(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部を有するマスク（１３、１９、２０）の片面側に基材（１０Ａ−Ｅ）を、該基材（１０Ａ−Ｅ）が該開口部の少なくとも一部を該片面側で閉鎖すると共に該マスク（１３、１９、２０）の反対側では該開口部が開放されたままになるように、適用する工程と、該マスク（１３、１９、２０）の該開口部の少なくとも一部に所定量の硬質研磨粒子（１２、１８、２４）を配置して該基材上の該マスク（１３、１９、２０）の該開口部中に該硬質研磨粒子（１２、１８、２４）の分布パターンを形成する工程と、該基材上で該パターンを成している該硬質粒子（１２、１８、２４）を焼結可能なマトリックス材（２５、３２）で少なくとも部分的に囲む工程と、該マトリックス材（２５、３２）を加熱して焼結することにより該マトリックス材（２５、３２）に該硬質粒子（１２、１８、２４）を該パターンで保持させる工程とを含んでなる、研磨材料の製造方法であって、
該基材（１０Ａ−Ｅ）が接着性基材であることにより、該マスクの該開口部内の該硬質粒子（１２、１８、２４）の少なくとも一部が、該所定量の硬質粒子（１２、１８、２４）を該マスク（１３、１９、２０）の該開口部の少なくとも一部に配置したときに該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）に付着することを特徴とする、研磨材料の製造方法。
【請求項２】
該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）に付着している該硬質粒子（１２、１８、２４）を焼結可能なマトリックス材（２５、３２）で少なくとも部分的に囲む工程の前に、該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）から該マスク（１３、１９、２０）を除去する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該硬質粒子（１２、１８、２４）を焼結可能なマトリックス材（２５、３２）で少なくとも部分的に囲む工程の前に、該硬質粒子（１２、１８、２４）を配向させるため、該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）に付着している該硬質粒子（１２、１８、２４）に機械力または磁力を適用する工程をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
該焼結可能なマトリックス材（２５、３２）が融合可能な材料をも含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
該マスク（１３、１９、２０）が重合体材料で形成されており、かつ、該マスク（１３、１９、２０）を効果的に消滅させるよう十分に該重合体材料を加熱する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
該硬質粒子（１２、１８、２４）が、ダイヤモンド、立方晶ボロンナイトライド、超硬合金およびセラミック片からなる群より選ばれる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）に付着している該硬質粒子（１２、１８、２４）を焼結可能なマトリックス材（２５、３２）で少なくとも部分的に囲む工程が、該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）の少なくとも片面側に焼結可能なプリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）を配置して該プリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）と該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）とを互いに押し付ける工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
該焼結可能なプリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）の内部に硬質粒子（１２、１８、２４）がランダムに分布している、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）の少なくとも片面側に焼結可能なプリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）を配置する工程が、感圧接着剤テープに焼結可能なマトリックス材（２５、３２）を被覆して焼結可能なマトリックス材（２５、３２）の第１層を提供し、（１）該焼結可能なマトリックス材（２５、３２）の第１層に接着剤を被覆し、（２）別の焼結可能なマトリックス材（２５、３２）を適用し、そしてプリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）が所望の厚さになるまで工程（１）および（２）を繰り返すことにより該プリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）を作製する工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
該マスク（１３、１９、２０）および該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）が連続ストリップ状であり、かつ、該マスク（１３、１９、２０）の片面側に該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）を配置する工程が、該マスク（１３、１９、２０）および該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）の連続ストリップを対向圧縮手段（１６、２２、２９、３０、３１）の間に供給することによって実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）に付着している該硬質粒子（１２、１８、２４）を焼結可能なマトリックス材（２５、３２）で少なくとも部分的に囲む工程が、焼結可能なプリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）の少なくとも１本の連続ストリップを、硬質粒子（１２、１８、２４）の分布パターンを付着させた接着性基材（１０Ａ−Ｅ）の連続ストリップと共に、圧縮手段（１６、２２、２９、３０、３１）の間に供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
焼結可能なプリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）の２本の連続ストリップを、硬質粒子（１２、１８、２４）の分布パターンを付着させた接着性基材（１０Ａ−Ｅ）の各面に１本ずつ、圧縮手段（１６、２２、２９、３０、３１）の間に供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）に付着している該硬質粒子（１２、１８、２４）を焼結可能なマトリックス材（２５、３２）で少なくとも部分的に囲む工程が、焼結可能なプリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）の連続ストリップを、該マスク（１３、１９、２０）および接着性基材（１０Ａ−Ｅ）の連続ストリップと共に、該マスク（１３、１９、２０）の開口部に該硬質粒子（１２、１８、２４）を配置した後に、圧縮手段（１６、２２、２９、３０、３１）の間に供給することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
該マスク（１３、１９、２０）が該研磨材料の一部となり、該焼結可能なマトリックス材（２５、３２）が該マスク（１３、１９、２０）の開口部にパターン状に該硬質粒子（１２、１８、２４）を保持している、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）が感圧接着剤テープである、請求項１または７に記載の方法。
【請求項１６】
該マスク（１３、１９、２０）がメッシュ材料（１９）である、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
該メッシュ材料（１９）がワイヤーメッシュである、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
該硬質粒子（１２、１８、２４）を焼結可能なマトリックス材（２５、３２）で少なくとも部分的に囲む工程が、該マトリックス材（２５、３２）の加熱工程の前に、焼結可能な多孔質プリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）の片面側を接着剤（１０Ａ−Ｅ）で封止する工程と、該多孔質プリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）に所定量の融合可能な粉末を付着させる工程と、該多孔質プリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）を該硬質粒子（１２、１８、２４）に対して配置する工程を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
該メッシュ材料（１９）が該研磨材料の一部となり、該焼結可能なマトリックス材（２５、３２）が該メッシュ材料の開口部にパターン状に該硬質粒子（１２、１８、２４）を保持している、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
開口部に該硬質粒子（１２、１８、２４）を含むメッシュ材料（１９）と囲む焼結可能なマトリックス材（２５、３２）とが、該マトリックス材（２５、３２）の加熱工程の前に、圧力下で圧縮される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
該焼結可能なマトリックス材（２５、３２）の加熱工程中に該焼結可能なマトリックス材（２５、３２）に圧力を加える、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
該メッシュ材料（１９）が、気化温度が低く、該焼結可能なマトリックス材（２５、３２）の加熱工程中に有効に除去される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２３】
該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）が、該メッシュ材料（１９）の片面側において開口部の実質的に全部を閉鎖する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２４】
該接着性基材（１０Ａ−Ｅ）が、接着剤を被覆された焼結可能なプリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）であり、かつ、該開口部において該硬質粒子（１２、１８、２４）を焼結可能なマトリックス材（２５、３２）で少なくとも部分的に囲む工程が、該プリフォーム（１５、２１、２６、２８、３４、３５、３６）と該硬質粒子（１２、１８、２４）とを互いに押し付ける工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
研磨材料の製造方法であって、
基材（１０、１０Ａ−Ｅ）を接着剤で被覆する工程と、
該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）を第１の複数の硬質研磨粒子（１２、１８、２４）に接触させる工程と、
該接着剤により該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）に付着されていない粒子（１２、１８、２４）からなる第２の複数の硬質粒子（１２）を除去することにより、該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）の上に、該接着剤により該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）に付着されている第３の複数の硬質粒子（１２、１８、２４）を残留させる工程と、
該第３の複数の硬質粒子（１２、１８、２４）の大部分を焼結可能な材料（２５）で少なくとも部分的に囲む工程と、
該焼結可能な材料（２５）に該第３の複数の硬質粒子（１２、１８、２４）を永久的に保持させるように該材料を加熱する工程と
を含んでなり、
該硬質粒子（１２、１８、２４）の大部分を焼結可能な材料（２５）で少なくとも部分的に囲む工程が、
焼結可能なマトリックス材（２５）の多孔質プリフォーム（１５、２１、２６、２８、３５、３６）の片面側を接着性基材で封止する工程と、
該多孔質プリフォーム（１５、２１、２６、２８、３５、３６）に所定量の融合可能な粉末を付着させる工程と、
該材料を加熱する工程の前に、該多孔質プリフォーム（１５、２１、２６、２８、３５、３６）と、該硬質粒子（１２、１８、２４）を付着させた該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）とを一緒に配置する工程を含む
ことを特徴とする研磨材料の製造方法。
【請求項２６】
基材（１０、１０Ａ−Ｅ）を接着剤で被覆する工程と、該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）を第１の複数の硬質粒子（１２、１８、２４）に接触させる工程と、該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）に付着されていない第２の複数の硬質粒子（１２）を除去することにより、該接着剤により該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）に付着されている第３の複数の硬質粒子（１２、１８、２４）を残留させる工程とが、
基材（１０、１０Ａ−Ｅ）の上の複数の画定された領域（１１）に接着剤を被覆して、該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）を該第１の複数の硬質粒子（１２、１８、２４）に接触させたときに該第３の複数の硬質粒子（１２、１８、２４）のみが該画定された領域（１１）の接着剤に付着して残留する工程を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
該画定された領域（１１）の接着剤が、該画定された領域（１１）に対応する開口部を有するマスク（１３、１９）を該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）の上に配置し、該マスク（１３、１９）を通して該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）の上に該接着剤を被覆することにより、該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）の上に被覆される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）を該第１の複数の硬質粒子（１２、１８、２４）に接触させる前に該マスク（１３、１９）を除去する、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
該マスク（１３、１９）を所定の位置に残して、完成した研磨材料の一部となるようにする、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
該マスク（１３、１９）がメッシュ材料（１９）である、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
該画定された領域（１１）の接着剤が、該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）の上に該画定された領域に対応するように感圧接着剤テープ片を配置することにより、該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）の上に被覆される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
該画定された領域（１１）の接着剤が、該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）の全面に接着剤を被覆した後、該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）の接着剤被覆面の上に、該画定された領域（１１）に対応する開口部を有するマスク（１３、１９）を配置する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）を該第１の複数の硬質粒子（１２、１８、２４）に接触させた後に該マスク（１３、１９）を除去するに際し、該画定された領域（１１）の接着剤に付着されていない該第２の複数の硬質粒子（１２）を該マスク（１３、１９）から除去する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
該マスク（１３、１９）の該基材（１０、１０Ａ−Ｅ）とは反対側の表面に接着剤を適用して該マスク（１３、１９）に付着する該第２の複数の硬質粒子（１２）を該マスクと共に除去する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
該マスク（１３、１９）を所定の位置に残して、完成した研磨材料の一部となるようにする、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
該マスク（１３、１９）がメッシュ材料（１９）である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
該硬質粒子（１２、１８、２４）がダイヤモンドおよび立方晶ボロンナイトライドからなる群より選ばれる、請求項２５〜３６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨材料に関するものであり、また、特に複数の研磨粒子が粘着性物質で一時的に保持され引続きマトリックス材によって固定されるようなパターン化された研磨材料の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表面上に予め設定されたパターンでダイヤモンドあるいは他の硬い研磨粒子を配列する試みについては数多くの努力がなされて来た。そのパターンは、硬質粒子が表面全域に実質的に均一に分布されているか、あるいはほぼ均一に分布した粒子を含む特定の形状が表面全域に配列されていることが望ましい。表面を横断する形に分布されるような特殊な形状に粒子を配列することによって、単位時間当たりの研削量および機械仕上げされた表面の質は最適化できるが、より重要なことは、研磨材領域間の隙間に削り屑の除去と冷却剤の流入を許容することである。
【０００３】
研磨粒子のパターンを提供するための殆どの公知技術では、ダイヤモンドを電着させる金属スポットを設け、電着したダイヤモンドを電気メッキあるいは重合体樹脂あるいはその類似物によって適所に保持する。また、ダイヤモンドのパターンを造るために手作業で行われたこともある。手作業での配置は勿論時間の浪費であるため、粒子を保持するために金属の電着によって粒子が適所に保持されていた。電着された金属によって粒子を保持することは、金属が粒子を保持することや損耗に抵抗することが十分にできないために完全には充足されていない。このように、粒子は、研磨材料がその粒子を十分に付着損耗して使用される以前になくなってしまう傾向がある。一旦、石とか粒子がなくなってしまうと粒子を確保している調整機能が減少し、追加される粒子が非常に早く消失しがちとなる。加えて、全ての硬質粒子が電着される金属によって保持されず、電着は金属組成の範囲に限定されるし、全ての金属が電着に適している訳でもない。電着は、非鉄金属組成で実行可能でもない。更に、電着は、使用された電解液の廃棄に関連する或る種の環境問題を誘起する。
【０００４】
他の公知技術が、フランス特許出願Ｎｏ．６９．０１５７７号で１９６９年１月２４日に出願され、Ｎｏ．２，０２９，３９０号として発行された特許に開示されている。この出願で、研磨粒子はワイヤー、プラスチックあるいはその類似物からなるメッシュ材の開口部に堆積されている。ところが、研磨粒子がメッシュの開口部にある間に金属がメッシュ内で粒子を確保するために電気メッキされる。実施態様の１つで、粒子がメッシュ内の開口部に押し出され、その粒子を確保するためにその上に金属が電気メッキされるまでメッシュがその粒子を保持している。従って、この発明を使用する場合、当業者は慎重に研磨粒子のサイズを選択しなければならず、しかも電気メッキは最終製品を非常に耐久力あるものとするに十分な強度を提供できない。この方法は、粒子が材料上に金属が電着されるまで開口部内に確保しえず、そのため金属が電着される前に運ぶことが困難である理由から大量生産規模での実行が難しい。
【０００５】
研磨材料でパターンを提供する１つの成功した技術が１９９０年５月１５日に特許された米国特許Ｎｏ．４，９２５，４５７号、１９９１年９月１７日に特許された米国特許Ｎｏ．５，０４９，１６５号および１９９２年３月３日に特許された米国特許Ｎｏ．５，０９２，９１０号に開示されている。この技術は、単層および複数層に焼結された研磨材料であり、それが一定の形状に切断され、次いで基材に固定されることを提供している。焼結可能な材料、好ましくは焼結中に加圧処理された材料を使用することは、当業者が希望する強度、可撓性、靱性、耐候性および金属メッシュへの粘着性等必要な特性を有する研磨工具の提供に叶ったもので、構造的に不可欠のダイヤモンドおよび立方晶のボロンナイトライドのような研磨粒子が必要になる。この理由から、例えばコンクリート、セラミックおよび石材切断用鋸部品、研磨工具用研磨部材および同一材料用のドリルビット部材への適用を満たす満足する強い要求がでた。これらの材料および工具類は、乾燥切断として非常に負荷のかかる用途に使用される。電着された金属はこれらの利点を持っていない。もし所望なら、勿論、パターン化した研磨材とするために基材上に複数の特殊な形状を間隔をおいて付与することができる。その結果、得られたパターン化した研磨材は良質の研磨材であるが、しかし、研磨材の準備、準備された研磨材の製造設備への搬送あるいは製造設備間での搬送および引き続くパターン化した研磨材の集合体等の追加工程のため研磨材の大量生産およびその適用について非経済的な技術となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、研磨材の製造方法を提供するものであり、その結果、基材上に粘着性の高い接着剤が得られるものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるパターン化された研磨材料とその製造方法は、先ず硬質研磨粒子は、基材に接するように置かれ、粘着材は基材上で一時的に幾つかの硬質粒子を保持する。メッシュあるいは他の目の粗い素材のマスクが、硬質粒子が基材に接触する前に基材上に置かれる。次にマスクは前記硬質粒子の分布を決め、更に、硬質粒子はメッシュあるいは他の目の粗い素材の開口部内に受け入れられる。選択的に接着剤が硬質粒子の分布を決定するために基材上でパターン化される。
そして、硬質粒子が基材上に置かれて固着した後、マトリックス材が硬質粒子および／または基材に適用される。このように、マトリックス材は複合研磨材料となり各粒子は所望のパターンでマトリックス材によって保持されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
このように、本発明による方法は研磨材料を成形するための連続的プロセスに将に適している。感圧接着テープであるか、またはプリフォームまたは接着剤が塗布された類似物である基材の連続ストリップは、圧縮用ロール３０および３１の間に送給される。粉末ないしファイバー状のであるマトリックス材は、基材に対向して置かれるか、またはプリフォームが最終製品を形成するために基材に対向して送給される。基材およびマトリックス材は、所望する形状の最終製品を提供するために選択される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施態様および図面を特に参照しながら実例を選択して説明する。図１は、硬質の研磨粒子を適用する１つの技術を示す。基材１０は、例えば薄い金属板、プラスチックあるいは紙、ないしは焼結されていない金属粉末、部分的または完全に焼結された金属粉末、金属ファイバーあるいはその類似物から成るプレフォーム材のようなどんな材料でも良い。一般に、どんな物質も基材１０として使用され、蒸着、プラズマスプレーのような溶射あるいはその類似物によって作られた基材をも含んでいる。
【００１０】
図１において、基材１０に複数の研磨領域１１が基材上に決められる第一工程を示している。研磨領域１１は、所望された形に形成される。例えば、基材１０の表面は型板でマスクされ、次いでその領域をスプレーするか、溶射する。同様に、領域１１は感圧性テープの要素でもある。このように領域１１の粘着力を高めるための如何なる手段も本発明の範囲内にある。
【００１１】
蝋付け、あるいは融合するには、ペーストが本発明における接着剤として有利に使用される。このペーストはフラックスと一緒にあるいはフラックスなしで使用可能である。また、このペーストは市場で入手可能であり、また個々の仕様に合わせてオーダーメイド出来る。従って、そのようなペーストは、接着剤を提供すると同時に可溶性の材料を提供する。勿論、そのようなペーストは、寧ろ可溶性の材料というよりも焼結性材料を含んでいるとか、可溶性の材料および焼結性材料の両者を含んでいると理解されている。
【００１２】
図１において、基材１０に複数の硬質粒子が接触する第二工程を示しており、この考え方は粒子で基材全体を覆うことにある。次いで、基材は基材にある遊離した粒子を除去するよう転化されるか他の手段で処理される。第二段階で粒子１２が基材全体を覆っている間、第３工程で粒子１２が接着領域１１にのみ残っている。このように材料は粒子１２を永久に確保するためにマトリックス材を受け入れるよう準備する。
【００１３】
図２は、図１に例示した方法の変形を示したものである。図２において基材１０Ａ全体が接着剤で被覆される。基材全体が被覆される以上、接着剤はスプレー、ロール、ブラシングあるいは他の手段で塗布されるか、あるいは基材が浸漬されるか、あるいは使用される接着剤を伴ってテープ化される。そして、基材１０Ａの表面は、幾つかの技術によって粘着性の接着剤で被覆される。第二工程で基材１０Ａの表面に対してマスクが置かれ、次いでその表面上に複数の硬質粒子が置かれる。図２で例示したように、マスク１３は比較的大きな開口部を持ち、それを通って粒子１２が基材１０Ａに接着するように粒子領域を作る。その後、図２の第三工程で示したようにマスク１３が取り外され、そして基材上には複数の不連続領域が残り、それぞれは複数の粒子が一時的に基材に固着する。
【００１４】
この方法に関しては幾つかの変形が可能である。以下に述べるように、マスクはワイヤー状またはその類似物で良く、マスクは最終的な研磨材料の一部となるように適切な場所に残される。これを念頭におくと、マスクは硬質粒子が表面に付着する前に適切な場所に置かれた後に接着剤がマスクに適用される。このマスクは、粒子がマスクの開口部内に保持された状態に加えてその表面上に幾つかの粒子を確保する。また、粒子はその表面上の適切な箇所にあって、その後に接着剤が全表面に適用され、更により硬質の粒子が付加される。その結果、非常に大量の硬質粒子が確保され、その粒子の幾つかはマスクに固着される。
【００１５】
本発明は、粒子が永久に確保される前に硬質粒子を配向させることにある。例えば、硬質粒子が接着剤で一時的に固着、あるいは基材上から遊離させるため基材を揺すったり、振動させるような機械力を使い粒子が安定な位置にあるように強いる。電磁力を付与することによって例えばダイヤモンドのような粒子はそれ自身の結晶学的組織と磁力線によって方向づけされる。このように、硬質粒子がある基材には多くの異なった物理的な力が付与され、粒子は均一に配向される。
【００１６】
一旦、粒子が配向されると、それら粒子はその方向の優位性を維持するために堅固に保持される。従って、粒子が配向された後に粒子のグループの位置を確保するために接着剤を被覆するかスプレーする。同様に、粒子は水のような液体で湿化することが出来、かつ粒子を保持するために凍結することもできる。いずれにしても、粒子が焼結あるいは融合材に事前成形のために接触して粒子を永久に保持する。
【００１７】
粒子をマトリックスに確保するための方法を示した図３に注意が向けられる。図３において、基材１０Ｂは上述したように如何なる材料でも良い。更に、基材１０Ｂは両面に接着剤を有するテープ状あるいはその類似物である。このテープは粘着されるように予め成形でき、一方の面に粒子を受け入れる。また、基材１０Ｂはプリフォーム材１５に対抗する比較的硬い材料である。ともかく、基材１０Ｂはプリフォーム材に当接して置かれ、当接するプレート１６によって圧力が加えられる。
【００１８】
図３に示される集合体に圧力が付与される場合、粒子１４はプリフォーム材で強力に押しつけられる。粒子１４は完全にプリフォーム材中に捕捉され、そのため粒子はマトリックス材によって完全に囲まれるか、あるいはプリフォーム材から押し出された粒子の一部分が残る。これは、得られる研磨材料の特別の用途に応じた設計上の問題である。
【００１９】
当業者は、プリフォーム材１５が数多くのタイプのプリフォーム材のどれでも良いと考えられる。第一に、プリフォーム材は所望する特殊な事情によって焼結あるいは融合材料、ないしはその結合物である。また、当業者は、この内容においてそのプロセスおよび機能は、マトリックス材が焼結あるいは融合し得るかどうかにかかわらず実質的に同一である。最終的な強度は相違するが、当業者は意図した用途に最適な特別のマトリックス材を選択できる。従って、ここで使用される場合には、「焼結可能な」および「融合可能な」というそれぞれの用語は他に要求がない限りお互いに含んでいるものとする。更に、マトリックス材は温度と関係するプロセス、例えば熱的（例：プラズマ）スプレーあるいは蒸着によって堆積させることができる。本発明における技術内容において、材料の熱的堆積は焼結可能な材料の使用と同等と見做すことができる。
【００２０】
焼結可能および融合可能な材料に加えて、粒子を一時的に保持するために金属が電着処理される。この場合において、電導性接着剤が使用されることも可能である。当業者は、電着処理でできたマトリックスは焼結材料あるいは融合マトリックス材ほど強くないことを知っている。
【００２１】
次の図４を見ると、図２に関連して説明した方法を使用する組合わせで、マスクは基材上に置かれ、かつ粒子が露出して基材に固着していることが見られる。
【００２２】
図４に示したように、基材１０Ｃは既に述べたように接着剤を有している。マスクはワイヤメッシュの形態を採っている。図２のマスクにある開口部は沢山の粒子１２がそれぞれの開口部に入るように十分大きいが、図４の開口部は、各開口部に単一の粒子がある。粒子サイズに対する開口部サイズの比率は設計上の問題である。
【００２３】
図４に示された他の特徴は、マスク１９の一部をブロックするかあるいはシールドすることである。幾つかの形態を持つシールド２０は、この領域で粒子が固着するのを防止するためにメッシュ１９および接着剤で一部を被覆するために使用される。多くの材料と技術が使用されるが、もし、当業者が基材１０Ｃとして感圧性テープ；同一のテープがシールド２０として使用されるが、を使用するのであれば、完全なマスクも容易に組合わせられる。
【００２４】
図４は、図３に類似する組合わせを示しており、一時的に固着された粒子１８を持つ基材１０Ｃがプリフォーム材２１に対して置かれ、かつプレート２２で集合材に圧力を付与する。図４における相違点は、メッシュ１９の形状にあるマスクがプリフォーム材に強制的に置かれて残っていることにある。メッシュ１９は、メッシュが最終的な研磨材料の使用中に粒子１８を支持することを助長する場合においては、鋼あるいは他の比較的高融点の金属が良く、また、メッシュが効果的に完成した研磨材料から消滅させるのであれば、メッシュ１９は低融点（或いは例え蒸発しても）をもつ重合体の材料またはその類似物が良い。
【００２５】
前述したように、砥粒１８はプリフォーム材２１に完全に埋め込まれているか、或いは直に「開」（ｏｐｅｎ）表面を有するようにプリフォーム材から該粒子が部分的に押し出されている。
【００２６】
本発明のプロセスを使用する場合、硬質粒子サイズに対するメッシュ開口部サイズの比率は重要ではない。材料を圧縮する間、粒子はマトリックス材によって分離され、そのため実質的に殆どの粒子がマトリックス材によって実質的に完全に包囲されており、メッシュ材のワイヤーに直接に接触することはない。
【００２７】
図５は、上述した方法の他の変形を例示したものである。図５において、少なくとも片面に接着剤を持つ基材１０Ｄがある。表面は、硬質粒子２４を堆積するために前述したようにマスクされており、更にそのマスクは希望により除去しても良いし、しなくとも良い。図５において、マスクは示されていないが、図４にあるメッシュが使用され、もし所望なら適切な場所に残される。その後、融合材料２５が基材上の適切な場所に置かれる。硬質粒子２４は既に適切な場所に置かれているが、融合材料２５はその隙間を埋めている。その材料２５の断片の少量が図５に示されているが、当業者は比較的細かい粉末が使用され、その材料２５が各粒子２４の周囲を殆ど囲んでいることが理解される。
【００２８】
従って、基材１０Ｄは硬質粒子がその上に分散し、融合材料２５が少なくとも硬質粒子２５を部分的に取り囲み、全て基材上に接着剤で基材１０Ｄに固着されている。この基材は、次いでプリフォーム材に当接して置かれる。図５に示したように、基材は、図４に示すようにもし所望なら単に片面だけを用いることもできるが、２つのプリフォーム材で挟まれる。
【００２９】
プレート２９は、図５の集合体に圧力を付与し熱が与えられる。融合材２５は、プリフォーム材２６、２８の焼結温度で、またはそれ以下で溶け、粒子２４が相互にプリフォーム材２６、２８に固着するのを助長する。その結果、優れた接着能のために最終的な研磨材料の品質を劣化させることなく研磨材工具はより強くなるか、プリフォームを安価に使用することが出来る。当該分野で良く知られているように、もし硬質粒子２４がマトリックス材の表面下に埋もれてしまう場合には、工具の研磨面は最初に使用する前に「開」（ｏｐｅｎ）表面に対してサンドブラストされるか、あるいは類似の処理がなされるか、または硬質粒子を露出させる。
【００３０】
上述した全ての方法において、基材１０は実際上如何なる材料でも良く、しかもプリフォームを含んでいることは理解される必要がある。プリフォームは基材として作用するように接着剤が塗布され、次いでプリフォームに対して基材が置かれる工程は、別の工程ではなく基材上に硬質粒子を置く工程に併合される。
【００３１】
更に、如何なる基材、例えば感圧テープの一片から開始し、そしてその上にマトリックス材の粉末ないしファイバーを堆積する。マトリックス材の表面は、より粘性の高い接着剤が塗布され、そして希望する厚さのプリフォームが得られるまで同一のプロセスが繰り返される。接着剤は硬質粒子を受入れ、一時的に保持するための最終層となる。
【００３２】
高い比率の気孔率（例えば８０％ないしそれ以上）を持つ焼結可能なプリフォームは、プリフォームの片面をシールするために接着基材を受入れることができる。細かい融合粉末は、プリフォームの気孔を埋める（少なくとも部分的に）ためにプリフォームに注入される。もし希望するなら、第二の接着基材がポーラス状の反対側をシールするために使用することが出来る。ポーラス状のプリフォームは、次に他の接着基材に一時的に固着される複数の硬質粒子を受入れる。メッシュあるいはその類似物は、この基材に接着される。基材およびプリフォームは、次いで一緒に置かれ圧力をかけるか、かけずに焼結される。勿論、それは硬質粒子層の最表面にプリフォームが用意されることが理解されるであろう。そのため、硬質粒子は２つのプリフォームの間にあることになる。
【００３３】
本発明で使用するプリフォームは、複数の硬質粒子を含んでいる。例えば、ダイヤモンド、立方晶のボロンナイトライド、例えば超硬合金のような粉砕された硬質金属およびセラミック片が含まれ、金属粉末あるいはプリフォームのファイバーと混合される。次いで、プリフォームは接着剤をつけ部分的に焼結されるか全面的に焼結される。硬質粒子を含んだプリフォームは、硬質粒子１４、１９を確保して優れた研磨抵抗を提供し、かつより粘り強く硬質粒子を保持する。
【００３４】
硬質粒子を有するプリフォームを提供することによって、プリフォームの少なくとも片面にメッシュ材料を置いて圧縮力を付与することが出来る。圧縮の間、硬質粒子の幾つかはメッシュ材料の開口部の幾つかに捕捉されることによって本明細書中で述べたと類似の効果を達成する。研磨材料は、ここで記載された他の方法で成形された材料ほど均質性はないが、技術自身は単純であり安価に商業製品を提供することが出来る。
【００３５】
本発明の上述した全ての態様は、材料が融合材料に飽和していることは当業者にとって理解されうることである。融合材料は加熱および／または圧縮開始前に集合体の少なくとも片面に単純に置かれるだけであり、融合材料は溶けて毛管現象によって材料内に侵入する。
【００３６】
図６、図７および図８を参照して、上述した方法を念頭におくと、圧縮工程はロール圧縮で行われている。図６、図７および図８において、装置は実質的に同一であり、そのため全ての図は類似部分については同一符号を付してある。
【００３７】
図６において、基材１０Ｅは２つのロール３１、３２の間に送給される。基材１０Ｅは上述したように如何なる種類の基材でも良く、硬質粒子がそこに固着している。マトリックス材に粒子を確保させるために金属粉末またはその類似物が３２で添加される。集合体は最終製品３２Ａを製造するためにロール３０、３１の圧下部で圧縮される。粉末３２は、焼結可能であるか、または融合可能な材料であり上述したように硬質粒子を含んでいる。
【００３８】
図７において、ロール３０および３１の間を基材１０Ｅが通過し、そしてこの基材１０Ｅに対向してプリフォーム３４が置かれる。ロール３０および３１による圧下力は、最終製品３２Ａを製造するために説明した圧縮工程で付与される。図８は、２つのプリフォーム３５、３６がある点を除いて図７に似ており、図５に示された方法によって製造された製品に類似する製品を製造するための基材のそれぞれの側の１つの例を示している。製品３５Ａはロール３０および３１の圧下部から排出される。
【００３９】
従って、ここで示した本発明の特殊な態様は、例示のみを通し、かつ何ら限定的なものもなく当業者にとって容易に理解されうるもにおであり、多くの変更および変形がなされるであろうし、かつ添付した請求の範囲において概説したように本発明の範囲ないしその精神を逸脱しない範囲でその均等物の使用を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による研磨材製品を準備するための１つの方法を示す概念的および全体観を示す図。
【図２】図１に似た図であるが多少変更したプロセスを示す図。
【図３】本発明によるマトリックス材で固定された図１および図２の材料の拡大および断面を示す図。
【図４】図３に示されている配列の変形の拡大および断面を示す図。
【図５】マトリックス材で粒子を固定する他の方法の概略の代表図。
【図６】マトリックス材で粒子を固定する更に別の方法の概略を示す図。
【図７】マトリックス材で粒子を固定する別の方法の概略を示す図。
【図８】マトリックス材で粒子を固定する更に別の方法の概略を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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