(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂コーティングされた裏材上にパターン化研磨層を有する研磨物品の製造方法であって、
複数の空洞を備えた分配表面を有する製造ツールを準備する工程であって、各空洞が、前記分配表面に対して垂直な空洞長手方向軸と、前記空洞長手方向軸に沿った深さＤとを有し、前記製造ツールは研磨物品の製造装置を通じてウェブ経路により導かれる工程と、
粒子長手方向軸に沿った長さＬが、前記粒子長手方向軸に垂直な横断軸に沿った幅Ｗよりも長い、細長い研磨粒子を選択する工程であって、前記複数の空洞の前記深さＤが０．５Ｌ〜２Ｌである、工程と、
前記複数の空洞の数よりも多い前記細長い研磨粒子が提供されるように、過剰量の前記細長い研磨粒子を前記分配表面に供給する工程と、
前記分配表面を前記樹脂コーティングされた裏材に位置合わせする前に、前記分配表面の前記複数の空洞の大半を、前記粒子長手方向軸が前記空洞長手方向に平行になるように個々の空洞に配置された細長い研磨粒子で充填する工程と、
前記充填する工程の後に、空洞内に配置されていない、前記過剰量の細長い研磨粒子の残りの部分を、前記分配表面から除去する工程と、
前記過剰量の細長い研磨粒子の残りの部分を除去した後に、前記製造ツールを前記ウェブ経路上で動かして、樹脂層が前記分配表面に面するように、前記樹脂コーティングされた裏材を前記分配表面と位置合わせする工程と、
前記複数の空洞内の前記細長い研磨粒子を、前記樹脂コーティングされた裏材に移動させ、前記細長い研磨粒子を前記樹脂層に付着させる工程と、
前記製造ツールを除去して、前記樹脂コーティングされた裏材上の前記パターン化研磨層を露出させる工程と、
を含む、製造方法。
【請求項２】
前記深さＤが１．１Ｌ〜１．５Ｌであり、前記複数の空洞内に配置された前記細長い研磨粒子が、前記分配表面の下で前記製造ツール内に収容される、請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、広義には、研磨粒子、及びこれを用いて様々な物品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コーティングされた研磨物品は、従来は、樹脂コーティングされた裏材の上に、研磨粒子をドロップコーティング又は静電コーティングすることによりコーティングされる。この２つの方法のうち、静電コーティングは、１以外の縦横比を有するグレインにある程度の配向制御を提供するため、静電コーティングの方が好まれることが多かった。一般に、研磨粒子及びその切削点の配置及び方向が、研磨性能を決定する上で重要である。
【０００３】
ＰＣＴ国際公開特許第ＷＯ  ２０１２／１１２３０５  Ａ２号（Ｋｅｉｐｅｒｔ）は、特定のｚ方向回転の向きに研磨粒子の表面特性を回転的に位置合わせするのに使用可能な、個々の研磨粒子を固定位置に保持するための精密に間隔をあけて位置合わせされた非円形開口部を有する精密スクリーンを使用することにより製造される、コーティングされた研磨物品を開示している。この方法では、スクリーン又は穴あきプレートを接着フィルムに積層し、研磨粒子を載せる。研磨粒子の方向は、スクリーンの形状、及びスクリーン開口部を通って研磨粒子が接着剤に接触し接着する能力の制限により、制御することができる。充填されたスクリーンから接着層を除去することで、接着剤裏材に対して反転した状態で、方向付けられた研磨粒子が移動された。この方法は接着剤の存在に依存しており、この接着剤は、時間が経つと（例えば、ダスト付着などにより）粘着性を失いやすく、扱いにくい場合があり、更に、結果として得られるコーティングされた研磨物品に移動して、被削材に接着剤が移動し、これによる汚染を生じる可能性がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
三角形研磨粒子では、反転した（底部が上の）研磨粒子は典型的に、特にステンレス鋼などの金属において、研磨物品の切削及び寿命にマイナスの影響をもたらす。大きな装着面積が、低い局所圧力及びこのような反転された研磨粒子の破壊不良をもたらすため、金属キャッピングが起こり、これにより切削寿命の早期終了がもたらされる。従来のコーティングされた研磨製品において、反転研磨粒子の部分は主に、鉱物コーティング重量の関数であり、反転研磨粒子なしに高い鉱物被覆率を達成するのは難しい。これにより、しばしば、最適以下の性能の非常に疎なコート構成の使用を余儀なくされる。
【０００５】
切削方向に対する研磨粒子の方向も重要である。切削効率及び研磨粒子破壊のメカニズムは、方向によって様々である。三角形研磨粒子では、改善された切削及び破壊のために、研磨物品及び／又は被削材の相対的な動きにより、三角形の面ではなく三角形の縁部が切削の動きに提供されるのが、一般に好ましい。三角形の面が切削方向に提供されると、その三角形は底部近くで破壊され、研削面から外れることが多い。
【０００６】
研磨物品における研磨粒子の間隔も重要であり得る。ドロップコーティング及び静電堆積などの従来の方法は、不規則な間隔分布をもたらし、２つ以上の成形研磨粒子が、成形研磨粒子の先端又は上表面近くで互いに接触する場所で、粒子クラスタリングがしばしば生じる。クラスタリングは、これらの領域で装着面積の局所的増大、並びに機械的相互強化によりクラスタ中の成形研磨粒子が使用中に適切に破断及び破壊できなくなることから、局所的な切削性能の低下をもたらす。クラスタリングは、より均等に離間配置された成形研磨粒子を有するコーティングされた研磨物品に比べて、望ましくない熱蓄積を生じる。
【０００７】
上記の観点から、単純でコスト効率の良い、コーティングされた研磨物品中に研磨粒子（特に成形研磨粒子）を配置及び方向付けるのに有用な、別の方法及び装置を有することが望ましい。
【０００８】
本開示は、上述のニーズに対する実際的な解決策を提供し、ここにおいて、国際特許第ＷＯ  ２０１２／１１２３０５  Ａ２号（Ｋｅｉｐｅｒｔ）のスクリーンが、コーティングされる研磨粒子の形状及び大きさを補完する複数の空洞を備えた、精密に複製されたウェブ又はツールに置き換えられている。この補完形状が、高速製造において複数の空洞を充填しこれに保持される研磨粒子の性質を大幅に改善する。これにより、国際特許第ＷＯ  ２０１２／１１２３０５  Ａ２号（Ｋｅｉｐｅｒｔ）に存在する接着層をなくすことが可能になり、コーティングプロセスを大幅に単純化することができる。
【０００９】
一実施形態において、本発明は、樹脂コーティングされた裏材にパターン化研磨層を作製する方法に属し、この方法は、
複数の空洞を備えた分配表面を有する製造ツールを準備する工程であって、各空洞が、分配表面に対して垂直な空洞長手方向軸と、空洞長手方向軸に沿った深さＤとを有する、工程と、
粒子長手方向軸に沿った長さＬが、粒子長手方向軸に垂直な横断軸に沿った幅Ｗよりも長い、細長い研磨粒子を選択する工程であって、複数の空洞の深さＤが０．５Ｌ〜２Ｌである、工程と、
複数の空洞の数よりも多い細長い研磨粒子が提供されるように、過剰量の細長い研磨粒子を分配表面に供給する工程と、
分配表面の複数の空洞の大半を、粒子長手方向軸が空洞長手方向に平行になるように個々の空洞に配置された細長い研磨粒子で充填する工程と、
充填する工程の後に、空洞内に配置されていない、過剰量の細長い研磨粒子の残りの部分を、分配表面から除去する工程と、
樹脂層が分配表面に面するように、樹脂コーティングされた裏材を分配表面と位置合わせする工程と、
複数の空洞内の細長い研磨粒子を、樹脂コーティングされた裏材に移動させ、細長い研磨粒子を樹脂層に付着させる工程と、
製造ツールを除去して、樹脂コーティングされた裏材上のパターン化研磨層を露出させる工程と、
を含む。
【００１０】
本明細書で使用されるとき、研磨粒子又は担体部材中の複数の空洞に関する用語「精密に成形された」とは、それぞれ比較的平滑な表面を有する側面によって画定される３次元形状を有する研磨粒子又は複数の空洞であって、この側面が、様々な側面の交差によって画定される明瞭な終端で識別できる縁部長を有する明確に画定される鋭い縁部によって境界付けられ、かつ接合しているものを指す。
【００１１】
本明細書で使用されるとき、空洞に関する用語「〜内に取り外し可能かつ完全に配置」とは、研磨粒子が重力のみを用いて空洞から取り外し可能であることを意味するが、ただし、実際にはその他の力（例えば空気圧又は真空）を使用してもよい。
【００１２】
本開示の特徴及び利点は、「発明を実施するための形態」並びに付属の「特許請求の範囲」を考慮することで、更に深い理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本開示によるコーティングされた研磨物品を製造するための装置の概略図である。
【図１Ｂ】本開示によるコーティングされた研磨物品を製造するための別の装置の概略図である。
【図２】本開示による例示的な製造ツール２００の概略斜視図である。
【図３Ａ】製造ツール２００の複数の空洞２２０として使用するのに好適な、例示的な空洞３２０設計の、拡大平面概略図である。
【図３Ｂ】面３Ｂ−３Ｂで切断した図３Ａの断面図である。
【図３Ｃ】面３Ｃ−３Ｃで切断した図３Ａの断面図である。
【図４Ａ】製造ツール２００の複数の空洞２２０として使用するのに好適な、例示的な空洞４２０設計の、拡大平面概略図である。
【図４Ｂ】面４Ｂ−４Ｂで切断した図４Ａの概略断面図である。
【図４Ｃ】面４Ｃ−４Ｃで切断した図４Ａの概略断面図である。
【図５Ａ】製造ツール２００の複数の空洞２２０として使用するのに好適な、例示的な空洞５２０設計の、拡大平面概略図である。
【図５Ｂ】面５Ｂ−５Ｂで切断した図５Ａに示される例示的な空洞５２０の概略断面図である。
【図５Ｃ】面５Ｃ−５Ｃで切断した図５Ａに示される例示的な空洞５２０の概略断面図である。
【図６Ａ】製造ツール２００の複数の空洞２２０として使用するのに好適な、例示的な空洞６２０設計の、拡大平面概略図である。
【図６Ｂ】面６Ｂ−６Ｂで切断した図６Ａの概略断面図である。
【図６Ｃ】面６Ｃ−６Ｃで切断した図６Ａの概略断面図である。
【図７】本開示による例示的な一実施形態による例示的な製造ツール７００の概略斜視図である。
【図８】本開示による例示的な一実施形態による例示的な製造ツール８００の概略斜視図である。
【図９】本開示による代表的な一実施形態による例示的な製造ツール９００の概略斜視図である。
【図１０Ａ】本開示による例示的な一実施形態による研磨粒子配置システム１０００の例示的な斜視図の概略部分分解斜視図である。
【図１０Ｂ】面１０Ｂ−１０Ｂで切断した研磨粒子配置システム１０００の概略側断面図である。
【図１１Ａ】本開示による例示的な一実施形態による研磨粒子配置システム１１００の例示的な斜視図の概略部分分解斜視図である。
【図１１Ｂ】面１１Ｂ−１１Ｂで切断した研磨粒子配置システム１１００の概略側断面図である。
【図１２Ａ】本開示による例示的な一実施形態による研磨粒子配置システム１２００の例示的な斜視図の概略部分分解斜視図である。
【図１２Ｂ】面１２Ｂ−１２Ｂで切断した研磨粒子配置システム１２００の概略側断面図である。
【００１４】
本明細書及び図中で繰り返し使用される参照符合は、本開示の同じ若しくは類似の機構又は要素を表わすものとする。多くの他の変更例及び実施形態を当業者が考案でき、それらは、本開示の原理の範囲及び趣旨に含まれることを理解されたい。図面は、縮尺通りに描かれていない場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
コーティングされた研磨物品の製造装置
ここで図１Ａ及び図２を参照すると、本開示によるコーティングされた研磨物品の製造装置９０は、コーティングされた研磨物品の製造装置全体を通して、研磨粒子トランスファーロール１２２の外周の一部に回り込むよう、製造ツールを導く第１ウェブ経路９９を有する製造ツール２００の複数の空洞２２０内に取り外し可能に配置された研磨粒子９２を含む。この装置は典型的に、例えば、巻き出し１００、メークコート送達システム１０２、及びメークコートアプリケーター１０４を含む。これらの構成要素は、裏材１０６を巻き出し、メークコート送達システム１０２を介してメークコート樹脂１０８をメークコートアプリケーター１０４に送達し、メークコート樹脂を裏材の第１主表面１１２に適用する。その後、研磨粒子９２を、メークコート樹脂１０８でコーティングされた第１主表面１１２に適用するために、樹脂コーティングされた裏材１１４がアイドラーロール１１６により配置される。樹脂コーティングされた裏材１１４のための第２ウェブ経路１３２は、樹脂コーティングされた裏材を、コーティングされた研磨物品の製造装置を通して誘導し、その結果、樹脂層が製造ツール（これは、樹脂コーティングされた裏材１１４と、研磨粒子トランスファーロール１２２の外周表面との間に配置される）の分配表面に面した状態で、研磨粒子トランスファーロール１２２の外周の一部に回り込む。好適な巻き出し、メークコート送達システム、メークコート樹脂、コーター及び裏材は、当業者に既知である。メークコート送達システム１０２は、メークコート樹脂を中に入れた単純な受け皿若しくは収容容器、又は貯蔵タンクと送達配管を備えた、メークコート樹脂を必要な場所に平行移動させるポンプシステムであり得る。裏材１０６は、布、紙、フィルム、不織布、スクリム、又はその他のウェブ基材であり得る。メークコートアプリケーターは、例えば、コーター、ロールコーター、スプレーシステム、又はロッドコーターであり得る。あるいは、第１主表面に研磨粒子を適用するために、あらかじめコーティングされたコーティング済み裏材をアイドラーロール１１６により配置することができる。
【００１６】
本明細書で後述されるように、製造ツール２００は、その中に収容される目的の研磨粒子に対して補完形状を有する複数の空洞２２０を含む。研磨粒子フィーダー１１８は、少なくともいくつかの研磨粒子を製造ツールに供給する。好ましくは、研磨粒子フィーダー１１８は過剰量の研磨粒子を供給し、その結果、製造ツールの機械方向の単位長さ当たり、存在する複数の空洞よりも多くの研磨粒子が存在する。過剰量の研磨粒子を供給することは、製造ツール内の全ての空洞が最終的に研磨粒子で充填されるようにするのに役立つ。研磨粒子の装着面積及び間隔はしばしば、特定の研削用途用の製造ツールに設計されるため、充填されない複数の空洞は多すぎないことが望ましい。研磨粒子フィーダー１１８は典型的に、製造ツールと同じ幅であり、製造ツールの全幅にわたって研磨粒子を供給する。研磨粒子フィーダー１１８は、例えば、振動フィーダー、ホッパー、シュート、サイロ、ドロップコーター、又はスクリューフィーダーであり得る。
【００１７】
所望により、充填支援部材１２０が研磨粒子フィーダー１１８の後に設けられて、製造ツール２００の表面上で研磨粒子を動かし、研磨粒子を複数の空洞２２０内に方向付け又は滑り込ませるのを助ける。充填支援部材１２０は、例えば、ドクターブレード、フェルトワイパー、複数の剛毛を有するブラシ、振動システム、ブロワー若しくはエアナイフ、真空箱１２４、又はこれらの組み合わせであり得る。充填支援部材は、分配表面２１２上（図１Ａの製造ツール２００の上又は上側表面）で、研磨粒子を移動、並進運動、吸引、又は撹拌して、より多くの研磨粒子を複数の空洞内に配置させる。充填支援部材なしでも、一般に、分配表面２１２上に落とされた研磨粒子の少なくとも一部が、空洞内に直接落ち、それ以上の動きは必要としないが、他の研磨粒子は、空洞内に方向付けられるよう、いくらかの追加の動きが必要となる場合がある。所望により、充填支援部材１２０は機械横断方向に横方向に振動することができ、あるいは、好適な駆動力を用いて製造ツール２００の表面に対して円形又は楕円形などの相対的動きを有して、製造ツールの各空洞２２０を研磨粒子で完全に充填するのを助ける。典型的に、充填支援部材としてブラシが使用される場合、その剛毛は、分配表面の、機械方向長さ２〜４インチ（５．０〜１０．２ｃｍ）の部分で、好ましくは分配表面の幅全体又はほぼ全体にわたって覆ってよく、分配表面上に軽く触れるか又はすぐ上にあり、中程度の可撓性を有するものであり得る。真空箱１２５は、充填支援部材として使用される場合、図５に示すように、製造ツールを完全に貫通する複数の空洞を有する製造ツールと共に使用されることが多い。しかしながら、図３に示すような、穴のない裏面３１４を有する製造ツールであっても、製造ツールを平らにし、より平坦にすることにより、複数の空洞の充填を改善するため、真空箱は有利であり得る。真空箱１２５は研磨粒子フィーダー１１８の近くに位置し、研磨粒子フィーダーの前又は後に位置してよく、又は１４０に概ね示す装置の研磨粒子充填及び過剰量除去部分にある一対のアイドラーロール１１６の間のウェブ範囲の任意の部分を包含し得る。あるいは、製造ツールは、真空箱１２５の代わりに又はこれに追加して、装置のこの部分を平らに保つのを補助するため、シュー又はプレートにより支持又は押し付けられていてもよい。図１１Ｂのように、製造ツールの空洞内に研磨粒子が完全に収容されている実施形態では、これは、複数の空洞内の研磨粒子の大半（例えば、８０、９０、又は９５パーセント）が、製造ツールの分配表面を超えて延出していない場合に、個々の空洞内にすでに収容されている個々の研磨粒子を払いのけることなしに、製造ツールの分配表面上で充填支援部材が研磨粒子を動かすのがより容易であると言える。
【００１８】
所望により、製造ツールが機械方向に進む際に、複数の空洞２２０がより高い位置に移動し、所望により、製造ツールの分配表面上に研磨粒子を分配するための研磨粒子フィーダーの出口より高い位置に達することができる。製造ツールがエンドレスベルトである場合、このベルトは昇り傾斜を有して、研磨粒子フィーダー１１８を通過する際により高い位置に進むことができる。製造ツールがロールである場合、研磨粒子フィーダー１１８は、ロールの外周の上死点の前で（例えば、稼働中にロールが時計方向に回転し、ロールを中心に進む際に、上死点を０度として、ロール面の２７０度〜３５０度の間で）、ロールに研磨粒子を適用するように配置することができる。製造ツールの傾斜した分配表面２１２に研磨粒子を適用することで、複数の空洞のより良い充填が実現できると考えられる。研磨粒子は製造ツールの傾斜した分配表面２１２上を滑り降り又は転がり降りることができ、これにより空洞内に落ちる可能性が増大する。図１１Ｂのように、製造ツールの空洞内に研磨粒子が完全に収容されている実施形態において、これは、複数の空洞内の研磨粒子の大半（例えば、８０、９０、又は９５パーセント）が、製造ツールの分配表面を超えて延出していない場合に、過剰な研磨粒子が、製造ツールの分配表面を流入端部に向かって滑り落ちることができるため、この傾斜が更に、製造ツールの分配表面から過剰な研磨粒子を除去するのを助けると言える。この傾斜は、０度と、最大で研磨粒子が複数の空洞から転がり落ち始める角度と、の間であり得る。好ましい傾斜は、研磨粒子の形状と、空洞内に研磨粒子を保持する力（例えば摩擦又は真空）の大きさと、によって決まる。いくつかの実施形態において、正の傾斜は＋１０〜＋８０度、又は＋１０〜＋６０度、又は＋１０〜＋４５度の範囲である。
【００１９】
所望により、いったん大半又は全ての空洞が研磨粒子で充填されたら、研磨粒子除去部材１２１を提供して、製造ツール２００の表面から過剰な研磨粒子を除去するのを助けることができる。研磨粒子除去部材は、例えば、製造ツールの分配表面から過剰な研磨粒子を吹き飛ばす空気源であってよく、例えばエアワンド、エアシャワー、エアナイフ、コアンダ（conada）効果ノズル、又はブロワーなどであり得る。ブラシ、スクレイパー、ワイパー、又はドクターブレードなどの接触装置が、研磨粒子除去部材として使用することができる。超音波ホーンなどのバイブレーターを、研磨粒子除去部材として使用してもよい。あるいは、図５に示すような製造ツールを完全に貫通して延びる複数の空洞を有する製造ツールと共に、研磨粒子フィーダー１１８の後の第１ウェブ経路の一部に沿って位置する真空箱又は真空ロールなどの真空源が、複数の空洞内の研磨粒子を保持するのに使用することができる。この第１ウェブ経路の範囲又は部分において、製造ツールの分配表面は、反転させることができるか、又は９０度近く若しくは９０度を超える大きな昇り又は下り傾斜を有し得、真空により複数の空洞内に配置された研磨粒子を保持しながら、重力を用いて分配表面から滑り落とし若しくは落下させることにより、過剰な研磨粒子を除去することができる。分配表面はその後、重力により複数の空洞内に研磨粒子を保持する向きに戻されるか、又は研磨粒子は複数の空洞から樹脂コーティングされた裏材上に放出される。図１１Ｂのように、製造ツールの空洞内に研磨粒子が完全に収容されている実施形態において、これは、複数の空洞内の研磨粒子の大半（例えば、８０、９０、又は９５パーセント）が、製造ツールの分配表面を超えて延出していない場合に、研磨粒子除去部材１２１は、複数の空洞内に収容されている研磨粒子を乱すことなしに、製造ツールの分配表面にわたって過剰な研磨粒子を滑らせ、製造ツールから落とすことができる。除去された過剰な研磨粒子は、回収し、研磨粒子フィーダーに戻して、再利用することができる。あるいは、過剰な研磨粒子は、研磨粒子フィーダーを過ぎて、又は研磨粒子フィーダーに向かって、製造ツールの進行方向とは逆方向に動かすことができるが、研磨粒子フィーダーで、充填されていない複数の空洞を充填することができる。
【００２０】
１４０に概ね示す装置の研磨粒子充填及び過剰量除去部分を過ぎた後、製造ツール２２０内の研磨粒子は、樹脂コーティングされた裏材１１４に向かって移動する。研磨粒子が複数の空洞内に保持され、かつ製造ツールが昇り傾斜、下り傾斜、又は水平移動を継続できる限り、この部分の製造ツールの高さは、さほど重要ではない。既存の研磨製品製造装置を改造する場合、位置の選択はしばしば、装置内の既存のスペースによって決定される。研磨粒子トランスファーロール１２２が提供され、製造ツール２２０はしばしば、ロールの外周の少なくとも一部に回り込む。いくつかの実施形態において、製造ツールは、研磨粒子トランスファーロールの外周の３０〜１８０度、又は９０〜１８０度回り込む。樹脂コーティングされた裏材１１４は更に、複数の空洞内の研磨粒子が複数の空洞から樹脂コーティングされた裏材へと移動されるように、ロールの外周の少なくとも一部に回り込むことが多いが、これは、樹脂コーティングされた裏材と研磨粒子トランスファーロールの外側表面との間に（製造ツールの分配表面が裏材の樹脂コーティングされた第１主表面に向いており、それとほぼ位置合わせされた状態で）位置する製造ツール２２０と共に、両方が研磨粒子トランスファーロール１２２の周囲を回って横断する際に起こる。樹脂コーティングされた裏材はしばしば、製造ツールよりもわずかに小さな、研磨粒子トランスファーロールの部分に回り込む。いくつかの実施形態において、樹脂コーティングされた裏材は、研磨粒子トランスファーロールの外周の、４０〜１７０度、又は９０〜１７０度にわたって回り込む。好ましくは、分配表面の速度及び樹脂コーティングされた裏材の樹脂層の速度は、例えば±１０パーセント、±５パーセント、又は±１パーセント以内で互いに一致する速度である。
【００２１】
製造ツールの複数の空洞から樹脂コーティングされた裏材へと研磨粒子を移動させるには、様々な方法を採用することができる。順不同に、この様々な方法は以下の通りである：
１．重力補助方法：製造ツールと分配表面が機械方向移動の一部にわたって反転され、重力により、研磨粒子が複数の空洞から、樹脂コーティングされた裏材の上に落ちる。通常この方法では、製造ツールは、分配表面２１２上に位置しスタンドオフ部材２６０を備えた２つの外側縁部分を有し（図２）、この部分が、裏材の２つの対向する縁部で、樹脂コーティングされた裏材に接触し、ここでは、両方が研磨粒子トランスファーロールを回り込む際に製造ツールの分配表面のやや上に樹脂層を保持するために樹脂は適用されていない。ゆえに、分配表面と樹脂コーティングされた裏材上の樹脂層の上面との間に隙間があり、これにより、製造ツールの分配表面に樹脂が移動するのが避けられる。一実施形態において、樹脂コーティングされた裏材は、樹脂がない２つの縁部ストリップと、樹脂コーティングされた中央部分とを有し、一方、分配表面は２つの隆起したリブを有することができ、これは、裏材の樹脂のない縁部と接触するために、製造ツールの長手方向に延在している。別の実施形態において、研磨粒子トランスファーロールは、ロールの両端の２つの隆起したリブ又はリングと、より小さい直径の中央部分と、を有し得、製造ツールが研磨粒子トランスファーロールを回り込む際に、この研磨粒子トランスファーロールのより小さな直径の中央部分内に、製造ツールが収容され得る。研磨粒子トランスファーロールの隆起したリブ又は末端リングは、樹脂コーティングされた裏材の樹脂層を分配表面の上方に持ち上げ、その結果、これら２つの表面の間に隙間ができる。あるいは、製造ツール表面上に分配された隆起ポストを使用して、これら２つの表面間の隙間を維持することができる。
２．押し付け補助方法：製造ツールの各空洞が２つの開放端を有し、これにより研磨粒子が空洞内に収まることができ、研磨粒子の一部が、製造ツールの裏面２１４を超えて延出している。押し付け補助方法では、製造ツールは反転させる必要はないが、反転させてもよい。製造ツールが研磨粒子トランスファーロールに回り込むと、ロールの外側表面が、各空洞内の研磨粒子と係合し、研磨粒子を空洞から樹脂コーティングされた裏材の樹脂層内に押し出す。いくつかの実施形態において、研磨粒子トランスファーロールの外側表面は、ショアＡ硬度デュロメーター値が例えば２０〜７０の、弾力性の圧縮性層を含み、これは、研磨粒子が樹脂コーティングされた裏材に押し込まれる際に、付加的なたわみ性を提供するために適用される。押し付け補助方法の別の実施形態では、研磨粒子トランスファーロールの弾力性の外側層の代わりに、又はこれに加えて、製造ツールの裏面が、図１２Ａに示すように弾力性の圧縮性層で覆われていてもよい。
３．振動補助方法：研磨粒子トランスファーロール又は製造ツールを、好適な振動源（例えば超音波装置など）により振動させ、研磨粒子を複数の空洞から樹脂コーティングされた裏材の上に落とす。
４．圧力補助方法：製造ツールの各空洞が２つの開放端を有し（図３）、又は表面３１４若しくは製造ツール全体が好適に多孔質であり、研磨粒子トランスファーロールが複数の開口と、内部加圧された空気源と、を有する。圧力補助方法では、製造ツールは反転させる必要はないが、反転させてもよい。研磨粒子トランスファーロールは更に可動式内部ディバイダーを有してよく、これにより、加圧された空気がロールの特定の円弧部分又は円周部分に供給されて、研磨粒子を複数の空洞から吹き飛ばし、特定の位置で樹脂コーティングされた裏材に吹き付ける。いくつかの実施形態において、研磨粒子トランスファーロールには、内部真空源が備えられていてもよく、これは対応する加圧領域なしで、又は加圧領域と（典型的には、研磨粒子トランスファーロールが回転する際の加圧領域の前で）組み合わせてもよい。この真空源又は真空領域は、可動式ディバイダーを有して、研磨粒子トランスファーロールの特定の領域又は円弧部分に向けることができる。真空は、製造ツールが研磨粒子トランスファーロールを回り込む際に研磨粒子をしっかりと複数の空洞内に吸い込むことができ、この後、研磨粒子を研磨粒子トランスファーロールの加圧領域にさらす。この真空領域は例えば、過剰な研磨粒子を分配表面から除去するための研磨粒子除去部材と共に使用することができ、あるいは単に、研磨粒子トランスファーロールの外周に沿った特定の位置に達する前に、研磨粒子が複数の空洞から出てしまわないようにするために使用することができる。
５．上記の様々な実施形態は、個々の使用に限定されるものではなく、研磨粒子を複数の空洞から樹脂コーティングされた裏材へとより効率的に移動させるため、必要に応じて組み合わせることができる。
【００２２】
研磨粒子トランスファーロール１２２は、各研磨粒子を樹脂コーティングされた裏材上に正確に移動かつ配置して、実質的に、製造ツールに配置されるように研磨粒子のパターン及びその特定の方向付けが複製される。よって、ここで初めて、コーティングされた研磨物品が、例えば５〜１５ｆｔ／ｍｉｎ（１．５〜４．６ｍ／ｍｉｎ）以上の速度で製造することが可能になり、ここにおいて、樹脂コーティングされた裏材上に配置された各研磨粒子の正確な位置及び／又は半径方向を、正確に制御することができる！後述の実施例に示すように、コーティングされた研磨物品の研磨層中で同じ研磨粒子重量の場合の研削性能は、従来技術の静電堆積方法に比べて大幅に改善され得る。
【００２３】
製造ツールは、研磨粒子トランスファーロール１２２から分離した後、第１ウェブ経路９９に沿って、必要に応じてアイドラーロール１１６の補助により、１４０に概ね示される装置の研磨粒子充填及び過剰量除去部分に向かって戻る。複数の空洞内に依然として残っている付着した研磨粒子を除去し、及び／又は分配表面２１２に移動したメークコート樹脂１０８を除去するために、任意の製造ツールクリーナー１２８を提供してもよい。製造ツールクリーナーの選択は、製造ツールの構成によって決まり、単独で又は組み合わせて、追加のエアブラスト、溶媒又は水スプレー、溶媒浴又は水浴、超音波ホーン、又はアイドラーロール（製造ツールが回り込んで、押し付け補助を利用して、研磨粒子を複数の空洞から押し出す）を使用することができる。この後、エンドレスの製造ツール２２０又はベルトは、研磨粒子充填及び過剰量除去部分１４０へと前進して、新たな研磨粒子で充填される。
【００２４】
様々なアイドラーロール１１６を使用して、研磨粒子トランスファーロールにより適用され、かつ第２ウェブ経路１３２に沿ってメークコート樹脂により第１主表面に保持された、研磨粒子の所定の再現可能なランダムではないパターンを第１主表面に備えた、研磨粒子でコーティングされた裏材１２３を、炉１２４へと誘導して、メークコート樹脂を硬化させることができる。所望により、追加の研磨粒子（別のタイプの研磨粒子又は希釈剤など）を炉１２４の前にメークコート樹脂に配置するように、第２研磨粒子コーター１２６を設けることができる。第２研磨粒子コーター１２６は、当業者には既知であるように、ドロップコーター、スプレーコーター、又は静電コーターであり得る。その後、研磨粒子を有する硬化された裏材１２８が、第２ウェブ経路に沿って任意のフェストゥーン１３０に入ってから、更なる処理（例えばサイズコーティングの追加、このサイズコーティングの硬化、及びコーティングされた研磨物品製造分野の当業者に周知のその他の加工工程）を受けることができる。
【００２５】
ここで図１Ｂ及び図２を参照すると、本開示による別の装置９０は、製造ツール２００の複数の成形空洞２２０内に除去可能に配置された研磨粒子９２を含む。この実施形態において、製造ツールは研磨粒子トランスファーロール１２２上に適合するスリーブであり得、又は複数の空洞２２０は、研磨粒子トランスファーロール１２２の外周内に直接機械加工することができる。図１Ｂでは、巻き出し及びメークコート送達システムは図示されていない。コーター１０４は、メークコート樹脂１０８を裏材１０６の第１主表面１１２に適用して、樹脂コーティングされた裏材１１４を形成する。その後、樹脂コーティングされた裏材１１４が一対のアイドラーロール１１６により誘導されて、研磨粒子トランスファーロールの外周の、研磨粒子トランスファーロール１２２の上死点（ＴＤＣ）１１５を超えた一部分に回り込む。前述のように、研磨粒子９２は、ＴＤＣより前で、研磨粒子フィーダー１１８により研磨粒子トランスファーロール１２２に適用され、好ましくは過剰量の研磨粒子が適用される。いくつかの実施形態において、樹脂コーティングされた裏材１１４は、研磨粒子トランスファーロール１２２の外周の２０〜１８０度、又は２０〜９０度にわたって回り込む。
【００２６】
任意の研磨粒子保持部材１１７（例えばプレート又はシュート）は、ＴＤＣより前で、製造ツールの分配表面２１２に隣接して配置することができ、これにより、研磨粒子フィーダー１１８により分配表面に供給された研磨粒子の自由落下を阻止することができる。複数の空洞内に堆積させるために、研磨粒子保持部材の傾き又は傾斜を調節して、研磨粒子の供給を分配表面上又はその近くに維持しながら、過剰な研磨粒子が傾斜表面を滑り落ち、受け皿１１９に入るようにすることができる。第１の実施形態と同様、任意の充填支援部材１２０及び任意の研磨粒子除去部材１２１も、この実施形態において使用することができる。任意の真空箱１２５を研磨粒子トランスファーロール内部で使用して、研磨粒子を複数の空洞内に引き込むことができる。研磨粒子が樹脂コーティングされた裏材１１４に移動し、研磨粒子コーティングされた裏材１２３が誘導されて研磨粒子トランスファーロール１２２から離れた後、第１の実施形態で上述されたような更なる処理を実施することができる。
【００２７】
コーティングされた研磨物品を製造する方法
コーティングされた研磨物品の製造装置が、概ね図１Ａに図示されている。この方法は一般に、製造ツールの複数の空洞をそれぞれ、個々の研磨粒子で充填する工程と、研磨粒子を樹脂コーティングされた裏材に移動させるために、充填された製造ツールと、樹脂コーティングされた裏材と、を位置合わせする工程と、複数の空洞からの研磨粒子を樹脂コーティングされた裏材上に移動させる工程と、樹脂コーティングされた裏材と位置合わせされた位置から製造ツールを除去する工程と、を伴う。その後、樹脂層が硬化され、サイズコーティングが塗布及び硬化され、コーティングされた物品が好適な変換装置により、シート、ディスク、又はベルトの形態に変換される。
【００２８】
他の実施形態では、バッチプロセスを使用することができ、この方法では、ある長さの製造ツールが研磨粒子で充填され、ある長さの樹脂コーティングされた裏材に位置合わせされるか又はそれと共に配置され、これにより、裏材の樹脂層が製造ツールの分配表面に面し、次いで、研磨粒子が複数の空洞から樹脂層へと移動する。バッチプロセスは、手作業で、又はロボット装置を用いた自動化で実践することができる。
【００２９】
特定の一実施形態では、樹脂コーティングされた裏材にパターン化研磨層を作製する方法は、以下の（flowing）工程を含む。全ての工程を実施する必要はなく、またそれらを順次実施する必要もないが、これらの工程は、記述されている順序で実施することができ、又は間に追加工程を挟んで実施してもよい。
【００３０】
一工程は、複数の空洞３２０を備えた分配表面１１１２を有する製造ツール（図１１Ｂ）を準備する工程であってよく、この各空洞は、分配表面に対して垂直な空洞長手方向軸２４７と、この空洞長手方向軸に沿った深さＤと、を有する。有用な製造ツール及び複数の空洞に関する更なる情報は、「製造ツール及び研磨粒子配置システム」と題する項に開示される。
【００３１】
別の工程は、粒子長手方向軸に沿った長さＬ（２７０）が、粒子長手方向軸に垂直な横断軸に沿った幅Ｗよりも長い、細長い研磨粒子を選択する工程である。この細長い研磨粒子は、本明細書に開示される、参照されている研磨粒子のいずれであってもよい。粒子長手方向軸は、研磨粒子の最大寸法に位置合わせされ、これに平行な軸である。ロッド形状の研磨粒子の場合は、円筒形の研磨粒子の長さの中央に位置するであろう。正三角形の研磨粒子の場合は、粒子長手方向軸は、三角形の１つの頂点及び対向する底辺を垂直で交差し、正三角形の対向する面と面との間で等しい位置に配置される。
【００３２】
選択された実施形態において、複数の空洞の深さＤ（２６０）は、０．５×Ｌ（０．５Ｌ）〜２×Ｌ（２Ｌ）、又は１．１×Ｌ（１．１Ｌ）〜１．５×Ｌ（１．５）であり、これにより、複数の空洞内に配置された細長い研磨粒子が、図１１Ｂに示すように分配表面より下で製造ツール内に収容される。別の一実施形態において、研磨粒子の重心は、研磨粒子が空洞内に完全に挿入されているとき、製造ツールの空洞内に収まっている。空洞の深さが短すぎる場合、研磨粒子の重心が空洞の外に位置し、研磨粒子は複数の空洞内に容易に保持できず、製造ツールが装置内を並進移動する際に跳ね出てしまう可能性がある。好ましい一実施形態では、細長い研磨粒子を表面より下に配置することによって、過剰な研磨粒子を空洞内に移動させるか又は分配表面から除去するために、過剰な研磨粒子が分配表面の上を滑って動くことが可能になる。
【００３３】
別の一工程は、複数の空洞の数よりも多い細長い研磨粒子が提供されるように、過剰量の細長い研磨粒子を分配表面に供給する工程である。過剰量の細長い研磨粒子とは、製造ツール単位長さ当たり、存在する複数の空洞の数よりも多くの細長い研磨粒子が存在することを意味し、これは、細長い研磨粒子が、分配表面の上に溜まり、重力又はその他の機械的に適用される力のいずれかによって移動し、空洞内へと並進移動することによって、製造ツール内の全ての空洞が最終的に研磨粒子で確実に充填されるようにするのに役立つ。研磨粒子の装着面積及び間隔はしばしば、特定の研削用途用の製造ツールに設計されるため、充填されない複数の空洞は多すぎないことが望ましい。
【００３４】
別の工程は、細長い研磨粒子の粒子長手方向軸が空洞長手方向に平行になるように、個々の空洞に細長い研磨粒子１つが配置された状態で、分配表面の複数の空洞の大半を充填する工程であり得る。細長い研磨粒子が立ち上がるか又は屹立して適用されるように、樹脂コーティングされた裏材上に細長い研磨粒子を移動させることが望ましい。よって、この空洞形状は、細長い研磨粒子が屹立するように保持されるように設計される。様々な実施形態において、分配表面の複数の空洞のうち少なくとも６０、７０、８０、９０、又は９５パーセントが、細長い研磨粒子を収容する。いくつかの実施形態においては、複数の空洞を充填するのに重力を使用することができる。他の実施形態では、製造ツールを反転させ、複数の空洞内に研磨粒子又は細長い研磨粒子を保持するために真空を適用することができる。研磨粒子は、スプレー、流動床（空気若しくは振動）、又は静電コーティングにより塗布することができる。過剰な研磨粒子の除去は、保持されていない研磨粒子は落下するので、重力で行われる。研磨粒子はこの後、真空を除去することにより、樹脂コーティングされた裏材に移動させることができる。
【００３５】
別の工程は、充填する工程の後に、空洞内に配置されていない、過剰の細長い研磨粒子の残りの部分を、分配表面から除去する工程であり得る。上述したように、複数の空洞よりも多くの細長い研磨粒子が供給され、その結果、各空洞が充填された後に一部が分配表面上に残る。この過剰な細長い研磨粒子は多くの場合、分配表面から吹き飛ばされ、拭き取られ、又は他の方法で除去することができる。例えば、真空又はその他の力を適用して、複数の空洞内に細長い研磨粒子を保持し、分配表面を反転させて、過剰な細長い研磨粒子の残りの部分を除去することができる。
【００３６】
別の工程は、樹脂コーティングされた裏材を、樹脂層が分配表面に面するように、分配表面と位置合わせする工程であり得る。図１Ａ及び１Ｂに示すように表面を位置合わせするには様々な方法を使用することができ、又は樹脂コーティングされた裏材と製造ツールを、それぞれの別個の長さを利用して、手作業で又はロボットで配置することができる。
【００３７】
別の工程は、複数の空洞内の細長い研磨粒子を、樹脂コーティングされた裏材に移動させ、細長い研磨粒子を樹脂層に付着させる工程であり得る。移動は、重力の補助を使用することができ、この場合、充填する工程中に重力を利用して細長い研磨粒子を複数の空洞に滑り込ませることが可能なように分配表面が配置され、この分配表面が移動させる工程中に反転されて、重力により細長い研磨粒子を複数の空洞から滑り出させることが可能になる工程が使用される。移動は、押し付けによる補助を使用することができ、この場合、研磨粒子トランスファーロールの外周、製造ツールの担体層の裏面に取り付けられた任意の圧縮可能な弾力性層、又はその他の装置（例えばドクターブレード若しくはワイパー）などの接触部材が、樹脂層に接触するために、空洞長手方向軸に沿って細長い研磨粒子を外方向に動かすことができる。移動は、圧力の補助を使用することができ、この場合、空気が複数の空洞（特に、分配表面の開口部に相対する開口端を有する複数の空洞）内に吹き付けられ、これによって空洞長手方向軸に沿って細長い研磨粒子を外方向に動かすことができる。移動は、振動による補助を使用することができ、製造ツールの振動により、細長い研磨粒子を複数の空洞からふるい落とすことができる。これらの様々な方法は、単独で、又は任意の組み合わせで使用することができる。
【００３８】
別の工程は、製造ツールを除去して、樹脂コーティングされた裏材上のパターン化研磨層を露出させる工程であり得る。図１Ａ及び１Ｂ示すように、様々な除去又は分離方法を使用することができ、あるいは製造ツールは、手作業により樹脂コーティングされた裏材から持ち上げて分離することができる。このパターン化研磨層は、静電コーティング又はドロップコーティングにより生成された不規則分布とは異なり、実質的に繰り返し可能なパターンを有する、細長い研磨粒子の配列である。
【００３９】
上述の任意の実施形態において、前述のような充填支援部材は、供給工程の後に、細長い研磨粒子を分配表面上で動かすことができ、これにより細長い研磨粒子を複数の空洞内へと導くことができる。前述の任意の実施形態において、複数の空洞は、分配表面から空洞長手方向軸に沿って動くとき、内向きにテーパー形状であり得る。前述の任意の実施形態において、複数の空洞は、空洞長手方向軸を包囲する空洞外周を有し得、細長い研磨粒子は、粒子長手方向軸を包囲する研磨粒子外周を有し、この空洞外周の形状は、細長い研磨粒子外周の形状に一致する。前述の任意の実施形態において、細長い研磨粒子は正三角形であってよく、粒子長手方向軸に沿った細長い研磨粒子の幅は、公称で同じである。細長い研磨粒子の公称幅とは、その幅寸法の変動が±３０パーセント未満であることを意味する。
【００４０】
製造ツールと研磨粒子配置システム
本開示による研磨粒子配置システムは、製造ツールの複数の成形空洞内に除去可能に配置された研磨粒子を含む。
【００４１】
ここで図２を参照すると、例示的な製造ツール２００は、分配表面２１２及び裏面２１４を有する担体部材２１０を含む。分配表面２１２は、分配表面２１２の空洞開口部２３０から担体部材２１０内に延在する複数の空洞２２０を含む。任意の圧縮可能な弾力性層２４０が、裏面２１４に固定されている。複数の空洞２２０は配列２５０に配置され、これは、製造ツール２００の長手方向軸２０２（ベルト又はロールの場合の機械方向に対応）に対してオフセット角αの主軸２５２で配置されている。
【００４２】
典型的に、担体部材の分配表面での複数の空洞の開口部は長方形である。しかしながら、これは要件ではない。担体部材の複数の空洞の長さ、幅及び深さは一般に、少なくともある程度は、使用される研磨粒子の形状及び大きさにより決定される。例えば、研磨粒子が正三角形プレートとして成形されている場合、個々の空洞の長さは、好ましくは、この研磨粒子の側部の最大長さの１．１〜１．２倍であるべきであり、個々の空洞の幅は、好ましくは、この研磨粒子の厚さの１．１〜２．５倍であるべきであり、また複数の空洞のそれぞれの深さは、研磨粒子がこの空洞内に収容される場合は、好ましくは、研磨粒子の幅の１．０〜１．２倍であるべきである。
【００４３】
あるいは、例えば、研磨粒子が正三角形プレートとして成形されている場合、個々の空洞の長さは、研磨粒子の縁部の長さより小さく、及び／又は複数の空洞のそれぞれの深さは、研磨粒子が複数の空洞から突出する場合、好ましくは、研磨粒子の幅よりも小さくなるべきである。同様に、空洞の幅は、単一の研磨粒子が複数の空洞のそれぞれ１つに入るように選択されるべきである。
【００４４】
同様に、空洞の幅は、単一の研磨粒子が複数の空洞のそれぞれ１つに入るように選択されるべきである。
【００４５】
長手方向に向けられた任意のスタンドオフ部材２６０は、分配表面２１２の対向する縁部に沿って配置される（例えば、接着剤又はその他の手段を用いて）。スタンドオフ部材高さの設計上の変化により、空洞開口部２３０と、製造ツールに接触することになる基材（例えば、メークコート前駆体を上に有する裏材）との間の距離を調節することができる。
【００４６】
長手方向に向けられたスタンドオフ部材２６０が存在する場合、これは、任意の高さ、幅及び／又は間隔を有し得る（好ましくは、高さ約０．１ｍｍ〜約１ｍｍ、幅約１ｍｍ〜約５０ｍｍ、及び間隔約７〜約２４ｍｍを有する）。長手方向に向けられた個々のスタンドオフ部材は、例えば、連続的（例えばリブ）であっても非連続的（例えば、分断されたリブ、又は一連のポスト）であってもよい。製造ツールがウェブ又はベルトを含む場合、長手方向に向けられたスタンドオフ部材は通常、機械方向に対して平行である。
【００４７】
オフセット角αの機能は、最終的なコーティングされた研磨物品上の研磨粒子を、被削材に溝を生じさせないパターンに配置することである。オフセット角αは０〜約３０度の任意の値を有し得るが、好ましくは１〜５度の範囲、より好ましくは１〜３度の範囲である。
【００４８】
好適な担体部材は剛性であっても可撓性であってもよいが、好ましくは、ローラーなどの通常のウェブ処理装置の使用が可能となるよう十分に可撓性である。好ましくは、担体部材は金属及び／又は有機ポリマーを含む。そのような有機ポリマーは好ましくは成形可能であり、低価格であり、本開示の研磨粒子配置プロセスに使用した場合に妥当な耐久性を有する。有機ポリマーは、熱硬化性樹脂及び／又は熱可塑性樹脂であってよく、担体部材を製造するのに好適であり得、この例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、加硫ゴム、ポリカーボネート、ポリアミド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンプラスチック（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、及びポリオキシメチレンプラスチック（ＰＯＭ、アセタール）、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、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
【００４９】
製造ツールは、例えばエンドレスベルト（例えば、図１Ａに示すエンドレスベルト２００）、シート、連続的なシート若しくはウェブ、又はコーティングロール、コーティングロールに取り付けられたスリーブ、又はダイの形態であることができる。製造ツールがベルト、シート、ウェブ、又はスリーブの形態である場合、製造ツールは、接触表面と非接触表面とを有する。製造ツールがロールの形態である場合には、製造ツールは接触表面のみを有する。この方法により形成される研磨物品の形状は、製造ツールの接触表面のパターンの反転形状を有する。製造ツールの接触表面のパターンは、一般的に複数の空洞又は凹みによって特徴付けられる。これらの複数の空洞の開口部は、規則的又は不規則的、例えば、長方形、半円形、円形、三角形、正方形、六角形、又は八角形などの任意の形状を有し得る。複数の空洞の壁は垂直又はテーパー状とすることができる。複数の空洞により形成されるパターンは、特定の平面図に基づいて配列するか、又はランダムとすることができる。望ましくは、複数の空洞は互いに隣接させることができる。
【００５０】
担体部材は、例えば、以下の手順に従って製造することができる。最初にマスターツールが与えられる。マスターツールは通常、金属、例えばニッケルからできている。マスターツールは、例えば彫刻、ホッビング、ローレット切り、電鋳、ダイヤモンド旋盤、レーザーマシニングなどの任意の従来の方法によって製造することができる。製造ツールの表面上にパターンを所望する場合には、マスターツールは、その表面上に製造ツール用のパターンの反転形状を有さなければならない。熱可塑性材料をマスターツールによりエンボス加工して、パターンを形成することができる。熱可塑性材料が流動性の状態にある間にエンボス加工を行うことができる。エンボス加工後、熱可塑性材料を冷却して固化させることができる。
【００５１】
担体部材はまた、加熱により軟化した形成済みポリマーフィルムにパターンをエンボス加工することにより形成できる。この場合、フィルム厚さは空洞の深さよりも小さくてよい。これは、複数の深い空洞を有する担体の可撓性を改善するのに有利である。
【００５２】
担体部材は、硬化した熱硬化性樹脂で製造することもできる。次の手順に従って、熱硬化性材料で作製された製造ツールを製造することができる。未硬化の熱硬化性樹脂を前述の種類のマスターツールに塗布する。未硬化樹脂がマスターツールの表面上にある間に、未硬化樹脂が硬化してマスターツールの表面のパターンの逆の形状を有するよう、未硬化樹脂を加熱によって硬化又は重合させることができる。次に、硬化した熱硬化性樹脂をマスターツールの表面から除去する。製造ツールは、例えばアクリル化ウレタンオリゴマーなどの硬化した放射線硬化性樹脂で作製することができる。放射線硬化された製造ツールは、放射線（例えば紫外線放射）への曝露によって硬化が行われる点を除けば、熱硬化性樹脂で作製された製造ツールと同様にして製造される。
【００５３】
担体部材は、研磨粒子を収容するのに十分な深さを有し、かつ製造プロセスに使用するのに十分な可撓性と耐久性を有している限り、任意の厚さを有し得る。担体部材がエンドレスベルトを含む場合、担体部材の厚さは約０．５〜約１０ミリメートルが典型的に有用である。しかしながら、これは要件ではない。
【００５４】
複数の空洞は任意の形状を有してよく、典型的には、具体的な用途に応じて選択される。好ましくは、複数の空洞の少なくとも一部（より好ましくは大半、又は更には全部）が成形されており（すなわち、特定の形状及び大きさを有するよう個々に意図的に設計されており）、より好ましくは精密成形されている。いくつかの実施形態において、複数の空洞は成形プロセスにより形成され形成時に接触するマスターツール（例えばダイヤモンド切削された金属性マスターツールロール）とは逆の表面形状を有する滑らかな壁及び鋭い角を有する。複数の空洞は閉じていてもよい（すなわち、閉じた底を有してもよい）。
【００５５】
好ましくは、側壁の少なくとも一部が、担体部材の分配表面にあるそれぞれの空洞開口部から、空洞深さが進むに従って内向きにテーパー形状であり、又は裏面に空洞開口部を有する。より好ましくは、全ての側壁が、担体部材の分配表面にある開口部から、空洞深さが進むに従って（すなわち、分配表面からの距離が増加するに従って）内向きにテーパー形状である。
【００５６】
いくつかの実施形態では、複数の空洞の少なくとも一部が、第１、第２、第３、及び第４側壁を含む。そのような実施形態において、第１、第２、第３、及び第４側壁は、連続的であり隣接していてよい。
【００５７】
複数の空洞が底面を有さないが、裏面まで担体部材を貫通していない実施形態では、第１及び第３側壁は線で交差することができ、第２及び第４側壁は互いに接触しない。
【００５８】
このタイプの空洞の一実施形態を図３Ａ〜３Ｃに示す。ここで図３Ａ〜３Ｃを参照すると、担体部材３１０内の例示的な空洞３２０は、長さ３０１及び幅３０２（図３Ａを参照）、並びに深さ３０３（図３Ｂを参照）を有する。空洞３２０は４つの側壁３１１ａ、３１１ｂ、３１３ａ、３１３ｂを含む。側壁３１１ａ、３１１ｂは、担体部材３１０の分配表面３１２の開口部３３０から延在し、深さが増大するに従ってテーパー角βで内向きにテーパー状になり、最後に線３１８で接合する（図３Ｂを参照）。同様に、側壁３１３ａ、３１３ｂは、深さが増大するに従ってテーパー角γで内向きにテーパー状になり、最後に線３１８に接する（図３Ａ及び３Ｃを参照）。
【００５９】
テーパー角β及びγは典型的に、製造ツールの用途に対して選択された具体的な研磨粒子によって決まり、好ましくは、研磨粒子の形状に対応する。この実施形態において、テーパー角βは、０度よりも大きく９０度よりも小さい任意の角度を有し得る。いくつかの実施形態において、テーパー角βは、４０〜８０度、好ましくは５０〜７０度、より好ましくは５５〜６５度の範囲の値を有する。テーパー角γは同様に、典型的に、全体的に選択されたものに依存する。この実施形態において、テーパー角γは、０〜３０度の範囲の任意の角度を有し得る。いくつかの実施形態において、テーパー角γは、５〜２０度、好ましくは５〜１５度、より好ましくは８〜１２度の範囲の値を有する。
【００６０】
いくつかの実施形態において、複数の空洞は分配表面と裏面の両方で開口している。これらの実施形態のいくつかにおいては、第１及び第３側壁は互いに接しておらず、第２及び第４側壁も互いに接していない。
【００６１】
図４Ａ〜４Ｂは、同様のタイプの別の空洞４２０を示す。ここで図４Ａ〜４Ｃを参照すると、担体部材４１０内の例示的な空洞４２０は、長さ４０１及び幅４０２（図４Ａを参照）、並びに深さ４０３（図４Ｂを参照）を有する。空洞４２０は４つの面取り面（４６０ａ、４６０ｂ、４６２ａ、４６２ｂ）を有し、これらは、担体部材４１０の分配表面４１２、及び４つのそれぞれの側壁４１１ａ、４１１ｂ、４１３ａ、４１３ｂに接する。面取り面４６０ａ、４６０ｂ、４６２ａ、４６２ｂはそれぞれ、テーパー角δで内向きにテーパー状になっており（図４Ｂを参照）、研磨粒子を空洞４２０内に導くのに役立つ。側壁４１１ａ、４１１ｂは、面取り面（４６０ａ、４６０ｂ）から延在し、深さが増大するに従ってテーパー角εで内向きにテーパー状になり、最後に線４１８で接合する（図４Ｂを参照）。側壁４１３ａ、４１３ｂも同様に、深さが増大するに従ってテーパー角ζで内向きにテーパー状になり、最後に線４１８に接する（図４Ｂ及び４Ｃを参照）。
【００６２】
テーパー角δは典型的に、製造ツールの用途に対して選択された具体的な研磨粒子によって決まり、好ましくは、研磨粒子の形状に対応する。この実施形態において、テーパー角δは、０度よりも大きく９０度よりも小さい任意の角度を有し得る。好ましくは、テーパー角δは、２０〜８０度、好ましくは３０〜６０度、より好ましくは３５〜５５度の範囲の値を有する。
【００６３】
テーパー角εは典型的に、製造ツールの用途に対して選択された具体的な研磨粒子によって決まる。この実施形態において、テーパー角εは、０度よりも大きく９０度よりも小さい任意の角度を有し得る。いくつかの実施形態において、テーパー角εは、４０〜８０度、好ましくは５０〜７０度、より好ましくは５５〜６５度の範囲の値を有する。
【００６４】
テーパー角ζは同様に、典型的には製造ツールの用途に対して選択された具体的な研磨粒子によって異なる。この実施形態において、テーパー角ζは、０〜３０度の範囲の任意の角度を有し得る。いくつかの実施形態において、テーパー角ζは、５〜２５度、好ましくは５〜２０度、より好ましくは１０〜２０度の範囲の値を有する。
【００６５】
複数の空洞は、裏面に第２開口部を有し得る。そのような場合において、第２開口部は好ましくは第１開口部より小さく、これにより、研磨粒子は両開口部を完全に通り抜けることがない（すなわち、第２開口部は、研磨粒子が担体部材を通過してしまうのを防ぐのに十分な小ささである）。
【００６６】
このタイプの空洞の１つの例示的実施形態を図５Ａ〜５Ｃに示す。ここで図５Ａ〜５Ｃを参照すると、担体部材５１０内の例示的な空洞５２０は、長さ５０１及び幅５０２（図５Ａを参照）、並びに深さ５０３（図５Ｂを参照）を有する。空洞５２０は４つの側壁５１１ａ、５１１ｂ、５１３ａ、５１３ｂを含む。側壁５１１ａ、５１１ｂは、担体部材５１０の分配表面５１２の第１開口部５３０から延在し、深さが増大するに従ってテーパー角ηで内向きにテーパー状になり、最後に導管５６５に接し、これが担体部材５１０の裏面５１４の第２開口部５７０まで延在する（図５Ｂを参照）。同様に、側壁５１３ａ、５１３ｂは、深さが増大するに従ってテーパー角θで内向きにテーパー状になり、最後に第２開口部５７０に接する（図５Ｃを参照）。導管５６５は、一定の断面を有するように図示されている。しかしながら、これは要件ではない。
【００６７】
テーパー角η及びθは典型的に、製造ツールの用途に対して選択された具体的な研磨粒子によって決まり、好ましくは、研磨粒子の形状に対応する。この実施形態において、テーパー角ηは、０度よりも大きく９０度よりも小さい任意の角度を有し得る。いくつかの実施形態において、テーパー角ηは、４０〜８０度、好ましくは５０〜７０度、より好ましくは５５〜６５度の範囲の値を有する。
【００６８】
テーパー角θは同様に、典型的に、全体的に選択されたものに依存する。この実施形態において、テーパー角θは、０〜３０度の範囲の任意の角度を有し得る。いくつかの実施形態において、テーパー角θは、５〜２５度、好ましくは５〜２０度、より好ましくは１０〜２０度の範囲の値を有する。
【００６９】
担体部材の分配表面及び裏面に開口部を有する空洞の別の実施形態を、図６Ａ〜６Ｃに示す。ここで図６Ａ〜６Ｃを参照すると、担体部材６１０は、弾力性の圧縮性層６４０内の圧縮性導管６２１に位置合わせされた、担体部材６１０内の複数の空洞６２０を含む。圧縮性導管６２１は、担体部材６１０の裏面６１４の第２開口部６７０から弾力性の圧縮性層６４０を通って延在する。圧縮性導管が示されているが、閉じた圧縮性空洞構成も使用できることが理解されよう。
【００７０】
複数の空洞は、所定のパターン、例えば、整列パターン（例えば、配列）、円形パターン、不規則だが部分的に位置合わせされたパターン、又は擬似ランダムパターンのうちの少なくとも１つに従って配置される。
【００７１】
好ましくは、複数の空洞の長さ及び／又は幅は、空洞の深さが増大するにつれて狭くなり、分配表面の空洞開口部で最大になる。空洞の寸法及び／又は形状は、好ましくは、具体的な研磨粒子の形状及び／又はサイズでの使用に合わせて選択される。複数の空洞は、例えば、異なる形状及び／又はサイズの組み合わせを含み得る。空洞の寸法は、少なくとも部分的に複数の空洞内にある個々の研磨粒子を収容しかつ方向付けるのに十分であるべきである。いくつかの実施形態では、研磨粒子の大半又は全体が、その長さの約２０パーセント未満（より好ましくは１０パーセント未満、又は更には５パーセント未満）が、収容されている複数の空洞の開口部を超えて延出するように、空洞内に保持される。いくつかの実施形態では、研磨粒子の大半又は全体が、複数の空洞内に完全に収容され（すなわち、完全に内側に保持され）、担体部材の分配表面のそれぞれの空洞開口部を超えて延出していない。
【００７２】
いくつかの実施形態において、複数の空洞は円筒形又は円錐形であってよい。これは、破砕研磨粒子又は八面体形状の粒子（ダイヤモンドなど）を使用する場合、特に望ましい。
【００７３】
複数の空洞は、少なくとも１つの側壁を含み、かつ少なくとも１つの底面を含み得る。しかしながら、好ましくは、空洞全体の形状は、側壁と、分配表面及び裏面にある任意の開口部と、で画定される。いくつかの好ましい実施形態において、複数の空洞は、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、少なくとも６つ、少なくとも７つ、少なくとも８つの側壁を有する。
【００７４】
側壁は好ましくは平滑であるが、これは要件ではない。側壁は、例えば、平坦、曲面（例えば、凹状又は凸状）、円錐形、又は円錐台形であり得る。
【００７５】
いくつかの実施形態では、複数の空洞の少なくとも一部が、第１、第２、第３、及び第４側壁を含む。そのような実施形態において、第１、第２、第３、及び第４側壁は、連続的であり隣接していてよい。
【００７６】
複数の空洞が底面を有さないが、裏面まで担体部材を貫通していない実施形態では、第１及び第３側壁は線で交差することができ、第２及び第４側壁は互いに接触しない。
【００７７】
いくつかの実施形態において、複数の空洞は第１表面と裏面の両方で開口している。これらの実施形態のいくつかにおいては、第１及び第３側壁は互いに接しておらず、第２及び第４側壁も互いに接していない。
【００７８】
好ましくは、側壁の少なくとも一部が、担体部材の分配表面にあるそれぞれの空洞開口部から、空洞深さが進むに従って内向きにテーパー形状であり、又は裏面に空洞開口部を有する。より好ましくは、全ての側壁が、担体部材の分配表面にある開口部から、空洞深さが進むに従って（すなわち、分配表面からの距離が増加するに従って）内向きにテーパー形状である。
【００７９】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つ、少なくとも２つ、少なくとも３つ、又は更には少なくとも４つの側壁が凸状である。
【００８０】
いくつかの実施形態において、複数の空洞の少なくとも一部が、分配表面と任意又は全ての側壁との間に配置された、１つ以上の面取り面を独立して含み得る。面取り面は、研磨粒子を複数の空洞内に配置するのを促進し得る。
【００８１】
メークコート前駆体樹脂が担体部材の分配表面上に蓄積するのを防ぐために、少なくとも２つの、長手方向に向けられた（すなわち、使用中の担体部材／製造ツールの機械方向に実質的に平行に向けられた）隆起したスタンドオフ部材が、好ましくは、担体に取り付けられるか、又は担体と一体形成される。好ましくは、少なくとも２つのスタンドオフ部材が、製造ツールの長さに沿った側縁部に隣接して配置される。担体部材と一体形成され得る好適なスタンドオフ部材の例としては、ポスト及びリブ（連続的又は分断状）が挙げられる。スタンドオフ部材の長手方向の方向付けは、リブ又はテープなどの個々の細長い隆起スタンドオフ部材を方向付けることにより、あるいは、例えば、ポスト若しくはその他の隆起形状の分離した列若しくはその他のパターンのような、低アスペクトの隆起スタンドオフ部材のパターンによって、達成され得る。
【００８２】
ここで図７を参照すると、１つの例示的な製造ツール７００はエンドレスベルトであり、複数の空洞７２０を備えた担体部材７１０を含む。長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材７４２、７４４は、担体部材７００の側縁部７３２、７３４に沿いそれらに隣接して一体形成された連続的リブからなり、これによって、研磨粒子の移動の際に、担体部材７１０の分配表面７１２と、メークコート前駆体でコーティングされた裏材との間にオフセットがもたらされる。所望による長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材７４６、７４８は、担体部材７１０の幅にわたって間隔をあけて一体形成されたリブからなる。
【００８３】
あるいは、又はこれに加えて、スタンドオフ部材は別法として、例えば接着剤又は機械的締結具を使用して、担体部材に取り付けることができる。好ましいスタンドオフ部材の１つの例は、裏面が接着剤のテープを含む。テープは担体部材の分配表面だけに適用することができ、あるいは例えば、側縁部で折り込み、担体部材の裏面に接着させてもよい。ここで図８を参照すると、１つの例示的な製造ツール８００はエンドレスベルトであり、複数の空洞８２０を備えた担体部材８１０を含む。テープ８４２、８４４は、担体部材８００の側縁部８３２、８３４近くに適用され、これによって、研磨粒子の移動の際に、担体部材８１０の分配表面８１２と、メークコート前駆体でコーティングされた裏材との間にオフセットがもたらされる。
【００８４】
あるいは、又はこれに加えて、複数のスタンドオフ部材（例えば隆起ポストの列など）が、担体部材の側縁部に沿い隣接して間隔をあけた配置により、集合的に長手方向に向けられる。ここで図９を参照すると、１つの例示的な製造ツール９００はエンドレスベルトであり、複数の空洞９２０を備えた担体部材９１０を含む。隆起ポストの列９４２、９４４は、担体部材９１０の側縁部９３２、９３４に隣接して担体部材９１０に一体形成され、これによって、研磨粒子の移動の際に、担体部材９１０の分配表面９１２と、メークコート前駆体でコーティングされた裏材との間にオフセットがもたらされる。
【００８５】
担体部材の設計及び製造、並びにその製造に使用されるマスターツールの設計及び使用は、例えば、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）、及び同第６，１２９，５４０号（Ｈｏｏｐｍａｎら）に見出すことができる。
【００８６】
研磨粒子配置システムを形成するためには、本明細書に記述されるように、担体部材の少なくとも一部の空洞内に研磨粒子が導入される。
【００８７】
研磨粒子は、好適な任意の技法を用いて担体部材の複数の空洞内に配置することができる。例としては、分配表面を上に向けた状態で、研磨粒子を担体部材の上に落とすことと、次いで、粒子を十分に撹拌して、複数の空洞内に落ちるようにすることと、が挙げられる。好適な撹拌方法の例としては、ブラシ、吹き付け、振動、真空の適用（裏面に開口部を備えた複数の空洞を有する担体部材の場合）、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００８８】
典型的な使用において、研磨粒子は、製造ツールの複数の空洞の少なくとも一部、好ましくは少なくとも５０、６０、７０、８０、９０パーセント、又は更には１００パーセント内に、除去可能に配置される。好ましくは、研磨粒子は複数の空洞の少なくとも一部内に、除去可能にかつ完全に配置され、より好ましくは、研磨粒子は複数の空洞の少なくとも８０パーセント内に、除去可能にかつ完全に配置される。いくつかの実施形態では、研磨粒子は複数の空洞から突出するか、又は空洞内に完全に収容されるか、又はこれらの組み合わせである。
【００８９】
例えば、ここで図１０Ａ及び１０Ｂを参照すると、研磨粒子配置システム１０００は、研磨粒子１０８０及び製造ツール１００５を含む。研磨粒子１０８０は、製造ツール１００５の担体部材１０１０の分配表面１０１２の複数の空洞３２０（図３Ａ〜３Ｃに示す）内に部分的に配置される。この実施形態において、研磨粒子１０８０は、それぞれの空洞３２０から突出している。
【００９０】
ここで図１１Ａ及び１１Ｂを参照すると、研磨粒子配置システム１１００は、研磨粒子１１８０及び製造ツール１１０５を含む。研磨粒子１１８０は、製造ツール１１０５の担体部材１１１０の分配表面１１１２の複数の空洞３２０（図３Ａ〜３Ｃに示す）内に完全に配置される。
【００９１】
ここで図１２Ａ及び１２Ｂを参照すると、研磨粒子配置システム１２００は、研磨粒子１２８０及び製造ツール１２０５を含む。研磨粒子１２８０は、製造ツール１２０５の担体部材１２１０の分配表面１２１１２の複数の空洞６２０（図６Ａ〜６Ｃに示す）内に部分的に配置される。この実施形態において、研磨粒子１２８０はそれぞれの空洞６２０内に部分的に配置され、先端が圧縮性導管６２１内に突出している。弾力性の圧縮性層６４０の圧縮（例えば、ローラーに対して）により、研磨粒子が複数の空洞から押し出される。
【００９２】
上述のように、弾力性の圧縮性層は、複数の空洞が裏面まで貫通しているかどうかを問わず、担体部材の裏面に固定されていてよい。これにより、ウェブの取り扱い及び／又は複数の空洞からの研磨粒子除去が促進され得る。例えば、弾力性の圧縮性層が、少なくとも一部の空洞それぞれの対応する第２開口部に位置合わせされた位置の成形陥凹を含む実施形態では、その成形陥凹内に延出する複数の空洞内の研磨粒子は、弾力性の圧縮性層に対して印加された圧力により、空洞から機械的に追い出すことができる。これは、例えば、コーティングされた研磨物品の製造中に、研磨粒子配置システムが裏材上のメークコート前駆体に接触する、ニップロールでの圧縮によって起こり得る。弾力性の圧縮性層が存在する場合、これは、厚さ、組成、及び／又はデュロメーター硬度の選択を決定する具体的な研磨粒子と装置条件の選択によって、任意の厚さを有し得る。弾力性の圧縮性層がエンドレスベルトを含む場合、弾力性の圧縮性層の厚さは約１〜約２５ミリメートルが典型的に有用であるが、これは要件ではない。
【００９３】
弾力性の圧縮性層に好適な、例示的な材料としては、弾性フォーム（例えば、ポリウレタンフォーム）、ゴム、シリコーン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００９４】
研磨粒子は、研磨プロセス中に研磨粒子として機能するのに十分な硬度及び表面粗さを有する。好ましくは、研磨粒子は、少なくとも４、少なくとも５、少なくとも６、少なくとも７、又は更には少なくとも８のモース硬度を有する。例示的な研磨粒子には、破砕研磨粒子、成形研磨粒子（例えば、成形セラミック研磨粒子又は成形研磨複合粒子）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００９５】
好適な研磨粒子の例としては、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム材料（例えば、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）から商品名３Ｍ  ＣＥＲＡＭＩＣ  ＡＢＲＡＳＩＶＥ  ＧＲＡＩＮとして市販されているもの）、茶色酸化アルミニウム、青色酸化アルミニウム、炭化ケイ素（緑色炭化ケイ素を含む）、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、ガーネット、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、酸化鉄、クロミア、ジルコニア、チタニア、酸化スズ、石英、長石、燧石、金剛砂、ゾル・ゲル誘導研磨粒子（例えば、成形及び破砕形態を含む）、及びこれらの組み合わせが挙げられる。更なる例には、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）に記述されているもののような、バインダーマトリックス中の研磨粒子の成形研磨複合体が挙げられる。数多くのそのような研磨粒子、粒塊、及び複合体が当該技術分野で既知である。
【００９６】
ゾル・ゲル誘導研磨粒子及びその調製方法の例は、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。研磨粒子は、例えば、米国特許第４，６５２，２７５号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒら）及び同第４，７９９，９３９号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒら）に記載のもののような研磨粒塊を含み得ることも考えられる。一部の実施形態では、バインダーに対する研磨粒子の接着を強化するために、研磨粒子はカップリング剤（例えば、オルガノシランカップリング剤）又はその他の物理的処理（例えば、酸化鉄又は酸化チタン）で表面処理されてもよい。研磨粒子は、それらがバインダーと組み合わされる前に処理されてもよく、あるいはそれらは、バインダーに対するカップリング剤を含むことによって、その場で表面処理されてもよい。
【００９７】
好ましくは、研磨粒子は、例えば、ゾル・ゲル誘導多結晶質αアルミナ粒子などのセラミック研磨粒子を含む。研磨粒子は、破砕又は成形されてよく、又はこれらの組み合わせでありってもよい。
【００９８】
αアルミナ、マグネシウムアルミナスピネル、及び希土類の六方晶系アルミン酸塩の晶子から構成される成形セラミック研磨粒子は、例えば、米国特許第５，２１３，５９１号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａら）、並びに米国特許出願公開第２００９／０１６５３９４（Ａ１）号（Ｃｕｌｌｅｒら）及び同第２００９／０１６９８１６（Ａ１）号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）に記載される方法に従って、ゾル・ゲル前駆体αアルミナ粒子を使用して調製され得る。
【００９９】
αアルミナ系成形セラミック研磨粒子は、周知の複数工程のプロセスに従って製造され得る。端的に言うと、この方法は、αアルミナに転換できるゾル・ゲルαアルミナ前駆体分散液（種晶あり又はなしのいずれか）を作製する工程と、成形研磨粒子の望ましい外形を有する１つ以上の成形型空洞を、このゾル・ゲルで充填し、このゾル・ゲルを乾燥させて、前駆体成形セラミック研磨粒子を形成する工程と、この前駆体成形セラミック研磨粒子を、複数の成形型空洞から除去する工程と、前駆体成形セラミック研磨粒子を焼成して、焼成された前駆体成形セラミック研磨粒子を形成し、次いでこの焼成された前駆体成形セラミック研磨粒子を焼結して、成形されたセラミック研磨粒子を形成する工程と、を含む。このプロセスはここで、更に詳しく説明される。
【０１００】
ゾル・ゲル誘導研磨粒子の作製方法に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第４，３１４，８２７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）、同第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）、及び同第６，１２９，５４０号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、並びに米国特許公開出願第２００９／０１６５３９４  Ａｌ号（Ｃｕｌｌｅｒら）に見出すことができる。
【０１０１】
成形セラミック研磨粒子の形状に関して具体的な制限はないが、研磨粒子は、例えばセラミック前駆体材料（例えば、ベーマイトのゾル−ゲル）を含む前駆体粒子を成形型を使用して成形し、これに続いて焼結することによって、所定の形状に形成することが好ましい。成形セラミック研磨粒子は、例えば角柱、角錐、切頭角錐（例えば、切頭三角錐）、及び／又はその他の規則的又は不規則な多角形として成形されてもよい。研磨粒子は、単一種類の研磨粒子、又は２つ若しくはそれ以上の種類の研磨剤で形成された研磨集合体、又は２つ若しくはそれ以上の種類の研磨剤の研磨剤混合物を含み得る。一部の実施形態では、成形セラミック研磨粒子は、個々の成形セラミック研磨粒子が、任意の焼成及び焼結前に、実質的に粒子前駆体が乾燥される成形型又は製造ツールの空洞の部分の形状である形状を有するように、精密に成形される。
【０１０２】
本開示に使用される成形セラミック研磨粒子は、典型的には、精密機械加工を使用して切削された金型（すなわち成形型）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もたらす。典型的に、ツールの表面における複数の空洞は、鋭角な縁部に沿って合流する平坦な面を有し、切頭角錐の側部及び頂部を形成する。結果として生じる成形セラミック研磨粒子は、ツールの表面に複数の空洞の形状（例えば、切頭角錐）に対応するそれぞれの公称平均形状を有する。ただし、公称平均形状からの変異（例えば、ランダムな変異）は、製造中に起こる場合があり、かかる変異を示す成形セラミック研磨粒子は、本明細書に使用される成形セラミック研磨粒子の定義内に含まれる。
【０１０３】
いくつかの実施形態において、成形セラミック研磨粒子の底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となるが、これは要件ではない。いくつかの実施形態において、切頭三角錐の側部は等しい寸法を有し、底面に対して約８２度の二面角をなす。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、底部と側部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。
【０１０４】
成形セラミック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。「幅」は、長さと垂直な成形研磨粒子の最大寸法を指す。用語「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。
【０１０５】
好ましくは、このセラミック研磨粒子は成形セラミック研磨粒子を含む。ゾル・ゲル誘導成形αアルミナ（すなわち、セラミック）研磨粒子の例は、米国特許第５，２０１，９１６号（Ｂｅｒｇ）、同第５，３６６，５２３号（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ（Ｒｅ  ３５，５７０））、及び同第５，９８４，９８８号（Ｂｅｒｇ）に見出すことができる。米国特許第８，０３４，１３７号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）は、特定の形状に形成されてから破砕して、元の形状特徴の一部を保持する破片を形成する、アルミナ研磨粒子について説明している。いくつかの実施形態において、ゾル・ゲル誘導成形αアルミナ粒子は、精密成形されている（すなわち、粒子は、それを作製するのに使用される製造ツール内の複数の空洞の形状によって少なくとも部分的に画定される形状を有する）。そのような研磨粒子及びその調製方法に関する詳細は、例えば、米国特許第８，１４２，５３１号（Ａｄｅｆｒｉｓら）、同第８，１４２，８９１号（Ｃｕｌｌｅｒら）、及び同第８，１４２，５３２号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）、並びに米国特許出願公開第２０１２／０２２７３３３号（Ａｄｅｆｒｉｓら）、同第２０１３／００４０５３７号（Ｓｃｈｗａｂｅｌら）、及び同第２０１３／０１２５４７７号（Ａｄｅｆｒｉｓ）に見出すことができる。
【０１０６】
いくつかの好ましい実施形態において、研磨粒子は、全体的に三角形（例えば、三角形プリズム又は切頭三角錐）の成形セラミック研磨粒子（例えば、成形ゾル・ゲル誘導多結晶質αアルミナ粒子）を含む。
【０１０７】
成形セラミック研磨粒子は典型的に、１μｍ〜１５０００μｍ、より典型的には１０μｍ〜約１００００μｍ、更により典型的には１５０〜２６００μｍの範囲の長さを有するように選択されるが、他の長さも使用することができる。いくつかの実施形態では、長さは、収容されている結合研磨ホイールの厚さの部分として表され得る。例えば、成形研磨粒子は、結合研磨ホイールの厚さの半分より大きい長さを有し得る。いくつかの実施形態では、長さは、結合研磨カットオフホイールの厚さよりも大きくてもよい。
【０１０８】
成形セラミック研磨粒子は典型的に、０．１μｍ〜３５０００μｍ、より典型的には１００μｍ〜３０００μｍ、更により典型的には１００〜２６００μｍの範囲の幅を有するように選択されるが、他の長さも使用することができる。
【０１０９】
成形セラミック研磨粒子は典型的に、０．１μｍ〜１６０００μｍ、より典型的には１μｍ〜１２００μｍの範囲の厚さを有するように選択されるが、他の厚さも使用することができる。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、成形セラミック研磨粒子は、少なくとも２、３、４、５、６、又はそれ以上のアスペクト比（長さ対厚さ）を有し得る。
【０１１１】
成形セラミック研磨粒子上の表面コーティングを使用して、研磨物品中の成形セラミック研磨粒子とバインダーとの間の接着を改善してもよく、又は成形セラミック研磨粒子の静電堆積を助けるために表面コーティングを使用することができる。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な表面コーティングを、成形研磨粒子の重量に対して０．１〜２％の表面被覆の量で使用してもよい。そのような表面コーティングは、米国特許第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、表面コーティングは成形研磨粒子のキャッピングを防ぐことができる。キャッピングとは、研磨中の加工物からの金属粒子が、成形セラミック研磨粒子の頂部に溶着するようになる現象を表す用語である。上記の機能を行う表面コーティングは、当業者には既知である。
【０１１２】
研磨粒子は、研磨産業が認める規定公称等級に従って、独立して寸法決めすることができる。研磨産業で認められている代表的な等級規格としては、ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）、ＦＥＰＡ（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｐｒｏｄｕｃｅｒｓ  ｏｆ  Ａｂｒａｓｉｖｅｓ）、及びＪＩＳ（日本工業規格）によって公表されているものが挙げられる。ＡＮＳＩ等級の表記（すなわち、規定公称等級）としては、例えば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等級表記としては、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ１０、Ｆ１２、Ｆ１４、Ｆ１６、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。
【０１１３】
本発明の一実施形態によると、研磨粒子の平均直径は、ＦＥＰＡ等級Ｆ６０〜Ｆ２４によって２６０〜１４００μｍの範囲内であり得る。
【０１１４】
あるいは、研磨粒子は、ＡＳＴＭ  Ｅ−１１「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅ  Ｃｌｏｔｈ  ａｎｄ  Ｓｉｅｖｅｓ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｐｕｒｐｏｓｅｓ」に準拠した米国標準試験用ふるいを用いて、公称スクリーニング等級に等級付けを行うことができる。ＡＳＴＭ  Ｅ−１１は、指定された粒径に従って物質を分類するためにフレームに装着された織金網の媒体を用いて、試験用ふるいの設計及び構築に関する要件を規定する。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、研磨粒子がＡＳＴＭ  Ｅ−１１の１８号ふるいの規格を満たす試験用ふるいを通過するものであり、かつＡＳＴＭ  Ｅ−１１の２０号ふるいの規格を満たす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、かつ２０、２５、３０、３５、４０、４５、又は５０号のメッシュ試験用ふるいに残ることができる粒径を有する。様々な実施形態において、研磨粒子は、−１８＋２０、−２０／＋２５、−２５＋３０、−３０＋３５、−３５＋４０、５−４０＋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の公称スクリーニング等級を有することができる。あるいは、−９０＋１００等の特化したメッシュサイズの使用が可能である。
【０１１５】
本開示の選択された実施形態
第１の実施形態において、本開示は、
製造ツールであって、
分配表面と、分配表面と反対側の裏面と、を有する担体部材であって、担体部材は、その中に形成された複数の空洞を有し、複数の空洞は、分配表面から裏面に向かって担体部材内に延在し、複数の空洞の少なくとも一部が、第１、第２、第３、及び第４の連続的に隣接する側壁を含み、第１及び第３側壁が、互いに向かって連続的に内向きにテーパー状になっており、かつ互いに線で接触し、第２及び第４側壁は互いに接触しない、担体部材を含む、製造ツールと、
複数の空洞の少なくとも一部内に、除去可能にかつ完全に配置された、研磨粒子と、を含む、研磨粒子配置システムを提供する。
【０１１６】
第２実施形態において、本開示は、研磨粒子が、複数の空洞の少なくとも８０パーセント内に、除去可能にかつ完全に配置されている、第１実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１１７】
第３実施形態において、本開示は、研磨粒子が成形セラミック研磨粒子を含む、第１又は第２実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１１８】
第４実施形態において、本開示は、成形セラミック研磨粒子の少なくとも一部が、切頭三角錐として公称成形されている、第３実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１１９】
第５実施形態において、本開示は、研磨粒子が多結晶質αアルミナを含む、第１〜第４実施形態のいずれか一つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２０】
第６実施形態において、本開示は、第１、第２、第３、及び第４側壁が平坦である、第１〜第５実施形態のいずれか一つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２１】
第７実施形態において、本開示は、第１、第２、第３、又は第４側壁のうち少なくとも１つが凸状である、第１〜第５実施形態のいずれか一つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２２】
第８実施形態において、本開示は、複数の空洞の少なくとも一部が独立して、分配表面と第１側壁との間に配置された第１面取り面、分配表面と第２側壁との間に配置された第２面取り面、分配表面と第３側壁との間に配置された第３面取り面、及び分配表面と第４側壁との間に配置された第４面取り面を含む、第１〜第７実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２３】
第９実施形態において、本開示は、担体部材がポリマーを含み、かつ可撓性である、第１〜第８実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２４】
第１０実施形態において、本開示は、製造ツールがエンドレスベルトを含む、第１〜第９実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２５】
第１１実施形態において、本開示は、製造ツールが、担体部材の裏面に固定された弾力性の圧縮性層を更に含む、第１〜第１０実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２６】
第１２の実施形態において、本開示は、
製造ツールであって、
分配表面と、分配表面と反対側の裏面とを有する担体部材であって、担体部材は、その中に形成された複数の空洞を有し、それぞれ、各空洞が分配表面の第１開口部から担体部材を通って裏面の第２開口部まで延在し、第２開口部が第１開口部より小さい、担体部材を含む、製造ツールと、
複数の空洞の少なくとも一部内に除去可能に配置され、そのため、分配表面を超えて延在しない、研磨粒子と、を含む、研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２７】
第１３実施形態において、本開示は、研磨粒子が、複数の空洞の少なくとも８０パーセント内に、除去可能に配置される、第１２実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２８】
第１４実施形態において、本開示は、研磨粒子が成形セラミック研磨粒子を含む、第１２又は第１３実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１２９】
第１５実施形態において、本開示は、成形セラミック研磨粒子の少なくとも一部が、切頭三角錐として公称成形されている、第１４実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３０】
第１６実施形態において、本開示は、研磨粒子が多結晶質αアルミナを含む、第１４又は第１５実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３１】
第１７実施形態において、本開示は、
複数の空洞の少なくとも一部が、連続的であり隣接している第１、第２、第３、及び第４側壁を含み、
第１及び第３側壁は互いに接しておらず、
第１及び第３側壁は、第１開口部から第２開口部に向かって、内向きにテーパー状になっている、第１２〜第１６実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３２】
第１８実施形態において、本開示は、第２及び第４側壁が、第１開口部から第２開口部に向かって、内向きにテーパー状になっている、第１７実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３３】
第１９実施形態において、本開示は、第１、第２、第３、及び第４側壁が平坦である、第１７又は第１８実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３４】
第２０実施形態において、本開示は、第１、第２、第３、又は第４側壁のうち少なくとも１つが凸状である、第１７又は第１８実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３５】
第２１実施形態において、本開示は、複数の空洞の少なくとも一部が独立して、分配表面と第１側壁との間に配置された第１面取り面、分配表面と第２側壁との間に配置された第２面取り面、分配表面と第３側壁との間に配置された第３面取り面、及び分配表面と第４側壁との間に配置された第４面取り面を含む、第１７〜第２０実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３６】
第２２実施形態において、本開示は、研磨粒子の少なくとも一部が、切頭三角錐として公称成形されている、第１２〜第２１実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３７】
第２３実施形態において、本開示は、担体部材がポリマーを含み、かつ可撓性である、第１２〜第２２実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３８】
第２４実施形態において、本開示は、製造ツールがエンドレスベルトを含む、第１２〜第２３実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１３９】
第２５実施形態において、本開示は、製造ツールが、担体部材の裏面に固定された弾力性の圧縮性層を更に含む、第１２〜第２４実施形態のいずれか１つに記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１４０】
第２６実施形態において、本開示は、弾力性の圧縮性層が、複数の空洞の少なくとも一部のそれぞれの対応する第２開口部に位置合わせされた位置の成形陥凹を含む、第２５実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１４１】
第２７実施形態において、本開示は、弾力性の圧縮性層が、複数の空洞の少なくとも一部のそれぞれの第２開口部に位置合わせされた位置の圧縮性導管を含み、圧縮性導管は弾力性の圧縮性層を通って延在する、第２５実施形態に記載の研磨粒子配置システムを提供する。
【０１４２】
第２８実施形態において、本開示は、
分配表面と、分配表面と反対側の裏面とを有する担体部材であって、担体部材は、その中に形成された複数の空洞を有し、それぞれ、各空洞が分配表面の第１開口部から担体部材を通って裏面の第２開口部まで延在し、第２開口部が第１開口部より小さい、担体部材と、
担体部材の裏面に固定された弾力性の圧縮性層と、
を含む、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１４３】
第２９実施形態において、本開示は、弾力性の圧縮性層が、複数の空洞の少なくとも一部のそれぞれの対応する第２開口部に位置合わせされた位置の成形陥凹を含む、第２８実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１４４】
第３０実施形態において、本開示は、弾力性の圧縮性層が、複数の空洞の少なくとも一部のそれぞれの第２開口部に位置合わせされた位置の圧縮性導管を含み、圧縮性導管は弾力性の圧縮性層を通って延在する、第２８実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１４５】
第３１実施形態において、本開示は、
複数の空洞の少なくとも一部が、連続的であり隣接している第１、第２、第３、及び第４側壁を含み、
第１及び第３側壁は互いに接しておらず、
第１及び第３側壁は、第１開口部から第２開口部に向かって、内向きにテーパー状になっている、第２８〜第３０実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１４６】
第３２実施形態において、本開示は、第１、第２、第３、及び第４側壁が平坦である、第３１実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１４７】
第３３実施形態において、本開示は、第１、第２、第３、又は第４側壁のうち少なくとも１つが凸状である、第３１実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１４８】
第３４実施形態において、本開示は、複数の空洞の少なくとも一部が独立して、分配表面と第１側壁との間に配置された第１面取り面、分配表面と第２側壁との間に配置された第２面取り面、分配表面と第３側壁との間に配置された第３面取り面、及び分配表面と第４側壁との間に配置された第４面取り面を含む、第３１〜第３３実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１４９】
第３５実施形態において、本開示は、担体部材がポリマーを含み、かつ可撓性である、第２８〜第３４実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５０】
第３６実施形態において、本開示は、担体部材がエンドレスベルトを含む、第２８〜第３５実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５１】
第３７実施形態において、本開示は、分配表面と、分配表面と反対側の裏面と、を有する担体部材を含み、担体部材はその中に形成された複数の空洞を有し、担体部材は、分配表面上に配置された少なくとも２つの長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材を含む、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５２】
第３８実施形態において、本開示は、少なくとも２つの長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材の少なくとも１つが連続的である、第３７実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５３】
第３９実施形態において、本開示は、分配表面がその長さに沿って第１及び第２の対向する縁部を有し、少なくとも２つの長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材が、第１及び第２の長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材を含み、第１の長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材が、分配表面の第１縁部に隣接しており、第２の長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材が、分配表面の第１縁部に隣接している、第３７又は第３８実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５４】
第４０実施形態において、本開示は、少なくとも２つの長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材が、第１及び第２の長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材を含み、少なくとも２つの長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材が、第１及び第２の長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材の間にありかつこれらに平行に配置される第３の長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材を更に含む、第３７〜第３９実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５５】
第４１実施形態において、本開示は、複数の空洞が、分配表面から裏面に向かって担体部材内に延在し、複数の空洞の少なくとも一部が、第１、第２、第３、及び第４の連続的側壁を含む、第３７〜第４０実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５６】
第４２実施形態において、本開示は、第１及び第３側壁が、互いに向かって連続的に内向きにテーパー状になっており、かつ互いに線で接触する、第４１実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５７】
第４３実施形態において、本開示は、第２及び第４側壁が互いに接触しない、第４１実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５８】
第４４実施形態において、本開示は、第１、第２、第３、及び第４側壁が平坦である、第４１〜第４３実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１５９】
第４５実施形態において、本開示は、第１、第２、第３、又は第４側壁のうち少なくとも１つが凸状である、第４１〜第４３実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１６０】
第４６実施形態において、本開示は、複数の空洞の少なくとも一部が独立して、分配表面と第１側壁との間に配置された第１面取り面、分配表面と第２側壁との間に配置された第２面取り面、分配表面と第３側壁との間に配置された第３面取り面、及び分配表面と第４側壁との間に配置された第４面取り面を含む、第４１〜第４５実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１６１】
第４７実施形態において、本開示は、前記担体部材がポリマーを含み、かつ可撓性である、第３７〜第４６実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１６２】
第４８実施形態において、本開示は、製造ツールがエンドレスベルトを含む、第３７〜第４７実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１６３】
第４９実施形態において、本開示は、担体部材の裏面に固定された弾力性の圧縮性層を更に含む、第３７〜第４８実施形態のいずれか１つに記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１６４】
第５０実施形態において、本開示は、弾力性の圧縮性層が、複数の空洞の少なくとも一部のそれぞれの対応する第２開口部に位置合わせされた位置の成形陥凹を含む、第４９実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１６５】
第５１実施形態において、本開示は、弾力性の圧縮性層が、複数の空洞の少なくとも一部のそれぞれの第２開口部に位置合わせされた位置の圧縮性導管を含み、圧縮性導管は弾力性の圧縮性層を通って延在する、第４９実施形態に記載の、研磨粒子を接着性基材上に精密配置するための製造ツールを提供する。
【０１６６】
第５２実施形態において、本開示は、
複数の空洞を備えた分配表面を有する製造ツールのための第１ウェブ経路であって、研磨粒子トランスファーロールの外周の一部に回り込むよう、コーティングされた研磨物品の製造装置全体を通して製造ツールを誘導する、第１ウェブ経路と、
樹脂コーティングされた裏材をコーティングされた研磨物品の製造装置全体を通して誘導する、樹脂コーティングされた裏材のための第２ウェブ経路であって、これにより、樹脂層が分配表面に面して配置され、製造ツールが、樹脂コーティングされた裏材と研磨粒子トランスファーロールの外周との間に配置された状態で、研磨粒子トランスファーロールの外周の一部に回り込む、第２ウェブ経路と、
第１経路に沿って製造ツールの進行方向において研磨粒子トランスファーロールの前に配置されて、研磨粒子を分配表面上及び複数の空洞内に分配する、研磨粒子フィーダーと、
を含む、コーティングされた研磨物品の製造装置を適用し、ここにおいて、樹脂コーティングされた裏材及び製造ツールが研磨粒子トランスファーロールを回って横切る際に、研磨粒子が、複数の空洞から樹脂コーティングされた裏材へと移動する、コーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１６７】
第５３実施形態において、本開示は、製造ツールが、分配表面と、該分配表面と反対側の裏面と、を有する担体部材を含み、担体部材は、その中に形成された複数の空洞を有し、複数の空洞は、分配表面から裏面に向かって担体部材内に延在し、複数の空洞の少なくとも一部が、第１、第２、第３、及び第４の連続的に隣接する側壁を含み、第１及び第３側壁が、互いに向かって連続的に内向きにテーパー状になっており、かつ互いに線で接触し、第２及び第４側壁は互いに接触しない、第５２実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１６８】
第５４実施形態において、本開示は、製造ツールが、分配表面と、該分配表面と反対側の裏面と、を有する担体部材を含み、担体部材は、その中に形成された複数の空洞を有し、それぞれ、各空洞が分配表面の第１開口部から担体部材を通って裏面の第２開口部まで延在し、第２開口部が第１開口部より小さい、第５２実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１６９】
第５５実施形態において、本開示は、製造ツールが、分配表面と、該分配表面と反対側の裏面と、担体部材の裏面に固定された弾力性の圧縮性層と、を有する担体部材を含み、担体部材が、その中に形成された複数の空洞を有し、それぞれ、各空洞が分配表面の第１開口部から担体部材を通って裏面の第２開口部まで延在し、第２開口部が第１開口部より小さい、第５２実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７０】
第５６実施形態において、本開示は、弾力性の圧縮性層が複数の開口を有し、各開口部が、空洞の１つに位置合わせされており、これにより、開口部が分配表面から担体部材及び弾力性の圧縮性層を通って延在する、第５５実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７１】
第５７実施形態において、本開示は、製造ツールが、分配表面と、該分配表面と反対側の裏面と、を有する担体部材を含み、担体部材が、その中に形成された複数の空洞を有し、担体部材が、分配表面上に配置された少なくとも２つの長手方向に向けられた隆起スタンドオフ部材を含む、第５２実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７２】
第５８実施形態において、本開示は、分配表面上の研磨粒子を複数の空洞内へと動かすため、第１ウェブ経路に沿った製造ツールの進行方向において、研磨粒子トランスファーロールと研磨粒子フィーダーとの間に配置された充填支援部材を含む、第５２〜第５７実施形態のいずれか１つに記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７３】
第５９実施形態において、本開示は、充填支援部材がブラシを含む、第５８実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７４】
第６０実施形態において、本開示は、過剰な研磨粒子を分配表面から除去するため、第１ウェブ経路に沿った製造ツールの進行方向において、研磨粒子トランスファーロールと研磨粒子フィーダーとの間に配置された研磨粒子除去部材を含む、第５２〜第５９実施形態のいずれか１つに記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７５】
第６１実施形態において、本開示は、研磨粒子除去部材が、分配表面から過剰な研磨粒子を吹き飛ばすためのエアナイフを含む、第６０実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７６】
第６２実施形態において、本開示は、分配表面が研磨粒子フィーダーの後に昇り傾斜になり、複数の空洞の高さが、第１経路に沿って製造ツールの進行方向に増加する、第５２〜第６１実施形態のいずれか１つに記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７７】
第６３実施形態において、本開示は、製造ツールが研磨粒子トランスファーロールを回り込む際に、分配表面が反転される、第５２〜第６２実施形態のいずれか１つに記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７８】
第６４実施形態において、本開示は、振動源が研磨粒子トランスファーロールに連結されている、第５２〜第６３実施形態のいずれか１つに記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１７９】
第６５実施形態において、本開示は、研磨粒子トランスファーロールがエラストマー性の外周を有する、第５４実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１８０】
第６６実施形態において、本開示は、研磨粒子トランスファーロールが、研磨粒子トランスファーロール内に収容された加圧空気の内部源と流体連通している複数の開口を外周に有する、第５４実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１８１】
第６７実施形態において、本開示は、研磨粒子フィーダーの近くに配置され、裏面に隣接して位置する真空箱を含む、第５４実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１８２】
第６８実施形態において、本開示は、
研磨粒子トランスファーロールの外周に位置する複数の空洞を備えた分配表面を有する製造ツールと、
樹脂コーティングされた裏材をコーティングされた研磨物品の製造装置全体にわたって誘導する、樹脂コーティングされた裏材のためのウェブ経路であって、これにより、樹脂層が分配表面に面して配置された状態で、研磨粒子トランスファーロールの外周の一部に回り込む、ウェブ経路と、
研磨粒子を分配表面上に分配し、複数の空洞へと入れるための、研磨粒子フィーダーと、
を含み、ここにおいて、樹脂コーティングされた裏材と製造ツールが研磨粒子トランスファーロールの周囲を回って通過する際に、研磨粒子が、複数の空洞から樹脂コーティングされた裏材へと移動する、コーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１８３】
第６９実施形態において、本開示は、製造ツールが、研磨粒子トランスファーロールの外周に配置されるスリーブを含む、第６８実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１８４】
第７０実施形態において、本開示は、複数の空洞が、研磨粒子トランスファーロールの外側表面に形成されている、第６８実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１８５】
第７１実施形態において、本開示は、研磨粒子フィーダーが、回転の方向に関して、研磨粒子トランスファーロールの上死点の前に、研磨粒子を分配表面上に分配するよう配置されている、第６８〜第７０実施形態のいずれか１つに記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１８６】
第７２実施形態において、本開示は、回転の方向に関して、研磨粒子トランスファーロールの上死点の前に、分配表面に隣接して配置されている、研磨粒子保持部材を含み、これにより、研磨粒子フィーダーにより分配表面に供給された研磨粒子の自由落下を妨害する、第７１実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１８７】
第７３実施形態において、本開示は、研磨粒子保持部材が、過剰な研磨粒子を滑り落とす傾斜プレートを含む、第７２実施形態に記載のコーティングされた研磨物品の製造装置を提供する。
【０１８８】
本開示の目的及び利点は、以下の非限定的な実施例によって更に例示されるが、これらの実施例で引用される特定の材料及びそれらの量、並びにその他の条件及び詳細は、本開示を不当に限定するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【０１８９】
特に記載のない限り、実施例及び本明細書の残りの部分における全ての部、割合、及び比率は、重量による。
【０１９０】
実施例１〜２及び比較実施例Ａ〜Ｂ
実施例１及び２並びに比較実施例Ａ及びＢのコーティングされた研磨物品は、以下のように調製及び試験されたファイバーディスクであった。
【０１９１】
（実施例１）
成形研磨粒子は、米国特許第８，１４２，５３１（Ａｄｅｆｒｉｓら）の開示に従って調製された。成形研磨粒子は、辺長０．１１０インチ（２．８ｍｍ）及び成形型深さ０．０２８インチ（０．７１ｍｍ）の正三角形の形状のポリプロピレン製成形型の型穴で、アルミナゾルゲルを成形することによって調製された。焼結した成形研磨粒子は、約１．３７ｍｍ（辺長）×０．０２７ｍｍ（厚さ）であり、ＡＳＴＭ  １６（Ｔｙｌｅｒ等価量１４）メッシュふるいを通過する。
【０１９２】
メークコート樹脂は、４９部のレゾール型フェノール樹脂（モル比が１．５：１〜２．１：１のフェノール：ホルムアルデヒドからの塩基触媒縮合体）、４１部の炭酸カルシウム（ＨＵＢＥＲＣＡＲＢ、Ｈｕｂｅｒ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｑｕｉｎｃｙ，ＩＬ））を混合し、混合しながら１０部の水を加えることにより、調製した。次いで、この混合物３．８グラムを、ブラシを用いて、０．８７５インチ（２．２２ｃｍ）の中心穴を有する直径７インチ（１７．８ｃｍ）×厚さ０．８３ｍｍの加硫ファイバーウェブ（ＤＹＮＯＳ  ＶＵＬＣＡＮＩＺＥＤ  ＦＩＢＲＥ、ＤＹＮＯＳ  ＧｍｂＨ（Ｔｒｏｉｓｄｏｒｆ，Ｇｅｒｍａｎｙ））に塗布した。
【０１９３】
次いで、図３Ａ〜３Ｃに示すように概ね構成され、長方形配列（長さ方向ピッチ＝１．９７８ｍｍ、幅方向ピッチ＝０．８８６ｍｍ）に配列した、垂直方向の三角形開口部（長さ＝１．８７５ｍｍ、幅＝０．７８５ｍｍ、深さ＝１．６２ｍｍ、底幅＝０．３２８ｍｍ）を有する製造ツールに、軽く叩くことで補助しながら、成形研磨粒子を充填した。ツールの複数の空洞内に収容されたもの以外の過剰な成形研磨粒子を、ブラシで除去した。次いで、成形研磨粒子を含む製造ツールを、接着剤コーティングしたディスクに近づけ、位置合わせし、反転させて、成形研磨粒子を接着剤コーティングしたディスク上に精密な間隔及び方向パターンで付着させた。１ｃｍ２当たり約５７個の粒子が付着された。
【０１９４】
各ディスクに移動した成形研磨粒子の重量は７．３グラムであった。メークコート樹脂を熱硬化させた（７０°Ｃで４５分間、９０°Ｃで４５分間、次いで１０５°Ｃで３時間）。次に、各ディスクを従来の氷晶石含有フェノールサイズ樹脂でコーティングし、硬化させた（７０°Ｃで４５分間、９０°Ｃで４５分間、次いで１０５°Ｃで３時間）。次に、各ディスクを従来のＫＢＦ４含有スーパーサイズ樹脂でコーティングし、硬化させた（７０°Ｃで４５分間、９０°Ｃで４５分間、次いで１０５°Ｃで１５時間）。
【０１９５】
仕上げコーティングした研磨ディスクを１週間、周囲湿度で平衡化し、次いで試験前の２日間、相対湿度５０％に置いた。研磨ディスク試験の結果を表１に示す。
【０１９６】
（実施例２）
実施例２の研磨物品は、実施例１と同様に調製されたが、ただし製造ツールは、長さ方向が放射方向に対して垂直な規則的な放射状配列に配列された複数の成形空洞を有していた。これにより１ｃｍ２当たり約３８個の粒子が付着された。
【０１９７】
比較実施例Ａ
比較実施例Ａは、破砕セラミックアルミナ粒を含有するファイバーディスクで、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｉｎｔ  Ｐａｕｌ，ＭＮ）から市販されている３Ｍ  ９８５Ｃファイバーディスク、グレード３６、７インチ（１８センチメートル）であった。
【０１９８】
比較実施例Ｂ
比較実施例Ｂは、セラミックアルミナの成形研磨粒子を含有するファイバーディスクで、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている３Ｍ  ９８７Ｃファイバーディスク、グレード３６＋、７インチ（１８センチメートル）であった。
【０１９９】
研磨ディスク試験
研磨ディスク試験は、被削材を平坦にし、溶接ビーズを被削材に混入する研磨効率をシミュレーションする。評価する直径７インチ（１８ｃｍ）のファイバーディスクを、６．５インチ（１６．５ｃｍ）の赤色リブ付きバックアッププレート（３Ｍ部品番号０５１１４４−８０５１４）を用いて、直角グラインダー（ＣＬＥＣＯ  １７６０ＢＶＬ、３馬力）に取り付けた。被削材は、あらかじめ計量した一対のステンレス鋼（３０４Ｌプレート、６インチ（１５．２ｃｍ）×１２インチ（３０．５ｃｍ）×厚さ３／８インチ（０．９５ｃｍ））で、油及びスケールが付着していないものであった。ステンレス鋼被削材の１つは、６インチ（１５．２ｃｍ）×１２インチ（３０．５ｃｍ）の面を研削のため露出させて固定し、もう１つは、３／８インチ（０．９５ｃｍ）×１２インチ（３０．５ｃｍ）の面を研削のため露出させて固定した。直角グラインダーを作動させ、研磨ディスクを６インチ（１５．２ｃｍ）×１２インチ（３０．５ｃｍ）の面に４５秒間当て、次いで、３／８インチ（０．９５ｃｍ）×１２インチ（３０．５ｃｍ）の面に１５秒間当てた。一対の被削材を再び計量して、この１回目の研削サイクル中に除去された材料の量を測定してから、水中で冷却し、乾燥させた。次いで、この研削サイクルを、除去された材料の量が１回目の研削サイクルの５０％になるまで繰り返した。試験結果は、切削量（除去された金属のグラム数）対試験サイクル回数として報告する。
【０２００】
【表１】
0006545173.tif 000002
【０２０１】
実施例３〜５及び比較実施例Ｃ
実施例３〜５及び比較実施例Ｃは、コーティングされた研磨ベルトであり、以下のように調製及び試験された。
【０２０２】
（実施例３）
未処理のポリエステルクロス（１平方メートル当たり重量３００〜４００グラム（ｇ／ｍ２）、商標名ＰＯＷＥＲＳＴＲＡＩＴとしてＭｉｌｌｉｋｅｎ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｐａｒｔａｎｂｕｒｇ，ＳＣ）から入手）を、７５部のＥＰＯＮ  ８２８エポキシ樹脂（ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手）、１０部のトリメチロールプロパントリアクリレート（ＳＲ３５１としてＣｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｉｎｃ．（Ｗｏｏｄｌａｎｄ  Ｐａｒｋ，ＮＪ）から入手）、８部のジシアンジアミド硬化剤（ＤＩＣＹＡＮＥＸ  １４００ＢとしてＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，ＰＡ）から入手）、５部のノボラック樹脂（ＲＵＴＡＰＨＥＮ  ８６５６としてＭｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，ＯＨ）から入手）、１部の２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ６５１光開始剤としてＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐ．（Ｆｌｏｒｈａｍ  Ｐａｒｋ，ＮＪ）から入手）、及び０．７５部の２−プロピルイミダゾール（ＡＣＴＩＲＯＮ  ＮＸＪ−６０  ＬＩＱＵＩＤとしてＳｙｎｔｈｒｏｎ（Ｍｏｒｇａｎｔｏｎ，ＮＣ）から入手）からなる組成物でプレサイズした。この裏材の１０．１６ｃｍ×１１４．３ｃｍストリップを、１５．２ｃｍ×１２１．９ｃｍ×１．９ｃｍ厚さの積層パーティクルボードにテープで止めた。クロス裏材を、５２部のレゾール型フェノール樹脂（ＧＰ  ８３３９  Ｒ−２３１５５ＢとしてＧｅｏｒｇｉａ  Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ）から入手）、４５部のメタケイ酸カルシウム（ＷＯＬＬＡＳＴＯＣＯＡＴとしてＮＹＣＯ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｌｓｂｏｒｏ，ＮＹ）から入手）、及び２．５部の水からなる、１８３ｇ／ｍ２のフェノール系メークコート樹脂で、パテナイフを用いてコーテイングして、裏材の織目を充填し、過剰な樹脂を除去した。研磨粒子（米国特許第８，１４２，５３１号（Ａｄｅｆｒｉｓら）の開示に従って調製された成形研磨粒子であって、公称の等辺長１．３０ｍｍ、厚さ０．２７ｍｍ、側壁角９８度を有する）を、図３Ａ〜３Ｃに示すように概ね構成された垂直方向の三角形開口部（長さ＝１．６９８ｍｍ、幅＝０．６２１ｍｍ、深さ＝１．４７１ｍｍ、底幅＝０．３６３ｍｍ）を長方形配列（長さ方向ピッチ＝２．６８ｍｍ、幅方向ピッチ＝１．０７５ｍｍ）に配置した６．３５×１０．１６ｃｍの製造ツールに充填した。この長手方向寸法は、裏地の長手方向寸法に対して２度の角度で位置合わせされ（すなわち、ほぼ平行）、振動とブラシを用いて過剰な鉱物を除去した。長端と長端とを隣り合わせてそのようなツール１１枚を並べ、第２の１５．２ｃｍ×１２１．９ｃｍ×１．９ｃｍ厚さのパーティクルボードに取り付けて、少なくとも１１１ｃｍの研磨コーティングストリップが生成されるようにした。両方の積層パーティクルボードで、寸法１５．２ｃｍの中点で各端から約２．５４ｃｍの位置に、厚みを貫通した直径１．０ｃｍの穴をドリルであけた。パーティクルボードの穴を係合させるため��、各端に直径０．９５ｃｍの垂直ドエルを有するベースを構築し、これによって、まず研磨粒子が充填されたツール（開口側が上向き）の配置、次いでメークコート樹脂裏材（コート側が下向き）の配置を位置合わせした。いくつかのばねクランプをパーティクルボードに取り付けて、この構築体を合わせて保持した。クランプで固定したアセンブリをドエルから取り外し、ひっくり返し（裏材のコート側が上向き、ツールの開口側が下向きになる）、ドエルを用いてベースに戻して、位置合わせされた状態を維持した。積層パーティクルボードの裏側をハンマーで繰り返し軽く叩いて、１ｃｍ２あたり約３５個の研磨粒子を、メークコーティングされた裏材に移動させた。ばねクランプを外し、移動した鉱物を倒してしまわないように、上のボードをドエルから慎重に取り外した。テープを除去し、研磨コーティングされた裏材を９０°Ｃの炉に１．５時間入れて、メークコート樹脂を部分的に硬化させた。サイジング樹脂（７５６ｇ／ｍ２）は、２９．４２部のレゾール型フェノール樹脂（ＧＰ  ８３３９  Ｒ−２３１５５ＢとしてＧｅｏｒｇｉａ  Ｐａｃｉｆｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ａｔｌａｎｔａ，ＧＡ）から入手）、１８．１２部の水、５０．６５部の氷晶石（ＲＴＮ  ＣｒｙｏｌｉｔｅとしてＴＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｒａｄｉｎｇ  Ｃｏ．（Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）から入手）、５９部のグレード４０  ＦＲＰＬ茶色酸化アルミニウム（Ｔｒｅｉｂａｃｈｅｒ  Ｓｃｈｌｅｉｆｍｉｔｔｅｌ  ＡＧ（Ｖｉｌｌａｃｈ，Ａｕｓｔｒｉａ）から入手）、及び１．８１部の界面活性剤（ＥＭＵＬＯＮ  ＡとしてＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐ．（Ｍｏｕｎｔ  Ｏｌｉｖｅ，ＮＪ）から入手）からなり、これをブラシで塗布し、コーティングされたストリップを９０°Ｃの炉に１時間入れ、次いで１０２°Ｃで８時間最終硬化を行った。硬化後、コーティングされた研磨ストリップを、従来の接着剤によるスプライシング手法を用いてベルトにした。
【０２０３】
（実施例４）
実施例４は実施例３と同様に調製されたが、ツールの複数の空洞は、その長手方向寸法を裏材の長手方向寸法に対して垂直にして配置された。
【０２０４】
（実施例５）
実施例５は実施例４の複製であった。
【０２０５】
研磨ベルト試験
研磨ベルト試験を使用して、本発明及び比較の研磨ベルトの効率を評価した。試験ベルトは、寸法１０．１６ｃｍ×９１．４４ｃｍであった。被削材は３０４ステンレス鋼のバーであり、その１．９ｃｍ×１．９ｃｍの端に沿って研磨ベルトに当てた。直径２０．３ｃｍ、７０デュロメーターショアＡ、鋸歯状（溝幅比１：１）のゴムコンタクトホイールが使用された。ベルトは５５００  ＳＦＭに駆動させた。被削材を、１０〜１５ポンド（４．５３〜６．８ｋｇ）（４５〜６７ニュートン）の垂直力のブレンドで、ベルトの中央部に当てた。この試験は、１５秒間の研削（１サイクル）の後、被削材の重量減少を測定することからなるものであった。次いで、被削材を冷却し、再度試験した。試験は、６０回の試験サイクル後に完了した。切削量（単位グラム）を、各サイクル後に記録した。試験結果を表２（以下）に報告する。
【０２０６】
【表２−１】
0006545173.tif 000003
【０２０７】
【表２−２】
0006545173.tif 000004
【０２０８】
特許証のための上記の出願における引用文献、特許、又は特許出願はいずれも、一貫し
た形でそれらの全容又はその特定の一部を本明細書に参照により援用するものである。組
み込まれた参照文献の部分と本出願の部分との間に不一致又は矛盾がある場合は、前述の
説明の情報が優先されるものとする。特許請求される開示を当業者が実施することを可能
ならしめるために示される前述の説明は、特許請求の範囲及びその全ての均等物によって
規定される本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
本開示は、以下の態様を含む。
［１］
樹脂コーティングされた裏材に、パターン化研磨層を製造するための方法であって、
複数の空洞を備えた分配表面を有する製造ツールを準備する工程であって、各空洞が、前記分配表面に対して垂直な空洞長手方向軸と、前記空洞長手方向軸に沿った深さＤとを有する、工程と、
粒子長手方向軸に沿った長さＬが、前記粒子長手方向軸に垂直な横断軸に沿った幅Ｗよりも長い、細長い研磨粒子を選択する工程であって、前記複数の空洞の前記深さＤが０．５Ｌ〜２Ｌである、工程と、
前記複数の空洞の数よりも多い前記細長い研磨粒子が提供されるように、過剰量の前記細長い研磨粒子を前記分配表面に供給する工程と、
前記分配表面の前記複数の空洞の大半を、前記粒子長手方向軸が前記空洞長手方向に平行になるように個々の空洞に配置された細長い研磨粒子で充填する工程と、
前記充填する工程の後に、空洞内に配置されていない、前記過剰量の細長い研磨粒子の残りの部分を、前記分配表面から除去する工程と、
前記樹脂層が前記分配表面に面するように、前記樹脂コーティングされた裏材を前記分配表面と位置合わせする工程と、
前記複数の空洞内の前記細長い研磨粒子を、前記樹脂コーティングされた裏材に移動させ、前記細長い研磨粒子を前記樹脂層に付着させる工程と、
前記製造ツールを除去して、前記樹脂コーティングされた裏材上の前記パターン化研磨層を露出させる工程と、
を含む、方法。
［２］
前記深さＤが１．１Ｌ〜１．５Ｌであり、前記複数の空洞内に配置された前記細長い研磨粒子が、前記分配表面の下で前記製造ツール内に収容される、［１］に記載の方法。
［３］
前記供給する工程の後、前記細長い研磨粒子を前記複数の空洞内へと導くために、充填支援部材により、前記細長い研磨粒子を前記分配表面上で動かす工程を含む、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］
前記充填する工程中に重力を利用して前記細長い研磨粒子を前記複数の空洞に滑り込ませることが可能なように前記分配表面が配置され、前記分配表面が前記移動させる工程中に反転されて、重力により前記細長い研磨粒子を前記複数の空洞から滑り出させることが可能になる、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の方法。
［５］
前記移動させる工程が、前記細長い研磨粒子を接触部材で押し付けて、前記空洞長手方向軸に沿って前記細長い研磨粒子を外方向に動かす工程を含む、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の方法。
［６］
前記移動させる工程が、空気を前記複数の空洞内に吹き付けて、前記空洞長手方向軸に沿って前記細長い研磨粒子を外方向に動かす工程を含む、［１］〜［５］のいずれか一項に記載の方法。
［７］
前記移動させる工程が、前記製造ツールを振動させる工程を含む、［１］〜［６］のいずれか一項に記載の方法。
［８］
前記分配表面から前記空洞長手方向軸に沿って動くときに、前記複数の空洞が内向きにテーパー形状である、［１］〜［７］のいずれか一項に記載の方法。
［９］
前記複数の空洞が、前記空洞長手方向軸を包囲する空洞外周を有し、前記細長い研磨粒子が、前記粒子長手方向軸を包囲する研磨粒子外周を有し、前記空洞外周の形状が、前記研磨粒子外周の形状に一致する、［１］〜［８］のいずれか一項に記載の方法。
［１０］
前記細長い研磨粒子が正三角形を含み、前記粒子長手方向軸に沿った前記細長い研磨粒子の幅が、名目上同じである、［１］〜［９］のいずれか一項に記載の方法。
【図１Ａ】
0006545173.tif 000005
【図１Ｂ】
0006545173.tif 000006
【図２】
0006545173.tif 000007
【図３Ａ】
0006545173.tif 000008
【図３Ｂ】
0006545173.tif 000009
【図３Ｃ】
0006545173.tif 000010
【図４Ａ】
0006545173.tif 000011
【図４Ｂ】
0006545173.tif 000012
【図４Ｃ】
0006545173.tif 000013
【図５Ａ】
0006545173.tif 000014
【図５Ｂ】
0006545173.tif 000015
【図５Ｃ】
0006545173.tif 000016
【図６Ａ】
0006545173.tif 000017
【図６Ｂ】
0006545173.tif 000018
【図６Ｃ】
0006545173.tif 000019
【図７】
0006545173.tif 000020
【図８】
0006545173.tif 000021
【図９】
0006545173.tif 000022
【図１０Ａ】
0006545173.tif 000023
【図１０Ｂ】
0006545173.tif 000024
【図１１Ａ】
0006545173.tif 000025
【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
0006545173.tif 000027
【図１２Ｂ】
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