(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重ねられた層（02）からなり、そのそれぞれの層（02）が１つの平面（Ｅ）に平行に形成されている層構造を持つ多層研磨粒子（01）であって、
前記層（02）で他の層によって覆われていない露出面（04）および／またはその露出面（04）に接続する稜部（08）が、前記平面（Ｅ）に対して、および／またはその平面に垂直で層の厚さ方向（03）を含む１つの平面（E2）に対して少なくとも部分的に凸状または凹状に延びており、前記層（02）がシェル（07）を形成していて、そのシェルが中空空間（06）を取り囲んでいることを特徴とする、多層研磨粒子。
【請求項２】
前記層（02）がほぼ球形であることを特徴とする、請求項１に記載の多層研磨粒子（01）。
【請求項３】
請求項１または２に記載の多層研磨粒子（01）を有することを特徴とする研磨材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層研磨粒子と、その多層研磨粒子を用いた研磨材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な研磨粒子は、例えばセラミック材料からなり、被研磨品の処理または研磨のための研磨材として用いるため、接着剤によって支持体または基板の表面に配置される。
【０００３】
一般的な研磨粒子は、例えば押し出しによって製造される。あるいは研磨粒子は、スクリーン印刷によって製造することもできる。研磨粒子のための適切な材料系には例えばゾル-ゲル系が含まれ、ゾルは、ゲル点からあまり離れていない状態で押し出されるか印刷された後、硬化されてゲル状態へと転移することによって研磨粒子になる。セラミック系を用いる場合には、研磨粒子を十分に硬化させてその材料系のセラミック特性を実現するため、焼成ステップの形態である硬化ステップをさらに想定することができる。
【０００４】
一般的な研磨粒子での特別な課題は、研磨材の研磨性能が、理想的な場合には個々の研磨粒子の研磨性能が、研磨中に、すなわち研磨粒子が摩耗している間、できるだけ一定に留まるよう、研磨粒子の表面と内部を設計することである。研磨性能は、特に、研磨中に被研磨品と接触する研磨粒子の表面によって決まる。
【０００５】
それゆえ、研磨粒子の表面構造に対して処理を実行し、研磨粒子の表面が可能な限りランダムとなるようにすることが特に望ましい。なぜなら、目的とする研磨性能の調節は、表面と、研磨中の表面の変化とを通じて達成されるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、研磨粒子と、表面の変化に基づき改善された研磨性能を示す本発明の研磨粒子を用いた研磨材とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１の前文による多層研磨粒子によって達成される。さらに、本発明のこの目的は、請求項４の前文による研磨材によって達成される。本発明の有利な実施態様は、従属請求項の主題である。
【０００８】
本発明の教示内容の出発点は、重ねられた層からなり、そのそれぞれの層が１つの平面に平行に形成されている層構造を持つ多層研磨粒子である。この種の多層研磨粒子は、例えばスクリーン印刷プロセスを繰り返して製造することができ、表面の設計や内部の設計だけに関しても、他の研磨粒子、例えば押し出された研磨粒子や単層研磨粒子と比べてはるかに有利である。これは、被研磨品と接触する研磨粒子の表面積を小さくすることによって研磨性能を改善できることと、研磨粒子が摩耗している間に被研磨品と接触する表面の不変性の改善を達成できることを意味している。
【０００９】
しかしこうした多層研磨粒子は、製造法が原因で、露出面が、すなわち他の層によって覆われていない層表面が、実質的に互いに直角に配置され、露出面を接続している研磨粒子の稜部がほぼ直線になるという欠点を有する。この種の層配置と、その結果として研磨粒子の表面で研磨粒子の露出面の間がほぼ直角になることが合わさって、研磨性能が制限されることになる。
【００１０】
そこで研磨粒子の研磨性能をさらに改善するため、本発明による多層研磨粒子は、層の平面と、その平面に垂直で層の厚さ方向を含む１つの平面の両方に対して少なくとも部分的に凸状および／または凹状である露出面を持つようにされる。
【００１１】
同様に、本発明により、本発明の研磨粒子の露出面を接続するその研磨粒子の稜部が、少なくともいくつかの区画で凸状および／または凹状であるようにすることができる。
【００１２】
研磨粒子の露出面および／または稜部に関して提案する改変の効果は、本発明による研磨粒子の表面が、複数の直方体または板状の層が互いに実質的に平行に配置されてなり、露出面が最終的に実質的に長方形の階段構造を形成する一般的な多層研磨粒子と比べて、はるかに多数の鋭角または小さな角度を有することである。研磨粒子の表面に鋭角を設けることは、研磨粒子が初期状態にあるとき、または摩耗している間に、被研磨品と接触する表面を能動的に操作するほんの１つの方法にすぎない。研磨粒子の基本的な幾何学的形状に応じ、露出面を他の凸状および／または凹状に変形することで最適な表面にすることもできよう。
【００１３】
本発明によるこの種の研磨粒子は、例えば、一般的な多層研磨粒子のための硬化プロセスを対応させて変化または適応させることによって得られる。換言すれば、これは、それぞれの材料系に応じ、一般的な多層研磨粒子、例えば印刷された多層研磨粒子を硬化させている間の特別な温度プロファイルを改変し、上記平面と、その平面に垂直で層の厚さ方向を含む平面とに対して凸状および／または凹状に変形された本発明による露出面および／または稜部が得られるようにすることを意味する。
【００１４】
上記層が１つのシェルを形成し、そのシェルが研磨粒子内で中空空間を取り囲むように多層研磨粒子が設計されていると特に有利である。凸状および／または凹状に設計した稜部と面にシェル／中空空間構造をこのように組み合わせることで、本発明による研磨粒子の研磨性能は、研磨プロセス中に摩耗している間でさえ、特に高レベルに維持することができる。なぜなら被研磨品と接触する表面積は、最小になるだけでなく、研磨粒子の摩耗中もほぼ一定になるからである。
【００１５】
特に有利な一態様では、本発明による露出面および／または稜部の曲率によって多層研磨粒子をほぼ球形にすることもできる。これは、中空空間として球が実現されている場合にさらに特に有利である。これは、研磨粒子が、シェルの外側の露出面でほぼ球形であり、そして場合によっては、それぞれの層からなるシェルの内側でもほぼ球形であることを意味する。シェルがこのように球形シェルを形成していると、場合によっては、その球形シェルが今度はほぼ球形の中空空間を取り囲む。
【００１６】
提案した球形の多層研磨粒子の場合には、点または小さな角度の露出面が生じないとはいえ、ほぼ球、またはほぼ中空球の形をした多層研磨粒子は、特に高度かつ特に一定の高い研磨性能を示す研磨粒子としてやはり有利である。なぜなら、特に中空空間の場合、被研磨品と接触する面積は、元の状態と部分的に摩耗した状態の両方で比較的小さいため、対応する圧力が被研磨品に及ぼされるときに特に高い研磨性能につながるからである。
【００１７】
さらに、本発明により、上に記載した実施態様の研磨粒子を含む研磨材が提供される。例えば、研磨粒子は接着剤によって基板に取り付けることができる。
【００１８】
これから、単なる模式図の助けを借りて、本発明により教示される個々の実施態様を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】先行技術の多層研磨粒子を示錫である。
【図２】本発明による多層研磨粒子の第１の実施態様の断面図を示錫である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、多層研磨粒子01を示しており、これは、複数の個別の層02からなる。多層研磨粒子01は、例えば多段スクリーン印刷プロセスを通じて製造することができ、このプロセスにおいて、層02の１つは、個々の印刷ステップにおいて堆積または印刷される。最下層02は、例えば基板層の上に印刷することができる。１つの平面Ｅがこのようにして規定され、その平面に、個々の層02が、平行に、最も広い意味での直方体または板として形成される。図１からわかるように、結果は、互いに実質的に直角に配置されていて、平面Ｅにほぼ平行であるとともに、層の厚さの方向03を含みかつ平面Eに垂直な平面に垂直な露出面を有する多層研磨粒子である。
【００２１】
図２は、例として、多層研磨粒子01の断面を示しており、この多層研磨粒子も多層02を含んでいる。図２の多層研磨粒子の図の実線は、多層研磨粒子01の露出面04を表わしており、これらの面は本発明により変形されている。図２には、点線により、例えば図１に示したような一般的な多層研磨粒子01の露出面も、本発明による露出面04と比較して示してある。さらに、図２には中空空間06が示されており、この中空空間は、層02によって形成されるシェル07に取り囲まれている。図２から明確にわかるように、特に、一般的な多層研磨粒子の露出面05のほぼ長方形の階段構造を示す点線の図を、多層研磨粒子01の本発明によって変形された露出面04と比較すると明確にわかるように、個々の層02の間で露出面04によって形成される移行部は、いくつかの場所で、露出面05の角度90°と比べて顕著に小さい角度αにされている。このようにすることで、研磨性能の顕著な増大が保証される。
【００２２】
やはり本発明により、図２は多層研磨粒子01の断面図であるために見ることができないものの、個々の層02の露出面04を接続する稜部08を凸状および／または凹状に湾曲させることもできる。こうすることで、多層研磨粒子の研磨性能をさらに向上させることが可能になる。図２において一点鎖線で表わした摩耗面09により示されているように、シェル07内の中空空間06は、研磨粒子01の摩耗中に被研磨品と接触する露出面04または研磨粒子の表面が、ほんのわずかな程度しか変化せず、したがって多層研磨粒子01が摩耗している間でさえ、全体的な高い研磨性能を維持することを可能にするという効果を有する。本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［４］に記載する。
［１］
重ねられた層（02）からなり、そのそれぞれの層（02）が１つの平面（Ｅ）に平行に形成されている層構造を持つ多層研磨粒子（01）であって、
前記層（02）で他の層によって覆われていない露出面（04）および／またはその露出面（04）に接続する稜部（08）が、前記平面（Ｅ）に対して、および／またはその平面に垂直で層の厚さ方向（03）を含む１つの平面（E2）に対して少なくとも部分的に凸状または凹状に延びていることを特徴とする多層研磨粒子。
［２］
前記層（02）がシェル（07）を形成していて、そのシェルが中空空間（06）を取り囲んでいることを特徴とする、項目１に記載の多層研磨粒子（01）。
［３］
前記層（02）がほぼ球形であることを特徴とする、項目１または２に記載の多層研磨粒子（01）。
［４］
項目１〜３のいずれかに記載の多層研磨粒子（01）を有することを特徴とする研磨材。
【図１】
0006353081.tif 000002
【図２】
0006353081.tif 000003