(57)【要約】  研磨物品の製造方法。研磨剤粒子は、複数のスロットを画定する複数の壁を含む分配ツールに充填される。各スロットは、ツールの下側に開いている。充填された粒子は、下側の下にあり、ツールに対して移動するバッキングウェブの主表面に、分配ツールから分配される。ツールから分配された粒子の少なくとも大多数が、各粒子が最初にスロットの１つに入る配向シーケンスを受ける。次に粒子は、第１の部分が下側を越えて主表面と接触し、かつ第２の部分がスロット内にあるように、部分的にスロットを通過する。次にシーケンスは、ウェブがツールに対して移動する一方で、粒子の滞留期間中に壁の１つと主表面とに同時に接触したままとなることを含む。
2018520895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨物品を製造するための方法であって、
研磨剤粒子を分配ツールに充填することであって、前記分配ツールは複数のスロットを画定する複数の壁を含み、前記複数のスロットの各々は前記分配ツールの下側に開いている、充填することと、
前記分配ツールの前記下側の直下に位置すると共に前記分配ツールに対して移動するバッキング構造ウェブの主表面上に、前記分配ツールから研磨剤粒子を分配することと、を含み、
前記分配ツールから分配された前記研磨剤粒子のうちの少なくとも大多数は、前記研磨剤粒子のうちの少なくとも大多数の各研磨剤粒子が、
ａ）前記複数のスロットの１つに入り、
ｂ）前記研磨剤粒子の第１の部分が前記下側を越えて前記主面と接触し、前記研磨剤粒子の第２の部分が前記スロット内にあるように、対応するスロットを部分的に通過し、
ｃ）前記ウェブが前記分配ツールに対して移動する間の滞留期間に、前記壁のうちの少なくとも１つと前記主表面とに同時に接触したままとなる、粒子の配向シーケンスを受ける、方法。
【請求項２】
研磨剤粒子を分配する前記ステップにおいて、前記スロットのそれぞれの中に同時に複数の前記研磨剤粒子がある、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
研磨剤粒子を分配する前記ステップが、対応する配向シーケンスの一部として複数の研磨剤粒子が前記主表面と前記壁の第１の壁とに同時に接触することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
研磨剤粒子を分配する前記ステップが、前記分配ツールを振動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記分配ツールが、前記移動するウェブの機械方向に沿って振動される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
研磨剤粒子を充填する前記ステップが、研磨剤粒子を前記分配ツールに連続的に充填することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のスロットの各々が、幅及び深さよりも大きい長さを画定し、更に前記分配ツールが、前記スロットの各々の前記長さの方向が、前記移動するウェブの機械方向と実質的に平行となるように配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スロットの各々が、前記分配ツールの入口側から前記分配ツールの出口側に長さ方向に延在し、前記移動するウェブの機械方向に対して、前記入口側が前記出口側の上流側に位置され、更に充填の前記ステップが前記研磨剤粒子を前記入口側に導くことを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記分配ツールから分配される前記研磨剤粒子の少なくとも７５％が、前記粒子の配向シーケンスを受ける、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記分配ツールから分配される前記研磨剤粒子の少なくとも９０％が、前記粒子の配向シーケンスを受ける、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記分配ツールから分配される前記研磨剤粒子の１００％未満が、前記粒子の配向シーケンスを受ける、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記分配ツールに充填するための研磨剤粒子の供給分を提供することであって、研磨剤粒子の前記供給分の研磨剤粒子が、公称最大長さ、公称最大高さ、及び公称最大厚さを有し、前記公称最大長さ及び前記公称最大高さが、前記公称最大厚さよりも大きく、更に前記スロットの各々の幅が前記公称最大長さ及び前記公称最大高さ未満である、提供することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記スロットの各々の前記幅が、前記公称最大厚さよりも大きい、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記スロットの各々の前記幅が、前記公称最大厚さの少なくとも１２５％である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記研磨剤粒子のうちの少なくとも一部のための前記配向シーケンスが、
前記主表面を第１の空間的配向で最初に接触させることと、
前記第１の部分が前記主表面と接触したままとなり、かつ前記第２の部分が前記対応するスロットの領域内にあるときに、第２の空間的配向に自己調整することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
自己調整の前記ステップが、前記研磨剤粒子が前記対応するスロットの前記壁の１つと接触するまで、前記研磨剤粒子が、少なくとも部分的に重力のために前記主表面に対して傾くことを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記分配ツールから研磨剤粒子を分配する前記ステップの後、前記分配された粒子が前記分配ツールと接触しなくなると共に、前記方法が、前記分配された研磨剤粒子のうちの少なくとも一部が、少なくとも部分的に重力のために前記主表面に対して傾くことを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記バッキング構造ウェブが、バッキングの主表面に沿ったメークコートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
研磨物品を製造するためのシステムであって、
複数のスロットを画定する複数の壁を含み、前記スロットの各々は分配ツールの下側に開いている、分配ツールと、
前記分配ツールの前記下側の直下で機械方向にバッキング構造ウェブを操作するように構成される、ウェブ送出し装置とを含み、
前記スロットの各々が長さ、深さ、及び幅を画定し、前記長さは前記深さよりも大きく、前記深さは前記幅よりも大きく、
更に前記分配ツールは、前記ウェブ送出し装置に対して前記スロットの各々が、
前記深さが前記機械方向に対して実質的に垂直で、
前記長さが前記機械方向に対して実質的に平行で、
前記幅が前記深さ及び前記長さに対して実質的に直交するように配置される、システム。
【請求項２０】
前記複数の壁の各々が、第２の端部の反対側の第１の端部を画定し、前記壁は、前記第１の端部が前記分配ツールの前記下側で位置が合うように配置される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記複数の壁の各々が、前記第１及び前記第２の端部の間の高さを画定し、更に前記壁が交互に異なる高さを有する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記複数の壁が、第１の壁と、前記第１の壁の直近で隣接する第２の壁と、前記第２の壁の直近で隣接すると共に前記第１の壁の反対側にある第３の壁とを含み、更に前記第１及び前記第２の壁の高さが、前記第２の壁の高さよりも大きい、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１の壁の前記第２の端部が、前記第３の壁の前記第２の端部と位置を合わせられ、前記第２の壁の前記第２の端部が、前記第１及び前記第３の壁の前記第２の端部から、前記下側の方向にオフセットされる、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記分配ツールを振動させるために、前記分配ツールに接続される振動装置を更に含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２５】
前記分配ツールが、出口側の反対側にある入口側を画定し、前記機械方向に対して、前記入口側が前記出口側の上流に位置され、前記システムが、
前記入口側に隣接して配置される排出口端部を有する研磨剤粒子供給装置を更に含む、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は研磨物品に関する。より詳細には、本開示は、研磨物品の製造の一部として、バッキング上に研磨剤粒子を配置するためのツール、システム、及び方法に関する。
【０００２】
一般に被覆研磨物品は、バッキングに固定された研磨剤層を有する。研磨剤層は、研磨剤粒子及び研磨剤粒子をバッキングに固定するバインダーを含む。被覆研磨物品の汎用種の１つは、メークコートすなわちコート層、サイズコートすなわちサイズ層、及び研磨剤粒子から構成される研磨剤層を有する。このような被覆研磨物品の製造において、硬化性メーク樹脂を含むメーク層前駆体がバッキングの主表面に適用される。次に研磨剤粒子の少なくとも一部が硬化性メーク樹脂に埋め込まれ、硬化性メーク樹脂の少なくとも一部が硬化して、研磨剤粒子をバッキングの主表面に接着する。次いで、硬化性サイズ樹脂を含むサイズ層前駆体が、少なくとも部分硬化した硬化性メーク樹脂及び研磨剤粒子の上に適用される。続いで、硬化性サイズ樹脂前駆体が硬化して、硬化性メーク樹脂が任意で更に硬化する。
【０００３】
研磨剤粒子をバッキング構造（例えば、メーク層前駆体で被覆されたバッキング）の主表面に適用することは、バルク供給される研磨剤粒子がホッパーを通して送られて主表面上に重力によって、（例えばメーク層前駆体の上又は中に）落ちる、落下コーティング技法によって実現されることが多い。主表面に接触する際の研磨剤粒子の空間的配向は、全方向で全体的に不規則である。代替として、静電コーティング（ｅコート）がよく知られており、一般に、研磨剤粒子を主表面上へ（例えばメーク層前駆体の上又は中へ）重力に対して垂直に進ませるために、静電界を利用する。静電コーティングによって、研磨剤粒子の一方向の配向に影響を与えることが可能で、それによって、各研磨剤粒子の長手方向の寸法がバッキング表面に対して実質的に直立（起立）する。しかし、静電コーティングは落下コーティングよりも高価であり、かつ全てのタイプの研磨剤粒子に実用可能ではない（例えば比較的大きい研磨剤粒子を一様に静電的にコーティングするのは困難である）。
【０００４】
上記の観点から、研磨物品の製造の一部として、研磨剤粒子をバッキング構造に適用するための、改善されたシステム及び方法に対する要望が存在する。
【発明の概要】
【０００５】
本開示のいくつかの態様は、研磨物品の製造方法を対象とする。方法は、研磨剤粒子を分配ツールに充填することを含む。分配ツールは、複数のスロットを画定する複数の壁を含む。スロットの各々は、分配ツールの下側に開いている。充填された研磨剤粒子は、分配ツール下側の直下に位置すると共に分配ツールに対して移動するバッキング構造ウェブの主表面上に、分配ツールから分配される。分配ツールから分配された研磨剤粒子の少なくとも過半数は、各粒子がまず、スロットの１つに入るよう、粒子の配向シーケンスを受ける。次に粒子は対応するスロットを部分的に通過し、その結果研磨剤粒子の第１の部分は下側を越えて主表面と接触し、かつ研磨剤粒子の第２の部分はスロット内にある。次に粒子の配向シーケンスは、バッキング構造ウェブが分配ツールに対して移動する間の滞留期間中に、研磨剤粒子が壁のうちの少なくとも１つと主表面と同時に接触したままとなることを含む。いくつかの実施形態において、方法は、複数の研磨剤粒子が、同時にそれぞれのスロットの中に位置され、大まかにそれぞれのスロットに対して整列することを含む。他の実施形態において、配向のシーケンスは、第２の部分が対応するスロットの範囲内にある間に、研磨剤粒子が主表面と最初に接触した後に、自然の再配向（例えば傾く）を経ることを含む。更に他の実施形態において、スロットの幅は研磨剤粒子の公称高さ及び公称長さ未満だが、公称厚さよりも大きい。
【０００６】
本開示の他の態様は、研磨物品の製造システムを対象とする。システムは、分配ツール及びウェブ送出し装置を含む。分配ツールは、複数のスロットを画定する複数の壁を含む。スロットの各々は、分配ツールの下側に開いている。ウェブ送出し装置は、分配ツールの下側の直下で、バッキング構造ウェブを機械方向に操作するよう構成される。スロットの各々は、長さ、深さ、及び幅を画定する。スロットの長さはスロット深さよりも大きく、スロット深さはスロット幅より大きい。スロットの各々について、スロット深さが機械方向に対して実質的に垂直であり、スロット長さは機械方向に対して実質的に平行であり、かつスロット幅はスロット深さ及び長さに対して実質的に直交するように、分配ツールがウェブ送出し装置に対して配置される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本開示の原理による研磨物品の、製造システムにおける一部の簡略図である。
【０００８】
【図２Ａ】本開示の原理に基づく、図１のシステムに有用である分配ツールの一部の斜視図である。
【０００９】
【図２Ｂ】図２Ａのツールの端面図である。
【００１０】
【図２Ｃ】図２Ａのツールの上面図である。
【００１１】
【図３Ａ】研磨物品の製造のため、及び研磨剤粒子をウェブ上に分配するためのシステムの一部である、図２Ａにおける分配ツールの側面図である。
【００１２】
【図３Ｂ】図３Ａの配置の上面図である。
【００１３】
【図３Ｃ】図３Ａの配置の端面図である。
【００１４】
【図４】本開示のツール、システム、及び方法に有用な研磨剤粒子の斜視図である。
【００１５】
【図５Ａ】図４の研磨剤粒子と相互作用する、図２Ａの分配ツールの一部の上面図である。
【００１６】
【図５Ｂ】図５Ａの配置の端面図である。
【００１７】
【図５Ｃ】図５Ａの配置の側面図である。
【００１８】
【図６Ａ】異なる配向の研磨剤粒子を有する図５Ａ〜図５Ｃの配置を示す図である。
【図６Ｂ】異なる配向の研磨剤粒子を有する図５Ａ〜図５Ｃの配置を示す図である。
【図６Ｃ】異なる配向の研磨剤粒子を有する図５Ａ〜図５Ｃの配置を示す図である。
【００１９】
【図７】研磨物品の製造のためのシステムの一部であり、図４の研磨剤粒子と相互作用する図２Ａの分配ツールの拡大側面図である。
【００２０】
【図８Ａ】本開示のツール、システム、及び方法に有用な別の研磨剤粒子の平面図である。
【００２１】
【図８Ｂ】図８Ａの研磨剤粒子の端面図である。
【００２２】
【図８Ｃ】図８Ａの研磨剤粒子の側面図である。
【００２３】
【図９Ａ】バッキングに付着した図８Ａの研磨剤粒子の側面図である。
【００２４】
【図９Ｂ】研磨物品の製造のためのシステムの一部であり、図８Ａの研磨剤粒子と相互作用する図２Ａの分配ツールの側面図である。
【００２５】
【図９Ｃ】後の時点における図９Ｂの配置を示す図である。
【００２６】
【図９Ｄ】図９Ｂの配置の端面図である。
【００２７】
【図１０Ａ】本開示のツール、システム、及び方法に有用な別の研磨剤粒子の平面図である。
【００２８】
【図１０Ｂ】図１０Ａの研磨剤粒子の端面図である。
【００２９】
【図１０Ｃ】図１０Ａの研磨剤粒子の側面図である。
【００３０】
【図１１Ａ】図１０Ａの研磨剤粒子を含む研磨物品の断面図である。
【００３１】
【図１１Ｂ】図１０Ａの研磨剤粒子をバッキングに適用している、図２Ａの分配ツールの一部の拡大端面図である。
【００３２】
【図１２Ａ】研磨物品を製造するためのシステムの一部であり、図１０Ａの研磨剤粒子と相互作用する、図２Ａの分配ツールの端面図である。
【図１２Ｂ】研磨物品を製造するためのシステムの一部であり、図１０Ａの研磨剤粒子と相互作用する、図２Ａの分配ツールの端面図である。
【００３３】
【図１３Ａ】本開示のツール、システム、及び方法に有用な別の研磨剤粒子の平面図である。
【００３４】
【図１３Ｂ】図１３Ａの研磨剤粒子の端面図である。
【００３５】
【図１３Ｃ】図１３Ａの研磨剤粒子の側面図である。
【００３６】
【図１４Ａ】図１３Ａの研磨剤粒子と連携する、本開示の原理に基づく分配ツールの上面図である。
【図１４Ｂ】図１３Ａの研磨剤粒子と連携する、本開示の原理に基づく分配ツールの上面図である。
【００３７】
【図１５Ａ】本開示のツール、システム、及び方法に有用な別の研磨剤粒子の平面図である。
【００３８】
【図１５Ｂ】図１５Ａの研磨剤粒子の端面図である。
【００３９】
【図１５Ｃ】図１５Ａの研磨剤粒子の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本開示の態様は、研磨物品を製造するためのツール、システム、及び方法に関し、詳細には研磨剤粒子をバッキング構造に適用するための装置及び方法に関する。参照として図１は、研磨物品の製造に一般的に利用される、他の構成要素又は装置とともに分配装置２２を含む、本開示の原理に基づいた研磨物品の製造のためのシステム２０の一部を示す。例えば、研磨物品の製造は通常、バッキング構造ウェブ２４を移動通路又は機械方向２６に沿って動かす構造、及び機構（例えばローラー、コンベアベルトなど）を含む。バッキング構造ウェブ２４は様々な形態を想定することができ、いくつかの実施形態では、メークコート前駆体樹脂３０（又は他の樹脂若しくは接着剤）が適用されたバッキング２８を含む。例えば、図１の非限定の配置により、バッキング２８はコーティング機３２を越えて進む。コーティング機３２はメークコート前駆体樹脂３０をバッキング２８の主表面３４に適用し、それによってバッキング構造ウェブ２４（例えば被覆されたバッキング）を作る。他の実施形態において、分配ツール２２に送達されることによって、バッキング構造ウェブ２４を作るための複数のコーティングを、バッキング２８に適用することができる。更に別の実施形態において、バッキング構造ウェブ２４はバッキング２８のみから構成される（すなわち、分配装置２２と相互作用する前には、バッキング２８は樹脂コーティングの実施を受けない）。研磨剤粒子３６（理解を助けるため、図１ではそのサイズは大きく誇張されている）は、分配装置２２によってバッキング構造ウェブ２４の主表面３８に適用される。分配装置２２は、それ以外には、供給分４０からの研磨剤粒子３６を以下に記載するように分配する。研磨剤粒子３６を適用された後、バッキング構造ウェブ２４は分配装置２２を出て、任意で更なる処理（例えばサイズコート４２の適用、通常の手段による追加の研磨剤粒子の適用（例えばｅコート）、研削助剤の適用、スーパーサイズコートの適用、硬化、切断など）を受けて、被覆研磨物品のような最終的な研磨物品を生み出す。
【００４１】
分配装置２２は、適用され、その後主表面３８に接合される研磨剤粒子３６のうちの少なくとも過半数に、大まかに偏向された配向及び整列をもたらすように、構成される。このことを念頭に、本開示の原理に基づき、分配装置２２（図１）に有用、又は分配装置２２として有用である分配ツール５０の一実施形態の一部が、図２Ａ〜図２Ｃに簡略化されて示される。一般的に、分配ツール５０は複数の壁６０を含む。壁６０は、直近で隣接する壁６０の間でスロット６２が画定されるように、互いに離隔される。説明を容易にするため、図では壁６０のサイズに対するスロット６２のサイズは誇張されている。分配ツール５０は、研磨剤粒子（図示せず）を分配ツール５０の下側６４（図２Ａ及ぶ図２Ｂを全体的に参照）から、研磨剤粒子を大まかに配向かつ整列するように分配するよう構成される。例えば、以下でより詳細に記載されるように、壁６０は、スロット６２が実質的に同様の幅ＷＳ（例えば互いに１０％以下だけ変化するスロット６２の幅ＷＳ）を有するように配置される。この幅は、研磨剤粒子を下側６４における空間的配向に大まかに偏向するように、研磨剤粒子の想定される公称寸法に従って選択される。
【００４２】
壁６０は細長く、比較的硬質の材料（例えば金属、プラスチック、セラミックなど）で形成された、実質的に平坦（例えば正確な平坦構造の１０％以内）な部材である。壁６０は、様々な方法で互いに対して維持され得る。例えば、分配ツール５０は、各壁６０それぞれの反対側にある両端部に組立てられる取付け部材７０ａ、７０ｂを含むことができる。参照として、取付け部材７０ａ、７０ｂが図２Ｃで示され、図２Ａでは省略されている。取付け部材７０ｂの１つが、図２Ｂで仮想線によって示されている。正確な構成にかかわらず、取付け部材７０ａ、７０ｂは壁６０を実質的に平行に維持する（例えば壁６０は、互いの正確な平行関係の１０％以内に配置される）。それらの実質的に硬質である特性によって、壁６０は、最終の組立て及び使用する際に、取付け部材７０ａ、７０ｂによって規定された実質的に平行な配置を、自らが維持する。
【００４３】
取付け部材７０ａ、７０ｂは、それらの間の直線距離が壁６０の各々の有効長さＬＷ並びにスロット６２の各々の有効長さＬＳを画定し、壁６０の各々の一部を覆ってよく、又は含包してよい。スロット６２の各々の長さＬＳは、以下でより詳細に記載されるように、分配ツール５０とともに使用される研磨剤粒子（図示せず）の想定される公称寸法に従って選択され、多数の研磨剤粒子を同時に受けるのに十分なスロット長さＬＳを含む。
【００４４】
壁６０の各々は、反対側にある第１の縁部８０と第２の縁部８２（図２Ｂでは８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂと示されている）との間の直線距離として画定される、高さＨＷ（以下で明白となる理由のため、図２ＢではＨＷａ及びＨＷｂと示す）を有する。壁６０の各々の細長い形状は、対応する壁高ＨＷよりも大きい有効壁長さＬＷを含む（壁高ＨＷは対応する壁６０の両縁部８０、８２間の直線距離として画定される）。各スロット６２の深さＤＳは、スロット６２を画定する、直近に隣接する壁６０の高さＨＷによって画定され、かつ分配ツール５０に使用される研磨剤粒子（図示せず）の想定される公称寸法、並びに以下で記載される他の最終用途パラメータに従って選択される。いくつかの実施形態において、壁高ＨＷは同一ではない。例えば、図２Ｂで最もよく示されるが、複数の壁６０は、第１の壁６０ａと第２の壁６０ｂとを交互に配置して含むことができる。第１の壁６０ａの高さＨＷａは、第２の壁６０ｂの高さＨＷｂよりも高い。壁６０ａ、６０ｂは、対応する第１の縁部８０ａ、８０ｂが下側６４で互いに実質的に位置が合うように配置される。次に、異なる高さのため、第２の壁６０ｂの第２の縁部８２ｂは、第１の壁６０ａの第２の縁部８２ａと、下側６４の方向にずれている。交互の高さＨＷａ、ＨＷｂ、及び詳細には第１の縁部８０ａ、８０ｂの互いに対する空間的配置の交互のずれは、以下の記載のように、研磨剤粒子がスロット６２に入るよう促すのを助ける。代替として、３つ以上の異なる壁高ＨＷを分配ツール５０に取り入れることができる。更に他の実施形態において、壁６０は全て同一の高さを有することができる。
【００４５】
分配ツール５０は、最終的な組立ての際、及び研磨物品の製造システム２０（図１）の一部として使用する際に、研磨剤粒子（図示せず）がスロット６２に充填されることになり、その後研磨剤粒子がスロット長さＬＳ方向にスロット６２に対して動かされるように構成される。したがって、分配ツール５０は、スロット長さＬＳと等しい長さ方向ＤＬを、入り口側９０から出口側９２へ提供するものとして見なすことができる。図２Ｂは出口側９２の端面図であり、（別の方法で出口側９２で組立てられた）取付け部材７０ｂが、（図２Ｂの配向に対して）壁６０の第１の縁部８０ａ、８０ｂの上で終端するのを反映している。換言すると、取付け部材７０ｂは分配ツール５０の下側６４へは延びず、スロット６２の各々の一部は、以下で明白となる理由のため、出口側９２において取付け部材７０ｂに対して開かれている。入り口側９０の取付け部材７０ａは、第１の縁部８０ａ、８０ｂに対して同様の関係を有してもよく、又は有さなくてもよく、代替として下側６４へ延びることができる。
【００４６】
分配ツール５０は、１０枚の壁６０を含むものとして示されているが、これよりも多いか又は少ない他の任意の数も同様に許容される。更に一般的に、分配ツール５０に提供される壁６０の数は、以下で更に詳細に記載されるように、所望のスロット幅ＷＳ及びバッキング構造ウェブ２４（図１）の寸法（例えばウェブの断面幅）の関数として選択される。更に他の実施形態において、分配装置２２（図１）は、フレーム又は同様の構造に対して直列に組立てられる、２つ以上の分配ツール５０を含むことができる。
【００４７】
研磨物品の製造システム２０の一部として、分配ツール５０を組込むことが、全体的に図３Ａ〜図３Ｃに反映されている。分配ツール５０は、バッキング構造ウェブ２４の直近に隣接して（例えば、以下に更なる詳細が記載されるような距離だけ僅かに上に）位置される。細長い壁６０は（したがってスロット６２も）、機械方向２６に（例えば正確な整列関係の１０％以内に）実質的に整列する（例えば、長さ方向ＤＬは、機械方向２６に実質的に整列するか又は平行（例えば正確な整列又は平行関係の１０％以内）となる）。
【００４８】
使用中、研磨剤粒子３６の供給分１００（全体的に参照される）は、入口側９０において又はその近隣で、分配ツール５０の上に充填される。個々の研磨剤粒子３６は、スロット６２の寸法によって規定された大まかな空間的配向が実現された際のみに、スロット６２のそれぞれに入る。例えば、図３Ａ〜図３Ｃにおける第１の研磨剤粒子３６ａは、スロット６２ａに入るように空間的配向され、その一方で第２の研磨剤粒子３６ｂの空間的配向は、いずれのスロット６２に入ることも妨げる。参照として、供給分１００の充填は、大量の研磨剤粒子３６を重力によって分配ツール５０上に注ぐこと、又は漏斗状のもので送ること（例えば振動フィーダ、ベルト駆動による落下コーティング機などを介して）を含むことができ、このように充填された個々の研磨剤粒子３６は不規則な任意の空間的配向を呈する。個々の研磨剤粒子３６は、繰り返し１つ以上の壁６０に接触するため、個々の研磨剤粒子３６は向きが逸れて新たな空間的配向を呈し、最終的に大まかに整列し、スロット６２の１つに入るために適した空間的配向を呈する。大まかな整列及び配向を促すのを助けるために、分配装置２２（図１）は、分配ツール５０に接続された振動装置１０２を含むことができ、研磨剤粒子３６が好適な配向を得てスロット６２の１つに落ちるまで、研磨剤粒子３６を分配ツール５０の表面上の周りで振動させる。振動が提供される場合、振動の方向は壁６０の面とすることができる。不規則な振動は、分配ツール５０を通る研磨剤粒子３６の質量流量を減らし、研磨剤粒子３６が分配ツール５０を出るときに、適用された研磨剤粒子３６の多くを引き倒すことがある。更に、図３Ｃで最も良く示されるように、第１の縁部８０ａ、８０ｂが互いから交互に（高さ方向に）ずれる任意の実施形態では、研磨剤粒子３６は、スロット６２の１つに入るのに適切な空間的配向を呈するように自然に促進され、それによって、研磨剤粒子３６の分配ツール５０の上部における「架橋現象」を軽減させ、分配ツール５０を通る研磨剤粒子３６の質量流量を増加させる。図３Ａ〜図３Ｃにかかわらず、及び図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、大量の研磨剤粒子３６は任意の一時点において個々のスロット６２の１つの中に配置され得る。
【００４９】
一旦必要な空間的配向が実現すると、そのように配置された研磨剤粒子３６は対応するスロット６２を通過して、バッキング構造ウェブ２４の上に落ち、少なくとも部分的にそこに接合される（例えば図３Ａ及び図３Ｂで識別される第３の研磨剤粒子３６ｃ）。分配ツール５０の下側６４は、研磨剤粒子３６の最大寸法よりも小さい間隙Ｇだけ、バッキング構造ウェブ２４と離隔される。したがって適用された研磨剤粒子３６ｃの一部は、対応するスロット６２内に残る。バッキング構造ウェブ２４は、分配ツール５０に対して機械方向２６に駆動され、それによって適用された研磨剤粒子３６ｃは、分配ツール５０に対して、バッキング構造ウェブ２４の移動とともに対応するスロット６２内で自由に摺動して移動する。この移動の間、分配ツール５０の壁６０のうちの１つ以上は、適用された研磨剤粒子３６ｃを支持して、空間的配向の明白な変化を受けるのを防ぐ（例えば適用された研磨剤粒子３６ｃが対応するスロット６２に対して垂直方向に明白に傾くか、又は回転するのを防止する）。出口側９２を越えて移動する際に、今や研磨剤粒子３６はより強くバッキング構造ウェブ２４に接合され（例えば図３Ａ及び図３Ｂで識別される研磨剤粒子３６ｄ）、分配ツール５０によって規定された、大まかに偏向された配向及び整列を維持する。換言すると、本開示のシステム及び方法は、適用された研磨剤粒子３６ｃが、分配ツール５０の長さ分を移動して、出口側９２を越え進むまでの滞留期間にわたって、バッキング構造ウェブ２４と分配ツール５０の１つ（又はそれより多く）の壁６０とに、同時に接触することを含む。
【００５０】
いくつかの実施形態において、分配ツール上に供給又は充填された供給分１００に含まれる研磨剤粒子３６の一部は、上述の大まかに偏向された配向及び整列シーケンス又はステップを受けない。例えば、供給分１００が入口側９０で分配ツール５０上に流れるとき、個々の研磨剤粒子は出口側９２の方向へ壁６０から離脱し又は「跳ね返る」場合がある。必ず個々の研磨剤粒子３６が、壁６０から離脱し又は跳ね返り、出口側９２を越え、バッキング構造ウェブ２４上に載る。図３Ｂは、スロット６２の１つを通過せずにバッキング構造ウェブ２４に固着した、不規則な研磨剤粒子３６ｅの一例を示す。研磨物品の製造者及び最終的な使用者は、偏向されない研磨剤粒子３６ｅの不規則な発生を好むことがある。したがって、本開示のシステム及び方法は、分配ツール５０に充填される際に、供給分１００に含まれる研磨剤粒子３６の内、少なくとも過半数、任意で少なくとも７５％、８５％、９０％、又は９５％が粒子の配向シーケンスを受けることを含む。粒子の配向シーケンスにおいて、１）研磨剤粒子がスロット６２の１つに入り、２）研磨粒子の一部が、研磨粒子の第１の部分が下側６４を越えてバッキング構造ウェブ２４の主表面３８に接触し、第２の部分がスロット６２内にあるように、対応するスロットを通過し、３）バッキング構造ウェブ２４が分配ツール５０に対して移動する滞留期間に、研磨粒子が壁６０のうちの少なくとも１つと主表面３８とに同時に接触したままとなる。分配ツール５０に充填された供給分１００に含まれる研磨剤粒子３６の１００％未満は、いくつかの実施形態において粒子の配向シーケンスを受ける。
【００５１】
本開示の分配ツールによって提供される、大まかに偏向された配向及び整列は、研磨剤粒子の主軸及び寸法を参照することによって特徴付けることができる。図４は、一般的で非限定の研磨剤粒子３６の例であり、その外側形状は、３つの直交する面における研磨剤粒子の最大寸法を表わす粒子の最大長さ、最大高さ、及び最大厚さＬＰ、ＨＰ、ＴＰの寸法を画定する。粒子の最大長さ、最大高さ、及び最大厚さＬＰ、ＨＰ、ＴＰは、研磨剤粒子３６の形状の関数であり、この形状は同一であってもよく、同一でなくてもよい。本開示は、いかなる特定の研磨剤粒子の形状、寸法、型などを限定するものではないが、本開示に有用ないくつかの代表的な研磨剤粒子が、以下で更に詳細に記載される。しかし、いくつかの形状では、研磨剤粒子３６の「高さ」は、「幅」と称する方が一般的な場合がある。研磨剤粒子３６が、互いに反対にある主表面１０４（そのうちの１つは視認される）、互いに反対側にある長側面１０６（そのうちの１つは視認される）、及び互いに反対にある短側面１０８（そのうちの１つは視認される）を有し、任意の矩形プリズム形状として図４に示される。正確な形状にかかわらず、任意の研磨剤粒子を、粒子の最大長さＬＰを任意の一面における最大の寸法として、粒子の最大高さＨＰを最大長さＬＰの面に直交する任意の面における最大寸法として、並びに最大厚さＴＰ最大長さＬＰ及び最大高さＨＰに直交する第３の面における最大寸法として、表わすことができる。粒子の最大長さＬＰが粒子の最大高さＨＰ以上であり、粒子の最大高さＨＰが粒子の最大厚さＴＰ以上である。本開示に有用な研磨剤粒子は、「長さ」、「高さ」、「厚さ」という用語が径に含まれるような、円又は球の外形を有することができる。
【００５２】
研磨剤粒子３６の形状は、粒子のＸＰ軸、ＹＰ軸、及びＺＰ軸（粒子のＸＰ軸、ＹＰ軸、及びＺＰ軸が互いに直交する）が画定され得る図心を画定する。図４の決まり事として、粒子ＺＰ軸は最大高さＨＰと平行であり、ＹＰ軸は最大長さＬＰと平行であり、かつＸＰ軸は最大厚さＴＰと平行である。参照として、粒子のＸＰ軸、ＹＰ軸、ＺＰ軸は、バッキング構造ウェブ２４（図３Ａ）から独立した単独の対象物として、研磨剤粒子３６のために識別される。一旦バッキング構造ウェブ２４に適用されると、研磨剤粒子３６の「ｚ軸回転配向」は、粒子及び粒子が９０°の角度で付着するバッキングを通過するｚ軸の周りの、粒子による角度回転によって画定される。
【００５３】
本開示の分配ツールによって影響された、大まかに偏向された配向は、研磨剤粒子の空間的配置の粒子のＺＰ軸周りの回転配向の範囲、及び粒子のＹＰ軸周りの回転配向の範囲を、規定又は制限することを伴う。大まかに偏向された配向は、粒子のＸＰ軸周りの回転配向を規定又は制限しない。例えば、図５Ａはスロット６２の１つの中の研磨剤粒子３６の上面図を提供する。対向する壁６０が、研磨剤粒子３６のＺＰ軸周りの回転配向を、研磨剤粒子３６の仮想表示によって反映された範囲に制限する。同様に、図５Ｂはスロット６２内の研磨剤粒子３６の端面図である。大まかに偏向された配向は、対向する壁６０が研磨剤粒子３６のＹＰ軸周りの回転配向を、研磨剤粒子３６の仮想表示によって反映された範囲内に制限することを含む。最後に図５Ｃは、（全体的に参照される）スロット６２内の研磨剤粒子３６の、壁６０の１つに対する側面図である（スロット６２の対向する壁が示されていないことを理解されたい）。研磨剤粒子３６はＸＰ軸周りで自由に任意の回転配向を呈することができる（１つの考えられるＸＰ軸周りの回転配向が図５Ｃに仮想で表わされる）。
【００５４】
スロット６２及び研磨剤粒子３６の寸法によっては、研磨剤粒子３６は、研磨剤粒子３６の長側面１０６がスロット長さＬＳと平行、かつ短側面１０８がスロット深さＤＳと平行に不規則に配置された図５Ａ及び図５Ｂの表示から、粒子のＹＰ軸及びＺＰ軸が９０°回転されるように、スロット６２内で「適合」することができる。図６Ａ〜図６Ｃは、短側面１０８がスロット長さＬＳと平行、かつ長側面１０６がスロット深さＤＳと平行である、別の考えられる配置である。再度、大まかに偏向された配向が、研磨剤粒子が粒子のＹＰ軸及びＺＰ軸周りの配向範囲に制限されて実現される。研磨剤粒子３６は、ＸＰ軸周りの任意の回転配向を呈することができる。
【００５５】
上記の全体的な説明を念頭に、並びに図２Ａ〜図２Ｃ、及び図４を参照して、壁６０及びスロット６２の寸法は、処理される研磨剤粒子３６の想定される外形又は寸法の関数として選択されることが想起される。更に一般的に、壁６０及びスロット６２の寸法は、処理される研磨剤粒子の最大長さＬＰ、最大高さＨＰ、及び最大厚さＴＰに基づいて選択される（特定の研磨剤粒子のバルク供給は、同一のサイズ及び形状の研磨剤粒子を含むとされることが理解される。しかし、必ずバルク供給内における個々の研磨剤粒子は、許容内で僅かに互いと異なる寸法を有する。したがって、本開示に記載されるバルク供給の研磨剤粒子を分配するための、壁６０及びスロット６２の寸法を選択するとき、バルク供給の全ての研磨剤粒子の「寸法」は、バルク供給の公称寸法を参照することができる。）
【００５６】
壁６０及びスロット６２の寸法は一般に、スロット幅ＷＳが少なくとも研磨剤粒子の最大長さＬＰ未満で、任意で研磨剤粒子の最大高さＨＰ未満になるように構成され、スロット６２のうちの１つに入って通過する前に、研磨剤粒子３６が大まかに偏向された配向を実現する必要があるよう規定し、以下で記載するように、壁６０が研磨剤粒子３６を偏向された配向に支持する役割を更に担う。適用される研磨剤粒子３６の、より正確な粒子のＺＰ軸及びＹＰ軸の回転配向を規定するように、スロット幅ＷＳは最大厚さＴＰに近似することができる（すなわちスロット幅ＷＳが最大厚さＴＰに接近すると、研磨剤粒子３６がスロット６２内に呈することができ、更に「適合」することのできるＺＰ軸及びＹＰ軸の回転配向の考えられる範囲が低減される）一方で、いくつかの実施形態において、スループット時間を向上させるためにスロット幅ＷＳが、粒子の最大長さ、最大高さＬＰ、ＨＰに超過せずに接近しながら、最大厚さＴＰより大きい（すなわちより大きいスロット幅ＷＳを提供することによって、研磨剤粒子３６は不規則でより大きい範囲のＺＰ軸及びＹＰ軸の回転配向を呈することができ、更にスロット６２の１つに入り／通過し、それによって、個々の研磨剤粒子３６が適切な空間的配向を得るのを「より容易」にし、分配ツール５０を通る研磨剤粒子３６の質量流量を改善する）。例えば、（計算値が最大厚さＴＰより大きい限りは）スロット幅ＷＳは最大高さＨＰの５０〜７５％とすることができる。更に他の実施形態において、詰まり（例えばスロット幅ＷＳが最大厚さＴＰの２倍と等しいと、２つの研磨剤粒子３６が互いに並んで整合され、スロット６２の１つの対向する両壁６０の間で合さって詰る）を防ぐために、選択されるスロット幅ＷＳは最大厚さＴＰの非整数倍（すなわちスロット幅ＷＳが最大厚さＴＰ、２ＴＰ、３ＴＰなどと等しくない）である。交互の高さの壁６０ａ、６０ｂを組入れる任意の実施形態では、高い壁６０ａの隣接する対間の幅ＷＴ（図２Ｂで識別される）は、粒子の最大長さＬＰ及び最大高さＨＰより大きくなるように選択され得る。本設計の基準として、単一の研磨剤粒子３６は２つの「高い」点（例えば高い壁６０ａの隣接する第２の端部８２ａ）に架かることはできず、分配ツール５０を通る研磨剤粒子３６の質量流量が著しく増加する。
【００５７】
スロット深さＤＳは、個々の研磨剤粒子３６が所望の大まかに偏向された配向を得ること、及び対応するスロット６２を横断する際にこの配向を維持することをより確実にするために、粒子の最大高さＨＰ（又は、研磨剤粒子の形状が、高さが長さと異なるということを意味しない場合、粒子の最大長さＬＰ）に近似するよう、又は少なくとも大きくなるように選択される。したがっていくつかの実施形態において、壁高ＨWは粒子の最大高ＨＰと少なくとも等しい。壁６０が異なる高さ（例えば図２Ａ〜図２Ｃの非限定の実施形態の、第２の壁６０ｂの高さＨｂは、第１の壁６０ａの高さＨａ未満）を有するとき、いくつかの実施形態において、最も低い壁６０の高さは、最大高さＨＰと少なくとも等しい。他の構成において、スロット深さＤＳは粒子の最大高さＨＰ未満であってもよい。
【００５８】
研磨剤粒子３６の寸法は、図７に示されるように、分配ツール５０の下側６４とバッキング構造ウェブ２４との間の間隙Ｇのサイズを決定するためにも利用され得る。詳細には、一旦バッキング構造ウェブ２４と接触すると研磨剤粒子３６の一部が対応するスロット６２の「中に」残り（図７を全体的に参照すると、図７ではスロット６２が壁６０の後ろでは「隠され」ているが、それ以外では図中で視認されることが理解される）、対応する壁６０のうちの少なくとも１つによって確実に支持されるように、間隙Ｇのサイズが決められる。いくつかの実施形態において、及び図４と図６との間の相互参照によると、間隙Ｇのサイズは、粒子の最大高さＨＰの２５〜９０％、代替として粒子の最大高さＨＰの５０〜７５％である。例えば図７において、研磨剤粒子３６は、分配ツール５０によって規定された大まかに偏向された配向を実現して、スロット６２の１つに沿って落ち、バッキング構造ウェブ２４上に配置されている。間隙Ｇが粒子の最大高さＨＰ未満であるため、研磨剤粒子３６の第１の部分１１０はスロット６２内に残り、第２の部分１１２は下側６４を越える。したがって、バッキング構造ウェブ２４の機械方向２６の移動に伴い、研磨剤粒子３６が分配ツール５０に沿って横断するとき、研磨剤粒子３６は、壁６０のうちの少なくとも１つによって支持（すなわち第１の部分１１０が壁６０の内の少なくとも１つに接触）される。他の実施形態において、下側６４がバッキング構造ウェブ２４に更に接近して位置される場合があり、主表面３８と接触することを含む。
【００５９】
本開示の分配ツールを構成するための上記の基準、及び詳細には壁６０、スロット６２、及び間隙Ｇの寸法は、極めて多くの異なる研磨剤粒子構造に適用され得る。例えば、粒子の最大長さ、最大高さ、及び最大厚さＬＰ１、ＨＰ１、ＴＰ１が、図８Ａ〜図８Ｃに１つの代表的な研磨剤粒子２００の形状に対して指定される。研磨剤粒子２００の形状は正三角形プリズムと同質であり、図８Ａで上面図を、図８Ｂで端面図を、及び図８Ｃで側面図を提供する。正三角形プリズム形状であることによって、最大長さＬＰ１及び最大高さＨＰ１は、研磨剤粒子２００の厚さにわたって同一である（すなわち、研磨剤粒子２００は互いに反対側にある主表面２０２、２０４を画定するように見なすことができる。最大長さ及び最大高さＬＰ１、ＨＰ１は、面２０２、２０４の両方に存在する。）最大高さＨＰ１は既知であるか、又は計算することができ、最大長さＬＰ１未満である。最大厚さＴＰ１は、最大長さ及び最大高さＬＰ１、ＨＰ１未満である。研磨剤粒子２００の側面２０６〜２１０は、同一の形状及びサイズを有し、主表面２０２、２０４に対して垂直である。
【００６０】
研磨物品の製造者は、研磨剤粒子２００がバッキング構造ウェブ２４に適用されて、図９Ａで概ね反映されているように「直立」位置で保持されることを好む場合がある（すなわち、粒子の主表面２０２、２０４のうちの１つがバッキング構造の主表面３８に付く非直立の配向と比較すると、研磨剤粒子２００の側面２０６〜２１０のうちの１つが、バッキング構造の主表面３８を背にするか、又は組込まれる。）図２Ａ〜図２Ｃ、及び図８Ａ〜図８Ｃを参照すると、分配ツール５０は、上述と同様に、スロット幅ＷＳを粒子の最大長さ及び最大高さＬＰ１、ＨＰ１未満に、かつ最大厚さＴＰ１より大きく形成することによって、所望の直立位置に研磨剤粒子２００を大まかに偏向するように構成され得る。
【００６１】
個々の研磨剤粒子２００が所望の大まかに偏向された配向を得て、対応するスロット６２を横断する際に、この配向で支持されることをより確実にするように、スロット深さＤＳは、最大高さＨＰ１に近似するか、又はより大きくなるよう選択される。したがっていくつかの実施形態において、壁高Ｈは粒子の最大高さＨＰ１と少なくとも等しい。壁６０が異なる高さ（例えば図２Ａ〜図２Ｃの非限定の実施形態で、第２の壁６０ｂの高さＨｂは第１の壁６０ａの高さＨａ未満である）を有する場合、いくつかの実施形態において、最も低い壁６０の高さは、粒子の最大高さＨＰ１と少なくとも等しい。他の構造において、スロット深さＤＳは、最大高さＨＰ１未満であってよい。
【００６２】
研磨剤粒子２００の寸法は、図９Ｂに示されるように、分配ツール５０の下側６４とバッキング構造ウェブ２４との間の、間隙Ｇのサイズを決定するためにも利用することができる。詳細には、一旦バッキング構造ウェブ２４と接触すると、研磨剤粒子２００の一部が対応するスロット６２（図９Ｂに全体的に参照される）の「中に」残り、対応する壁６０の少なくとも１つによって確実に支持されるように、間隙Ｇのサイズが決められる。いくつかの実施形態において、及び図８Ａと図９Ｂとを相互参照すると、間隙Ｇのサイズは粒子の最大高さＨＰ１の５０〜７５％である。例えば、第１の研磨剤粒子２００ａが図９Ｂで識別される。第１の研磨剤粒子２００ａは、分配ツール５０によって規定された大まかに偏向された配向を実現し、スロット６２の１つに沿って落ち、バッキング構造ウェブ２４上に配置される（すなわち第１の側面２０６が主表面３８に付くか、又は入る）。間隙Ｇは粒子の最大高さＨＰ１未満で、研磨剤粒子２００ａの第１の部分２２０はスロット６２内に残り、第２の部分２２２は下側６４を越える。したがって、研磨剤粒子２００ａがバッキング構造ウェブ２４の機械方向２６の移動に伴い、分配ツール５０に沿って横断するとき、研磨剤粒子２００ａは少なくとも壁の１つに支持（すなわち第１の部分２２０が壁６０のうちの少なくとも１つと接触する）される。
【００６３】
図９Ｂは、研磨剤粒子２００が最初にスロット６２の１つに沿って落下又は落ちると、粒子のＸＰ軸（図４）周りの回転配向が効率的に拘束を解かれ、その結果研磨剤粒子２００が、粒子のＸＰ軸の回転配向の広い範囲において、最初にバッキング構造ウェブ２４に接触できることを更に反映している。例えば、第２の研磨剤２００ｂが斜めの回転配向で最初にバッキング構造ウェブ２４に接触しているのが、図９Ｂで識別される（すなわち側面２０６〜２１０のいずれもが主表面３８と平行ではない）。一旦バッキング構造ウェブ２４と接触すると、研磨剤粒子２００ｂが分配ツール５０に沿って横断するとき、安定した配向を自然に探し、その一方でバッキング構造ウェブ２４によって機械方向２６に引っ張られる。これは、メークコート３０の典型的な重量の「ベースダウン」配向である。図９Ｃは、その後の時点を表わしている。バッキング構造ウェブ２４の移動に伴い、研磨剤粒子２００ｂは、今や側面２０６が主表面３８を背にして、又は主表面３８に入り、自然に安定した配向を得ている。上述と同様、この自己調整された配向において、研磨剤粒子２００ｂの一部はスロット６２（全体的に参照される）内に残り、壁６０の少なくとも１つによって支持される。最後に、図９Ｄの端面図は、分配ツール５０によってもたらされた大まかに偏向された配向がｚ軸の回転配向（すなわち粒子２００を通過し、バッキング２４に対して９０°の角度で粒子３６が付着するバッキング２４を通過する適用された粒子２００のＺ軸周りの角度回転）を制限していることを反映し、ｚ軸の回転配向が全ての研磨剤粒子２００に同一ではないが、規定された範囲に付着した研磨剤粒子２００の各々が示される。
【００６４】
多くの他の研磨剤粒子の形状が、本開示の分配ツール、システム、及び方法に有用である。例えば、粒子の最大長さ、最大高さ、及び最大厚さＬＰ２、ＨＰ２、ＴＰ２が、もう一つの例示的な研磨剤粒子２５０に関して図１０Ａ〜図１０Ｃに示される。研磨剤粒子２５０の形状は正三角形のテーパー状プリズムと同質であり、粒子の最大長さＬＰ２は粒子の最大高さＨＰ２よりも大きい。しかし、厚さにわたるテーパー状の外形は、第１の主表面２５２における研磨剤粒子２５０の寸法を、反対側の第２の主表面２５４における研磨剤粒子２５０の寸法とは異なるように規定する。図によって全体的に反映されたように、最大長さＬＰ２及び最大高さＨＰ２は第２の主表面２５４で確認される。第１の主表面２５２は長さ及び高さの寸法（Ｌｍｉｎｏｒ、Ｈｍｉｎｏｒと示される）を有し、第１の主表面２５２における研磨剤粒子２５０の長さ及び高さは、第２の主表面２５４に存在する、又は測定された最大長さ及び最大高さＬＰ２、ＨＰ２より小さい。最大厚さＴＰ２は最大長さ及び最大高さＬＰ２、ＨＰ２未満である。研磨剤粒子２５０の側面２５６〜２６０は同一の形状及びサイズを有し、「スローピング」として特徴付けることができ、第１の主表面２５２に対する抜け勾配αと、第２の主表面２５４に対する底角βを画定する。例えば研磨剤粒子２５０は、その教示が参照として本明細書に組込まれている、「Ｓｈａｐｅｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｗｉｔｈ  Ａ  Ｓｌｏｐｉｎｇ  Ｓｉｄｅｗａｌｌ」という名称の米国特許出願公開第２０１０／０１５１１９６号に記載されている、任意の構造を呈することができる。
【００６５】
研磨物品の製造者は、研磨剤粒子２５０が、図１１Ａの代表的な適用された研磨物品２７０によって全体的に反映されたような「直立」位置で、バッキング構造ウェブ２４の主表面３８に適用され保持されることを好む場合がある（すなわち、研磨剤粒子２５０の各々の側面２５６〜２６０のうちの１つが、バッキング構造の主表面３８を背にする、又はバッキング構造の主表面３８に組込まれ、研磨剤粒子２５０は全て「傾けた」又は「傾いた」配置を有し、サイズコート４２で覆われる）。図２Ａ〜図２Ｃ及び図１０Ａ〜１０Ｃを更に参照すると、分配ツール５０は、上述と同様にスロット幅ＷＳを粒子の最大長さ及び最大高さＬＰ２、ＨＰ２未満、かつ最大厚さＴＰ２よりも大きく形成することによって、研磨剤粒子２５０を所望の直立して傾けた配向に、大まかに偏向するよう構成され得る。いくつかの実施形態において、スロット幅ＷＳは、例えば粒子の最大高さＨＰ２の５０〜７５％である等、研磨剤粒子２５０が自由に傾けた配置又は傾いた配置を呈することができる程度に十分大きい。
【００６６】
他の実施形態において、スロット幅ＷＳは、研磨剤粒子２５０の外形に基づいて、より正確に計算され得る。研磨剤粒子２５０が同一の正三角形のテーパー状プリズム形状を有する構造では、第１及び第２の主表面２５２、２５４の側縁部の寸法が、抜け勾配α及び底角βとして、測定され得る、又は既知である（「長さ」寸法として役目を果たす）。正三角形の形状及び既知の／測定された長さ寸法によって、第１の主表面２５２の高さＨｍｉｎｏｒは、以下のように計算できる。
Ｈｍｉｎｏｒ＝３１／２／２×Ｌｍｉｎｏｒ
【００６７】
代替として、第１の主表面２５２の高さＨｍｉｎｏｒを測定できる。粒子の厚さＴＰ２が既知又は測定されたとき、次に任意の側面２５６〜２６０の幅ＷＳＦが、以下のように計算される。
ＷＳＦ＝ＴＰ２／ｓｉｎβ
【００６８】
図１１Ｂを参照すると、スロット幅ＷＳが側面幅ＷＳＦの関数として決定され得る。詳細には、傾けた配向（側面２５６〜２６０のうちの１つがバッキング構造ウェブ２４の主表面３８に対して実質的に平行で、したがって壁６０の各々に対して実質的に垂直）における研磨剤粒子２５０の実装面積を収容するために、スロット幅ＷＳは側面幅ＷＳＦに間隙寸法（図１１Ｂでは「Ｃ」で示される）を足したもの以上である必要がある。間隙寸法Ｃは、以下のように計算できる。
Ｃ＝Ｈｍｉｎｏｒ×ｃｏｓβ
【００６９】
したがって、スロット幅ＷＳは以下のように計算できる。
ＷＳ≧ＷＳＦ＋Ｃ、又は、
ＷＳ≧ＴＰ２／ｓｉｎβ＋（Ｈｍｉｎｏｒ×ｃｏｓβ
【００７０】
前の実施形態のように、対応するスロット６２を横断するときに、個々の研磨剤粒子２５０が所望の大まかに偏向された配向を得て、この配向でより確実に支持されるように、スロット深さＤＳは粒子の最大高さＨＰ２（図１０Ａ〜図１０Ｃ）に近似するか、又は大きくなるように選択される。研磨剤粒子２５０の寸法は、分配ツール５０の下側６４とバッキング構造ウェブ２４との間の間隙Ｇのサイズを決定するためにも利用され得る。詳細には、一旦バッキング構造ウェブ２４と接触すると、研磨剤粒子２５０の一部が対応するスロット６２の「中に」残り、対応する壁６０のうちの少なくとも１つによって確実に支持されるよう、間隙Ｇはサイズが決められる。いくつかの実施形態において、間隙Ｇのサイズは最大高さＨＰ２の５０〜７５％である。
【００７１】
複数の研磨剤粒子２５０の適用に分配ツール５０を使用することは、上述と極めて類似する。いくつかの実施形態において、分配ツール５０は、研磨剤粒子２５０が対応するスロット６２に沿って通るときに、粒子のＹｐ軸、ＺＰ軸（図４）の回転配向にかかわらず、１つ以上の壁６０が「傾いた」配向に研磨剤粒子２５０を支持することを伴い、研磨剤粒子２５０が「傾いた」配向に向かって自己復帰できるよう構成され、かつ配置される。例えば図１２Ａは、最初の時点で、種々の研磨剤粒子２５０が種々のスロット６２を落ちて通るところを表わしている。研磨剤粒子２５０ａの第１の粒子が示されており、側面２５６〜２６０のどれもがバッキング構造ウェブ２４の主表面３８に平行ではない回転配向で、主表面３８に接触している。換言すると、第１の研磨剤粒子２５０ａは、上記で参照された、スロット６２に入り部分的に通過するのに十分な、大まかに偏向された配向を得る一方で、研磨剤粒子２５０ａは所望の傾いた配向にはなっていない。一旦バッキング構造ウェブ２４と接触すると、研磨剤粒子２５０ａは、少なくとも一部がメークコート３０に固着する。しかし、メークコート３０の表面張力及び他のパラメータによって、研磨剤粒子２５０ａは自然に傾く。図１２Ｂはこの現象を反映しており、図１２Ａの配置の後の時点を示す。より詳細には、研磨剤粒子２５０ａは、所望の「傾けた」配向に向かって自ら戻り、壁６０の１つとの接触により、この傾けた配置で支持される。
【００７２】
参照として、研磨剤粒子２５０が不規則に対応するスロット６２を落ちて通るとき、研磨剤粒子２５０の各々は最終的な又は完全な傾けた配置を実現するために、必ずしも空間的に位置される必要はない。例えば第２の研磨剤粒子２５０ｂが、図１２Ａ及び図１２Ｂで識別される。図１２Ａの状態では、第２の研磨剤粒子２５０ｂは、壁６０に比較的近くに接近してスロット６２ｂを落下して通る。第２の研磨剤粒子２５０ｂはバッキング構造ウェブ２４の主表面３８に接触し（図１２Ａ）、次に自ら傾いて図１２Ｂの配置となる。示されたように、第２の研磨剤粒子２５０ｂは、完全に傾けた配置を実現する前に壁６０と接触する（すなわち側面２５６は主表面３８と平行ではない）。しかし、後で分配ツール５０を出る際（すなわち第２の研磨剤粒子２５０ｂがいずれの壁６０とも接触しなくなるとき）に、メークコート３０は、第２の研磨剤粒子２５０ｂが所望の傾けた配置に自己移動しやすいよう、十分な流動性を残す。
【００７３】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、本開示の分配ツールによって大まかに偏向された配向を伴い、研磨剤粒子２５０が規定された粒子のＹＰ軸、ＺＰ軸の範囲内の異なる空間的配置を不規則に呈することができることも示す。例えば、第３の研磨剤粒子２５０ｃが識別され、第１及び第２の研磨剤粒子２５０ａ、２５０ｂと比べて約１８０°（粒子のＺＰ軸周りに）空間的に配置されているところが示される。
【００７４】
いくつかの他の研磨剤粒子の形状は、本開示に等しく有用である。更なる非限定の例によって、粒子の最大長さ、最大高さ、及び最大厚さＬＰ３、ＨＰ３、ＴＰ３が、図１３Ａ〜図１３Ｃでは別の代表的な研磨剤粒子３００に対して指定される。研磨剤粒子３００は二等辺三角形のテーパー状プリズムと同質である。最大長さＬＰ３は最大高さＨＰ３よりも大きい。テーパー状の外形は、第１の主表面３０２の長さ及び高さが、反対側の第２の主表面３０４と異なるように規定し、上述のように最大長さ及び最大高さＬＰ３、ＨＰ３は第２の主表面３０４において見出される、又は測定される。最大厚さＴＰ３は、最大長さ及び最大高さＬＰ３、ＨＰ３未満である。図２Ａ〜図２Ｃを更に参照すると、上述と同様に、分配ツール５０は、スロット幅ＷＳが粒子の最大長さＬＰ３未満で、任意で粒子の最大高さＨＰ３未満だが粒子の最大厚さＴＰ３より大きいように、構成され得る。例えば図１４Ａは、スロット幅ＷＳが最大高さＨＰ３未満（したがって最大長さＬＰ３未満）である１つの構造を示している。その結果、研磨剤粒子３００は、最大長さＬＰ３又は最大高さＨＰ３が常に長さ方向ＤＬに対して垂直となるように空間的に配置されると、スロット６２のいずれにも入ることができない。代替として、研磨物品の製造者が、研磨剤粒子のより広い配向に満足する事情がある場合がある。したがって図１４Ｂに反映されたように、スロット幅ＷＳは、粒子の最大長さＬＰ３未満だが最大高さＨＰ３より大きくなるように選択でき、研磨剤粒子３００がより容易にスロット６２の１つに入るよう、適切な空間的配向を得られる。
【００７５】
上記の説明によって明白なように、本開示の分配ツールは、現在入手可能又は今後開発される任意の精密成型粒子など、多くの研磨剤粒子の形状に有用である。本開示に有用な他の精密成型粒子又は研磨剤粒子の非限定的な例として、「Ｓｈａｐｅｄ，Ｆｒａｃｔｕｒｅｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ，Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ａｒｔｉｃｌｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ」という名称の米国特許出願公開第２００９／０１６９８１６号、「Ｓｈａｐｅｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｇｒｏｏｖｅｓ」という名称の米国特許出願公開第２０１０／０１４６８６７号、「Ｓｈａｐｅｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｗｉｔｈ  Ｌｏｗ  Ｒｏｕｎｄｎｅｓｓ  Ｆａｃｔｏｒ」という名称の米国特許出願公開第２０１０／０３１９２６９号、「Ｄｕａｌ  Ｔａｐｅｒｅｄ  Ｓｈａｐｅｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」という名称の米国特許出願公開第２０１２／０２２７３３３号、「Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｈａｐｅｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ，ａｎｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ」という名称の米国特許出願公開第２０１３／００４０５３７号、及び「Ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ  Ｓｈａｐｅｄ  Ａｂｒａｓｉｖｅ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」という名称の米国特許出願公開第２０１３／０１２５４７７号が挙げられ、これら各々の全教示は参照として本明細書に組込まれている。
【００７６】
更に、本開示のツール、システム、及び方法は、より抽象的又は複雑な研磨剤粒子の形状（例えば破片）にも有用である。例えば、粒子の最大長さ、最大高さ、及び最大厚さＬＰ４、ＨＰ４、ＴＰ４が、図１５Ａ〜図１５Ｃではもう一つの例示的な研磨剤粒子３２０の形状に関して示される。研磨剤粒子３２０は、その反対側の面３２２、３２４が不規則で複雑な形状を有する複雑なプリズムに類似する。粒子の最大長さＬＰ４は粒子の最大高さＨＰ４よりも大きい。粒子の最大厚さＴＰ４は粒子の最大長さ及び最大高さＬＰ４、ＨＰ４未満である。図２Ａ〜図２Ｃを更に参照すると、上述と同様に、分配ツール５０はスロット幅ＷＳが最大長さＬＰ４未満、任意で最大高さＨＰ４未満だが最大厚さＴＰ４よりも大きいように構成され得る。
【００７７】
形状にかかわらず、本開示のツール、システム、及び方法は、広い範囲の研磨剤粒子材料に有用である。代表的で有用な研磨剤粒子としては、酸化アルミニウムのような溶融アルミニウム酸化物系の材料、アルミニウム酸化物セラミック（これには、１種以上の金属酸化物変性剤類、及び／又はシード若しくは核剤が含まれてもよい）、熱処理されたアルミニウム酸化物、炭化ケイ素、共溶融されたアルミナ−ジルコニア、ダイアモンド、セリア、二ホウ化チタン、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、ガーネット、フリント、エメリー、ゾルゲル法で抽出された研磨剤粒子、及びこれらのブレンドが挙げられる。研磨剤粒子は、例えば、個々の粒子、粒塊粒子、研磨剤複合粒子、及びこれらの混合物の形態であってもよい。
【００７８】
図１を再び参照すると、分配ツール５０（及び他の任意の分配装置２２の構成要素）及びその使用から離れて、本開示の研磨物品の製造システム及び方法の他の特徴として、当技術分野で知られている広く様々な形態を想定できる。
【００７９】
例えば、バッキング２８は可撓性バッキングであってよい。好適な可撓性バッキングとして、ポリマーフィルム、金属箔、編布、紙、バルカン繊維、不繊布、発泡体、スクリーン、積層板、及びそれらの組み合わせが挙げられる。可撓性バッキングを有する被覆研磨物品は、シート、ディスク、ベルト、パッド、又はロールの形状であってよい。いくつかの実施形態において、バッキング２８は、被覆研磨物品がループ状に形成されて、好適な研削機で稼働できる研磨ベルトを作れるよう、十分に可撓性を有してよい。
【００８０】
メークコート３０、及び提供される場合にはサイズコート４２は、樹脂性接着剤を含む。メークコート３０の樹脂性接着剤は、サイズコート４２の樹脂性接着剤と同じものでも異なるものでもよい。これらのコートに好適な樹脂性接着剤の例としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、アクリレート樹脂、アミノプラスト樹脂、メラミン樹脂、アクリル酸エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、及びこれらの組み合わせが挙げられる。樹脂性接着剤に加えて、メークコート３０若しくはサイズコート４２、又は両方のコートは、例えば、充填剤、研削助剤、湿潤剤、界面活性剤、染料、顔料、カップリング剤、接着促進剤、及びこれらの組み合わせのような当該技術分野で既知の添加剤を更に含むことができる。充填剤の例としては、炭酸カルシウム、シリカ、タルク、粘土、メタケイ酸カルシウム、ドロマイト、硫酸アルミニウム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００８１】
本開示の分配ツール並びに対応する研磨物品の製造システム及び方法は、以前の設計に対して著しい改善を提供する。研磨剤粒子は不規則に分配ツールに充填される。分配ツールを通過してバッキングに適用することで、研磨剤粒子は大まかに配向され、かつ位置を合わせられ、コスト及びスループット時間の制限を最小にする。更に分配ツールは、配向され、かつ位置を合わせられた研磨剤粒子を滞留期間中に支持して、研磨剤粒子が偏向された配向を保持する可能性を高める。本開示の分配ツールは、任意の型又は形状の研磨剤粒子、特に静電コーティングに好適ではない研磨剤粒子に有用である。
【００８２】
好ましい実施形態を参照しながら本開示を説明してきたが、本開示の趣旨及び範囲から逸脱しない範囲で形態及び細部の変更を行えることは、当業者であれば理解できるであろう。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【国際調査報告】
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