(57)【要約】支持板（２２）を備える研磨部材。支持板（２２）は第１主面（２２Ａ）とその反対側の第２主面（２２Ｂ）とを有する。中心開口部（２６）が支持板（２２）を貫通して延在する。研磨層が支持板の第１主面に固着される。締結具（２４）が中心開口部（２６）を規定するように支持板（２２）に圧入される。
2004527390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と前記第１主面と反対側の第２主面とを有し、貫通して延在する中心開口部を備え、熱可塑性結合材料と繊維強化材料とを含む支持板と、
前記支持板の前記第１主面に固着されている研磨層と、
前記中心開口部を規定するように前記支持板に圧入されている締結具とを含んで成る研磨部材。
【請求項２】
前記支持板が通常円形である、請求項１に記載の研磨部材。
【請求項３】
前記研磨部材がフラップディスクである、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項４】
前記研磨層が不織布研磨材料で構成される、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項５】
前記熱可塑性結合材料がポリアミドを含む、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項６】
前記熱可塑性結合材料がポリエステルを含む、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項７】
前記繊維強化材料がガラス繊維を含む、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項８】
前記支持板がさらにガラス強化ナイロンを含んで成る、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項９】
前記支持板の厚さが約０．５１ｍｍから約１．７８ｍｍである、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項１０】
前記支持板の厚さが約１．０２ｍｍから約１．４０ｍｍである、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項１１】
前記支持板の厚さが約１．２７ｍｍである、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項１２】
前記研磨層と前記支持板の前記第１主面との間に配設された接着剤をさらに含んで成る、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項１３】
前記締結具がクイックチェンジ式である、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項１４】
前記締結具がティナーマン・ナットを形成するように成形されている、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項１５】
前記締結具がグリットロック・ナットを形成するように成形されている、請求項２に記載の研磨部材。
【請求項１６】
中心開口部を有し、熱可塑性結合材料と繊維強化材料とを含む支持板に接着剤を塗布する工程と、
前記接着剤の上に研磨材料を配置する工程と、
前記支持板をジグ上に配置する工程と、
タインを備える締結具を、前記中心開口部と同心になるように配置する工程と、
前記タインを前記支持板に押し通し、前記タインを折り曲げて前記締結具を前記支持板に固着する工程とを含む、研磨部材製造方法。
【請求項１７】
第１主面と前記第１主面と反対側の第２主面とを有し、貫通して延在する中心開口部を備え、熱可塑性結合材料と繊維強化材料とを含む支持板と、前記支持板の前記第１主面に固着されている研磨層と、前記中心開口部を規定するように前記支持板に圧入されている締結具とを含んで成る研磨部材を準備する工程と、
前記研磨部材を該研磨部材の中心開口部を通る軸に取り付ける工程と、
前記研磨層の少なくとも一部を加工物の表面と接触させる工程と、
前記加工物の少なくとも一部が研磨層の少なくとも一部によって研磨されるように、前記研磨部材を加工物表面に対して移動させる工程とを含む、表面研磨方法。
【請求項１８】
前記支持板が通常円形である、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持板および該支持板に圧入される締結具を含む研磨部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼鉄等の金属、木材、木質積層板、人工板、プラスチック、繊維ガラス、皮革、セラミックスなど多様な基材に対する研磨または艶出しを行う目的で、様々な研磨部材が使用されている。これらの研磨部材は、シート、ディスク、ベルト、ホイール、帯状など、様々な形態とすることができる。
【０００３】
研磨部材には、研削用アセンブリにおいて研磨ディスクとして使用されるものが多い。典型的なサンダー仕上げ用または研削用アセンブリとしては、ゴムまたはプラスチック等の弾性の強化材料で形成された環状バックアップパッドと、研磨材料（例えば研磨粒子および研磨スラリー）を有する研磨面と支持板とを備える研磨ディスク（例えば研磨布紙ディスクや不織布研磨ディスクなど）とを備えるものがある。研磨ディスクとバックアップパッドは工具の回転軸に装着し、止めナットを用いて研磨ディスクとバックアップパッドを工具軸に固着するのが一般的である。この時、工具の軸は研磨ディスクおよびバックアップパッドの中心に設けた穴に挿入される。ナットを軸に螺合して研磨ディスクをバックアップパッドに回転自在に装着し、研磨ディスクをバックアップパッドに対して押圧することによって、摩擦圧力が研磨ディスクに加えられる。使用時、アセンブリの軸が回転されると、ディスクの研磨面が相当の力で基材または加工物に対して押し付けられ、該基材または加工物の研磨が容易になる。研削工程中、ディスクには大きな応力がかかっている。
【０００４】
研磨材料は支持板の表面を全面的に被覆しても良いし、部分的に被覆するようにしても良い。研磨ディスクの具体的な形式として、研磨材料から成る環状リングを用い、これを研磨材料の内法が支持板と同心となるように該環状リングを支持板に付着したものがある。環状の研磨材料を備える研磨ディスクの例として、フラップディスク、不織布面調整用ディスク、研削ホイールなどが挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
研磨部材（研磨ディスク等）に使用される支持板は、紙、フェノール含浸繊維ガラスなどの高分子材料、布、不織材料、加硫繊維、あるいはこれら材料の組合せで形成されるのが一般的であるが、このような材料の多くは強度、柔軟性、または耐衝撃性が十分でないため、用途によって適さない場合がある。また、老化の早い材料もある。これらの材料が冷却材および切削剤として使用される液体に対して感応性を有する場合もある。結果として、ある用途においては有用な製品の寿命が短くなることもあり得る。
【０００６】
支持板の一般的な材料の一つが加硫繊維である。加硫繊維から成る支持板は一般に耐熱性があり丈夫であるため、熱および圧力の条件が厳しい研削作業において研磨材を被覆して使用する場合には有利である。例えば、溶接部研削、輪郭研削、エッジ研削など、研磨布紙が１４０℃超の温度に曝される可能性のある用途において加硫繊維が使用される。しかし、加硫繊維の支持板は高価であるだけでなく、吸湿性であるため、湿気の影響を受けやすい。
【０００７】
湿度条件（すなわち高湿度および低湿度の条件）が極端な場合、加硫繊維は水分を吸収して膨張するか、あるいは水分を失うことによって収縮するのが普通である。その結果、加硫繊維で形成された研磨部材が反り返って、研磨布紙ディスクが凹状または凸状に湾曲する傾向がある。このような反りまたは湾曲が生じると、その影響を受けた研磨ディスクはバックアップパッドや支持パッドに対して平坦に沿わなくなる。こうなると、研磨ディスクが効果的に使用不能になる場合がある。
【０００８】
このような反りまたは湾曲の問題を解決するために、加硫繊維以外の、フェノール強化繊維等の支持板材料が用いられている。このような支持板は、一般に反りまたは湾曲に対する耐性が加硫繊維より強いとは言え、このような材料を使うことで他の問題（例えば割れ）が生じている。
【０００９】
研磨ディスクは回転軸から素早くかつ簡単に取り外せるように設計するのが望ましい。研磨ディスクを軸に固着する一般的な方法の一つが、工具の回転軸にナットを螺合する（それによってディスクをバックアップパッドに圧着する）方法である。この方法では一般に、研磨ディスクを交換しようとする度に、工具（スパナ等）を用いてナットを緩めたり締めたりする必要がある。研磨ディスクの交換に時間を要すると、研削作業の効率が大幅に低下することになる。この問題を解決するために、ナット以外の締結具が使用されているが、残念ながらこのような締結具もディスク着脱の高速化および容易化を実現するには至っていない。
【００１０】
例えば、バックアップパッドに穿設した中心穴に接着または付着したインサートと組み合わせてフェノール強化支持板を使用する例がある。また、金属製グロメットまたはナットを支持板に接着剤を用いて接着するか、あるいは機械的に取り付ける例もある。これら２つの装着方法を利用して工業的に使用可能な実施態様とする製造方法は、何れの場合にも比較的コスト高となる。比較的脆性の支持板にひび割れを生じることなく、支持板に孔くりまたは孔抜きを行うのが困難であること、またインサートまたはグロンメットを支持板にリベット締めするのが困難なことなどがコスト高の原因となっている。
【００１１】
比較的柔軟な支持板材料を用いた場合は、支持板が湾曲するなど望ましくない変形を生じる傾向がある。また、締結具を支持板に適正に固着するのがさらに難しくなる。
【００１２】
比較的過酷な研削環境に耐えるだけの強度を有し、しかも製造が容易であり、工具からの着脱も容易に行える研磨ディスクを提供できる製造方法の開発に対するニーズは相変わらず存在している。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一形態では、（ａ）第１主面と前記第１主面と反対側の第２主面とを有し、貫通して延在する中心開口部を備え、熱可塑性結合材料と繊維強化材料とを含む支持板（通常円形の支持板）と、（ｂ）前記支持板の前記第１主面に固着されている研磨層と、（ｃ）前記中心開口部を規定するように前記支持板に圧入されている締結具と、を含んで成る研磨部材が提供される。
【００１４】
本発明の別の形態では、中心開口部を有し、熱可塑性結合材料と繊維強化材料とを含む支持板に接着剤を塗布する工程、前記接着剤の上に研磨材料を配置する工程、前記支持板をジグ上に配置する工程、タインを備える締結具を、前記中心開口部と同心になるように配置する工程、および前記タインを前記支持板に押し通し、前記タインを折り曲げて前記締結具を前記支持板に固着する工程を含む、研磨部材製造方法が提供される。
【００１５】
本発明の別の形態では、第１主面と前記第１主面と反対側の第２主面とを有し、貫通して延在する中心開口部を備え、熱可塑性結合材料と繊維強化材料とを含む支持板と、
前記支持板の前記第１主面に固着されている研磨層と、
前記中心開口部を規定するように前記支持板に圧入されている締結具と、
を含んで成る研磨部材を準備する工程、
前記研磨部材を該研磨部材の中心開口部を通る軸に取り付ける工程、
前記研磨層の少なくとも一部を加工物の表面と接触させる工程、および
前記加工物の少なくとも一部が研磨層の少なくとも一部によって研磨されるように、前記研磨部材を加工物表面に対して移動させる工程
を含む、表面研磨方法が提供される。
【００１６】
次に、添付図面を参照しながら本発明についてさらに詳細に説明するが、これら複数の図面において、本発明の異なる実施形態の中で同様の構造については同じ符号で示している。
【００１７】
添付図面は本発明の好ましい実施形態を示したものであるが、説明の中でも触れるように、本発明ではその他の実施形態も意図している。ここに開示するのは本発明について説明するための例としての実施形態であって、限定するものではない。当業者であれば、本発明の原則の目的および精神の範囲に該当するその他多くの変更例および実施形態を考案することができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明による研磨ディスクの一例を示す斜視図である。研磨ディスク１０は工具（図ではアングルグラインダ）１２に装着された状態が示されている。研磨ディスク１０は工具１２の螺子つき軸１４に螺合されている。軸１４は研磨ディスク１０の中心を通って延在する長手方向軸１５を規定している。研磨ディスク１０は、通常円形の支持板２２に固定装着されている研磨材料２０から成る環状リング（図ではフラップディスク）を備える。図では研磨ディスク１０はアングルグラインダ１２に装着されているが、回転軸を有する工具であれば任意の工具（例えばドリル）を研磨ディスク１０と共に使用できることは理解されよう。「通常円形」とは、研磨ディスクが丸型であり、大体は円形であるが、他の形状（例えば六角形）も本発明の精神と目的を逸脱することなく使用できることを意味している。
【００１９】
図２は本発明による研磨ディスク１０の平面図である。締結具２４が、研磨ディスク１０を工具１２の軸１４に螺合できるように支持板２２に装着されている。支持板２２は研削面２２Ａと工具面２２Ｂ（図３）を備えている。締結具２４は、例えば当該技術分野で公知となっているような「ねじ無し締結具」すなわち板ナットの他、例えば米国特許第２，１５６，００２号（ティナーマン（Ｔｉｎｎｅｒｍａｎ））に記載のティナーマン（Ｔｉｎｎｅｒｍａｎ）・ナット締結装置とすることができる。ティナーマン・ナットが締結装置として好ましいが、他の形式の締結具も本発明の精神および目的から逸脱することなく使用することができる。好ましい締結具２４は、カリフォルニア州ロサンゼルスのメタル・プロダクツ・エンジニアリング（Ｍｅｔａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｌｏｓ  Ａｎｇｅｌｅｓ，  ＣＡ）製造の、５／８インチ径、１インチあたり１１山ねじ（１５．８７５ｍｍ径、１ｍｍあたり０．４３山ねじ）の軸と噛合する１．５インチ（３８．１ｍｍ）クイックチェンジボタンである。締結具２４は、例えば２８ゲージの鋼で形成することができるが、他の材料（黄銅やアルミニウムなど）も本発明の精神および目的から逸脱することなく使用することができる。中心開口部２６（図２中点線で示す）は、支持板２２の中心を貫通して延在している。締結用開口部２９が中心開口部２６と同心的に、かつ中心開口部２６から半径方向に間隔をあけて設けられており、支持板２２を貫通して延在している。
【００２０】
図２の研磨ディスク１０の断面を示したのが図３である。説明の都合上、工具軸１４（点線で示す）を締結具２４に螺合した状態を示している。締結具は環状フランジ２８を含み、該フランジ２８の上面３０が支持板２２の研削面２２Ａと係合するように配置されている。環状フランジ２８と一体的な、長手方向に係合するシリンダ３１が中心開口部２６を通って延在している。一般には、バックアップパッドアセンブリ１４Ａ（図中点線で示す）を用いて、軸１４に装着した時の研磨ディスク１０を支持する。工具の軸１４はシリンダ３１の環状リング３１Ａに螺合される。環状リング３１Ａによって、研磨ディスク１０の軸１４に対する着脱を素早く行うことができる。
【００２１】
研磨材料２０が支持板２２の研削面２２Ａに付着されている。研磨材料２０は、例えば中心開口部２６と同心的な環状体３２を形成するように成形することができる。環状体３２は半径方向内縁３４と半径方向外縁３６とを有する。接着剤３８は研磨材料２０と支持板２２との間に配設されて、研磨材料２０の環状体３２を支持板２２に固定している。接着剤３８の内側ビード部４０が環状体３２の内縁３４に沿って配設されており、ここで内縁３４が支持板２２に対して最も近接している。
【００２２】
締結具２４は環状フランジ２８と一体的なタイン４６によって支持板２２に固定されている。タイン４６は支持板２２の研削面側３０から支持板２２の工具面側２２Ｂまで締結用開口部２９を通って延び、屈曲される。各タイン４６の工具面２２Ｂを超えて延在する部分が支持板２２の工具面２２Ｂに沿って延在するように内向き（または外向き）に屈曲される。こうして、タイン４６が支持板２２と係合することにより、締結具２４は支持板２２に対して回転方向と軸方向の両方において固定される。支持板２２の締結用開口部２９は、後述するように、支持板２２に締結具２４を装着する際に形成されるのが一般的である。従って、締結具２４はタイン４６を支持板２２に押し通せるだけの剛性を有すると同時に、タイン４６を工具面２２Ｂに沿って屈曲できるだけの柔軟性を有する材料から形成する必要がある。
【００２３】
タイン４６を用いて締結具２４を支持板２２に装着し、締結具２４を定位置に保持することによって、本発明の研磨ディスクの組付け方法を簡単にすることができる。研磨ディスク１０の製造方法については、例えば支持板２２を手作業または自動的に（機械を用いて）選択し、この支持板２２を回転スピンドルに装着することによって行うことができる。スピンドルは接着剤の塗布を行い易いように一定速度で回転させると良い。接着剤の塗布は例えば手作業で行っても良いし、自動的に行っても良い。塗布する接着剤の量は、例えば回転速度、塗布時間、接着剤の流量、プラスチック製支持板２２に付ける列の数等によって調節することができる。このような係数は、例えば支持板の直径や支持板に付着する研磨材料の種類などによって影響を受けるものである。その後プラスチック製支持板２２を例えば手作業によってまたは自動的に別のステーションに割り出し、そこで例えば形成する研磨ディスクの種類などに応じて、支持板に矩形状の研磨材フラップを添付してフラップディスクを形成したり、研磨材料から成る研磨リングを支持板に配置したりするなどの方法で研磨材料を支持体に添付する。研磨材料は、例えばジグやプレス等を用いて支持板上の中心に配置しても良いし、その他の方法で配置しても良い。一般には、接着剤は硬化性の材料とし、締結具２４を例えば手作業によりまたは自動的に支持板２２の中心開口部２６を通って配置する前または後に硬化させる。
【００２４】
支持板２２をリベット打ちジグに配置して中心開口部２６の配向を行う。固定具２４は中心開口部２６に配置して、該開口部２６によって規定される円周とほぼ同心となるように配向を行う。リベット固定具（不図示）に圧力を加えると、このリベット固定具はタイン４６を支持板２２に押し通しながら支持板２２と締結具２４を定位置に保持すると共に、タイン４６を折り曲げて、支持板２２と締結具２４との間で確実な取り付けを行う働きをする。
【００２５】
上述の方法は、締結具を支持板に取り付ける例示的な方法である。当該技術分野で公知のその他の方法を用いても、本発明の精神および目的から逸脱することはない。例えば、締結具を工具面から研削面へと中心開口部を通って延設しても良い。また、例えば米国特許第４，２４５，４３８号（ヴァンバレン・ジュニア（ｖａｎ  Ｂｕｒｅｎ，  Ｊｒ．））に記載されているようなグリット・ロック（Ｇｒｉｔ−Ｌｏｃｋ）形締結具を用いて、上述と実質的に同様の方法で支持板に装着しても良い。また、組立ての順序は必ずしも上述の通りとする必要はない（例えば、研磨材料を固着する前に締結具２４を支持板２２に固定しても良い）。
【００２６】
締結具を支持板に圧入することにより、クイックチェンジ締結具を研磨ディスクに経済的に挿入することが可能になっている。締結具は軽量であり、ディスクと同心的に、かつディスクに対して回転自在に固定されるため、締結具を軸に関して着脱する場合、従来は必要であったスパナ等を使用することなく、ディスク全体を回転して着脱することができる。その結果、ユーザの使い勝手が格段に向上し、ディスクが磨耗したり、異なる研磨媒体を使用する必要がある場合などに、研磨ディスクを素早く交換することができる。これまでの支持板は、厳しい研削環境に耐え得る比較的堅固で柔軟性の乏しい材料で形成されていたが、締結具をこのような従来の支持板に圧入しようとすると、支持板に割れを生じることがあった。
【００２７】
図１〜４は本発明による研磨部材の代表例を示したものであり、これ以外の形状および形態を有する構成も本発明の精神および目的から逸脱することはない。本発明による研磨部材（例えばディスク）は、該研磨部材の用途に応じて様々な形状の支持板を持つことができる。例えば、支持板にテーパを付けて、支持板の中心部分が外側部分より厚くなるようにしても良い。支持板の厚さは均等としても不均等としても良い。支持板に圧印加工することもできる。支持板の中央を窪ませる、すなわち外側部分より低くすることもできる。必要であれば支持板の縁部をわざと曲げて「杯状」ディスクとしても良い。支持板の縁部は平滑としても波型としても良い。
【００２８】
支持板を厳しい研削条件下で耐えるだけの強靭さと耐熱性を有するものとして、使用中（例えば研削中、サンダー仕上げ中、研磨中など）に生成される熱によって大きく壊変または変形しないものとする。支持板の一実施形態は、約２００℃以上となる加工物の研磨界面の温度に耐えて動作可能なものとする。温度および圧力に関して「研磨界面」という時は、研磨部材上の研磨材料と加工物との間の接触点において支持板が受ける瞬間的または局部的な温度および圧力を意味する。従って、支持板の平衡温度または全体温度は、動作中の研磨材料と加工物との間の接触点における瞬間的または局部的温度より低くなるのが普通である。
【００２９】
支持板を十分に強靭なものとして、研磨部材の製造時および使用時に遭遇する力によって割れまたは破砕を生じないようにする。すなわち、支持板は締結具の圧入に動作的に耐えるだけでなく、研削作業の使用時に加工物の研磨界面にかかる約７ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力、好ましくは１３．４ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力に耐えるものとするのが好ましい。本発明の各実施形態は、典型的な研削条件、また好ましくは厳しい研削条件に耐えるだけの十分な柔軟性を示す支持板を使用している。「十分な柔軟性」とは、支持板が有意の恒久的変形を生じることなく屈曲でき、かつ元の形状に戻ることができることを意味する。すなわち、研削作業によっては、「柔軟性を有する」支持板とは、支持板の恒久的変形を伴うことなく加工物の輪郭に沿って屈曲することができ、かつ加工物に対して押圧された時に研削力を有効に伝達できるだけの強さを有するものを意味する場合もある。
【００３０】
本発明の各実施形態は、米国材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）（ＡＳＴＭ）規格Ｄ７９０（１９９１年発行）の試験方法に記載の手順に従って、２５．４ｍｍ（幅）×５０．８ｍｍ（ジグ渡り）×０．８〜１．０ｍｍ（厚さ）の試料サイズを用いた環境条件において測定した曲げ弾性率が約９０００ｋｇ／ｃｍ２以上であり、変位速度が４．８ｍｍ／分である支持板を使用している。支持板の実施形態の中には、約９０００ｋｇ／ｃｍ２から約１４１，０００ｋｇ／ｃｍ２の曲げ弾性率を有するものもある。曲げ弾性率が約９０００ｋｇ／ｃｍ２未満であると低すぎて、所望の程度の研磨性能を得ることができなくなる。また、曲げ弾性率が約１４１，０００ｋｇ／ｃｍ２を超えると、一般に硬すぎて加工物の輪郭に十分に沿えなくなる。
【００３１】
簡単に言うと、ＡＳＴＭ−Ｄ７９０試験方法は、それぞれが円筒形表面を有する２つの支持部の中間において、円筒形表面を有する負荷用ノーズによる中心負荷を用いる３点負荷システム、あるいはそれぞれの隣接する支点から等間隔を空けて配置された２つの負荷点を用い、負荷点間の距離を支点間距離の３分の１または２分の１とした４点負荷システムの何れかを使用する。試験片を破断が生じるまで、あるいは最大歪が０．０５ｍｍ／ｍｍ（すなわち５％の撓み）に達するまで屈曲させる。曲げ弾性率（すなわち弾性の接線係数）は荷重−撓み曲線の初期勾配によって求められる。
【００３２】
本発明の各実施形態は、十分な曲げ強度を示す支持板を使用している。「十分な曲げ強度」とは、研削条件下だけでなく研磨部材の組立て時の締結具挿入に耐えるだけの剛性を有するものの、支持板に割れが生じて構造的完全性が損なわれるほどの脆性は持たないことを意味する。
【００３３】
支持板が持つ望ましい強靭性は、支持板の衝撃強さを測定することによっても実証することができる。衝撃強さの測定は、ＡＳＴＭ−Ｄ２５６（１９９０年発行、ｂ版）またはＤ３０２９（１９９０年発行）の試験法に記載された手続きに沿って行うことができる。これらの試験方法は、特定サイズの標準試験片を破壊するのに要する力の測定を行うものである。支持板の衝撃強さ（すなわちガードナー衝撃値）あるいは平均破壊エネルギーは、環境条件下において、０．８９ｍｍ厚さの試料に関して約０．４ジュール以上が好ましい。本発明で使用する支持板に関してさらに好ましいガードナー衝撃値は、環境条件下において、０．８９ｍｍ厚さの試料に関して約０．９ジュール以上であり、最も好ましくは、環境条件下において、０．８９ｍｍ厚さの試料に関して約１．６ジュール以上である。
【００３４】
本発明の各実施形態は、望ましい引張り強さを有する支持板を使用している。引張り強さの測定は、物質が裂断することなく耐え得る最大の縦応力を示す測定値である。動作中に研磨部材が接触する恐れのある加工物の不連続部において高い抵抗が生じる結果としての回転破壊および「スナッギング」に対する強度を表すものである。望ましい引張り強度は、約０．７５〜１．０ｍｍの試料厚さに関して、約１５０℃で幅１ｃｍあたり約１７．９ｋｇ以上と定義される。
【００３５】
本発明の各実施形態で使用する支持板は、適正な形状制御を示すと共に、湿度や温度等の環境条件に対する感受性が十分に低いものである。つまり、好ましい支持板とは、広範な環境条件において上に挙げたような特性を有するものということになる。好ましくは、支持板は約１０〜３０℃の温度範囲、および約３０〜５０％相対湿度（ＲＨ）の湿度範囲において上記の特性を有する。より好ましくは、支持板は広範な温度範囲（すなわち０℃未満から１００℃超まで）と広範な湿度範囲（すなわち１０％ＲＨ未満から９０％ＲＨ超まで）において上記の特性を有する。
【００３６】
極端な湿度条件（すなわち約９０％ＲＨより高い高湿度条件、および約１０％ＲＨ未満の低湿度条件）においても、支持板は水分吸収による膨張や水分損失による収縮などの影響を大きく受けることがない。その結果、本発明で使用する研磨部材は大きく変形（例えば凹状または凸状の反りや湾曲など）することがない。
【００３７】
支持板は熱可塑性結合材料（図３の２５）と、有効量の繊維強化材料（図３の２６）とを含む。「有効量の」繊維強化材料とは、上述のような耐熱性、靭性、柔軟性、剛性、形状制御などを少なくとも改善するだけの量の繊維強化材料を該支持板が含有していることを意味する。
【００３８】
好ましくは、支持板に含まれる熱可塑性結合材料の量を、支持板全重量に対して約６０〜９９％の範囲内、より好ましくは約６２〜９５％の範囲内、最も好ましくは約６５〜８５％の範囲内とする。一般的な支持板の場合、残りの部分は主として繊維強化材料であり、硬化した支持板組成物にあるとしてもごく僅かな空隙しか含まない。結合組成物に別の成分を加えても良いが、本発明で使用する支持板の主成分は熱可塑性結合剤と有効量の繊維強化材料である。
【００３９】
一般に、補強材の含量が大きくなるほど支持板は強くなる。しかし繊維補強材が多すぎると、その支持板は所望の用途に関して脆弱になる場合がある。熱可塑性結合材料と繊維強化材料として例えばポリアミド熱可塑性結合材料とガラス強化繊維などを適正に選択することによって、相当高レベルの結合材料を用いて、空隙があってもごく僅かであり、上述のような特性を有する硬化支持板組成物を製造することができる。
【００４０】
必要に応じて、支持板を形成する硬化材料に約０．１％未満の空隙率を持たせる。ここで言う「空隙率」とは、支持板内で空気または気体が占めている（すなわち中実材料が無い）体積のことである。空隙率は、硬化した支持板組成物の実際の密度（質量／体積）と各種成分の算出密度の合計とを比較することによって求めることができる。すなわち、空隙率は［１−（実密度÷算出密度）］×１００に等しくなる。
【００４１】
熱可塑性結合材料は、高温に曝されると軟化して溶解し、環境温度まで冷却されると通常元の状態（すなわち物理的に元の状態）に戻る高分子材料（有機高分子材料等）である。製造プロセスにおいて、熱可塑性結合材料はその軟化温度より上まで加熱され、場合によってはその溶解温度より上まで加熱されて、熱可塑性結合材料が流動化して所望の形状の研磨部材が形成される。支持板の形成後、熱可塑性結合材料は冷却されて固化される。このようにして、熱可塑性結合材料をいろいろな形状および大きさに成形することができる。
【００４２】
支持板の形成は、射出成形など従来の成形技術を用いて熱可塑性材料を付形または成形することによって行うことができる。このような成形技術を用いることによって、従来の「ウェブ」法に比べて構成時に無駄になる材料の量を、低減することができる。また、射出成形を行うことで、支持板の同心性を従来に比べて高めることが可能になる。支持板に同心性を持たせることは、研磨ディスクの使用時に生じるぐらつきの最小化または解消を助ける。さらに、例えば、同心的な支持板は、製造上の許容差が厳しい場合でもこれを守ることを可能にする（研磨材料および締結具の装着時）。さらに、例えば、研磨ディスクの同心性を高くすることで、研削時に発生しがちな縁部の湾曲を最小化または防止することが可能となり、研磨ディスクの効率を高めることができる。
【００４３】
成形技術はまた、製造時の支持板の収縮を抑えると共に、構造部材（例えばリッジなど）を支持板内に一体成形することを可能にするため、（業界で周知の通り）狂いを最小化または防止することができる。
【００４４】
ウェブ製造技術を用いても、支持板の形成を行うことができる。典型的なウェブ製造法では、研磨ディスク用支持板を連続的なウェブの形態で作製した後、所望のディスク形状に切断する。本発明で使用する支持板を製造するには射出成形法を用いる方が良い（製造上の許容差を小さくすると共に材料の無駄を無くすため）が、これを以って従来の「ウェブ」法が使用できないと言うのではない。逆に、ある種の実施形態の支持板（例えば熱可塑性含浸クロス）を使用する場合には、従来のウェブ法を使用して支持板を形成することが必要になる。
【００４５】
本発明で使用する成形可能な熱可塑性材料は、溶解温度が高く、耐熱性に優れ、高い靭性を有するものとすることにより、これらの材料を含有する支持板組成物を硬化した時に実質的な変形や壊変を生じることなく摩擦条件および締結具の機械的挿入に動作的に耐えるものとすることができる。
【００４６】
硬化した支持板組成物の中には、加工物の研磨界面において、約２００℃以上の温度と、約７ｋｇ／ｃｍ２以上、好ましくは約１３．４ｋｇ／ｃｍ２以上の圧力に耐え得るものがある。成形可能な熱可塑性材料の中には、約２００℃以上、好ましくは約２２０℃以上の融点をもつものがある。また、強靭で耐熱性のある熱可塑性材料の溶融温度は、繊維強化材料の溶融温度より十分に低くする（少なくとも２５℃低く）のが好ましい。こうすることで、結合材料の成形中に繊維強化材料が悪影響を受けることが無くなる。使用に適する熱可塑性材料の中には、水性の環境において通常不溶性の材料も含まれるが、これは研磨ディスクを湿潤面において使用したい場合があるためでもある。
【００４７】
本発明による研磨部材の支持板の製造に適する熱可塑性材料の例として、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンブロック共重合体、アセタールポリマー、ポリアミド、およびそれらの組合せが挙げられる。ポリアミド材料が熱可塑性結合材料として好ましいのは、これらの材料が本質的に強靭で耐熱性が高いことと、好適とされる接着樹脂に対して下塗り処理無しでも優れた接着性を示すこと、比較的安価であることなども理由となっている。
【００４８】
支持板の形成に好ましいとされる熱可塑性材料は、−−Ｃ（Ｏ）ＮＨ−−のアミド基を有することを特徴とするポリアミド樹脂材料である。ナイロン６／６、ナイロン６など、様々な種類のポリアミド樹脂材料（すなわちナイロン）を使用することができる。ナイロン６／６はアジピン酸とヘキサメチレンジアミンとの縮合物である。ナイロン６／６の融点は約２６４℃であり、約７７０ｋｇ／ｃｍ２の引張り強度を有する。ナイロン６はε−カプロラクタムの重合体である。ナイロン６の融点は約２２３℃であり、約７００ｋｇ／ｃｍ２の引張り強度を有する。
【００４９】
本発明による研磨部材の支持板として使用可能な市販のナイロン樹脂の例を挙げると、ミズーリ州セントルイス（Ｓｔ．  Ｌｏｕｉｓ，  ＭＯ）のモンサント（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）社から商品名「ヴィダイン」（ＶＹＤＹＮＥ）で市販されているもの、デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ）のデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社から「ザイテル」（ＺＹＴＥＬ）および「ミンロン」（ＭＩＮＬＯＮ）の商品名で市販されているもの、ニュージャージー州ピスカタウェイ（Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，  ＮＪ）のハルス・アメリカ・インコーポレイテッド（Ｈｕｌｓ  Ａｍｅｒｉｃａ，  Ｉｎｃ．）から「トラガミッドＴ」（ＴＲＯＧＡＭＩＤ  Ｔ）の商品名で市販されているもの、ニュージャージー州モリスタウン（Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，  ＮＪ）のアライド・ケミカル・コーポレーション（Ａｌｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．）から「カプロン」（ＣＡＰＲＯＮ）の商品名で市販されているもの、ペンシルバニア州ピッツバーグ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，  ＰＡ）のモベイ・インコーポレイテッド（Ｍｏｂａｙ，  Ｉｎｃ．）から「ナイデュール」（ＮＹＤＵＲ）の商品名で市販されているもの、ニュージャージー州パーシパニー（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，  ＮＪ）のバスフ・コーポレーション（ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐ．）から「ウルトラミド」（ＵＬＴＲＡＭＩＤ）の商品名で市販されているものなどがある。なお、「ミンロン」（ＭＩＮＬＯＮ）の商品名で市販されているミネラル強化ナイロン６など、ミネラル強化熱可塑性材料も使用できる。
【００５０】
再び繰り返すと、本発明で使用される支持板は熱可塑性結合材料の他に、有効量の繊維強化材料も含む。上述のように、「有効量の」繊維強化材料とは支持板の物理的特性（すなわち耐熱性、靭性、柔軟性、剛性、形状制御など）を少なくとも改善できるだけの分量である。また、繊維強化材料の量は、空隙の数を大きく増加させたり、支持板の構造的完全性を損なうほどには多くしない。支持板に含まれる繊維強化材料の分量は、支持板の重量に対して好ましくは約１〜４５％の範囲、より好ましくは約５〜４０％の範囲、最も好ましくは約１５〜３５％の範囲である。
【００５１】
繊維強化材料は個別の繊維状または繊維束の形状としても良いし、あるいは繊維マットやウェブの形状としても良い。繊維強化材料は例えば個別繊維または繊維束の形状とすると、製造面で有利である。繊維は一般にアスペクト比１００：１以上の細い糸状片と定義される。繊維のアスペクト比とは繊維の長い方の寸法と短い方の寸法の比である。母材が織物または不織布の場合は、マットまたはウェブの形態とすることができる。不織マットは機械的手段、熱手段、または化学的手段により繊維を結合または絡み合わせることにより繊維を不作為に分散させて成る母材である。
【００５２】
本発明の用途において有用な強化繊維の例として、金属繊維または非金属繊維がある。非金属繊維にはガラス繊維、炭素繊維、鉱物繊維、耐熱性有機材料から形成される合成または天然繊維、セラミック材料から形成される繊維などがある。本発明の用途に関して好ましい繊維は非金属繊維であり、より好ましい繊維は耐熱性の有機繊維、ガラス繊維、またはセラミック繊維である。
【００５３】
「耐熱性」有機繊維とは、製造条件および支持板使用条件において融解などの崩壊を生じない有機繊維を意味する。有用な天然有機材料の例として、羊毛、絹、木綿、セルロースが挙げられる。有用な合成有機材料の例としては、ポリビニル・アルコール繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、アラミド繊維、フェノール繊維がある。本発明の用途に関して好ましい有機繊維はアラミド繊維である。アラミド繊維はデラウェア州ウィルミントン（Ｗｅｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ）のデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社から「ケブラー」（ＫＥＶＬＡＲ）および「ノメックス」（ＮＯＭＥＸ）の商品名で市販されている。
【００５４】
一般に、本発明の用途では任意のセラミック繊維を使用することができる。本発明に適するセラミック繊維の例として、ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．  Ｐａｕｌ，  ＭＮ）のスリーエム（３Ｍ）社から「ネクステル（ＮＥＸＴＥＬ）３１２、４４０、６１０、７２０」の商品名で市販されているものがある。
【００５５】
本発明の用途に関して最も好ましい強化繊維は、ガラス繊維であるが、これはガラス繊維の場合被覆した研磨部材に所望の性質を与えることができる上、比較的安価であることなどが理由となっている。また、適当な界面結合剤を設けて、ガラス繊維と熱可塑性材料の接着性を強化している。ガラス繊維は文字の等級で分類されるのが一般的である。例えば、Ｅガラスは電気用、Ｓガラスは強化用である。径の範囲も文字符号で表され、例えばＤサイズは約６μｍ径のフィラメントを表し、Ｇサイズは約１０μｍ径のフィラメントを表す。有用なガラス繊維の等級としては、ＥガラスおよびＳガラスの両方で、Ｄ〜Ｕのフィラメントが含まれる。好ましいガラス繊維は、フィラメント径ＧのＥガラス、およびフィラメント径ＧのＳガラスである。市販のガラス繊維としては、例えばフロリダ州オールズマー（Ｏｌｄｓｍａｒ，  ＦＬ）のスペシャルティ・グラス・インコーポレイテッド（Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｇｌａｓｓ  Ｉｎｃ．）、オハイオ州トレド（Ｔｏｌｅｄｏ，  ＯＨ）のオーウェンズ・コーニング・ファイバーグラス・コーポレーション（Ｏｗｅｎｓ−Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ  Ｃｏｒｐ．）、モンタナ州ロッラ（Ｒｏｌｌａ，  ＭＯ）のモ・サイ・コーポレイション（Ｍｏ−Ｓｃｉ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されているものがある。
【００５６】
ガラス繊維を使用する場合、ガラス繊維と共に界面結合剤（例えばシラン表面処理剤などの表面処理剤）を用いて熱可塑性材料に対する接着力を強化するのが好ましい。シラン表面処理剤の例として、ミシガン州ミッドランド（Ｍｉｄｌａｎｄ，  ＭＩ）のダウ・コーニング・コーポレイション（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐ．）から「Ｚ−６０２０］および「Ｚ−６０４０］の商品名で市販されているものがある。
【００５７】
１００μｍ程度の短い長さ、あるいは１本の連続繊維として必要な長さの繊維材料を使用することによって利点を得ることができる。繊維の長さは好ましくは約０．５ｍｍ〜約５０ｍｍ、より好ましくは約１ｍｍ〜約２５ｍｍ、最も好ましくは約１．５ｍｍ〜約１０ｍｍである。好ましい繊維に関する繊維強化材料の細さの程度を表すデニール数は、約１〜約５０００デニール、一般には約１〜約１０００デニールである。より好ましい繊維デニール数は約５〜約３００の間であり、最も好ましくは約５〜約２００の間である。デニール数は使用する繊維強化材料の種類によって大きく影響されることが理解されよう。
【００５８】
繊維強化材料は熱可塑性材料全体に分散させることができる（すなわち、熱可塑性材料の表面のみに埋設するのではなく、支持板本体の全体に分散する）。これは支持板本体の全体の強度と耐摩耗性を強化することを目的とするものである。支持板本体の熱可塑性材料全体に繊維強化材料を分散させた構造は、個別の繊維または繊維束を用いても、あるいは出来上がりの支持板の大きさとほぼ等しい大きさの繊維マットまたはウェブを用いても構成することができる。ここに示す好ましい実施形態では、支持板に繊維強化材料を含まない領域が存在する場合があるが、繊維強化材料は支持板全体にほぼ均等に分散させるのが好ましい。
【００５９】
繊維補強材料は所望に配向でき、本発明に有利に適用することができる。すなわち、繊維を不作為に分散しても良いし、所望の方向に伸びるように配向して、強度および耐摩耗性を強化するようにすることもできる。配向を行う場合には、裂断を回避しようとする方向に対して横断する方向に（±２０°）繊維が全体的に延在するように配向させるのが一般的である。
【００６０】
支持板にはさらに有効量の強化剤を含ませても良い。ある種の用途には強化剤を含ませることが好ましい。強化剤の主な目的は、支持板の衝撃強さを高めることにある。「有効量の強化剤」とは、支持板を過度に柔軟にすることなく支持板の靭性を少なくとも高めるだけの量の強化剤が存在することを意味する。本発明で使用する支持板には、上述の望ましい衝撃試験値を達成できるだけの強化剤を含ませるのが好ましい。
【００６１】
本発明の各実施形態は、支持板の重量に対して約１％〜約３０％の強化剤を含む支持板を使用することができる。好ましい強化剤（耐衝撃性改良剤）の量は約５〜１５重量％である。支持板に含まれる耐衝撃性改良剤の量は、どの耐衝撃性改良剤を使用するかによって変わる。例えば、支持板に所望の特性を与えるためには、強化剤のもつ弾性特性が低いほど、より多くの強化剤が必要となる。
【００６２】
本発明の支持板に所望の剛性を与える強化剤の例として、ゴム系ポリマー（天然ゴムおよび合成エラストマー）と可塑剤を挙げることができる。
【００６３】
強化剤（すなわちゴム強化剤および可塑剤）の例として、トルエンスルホンアミドの誘導体（例えばイリノイ州シカゴ（Ｃｈｉｃａｇｏ，  ＩＬ）のアクゾ・ケミカルズ（Ａｋｚｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）から「ケトジェンフレックス８」（ＫＥＴＪＥＮＦＬＥＸ  ８）の商品名で市販されているＮ−ブチル−トルエンスルホンアミドとＮ−エチル−ｐ−トルエンスルホンアミドの混合物など）、スチレンブタジエン共重合体、ポリエーテル主鎖ポリアミド類（例えばニュージャージー州グレンロック（Ｇｌｅｎ  Ｒｏｃｋ，  ＮＪ）のアトケム（Ａｔｏｃｈｅｍ）社から「ペバックス」（ＰＥＢＡＸ）の商品名で市販されている）、ゴム−ポリアミド共重合体（デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ）のデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社から「ザイテルＦＮ」（ＺＹＴＥＬ  ＦＮ）の商品名で市販されている）、スチレン−（エチレンブチレン）−スチレンの官能基化３ブロック重合体（例えばテキサス州ヒューストン（Ｈｏｕｓｔｏｎ，  ＴＸ）のシェル・ケミカル・カンパニー（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．）から「クラトン（ＫＲＡＴＯＮ）  ＦＧＩ９０１」の商品名で市販されている）、およびそれらの混合物が挙げられる。この群のうち、ゴム−ポリアミド共重合体とスチレン−（エチレンブチレン）−スチレンの３ブロック共重合体がより好ましいが、その理由としてこれらの物質が支持板および本発明の製造方法に有利な特性を与えることがある。ゴム−ポリアミド共重合体が最も好ましいとされるのは、本発明で使用する支持板に有利な衝撃特性と研削特性が与えられるためである。
【００６４】
支持板を射出成形により形成する場合、強化剤の添加は強化剤のペレットを他の成分と混合したドライブレンドの形で行うのが一般的である。この方法は、強化剤のペレットと繊維を含有する熱可塑性材料のペレットとをタンブルブレンドする工程を含むのが普通である。より好ましい方法では、熱可塑性材料と強化繊維と強化剤を適当な押出し機の中で配合し、この配合物をペレット化し、こうして形成したペレットを射出成形機に送入する工程を含む。強化剤と熱可塑性材料の市販組成物も、例えばニュージャージー州パーシパニー（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，  ＮＪ）のバスフ・コーポレーション（ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐ．）から「ウルトラミド」（ＵＬＴＲＡＭＩＤ）の商品名で入手可能である。特に、「ウルトラミド（ＵＬＴＲＡＭＩＤ）Ｂ３ＺＧ６」は強化剤とガラス繊維を含む本発明において有用なナイロン樹脂である。
【００６５】
本発明で使用する支持板は、上記の材料の他、必要とされる最終性質に応じて有効量の他の材料または成分を含むことができる。例えば、支持板は形状安定剤（すなわち熱可塑性結合材料に関して上に示した融点より高い融点を有する熱可塑性ポリマー）を含むことができる。使用に適する形状安定剤として、ポリ（フェニレンスルフィド）、ポリイミドおよびポリアラミドが挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましい形状安定剤の一例がポリフェニレンオキシドとナイロンのブレンドであり、例えばマサチューセッツ州ピッツフィールド（Ｐｉｔｔｓｆｉｅｌｄ，  ＭＡ）のジェネラル・エレクトリック（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）から「ノリル（ＮＯＲＹＬ）ＧＴＸ９１０」の商品名で市販されている。ただし、研磨布紙構造の中にフェノール系のメークコートおよびサイズコートをしようする場合には、ポリフェニレンオキシドとナイロンのブレンドはフェノール樹脂系接着剤とナイロンとの間に不均等な相互作用が生じ、形状安定効果を逆転してしまうため好ましくない。この不均等な相互作用は、ポリフェニレンオキシドとナイロンの均等なブレンドを獲得するのが困難なことから生じるものである。
【００６６】
本発明の用途により支持板に任意に添加し得るその他の材料として無機または有機充填材がある。無機充填材は鉱物充填材とも呼ばれるものである。充填材は、一般には約１００μｍ未満、好ましくは５０μｍ未満の粒径を有する粒状材料と定義される。本発明の用途に有用な充填材の例として、カーボンブラック、炭酸カルシウム、シリカ、メタ珪酸塩、氷晶石、フェノール充填材、ポリビニル・アルコール充填材などがある。充填材を用いる場合、充填材は強化繊維の間を充填し、割れが支持板に広まるのを防止する働きがあると理論付けられる。一般に、充填材の使用量は支持板の重量に対して約２０％を超えることはないが、有効量以上の充填材を用いるのが好ましい。ここで「有効量」というのは、充填はするものの硬化後の支持板の引張り強度を減少させない程度の量を意味する。
【００６７】
この他、本発明の一定の用途で支持板に任意に添加できる有用な材料または成分として、顔料、油、帯電防止剤、難燃剤、熱安定剤、紫外線安定剤、内部潤滑剤、抗酸化剤、加工助剤がある。所望の結果を得るために必要なもの以外はこれらの成分を使用しないのが普通である。
【００６８】
その他、支持板用に適する材料の例が米国特許第５，３１６，８１２号（スタウトら（Ｓｔｏｕｔ  ｅｔ  ａｌ．））および同５，６６９，９４１号（ピーターソン（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ））に記載されている。
【００６９】
繊維強化材料と組合わせて結合材料を使用することにより、支持板材料に強度と柔軟性が与えられ、従来の研磨ディスクに使用されていた支持板（例えば熱可塑性含浸クロス）に比較してより薄く軽量にすることができる。本発明研磨ディスクの支持板がもつ機械的性質により、支持板に割れを生じることなく締結具を支持板に嵌合することが可能になると共に、支持板は過酷な研削環境に耐え得るだけの強さを維持することができる。
【００７０】
支持板は、研磨ディスクの工業規格サイズである直径３インチ（７．６２ｃｍ）から７インチ（１７．７８ｃｍ）の略円形とするのが好ましい。しかし、当業者であれば理解されるであろうが、その他の大きさとしても良く、その場合も本発明の精神および目的から逸脱することはない。支持板の厚さは一般に約２０ミル（０．５１ｍｍ）〜約７０ミル（１．７８ｍｍ）、より好ましくは約４０ミル（１．０２ｍｍ）〜約５５ミル（１．４０ｍｍ）、最も好ましくは約５０ミル（１．２７ｍｍ）である。
【００７１】
支持板を薄くすることで、さらなる利点が得られる。例えば、薄くて丈夫な支持板を有する研磨ディスクを製造することで、研磨ディスクの重量を減少することができる。多くの工業的な研削用途で回転数を高くすることが求められている。研磨ディスクを軽量にすることで、研磨ディスクを回転させるのに必要な力を減少させることができる。従って、同じ量の力で生み出される毎分回転数（ＲＰＭ）が増加する。また、研磨ディスクの重量を小さくすることによって、オペレータにかかる重量が減少し、作業員の疲れを減じることができる。さらに、支持板を薄くすると製造に要する材料が減少できるため、本質的に安価となる。
【００７２】
本発明で使用する支持板は、軽量のねじ無し締結具の使用を可能にし、これを支持板に打ち抜くことができる。構造部材を支持板内に成形することで、支持板の重量を実質的に増大することなく支持板の構造強度が強くなる。これらの特長が全て、工具の全体的重量の減少につながり、作業員の疲れを減らすことができる。
【００７３】
本発明の研磨部材に使用する研磨材料は、環状の形態として支持板に装着するようにすることができる。本発明研磨ディスクの一実施形態では、研磨材料が個々のフラップ（図２の５０に示す）の上に塗布される。これらのフラップが重なり合い、支持板に接着されて、当該技術分野において公知であり、図１〜３に示す「フラップディスク」が形成される。フラップの配置は、研磨ディスクを工具（図１の１２）に取り付けて加工面と接触させた時に、研磨ディスクの回転が研磨フラップを加工面と摩擦させるように行う。
【００７４】
本発明による研磨部材の他の実施形態では、研磨布紙、接着研磨材、不織布研磨材など異なる研磨材料を使用する場合があり、いずれも当該技術分野で公知の材料である。
【００７５】
本発明による例示的な研磨ディスクの別の例を示したのが図４である。研磨ディスク１１０は、図１〜３に関連して説明したように、研磨材料１２２と、締結具１２４と、接着剤１３８（接着剤１３８の内側ビード１４０を含む）を含む。図４の研磨材料１２０は不織布研磨材として示されている。不織布研磨製品（例えば図４に示すようなもの）は一般に、開口気孔高重合体フィラメント構造体の全体に研磨粒子を分散させると共に有機結合剤によりその中に接着した構造体を備えている。フィラメントの例としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリアラミド繊維などがある。
【００７６】
研磨層、研磨材料等の製造技術は、これらを構成する材料と同様に当該技術分野で公知となっている。（米国特許第４，３１４，８２７号（ライサイザーら（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，５１８，３９７号（ライサイザーら（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，６２３，３６４号（コットリンガーら（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，７４４，８０２号（シュワベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））、同第４，７７０，６７１号（モンローら（Ｍｏｎｒｏｅ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，８８１，９５１号（ウッドら（Ｗｏｏｄ  ｅｔ  ａｌ．）、同第５，０１１，５０８号（ワルドら（Ｗａｌｄ  ｅｔ  ａｌ））、同第５，１３９，９７８号（ウッド（Ｗｏｏｄ））、同第５，２０１，９１６号（バーグら（Ｂｅｒｇ  ｅｔ  ａｌ．））、同第５，３６６，５２３号（ローウェンハーストら（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ  ｅｔ  ａｌ．））、同第５，４２９，６４７号（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、同第５，４９８，２６９号（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、同第５，５５１，９６３号（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、同第４，３１１，４８９号（クレッスナー（Ｋｒｅｓｓｎｅｒ））、同第４，６５２，２７５号（ブローチャーら（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，７９９，９３９号（ブローチャーら（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，７３４，１０４号（ブロバーグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ））、同第４，７３７，１６３号（ラーキー（Ｌａｒｋｅｙ））、同第５，２０３，８８４号（スタウトら（Ｓｔｏｕｔ  ｅｔ  ａｌ．））、同第５，４９６，３８６号（ブロバーグら（Ｂｒｏｂｅｒｇ  ｅｔ  ａｌ．））、同第５，６０９，７０６号（ベネディクトら（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ  ｅｔ  ａｌ．））、同第５，９６１，６７４号（ガリアルディら（Ｇａｇｌｉａｒｄｉ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，５４３，１０７号（ルー（Ｒｕｅ））、および同第２，９５８，５９３号（フーバーら（Ｈｏｏｖｅｒ  ｅｔ  ａｌ．））を参照されたい）。
【００７７】
研磨層の形成に適する有機結合材料には熱硬化性有機ポリマーが含まれる。適当な熱硬化性有機ポリマーの例として、フェノール樹脂、ユリヤ−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、α，β−不飽和カルボニル側基を有するアミノプラスト樹脂、エポキシ樹脂、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、およびそれらの組合せがある。結合材料および／または研磨製品はまた、繊維、潤滑剤、湿潤剤、チキソトロープ物質、界面活性剤、顔料、染料、帯電防止剤（例えばカーボンブラック、酸化バナジウム、黒鉛など）、表面処理剤（例えばシラン、チタネート、アルミン酸ジルコンなど）、可塑剤、懸濁剤等の添加剤を含むことができる。これら任意の添加剤の量は、所望の性質が得られるように選択される。表面処理剤は研磨粒子および／または充填材に対する接着性を高めることができる。結合剤の化学的性質は、熱硬化、放射線硬化、あるいはそれらの組合せとすることができる。結合剤の化学的性質のその他の詳細については、例えば米国特許第４，５８８，４１９号（コールら（Ｃａｕｌ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，７５１，１３７号（タミーら（Ｔｕｍｅｙ  ｅｔ  ａｌ．））、および同第５，４３６，０６３号（フォレットら（Ｆｏｌｌｅｔｔ  ｅｔ  ａｌ．））等に記載されている。
【００７８】
一般に、研磨粒子のモース硬度は少なくとも５、６、７、８、９、あるいは１０とする。使用に適する研磨粒子の中には、溶融酸化アルミニウム（白色溶融アルミナ、熱処理酸化アルミニウム、褐色酸化アルミニウムなど）、炭化珪素、炭化硼素、炭化チタン、ダイアモンド、立方晶窒化硼素、ガーネット、溶融アルミナ・ジルコニア、ゾル−ゲル法による研磨粒子などがある。ゾル−ゲル法による研磨粒子は有核としても無核としても良い。同様に、ゾル−ゲル法による研磨粒子は不作為に成形しても良いし、桿状、三角形などの形状を持たせても良い。ゾル・ゲル研磨粒子の例としては、米国特許第４，３１４，８２７号（ライサイザーら（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，５１８，３９７号（ライサイザーら（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，６２３，３６４号（コットリンガーら（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，７４４，８０２号（シュワベル（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））、同第４，７７０，６７１号（モンローら（Ｍｏｎｒｏｅ  ｅｔ  ａｌ．））、同第４，８８１，９５１号（ウッドら（Ｗｏｏｄ  ｅｔ  ａｌ．））、同第５，０１１，５０８号（ワルドら（Ｗａｌｄ  ｅｔ  ａｌ））、同第５，０９０，９６８号（ペロー（Ｐｅｌｌｏｗ））、同第５，１３９，９７８号（ウッド（Ｗｏｏｄ））、同第５，２０１，９１６号（バーグら（Ｂｅｒｇ  ｅｔ  ａｌ．））、同第５，２２７，１０４号（バウアー（Ｂａｕｅｒ））、同第５，３６６，５２３号（ローウェンハーストら（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ  ｅｔ  ａｌ．））、同第５，４２９，６４７号（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、同第５，４９８，２６９号（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））、および同第５，５５１，９６３号（ラーミー（Ｌａｒｍｉｅ））に記載のものがある。研磨粒子は研磨凝集粒の形態で存在させることもできる。
【００７９】
図１〜４に示した研磨ディスクの各実施形態では、研磨材料２０、１２０が接着剤３８、１３８によって支持板２２、１２２にそれぞれ接着される。研磨材２０、１２０の半径方向および軸方向の厚さは所望の用途および研磨材料の種類によって変わる。
【００８０】
本発明による研磨部材による研磨は、乾式、湿式の何れででも行うことができる。湿式研磨の場合、液体の導入または供給は軽い霧の形で行って最終的に浸水を達成することができる。通常使用される液体の例としては、水、水溶性油、有機潤滑剤、エマルジョンがある。この液体は研磨に伴う熱を低下させる働きおよび／または潤滑剤としての働きをする。殺菌剤、泡止め剤など少量の添加剤を含ませても良い。
【００８１】
本発明による研磨部材を用いて、アルミニウムおよびアルミニウム合金、炭素鋼、軟鋼、工具鋼、ステンレス鋼、硬化鋼、黄銅、チタン、ガラス、セラミック、木材、木質材料、プラスチック、塗料、塗装面、有機塗布面等の加工物の研磨を行うことができる。
【００８２】
以上、好ましい実施形態を参照しながら本発明について説明したが、当業者には理解されるように、本発明の精神および目的から逸脱することなく形状および細部における変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明による研磨部材の一例１０を工具に装着した状態を示す斜視図。
【図２】図１の本発明による研磨部材の一例を示す平面図。
【図３】図２における研磨部材の３−３線に沿って取った断面図。
【図４】本発明による研磨部材の別の例を示す断面図。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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