粒子と一緒に有機化合物が使用されることが多く、懸濁化剤として、また多くは粒子が乾燥されてその形状を十分に保持するまでの一時的結合剤として使用される。これらは、そのような目的に広く知られる任意のものでよく、例えばポリエチレングリコール、ソルビタンエステル等が挙げられる。
【０２０５】
加熱すると最終的な安定した（例えば、セラミック）形態に変化する前駆体固形分は、乾燥及び焼成して粒子を焼結させる間に前駆体から遊離し得る水を考慮する必要がある場合がある。このような場合、固形分は、典型的にはやや低めであり、例えば約７５％以下、より好ましくは約３０％〜約５０％である。ベーマイトゲルの場合、約６０％、又は更に４０％の最大固形分が好ましく、解膠された約２０％の最小固形分のゲルも使用可能である。
【０２０６】
物理的前駆体から作製される粒子は、典型的には、種晶化学的前駆体から形成されるものよりも高い温度で焼成される必要がある。例えば、種晶ベーマイトゾル−ゲルの粒子は、約１２５０℃を下回る温度で、実質的に完全に緻密化したαアルミナを形成するのに対して、αアルミナゲルから製造された粒子は、十分に緻密化するために約１４００℃を上回る焼成温度が必要となり得る。
【０２０７】
例として、本発明における使用に好適な方法は、化学セラミック技術を含み、これは、任意により他の酸化金属前駆体と混合された、コロイド状分散液、又はヒドロゾル（場合によりゾルと称される）を、ゲル又は成分の可動性を制限する他の物理的状態に変換することと、乾燥させることと、焼成してセラミック材料を得ることとを含む。ゾルは、水溶液から金属水酸化物を沈殿させ、その後解膠させる工程と、金属塩の溶液からアニオンを透析する工程と、金属塩の溶液からアニオンの溶媒を抽出する工程と、揮発性アニオンを有する金属塩の溶液を水熱分解させる工程とを含む、いくつかの方法のいずれかにより調製される。ゾルは任意により、酸化金属又はその前駆体を含み、例えば水などの溶媒の部分抽出により、ゲルなどの可動性を制限された半剛性固形状態に変換され、ゲルはプレス、成形、押出などの任意の便利な方法により成形されて、成形研磨粒子をもたらし得る。
【０２０８】
化学セラミック技術を含む代表的な方法は、セラミック前駆体の寸法的に安定した分散液（これは例えば、αアルミナに変換され得る、種晶、又は非種晶ゾルゲルαアルミナのいずれかの前駆体分散液を含み得る）を作製する工程と、成形研磨粒子の所望の外径を有する１つ以上の成形空洞にセラミック前駆体の寸法安定分散液を充填する工程と、セラミック前駆体の安定分散液を乾燥させて、前駆体セラミック成形研磨粒子を形成する工程と、成形空洞から前駆体セラミック成形研磨粒子を除去する工程と、前駆体セラミック成形研磨粒子を焼成して焼成前駆体セラミック成形研磨粒子を形成する工程と、その後、焼成前駆体セラミック成形研磨粒子を焼結してセラミック成形研磨粒子を形成する工程とを含む。このプロセスは、米国特許番号第５，２０１，９１６号（Ｂｅｒｇら）により詳細に記載される。
【０２０９】
本発明の成形粒子にされ得る材料としては、例えば、既知のセラミック材料、炭化物、αアルミナなどの窒化物、炭化タングステン、シリコン、炭化物、窒化チタン、アルミナ／ジルコニア、及び立方晶系窒化ホウ素（ＣＢＮ）の、超微粒子などの、物理的前駆体が挙げられる。また、三水和アルミナ、ベーマイト、γアルミナ及び他の遷移相アルミナ、並びにボーキサイトなどの化学的及び／又は形態的前駆体が挙げられる。上記のうち最も有用なものは、アルミナ、及びその物理的又は化学的前駆体に基づき、本発明における使用に好適な方法に従う特定の記載において、特にアルミナを参照として例示される。
【０２１０】
アルミナを主成分とする粒子を製造するための特定の状況において望ましいことが分っているその他の成分としては、核生成剤、例えば、微細に分割されたαアルミナ、酸化鉄、酸化クロム、及び前駆体形態からαアルミナ形態への転化において核形成することができるその他の物質、また、マグネシウム、チタン、ジルコニウム、イットリウム、及び他の希土類金属酸化物が挙げられる。このような添加剤は、多くの場合、結晶成長抑制剤又は境界相改質剤として作用する。前駆体中のこのような添加剤の量は、通常、約１０重量％未満であり、多くの場合５重量％未満である（固体基準）。
【０２１１】
また、αアルミナの化学的又は形態的前駆体の代わりに、微細に分割されたαアルミナそのもののスリップを有機化合物と一緒に使用することも可能であり、有機化合物は、スリップを懸濁液の中に保持し、粒子が焼成されて実質的に十分に緻密化する際の一時的な結合剤として作用する。そのような場合、懸濁液物質を含むことが多くの場合に可能であり、この懸濁液物質は、焼成すると異質な相を形成する、又は、乾燥及び焼成中、若しくは焼成後に成形粒子の構造的一体性を維持する助剤として作用することができる。このような物質は不純物として存在することができる。例えば、前駆体が微細に分割されたボーキサイトの場合、粉末粒子が共に焼結して成形粒子を形成した後に、第２相を形成する少量のガラス質材料が存在する。
【０２１２】
αアルミナ、マグネシウムアルミナスピネル、及び希土類六方晶系アルミネートの結晶からなるセラミック成形研磨粒子が使用されてもよい。このような粒子は、例えば、米国特許番号第５，２１３，５９１号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａら）、及び米国特許出願番号第２００９／０１６５３９４  Ａ１号（Ｃｕｌｌｅｒら）、及び同２００９／０１６９８１６  Ａ１号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）に記載される方法による、ソルゲル前駆体αアルミナ粒子を使用して、調製され得る。
【０２１３】
いくつかの実施形態において、セラミック成形研磨粒子は、多段階プロセスに従って作製され得る。このプロセスはここで、特にアルミナを参照として、より詳細に記載さっる。一般的にαアルミナ系の成形研磨粒子は、当該技術分野において既知であるように、ゲル化され、成形され、形状を保持するように乾燥させられ、焼成され、かつ焼結される、酸化アルミニウム一水和物の分散液から作製され得る。成形研磨粒子の形状は、結合剤を必要とせずに保持される。
【０２１４】
多工程プロセスの第１プロセス工程は、αアルミナに変換することができるαアルミナ前駆体の種晶添加又は種晶添加されていない分散液のいずれかを提供する工程を伴う。αアルミナ前駆体分散液は、揮発性成分である液体を含むことが多い。一実施形態において、揮発性成分は水である。分散体は、成形型の空洞を充填して成形型表面を複製することを可能にするために、研磨材分散体の粘度を十分に低くするのに十分な量でありながらも、後に成形型の空洞から液体を除去することを実現不可能なほど高価にしない程度の量の液体を含まなくてはならない。１つの実施形態では、αアルミナ前駆体分散液は、αアルミナに変換可能な、酸化アルミニウム一水和物（ベーマイト）粒子などを２重量％〜９０重量％、及び水のような揮発性成分を少なくとも１０重量％、又は５０重量％〜７０重量％、又は５０重量％〜６０重量％含む。逆に、いくつかの実施形態におけるαアルミナ前駆体分散液は、３０重量％〜５０重量％、又は４０重量％〜５０重量％の固体を含有する。
【０２１５】
また、ベーマイト以外の酸化アルミニウム水和物を使用してもよい。ベーマイトは、既知の技術によって調製すること、あるいは市販のものを入手することができる。市販のベーマイトの例としては、両方ともＳａｓｏｌ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ）から入手可能な商品名「ＤＩＳＰＥＲＡＬ」及び「ＤＩＳＰＡＬ」、あるいはＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｆｌｏｒｈａｍ  Ｐａｒｋ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）から入手可能な「ＨｉＱ−４０」が挙げられる。これらの酸化アルミニウム一水和物は比較的純粋であり、すなわち、一水和物以外の水和相を、たとえ含んでいるとしても比較的少なく含み、また高表面積を有する。
【０２１６】
得られるセラミックの成形研磨粒子の物理的特性は、一般に、αアルミナ前駆体分散液に使用される材料のタイプによる。一実施形態において、αアルミナ前駆体分散液はゲル状である。本明細書で使用される「ゲル」とは、液体に分散された３次元網状組織の固体である。
【０２１７】
αアルミナ前駆体分散液は、変性用添加剤又は変性用添加剤の前駆体を含有することができる。変性用添加剤は、研磨粒子のいくつかの望ましい特性を強化するため、又は後の焼結工程の有効性を増加させるために機能することができる。
【０２１８】
修正用添加剤又は修正用添加剤の前駆体は、溶解性の塩の形状であってよく、典型的には水溶性の塩であってよい。これらは、典型的には、金属含有化合物から成り、マグネシウム、亜鉛、鉄、シリコン、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、ハフニウム、クロム、イットリウム、プラセオジウム、サマリウム、イッテルビウム、ネオジム、ランタン、ガドリニウム、セリウム、ジスプロシウム、エルビウム、チタン、及びこれらの混合物の酸化物の前駆体であってよい。αアルミナ前駆体分散液中に存在し得るこれらの添加剤の具体的な濃度は、当該技術に基づき変動する場合がある。
【０２１９】
典型的には、変性用添加剤又は変性用添加剤の前駆体の導入によって、αアルミナ前駆体分散液はゲルになる。また、一定の時間をかけて加熱することによって、αアルミナ前駆体分散液をゲル化することもできる。αアルミナ前駆体分散液はまた、水和又は焼成した酸化アルミニウムからαアルミナへの変換を促進するために、成核剤（播種）を含有することもできる。本発明に好適な成核剤としては、αアルミナ、α酸化第二鉄又はその前駆体、酸化チタン及びチタン酸塩、酸化クロム、並びにこの形質転換の成核剤となるであろう他の任意の物質の微粒子が挙げられる。成核剤を使用する場合、その量は、αアルミナの形質転換を引き起こすために十分でなくてはならない。かかるαアルミナ前駆体分散液に核を生成する工程は、米国特許第４，７４４，８０２号（Ｓｃｈｗａｂｅｌ）に開示されている。
【０２２０】
αアルミナ前駆体分散液に解膠剤を添加して、より安定したヒドロゾル又はコロイド状αアルミナ前駆体分散液を製造することができる。好適な解膠剤は、酢酸、塩酸、ギ酸、及び硝酸のような一塩基酸又は酸化合物である。多塩基酸を使ってもよいが、多塩基酸はαアルミナ前駆体分散液を急速にゲルする場合があり、取り扱い又は追加的な成分の導入を困難にする。ベーマイトの一部の市販供給源は、安定したαアルミナ前駆体分散液の形成を助ける（吸収されたギ酸又は硝酸のような）酸タイターを含有する。
【０２２１】
αアルミナ前駆体分散液は任意の好適な手段、例えば、単に酸化アルミニウム一水和物を解膠剤含有水と混合することによって、又は酸化アルミニウム一水和物のスラリーを生成し、そこに解膠剤を加えることによって形成することができる。
【０２２２】
気泡を形成する傾向又は混合中に空気を混入する傾向を低減するために、消泡剤又は他の好適な化学物質を加えることができる。湿潤剤、アルコール、又はカップリング剤のような追加的な化学物質を所望により追加することができる。αアルミナ研磨粒子は、米国特許第５，６４５，６１９号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）に開示されているように、シリカ及び酸化鉄を含有してもよい。αアルミナ研磨粒子は、米国特許第５，５５１，９６３号（Ｌａｒｍｉｅ）に開示されているように、ジルコニアを含有してもよい。あるいは、αアルミナ研磨粒子は、米国特許第６，２７７，１６１号（Ｃａｓｔｒｏ）に開示されているように、ミクロ構造又は添加剤を有することができる。
【０２２３】
第２プロセス工程は、少なくとも１つの成形型の空洞、好ましくは複数の空洞を有する成形型を提供する工程を伴う。この成形型は、概して平面状の底部表面、及び複数個の成形用空洞を有し得る。複数の空洞は、生産工具内で形成することができる。生産工具は、ベルト、シート、連続ウェブ、輪転グラビアのようなコーティングロール、コーティングロール上に載置されるスリーブ、又はダイであることが可能である。１つの実施形態では、生産用金型は高分子材料を含む。好適な高分子材料の例としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、又はこれらの組み合わせなどの熱可塑性樹脂、あるいは熱硬化性材料が挙げられる。一実施形態において、工具全体が高分子材料又は熱可塑性材料で作製される。別の実施形態において、乾燥中にゾル−ゲルと接触する金型表面（例えば複数の空洞の表面など）は、高分子材料又は熱可塑性材料を含み、金型の他の部分は他の材料から作製されてもよい。好適な高分子被覆を金属工具に適用して、実施例の方法によって表面張力性状を変更することができる。
【０２２４】
高分子の金型又は熱可塑性の金型は、金属マスター金型から複製されてもよい。このマスター金型は、生産用金型に所望の逆パターンを有する。マスター工具は、生産工具と同様の方法で製造することも可能である。一実施形態において、マスター工具を例えばニッケルのような金属で作製し、ダイヤモンドターニング加工することができる。高分子シート材料をマスター工具と共に加熱して、２つを一緒に加圧成形することにより、マスター工具パターンにて高分子材料がエンボス加工されるようにすることができる。高分子又は熱可塑性材料はまた、マスター金型上へと押出又はキャスティングされ、次に加圧成形することもできる。熱可塑性材料を冷却し固化させて、生産用金型が製造される。熱可塑性生産工具が使用される場合、熱可塑性生産工具を歪めて寿命を制限することが可能な過度の熱を生成しないよう注意が必要である。生産用金型又はマスター金型の設計及び製作に関する更なる情報は、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）、同第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）、同第５，６７２，０９７号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、同第５，９４６，９９１号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、同第５，９７５，９８７号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、同第６，１２９，５４０号（Ｈｏｏｐｍａｎら）に見出すことができる。
【０２２５】
空洞へは、成形型の上面又は底面にある開口部からアクセスすることができる。場合によっては、空洞は、成形型の全厚さまで延在することができる。あるいは、空洞は、成形型の厚さの一部分のみにわたって延在することができる。一実施形態において、上面は実質的に均一の深さを有する空洞を備える成形型の底面と実質的に平行である。成形型の少なくとも１つの面、すなわち空洞が形成される面は、揮発性成分の除去工程の間、周囲の外気に曝露したままにされることができる。
【０２２６】
空洞は、セラミック成形研磨粒子を作製するための特定の三次元形状を有する。深さの寸法は、上面から底面の最下点までの垂直距離と等しい。与えられた空洞の深さは、均一であってもよく、又はその長さ及び／又は幅に沿って変化してもよい。与えられた成形型の空洞は、同じ形であってもよく、又は異なる形であってもよい。
【０２２７】
第３のプロセス工程は、αアルミナ前駆体分散液で（例えば従来の技法によって）成形型の空洞を充填する工程を伴う。いくつかの実施形態において、ナイフロールコーター又は真空スロットダイコーターを使用することができる。必要に応じて、成形型からの粒子の取り出しを支援するために離型剤を使用してよい。典型的な離型剤としては、例えば、ピーナッツオイル又は鉱油、魚油のような油、シリコン、ポリテトラフルオロエチレン、ステアリン酸亜鉛、及びグラファイトが挙げられる。一般に、離型剤を所望の場合、成形型の単位面積ごとに約０．１ｍｇ／ｉｎ２（０．０２ｍｇ／ｃｍ２）〜約３．０ｍｇ／ｉｎ２（０．４６ｍｇ／ｃｍ２）、又は約０．１ｍｇ／ｉｎ２（０．０２ｍｇ／ｃｍ２）〜約５．０ｍｇ／ｉｎ２（０．７８ｍｇ／ｃｍ２）の離型剤が存在するように、液体中（水又はアルコールなど）で離型剤（ピーナッツオイルなど）が、ゾル−ゲルと接触する生産用金型の表面に塗布される。いくつかの実施形態において、成形型の上面は、αアルミナ前駆体分散液で被覆される。αアルミナ前駆体分散液は、上面の上に送り出されてもよい。
【０２２８】
次に、スクレーパ又はならし棒を使用して、αアルミナ前駆体分散液を成形型の空洞に完全に押し入れることができる。空洞に入り込まないαアルミナ前駆体分散液の残余部分は、成形型の上面から取り除いて再利用することができる。いくつかの実施形態では、αアルミナ前駆体分散液のごく一部分が上面に残る場合があり、他の実施形態では上面には分散液が実質的に存在しない。スクレーパ又はならし棒により適用される圧力は、典型的には、１００ｐｓｉ（０．７ＭＰａ）未満、又は５０ｐｓｉ（０．３ＭＰａ）未満、又は更には１０ｐｓｉ（６９ｋＰａ）未満である。いくつかの実施形態では、αアルミナ前駆体分散液の曝露された表面が実質的に上面を超えて延在することはなく、得られるセラミックの成形研磨粒子の均一な厚さが確保される。
【０２２９】
第４のプロセス工程は、揮発性成分を除去して分散液を乾燥させる工程を伴う。望ましくは、揮発性成分は速い蒸発速度で除去される。いくつかの実施形態において、蒸発による揮発性成分の除去は、この揮発性成分の沸点を超える温度で生じる。乾燥温度の上限は、成形型を作製する材料に依存することが多い。ポリプロピレン工具では、温度はこのプラスチックの融点未満でなくてはならない。一実施形態において、固体が約４０〜５０％の水分散液とポリプロピレン成形型では、乾燥温度は約９０℃〜約１６５℃、又は約１０５℃〜約１５０℃、又は約１０５℃〜約１２０℃であってよい。高い温度は生産速度の向上をもたらすことができるが、ポリプロピレン工具の劣化をもたらし、成形型としての耐用年数を制限し得る。
【０２３０】
第５のプロセス工程は、得られた前駆体セラミック成形研磨粒子を成形型の空洞からの取り出すことを伴う。前駆体セラミック成形研磨粒子は、成形型の空洞から粒子を取り出すために重力、振動、超音波振動、真空、又は加圧空気のプロセスを、単独で又は組み合わせで成形型に対して用いることによって、空洞から取り出すことができる。
【０２３１】
研磨粒子の前駆体を成形型の外で更に乾燥させることができる。αアルミナ前駆体分散液を、成形型内で望ましいレベルまで乾燥させる場合には、この追加的な乾燥工程は必要ない。しかしながら、場合によっては、この追加的な乾燥工程を採用して、成形型内にαアルミナ前駆体分散液が滞留する時間を最低限にすることが経済的である場合がある。典型的には、セラミックの成形された研磨粒子の前駆体は１０〜４８０分間、又は１２０〜４００分間、５０℃〜１６０℃、又は１２０℃〜１５０℃の温度において乾燥される。
【０２３２】
第６のプロセス工程は、前駆体セラミック成形研磨粒子の仮焼工程を伴う。焼成の間、本質的に全ての揮発性材料が除去され、αアルミナ前駆体分散液中に存在していた多様な成分は、金属酸化物へと変換される。前駆体セラミック成形研磨粒子は、一般に、４００℃〜８００℃の温度に加熱され、遊離水及び９０重量％を超すあらゆる結合揮発性材料が除去されるまで、この温度範囲内に維持される。選択的工程において、所望により、含浸プロセスによって修正用添加剤を導入することができる。仮焼された前駆体セラミック成形研磨粒子の孔に、水溶性の塩を含浸によって導入することができる。次に、前駆体セラミック成形研磨粒子を再び予備仮焼する。この選択肢は、米国特許第５，１６４，３４８号（Ｗｏｏｄ）に更に記載されている。
【０２３３】
第７のプロセス工程は、焼成された、セラミックの成形研磨粒子の前駆体を焼結して、αアルミナ粒子を形成する工程を伴う。焼結前は、仮焼された前駆体セラミック成形研磨粒子は完全には緻密化されていないので、セラミック成形研磨粒子として使用するための所望の硬度が足りない。焼成された、セラミック成形研磨粒子の前駆体を１０００℃〜１６５０℃の温度に加熱し、実度質的に全てのαアルミナ一水和物（又は同等のもの）がαアルミナに転換し、気孔率が１５体積％未満に低減されるまで、それらをこの温度範囲内に維持することによって焼結を行う。このレベルの変換を達成するために仮焼された前駆体セラミック成形研磨粒子をこの焼結温度に曝露しなくてはならない時間の長さは、様々な要因にもよるが、通常、５秒〜４８時間が典型的である。
【０２３４】
別の実施形態において、焼結工程の持続時間は１分間〜９０分間の範囲である。焼結後、セラミックの成形研磨粒子は、１０ＧＰａ、１６ＧＰａ、１８ＧＰａ、２０ＧＰａ以上のヴィッカース硬度を有してよい。
【０２３５】
記述したプロセスを修正するために、例えば、焼成温度から焼結温度まで物質を急速に加熱する工程、αアルミナ前駆体分散液を遠心分離してスラッジ及び／又は廃棄物等を除去する工程といった他の工程を使用することができる。更に、所望により２つ以上のプロセス工程を組み合わせることによってこのプロセスを修正することができる。本開示のプロセスを修正するために使用できる従来のプロセス工程は、米国特許第４，３１４，８２７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）により完全に詳述されている。セラミック成形研磨粒子を製造するための方法に関する更なる情報は米国出特許出願公開番号第２００９／０１６５３９４  Ａｌ号（Ｃｕｌｌｅｒら）に開示されている。
【０２３６】
少なくとも１つの傾斜側壁を有する成形研磨粒子を作製する方法は例えば、米国特許出願公開番号第２０１０／０１５１１９６号、及び同第２００９／０１６５３９４号に記載される。開口部を有する成形研磨粒子を作製する方法は例えば、米国特許出願公開番号第２０１０／０１５１２０１号、及び同第２００９／０１６５３９４号に記載される。少なくとも一方の側に溝を有する成形研磨粒子を作製する方法は、例えば、米国特許出願公開番号第２０１０／０１４６８６７号に記載される。皿形研磨粒子を作製する方法は例えば、米国特許出願公開番号第２０１０／０１５１１９５号、及び同第２００９／０１６５３９４号に記載される。低真円度を有する成形研磨粒子の作製方法は、例えば、米国特許出願公開番号第２０１０／０３１９２６９号に記載される。少なくとも１つの破損表面を備える成形研磨粒子の作成方法は、米国特許出願公開番号第２００９／０１６９８１６号、及び同第２００９／０１６５３９４号に記載される。第２側部が頂点を含む、研磨粒子を作製する方法は、頂点（例えば、二重テーパ状研磨粒子）又はリッジライン（例えば、屋根型粒子）を含む、研磨粒子の作製方法は、国際特許出願番号第２０１１／０６８７１４号に記載される。
【０２３７】
結合研磨物品の結合剤は、研磨粒子内の成形研磨粒子（及び二次研磨粒子、充填剤、及び添加物などの任意のせ成分）を成形研磨粒子内に保持するように機能する。本発明により、結合剤は、ガラス状（ビトリファイドとも言われる）結合相を含む。好ましい実施形態において、結合剤は、ガラス状結合部（相）である。ガラス状結合部は、物品中の成形研磨粒子を保持するように機能する（本明細書において記載されるいずれかの任意の二次研磨粒子）。研磨粒子（成形研磨粒子及びいずれかの任意の二次研磨粒子）を一緒に結合するガラス質の結合剤相は、任意の好適な組成であり得る。
【０２３８】
当該技術分野において、「ビトリファイド結合部」、「ガラス質の結合剤」、「セラミック結合部」、又は「ガラス結合部」とも称されるガラス質の結合剤相は、高温に加熱されるときに、溶解及び／又は溶融して一体ガラス状マトリックス相を形成する、１つ以上の原材料の混合又は組み合わせを含むガラス質の結合剤前駆体組成物から生成され得る。ガラス質の結合剤相を形成するために典型的な原材料は、酸化金属（半金属酸化物を含む）、非金属酸化物、非金属化合物、ケイ酸、天然及び合成鉱物、及びこれらの原材料の１つ以上の組み合わせから選択され得る。
【０２３９】
酸化金属は、例えば、酸化コバルト、酸化クロム、又は酸化鉄、及びこれらの組み合わせの顔料として特徴付けられ得る、例えば、シリコン酸化物、アルミニウム酸化物、マグネシウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物、リチウム酸化物、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化鉄から選択され得る。
【０２４０】
非金属酸化物は例えば、酸化ホウ素、リン酸化物、及びこれらの組み合わせから選択され得る。
【０２４１】
非金属化合物の好適な例としてはホウ酸が挙げられる。
【０２４２】
ケイ酸は、例えば、ケイ酸アルミニウム、ホウケイ酸、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸リチウム、及びこれらの組み合わせから選択され得る。
【０２４３】
鉱物は例えば、粘土、長石、カオリン、ウォラストナイト、ホウ砂、石英、ソーダ灰、石灰岩、白雲石、白亜、及びこれらの組み合わせから選択され得る。
【０２４４】
本発明において、ガラス質の結合剤相はまた、フリット、すなわち、結合研磨粒子のガラス質の結合剤相を形成するために、ガラス質の結合剤前駆体組成物に利用する前に事前焼成された組成物から形成され得る。本明細書において使用するとき、用語「フリット」は、１つ以上のフリット形成組成物を含む混合物を完全にブレンドし、続いて混合物を少なくともこれを溶解させるために十分に高い温度まで加熱し（事前焼成とも称される）、ガラスを冷却し、これを粉砕することによって形成される材料の一般的名称である。成分を形成するフリットは、通常、粉末として一緒に混合され、この混合物を融解するために焼成された後、この融解混合物は冷却される。冷却された混合物は粉砕され、非常に微細な粉末までふるいをかけられ、次いで溶融したフリット結合として使用される。粉末の細かさは、特に制限されない。代表的な粒径の例は、≦３５μｍ又は≦６３μｍであるがこれに限定されない。砥石車などの、本発明の結合研磨粒子のガラス質の結合剤を調製するために、この最終的な粉末が、ガラス質の結合剤前駆体組成物において使用され得る。
【０２４５】
フリット、これらの原料、及び組成物は当該技術分野において既知である。フリット形成組成物としては、ガラス質の結合剤を形成するための原料として先に参照された材料が挙げられる。フリットは周知の材料であり、例えば、磁器、金属及び宝石をコーティングするためのエナメルとして、また、工業用セラミック及び砥石車のガラス質の結合剤として、長年にわたって使用されてきた。ビトリファイド結合研磨粒子のための、フリッツ加えてセラミック結合部は、Ｆｅｒｒｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，１０００  Ｌａｋｅｓｉｄｅ  Ａｖｅｎｕｅ，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，Ｏｈｉｏ，ＵＳＡ  ４４１１４〜７０００及びＲｅｉｍｂｏｌｄ  ＆  Ｓｔｒｉｃｋ，Ｃｏｌｏｇｎｅ，Ｇｅｒｍａｎｙなどの、供給者から市販されている。ビトリファイド結合研磨物品において使用するためのフリットは典型的には、５００〜１３００℃の範囲の融点を示す。
【０２４６】
本発明により、原料に加えて、又は原料の代わりにフリットが使用されてもよい。あるいは、ガラス質の結合剤は、非フリット組成物に由来してもよい。
【０２４７】
例えば、ガラス質の結合剤は、０〜１００重量％のフリットを含むガラス質の結合剤前駆体から形成され得るが、より典型的には３〜７０重量％のフリットを含む。ガラス質の結合剤前駆体組成物の残りの部分は、非フリット材料であり得る。
【０２４８】
ビトリファイド結合組成物のための好適な範囲は、以下のように指定され得る：ガラス質の結合剤の総重量に基づき、２５〜９０重量％、好ましくは３５〜８５重量％のＳｉＯ２；ガラス質の結合剤の総重量に基づき、０〜４０重量％、好ましくは０〜３０重量％のＢ２Ｏ３；しくは５〜３０重量％のＡｌ２Ｏ３；ガラス質の結合剤の総重量に基づき、０〜４０重量％、好ましくは５〜３０重量％のＡｌ２Ｏ３；ガラス質の結合剤の総重量に基づき、０〜５重量％、好ましくは０〜３重量％のＦｅ２Ｏ３；ガラス質の結合剤の総重量に基づき０〜５重量％、好ましくは０〜３重量％のＴｉＯ２；ガラス質の結合剤の総重量に基づき０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％のＣａＯ；ガラス質の結合剤の総重量に基づき０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％のＭｇＯ、ガラス質の結合剤の総重量に基づき、０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％のＫ２Ｏ；ガラス質の結合剤の総重量に基づき、０〜２５重量％、好ましくは０〜１５重量％のＮａ２Ｏ；ガラス質の結合剤の総重量に基づき、０〜２０重量％、好ましくは０〜１２重量％のＬｉ２Ｏ；ガラス質の結合剤の総重量に基づき、０〜１０重量％、好ましくは０〜３重量％の重量％のＺｎＯ；ガラス質の結合剤の総重量に基づき、０〜１０重量％、好ましくは０〜３重量％のＢａＯ；ガラス質の結合剤の総重量に基づき、０〜５重量％、好ましくは０〜３重量％の金属酸化物（例えば、ＣｏＯ，Ｃｒ２Ｏ３（顔料））。
【０２４９】
研磨物品の作製を補助し、及び／又はこのような物品の性能を工場させるために、様々な結合接着物品の作製において様々な添加物を使用することは既知である。本発明の実施において使用され得るこのような従来的な添加物は、重滑剤、フィルター、一時的結合剤、及び加工助剤が挙げられるが、これらに限定されない。
【０２５０】
好ましくは、一時的結合剤として有機結合剤が使用される。典型的な一時的結合剤はデキストリン、尿素樹脂（ユリアホルムアルデヒド樹脂を含む）、ポリサッカライド、ポリエチレングリコール、ポリアクリレート、及び任意の他の種類の接着剤である。これらの結合剤としては、水、若しくはポリエチレングリコール、粘度若しくはｐＨ変性剤、及び混合助剤などの液体組成物が挙げられる。典型的な結合剤の使用は、事前焼成した又は未焼成本体の、並びに焼成した物品の均一性及び構造的品質を改善し得る。結合剤は焼成中に燃え尽きるため、これは最終的な結合、又は研磨物品の一部にはならない。
【０２５１】
本発明による結合研磨物品は、任意の好適な方法に従って製造されることができる。ビトリファイド結合研磨物品（例えば、砥石車）を製造するための、当該技術分野において既知の手順及び条件、及び特に、ガラス質の結合剤ゾルゲルアルミニウム系接着剤物品を製造するための手順及び条件が、本発明の研磨物品を作製するために使用され得る。これらの手順は、当該技術分野における従来的かつ既知の器具を利用し得る。
【０２５２】
本発明の結合研磨粒子を製造するための代表的な方法は、
（ａ）本発明に従う成形研磨粒子、及びガラス質の結合剤前駆体組成物、並びに、一時的結合組成物（１つ以上の一時的結合剤、及び孔誘発材から選択される１つ以上の構成要素を含む）、及び二次研磨粒子から選択される任意の１つ以上の成分を含む前駆体組成物を提供する工程と、
（ｂ）未焼成構造を得るために、前駆体組成物を所望の形状に形成する工程と、
（ｃ）任意により、未焼成構造体を乾燥させる工程と、
（ｄ）第１形態（例えば、Ｔ１タイプなどの、真っ直ぐな砥石車）を有するガラス質の結合剤研磨粒子を得るために、ビトリファイド結合部（約７００℃〜１５００℃から選択される温度）を生成するために好適な温度において、工程（ｂ）又は（ｃ）で得られた未焼成構造体を焼成する工程と、
（ｅ）任意により、第２形状（例えば、顧客のニーズにより生じる形状）を有する結合研磨物品を得るために、第１形状を１つ以上の形状特徴（例えば、内径、直径、厚さ、面プロファイル）に更に変更する工程とを含む。
【０２５３】
例えば、ビトリファイド結合研磨粒子の製造中において、ガラス質の結合剤前駆体組成物は、粉末の形態において、焼成ビトリファイド結合剤の一部を成さない一時的結合剤（典型的に有機結合剤）と混合されてもよい。結合接着剤物品は典型的には、研磨粒、ガラス質の結合剤前駆体組成物、及び任意により、一時的結合剤、並びに他の任意の添加剤及び充填剤を含む未焼成構造体を形成することによって調製される。形成は、例えば、圧力により、又は圧力によらず成形することによって完成する。典型的な形成圧力は、広範であり得、未焼成構造体の組成物によって、０〜４００ｋｇ／ｃｍ２の範囲の圧力から選択され得る。未焼成構造体はその後焼成される。ガラス質の結合剤相は通常、典型的に、約７００℃〜約１５００℃の範囲、好ましくは約７５０℃〜約１３５０℃の範囲、及び最も好ましくは約８００℃〜約１３００℃の範囲の温度における焼成工程で生成される。また、約１０００℃以下、又は約１１００〜約１２００℃の温度において、良好な結果が得られることがある。ガラス質の結合剤相が形成される実際の温度は、例えば、特定の結合化学による。ガラス質の結合剤前駆体組成物の焼成は典型的には、より長い時間にわたり（例えば、約１０〜１３０時間）室温から最大温度へと温度を上昇させることと、最大温度で維持すること（例えば、１〜２０時間）と、その後長時間（１０〜１４０時間）にわたり焼成した物品を室温まで冷却することとによって達成される。焼成工程のために選択される温度及びガラス質の結合剤相の組成物は、研磨物品に含まれる研磨粒子（成形粒子、及び任意の二次粒子）の物理的特性、及び／又は組成に悪影響を与えないように選択されなければならないことが理解され得る。
【０２５４】
本発明による結合研磨粒子は、成形研磨粒子（本発明により定義される）、及びガラス質の結合剤を含む結合剤を含む。加えて、結合研磨粒子は、二次研磨粒子、充填剤、及び添加物から選択される１つ以上の任意の構成要素を含み得る。
【０２５５】
研磨粒子の量（１つ以上の二次研磨粒子を含むブレンドに含まれ得る）は広範に変化することがあり、例えば、１０〜８０体積％、より好ましくは２５〜６０体積％の範囲におよび得る。
【０２５６】
本発明は、研磨破片（又はブレンド）中に存在する研磨粒子の総重量に基づき、本発明による成形研磨粒子の１００重量％を含む際に最も顕著な効果を有するが、これは、物品が例えば、研磨破片に存在する研磨粒子の総重量に基づき、５重量％程度の、本発明による成形研磨粒子、及び最大９５重量％の二次研磨粒子を含む際にも有効である。したがって、研磨物品は、研磨粒子の合計重量に基づき、最大１００重量％の総重量の、本発明による研磨粒子を含み得る。いくつかの実施形態において、結合研磨物品は、研磨粒子の合計重量に基づき、約５〜１００、好ましくは１０〜８０重量％、典型的には２０〜６０重量％、及びより好ましくは３０〜５０重量％の成形研磨粒子を含み得る。いくつかの研磨用途において、二次研磨粒子の追加は、効果な成形研磨粒子の量を低減させることによって、研磨物品の費用を低減させる目的のためである。他の用途において、二次研磨粒子の混合は相乗効果を有し得る。
【０２５７】
結合剤の量はまた広範に変化でき、例えば、１〜６０体積％、より好ましくは２．５〜４０体積％の範囲であり得る。
【０２５８】
任意により、結合研磨粒子は孔を有し得る。孔を含む結合研磨粒子は、開いた構造（相互連結、又は相互接続された孔）を有し、これは、高い材料除去のためのチップクリアランスをもたらし、摩擦を低減させる一方で接触領域により多くの冷却材を移送し、自生発刃プロセスを最適化する。孔は、使用された又は摩耗した研磨粒子を取り除いて、新規の切断縁部又は新しい研磨粒子を暴露するのを可能にする。
【０２５９】
本発明による結合研磨粒子は、約５〜約８０体積％、好ましくは約２０〜約７０体積％の、任意の有用な多孔率範囲を有し得る。
【０２６０】
好ましくは、本発明により結合研磨粒子は多孔質を含む。孔は、結合研磨粒子に含まれる材料の充填密度によりもたらされる自然な間隔により、及び当該技術分野において既知の気孔誘発成分により、又はその両方により形成され得る。
【０２６１】
気孔誘発構成要素は、一時的成分（すなわち、最終物品内に存在しない成分）、非一時的成分（すなわち、最終物品に存在する成分）、及びこれらの組み合わせから選択され得る。好ましい気孔誘発成分は、最終的な研磨物品に、化学的痕跡をのこすべきではなく（すなわち、一時的成分）、除去の際に膨張せず、研磨粒子と良好に混ざり、所望の種類（例えば、相互接続した）及び孔程度をもたらすことができる。気孔誘発成分は典型的には、物品全体の０〜４０体積％の範囲の量で使用される。典型的な非一時的気孔誘発成分は、ガラス、セラミック（酸化アルミニウム）、及びガラス片などの、材料からなる、中空の球体などの材料から選択され得る。典型的な一時的気孔誘発成分は、ポリマー材料（フォーム状ポリマー材料）コルク、粉砕したクルミの殻、木材粒子、有機化合物（例えば、ナフタレン、又はパラジクロロベンゼン）、及びこれらの組み合わせから選択され得る。好ましい実施形態において、研磨物品は、ナフタレン（一時的気孔誘発成分として）を使用することによって誘発される孔を含む。
【０２６２】
本発明により、結合研磨物品は、例えば、当該技術分野において既知の充填剤及び添加剤などの追加的成分を含む場合がある。結合研磨物品に含有される任意の添加剤の例として、先に記載されるような非一時的気孔誘発剤と、潤滑剤、充填剤、一時的結合剤、及び加工助剤が挙げられるがこれらに限定されない、ガラス質の結合剤を作製する際に使用されるいずれかの成分が挙げられる。
【０２６３】
本発明による結合研磨粒子は、三次元形状を有するが、これは特に限定されない。典型的に、本発明による結合研磨粒子の形状は、意図される研磨用途（研磨方法、研磨条件、及び加工物品を含む）、並びに顧客のニーズなどの要因によって選択される。
【０２６４】
単に例示として、国際規格ＩＳＯ  ６０３：１９９９は、結合研磨物品の好適な形状を掲載し、これらは全て本発明において有用である。ＦＥＰＡ（欧州研磨製品連盟）の企画による標準タイプ、又は他の規格、並びに非標準的タイプもまた使用され得る。
【０２６５】
例として、典型的な形状は例えば、砥石車、ホーニング砥石、研磨区分、軸付砥石、ＥＰＡ又はＩＳＯ  ６０３：１９９９の標準的な形状による他の種類、及び他の標準、加えて非標準的な個別の種類の形状が挙げられるがこれらに限定されない。
【０２６６】
好ましい結合研磨物品は、結合研磨砥石、特に、ビトリファイド結合研磨砥石車である。
【０２６７】
本発明による研磨と石の直径は特に限定されず、例えば、１ｍｍ〜２０００ｍｍ、又は１０ｍｍ〜１２００ｍｍ、又は１００ｍｍ〜７５０ｍｍから選択され得るが、他の寸法もまた使用され得る。同様に、研磨（粉砕）砥石の厚さは特に限定されない。例えば、厚さは典型的には約２〜６００ｍｍ、５〜３５０ｍｍ、又は１０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲から選択され得るが、他の寸法もまた使用され得る。例えば、孔直径は０ｍｍ〜８００ｍｍ、より典型的には４ｍｍ〜４００、又は８ｍｍ〜３５０ｍｍであり得る。
【０２６８】
研磨物品（好ましくは研磨砥石）の特定の設計は制限されず、「モノリシック」設計、及び「帯状」設計（例えば、区分けされ、層化された設計）から選択され得る。両方の設計は、熱硬化樹脂などの膠、例えば、エポキシ樹脂、重縮合体、及びフェノール樹脂から選択される樹脂を使用する、孔の補強を含み得る。
【０２６９】
研磨粒子（すなわち、１つ以上の種類の成形研磨粒子、及び任意の１つ以上の種類の二次研磨粒子）は、接着剤物品内に均一に又は不均一に分布されてもよく、例えば、研磨物品の選択される領域、層、区分、又は部分に分布又は集中する。均一又は不均一な分布は、均一にブレンドされているか、又は研磨物品の選択される領域、層、区分、又は部分のみに位置及び分布するような様式であり得る。
【０２７０】
例えば、結合研磨砥石は、少なくとも２つの別個の区分、外側領域（多くの場合、リム又は外辺部とも称される）、及び内側領域（多くの場合、コア又は中央部分とも称される）結合の組成（例えば、結合材料、又は存在する孔の量）から選択される１つ以上の態様における差異、研磨粒子の形状（例えば、研磨−粉砕、又は第１形状−第２形状）、研磨粒子のグリット寸法（例えば、より細かい−より荒い）、及び研磨粒子の量（例えば、研磨粒子の存在若しくは不在、又は第１（例えば、多量）量−第２（例えば少量）量）、に基づいて異なる区分がもたらされてもよい。
【０２７１】
いくつかの実施形態において、外側領域は、本発明による成形研磨粒子を含み、一方で内側領域は含まない。
【０２７２】
他の実施形態において、内側領域は、本発明による成形研磨粒子を含み、一方で外側領域は含まない。
【０２７３】
砥石車はまた、非ガラス質の結合剤材料（例えば、プラスチックなど）から作製される内側領域を含み得る。
【０２７４】
結合研磨物品は、研削砥石車などの、研磨砥石車である場合、研磨粒子は、中央、又は外側領域（すなわち、砥石の外辺部）の方に集中し得る。中央部は、異なる（より高い、又はより低い）量の研磨粒子を含み得る。
【０２７５】
帯状設計の別の例は、本発明による成形研磨粒子を含むリム、及び好ましくは本明細書による成形研磨粒子を任意により含み、好ましくは含まない、内側領域を有する、研削砥石車などの研磨砥石車である。この設計の内側領域は、同じ又は異なるグリット寸法を有し得る、二次研磨粒子（例えば、溶融アルミナ、焼結アルミナ）を任意により含み得る。設計はまた、成形研磨粒子の不在により研削砥石車の費用を最小化し、同時に破損速度を増加させることを意図された、特殊中央部設計とも称される。
【０２７６】
別のバリエーションにおいて、研磨砥石車は、研磨砥石車の両側に位置付けられた２つ以上の種類の研磨粒子を含み得る。例えば、第１研磨粒子は、ホイールの１つの面に第１研磨粒子が存在し、反対側の面に別の研磨粒子が存在してもよい。第１研磨粒子と第２研磨粒子のいずれか、又は両方が、本発明による成形研磨粒子から選択される。しかしながら、典型的に研磨粒子全てが互いに均一に分配される。なぜならば、ホイールの製造がより容易であり、研削効果は、研磨粒子、又は２つ以上の種類の研磨粒子が互いに密接に配置されたときに最適化されるからである。
【０２７７】
一実施形態において、本発明による研磨粒子は、結合研磨物品にわたって均一に分布する。
【０２７８】
本発明は、加工物品を研磨するための方法に関連し、方法は、本発明による研磨物品の少なくとも一部を加工物品の表面と摩擦接触させる工程と、加工物品又は研磨物品の少なくとも一方を動かし（例えば、回転）、加工物品の表面の少なくとも一部を研磨する工程とを含む。
【０２７９】
本発明の結合研磨物品は、広範な研削用途において有利に使用され得る。
【０２８０】
有益な効果は、特に、高い材料除去速度を含む研磨用途、特に、荒削り、及び半荒削り操作から選択される研磨用途（すなわち、典型的に高い材料除去速度を含む用途）において達成され得る。
【０２８１】
しかしながら、本発明は、高い材料除去速度を含む研削用途に限定されず、仕上げ操作などの、高い材料除去速度を含まない研削用途においても有益に使用され得る。
【０２８２】
したがって、本発明の結合研磨物品は、荒削り操作、半荒削り操作、仕上げ操作まで、広範な研削用途において好適に使用され得る。
【０２８３】
代表的な研削用途としては、標準化した、及び標準化されていない研削用途、例えば、ＤＩＮ−８５８９：２００３による方法などが挙げられるがこれらに限定されない。
【０２８４】
本発明の結合研磨物品は、円筒研削（外径又はＯＤ研削、並びに内径又はＩＤ研削）、心なし研削、歯車研削、歯車創成研削、表面及び外形研削、往復研削、クリープフィード研削、創成方法における研削、並びに歯車、ねじ、工具、カムシャフト、クランクシャフト、軸受け、ガードレールなどの他の創成方法が挙げられるがこれらに限定されない用途において特に好適である。切断操作はこれらほど好ましくないが、本発明の範囲に含まれる。好ましい用途は、歯車研削、クリープフィード研削、表面研削、外形研削、往復研削、創成方法における研削、円筒研削（ＯＤ及びＩＤ研削）及び心なし研削が挙げられ、特に好ましい用途としては、円筒研削用途、歯車研削用途、表面研削用途、及び特にクリープフィード研削用途が挙げられる。研磨中に適用される力は特に限定されず、研削用途に応じて選択され得る。
【０２８５】
使用中、結合研磨砥石は、湿式又は乾式で使用され得る。湿式研削中、結合研磨物品は典型的には、水又は市販の潤滑剤（冷却剤とも称される）を含みえる、研削流体と共に使用される。湿式研削中、潤滑剤は一般的に、加工物品及び砥石車を冷却し、境界面を潤滑化し、くず（チップ）を除去し、砥石車を清浄化するために使用される。潤滑剤は典型的には、流体が砥石車によって除去されないように、研削領域に直接適用される。使用される潤滑の種類は、加工物品の材料により、当該技術分野において既知であるように選択され得る。
【０２８６】
一般的な潤滑剤は、水と混ざるその能力によって分類され得る。本発明において使用するために好適な第１分類としては、鉱油（典型的には石油系の油）及び植物油などの、油が挙げられる。本発明において使用するために好適な第２分類としては、潤滑剤のエマルション（例えば、鉱油ベース潤滑剤、植物油ベース潤滑剤、及び半合成潤滑剤）、及び水を含む潤滑剤溶液（典型的には半合成、及び合成潤滑剤）を含む。
【０２８７】
本発明による研磨物品は、研削方法専用のいずれかの研削機械において使用され得る。研削機械は、いずれかの好適な速度、一般的には約１０〜２５０ｍ／秒で、電動、油圧駆動、空気式で駆動され得る。
【０２８８】
本発明による結合研磨物品は例えば、加工物品の研磨のために有用である。結合研磨物品は、鋼（粉末冶金鋼及び鋼合金、炭素鋼、軟鋼、工具鋼、ステンレス鋼、硬化鋼、ボールベアリング鋼、冷間加工鋼、鋳鉄）、非鉄金属、及び合金（例えば、アルミニウム、チタン、銅など）、硬質金属（例えば、炭化タングステン、炭化チタン、窒化チタン、サーメットなど）などの金属、セラミック（工業用セラミック、例えば、酸化セラミック、珪酸塩セラミック、非酸化セラミック）、並びにガラスから作製される加工物品において使用するために特に好適であり得る。しかしながら、結合研磨物品の使用は、これらの代表的な加工物品材料における使用に限定されない。
【０２８９】
本発明による好ましい研削方法としては、円筒研削用途、歯車研削用途、及びクリープフィード研削用途を含む表面研削用途が挙げられるが、これらに限定されない。
【０２９０】
歯車研削
本発明において使用される用語歯車研削とは一般的に、歯車の創成研削、及び歯車の外形研削の方法を指す。歯車は、ギアボックスの速度伝達比を決定する。歯車の第２基本原理により、この比率は前の歯が係合離脱する前に次の歯が既に係合している場合においてのみ一定である。歯面の表面がより完全に研削されると、より適合した形態となり、ギアボックスはより滑らかかつ静かに運転する。歯面を機械加工するプロセスは、寸法の正確性及び形状の正確性においてより高い要求をもたらし、また構成要素の縁部領域の特性に特に高い要求をもたらす。マクロ及びマイクロ幾何（これは、歯により生じる雑音の量及び種類に影響する）は、品質要件によって厳しい制限内の許容誤差を有し、「ゼロ許容誤差」ポリシーが、歯面の縁部領域に適用される。構造体に対する影響の結果としての、縁部領域への損傷は、歯のより早い摩耗に寄与し、極端な場合において、歯を破損及び故障させる。これらの要件と関連して、異なる技術が有用であり得、これらは全て、本発明の範囲内に含まれる。
【０２９１】
代表的な歯車研削技術としては、次のものが挙げられる。
−研削ウォームを使用した、連続的な創成研削技術による歯車研削：結合研磨粒子（典型的には研削砥石車）が研削ウォームに対応する形状を有し、その基本的歯外形は常にラック外形をしている。研削ウォーム、及び歯車装置の連続的な創成研削を通じ、インボリュート形態が生じる。プロセスは、歯車砥石車の連続生産に非常に役に立つ。
【０２９２】
−鼓形研削ウォームによる歯車研削（連続的な外形研削）：連続的な創成研削技術とは異なり、この場合における結合研削物品の形状は、基本的歯外形として、ラック外形を備える研削ウォームに対応しない。代わりに、鼓形研削ウォームは、歯面の輪郭を位置付ける。研削プロセス中の歯の形状は、歯の空隙への工具の実質的に線形の係合を通じて生成される。この方法は、差動歯車において主に使用される研削傘歯車に関して予め決定され、任意により、以降のホーニング工程と組み合わされてもよい。
【０２９３】
−単一歯面創成研削：インボリュート形状は、創成研削プロセスにおいて生じ、プロセス中研削砥石車は、歯の空隙あたり、研削の方向において単一の歯面のみを機械加工する。この方法は、不変の砥石車の幅で、異なるモジュールの機械加工を可能にし、かつ左巻き、又は右巻き歯面に関して異なる切り込みを可能にする。
【０２９４】
−放射状を備える形態、又は外形研削：インボリュート形態は、結合研磨物品（最も典型的には研削砥石車）に転写され、これは、加工物品の歯の空隙に形状を生じる。
【０２９５】
−回転切り込みを備える形態、又は外形研削：インボリュート形態は、結合研磨物品（典型的には研削砥石車）に転写され、これはその後、加工物品の歯の空隙に形状を生じる。
【０２９６】
歯車研削用途において使用するための結合研磨物品は、特に限定されず、上記の通りである。好ましい実施形態において、歯車研削用途において使用するための、結合研磨物品は、平坦な三角形、又は平坦な矩形から選択される粒子形状によって特徴付けられてもよく、任意により、特に好ましい粒子形状に関連して先に記載されたように、少なくとも１つの面が内方へ成形される。
【０２９７】
クリープフィード研削
クリープフィード研削は、表面研削の特定のケースと考えることができる。しかしながら、往復線形切削運動による表面研削と異なり、クリープフィード研削は、比較的長い切削深さと、比較的低い供給率度を使用する。合計研磨許容量は一般的に数回のパスで達成される。クリープフィード研削では、表面研削と円筒研削操作との間に区別が生じる。クリープフィード研削の１つの特殊の形態は、外形長手方向研削（剥離研削）である。
【０２９８】
クリープフィード研削は典型的には、回転目直し装置を使用し、典型的には湿式で操作される。クリープフィード研削において、加工物品の形態は、最大１５ｍｍの単一の研削パスにおいて、長い切り込みによって形成され得る。切り込みの増加により、加工物品と結合研磨物品との間の接触は大幅に増加し、研削流体を輸送し、研削くずの除去のプロセスはより困難になる。結果として、クリープフィード研削は、低い硬度の開口研磨物品、及び大量の研削流体の連続的な供給を必要とする。この方法は、案内面及びタービン静翼の締金外形などの、高精密性の外形の仕上げ切削に特に良く適している。
【０２９９】
クリープフィード研削用途において使用するための結合研磨物品は、特に限定されず、上記の通りである。好ましい実施形態において、クリープフィード研削用途において使用するための、結合研磨物品は、平坦な三角形、又は平坦な矩形から選択される粒子形状によって特徴付けられてもよく、任意により、特に好ましい粒子形状に関連して先に記載されたように、少なくとも１つの面が内方へ成形される。
【０３００】
表面研削（クリープフィード研削を除く）
表面研削又は面研削技術は典型的には、周辺長手方向表面研削（大きい表面の表面研削、面研削）、及び周辺横方向表面研削（フルート状研削、外形研削）に分割される。
【０３０１】
周辺長手方向研削の場合、砥石車は直角で係合し、工作台によって移動される加工物品へと選択される送達度で前進する。
【０３０２】
プロセス中、切り込み及び供給率は、研削結果を規定する。周辺横方向表面研削は、大きな平坦な表面に理想的に適している。この方法により、結合研磨物品はまた、加工物品に対して直角に位置付けられるが、結合研磨物品の幅と正確に対応する量だけ送達される。両方の方法が、往復研削及びクリープフィード研削に使用され得る。
【０３０３】
往復研削により、結合研磨物品は加工物品上で、基準縁部と直角に「前後」に動き、生じる運動は「往復運動」として記載される。この方法は、表面研削の最も古い変形とみられ、低い切削深さ（例えば、０．００５〜０．２ｍｍの低さ）、及び高い工作台速度（例えば、１５〜３０ｍ／分の範囲）により特徴付けられる。この技術は、研削が容易であり、バッチサイズが小さく、材料除去の量が少ない材料、並びに比較的少ない機械投資の場合に、特に有用である。
【０３０４】
表面研削用途において使用するための結合研磨物品は、特に限定されず、上記の通りである。好ましい実施形態において、表面研削用途において使用するための、結合研磨物品は、平坦な三角形、又は平坦な矩形から選択される粒子形状によって特徴付けられてもよく、任意により、特に好ましい粒子形状に関連して先に記載されたように、少なくとも１つの面が内方へ成形される。
【０３０５】
円筒研削
円筒研削は、一般的に、以下の４つの特徴の１つ以上、好ましくは全部を有することにより特徴付けられる研削技術である。
（１）加工物品が一定速度で回転する、（２）研削砥石車が一定速度で回転する、（３）研削砥石車が加工物品に対し向かって、及び離れるように送達される、（４）加工物品又は研削砥石車の一方が他方に対して横断する。
【０３０６】
円筒研削用途の大部分が、４つ全ての運動を利用するが、４つの動作のうち３つのみを利用する用途も存在する。３つの主な種類の円筒研削は外径（ＯＤ）研削、内径（ＩＤ）研削、及び心なし研削であり、及びこれらの技術いずれか１つが本発明において好適に使用され得る。
−外径（ＯＤ）研削は、自動車産業など（これはカムシャフト及びクランクシャフトの研削に使用される）最も頻繁に使用される研削技術の１つである。工業的開発の過程で、及び結果として生じる要件に対応して、外径研削は、加工物品が搭載される方法により、かつ主要送達方向により異なる技術の異なる類型へと分類された。
○中心間の周辺横方向外径（ＯＤ）研削（プランジ研削としても既知）
○心なし周辺横方向外径（ＯＤ）研削
○中心間の周辺長手方向外径（ＯＤ）研削（プランジ研削としても既知）
○心なし周辺長手方向外径（ＯＤ）研削
【０３０７】
中心間の研削のプロセスにおいて、加工物品は、その端面を取付具の中心に合わせる際に、２つの中心間においてしっかりとクランプされ、この位置において、加工物品は研削機械によって駆動される。砥石車の主要送達方向により（直角プランジ送達又は加工物品に沿った並行移動）、これは横方向又は長手方向研削と称される。
【０３０８】
周辺横方向外径研削のプロセスにおいて、研削砥石車は一般的に加工物品に対して直角である。この技術は一般的に、直線的なプランジ研削を使用して、軸受け座部、肩部、及び溝を機械加工するために使用される。多くの場合において、カットインは、チップ除去速度を逓減させる割合の順で実行されるいくつかのプロセス工程に分割される。特定の作業、及びバッチの大きさにより、角度プランジ研削はより生産的であり得る別の形態である。
【０３０９】
周辺長手方向外径研削のプロセスは、研削砥石車の幅よりも著しく長い円筒形、又は円錐形加工物品を必要とする用途において特に好適である。実施例としては、プレスシリンダー、及び製紙用のローラー、加えて、製鉄業におけるロールミルにおいて使用するためのロールの機械加工が挙げられるがこれに限定されない。この技術において、研削砥石車は、加工物品と平行に移動し、反転点において加工物品と直角に送り込まれる。要求される仕上がり寸法は、数回のパス、又は単一のパスのいずれかで得られ、後者は剥離研削と称される。これらの方法は、クリープフィード研削及び往復研削と同等である。自動車産業において、例えば、駆動シャフトの製造において剥離研削が使用される。
【０３１０】
−心なし研削：柔軟又は脆性の材料で作製された、長く及び／又は薄い、丸い構成要素を大量に機械加工することが課題である場合、心なし研削が解決法であり得る。加えて、心なし研削は、単一のパスで行われる、マルチタスク（例えば、荒削り、及び仕上げ）を可能にする技術である。機械加工プロセス自体は、「外径研削」に関して先に記載したものと同様の他の円筒研削技術と対応する（中心がなくても、プロセスは依然として、プランジ研削及びスルーフィード技術を含む。）
【０３１１】
−内径（ＩＤ）研削は、軸又はシャフトと非確動的接続を形成するために必要な構成要素において完全な機能面をもたらす。外径（ＯＤ）研削と同様に、この方法は、研削方向による２つの異なる技術へと分類される。
○周辺横方向内径（ＩＤ）研削（プランジ研削）
○周辺長手方向内径（ＩＤ）研削
砥石車及び加工物品の挙動について、両方の技術が中心間の外径（ＯＤ）研削とほぼ同一の特性を示す。ＩＤ研削が一般的に使用される用途の例としては、高精密嵌合を備えた孔の精砕が挙げられるがこれらに限定されない（砥石車が機械加工される表面よりも狭い必要があり、長手方向研削及びプランジ研削の組み合わせが必要である場合、硬質及び超硬質材料の機械加工において、単一のパスで異なる直径を機械加工し、加えてテーパ状嵌合を生じるため）。典型的な場合において、砥石車は、孔直径の２／３、又は最大４／５を超えないようにするべきである。
【０３１２】
円筒研削用途において使用するための結合研磨物品は、特に限定されず、上記の通りである。好ましい実施形態において、円筒研削用途において使用するための、結合研磨物品は、平坦な三角形、又は平坦な矩形から選択される粒子形状によって特徴付けられてもよく、任意により、特に好ましい粒子形状に関連して先に記載されたように、少なくとも１つの面が内方へ成形される。
【０３１３】
驚くべきことに、本発明による結合研磨粒子は、広範な研削用途、及び特に高性能研削用途において優れた結果をもたらすことが見出された。
【０３１４】
本発明の目的において、用語高性能研磨粒子用途は、現在従来的な研磨剤により一般的に可能であるよりも早い材料除去速度を指すことが意図される。従来的な研磨剤は、いわゆるセラミック研磨剤を含む全ての種類の酸化アルミニウム、及び炭化ケイ素を包含する。
【０３１５】
高性能研削は、研削技術及びモデムＣＮＣ（計算機数値制御）機械装置に対する正しく適切な知識に基づいた、具体的な研削用途に対して成立する。高性能研削を規定するための１つのパラメータは、Ｑプライムとも称される特定の材料除去速度Ｑ’ｗであり得る。Ｑ’ｗは、１ｍｍの砥石車幅が、毎秒何ｍｍ３の加工物品を除去するか（ｍｍ３／ｍｍ／秒）を示す。Ｑ’ｗは、公式Ｑ’ｗ＝［ａｅｘｖｗ］／６０により、２つのパラメータ、つまり、切削深さａｅ及び供給率ｖｗに基づいて計算され得る。特定の材料除去速度Ｑ’ｗは、供給率Ｖｗ、及び／又は切削深さａｅを増加させることによって増加させることができる。［周辺速度ｖｃは、Ｑ’ｗに影響を与えない］Ｑ’ｗの値は典型的には、単位ｍｍ３／ｍｍ／秒又はｍｍ３／（ｍｍ／秒）を使用して示される。
【０３１６】
代表的な高性能研削用途におけるＱ’ｗの典型的な範囲は以下のように特定され得る：内径（ＩＤ）研削１〜１５、好ましくは２〜１２、最も好ましくはは４〜１１ｍｍ３／ｍｍ／秒、外径（ＯＤ）研削は１．５〜２５、好ましくは３〜２２、最も好ましくは４〜２０ｍｍ３／ｍｍ／秒、表面研削１．５〜２０、好ましくは２〜１７、最も好ましくは４〜１９ｍｍ３／ｍｍ／秒、外径研削３〜６０、好ましくは３〜５０、最も好ましくは５〜４５、最も好ましくは７〜５０又は７〜４０ｍｍ３／ｍｍ／秒、創成方法による外形研削８〜６０、好ましくは１０〜５５、最も好ましくは１４〜５０ｍｍ３／ｍｍ／秒、クリープフィード研削４〜１００、好ましくは６〜９０、最も好ましくは９〜８０ｍｍ３／ｍｍ／秒、及びカムシャフト研削８〜１００、好ましくは１２〜９５、最も好ましくは１５〜９０ｍｍ３／ｍｍ／秒。
【０３１７】
上記の値は、荒削り、及び半荒削り操作を指すが、仕上げ操作において、Ｑ’ｗ値は、＜１ｍｍ３／ｍｍ／秒であり得る。
【０３１８】
本発明の結合研磨物品は、長時間にわたり、特に厳密な研削条件において（例えば、高比材料除去速度において）、一定の研磨結果をもたらすことが見いだされた。
【０３１９】
加えて、本発明による結合研磨物品は、荒削り、半荒削り、から仕上げ操作に及ぶ、広範な研削用途において使用される加工物品のより良好な表面仕上げ（より低い表面粗さＲａ）をもたらし得る。いくつかの場合において、成形研磨粒子のより荒い粒径を組み込む結合研磨物品はおどろくべきことに、より細かい粒径と比較して、より良好な表面品質をもたらし得る。
【０３２０】
使用中、結合研磨物品はまた、加工物品を損傷するリスクを確実に低減させ（例えば、加工物品の燃焼、又は変色）、同時に使用中の結合研磨物品の目詰りを最小化させることを確実にする。
【０３２１】
本発明の結合研磨物品は、より多くの加工物品の部分を目直し周期の間に仕上げることを可能にする長い目直し周期、加えて結合研磨粒子の長い合計耐用寿命によって特徴付けられる。
【０３２２】
本発明の結合研磨物品を使用して実現され得る、高い材料除去速度により、より短い研削時間が生じ、全体的により高い加工物品フローに寄与する。
【０３２３】
研磨用途の性能を特徴付けるために多くの場合において使用される別のパラメータは、特定のチップ体積Ｖ’ｗである。Ｖ’ｗは、目直しが行われる前（すなわち、第１研削周期中）の研削用途中に除去される加工物品材料［ｍｍ３］の合計量を示す。目直しがされなくてはならない時間（すなわち、研削周期の終了時）は、研削作業の当業者によって容易に認識され得る。例として、研削周期の終了時は典型的には研削機械による電力の幾分際立った低下によって示される。研削周期の終了時を認識するための、追加的又は代替的指標として使用され得る他の要因としては、結合研磨粒子の形状の損失、及び外形保持の損失、加工物品品質の低下、例えば、加工物品の燃焼又は変色、又は表面粗さＲａの増加により示される、より劣悪な表面仕上げが挙げられるがこれらに限定されない。
【０３２４】
研削周期の終了時において、特定のチップ体積は、当業者によって容易に算出され得る。特定のチップ体積を決定する目的のため、研削の実際の開始が、研削周期の開始点と捉えられる。特定の研削用途の性能を評価するため、特定の材料除去速度Ｑ’ｗは典型的には一定に設定され、研削用途の性能は、特定のチップ体積Ｖ’ｗに関して評価される。
【０３２５】
実際、特定のチップ体積は、一般的に、研削用途において使用される、活性研磨物品の外形の有効幅に基づく（すなわち、特定のチップ体積は、結合研磨物品の幅１ｍｍ当たり（例えば、１研削周期中における１ｍｍ砥石車幅）除去される加工物品材料の合計体積を示す）。
【０３２６】
本発明による結合研磨物品は驚くべきことに、特定のチップ体積Ｖ’ｗに関して優れた結果をもたらすことが見出され（特に、歯車研削などの用途において）、したがって、例えば、再目直しのより高い設定限界に繋がる。チップ体積に関するこのような優れた結果はまた、驚くことに高い材料除去速度においても達成され得る（すなわち、研削周期における高い一定値のＱ’ｗ、例えば、少なくとも５ｍｍ３／ｍｍ／秒、典型的には少なくとも１０ｍｍ３／ｍｍ／秒、より典型的には少なくとも１４ｍｍ３／ｍｍ／秒、又は少なくとも１６ｍｍ３／ｍｍ／秒、及び更に典型的には２０ｍｍ３／ｍｍ／秒、好ましくは少なくとも２５ｍｍ３／ｍｍ／秒、及びより好ましくは少なくとも３０ｍｍ３／ｍｍ／秒の、特定の材料除去速度Ｑ’ｗを有する歯車研削（例えば、一山ねじ研削）使用する場合）ことが強調される。典型的に、従来的な研磨粒子に基づく研磨物品は、同じ研削用途のより低い特定の材料除去速度Ｑ’ｗと比較して、より高い特定の材料除去速度Ｑ’ｗにおいて、より低い特定のチップ体積Ｖ’ｗを示し、典型的には、より高い特定の材料除去速度で使用する際に加工物品に対して、燃焼又は変色などの悪影響を示す。これらの極端な研削条件においても、本発明による結合研磨物品を使用する際には、加工物品の燃焼又は変色は観察されなかった。
【０３２７】
歯車研削用途などの特定の研削用途が、特定のチップ体積に関してこのような優れた結果をもたらすこと見出された一方で、他の研削用途は、同様の顕著な効果をもたらすものと考えられる。
【０３２８】
本明細書において画定される、成形研磨粒子を組み込む本発明による結合研磨物品は、現在の従来的研磨剤（高性能研磨用とに関して定義される）で一般的に達成され得るものよりも実質的に高い、特定のチップ体積を提供することができる。換言すれば、研削条件の所与のセット［所与の加工物品、定数Ｑ’ｗにおける所与の研削用途、例えば、１４ｍｍ３／ｍｍ／秒の一定の特定材料除去速度Ｑ’ｗ（又は更に、３０ｍｍ３／ｍｍ／秒ほどもの特定の材料除去速度Ｑ’ｗ）において歯車研削する１７ＣｒＮｉＭｏ６］を使用して、本発明による結合研磨物品は典型的には、研磨条件（特に、同じ特定の材料除去速度Ｑ’ｗ）の同じセットを使用して、比較される結合研磨物品を使用して達成される特定のチップ体積よりも、少なくとも２０％高い、より典型的には少なくとも５０％高い、更により典型的には少なくとも１００％高い、更により典型的には少なくとも２００％高い、かつ最も典型的には少なくとも３００％高い特定のチップ体積をもたらす。
【０３２９】
研削業界の当業者は、適切な比較可能な結合研磨物品を確実に確認することができる。比較可能な結合研磨物品として使用するための好適な結合研磨物品は例えば、研磨粒子が成形されていないという点で異なる同じ研磨剤量に基づき得る。例えば、同じ結合研磨物品であるが、本発明による成形研磨粒子が、本発明による成形研磨粒子が、同じ化学組成を有する同じ公称寸法及び重量の破砕された研磨粒子と置換されているものが、比較可能な結合研磨物品として使用され得る。比較可能な結合研磨物品はまた、評価される結合研磨物品として使用される際、同じ化学的組成を有する、いずれかの光学的二次研磨粒子の同じ公称寸法及び重量を含む。したがって、評価される結合研磨物品に含有される、本明細書において定義される成形研磨粒子は好ましくは、特定のチップ体積Ｖ’ｗを評価する際に使用される比較可能な結合研磨物品との差のみを表す。これは、同じ種類（特に、化学組成に関して）、及び同じ量の結合媒体（及び存在する場合は、任意により同じ体積の多孔率）が好ましくは、評価される結合研磨物品、及び比較可能な結合研磨物品に使用されることを意味する。
【０３３０】
単に例として、本発明において達成可能な特定のチップ体積は典型的には、このような現在の従来的研磨剤に基づき、比較可能な結合研磨物品で一般的に達成され得るよりも、２、又は５、又は１０、又は１５，更に２０倍高い。
【０３３１】
例えば、本発明の結合研磨物品を使用して、研削用途［例えば、１４ｍｍ３／ｍｍ／秒の特定材料除去速度Ｑ’ｗで、１７ＣｒＮｉＭｏ６で作製される加工物品を歯車研削（特に単一リブ歯車研削）する］は容易に、少なくとも８５０ｍｍ３／ｍｍ、特に少なくとも１５００ｍｍ３／ｍｍ以上、更に具体的に少なくとも２５００ｍｍ３／ｍｍ、更により具体的には少なくとも１００００ｍｍ３／ｍｍ、及び更により具体的には１５０００ｍｍ３／ｍｍ以上、又は更に３００００ｍｍ３／ｍｍ以上の特定のチップ体積を容易にもたらし得る。
【０３３２】
本発明は従って、本発明による結合研磨物品を使用により特徴付けられる研削方法（特に、歯車研削、より具体的には単一リブ歯車研削の方法）に関連し、特定のチップ体積Ｖ’ｗは、同じ研削条件で、特に同じ特定の材料除去速度Ｑ’ｗで、比較できる結合研磨物品を使用する場合に達成される、特定のチップ体積よりも、少なくとも２０％高い、好ましくは少なくとも５０％高い、より典型的には少なくとも１００％、更により典型的には約２００％高く、最も典型的には約３００％高い。
【０３３３】
本発明はまた、本発明による結合研磨物品の使用により特徴付けられる研削方法（特に、１４のＱ’ｗの特定の材料除去速度における、単一リブ歯車研削の方法）に関連し、特定のチップ体積は少なくとも８５０ｍｍ３／ｍｍ、特に少なくとも１５００ｍｍ３／ｍｍ以上、好ましくは少なくとも２５００ｍｍ３／ｍｍ、より好ましくは少なくとも１００００ｍｍ３／ｍｍ、更により好ましくは１５０００ｍｍ３／ｍｍ以上、又は少なくとも３００００ｍｍ３／ｍｍ以上である。他の好ましい実施形態において、本発明は、本発明による結合研磨物品の使用により特徴付けられる研削方法（特に、１６の特定の材料除去速度Ｑ’ｗにおける、単一リブ歯車研削の方法）に関連し、特定のチップ体積は少なくとも８５０ｍｍ３／ｍｍ、特に少なくとも１５００ｍｍ３／ｍｍ以上、好ましくは少なくとも２５００ｍｍ３／ｍｍ以上、好ましくは少なくとも１００００ｍｍ３／ｍｍ以上、及び更により好ましくは１５０００ｍｍ３／ｍｍ以上、又は少なくとも３００００ｍｍ３／ｍｍ以上、及び他の好ましい実施形態においては、１００００ｍｍ３／ｍｍ超、好ましくは少なくとも１１０００、更により好ましくは１５０００ｍｍ３／ｍｍ以上、及び最も好ましくは３００００ｍｍ３／ｍｍ以上である。
【０３３４】
本発明により達成された他の効果は、結合研磨物品の高い形状又は外形保持である。これは少ない目直しにつながり、よってより良好なプロセス及び工具消費経済となる。
【０３３５】
ビトリファイド結合研磨物品における、成形研磨粒子の使用（任意により１つ以上の内方へ成形された面を有する、本明細書において記載される平坦な三角形及び平坦な矩形）は、結合研磨物品の広範な異なる組成、加えて広範な用途のために、これらの有益な効果が達成されることを可能にする。
【０３３６】
いくつかの用途において、研磨物品が物品に存在する研磨粒子の総量に基づいて、本発明による成形研磨粒子を１００％含む場合に最も顕著な効果が達成されるが、物品に存在する研磨粒子の総量に基づいて、例えば、最低５重量％の本発明による成形研磨粒子、及び最大９５重量％の二次研磨粒子を含む物品がまた、広範な用途にわたり優れた性能をもたらすことが示された。
【０３３７】
本発明において達成される効果はまた、結合研磨物品が典型的に、いずれかの特定の配向の成形研磨剤を含む必要がないという点において意外である。配向が利益となり得る、比較的薄くコーティングした研磨物品の状況とは異なり、結合研磨物品（例えば、砥石車、区分、層、又はその一部）は典型的にはランダムな配向の成形研磨粒子を含むが、粒子の配向は、本発明の領域から排除されない。
【０３３８】
実施形態において、本発明は以下の項目に関連する。
１．成形研磨粒子、及びガラス状結合を含む結合剤を含む結合研磨物品であって、上記成形研磨粒子はそれぞれ、厚さｔによって分離される第１側部及び第２側部を含み、上記第１側部は第１幾何形状の外辺部を有する第１面を含む、結合研磨物品。
２．厚さｔは、粒子の最も短い辺と関連する寸法の長さと等しいか、又は小さい、項目１に記載の物品。
３．成形研磨粒子は、セラミック成形研磨粒子である、項目１又は２に記載の物品。
４．成形研磨粒子は、αアルミナを含む、項目１〜３のいずれか一項に記載の物品。
５．成形研磨粒子は、非種晶ゾルゲル由来のαアルミナを含む、項目１〜４のいずれか一項に記載の物品。
６．成形研磨粒子は、種晶ゾルゲル誘導αアルミナを含む、項目１〜４のいずれか一項に記載の物品。
７．二次研磨粒子を更に含む、項目１〜６のいずれか一項に記載の物品。
８．成形研磨粒子、及び二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料、熱処理した酸化アルミニウム材料、セラミック酸化アルミニウム材料、焼結した酸化アルミニウム材料、炭化ケイ素材料、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶系窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾルゲルに由来する研磨粒子、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせから独立に選択される、項目７に記載の物品。
９．二次研磨粒子は、特定の公称等級を有する破砕された研磨粒子から選択される、項目７又は８による物品。
１０．破砕された研磨粒子は、成形研磨粒子よりも小さいサイズのものである、項目９に記載の物品。
１１．上記成形研磨粒子の１０〜８０体積％を含む、項目１〜１０のいずれか一項に記載の物品。
１２．１〜６０体積％の上記結合剤を含む、項目１〜１１のいずれか一項に記載の物品。
１３．上記ガラス状結合は、ガラス状結合の総重量に基づき、２５〜９０重量％のＳｉＯ２、０〜４０重量％のＢ２Ｏ３、０〜４０重量％のＡｌ２Ｏ３、０〜５重量％のＦｅ２Ｏ３、０〜５重量％のＴｉＯ２、０〜２０重量％のＣａＯ、０〜２０重量％のＭｇＯ、０〜２０重量％のＫ２Ｏ、０〜２５重量％のＮａ２Ｏ、０〜２０重量％のＬｉ２Ｏ、０〜１０重量％のＺｎＯ、０〜１０重量％のＢａＯ、０〜５重量％の酸化金属を含む、項目１〜１２のいずれか一項に記載の物品。
１４．ガラス状結合部は、フリットを含むガラス状結合前駆体組成物から得られる、項目１〜１３のいずれか一項に記載の物品。
１５．ガラス状結合前駆体組成物は、ガラス状結合前駆体組成物の総重量に基づき、３〜７０重量％のフリットを含む、項目１４のいずれか一項に記載の物品。
１６．孔を含む、項目１〜１５のいずれか一項に記載の物品。
１７．物品の体積に基づき、１〜６０体積％のガラス状結合、１０〜８０体積％の成形研磨粒子、及び５〜８０体積％の多孔率を含む、項目１〜１６のいずれか一項に記載の物品。
１８．成形研磨粒子、及び二次研磨粒子がブレンドに含まれ、ブレンド内に存在する研磨粒子の総重量に基づき、二次研磨粒子の含有率が最大９５重量％である、項目７〜１７に記載の物品。
１９．最も短い辺に関する寸法の、上記粒子の厚さに対する比率が少なくとも１：１である、項目１〜１８のいずれか一項に記載の物品。
２０．上記第１幾何形状は、多角形、レンズ形状、三日月形、円形、半円形、オーバル形、扇形、弓形、涙滴形、内転サイクロイドから選択される、項目１〜１９のいずれか一項に記載の物品。
２１．上記第１幾何形状は、三角形、及び四辺形から選択される、項目１〜２０のいずれか一項に記載の物品。
２２．上記第１幾何形状は、矩形、菱形、偏菱形、凧形、又は長オーバル形から選択される四辺形である、項目１〜２１のいずれか一項に記載の物品。
２３．上記第１幾何形状は、二等辺三角形、及び等辺三角形から選択される三角形である、項目１〜２１のいずれか一項に記載の物品。
２４．成形研磨粒子は体積アスペクト比を有し、体積アスペクト比は約１．１５超である、項目１〜２３のいずれか一項に記載の物品。
２５．少なくとも１つの側壁を含む、項目１〜２４のいずれか一項に記載の物品。
２６．側壁は１つ以上の小平面を含む、項目２５に記載の物品。
２７．１つ以上の小平面は、三角形及び四辺形幾何形状、並びにこれらの組み合わせから独立に選択された形状を有する、項目２６に記載の物品。
２８．少なくとも１つの側壁は傾斜側壁である、項目２５〜２７のいずれか一項に記載の物品。
２９．第２面と側壁との間に抜き勾配αを更に含み、抜き勾配αは９０°超である、項目２５〜２８のいずれか一項に記載の物品。
３０．抜き勾配αは、約９５〜約１３５°である、項目２９に記載の物品。
３１．側壁は、５〜約６５°の角度βで、第１側部と交差する、項目２５〜２８のいずれか一項に記載の物品。
３２．上記の成形研磨粒子はそれぞれ、開口部、少なくとも１つの陥没（又は凹状）面、外方に成形された（又は凸状）少なくとも１つの面、複数の溝又はリッジを有する少なくとも１つの側部、少なくとも１つの破損表面、低真円度、鋭い先端部を有する１つ以上の角点を含む外辺部を有する第１面を含む第１側部、鋭い先端部を有する１つ以上の角点を含む外辺部を有する第２面を含む第２側部、又は上記成形機構の１つ以上の組み合わせから選択された、少なくとも１つの成形機構を含む、項目１〜３１のいずれか一項に記載の物品。
３３．成形研磨粒子はそれぞれ開口部を有する、項目１〜３２のいずれか一項に記載の物品。
３４．開口部は、第１側部及び第２側部を通っている、項目３３のいずれか一項に記載の物品。
３５．成形研磨粒子は、第２側部に複数の溝及び／又はリッジを更に含む、項目１〜３４のいずれか一項に記載の物品。
３６．第２側部は、頂点、又はリッジライン、又は第２面を含む、項目１〜３５のいずれか一項に記載の物品。
３７．第２側部は、厚さｔにより第１側部から分離された第２面を含み、少なくとも１つの側壁は第２面と第１面とを接続する、項目３６に記載の物品。
３８．厚さは粒子の最も短い面寸法の長さと同じかより短い、項目３７に記載の物品。
３９．第２面は、第１幾何形状と同じであるか、異なり得る第２幾何形状の外辺部を有する、項目３７又は３８に記載の物品。
４０．上記第１及び第２幾何形状は、規則的多角形、不規則的多角形、レンズ、三日月形、円形、半円形、オーバル形、扇形、弓形、涙滴形、及びハイポサイクロイドから独立に選択される、項目３９に記載の物品。
４１．第１及び第２幾何形状は、寸法が異なっていても同じであってもよい、同一の幾何形状を有する、項目３９又は４０に記載の物品。
４２．第１及び第２幾何形状が、実質的に三角形の形状から選択される、項目４１に記載の物品。
４３．実質的に三角形の形状は正三角形の形状を含む、項目４２に記載の物品。
４４．第１面及び第２面は互いに実質的に並行である、項目３７〜４３のいずれか一項に記載の物品。
４５．第１面及び第２面は互いに並行でない、項目３７〜４４のいずれか一項に記載の物品。
４６．側壁は傾斜側壁である、項目３７〜４５のいずれか一項に記載の物品。
４７．第２面と側壁との間に抜き勾配αを更に含み、抜き勾配αは９０°超である、項目３７〜４６のいずれか一項に記載の物品。
４８．第１抜き勾配を有する第１傾斜側壁、第２抜き勾配を有する第２傾斜側壁、及び第３抜き勾配を有する第３傾斜側壁を含む、項目３７〜４７のいずれか一項に記載の物品。
４９．第１抜き勾配、第２抜き勾配、及び第３抜き勾配が、互いに異なる値を有する、項目４８に記載の物品。
５０．第１抜き勾配、第２抜き勾配、及び第３抜き勾配が等しい、項目４８に記載の物品。
５１．第１及び第２面が実質的に平坦である、項目３７〜５０のいずれか一項に記載の物品。
５２．第１及び第３面の少なくとも一方が非平坦な面である、項目３７〜５０のいずれか一項に記載の物品。
５３．第１面は、陥没しているか凹状であり、第２面は実質的に平坦である、項目５２に記載の物品。
５４．第１面は凸状であり、第２面は陥没しているか凹状である、項目５２に記載の物品。
５５．第１面は陥没しているか、凹状であり、第２面は陥没しているか、凹状である、項目５２に記載の物品。
５６．粒子は側壁及び変動する厚さｔをそれぞれ有する皿形の研磨粒子であり、第１面は陥没していおり、皿形研磨粒子における厚さ比Ｔｃ／Ｔｉが１．２５〜５．００である、項目５２に記載の物品。
５７．第１面は実質的に平坦な中心部、及び複数の隆起角部を含む、項目５２又は５６に記載の物品。
５８．第２側部は、第２面及び第２面と抜き勾配αで交差して切頭角柱を形成する４つの面を含む、項目３７〜５７のいずれか一項に記載の物品。
５９．抜き勾配αは、約９５〜約１３５°である、項目５８に記載の物品。
６０．第２側部は厚さｔにより第１側部から分離した頂点を含み、少なくとも１つの側壁が頂点と第１面の外辺部を接続する、項目３６に記載の物品。
６１．側壁は頂点と第１面の外辺部とを接続する１つ以上の小平面を含む、項目６０に記載の物品。
６２．第１面の外辺部は三角形、四辺形、又は更なる多角形であり、第２側部は頂点、及び対応する数の小平面を含み、角柱を形成する、項目６０又は６１に記載の物品。
６３．第１側部は、４つの辺及び４つの頂点を有する四辺形を含み、四辺形は、矩形、菱形、偏菱形、凧形、又は超オーバル形から選択される、項目６０〜６２のいずれか一項に記載の物品。
６４．第１側部は、３つの辺及び３つの頂点を有する三角形を含み、第２側部は、頂点及び３つの三角形の小平面を含み角錐を形成する、項目６０〜６２のいずれか一項に記載の物品。
６５．三角形は正三角形である、項目６４に記載の物品。
６６．側壁及び／又は小平面が約５〜約６５°の角度βで第１側部と交差する、項目６０〜６５のいずれか一項に記載の物品。
６７．成形研磨粒子が、６つの共通の辺によって結合された４つの主要側部を有し、４つの主要側部の各１つが、４つの主要側部の他の３つと接触し、前記６つの共通の辺が実質的に同じ長さである、項目６４に記載の物品。
６８．４つの主要側部の少なくとも１つが実質的に平坦である、項目６７に記載の物品。
６９．４つの主要側部の少なくとも１つが凹状である、項目６７又は６８のいずれか一項に記載の物品。
７０．４つの主要側部の全部が凹状である、項目６７に記載の物品。
７１．４つの主要側部の少なくとも１つが凸状である、項目６７又は６８のいずれか一項に記載の物品。
７２．成形研磨粒子は、四面体対称性を含む、項目６７〜７１のいずれか一項に記載の物品。
７３．成形研磨粒子は、実質的に規則的な四面体である、項目６７〜７２のいずれか一項に記載の物品。
７４．第２側部は厚さｔにより第１側部から分離したリッジラインを含み、少なくとも１つの側壁がリッジラインと第１面の外辺部を接続する、項目３６に記載の物品。
７５．側壁はリッジラインと第１面の外辺部とを接続する１つ以上の小平面を含む、項目７４に記載の物品。
７６．側壁及び／又は小平面が約５〜約６５°の角度βで第１側部と交差する、項目７４〜７５のいずれか一項に記載の物品。
７７．第１幾何形状が、四辺形幾何形状から選択され、側壁が屋根型の粒子を形成する４つの小平面を含む、項目７４〜７６のいずれか一項に記載の物品。
７８．四辺形が矩形、菱形、偏菱形、凧形、又は超オーバル形からなる群から選択される、項目７７に記載の物品。
７９．研磨粒子は、平均先端部半径を有し、平均先端半径は７５μｍ未満である、項目１〜７８のいずれか一項に記載の物品。
８０．成形研磨粒子はそれぞれ、成形研磨粒子の長手方向軸に沿った断面形状を有し、断面形状が非円形断面を含み、その成形研磨粒子が約１５％〜０％の平均真円度係数を有する、成形研磨粒子に属する、項目１〜７９のいずれか一項に記載の物品。
８１．砥石車、ホーニング砥石、研削区分、軸付砥石、又は他の形状の形状から選択される三次元形状を有する項目１〜８０のいずれか一項に記載の物品。
８２．物品が砥石車を含む、項目１〜８１のいずれか一項に記載の物品。
８３．物品が砥石車である、項目１〜８２のいずれか一項に記載の物品。
８４．砥石車は、円筒研削、心なし研削、表面及び外形研削、往復研削、クリープフィード研削、歯車、ねじ、ツール、カムシャフト、クランクシャフト軸受け、ガードレールの創成方法における研削のための研削砥石から選択される、項目８２又は８３のいずれか一項に記載の物品。
８５．成形研磨粒子は、研磨物品において均一に分布している、項目１〜８４のいずれか一項に記載の物品。
８６．成形研磨粒子は、研磨物品において不均一に分布している、項目１〜８４のいずれか一項に記載の物品。
８７．結合研磨砥石車を含み、砥石車は外側領域、及び内側領域を含み、内側及び外側領域の組成は、結合の組成、研削粒子の形状、研削粒子のグリット寸法、及び研磨粒子の量から選択される１つ以上の態様において異なる、項目８６に記載の物品。
８８．高性能研削用途における、１〜８７のいずれか一項に記載される物品の使用。
８９．少なくとも１．５ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの外径研削、少なくとも１ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの内径研削、少なくとも１．５ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの表面研削、少なくとも３ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの外形研削、少なくとも８ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの創成方法での外形研削、少なくとも４ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗのクリープフィード研削、少なくとも８ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗを備えるカムシャフト研削のための、請求項８８に記載の用途。
９０．鋼、非鉄金属、合金、硬質金属、セラミック、及びガラスから選択される加工物品材料を研磨するための、請求項１〜８７のいずれか一項に記載の物品の使用。
９１．加工物品を研磨するための方法であって、方法は項目１〜８７のいずれかによる研磨物品の少なくとも一部を加工物品の表面と摩擦接触させる工程と、加工物品又は研磨物品の少なくとも一方を動かして、加工物品の表面の少なくとも一部を研磨する工程とを含む、方法。
９２．特定のチップ体積Ｖ’ｗが、同じ特定の材料除去速度Ｑ’ｗにおいて、比較可能な結合研磨物品を使用して達成される特定のチップ体積よりも、少なくとも２０％高い、項目１〜８７のいずれか一項に記載の結合研磨物品を使用により特徴付けられる研磨方法。
【０３３９】
特に好ましい実施形態において、本発明は、以下の項目に関連する。
１．成形研磨粒子、及びガラス状結合を含む結合剤を含む結合研磨物品であって、上記成形研磨粒子はそれぞれ、厚さｔで分離された第１側部及び第２側部を含み、上記第１側部は第１幾何形状の外辺部を有する第１面を含み（又は好ましくは第１面である）、上記厚さｔは好ましくは、粒子の最も短い辺と関連する寸法の長さと等しいか、又はこれより短く、上記第２側部は、第２幾何形状の外辺部を有する第２面を含み（又は好ましくは第２面である）、上記第２側部は厚さｔによって上記第１側部から分離され、少なくとも１つの側壁が上記第２面と上記第１面を接続し、上記第１幾何形状及び上記第２幾何形状は、大きさが異なっていても同じであってもよい実質的に同一の幾何形状を有し、上記同一の幾何形状は両方とも三角形の形状、又は四辺形の形状から選択される、結合研磨物品。
２．上記同一の幾何形状は両方とも三角形の形状から選択される、項目１に記載の物品。
３．第１面及び第２面は互いに実質的に平行、又は非平行である、項目１又は２のいずれか一項に記載の物品。
４．第１及び第２面が実質的に平坦である、項目１〜３のいずれか一項に記載の物品。
５．第１及び第２面の少なくとも一方が非平坦な面である、項目１〜４のいずれか一項に記載の物品。
６．第１面及び第２面の少なくとも一方が内方へ成形されている、項目５に記載の物品。
７．第１面は内方へ成形され、第２面は実質的に平坦であるか、又は第１面は外方に成形されており第２面は内方へ成形されているか、又は第１面は内方へ成形され第２面は内方へ成形されている、項目６に記載の物品。
８．第２側部は、第２面と抜き勾配αで交差して切頭角柱を形成する４つの小平面を含む、項目１〜７のいずれか一項に記載の物品。
９．成形研磨粒子は、セラミック成形研磨粒子である、項目１〜８のいずれか一項に記載の物品。
１０．成形研磨粒子は、αアルミナを含む、項目１〜９のいずれか一項に記載の物品。
１１．成形研磨粒子は、種晶、又は非種晶ゾルゲル由来のαアルミナを含む、項目１〜１０のいずれか一項に記載の物品。
１２．上記成形研磨粒子は、酸化アルミニウムの主要部を含む、項目１〜７のいずれか一項に記載の物品。
１３．上記酸化アルミニウムは、溶融酸化アルミニウムである、項目１２に記載の物品。
１４．二次研磨粒子を更に含む、項目１〜１３のいずれか一項に記載の物品。
１５．上記成形研磨粒子、及び上記二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料、熱処理した酸化アルミニウム材料、セラミック酸化アルミニウム材料、焼結した酸化アルミニウム材料、炭化ケイ素材料、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶系窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾルゲルに由来する研磨粒子、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、又はこれらの組み合わせから独立に選択される、項目１４に記載の物品。
１６．二次研磨粒子は、特定の公称等級を有する破砕された研磨粒子から選択される、項目１４又は１５による物品。
１７．破砕された研磨粒子は、成形研磨粒子よりも小さいサイズのものである、項目１６に記載の物品。
１８．上記二次研磨粒子は、溶融酸化アルミニウム材料、超研磨剤の粒子、及び炭化ケイ素材料の粒子から選択される、項目１４〜１７のいずれか一項に記載の物品。
１９．１０〜８０体積％の上記成形研磨粒子、及び１〜６０体積％の上記結合媒体を含む、項目１〜１８のいずれか一項に記載の物品。
２０．上記ガラス状結合は、ガラス状結合の総重量に基づき、２５〜９０重量％のＳｉＯ２、０〜４０重量％のＢ２Ｏ３、０〜４０重量％のＡｌ２Ｏ３、０〜５重量％のＦｅＯ２Ｏ３、０〜５重量％のＴｉＯ２、０〜２０重量％のＣａＯ、０〜２０重量％のＭｇＯ、０〜２０重量％のＫ２Ｏ、０〜２５重量％のＮａ２Ｏ、０〜２０重量％のＬｉ２Ｏ、０〜１０重量％のＺｎＯ、０〜１０重量％のＢａＯ、０〜５重量％の酸化金属を含む、項目１〜１９のいずれか一項に記載の物品。
２１．ガラス状結合部は、フリットを含むガラス状結合前駆体組成物から得られる、項目１〜２１のいずれか一項に記載の物品。
２２．孔を含む、項目１〜２２のいずれか一項に記載の物品。
２３．成形研磨粒子、及び二次研磨粒子がブレンドに含まれ、ブレンド内に存在する研磨粒子の総重量に基づき、二次研磨粒子の含有率が最大９５重量％である、項目１４〜２２のいずれか一項に記載の物品。
２４．少なくとも１つの側壁は傾斜側壁である、項目１に記載の物品。
２５．上記成形研磨粒子が、開口部、少なくとも１つの陥没した（又は凹状）面、外方に成形された（又は凸状）の少なくとも１つの面、複数の溝又はリッジを含む少なくとも１つの側部、少なくとも１つの破損表面、低い真円度係数、鋭利な先端部を有する１つ以上の角点を含む第１面の外辺部、鋭利な先端部を有する１つ以上の角点を含む外辺部を有する第２面を含む第２側部、又は上記形状特徴の１つ以上の組み合わせから選択される少なくとも１つの成形特徴を含む、項目１〜２４のいずれか一項に記載の物品。
２６．成形研磨粒子はそれぞれ開口部を有する、項目１〜２５のいずれか一項に記載の物品。
２７．成形研磨粒子は、第２側部に複数の溝及び／又はリッジを更に含む、項目１〜２６のいずれか一項に記載の物品。
２８．砥石車、ホーニング砥石、研削区分、軸付砥石、又は他の形状の形状から選択される三次元形状を有する項目１〜２７のいずれか一項に記載の物品。
２９．物品が砥石車を含む、項目１〜２８のいずれか一項に記載の物品。
３０．砥石車は、円筒研削、心なし研削、表面及び外径研削、往復研削、クリープフィード研削、歯車、ねじ、ツール、カムシャフト、クランクシャフト軸受け、ガードレールの創成方法における研削のための研削砥石から選択される、項目２９に記載の物品。
３１．成形研磨粒子は、研磨物品において均一に分布している、項目１〜３０のいずれか一項に記載の物品。
３２．成形研磨粒子は、研磨物品において不均一に分布している、項目１〜３１のいずれか一項に記載の物品。
３３．結合研磨砥石車を含み、砥石車は外側領域、及び内側領域を含み、内側及び外側領域の組成は、結合の組成、研削粒子の形状、研削粒子のグリット寸法、及び研磨粒子の量から選択される１つ以上の態様において異なる、項目３２に記載の物品。
３４．高性能研削用途における、１〜３２のいずれか一項に記載される物品の使用。
３５．少なくとも１．５ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの外径研削、少なくとも１ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの内径研削、少なくとも１．５ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの表面研削、少なくとも３ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの外形研削、少なくとも８ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗの創成方法での外形研削、少なくとも４ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗのクリープフィード研削、少なくとも８ｍｍ３／ｍｍ／秒のＱ’ｗを備えるカムシャフト研削のための、項目３４に記載の用途。
３６．鋼、非鉄金属、合金、硬質金属、セラミック、及びガラスから選択される加工物品材料を研磨するための、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の物品の使用。
３７．加工物品を研磨するための方法であって、方法は項目１〜３２のいずれか一項による研磨物品の少なくとも一部を加工物品の表面と摩擦接触させる工程と、加工物品又は研磨物品の少なくとも一方を動かして、加工物品の表面の少なくとも一部を研磨する工程とを含む、方法。
３８．項目１〜３２のいずれか一項による結合研磨物品の使用により特徴付けられる、歯車研削の方法。
３９．項目１〜３２のいずれか一項による結合研磨物品の使用により特徴付けられる、クリープフィード研削の方法。
４０．項目１〜３２のいずれか一項による結合研磨物品の使用により特徴付けられる、表面研削の方法。
４１．項目１〜３２のいずれか一項による結合研磨物品の使用により特徴付けられる、円筒研削の方法。
４２．特定のチップ体積Ｖ’ｗが、同じ特定の材料除去速度Ｑ’ｗにおいて、比較可能な結合研磨物品を使用して達成される特定のチップ体積よりも、少なくとも２０％高い、項目１〜３２のいずれか一項に記載の結合研磨物品を使用により特徴付けられる研削方法。
【０３４０】
粒子寸法の決定
成形研磨粒子の寸法（例えば、長さ、幅、及び厚さ）は例えば、当該技術分野において既知の方法を使用して、例えば、定規、バーニャキャリパー、マイクロメータ、又は顕微鏡測定技術などの従来的な測定ツールの使用により、及び典型的には好適な数の測定の平均の計算により、測定され得る。
【０３４１】
Ｎｉｋｏｎ  Ａｍｅｒｉｃａｓ  Ｉｎｃ．ｉｎ  Ｍｅｌｖｉｌｌｅ，ＮＹから得られるＮｉｋｏｎ  ＭＭ−４０などの測定顕微鏡が、以下の試験方法に従って使用され得る：１つ以上の成形研磨粒子が、好ましくは、その最も大きな実質的に平坦な表面（存在すれば）がスライドガラスに接触するように、スライドガラス上に支持される（粒子に存在するならば、皿状又は凹状表面を上にする）。スライドガラスはその後、Ｎｉｋｏｎ  ＭＭ−４０顕微鏡試料台上に配置される。試料台は、Ｘ及びＹ方向に移動する能力を有し、これはまた、Ｘ−Ｙ方向の移動距離のカウンターを備える。十字線が、成形研磨粒子の外側頂点の１つと位置合わせされる。例えば、薄い三角形の粒子は、３つの頂点の１つを使用し、矩形の基部角錐は、角錐の４つの矩形基本頂点の１つを使用する。Ｘ及びＹのカウンターをゼロに合わせる。十字線はその後、測定される幾何形状の次の外側頂点へと時計回り方向に動かされ、Ｘ及びＹの読み取り値が記録される。時計回り方向に移動する残りの外側頂点はその後、順次測定される。各外側頂点のＸ及びＹ座標はその後、表計算シートに入力され、頂点のいずれか２つの間の最大寸法が、ピタゴラスの定理により計算される。
【０３４２】
三角形に関して、長さは、３つの頂点のいずれかの２つの隣接する頂点の間の最大距離である。矩形において、長さは、隣接する頂点の間の最大距離である。細長い平行四辺形において、長さは、隣接する頂点の間の最大寸法である。凧形又は菱形において、長さは相対する頂点の最大寸法である。別の幾何形状に関して長さを決定するための最大寸法は、顕微鏡内で幾何形状を見た際に、当業者によって決定され得る。その後、長さ寸法がＸ軸と平行になるように、選択される頂点の座標を使用するか、又は試料台若しくはスライドを回転させることにより、長さと垂直な幅が測定され得る。三角形において、幅は、隣接する頂点間の最も長い辺と、反対側の頂点との間の最大距離である。矩形において、幅は、より短い相対する頂点の２つの対の間の、最大寸法である。細長い平行四辺形において、幅は、最も長い隣接する頂点間の辺と、対向する辺との間の最大寸法である。凧形又は菱形において、幅は、相対する頂点の短い方の寸法である。別の幾何形状に関して幅を決定するための最大寸法は、顕微鏡内で幾何形状を見た際に、当業者によって決定され得る。
【０３４３】
Ｎｉｋｏｎ  ＭＭ−４０顕微鏡はまた、カウンターを有するＺ軸スケールを備える。厚さｔ（スライドガラスからの高さ）を測定するため、最初に、（最高精度が）１００倍の対物レンズを用いて、スライドガラスの上面に視野の焦点を当てる。Ｚカウンターはその後ゼロに合わせられる。視野はその後、観察され得る成形研磨粒子の最も高い可能な点に移動され（より高い点を見つけるためにより低い倍率が必要なことがある）、顕微鏡はこの最も高い点で１００倍率で再び拡大される。粒子の厚さは、再拡大後に、Ｚ読み取り値によって測定される。
【０３４４】
少なくとも２０の成形研磨粒子の、関心の寸法が測定される（個別の長さ、個別の幅、個別の厚さ）。関心の寸法の平均（個別の長さ、幅、厚さ寸法）が、測定される成形研磨粒子の寸法（長さ、幅、厚さ）を画定するために、それぞれ測定される。
【０３４５】
測定の目的のため、開口部を有する粒子の厚さは、粒子の実際の最大厚さの部位において測定される（すなわち、典型的には開口部内ではない）。最も短い側部に関連する寸法、開口部を有する粒子の幅及び長さは、開口部とこれらの寸法のいずれか１つ（存在する場合）との重複の長さを引くことなく測定される。例えば、均一な厚さｔの第１側部と第２側部との間で延びる開口部を有する、等辺のプリズム粒子の幅及び長さは、開口部を考慮することなく、第１面（又は第２面）の外辺部に基づいて測定され得る。
【０３４６】
体積アスペクト比は、上記のように顕微鏡測定技術によって決定される、粒子の実際の最大及び最小断面積、及び／又は外部寸法を使用して、好適な数（例えば、２０回以上）の個別の粒子測定値の平均を計算することによって、当該技術分野の方法を使用して決定され得る。正三角形の成形研磨粒子に関し、厚さ及び辺の長さは、上記顕微鏡技術、及び測定される体積アスペクト比によって測定され得る。
【０３４７】
曲率半径は例えば、倒立光学顕微鏡が接続されたＣｌｅｍｅｘ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｌｏｎｇｕｅｕｉｌ，Ｑｕｅｂｅｃ，Ｃａｎａｄａ）から入手可能なＣＬＥＭＥＸ  ＶＩＳＩＯＮ  ＰＥ画像解析プログラム、又は他の適切な画像解析ソフトウェア／機器を使用して、画像分析を使用して測定することができる。第１面と第２面との間でとられた好適な研磨断面を使用して、側壁の縁部又は角点の顕微鏡検査を補助することができる。成形研磨物品の点の各々の曲率半径は、観察したときに（例えば１００倍率において）、点の各々の先端において３つの点を画定することによって決定することができる。点は先端の曲線の始点に配置され、先端の頂点において直線の縁部から曲線の始点への移行と、湾曲した先端から直線の縁部に戻る移行が存在する。次に画像解析ソフトウェアは、３つの点（曲線の始点、中間点、及び終点）によって画定される弧を描き、曲率半径を算出する。少なくとも３０の頂点について曲率半径が測定され、平均先端半径が決定される。
【０３４８】
平均真円度は、米国特許出願公開番号第２０１０／０３１９２６９号の［００２９］〜［００３３］に記載されるように、上記特許出願公開の［００２９］に定義される横方向切断Ｃを使用して決定される。
【０３４９】
以降の非限定的な実施例によって本開示の目的及び利点を更に例示するが、これら実施例で引用される特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を不当に制限するものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【０３５０】
特に断らない限り、実施例及び本明細書の残りの部分における全ての部、比率（％）及び比等は、重量基準である。別用に指定されない限り、研削は、水中の油又は剛性潤滑剤（例えば、Ｃａｓｔｒｏｌ  ＬＴｄ．又はＣａｓｔｒｏｌ  Ｇｒｏｕｐから入手可能なＣａｓｔｒｏｌ  Ｓｙｎｔｉｌｏ  ８１  Ｅ、又はＣｉｍｃｏｏｌ（登録商標）Ｆｌｕｉｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬＬＣから入手可能なＣｉｍｔｅｃｈ（登録商標）Ｄ１８）の３〜５（体積／体積）％エマルションなど、研削用途に一般的な潤滑剤を使用して、湿式で行われる。
【０３５１】
【表１−１】
2014525355.tif 000004
【０３５２】
【表１−２】
2014525355.tif 000005
【０３５３】
【表１−３】
2014525355.tif 000006
【０３５４】
【表１−４】
2014525355.tif 000007
＊  最終製品中に存在しない。
【０３５５】
実施例Ｉ−外径（ＯＤ）研磨
Ａ．研磨研削砥石車の製造プロセス
同じ結合及び砥石車寸法（５００×２５×３０４．８ｍｍ（砥石車直径×厚さ×気孔径））、及びＴ１形状（ＤＩＮ：ＩＳＯ  ６０３：１９９９による）を有するビトリファイド結合研磨研削砥石車、すなわち平形研削砥石車は、以下の製造プロセスによって調製される。
【０３５６】
（ｉ）混合
実施例に関して特定される研磨粒子／粒子混合物が混合凝集体内に配置され、混合中に液状一時的結合剤がこれに加えられた。約３〜５分にわたり撹拌した後、ビトリファイド結合前駆体混合物、及び固体状一時的結合剤からなる混合物が加えられ、混合は約１０分間にわたり十分に行われた。
【０３５７】
（ｉｉ）ふるい
所与の実施例を参考にし、工程（ｉ）で得られる混合物は、ふるい１６メッシュ（メッシュ寸法１．１８ｍｍ）でふるいにかけられた。
【０３５８】
（ｉｉｉ）成形
工程（ｉｉ）で得られる混合物は、成形型に配置され、加圧することで未焼成体がもたらされた。１００％  ８０＋を含む研磨混合物を有する未焼成体のための典型的な形成圧力は１２６〜１５０ｋｇ／ｃｍであり、３０％  ８０、６０＋、又はＴ形研磨粒子を含む研磨混合物を有する未焼成体においては２１〜５１ｋｇ／ｃｍ２である。
【０３５９】
（ｉｖ）熱処理
所与の実施例に関し、達成される未焼成本体は１３０℃の温度で乾燥され、９３０℃の温度で焼結される。
【０３６０】
（ｖｉｉ）仕上げ
仕上げ操作は、気孔、横方向表面、及び周辺表面の研削を含む。
【０３６１】
【表２】
2014525355.tif 000008
＊＊  ここで、及び以下において、砥石車タイプ（又は研磨粒子又はツール種類）は、試験研磨ツールの硬度／構造に関連し、研磨ツール（例えば、砥石車又は区分）内の結合及び有孔率の割合に基づき、タイプ１（より低い体積率の結合及び研磨粒子、及びより高い体積％の多孔率）〜タイプＸＩ（より高い割合の結合及び研磨粒子、及びより低い体積％の多孔率）の種類に分類され、高い体積％の結合は、より高い種類、及びより剛性又は硬質の研磨ツールに対応する。
実施例Ｉ（すなわち、タイプＩＩＩ、又はタイプＶＩＩ）を特に参照する例において、タイプＶＩＩの試験砥石車は、タイプＶＩＩの砥石車に存在するより高い体積％の結合、及びより低い多孔率のために、タイプＩＩＩの試験砥石車と比較して、使用される研削条件下においてより固く、又はより剛性に機能するものと考えられる。
＊  焼成前の未焼成砥石車の重量
【０３６２】
【表３】
2014525355.tif 000009
＊  焼成前の未焼成砥石車の重量
【０３６３】
Ｂ．試験手順
実施例Ｉにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、円筒研削用途において試験される。研削試験は、以下の研削条件を使用して行われた。
【０３６４】
【表４】
2014525355.tif 000010
【０３６５】
実施例Ｉの研削砥石車を使用して、３セットの研削試験が行われた。
【０３６６】
試験シリーズ（Ｉ）は、Ｑ’ｗ  ２．５ｍｍ３／ｍｍ／秒の特定の材料除去速度（切り込み：加工物品０．００６ｍｍ／回転、加工物品の周辺速度：２５ｍ／分）を使用した。
【０３６７】
試験シリーズ（ＩＩ）は、Ｑ’ｗ  ５ｍｍ３／ｍｍ／秒の特定の材料除去速度（切り込み：加工物品０．０１０ｍｍ／回転、加工物品の周辺速度：３０ｍ／分）を適用することにより、より極端な研削条件を使用した。
【０３６８】
試験シリーズ（ＩＩＩ）は、Ｑ’ｗ  ２．５ｍｍ３／ｍｍ／秒の特定の材料除去速度（切り込み：加工物品０．００６ｍｍ／回転、加工物品の周辺速度：２５ｍ／分）を使用し、半径において１．２ｍｍ加工物品を除去し、その後５秒のアウトスパークが選択されて、加工物品の表面品質を特徴付けた。
【０３６９】
研削時間に応じた使用電力が、記録された。試験シリーズ（Ｉ）の結果が図１及び図２に示される。試験シリーズ（ＩＩ）の結果が図３及び図４に示される。
【０３７０】
典型的にこの種類の研削曲線は周期的である：使用電力（キロワット）は、研削力の増加に伴って経時的に増加する。研削力が十分に高くなると、砥石車は破断し、グリット粒子を破損及び排出して、ひいては研削電力消費（研削力）が低下する。この時点で、研削される加工物品の欠損を避けるため、かつ研削砥石車の一定の研削性能をもたらすために、砥石車の目直しが行われなければならない。その後研研削周期が再開されなくてはならない。砥石車の形状維持、及び長い合計耐用寿命を示す、長い周期を有する研削砥石車が所望される（一定の電力を使用するという観点から）。
【０３７１】
各車輪において、研削試験は、電力消費が、初期研削レベルの電力消費を下回るまで、操作された。これは試験終了点とみなされた。これらの長い耐用寿命のため、実施例参照番号１Ａ−２、及び２Ａ−１を除く、全ての実施例の砥石車を使用した、試験シリーズ（Ｉ）の試験、並びに実施例１Ａ−２、及び１Ｂ−２（１００％  ８０＋）の研削砥石車を使用する試験シリーズ（ＩＩ）の試験は、この時点に到達する前に終了した。
【０３７２】
試験シリーズＩＩＩによる研削の後の加工物品の表面粗さＲａの平均値が、ＭｉｔｕｔｏｊｏのタイプＳＵＲＦＴＥＳＴ  ＳＪ−２１０の装置により決定された。タイプＩＩＩ砥石車の結果は図５に要約される。
【０３７３】
Ｃ．結果
試験シリーズＩ及びＩＩにおいて得られる結果の比較は、特定の材料除去速度（図１〜４）を増加することによりもたらされる実施例のより高い研削性能を示した。試験シリーズＩ（Ｑ’ｗ  ２．５ｍｍ３／ｍｍ／秒）において非種晶ゾルゲル誘導酸化アルミニウムを含む全ての変形例は、長い耐用寿命を示す（図１及び図２、比較例参照番号１Ａ−２、参照番号２Ａ−１、参照番号３Ａ−１、及び参照番号３Ａ−２を除く実施例）が、５ｍｍ３／ｍｍ／秒の、特定の材料除去速度Ｑ’ｗを含む、試験シリーズＩＩの研削条件を適用する際の、引かれる電力の差が図３及び図４に見られる。
【０３７４】
図３及び図４は、それぞれ、白色溶融酸化アルミニウム、又は３Ｍ（商標）セラミック研磨粒子３２１又は押し出されたＣｅｒｐａｓｓ  ＴＧＥ（登録商標）を含む変形例（比較例参照番号１Ａ−２、参照番号２Ａ−１、又は参照番号３Ａ−１）と比較した、本発明による成形研磨粒子を含む研削砥石車を使用した際の研削周期の期間の著しい増加を例示し、耐用寿命の増加を確認する。例えば、実施例１Ａ−１の研削周期の期間は、参照番号２Ａ−１と比較してほぼ２倍であり、よってより長い目直し間隔を生じる。本発明による１００％成形研磨粒子（実施例１Ａ−２）、並びに１００％の押出Ｃｅｒｐａｓｓ  ＴＧＥ（登録商標）（比較例、参照番号３Ａ−２）の研磨剤混合物を有する研削砥石車を想定し、実施例１Ａ−２は耐用寿命の顕著な増加を示した。実施例１Ａ−２の試験は、特定の研削持続時間中に使用された一定の電力のため、人為的に終了された。
【０３７５】
本発明による成形研磨粒子を含む実施例を参照として、研磨粒子粒径、及び研磨粒子部分の量の影響が観察され得る。研磨粒子部分の増加が、長い耐用寿命を生じる。これは、それぞれ成形研磨粒子８０＋を含む、実施例１Ａ−１、及び１Ｂ−１と比較し、実施例１Ａ−２及び１Ｂ−２に見られる。本発明の成形研磨粒子の同じ部分を使用して、成形研磨粒子６０＋を含む実施例２Ａ−１及び２Ｂ−１は、成形研磨粒子８０＋を含む実施例１Ａ−１及び１Ｂ−１と比較した際に、粒径と、成形研磨粒子の摩耗の低減による耐用寿命の増加の影響を示す。
【０３７６】
要するに、ビトリファイド結合内の成形研磨粒子の使用は、特に、例えば試験シリーズＩＩに示されるような、より極端な研削条件下において、研削用途におけるより長く安定した研削曲線を示す、研磨研削砥石車をもたらすことができる。驚くべきことに、より高い特定の除去速度（Ｑ’ｗ＝５．０ｍｍ３／ｍｍ／秒）を使用して試験した際に、砥石車の耐用寿命が増加した。本発明による成形研磨粒子の量の増加は、非常に長い研削周期を提供し得る。
【０３７７】
成形研磨粒子の使用は、図５に示され、図示されるタイプＩＩＩの砥石車の実施例の比較から明らかとなる、改善された表面仕上げをもたらすことが見出された。研磨粒子に関し、結果の偏位が低いことが示される。その狭い範囲のため、表面粗さＲａの平均値の結果は、詳述されない。
【０３７８】
得られた結果に関し、研削試験は、１９７９年に製造された特定の研削機械が含まれたということも注意すべきである。より最近構成された機械の使用は、より高い値のＱ’ｗが達成されるために、より良い結果をもたらすものと考えられる。
【０３７９】
実施例ＩＩ−外径（ＯＤ）研削
Ａ．研磨研削ツールの製造プロセス
表２に記載される組成物、種類、寸法（砥石車直径×厚さ×直径）形状、及び結合を有するビトリファイド結合砥石車は、実施例Ｉに記載されるように調製された。
【０３８０】
【表５】
2014525355.tif 000011
＊＊（表１参照）
【０３８１】
Ｂ．試験手順
実施例ＩＩにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、外径（ＯＤ）研削用途において試験される。
【０３８２】
実施例ＩＩの砥石車を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
【０３８３】
【表６】
2014525355.tif 000012
【０３８４】
Ｃ．結果
【０３８５】
【表７】
2014525355.tif 000013
【０３８６】
研削試験は、荒削りのための３つの異なるパラメータセット、及び仕上げプロセスのための同じパラメータセットを使用する、試験シリーズで行われる。パラメータのセットは、表３に要約される。結果は、このように特定の材料除去速度Ｑ’ｗ、及び試験砥石車の合計研削時間によって反映される性能の向上、並びに目直し量を５０％低減することによる、目直しプロセスの改善を示す。合計研削時間を考慮し、基準砥石車、並びに試験１のパラメータセットを使用する試験砥石車は、２７０分の合計研削時間を示す。試験２のパラメータセットの使用は、研削時間を１９０分に低減し（−３０％）、かつ基準砥石車及び試験１と比較して、切り込みを２９％増加させることを可能にする。試験３は８０％高い研削ストック及び４０％高い送り込みを含む。これらのより極端な条件下でも、研削時間は、試験２におけるよりも１０％（２１０分）のみ増加し、依然として試験１よりも２０％短かった。全ての試験シリーズにおいて、砥石車は、必要な表面品質を満たし、シルクつや消し表面品質を含んだ。
【０３８７】
実施例ＩＩＩ−外径（ＯＤ）研削
Ａ．研磨研削ツールの製造プロセス
表４に記載される組成物、種類、寸法（砥石車直径×厚さ×気孔直径）形状、及び結合を有するビトリファイド結合研磨砥石車は、実施例Ｉに記載されるように調製された。
【０３８８】
【表８】
2014525355.tif 000014
＊＊（表１参照）
【０３８９】
Ｂ．試験手順
実施例ＩＩＩにおけるように調製された研削砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、外径（ＯＤ）研削用途において試験された。
【０３９０】
実施例ＩＩＩの砥石車を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
【０３９１】
【表９】
2014525355.tif 000015
【０３９２】
Ｃ．結果
【０３９３】
【表１０】
2014525355.tif 000016
【０３９４】
以下のように、同じパラメータセットを使用して、試験砥石車は、研削時間、加えて目直しプロセスに関して改善された。
【０３９５】
研削時間は、側部当たり９分減少し、２つの側部を有する各スロットは、ピストン当たり（ピストン当たり４スロット）の研削時間が７２分減少した。基準砥石車と比較して、研削時間はほぼ５０％低減し得る。
【０３９６】
研削プロセスを考慮し、試験砥石車に関して、必要な目直し周期が７周期少なかった。全てのスロットの両側部に関して全目直し量を計算することが（各スロット２側部、４スロット）は、０．５６ｍｍ少ない砥石車の使用に繋がる。
【０３９７】
実施例ＩＶ−外径（ＯＤ）研削
Ａ．研磨研削ツールの製造プロセス
表６に記載される組成物、種類、寸法（砥石車直径×厚さ×直径）形状、及び結合を有するビトリファイド結合砥石車は、実施例Ｉに記載されるように調製された。
【０３９８】
【表１１】
2014525355.tif 000017
＊＊（表１参照）
【０３９９】
Ｂ．試験手順
実施例ＩＶにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、外径（ＯＤ）研削用途において試験される。
【０４００】
実施例ＩＶの砥石車を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
【０４０１】
【表１２】
2014525355.tif 000018
【０４０２】
Ｃ．結果
【０４０３】
【表１３】
2014525355.tif 000019
【０４０４】
試験は、異なるパラメータセットを使用して、３つの試験シリーズで行われた。基準と同じパラメータセットを適用する試験１は、表面粗さＲａの平均値によって表されるより良好な表面品質を生じる。試験２及び試験３は、試験砥石車が、各機械加工工程において、動作速度ｖｃの増加、加えてより高い切り込み率を可能にし、よって特定の材料除去速度Ｑ’ｗの際立った増加、及び荒削りに関して記載されたように約７０％短い研削時間を生じることを示す。表面品質は一般的に、試験仕様を使用して改善し、平均表面粗さＲａを５０％低減させる。
【０４０５】
実施例Ｖ−単一のリブ歯車研削
Ａ．研磨研削砥石車の製造プロセス
表８に記載される組成物、種類、寸法（砥石車直径×厚さ×直径）形状、及び結合を有するビトリファイド結合砥石車は、実施例Ｉに記載されるように調製された。
【０４０６】
Ｂ．試験手順
実施例Ｖにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、単一リブ歯車研削用途において試験される。
【０４０７】
実施例Ｖの砥石車を使用して、２組の研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
【０４０８】
【表１４】
2014525355.tif 000020
【０４０９】
【表１５】
2014525355.tif 000021
【０４１０】
【表１６】
2014525355.tif 000022
【０４１１】
【表１７】
2014525355.tif 000023
＊＊（表１参照）
【０４１２】
Ｃ．結果
【０４１３】
【表１８】
2014525355.tif 000024
【０４１４】
【表１９】
2014525355.tif 000025
【０４１５】
【表２０】
2014525355.tif 000026
【０４１６】
試験シリーズは、加工物品種類、及び寸法を別に、基準砥石車と比較して、試験砥石車に対すつ特定の材料除去速度Ｑ’ｗ、加えて特定のチップ体積Ｖ’ｗが増加した。試験２において、使用される機械は、実施例Ｖ−３の両方のパラメータを増加させるために、少なすぎる機械力を有した。一般的に、増加は、全体的に成形研磨粒子からなる研磨片に関して最も高い値を生じる成形研磨粒子の量に依存することが観察され得る（実施例Ｖ−３）。３０％の量の成形研磨粒子の使用（実施例Ｖ−１、及び実施例Ｖ−４）は、特定のチップ体積Ｖ’ｗの増加（５０〜９０％の範囲）、及び特定材料除去率Ｑ’ｗの増加（５０〜７０％の範囲）が生じる。成形研磨粒子の量の５０％までの増加（実施例Ｖ−２）は、特定のチップ体積に関して約２１０％増加し、特定の材料除去率に関して約１１５％増加した。特定の材料除去率Ｑ’ｗを一定に保ち、基準研削砥石車の比較例参照番号Ｖ−５と比較して、試験１の試験シリーズＢは、実施例Ｖ−４に関して特定のチップ除去Ｖ’ｗの８０％増加、及び実施例Ｖ−３に関して２００％の増加を示し、したがって、より長い目直し周期、より少ない再目直しを生じ、試験砥石車の優れた形状及び外形維持をもたらす。これらの極端な研削条件においても、加工物品は焼けず、変色は観察されなかった。加工物品の表面品質を考慮し、改善は、表面粗さＲａの平均値により反映される試験１（試験シリーズＡ）に関連するものと見られ、基準砥石車に対して２５％減少している。試験シリーズは、高性能研削を対象とした成形研磨粒子からなり、非常に効率的なプロセス及び工具の経済性をかね合わせた、研磨工具の有益な効果を実証する。
【０４１７】
実施例ＶＩ−歯車研削の創成
Ａ．研磨研削ツールの製造プロセス
表１０に記載される組成物、種類、寸法（砥石車直径×厚さ×直径）形状、及び結合を有するビトリファイド結合砥石車は、実施例Ｉに記載されるように調製された。
【０４１８】
【表２１】
2014525355.tif 000027
＊＊（表１参照）
【０４１９】
Ｂ．試験手順
実施例ＶＩにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、創成歯車研削用途において試験される。実施例ＶＩの砥石車を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
【０４２０】
【表２２】
2014525355.tif 000028
【０４２１】
Ｃ．結果
【０４２２】
【表２３】
2014525355.tif 000029
【０４２３】
試験は、荒削りプロセスに関する切り込み、及び供給率によって表される異なる研削パラメータを使用して、５つの試験シリーズにおいて実行される。供給率の変化は、５５〜１７０％の範囲における、特定の材料除去率Ｑ’ｗの増加を示す。供給率、加えて切り込みの増加は、基準砥石車に対して、特定の材料除去率Ｑ’ｗの顕著な増加を生じ、よって、３つの荒削り工程からなるプロセスの工程を１つ減らし、よって合計研削時間に影響を与える。これらの極端な条件においても、試験砥石車は、目詰まりを起こさなかった。
【０４２４】
実施例ＶＩＩ−区分による表面研削
Ａ．研磨研削ツールの製造プロセス
表１２に記載される組成、タイプ、寸法（区分幅Ｂ×厚さＣ×長さＬ）、形状、及び結合を有する、ビトリファイド結合研削区分は、実施例Ｉに記載されるように調製された。
【０４２５】
【表２４】
2014525355.tif 000030
＊＊（表１参照）
【０４２６】
Ｂ．試験手順
実施例ＶＩＩにおけるように調製された区分は、区分の研削性能を確立するために、表面研削用途において試験された。実施例ＶＩＩの区分を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
【０４２７】
【表２５】
2014525355.tif 000031
【０４２８】
Ｃ．結果
【０４２９】
【表２６】
2014525355.tif 000032
【０４３０】
試験は、異なるパラメータセットを有する押出研磨ロッドを含む基準区分との比較において行われる。基準として、試験１の条件が選択された。一般的に横断速度は、０．１５〜０．３０、０．５０ｍｍ／分まで、それぞれ増加された。工作台の存在により、区分の基準セットは、１０〜１２分の合計研削時間で、２つのダイプレートを同時に研削することができた。試験区分の対応するセットを考慮し、４つのダイプレートは、約６，５分（混合物ｆ１、約−５０％）、及び約７．５〜８分（混合物ｆ２、約−３０％）において、同時に研削され得る。試験区分の摩耗は、０．４〜０．７ｍｍの摩耗を示す基準区分と比較して、０．３〜０．４ｍｍ（約−３５％）まで低減された。基準区分との比較において、試験区分の目詰りが観察された。加工物品はシルクつや消し表面品質を示した。一般的に、試験シリーズは、全研削プロセスの効率性に関して著しい改善を呈した。
【０４３１】
実施例ＶＩＩＩ−表面研削−往復運動方法
Ａ．研磨研削ツールの製造プロセス
表１４に記載される組成物、種類、寸法（砥石車直径×厚さ×直径）形状、及び結合を有するビトリファイド結合研磨研削砥石車は、実施例Ｉに記載されるように調製された。
【０４３２】
【表２７】
2014525355.tif 000033
＊＊（表１参照）
【０４３３】
Ｂ．試験手順
実施例ＶＩＩＩにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、往復研削用途において試験される。実施例ＶＩＩＩの砥石車を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
【０４３４】
【表２８】
2014525355.tif 000034
【０４３５】
Ｃ．結果
【０４３６】
【表２９】
2014525355.tif 000035
【０４３７】
結果は、荒削りに関して、加えて仕上げプロセスに関して示される。荒削り処理は、異なる研削パラメータを使用して、３つの試験シリーズによって調査された。仕上げプロセスに関するパラメータセットは、基準砥石車に関して維持された。基準砥石車に関し、同じパラメータで試験を行うことにより、平均粗さ深さＲｚの低い値により表される、基準のより高い表面品質が得られる、これは試験１に関して０．６４μｍの表面粗さの平均値を表す。試験２及び試験３において、パス当たりの切り込みは、１００〜１８５％増加し、１００〜１６５％高い特定の材料除去速度Ｑ’ｗを生じ、試験２においては、基準試験との比較において、加工物品の表面品質（Ｒａ  ０．４９μｍ）の更なる改善が見られた。試験３の研削条件下においても、基準砥石車より良い表面品質（Ｒａ  ０．８８μｍ）が得られた。加えて、基準砥石車が目詰りを生じ、加工物品が研削中に以上に熱くなかったことが観察された。全ての試験シリーズを考慮し、試験砥石車はこの挙動を示されなかった。荒削りプロセスの各プランジの後の目直しは、第３プランジの後の目直しまで低減し、したがって、全体の研削プロセスの効率性の増加につながった。
【０４３８】
実施例ＩＸ−表面研削−クリープフィード研削
Ａ．研磨研削ツールの製造プロセス
表１６に記載される組成物、種類、寸法（砥石車直径×厚さ×直径）形状、及び結合を有するビトリファイド結合研磨研削砥石車は、実施例Ｉに記載されるように調製された。
【０４３９】
【表３０】
2014525355.tif 000036
＊＊（表１参照）
【０４４０】
Ｂ．試験手順
実施例ＩＸにおけるように調製された砥石車は、砥石車の研削性能を形成するために、クリープフィード研削用途において試験される。実施例ＩＸの砥石車を使用して、研削試験は以下の研削条件を使用して行われた。
【０４４１】
【表３１】
2014525355.tif 000037
【０４４２】
Ｃ．結果
【０４４３】
【表３２】
2014525355.tif 000038
【０４４４】
試験使用の主な改善は、供給率の増加、及び目直しプロセスとすることができる。目直しプロセスは、目直し周期の数を５０％減少させることによって改善された。実施例ＩＸ−１に関し、目直し量は一定に維持されるが、合計では５０％減少した（０．０６ｍｍではなく０．０３ｍｍ）。実施例ＩＸ−２に関して、目直し量は０．０２ｍｍに減少し、これは全体的に約６５％の改善を反映している。機械設定により、研削パラメータの更なるバリエーションは、試験できなかった。このような制約がありつつも、供給率の４５〜１２０％の増加が得られた。更に、目直しプロセスを考慮し、全研削プロセスの効率性が改善された。
【図１】
2014525355.tif 000039
【図２】
2014525355.tif 000040
【図３】
2014525355.tif 000041
【図４】
2014525355.tif 000042
【図５】
2014525355.tif 000043
【図６Ａ】
2014525355.tif 000044
【図６Ｂ】
2014525355.tif 000045
【図６Ｃ】
2014525355.tif 000046
【図６Ｄ】
2014525355.tif 000047
【国際調査報告】
2014525355.tif 000048
2014525355.tif 000049