(57)【要約】  基材の表面にくぼみを形成する方法は、支持部材の周面に沿って配された構造化研磨部材を含む研磨物品を準備するステップと、構造化研磨層を基材の表面と摩擦接触させるステップと、構造化研磨層を基材の表面に対して縦方向に前進させるステップと、構造化研磨層が基材の表面との接触を維持し、基材の表面を研磨するように、基材の表面に垂直な回転軸の周りで研磨物品又は基材の少なくとも一方を他方に対して回転させるステップと、を含む。構造化研磨部材は、裏材に固着した成形研磨複合体を含む構造化研磨層であって、裏材は、支持部材に近接する、構造化研磨層を含む。成形研磨複合体は、結合剤材料中に保持された研磨粒子を含む。本開示は、また、支持ホイールの周面上に配された構造化研磨部材と、円筒形通路に当接する球状に凹んだくぼみを含むディスプレイカバーと、を含む、研磨ホイール（an abrasive wheel comprises）を準備する。【選択図】図１
2016530109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面にくぼみを形成する方法であって、該方法は、
支持部材の周面に沿って配された構造化研磨部材を含む研磨物品を準備するステップであって、該構造化研磨部材は、裏材に固着した成形研磨複合体を含む構造化研磨層を含み、該裏材は、該支持部材に近接し、該成形研磨複合体は、結合剤材料中に保持された研磨粒子を含む、ステップと、
該構造化研磨層を該基材の該表面と摩擦接触させるステップと、
該構造化研磨層を該基材の該表面に対して縦方向に前進させるステップと、
該構造化研磨層が該基材の該表面との接触を維持し、該基材の該表面を研磨するように、該基材の該表面に垂直な回転軸の周りで該基材を回転させることにより、該基材に該くぼみを形成するステップと、を含む、方法。
【請求項２】
前記方法は、遊離研磨粒子又は研磨スラリーを添加することなく実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記研磨物品は、研磨ホイール又は研磨ベルトを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記研磨粒子は、酸化セリウム又はダイヤモンドの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記くぼみは、ディンプルを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記くぼみは、リングを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基材は、前記基材の前記表面に垂直な、前記基材の中を通って延在する円筒形通路を有し、前記回転軸は、該円筒形通路と同一線上にある、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記くぼみは、連続的凹面を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記研磨物品及び前記基材の少なくとも一方を他方に対して動かすことは、前記基材を回転させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記基材は、ガラス板及びサファイア板からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
円形支持ホイールの周面上に配された構造化研磨部材を含む研磨ホイールであって、該構造化研磨部材は、裏材に固着した成形研磨複合体を含む構造化研磨層を含み、該裏材は、該支持ホイールに近接し、該成形研磨複合体は、結合剤材料中に保持された研磨粒子を含み、該支持ホイールは、外径を有し、該構造化研磨部材は、実質的に均一な幅を有し、該構造化研磨部材の該幅の、該支持ホイールの該外径に対する比は、０．１２５以下である、研磨ホイール。
【請求項１２】
前記支持ホイールの前記周面は、前記構造化研磨層によって実質的に覆われている、請求項１１に記載の研磨ホイール。
【請求項１３】
第１及び第２の対向する主表面を有する板であって、ガラス、セラミック、又はこれらの組み合わせを含む、板と、
該第１の主表面に当接し、かつ該第１の主表面から内向きに延在する球状に凹んだくぼみであって、最内部を有する、球状に凹んだくぼみと、
該第２の主表面と該球状に凹んだくぼみの該最内部との間に延在し、かつ該第２の主表面と該球状に凹んだくぼみの該最内部に当接する円筒形通路であって、該第１の主表面に垂直である、円筒形通路と、を含む、カバー。
【請求項１４】
第１及び第２の対向する主表面を有する板であって、ガラス、セラミック、又はこれらの組み合わせを含む、板と、
該第１の主表面に当接し、かつ該第１の主表面から内向きに延在する第１の球状に凹んだくぼみであって、第１の最内部を有する、第１の球状に凹んだくぼみと、
該第２の主表面に当接し、かつ該第２の主表面から内向きに延在する第２の球状に凹んだくぼみであって、第２の最内部を有する、第２の球状に凹んだくぼみと、
該第１の球状に凹んだくぼみの該第１の最内部と該第２の球状に凹んだくぼみの該第２の最内部との間に延在し、かつ該第１の最内部と該第２の最内部にそれぞれ当接する円筒形通路であって、該第１の主表面に垂直である、円筒形通路と、を含む、カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基材のくぼみ及び基材から作製されるカバーを形成する方法及び材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面基材のくぼみ形成は、エッチングプロセス、成型プロセス、及び研磨スラリーを使用するポリッシング方法によって、実行されてきた。
【０００３】
米国特許出願公開第２０１２／０２７００１６（Ａ１）号（Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ  ｅｔ  ａｌ．）は、携帯機器の表側から見ると文字若しくは図形として認識され得るくぼみ、又は携帯機器の表側からタッチすると認識され得、カバーガラスの反対側主表面の少なくとも１つの上に形成されている（the mobile device is formed on）、くぼみを有する、タッチパネル携帯電話などの携帯機器に使用するカバーガラスを記載する。このくぼみの表面は、化学的エッチングプロセスから生じる。このような方法は、有害化学物質を伴い、管理が難しく、かつ／又はカバーガラスの表面粗さ若しくは化学組成を変更する場合がある。
【０００４】
米国特許出願公開第２０１２／０２８７０５７（Ａ１）号（Ｗｅｉ）は、ユーザーが装飾又は識別するための、文字、数字、又はパターンを形成するために使用し得る多数の凹形状又は凸形状を有する硬い彫られた区域（solid sculpted area）を含む一体型ガラスを記載する。形状は、加熱したガラス母材を型に押しつけるプロセスによって、形成される。このエネルギー集約型プロセスは、専用装置（例えば、ガラス母材を加熱するオーブン）を伴い、成型加工コストにより不経済になり得る少量又はカスタム用途にふさわしくない場合もある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
様々なディンプル形成研削盤（例えば、Ｅ．Ａ．Ｆｉｓｃｈｉｏｎｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．によって販売されているＭｏｄｅｌ  ２００  Ｄｉｍｐｌｉｎｇ研削盤）が市販されてきた。機器は、典型的には、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）のための高品質標本の作製のために、かつコーティングの摩耗を評価する試験として、使用されている。機器としては、水平に回転する台を、それに装着した基材と接触させる、垂直配向回転ホイールが挙げられる。（例えば、ステンレス鋼、マイカルタ、又は木材の場合もある）ホイール自体は、研磨粒子を含有しないが、液体ビヒクル中に研磨粒子を含有するスラリーと組み合わせて使用される。このプロセスは、比較的遅く、無秩序で、研磨粒子を浪費し、かつ、くぼみ形状中の歪み、仕上がりの悪化、及び再現性の欠如につながり得る。
【０００６】
上記の欠点の一部又は全てを克服する基材にくぼみを作る、新たな方法及び材料が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、例えば、カバーガラスなどの、基材中の、凹んだ機構の迅速で公差の小さい加工が可能な、方法及び材料を準備することによって、上記の問題に対処する。好都合に、本開示による方法は、また、スラリーポリッシング法よりも高速度で、単純なプロセスにおいて、材料を除去し、かつ／又は結果的に得られる表面を磨くのに効果的であり、汚れ及び浪費は少なく、再現性に優れる。表面ポリッシングは、概ね、くぼみを形成した後にガラスの強度を高める。
【０００８】
一態様では、本開示は、基材の表面にくぼみを形成する方法であって、
支持部材の周面に沿って配された構造化研磨部材を含む研磨物品を準備するステップであって、構造化研磨部材は、裏材に固着した成形研磨複合体を含む構造化研磨層を含み、裏材は、支持部材に近接し、成形研磨複合体は、結合剤材料中に保持された研磨粒子を含む、ステップと、
構造化研磨層を基材の表面と摩擦接触させるステップと、
構造化研磨層を基材の表面に対して縦方向に（longitudinally）前進させるステップと、
構造化研磨層が基材の表面との接触を維持し、基材の表面を研磨するように、基材の表面に垂直な回転軸の周りで基材を回転させることにより、基材にくぼみを形成するステップと、を含む、方法を提供する。
【０００９】
別の態様では、本開示は、円形支持ホイールの周面上に配された構造化研磨部材を含む研磨ホイールであって、構造化研磨部材は、裏材に固着した成形研磨複合体を含む構造化研磨層を含み、裏材は、支持ホイールに近接し、構造化研磨部材は、含み（wherein the structured abrasive member comprises）、成形研磨複合体は、結合剤材料中に保持された研磨粒子を含み、支持ホイールは、外径を有し、構造化研磨部材は、実質的に均一な幅を有し、構造化研磨部材の幅の、支持ホイールの外径に対する比は、０．１２５以下である、研磨ホイールを準備する。
【００１０】
研磨ホイールは、例えば、本開示による方法を実施するのに有用である。
【００１１】
更に他の態様では、本開示は、
第１及び第２の対向する主表面を有する板であって、ガラス、セラミック、又はこれらの組み合わせを含む、板と、
第１の主表面に当接し、かつ第１の主表面から内向きに延在する球状に凹んだくぼみであって、最内部を有する、球状に凹んだくぼみと、
第２の主表面と球状に凹んだくぼみの最内部との間に延在し、かつ第２の主表面と球状に凹んだくぼみの最内部に当接する円筒形通路であって、第１の主表面に垂直である、円筒形通路と、を含む、カバーを準備する。
【００１２】
更に他の態様では、本開示は、
第１及び第２の対向する主表面を有する板であって、ガラス、セラミック、又はこれらの組み合わせを含む、板と、
第１の主表面に当接し、かつ第１の主表面から内向きに延在する第１の球状に凹んだくぼみであって、第１の最内部を有する、第１の球状に凹んだくぼみと、
第２の主表面に当接し、かつ第２の主表面から内向きに延在する第２の球状に凹んだくぼみであって、第２の最内部を有する、第２の球状に凹んだくぼみと、
第１の球状に凹んだくぼみの第１の最内部と第２の球状に凹んだくぼみの第２の最内部との間に延在し、かつ第１の最内部と第２の最内部にそれぞれ当接する円筒形通路であって、第１の主表面に垂直である、円筒形通路と、を含む、カバーを準備する。
【００１３】
本開示によるカバーは、本開示の方法及び材料を使用して容易に作製可能である。
【００１４】
本明細書で使用するとき、
「研磨複合体」は、有機結合剤材料（典型的には、架橋ポリマー材料）中に保持された研磨粒子の混合物を指す。
「ディスプレイカバー」は、電子ディスプレイのカバーとして使用するために適合されている、任意の透過性材料（例えば、ガラス又はサファイア）を指す。
「ディンプル」は、くぼみが球体の部分的表面に対応する表面を有する、表面において形成されるくぼみを指す。
「摩擦接触させる」は、（例えば、静摩擦係数及び／又は動摩擦係数によって明らかにされるような）摩擦力が確立される十分な力による接触を促すことを意味する。
「縦方向に前進させる」は、研磨ホイール又はベルトが通常の使用の間に基材を研磨する際、研磨ホイール又はベルトの最外研磨表面の走行の方向に沿って動かすことを意味する。
「成形研磨複合体」は、この成形研磨複合体を形成するために使用される成型空洞から複製される所定の形状を有する研磨複合体を指す。
「球状に凹んだ表面」は、球体の一部の形で、凹んで湾曲した表面を意味する。
【００１５】
本開示の特徴及び利点は、「発明を実施するための形態」、並びに添付の「特許請求の範囲」を考慮することで、更に深い理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示による一方法を実施するための例示の構成の概略側面図である。
【図１Ａ】図１に示す領域１Ａの拡大概略上面図である。
【図２】本開示を実施するために好適な構造化研磨ホイールの概略斜視図である。
【図２Ａ】図２の研磨ホイール１３０の一部の拡大概略上面図である。
【図３】本開示による、例示のカバーの概略側面図である。
【図４】本開示による、別の例示のカバーの概略側面図である。
【図５】実施例２により作成されたディンプルの表面プロファイルである。
【図６】比較例Ａにより作成されたディンプルの表面プロファイルである。
【００１７】
明細書及び図面において参照符号が繰り返し使用される場合、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すものとする。多数の他の変更及び実施形態が、当業者によって考案され得ることを理解すべきであり、それは、本開示の原理の範囲及び趣旨の範囲内に含まれる。図面は、縮尺通りに描かれていない場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本開示による１つの例示の方法１００を示す。ここで図１を参照すると、第１のモータ１９０によって駆動される研磨ホイール１３０（図２及び以下の説明も参照）が、保持アセンブリ１２７内に装着された基材１２０の表面１２２と摩擦接触し、第２のモータ１９２によって駆動されて回転する（and driven by second motor 192 is rotated）際、ディンプル１１０（例示のくぼみ）が基材１２０内に形成される。示された実施形態では、研磨ホイール１３０は、第１の回転軸１６２の周りを回転する。研磨ホイール１３０が回転すると、研磨ホイール１３０の構造化研磨層１３６は、基材１２０の表面１２２において第１の方向１６０に沿って、縦方向に前進する（図１Ａを参照）。同時に、基材１２０は、第１の回転軸１６２に実質的に直交する第２の回転軸１６４の周りを回転する。プロセスが続くと、ディンプル１１０が徐々に形成され、ディンプルの大きさは、研磨物品が基材を貫通する深さによって決まる。
【００１９】
研磨が発生する速さは、摩擦接触圧、研磨粒度、研磨ホイール（又は研磨ベルト）の回転速度、研磨粒子の径及び硬度、並びに成形研磨複合体の形状及び密度などの要素に左右されることになる。典型的には、より大きく硬い研磨粒子は、最も速く研磨される（abraded fastest）が、小さい、かつ／又はより柔らかい研磨粒子よりも仕上がりが粗くなる結果になる。したがって、比較的大きい、かつ／又はより硬い研磨粒子を使用して（例えば、３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＤＩＡＭＯＮＤ  ＴＩＬＥ  ６７７ＸＡ  ２０マイクロメートルダイヤモンドノミナル級（nominal grade）構造化研磨剤を使用して）プロセスを実行し、くぼみ内で荒加工し、次いで、より小さい、かつ／又はより柔らかい研磨粒子を使用して（例えば、３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＬＡＰＰＩＮＧ  ＦＩＬＭ  ＣＥＲＩＵＭ  ＯＸＩＤＥ  Ｍ−５６８ＸＡ（０．５マイクロメートル）構造化研磨剤を使用して）プロセスを繰り返し、最適にポリッシュされた仕上げを準備するのが望ましい場合がある。
【００２０】
より大きいくぼみ（例えば、約０．１２５インチより大きいディンプル）については、上記のような二工程の手順が、典型的には、好ましい。より小さいくぼみについて、一工程で十分に速く良好な表面仕上げを達成する場合があり、この仕上げは、（例えば、セリア研磨剤を使用して）方法の単一の適用において達成され得る（a single step may be sufficiently fast to achieve a fine surfacefinish can be achieved in a single application of the method（e.g., using ceria abrasive））。
【００２１】
ここで図２及び図２Ａを参照すると、例示の研磨ホイール１３０は、支持ホイール１３１の周面１３４に沿って配された構造化研磨部材１３２を含む。構造化研磨部材１３２は、裏材１３９に固着した構造化研磨層１３６を含む。構造化研磨層１３６は、有機結合剤材料１５２中に保持された研磨粒子１５０を含む成形研磨複合体１３８を含む。構造化研磨層１３６は、実質的に均一な幅１４２を有する。高品質のディンプルを形成するのに有用であるために、支持ホイール１３１は、直径１４４を有する。幅１４２対直径１４４の比は、０．１２５以下である。
【００２２】
好都合に、本開示による方法は、遊離研磨粒子及び／又は液体ビヒクル中に研磨粒子を含む研磨スラリーを添加することなく実行され得るが、これは、必須条件ではない。これにより、概ね、汚れ及び浪費を低減する結果となり、くぼみが基材の周囲面と接触する所について、より鋭い辺縁の画定（sharper edge definition）を提供する。
【００２３】
研磨物品は、例えば、研磨ホイール（例えば、図１及び図２に示すような）又は研磨ベルトを含んでもよい。好ましくは、支持部材の幅は、その外周面に装着されている構造化研磨層の幅とほぼ同じであるべきであるが、これは、必須条件ではない。研磨物品は、概ね、モータによって駆動されるが、手動で行ってもよい。
【００２４】
好ましくは、構造化研磨層は、基材の表面と摩擦接触している回転軸の周りで縦方向に前進する。これは、研磨物品が研磨ホイールであり、また、ホイール（例えば、駆動ホイール又はガイドホイール）の周りの研磨ベルトの走行に対応する場合に、本来達成される。このような実施形態では、研磨物品の回転軸と基材の表面とは、平行であってはならない。いくつかの実施形態では、研磨物品の回転軸と基材の表面は、実質的に直交するが、これは、必須条件ではない。
【００２５】
基材にディンプルを形成するために、研磨物品と基材との間の摩擦接触の区域は、概ね、基材の回転軸上に、ディンプルの最深点と対応する点を含む。
【００２６】
他の実施形態では、研磨物品と基材との間の摩擦接触の区域を、基材の回転軸に対して動かすことができる。例えば、基材の表面が第１の回転軸の周りを回転し、研磨ホイールが第２の回転軸（即ち、第１の回転軸に平行ではない）の周りを回転する場合、研磨ホイール及び／又は基材は、基材の表面に平行な平面における第３の異なる方向に沿って、並進する。このような動きは、概ね、球状に丸くされた端部を有する円筒の一部として成形された表面を有する溝をもたらす結果となる。
【００２７】
更に他の実施形態では、研磨物品と基材との間の摩擦接触の区域を、基材の回転軸からオフセットしてもよい。例えば、基材の表面が、摩擦接触の区域から横方向にオフセットされている第１の回転軸の周りを回転し、研磨ホイールは第２の回転軸（即ち、第１の回転軸に平行ではない）の周りを回転する場合、方法は、概ね、円環の一部に対応する表面を有するリング状のくぼみをもたらす結果となるであろう。
【００２８】
本開示による方法を実施する際、摩擦接触は、研磨物品と基材の表面との間で確立され、時間とともに基材を貫通する研磨物品をもたらす結果となる。よって、基材の研磨及びくぼみの形成は、研磨物品及び／又は基材に対して、研磨物品及び基材の他の動きと組み合わせて、それらが互いに向かうように促す、あるレベルの力を付与することによって達成される。付与される力の適切な量の選択は、当業者の能力の範囲内である。力は、研磨の良好な速度を達成するのに十分であるが、静摩擦が発生するほど高くないのが好ましい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、研磨物品は、基材を研削する間に、基材の表面に対して垂直に整列する。いくつかの実施形態では、研磨物品は、基材の表面に対して、９０度、８０度、７０度、６０度、５０度、４０度、３０度未満、又は更に２０度未満の角度で、傾斜してもよい。
【００３０】
基材の研削の間、発熱を低減し、かつ／又は残屑を洗い流すために研削液を使用してもよい。研削液としては、例えば、水、（例えば、米国特許第７，２７８，９０４（Ｂ２）号（Ｗｏｏ  ｅｔ  ａｌ．）に記載の）１又は２以上の界面活性剤を含有する、水、油、グリコール、又は他の潤滑剤が挙げられる。
【００３１】
基材は、任意の形状を有し得る。いくつかの実施形態では、基材は、実質的に平面状の表面を有するが、他の実施形態では、表面は、凸状、凹状、平面状、又はこれらの組み合わせであってもよい。好適な基材の形状の例としては、板、ブロック、ウエハ、及びスラブが挙げられる。基材は、いかなる材料を含んでもよいが、基材（及び特に研削されることになる基材表面）は、ガラス、セラミック、又はガラスセラミック材料の少なくとも１つを含むことが好ましい。好適なガラスの例としては、ソーダ石灰シリカガラス、ホウケイ酸ガラス、フッ化物ガラス、アルミノケイ酸ガラス（例えば、リン酸ガラス、ホウ酸ガラス、及びカルコゲン化物ガラス）、及び化学強化ガラス（例えば、ソーダ石灰ケイ酸、アルカリホウアルミノケイ酸、及びアルカリアルミノケイ酸（例えば、商品名「ＧＯＲＩＬＬＡ  ＧＬＡＳＳ」で、Ｃｏｒｎｉｎｇ（Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）によって販売されているものを含む）などのイオン交換アルカリ含有ガラスに対応する）が挙げられる。好適なセラミックの例としては、アルミナ、サファイア、ルビー、ジルコニア、ガラスセラミックスを含有する、イットリア及び／又は希土類酸化物、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好ましい実施形態では、基材は、透明であるが、これは、必須条件ではない。これら実施形態のいくつかでは、基材は、実質的に無色であることが好ましい。いくつかの実施形態において、基材は、金属又は金属合金を含む。
【００３２】
好都合に、本開示による方法は、例えば、ディンプル、楕円体のくぼみ（即ち、楕円体の一部として成形された表面を有する）、トラフ、及びリング（例えば、円環の一セクションとして成形された表面を有する陥凹リング又は溝）を含む多様なくぼみを作ることができる。典型的な実施形態では、くぼみは、滑らかで連続的に凹状の表面を有するが、これは、必須条件ではない。また、典型的な実施形態では、くぼみは、基材の表面に当接する明確に画定された境界（a well-defined boundary where is abuts the surface of the substrate）で突然終わるが、これは、必須条件ではない。くぼみのこれらの特性により、この方法は、カバー（例えば、指又はスタイラスを使用した触覚インタラクションのために適合されているディスプレイカバー）を作製するのにふさわしいものになっている。
【００３３】
本開示による方法は、例えば、ディスプレイカバー、医療機器カバー、及び／又はセンサー装置カバーなどのカバーにおいて複雑な形状を有するくぼみを形成するために使用されてもよい。例えば、基材を通って延在する円筒孔（即ち、ビア）の上で中心になるディンプルが形成されてもよい。このような例において、典型的には、本開示による１つ又は２つ以上の方法を実施する前に、（例えば、穿孔によって）円筒孔を形成することが好ましい。そうすることによって、穿孔により形成され得るチップは、研削プロセスの間に除去される。
【００３４】
ここで図３を参照すると、カバー３００は、第１の対向する平行主表面３２０及び第２の対向する平行主表面３２２を有する化学的強化ガラス板３１０を備える。球状に凹んだくぼみ３３０は、第１の主表面３２０に当接し、かつ第１の主表面３２０から内向きに延在する。その最深点３５０において、球状に凹んだくぼみ３３０は、球状に凹んだくぼみ３３０と第２の主表面３２２との間に延在し、かつ球状に凹んだくぼみ３３０と第２の主表面３２２に当接する、円筒形通路３４０に当接する。円筒形通路３４０は、第１の対向する平行主表面３２０及び第２の対向する平行主表面３２２に垂直である。
【００３５】
ここで図４を参照すると、ディスプレイカバー４００は、第１の対向する平行主表面４２０及び第２の対向する平行主表面４２２を有するサファイア板４１０を含む。第１の球状に凹んだくぼみ４３０は、第１の主表面４２０に当接し、かつ第１の主表面４２０から内向きに延在する。第２の球状に凹んだくぼみ４３２は、第２の主表面４４０に当接し、かつ第２の主表面４４０から内向きに延在する。第１の球状に凹んだくぼみ４３０と第２の球状に凹んだくぼみ４３２との間に延在し、かつ、第１の球状に凹んだくぼみ４３０と第２の球状に凹んだくぼみ４３２の最深点４５０、４５２で、第１の球状に凹んだくぼみ４３０と第２の球状に凹んだくぼみ４３２に当接する、円筒形通路４４０は、第１の対向する平行主表面４２０及び第２の対向する平行主表面４２２に垂直である。
【００３６】
図３及び図４に示すもののようなくぼみは、ディスプレイカバーに近接する相互作用要素の加工における構成要素として、加工に有用であり得る。
【００３７】
本開示の方法の開発の過程で、本発明者は、研磨物品、及び本開示の方法で使用するように適合された研磨物品を作製する方法を開発した。研磨物品及び方法について、以下で詳細に述べる。
【００３８】
本開示を実施するのに有用な研磨ホイール及び研磨ベルトは、例えば、図２Ａの構造化研磨部材１３２のような構造化研磨剤を使用して形成されてもよい。一方法では、構造化研磨剤の細片が支持ホイール（典型的には、駆動源に接続するための好適な機械的締結システムに取り付けられる）の周面（即ち、辺縁）に接着される。好適な接着剤の例としては、グルー、感圧接着剤、及びエポキシ樹脂が挙げられるが、確実な結合剤を作製することができる任意の材料を使用してもよい。
【００３９】
図２Ａでは、構造化研磨部材１３２は、支持ホイールを省略することにより、支持ホイールに固着しているが、例えば、周知の技術により、構造化研磨ベルトを作製することができる。
【００４０】
好適な構造化研磨剤は、裏材の主表面に固着した構造化研磨層を有する。好適な裏材は、典型的には、前面及び背面を有する。裏材を作製するのに有用な材料の代表例としては、ポリマーフィルム（下塗りポリマーフィルム（primed polymeric films）を含む）、圧縮可能な弾力性フォーム（例えば、エラストマーフォーム）、織布、ニット生地、不織布、及びこれらの組み合わせが挙げられる。研磨ホイール内で使用するために、裏材は、ポリマーフィルムを含むのが好ましい。研磨ベルト内で使用するために、裏材は、十分な寸法安定性及び耐久性を有する必要があり、好ましくは織物材料又はニット材料を含む。フィルム裏材が使用され得、接着促進剤又は防滑コーティングを含んでもよい。いくつかの好ましい実施形態では、裏材は、厚さが約２〜８ミル（５０〜２００マイクロメートル）のポリエチレンテレフタレートフィルムであってもよい。
【００４１】
裏材は、紫外線若しくは可視光線に対して透過性若しくは不透過性であってもよく、又は紫外線及び可視光線の両方に対して透過性若しくは不透過性であってもよいが、これは、必須条件ではない。裏材は、また、裏材をシールするか、又は、裏材のいくつかの物理的特性を修正するための処理剤にさらされてもよい。これらの処理剤は、当技術分野において周知である。例えば、布の裏材は、飽和剤被覆、バックサイズ（backsize）被覆、プレサイズ（presize）被覆、又はこれらの任意の組み合わせを含有してもよい。飽和剤被覆は、裏材に染みこませ、裏材中の小さな開口を満たす。バックサイズ被覆は、裏材の裏側に塗布され、使用中の繊維又は糸を保護し得る。プレサイズ被覆は、裏材の表側に塗布される。布の表側のプレサイズ被覆は、布をシールするよう機能する。布を処理するのに有用な樹脂の例としては、フェノール、ラテックス、エポキシ、アクリレート、アクリレート化エポキシ、アクリレート化ウレタン、ポリエステル、デンプン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。布を処理するための樹脂は、例えば、充填剤、繊維、カップリング剤、湿潤剤、染料、及び顔料などの添加剤を更に含んでもよい。
【００４２】
構造化研磨層は、製造用ツール内の空洞を研磨粒子と硬化性結合剤前駆体との混合物で満たすことと、裏材を製造用ツール及び結合剤前駆体と接触させることと、次いで結合剤前駆体を十分に硬化させて、製造用ツールからの裏材の分離により、製造用ツール内で形成された、成形研磨複合体を裏材に固着したままとして、これにより構造化研磨層を形成することと、によって、裏材上で形成されてもよい。
【００４３】
構造化研磨層は、意図される使用期間中に、それが裏材から分離しないように、裏材に固着している。成形研磨複合体は、任意の形状を有してもよいが、典型的には、角錐（例えば、三角錐又は四角錐）、切頭角錐（例えば、切頭三角錐又は切頭四角錐）、角柱（例えば、三角柱、四角柱、又は六角柱）、棒、円錐、円錐台、及びこれらの組み合わせを含む。異なる成形をされた研磨複合体及び／又は異なる高さの成形研磨複合体の組み合わせを使用してもよい。例えば、角錐に成形された研磨複合体に、それよりも低い高さの切頭角錐に成形された研磨複合体が散在させてあってもよい。成形研磨複合体は、規則的（全ての側部が同一である）又は不規則であってもよい。
【００４４】
いくつかの実施形態において、成形研磨複合体は、精密に成形された研磨複合体であってもよい。これは、成形研磨複合体の形状が、明確に画定された辺縁によって境界とされ、結合された比較的滑らかな表面を有する側面によって画定されることを意味する。辺縁は、異なる側面の交点によって画定される明確な端点を有する明確な辺長を有する。「境界とする」及び「境界」という用語は、各研磨複合体の実際の三次元形状を区切って画定する各複合体の露出面及び辺縁を指す。これらの境界は、研磨物品の断面を走査型電子顕微鏡において観察する際、容易に視認可能かつ識別可能である。これらの境界は、研磨複合体同士がその基部において共通の境界に沿って互いに当接するような場合であっても、１つの精密に成形された研磨複合体を別の精密に成形された研磨複合体から分離し、区別するものである。比較すると、精密形状を有さない成形研磨複合体においては、境界及び辺縁は、明確に画定されていない（例えば、成形研磨複合体が、硬化完了前に撓む場合）。
【００４５】
成形研磨複合体は、構造化研磨層を画定し、典型的には、密集した配置（例えば、配列）で並べられており、隣り合う成形研磨複合体は、それぞれの基部で互いに接触しているが、少なくとも一部の隣り合う成形研磨複合体間の分離は容認される。トポグラフィカル構造化研磨層に間隙（例えば、縞）が存在してもよい。
【００４６】
成形研磨複合体の裏材に対する高さは、典型的には１０〜９００マイクロメートルの範囲であるが、より高い、又はより低い高さを使用してもよい。より典型的には、成形研磨複合体の裏材に対する高さは、５０〜８５０マイクロメートルの範囲、又は更に７５マイクロメートル〜８００マイクロメートルの範囲であってよい。
【００４７】
いくつかの実施形態では、トポグラフィカル構造化研磨層中の成形研磨複合体の面密度は、典型的には、１平方インチあたり少なくとも１，０００、１０，０００、又は更に少なくとも２０，０００の研磨複合体（例えば、１平方センチメートルあたり少なくとも１５０、１，５００、又は更に７，８００の研磨複合体）から、１平方インチあたり５０，０００、７０，０００、又は更に１００，０００もの研磨複合体（１平方センチメートルあたり７，８００、１１，０００、又は更に１５，０００までもの研磨複合体を含む）までの範囲であるが、より大きい又は小さい密度の研磨複合体を使用してもよい。
【００４８】
成形研磨複合体（角錐状又は切頭角錐状に関わらず）は、また、典型的には研磨粒子と同程度の大きさの希釈剤粒子を含んでいてもよい。そのような希釈剤粒子の例としては、石膏、大理石、石灰岩、フリント、シリカ、ガラス球、ガラスビーズ、及びケイ酸アルミニウムが挙げられる。
【００４９】
研磨複合体の形成に使用される混合物は、結合剤前駆体中に分散されている複数の研磨粒子を含む。本明細書で使用される場合、用語「混合物」は、結合剤前駆体中に分散されている複数の研磨粒子を含む、任意の組成物を意味する。混合物は、流動性であることが好ましい。しかしながら、混合物が流動性でない場合には、混合物は、製造用ツールの接触表面又は裏材の前面上に押し出されるか、又は他の手段（例えば熱、圧力、又はその両方）により押され得る。この混合物は、形状順応性と特徴付けられ、即ち、これを製造用ツールの接触表面及び裏材の前面と同一の形状、外形、又は輪郭をとるようにすることができる。
【００５０】
研磨粒子は、典型的には、約０．１〜１００マイクロメートル、好ましくは約０．２〜５０マイクロメートル、より好ましくは０．５〜４５マイクロメートルの範囲の大きさを有するが、他の大きさもまた使用されてもよい。本開示による構造化研磨剤中で使用するのに好適な研磨粒子の例としては、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、白色酸化アルミニウム、グリーンシリコンカーバイド、シリコンカーバイド、アルミナ、ジルコニア、ダイヤモンド、セリア、立方窒化ホウ素、ガーネット、シリカ、及びこれらの組み合わせが挙げられる。「研磨粒子」という語句は、個別の研磨粗粒子及び結合して粒塊を形成する複数の個別の研磨粗粒子の両方を含む。研磨粒子は、その上に表面処理剤を有してよい。いくつかの例では、表面処理剤は、結合剤との接着性を高める、研磨粒子の研磨特性を変化させる等の場合がある。表面処理剤の例としては、カップリング剤（例えばシランカップリング剤）、ハロゲン塩、シリカを含む金属酸化物、耐熱金属窒化物、及び耐熱金属炭化物が挙げられる。
【００５１】
結合剤前駆体は、エネルギー、好ましくは放射エネルギー、より好ましくは、紫外光、可視光、又は電子ビーム源からの放射エネルギーによって硬化することができる。他のエネルギー源は、赤外、熱、及びマイクロ波を含む。そのエネルギーは、本発明の方法において使用される製造用ツールに悪影響を与えず、これによって、ツールを再使用できることが好ましい。結合剤前駆体は、フリーラジカル機構又はカチオン機構により重合することができる。放射エネルギーに曝露することにより重合可能な結合剤前駆体の例としては、アクリレート化ウレタン、アクリレート化エポキシ、エチレン系不飽和化合物、ペンダント不飽和カルボニル基を有するアミノプラスト誘導体、少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体、少なくとも１つのペンダント（メタ）アクリレート基を有するイソシアネート誘導体、ビニルエーテル、エポキシ樹脂、及びこれらの組み合わせが挙げられる。本明細書で使用される場合、「（メタ）アクリレート」という用語は、アクリレート及び／又はメタクリレートを指す。
【００５２】
紫外線又は可視光線のいずれかが使用されることになる場合、結合剤前駆体は、結合剤前駆体の硬化を促進する、フリーラジカル光開始剤及び／又はカチオン性光触媒を更に含むことが好ましい。フリーラジカル光開始剤の例としては、有機ペルオキシド、アゾ化合物、キノン、ベンゾフェノン、ニトロソ化合物、アシルハライド、ヒドラゾン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、ビスイミダゾール、ホスフィンオキシド、クロロアルキルトリアジン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、チオキサントン、アセトフェノン誘導体、感作ヨードニウム塩、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
【００５３】
カチオン性光触媒は、例えば、エポキシ樹脂の重合を開始するための酸源を生成する。カチオン性光触媒としては、オニウムカチオンと、金属又は半金属の錯体アニオンを含有するハロゲンと、を有する塩を挙げることができる。他のカチオン性光触媒としては、有機金属錯体カチオンと、金属又は半金属のハロゲン含有錯体アニオンと、を有する塩が挙げられる。カチオン性光触媒は、米国特許第４，７５１，１３８号（Ｔｕｍｅｙ  ｅｔ  ａｌ．）及び同第４，９８５，３４０号（Ｐａｌａｚｚｏｔｔｏ  ｅｔ  ａｌ．）において更に記載されている。
【００５４】
放射線硬化性樹脂に加えて、結合剤前駆体は、放射エネルギー以外のエネルギー源により硬化可能である、縮合硬化性樹脂などの樹脂を更に含んでもよい。このような縮合硬化性樹脂の例としては、フェノール系樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、及び尿素−ホルムアルデヒド樹脂が挙げられる。
【００５５】
結合剤前駆体は、例えば、充填剤（研磨助剤を含む）、繊維、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤、及び懸濁剤などの任意選択の添加剤を更に含むことができる。これら材料の量は、所望の性質を付与するように調整され得る。充填剤の例としては、炭酸カルシウム、シリカ、石英、硫酸アルミニウム、粘土、ドロマイト、メタケイ酸カルシウム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。研磨助剤の例としては、テトラフルオロホウ酸カリウム、氷晶石、硫黄、黄鉄鉱、黒鉛、塩化ナトリウム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。混合物は、７０重量パーセント（重量％）以下、典型的には、４０重量％以下、好ましくは１〜１０重量％、より好ましくは１〜５重量％の充填剤又は研磨助剤を含有してもよい。
【００５６】
混合物は、好ましくは低剪断ミキサーにより成分を混合することによって調製され得る。高剪断ミキサーもまた使用され得る。典型的には、研磨粒子が結合剤前駆体の中に少しずつ添加される。加えて、混合物中の気泡の量を最少とすることが可能である。これは、混合工程時に真空を引くことにより達成され得る。
【００５７】
製造時に、放射エネルギーは、典型的には、製造用ツールを通って混合物の中に透過され、結合剤前駆体を少なくとも部分的に硬化させる。語句「部分硬化」は、結果的に得られる混合物が製造用ツールから剥離するような状態まで結合剤前駆体を重合させることを意味する。結合剤前駆体は、一旦、製造用ツールから取り出されると、例えば熱エネルギー又は放射エネルギーなどの任意のエネルギー源により充分に硬化され得る。結合剤前駆体は、また、成形研磨複合体を製造用ツールから取り出す前に、充分に硬化され得る。
【００５８】
本開示による、構造化研磨剤に好ましい放射エネルギー源としては、電子ビーム、紫外光、及び可視光が挙げられる。他の放射エネルギー源としては、赤外及びマイクロ波が挙げられる。熱エネルギーも使用され得る。電離放射線としても知られる電子ビーム放射線は、約２〜２５メガラド（Ｍｒａｄ）の線量で、好ましくは約１０〜２０Ｍｒａｄの線量で使用され得る。紫外線は、約２００〜約４００ナノメートルの範囲内の、好ましくは約２５０〜４００ナノメートルの範囲内の波長を有する非粒子状放射線を指す。紫外線は、紫外光によって供給されることが好ましい。可視光線とは、約４００〜約８００ナノメートルの範囲内、好ましくは約４００〜約５５０ナノメートルの範囲内）の波長を有する非粒子状放射線を指す。
【００５９】
放射エネルギーが製造用ツールを透過して、混合物に直接入る場合、製造用ツールを作製する材料は、かなりの量の放射エネルギーを吸収することも、その放射エネルギーによって劣化することもないのが好ましい。例えば、電子ビームエネルギーを使用する場合には、電子がセルロースを劣化させるので、製造用ツールは、セルロース系材料から製造されないことが好ましい。紫外線又は可視光線を使用する場合には、製造用ツール材料は、それぞれ、充分な紫外線又は可視光線を透過して、所望のレベルの硬化を引き起こすものでなければならない。
【００６０】
製造用ツールは、線源による劣化を回避するのに充分な速度で運転されなければならない。線源による劣化に対して比較的高い耐性を有する製造用ツールは、比較的低速度で運転され得、線源による劣化に対して比較的低い耐性を有する製造用ツールは、比較的高速度で運転され得る。端的に言うと、製造用ツールの適切な速度は、製造用ツールを作製する材料に左右される。
【００６１】
製造用ツールは、ベルト、例えばエンドレスベルト、シート、連続シート若しくはウェブ、コーティングロール、コーティングロール上に装着したスリーブ、又はダイの形であり得る。この混合物と接触するようになる製造用ツールの表面は、平滑であり得るか、又はトポグラフィー若しくはパターンを有することができる。この表面は、本明細書では「接触表面」と呼ばれる。製造用ツールがベルト、シート、ウェブ又はスリーブの形のものである場合には、製造用ツールは、接触表面と非接触表面を有することになる。製造用ツールがロールの形のものである場合には、製造用ツールは、接触表面のみを有することになる。本開示による構造化研磨剤の方法により形成される研磨物品のトポグラフィーは、製造用ツールの接触表面のパターンの逆を有することになる。製造用ツールの接触表面のパターンは、概ね、複数の空洞又はくぼみを特徴とすることになる。これらの空洞の開口は、例えば、規則的であれ又は不規則であれ、矩形、半円、円、三角形、四角形、六角形、又は八角形などの任意の形状を有する。空洞の壁は、垂直又はテーパー形状であり得る。空洞により形成されるパターンを、特定の平面図に従って配列してもよく、又はランダムとしてもよい。空洞を互いに隣接させることができる。
【００６２】
製造用ツールの構築に使用可能な熱可塑性材料としては、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ（エーテルスルホン）、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリスチレン、又はこれらの組み合わせが挙げられる。熱可塑性材料は、可塑剤、フリーラジカル掃去剤又は安定化剤、熱安定化剤、酸化防止剤、及び紫外線吸収剤などの添加剤を含むことができる。
【００６３】
熱可塑性製造用ツールを、例えば、次の手順に従って作製することができる。最初にマスターツールを準備する。マスターツールは、金属、例えばニッケルからできているのが好ましい。マスターツールは、彫り込み、ホブ切り、ローレット切り、電鋳、ダイヤモンド旋盤、レーザーマシニングなどのいかなる慣用の方法によっても加工可能である。このマスターツールは、製造用ツールの表面に所望の逆パターンを有するべきである。熱可塑性材料をマスターツールによりエンボスして、パターンを形成することができる。熱可塑性材料が流動可能な状態にある間に、エンボスを行うことができる。エンボス後、熱可塑性材料を冷却して、固化させることができる。
【００６４】
製造用ツールは、硬化した熱硬化性樹脂で作製することもできる。次の手順に従って熱硬化性材料でできた製造用ツールを作製することができる。未硬化熱硬化性樹脂を前述の種類のマスターツールに塗布する。未硬化樹脂がマスターツールの表面上にある間に、未硬化樹脂がマスターツールの表面のパターンの逆形状を有するよう固化するように、未硬化樹脂を加熱により硬化又は重合させることができる。次に、硬化された熱硬化性樹脂をマスターツールの表面から除去する。製造用ツールを例えばアクリレート化ウレタンオリゴマーなどの硬化された放射線硬化性樹脂から作製することができる。放射線（例えば紫外線）に曝露することにより硬化を行うことを除いて、熱硬化性樹脂でできた製造用ツールと同一の方法で放射線硬化された製造用ツールを作製する。
【００６５】
製造用ツールの接触表面は、また、製造用ツールからの研磨物品の剥離をより容易にするため、剥離コーティングを包含してもよい。このような剥離コーティングの例としては、シリコーン及びフルオロケミカルが挙げられる。
【００６６】
裏材に固着した構造化研磨層を作製する材料及び方法に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）、同第５，６７２，０９７号（Ｈｏｏｐｍａｎ）、同第５，６８１，２１７号（Ｈｏｏｐｍａｎ  ｅｔ  ａｌ．）、同第５，４５４，８４４号（Ｈｉｂｂａｒｄ  ｅｔ  ａｌ．）、同第５，８５１，２４７号（Ｓｔｏｅｔｚｅｌ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，１３９，５９４号（Ｋｉｎｃａｉｄ  ｅｔ  ａｌ．）、及び同第８，２５１，７７４（Ｂ２）号（Ｊｏｓｅｐｈ  ｅｔ  ａｌ．）において認められる。
【００６７】
様々な好適な構造化研磨剤が、例えば、「ＴＲＩＺＡＣＴ」の商品名で３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｉｎｔ  Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から市販されている。例としては、３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＬＡＰＰＩＮＧ  ＦＩＬＭ  １６２ＸＡ（４６マイクロメートルノミナル級、モース硬度＜３）、３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＬＡＰＰＩＮＧ  ＦＩＬＭ  ＡＬＵＭＩＮＵＭ  ＯＸＩＤＥ  ２６８ＸＡ（５、１０、２０、及び３５マイクロメートルノミナル級で入手可能）、３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＬＡＰＰＩＮＧ  ＦＩＬＭ  ＣＥＲＩＵＭ  ＯＸＩＤＥ  Ｍ−５６８ＸＡ（０．５マイクロメートルノミナル級）、３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＤＩＡＭＯＮＤ  ＬＡＰＰＩＮＧ  ＦＩＬＭ（０．５、２、及び９マイクロメートルダイヤモンドノミナル級で入手可能）、３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＤＩＡＭＯＮＤ  ＴＩＬＥ  ６７７ＸＡ構造化研磨シート（３、６、９、及び２０マイクロメートルダイヤモンドノミナル級で入手可能）が挙げられる。このように調製された構造化研磨剤は、次いで、既知の方法によって、研磨ベルトに変えられる。また、支持ホイールの周面に固着して研磨ホイールを形成してもよい。
【００６８】
好ましくは、構造化研磨層の幅は、研磨物品の直径（例えば、ホイールの場合）及び／又は所望のくぼみの大きさ及び形状（例えば、ディンプルの直径又はリングの幅（即ち、直径ではなく幅））の、約１／８（１２．５パーセント）以下、１／１０（１０パーセント）未満、又は更に１／２０（５パーセント）未満である。典型的には、構造化研磨層の幅及びホイールの直径の選択は、特定の用途によって決定づけられることになり、ディンプルの大きさ、及び研削プロセスの正確さ及び速さによって決定されることになる。
【００６９】
本開示の選択された実施形態
第１の実施形態では、本開示は、基材の表面にくぼみを形成する方法であって、
支持部材の周面に沿って配された構造化研磨部材を含む研磨物品を準備するステップであって、構造化研磨部材は、裏材に固着した成形研磨複合体を含む構造化研磨層を含み、裏材は、支持部材に近接し、成形研磨複合体は、結合剤材料中に保持された研磨粒子を含む、ステップと、
構造化研磨層を基材の表面と摩擦接触させるステップであって、基材の表面は、実質的に平面である、ステップと、
構造化研磨層を基材の表面に対して縦方向に前進させるステップと、
構造化研磨層が基材の表面との接触を維持し、基材の表面を研磨するように、基材の表面に垂直な回転軸の周りで基材を回転させることにより、基材にくぼみを形成するステップと、を含む、方法を提供する。
【００７０】
第２の実施形態では、本開示は、第１の実施形態による方法であって、方法は、遊離研磨粒子又は研磨スラリーを添加することなく実行される、方法を提供する。
【００７１】
第３の実施形態では、本開示は、第１又は第２の実施形態による方法であって、研磨物品は、研磨ホイール又は研磨ベルトを含む、方法を提供する。
【００７２】
第４の実施形態では、本開示は、第１〜第３の実施形態のいずれか１つによる方法であって、研磨粒子は、酸化セリウム又はダイヤモンドの少なくとも一方を含む、方法を提供する。
【００７３】
第５の実施形態では、本開示は、第１〜第４の実施形態のいずれか１つによる方法であって、くぼみは、ディンプルを含む、方法を提供する。
【００７４】
第６の実施形態では、本開示は、第１〜第５の実施形態のいずれか１つによる方法であって、くぼみは、リングを含む、方法を提供する。
【００７５】
第７の実施形態では、本開示は、第１〜第６の実施形態のいずれか１つによる方法であって、基材は、基材の表面に垂直な、基材の中を通って延在する円筒形通路を有し、回転軸は、円筒形通路と同一線上にある、方法を提供する。
【００７６】
第８の実施形態では、本開示は、第１〜第７の実施形態のいずれか１つによる方法であって、くぼみは、連続的凹面を有する、方法を提供する。
【００７７】
第９の実施形態では、本開示は、第１〜第８の実施形態のいずれか１つによる方法であって、前記研磨物品及び基材の少なくとも一方を他方に対して動かすことは、基材を回転させることを含む、方法を提供する。
【００７８】
第１０の実施形態では、本開示は、第１〜第９の実施形態のいずれか１つによる方法であって、基材は、ガラス板及びサファイア板からなる群から選択される、方法を提供する。
【００７９】
第１１の実施形態では、本開示は、円形支持ホイールの周面上に配された構造化研磨部材を含む研磨ホイールであって、構造化研磨部材は、裏材に固着した成形研磨複合体を含む構造化研磨層を含み、裏材は、支持ホイールに近接し、成形研磨複合体は、結合剤材料中に保持された研磨粒子を含み、支持ホイールは、外径を有し、構造化研磨部材は、実質的に均一な幅を有し、構造化研磨部材の幅の、支持ホイールの外径に対する比は、０．１２５以下である、研磨ホイールを準備する。
【００８０】
第１２の実施形態では、本開示は、支持ホイールの周面は、構造化研磨層によって実質的に覆われている、第１１の実施形態に記載の研磨ホイールを準備する。
【００８１】
第１３の実施形態では、本開示は、第１及び第２の対向する主表面を有する板であって、ガラス、セラミック、又はこれらの組み合わせを含む、板と、
第１の主表面に当接し、かつ第１の主表面から内向きに延在する球状に凹んだくぼみであって、最内部を有する、球状に凹んだくぼみと、
第２の主表面と球状に凹んだくぼみの最内部との間に延在し、かつ第２の主表面と球状に凹んだくぼみの最内部に当接する円筒形通路であって、第１の主表面に垂直である、円筒形通路と、を含む、カバーを準備する。
【００８２】
第１４の実施形態では、本開示は、
第１及び第２の対向する主表面を有する板であって、ガラス、セラミック、又はこれらの組み合わせを含む、板と、
第１の主表面に当接し、かつ第１の主表面から内向きに延在する第１の球状に凹んだくぼみであって、第１の最内部を有する、第１の球状に凹んだくぼみと、
第２の主表面に当接し、かつ第２の主表面から内向きに延在する第２の球状に凹んだくぼみであって、第２の最内部を有する、第２の球状に凹んだくぼみと、
第１の球状に凹んだくぼみの第１の最内部と第２の球状に凹んだくぼみの第２の最内部との間に延在し、かつ第１の最内部と第２の最内部にそれぞれ当接する円筒形通路であって、第１の主表面に垂直である、円筒形通路と、を含む、カバーを準備する。
【００８３】
第１５の実施形態では、本開示は、
第１及び第２の対向する主表面を有する板であって、ガラス、セラミック、又はこれらの組み合わせを含む、板と、
第１の主表面に当接し、かつ第１の主表面から内向きに延在する球状に凹んだくぼみであって、最内部を有する、球状に凹んだくぼみと、を含む、カバーを準備する。
【００８４】
本開示の目的及び利点は、以下の非限定的な実施例によって更に示されるが、これらの実施例に記載される具体的な材料及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を不当に限定するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【００８５】
特に記載のない限り、実施例及び本明細書の残りの部分における全ての部分、割合、比率等は、重量による。
【００８６】
試験方法
表面粗さ測定法
ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｌｐｉｔａｓ  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から入手可能なＰ１６＋スタイラスプロファイラを使用して、接触表面粗さ測定法を行った。走査長は、８．０ｍｍであり、走査速度は、１００μｍ／ｓであった。スタイラスへの負荷は、０．５ｍｇであり、スタイラス先端半径は、０．１５μｍであった。
【００８７】
（実施例１）
本実施例は、本開示による研磨ホイールの作製を説明する。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な、３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ５６８ＸＡセリア研磨剤のシートは、幅０．０４５インチ（０．１１ｃｍ）、長さ１２インチ（３０．５ｃｍ）の細片に切断された。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、３Ｍ  ＳＣＯＴＣＨ−ＷＥＬＤ瞬間接着剤は、研磨細片の端部の裏側に塗布され、約０．５インチ（１．３ｃｍ）の長さの細片を覆った。接着剤を含む研磨細片の裏側を、一体型中心軸を有する直径８８ｍｍ×厚さ０．１ｉｎ（０．２５ｃｍ）の金属支持部材の外周面と接触させた。この接着剤を硬化させた。追加の接着剤を、約０．５インチ（１．３ｃｍ）の長さで、研磨細片の裏側に塗布した。研磨剤を含む接着剤を、支持部材の外周面と接触させた。支持部材の全周面が研磨剤で覆われるまで、このプロセスを継続する。研磨表面の最後のセクションを周面に固着する前に、研磨細片の最後のセクションが、支持部材に取り付けられた研磨細片の第１のセクションと重ならないように、研磨細片を適切な長さに切断した。接着剤を硬化させ、研磨ホイールを作製した。
【００８８】
（実施例２）
本実施例は、本開示によるディンプルを加工する一工程のラッピング方法を説明する。実施例１で作製した研磨ホイールを、ホイールの主表面が地面と平行になるように、回転可能ドライブのチャック内に装着した。２ｉｎ（５．１ｃｍ）×３ｉｎ（７．６ｃｍ）×０．１２ｃｍのソーダ石灰ガラスプレートを、Ｂｕｅｈｌｅｒ（Ｌａｋｅ  Ｂｌｕｆｆ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から入手可能な、ＦＩＢＥＲＭＥＴ光ファイバポリッシャ、モデル＃６９−３０００−１６０の回転可能フィクスチャに装着した。ガラスプレートをフィクスチャに装着する前に、両面接着テープを使用して、約２ｉｎ（５．１ｃｍ）×３ｉｎ（７．６ｃｍ）×１ｍｍのゴムシートをフィクスチャの面の上に装着した。両面接着テープを使用して、ガラスプレートをゴムシートに装着した。フィクスチャの主表面（即ち、ガラスプレートを装着した表面）は、地面に対して垂直であった。ポリッシャを、横移動できるように、プログラム可能なｘ−ｙステージ上に装着した。研磨ホイールの周面がポリッシャの回転可能フィクスチャの中心軸と接触できるように、ポリッシャを有するステージを研磨ホイールに隣接して位置付けた。研磨ホイールは、１，０００ｒｐｍで回転し、ガラスプレートは、１５０ｒｐｍで回転した。装着されたガラスプレートの回転軸が回転する研磨ホイールの先端と接触するように、ポリッシャは、ｘ−ｙステージを介して横移動した。接触前に、冷却液である水を、ガラスプレートにすぐ隣接する回転ホイールの辺縁の上に８ｍＬ／分で流した。ポリッシャは、１２μｍ／分の速度で、研磨ホイールの辺縁の中に、継続的に横移動した。ポリッシャの横移動を、４分間継続したそのとき、ポリッシャは、静止位置に残され、ラッピングを更に３０秒間継続した。このとき、ガラスプレート及び研磨ホイールの両方の回転が停止した。ガラスは、ポリッシャから取り外された。ガラスプレートのラッピングされた領域にわたって、上記の試験方法による表面計の走査を行い、ガラスプレートは、深さ約４８μｍ、直径約４．５ｍｍの、半球型のくぼみを有することが観察された。
【００８９】
（実施例３）
本実施例は、本開示による研磨ホイールの作製を説明する。３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ５６８ＸＡセリア研磨シートを、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＤＩＡＭＯＮＤ  ＴＩＬＥ  ６７７ＸＡの２０μｍ研磨剤のシートと交換し、研磨シートを幅０．１００ｉｎ（０．２５ｃｍ）、長さ１２インチ（３０．５ｃｍ）の細片に切断し、研磨ホイールを作製したことを除いて、実施例１と同じ手順で、研磨ホイールを作製した。
【００９０】
（実施例４）
本実施例は、本開示による研磨ホイールの作製を説明する。３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ５６８ＸＡセリア研磨剤を、幅０．０７５ｉｎ（０．１９ｃｍ）、長さ１２インチ（３０．５ｃｍ）の細片に切断し、研磨ホイールを作製したことを除いて、実施例１と同じ手順で、研磨ホイールを作製した。
【００９１】
（実施例５）
本実施例は、本開示によるディンプルを加工する二工程のラッピング方法を説明する。実施例２で説明されている、機器、機器の構成、及び全体のラッピング手順は、二工程のラッピングプロセスに使用された。実施例３で作製した研磨ホイールを、回転可能ドライブのチャックに装着した。２ｉｎ（５．１ｃｍ）×３ｉｎ（７．６ｃｍ）×０．１２ｃｍのソーダ石灰ガラスプレートを、ポリッシャの回転可能フィクスチャ上に装着した。研磨ホイールは、２，０００ｒｐｍで回転し、ガラスプレートは、１５０ｒｐｍで回転した。２０ｍＬ／分で流れる水を、ここでも冷却液として使用した。ポリッシャを有するステージは、１．２５ｍｍ／分の速度で１５分間、研磨ホイールの辺縁の中に継続的に横移動し、そのとき、ポリッシャは、静止位置に残され、ラッピングは、更に５秒間継続された。ガラスプレートは、ステージを介して研磨ホイールと接触するところから取り外され、ガラスプレート及び研磨ホイールの両方の回転は、停止した。研磨ホイールは、チャックから取り外され、実施例４で作製された研磨ホイールは、チャック内に装着された。研磨ホイールは、１，０００ｒｐｍで回転し、ガラスプレートは、１５０ｒｐｍで回転した。８ｍＬ／分で流れる水を、ここでも冷却液として使用した。ポリッシャを有するステージは、２５μｍ／分の速度で２分間、研磨ホイールの辺縁の中に継続的に横移動し、そのとき、ポリッシャは、静止位置に残され、ラッピングは、更に３０秒間継続された。ガラスは、ポリッシャから取り外された。ガラスプレートのラッピングされた領域にわたって、上記の試験方法による表面計の走査（図５に示す）を行い、ガラスプレートは、深さ約３４０μｍ、直径約１１ｍｍの、半球型のくぼみを有することが観察された。
【００９２】
比較例Ａ
本実施例は、本開示による非研磨ホイールの作製を説明する。３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ５６８ＸＡセリア研磨シートを、３Ｍ  ＰＯＬＩＳＨＩＮＧ  ＦＩＬＭ  ９６８Ｍ（非研磨材料）のシートと交換し、非研磨ホイール（即ち、研磨なしのポリッシングパッドに覆われた）を作製したことを除いて、実施例１と同じ手順で、非研磨ホイールを作製した。
【００９３】
比較例Ｂ
本実施例は、研磨スラリーと共に非研磨ホイールを使用して、ディンプルを加工する方法を説明する。実施例１で説明された、機器、機器構成、及び全体のラッピング手順を、スラリープロセスに使用した。比較例Ａの非研磨ホイールを、回転可能ドライブのチャックに装着した。２ｉｎ（５．１ｃｍ）×３ｉｎ（７．６ｃｍ）×０．１２ｃｍのソーダ石灰ガラスプレートを、ポリッシャの回転可能フィクスチャ上に装着した。非研磨ホイールは、１，０００ｒｐｍで回転し、ガラスプレートは、１２０ｒｐｍで回転した。プロセスの間、スラリーを非研磨ホイール／ガラスの界面に流した。スラリーは、脱イオン水中の０．５μｍの酸化セリウムの１０重量％混合物であった。ポリッシャを有するステージは、２５μｍ／分の速度で３分間、研磨ホイールの辺縁の中に継続的に横移動し、そのとき、ポリッシャは、静止位置に残され、ラッピングは、更に３０秒間継続された。ガラスは、ポリッシャから取り外された。ガラスプレートのラッピングされた領域にわたって、上記の試験方法による表面計の走査を行い、ガラスプレートは、深さ約４５μｍ、直径約５．５ｍｍの、半球型のくぼみを有することが観察された。
【００９４】
実施例２の結果（図５を参照）を比較例Ｂの結果（図６を参照）と比較すると、研磨パッドホイールを使用するラッピングプロセスは、酸化セリウムのスラリーと共に非研磨パッドを利用したプロセスで作製されたものよりも、より鋭い辺縁のトポグラフィーと、より小さい直径を有するくぼみを作製した。
【００９５】
背景技術の項を除いて、特許証のための上記の出願において引用された、参照文献、特許、又は特許出願は、いずれも一貫性を有するようにそれらの全容を参照により本明細書に援用する。援用された参照文献の部分と本願の部分との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の情報が優先されるものとする。前述の説明は、請求する開示内容を当業者が実施することを可能にするためのものであり、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではなく、本開示の範囲は、特許請求の範囲及びそのすべての等価物によって定義される。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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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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【国際調査報告】
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