特許第6427147号(P6427147)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6427147特定の形状を有する研磨粒子およびこのような粒子の形成方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6427147
(24)【登録日】2018年11月2日
(45)【発行日】2018年11月21日
(54)【発明の名称】特定の形状を有する研磨粒子およびこのような粒子の形成方法
(51)【国際特許分類】
   B24D 3/00 20060101AFI20181112BHJP
   B24D 3/28 20060101ALI20181112BHJP
   B24D 11/00 20060101ALI20181112BHJP
   C09K 3/14 20060101ALI20181112BHJP
【FI】
   B24D3/00 310C
   B24D3/00 330A
   B24D3/28
   B24D11/00 M
   C09K3/14 550D
【請求項の数】14
【外国語出願】
【全頁数】67
(21)【出願番号】特願2016-151490(P2016-151490)
(22)【出願日】2016年8月1日
(62)【分割の表示】特願2015-537012(P2015-537012)の分割
【原出願日】2013年10月15日
(65)【公開番号】特開2017-7088(P2017-7088A)
(43)【公開日】2017年1月12日
【審査請求日】2016年8月29日
(31)【優先権主張番号】61/714,028
(32)【優先日】2012年10月15日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/747,535
(32)【優先日】2012年12月31日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】391010770
【氏名又は名称】サンーゴバン アブレイシブズ,インコーポレイティド
(73)【特許権者】
【識別番号】507169495
【氏名又は名称】サン−ゴバン アブラジフ
(74)【代理人】
【識別番号】100076428
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 康徳
(74)【代理人】
【識別番号】100115071
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 康弘
(74)【代理人】
【識別番号】100112508
【弁理士】
【氏名又は名称】高柳 司郎
(74)【代理人】
【識別番号】100116894
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 秀二
(74)【代理人】
【識別番号】100130409
【弁理士】
【氏名又は名称】下山 治
(74)【代理人】
【識別番号】100134175
【弁理士】
【氏名又は名称】永川 行光
(74)【代理人】
【識別番号】100188857
【弁理士】
【氏名又は名称】木下 智文
(72)【発明者】
【氏名】アンソニー・シー・ガエタ
(72)【発明者】
【氏名】アヌジュ・セス
(72)【発明者】
【氏名】クリストファー・アルコナ
(72)【発明者】
【氏名】ドルク・オー・イエナー
(72)【発明者】
【氏名】ジェニファー・エイチ・チェルピンスキ
(72)【発明者】
【氏名】スジャータ・イエンガー
(72)【発明者】
【氏名】フランク・ジェイ・チッラグ
(72)【発明者】
【氏名】ウィリアム・シー・ライス
(72)【発明者】
【氏名】サチャラクシミ・ケイ・ラメシュ
(72)【発明者】
【氏名】グレゴリー・ジー・ラフォンド
(72)【発明者】
【氏名】シダース・エス・ウィジェソーリヤ
(72)【発明者】
【氏名】アダム・ディー・リオー
(72)【発明者】
【氏名】アラン・ジェイ・ブランデス
(72)【発明者】
【氏名】アニル・パーマー
(72)【発明者】
【氏名】ポール・ブラウン
(72)【発明者】
【氏名】ダレル・ケイ・エヴァーツ
【審査官】 亀田 貴志
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2012/112305(WO,A2)
【文献】 特開2002−200566(JP,A)
【文献】 国際公開第2012/003116(WO,A1)
【文献】 特開2006−130586(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B24D 3/00 − 3/34
B24D 11/00 − 11/08
C09K 3/14
DWPI(Derwent Innovation)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
研磨物品であって、
裏材と、
前記裏材の少なくとも一部に不連続分布で配置された接着剤層であって、前記不連続分布はそれぞれの接着剤接触領域の間に間隙を有する複数の別個の接着剤接触領域を含む、前記接着剤層と、
前記裏材を覆う第1の群の研磨粒子であって、前記第1の群の研磨粒子はなくとも1つの成形研磨粒子を含み、前記複数の別個の接着剤接触領域の少なくとも単一の別個の接着剤接触領域は単一の成形研磨粒子を含み、前記少なくとも1つの成形研磨粒子は所定の回転配向、所定の横方向配向、および所定の縦方向配向の少なくとも1つを有する、前記第1の群の研磨粒子と、を含み、
前記間隙は前記裏材上に提供され、接着剤材料を有さない非接触領域である間隙の距離を確定する、ことを特徴する研磨物品。
【請求項2】
前記裏材を覆う第2の群の研磨粒子をさらに含み、前記第2の群の研磨粒子は前記第1の群の研磨粒子と異なることを特徴する請求項1に記載の研磨物品。
【請求項3】
前記第2の群の研磨粒子は前記別個の接着剤接触領域の第2の部分に配置された少なくとも1つの成形研磨粒子を含むことを特徴する請求項2に記載の研磨物品。
【請求項4】
前記複数の別個の接着剤接触領域の少なくとも単一の別個の接着剤接触領域は前記第2の群の研磨粒子の前記少なくとも1つの成形研磨粒子にだけ結合され、前記第2の群の前記少なくとも1つの成形研磨粒子は所定の回転配向、所定の横方向配向、および所定の縦方向配向の少なくとも1つを有することを特徴する請求項3に記載の研磨物品。
【請求項5】
前記所定の回転配向、前記所定の横方向配向、および前記所定の縦方向配向の少なくとも1つは前記第1の群と異なることを特徴する請求項4に記載の研磨物品。
【請求項6】
前記第1の群の前記少なくとも1つの成形研磨粒子は結合剤材料を本質的に含まない本体を含むことを特徴する請求項1に記載の研磨物品。
【請求項7】
前記第2の群の前記少なくとも1つの成形研磨粒子は結合剤材料を本質的に含まない本体を含むことを特徴する請求項3に記載の研磨物品。
【請求項8】
前記第1の群の前記少なくとも1つの成形研磨粒子は所定の回転配向、所定の横方向配向、および所定の縦方向配向の少なくとも2つを有することを特徴する請求項1に記載の研磨物品。
【請求項9】
前記第2の群の前記少なくとも1つの成形研磨粒子は所定の回転配向、所定の横方向配向、および所定の縦方向配向の少なくとも2つを有することを特徴する請求項3に記載の研磨物品。
【請求項10】
前記間隙の距離は少なくとも約0.5(w)で100(w)以下であり、(w)は前記少なくとも1つの成形研磨粒子の幅に相当することを特徴する請求項1に記載の研磨物品。
【請求項11】
前記間隙の距離は少なくとも約1(w)で100(w)以下であり、(w)は前記少なくとも1つの成形研磨粒子の幅に相当することを特徴する請求項1に記載の研磨物品。
【請求項12】
前記別個の接触領域は、多角形、楕円形、数字、十字形、複数の腕を持つ多角形、ギリシャ文字、アルファベット文字、ロシア文字、アラビア文字、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される二次元形状を有することを特徴する請求項1に記載の研磨物品。
【請求項13】
前記別個の接触領域は少なくとも約0.5(h)の幅(w)で100(h)以下の幅(w)を有し、(h)は前記成形研磨粒子の高さであることを特徴する請求項1に記載の研磨物品。
【請求項14】
前記接着剤層はポリマー配合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の研磨物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
以下は研磨物品、特に研磨物品を形成する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
研磨粒子および研磨粒子から作られる研磨物品は、研削、仕上げ削りおよび研磨を含む
種々の材料除去操作に有用である。研磨材料の種類によって、このような研磨粒子は、商
品製造時の多種多様な材料および表面の成形または研削に有用であることができる。今日
まで、特定の種類の研磨粒子、例えば三角形状等の特定の幾何形状を有する研磨粒子を有
するおよびこのような物体を組み込んだ研磨物品が考案されている。例えば、米国特許第
5,201,916号;同第5,366,523号;および同第5,984,988号を
参照のこと。
【0003】
特定の形状を有する研磨粒子を製造するために利用されてきたいくつかの基本的技術と
して、(1)溶融、(2)焼結および(3)化学セラミックがある。溶融プロセスでは、
研磨粒子は冷却ローラーで成形することができ、その表面は刻設してもしなくてもよく、
型に溶融材料を注ぎ込むか、または酸化アルミニウムに浸漬したヒートシンク材料を溶融
させる。例えば、溶融研磨材を炉から冷却回転鋳造シリンダに流すステップと、迅速に材
料を凝固させて薄い半固体の湾曲シートを形成するステップと、半固体材料を圧力ロール
で圧縮するステップと、その後、高速駆動被冷却コンベヤでシリンダから離すように引っ
張ってその湾曲を逆にすることによって半固体材料の細片を部分的に破砕するステップと
を含むプロセスを開示している、米国特許第3,377,660号を参照されたい。
【0004】
焼結プロセスでは、研磨粒子は直径45マイクロメートル以下の粒径を有する耐火物粉
末から形成できる。潤沢剤および好適な溶媒、例えば、水と一緒に結合剤を粉末に添加す
ることができる。得られた混合物またはスラリーを種々の長さおよび直径のプレートレッ
トまたはロッドへ成形することができる。例えば、米国特許第3,079,242号を参
照されたい。米国特許第3,079,242号は、(1)材料を微粉末状にするステップ
と、(2)正圧(affirmative pressure)下で圧縮し、該粉末の微
細粒子をグレインサイズのアグロメレーションにするステップと、(3)粒子のアグロメ
レーションをボーキサイトの溶融温度未満の温度で焼結して粒子の再結晶の制限を生じさ
せ、これにより砥粒が直接寸法通りに製造されるステップとを含む、焼成ボーキサイト材
料から研磨粒子を製造する方法を開示している。
【0005】
化学セラミック技術は、コロイド分散またはヒドロゾル(ゾルと呼ぶこともある)を、
所望により混合物中で、他の金属酸化物前駆体溶液でゲルに変換し、乾燥し焼成してセラ
ミック材料を得ることを含む。例えば、米国特許第4,744,802号;および同第4
,848,041号を参照のこと。
【0006】
当該産業では研磨粒子および研磨粒子を用いる研磨物品の性能、寿命および有効性の改
善の必要性が依然として存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の態様によると、研磨物品は、裏材と、裏材の上を覆う接着剤層と、第1の位置に
て裏材に結合される第1の成形研磨粒子と、第2の位置にて裏材に結合される第2の成形
研磨粒子とを含み、第1の成形研磨粒子および第2の成形研磨粒子は、互いに対して非シ
ャドウイング(non−shadowing)配置にて配置され、非シャドウイング配置
は、所定の回転配向、所定の横方向配向および所定の縦方向配向のうち少なくとも2つを
含む。
【0008】
さらに別の態様では、研磨物品は、裏材と、裏材の上を覆う接着剤層と、裏材に結合さ
れる複数の成形研磨粒子を含む第1の群とを含み、第1の群の複数の成形研磨粒子はそれ
ぞれ、所定の回転配向、所定の横方向配向および所定の縦方向配向のうち少なくとも1つ
を共有し、第2の群は、第1の群とは異なっており裏材に結合される複数の成形研磨粒子
を含み、第2の群の複数の成形研磨粒子はそれぞれ、所定の回転配向、所定の横方向配向
および所定の縦方向配向のうち少なくとも1つを共有する。
【0009】
別の態様では、研磨物品は、裏材と、不連続層にて裏材に結合される複数の成形研磨粒
子を含む第1の群とを含み、複数の成形研磨粒子は、互いに対して非シャドウイング配置
で配置され、同じ回転配向、同じ横方向配向、同じ横方向配向空間、同じ縦方向配向およ
び同じ縦方向配向空間を規定する。
【0010】
一態様によると、研磨物品は裏材の上を覆う複数の成形研磨粒子を含む第1の群を含み
、第1の群の複数の成形研磨粒子は、互いに対する第1のパターンを規定した。
【0011】
さらに別の態様では、研磨物品は、裏材と、不連続層にて裏材に結合される複数の成形
研磨粒子を有する第1の群とを含み、第1の群の複数の成形研磨粒子は、同じ所定の回転
配向、同じ所定の横方向配向、同じ所定の縦方向配向、同じ所定の垂直高さおよび同じ所
定の先端高さのうち少なくとも2つの組み合わせによって規定される。
【0012】
一態様によると、研磨物品は裏材の上を覆う第1の群の複数の成形研磨粒子を含み、第
1の群の複数の成形研磨粒子は、互いに対する非シャドウイング分布を規定し、成形研磨
粒子の全含有量のうち少なくとも約80%は裏材に対して側面配向にて配置される。
【0013】
特定の態様において、研磨物品を成形する方法は、裏材を提供することと、所定の回転
配向、所定の横方向配向および所定の縦方向配向のうち少なくとも2つにより規定される
第1の位置にて裏材に第1の成形研磨粒子を配置することと、所定の回転配向、所定の横
方向配向および所定の縦方向配向のうち少なくとも2つにより規定される第2の位置にて
裏材に第2の成形研磨粒子を配置することとを含む。
【図面の簡単な説明】
【0014】
本開示は、添付図面を参照することにより、よりよく理解することができ、またはその
多数の特徴および利点が当業者に対して明らかになり得る。
【0015】
図1A図1Aは、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。
図1B図1Bは、一実施形態による研磨物品の一部の断面図である。
図1C図1Cは、一実施形態による研磨物品の一部の断面図である。
図1D図1Dは、一実施形態による研磨物品の一部の断面図である。
図2A図2Aは、一実施形態による成形研磨粒子の一部の平面図である。
図2B図2Bは、一実施形態による研磨物品上の成形研磨粒子の斜視図である。
図3A図3Aは、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。
図3B図3Bは、一実施形態による、研削方向に対する所定の配向特性を有する成形研磨粒子を含む研磨物品の一部の斜視図である。
図4図4は、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。
図5図5は、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。
図6図6は、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。
図7A図7Aは、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。
図7B図7Bは、一実施形態による研磨物品の一部の斜視図である。
図7C図7Cは、一実施形態に従って提供される研磨物品の一部上に形成される非シャドウイング配置の平面図である。
図7D図7Dは、一実施形態による成形研磨粒子の非シャドウイング配置を有する研磨物品の一部の画像である。
図8A図8Aは、一実施形態による成形研磨粒子の斜視図である。
図8B図8Bは、図8Aの成形研磨粒子の断面図である。
図8C図8Cは、一実施形態による成形研磨粒子の側面図である。
図9図9は、一実施形態による整列構造の一部の図である。
図10図10は、一実施形態による整列構造の一部の図である。
図11図11は、一実施形態による整列構造の一部の図である。
図12図12は、一実施形態による整列構造の一部の図である。
図13図13は、一実施形態による、接着剤を含んだ別個の接触領域を含む整列構造の一部の図である。
図14図14は、本発明の実施形態による、接着材料から形成される別個の接触領域を含む、種々のパターンの整列構造を有する研磨物品を形成する工具の一部の上面図である。
図15図15は、一実施形態による研磨物品を形成するシステムの図である。
図16図16は、一実施形態による研磨物品を形成するシステムの図である。
図17A図17Aは、一実施形態による研磨物品を形成するシステムの図である。
図17B図17Bは、一実施形態による研磨物品を形成するシステムの図である。
図17C図17Cは、一実施形態による研磨物品を形成するシステムの図である。
図18図18は、一実施形態による研磨物品を形成するシステムの図である。
図19図19は、一実施形態による研磨物品を形成するシステムの図である。
図20A図20Aは、一実施形態による研磨物品を形成するために使用される工具の画像である。
図20B図20Bは、一実施形態による研磨物品を形成するために使用される工具の画像である。
図20C図20Cは、一実施形態による研磨物品の一部の画像である。
図21図21は、実施例1の切削試験による垂直力(N)対サンプルAおよびサンプルBの切削回数のプロットである。
図22図22は、一実施形態による例示的サンプルの一部の画像である。
図23図23は従来のサンプルの一部の画像である。
図24図24は、2つの従来のサンプルおよび実施形態を代表する3つのサンプルについてのcm当たりの立っているグレインおよびcm当たりのグレイン合計数のプロットである。
図25図25は、実施形態による非シャドウイング配置を形成するための裏材における成形研磨粒子の位置のプロットの図である。
図26図26は、実施形態による非シャドウイング配置を形成するための裏材における成形研磨粒子の位置のプロットの図である。
図27図27は、実施形態による非シャドウイング配置を形成するための裏材における成形研磨粒子の位置のプロットの図である。
図28図28は、一実施形態による非シャドウイング配置を形成するための裏材における成形研磨粒子の位置のプロットの図である。
図29図29は、裏材における成形研磨粒子のシャドウイング配置を有する従来のサンプルの画像である。
図30図30は、一実施形態を表すサンプルを使用して研削される加工品表面の一部の画像である。
図31図31は、従来の実施形態を表すサンプルを使用して研削される加工品表面の一部の画像である。
図32図32は、一実施形態によるコーティングされた研磨材の部分を表す画像である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下は、成形研磨粒子の形成方法、成形研磨粒子の特徴、成形研磨物品を使用した研磨
物品の形成方法および研磨物品の特徴に関する。成形研磨粒子は、例えば、結合研磨物品
、被覆研磨物品等を含む種々の研磨物品にて使用され得る。特定の例では、本明細書にお
ける実施形態の研磨物品は、砥粒の単一層、より詳細には、裏材に結合されるかまたは連
結されて加工品から材料を除去するために使用されてよい成形研磨粒子の不連続な単一層
により規定される被覆研磨物品であることができる。とりわけ、成形研磨粒子は、成形研
磨粒子が互いに対して所定の分布を規定するように制御された方法で配置され得る。
【0017】
成形研磨粒子の形成方法
【0018】
多種多様な方法を用いて成形研磨粒子を形成することができる。例えば、成形研磨粒子
は押出成形、成形、スクリーン印刷、ロール、溶融、加圧成形、鋳造、セグメント化、分
割、およびこれらの組み合わせ等の技術を使用して形成されてよい。特定の場合には、成
形研磨粒子は、セラミック材料および液体を含んでよい混合物から形成されてよい。特定
の例では、混合物はセラミック粉末材料および液体から形成されるゲルであってよく、ゲ
ルは実質的に未処理(すなわち、焼成されていない)状態においてさえ所与の形状を保持
する能力を有する形状安定材料として特徴付けられ得る。一実施形態によると、ゲルは、
離散粒子の一体化ネットワークとしてのセラミック粉末材料から作成することができる。
【0019】
混合物は、成形研磨粒子を形成するために好適なレオロジー特性を有するように特定の
含有量の固体材料、液体材料および添加剤を含有してよい。すなわち、特定の場合には、
混合物は、特定の粘度、より詳細には、材料の寸法が安定した相の形成を促進する好適な
レオロジー特性を有することができる。材料の寸法が安定した相とは、特定の形状を有し
、その形状が最終的に形成される物体において存在するように実質的に形状を維持するよ
うに形成され得る材料である。
【0020】
特定の実施形態によれば、混合物は、特定の含有量の固体材料、例えば、セラミック粉
末材料を有するように形成され得る。例えば、一実施形態では、混合物は、混合物の全重
量に対して少なくとも約25wt%、例えば、少なくとも約35wt%、またはさらには
少なくとも約38wt%の固形分含有量を有することができる。さらに、少なくとも1つ
の非限定的実施形態において、混合物の固形分含有量は、約75wt%以下、例えば、約
70wt%以下、約65wt%以下、約55wt%以下、約45wt%以下または約42
wt%以下であることができる。混合物中の固体材料含有量は、上述した任意の最小割合
から最大割合の範囲内にあり得ると理解されよう。
【0021】
一実施形態によると、セラミック粉末材料としては、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化
物、酸炭化物、酸窒化物およびこれらの組み合わせを挙げることができる。特定の例では
、セラミック材料としては、アルミナを挙げることができる。より具体的には、セラミッ
ク材料としては、αアルミナの前駆体であり得るベーマイト材料を挙げてもよい。用語「
ベーマイト」とは、典型的には、Al・HOであり、約15%の含水量を有する
鉱物ベーマイトおよび20〜38重量%のような15%を超える含水量を有する擬ベーマ
イトを含むアルミナ水和物を示すように本明細書で概して使用される。ベーマイト(擬ベ
ーマイトを含む)は、特殊で特定可能な結晶構造、したがって独自のX線回折パターンを
有し、そのため、ベーマイト粒子材料の製造のために本明細書で使用される一般的な前駆
体物質であるATH(三水酸化アルミニウム)等の他のアルミナ水和物を含む他のアルミ
ナ質材料とは区別されることに留意されたい。
【0022】
また、混合物は特定の含有量の液体材料を有するように形成することができる。いくつ
かの好適な液体としては、水を挙げてもよい。一実施形態によると、混合物は混合物の固
形分含有量未満の液体含有量を有するように形成することができる。より特殊な例では、
混合物は、混合物の全重量に対して少なくとも約25wt%、例えば、少なくとも約35
wt%、少なくとも約45wt%、少なくとも約50wt%、またはさらには少なくとも
約58wt%の液体含有量を有することができる。さらに、少なくとも1つの非限定的実
施形態において、混合物の液体含有量は、約75wt%以下、例えば、約70wt%以下
、約65wt%以下、約62wt%以下、またはさらには約60wt%以下であることが
できる。混合物中の液体含有量は、上述した任意の最小割合から最大割合の範囲内にあり
得ると理解されよう。
【0023】
また、特定のプロセスでは、混合物は特定の貯蔵弾性率を有し得る。例えば、混合物は
、少なくとも約1×10Pa、例えば、少なくとも約4×10Pa、またはさらには
少なくとも約5×10Paの貯蔵弾性率を有することができる。しかし、少なくとも1
つの非限定的実施形態において、混合物は、約1×10Pa以下、例えば、約2×10
Pa以下の貯蔵弾性率を有し得る。混合物101の貯蔵弾性率は、上述した任意の最小
値から最大値の範囲内にあり得ると理解されよう。
【0024】
貯蔵弾性率は、ペルチェプレート温度制御システムを備えたARESまたはAR−G2
回転式レオメータを用いた平行平板システムで計測することができる。試験のために、互
いから約8mm離して設置された2枚の平行平板の隙間に混合物を押し出すことができる
。ゲルを隙間に押し出した後に、この隙間を形成している2枚の平行平板の距離を、混合
物が平行平板間の隙間を完全に充填するまで、2mmに狭める。余分な混合物を拭き取っ
た後、隙間を0.1mm狭め、試験を始める。試験は振動ひずみ掃引試験で、装置設定を
ひずみ範囲01%〜100%、6.28rad/s(1Hz)とし、25mmの平行平板
を使用して、周波数1桁当たりの測定数10で実施する。試験終了後1時間以内に、隙間
を再び0.1mm狭め、試験を繰り返す。この試験は少なくとも6回繰り返すことができ
る。初回の試験は、2回目および3回目の試験と異なる場合がある。各試料につき、2回
目および3回目の結果のみ報告するものとする。
【0025】
さらに、本明細書の実施態様による成形研磨粒子の処理および形成を促すために、混合
物は特定の粘度を有することができる。例えば、混合物は、少なくとも約4×10Pa
・s、少なくとも約5×10Pa・s、少なくとも約6×10Pa・s、少なくとも
約8×10Pa・s、少なくとも約10×10Pa・s、少なくとも約20×10
Pa・s、少なくとも約30×10Pa・s、少なくとも約40×10Pa・s、少
なくとも約50×10Pa・s、少なくとも約60×10Pa・s、少なくとも約6
5×10Pa・sの粘度を有することができる。少なくとも1つの非限定的実施態様に
おいて、混合物は、約100×10Pa・s以下、約95×10Pa・s以下、約9
0×10Pa・s以下、またはさらには約85×10Pa・s以下の粘度を有してよ
い。混合物の粘度は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解さ
れよう。粘度は、上述した貯蔵弾性率と同じ方法で測定することができる。
【0026】
加えて、混合物は、本明細書の実施態様による成形研磨粒子の処理および形成を促すた
めに、特定含有量の、例えば、液体とは異なり得る有機添加剤等を含む有機材料を有する
ように形成することができる。いくつかの好適な有機添剤としては、安定剤、結合剤、例
えばフルクトース、スクロース、ラクトース、グルコース、紫外線硬化性樹脂等を挙げる
ことができる。
【0027】
特に、本明細書の実施態様では、従来の成形作業で使用されるスラリーとは異なり得る
混合物を利用してよい。例えば、混合物中の有機材料、特に、上述した任意の有機添加剤
の含有量は、混合物中のその他の成分と比べて少ない量であってよい。少なくとも1つの
実施態様において、混合物は、混合物の全重量に対して、約30wt%以下の有機材料を
含むように形成され得る。他の例では、有機材料の量はそれより少なく、例えば約15w
t%以下、約10wt%以下、またはさらには約5wt%以下であってよい。しかしなが
ら、少なくとも1つの非限定的実施態様において、混合物中の有機材料の量は、混合物の
全重量に対して、少なくとも約0.01wt%、例えば、少なくとも約0.5wt%であ
り得る。混合物中の有機材料の量は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得
ることが理解されよう。
【0028】
加えて、混合物は、本明細書の実施態様による成形研磨粒子の処理および形成を促すた
めに、特定含有量の液体とは異なる酸または塩基を有するように形成され得る。いくつか
の好適な酸または塩基としては、硝酸、硫酸、クエン酸、塩素酸、酒石酸、リン酸、硝酸
アンモニウム、クエン酸アンモニウムを挙げることができる。特定の一実施態様によると
、混合物は、硝酸添加剤を用いて、約5未満、より具体的には、約2〜約4の範囲内のp
Hを有することができる。
【0029】
特定の一形成方法によると、混合物を使用して、スクリーン印刷プロセスにより成形研
磨粒子を形成することができる。一般に、スクリーン印刷プロセスは、塗布領域にてダイ
からスクリーン開口部内へ混合物を押し出すことを含み得る。開口部を有するスクリーン
およびスクリーン下部のベルトを含む基材組み合わせがダイの下で移動することができ、
混合物はスクリーンの開口部内に供給され得る。開口部に含まれる混合物は後にスクリー
ンの開口部から絞り出されて、ベルト上に含まれ得る。得られた混合物の成形部分は、前
駆体成形研磨粒子であることができる。
【0030】
一実施形態によると、スクリーンは、所定の二次元形状を有する1つまたは複数の開口
部を有することができ、これにより実質的に同一の二次元形状を有する成形研磨粒子の形
成を促すことができる。開口部の形状から再現され得ない成形研磨粒子の特徴があり得る
ことが理解されよう。一実施形態によると、開口部は、種々の形状、例えば、多角形、楕
円形、数字、ギリシャ文字、アルファベット文字、ロシア文字、漢字、多角形を組み合わ
せた複雑な形状およびこれらの組み合わせを挙げることができる。特定の例では、開口部
は、二次元の多角形形状、例えば、三角形、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、
八角形、九角形、十角形、およびこれらの組み合わせを有し得る。
【0031】
特に、混合物の開口部内での平均滞留時間が約2分未満、約1分未満、約40秒未満ま
たはさらには約20秒未満であることができるように、混合物は高速でスクリーンを通っ
て押し出され得る。特定の非限定的な一実施形態において、混合物は印刷中、スクリーン
開口部を通って移動する際に混合物は実質的に不変であり得るため、構成成分の量に元の
混合物からの変化が生じず、また、スクリーンの開口部内で感知され得る乾燥を生じるこ
とがない。
【0032】
ベルトおよび/またはスクリーンは処理を促すために特定の速度で移動することができ
る。ベルトおよび/またはスクリーンは少なくとも約3cm/sの速度で移動することが
できる。他の実施形態において、ベルトおよび/またはスクリーンの移動速度はそれより
も大きくてもよく、例えば、少なくとも約4cm/s、少なくとも約6cm/s、少なく
とも約8cm/s、またはさらには少なくとも約10cm/sであってよい。本明細書の
実施形態による特定のプロセスのために、混合物の押出速度に対するベルトの移動速度を
、適切な処理を促すために制御されてよい。
【0033】
特定の処理パラメータを、本明細書に記載される前駆体成形研磨粒子(すなわち、成形
プロセスで得られた粒子)および最終的に形成される成形研磨粒子の特徴を促すために制
御してよい。いくつかの例示的処理パラメータとしては、塗布領域内の点に対してスクリ
ーンとベルトの間の分離点を規定する解放距離、混合物の粘度、混合物の貯蔵弾性率、塗
布領域内の成分の機械的特性、スクリーンの厚さ、スクリーンの剛性、混合物の固形物含
有量、混合物のキャリア含有量、ベルトとスクリーンの間の解放角度、移動速度、温度、
ベルトまたはスクリーン開口部表面上の剥離剤の量、押出を促すために混合物に印加され
る圧力、ベルトの速度、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。
【0034】
成形プロセス完了後、得られた前駆体成形研磨粒子は、追加の処理を行うことができる
一連の領域を通って移動してよい。いくつかの好適な例示的な追加の処理としては、乾燥
、加熱、硬化、反応、放射、混合、撹拌、揺動、平坦化、か焼、焼結、粉砕、ふるい分け
、ドーピングおよびこれらの組み合わせを挙げることができる。一実施形態によると、前
駆体成形研磨粒子は、粒子の少なくとも1つの外面がさらに成形される任意の成形領域を
通って移動してよい。加えてまたは代替的に、前駆体成形研磨粒子は、ドーパント材料を
前駆体成形研磨粒子の少なくとも1つの外面に塗布することができる任意の塗布領域を通
って移動してよい。ドーパント材料は、例えば、噴霧、浸漬、堆積、含浸、転写、打ち抜
き、切断、プレス、破砕およびこれらの任意の組み合わせを含む種々の方法を利用して塗
布されてよい。特定の例では、塗布領域は、ドーパント材料を前駆体成形研磨粒子に噴霧
するためにスプレーノズルまたはスプレーノズルの組み合わせを利用してよい。
【0035】
一実施形態によると、ドーパント材料の塗布は特定の材料、例えば、前駆体の塗布を含
むことができる。いくつかの例示的前駆体物質としては、最終的に成形される成形研磨粒
子中に組み込まれるドーパント材料を挙げることができる。例えば、金属塩としては、ド
ーパント材料(例えば、金属元素)の前駆体である元素または化合物を挙げることができ
る。塩は例えば、混合物または塩および液体キャリアを含む溶液のような液状であってよ
いと理解されよう。塩としては、窒素を挙げてもよく、より詳細には、硝酸塩を挙げるこ
とができる。その他の実施形態では、塩は塩化物、硫酸塩、リン酸塩およびこれらの組み
合わせであることができる。一実施形態では、塩としては、金属硝酸塩を挙げることがで
き、より詳細には、本質的に金属硝酸塩からなる。
【0036】
一実施形態において、ドーパント材料としては、アルカリ元素、アルカリ土類元素、希
土類元素、ハフニウム、ジルコニウム、ニオビウム、タンタル、モリブデン、バナジウム
またはこれらの組み合わせ等の元素または化合物を挙げることができる。特定の一実施形
態において、ドーパント材料としては、元素、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム
、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム
、ランタン、セシウム、プラセオジム、ニオビウム、ハフニウム、ジルコニウム、タンタ
ル、モリブデン、バナジウム、クロム、コバルト、鉄、ゲルマニウム、マンガン、ニッケ
ル、チタン、亜鉛、およびこれらの組み合わせを含む元素または化合物が挙げられる。
【0037】
特定の例では、ドーパント材料を塗布するプロセスとしては、前駆体成形研磨粒子の外
面へのドーパント材料の選択的配置を挙げることができる。例えば、ドーパント材料を塗
布するプロセスとしては、前駆体成形研磨粒子の上面または底面へのドーパント材料の塗
布を挙げることができる。さらに別の実施形態では、前駆体成形研磨粒子の1つ以上の側
面は、ドーパント材料がそこに塗布されるように処理され得る。各種方法を使用して、ド
ーパント材料を前駆体成形研磨粒子のさまざまな外面に塗布してよいと理解されよう。例
えば、噴霧プロセスを使用して、ドーパント材料を前駆体成形研磨粒子の上面または側面
に塗布してよい。さらに、代替的実施形態では、ドーパント材料は、浸漬、堆積、含浸ま
たはこれらの組み合わせ等のプロセスによって前駆体成形研磨粒子の底面に塗布されてよ
い。ベルトの表面は、前駆体成形研磨粒子の底面へのドーパント材料の転写を促すために
ドーパント材料で処理されてよいことが理解されよう。
【0038】
さらに、前駆体成形研磨粒子は成形後領域を通るベルトで移動してよく、例えば乾燥を
含む種々のプロセスが本明細書の実施形態に記載されているような前駆体成形研磨粒子に
実施されてよい。前駆体成形研磨粒子の処理を含む種々のプロセスが成形後領域で実施さ
れてよい。一実施形態では、成形後領域は、前駆体成形研磨粒子を乾燥させることができ
る加熱プロセスを含むことができる。乾燥は、特定含有量の、水等の揮発物を含む材料の
除去を含んでよい。一実施形態によると、乾燥プロセスは約300℃以下、例えば約28
0℃以下、またはさらには約250℃以下の乾燥温度で実施することができる。さらに、
非限定的な一実施形態では、乾燥プロセスは少なくとも約50℃の乾燥温度で実施されて
よい。乾燥温度は、上述した任意の最小温度から最大温度の範囲内にあり得ることが理解
されよう。さらに、前駆体成形研磨粒子は、特定の速度、例えば、約0.2フィート/分
(0.06m/分)以上約8フィート/分(2.4m/分)以下で成形後領域を通って移
動することができる。
【0039】
一実施形態によると、成形研磨粒子の形成プロセスはさらに焼結プロセスを含んでよい
。本明細書における実施形態の特定のプロセスでは、焼結は前駆体成形研磨粒子をベルト
から収集した後に実施することができる。あるいは、焼結は前駆体成形研磨粒子がベルト
にある間に行われるプロセスであってもよい。前駆体成形研磨粒子の焼結は、通常未処理
状態にある粒子を稠密化するのに用いてもよい。特定の例では、焼結プロセスはセラミッ
ク材料の高温相の形成を促すことができる。例えば、一実施形態において、前駆体成形研
磨粒子は、アルミナの高温相、例えばαアルミナが形成されるように焼結されてよい。一
例では、成形研磨粒子は、粒子の全重量に対して少なくとも約90wt%のαアルミナを
含むことができる。他の例では、成形研磨粒子が本質的にαアルミナから構成されてよい
ように、αアルミナの含有量はそれより多くてもよい。
【0040】
成形研磨粒子
【0041】
成形研磨粒子はさまざまな形状を有するように形成することができる。概して、成形研
磨粒子は、形成プロセスにて使用される成形要素に近い形状を有するように形成されてよ
い。例えば、成形研磨粒子は三次元の任意の二次元、特に粒子の長さと幅によって規定さ
れる次元で見たときに所定の二次元形状を有してよい。いくつかの例示的二次元形状とし
ては、多角形、楕円形、数字、ギリシャ文字、アルファベット文字、ロシア文字、漢字、
多角形を組み合わせた複雑な形状およびこれらの組み合わせを有することができる。特定
の例では、成形研磨粒子は、二次元の多角形形状、例えば、三角形、長方形、四辺形、五
角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形およびこれらの組み合わせを有し得る。
【0042】
特定の一態様では、成形研磨粒子は、図8Aに図示されるような形状を有するように形
成されてよい。図8Aは、一実施形態による成形研磨粒子の斜視図である。さらに、図8
Bは、図8Aの成形研磨粒子の断面図である。本体801は上面803と、上面803の
反対側の底面804とを含む。上面803および底面804は、側面805、806およ
び807によって互いに分離され得る。図示されているように成形研磨粒子800の本体
801は、上面803により規定される平面から見たときに略三角形形状を有することが
できる。特に、本体801は、図8Bに示される長さ(Lmiddle)を有することが
でき、これは、本体801の底面804において測定され、上面の角813に対応する底
面の角から本体801の中点881を通り、本体の上面の縁部814に対応する本体の反
対側の縁部における中点まで延び得る。あるいは、本体は第2の長さ、すなわち輪郭長さ
(Lp)によって規定され得、これは上面803における第1の角813から隣接する角
812までの側面から見た本体の寸法を測ったものである。とりわけ、Lmiddleの
寸法は、角(hc)の高さと、角とは反対側の縁部中点(hm)における高さとの間の距
離を規定する長さであることができる。寸法Lpは、(本明細書にて説明されるような)
h1とh2の間の距離を規定する粒子の側に沿った輪郭長さであることができる。本明細
書における長さへの言及については、LmiddleまたはLpのいずれかへの言及であ
り得る。
【0043】
本体801は、一辺に沿った本体の最長寸法である幅(w)をさらに含むことができる
。成形研磨粒子は高さ(h)をさらに含むことができ、これは、本体801の側面により
規定される方向における、成形研磨粒子の長さおよび幅に垂直な方向に延びる寸法である
ことができる。とりわけ、本明細書にてさらに詳細に記述されるように、本体801は本
体の位置によってさまざまな高さにより規定され得る。特定の例では、幅は長さ以上であ
ることができ、長さは高さ以上であることができ、幅は高さ以上であることができる。
【0044】
さらに、任意の寸法特性(例えば、h1、h2、hi、w、Lmiddle、Lp等)
への言及は、バッチの単一の粒子の寸法への言及であることができる。あるいは、寸法特
性のいずれかへのいかなる言及も、バッチの粒子の好適なサンプリングの分析に由来する
中央値または平均値への言及であることができる。本明細書に明確に述べられていない限
り、本明細書における寸法特性への言及は、バッチの好適な数の粒子のサンプルサイズに
由来する統計学的に有意な値に基づいた中央値への言及であるとみなすことができる。と
りわけ、本明細書における特定の実施形態では、サンプルサイズは、粒子のバッチから無
作為に選択された少なくとも40の粒子を含むことができる。粒子のバッチは、1回のプ
ロセスランから収集される粒子群であってよく、より詳細には、商用グレード研磨材製品
を形成するのに好適な成形研磨粒子の量、例えば少なくとも約20ポンドの粒子を含んで
よい。
【0045】
一実施形態によると、成形研磨粒子の本体801は、角813により規定される本体の
第1の領域における第1の角の高さ(hc)を有することができる。とりわけ、角813
は本体801の最大高さの点を表してよいが、角813における高さは必ずしも本体80
1の最大高さの点を表さない。角813は、上面803と2つの側面805および807
との接合により規定される、本体301の点または領域として定義され得る。本体801
はさらに、例えば角811および角812等の、互いに離間した他の角を含んでよい。さ
らに図示されるように、本体801は、角811、812および813により互いに離間
され得る縁部814、815および816を含むことができる。縁部814は、上面80
3と側面806との共通部分により規定され得る。縁部815は、上面803と、角81
1と813との間の側面805との共通部分により規定され得る。縁部816は、上面8
03と、角812と813との間の側面807との共通部分により規定され得る。
【0046】
さらに図示されるように、本体801は、本体801の第2の端部における第2の中点
の高さ(hm)を含むことができ、これは、角813により規定される第1の端部とは反
対側にあり得る、縁部814の中点における領域によって規定され得る。軸線850は本
体801の2つの端部間に延びることができる。図8Bは軸線850に沿った本体801
の断面図であり、軸線850は、角813と縁部814の中点との間の長さ(Lmidd
le)の寸法に沿って本体801の中点881を通って延びることができる。
【0047】
一実施形態によると、例えば、図8Aおよび8Bの粒子をはじめとする本明細書におけ
る実施形態の成形研磨粒子は、hcとhmの間の差を測ったものである、平均高さ差を有
することができる。ここでの決まりとして、平均高さ差は概してhc−cmとして特定さ
れるが、差の絶対値が定義されるため、本体801の縁部814の中点における高さが角
813の高さよりも大きい場合は平均高さ差はhm−hcとして計算されることが理解さ
れよう。より詳細には、平均高さ差は好適なサンプルサイズの複数の成形研磨粒子、例え
ば、本明細書で定義されるバッチの少なくとも40個の粒子に基づいて計算することがで
きる。粒子の高さhcおよびhmは、STIL(Sciences et Techni
ques Industrielles de la Lumiere−フランス)社製
Micro Measure 3D Surface Profilometer(白色
光(LED)色収差技術)を使用して測定でき、平均高さ差はサンプルのhcおよびhm
の平均値に基づいて計算できる。
【0048】
図8Bに図示されるように、特定の一実施形態では、成形研磨粒子の本体801は本体
のさまざまな位置で平均高さ差を有してよい。本体は、平均高さ差を有することができ、
これは第1の角の高さ(hc)と第2の中点の高さ(hm)との間の絶対値[hc−hm
]が少なくとも約20ミクロンであることができる。平均高さ差は、本体801の縁部の
中点における高さが反対側の角の高さよりも大きい場合、hm−hcとして計算してよい
ことが理解されよう。他の例では、平均高さ差[hc−hm]は、少なくとも約25ミク
ロン、少なくとも約30ミクロン、少なくとも約36ミクロン、少なくとも約40ミクロ
ン、少なくとも約60ミクロン、例えば少なくとも約65ミクロン、少なくとも約70ミ
クロン、少なくとも約75ミクロン、少なくとも約80ミクロン、少なくとも約90ミク
ロン、またはさらには少なくとも約100ミクロンであることができる。非限定的な一実
施形態において、平均高さ差は約300ミクロン以下、例えば約250ミクロン以下、約
220ミクロン以下、またはさらには約180ミクロン以下であることができる。平均高
さ差は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0049】
さらに、平均高さ差はhcの平均値に基づくことができると理解されよう。例えば、本
体の角における平均高さ(Ahc)は、本体のすべての角の高さを測定し、値を平均する
ことにより計算でき、ある角(hc)における高さの単一の値とは異なっていてよい。し
たがって、平均高さ差は等式[Ahc−hi]の絶対値から得てよい。ここでhiとは、
任意の角と本体の反対側の縁部中点との間の寸法に沿って測った本体の高さの最小寸法で
あることができる、内側高さである。さらに、平均高さ差は、成形研磨粒子のバッチの好
適なサンプルサイズおよびサンプルサイズの粒子すべての角に対する平均高さから計算さ
れる中央内側高さ値(Mhi)を使用して計算することができると理解されよう。したが
って、平均高さ差は等式[Ahc−Mhi]の絶対値により得ることができる。
【0050】
特定の例では、本体801は、少なくとも1:1の値を有する長さ:幅の比として表さ
れる比である第1のアスペクト比を有するように形成することができる。ここで長さはL
middleであってよい。他の例では、本体は第1のアスペクト比(w:l)が少なく
とも約1.5:1、例えば、少なくとも約2:1、少なくとも約4:1、またはさらには
少なくとも約5:1であるように形成することができる。さらに、他の例では、研磨粒子
は、本体が約10:1以下、例えば約9:1以下、約8:1以下、またはさらには約5:
1以下である第1のアスペクト比を有するように形成することができる。本体801は、
上述の任意の比の範囲内の第1のアスペクト比を有することができると理解されよう。さ
らに、本明細書における高さへの言及は研磨粒子の測定可能な最大高さであると理解され
よう。研磨粒子は本体801内の異なる位置において異なる高さを有し得ることが後述さ
れる。
【0051】
第1のアスペクト比に加えて、研磨粒子は、本体801が長さ:高さの比として定義さ
れ得る第2のアスペクト比を含むように形成することができる。ここで長さはLmidd
leであってよく、高さは内側高さ(hi)である。特定の場合には、第2のアスペクト
比は、約5:1〜約1:3、例えば、約4:1〜約1:2、またはさらには約3:1〜約
1:2の範囲内であることができる。同じ比が、粒子のバッチについての中央値(例えば
、中央長さ値および中央内側高さ値)を使用して測定してよいと理解されよう。
【0052】
別の実施形態によると、研磨粒子は、本体801が、幅:高さの比により定義される第
3のアスペクト比を含むように形成することができる。ここで高さとは内側高さ(hi)
である。本体801の第3のアスペクト比は、約10:1〜約1.5:1、例えば約8:
1〜約1.5:1、例えば約6:1〜約1.5:1、またはさらには約4:1〜約1.5
:1の範囲内であることができる。同じ比が、粒子のバッチについての中央値(例えば、
中央長さ値、中央中点長さ値および/または中央内側高さ値)を使用して測定してよいと
理解されよう。
【0053】
一実施形態によると、成形研磨粒子の本体801は、特定の寸法を有することができ、
これにより改善された性能を促すことができる。例えば、一例では、本体は内側高さ(h
i)を有することができる。内側高さ(hi)は、任意の角と本体の反対側の縁部中点と
の間の寸法に沿って測った本体の高さの最小寸法であることができる。本体が略三角形の
二次元形状である特定の例では、内側高さ(hi)は、3つの角のそれぞれとその反対側
の縁部中点との間を取った3つの寸法の、本体の高さ(すなわち、底面804から上面8
05までの寸法)の最小寸法であってよい。成形研磨粒子の本体の内側高さ(hi)は図
8Bに図示される。一実施形態によると、内側高さ(hi)は幅(w)の少なくとも約2
8%であることができる。任意の粒子の高さ(hi)は、成形研磨粒子を分割またはマウ
ントし、研削してから、本体801内部における最小高さ(hi)を決定するのに十分な
方法(例えば、光学顕微鏡またはSEM)で見ることで測定できる。特定の一実施形態で
は、高さ(hi)は幅の少なくとも約29%、例えば少なくとも約30%、またはさらに
は本体の幅の少なくとも約33%であることができる。非限定的な一実施形態では、本体
の高さ(hi)は幅の約80%以下、例えば、約76%以下、約73%以下、約70%以
下、幅の約68%以下、幅の約56%以下、幅の約48%以下、またはさらには幅の約4
0%以下であることができる。本体の高さ(hi)は、上述した任意の最小割合から最大
割合の範囲にあり得ることが理解されよう。
【0054】
成形研磨粒子のバッチが製造でき、そこで中央内側高さ値(Mhi)が制御でき、これ
により改善された性能を促すことができる。特に、バッチの中央内部高さ値(hi)は、
上述と同様にしてバッチの成形研磨粒子の中央幅値と関連づけられる。とりわけ、中央内
側高さ値(Mhi)はバッチの成形研磨粒子の中央幅値の少なくとも約28%、例えば、
少なくとも約29%、少なくとも約30%、またはさらには少なくとも約33%であるこ
とができる。非限定的な一実施形態では、本体の中央内側高さ値(Mhi)は、中央幅値
の約80%以下、例えば、約76%以下、約73%以下、約70%以下、幅の約68%以
下、幅の約56%以下、幅の約48%以下、またはさらには約40%以下であることがで
きる。本体の中央内側高さ値(Mhi)は、上述した任意の最小割合から最大割合の範囲
内にあり得ることが理解されよう。
【0055】
また、成形研磨粒子のバッチは、好適なサンプルサイズからの寸法特性の標準偏差によ
り測定される改善された寸法均一性を示すことができる。一実施形態によると、成形研磨
粒子は、内側高さ変動(Vhi)を有することができる。内側高さ変動(Vhi)はバッ
チの好適なサンプルサイズの粒子についての内側高さ(hi)の標準偏差として計算され
得る。一実施態様によると、内側高さ変動は約60ミクロン以下、例えば約58ミクロン
以下、約56ミクロン以下、またはさらには約54ミクロン以下であることができる。非
限定的な一実施形態において、内側高さ変動(Vhi)は少なくとも約2ミクロンである
ことができる。本体の内側高さ変動は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり
得ることが理解されよう。
【0056】
別の実施形態では、成形研磨粒子の本体は、少なくとも約400ミクロンの内側高さ(
hi)を有することができる。より詳細には、高さは少なくとも約450ミクロン、例え
ば少なくとも約475ミクロン、またはさらには少なくとも約500ミクロンであってよ
い。さらなる非限定的な一実施形態では、本体の高さは約3mm以下、例えば約2mm以
下、約1.5mm以下、約1mm以下、約800ミクロン以下であることができる。本体
の高さは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。さ
らに、上記の範囲の値は成形研磨粒子のバッチについての中央内側高さ値(Mhi)を表
すことができると理解されよう。
【0057】
本明細書における特定の実施形態では、成形研磨粒子の本体は、例えば、幅≧長さ、長
さ≧高さおよび幅≧高さ等の特定の寸法を有することができる。より詳細には成形研磨粒
子の本体801は、少なくとも約600ミクロン、例えば少なくとも約700ミクロン、
少なくとも約800ミクロン、またはさらには少なくとも約900ミクロンの幅(w)を
有することができる。非限定的な例では、本体は、約4mm以下、例えば約3mm以下、
約2.5mm以下、またはさらには約2mm以下の幅を有することができる。本体の幅は
、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。さらに、上
記の範囲の値は成形研磨粒子のバッチについての中央幅値(Mw)を表すことができると
理解されよう。
【0058】
成形研磨粒子の本体801は、少なくとも約0.4mm、例えば少なくとも約0.6m
m、少なくとも約0.8mm、またはさらには少なくとも約0.9mm等の長さ(Lmi
ddleまたはLp)を含む特定の寸法を有することができる。さらに、少なくとも1つ
の非限定的実施形態において、本体801は、約4mm以下、例えば約3mm以下、約2
.5mm以下、またはさらには約2mm以下の長さを有することができる。本体801の
長さは、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。また
、上記の範囲の値は、成形研磨粒子のバッチについての中央長さ値(Ml)を表すことが
できる(より詳細には、中央中点長さ値(MLmiddle)または中央輪郭長さ値(M
Lp)であってよい)と理解されよう。
【0059】
成形研磨粒子は、特定の量のディッシングを有する本体801を有することができる。
ここでディッシング値(d)は、本体の内側における高さの最小寸法(hi)に対する本
体801の角における平均高さ(Ahc)の比として定義され得る。本体801の角にお
ける平均高さ(Ahc)は、本体のすべての角の高さを測定し、その値を平均することで
計算され得、ある角の高さ(hc)の単一の値とは異なっていてよい。本体801の角ま
たは内側における平均高さは、STIL(Sciences et Technique
s Industrielles de la Lumiere−フランス)社製Mic
ro Measure 3D Surface Profilometer(白色光(L
ED)色収差技術)を使用して測定できる。あるいは、ディッシングは、バッチの粒子の
好適なサンプリングから計算される粒子の角における中央高さ値(Mhc)に基づいてよ
い。同様に、内側高さ(hi)はバッチの成形研磨粒子の好適なサンプリングに由来する
中央内側高さ値(Mhi)であることができる。一実施形態によると、ディッシング値(
d)は、約2以下、例えば約1.9以下、約1.8以下、約1.7以下、約1.6以下、
またはさらには約1.5以下であることができる。さらに、少なくとも1つの非限定的実
施形態において、ディッシング値(d)は少なくとも約0.9、例えば少なくとも約1.
0であることができる。ディッシング比は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内に
あり得ることが理解されよう。さらに、上記のディッシング値は成形研磨粒子のバッチに
ついての中央ディッシング値(Md)を表すことができると理解されよう。
【0060】
例えば図8Aの粒子の本体801を含む本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、
底部面積(A)を規定する底面804を有することができる。特定の例では、底面30
4は本体801の最大表面であることができる。底面は、上面803の表面積よりも大き
い底部面積(A)として定義される表面積を有することができる。また、本体801は
、底部面積に垂直な平面の面積を規定し、粒子の中点881を通って(上面と底面の間を
)延びる中点断面積(A)を有することができる。特定の場合には、本体801は、約
6以下の底部面積対中点面積(A/A)の面積比を有することができる。さらに特定
的な例では、面積比は約5.5以下、例えば約5以下、約4.5以下、約4以下、約3.
5以下、またはさらには約3以下であることができる。さらに、非限定的な一実施形態に
おいて、面積比は少なくとも約1.1、例えば少なくとも約1.3、またはさらには少な
くとも約1.8であってよい。面積比は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあ
り得ることが理解されよう。さらに、上記の面積比は成形研磨粒子のバッチについての中
央面積比値を表すことができると理解されよう。
【0061】
さらに、例えば図8Bの粒子を含む本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、少な
くとも約0.3の正規化高さ差を有することができる。正規化高さ差は等式[(hc−h
m)/(hi)]の絶対値により定義され得る。その他の実施形態では、正規化高さ差は
約0.26以下、例えば約0.22以下またはさらには約0.19以下であることができ
る。さらに、特定の一実施形態において、正規化高さ差は少なくとも約0.04、例えば
少なくとも約0.05、少なくとも約0.06であることができる。正規化高さ差は、上
述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。さらに、上記の
正規化高さ値は成形研磨粒子のバッチについての中央正規化高さ値を表すことができると
理解されよう。
【0062】
別の例では、本体801は、少なくとも約0.04の輪郭比を有することができ、ここ
で輪郭比は成形研磨粒子の平均高さ差[hc−hm]対長さ(Lmiddle)の比とし
て、すなわち[(hc−cm)/(Lmiddle)]の絶対値として定義される。本体
の長さ(Lmiddle)は図8Bに示すような本体を横切る距離であることができると
理解されよう。また、長さは、本明細書において定義されるような成形研磨粒子のバッチ
の、粒子の好適なサンプリングから計算される長さの平均または中央値であってよい。特
定の実施形態によれば、輪郭比は少なくとも約0.05、少なくとも約0.06、少なく
とも約0.07、少なくとも約0.08、またはさらには少なくとも約0.09であるこ
とができる。さらに、非限定的な一実施形態において、輪郭比は約0.3以下、例えば約
0.2以下、約0.18以下、約0.16以下、またはさらには約0.14以下であるこ
とができる。輪郭比は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解
されよう。さらに、上記の輪郭比は成形研磨粒子のバッチについての中央輪郭比値を表す
ことができると理解されよう。
【0063】
別の実施形態によれば、本体801は、特定のすくい角を有することができる。すくい
角は本体の底面804と側面805、806または807との間の角度として定義され得
る。例えば、すくい角は約1°〜約80°の範囲内であってよい。本明細書における他の
粒子については、すくい角は、約5°〜55°、例えば約10°〜50°、約15°〜5
0°、またはさらには約20°〜50°の範囲内であることができる。このようなすくい
角を有する研磨粒子の形成によって研磨粒子の研磨能力を改善することができる。とりわ
け、すくい角は上述の任意の2つのすくい角の間の範囲内であることができる。
【0064】
別の実施形態によれば、例えば図8Aおよび図8Bの粒子を含む本明細書における成形
研磨粒子は、本体801の上面803内に楕円状領域817を有することができる。楕円
状領域817は、上面803周りに延び楕円状領域817を規定できる溝領域818によ
って規定され得る。楕円状領域817は中点881を取り囲むことができる。さらに、上
面内に規定される楕円状領域817は形成プロセスのアーティファクトであり得、本明細
書に記述される方法に従った成形研磨粒子形成中の混合時に加えられた応力の結果され得
ると考えられている。
【0065】
成形研磨粒子は、本体が結晶性材料、より詳細には、多結晶性材料を含むように形成す
ることができる。とりわけ、多結晶性材料としては、砥粒を挙げることができる。一実施
形態では、本体は例えば結合剤を含む有機材料を本質的に含まないことができる。より詳
細には、本体は本質的に多結晶性材料からなることができる。
【0066】
一態様では、成形研磨粒子の本体は、研磨粒子800の本体801を形成すべく、互い
に結合された複数の研磨粒子、グリットおよび/またはグレインを含むアグロメレートで
あることができる。好適な砥粒としては、窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化物、酸窒化物
、酸ホウ化物、ダイヤモンド、超砥粒(例えば、cBN)およびこれらの組み合わせを挙
げることができる。特定の例では、砥粒としては、酸化化合物または錯体、例えば、酸化
アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化クロム、酸化ス
トロンチウム、酸化ケイ素およびこれらの組み合わせを挙げることができる。特定の一例
では、研磨粒子800は、本体800を形成する砥粒がアルミナを含む、より詳細には本
質的にアルミナからなり得るように成形される。代替的実施形態では、成形研磨粒子は、
例えば、金属、合金、超合金、サーメットおよびこれらの組み合わせを含んでもよい結合
剤相を含む研磨材料または超砥粒材料の多結晶コンパクトを含むジオセット(geose
t)を含むことができる。いくつかの例示的結合剤材料としては、コバルト、タングステ
ンこれらの組み合わせを挙げることができる。
【0067】
本体内に含まれる砥粒(すなわち、晶子)は概して約100ミクロン以下の平均結晶粒
径を有し得る。他の実施形態において、結晶粒径はそれよりも小さく、例えば、約80ミ
クロン以下、約50ミクロン以下、約30ミクロン以下、約20ミクロン以下、約10ミ
クロン以下、またはさらには約1ミクロン以下であることができる。さらに、本体内に含
まれる砥粒の平均結晶粒径は少なくとも約0.01ミクロン、例えば少なくとも約0.0
5ミクロン、例えば少なくとも約0.08ミクロン、少なくとも約0.1ミクロン、また
はさらには少なくとも約1ミクロンであることができる。砥粒は、上述した任意の最小値
から最大値の範囲内の平均結晶粒径を有し得ることが理解されよう。
【0068】
特定の実施形態によると、研磨粒子は少なくとも2つの異なる種類の砥粒を本体に含む
複合材料物品であることができる。異なる種類の砥粒は互いに異なる組成を有する砥粒で
あると理解されよう。例えば、本体は少なくとも2つの異なる種類の砥粒を含むように成
形することができ、ここで2つの異なる種類の砥粒は窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化物
、酸窒化物、酸ホウ化物、ダイヤモンドおよびこれらの組み合わせであることができる。
【0069】
一実施形態によると、研磨粒子800は、本体801の測定可能な最長寸法を測定した
とき、少なくとも約100ミクロンの平均粒径を有することができる。実際、研磨粒子8
00は、少なくとも約150ミクロン、例えば少なくとも約200ミクロン、少なくとも
約300ミクロン、少なくとも約400ミクロン、少なくとも約500ミクロン、少なく
とも約600ミクロン、少なくとも約700ミクロン、少なくとも約800ミクロン、ま
たはさらには少なくとも約900ミクロンの平均粒径を有することができる。さらに、研
磨粒子800は、約5mm以下、例えば約3mm以下、約2mm以下、またはさらには約
1.5mm以下の平均粒径を有することができる。研磨粒子100は、上述した任意の最
小値から最大値の範囲内の平均粒径を有し得ることが理解されよう。
【0070】
本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、改善された性能を促すことができるフラ
ッシング(flashing)率を有することができる。とりわけ、フラッシングは図8
Cに図示されているように、粒子の一側面に沿って見たときの面積を規定する。フラッシ
ングは本体のボックス888および889内の側面から延びる。フラッシングは本体の上
面および底面に近い先細領域を表すことができる。フラッシングは、本体の側面の最も内
側の点(例えば、891)と側面の最も外側の点(例えば、892)との間に延びるボッ
クス内に含まれる側面に沿った本体の面積の割合として測定することができる。特定の一
実施態様において、本体は、特定の量のフラッシングを有することができ、これはボック
ス888、889および890内に含まれる本体の全面積に対するボックス888および
889内に含まれる面積の割合であることができる。一実施形態によると、本体のフラッ
シング率(f)は少なくとも約10%であることができる。別の実施形態では、フラッシ
ング率はそれより大きく、例えば少なくとも約12%、例えば少なくとも約14%、少な
くとも約16%、少なくとも約18%、またはさらには少なくとも約20%であることが
できる。さらに、非限定的な一実施形態において、本体のフラッシング率は制御でき、約
45%以下、例えば約40%以下、またはさらには約36%以下であってよい。本体のフ
ラッシング率は、上述した任意の最小割合から最大割合の範囲内にあり得ることが理解さ
れよう。さらに、上記のフラッシング率は成形研磨粒子のバッチについての平均フラッシ
ング率または中央フラッシング率を表すことができると理解されよう。
【0071】
フラッシング率は図8Cに示されるように、その側面を下にして成形研磨粒子を設置し
て、本体を横から見て白黒画像を生成することにより測定され得る。フラッシングの計算
を含む画像の生成および分析に好適プログラムはImageJソフトウェアであることが
できる。フラッシング率は、中心890およびボックス888および889内の面積を含
む、側面で見られる本体の全面積(斜線部全面積)に対する、ボックス888および88
9内の本体801の面積を決定することにより計算され得る。このような手順は、粒子の
好適なサンプリングのために行われて、平均値、中央値および/または標準偏差値を得る
ことができる。
【0072】
本明細書の実施形態による成形研磨粒子のバッチは、好適なサンプルサイズからの寸法
特性の標準偏差により測定される改善された寸法均一性を示し得る。一実施形態によると
、成形研磨粒子は、バッチからの好適なサンプルサイズの粒子についてのフラッシング率
(f)の標準偏差として計算され得る、フラッシング変動(Vf)を有することができる
。一実施形態によると、フラッシング変動は、約5.5%以下、例えば、約5.3%以下
、約5%以下または約4.8%以下、約4.6%以下またはさらには約4.4%以下であ
ることができる。非限定的な一実施形態において、フラッシング変動(Vf)は少なくと
も約0.1%であることができる。フラッシング変動は、上述した任意の最小割合から最
大割合の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0073】
本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、少なくとも4000の高さ(hi)とフ
ラッシングの乗数値(hiF)を有することができる。ここで、hiF=(hi)(f)
であり、「hi」は上記のような本体の最小内側高さを表し、「f」はフラッシング率を
表す。特定の例では、本体の高さとフラッシングの乗数値(hiF)はそれより大きく、
例えば、少なくとも約4500ミクロン%、少なくとも約5000ミクロン%、少なくと
も約6000ミクロン%、少なくとも約7000ミクロン%またはさらには少なくとも約
8000ミクロン%であることができる。さらに、非限定的な一実施形態では、高さとフ
ラッシングの乗数値は、約45000ミクロン%以下、例えば、約30000ミクロン%
以下、約25000ミクロン%以下、約20000ミクロン%以下またはさらには約18
000ミクロン%以下であることができる。本体の高さとフラッシングの乗数値は、上述
した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。さらに、上記の乗
数値は成形研磨粒子のバッチについての中央乗数値(MhiF)を表すことができると理
解されよう。
【0074】
本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、等式dF=(d)(F)で計算されるデ
ィッシング(d)とフラッシング(F)の乗数値(dF)を有することができる。dFは
、約90%以下であり、「d」はディッシング値を表し「f」は本体のフラッシング率を
表す。特定の例において、本体のディッシング(d)とフラッシング(F)の乗数値(d
F)は、約70%以下、例えば約60%以下、約55%以下、約48%以下、約46%以
下であることができる。さらに、非限定的な一実施形態において、ディッシング(d)と
フラッシング(F)の乗数値(dF)は少なくとも約10%、例えば少なくとも約15%
、少なくとも約20%、少なくとも約22%、少なくとも約24%またはさらには少なく
とも約26%であることができる。本体のディッシング(d)とフラッシング(F)の乗
数値(dF)は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよ
う。さらに、上記の乗数値は成形研磨粒子のバッチについての中央乗数値(MdF)を表
すことができると理解されよう。
【0075】
本明細書における実施形態の成形研磨粒子は、等式hi/d=(hi)/(d)として
計算される高さとディッシングの比(hi/d)を有することができる。hi/dは約1
000以下であり、「hi」は上述のような最小内側高さを表し、「d」は本体のディッ
シングを表す。特定の例において、本体の比(hi/d)は約900ミクロン以下、約8
00ミクロン以下、約700ミクロン以下またはさらには約650ミクロン以下であるこ
とができる。さらに、非限定的な一実施形態において、比(hi/d)は少なくとも約1
0ミクロン、例えば少なくとも約50ミクロン、少なくとも約100ミクロン、少なくと
も約150ミクロン、少なくとも約200ミクロン、少なくとも約250ミクロンまたは
さらには少なくとも約275ミクロンであることができる。本体の比(hi/d)は、上
述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。さらに、上記の
高さとディッシングの比は成形研磨粒子のバッチについての高さとディッシングの比の中
央値(Mhi/d)を表すことができると理解されよう。
【0076】
研磨物品
【0077】
図1Aは、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。図示されているように、
研磨物品100は裏材101を含むことができる。裏材101としては有機材料、無機材
料およびこれらの組み合わせを挙げることができる。特定の場合には、裏材101として
は織布材料を挙げることができる。しかし、裏材101は不織布材料でできていてもよい
。特に好適な裏地材料としては、ポリマー類を含む有機材料、詳細には、ポリエステル、
ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリイミド、例えば、デュポン社製KAPTON、およ
び紙を挙げることができる。いくつかの好適な無機材料としては、金属、合金、詳細には
、銅、アルミニウム、鋼およびこれらの組み合わせの箔を挙げることができる。研磨物品
100は、本明細書でさらに詳細に記述される、例えば接着剤層(例えば、メイクコート
、サイズコート、フロントフィル等)等のその他の構成要素を含むことができると理解さ
れよう。
【0078】
さらに図示されるように、研磨物品100は、裏材101の上を覆う、より詳細には裏
材101に結合される成形研磨粒子102を含むことができる。とりわけ、成形研磨粒子
102は裏材101の第1の所定位置112に配置され得る。さらに図示されるように、
研磨物品100は、第2の所定位置113にて裏材101の上を覆うことができる、より
詳細には裏材101に結合できる成形研磨粒子103をさらに含むことができる。研磨物
品100は、第3の所定位置114にて裏材101の上を覆い、より詳細には裏材101
に結合される成形研磨粒子104をさらに含むことができる。さらに図1Aに図示される
ように、研磨物品100は、第4の所定位置115にて裏材101の上を覆い、より詳細
には裏材101に結合される成形研磨粒子105をさらに含むことができる。さらに図示
されるように、研磨物品100は、第5の所定位置116にて裏材101の上を覆い、よ
り詳細には裏材101に結合される成形研磨粒子をさらに含むことができる。本明細書に
記載される任意の成形研磨粒子は本明細書に記載されるような1つ以上の接着剤層を介し
て裏材101に結合され得ると理解されよう。
【0079】
一実施形態によると、成形研磨粒子102は、第1の組成物を有することができる。例
えば、第1の組成物としては結晶性材料を挙げることができる。特定の一実施形態におい
て、第1の組成物としてはセラミック材料、例えば、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物
、酸窒化物、酸炭化物およびこれらの組み合わせを挙げることができる。より詳細には、
第1の組成物は、本質的に酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、酸窒化物、酸炭化物およ
びこれらの組み合わせからなってもよいように、本質的にセラミックからなってもよい。
さらに、代替的実施形態では、第1の組成物としては超砥粒材料を挙げることができる。
さらにその他の実施形態では、第1の組成物としては単相材料を挙げることができ、より
詳細には本質的に単相材料からなってもよい。とりわけ、第1の組成物は単相多結晶性材
料であってよい。特定の例では、第1の組成物は限定された結合剤含有量を有してよいた
め、第1の組成物は約1%以下の結合剤材料を有してもよい。いくつかの好適な例示的結
合剤材料としては、有機材料、より詳細には、ポリマー含有化合物を挙げることができる
。さらに、第1の組成物は結合剤材料を本質的に含まないことができ、有機材料を本質的
に含まないことができる。一実施形態によれば、第1の組成物はアルミナを含むことがで
き、より詳細には本質的にアルミナ、例えば、αアルミナからなってもよい。
【0080】
さらに別の実施形態において、成形研磨粒子102は、少なくとも2つの異なる種類の
砥粒を本体に含む複合材料であることができる第1の組成物を有することができる。異な
る種類の砥粒は互いに異なる組成を有する砥粒であると理解されよう。例えば、本体は少
なくとも2つの異なる種類の砥粒を含むように形成することができ、ここで2つの異なる
種類の砥粒は窒化物、酸化物、炭化物、ホウ化物、酸窒化物、酸ホウ化物、ダイヤモンド
およびこれらの組み合わせであることができる。
【0081】
一実施形態では、第1の組成物はドーパント材料を含んでもよく、ドーパント材料は少
量で存在する。いくつかの好適な例示的ドーパント材料としては、アルカリ元素、アルカ
リ土類元素、希土類元素、ハフニウム、ジルコニウム、ニオビウム、タンタル、モリブデ
ン、バナジウムまたはこれらの組み合わせ等の元素または化合物を挙げることができる。
特定の一実施形態において、ドーパント材料としては、元素、例えば、リチウム、ナトリ
ウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム
、イットリウム、ランタン、セシウム、プラセオジム、ニオビウム、ハフニウム、ジルコ
ニウム、タンタル、モリブデン、バナジウム、クロム、コバルト、鉄、ゲルマニウム、マ
ンガン、ニッケル、チタン、亜鉛、およびこれらの組み合わせを含む元素または化合物が
挙げられる。
【0082】
第2の成形研磨粒子103は第2の組成物を有し得る。特定の例では、第2の成形研磨
粒子103の第2の組成物は実質的に第1の成形研磨粒子102の第1の組成物と同じで
あってよい。より詳細には、第2の組成物は第1の組成物と本質的に同じであってよい。
さらに、代替的実施形態では、第2の成形研磨粒子103の第2の組成物は第1の成形研
磨粒子102の第1の組成物と顕著に異なっていてよい。第2の組成物としては第1の組
成物に基づいて記述される物質、元素および化合物のいずれかを挙げることができると理
解されよう。
【0083】
一実施形態によると、さらに図1Aに図示されるように、第1の成形研磨粒子102お
よび第2の成形研磨粒子103は互いに対して所定の分布にて配置されてよい。
【0084】
所定の分布は、意図的に選択される裏材の所定の位置の組み合わせにより定義され得る
。所定の分布は、所定の位置が二次元アレイを規定できるようにパターンを含むことがで
きる。アレイは成形研磨粒子の単位により規定される短距離秩序を含むことができる。ア
レイはまた、配置が対称かつ/または予測可能であることができるように、共に連結され
る規則的な繰り返し単位を含む長距離秩序を有するパターンであってもよい。アレイは数
学式により予測可能な秩序を有してもよい。二次元アレイは多角形、省略、装飾用表示、
製品表示または他のデザインの形状に形成することができると理解されよう。
【0085】
所定の分布はさらに非シャドウイング配置を含むことができる。非シャドウイング配置
としては、制御された不均一分布、制御された均一分布およびこれらの組み合わせを挙げ
てよい。特定の例では、非シャドウイング配置としては、放射状パターン、らせん状パタ
ーン、葉序パターン、非対称パターン、自己排除ランダム分布、自己排除ランダム分布お
よびこれらの組み合わせを挙げてもよい。非シャドウイング配置は、研磨粒子(すなわち
、成形研磨粒子および/または希釈粒子(diluent particles))の互
いに対する特定の配置を含み、ここで材料除去操作の初期段階中の研磨粒子の重複度は、
約25%以下、例えば約20%以下、約15%以下、約10%以下、またはさらには約5
%以下である。特定の例では、非シャドウイング配置は、研磨粒子の分布を含んでもよく
、材料除去操作の初期段階中に加工品と係合する際に、研磨粒子の一部(例えば、裏材に
おける成形研磨粒子すべてのうちの少数、裏材における成形研磨粒子すべてのうちの過半
数、またはさらには本質的にすべて)は加工品の表面の異なる領域と係合する。非シャド
ウイング配置は、互いに対して、かつ本明細書における実施形態に記載されるような研削
方向に関して成形研磨粒子の特定の分布を利用してよい。研磨粒子の非シャドウイング配
置を活用した研磨物品の利用により、従来のパターン配置(すなわち、シャドウイング配
置)を使用する他の研磨物品に勝る改善された研削性能を促すことができ、またその他の
望ましくない効果、例えば、操作中の研磨物品の方向転換を制限できる。
【0086】
所定の分布は、部分的に、実質的に、または完全に対称であることができる。所定の分
布は研磨物品全体を覆うことができるか、研磨物品全体を実質的に覆うことができる(す
なわち、50%超100%未満)か、研磨物品の複数の部分を覆うことができるか、また
は研磨物品の一部を覆うことができる(すなわち、物品の表面積の50%未満)。本発明
で使用する場合、「葉序パターン」とは、葉序に関連したパターンを意味する。葉序とは
多くの種類の植物における葉、花、芽鱗、小花および種等の側生器官の構造である。多く
の葉序パターンは、弧、らせんおよび渦状紋を有する目立つパターンが自然発生する現象
により際立つ。ヒマワリの頭の種のパターンはこの現象の一例である。
【0087】
さらに、一実施形態によると、非シャドウイング配置はマイクロ単位を含むことができ
、これは成形研磨粒子の互いに対する最小配置として定義されてよい。マイクロ単位は、
研磨物品表面の少なくとも一部にて複数回繰り返されてよい。非シャドウイング配置はさ
らにマクロ単位を含んでよく、これは複数のマイクロ単位を含むことができる。特定の例
では、マクロ単位は、互いに対して所定の分布にて配置され、非シャドウイング配置で複
数回繰り返される複数のマイクロ単位を有し得る。本明細書における実施形態の研磨物品
は1つ以上のマイクロ単位を含むことができる。また、本明細書における実施形態の研磨
物品は1つ以上のマクロ単位を含むことができると理解されよう。特定の実施形態では、
マクロ単位は予測可能な秩序を有する均一分布にて配置されてよい。さらに、他の例では
、マクロ単位は不均一分布で配置されてよく、これは、予測可能な長距離または短距離秩
序を有しない無秩序分布を含んでよい。
【0088】
ここで簡単に図25〜27を参照すると、さまざまな非シャドウイング配置が図示され
ている。特に、図25は、非シャドウイング配置の図示であり、位置2501は、1つ以
上の成形研磨粒子、希釈粒子およびこれらの組み合わせが占める所定の位置を表す。位置
2501は図示されるようなX軸およびY軸上の位置として定義されてよい。さらに、位
置2506および2507はマイクロ単位2520を規定できる。さらに2506および
2509はマイクロ単位2521を規定できる。さらに図示されるように、マイクロ単位
は物品の少なくとも一部の表面で繰り返されてよく、マクロ単位2530を規定できる。
特定の例では、成形研磨粒子の位置を表す位置2501は、Y軸に平行な研削方向に対し
て非シャドウイング配置で配置される。
【0089】
図26は、非シャドウイング配置の図示であり、複数の位置(X軸およびY軸上の点と
して示される)は、1つ以上の成形研磨粒子、希釈粒子およびこれらの組み合わせが占め
る所定の位置を表す。一実施形態において、位置2601および2602はマイクロ単位
2620を規定できる。さらに位置2603、2604および2605はマイクロ単位2
621を規定できる。さらに図示されるように、マイクロ単位は物品の少なくとも一部の
表面で繰り返されてよく、マクロ単位2630を規定できる。図示されているように、他
のマクロ単位が存在してもよいことが理解されよう。特定の例において、成形研磨粒子の
位置を表す位置2601は、Y軸またはX軸に平行な研削方向に対して非シャドウイング
配置で配置される。
【0090】
図27は、非シャドウイング配置の図示であり、複数の位置(X軸およびY軸上の点と
して示される)は、1つ以上の成形研磨粒子、希釈粒子およびこれらの組み合わせが占め
る所定の位置を表す。一実施形態において、位置2701および2702はマイクロ単位
2720を規定できる。さらに位置2701および2703はマイクロ単位2721を規
定できる。さらに図示されるように、マイクロ単位は物品の少なくとも一部の表面で繰り
返されてよく、マクロ単位2730を規定できる。特定の例では、成形研磨粒子の位置を
表す位置はすべて、Y軸またはX軸に平行な研削方向に対して非シャドウイング配置で配
置される。
【0091】
成形研磨粒子間の所定の分布はさらに、成形研磨粒子それぞれの所定の配向特性のうち
少なくとも1つにより定義できる。例示的な所定の配向特性として、所定の回転配向、所
定の横方向配向、所定の縦方向配向、所定の垂直配向、所定の先端高さおよびこれらの組
み合わせを挙げることができる。裏材101は、裏材101の長さに沿って延び、これを
規定する縦軸180および裏材101の幅に沿って延び、これを規定する横軸181によ
って規定され得る。
【0092】
一実施形態によると、成形研磨粒子102は、裏材101の横軸181に対する特定の
第1の横方向位置によって規定される第1の所定の位置112に位置することができる。
さらに、成形研磨粒子103は、裏材101の横軸181に対する第2の横方向位置によ
り規定される第2の所定の位置を有し得る。とりわけ、成形研磨粒子102および103
は、裏材101の横軸181に平行な横方向平面184に沿って測定したときの2つの隣
接する成形研磨粒子102と103との間の最小距離として定義される、横方向空間12
1により互いに離間されてよい。一実施形態によると、横方向空間121は0より大きく
なり得るため、いくらかの距離が成形研磨粒子102と103との間に存在する。しかし
、図示されてはないが、横方向空間121は0であることができ、隣接する成形研磨粒子
が接触し、部分的に重なり合いさえすることができる。
【0093】
その他の実施形態では、横方向空間121は少なくとも約0.1(w)であることがで
き、ここでwは成形研磨粒子102の幅を表す。一実施形態によると、成形研磨粒子の幅
は側面に沿って延びる本体の最長寸法である。別の実施形態では、横方向空間121は、
少なくとも約0.2(w)、例えば少なくとも約0.5(w)、少なくとも約1(w)、
少なくとも約2(w)、またはそれ以上であることができる。さらに、少なくとも1つの
非限定的実施形態では、横方向空間121は約100(w)以下、約50(w)以下また
はさらには約20(w)以下であることができる。横方向空間121は、上述した任意の
最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。隣接する成形研磨粒子間の横
方向空間の制御により、研磨物品の改善された研削性能を促すことができる。
【0094】
一実施形態によると、成形研磨粒子102は、裏材101の縦軸180に対する第1の
縦方向位置によって規定される第1の所定の位置112に位置することができる。さらに
、成形研磨粒子104は、裏材101の縦軸180に対する第2の縦方向位置によって規
定される第3の所定の位置114に位置することができる。さらに図示されるように、縦
方向空間123が成形研磨粒子102と104との間に存在してよく、これは縦軸180
に平行な方向で測定したときの2つの隣接する成形研磨粒子102と104の間の最小距
離によって定義され得る。一実施形態によると、縦方向空間123は0より大きくなり得
る。さらに、図示されてはいないが、縦方向空間123は0であることができるため、隣
接する成形研磨粒子は接触するかまたは互いに重なり合いすらすることが理解されよう。
【0095】
その他の場合、縦方向空間123は少なくとも約0.1(w)であることができ、ここ
でwは本明細書に記載されるような成形研磨粒子の幅を表す。他のさらなる特定の例では
、縦方向空間は、少なくとも約0.2(w)、少なくとも約0.5(w)、少なくとも約
1(w)、または少なくとも約2(w)であることができる。さらに、縦方向空間123
は約100(w)以下、例えば約50(w)以下、またはさらには約20(w)以下であ
ってよい。縦方向空間123は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得るこ
とが理解されよう。隣接する成形研磨粒子間の縦方向空間の制御により、研磨物品の改善
された研削性能を促すことができる。
【0096】
一実施形態によると、成形研磨粒子は所定の分布に配置されてよく、ここで特定の関係
が横方向空間121と縦方向空間123との間に存在する。例えば、一実施形態では、横
方向空間121は縦方向空間123より大きくなり得る。さらに、別の非限定的な実施形
態において、縦方向空間123は横方向空間121よりも大きくてもよい。さらに、さら
なる別の実施形態において、成形研磨粒子は、横方向空間121および縦方向空間123
が互いに本質的に同一になるように裏材に配置されてもよい。縦方向空間と横方向空間と
の相対的な関係の制御により改善された研削性能を促すことができる。
【0097】
さらに図示されるように、縦方向空間124が成形研磨粒子104と105との間に存
在してよい。また、所定の分布は、特定の関係が縦方向空間123と縦方向空間124と
の間に存在できるように形成されてもよい。例えば、縦方向空間123は、縦方向空間1
24とは異なり得る。あるいは、縦方向空間123は縦方向空間124で本質的に同一で
あることができる。異なる成形研磨粒子間の縦方向空間の相対的差異の制御により、研磨
物品の改善された研削性能を促すことができる。
【0098】
さらに、成形研磨粒子の研磨物品100における所定の分布は、横方向空間121が横
方向空間122に対して特定の関係を有し得るようにすることができる。例えば、一実施
形態では、横方向空間121は縦方向空間122と本質的に同じであることができる。あ
るいは、成形研磨粒子の研磨物品100における所定の分布は、横方向空間121が横方
向空間122とは異なるように制御できる。異なる成形研磨粒子間の縦方向空間の相対的
差異の制御により、研磨物品の改善された研削性能を促すことができる。
【0099】
図1Bは、一実施形態による研磨物品の一部の側面図である。図示されているように、
研磨物品100は、裏材101の上を覆う成形研磨粒子102と、裏材101の上を覆う
成形研磨粒子102から離間された成形研磨粒子104とを含むことができる。一実施形
態によると、成形研磨粒子102は接着剤層151を介して裏材101に結合され得る。
さらにまたは代替的に、成形研磨粒子102は接着剤層152を介して裏材101に結合
され得る。本明細書に記載される成形研磨粒子のいずれかは本明細書に記載されるような
1つ以上の接着剤層を介して裏材101に結合され得ると理解されよう。
【0100】
一実施形態によると、研磨物品100は裏材の上を覆う接着剤層151を含むことがで
きる。一実施形態によると、接着剤層151はメイクコートを含むことができる。メイク
コートは裏材101の表面の上を覆い、成形研磨粒子102および104の少なくとも一
部を取り囲むことができる。本明細書における実施形態の研磨物品は、接着剤層151お
よび裏材101の上を覆い、成形研磨粒子102および104の少なくとも一部を取り囲
む接着剤層152をさらに含むことができる。接着剤層152は特定の場合にサイズコー
トであってもよい。
【0101】
ポリマー配合物を使用して、研磨物品の任意の種々の接着剤層151または152を形
成してよく、これはフロントフィル、プレサイズコート、メイクコート、サイズコートお
よび/またはスーパーサイズコートを含むことができるがこれらに限定されない。フロン
トフィルを形成するために使用される場合、ポリマー配合物は一般的に、ポリマー樹脂、
フィブリル化繊維(好ましくはパルプの形態)、充填材料、およびその他の任意の添加剤
を含み得る。いくつかのフロントフィルの実施形態に好適な配合物は、フェノール樹脂、
ウォラストナイト充填剤、消泡剤、界面活性剤、フィブリル化繊維および残部の水等の材
料を含み得る。好適なポリマー樹脂材料としては、フェノール樹脂、尿素/ホルムアルデ
ヒド樹脂、フェノール/ラテックス樹脂、およびこれらの樹脂の組み合わせを含む熱硬化
性樹脂から選択される硬化性樹脂が挙げられる。その他の好適なポリマー樹脂材料として
はさらに、放射線硬化性樹脂、例えば、電子ビーム、紫外放射線または可視光を使用して
硬化可能な樹脂、例えば、エポキシ樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂、アクリレート化ウレタンおよびポリエステルアクリレートのアクリレート化オリゴマ
ー、ならびにモノアクリレート化モノマーおよび多アクリレート化モノマーを含むアクリ
レート化モノマーも挙げられる。配合物はまた、浸食性を向上させることによって堆積さ
れた研磨複合材料の自己研磨特性を向上させることができる非反応性熱可塑性樹脂結合剤
を含むこともできる。このような熱可塑性樹脂の例としては、ポリプロピレングリコール
、ポリエチレングリコールおよびポリオキシプロピレン−ポリオキシエテンブロックコポ
リマー等が挙げられる。裏材へのフロントフィルの使用によって、好適なメイクコートの
適用ならびに所定の配向における成形研磨粒子の改善された適用および配向のために、表
面の均一性を改善できる。
【0102】
接着剤層151および152のいずれかが単一のプロセスで裏材101の表面に適用す
ることができるか、あるいは、成形研磨粒子102および104は接着剤層151または
152のうち一方の材料と組み合わせて、混合物として裏材101の表面に適用され得る
。メイクコートとして使用するための接着剤層151の好適な材料としては、有機材料、
特にポリマー材料、例えばポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポ
リアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキサン
、シリコーン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、セラッ
クおよびこれらの混合物等を挙げることができる。一実施形態では、接着剤層151はポ
リエステル樹脂を含むことができる。コーティングされた裏材101は次いで、樹脂およ
び研磨粒子材料を基材に対して硬化させるために加熱することができる。一般的に、コー
ティングされた裏材101はこの硬化プロセス中に約100℃から250℃未満の温度ま
で加熱することができる。
【0103】
接着剤層152は研磨物品上に形成してよく、これはサイズコートの形態であってよい
。特定の実施形態では、接着剤層152は、裏材101に対して所定位置にて成形研磨粒
子102および104を覆い結合するように形成されるサイズコートであることができる
。接着剤層152は有機材料を含むことができ、本質的にポリマー材料から製造されてよ
く、とりわけ、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリアクリレ
ート、ポリメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリシロキサン、シリコー
ン、セルロースアセテート、ニトロセルロース、天然ゴム、デンプン、セラックおよびこ
れらの混合物を使用することができる。
【0104】
図示されてはないが、研磨物品は成形研磨粒子104および105とは異なる希釈研磨
粒子を含むことができることが理解されよう。例えば、希釈粒子は成形研磨粒子102お
よび104とは組成、二次元形状、三次元形状、サイズおよびこれらの組み合わせが異な
ることができる。例えば、研磨粒子507は無秩序な形状を有する従来の粉砕された研磨
グリットを表すことができる。研磨粒子507は成形研磨粒子505の中央粒径値未満の
中央粒径値を有し得る。
【0105】
さらに図示されるように、成形研磨粒子102は裏材101に対して側面配向にて配向
され得、成形研磨粒子102の側面171は、裏材101と直接接触することができるか
、または少なくとも裏材101の上面に最も近接した成形研磨粒子102の表面であるこ
とができる。一実施形態によると、成形研磨粒子102は、成形研磨粒子102の主表面
172と裏材101の主表面161との間の傾斜角(AT1)136により定義される垂
直配向を有することができる。傾斜角136は成形研磨粒子102の表面172と裏材1
01の上面161との間の最小角度または鋭角として定義され得る。一実施形態によると
、成形研磨粒子102は所定の垂直配向を有する位置に配置され得る。一実施形態による
と、傾斜角136は少なくとも約2°、例えば、少なくとも約5°、少なくとも約10°
、少なくとも約15°、少なくとも約20°、少なくとも約25°、少なくとも約30°
、少なくとも約35°、少なくとも約40°、少なくとも約45°、少なくとも約50°
、少なくとも約55°、少なくとも約60°、少なくとも約70°、少なくとも約80°
、またはさらには少なくとも約85°であることができる。さらに、傾斜角136は約9
0°以下、例えば約85°以下、約80°以下、約75°以下、約70°以下、約65°
以下、約60°以下、例えば約55°以下、約50°以下、約45°以下、約40°以下
、約35°以下、約30°以下、約25°以下、約20°以下、例えば約15°以下、約
10°以下、またはさらには約5°以下であってよい。傾斜角136は、上述した任意の
最小角度から最大角度の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0106】
さらに図示されるように、研磨物品100は側面配向にて成形研磨粒子104を含むこ
とができ、成形研磨粒子104の側面171は、裏材101の上面161と直接接触する
かまたは最も近接する。一実施形態によると、成形研磨粒子104は、成形研磨粒子10
4の主表面172と裏材101の上面161との間の角度を定義する第2の傾斜角(A
)137により定義される垂直配向を有する位置にあることができる。傾斜角137は
成形研磨粒子104の主表面172と裏材101の上面161との間の最小角度として定
義されてよい。さらに傾斜角137は少なくとも約2°、例えば、少なくとも約5°、少
なくとも約10°、少なくとも約15°、少なくとも約20°、少なくとも約25°、少
なくとも約30°、少なくとも約35°、少なくとも約40°、少なくとも約45°、少
なくとも約50°、少なくとも約55°、少なくとも約60°、少なくとも約70°、少
なくとも約80°、またはさらには少なくとも約85°の値を有することができる。さら
に、傾斜角136は約90°以下、例えば約85°以下、約80°以下、約75°以下、
約70°以下、約65°以下、約60°以下、例えば約55°以下、約50°以下、約4
5°以下、約40°以下、約35°以下、約30°以下、約25°以下、約20°以下、
例えば約15°以下、約10°以下、またはさらには約5°以下であってよい。傾斜角1
36は、上述した任意の最小角度から最大角度の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0107】
一実施形態によると、成形研磨粒子102は、成形研磨粒子104の所定の垂直配向と
同じ所定の垂直配向を有することができる。あるいは、研磨物品100は、成形研磨粒子
102の所定の垂直配向が成形研磨粒子104の所定の垂直配向とは異なることができる
ように形成されてもよい。
【0108】
一実施形態によると、成形研磨粒子102および104は、これらが垂直配向の差によ
り定義される異なる所定の垂直配向を有するように配置されてもよい。垂直配向の差は、
傾斜角136と傾斜角137との差の絶対値であることができる。一実施形態によると、
垂直配向の差は少なくとも約2°、例えば、少なくとも約5°、少なくとも約10°、少
なくとも約15°、少なくとも約20°、少なくとも約25°、少なくとも約30°、少
なくとも約35°、少なくとも約40°、少なくとも約45°、少なくとも約50°、少
なくとも約55°、少なくとも約60°、少なくとも約70°、少なくとも約80°、ま
たはさらには少なくとも約85°であることができる。さらに、垂直配向の差は約90°
以下、例えば約85°以下、約80°以下、約75°以下、約70°以下、約65°以下
、約60°以下、例えば約55°以下、約50°以下、約45°以下、約40°以下、約
35°以下、約30°以下、約25°以下、約20°以下、例えば約15°以下、約10
°以下、またはさらには約5°以下であってよい。垂直配向の差は任意の最小角度から最
大角度の範囲内にあり得ることが理解されよう。研磨物品100の成形研磨粒子間の垂直
配向の差の制御により、改善された研削性能を促すことができる。
【0109】
さらに図示されるように、成形研磨粒子は所定の先端高さを有するように裏材に配置さ
れ得る。例えば、成形研磨粒子102の所定の先端高さ(hT1)138は、裏材の上面
161と成形研磨粒子102の最上面143との最長距離であることができる。特に、成
形研磨粒子102の所定の先端高さ138は、成形研磨粒子102が延びる裏材の上面1
61から上の最長距離を定義することができる。さらに図示されるように、成形研磨粒子
104は、裏材101の上面161と成形研磨粒子104の最上面144との間の距離と
して定義される所定の先端高さ(hT2)139を有することができる。測定はX線、共
焦点顕微鏡CT、マイクロメジャー(micromeasure)、白色光干渉法および
これらの組み合わせによって行われてよい。
【0110】
一実施形態によると、成形研磨粒子102は、成形研磨粒子104の所定の先端高さ1
39とは異なり得る所定の先端高さ138を有するように裏材101に配置され得る。と
りわけ、所定の先端高さの差(Δh)は平均先端高さ138と平均先端高さ139との
間の距離として定義され得る。一実施形態によると、所定の先端高さの差は少なくとも約
0.01(w)であることができ、ここで(w)は本明細書に記載されるような成形研磨
粒子の幅を表す。他の例では、先端高さの差は少なくとも約0.05(w)、少なくとも
約0.1(w)、少なくとも約0.2(w)、少なくとも約0.4(w)、少なくとも約
0.5(w)、少なくとも約0.6(w)、少なくとも約0.7(w)、またはさらには
少なくとも約0.8(w)であることができる。さらに、非限定的な一実施形態において
、先端高さの差は約2(w)以下であることができる。先端高さの差は、上述した任意の
最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。研磨物品100の成形研磨粒
子間の平均先端高さ、より詳細には平均先端高さの差の制御により改善された研削性能を
促すことができる。
【0111】
平均先端高さの差を有する成形研磨粒子についてここでは言及しているが、研磨物品の
成形研磨粒子は、成形研磨粒子間の平均先端高さに本質的に差がないように同じ平均先端
高さを有してもよいと理解されよう。例えば、本明細書に記載されるように、ある群の成
形研磨粒子は、その群の成形研磨粒子それぞれの垂直先端高さが実質的に同じであるよう
に研磨物品に配置されてよい。
【0112】
図1Cは、一実施形態による研磨物品の一部の断面図である。図示されているように、
成形研磨粒子102および104は裏材101に対して平坦配向で配向され得、成形研磨
粒子102および104の主表面174の少なくとも一部、特に最大表面積を有する主表
面(すなわち、上部主表面172とは反対側の底面174)が裏材101と直接接触でき
る。あるいは、平坦配向では、主表面174の一部は裏材101と直接接触していなくて
もよいが、成形研磨粒子の裏材101の上面161に最も近接した表面であることができ
る。
【0113】
図1Dは、一実施形態による研磨物品の一部の断面図である。図示されているように、
成形研磨粒子102および104は裏材101に対して反転配向で配向され得、成形研磨
粒子102および104の主表面172の少なくとも一部(すなわち、上部主表面172
)が裏材101と直接接触できる。あるいは、反転配向では、主表面172の一部は裏材
101と直接接触していなくてもよいが、成形研磨粒子の裏材101の上面161に最も
近接した表面であることができる。
【0114】
図2Aは、一実施形態による成形研磨粒子の一部の上面図である。図示されているよう
に、研磨物品は、裏材101の幅を規定しかつ縦軸181に垂直な横軸181に対する第
1の回転配向を有する第1の位置にて裏材101の上を覆う成形研磨粒子102を含むこ
とができる。特に、成形研磨粒子102は、横軸181と平行な横方向平面184と成形
研磨粒子102の寸法との間の第1の回転角度により規定される所定の回転配向を有する
ことができる。とりわけ、本明細書における寸法への言及は、裏材101に(直接または
間接的に)結合される表面(例えば、側面または縁部)に沿った成形研磨粒子102の中
心点221を通って延びる成形研磨粒子の二等分軸231への言及であることができる。
したがって、側面配向で配置される成形研磨粒子(図1B参照)との関係においては、二
等分軸231は、中心点221を通り、裏材101の表面181に最も近接する側面17
1の幅(w)方向に延びる。さらに、所定の回転配向は中心点221を通って延びる横方
向平面184との最小角度201として定義され得る。図2Aに図示したように、成形研
磨粒子102は、二等分軸231と横方向平面184との間の最小角度として定義される
所定の回転角度を有することができる。一実施形態によると、回転角度201は0°であ
ることができる。他の実施形態において、回転角度はそれより大きくてもよく、例えば、
少なくとも約2°、少なくとも約5°、少なくとも約10°、少なくとも約15°、少な
くとも約20°、少なくとも約25°、少なくとも約30°、少なくとも約35°、少な
くとも約40°、少なくとも約45°、少なくとも約50°、少なくとも約55°、少な
くとも約60°、少なくとも約70°、少なくとも約80°、またはさらには少なくとも
約85°であることができる。さらに、さらに、回転角度201によって定義される所定
の回転配向は約90°以下、例えば約85°以下、約80°以下、約75°以下、約70
°以下、約65°以下、約60°以下、例えば約55°以下、約50°以下、約45°以
下、約40°以下、約35°以下、約30°以下、約25°以下、約20°以下、例えば
約15°以下、約10°以下、またはさらには約5°以下であってよい。所定の回転配向
は任意の最小角度から最大角度の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0115】
さらに図2Aに図示されるように、成形研磨粒子103は、裏材101の上を覆い、所
定の回転配向を有する位置113にあることができる。とりわけ、成形研磨粒子103の
所定の回転配向は、横軸181と平行な横方向平面184と、成形研磨粒子102の中心
点222を通って裏材101の表面181に最も近接した側面の幅(w)方向に延びる成
形研磨粒子103の二等分軸232により定義される寸法との間の最小角度として特徴付
けることができる。一実施形態によると、回転角度208は0°であることができる。他
の実施形態において、回転角度208はそれより大きくてもよく、例えば、少なくとも約
2°、少なくとも約5°、少なくとも約10°、少なくとも約15°、少なくとも約20
°、少なくとも約25°、少なくとも約30°、少なくとも約35°、少なくとも約40
°、少なくとも約45°、少なくとも約50°、少なくとも約55°、少なくとも約60
°、少なくとも約70°、少なくとも約80°、またはさらには少なくとも約85°であ
ることができる。さらに、回転角度208によって定義される所定の回転配向は、約90
°以下、例えば約85°以下、約80°以下、約75°以下、約70°以下、約65°以
下、約60°以下、例えば約55°以下、約50°以下、約45°以下、約40°以下、
約35°以下、約30°以下、約25°以下、約20°以下、例えば約15°以下、約1
0°以下、またはさらには約5°以下であってよい。所定の回転配向は任意の最小角度か
ら最大角度の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0116】
一実施形態によると、成形研磨粒子102は、回転角度208によって定義される成形
研磨粒子103の所定の回転配向とは異なる、回転角度201によって定義される所定の
回転配向を有することができる。特に、成形研磨粒子102と103間の回転角度201
と回転角度208との差は、所定の回転配向の差を定義することができる。特定の例では
、所定の回転配向の差は0°であることができる。他の例では、任意の2つの成形研磨粒
子間の所定の回転配向の差はそれより大きくてもよく、例えば、少なくとも約1°、少な
くとも約3°、少なくとも約5°、少なくとも約10°、少なくとも約15°、少なくと
も約20°、少なくとも約25°、少なくとも約30°、少なくとも約35°、少なくと
も約40°、少なくとも約45°、少なくとも約50°、少なくとも約55°、少なくと
も約60°、少なくとも約70°、少なくとも約80°、またはさらには少なくとも約8
5°であることができる。さらに、任意の2つの成形研磨粒子間の所定の回転配向の差は
約90°以下、例えば約85°以下、約80°以下、約75°以下、約70°以下、約6
5°以下、約60°以下、例えば約55°以下、約50°以下、約45°以下、約40°
以下、約35°以下、約30°以下、約25°以下、約20°以下、例えば約15°以下
、約10°以下、またはさらには約5°以下であってよい。所定の回転配向の差は任意の
最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0117】
図2Bは、一実施形態による成形研磨粒子を含む研磨物品の一部の斜視図である。図示
されているように、研磨物品は、裏材101の幅を規定する横軸181に対して第1の回
転配向を有する第1の位置112にて、裏材101の上を覆う成形研磨粒子102を含む
ことができる。成形研磨粒子の所定の配向特性の特定の態様は、図示されるようにx、y
、zの三次元軸に対する関係で記述されてよい。例えば、成形研磨粒子102の所定の縦
方向配向は、裏材101の縦軸180に平行に延びるy軸上の成形研磨粒子の位置によっ
て規定されてよい。さらに、成形研磨粒子102の所定の縦方向配向は、裏材101の横
軸181に平行に延びるx軸上の成形研磨粒子の位置によって規定されてよい。さらに、
成形研磨粒子102の所定の回転配向は、横軸181に平行な軸または平面に対応するx
軸と、裏材101に(直接または間接的に)結合される成形研磨粒子102の側面171
の中心点221を通って延びる成形研磨粒子102の二等分軸231との間の回転角度1
02にとして定義されてよい。概して図示されているように、成形研磨粒子102はさら
に、本明細書に記載されるように所定の垂直配向および所定の先端高さを有することがで
きる。とりわけ、本明細書に記載される所定の配向特性の制御を容易にする制御された複
数の成形研磨粒子の配置は非常に複雑なプロセスであり、これは当産業においてこれまで
検討も展開もされたことがない。
【0118】
説明を単純にするために、本明細書における実施形態は、X、YおよびZ方向により規
定される平面に対する特定の特徴に言及する。しかしながら、研磨物品は、その他の形状
(例えば、楕円状または輪状の幾何形状を規定するコーティングされた研磨材ベルトまた
は環状形状の裏材を有するコーティングされた研磨材サンドディスク)を有することがで
きることが理解され検討されよう。本明細書における特徴の説明は研磨物品の平面構造に
限定されず、本明細書に記載されている特徴はいかなる幾何形状の研磨物品にも適用でき
る。裏材が円形幾何形状を有する場合では、縦軸および横軸は裏材の中心点を通って延び
、互いに直交関係を有する2つの直径であることができる。
【0119】
図3Aは、一実施形態による研磨物品300の一部の平面図である。図示されているよ
うに、研磨物品300は成形研磨粒子311、312、313および314(311〜3
14)を含む成形研磨粒子の第1の群301を含むことができる。本明細書で使用する場
合、群とは、成形研磨粒子それぞれに対して同一の所定の配向特性を少なくとも1つ(ま
たは組み合わせて)有する複数の成形研磨粒子を意味することができる。例示的な所定の
配向特性として、所定の回転配向、所定の横方向配向、所定の縦方向配向、所定の垂直配
向および所定の先端高さを挙げることができる。例えば、第1の群301の成形研磨粒子
は、互いに対して実質的に同じ所定の回転配向を有する複数の成形研磨粒子を含む。さら
に図示されるように、研磨物品300は、例えば成形研磨粒子321、322、323お
よび324(321〜324)を含む複数の成形研磨粒子を含む別の群303を含むこと
ができる。図示されているように、群303は同じ所定の回転配向を有する複数の成形研
磨粒子を含むことができる。さらに、群303の成形研磨粒子の少なくとも一部は、互い
に対して(例えば、成形研磨粒子321および322ならびに成形研磨粒子323および
324)同じ所定の横方向配向を有することができる。さらに、群303の成形研磨粒子
の少なくとも一部は、互いに対して(例えば、成形研磨粒子321および324ならびに
成形研磨粒子322および323)同じ所定の縦方向配向を有することができる。
【0120】
図示されているように、研磨物品は群305を含むことができる。群305は、少なく
とも1つの共通の所定の配向特性を有する成形研磨粒子331、332および333(3
31〜333)を含む複数の成形研磨粒子を含むことができる。図3Aの実施形態に図示
されるように、群305内の複数の成形研磨粒子は、互いに対して同じ所定の回転配向を
有することができる。さらに、群305の複数の成形研磨粒子の少なくとも一部は、互い
に対して(例えば、成形研磨粒子332および333)同じ所定の横方向配向を有するこ
とができる。さらに、群305の複数の成形研磨粒子の少なくとも一部は、互いに対して
同じ所定の縦方向配向を有することができる。成形研磨粒子の群、特に本明細書に記載さ
れる特徴を有する成形研磨粒子の群の組み合わせの利用により研磨物品の改善された性能
を促すことができる。
【0121】
さらに図示されるように、研磨物品300は、群301、303および305の間に延
びるチャネル領域307および308によって分離され得る群301、303および30
5を含むことができる。特定の例では、チャネル領域は、成形研磨粒子を実質的に含まな
いことができる研磨物品上の領域であることができる。さらに、チャネル領域307およ
び308は群301、303および305間の液体を移動させるように構成されてよく、
これによって研磨物品の削り屑除去および研削性能を改善することができる。チャネル領
域307および308は成形研磨物品の表面上の所定の領域であることができる。チャネ
ル領域307および308は、群301、303および305の隣接する成形研磨粒子間
の縦方向空間または横方向空間とは異なる、詳細にはこれら空間よりも幅および/または
長さが大きい、群301、303および305間の専用の領域を規定することができる。
【0122】
チャネル領域307および308は裏材101の縦軸180に平行もしくは垂直である
か、または横軸181に平行もしくは垂直である方向に沿って延びることができる。特定
の例では、チャネル領域307および308はそれぞれ、チャネル領域307および30
8の中心に沿って、かつチャネル領域307および308の縦方向寸法に沿って延びる軸
351および352を有することができ、裏材101の縦軸380に対して所定の角度を
有することができる。さらに、チャネル領域307および308の軸351および352
は裏材101の横軸181に対して所定の角度を成すことができる。制御されたチャネル
領域の配向により研磨物品の改善された性能を促すことができる。
【0123】
さらに、チャネル領域307および308は、研削方向350に対して所定の配向を有
するように形成されてよい。例えば、チャネル領域307および308は研削方向350
に平行または垂直な方向に沿って延びることができる。特定の例では、チャネル領域30
7および308はそれぞれ、チャネル領域307および308の中心に沿って、かつチャ
ネル領域307および308の縦方向寸法に沿って延びる軸351および352を有する
ことができ、研削方向350に対して所定の角度を有することができる。制御されたチャ
ネル領域の配向により研磨物品の改善された性能を促すことができる。
【0124】
少なくとも1つの実施形態については、図示されているように、群301は複数の成形
研磨粒子を含むことができ、群301内の複数の成形研磨粒子の少なくとも一部はパター
ン315を規定できる。図示されているように、複数の成形研磨粒子311〜314は互
いに対して、下向きに見て四辺形の形態等の二次元アレイをさらに規定する所定の分布で
配置され得る。アレイとは、成形研磨粒子の単位配置により規定される短距離秩序を有し
、かつさらに共に連結された規則的な繰り返し単位を含む長距離秩序を有するパターンで
ある。他の二次元アレイは他の多角形、省略、装飾用表示、製品表示または他のデザイン
の形状を含んで形成することができると理解されよう。さらに図示されるように、群30
3は、四辺形の二次元アレイを規定するパターン325にも配置され得る複数の成形研磨
粒子321〜324を含むことができる。さらに、群305は、互いに対して三角形パタ
ーン335の形態の所定の分布を規定するように配置され得る複数の成形研磨粒子331
〜334を含むことができる。
【0125】
一実施形態によると、群301の複数の成形研磨粒子は、別の群(例えば、群303ま
たは305)の成形研磨粒子とは異なるパターンを規定してもよい。例えば、群301の
成形研磨粒子は、裏材101における配向に関して群305のパターン335とは異なる
パターン315を規定してもよい。また、群301の成形研磨粒子は、研削方向350に
対する第2の群(例えば、303または305)のパターンの配向とは対照的な研削方向
350に対する第1の配向を有するパターン315を規定してもよい。
【0126】
成形研磨粒子の群(301、303または305)のいずれか1つは、研削方向に対し
て特定の配向を有することができる1つ以上のベクトル(例えば、群305の361また
は362)を規定するパターンを有することができる。特に、ある群の成形研磨粒子は、
その群のパターンを規定する所定の配向特性を有することができ、パターンの1つ以上の
ベクトルをさらに規定できる。例示的実施形態において、パターン335のベクトル36
1および362は研削方向350に対して所定の角度を成すように制御され得る。ベクト
ル361および362は、研削方向350に対して例えば平行配向、垂直配向、またはさ
らには非直交もしくは非平行配向(すなわち、鋭角または鈍角を規定するように角度をつ
けた)を含むさまざまな配向を有してもよい。
【0127】
一実施形態によると、第1の群301の複数の成形研磨粒子は別の群(例えば、303
または305)の複数の成形研磨粒子とは異なる少なくとも1つの所定の配向特性を有す
ることができる。例えば、群301の成形研磨粒子の少なくとも一部は、群303の成形
研磨粒子の少なくとも一部の所定の回転配向とは異なる所定の回転配向を有することがで
きる。さらに、特定の一態様では、群301の成形研磨粒子はすべて、群303の成形研
磨粒子すべての所定の回転配向とは異なる所定の回転配向を有することができる。
【0128】
別の実施形態によると、群301の成形研磨粒子の少なくとも一部は、群303の成形
研磨粒子の少なくとも一部の所定の横方向配向とは異なる所定の横方向配向を有すること
ができる。さらに別の態様では、群301の成形研磨粒子はすべて、群303の成形研磨
粒子すべての所定の横方向配向とは異なる所定の横方向配向を有することができる。
【0129】
さらに、別の実施形態では、群301の成形研磨粒子の少なくとも一部は、群303の
成形研磨粒子の少なくとも一部の所定の縦方向配向とは異なり得る所定の縦方向配向を有
することができる。別の実施形態では、群301の成形研磨粒子はすべて、群303の成
形研磨粒子すべての所定の縦方向配向とは異なり得る所定の縦方向配向を有することがで
きる。
【0130】
さらに、群301の成形研磨粒子の少なくとも一部は、群303の成形研磨粒子の少な
くとも一部の所定の垂直配向とは異なる所定の垂直配向を有することができる。さらに、
一態様では、群301の成形研磨粒子はすべて、群303の成形研磨粒子すべての所定の
垂直配向とは異なる所定の垂直配向を有することができる。
【0131】
さらに、一実施形態では、群301の成形研磨粒子の少なくとも一部は、群303の成
形研磨粒子の少なくとも一部の所定の先端高さとは異なる所定の先端高さを有することが
できる。さらに別の特定の実施形態では、群301の成形研磨粒子はすべて、群303の
成形研磨粒子すべての所定の先端高さとは異なる所定の先端高さを有することができる。
【0132】
任意の数の群が、所定の配向特性を有する研磨物品上に種々の領域を形成する研磨物品
に含まれてよいと理解されよう。さらに、群のそれぞれは、群301および303につい
て上記で記述されたように互いに異なり得る。
【0133】
本明細書における1つ以上の実施形態で記載されているように、成形研磨粒子は裏材の
所定の位置により規定される所定の分布にて配置され得る。さらにとりわけ、所定の分布
は2つ以上の成形研磨粒子間の非シャドウイング配置を規定できる。例えば、特定の一実
施形態において、研磨物品は、第1および第2の成形研磨粒子が互いに非シャドウイング
配置を規定するように、第1の所定の位置における第1の成形研磨粒子と、第2の所定の
位置における第2の成形研磨粒子とを含むことができる。成形研磨粒子が加工品の別々の
位置で加工品と最初に接触し、加工品における最初の材料除去位置で最初に重なり合うの
を制限するかまたは回避するように構成されるように、非シャドウイング配置は成形研磨
粒子の配置によって規定され得る。非シャドウイング配置は改善された研削性能を促すこ
とができる。特定の一実施形態において、第1の成形研磨粒子は複数の成形研磨粒子によ
り規定される群の一部であることができ、第2の成形研磨粒子は複数の成形研磨粒子によ
り規定される第2の群の一部であることができる。第1の群は裏材の第1の列を規定でき
、第2の群は裏材の第2の列を規定でき、第2の群の各成形研磨粒子は第1の群の各成形
研磨粒子に対して互い違いにできるため、特定の非シャドウイング配置を規定する。
【0134】
図3Bは、一実施形態による、研削方向に対して所定の配向特性を有する成形研磨粒子
を含む研磨物品の一部の斜視図である。一実施形態において、研磨物品は、別の成形研磨
粒子103に対してかつ/または研削方向385に対して所定の配向を有する成形研磨粒
子102を含むことができる。研削方向385に対する所定の配向特性の1つまたは組み
合わせの制御により改善された研磨物品の研削性能を促すことができる。研削方向385
は材料除去操作における、加工品に対して目的とする研磨物品の移動方向であってよい。
特定の例では、研削方向385は裏材101の寸法と関係し得る。例えば、一実施形態に
おいて、研削方向385は裏材の横軸181に実質的に垂直であり、かつ裏材101の縦
軸180と実質的に平行であることができる。成形研磨粒子102の所定の配向特性は、
加工品との成形研磨粒子102の最初の接触面を規定し得る。例えば、成形研磨粒子10
2は、主表面363および364ならびに主表面363と364の間に延びる側面365
および366を有することができる。成形研磨粒子102の所定の配向特性によって、主
表面363が加工品と最初に接触してから成形研磨粒子102の他の表面と接触するよう
に構成されるように粒子を配置できる。このような配向は研削方向385に対する正面配
向とみなしてよい。より詳細には、成形研磨粒子102は、研削方向に対して特定の配向
を有する二等分軸231を有することができる。例えば、図示されているように、研削方
向385および二等分軸231のベクトルは互いに略垂直である。いかなる範囲の所定の
回転配向も成形研磨粒子について考えられるため、研削方向385に対していかなる範囲
の成形研磨粒子の配向も考えられ、利用できることが理解されよう。
【0135】
成形研磨粒子103は、成形研磨粒子102および研削方向385に対して異なる所定
の配向特性を有することができる。図示されているように、成形研磨粒子103は、側面
371および372により接合され得る主表面391および392を含むことができる。
さらに、図示されているように、成形研磨粒子103は、研削方向385ベクトルに対し
て特定の角度を成す二等分軸373を有することができる。図示されているように、成形
研磨粒子103の二等分軸373は、二等分軸373と研削方向385との間の角度が本
質的に0°であるように、研削方向385に対して略平行配向を有することができる。し
たがって、成形研磨粒子の所定の配向特性により、成形研磨粒子の他のいずれかの表面と
接触する前に側面372と加工品とが最初の接触することを容易にする。このような成形
研磨粒子103の配向は、研削方向385に対して横向き配向とみなすことができる。
【0136】
研磨物品は、互いに対して所定の分布にて配置され得る、より詳細には成形研磨粒子の
群を規定する異なる所定の配向特性を有することができる1つ以上の成形研磨粒子の群を
含むことができることが理解されよう。本明細書に記載されるような成形研磨粒子の群は
、研削方向に対して所定の配向を有することができる。さらに、本明細書における研磨物
品は、成形研磨粒子の1つ以上の群を有することができ、各群は研削方向に対して異なる
所定の配向を有する。研削方向に対して異なる所定の配向を有する成形研磨粒子の群の利
用により研磨物品の改善された性能を促すことができる。
【0137】
図4は、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。特に、研磨物品400は、
複数の成形研磨粒子を含む第1の群401を含むことができる。図示されているように、
成形研磨粒子は互いに対して所定の分布を規定するように配置され得る。より詳細には、
所定の分布は下向きに見て、より詳細には三角形状の二次元アレイを規定するパターン4
23の形態であることができる。さらに図示されるように、群401は、裏材101の上
を覆う所定のマイクロ単位431を規定する研磨物品400上に配置され得る。一実施形
態によると、マイクロ単位431は、下向きに見て特定の二次元形状を有することができ
る。いくつかの例示的な二次元形状としては、多角形、楕円形、数字、ギリシャ文字、ア
ルファベット文字、ロシア文字、アラビア文字、漢字、複雑な形状、デザインおよびこれ
らの任意の組み合わせを挙げることができる。特定の例では、特定のマイクロ単位を有す
る群の形成によって研磨物品の改善された性能を促すことができる。
【0138】
さらに図示されるように、研磨物品400は、所定の分布を規定するように裏材101
の表面上に配置され得る複数の成形研磨粒子を含む群404を含むことができる。とりわ
け、所定の分布は、パターン、より詳細には略四辺形パターン424を規定する複数の成
形研磨粒子の配置を含むことができる。図示されているように、群404は研磨物品40
0表面上のマイクロ単位434を規定できる。一実施形態において、群404のマイクロ
単位434は、例えば、多角形形状、より詳細には、下向きに見て研磨物品400表面に
おいて略四辺形(菱型)形状を含む、下向きに見て二次元の形状を有することができる。
図4の図示される実施形態において、群401は、群404のマイクロ単位434と実質
的に同じマイクロ単位431を有することができる。しかし、その他の実施形態では、種
々の異なる群が研磨物品表面にて使用でき、より詳細には異なる群はそれぞれ異なるマイ
クロ単位を有すると理解されよう。
【0139】
さらに図示されるように、研磨物品は、群401〜404の間に延びるチャネル領域4
22および421によって分離され得る群401、402、403および404を含むこ
とができる。特定の例では、チャネル領域は成形研磨粒子を実質的に含まないことができ
る。さらに、チャネル領域421および422は群401〜404間の液体を移動させる
ように構成されてよいため、研磨物品の削り屑除去および研削性能をさらに改善すること
ができる。さらに、特定の実施形態では、研磨物品400は群401〜404間に延びる
チャネル領域421および422を含むことができ、チャネル領域421および422は
研磨物品400表面にてパターン化され得る。特定の例では、チャネル領域421および
422は研磨物品の表面に沿って延びる規則的な繰り返しアレイの特徴を表すことができ
る。
【0140】
図5は、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。とりわけ、研磨物品500
は、裏材101の上を覆い、より詳細には、裏材101に結合される成形研磨粒子501
を含むことができる。少なくとも1つの実施形態については、本明細書における実施形態
の研磨物品は成形研磨粒子の列511を含むことができる。列511は成形研磨粒子50
1の群を含むことができ、列511内の成形研磨粒子501はそれぞれ、互いに対して同
じ所定の横方向配向を有することができる。特に、図示されているように、列511の成
形研磨粒子501はそれぞれ、横軸551に対して同じ所定の横方向配向を有することが
できる。また、第1の列511の成形研磨粒子501はそれぞれ、群の一部であってよく
、したがって互いに対して同じ少なくとも1つの他の所定の配向特性を有する。例えば、
列511の成形研磨粒子501はそれぞれ、同じ所定の垂直配向を有する群の一部である
ことができ、垂直集団を規定することができる。少なくとも別の実施形態については、列
511の成形研磨粒子501はそれぞれ、同じ所定の回転配向を有する群の一部であるこ
とができ、回転集団を規定することができる。さらに、列511の成形研磨粒子501は
それぞれ、互いに対して同じ所定の先端高さを有する群の一部であることができ、先端高
さ集団を規定することができる。さらに、図示されているように、研磨物品500は列5
11の配向に複数の群を含むことができ、これらの群は縦軸180に沿って互いに離間さ
れ得、より詳細には例えば列521、531および541を含む他の介在する列により互
いに離間され得る。
【0141】
さらに図5に図示されるように、研磨物品500は、互いに対して列521を規定する
ように配置され得る成形研磨粒子502を含むことができる。成形研磨粒子502の列5
21は、列511に関して記載される特徴のいずれかを含むことができる。とりわけ、列
521の成形研磨粒子502は、互いに対して同じ所定の横方向配向を有することができ
る。さらに、列521の成形研磨粒子502は、列511のいずれか1つの成形研磨粒子
501の所定の配向特性とは異なる少なくとも1つの所定の配向特性を有し得る。例えば
、図示されているように、列521の成形研磨粒子502はそれぞれ、列511の成形研
磨粒子501それぞれの所定の回転配向とは異なる同じ所定の回転配向を有することがで
きる。
【0142】
別の実施形態によると、研磨物品500は、互いに対して配置され列531を規定する
成形研磨粒子503を含むことができる。列531は、他の実施形態、特に列511また
は列521に関して記載されるような特徴のいずれかを有することができる。また、図示
されているように、列531内の成形研磨粒子503はそれぞれ、互いに対して同じであ
る少なくとも1つの所定の配向特性を有することができる。また、列531内の成形研磨
粒子503はそれぞれ、列511の成形研磨粒子501または列521の成形研磨粒子5
02のいずれか一方に関する所定の配向特性とは異なる少なくとも1つの所定の配向特性
を有することができる。とりわけ、図示されるように、列531の成形研磨粒子503は
それぞれ、成形研磨粒子501および列511の所定の回転配向ならびに成形研磨粒子5
02および列521の所定の回転配向とは異なる、同じ所定の回転配向を有することがで
きる。
【0143】
さらに図示されるように、研磨物品500は、研磨物品500表面に、互いに対して配
置され列541を規定する成形研磨粒子504を含むことができる。図示されているよう
に、成形研磨粒子504および列541はそれぞれ、同じ所定の配向特性を少なくとも1
つ有することができる。さらに、一実施形態によると、成形研磨粒子504はそれぞれ、
同じ所定の配向特性、例えば、列511の成形研磨粒子501、列521の成形研磨粒子
502および列531の成形研磨粒子503のうちいずれかの所定の回転方向とは異なる
所定の回転配向のうち少なくとも1つを有することができる。
【0144】
さらに図示されるように、研磨物品500は、各列511、521、531および54
1から少なくとも1つの成形研磨粒子を含む成形研磨粒子の縦列561を含むことができ
る。とりわけ、縦列561内の成形研磨粒子はそれぞれ、互いに対して少なくとも1つの
所定の配向特性、より詳細には少なくとも所定の縦方向配向を共有することができる。そ
のため、縦列561内の成形研磨粒子はそれぞれ、互いに対して所定の縦方向配向および
縦方向平面562を有することができる。特定の例では、成形研磨粒子の列、縦列、垂直
集団、回転集団および先端高さ集団での配置を含み得る成形研磨粒子の群での配置によっ
て研磨物品の改善された性能を促すことができる。
【0145】
図6は、一実施形態による研磨物品の一部の平面図である。とりわけ、研磨物品600
は互いに対して、縦方向平面651に沿って延び、互いに対して少なくとも1つの同じ所
定の配向特性を有する縦列621を規定するように配置され得る成形研磨粒子601を含
むことができる。例えば、集団621の成形研磨粒子601はそれぞれ、互いに対して同
じ所定の縦方向配向および縦軸651を有することができる。縦列621の成形研磨粒子
601は、例えば互いに対して同じ所定の回転配向を含む、少なくとも1つの他の所定の
配向特性を共有できることが理解されよう。
【0146】
さらに図示されるように、研磨物品600は、裏材101にて互いに対して配置され、
互いに対して縦方向平面652に沿って縦列622を規定する成形研磨粒子602を含む
ことができる。縦列622の成形研磨粒子602は、例えば互いに対する同じ所定の回転
配向を含む少なくとも1つの他の所定の配向特性を共有できることが理解されよう。さら
に、縦列622の成形研磨粒子602はそれぞれ、縦列621の少なくとも1つの成形研
磨粒子621の少なくとも1つの所定の配向特性とは異なる少なくとも1つの所定の配向
特性を有する群を規定できる。より詳細には、縦列622の成形研磨粒子602はそれぞ
れ、縦列621の成形研磨粒子601の所定の配向特性の組み合わせとは異なる所定の配
向特性の組み合わせを有する群を規定できる。
【0147】
また、図示されているように、研磨物品600は、裏材101の縦方向平面653に沿
って互いに対して同じ所定の縦方向配向を有し、縦列623を規定する成形研磨粒子60
3を含むことができる。さらに、縦列623の成形研磨粒子603はそれぞれ、縦列62
1の成形研磨粒子621および縦列622の成形研磨粒子602のうち少なくとも1つの
、少なくとも1つの所定の配向特性とは異なる少なくとも1つの所定の配向特性を有する
群を規定できる。より詳細には、縦列623の成形研磨粒子603はそれぞれ、縦列62
1の成形研磨粒子601および縦列622の成形研磨粒子602の所定の配向特性の組み
合わせとは異なる所定の配向特性の組み合わせを有する群を規定できる。
【0148】
図7Aは、一実施形態による研磨物品の一部の上面図である。特定の例では、本明細書
における研磨物品はさらに、所定の配向における成形研磨粒子の配置を容易にする配向領
域を含んでよい。配向領域は研磨物品の裏材101に結合され得る。あるいは、配向領域
は接着剤層の一部、例えばメイクコートまたはサイズコート等であることができる。さら
に別の実施形態では、配向領域は裏材101の上を覆うことができ、またはより詳細には
裏材101と一体化され得る。
【0149】
図7Aに図示したように、研磨物品700は成形研磨粒子701、702、703(7
01〜703)を含むことができ、成形研磨粒子701〜703はそれぞれ、対応する配
向領域721、722および723(721〜723)と結合できる。一実施形態による
と、配向領域721は成形研磨粒子701の少なくとも1つの(または組み合わせた)配
向特性を規定するように構成され得る。例えば、配向領域721は成形研磨粒子701に
関して所定の回転配向、所定の横方向配向、所定の縦方向配向、所定の垂直配向、所定の
先端高さおよびこれらの組み合わせを規定するように構成され得る。さらに、特定の実施
形態では、配向領域721、722および723は複数の成形研磨粒子701〜703と
関係することができ、群791を規定できる。
【0150】
一実施形態によると、配向領域721〜723は整列構造、より詳細には、本明細書で
さらに詳細に記載されるような整列構造の一部(例えば、別個の接触領域)と関係し得る
。配向領域721〜723は研磨物品の構成要素のいずれか、例えば裏材101または接
着剤層等と一体化され得、したがって、本明細書でさらに詳細に記載されるような接触領
域とみなすことができる。あるいは、配向領域721〜723は研磨物品を形成する際に
整列構造の使用を伴うことができるが、これは裏材とは別個の構成要素であり、研磨物品
内に一体化されてよく、必ずしも研磨物品と関連する接触領域を形成しなくてもよい。
【0151】
さらに図示されるように、研磨物品700は成形研磨粒子704、705、706(7
04〜706)をさらに含むことができ、成形研磨粒子704〜706はそれぞれ、配向
領域724、725、726と関係することができる。配向領域724〜726は成形研
磨粒子704〜706の少なくとも1つの所定の配向特性を制御するように構成され得る
。また、配向領域724〜726は成形研磨粒子704〜706の群792を規定するよ
うに構成され得る。一実施形態によると、配向領域724〜726は配向領域721〜7
23から離間され得る。より詳細には、配向領域724〜726は、成形研磨粒子701
〜703の群791の所定の配向特性とは異なる少なくとも1つの所定の配向特性を有す
る群792を規定するように構成され得る。
【0152】
図7Bは、一実施形態による研磨物品の一部の図である。特に、図7Bは、整列構造お
よび接触領域と関連する1つ以上の成形研磨粒子の少なくとも1つの所定の配向特性を促
すように利用されかつ構成され得る整列構造および接触領域の特定の実施形態の図である
【0153】
図7Bは、裏材101、裏材101の上を覆う第1の群791の成形研磨粒子701お
よび702、裏材101の上を覆う第2の群792の成形研磨粒子704および705、
裏材101の上を覆う第3の群793の成形研磨粒子744および745、ならびに裏材
101の上を覆う第4の群794の成形研磨粒子746および747を含む研磨物品の一
部を含む。種々の複数の異なる群791、792、793および794が図示されている
が、この図示は限定的なものではなく、本明細書における実施形態の研磨物品は任意の数
および配置の群を含むことができることが理解されよう。
【0154】
図7Bの研磨物品は、第1の接触領域721および第2の接触領域722を有する整列
構造761をさらに含む。整列構造761を使用して、裏材において互いに対して所望の
配向での成形研磨粒子701および702の配置を容易にすることができる。本明細書に
おける実施形態の整列構造761は研磨物品の永久的な部分であることができる。例えば
、整列構造761は接触領域721および722を含むことができ、これらは裏材101
を覆うことができ、場合によっては、直接裏材101に接触できる。特定の例では、整列
構造761は研磨物品と一体であってもよく、裏材を覆うか、裏材の上を覆う接着剤層の
下にあるか、または裏材の上を覆う1つ以上の接着剤層の一体部分であることができる。
【0155】
一実施形態によると、整列構造761は成形研磨粒子701を供給するように構成され
得、特定の例では、一時的にまたは永久的に第1の位置771で成形研磨粒子701を保
持するように構成され得る。特定の例では、図7Bで図示されているように、整列構造7
61は接触領域721を含むことができ、接触領域721は、接触領域の幅(wcr)お
よび接触領域の長さ(lcr)により規定される下向きに見て特定の二次元形状を有する
ことができる。ここで長さとは接触領域721の最長寸法である。少なくとも1つの実施
形態によると、接触領域は形状(例えば、二次元形状)を有するように形成することがで
き、これにより成形研磨粒子701の制御された配向を容易にすることができる。より詳
細には、接触領域721は、1つ以上の(例えば、少なくとも2つの)特定の所定配向特
性、例えば所定の回転配向、所定の横方向配向および所定の縦方向配向等を制御するよう
に構成される二次元形状を有することができる。
【0156】
特定の例では、接触領域721および722は、対応する成形研磨粒子701および7
02の所定の回転配向を容易にすることができる制御された二次元形状を有するように形
成され得る。例えば、接触領域721は、成形研磨粒子701の所定の回転配向を決定す
るように構成される制御された所定の二次元形状を有することができる。また、接触領域
722は、成形研磨粒子702の所定の回転配向を決定するように構成される制御された
所定の二次元形状を有することができる。
【0157】
図示されているように、整列構造は複数の別個の接触領域721および722を含むこ
とができ、接触領域721および722はそれぞれ、1つ以上の成形研磨粒子を供給し、
一時的にまたは永久的に保持するように構成され得る。場合によっては、整列構造として
は、織物、繊維材料、メッシュ、開口部を有する固体構造、ベルト、ローラー、パターン
化材料、不連続層材料、パターン化接着材料およびこれらの組み合わせを挙げることがで
きる。
【0158】
複数の接触領域721および722は、成形研磨粒子の所定の回転配向、少なくとも2
つの成形研磨粒子間の所定の回転配向の差、成形研磨粒子の所定の縦方向配向、2つの成
形研磨粒子間の縦方向空間、所定の横方向配向、2つの成形研磨粒子間の横方向空間、所
定の垂直配向、2つの成形研磨粒子間の所定の垂直配向の差、所定の先端高さ、2つの成
形研磨粒子間の所定の先端高さの差のうち少なくとも1つを規定できる。特定の例では、
図7Bで図示されているように、複数の別個の接触領域は、第1の接触領域721および
第1の接触領域721とは別個の第2の接触領域722を含むことができる。接触領域7
21および722は互いに対して略同一形状を有するものとして図示されているが、本明
細書に記載されるさらなる実施形態に基づいて明らかになるように、第1の接触領域72
1および第2の接触領域722は異なる二次元形状を有するように形成することができる
。さらに図示されてはないが、本明細書における実施形態の整列構造は成形研磨粒子を供
給し、互いに対して異なる所定の回転配向にて成形研磨粒子を含むように構成される第1
および第2の接触領域を含むことができることが理解されよう。
【0159】
特定の一実施形態において、接触領域721および722は、多角形、楕円形、数字、
十字形、複数の腕を持つ多角形、ギリシャ文字、アルファベット文字、ロシア文字、アラ
ビア文字、長方形、四辺形、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形およびこ
れらの任意の組み合わせからなる群から選択される二次元形状を有することができる。さ
らに、接触領域721および722は実質的に同一の二次元形状を有するものとして図示
されているが、別の実施形態では、接触領域721および722は異なる二次元形状を有
することができることが理解されよう。二次元形状は接触領域721および722の接触
領域の長さおよび幅の平面から見た形状であり、これは裏材の上面により規定される同一
平面であってもよい。
【0160】
さらに、整列構造761は研磨物品の一時的な部分であってよいことが理解されよう。
例えば、整列構造761は成形研磨粒子を一時的に接触領域で固定するテンプレートまた
はその他の物体を表すことができ、1つ以上の所定の配向特性を有する所望の位置におけ
る成形研磨粒子の配置を容易にする。成形研磨粒子を配置した後、整列構造は、所定位置
に裏材上の成形研磨粒子を残して除去されてもよい。
【0161】
一実施形態によると、整列構造761は接着材料から作成されてもよい複数の接触領域
721および722を含む不連続層の材料であることができる。より特殊な例では、接触
領域721は少なくとも1つの成形研磨粒子に接着するように構成され得る。他の実施形
態では、接触領域721は2つ以上の成形研磨粒子に接着するように形成され得る。少な
くとも1つの実施形態では、接着材料としては、有機材料、より詳細には、少なくとも1
種の樹脂材料を挙げられることが理解されよう。
【0162】
また、複数の接触領域721および722は、接触領域の所定の分布を規定するように
裏材101の表面上に配置され得る。接触領域の所定の分布は、本明細書に記載される所
定の分布の任意の特性を有することができる。特に、接触領域の所定の分布は制御された
非シャドウイング配置を規定できる。接触領域の所定の分布は成形研磨粒子の裏材におい
ておなじ所定の分布を規定でき、実質的にこれに対応し、各接触領域は成形研磨粒子の位
置を規定できる。
【0163】
図示されているように、特定の場合には、接触領域721および722は互いに離間さ
れ得る。少なくとも1つの実施形態では、接触領域721および722は距離731によ
り互いに離間され得る。接触領域721と722間の距離731は通常、横軸181また
は縦軸180に平行な方向における隣接する接触領域721と722間の最小距離である
【0164】
一実施形態によると、複数の別個の接触領域のうちの別個の接触領域は、隣接する別個
の接触領域間の任意の方向に延びる非接触領域上の間隙距離により互いに離間され得、本
質的に接着材料は裏材101に提供されない。例えば、間隙距離は、横軸181に平行な
方向における別個の接触領域721および722間の距離731であってよい。あるいは
、別の実施形態では、間隙距離は、縦軸180に平行な方向に延びる距離732であるこ
とができる。前述の例は非限定的なものであり、間隙距離は第1の別個の接触領域と第2
の接触領域間の最小距離に応じて任意の種々の方向に延びてよく、その一方で非接触領域
上に延びる。一実施形態において、間隙距離は少なくとも約0.5(w)であることがで
き、ここで(w)は成形研磨粒子の本体の幅に相当する。他の例では、間隙距離は、少な
くとも約0.7(w)、少なくとも約0.9(w)、少なくとも約1(w)、少なくとも
約1.1(w)、少なくとも約1.3(w)であることができる。さらに、非限定的実施
形態では、間隙距離は約100(w)以下、約50(w)以下であることができる。特定
の寸法の別個の接触領域の形成により材料の連続的コーティングを使用した他の方法に比
べ処理を改善できる。例えば、特定の場合には、別個の接触領域を含む不連続コーティン
グの使用により、処理時間を低減でき、材料の連続コーティングを使用する研磨粒子に関
連するブリスターを低減できる。さらに、意外にも、成形研磨材は、連続コーティングと
は対照的に不連続コーティングを使用するとアンカーが改善され得る。
【0165】
別の実施形態では、間隙距離は少なくとも約0.1mm、例えば少なくとも約0.5m
m、少なくとも約1mm、少なくとも約2mmまたはさらには少なくとも約2.5mmで
あることができる。さらに、別の非限定的な実施形態において、間隙距離は、約50mm
以下、例えば、約40mm以下または約20mm以下であることができる。
【0166】
特定の例では、別個の接触領域721および722は、成形研磨粒子の本体の寸法に対
して特定の幅(wcr)を有することができ、これにより本明細書における実施形態の特
徴を促すことができる。例えば、別個の収容領域721は、少なくとも約0.5(h)で
あることができる別個の収容領域の最小寸法を規定する幅(wcr)を有することができ
、ここで(h)は本明細書における実施形態に記載されるような成形研磨粒子の本体の高
さである。他の例では、別個の接触領域721の幅は、少なくとも約0.7(h)、例え
ば少なくとも約0.9(h)、少なくとも約1(h)、少なくとも約1.1(h)、少な
くとも約1.3(h)であることができる。さらに、非限定的な一実施形態において、別
個の接触領域721の幅は約100(h)以下、例えば約50(h)以下であることがで
きる。別個の接触領域721の幅は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得
ることが理解されよう。さらに、別個の接触領域721の幅は、本明細書における実施形
態の任意の他の別個の接触領域も有することができると理解され、さらに幅は円形形状を
有する別個の接触領域(例えば、別個の接触領域763)との関係においては直径と関連
し得ることが理解されよう。
【0167】
別の実施形態では、別個の接触領域721の幅は、約5mm以下、例えば約4mm以下
、約3mm以下、約2mm以下、約1mm以下またはさらには約0.8mm以下であるこ
とができる。さらに、別の非限定的な実施形態において、別個の接触領域721の幅は、
少なくとも約0.01mm、例えば少なくとも約0.05mm、またはさらには少なくと
も約0.1mmであることができる。別個の接触領域721の幅は、上述した任意の最小
値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。さらに、別個の接触領域721の
幅は、本明細書における実施形態の任意の他の別個の接触領域も有することができると理
解され、さらに幅は円形形状を有する別個の接触領域(例えば、別個の接触領域763)
との関係においては直径と関連し得ることが理解されよう。
【0168】
別個の接触領域のサイズおよび形状の制御は、複数の別個の接触領域の別個の接触領域
それぞれを形成するために使用される接着材料のレオロジーを制御することによって行う
ことができる。しかし、その他のかかるプロセス制御を利用してもよいことが理解されよ
う。
【0169】
別の実施形態では、複数の別個の接触領域721および722は基材等の構造における
開口部であることができる。例えば、接触領域721および722はそれぞれ、一時的に
成形研磨粒子を裏材101の特定の位置に配置するために使用されるテンプレートにおけ
る開口部であることができる。複数の開口部は部分的または全体的に整列構造の厚さを通
って延び得る。あるいは、接触領域7821および722は、永久的に裏材および最終研
磨物品の部分である基材または層等の構造における開口部であることができる。開口部は
、成形研磨粒子の断面形状に対して相補的な特定の断面形状を有することができ、所定の
位置にて1つ以上の所定の配向特性を有した成形研磨粒子の配置を容易にする。
【0170】
さらに、一実施形態によれば、整列構造は非接触領域によって分離される複数の別個の
接触領域を含むことができ、非接触領域は、別個の接触領域とは異なる領域であり、成形
研磨粒子を実質的に含まなくてもよい。一実施形態において、非接触領域は接着材料を本
質的に含まず、収縮領域721および722を分離するように構成される領域を規定でき
る。特定の一実施形態において、非接触領域は成形研磨粒子を本質的に含まないように構
成される領域を規定できる。
【0171】
コーティング、噴霧、堆積、印刷、エッチング、マスキング、除去、成形、鋳造、鍛造
、加熱、硬化、タッキング、ピンニング、固定、加圧成形、ロール、縫合、接着、照射お
よびこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない各種方法が整列構造および別個の
接触領域を形成するために利用されてよい。整列構造が接着材料の不連続層の形態であり
、これが非接触領域によって互いに離間された接着材料を含む複数の別個の接触領域を含
むことができる特定の例では、形成プロセスは、接着材料の選択的堆積を含むことができ
る。
【0172】
図示されているように、上記の通り、図7Bは、裏材101の上を覆う第2の成形研磨
粒子704および705の群792をさらに含む。第2の群792は整列構造762と関
連することができ、これは第1の接触領域724および第2の接触領域725を含むこと
ができる。整列構造762を使用して、裏材101において互いに対して所望の配向での
成形研磨粒子704および705の配置を容易にすることができる。本明細書で記載され
るように、整列構造762は、本明細書に記載されている整列構造の特徴のいずれかを有
することができる。さらに、整列構造762は最終研磨物品の永久的または一時的な部分
であり得ることが理解されよう。整列構造762は研磨物品と一体であってもよく、裏材
101の上を覆ってもよく、裏材101の上を覆う接着剤層の下にあってもよく、または
裏材101の上を覆う1つ以上の接着剤層の一体部分であってもよい。
【0173】
一実施形態によると、整列構造762は成形研磨粒子704を供給するように、特定の
例では、一時的にまたは永久的に第1の位置773で成形研磨粒子704を保持するよう
に構成され得る。特定の例では、図7Bで図示されているように、整列構造762は接触
領域724を含むことができ、接触領域724は、接触領域の幅(wcr)および接触領
域の長さ(lcr)により規定される下向きに見て特定の二次元形状を有することができ
る。ここで長さとは接触領域724の最長寸法である。
【0174】
少なくとも1つの実施形態によると、接触領域724は形状(例えば、二次元形状)を
有するように形成することができ、これにより成形研磨粒子704の制御された配向を容
易にすることができる。より詳細には、接触領域724は、1つ以上の(例えば、少なく
とも2つの)特定の所定配向特性、例えば所定の回転配向、所定の横方向配向および所定
の縦方向配向等を制御するように構成される二次元形状を有することができる。少なくと
も1つの実施形態では、接触領域724は二次元形状を有するように形成され得、接触領
域724の寸法(例えば、長さおよび/または幅)は実質的に成形研磨粒子704の寸法
に相当し、実質的に成形研磨粒子704の寸法と同じであるため、位置772における成
形研磨粒子の配置を容易にし、成形研磨粒子704の所定の配向特性のうち1つまたは組
み合わせを促す。さらに、一実施形態によると、整列構造762は、関連する成形研磨粒
子の1つ以上の所定の配向特性を促し制御するように構成される、制御された二次元形状
を有する複数の接触領域を含むことができる。
【0175】
さらに図示されるように、一実施形態によると、整列構造762は成形研磨粒子705
を供給するように構成され得、特定の例では、一時的にまたは永久的に第2の位置774
で成形研磨粒子705を保持するように構成され得る。特定の例では、図7Bで図示され
ているように、整列構造762は接触領域725を含むことができ、接触領域725は、
接触領域の幅(wcr)および接触領域の長さ(lcr)により規定される下向きに見て
特定の二次元形状を有することができる。ここで長さとは接触領域725の最長寸法であ
る。とりわけ、整列構造の接触領域724および725は、整列構造761の接触領域7
21および722に対して異なる配向を有することができ、群791の成形研磨粒子70
1および702と、群792の成形研磨粒子704および705との間の異なる所定の配
向特性を促す。
【0176】
図示されているように、上記の通り、図7Bは、裏材101の上を覆う成形研磨粒子7
44および745の第2の群793をさらに含む。第3の群793は整列構造763と関
連することができ、これは第1の接触領域754および第2の接触領域755を含むこと
ができる。整列構造763を使用して、裏材101において互いに対して所望の配向での
成形研磨粒子744および745の配置を容易にすることができる。本明細書で記載され
るように、整列構造763は、本明細書に記載されている整列構造の特徴のいずれかを有
することができる。さらに、整列構造763は最終研磨物品の永久的または一時的な部分
であり得ることが理解されよう。整列構造763は研磨物品と一体であってもよく、裏材
101の上を覆ってもよく、裏材101の上を覆う接着剤層の下にあってもよく、または
裏材101の上を覆う1つ以上の接着剤層の一体部分であってもよい。
【0177】
一実施形態によると、整列構造763は成形研磨粒子744を供給するように構成され
得、特定の例では、一時的にまたは永久的に第1の位置775で成形研磨粒子744を保
持するように構成され得る。同様に、図示されているように、整列構造763は成形研磨
粒子745を供給するように構成され得、特定の例では、一時的にまたは永久的に第2の
位置776で成形研磨粒子745を保持するように構成され得る。
【0178】
特定の例では、図7Bで図示されているように、整列構造763は接触領域754を含
むことができ、接触領域754は下向きに見て特定の二次元形状を有することができる。
図示されているように、接触領域754は、直径(dcr)により部分的に規定され得る
円形の二次元形状を有することができる。
【0179】
少なくとも1つの実施形態によると、接触領域754は形状(例えば、二次元形状)を
有するように形成することができ、これにより成形研磨粒子744の制御された配向を容
易にすることができる。より詳細には、接触領域754は、1つ以上の(例えば、少なく
とも2つの)特定の所定配向特性、例えば所定の回転配向、所定の横方向配向および所定
の縦方向配向等を制御するように構成される二次元形状を有することができる。図示され
ているような少なくとも1つの別の実施形態では、接触領域754は円形形状を有するこ
とができ、所定の回転配向のいくらかの自由度を促すことができる。例えば、それぞれが
接触領域754および755と関係し、さらに接触領域754および755がそれぞれ円
形の二次元形状を有する場合の成形研磨粒子744と745とを比較すると、成形研磨粒
子744および745は、互いに対して異なる所定の回転配向を有する。接触領域754
および755の円形の二次元形状により成形研磨粒子744および745の選択的な側面
配向を容易にすることができる一方で、互いに対する少なくとも1つの所定の配向特性(
すなわち、所定の回転特性)における自由度が認められる。
【0180】
少なくとも1つの実施形態では、接触領域754の寸法(例えば、直径)は実質的に成
形研磨粒子744の寸法(例えば、側面の幅)に相当し、実質的に成形研磨粒子744の
寸法と同じであるため、位置775における成形研磨粒子744の配置を容易にし、成形
研磨粒子744の所定の配向特性のうち1つまたは組み合わせを容易にすることが理解さ
れよう。さらに、一実施形態によると、整列構造763は、関連する成形研磨粒子の1つ
以上の所定の配向特性を促し制御するように構成される、制御された二次元形状を有する
複数の接触領域を含むことができる。前述の整列構造763は実質的に類似の形状を有す
る接触領域754および755を含むが、整列構造763は複数の異なる二次元形状を有
する複数の接触領域を含むことができることが理解されよう。
【0181】
図示されているように、上記の通り、図7Bは、裏材101の上を覆う成形研磨粒子7
46および747の第4の群794をさらに含む。第4の群794は整列構造764と関
連することができ、これは第1の接触領域756および第2の接触領域757を含むこと
ができる。整列構造764を使用して、裏材101において互いに対して所望の配向での
成形研磨粒子746および747の配置を容易にすることができる。本明細書で記載され
るように、整列構造764は、本明細書に記載されている整列構造の特徴のいずれかを有
することができる。さらに、整列構造764は最終研磨物品の永久的または一時的な部分
であり得ることが理解されよう。整列構造764は研磨物品と一体であってもよく、裏材
101の上を覆ってもよく、裏材101の上を覆う接着剤層の下にあってもよく、または
裏材101の上を覆う1つ以上の接着剤層の一体部分であってもよい。
【0182】
一実施形態によると、整列構造764は成形研磨粒子746を供給するように構成され
得、特定の例では、一時的にまたは永久的に第1の位置777で成形研磨粒子746を保
持するように構成され得る。同様に、図示されているように、整列構造764は成形研磨
粒子747を供給するように構成され得、特定の例では、一時的にまたは永久的に第2の
位置778で成形研磨粒子747を保持するように構成され得る。
【0183】
特定の例では、図7Bで図示されているように、整列構造763は接触領域756を含
むことができ、接触領域756は下向きに見て特定の二次元形状を有することができる。
図示されているように、接触領域756は、長さ(lcr)により部分的に規定され得る
十字形の二次元形状を有することができる。
少なくとも1つの実施形態によると、接触領域756は形状(例えば、二次元形状)を
有するように形成することができ、これにより成形研磨粒子746の制御された配向を容
易にすることができる。より詳細には、接触領域756は、1つ以上の(例えば、少なく
とも2つの)特定の所定配向特性、例えば所定の回転配向、所定の横方向配向および所定
の縦方向配向等を制御するように構成される二次元形状を有することができる。図示され
ているような少なくとも1つの別の実施形態では、接触領域756は十字形の二次元形状
を有することができ、これにより成形研磨粒子746所定の回転配向のいくらかの自由度
を促すことができる。
【0184】
例えば、それぞれが接触領域756および757と関係し、さらに接触領域756およ
び757がそれぞれ十字形の二次元形状を有する場合の成形研磨粒子746と747とを
比較すると、成形研磨粒子746および747は、互いに対して異なる所定の回転配向を
有することができる。接触領域756および757の十字形の二次元形状により成形研磨
粒子746および747の選択的な側面配向を容易にすることができる一方で、互いに対
する少なくとも1つの所定の配向特性(すなわち、所定の回転特性)における自由度が認
められる。図示されているように、成形研磨粒子746および747は互いに実質的に垂
直に配向される。接触領域756および757の十字形の二次元形状により通常、成形研
磨粒子の2つの好ましい所定の回転配向を容易にし、それらはそれぞれ十字形の接触領域
756および757の腕の方向と関係し、2つの配向はそれぞれ成形研磨粒子746およ
び747によって図示されている。
【0185】
少なくとも1つの実施形態では、接触領域756の寸法(例えば、長さ)は実質的に成
形研磨粒子746の寸法(例えば、側面の長さ)に相当し、実質的に成形研磨粒子746
の寸法と同じであるため、位置777における成形研磨粒子746の配置を容易にし、成
形研磨粒子746の所定の配向特性のうち1つまたは組み合わせを容易にすることが理解
されよう。さらに、一実施形態によると、整列構造764は、関連する成形研磨粒子の1
つ以上の所定の配向特性を促し制御するように構成される、制御された二次元形状を有す
る複数の接触領域を含むことができる。前述の整列構造764は実質的に類似の形状を有
する接触領域756および757を含むが、整列構造764は複数の異なる二次元形状を
有する複数の接触領域を含むことができることが理解されよう。
【0186】
少し図7Cを見てみると、一実施形態に従った研磨物品の一部上に形成される非シャド
ウイング配置の平面図が提供される。図示されているように、研磨物品の一部は裏材10
1と、裏材101上に延びる別個の接触領域の第1の群781と、裏材101上に延びる
別個の接触領域の第2の群782と、裏材101上に延びる別個の接触領域の第3の群7
83とを含むことができる。別個の接触領域の各群781、782および783は、裏材
表面で直線的に延びる複数の別個の接触領域を有することができる。また、群内の別個の
接触領域はそれぞれ実質的に同じ方向に延びることができるため、群内の別個の接触領域
はそれぞれは互いに実質的に平行であり得る。しかしながら、他の群の別個の接触領域と
は互いに交差してもよい。例えば、第1の群の別個の接触領域781の別個の接触領域は
それぞれ、第2の群の別個の接触領域782および第3の群の別個の接触領域783のう
ち少なくとも1つの他の別個の接触領域と交差することができる。
【0187】
一実施形態によれば、別個の接触領域はそれぞれ、特に、別個の接触領域の群781、
782および783内の別個の接触領域はそれぞれ裏材101の幅の少なくとも一部に延
びることができる。特定の例では、別個の接触領域の群781、782および783はそ
れぞれ、裏材101の幅の少なくとも大部分に延びることができ、この幅は横軸181方
向における裏材101に沿った距離として定義できる。
【0188】
別の実施形態では、別個の接触領域はそれぞれ、特に、別個の接触領域の群781、7
82および783はそれぞれ裏材101の長さの少なくとも一部に延びることができる。
特定の例では、別個の接触領域の群781、782および783はそれぞれ、裏材101
の長さの少なくとも大部分に延びることができ、この長さは縦軸180方向における裏材
101に沿った距離として定義できる。さらに、別の非限定的な実施形態において、別個
の接触領域の群の1つのみ、例えば、別個の接触領域の群783は裏材101の長さの大
部分に延びることができるが、別個の接触領域の群781および782の別個の接触領域
はそれぞれ裏材101の全長未満の距離だけ延びる。
【0189】
図7Cは、別個の接触領域の群781、782および783のそれぞれに配置される成
形研磨粒子の図をさらに含む。すなわち、研磨物品は、別個の接触領域の第1の群781
と関連する成形研磨粒子の第1の群784を有することができ、成形研磨粒子の第2の群
785は別個の収容領域の第2の群782と関連することができ、成形研磨粒子の第3の
群792は別個の収容領域の第3の群789と関連することができる。
【0190】
図7Dは、別個の接触領域と関連する成形研磨粒子の群の一部の画像である。とりわけ
、成形研磨粒子の第1の群787は、第1の位置795にて裏材101に結合される第1
の成形研磨粒子788および第2の位置796にて裏材101に結合される第1の成形研
磨粒子789を含むことができる。特定の実施形態によれば、第1の成形研磨粒子788
および第2の成形研磨粒子789は制御された非シャドウイング配置にて配置され得る。
制御された非シャドウイング配置では、第1の成形研磨粒子788および第2の成形研磨
粒子789は所定の回転配向、所定の横方向配向および所定の縦方向配向およびこれらの
組み合わせのうち少なくとも2つを有することができる。より詳細には、第1の成形研磨
粒子788の少なくとも一部は第2の成形研磨粒子789の一部に接触できる。いくつか
のその他の本明細書の実施形態とは異なり、特定の場合には、群内の成形研磨粒子は互い
に当接できる。例えば、少なくとも1つの実施形態において、第1の成形研磨粒子788
の角は第2の成形研磨粒子789の角に当接できる。とりわけ、隣接粒子同士の重なり度
合いは、粒子の幅未満、より詳細には、粒子の幅の半分未満であることができる。
【0191】
図7Dの図示される実施形態において、第1の成形研磨粒子788および第2の成形研
磨粒子789を含む成形研磨粒子の第1の群787のうちの各成形研磨粒子の少なくとも
一部、例えば一部分または大部分は、互いに対して一列に配置され得る。また、成形研磨
粒子の群787内の成形研磨粒子の少なくとも一部は少なくとも1つの他の、すぐ隣の成
形研磨粒子に接触できる。特定の理論に束縛されるものではないが、研磨粒子間の若干の
接触は成形研磨粒子の群を補強するために好適であり得、グレイン保持および研削性能を
改善できる。さらに、成形研磨粒子の群内の1つ以上の成形研磨粒子はすぐ隣のグレイン
と直接接触してもよく、特定の用途においてはより大きいグレイン重量をおよび改善され
た研削性能を促す。
【0192】
研磨物品を形成する方法およびシステム
【0193】
上記は所定の分布の成形研磨粒子を有する実施形態の研磨物品について記載した。以下
では本明細書における実施形態のかかる研磨物品を形成するために使用される各種方法に
ついて記載する。本明細書で記載される任意の方法およびシステムが組み合わされて使用
され、一実施形態に従って研磨物品の形成を容易にできることが理解されよう。
【0194】
一実施形態によると、研磨物品を形成する方法は、1つ以上の所定の配向特性により規
定される第1の位置にて裏材に成形研磨粒子を配置することを含む。特に、成形研磨粒子
を配置する方法はテンプレート化プロセスを含むことができる。テンプレート化プロセス
は整列構造を利用してよく、この整列構造は、所定の配向にて1つ以上の成形研磨粒子を
(一時的または永久的に)保持し、この1つ以上の成形研磨粒子を、研磨物品の1つ以上
の所定の配向特性を有して規定される所定の位置に供給するように構成されてよい。
【0195】
一実施形態によると、整列構造は、織物、繊維材料、メッシュ、開口部を有する固体構
造、ベルト、ローラー、パターン化材料、不連続層材料、パターン化接着材料およびこれ
らの組み合わせを含むがこれらに限定されない各種構造であることができる。特定の一実
施形態において、整列構造は成形研磨粒子を保持するように構成される別個の接触領域を
含むことができる。他の特定の例では、整列構造は、互いに離間され、複数の成形研磨粒
子を保持するように構成される複数の別個の接触領域を含むことができる。本明細書にお
ける特定の実施形態では、別個の接触領域は一時的に成形研磨粒子を保持し、第1の成形
研磨粒子を研磨物品の所定の位置に配置するように構成され得る。あるいは、別の実施形
態では、別個の接触領域は第1の成形研磨粒子を永久的に保持し、第1の成形研磨粒子を
第1の位置に配置するように構成され得る。とりわけ、別個の接触領域と成形研磨粒子と
の永久的保持を利用した実施形態では、整列構造は最終研磨物品に一体化されてもよい。
【0196】
本明細書における実施形態によるいくつかの例示的整列構造が図9〜11に図示されて
いる。図9は、一実施形態による整列構造の一部の図である。特に、整列構造900は、
互いに重なり合った繊維901および902を含む織物またはメッシュの形態であること
ができる。特に、整列構造900は、整列構造の物体の複数の交点によって規定されてよ
い別個の接触領域904、905および906を含むことができる。特に図示される実施
形態では、別個の接触領域904〜906は、成形研磨粒子911、912および913
を保持するように構成される、繊維901と902との交点、より詳細には2本の繊維9
01と902との接合部により規定され得る。特定の実施形態によれば、整列構造は、成
形研磨粒子911〜913の配置および保持を容易にするために接着材料を含むことがで
きる別個の接触領域904〜906をさらに含むことができる。
【0197】
理解されるように、繊維901および902の構造および配置により別個の接触領域9
04〜906の制御を容易にでき、さらに研磨物品における成形研磨粒子の1つ以上の所
定の配向特性の制御を容易にできる。例えば、別個の接触領域904〜906は、成形研
磨粒子の所定の回転配向、少なくとも2つの成形研磨粒子間の所定の回転配向の差、成形
研磨粒子の所定の縦方向配向、2つの成形研磨粒子間の縦方向空間、所定の横方向配向、
2つの成形研磨粒子間の横方向空間、成形研磨粒子の所定の垂直配向、2つの成形研磨粒
子間の所定の垂直配向の差、成形研磨粒子の所定の先端高さ配向、2つの成形研磨粒子間
の所定の先端高さの差のうち少なくとも1つを規定できるように構成され得る。
【0198】
図10は、一実施形態による整列構造の一部の図である。特に、整列構造1000は、
成形研磨粒子1011および1012に係合し保持するように構成される別個の接触領域
1002および1003を有するベルト1001の形態であることができる。一実施形態
によれば、整列構造1000としては、整列構造において開口部の形態の別個の接触領域
1002および1003を挙げることができる。開口部はそれぞれ1つ以上の成形研磨粒
子を保持するように構成される形状であることができる。とりわけ、開口部はそれぞれ1
つ以上の成形研磨粒子を保持するように構成される形状を有することができ、1つ以上の
所定の配向特性を有する所定の位置での裏材への1つ以上の成形研磨粒子の配置を容易に
する。少なくとも1つの実施形態では、別個の接触領域1002および1003を規定す
る開口部は、成形研磨粒子の断面形状に対して相補的な断面形状を有することができる。
さらに、特定の例では、別個の接触領域を規定する開口部は、整列構造(すなわち、ベル
ト1001)の厚さ全体を通って延びる。
【0199】
さらに別の実施形態においては、整列構造は開口部により規定される別個の接触領域を
含むことができ、開口部は整列構造の厚さ全体を部分的に通って延びる。例えば、図11
は、一実施形態による整列構造の一部の図である。とりわけ、整列構造1100はより厚
い構造の形態であることができ、成形研磨粒子1111および1112を保持するように
構成される別個の接触領域1102および1103を規定する開口部は基材1101の厚
さ全体を通って延びない。
【0200】
図12は、一実施形態による整列構造の一部の図である。とりわけ、整列構造1200
は、外面に開口部1203を有し別個の接触領域を規定するローラー1201の形態であ
ることができる。別個の接触領域1203は、成形研磨粒子の一部が研磨物品1201に
接触するまでローラー1201における成形研磨粒子1204の保持を容易にするように
構成される特定の寸法を有することができる。研磨物品1201と接触すると、成形研磨
粒子1204はローラー1201から解放され、1つ以上の所定の配向特性によって規定
される特定の位置にて研磨物品1201に供給され得る。したがって、ローラー1201
の開口部1203の形状および配向、研磨物品1201に対するローラー1201の位置
および研磨物品1201に対するローラー1201の移動速度は成形研磨粒子1204の
所定の分布での配置を容易にするために制御することができる。
【0201】
整列構造への成形研磨粒子の配置を容易にするために種々の処理ステップを用いてよい
。好適なプロセスとしては、振動、接着、電磁吸引、パターニング、印刷、差圧、ロール
塗布、自然落下およびこれらの組み合わせが挙げることができるが、これらに限定されな
い。さらに、例えば、カム、音響効果およびこれらの組み合わせを含む特定の装置を、整
列構造における成形研磨粒子の配向を促すために使用してよい。
【0202】
さらに別の実施例では、整列構造は接着材料の層の形態であることができる。とりわけ
、整列構造は接着剤部分の不連続層の形態であることができ、接着剤部分は1つ以上の成
形研磨粒子を(一時的または永久的に)保持するように構成される別個の接触領域を規定
する。一実施形態によると、別個の接触領域は接着剤を含むことができ、より詳細には、
別個の接触領域は接着剤の層により規定され、さらにより詳細には、別個の接触領域はそ
れぞれ別個の接着剤領域により規定される。特定の場合には、接着剤としては、樹脂を挙
げることができ、より詳細には、本明細書の実施形態に記載されるようなメイクコートと
して使用する材料を挙げることができる。さらに、別個の接触領域は互いに対して所定の
分布を規定でき、さらに、研磨物品上の成形研磨粒子の位置を規定できる。さらに、接着
剤を含む別個の接触領域は所定の分布で配置され得、この所定の分布は裏材の上を覆う成
形研磨粒子の所定の分布と実質的に同じである。特定の例において、接着剤を含む別個の
接触領域は所定の分布で配置され得、成形研磨粒子を保持するように構成され得、さらに
成形研磨粒子各々についての所定の配向特性のうち少なくとも1つを規定できる。
【0203】
図13は、一実施形態による、接着剤を含む別個の接触領域を含む整列構造の一部の図
である。図示されているように、整列構造1300は、接着剤の別個の領域を含みかつ成
形研磨粒子と結合するように構成される第1の別個の接触領域1301を含むことができ
る。整列構造1300はさらに、第2の別個の接触領域1302および第3の別個の接触
領域1303を含むことができる。一実施形態によると、少なくとも第1の別個の接触領
域1301は、成形研磨粒子の少なくとも1つの寸法に関係する幅(w)1304を有す
ることができ、これにより裏材に対して特定の配向での成形研磨粒子の配置を容易にする
ことができる。例えば、裏材に対する好適な特定の配向としては、側面配向、平坦配向お
よび反転配向を挙げることができる。特定の実施形態によれば、第1の別個の接触領域1
301は、成形研磨粒子の高さ(h)に関係する幅(w)1304を有することができ、
成形研磨粒子の側面配向を促す。本明細書における高さへの言及は、成形研磨粒子のバッ
チの好適なサンプルサイズの平均高さまたは中央高さ値への言及であることができること
が理解されよう。例えば、第1の別個の接触領域1301の幅1304は成形研磨粒子の
高さ以下であることができる。他の例では、第1の別個の接触領域1301の幅1304
は、約0.99(h)以下、例えば約0.95(h)以下、約0.9(h)以下、約0.
85(h)以下、約0.8(h)以下、約0.75(h)以下、またはさらには約0.5
(h)であることができる。さらに、非限定的な一実施形態において、第1の別個の接触
領域1301の幅1304は、少なくとも約0.1(h)、少なくとも約0.3(h)ま
たはさらには少なくとも約0.5(h)であることができる。第1の別個の接触領域13
01の幅1304は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解さ
れよう。
【0204】
特定の実施形態では、第1の別個の接触領域1301は縦方向間隙1305により第2
の別個の接触領域1302から離間され得、縦方向間隙1305は、裏材101の縦軸1
80に平行な方向で直接隣り合った別個の接触領域1301と1302との間の最小距離
を測ったものである。特に、縦方向間隙1305の制御により、成形研磨粒子の研磨物品
表面における所定の分布の制御を容易にすることができ、これにより改善された性能を促
すことができる。一実施形態によると、縦方向間隙1305は成形研磨粒子のうちの1つ
またはサンプリングの寸法に関連し得る。例えば、縦方向間隙1305は少なくとも成形
研磨粒子の幅(w)と同じであることができ、ここで幅は本明細書に記載される粒子の最
長辺を測ったものである。本明細書における成形研磨粒子の幅(w)への言及は、成形研
磨粒子のバッチの好適なサンプルサイズの平均幅または中央幅値への言及であることがで
きることが理解されよう。特定の例では、縦方向間隙1305は、幅より大きくなり得、
例えば少なくとも約1.1(w)、少なくとも約1.2(w)、少なくとも約1.5(w
)、少なくとも約2(w)、少なくとも約2.5(w)、少なくとも約3(w)またはさ
らには少なくとも約4(w)であることができる。さらに、非限定的な一実施形態におい
て、縦方向間隙1305は、約10(w)以下、約9(w)以下、約8(w)以下、また
はさらには約5(w)以下であることができる。縦方向間隙1305は、上述した任意の
最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0205】
特定の実施形態では、第2の別個の接触領域1302は横方向間隙1306により第3
の別個の接触領域1303から離間され得、横方向間隙1306は裏材101の横軸18
1に平行な方向で、直接隣り合った別個の接触領域1302と1303との間の最小距離
を測ったものである。特に、横方向間隙1306の制御により、成形研磨粒子の研磨物品
表面における所定の分布の制御を容易にすることができ、これにより改善された性能を促
すことができる。一実施形態によると、横方向間隙1306は成形研磨粒子のうちの1つ
またはサンプリングの寸法に関連し得る。例えば、横方向間隙1306は少なくとも成形
研磨粒子の幅(w)と同じであることができ、ここで幅は本明細書に記載される粒子の最
長辺を測ったものである。本明細書における幅(w)への言及は、成形研磨粒子のバッチ
の好適なサンプルサイズの平均幅または中央幅値への言及であることができることが理解
されよう。特定の例では、横方向間隙1306は成形研磨粒子の幅未満であることができ
る。さらに、他の例では、横方向間隙1306は成形研磨粒子の幅より大きくなり得る。
一態様によると、横方向間隙1306は0であることができる。さらに別の態様では、横
方向間隙1306は、少なくとも約0.1(w)、少なくとも約0.5(w)、少なくと
も約0.8(w)、少なくとも約1(w)、少なくとも約2(w)、少なくとも約3(w
)またはさらには少なくとも約4(w)であることができる。さらに、非限定的な一実施
形態において、横方向間隙1306は、約100(w)以下、約50(w)以下、約20
(w)以下、またはさらには約10(w)以下であることができる。横方向間隙1306
は、上述した任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0206】
第1の別個の接触領域1301は、例えば、印刷、パターニング、グラビアロール、エ
ッチング、除去、コーティング、堆積およびこれらの組み合わせ等の各種方法を使用して
裏材の主上面に形成され得る。図14A〜Hは、本発明の実施形態による、接着材料から
形成される別個の接触領域を含む、種々のパターンの整列構造を有する研磨物品を形成す
る工具の一部の上面図である。特定の例では、工具は、裏材に接触してパターン化整列構
造を裏材に転写できるテンプレート化構造を含むことができる。特定の一実施形態におい
て、工具は、裏材上で転がされてパターン化整列構造を裏材に転写できる、接着材料から
形成される別個の接触領域を含むパターン化整列構造を有するグラビアローラーであるこ
とができる。その後、成形研磨粒子は裏材の別個の接触領域に対応する領域に配置され得
る。
【0207】
少なくとも1つの特定の態様では、一実施形態の研磨物品は、裏材の少なくとも一部分
上に接着剤を含むパターン化構造を形成することを含む。とりわけ、一例では、パターン
化構造はパターン化メイクコートの形態であることができる。パターン化メイクコートは
、裏材の上を覆う少なくとも1つの接着剤領域、第1の接着剤領域とは別個の裏材の上を
覆う第2の接着剤領域、および第1接着剤領域と第2接着剤領域との間の少なくとも1つ
の露出領域を含む不連続層であることができる。少なくとも1つの露出領域は接着材料を
本質的に含まず、メイクコートにおける間隙を表すことができる。一実施形態において、
パターン化メイクコートは、所定の分布にて互いに対して整理された接着剤領域のアレイ
の形態であることができる。裏材上の接着剤領域の所定の分布を有してのパターン化メイ
クコートの形成により所定の分布での成形砥粒の配置を容易にすることができ、特に、パ
ターン化メイクコートの接着剤領域の所定の分布は成形研磨粒子の位置に対応でき、成形
研磨粒子はそれぞれ裏材の接着剤領域にて接着可能であるため、裏材の成形研磨粒子の所
定の分布に対応する。さらに、少なくとも1つの実施形態では、本質的に複数の成形研磨
粒子のうちの成形研磨粒子はいずれも露出領域を覆わない。さらに、単一の接着剤領域は
単一の成形研磨粒子を含むように成形されサイズ決めされ得ることが理解されよう。しか
し、別の実施形態では、接着剤領域は複数の成形研磨粒子を含むように成形されサイズ決
めされ得る。
【0208】
種々のプロセスが、例えばパターン化メイクコート等のパターン化構造の形成に利用さ
れてよい。一実施形態では、このプロセスとしては、メイクコートの選択的堆積を挙げる
ことができる。さらに別の実施形態においては、このプロセスとしては、メイクコートの
少なくとも一部の選択的除去を挙げることができる。いくつかの例示的プロセスとしては
、コーティング、噴霧、ロール、印刷、マスキング、照射、エッチングおよびこれらの組
み合わせを挙げることができる。特定の実施形態によれば、パターン化メイクコートの形
成は、パターン化メイクコートを第1の構造に提供し、このパターン化メイクコートを裏
材の少なくとも一部に転写することを含む。例えば、グラビアローラーはパターン化メイ
クコート層を備えていてもよく、ローラーは裏材の少なくとも一部上を移動し、パターン
化メイクコートをローラー表面から裏材表面に転写できる。
【0209】
上記では特定の研磨物品およびこの研磨物品を形成する際に使用するのに好適な構造(
例えば、整列構造)について記載した。以下の実施形態は特定の方法について記述してお
り、これは本明細書の実施形態と併せてまたは別個に使用されてよく、実施形態による研
磨物品の形成を容易にする。
【0210】
一実施形態によると、成形研磨粒子を研磨物品に供給するプロセスとしては、整列構造
内の開口部から第1の成形研磨粒子を排出することを挙げることができる。排出するのに
好適ないくつかの例示的方法としては、成形研磨粒子に力を加え、整列構造から除去する
ことを挙げることができる。例えば、特定の場合には、成形研磨粒子は整列構造内に収容
され、重力、静電引力、表面張力、差圧、機械的な力、磁力、揺動、振動およびこれらの
組み合わせを使用して整列構造から排出され得る。少なくとも1つの実施形態では、成形
研磨粒子は整列構造内に収容され得、成形研磨粒子の表面が、接着材料を含むことができ
る裏材表面に接触すると、成形研磨粒子は整列構造から除去され、裏材の所定の位置へと
供給される。
【0211】
別の実施形態によれば、成形研磨粒子を経路に沿って摺動させることにより、制御され
た方法で成形研磨粒子を研磨物品表面に供給することができる。例えば、一実施形態にお
いて、成形研磨粒子を摺動させ、経路を通って重力により開口部を通すことにより、成形
研磨粒子を裏材の所定の位置に供給することができる。図15は一実施形態によるシステ
ムの図である。とりわけ、システム1500は、ある含有量の成形研磨粒子1503を収
容し、ホッパー1502の下で移動され得る裏材1501の表面に成形研磨粒子1503
を供給するように構成されるホッパー1502を含むことができる。図示されているよう
に、成形研磨粒子1503は、ホッパー1502に取り付けられた経路1504を通って
、制御された方法で裏材1501表面に供給され得、互いに対して所定の分布にて配置さ
れた成形研磨粒子を含む被覆研磨物品を形成する。特定の例では、成形研磨粒子の所定の
分布の形成を容易にするために、経路1504は特定の数の成形研磨粒子を特定の速度で
供給するようにサイズ決めおよび成形され得る。さらに、成形研磨粒子の選択所定の分布
の形成を容易にするために、 ホッパー1502および経路1504は裏材1501に対
して移動可能であってよい。
【0212】
また、成形研磨粒子の改善された配向を促すために、裏材1501は、裏材1501お
よび裏材1501に含まれる成形研磨粒子を揺動または振動させられる振動テーブル15
06上で移動されてもよい。
【0213】
さらに別の実施形態においては、成形研磨粒子は、投入プロセスにより裏材に個々の成
形研磨粒子を排出することによって、所定の位置に供給され得る。投入プロセスでは、裏
材の所定の位置にて研磨粒子を保持するのに十分な速度で、成形研磨粒子が加速され容器
から排出されてよい。例えば、図16は投入プロセスを使用したシステムの図であり、成
形研磨粒子1602は投入ユニット1603から供給されるが、この投入ユニット160
3は力(例えば、差圧)により成形研磨粒子を加速させ、投入ユニット1603から投入
ユニット1603に取り付けられてよい経路1605を通り、裏材1601の所定の位置
へと成形研磨粒子1602を供給する。裏材1601は投入ユニット1603の下で移動
され得るため、最初の配置後、成形研磨粒子1602は、裏材1601表面上の接着材料
を硬化させて、成形研磨粒子1602をそれらの所定の位置にて保持することができる硬
化プロセスを受けることができる。
【0214】
図17Aは、一実施形態による別の投入プロセスの図である。とりわけ、裏材の所定の
位置における成形研磨粒子1702の配置を容易にするために、投入プロセスは、投入ユ
ニット1703から間隙1708上に成形研磨粒子1702を排出することを含むことが
できる。排出力、排出されるときの成形研磨粒子1702の配向、裏材1701に対する
成形研磨粒子1703の配向および間隙1708は、成形研磨粒子1702の所定の位置
および互いに対する裏材1701における成形研磨粒子1702の所定の分布を調整する
ために制御および調整されてよいことが理解されよう。成形研磨粒子1702と研磨物品
1701間の接着を容易にするために、研磨物品1701は表面の一部に接着材料171
2を含んでもよいことが理解されよう。
【0215】
特定の例では、成形研磨粒子1702はコーティングを有するように形成することがで
きる。コーティングは成形研磨粒子1702の外面の少なくとも一部の上を覆うことがで
きる。特定の一実施形態において、コーティングとしては、有機材料、より詳細にはポリ
マー、さらに詳細には接着材料を挙げることができる。接着材料を含むコーティングによ
り成形研磨粒子1702の裏材1701への付着を促すことができる。
【0216】
図17Bは、一実施形態による別の投入プロセスの図である。特に、図17Bの実施形
態は、成形研磨粒子1702を研磨物品1701に導くように構成される特定の投入ユニ
ット1721を詳細に示す。一実施形態によれば、投入ユニット1721は複数の成形研
磨粒子1702を収容するように構成されるホッパー1723を含むことができる。さら
に、ホッパー1723は、制御された方法で1つ以上の成形研磨粒子1702を加速領域
1725に供給するように構成され得、成形研磨粒子1702は加速され研磨物品170
1へと導かれる。特定の一実施形態において、投入ユニット1721は、加圧流体、例え
ば制御されたガス流またはエアナイフユニットを利用したシステム1722を含むことが
できるので、加速領域1725における成形研磨粒子1702の加速を容易にする。さら
に図示されるように、投入ユニット1721は概して成形研磨粒子1702を研磨物品1
701の方に導くように構成されるスライド1726を利用してよい。一実施形態におい
て、投入ユニット1731および/またはスライド1726は複数の位置間で可動であり
、研磨物品の特定の位置への個々の成形研磨粒子の供給を容易にするように構成され得る
ため、成形研磨粒子の所定の分布の形成を容易にする。
【0217】
図17Aは、一実施形態による別の投入プロセスの図である。図17Cの実施形態は、
成形研磨粒子1702を研磨物品1701に導くように構成される別の投入ユニット17
31を詳細に示す。一実施形態によれば、投入ユニット1731は複数の成形研磨粒子1
702を収容し、制御された方法で加速領域1735へ1つ以上の成形研磨粒子1702
を供給するように構成されるホッパー1734を含むことができ、成形研磨粒子1702
は加速され研磨物品1701へと導かれる。特定の一実施形態において、投入ユニット1
731は、軸周りに回転でき、特定の回転速度でステージ1733を回転させるように構
成されるスピンドル1732を含むことができる。成形研磨粒子1702はホッパー17
34からステージ1733に供給され得、ステージ1733から研磨物品1701の方へ
特定で加速され得る。理解されるように、スピンドル1732の回転速度は、研磨物品1
701への成形研磨粒子1702の所定の分布を制御するように制御されてよい。さらに
、投入ユニット1731は複数の位置間で可動であり、研磨物品の特定の位置への個々の
成形研磨粒子の供給を容易にするように構成され得るため、成形研磨粒子の所定の分布の
形成を容易にする。
【0218】
別の実施形態によれば、研磨物品の所定の位置に成形研磨粒子を供給し、互いに対して
所定の分布にて複数の成形研磨粒子を有する研磨物品を形成するプロセスは磁力の印加を
含む。図18は一実施形態によるシステムの図である。システム1800は、複数の成形
研磨粒子1802を収容し、第1の移動ベルト1803に成形研磨粒子1802を供給す
るように構成されるホッパー1801を含むことができる。
【0219】
図示されているように、成形研磨粒子1802はベルト1803に沿って、成形研磨粒
子のそれぞれを別個の接触領域にて収容するように構成される整列構造1805まで移動
され得る。一実施形態によると、成形研磨粒子1802は移送ローラー1804を介して
ベルト1803から整列構造1805に移動させることができる。特定の例では、移送ロ
ーラー1804はベルト1803から整列構造1805への成形研磨粒子1802の制御
された除去を容易にするために磁石を利用してよい。磁気材料を含むコーティングの提供
により、磁力によって移送ローラー1804の使用を促すことができる。
【0220】
成形研磨粒子1802およびは整列構造1805から裏材1807の所定の位置へと供
給され得る。図示されているように、成形研磨粒子1802の整列構造1805から裏材
1807への移送を容易にするために、裏材1807は整列構造1805とは別のベルト
上で移動され、整列構造に接触することができる。
【0221】
さらに別の実施形態では、研磨物品の所定の位置に成形研磨粒子を供給し、互いに対し
て所定の分布にて複数の成形研磨粒子を有する研磨物品を形成するプロセスは磁石のアレ
イの使用を含むことができる。図19は、一実施形態による研磨物品を形成するシステム
の図である。特に、システム1900は整列構造1901に含まれる成形研磨粒子190
2を含むことができる。図示されているように、システム1900は磁石のアレイ190
5を含むことができ、磁石のアレイ1905は裏材1906に対して所定の分布で配置さ
れる複数の磁石を含むことができる。一実施形態によれば、磁石のアレイ1905は、成
形研磨粒子の裏材における所定の分布と実質的に同じであり得る所定の分布で配置され得
る。
【0222】
また、磁石のアレイ1905の磁石はそれぞれ第1の位置と第2の位置間で可動である
ことができ、これにより磁石のアレイ1905の形状の制御を容易にでき、さらに磁石の
所定の分布および裏材における成形研磨粒子1902の所定の分布の制御を容易にできる
。一実施形態によると、研磨物品における成形研磨粒子1902の1つ以上の所定の配向
特性の制御を容易にするために磁石のアレイ1905を変えることができる。
【0223】
さらに、磁石のアレイ1905の磁石はそれぞれ第1の状態と第2の状態間で動作可能
であってよく、ここで第1の状態は第1の磁気強度(例えば、オン状態)と関連し得、第
2の状態は第2の磁気強度(例えば、オフ状態)と関連し得る。各磁石の状態の制御によ
り、裏材1906の特定の領域への成形研磨粒子の選択的供給を容易にでき、さらに所定
の分布の制御を容易にできる。一実施形態によると、成形研磨粒子1902の研磨物品に
おける1つ以上の所定の配向特性の制御を容易にするために、磁石のアレイ1905の磁
石の状態を変えることができる。
【0224】
図20Aは、一実施形態による研磨物品を形成するために使用される工具の画像である
。とりわけ、工具2051は基材を含むことができ、基材は、成形研磨粒子を含み、最終
的に形成される研磨物品への成形研磨粒子の移送および配置を補助するように構成される
別個の接触領域を規定する開口部2052を有する整列構造であってよい。図示されてい
るように、開口部2052は整列構造において互いに対して所定の分布にて配置され得る
。特に、開口部2052は、互いに対して所定の分布を有する1つ以上の群2053に配
置され得、これにより1つ以上の所定の配向特性により規定される所定の分布での研磨物
品への成形研磨粒子の配置を容易にできる。特に、工具2051は開口部2052の列に
より規定される群2053を含むことができる。あるいは、工具2051は図示される開
口部2052すべてにより規定される群2055を有してもよいが、これは各開口部が基
材に対して実質的に同じ所定の回転配向を有するからである。
【0225】
図20Bは、一実施形態による研磨物品を形成するために使用される工具の画像である
。とりわけ、図20Bに図示したように、成形研磨粒子2001は図20Aの工具205
1に収容され得、より詳細には、工具2051は整列構造であることができ、各開口部2
052は単一の成形研磨粒子2001を収容する。特に、成形研磨粒子2001は、下向
きに見て三角形の二次元形状を有することができる。さらに、成形研磨粒子2001は、
成形研磨粒子の先端が開口部2052内に延び、開口部2052を通って工具2051の
反対側へ延びるように、開口部2052に配置され得る。開口部2052は、開口部20
52が成形研磨粒子2001の少なくとも一部(全体でない場合)の輪郭を実質的に補完
し、成形研磨粒子2001を、工具2051における1つ以上の所定の配向により規定さ
れる所定位置に保持するようにサイズ決めおよび成形され得、これにより成形研磨粒子2
001の工具2051から裏材への移動を容易にしながらも、所定の配向特性を維持する
。図示されているように、成形研磨粒子2001は、成形研磨粒子2001の表面の少な
くとも一部が工具2051の表面の上に延びるように開口部2052内に収容され得、こ
れにより成形研磨粒子2001の開口部2052から裏材への移動を容易にできる。
【0226】
図示されているように、成形研磨粒子2001は群2002を規定できる。群2002
は所定の分布の成形研磨粒子2001を含むことができ、各成形研磨粒子は実質的に同じ
所定の回転配向を有する。さらに各成形研磨粒子2001は実質的に同じ所定の垂直配向
および所定の先端高さ配向を有する。さらに、群2002は、工具2051の横軸208
1に平行な平面に配向される複数の列(例えば、2005、2006および2007)を
含む。また、群2002内には、成形研磨粒子2001のより小さな群(例えば、201
2、2013および2014)が存在してもよく、成形研磨粒子2001は、互いに対す
る所定の横方向配向および所定の縦方向配向の組み合わせにおいて同じ差を有する。とり
わけ、群2012、2013および2014の成形研磨粒子2001は傾斜した縦列に配
向され得、群は工具2051の縦軸2080に対してある角度で延びるが、成形研磨粒子
2001は、互いに対する所定の縦方向配向および所定の横方向配向において実質的に同
じ差を有することができる。さらに図示されるように、成形研磨粒子2001の所定の分
布はパターンを規定でき、これは三角形パターン2011とみなしてよい。さらに、群2
002は、群の境界が四辺形の二次元マイクロ単位(点線参照)を規定するように配置さ
れ得る。
【0227】
図20Cは、一実施形態による研磨物品の一部の画像である。特に、研磨物品2060
は、裏材2061および複数の成形研磨粒子2001を含み、複数の成形研磨粒子200
1は工具2051の開口部2052から裏材2051へと移動された。図示されているよ
うに、工具の開口部2052の所定の分布は、裏材2051に収容される群2062の成
形研磨粒子2001の所定の分布に対応できる。成形研磨粒子2001の所定の分布は1
つ以上の所定の配向特性により規定され得る。また、図20Cから明らかなように、成形
研磨粒子2001が工具2051に含まれる場合、成形研磨粒子2001は、図20B
成形研磨粒子の群に実質的に対応する群で配置され得る。
【0228】
本明細書における特定の研磨物品では、研磨物品における複数の成形研磨粒子のうち少
なくとも約75%は、裏材に対して、例えば本明細書における実施形態に記載されるよう
な側面配向等の所定の配向を有することができる。さらに、この割合はこれより大きくて
もよく、例えば、少なくとも約77%、少なくとも約80%、少なくとも約81%または
さらには少なくとも約82%であってよい。非限定的な一実施形態では、研磨物品は、本
明細書における成形研磨粒子を用いて形成され得、成形研磨粒子の全含有量のうち約99
%以下が所定の側面配向を有する。本明細書での所定の配向にある成形研磨粒子の割合へ
の言及は、統計学的に関連する数の成形研磨粒子および成形研磨粒子の全含有量のランダ
ムサンプリングに基づくことが理解されよう。
【0229】
所定の配向にある粒子の割合を求めるために、下表1の条件にて動作されるCTスキャ
ンマシンを用いて研磨物品の2D微小焦点X線画像を得る。X線2Dイメージングは品質
保証ソフトウェアを使用して行われた。試験体取付器具は4インチ×4インチのウィンド
ウおよび直径0.5インチの固体金属ロッドを備えたプラスチックフレームを利用し、固
体金属ロッドの上部は、フレームを固定するための2本のねじを有して半平坦化されてい
る。イメージングの前に 試験体をフレームの片側で留めたが、ここでねじ頭はX線の入
射方向に向いていた。次いで、4インチ×4インチのウィンドウの領域内の5つの領域を
120kV/80μAにてイメージングするために選択した。各2D投影はX線オフセッ
ト/ゲイン補正を行った上で、ある倍率にて記録された。
【0230】
【表1】
【0231】
その後、画像をImageJプログラムを使用して読み込み分析し、異なる配向は下表
2に従って値を割り当てる。図32は一実施形態によるコーティングされた研磨材の部分
を表し、裏材における成形研磨粒子の配向を分析するために使用される画像である。
【0232】
【表2】
【0233】
次に、下表3にて提供されるような3つの計算を行う。計算を行うと、平方センチメー
トル当たりの側面配向にある成形研磨粒子の割合を導くことができる。とりわけ、側面配
向を有する粒子は、成形研磨粒子の主表面と裏材表面との間の角度により規定される垂直
配向を有する粒子であり、この角度は45°以上である。したがって、45°以上の角度
を有する成形研磨粒子は立っているかまたは側面配向を有するとみなされ、45°の角度
を有する成形研磨粒子は傾斜して立っているとみなされ、45°未満の角度を有する成形
研磨粒子は下方配向を有するとみなされる。
【0234】
【表3】
【0235】
さらに、成形研磨粒子で作成される研磨物品はさまざまな含有量の成形研磨粒子を利用
できる。例えば、研磨物品は、開放コーティング構成または閉鎖コーティング構成の成形
研磨粒子の単一層を含む被覆研磨物品であることができる。しかし、かなり意外なことに
、成形研磨粒子は開放コーティング構成にて優れた結果を示すことが発見された。例えば
、複数の成形研磨粒子は、約70粒子/cm以下の成形研磨粒子のコーティング密度を
有する開放コーティング研磨材製品を規定できる。他の例では、研磨物品1平方センチメ
ートル当たりの成形研磨粒子の密度は、約65粒子/cm以下、例えば約60粒子/c
以下、約55粒子/cm以下、またはさらには約50粒子/cm以下であってよ
い。さらに、非限定的な一実施形態において、本明細書における成形研磨粒子を使用した
開放コーティング被覆研磨材の密度は、少なくとも約5粒子/cmまたはさらには少な
くとも約10粒子/cmであることができる。研磨物品1平方センチメートル当たりの
成形研磨粒子の密度は、任意の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう
【0236】
特定の例では、研磨物品は、物品の研磨材外表面を覆う研磨粒子が約50%以下のコー
ティングの開放コーティング密度を有することができる。他の実施形態において、研磨材
表面の全面積に対する研磨粒子のコーティング割合は、約40%以下、約30%以下、約
25%以下またはさらには約20%以下であることができる。さらに、非限定的な一実施
形態において、研磨材表面の全面積に対する研磨粒子のコーティング割合は、少なくとも
約5%、例えば少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なく
とも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%またはさらには少なくとも約4
0%であることができる。研磨材表面の全面積に対する成形研磨粒子の被覆割合は、任意
の最小値から最大値の範囲内にあり得ることが理解されよう。
【0237】
研磨物品によっては裏材の長さ(例えば、リーム)に対して特定の含有量の研磨粒子を
有し得る。例えば、一実施形態において、研磨物品は、少なくとも約10lbs/リーム
(148グラム/m)、少なくとも約15lbs/リーム、少なくとも約20lbs/
リーム、例えば少なくとも約25lbs/リーム、またはさらには少なくとも約30lb
s/リームの正規化重量の成形研磨粒子を使用してよい。さらに、非限定的な一実施形態
において、研磨物品は、約60lbs/リーム(890グラム/m)以下、例えば約5
0lbs/リーム以下またはさらには約45lbs/リーム以下の正規化重量の成形研磨
粒子を含むことができる。本明細書における実施形態の研磨物品は、任意の最小値から最
大値の範囲内の成形研磨粒子の正規化重量を利用できることが理解されよう。
【0238】
特定の場合には、研磨物品は特定の加工品で使用可能である。好適な例示的加工品とし
ては、無機材料、有機材料、天然材料およびこれらの組み合わせを挙げることができる。
特定の実施形態によれば、加工品としては金属または合金、例えば鉄ベース材料、ニッケ
ルベース材料等を挙げることができる。一実施形態では、加工品は鋼であることができ、
より詳細には本質的にステンレス鋼(例えば、304ステンレス鋼)からなることができ
る。
【実施例】
【0239】
実施例1
【0240】
研削試験を行って、研削方向に対する成形砥粒の配向の効果を評価する。本試験では、
第1の組の成形研磨粒子(サンプルA)は研削方向に対して正面配向で配向される。少し
図3Bを見てみると、成形研磨粒子102は、正面配向研削方向385を有するため、主
表面363は研削方向に略垂直な平面を規定し、より詳細には、成形研磨粒子102の二
等分軸231は研削方向385に略平行である。サンプルAは、オーステナイトステンレ
ス鋼の加工品に対して正面配向でホルダに取り付けられた。ホイール速度は22m/s、
加工速度は16m/sで維持された。切削深さは0〜30ミクロンの間で選択できる。各
試験は、8インチ長の加工品上を15回通過することからなる。各試験にて、10の反復
サンプルが行われ、結果を分析し平均した。引っかき傷の長さの始まりから終わりまでの
溝の断面積の変化を測定して、グリットの摩耗を求めた。
【0241】
第2の組のサンプル(サンプルB)もサンプルAについて記載された研削試験に従って
試験された。しかし、特に、サンプルBの成形研磨粒子は研削方向に対して裏材にて横向
き配向を有する。少し図3Bを見てみると、成形研磨粒子103は研削方向385に対し
て横向き配向を有するものとして図示される。図示されているように、成形研磨粒子10
3は、側面371および372により接合され得る主表面391および392を含むこと
ができ、成形研磨粒子103は、研削方向385のベクトルに対して特定の角度を成す二
等分軸373を有することができる。図示されているように、成形研磨粒子103の二等
分軸373は、二等分軸373と研削方向385との間の角度が本質的に0°であるよう
に、研削方向385に対して略平行配向を有することができる。したがって、成形研磨粒
子103の横向き配向により、成形研磨粒子103の他の表面のいずれかと接触する前に
側面372と加工品とが最初に接触することを容易にする。
【0242】
図21は、実施例1の切削試験による、サンプルAおよびサンプルBについての垂直力
(N)対切削回数のプロットを含む。図21は、複数回の通過または切削に対する代表的
サンプルAおよびBの成形研磨粒子によって加工品の研削を行うのに必要な垂直力を示す
。図示されているように、サンプルAの垂直力は最初はサンプルBの垂直力よりも小さい
。だが、試験を続けるにつれ、サンプルAの垂直力はサンプルBの垂直力を超える。した
がって、場合によっては、研磨物品は、目的の研削方向に対して成形研磨粒子の異なる配
向の組み合わせ(例えば、正面配向および横向き配向)を利用し、改善された研削性能を
促すことができる。特に、図21で図示されているように、研削方向に対する成形研磨粒
子の配向の組み合わせにより、研磨物品の寿命を通じたより低い垂直力、改善された研削
効率および研磨物品のより長い耐用期間を促すことができる。このため、実施例1ではと
りわけ、互いに対してかつ研削方向に対して異なる所定の配向特性を有する成形研磨粒子
の異なる群の利用により、従来のパターン化グレインを有するパターンよりも改善された
性能を促すことができることを示す。
【0243】
実施例2
【0244】
5つのサンプルを分析して、成形研磨粒子の配向を比較する。3つのサンプル(サンプ
ルS1、S2およびS3)は一実施形態に従って作成される。図22は、本明細書に記載
される条件に従ったCTスキャンマシンを介して2D微小焦点X線を使用したサンプルS
1の一部の画像である。他の2つのサンプル(サンプルCS1およびCS2)は成形研磨
粒子を含む従来の研磨材製品を代表する。サンプルCS1およびCS2はCubitro
n IIとして3M社から市販されている。サンプルCS2はCubitron IIと
して3M社から市販されている。図23は、本明細書に記載される条件に従ったCTスキ
ャンマシンを介して2D微小焦点X線を使用したサンプルCS1の一部の画像である。各
サンプルは、X線分析により成形研磨粒子の配向を評価するための本明細書に記載される
条件に従って評価される。
【0245】
図24は、各サンプル(サンプル1およびサンプルC1)についてのcm当たりの立
っているグレインおよびcm当たりのグレイン合計数のプロットである。図示されてい
るように、サンプルCS1およびCS2は、サンプルS1、S2およびS3と比べて側面
配向(すなわち、直立配向)で配向される成形研磨粒子の数が顕著に少ないことを示す。
特に、サンプルS1は、測定したすべての成形研磨粒子(すなわち、100%)が側面配
向で配向されていると示されたが、CS2の成形研磨粒子の合計数の72%しか側面配向
を有していなかった。明らかなように、成形研磨粒子を使用した現況技術の従来型の研磨
物品(C1)は本明細書で記載される研磨物品の配向の精度には達していない。
【0246】
実施例3
【0247】
2つのサンプルが、研削効率に対する種々の配向の効果を分析するために作成され試験
された。第1のサンプル(サンプルS4)は、図28に図示されるパターンによって示さ
れるような非シャドウイング分布を有する一実施形態に従って作成された。成形研磨粒子
の配置は、実質的に図のY軸と平行かつ実質的に裏材の縦軸と平行に延びる研削方向に対
して非シャドウイング配置を有していた。サンプルS4は三角形の形状を有する成形研磨
粒子を約20lbs/リーム使用し、成形研磨粒子の少なくとも70%は側面配向で配向
された。
【0248】
従来の第2のサンプル(サンプルCS3)は成形研磨粒子の従来のパターンを有して作
成されたが、これは図29に示されるようなシャドウイング分布の1つの種類の例であり
図29は、正方形パターンを示すサンプルCS3の一部の画像であり、ここで正方形の
繰り返し単位の各辺は裏材の縦軸および横軸と位置合わせされる。サンプルS4に使用さ
れる同じサイズ、形状および量の成形研磨粒子がサンプルCS3に使用され、実質的な差
異は裏材における成形研磨粒子の配置のみであった。図示されているように、成形研磨粒
子の配置は裏材の横軸および縦軸に対してシャドウイング配置である。研削方向は裏材の
縦軸に略平行であった。
【0249】
サンプルは下表4にて与えられる条件下で試験された。
【0250】
【表4】
【0251】
試験に使用された加工品は、ナノビア社製3D光学表面計(白色光色収差技術)を使用
して分析し、研磨操作後に加工品の表面特性を決定した。試験した各加工品について、5
.0mm×5.0mmの面スキャンを使用して各サンプルから1つの領域を切り抜いた。
すべてのサンプルに、X軸およびY軸両方について10μmのステップサイズを使用した
。フルスキャンデータのために非フィルタリング領域のパラメータ(Sx)を算出した。
20本の輪郭が面スキャンから抽出され、平均パラメータ(Px)が算出された。サンプ
ルデータで報告される輪郭パラメータはすべて、参考のために追加スライドにて具体的詳
細が説明される。分析により、下表4で与えられる6つの表面特性の計算が可能になった
。SaはEUR15178 ENレポート(すなわち、「The Developmen
t of Methods for the Characterisation of
Roughness in Three Dimensions」、Stout, K
.J.ら、EC委員会を代表して出版)による表面の相加平均偏差であることに留意され
たい。SqはEUR15178 ENレポートによる表面の2乗平均平方根偏差である。
Stは表面の全高であり、最高ピークと最深谷部の間の高さ差を測ったものである。Sp
は頂点の最大高さであり、最高ピークと平均平面の高さ差を測ったものである。Svは谷
部の最大深さであり、平均平面と最深谷部との距離を測ったものである。Szは表面の1
0点の高さであり、EUR15178 ENレポートによる5つの最高ピークと5つの最
深谷部の間の平均距離である。
【0252】
【表5】
【0253】
図29は、サンプルS4の研磨材により研磨操作を行った後の加工品表面の一部の画像
である。図30は、サンプルCS3の研磨材により研磨操作を行った後の加工品表面の一
部の画像である。画像と表5のデータとの比較により明らかに示されるように、サンプル
S4に関連する成形研磨粒子の非シャドウイング配置は、成形研磨粒子のシャドウイング
パターンを使用したサンプルCS3を用いた研削操作にて得られた結果と比べて、顕著に
優れた加工品の研削性能および表面全体の加工が得られた。
【0254】
サンプル(すなわち、S4およびCS3)のそれぞれに対して、3回の試験ランを行い
、各試験ランにて除去された材料の量を求め平均した。サンプルS4での除去材料平均は
サンプルCS3に比べて16%高かったため、これはサンプルCS3よりも改善された材
料除去能を示す。
【0255】
本出願は現況技術からの発展を表す。当産業は、成形研磨粒子が成形およびスクリーン
印刷等のプロセスによって形成できることを認識しているが、本明細書における実施形態
のプロセスはこのようなプロセスとは異なる。とりわけ、本明細書における実施形態は、
特定の特徴を有する成形研磨粒子の形成を容易にするプロセス特徴の組み合わせを包含す
る。さらに、本明細書における実施形態の研磨物品は、成形研磨粒子の所定の分布、特定
の配向特性の組み合わせの利用、群、列、縦列、集団、マイクロ単位、マイクロ単位、チ
ャネル領域、アスペクト比を含むがこれに限定されない成形研磨粒子のアスペクト、組成
、添加物、二次元形状、三次元形状、高さ差、高さ輪郭の差、フラッシング割合、高さ、
ディッシングおよびこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、他の研磨物品と
は異なる特定の特徴の組み合わせを有することができる。実際、本明細書における実施形
態の研磨物品は改善された研削性能を促すことができる。当産業は一般に、特定の研磨物
品は特定の研磨材単位に対する秩序を有して形成され得ることを理解しているが、このよ
うな研磨材単位は従来は、結合剤系によりまたは従来の研磨材もしくは超砥粒グリットを
使用して容易に成形され得る研磨複合材料に限られていた。当産業は、本明細書に記載さ
れるような所定の配向特性を有する成形研磨粒子から研磨物品を形成するためのシステム
を検討または開発してこなかった。所定の配向特性を効果的に制御するための成形研磨粒
子の操作は重要事項であり、当分野において開示または示唆されていない3つの空間にお
ける粒子の制御を指数関数的に改善した。本明細書における用語「同じ」への言及は、「
実質的に同じ」を意味するものと理解される。また、本明細書における実施形態は、略長
方形形状を有する裏材について言及してきたが、非シャドウイング配置における成形研磨
粒子の配置は他の形状の裏材(例えば、円形または楕円形の裏材)にも同様に適用可能で
あることが理解されよう。
【0256】
上記で開示された主題は例示的かつ非限定的なものであるとみなされなければならず、
添付の特許請求の範囲は、本発明の真の範囲内である、かかる変形、改良および他の実施
形態をすべて包含するものであることが意図される。したがって、法律によって認められ
る最大限の範囲まで、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲およびそれらに相当するも
のの許容されるもっとも広い解釈によって定義されるべきであり、また、前述の詳細な説
明によって制限または限定されるものではない。図面と組み合わせた実施形態の記述は、
本明細書において開示される教示の理解を手助けするために提供され、該教示の範囲また
は適用可能性の限定として解釈されるものではない。他の実施形態が、本出願に開示され
る教示に基づいて使用され得る。
【0257】
用語「含む(comprises、comprising)」、「含む、包含する(i
ncluding)」、「有する(has、having)」またはこれらの任意の他の
変形形態は、非排他的包含を網羅するように意図される。例えば、特徴のリストを含む方
法、物品または装置は必ずしもそれらの特徴に限定されておらず、明示的に列挙されてい
ないか、またはかかる方法、物品もしくは装置に固有ではない他の特徴を含んでもよい。
さらに、明示的に相反する記載がない限り、「または」は包含的なまたはを意味し、排他
的なまたはを意味するものではない。例えば、条件AまたはBは以下のいずれか1つによ
り満たされる:Aは真であり(または存在し)Bは偽である(または存在しない)、Aは
偽であり(または存在しない)Bは真である(または存在する)、ならびに、AおよびB
の両方が真である(または存在する)。
【0258】
また、「1つの(aまたはan)」の使用は、本明細書に記載される要素および構成要
素を記述するために利用される。これは単に便宜上なされており、本発明の範囲の一般的
な意味を示すためになされている。この記述は、1つまたは少なくとも1つを包含すると
して読まれるべきであり、単数はまた、明らかにそうではないことを意味していない限り
、複数を包含し、また逆も同じである。例えば、単一の項目が本明細書に記載される場合
、2つ以上の項目が単一の項目の代わりに使用されてもよい。同様に、2つ以上の項目が
本明細書に記載される場合、単一の項目で該2つ以上の項目を置き換えてもよい。
【0259】
利益、他の利点、および問題に対する解決法を、特定の実施形態に関して上記に説明し
た。しかし、利益、利点、問題に対する解決法、ならびに、いずれの利益、利点もしくは
解決法を生じさせ得るかまたはそれらをより明白にし得るいずれの特徴も、特許請求の範
囲の請求項のいずれかまたはすべての重要、必要、または不可欠な特徴として解釈すべき
ではない。
【0260】
明細書を読んだ上で、当業者であれば、特定の特徴が明確さのために本明細書中で別個
の実施形態に関連して記述されているものの、単一の実施形態に組合せた形で提供されて
もよいことを認識するであろう。逆に、簡潔さのために単一の実施形態に関連して記述さ
れているさまざまな特徴は、別個にまたは任意の下位組合せの形で提供されてもよいもの
である。さらに、範囲の形で記載された値に対する言及は、その範囲内のあらゆる値を含
む。
【0261】
本開示の要約書は特許法に準拠するよう提供され、かつ特許請求の範囲の範囲または意
味を解釈するかまたは限定するために使用されるものではないという理解の上で提出され
る。加えて、前述の図面の詳細な説明において、本開示を合理化する目的のため種々の特
徴が単一の実施形態にまとめられているかまたは記載されている場合がある。この開示は
、請求した実施形態が各請求項に明示的に列挙したものよりもより多くの特徴を必要とす
るという意図を反映するものと解釈されない。むしろ、以下の特許請求の範囲に反映され
るように、発明の主題は開示される任意の実施形態のすべての特徴よりも少ない特徴を対
象としうる。したがって、以下の特許請求の範囲は図面の詳細な説明に組み込まれ、各請
求項は別々に請求される主題を定義するものとして単独で有効である。
図1A
図1B
図1C
図1D
図2A
図2B
図3A
図3B
図4
図5
図6
図7A
図7B
図7C
図7D
図8A
図8B
図8C
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17A
図17B
図17C
図18
図19
図20A
図20B
図20C
図21
図22
図23
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図25
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図28
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図30
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図32