(57)【要約】  本開示は、研磨層と、研磨層に結合された第１の層と、第１の層に結合された第２の層とを含む研磨物品を提供する。第１の層は、第２の層よりも高い硬度などによって、研磨層に接触圧力をもたらすように構成される。第２の層は、第１の層よりも高い圧縮率などによって、研磨層に適合性をもたらすように構成される。得られる研磨物品は、上記の、多層構造を使用していない研磨物品よりも、基材周囲への適合性が向上し、履歴現象が低減し、除去率の一貫性が向上し、かつ／又は寿命が延長しており、基材に対して一貫した接触圧力を加え得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触面を有する研磨層と、
８０以下のショアＡ硬度を有し、前記研磨層に結合された第１の層と、
前記第１の層に結合された第２の層とを含み、
前記第２の層のショアＡ硬度は前記第１の層のショアＡ硬度より低い、
研磨物品。
【請求項２】
前記第２の層の硬度は、ショアＡ硬度５０未満である、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項３】
前記第２の層のショアＡ硬度に対する前記第１の層のショアＡ硬度の比率は、１より大きく８より小さい、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項４】
前記第１の層は第１の厚さを有し、前記第２の層は、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項５】
前記第１の厚さは、３ｍｍ未満である、請求項４に記載の研磨物品。
【請求項６】
前記第２の厚さに対する前記第１の厚さの比率は、０．７５未満である、請求項４に記載の研磨物品。
【請求項７】
前記第１の層は、エラストマー、布地、又は不織布材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項８】
前記第２の層は、フォーム又は、彫刻された、構造化された、３Ｄ印刷された、若しくはエンボス加工されたエラストマー又は、布地若しくは不織布層又は、５０未満のショアＡ硬度を有するゴムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項９】
前記研磨層と前記第１の層との間に配置された接着剤を更に含む、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１０】
前記第１の層と前記第２の層との間に配置された接着剤を更に含む、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１１】
前記研磨層の前記接触面は、微細構造化表面（microstructured surface）を含む、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１２】
前記接触面は、複数の精密形状の研磨複合体を含む、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１３】
前記第１の層と第２の層とのうちの少なくとも一方は、２５％未満の緩和弾性率を有する、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１４】
前記第１の層及び前記第２の層は、基材の第１の角部と第２の角部とのうちの少なくとも一方に前記研磨層の前記接触面を実質的に適合させるように構成されており、前記基材は、第１の主表面、第２の主表面及び縁部表面を含み、前記縁部表面は、前記第１の主表面と交差して前記第１の角部を形成し、前記縁部表面は、前記第２の主表面と交差して前記第２の角部を形成し、前記第１及び第２の主表面に対して垂直に測定された前記縁部表面の厚さは５ｍｍ以下である、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１５】
前記第１の角部と第２の角部とのうちの少なくとも一方は、面取りされた角部と湾曲した角部とのうちの少なくとも一方を含む、請求項１４に記載の研磨物品。
【請求項１６】
接触面を有する研磨層と、
前記研磨層に結合された第１の層と、
前記第１の層に結合された第２の層とを含み、
前記第２の層は、たわみ量２５％において１．５ＭＰａ以下の圧縮率を有し、たわみ量２５％における前記第１の層の圧縮率は、たわみ量２５％における前記第２の層の圧縮率よりも大きい、
研磨物品。
【請求項１７】
たわみ量２５％における前記第２の層の圧縮率は、１．１ＭＰａ未満である、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項１８】
たわみ量２５％における前記第２の層の圧縮率に対する、たわみ量２５％における前記第１の層の圧縮率の比率は、１より大きく２００未満であり、前記第１の層はＡＳＴＭ  Ｄ５７５によって測定され、前記第２の層はＡＳＴＭ  Ｄ３５７４によって測定される、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項１９】
前記第１の層は第１の厚さを有し、前記第２の層は、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項２０】
前記第１の厚さは、３ｍｍ未満である、請求項１９に記載の研磨物品。
【請求項２１】
前記第２の厚さに対する前記第１の厚さの比率は、０．７５未満である、請求項１９に記載の研磨物品。
【請求項２２】
前記第１の層は、エラストマー、布地、又は不織布材料のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項２３】
前記第２の層は、フォーム又は、彫刻された、構造化された、３Ｄ印刷された、若しくはエンボス加工されたエラストマー又は、布地若しくは不織布層又は、５０未満のショアＡ硬度を有するゴムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項２４】
前記研磨層と前記第１の層との間に配置された接着剤を更に含む、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項２５】
前記第１の層と前記第２の層との間に配置された接着剤を更に含む、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項２６】
前記研磨層の前記接触面は、微細構造化表面（microstructured surface）を含む、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項２７】
前記接触面は、複数の精密形状の研磨複合体を含む、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項２８】
前記第１層と第２の層とのうちの少なくとも一方は、２５％未満の緩和弾性率を有する、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項２９】
前記第１の層及び前記第２の層は、基材の第１の角部と第２の角部とのうちの少なくとも一方に前記研磨層の前記接触面を実質的に適合させるように構成されており、前記基材は、第１の主表面、第２の主表面及び縁部表面を含み、前記縁部表面は、前記第１の主表面と交差して前記第１の角部を形成し、前記縁部表面は、前記第２の主表面と交差して前記第２の角部を形成し、前記第１及び第２の主表面に対して垂直に測定された前記縁部表面の厚さは５ｍｍ以下である、請求項１６に記載の研磨物品。
【請求項３０】
前記第１の角部と前記第２の角部とのうちの少なくとも一方は、面取りされた角部と湾曲した角部とのうちの少なくとも一方を含む、請求項２９に記載の研磨物品。
【請求項３１】
研磨用回転工具であって、
前記回転工具の回転軸を画定する工具軸部と、
前記工具軸部に連結した、請求項１〜３０のいずれか一項に記載の研磨物品とを含み、
前記研磨物品の前記接触面は、前記工具軸部とは反対の方向を向いている、
研磨用回転工具。
【請求項３２】
前記研磨物品の前記接触面は、前記回転工具の前記回転軸に平行である、請求項３１に記載の研磨用回転工具。
【請求項３３】
前記研磨物品の前記接触面と前記回転軸との間の夾角は、５度〜９０度である、請求項３１に記載の研磨用回転工具。
【請求項３４】
コンピュータ制御回転工具ホルダ及び基材プラットフォームを含むコンピュータ制御機械加工システムと、
前記基材プラットフォームに固定された基材と、
請求項１〜３０のいずれか一項に記載の研磨物品を含む研磨用回転工具と、を含む、
アセンブリ。
【請求項３５】
前記研磨用回転工具は、前記研磨用回転工具の回転軸を画定する工具軸部を更に備え、前記研磨物品は、前記工具軸部に連結しており、前記研磨物品の前記接触面は、前記工具軸部とは反対の方向を向いている、請求項３４に記載のアセンブリ。
【請求項３６】
前記研磨物品の前記接触面は、前記回転工具の前記回転軸に平行である、請求項３５に記載のアセンブリ。
【請求項３７】
前記研磨物品の接触面と前記回転軸との間の夾角は、５度〜９０度である、請求項３５に記載のアセンブリ。
【請求項３８】
前記基材は、電子機器用構成要素である、請求項３４に記載のアセンブリ。
【請求項３９】
前記電子機器用構成要素は、透明なディスプレイ素子である、請求項３８に記載のアセンブリ。
【請求項４０】
コンピュータ制御回転工具ホルダ及び基材プラットフォームを含むコンピュータ制御機械加工システムを提供することと、
前記コンピュータ制御機械加工システムの前記回転工具ホルダに、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の研磨用回転工具を固定することと、
第１の主表面、第２の主表面、及び縁部表面を有する基材であって、前記縁部表面は前記第１の主表面と交差して第１の角部を形成し、前記縁部表面は前記第２の主表面と交差して第２の角部を形成する、基材を提供することと、
前記コンピュータ制御機械加工システムを作動して、前記基板の前記縁部、及び前記第１の角部の一部分と前記第２の角部の一部分とのうちの少なくとも一方を、前記研磨用回転工具の前記研磨層により研磨することと、
任意選択として、前記研磨用回転工具の前記研磨層は、前記基板の縁部、及び第１の角部の一部分と、前記第１の主表面の一部分と、前記第２の角部の一部分と、前記第２の主表面の一部分とのうちの少なくとも１つを、同時に研磨することとを含む、
基材を研磨する方法。
【請求項４１】
前記コンピュータ制御機械加工システムを作動して、前記基材の前記第１の主表面と前記第２の主表面の少なくとも一方を研磨することと、
前記コンピュータ制御機械加工システムを作動して前記第１の主表面と前記第２の主表面とのうちの少なくとも一方を研磨した後に、前記基材を基材プラットフォームから取り外すこととを含む、
請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の角部と第２の角部とのうちの少なくとも一方は、面取りされた角部と湾曲した角部とのうちの少なくとも一方であり、前記研磨用回転工具の前記研磨層は、前記基材の面取りされた角部と湾曲した角部とのうちの少なくとも一方を研磨する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記コンピュータ制御機械加工システムの動作中、前記基材は静止しており、前記研磨用回転工具の前記回転軸は前記基材の平面に対して垂直である、請求項４０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨材及び研磨工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチスクリーンスマートフォン及びタブレットなどのハンドヘルド電子機器は、多くの場合、デバイスの耐久性及び光学的透明性を提供するカバーガラスを含む。カバーガラスの製造では、各カバーガラスにおける特徴の一貫性及び大量生産のためにコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械加工が使用されることがある。強度及び美的外観のために、カバーガラス周囲の縁部仕上げは重要である。一般的には、カバーガラスの機械加工には、メタルボンドダイヤモンド工具などのダイヤモンド研磨工具を使用する。これらの工具は比較的長時間の耐久性をもち、高速の切断速度において有効であり得る。しかしながら、これらの工具は、カバーガラスに微小亀裂を残すことがあり、これが応力の集中点となって、ガラスの強度を著しく低下させることがある。カバーガラスの強度又は外観を改善するために、縁部が研磨されることがある。例えば、通常、ガラスカバーを研磨するためには、酸化セリウムなどの研磨用スラリー（液体研磨材）を使用する。しかしながら、スラリーを使用する研磨は低速で、複数の研磨ステップを必要とすることがある。加えて、スラリー研磨装置は大型で、高価で、研磨対象の特定の特徴に対して固有であり得る。全体的には、スラリー研磨システム自体の歩留まりは低く、研磨される基材の角部が丸く面取りされて、労働要件が増加する。
【発明の概要】
【０００３】
本開示は一般に、基材への接触力及び接触長さの制御が改善された研磨物品に向けられている。研磨物品のいくつかの例は、接触面を有する研磨層と、研磨層に結合された第１の層と、第１の層に結合された第２の層とを含む。第１の層は、第２の層よりも高い硬度などによって、研磨層に、基材に対する接触圧力をもたらすように全体的に構成される。第２の層は、第１の層よりも高い圧縮率などによって、研磨層に基材への適合性をもたらすように全体的に構成される。得られる研磨物品は、上記の多層構造を使用していない研磨物品と比較して、基材周囲の適合性が向上し、履歴現象が低減し、除去率の一貫性が向上し、かつ／又は寿命が延長されるため、基材に対して一貫した接触圧力を加え得る。
【０００４】
一実施形態では、研磨物品は、研磨層と、研磨層に結合された第１の層と、第１の層に結合された第２の層とを含む。研磨層は、接触面を有する。第１の層は、８０以下のショアＡ硬度（例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０を使用して測定される）を有する。第２の層は、第１の層のショアＡ硬度よりも低いショアＡ硬度を有する。
【０００５】
別の実施形態では、研磨物品が、接触面を有する研磨層と、研磨層に結合された第１の層と、第１の層に結合された第２の層とを含み、第２の層はたわみ量２５％において１．５ＭＰａ以下の圧縮率を有し、たわみ量２５％における第１の層の圧縮率は、たわみ量２５％における第２の層の圧縮率よりも大きい。
【０００６】
いくつかの実施形態では、研磨用回転工具が、工具軸部と、工具軸部に連結した、上記の研磨物品のいずれかとを含む。工具軸部は、回転工具の回転軸を画定する。研磨物品の接触面は、工具軸部とは反対の方向を向いている。
【０００７】
いくつかの実施形態では、アセンブリが、研磨用回転工具と、コンピュータ制御回転工具ホルダと、基材プラットフォームとを含むコンピュータ制御機械加工システムを含む。基材は、基材プラットフォームに固定されている。研磨用回転工具は、上記の研磨物品のいずれかを含む。
【０００８】
別の実施形態では、本開示は、基材を研磨するための方法を提供し、この方法は、コンピュータ制御の回転工具ホルダと基材プラットフォームとを含むコンピュータ制御機械加工システムを提供することを含む。この方法は、上記の研磨用回転工具を、コンピュータ制御機械加工システムの回転工具ホルダに固定することを更に含む。この方法は、第１の主表面と、第２の主表面と、縁部表面を有する基材を提供することを含む。縁部表面は、第１の主表面と交差して第１の角部を形成し、第２の主表面と交差して第２の角部を形成する。この方法は、コンピュータ制御機械加工システムを作動して、基板の縁部及び、第１の角部の一部分と第２の角部の一部分とのうち少なくとも一方を、研磨用回転工具の研磨層で研磨することを更に含む。いくつかの実施形態では、研磨用回転工具の研磨層は、基板の縁部及び、第第１の角部の一部分および第１の主表面の一部分と、第２の角部の一部分および第２の主表面の一部分とのうち、少なくとも一方を、同時に研磨する。
【０００９】
本開示の１つ以上の実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明で述べる。本発明のその他の特徴、目的、及び利点は、明細書及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図中の同様の符号は、同様の要素を示している。点線は任意選択的な又は機能的な構成要素を示し、破線は表示されていない構成要素を示す。
【００１１】
【図１Ａ】基材を研磨するアセンブリを示す図である。
【００１２】
【図１Ｂ】基材を研磨する回転工具を示す図である。
【００１３】
【図１Ｃ】基材を研磨している回転工具を示す図である。
【００１４】
【図２】基材を研磨する研磨物品の上方向から見た断面図である。
【００１５】
【図３】電子部品のカバーガラスを示す図である。
【００１６】
【図４Ａ】基材を研磨する研磨用回転工具の横方向から見た断面図である。
【００１７】
【図４Ｂ】基材を研磨する研磨用回転工具の一部分の横方向から見た断面図である。
【００１８】
【図５Ａ】基材を研磨する研磨用回転工具の横方向から見た断面図である。
【００１９】
【図５Ｂ】基材を研磨する研磨用回転工具の一部分の横方向から見た断面図である。
【００２０】
【図６】基材を研磨する例示的な技法を示すフローチャートである。
【００２１】
【図７】基材を研磨して、基材に作用する力を測定するシステムを示す図である。
【００２２】
【図８Ａ】比較例１の研磨物品の上方向から見た断面図である。
【００２３】
【図８Ｂ】比較例２の研磨物品の上方向から見た断面図である。
【００２４】
【図８Ｃ】比較例３の研磨物品の上方向から見た断面図である。
【００２５】
【図９】比較例１、２及び実施例３の研磨物品の、圧力と時間の対応の例を示す図である。
【００２６】
【図１０】比較例１、２及び実施例３の研磨物品の、圧力と係合深さの対応を示すグラフ例である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本開示は、除去、除去率の一貫性、及び寿命が改善された研磨物品について記載する。
【００２８】
多くの場合、様々な構成要素及び／又は、ある構成要素の様々な表面を研磨するために、研磨工具を使用してもよい。１つ以上の圧縮性裏材層を有する研磨工具では、１つ以上の基材表面上の位相変異を除去するために十分な接触圧力が得られないことがある。また、圧縮性材料は、時間に依存する粘弾性的な性質に起因して、変形中に応力緩和を呈することが多く、それによって研磨の非一貫性を引き起こす可能性がある。一方、少なくとも１つの硬質な裏材を有する研磨工具では、履歴現象が大きく、適合性が低く、かつ／又は適用される力の変動が大きいことがあり、このことによっても、研磨の非一貫性が引き起こされることがある。
【００２９】
本明細書で論じるように、本開示の研磨物品では、基材の表面に対する適合性が高まり、また、研磨部品の摩耗を減らしながら、より一貫した除去及び除去率のために、より一貫した接触圧力を提供し得る。一実施形態では、研磨物品は、研磨層と、研磨層に結合された第１の層と、第１の層に結合された第２の層とを含む。研磨層は、基材に接触して、基材から材料を除去するように構成されている。第１の層は、比較的高い硬度、低い圧縮率、低い応力緩和、及び／又は低い厚さを有する材料などによって、研磨層に、基材に対する一貫した接触圧力をもたらすように構成してもよい。第２の層は、比較的低い硬度、高い圧縮率、及び／又は高い厚さを有する材料などの、研磨層を基材に適合させるように全体的に構成された圧縮性の層であってもよい。第１の層が全体的に提供する一貫した接触圧力と、第２の層が全体的に提供する適合性との組み合わせによって、研磨層が基材から材料をより一貫して除去することが可能になり、研磨物品の寿命を延長することができる。
【００３０】
図１Ａは、コンピュータ制御機械加工システム１２及び機械加工システム制御装置１４を含む、アセンブリ１０を示す。制御装置１４は、機械加工システム１２に、機械加工システム１２の回転工具ホルダ２０内に装着された回転工具１８で基材１６に機械加工、研削、又は研磨を行わせるための制御信号を、機械加工システム１２に送信するように構成されている。一実施形態では、機械加工システム１２は、３軸、４軸、又は５軸のＣＮＣマシンなどの、経路生成、旋削加工、ドリル加工、ミリング加工、研削、研磨、及び／又は他の機械加工動作を行うことのできるＣＮＣマシンを表してもよく、制御装置１４は、回転工具ホルダ２０が１つ以上の回転工具１８で基材１６を機械加工、研削、及び／又は研磨するための命令を発行するＣＮＣ制御装置を含んでもよい。制御装置１４は、ソフトウェアを実行する汎用コンピュータを含んでもよく、そのようなコンピュータはＣＮＣ制御装置と結合して、制御装置１４の機能を提供してもよい。
【００３１】
基材１６は、機械加工システム１２による基材１６の精密な機械加工を円滑化するような様式で、基材プラットフォーム２２に到着され、固定される。基材保持固定具２４は、基材１６を基材プラットフォーム２２に固定し、基材１６を機械加工システム１２に対して正確に位置決めする。基材保持固定具２４はまた、機械加工システム１２の制御プログラムのための基準位置を提供してもよい。本明細書に開示される技法は、どのような材料のワークピースにも適用され得るが、基材１６は電子デバイスのための構成要素であってもよい。いくつかの実施形態では、基材１６は、電子デバイスのためのカバーガラス、より具体的には、スマートフォンのタッチスクリーンのカバーガラスなどの、電子デバイスのための透明なディスプレイ要素であってもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、基材１６は、第１の主表面４８（例えば、基材１６の上部）、第２の主表面５０（例えば、基材１６の底部）、及び１つ以上の縁部表面４６（例えば、基材１６の側面）を含んでもよい。基材の縁部表面の面積は、通常、基材の第１の主表面及び／又は第２の主表面の面積よりも小さい。いくつかの実施形態では、基材の第１の主表面の面積に対する基材の縁部表面の比率、及び／又は基材の第２の主表面の面積に対する基材の縁部表面の比率は、０．００００１超、０．０００１超、０．０００５超、０．００１超、０．００５超、更には０．０１超であってもよく、又は、０．１未満、０．０５未満、更には０．０２未満であってもよい。いくつかの実施形態では、第１及び／又は第２の主表面に対して垂直に測定した縁部表面の厚さＴは、５ｍｍ以下、４ｍｍ以下、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、又は、更には１ｍｍ以下である。縁部表面は、第１の主表面と交差して第１の角部５４を形成し、第２の主表面と交差して第２の角部５６を形成する。いくつかの実施形態では、縁部表面は、主表面のそれぞれに対して実質的に垂直であってもよい。本明細書で使用するとき、「角部」は、基材１６の縁部表面と、基材１６の第１の主表面と第２の主表面のいずれかとの間の、任意の表面、縁部、又はその他の平面内変化を表し得る。例えば、第１及び／又は第２の角部は、鋭角の縁部（例えば、縁部の有する曲率半径が縁部表面の厚さより実質的に小さい）、平坦な表面、湾曲した角部、複数の表面、面取りされた角部、又はこれらの任意の組み合わせであってもよい。基材１６を研磨する間、第１及び第２の角部は、開始時には鋭角の縁部又は小さな表面であってもよく、研磨中に材料が除去される際に、曲率及び／又は表面積を増加させてもよい。下記にて、図１Ｃ、図３、図４Ｂ、及び図５Ｂで、基板１６の更に詳しい実施形態について説明する。
【００３３】
図１Ａの実施形態では、回転工具１８は、研磨物品２６を含むとして示されている。この実施形態では、カバーガラス内の穴及び縁部の特徴などの、機械加工された基材１６の特徴の表面仕上げを改善するために、研磨物品２６を利用してもよい。いくつかの実施形態では、機械加工された特徴の表面仕上げを逐次的に改善するために、様々な回転工具１８を連続的に使用してもよい。例えば、アセンブリ１０を利用して、第１の回転工具１８又は回転工具のセット１８を使用する粗い研削ステップに続いて、第２の回転工具１８又は回転工具のセット１８を使用する微細な研削ステップを提供してもよい。いくつかの実施形態では、使用する回転工具１８の数を少なくしながら逐次研削及び／又は研磨の工程を円滑化するために、単一の回転工具１８に様々なレベルの研磨が備わってもよい。基材内の特徴の機械加工の後の表面仕上げを改善するために単一の研削ステップのみを使用する他の実施形態と比較して、これらの実施形態のそれぞれは、基材の特徴の機械加工の後の基材の仕上げ及び研磨のサイクル時間を短縮し得る。いくつかの実施形態では、基材は、様々な回転工具１８が逐次使用される間、基材保持固定具２４に固定されたままであってもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、アセンブリ１０を使用した研削及び／又は研磨に続いて、基材を、例えば別個の研磨システムを使用して研磨し、表面仕上げを更に改善してもよい。一般に、この研磨の前の表面仕上げが良好であるほど、研磨後に所望の表面仕上げを提供するために必要な時間が短くなる。アセンブリ１０で基材１６の縁部を研磨するために、コントローラ１４は、回転工具ホルダ２０が回転工具１８を回転させるときに基材１６の１つ以上の特徴に対して研磨物品２６を正確に当てるようにするための指示を、回転工具ホルダ２０に対して発行してもよい。この指示には、例えば、回転工具１８の単一の研磨物品２６で基材１６の特徴の輪郭を正確に追従するための指示、並びに、基材１６の様々な特徴に１つ以上の回転工具１８の複数の研磨物品２６を逐次的に当てるための指示を含んでもよい。
【００３５】
図１Ｂは回転工具１８を示し、この回転工具は、工具軸部４０及び研磨物品２６を含む。工具軸部４０は、回転工具１８の回転軸４２を画定する。研磨物品２６は工具軸部４０に連結している。研磨物品２６は、工具軸部４０とは反対の方向を向いた接触面４４を有する研磨層を含む。いくつかの実施形態では、接触面４４の平面は、回転軸４２に対して実質的に平行（例えば、５度以内）であってもよい。いくつかの実施形態では（図１Ｂには示さず）、接触面４４の平面と回転軸４２との間の夾角は、５度〜９０度、５度〜８５度、５度〜８０度、又は、更には５度〜７０度であってもよい。
【００３６】
図１Ｃは、基材１６を研磨している回転工具１８を示す。基材１６は、第１の主表面４８と、第１の主表面４８の反対側の第２の主表面５０と、縁部表面４６とを含む。縁部表面４６は、第１の主表面４８と交差して第１の角部５４を形成し、第２の主表面５０と交差して第２の角部５６を形成する。いくつかの実施形態では、第１の角部と第２の角部とのうち少なくとも一方は、面取りされた角部と湾曲した角部のうち少なくとも一方を含む。
【００３７】
回転工具１８は回転軸４２の周りを回転し、縁部表面４６において、任意選択で第１の角部５４と第２の角部５６とのうち少なくとも一方において、及び、任意選択で第１の主表面４８と第２の主表面５０のうち少なくとも一方において、接触面４４を基材１６に接触させる。回転工具１８は、基材１６の縁部４６に接触圧力を加えて、接触面４４が基材１６に対して変形し、縁部表面４６及び、第１と第２の角部とのうち少なくとも一方に接触するようにしてもよい。接触面４４が縁部表面４６に接触し、第１と第２の角部のいずれか又は両方に接触すると、接触面４４は、縁部表面４６及び、第１と第２の角部のいずれか又は両方から材料を除去する。
【００３８】
本明細書で論じる実施形態によれば、研磨物品２６は、基材１６の少なくとも１つの縁部に適合し、ある期間にわたって基材１６の縁部の１つ以上の表面に対して一貫した接触圧力を加えるように構成される。図２に更に記載されるように、研磨物品２６は、研磨層と、研磨層に結合された第１の層と、第１の層に結合された第２の層とを含む。研磨層は、基材１６に接触して、基材１６から材料を除去するように構成してもよい。第１の層は、研磨層に、基材１６に対する一定の接触圧力を全体的にもたらすように構成された層であってもよい。第２の層は、研磨層を基材１６に全体的に適合させるように構成された圧縮性の層であってもよい。第１の層が提供する一貫した接触圧力と、第２の層が提供する適合性との組み合わせによって、研磨層が基材１６から材料をより一貫して除去することが可能になり、研磨物品２６の寿命を延長することができる。
【００３９】
図２は、基材を研磨する研磨物品６０の、上方向から見た断面図である。研磨物品６０は、例えば、図１Ａ〜Ｃの研磨物品２６として使用してもよい。研磨物品６０は、研磨層６２、研磨層６２に結合された第１の層６４、第１の層６４に結合された第２の層６６、及び、第２の層６６によって取り囲まれた芯領域６８を含む。芯領域６８は、例えば、図１Ｂ及び１Ｃの工具軸部４０などの工具軸部又は工具軸部を取り付けるための表面を含んでもよい。研磨層６２は、接触面７０を含む。
【００４０】
図２の実施形態では、第１の層６４は、研磨層６２の、接触面７０の反対側の表面に結合する。いくつかの実施形態では、任意選択の第１の接着剤層が研磨層６２と第１の層６４の間に配置される。第２の層６６は、第１の層６６と芯領域６８の間に配置され、第１の層６４の表面（研磨層６２の反対側）及び芯領域６８内の工具軸部の表面の一方又は両方に結合してもよい。いくつかの実施形態では、任意選択の第２の接着剤層が第１の層６４と第２の層６６との間に配置される。いくつかの実施形態では、任意選択の第３の接着剤層が第１の第２の層６６と芯領域６８の間に配置される。一実施形態では、研磨物品６０は、第２の層６６上に第１の層６４を付着させ、第１の層６４上に研磨層６２を付着させて第２の層６６を提供することなどによって、多層シートとして組み立てられてもよい。多層シートは、裁断してから、工具軸部などの芯領域６８に接着してもよい。
【００４１】
第１の層６４及び第２の層６６は、以下で更に説明するように、研磨層６２の表面７０との接触圧力及び適合性が、第１の層６４及び第２の層６６という特徴を含まない研磨物品の場合よりも高くなるように構成してもよい。したがって、第１の層６４及び第２の層６６の材料の様々な特性及び構成は、基材に対する接触面７０の接触圧力の一貫性及び適合性を改善するように選択してもよい。以下に説明するように、第１の層６４及び第２の層６６の特性には、柔軟性、硬度、圧縮率、緩和弾性率（例えば応力緩和弾性率）、厚さ、並びに、第１の層６４及び／又は第２の層６６のそれぞれの接触圧力及び適合性に影響を及ぼし得る他の特性が含まれてもよいが、これらに限定されない。
【００４２】
どのような特定の理論にも限定されないが、いくつかの実施形態では、第１の層６４は主に、基材に対する接触面７０において研磨層６２に高い接触圧力をもたらすように選択してもよく、一方、第２の層６６は主に、基材に対して高い適合性を研磨層６２にもたらすように選択してもよい。例えば、より集中した特性として接触圧力を実現し、高い接触圧力に適した材料が、第１の層６４と同様に研磨層６２の表面付近に有利に位置するようにしてもよい。一方、より分散した特性として適合性を実現し、高い適合性をもたらす材料が、第２の層６６と同様に研磨層６２から離れて有利に位置するようにしてもよい。この構成では、第１の層６４は接触面７０の近くで、高い接触圧力及びそれに対応する高い除去率をもたらし得、一方で、第２の層６６は、基材に対する接触面７０の高い適合性及びそれに対応するより長い接触長さをもたらすこと、並びに、研磨物品６０のより高い適合性に少なくとも部分的に起因して接触面７０からより一貫して加えられる接触圧力によって、第１の層６４を支持し得る。前述のとおり、第１の層６４及び第２の層６６の両方を使用することにより、研磨物品６０が研磨層６２の接触面７０に一貫した接触圧力をもたらすことが可能になる。これにより、研磨層は基材の非平面状の表面（例えば、基材角部）から材料を一様に研磨することが可能となり、これは、両方の層を使用しなければ実現できない可能性がある。いくつかの実施形態では、第１の層６４及び第２の層６６はそれぞれ、それ自体が多層を含んでもよい。
【００４３】
第１の層６４及び第２の層６６はそれぞれ、柔軟性によって選択された材料から構成してもよい。材料の柔軟性は、材料の接触圧力及び適合性と相関することがあり、一般に、より柔らかい材料は、より低い接触圧力及びより高い適合性を有し得る。柔軟性は、第１の層６４及び第２の層６６の各材料の各種の特性によって表され、この特性に基づいて選択される。例えば、より軟質の材料は、より低い硬度（ショアＡ又はショアＯＯなどの任意の適切な硬度スケールを使用して示される）を有する材料か、より低い弾性率を有する材料か、より高い圧縮率（通常、材料のポアソン比又はたわみ量によって定量化される）を有する材料か、又は、フォームなどの複数の気体含有物を含むか、若しくは彫刻構造を含むなどの修正された構造を有する材料であってもよい。いくつかの実施形態では、第２の層６６の材料は、第１の層６４の材料よりも軟質であってもよい。例えば、第１の層６４と第２の層６６のそれぞれの材料の同じサイズのブロックに同一の圧縮力を加えると、その結果、第１の層６４の硬い方の材料よりも第２の層６６の柔らかい方の材料で、力の加わる方向における変形が大きくなり得る。
【００４４】
いくつかの実施形態では、第１の層６４及び第２の層６６はそれぞれ、硬度によって選択された材料から構成してもよい。硬度は、力に応答して変形する、第１の層６４と第２の層６６のそれぞれの測定値を表し得る。いくつかの事例では、硬度は、第１の層と第２の層について異なるスケールを使用すると（例えば、第１の層にはショアＡデュロメータ、層にはショアＯＯ）、最も適切な測定を行えることがある。
【００４５】
いくつかの実施形態では、第２の層６６の、ショアＡ硬度などの硬度は、第１の層６４の硬度よりも低い。例えば、第１の層６４がショアＡデュロメータ硬度６０（例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０を使用して測定）を有する材料を含む場合、第２の層６６の硬度は、ショアＡデュロメータ硬度６０未満であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の層６４は、３０超かつ約８０未満のショアＡ硬度、又は約４０超かつ約７０未満のショアＡ硬度を有してもよい。いくつかの実施形態では、第２の層６６は、約５０未満、又は約２０未満、又は約１０未満のショアＡ硬度を有してもよい。いくつかの実施形態では、第１の層６４と第２の層６６のそれぞれの硬度は、第２の層６６の第１の層６４に対する硬度の特定の比率などのように、互いに対して表してもよい。例えば、第２の層６６のショアＡ硬度に対する第１の層６４のショアＡ硬度の比率は、１より大きく、かつ８未満であるか、又は、更には２より大きく、かつ７未満である。
【００４６】
いくつかの実施形態では、第１の層６４及び第２の層６６はそれぞれ、圧縮率によって選択された材料から構成してもよい。圧縮率は、第１の層６４と第２の層６６のそれぞれの材料の、圧力に応じた相対的変化の尺度を表してもよいが、「圧縮性の」又は「非圧縮性の」という用語は、圧縮性の材料特性を指してもよい。例えば、用語「実質的に非圧縮性」は、約０．４５を超えるポアソン比を有する材料を指す。材料の圧縮率は、材料を基準たわみ量（例えば、２５％のたわみ）にまで圧縮するために必要な特定の圧力として表現することができる。いくつかの実施形態では、層の圧縮率は、ＡＳＴＭ  Ｄ３５７４に準拠した圧縮力たわみ試験又はその修正版を介して、及び、層が例えばスポンジ又は伸張性のゴムなどの可撓性の気泡材料である場合は、ＡＳＴＭ  Ｄ１０５６に準拠した圧縮−たわみ試験を介して測定してもよい。
【００４７】
いくつかの実施形態では、第２の層６６の圧縮率は、第１の層６４の圧縮率よりも低い。例えば、第２の層６６は、たわみ量２５％における第１の層６４の圧縮率よりも低い、たわみ量２５％における圧縮率を有してもよい。いくつかの実施形態では、第２の層６６のポアソン比は、第１の層６４のポアソン比よりも低い。いくつかの実施形態では、第２の層６６は、たわみ量２５％において、約１．５ＭＰａ（２２０ｐｓｉ）未満、約１．１ＭＰａ（１６０ｐｓｉ）未満、若しくは約０．３１ＭＰａ（４５ｐｓｉ）未満の圧縮率、及び／又は、約０．５未満、若しくは約０．４未満、好ましくは約０．１未満のポアソン比を有してもよい。いくつかの実施形態では、第１の層６４と第２の層６６のそれぞれの材料の圧縮率は、第２の層６６に対する第１の層６４の圧縮率の特定の比率などのように、互いに対して表してもよい。例えば、たわみ量２５％における第２の層の圧縮率に対するたわみ量２５％における第１の層の圧縮率の比率は１より大きく、かつ２００未満、任意選択で１５０未満、１００未満、５０未満、未満、若しくは更に１０未満であるか、又は、更には２より大きく、かつ２００未満、任意選択で１５０未満、１００未満、５０未満、２０未満、若しくは更に１０未満である。
【００４８】
いくつかの実施形態では、第１の層６４は実質的に非圧縮性であってもよく、例えば、接触圧力に応じた材料の相対的な体積変化は５％未満、２％未満、１％未満、０．５％未満、又は０．２％未満である。いくつかの実施形態では、第２の層６６は実質的に非圧縮性であってもよいが、所望の適合性をもたらすために十分に柔軟であってもよい。いくつかの実施形態では、第２の層６６は、パターンを施されているか、３Ｄ印刷されているか、エンボス加工されているか、又は彫刻を施されて所望の非圧縮性を提供する、実質的に非圧縮性の材料で作られた層であってもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、第２の層６６は、弾性変形性によって選択された材料から構成してもよい。弾性変形性は、第２の層６６の材料が変形後に元の状態に回復する能力を表してもよい。第２の層６６の材料は弾性変形性で、例えば、変形した後に、実質的に１００％（例えば、９０％以上、９５％以上、９９％以上、９９．５％以上、又は９９．９％以上）元の状態に回復することができてもよい。いくつかの実施形態では、第２の層６６は、所望の適合性をもたらすように、圧縮性であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の層６４と第２の層６６はそれぞれ、例えば応力緩和弾性率などの緩和弾性率によって選択された材料から構成してもよい。緩和弾性率は、時間に依存する粘弾性の特性の尺度を表してもよい。本開示では、緩和弾性率は百分率で表され、以下の等式を使用した応力緩和試験（例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ６０４８を使用して測定）から得られる、緩和弾性率対時間の曲線から決定される。
【００５０】
緩和弾性率（％）＝（瞬間弾性率−一定した圧縮ひずみの下での２分間の緩和の後の弾性率）／瞬間弾性率×１００。
いくつかの実施形態では、第１の層６４と第２の層６６とのうち少なくとも一方は、２５％未満の緩和弾性率を有する。
【００５１】
いくつかの実施形態では、第１の層６４及び／又は第２の層６６は、様々な厚さについて構成してもよい。図２の実施形態では、第１の層６４は第１の厚さを有し、第２の層６４は、第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する。いくつかの実施形態では、第１の層６４の第１の厚さは３ｍｍ未満であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の層６４の第１の厚さは、約０．００５インチ（０．１２５ｍｍ）〜約０．３００インチ（７．５ｍｍ）であり、好ましくは約０．００５インチ（０．１２５ｍｍ）〜約０．０８０インチ（２ｍｍ）の範囲である。いくつかの実施形態では、第１の層６４の第１の厚さ及び第２の層６６の第２の厚さは、第２の厚さに対する第１の厚さの比率などの、相対的な厚さによって選択してもよい。いくつかの実施形態では、第２の厚さに対する第１の厚さの比率は、０．７５である。いくつかの実施形態では、第２の層６６の第２の厚さの、第１の層６４の第１の厚さに対する比率は、約３：１以上、約５：１以上、約７：１以上、又は約１０：１以上であってもよい。いくつかの実施形態では、第２の層６６の第２の厚さの、第１の層６４の第１の厚さに対する比率は、１００／１未満、５０／１未満、又は、更に２０／１未満であってもよい。第１の層６４は、上記の１つ以上の特性を有する様々な材料から形成してもよい。いくつかの実施形態では、第１の層６４は、エラストマー、布地、又は不織布材料のうち少なくとも１つを含む。好適なエラストマーには、例えば、ニトリル、フルオロエラストマー、クロロプレン、エピクロロヒドリン、シリコーン、ウレタン、ポリアクリレート、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）ゴム、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ブチルゴム、ナイロン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンがポリエステル、ポリウレタンなどの熱硬化性エラストマーが含まれ得る。いくつかの実施形態では、第１の層の密度は、０．８ｇ／ｃｍ３超、０．８５ｇ／ｃｍ３超、０．９ｇ／ｃｍ３超、０．９５ｇ／ｃｍ３超、１．０ｇ／ｃｍ３超、１．１ｇ／ｃｍ３超、又は１．２ｇ／ｃｍ３超で、２．０ｇ／ｃｍ３未満、１．８ｇ／ｃｍ３未満、１．６ｇ／ｃｍ３未満、１．４ｇ／ｃｍ３未満、又は、更に１．２ｇ／ｃｍ３未満であってもよい。
【００５２】
第２の層６６は、上記の１つ以上の特性を有する様々な材料から形成してもよい。いくつかの実施形態では、第２の層６６は、フォーム又は、彫刻された、構造化された、３Ｄ印刷された、若しくはエンボス加工されたエラストマー又は、布地若しくは不織布層又は、５０未満のショアＡ硬度を有するゴムのうち１つを含む。好適なフォームは連続気泡体又は独立気泡体であってもよく、これには、例えば、合成フォーム又は天然フォーム、熱成形フォーム、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、充填又はグラフト化ポリエーテル、粘弾性フォーム、メラミンフォーム、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、アイオノマーフォームなどが含まれる。第２の層にはまた、発泡エラストマー、例えば、イソプレン、ネオプレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ニトリルゴム、ポリ塩化ビニル及びニトリルゴムなどを含む加硫ゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンモノマー）などのエチレン−プロピレンコポリマー、並びにブチルゴム（例えば、イソブチレン−イソプレンコポリマー）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第２の層６６は、様々な圧縮性構造体を含んでもよい。例えば、第２の層６６は、ばね、不織布、布地、エアブラダーなどの任意の好適な圧縮性構造体を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第２の層６６は、所望のポアソン比、圧縮性、及び弾性応答をもたらすように、３Ｄ印刷してもよい。いくつかの実施形態では、第２の層の密度は、０．２ｇ／ｃｍ３超、０．２５ｇ／ｃｍ３超、０．３ｇ／ｃｍ３超、０．３５ｇ／ｃｍ３超、０．４ｇ／ｃｍ３超、０．４５ｇ／ｃｍ３超、又は、更に０．５０ｇ／ｃｍ３超で、１．２ｇ／ｃｍ３未満、１．０ｇ／ｃｍ３未満、０．９５ｇ／ｃｍ３未満、０．９０ｇ／ｃｍ３未満、０．８５ｇ／ｃｍ３未満、０．８０ｇ／ｃｍ３未満、０．７５ｇ／ｃｍ３未満、又は、更に０．７０ｇ／ｃｍ３未満であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の層の密度は第２の層の密度よりも低い。
【００５３】
研磨層６２は、接触面７０を含む。接触面７０は、基材の１つ以上の表面に接触して研磨するように構成されている。研磨工程は、研削、研磨（ポリッシング）、及び、基材から材料を除去する任意の他の作用を含んでもよい。当業者には理解されるように、研磨層６２は接触面７０と共に様々な方法によって形成してもよく、その方法には、例えば、モールディング、押出し、型押し及びこれらの組み合わせが含まれる。
【００５４】
研磨層６２は、例えば裏材層などの基層、及び接触層を含んでもよい。基層は、ポリマー材料から形成されていてもよい。例えば、基層は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、又はこれらの任意の組み合わせから形成してもよい。基層は、任意の数の層を含んでもよい。基層の厚さ（すなわち、第１及び第２の主面に対して垂直方向の基層の寸法）は、１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．２５ｍｍ未満、０．１２５ｍｍ未満又は０．０５ｍｍ未満であってよい。
【００５５】
いくつかの実施形態では、研磨層６２の接触面７０は、微細構造化表面（microstructured surface）を含む。微細構造化表面は、基材の１つ以上の表面上の接触面７０の接触圧力を増加させるように構成された微細構造を含んでもよい。いくつかの実施形態では、微細構造化表面は、研磨表面２９の最も外側の研磨材の間に間隔をあけた複数のキャビティ（空洞）を含んでもよい。例えば、キャビティの形状は、立方体、円筒形、プリズム形、半球形、直方体、角錐形、切頭角錐形、円錐形、切頭円錐形、十字形、弓状若しくは平坦な底部表面を持つ柱状、又はこれらの組み合わせ等の多数の幾何学的形状の中から選択することができる。あるいは、キャビティのいくつか又は全てが不規則形状を有してもよい。様々な実施形態で、キャビティを形成する側壁又は内壁の１つ以上が主表面上部に対して垂直であってもよいし、あるいは、いずれかの方向に次第に細くなってもよい（すなわち、キャビティの底部又はキャビティの上部に向かって（主表面に向かって）細くなる）。テーパを形成する角度は、約１〜７５度、約２〜５０度、約３〜３５度、又は約５〜１５度の範囲であってよい。キャビティの高さ、つまり深さは、１μｍ以上、１０μｍ以上、５００μｍ以上、又は１０００μｍ以上で、１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満、又は１ｍｍ未満であってもよい。キャビティの高さは同じであってもよいし、又はキャビティのうち１つ以上が、任意の数の他のキャビティと異なる高さを有してもよい。いくつかの実施形態では、キャビティが行と列に整列するような配列で、キャビティを設けることができる。場合によっては、キャビティの１つ以上の行を、キャビティの隣り合う行に直接に整列させることもできる。あるいは、キャビティの１つ以上の行を、キャビティの隣り合う行からずらすこともできる。更なる実施形態では、キャビティは、渦巻状、螺旋状、コルク抜き状又は格子状に配列してもよい。更なる実施形態では、複合体は、「ランダムな」配列で（すなわち、整ったパターンでなく）配置してもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、接触表面７０の微細構造化表面は、精密形状の複数の研磨複合体を含む。「精密形状の研磨複合体」とは、モールド型から取り外した後に保持される、モールドキャビティの反転形状であるモールド形状を有する研磨複合体を指し、好ましくは、この複合体には、本明細書に参照により全体が組み込まれている米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）に記載されているように、研磨物品が使用される前には、形状の露出面を越えて突出する研磨粒子は実質的に含まれない。精密形状の複数の研磨複合体は、固定された研磨材を形成する、研磨粒子と樹脂／バインダーとの組み合わせを含んでもよい。いくつかの実施形態では、接触面７０は、１つ以上の樹脂又は他のバインダー層によって裏材に保持された、研磨粒子を有する研磨シートなどの、２次元研磨材として形成してもよい。あるいは、接触面７０は、分散された研磨粒子を中に含む、樹脂又は他のバインダーの層などとして３次元の研磨材として形成されており、この層は、鋳造又はエンボス加工により３次元構造体に成形（微細構造化表面を形成する）された後に、例えば樹脂の硬化、架橋、及び／又は結晶化によって３次元構造を維持されていてもよい。この３次元構造体は、精密形状の複数の研磨複合体を含んでもよい。どちらの実施形態において、接触面７０は、使用中の研磨複合体の摩耗及び／又は、新しい研磨材粒子の層を露出させる目直しを考慮した高さを有する研磨複合体を含んでもよい。研磨物品は、複数の精密形状の研磨複合体を含む、３次元で可撓性のテクスチャー加工された固定研磨構造体を含んでもよい。精密な形状の研磨複合体は、３次元で可撓性のテクスチャー加工された固定研磨構造体を形成する配列に配置されていてもよい。研磨物品は、パターン化された研磨構造を含んでいてもよい。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）からＴＲＩＺＡＣＴパターン加工研磨材及びＴＲＩＺＡＣＴダイヤモンドタイル研磨材の商品名で入手可能な研磨物品は、例示的なパターン加工研磨材である。パターン化研磨物品は、ダイ、モールド型又は他の手法から精密に配列及び製造される、研磨複合体のモノリシックな列を含む。
【００５７】
精密形状の研磨複合体それぞれの形状は、特定の用途（例えば、ワークピースの材質、作業面の形状、接触面の形状、温度、樹脂相の材質）によって選択してもよい。精密な形状の研磨複合体それぞれの形状は、任意の有用な形状、例えば、立方体、円筒形、角柱形、直角平行六面体、角錐形、角錐台、円錐形、半球形、円錐台、十字形、又は遠位端を有する柱様断面であってもよい。複合体角錘は、例えば、３、４面、５面、又は６面を有していてもよい。研磨複合体の底部での断面形状は、遠位端での断面形状と異なっていてもよい。これらの形状間の移行は、滑らかで連続的であってもよいし、不連続な段階を経て生じてもよい。精密な形状の研磨複合体はまた、様々な形状の混合であってもよい。精密な形状の研磨複合体は、列、渦巻状、螺旋状、又は格子状に構成してもよく、ランダムに配置してもよい。精密な形状の研磨複合体は、流体の流れをガイドし、かつ／又は、切屑の除去を容易にするように意図されたデザインで構成できる。
【００５８】
精密な形状の研磨複合体は、所定のパターンで、又は研磨物品内の所定の位置に配置できる。例えば、研磨物品が、裏材とモールド型の間に研磨材／樹脂のスラリーを提供することによって作られる場合には、精密形状の研磨複合体の所定のパターンがモールド型のパターンに相当すると考えられる。樹脂前駆体は、例えば樹脂前駆体を硬化させることによって、固化してもよい。樹脂は、結晶化可能な樹脂であれば、その樹脂のガラス転移温度及び融解温度を超えて加工されていると仮定して、例えば、冷却によって固化させてもよい。したがって、パターンは、研磨物品から研磨物品へと再現可能である。所定のパターンは、ある配列又は構成をなしていてもよく、これは、複合体がデザインされた配列、例えば整列した横列及び縦列、又は交互にずれた横列及び縦列をなしていることが意図されている。別の一実施形態では、研磨材複合体は、「ランダム」な配列又はパターンに配置してもよい。この意味するところは、複合体が上述のとおりの横列及び縦列の規則的な配列ではないということである。しかしながら、この「ランダム」な配列は、精密な形状の研磨複合体の位置があらかじめ定められ、モールド型に対応するという点では、所定のパターンであることが理解される。
【００５９】
本開示の研磨物品は、研磨材を含んでもよい。接触面７０を形成する研磨材は、例えば硬化樹脂前駆体などの樹脂などの、ポリマー材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、樹脂は、硬化された、又は硬化性の有機材料を含んでもよい。硬化の方法は重要でなく、例えば紫外線又は熱などのエネルギーを介する硬化を含んでもよい。好適な樹脂／樹脂前駆体の例には、例えば、アミノ樹脂、アルキル化尿素ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、アルキル化ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒド樹脂、アクリレート樹脂（アクリレート及びメタクリレートを含む）、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、及びエポキシ樹脂が挙げられる。
【００６０】
研磨材に好適な研磨粒子の例には、立方晶窒化ホウ素、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウム、黒色炭化ケイ素、緑色炭化ケイ素、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、六方晶窒化ホウ素、アルミナジルコニア、酸化鉄、セリア、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、アルミナ系ゾルゲル由来研磨粒子などが含まれる。アルミナ研磨粒子は、金属酸化物改質剤を含有していてもよい。ダイヤモンド及び立方晶窒化ホウ素研磨粒子は、単結晶質であっても多結晶質であってもよい。好適な無機研磨粒子の他の例には、シリカ、酸化鉄、クロミア、セリア、ジルコニア、チタニア、酸化スズ、ガンマアルミナなどが含まれる。研磨粒子は、研磨性凝集粒子であってもよい。研磨性凝集粒子は、通常、複数の研磨粒子、バインダー、及び任意の添加物を含む。バインダーは、有機物でも無機物でもよい。研磨性凝集粒子は、ランダムな形状であってよいし、それらの凝集粒子に関連する所定の形状を有してもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態では、樹脂と、研磨粒子と、樹脂の中に分散された追加の添加物（あれば）とを含む研磨材（すなわち、研磨複合体材料）は、第１の層６４のコーティングであってもよい。いくつかの特定の実施形態では、研磨材を基層上に付着させてもよく、基層は、研磨材と基層の間にプライマー層を含んでもよい。基層自体は、第１の層６４及び第２の層６６などのコンプライアント層の上に、基層をコンプライアント層に固定する接着剤によって配置してもよい。次いで、回転工具の接触面７０の形状を形成するために、結合された研磨材コーティング、基層、第１の層６４、第２の層６６を芯領域６８に張り付けてもよい。
【００６２】
様々な実施形態で、本明細書に記載の研磨物品を使用して、特に縁部研削カバーガラスに好適な、研磨用回転工具の接触面を形成することができる。図３は、携帯電話、パーソナル音楽プレーヤ、又は他の電子デバイスなどの電子デバイス用カバーガラスである、カバーガラス８０を示す。いくつかの実施形態では、カバーガラス８０は、電子デバイス用タッチスクリーンの構成要素であってもよい。カバーガラス８０は、厚さが１ｍｍ未満のアルミナシリケート系ガラスであってもよいが、厚さが５ｍｍ未満、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、又は、更に２ｍｍ未満の他の複合体も考え得る。
【００６３】
カバーガラス８０は、第２の主表面８４に対向する第１の主表面８２を含む。必ずしもそうではないが、一般に、主表面８２、８４は平坦な表面である。縁部表面８６は主表面８２、８４の周縁部に沿い、周縁は丸みを帯びた角部９０を含む。縁部表面８６は、第１の角部で第１の主表面８２と交差し、第２の角部で第２の主表面８４と交差しており、第１及び第２の角部は、一般に、基材の外周全体を囲んで延在する。
【００６４】
ひび割れに対する耐性を強化するために、カバーガラス８０の表面は、主表面８２、８４及び縁部表面８６を含めて、カバーガラス８０の製造中に実用的な程度に平滑化されるべきである。加えて、本明細書に開示されるように、縁部表面８６及び、主表面８２、８４の交点に形成された縁部表面８６の角部などの縁部表面の粗さをＣＮＣマシンを使用して低減させるために、図２に関して説明したものなどの研磨物品（例えば、ファイングレードの研磨粒子を有する研磨物品）を有する回転工具を、ポリッシンググレードの研磨粒子を有する研磨物品で研磨を行う前に、使用してもよい。この中間のグラインディング研磨ステップは、カバーガラス８０の所望の表面仕上げ品質を提供するポシッシング研磨ステップの研磨時間を短縮し得るが、製造時間を短縮するだけではなく、カバーガラス８０の製造のためのより正確な寸法制御も提供し得る。ファイングレード研磨粒子の粒径は、ポリッシンググレード研磨粒子の粒径よりも大きくてもよい。
【００６５】
図４Ａは、基材を研磨する研磨用回転工具１０１を横方向から見た断面図である。研磨用回転工具１０１は、工具軸部１０８に連結した研磨物品１００を含む。研磨物品１００は、研磨層１０２、第１の層１０４及び第２の層１０６を含む。研磨用回転工具１０１の構成要素は、図２の研磨物品６０の構成要素と同様であってもよい。例えば、研磨層１０２、第１の層１０４及び第２の層１０６は、研磨層６２、第１の層６４及び第２の層６６と同様であってもよく、又は同じであってもよい。研磨用回転工具１１０は、回転軸１１２の周りを回転するように構成されている。研磨層１０２は、工具軸部１０８とは反対の方向を向いた接触面１１０を含む。接触面１１０の平面は、回転軸１１２に平行である。
【００６６】
図４Ｂは、基材１１４を研磨している研磨用回転工具１０１の一部分の断面斜視図である。基材１１４は、第１の主表面１１６、第２の主表面１１８、及び縁部表面１２０を含む。縁部表面１２０は、第１の主表面１１６と交差して第１の角部１２２を形成し、第２の主表面１１６と交差して第２の角部１２４を形成する。図４Ｂに示すように、第１の層１０４及び第２の層１０６は、研磨層１０２の接触面１１０を、縁部１２０及び、任意選択として、基材１１４の第１の角部１２２と第２の角部１２４とのうち少なくとも一方に、実質的に適合させるように構成される。例えば、接触面１１０は、第１の角部１２２の一部分及び第２の角部１２４の一部分と、第１の主表面１１６の一部分及び第２の主表面１１８の一部分との両方に接触してもよい。したがって、研磨用回転工具１０１の操作中に、接触面１１０は、第１の角部１２２の一部分、第１の主表面１１６の一部分、第２の角部１２４の一部分、又は第２の主表面１１８の一部、又はこれらの任意の組み合わせを同時に研磨し得る。
【００６７】
図５Ａは、基材を研磨する研磨用回転工具１３１の横方向から見た断面図である。研磨用回転工具１３１は、工具軸部１３８に連結した研磨物品１３０を含む。研磨物品１３０は、研磨層１３２第１の層１３４及び第２の層１３６を含む。研磨用回転工具１３１の構成要素は、図２の研磨物品６０の構成要素と同様であってもよい。例えば、研磨層１３２、第１の層１３４及び第２の層１３６は、研磨層６２、第１の層６４及び第２の層６６と同様であってもよく、又は同じであってもよい。研磨用回転工具１３１は、回転軸１４２の周りを回転するように構成されている。研磨層１３２は、工具軸部１３８とは反対の方向を向いた接触面１４０を含む。図５Ａの例では、接触面１４０は回転軸１４２に平行ではなく、接触面１４０の平面と回転軸１４２との間に夾角をなす。いくつかの実施形態では、この夾角は、約５度〜約９０度であってもよい。回転軸１４２と平行でない接触面１４０を有することにより、接触面１４０は、様々な異なる表面を異なる角度で研磨するように構成することができる。
【００６８】
軸部の寸法は特に限定されず、軸部は、例えばＣＮＣマシンなどの機械加工装置の回転可能なチャック内で、例えば研磨用回転工具などの本開示の研磨工具の装着を円滑化するように設計される。工具軸部の材料は、熱可塑性樹脂及び、例えば鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属のうち、少なくとも１つを含んでもよい。軸部の形状は、特に限定されない。軸部は、一様な直径を有する円筒形状であってもよく、又は２つ以上の一様な直径を有する円筒形の形状であってもよい。例えば、軸部は、直径が１０ｍｍ以下、８ｍｍ以下、又は、更に６ｍｍ以下の円筒形の部分を含むように作製してもよく、また、直径が１５ｍｍ以上、２０ｍｍ以上、又は更に２５ｍｍ以上の第２の円筒形の部分を有してもよい。直径の小さい方の円筒形領域をステムと称し、直径の大きい方の円筒形領域を本体と称してもよい。いくつかの実施形態では、軸部は、円筒形の領域と、円錐形又は切頭円錐形の領域とを含んでもよい。円筒形領域の直径は、円錐形領域の最大直径よりも小さくてもよい。
【００６９】
図５Ｂは、基材１４４を研磨する研磨用回転工具１３１の一部分の断面斜視図を示す。基材１４４は、第１の主表面１４６、第２の主表面１４８、及び縁部表面１５０を含む。縁部表面１５０は、第１の主表面１４６と交差して、湾曲した第１の角部１５２を形成し、第２の主表面１４８と交差して、湾曲した第２の角部１５４を形成する。図５Ｂの例では、基材１４４は研磨の中間段階にあり、第１及び第２の角部１５２、１５４が、図４Ｂに示される第１の角部１２２及び第２の角部１２４などの鋭い角部から、丸みを帯びた角部へと研磨されていてもよい。図５Ｂに示すように、第１の層１３４及び第２の層１３６は、研磨層１３２の接触面１４０を、基材１４４の第１の角部１５２と第２の角部１５４とのうち少なくとも一方に実質的に適合させるように構成される。例えば、接触面１４０は、第１の主表面１４６の一部分と、第１の角部１５２の一部分と、任意選択で縁部表面１５０の一部分に接触する。したがって、研磨用回転工具１３１の操作中に、接触面１４０は、第１の角部１５２の一部分、第１の主表面１４６の一部分、及び任意選択で縁部表面１５０の一部分を研磨し得る。
【００７０】
図６は、基材を研磨する例示的な技法を示すフローチャートである。図６の技法は、図１Ａのアセンブリ１０を操作するオペレータについて説明されるが、他のアセンブリ及び操作主体が使用されてもよい。オペレータは、コンピュータ制御回転工具ホルダ２０と基材プラットフォーム２２とを含む、コンピュータ制御機械加工システム１２を準備する（１６０）。オペレータは、図１Ｂの回転工具１８などの研磨用回転工具を、コンピュータ制御機械加工システム１２の回転工具ホルダ２０に固定する（１６２）。オペレータは、第１の主表面、第２の主表面、及び縁部表面を有する基材１６を準備し、縁部表面は第１の主表面と交差して第１の角部を形成し、また、縁部表面は第２の主表面と交差して第２の角部を形成する（１６４）。
【００７１】
オペレータは、制御装置１４を介するなどしてコンピュータ制御機械加工システム１２を作動して、基材１６の（１）第１の角部の一部分と（２）第２の角部の一部分とのうち、少なくとも一方を、研磨用回転工具１８の研磨物品２６で研磨する。このようにして、研磨用回転工具１８の研磨物品２６は、（１）第１の角部の一部分及び第１の主表面の一部分と、（２）第２の角部の一部分及び第２の主表面の一部分とのうち、少なくとも一方を研磨する（１６６）。例えば、オペレータが第１の角部の一部分の研磨を意図する実施形態では、オペレータは、コンピュータ制御機械加工システム１２を作動して、縁部表面の一部分、第１主表面の一部分、及び第１角部の一部分を研磨して、その結果、研磨された第１の角部が、より滑らかになるようにしてもよい。いくつかの実施形態では、第１の角部と第２の角部とのうち少なくとも一方は、面取りされた角部と湾曲した角部とのうち少なくとも一方である。よって、研磨用回転工具の研磨層は、基材の、面取りされた角部と湾曲した角部とのうち少なくとも一方を研磨してもよい。いくつかの実施形態では、基材１６は静止しており、研磨用回転工具１８の回転軸は、基材の平面に対して垂直である。例えば、研磨用回転工具１８の研磨物品２６は、縁部表面、第１の角部の一部分、第２の角部の一部分、並びに、第１の主表面の一部分及び第２の主表面の一部分に同時に接触して、第１の角部と第２の角部の両方を同時に研磨してもよく、それによって研磨時間を短縮し得る。
【００７２】
図６の実施形態では、オペレータは、コンピュータ制御機械加工システム１２の操作を続けて、基材１６の第１の主表面及び第２の主表面などの他の部分を研磨し、他の表面が研磨されるまで基板１６が基板固定保持具２４に固定されたままになるようにしてもよい。オペレータは基材プラットフォームから基材を取り外してもよい（１６８）。
【００７３】
別の実施形態では、本開示は基材を研磨する方法を提供し、この方法は、基材を研磨する２つ以上の研磨工具を含むマルチステップ工程を含む。この方法は、単一のコンピュータ制御機械加工システムを利用し、研磨工具を順次使用してもよい。研磨工具は、通常、異なる研磨特性を有する。すなわち、各研磨工具の研磨層は異なる研磨特性を有し、その結果、除去率の高いステップに続いて除去率の低いステップが行われ、除去率の低いステップによって、除去率の高いステップ後の基材表面の粗さよりも低い、基材表面の粗さがもたらされ得る。工具の研磨特性は、鉱物の種類及び／又は粒子サイズ（粒径）の調節を含む、当技術分野で知られている技法によって調整してもよい。研磨される基材は、加工中、研磨工具及び／又は対応する研磨パラメータを変更しながら、コンピュータ制御された機械加工システム内に保持してもよい。基材を工具内に保持することによって、基材をマシンから取り外し、第２のマシンに取り付け直してから位置を再登録し、その後、第２の加工ステップを施す必要がなくなるために、効率が改善される。一実施形態では、本開示は基材を研磨する方法を提供し、この方法は、コンピュータ制御機械加工システムを提供することと、例えば本開示の実施形態のいずれか１つによる第１の研磨用回転工具などの、第１の研磨用回転工具をコンピュータ制御機械加工システムの回転工具ホルダに固定することと、例えば本開示の基材のいずれか１つに記載の基材などの、縁部表面を有する基材を提供することと、基材をコンピュータ制御機械加工システムの基材ホルダに固定することと、コンピュータ制御機械加工システムを作動して、基材の縁部面の少なくとも一部を第１の研磨用回転工具で研磨することと、第１の回転研磨工具を回転工具ホルダから取り外すことと、例えば本開示の実施形態のいずれか１つによる第２の研磨用回転工具などの、第２の研磨用回転工具をコンピュータ制御機械加工システムの回転工具ホルダに固定することと、コンピュータ制御機械加工システムを作動して、基材の縁部面の少なくとも一部を第２の研磨用回転工具で研磨することとを含み、基材の縁部面の少なくとも一部を第２の研磨用回転工具で研磨する前に、基材はコンピュータ制御機械加工システムから取り外されない。いくつかの実施形態では、コンピュータ制御機械加工システムを作動して基板の縁部表面の少なくとも一部を第１の研磨用回転工具で研磨した後の基板縁部の表面仕上げは、コンピュータ制御機械加工システムを作動して基板の縁部表面の少なくとも一部を第２の研磨用回転工具で研磨した後の表面仕上げよりも大きい。この方法は、任意選択として、回転工具ホルダから第２の回転研磨工具を取り外すことと、第３の研磨用回転工具、例えば、本開示の実施形態のいずれか１つによる第３の研磨用回転工具を、コンピュータ制御機械加工システムの回転工具ホルダに固定することと、コンピュータ制御機械加工システムを作動して基材の縁部表面の少なくとも一部を第３の研磨用回転工具で研磨することとを含んでもよく、基板の縁部表面の少なくとも一部を第３の研磨用回転工具で研磨する前に、基材はコンピュータ制御機械加工システムから取り外されない。いくつかの実施形態では、コンピュータ制御機械加工システムを作動して基板の縁部表面の少なくとも一部を第２の研磨用回転工具で研磨した後の基板縁部の表面仕上げは、コンピュータ制御機械加工システムを作動して基板の縁部表面の少なくとも一部を第３の研磨用回転工具で研磨した後の表面仕上げよりも大きい。
【００７４】
本開示の選択した実施形態としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：
第１の実施形態では、本開示は、
接触面を有する研磨層と、
８０以下のショアＡ硬度を有し、研磨層に結合された第１の層と、
第１の層に結合された第２の層とを含み、第２のショアＡ硬度は第１の層のショアＡ硬度よりも低い、
研磨物品を提供する。
第２の実施形態では、本開示は、第２の層の硬度が、５０未満のショアＡ硬度である、第１の実施形態による研磨物品を提供する。
第３の実施形態では、本開示は、第２の層のショアＡ硬度に対する第１の層のショアＡ硬度の比率が、１より大きく８より小さい、第１又は第２の実施形態による研磨物品を提供する。
第４の実施形態では、本開示は、第１の層が第１の厚さを有し、第２の層が、該第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する、第１〜第３の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第５の実施形態では、本開示は、第１の厚さが、３ｍｍ未満である、第４の実施形態による研磨物品を提供する。
第６の実施形態では、本開示は、第２の厚さに対する第１の厚さの比率が、０．７５未満である、第４又は第５の実施形態による研磨物品を提供する。
第７の実施形態では、本開示は、第１の層が、エラストマー、布地、又は不織布材料のうち少なくとも１つを含む、第１〜第６の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第８の実施形態では、本開示は、第２の層が、フォーム又は、彫刻された、構造化された、３Ｄ印刷された、若しくはエンボス加工されたエラストマー又は、布地若しくは不織布層又は、５０未満のショアＡ硬度を有するゴムのうち１つを含む、第１〜第７の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第９の実施形態では、本開示は、研磨層と第１の層との間に配置された接着剤を更に含む、第１〜第８の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第１０の実施形態では、本開示は、第１の層と第２の層との間に配置された接着剤を更に含む、第１〜第９の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第１１の実施形態では、本開示は、研磨層の接触面が微細構造表面を含む、第１〜第１０の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第１２の実施形態では、本開示は、研磨層が複数の精密形状の研磨複合体を含む、第１〜第１１の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第１３の実施形態では、本開示は、第１の層と第２の層のうち少なくとも一方が、２５％未満の緩和弾性率を有する、第１〜第１２の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第１４の実施形態では、本開示は、第１の層及び第２の層が、基材の第１の角部と第２の角部とのうち少なくとも一方に研磨層の接触面を実質的に適合させるように構成されており、基材が、第１の主表面、第２の主表面及び縁部表面を含み、縁部表面が、第１の主表面と交差して第１の角部を形成し、縁部表面が、第２の主表面と交差して第２の角部を形成し、第１及び第２の主表面に対して垂直に測定された縁部表面の厚さが５ｍｍ以下である、第１〜第１３の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第１５の実施形態では、本開示は、第１の角部と第２の角部とのうち少なくとも一方が、面取りされた角部と湾曲した角部とのうち少なくとも一方を含む、第１４の実施形態による研磨物品を提供する。
第１６の実施形態では、本開示は、
接触面を有する研磨層と、
研磨層に結合された第１の層と、
第１の層に結合された第２の層とを含み、
第２の層は、たわみ量２５％において１．５ＭＰａ以下の圧縮率を有し、たわみ量２５％における第１の層の圧縮率は、たわみ量２５％における第２の層の圧縮率よりも大きい、
研磨物品を提供する。
第１７の実施形態では、本開示は、たわみ量２５％における第２の層の圧縮率が、１．１ＭＰａ未満である、第１６の実施形態による研磨物品を提供する。
第１８の実施形態では、本開示は、たわみ量２５％における第２の層の圧縮率に対する、たわみ量２５％における第１の層の圧縮率の比率が、１より大きく２００未満であり、任意選択で１５０未満、１００未満、５０未満、２０未満、又は、更に１０未満である、第１６又は第１７の実施形態による研磨物品を提供する。
第１９の実施形態では、本開示は、第１の層が第１の厚さを有し、第２の層が、前記第１の厚さよりも大きい第２の厚さを有する、第１６〜第１８の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第２０の実施形態では本開示は、第１の厚さが、３ｍｍ未満である、第１９の実施形態による研磨物品を提供する。
第２１の実施形態では、本開示は、第２の厚さに対する第１の厚さの比率が、０．７５未満である、第１９又は第２０の実施形態による研磨物品を提供する。
第２２の実施形態で、本開示は、第１の層が、エラストマー、布地、又は不織布材料のうちの少なくとも１つを含む、第１６〜第２１の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第２３の実施形態では、本開示は、第２の層が、フォーム又は、彫刻された、構造化された、３Ｄ印刷された、若しくはエンボス加工されたエラストマー又は、布地若しくは不織布層又は、５０未満のショアＡ硬度を有するゴムのうちの少なくとも１つを含む、第１６〜第２２の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第２４の実施形態では、本開示は、研磨層と第１の層との間に配置された接着剤を更に含む、第１６〜第２３の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第２５の実施形態では、本開示は、第１の層と第２の層との間に配置された接着剤を更に含む、第１６〜第２４の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第２６の実施形態では、本開示は、研磨層の接触面が、微細構造表面を含む、第１６〜第２５の実施形態のいずれか１つよる研磨物品を提供する。
第２７の実施形態では、本開示は、接触面が、複数の精密形状の研磨複合体を含む、第１６〜第２６の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第２８の実施形態では、本開示は、第１の層と第２の層とのうち少なくとも一方が、２５％未満の緩和弾性率を有する、第１６〜第２７の実施形態のいずれか１つによる研磨物品を提供する。
第２９の実施形態では、本開示は、第１の層及び第２の層が、基材の第１の角部と第２の角部とのうち少なくとも一方に研磨層の接触面を実質的に適合させるように構成されており、基材が、第１の主表面、第２の主表面及び縁部表面を含み、縁部表面が、第１の主表面と交差して第１の角部を形成し、縁部表面が、第２の主表面と交差して第２の角部を形成し、第１及び第２の主表面に対して垂直に測定された縁部表面の厚さが５ｍｍ以下である、第１６〜第２８のいずれか１つによる実施形態による研磨物品を提供する。
第３０の実施形態では、本開示は、第１の角部と第２の角部とのうちの少なくとも一方が、面取りされた角部と湾曲した角部とのうち少なくとも一方を含む、第２９の実施形態による研磨物品を提供する。
第３１の実施形態では、本開示は、
回転工具の回転軸を画定する工具軸部と、
工具軸部に連結した、実施形態１〜３０のいずれか１つによる研磨物品とを含み、研磨物品の接触面が、工具軸部とは反対の方向を向いている、
研磨用回転工具を提供する。
第３２の実施形態では、本開示は、研磨物品の接触面が、回転工具の回転軸に平行である、第３１の実施形態による研磨用回転工具を提供する。
第３３の実施形態では、本開示は、研磨物品の接触面と回転軸との間の夾角が、５度〜９０度である、第３１の実施形態による研磨用回転工具を提供する。
第３４の実施形態では、本開示は、
コンピュータ制御回転工具ホルダ及び基材プラットフォームを含むコンピュータ制御機械加工システムと、
基材プラットフォームに固定された基材と、
実施形態１〜３０のいずれか１つの研磨用回転工具を含む、
アセンブリを提供する。
第３５の実施形態では、該研磨用回転工具が、研磨用回転工具の回転軸を画定する工具軸部を更に備え、研磨物品が、工具軸部に連結しており、研磨物品の接触面が、前記工具軸部とは反対の方向を向いている、第３４の実施形態によるアセンブリを提供する。
第３６の実施形態では、本開示は、研磨物品の接触面が、回転工具の回転軸に平行である、第３５の実施形態によるアセンブリを提供する。
第３７の実施形態では、本開示は、研磨物品の接触面と回転軸との間の夾角が、５度〜９０度である、第３５の実施形態によるアセンブリ工具を提供する。
第３８の実施形態では、本開示は、基材が、電子機器用構成要素である、第３４〜第３７の実施形態によるアセンブリ工具を提供する。
第３９の実施形態では、本開示は、電子機器用構成要素が、透明なディスプレイ素子である、第３８の実施形態によるアセンブリ工具を提供する。
第４０の実施形態では、本開示は、
コンピュータ制御回転工具ホルダ及び基材プラットフォームを含むコンピュータ制御機械加工システムを提供することと、
コンピュータ制御機械加工システムの回転工具ホルダに、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の研磨用回転工具を固定することと、
第１の主表面、第２の主表面、及び縁部表面を有する基材であって、縁部表面は第１の主表面と交差して第１の角部を形成し、また、縁部表面は第２の主表面と交差して第２の角部を形成する、基材を提供することと、
コンピュータ制御機械加工システムを作動して、基板の縁部、及び第１の角部の一部分と第２の角部の一部分とのうちの少なくとも一方を、研磨用回転工具の研磨層で研磨することと、任意選択として、研磨用回転工具の研磨層が、基板の縁部、及び第１の角部の一部分と、第１の主表面の一部分と、第２の角部の一部分と、第２の主表面の一部分とのうち少なくとも１つを、同時に研磨することとを含む、
基材を研磨する方法を提供する。
第４１の実施形態では、本開示は、
コンピュータ制御機械加工システムを作動して、基材の第１の主表面と第２の主表面とのうち少なくとも一方を研磨することと、
コンピュータ制御機械加工システムを作動して基材の第１の主表面と第２の主表面とのうち少なくとも一方を研磨した後に、基材を基材プラットフォームから取り外すこととを更に含む、
第４０の実施形態による基材を研磨する方法を提供する。
第４２の実施形態では、本開示は、第１と第２の角部とのうちの少なくとも一方が、面取りされた角部と湾曲した角部とのうち少なくとも一方であり、研磨用回転工具の研磨層が、基材の面取りされた角部と湾曲した角部とのうちの少なくとも一方を研磨する、第４０又は第４１の実施形態による基材を研磨する方法を提供する。
第４３の実施形態では、本開示は、コンピュータ制御機械加工システムの動作中、基材が静止しており、研磨用回転工具の回転軸が基材の平面に垂直である、第４０〜第４２の実施形態のいずれか１つによる、基材を研磨する方法を提供する。
【実施例】
【００７５】
本開示の動作を、以下の詳細な実施例に関連して更に説明する。これらの実施例は、様々な具体的な好ましい実施形態及び技術を更に示すために提供される。しかしながら、本開示の範囲内に留まりつつ、多くの変更及び修正を加えることができるということが理解されるべきである。
【００７６】
図７は、本明細書で説明するように、基材１７６に対する研磨物品１８６の力の測定値を決定する実験システム１７０の概略図である。システム１７０は、ＣＮＣマシン１７２及びＣＮＣマシン制御装置１７４を含む。制御装置１７４は、ＣＮＣマシン１７２に、ＣＮＣマシン１７２の回転工具ホルダ１８０の内部に装着された回転工具１７８で基材１７６を機械加工、切削、又は研磨させるための制御信号を、ＣＮＣマシン１７２に送信するように構成される。ＣＮＣマシン１７２は、経路生成、旋削加工、ドリル加工、ミリング加工、研削、研磨、及び／又はその他の機械加工動作を行ってもよく、制御装置１７４は、１つ以上の回転工具１７８で基盤１７６を機械加工、グラインディング、及び／又は研磨するために、回転工具ホルダ１８０に命令を発効するＣＮＣ制御装置を含んでもよい。制御装置１７４は、ソフトウェアを実行する汎用コンピュータを含んでもよく、そのようなコンピュータはＣＮＣ制御装置１７４と結合して、制御装置１７４の機能を提供してもよい。回転工具１７８は、研磨物品１８６を含む。研磨物品１８６は、本開示の研磨物品のうちいずれか１つであってもよい。
【００７７】
基材１７６は、ＣＮＣマシン１７２による基材１７６への接触力の測定を円滑化するように、吸引又は他の保持機構などにより、基材ホルダ（図示せず）によってフォースゲージ１８２に装着されている。フォースゲージ１８２は、基材１７６が１つの方向に受ける接触力を測定するように構成される。フォースゲージ１８２は、フォースゲージ１８２から力の測定値を受信するように構成されたコンピュータ１８４に通信可能に接続していてもよい。力計１８２は、ＣＮＣマシン制御装置１７４に通信可能に接続したＣＮＣマシン基盤１８８に接続していてもよい。
【００７８】
図８Ａ〜図８Ｃはそれぞれ、比較例１、比較例２、及び実施例３の研磨物品を示す。
試験方法
【００７９】
ショアＡ硬度試験の方法
【００８０】
ショアＡ硬度は、ショアＡデュロメータゲージ、モデル１５００、タイプＡ（Ｒｅｘ  Ｇａｕｇｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｂｕｆｆａｌｏ  Ｇｒｏｖｅ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から入手可能）を使用して、ＡＳＴＭ  Ｄ２２４０改訂１５版の手順に従って測定した。比較例２のゴム試料を、厚さ７．２ｍｍの３層積層体を使用して試験した。
【００８１】
圧縮率試験の方法
【００８２】
たわみ量２５％における圧縮率を判断するために、ＭＴＳ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｒｐ．（１４０００  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｄｒｉｖｅ，Ｅｄｅｎ  Ｐｒａｉｒｉｅ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能なＭＴＳ  ＩＮＳＩＧＨＴ電気機械的試験システムを使用して、ＡＳＴＭ  Ｄ３５７４（発泡材料用）及びＡＳＴＭ  Ｄ５７５（ゴム材料用）の一般手順に従って、圧縮率試験を行った。ＡＳＴＭ  Ｄ５７５の手順は、試料の厚さを１インチ（２．５４ｃｍ）未満に変更し、試料の個数を３個未満に変更して行った。この修正ＡＳＴＭ  Ｄ３５７４法によって、比較例２のゴム試料を、厚さ２．４ｍｍ、直径３１ｍｍの円盤試料を使用し、圧縮速度０．２ｍｍ／秒で試験した。ＡＳＴＭ  Ｄ３５７４の手順は、資料の厚さを１インチ（２．５４ｃｍ）未満に変更し、試料の個数を３個未満に変更して行った。この方法によって、比較例１のフォームを、厚さ７．５ｍｍ、直径３１ｍｍの円盤試料を使用し、圧縮速度０．２ｍｍ／秒で試験した。
【００８３】
比較例１は、図８Ａに示す、研磨層１９２と、芯領域１９８の周囲の支持層１９６とを含む研磨物品１９０を含む。研磨層は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な３Ｍ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔａｐｅ  ９４７２ＬＥで支持層に取り付けられる。支持層１９６は、独立気泡ポリウレタンフォームからなる。フォームは、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｒｏｌｌｅｒ  Ｃｏｒｐ（１４４０  １３ｔｈ  Ａｖｅｎｕｅ  Ｕｎｉｏｎ  Ｇｒｏｖｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎから入手可能なＰＥＧＡＳＵＳローラーから採取した。フォームは、２層コンプライアントローラーカバーの内層であり、ショアＡ硬度は１０、厚さは２５ｍｍ、たわみ量２５％における圧縮率は２．４ｐｓｉ（０．０１６５ＭＰａ）であった。研磨層１９２は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な３Ｍ  ５７８ＸＡ−ＴＰ２  ＴＲＩＺＡＣＴ研磨材からなる。次いで、直径１インチ（２．５４ｃｍ）の本体及び直径６ｍｍのステムを有するアルミニウム軸部に、比較例１の研磨物品を装着した。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な３Ｍ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔａｐｅ  ９４７２ＬＥを使用して、軸部本体の円筒面に支持層の内面を取り付けた。
【００８４】
比較例２は、図８Ｂに示す、研磨層２０２と、芯領域２０８の周囲の支持層２０４とを含む研磨物品２００を含む。研磨層は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な３Ｍ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔａｐｅ  ９４７２ＬＥで支持層に取り付けられる。支持層２０４はウレタンゴム層からなる。ゴム層は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｒｏｌｌｅｒ  Ｃｏｒｐ（１４４０  １３ｔｈ  Ａｖｅｎｕｅ  Ｕｎｉｏｎ  Ｇｒｏｖｅ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ）から入手可能なＰＥＧＡＳＵＳローラーから採取した。ゴム層は、２層コンプライアントローラーカバーの外層であり、ショアＡ硬度は６０、厚さは２．４ｍｍ、たわみ量２５％における圧縮率は１．５ＭＰａであった。研磨層２０２は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な３Ｍ  ５７８ＸＡ−ＴＰ２  ＴＲＩＺＡＣＴ研磨材からなる。次いで、直径１インチ（２．５４ｃｍ）の本体及び直径６ｍｍのステムを有するアルミニウム軸部に、比較例２の研磨物品を装着した。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な３Ｍ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔａｐｅ  ９４７２ＬＥを使用して、軸部本体の円筒面に支持層の内面を取り付けた。
【００８５】
実施例３は、図８Ｃに示す、研磨層２１２、第１の層２１４、及び芯領域２１８の周囲の第２の層２１６を含む、本明細書に記載の例示的な研磨物品２１０を示す。第１の層２１４は、比較例２に記載されるように、ショアＡ硬度が６０で厚さが２．４ｍｍのウレタンゴム層からなる。第２の層２１６は、ショアＡ硬度が１０で厚さが２５ｍｍの独立気泡ポリウレタンフォーム層で構成され、それにより、第２の層２１６は第１の層２１４よりも厚さが大きく、硬度が低くなっている。研磨層２１２は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能な３Ｍ  ５７８ＸＡ−ＴＰ２  ＴＲＩＺＡＣＴ研磨材からなる。次いで、直径１インチ（２．５４ｃｍ）の本体及び直径６ｍｍのステムを有するアルミニウム軸部に、実施例３の研磨物品を装着した。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な３Ｍ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｔａｐｅ  ９４７２ＬＥを使用して、軸部本体の円筒状表面に第２層の内面を取り付けた。
【００８６】
各回転工具をＣＮＣフライス盤スピンドルに装着し、１０００ｒｐｍで回転させた。工具の外側表面を、縁部をマウントの縁部の上に露出させて、フォースゲージに装着された基材に接触させた。水と冷却剤の混合物を、接触位置に施した。係合の深さ、すなわち係合深さを連続的なステップで増加させた。各ステップの滞留時間は５秒であった。次いで、係合深さを連続的なステップで減少させた。ここでも、各ステップの滞留時間は５秒であった。比較例１では、係合深さは、７５０μｍ、１５００μｍ、２２５０μｍ、１５００μｍ、及び７５０μｍであった。比較例２及び実施例３では、係合深さは、２５０μｍ、５００μｍ、７５０μｍ、５００μｍ、及び２５０μｍであった。例えば比較例１の支持層などの、軟質の支持層では、それよりも係合深さを深くしても、有用な研磨工程が得られる研磨圧を生じないことがある。
【００８７】
図９は、比較例１、比較例２、及び実施例３の、それぞれの力の例を示す図である。各プロットは、ｘ軸に時間、ｙ軸に圧力を表す。各研磨物品に加えられた力から圧力を計算し、係合深さから対象面積を計算した。閾値Ａ及び閾値Ｂはそれぞれ、研磨の最小閾値及び最大閾値を表す。
【００８８】
図９に示されるとおり、比較例２は、グラフの閾値Ａと閾値Ｂの間の所望の動作窓で安定していない。例えば、図９では、係合深さにおける、グラフ上の点Ｂと点Ｃでの圧力の差異、並びに、点Ａと点Ｄでの差異の比較によって、履歴現象が示されている。更に、点Ａ及び点Ｂで、５秒間を超えて高い緩和が見られる。このような高い緩和及び履歴現象により、時間につれて非一様な研磨がもたらされることがある。また、点Ａで測定された圧力は目標圧力範囲にあるが、材料緩和は高く、圧力は閾値を下回って降下し、点Ａから点Ｄまでの線に示されるように、研磨工程が不安定になり、一貫性を失う。
【００８９】
対照的に、実施例３は、研磨材及び研磨工程にとって理想的な広い動作圧範囲によって性能を改善した。実施例３は研磨層２１２、第１の層２１４、及び第２の層２１６の特定の特性などの、特定の組成に関して記載されているが、性能の改善は、本明細書に記載される多種多様な材料からもたらされ得る。
【００９０】
図１０は、比較例１、比較例２、及び実施例３の、係合深さと圧力の比較の例を示す。図１０の比較例１に示すとおり、１つ以上の軟質の圧縮性フォーム層で作られた研磨物品では、基材表面上の位相変異を除去するために十分な接触圧力が得られないことがあるため、研磨工程において実用的でない場合がある。このタイプの工具は、基材表面の中へ過度に変位させても、研磨工程に必要な圧力を上昇させることができない場合がある。
【００９１】
一方、図１０の比較例２に示すとおり、硬質の裏材層のみを有する研磨工具２００は、高い履歴現象、より低い適合性、及び／又は高い圧力変動を呈することがあり、これにより一貫性のない研磨が引き起こされることがある。例えば、ゴム層のみを有する研磨用回転工具を有する、比較例２の圧力と係合深度の曲線は非常に鋭く、すなわち、比較例１と比較してより大きい勾配を有する。したがって、工具の振れ、ワークピース表面の非一様性、又は何らかの他の外乱に起因する、係合深さの値の小さな変化が、接触圧力に著しい変化をもたらすことがあり、これにより研磨の一様性に影響が及ぼされることがある。また、硬質ゴム材料は、時間に依存する粘弾性的な性質に起因して、変形中に応力緩和を呈することが多く、それによって研磨の非一貫性を引き起こすことがある。
【００９２】
対照的に、図１０の実施例３に示すとおり、軟質の内層及び硬質の外層で作られた研磨工具２１０では、研磨工程に必要とされる、統制され、一貫した接触圧力が得られた。実施例３は、図示されるとおり、その接触圧力と係合深さの関係に起因して、履歴現象が小さく、緩和が低く、適合性が良好で、かつ圧力変動が小さいため、一様な表面仕上げがもたらされる。
【００９３】
研磨工具３１０の操作中、好ましい工程動作窓の中で、圧力と係合深さの関係が改善された関係で動作し得る。例えば、圧力が低すぎれば、材料の除去が低くなり得る。一方、圧力が高すぎれば、研磨材が早期に摩耗するか、又は、無統制な研磨によって基材の領域を過度に除去し得る。図１０は、材料除去率が適切な一貫性と適切な高さの両方を有し得る、好ましい工程動作窓の例を示す。
【００９４】
本発明の様々な実施形態を説明した。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。
【図１Ａ】
2021522079.tif 000003
【図１Ｂ】
2021522079.tif 000004
【図１Ｃ】
2021522079.tif 000005
【図２】
2021522079.tif 000006
【図３】
2021522079.tif 000007
【図４Ａ】
2021522079.tif 000008
【図４Ｂ】
2021522079.tif 000009
【図５Ａ】
2021522079.tif 000010
【図５Ｂ】
2021522079.tif 000011
【図６】
2021522079.tif 000012
【図７】
2021522079.tif 000013
【図８Ａ】
2021522079.tif 000014
【図８Ｂ】
2021522079.tif 000015
【図８Ｃ】
2021522079.tif 000016
【図９】
2021522079.tif 000017
【図１０】
2021522079.tif 000018
【国際調査報告】
2021522079.tif 000019
2021522079.tif 000020
2021522079.tif 000021