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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024119817
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】研磨材製品及びその形成方法
(51)【国際特許分類】
   B24D 3/02 20060101AFI20240827BHJP
   B24D 3/14 20060101ALI20240827BHJP
【FI】
B24D3/02 310C
B24D3/14
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】OL
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024079665
(22)【出願日】2024-05-15
(62)【分割の表示】P 2022528075の分割
【原出願日】2020-11-13
(31)【優先権主張番号】201911126711.2
(32)【優先日】2019-11-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【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
(71)【出願人】
【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】110003281
【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】チャン、ダミン
(72)【発明者】
【氏名】サランギ、ニランジャン
(72)【発明者】
【氏名】チャン、ジョンヤ
(72)【発明者】
【氏名】ルー、ルー
(57)【要約】      (修正有)
【課題】改良された研磨材製品を提供する。
【解決手段】研磨材製品は、本体に含有される研磨粒子とボンド材料に含有されるセラミック粒子とを含む本体を含み得る。セラミック粒子は、少なくとも2ミクロン及び最大75ミクロンの平均粒径D50cを有し得る。研磨粒子は、平均粒径D50cより大きい平均粒径D50aを含むことができる。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
前記本体の少なくとも一部を通って延在するボンド材料と、
前記本体に含有される研磨粒子であって、少なくとも100ミクロンの平均粒径(D5
0a)を有する前記研磨粒子と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子であって、少なくとも2ミクロン且つ最大
75ミクロンの平均粒径(D50c)を備える、前記セラミック粒子と、
を含む、研磨材製品。
【請求項2】
本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
硝子体相を備えるボンド材料と、
前記本体に含有される研磨粒子であって、平均研磨粒径(D50a)を有する研磨粒子
と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子であって、平均粒径(D50c)を備える
セラミック粒子と、
を含み、
D50c<D50aであり、
前記ボンド材料が、Al及びSiOを含み、Al及びSiOの総含有
量が、前記ボンド材料の総重量に対して最大79重量%である、研磨材製品。
【請求項3】
本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
硝子体相を備えるボンド材料と、
前記本体に含有され、平均研磨粒径(D50a)を有する研磨粒子と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子によって少なくとも部分的に画定された細
孔と、
を含み、
前記セラミック粒子が、平均粒径(D50c)を備え、D50c<D50aである、研
磨材製品。
【請求項4】
前記ボンド材料が硝子体相を備える、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項5】
前記ボンド材料が平均接合後サイズ(Sbp)を備え、D50c≦Sbp<D50aで
ある、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項6】
前記セラミック粒子が、少なくとも6ミクロン且つ最大69ミクロンの平均粒径(D5
0c)を備える、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項7】
前記セラミック粒子が、12ミクロン超の平均粒径(D50c)を備える、請求項1~
4のいずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項8】
前記本体が、セラミック粒子及びボンド材料の総体積に対して最大12体積%の含有量
でセラミック粒子を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項9】
前記ボンド材料がSiOを含み、SiOの含有量が前記ボンド材料の総重量に対し
て66重量%未満である、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項10】
前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも25重量%且つ最大6
3重量%のSiOを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項11】
前記ボンド材料がBを含み、Bの含有量が前記ボンド材料の総重量に対し
て少なくとも5重量%である、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項12】
前記ボンド材料が、少なくとも5重量%且つ最大18重量%の含有量でAlを含
む、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項13】
前記ボンド材料がSiO及びBを含み、酸化ケイ素(SiO)の重量パーセ
ント:酸化ホウ素(B)の重量パーセントが最大19:1である、請求項1~4の
いずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項14】
前記ボンド材料がSiO及びAlを含み、SiO及びAlの総含有量
が、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも50重量%且つ最大77重量%である、
請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨材製品。
【請求項15】
前記セラミック粒子がアルミナを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の研磨材製
品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
以下は、研磨粒子(abrasive particles)及びボンド材料(bon
d material)を含む研磨材製品(abrasive article)に関し
、特に、研磨粒子及びボンド材料に含有されるセラミック粒子を含む研磨材製品に関する
【背景技術】
【0002】
研磨材製品は、様々な材料の切断、研削、又は成形等の材料除去作業に使用される。固
定研磨材製品は、ボンド材料に保持された研磨粒子を含む。ボンド材料は、有機及び/又
は無機材料を含むことができる。業界は、改良された研磨材製品を求め続けている。
【発明の概要】
【0003】
いくつかの例では、本出願は、本体(body)を備える研磨材製品であって、前記本
体が、前記本体の少なくとも一部を通って延在するボンド材料と、前記本体に含有される
研磨粒子であって、少なくとも100ミクロンの平均粒径(D50a)を有する研磨粒子
と、前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子であって、少なくとも2ミクロン且つ最
大75ミクロンの平均粒径(D50c)を備える、前記セラミック粒子と、を含む、研磨
材製品に関する。
【0004】
いくつかの例では、本出願はまた、本体を備える研磨材製品であって、前記本体が、硝
子体相(vitreous phase)を備えるボンド材料と、前記本体に含有される
研磨粒子であって、平均研磨粒径(D50a)を有する研磨粒子と、ボンド材料に含有さ
れるセラミック粒子であって、平均粒径(D50c)を備えるセラミック粒子と、を含み
、前記ボンド材料が、平均接合後サイズ(Sbp)を備え、D50c<Sbp<D50a
である、研磨材製品に関する。
【0005】
いくつかの例では、本出願は、本体を備える研磨材製品であって、前記本体が、硝子体
相を備えるボンド材料と、前記本体に含有され、平均研磨粒径(D50a)を有する研磨
粒子と、ボンド材料に含有されるセラミック粒子によって囲まれた細孔と、を含み、前記
セラミック粒子が平均粒径(D50c)を備え、D50c<D50aである、研磨材製品
に関する。
【0006】
本開示は、添付の図面を参照することによって、よりよく理解することができ、その多
くの特徴及び利点が当業者に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1図1は、或る実施形態による形成プロセスを示すフローチャートを含む。
図2図2は、或る実施形態による研磨材製品の一部の断面画像を含む。
図3図3は、別の実施形態による形成プロセスを示すフローチャートを含む。
図4図4は、或る実施形態によるセラミック粒子でコーティングされた細孔形成剤のSEM画像を含む。
図5図5は、研磨サンプルの断面のSEM画像を含む。
図6図6は、研磨サンプルの摩耗率対材料除去率のプロットを含む。
図7図7は、研磨サンプルの電力消費対材料除去速度のプロットを含む。
図8図8は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図9図9は、或る実施形態による研磨材製品の一部の断面画像を含む。
図10図10は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図11図11は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図12図12は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図13図13は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図14図14は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図15図15は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図16図16は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図17図17は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図18図18は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図19図19は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図20図20は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図21図21は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図22図22は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図23図23は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図24図24は、研磨サンプルのMORの図を含む。
図25図25は、電力消費対材料除去速度のプロットを含む。
図26図26は、切断プロセスにわたるプロファイルffαのプロファイル保持の図を含む。
図27図27は、切断プロセスにわたるプロファイルfHαのプロファイル保持の図を含む。
【発明を実施するための形態】
【0008】
当業者は、図中の要素が簡略化及び明瞭化のために示されており、必ずしも縮尺通りに
描かれていないことを理解する。例えば、図面の要素のいくつかの寸法は、本発明の実施
形態の理解を向上させるのを助けるために、他の要素に対して誇張されている場合がある
【0009】
図面と組み合わせた以下の説明は、本明細書で提供される教示の理解を助けるために提
供される。以下の開示は、教示の特定の実装形態及び実施形態に焦点を当てる。この焦点
は、教示を説明するのを助けるために提供され、教示の範囲又は適用性に対する限定とし
て解釈されるべきではない。しかしながら、本出願では他の教示を確かに使用することが
できる。
【0010】
本明細書で使用される場合、「備える(comprises)」、「備える(comp
rising)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、
「有する(has)」、「有する(having)」という用語又はそれらの任意の他の
変形は、非排他的な包含を網羅することを意図している。例えば、特徴の列挙を含む方法
、物品、又は装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されるわけではなく、明示的に列
挙されていない、又はそのような方法、物品若しくは装置に固有の他の特徴を含むことが
できる。さらに、そうではないと明示的に述べられていない限り、「又は」は、包含的な
又はinclusive-or)を指し、排他的な又は(exclusive-or)を
指すのではない。例えば、条件A又はBは、以下のいずれか1つによって満たされる:A
が真(又は存在する)でありBが偽(又は存在しない)である、及びAが偽(又は存在し
ない)でありBが真(又は存在)である、及びAとBの両方が真(又は存在)である。
【0011】
また、「1つの(a)」又は「1つの(an)」の使用は、本明細書に記載の要素及び
成分を説明するために使用される。これは、単に便宜上、及び本発明の範囲の一般的な意
味を与えるために行われる。この説明は、そうでないことを意味することが明らかでない
限り、1つ又は少なくとも1つを含むように読まれるべきであり、単数形は複数形も含み
、又はその逆も同様であるが。例えば、単一のアイテムが本明細書に記載される場合、単
一のアイテムの代わりに2つ以上のアイテムが使用されてもよい。同様に、2つ以上のア
イテムが本明細書に記載されている場合、1つのアイテムがその2つ以上のアイテムに置
き換えられてもよい。
【0012】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明
が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方
法、及び例は例示にすぎず、限定することを意図するものではない。特定の材料及び処理
行為に関して特定の詳細が記載されていない限り、そのような詳細は、従来の手法を含む
ことができ、これは、製造技術の範囲内の参考書及び他のソースに見出すことができる。
【0013】
実施形態は、ボンド材料を含む本体と、本体に含有される研磨粒子とを含む研磨材製品
に関する。本体は、ボンド材料に含有されるセラミック粒子を更に含む。セラミック粒子
は、研磨粒子とは異なる。例えば、セラミック粒子は、研磨粒子の平均粒径(D50a)
よりも小さい平均粒径(D50c)を有することができる。本明細書の実施形態に記載さ
れる研磨材製品は、接合研磨材製品等を含む固定研磨材製品を含むことができる。研磨材
製品は、従来の研磨材製品と比較して、電力消費、摩耗率、及びG比等の改善された性能
及び特性を有することができる。
【0014】
図1は、或る実施形態による研磨材製品を形成するためのプロセス100を示すフロー
チャートを含む。図示されるように、工程101において、研磨粒子、ボンド材前駆体材
料、及びセラミック粒子を含む混合物を形成することによって、プロセスを開始すること
ができる。
【0015】
ボンド材前駆体材料は、最終形成された研磨粒子のボンド材料を形成し得る粉末材料を
含み得る。一実施形態では、ボンド材前駆体材料はフリットを含むことができる。ボンド
材前駆体材料は、セラミック材料等の無機材料を含むことができる。本明細書で使用され
る場合、セラミックへの言及は、少なくとも1つの金属元素及び少なくとも1つの非金属
元素を含む組成物を含むことができる。例えば、セラミックは、酸化物、炭化物、窒化物
、ホウ化物、及びそれらの組み合わせ等の材料を含むことができる。より具体的には、セ
ラミック材料は、硝子体相、結晶相、多結晶相、及びそれらの組み合わせを有し得る。
【0016】
ボンド材前駆体材料は、シリカ(すなわち、二酸化ケイ素)、酸化ホウ素、アルミナ(
すなわち、酸化アルミニウム)、ジルコン、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化鉄、酸
化チタン、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等の幾らかの含有量を含み得る、酸化物系
組成物を含むことができる。最終形成された接合研磨体のボンド材料の内容は、以下によ
り詳細に開示される。場合によっては、ボンド材前駆体材料中の成分の含有量は、点火時
の損失のために、最終形成された接合研磨体中の成分の含有量とは異なってもよい。例え
ば、前駆体ボンド材料中の成分の含有量は、式C=C(100%-PLOI)を使用す
ることによって計算することができ、式中、Cはボンド材前駆体中の成分の含有量であり
、CFは最終形成された接合研磨体中の成分の含有量であり、PLOIは強熱減量である
。更なる例では、最終形成された接合研磨体のボンド材前駆体材料及びボンド材料の組成
は、実質的に同じ(すなわち、最終形成された接合研磨体の前駆体ボンド材料とボンド材
料との間の成分のいずれか1つの差が5%以下)又は本質的に同じ(すなわち、最終的に
形成される接合研磨体の前駆体ボンド材料とボンド材料との間の成分のいずれか1つの差
が1%以下)であり得る。
【0017】
一実施形態では、セラミック粒子は、セラミック粒子の改善された性能及び特性を促進
することができる特定の粒度分布を含むことができる。一態様では、セラミック粒子は、
研磨材製品の性能及び特性の改善を促進することができる特定の平均粒径D50cを有す
ることができる。本開示では、粒子の平均粒径(D50)、D10、及びD90を、少な
くとも1gの離散粒子のレーザー回折粒径分析を使用いて決定することができる。一例で
は、セラミック粒子は、少なくとも2ミクロン、少なくとも4ミクロン、少なくとも6ミ
クロン、少なくとも7ミクロン、少なくとも8ミクロン、少なくとも9ミクロン、少なく
とも10ミクロン、少なくとも11ミクロン、又は少なくとも12ミクロンの平均粒径(
D50c)を含むことができる。更なる例では、セラミック粒子は、12ミクロン超、少
なくとも13ミクロン、少なくとも14ミクロン、少なくとも15ミクロン、少なくとも
16ミクロン、少なくとも17ミクロン、少なくとも18ミクロン、少なくとも19ミク
ロン、少なくとも20ミクロン、少なくとも21ミクロン、少なくとも22ミクロン、少
なくとも23ミクロン、少なくとも24ミクロン、少なくとも25ミクロン、少なくとも
26ミクロン、少なくとも37ミクロン、少なくとも38ミクロン、少なくとも39ミク
ロン、少なくとも40ミクロン、少なくとも41ミクロン、少なくとも42ミクロン、少
なくとも43ミクロン、少なくとも44ミクロン、少なくとも45ミクロン、少なくとも
46ミクロン、少なくとも47ミクロン、少なくとも48ミクロン、少なくとも49ミク
ロン、少なくとも50ミクロン、少なくとも51ミクロン、少なくとも52ミクロン、少
なくとも53ミクロン、少なくとも54ミクロン、少なくとも55ミクロン、少なくとも
56ミクロン、少なくとも57ミクロン、少なくとも58ミクロン、少なくとも59ミク
ロン、少なくとも60ミクロン、少なくとも61ミクロン、少なくとも62ミクロン、少
なくとも63ミクロン、少なくとも64ミクロン、少なくとも65ミクロン、少なくとも
66ミクロン、少なくとも67ミクロン、少なくとも68ミクロン、少なくとも69ミク
ロン、又は少なくとも70ミクロンの平均粒径(D50c)を含むことができる。別の例
では、セラミック粒子は、最大90ミクロン、最大85ミクロン、最大80ミクロン、最
大75ミクロン、最大74ミクロン、最大73ミクロン、最大72ミクロン、最大71ミ
クロン、最大70ミクロン、最大69ミクロン、最大68ミクロン、最大67ミクロン、
最大66ミクロン、最大65ミクロン、最大64ミクロン、最大63ミクロン、最大62
ミクロン、最大61ミクロン、最大60ミクロン、最大59ミクロン、最大58ミクロン
、最大57ミクロン、最大56ミクロン、最大55ミクロン、最大54ミクロン、最大5
3ミクロン、最大52ミクロン、最大51ミクロン、最大50ミクロン、最大49ミクロ
ン、最大48ミクロン、最大47ミクロン、最大46ミクロン、最大45ミクロン、最大
44ミクロン、最大43ミクロン、最大42ミクロン、最大41ミクロン、最大40ミク
ロン、最大39ミクロン、最大38ミクロン、最大37ミクロン、最大36ミクロン、最
大35ミクロン、最大34ミクロン、最大33ミクロン、最大32ミクロン、最大31ミ
クロン、最大30ミクロン、最大29ミクロン、最大28ミクロン、最大27ミクロン、
最大26ミクロン、最大25ミクロン、最大24ミクロン、最大23ミクロン、又は最大
22ミクロンの平均粒径(D50c)を含むことができる。また、セラミック粒子D50
cの平均粒径は、上記最小値及び最大値のいずれかを含む範囲であり得る。例えば、セラ
ミック粒子は、12ミクロン超~75ミクロンの範囲、13ミクロン~70ミクロンの範
囲、15ミクロン~55ミクロンの範囲、17ミクロン~45ミクロンの範囲、20ミク
ロン~42ミクロンの範囲、又は22ミクロン~38ミクロンの範囲の平均粒径(D50
c)を含むことができる。
【0018】
別の態様では、セラミック粒子は、分布の最低10%(すなわち、分布の10パーセン
タイルにおける研磨粒子の粒径)における粒子の最大粒径を規定し得る特定のD10を有
し得る。例えば、セラミック粒子は、少なくとも1ミクロン、少なくとも2ミクロン、少
なくとも3ミクロン、少なくとも5ミクロン、少なくとも5.5ミクロン、少なくとも6
ミクロン、少なくとも6.5ミクロン、少なくとも7ミクロン、少なくとも7.5ミクロ
ン、少なくとも8ミクロン、少なくとも8.3ミクロン、少なくとも8.5ミクロン、少
なくとも8.8ミクロン、少なくとも9ミクロン、少なくとも9.2ミクロン、少なくと
も9.4ミクロン、少なくとも9.6ミクロン、少なくとも9.8ミクロン、少なくとも
10ミクロン、少なくとも10.5ミクロン、少なくとも10.8ミクロン、少なくとも
11ミクロン、少なくとも11.3ミクロン、少なくとも11.5ミクロン、少なくとも
11.8ミクロン、又は少なくとも12ミクロンのD10を含む粒度分布を含むことがで
きる。別の例では、セラミック粒子は、最大38ミクロン、最大35ミクロン、最大33
ミクロン、最大31ミクロン、最大30ミクロン、最大28ミクロン、最大27ミクロン
、最大25ミクロン、最大23ミクロン、最大20ミクロン、最大18ミクロン、最大1
6ミクロン、最大14ミクロン、又は最大13ミクロンのD10を含むことができる。セ
ラミック粒子は、上記の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内のD10を有すること
ができることが理解されよう。
【0019】
セラミック粒子はまた、分布の最大10%(すなわち、分布の90パーセンタイルにお
ける研磨粒子の粒径)における粒子の最小粒径を規定し得る特定のD90を有し得る。一
例では、セラミック粒子は、少なくとも15ミクロン、少なくとも17ミクロン、少なく
とも19ミクロン、少なくとも20ミクロン、少なくとも22ミクロン、少なくとも23
ミクロン、少なくとも24ミクロン、少なくとも27ミクロン、少なくとも29ミクロン
、少なくとも30ミクロン、少なくとも31ミクロン、少なくとも33ミクロン、少なく
とも35ミクロン、少なくとも37ミクロン、少なくとも38ミクロン、少なくとも40
ミクロン、少なくとも41ミクロン、又は少なくとも42ミクロンのD90を含むことが
できる。別の例では、セラミック粒子は、最大120ミクロン、最大110ミクロン、最
大100ミクロン、最大90ミクロン、最大88ミクロン、最大85ミクロン、最大83
ミクロン、最大80ミクロン、最大78ミクロン、最大76ミクロン、最大74ミクロン
、最大72ミクロン、最大70ミクロン、最大68ミクロン、最大66ミクロン、最大6
4ミクロン、最大62ミクロン、最大60ミクロン、最大58ミクロン、最大56ミクロ
ン、最大54ミクロン、最大52ミクロン、最大50ミクロン、最大48ミクロン、最大
46ミクロン、最大45ミクロン、最大44ミクロン、又は最大43ミクロンのD90を
含み得る。セラミック粒子は、上記の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内のD90
を有することができることが理解されよう。
【0020】
更なる態様では、セラミック粒子は、結晶性材料、非晶質材料、又はそれらの組み合わ
せを含むことができる。特定の態様では、セラミック粒子は、研磨材製品の特性及び性能
の改善を促進することができる特定の平均結晶子サイズを有する多結晶材料を含むことが
できる。例えば、平均結晶子サイズは、少なくとも0.005ミクロン、少なくとも0.
01ミクロン、少なくとも0.02ミクロン、少なくとも0.03ミクロン、少なくとも
0.04ミクロン、少なくとも0.05ミクロン、少なくとも0.06ミクロン、少なく
とも0.07ミクロン、少なくとも0.08ミクロン、少なくとも0.09ミクロン、少
なくとも0.1ミクロン、少なくとも0.11ミクロン、少なくとも0.12ミクロン、
少なくとも0.13ミクロン、少なくとも0.14ミクロン、少なくとも0.15ミクロ
ン、少なくとも0.16,少なくとも0.17ミクロン、少なくとも0.18ミクロン、
少なくとも0.19ミクロン、少なくとも0.2ミクロン、少なくとも0.3ミクロン、
少なくとも0.4ミクロン、少なくとも0.5ミクロン、少なくとも0.6,少なくとも
0.7ミクロン、少なくとも0.8ミクロン、少なくとも0.9ミクロン、少なくとも1
ミクロン、少なくとも1.3ミクロン、少なくとも1.5ミクロン、少なくとも1.8ミ
クロン、少なくとも2ミクロン、少なくとも3ミクロン、少なくとも4ミクロン、又は少
なくとも5ミクロンであり得る。別の例では、セラミック粒子は、最大75ミクロン、最
大60ミクロン、最大50ミクロン、最大40ミクロン、最大30ミクロン、最大20ミ
クロン、最大10ミクロン、最大9ミクロン、最大8ミクロン、最大7ミクロン、最大6
ミクロン、最大5ミクロン、最大4ミクロン、最大3ミクロン、最大2ミクロン、最大1
.5ミクロン、最大1ミクロン、最大0.9ミクロン、最大0.8ミクロン、最大0.7
ミクロン、最大0.6ミクロン、最大0.5ミクロン、最大0.4ミクロン、最大0.3
ミクロン、最大0.2ミクロン、最大0.1ミクロン、最大0.09ミクロン、最大0.
08ミクロン、最大0.07ミクロン、最大0.06ミクロン、最大0.05ミクロン、
最大0.04ミクロン、最大0.03ミクロン、最大0.02ミクロン、又は最大0.0
1ミクロンの平均結晶子サイズを備える多結晶材料を含むことができる。さらに、セラミ
ック粒子は、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲の平均結晶子サイ
ズを有する多結晶材料を含むことができる。
【0021】
更なる態様では、セラミック粒子は、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、酸炭化物、
酸窒化物、ケイ酸塩、又はそれらの任意の組み合わせを含む材料を含むことができる。特
定の例では、セラミック粒子は、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、希
土類含有材料、酸化セリウム、ゾルゲル由来粒子、酸化鉄、ガラス含有粒子、及びそれら
の組み合わせを含む。別の態様では、セラミック粒子は、研磨粒子と同じ材料を含むこと
ができる。別の態様では、セラミック粒子は、研磨粒子とは異なる材料を含むことができ
る。特定の例では、セラミック粒子は、アルミナ、例えば溶融アルミナ、ゾルゲルアルミ
ナ、微結晶アルミナ、ナノ結晶アルミナ、又はそれらの任意の組み合わせを含むことがで
きる。例えば、セラミック粒子は、溶融アルミナを含むことができる。別の例では、セラ
ミック粒子は、白色アルミナ、ピンクアルミナ、又はそれらの組み合わせを含むことがで
きる。特定の実施態様では、セラミック粒子は、溶融アルミナ粒子から本質的になり得る
。更により特定の実施態様では、セラミック粒子は、白色溶融アルミナから本質的になり
得る。別の特定の例では、セラミック粒子は、アルファアルミナを含むことができ、又は
より具体的には、アルファアルミナから本質的になり得る。
【0022】
一態様では、セラミック粒子は、研磨粒子の性能及び特性の改善を促進することができ
る特定のモース硬度を含むことができる。例えば、セラミック粒子は、少なくとも5.5
、少なくとも6、少なくとも6.5、少なくとも7、少なくとも7.5、少なくとも8、
少なくとも8.5、又は少なくとも9のモース硬度を含むことができる。別の例では、セ
ラミック粒子は、最大10、最大9.5、最大9、最大8.5、最大8、最大7.5、又
は最大7のモース硬度を含むことができる。さらに、セラミック粒子は、本明細書に記載
の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内のモース硬度を含むことができる。
【0023】
混合物は、研磨材製品の性能及び特性の改善を促進することができる特定の含有量のセ
ラミック粒子を含むことができる。一実施形態では、セラミック粒子の含有量は体積パー
センテージの単位であり得る。本明細書で使用される場合、混合物に含まれるセラミック
粒子の体積パーセンテージVc/pは、式Vc/p=[Vcm/(Vcm+Vbpm)]
×100%を用いて求めることができ、式中、Vcmは、混合物に添加されたセラミック
粒子の体積であり、Vbpmは、混合物に添加されたボンド材前駆体材料の体積である。
一態様では、セラミック粒子の含有量Vc/pは、少なくとも1体積%、例えば少なくと
も1.3体積%、少なくとも1.5体積%、少なくとも1.8体積%、少なくとも2体積
%、少なくとも2.2%、少なくとも2.5体積%、少なくとも2.7体積%、少なくと
も3体積%、少なくとも3.3体積%、少なくとも3.5体積%、少なくとも3.7体積
%、少なくとも3.9体積%、少なくとも4体積%、少なくとも4.1体積%、少なくと
も4.3体積%、少なくとも4.5体積%、少なくとも4.7体積%、少なくとも4.9
体積%、少なくとも5体積%、少なくとも6体積%、又は少なくとも7体積%であり得る
。別の態様では、セラミック粒子の含有量Vc/pは、最大15体積%、例えば最大12
体積%、最大11体積%、又は最大10体積%であり得る。特定の態様では、セラミック
粒子の含有量Vc/pは、10体積%未満、例えば、最大9.7体積%、最大9.5体積
%、最大9.4体積%、最大9.2体積%、最大9体積%、最大8.8体積%、最大8.
6体積%、最大8.3体積%、最大8体積%、最大7.9体積%、最大7.7体積%、最
大7.5体積%、最大7.3体積%、最大7体積%、最大6.9体積%、最大6.7体積
%、最大6.6体積%、最大6.4体積%、最大6.2体積%、最大6体積%、最大5.
8体積%、最大5.6体積%、最大5.4体積%、最大5.2体積%、最大5体積%、最
大4.8体積%、又は最大4.6体積%であり得る。さらに、セラミック粒子Vc/p
含有量は、本明細書に記載の最小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲内であ
り得る。
【0024】
別の実施形態では、混合物に含まれるセラミック粒子の含有量は、重量パーセント単位
であり得る。本明細書で使用される場合、混合物に含まれるセラミック粒子の重量パーセ
ンテージWc/pは、式Wc/p=[Wcm/(Wcm+Wbpm)]×100%を用い
て求めることができ、式中、Wcmは、混合物に添加されたセラミック粒子の重量であり
、Wbpmは、混合物に添加されたボンド材前駆体材料の重量である。一態様では、セラ
ミック粒子の含有量Wc/pは、少なくとも0.001重量%、例えば、少なくとも0.
01重量%、少なくとも0.05重量%、少なくとも0.08重量%、少なくとも0.1
重量%、少なくとも0.2重量%、少なくとも0.4重量%、少なくとも0.5重量%、
少なくとも0.7重量%、少なくとも0.8重量%、少なくとも0.9重量%、少なくと
も1重量%、少なくとも1.2重量%、少なくとも1.4重量%、少なくとも1.6重量
%、少なくとも1.8重量%、少なくとも2重量%、少なくとも2.2重量%、少なくと
も2.5重量%、少なくとも2.7重量%、少なくとも3重量%、少なくとも3.3重量
%、少なくとも3.5重量%、少なくとも3.7重量%、少なくとも3.9重量%、少な
くとも4重量%、少なくとも4.1重量%、少なくとも4.3重量%、少なくとも4.5
重量%、少なくとも4.7重量%、少なくとも4.9重量%、少なくとも5重量%、少な
くとも7重量%、少なくとも9重量%、少なくとも10重量%、少なくとも12重量%、
少なくとも15重量%、少なくとも17重量%、少なくとも19重量%、少なくとも20
重量%、少なくとも22重量%、少なくとも25重量%、少なくとも28重量%、又は少
なくとも30重量%であり得る。別の態様では、セラミック粒子の含有量Wc/pは、5
0重量%未満、例えば、最大45重量%、最大43重量%、最大41重量%、最大39重
量%、最大37重量%、最大35重量%、最大33重量%、最大31重量%、最大28重
量%、最大26重量%、最大24重量%、最大22重量%、最大20重量%、最大17重
量%、最大15重量%、最大13重量%、最大11重量%、最大10重量%、最大9.7
重量%、最大9.5重量%、最大9.4重量%、最大9.2重量%、最大9重量%、最大
8.8重量%、最大8.6重量%、最大8.3重量%、最大8重量%、最大7.9重量%
、最大7.7重量%、最大7.5重量%、最大7.3重量%、最大7重量%、最大6.9
重量%、最大6.7重量%、最大6.6重量%、最大6.4重量%、最大6.2重量%、
最大6重量%、最大5.8重量%、最大5.6重量%、最大5.4重量%、最大5.2重
量%、最大5重量%、最大4.8重量%、最大4.6重量%、最大4.1重量%、最大3
.9重量%、最大3.5重量%、最大3.3重量%、最大3重量%、最大2.7重量%、
最大2.5重量%、最大2.2重量%、最大2重量%、最大1.5重量%、又は最大1重
量%であり得る。さらに、セラミック粒子の含有量Wc/pは、本明細書に記載の最小及
び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲内であり得る。
【0025】
研磨粒子は、天然に存在する材料、合成材料、単結晶材料、多結晶材料、非晶質材料、
又はそれらの組み合わせを含む材料を含むことができる。特定の例では、研磨粒子は、酸
化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、炭素系材料(例えば、ダイヤモンド)、酸炭化物、酸
窒化物、酸ホウ化物、超研磨剤(super abrasives)、鉱物、及びそれら
の任意の組み合わせから選択される少なくとも1つの材料を含むことができる。研磨粒子
は、少なくとも6、少なくとも6.5、少なくとも7、少なくとも8、少なくとも8.5
、少なくとも9、又は少なくとも9.5等の特定のモース硬度を有することができる。
【0026】
より具体的な例では、研磨粒子は、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア
、フリント、ガーネット、エメリー、希土類酸化物、希土類含有材料、酸化セリウム、ゾ
ルゲル由来粒子、石膏、酸化鉄、ガラス含有粒子、及びそれらの組み合わせの群から選択
される材料を含むことができる。より具体的な例では、研磨粒子は、炭化ケイ素、褐色溶
融アルミナ、シードゲル研磨剤(seeded gel abrasive)、添加剤を
含む焼結アルミナ、成形済み及び焼結酸化アルミニウム、ピンクアルミナ、ルビーアルミ
ナ、電気溶融単結晶アルミナ、アルミナジルコニア、押出ボーキサイト、立方晶窒化ホウ
素、ダイヤモンド、酸窒化アルミニウム、焼結アルミナ、押出アルミナ、又はそれらの任
意の組み合わせを含んでもよい。
【0027】
例示的な実施態様では、研磨粒子は、アルミナ(Al)、マグネシア(MgO)
、ジルコニア(ZrO)、酸化クロム(Cr)、又はそれらの任意の組み合わせ
を含むセラミック材料を含むことができる。特に、研磨粒子は、研磨粒子の総重量に対し
て少なくとも50重量%、例えば少なくとも60重量%、少なくとも80重量%、又は少
なくとも90重量%のアルミナを含むことができる。より具体的な例では、研磨粒子はア
ルミナから本質的になり得る。別の例では、研磨粒子は単結晶アルミナを含むことができ
る。更なる例では、研磨粒子は酸窒化アルミニウムを含むことができる。更に別の例では
、研磨粒子は炭化ケイ素を含むことができる。
【0028】
研磨粒子の別の例は、凝集体、集合体、成形済み研磨粒子、非凝集粒子、非成形研磨粒
子、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。特定の例では、研磨粒子は、凝
集した白色アルミナ粒子を含むことができる。
【0029】
成形済み研磨粒子は、同じ2次元及び3次元形状を有する成形済み研磨粒子について、
各粒子が互いに対して実質的に同じ表面及び縁部の配置を有するように形成される。した
がって、成形済み研磨粒子は、同じ二次元及び三次元形状を有する群の他の成形済み研磨
粒子と比較して、表面及び縁部の配置において高い形状忠実度及び一貫性を有することが
できる。対照的に、非成形済み研磨粒子は、異なるプロセスによって形成され、異なる形
状属性を有することができる。例えば、非成形済み研磨粒子は、典型的には粉砕プロセス
によって形成され、材料の塊が形成され、次いで粉砕及びふるい分けされて特定のサイズ
の研磨粒子が得られる。しかしながら、非成形済み研磨粒子は、表面及び縁部のほぼラン
ダムな配置を有し、一般に、本体の周りの表面及び縁部の配置においてあらゆる認識可能
な二次元又は三次元形状を欠く。さらに、同じ群又はバッチの非成形済み研磨粒子は、一
般に、表面及び縁部が互いに比較してランダムに配置されるように、互いに対して一貫し
た形状を欠いている。したがって、形成されていない粒又は破砕された粒は、成形済み研
磨粒子と比較して著しく低い形状忠実性を有する。
【0030】
いくつかの実施態様では、研磨粒子は、成形済み研磨粒子を含むことができる。例えば
、成形済み研磨粒子は、その全体が本明細書に組み込まれる米国特許第20150291
865号、米国特許第20150291866号、及び米国特許第2015029186
7号に開示されているものを含むことができる。別の例では、成形済み研磨粒子は、正多
角形、不規則多角形、不規則形状、三角形、部分的に凹形の三角形、四辺形、長方形、台
形、五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア文字
、及びそ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含むことができる。別
の例では、成形済み研磨粒子は、多面体、角錐、楕円体、球、角柱、円柱、円錐、四面体
、立方体、直方体、菱面体、角錐台、切頭楕円体、切頭球、切頭円錐、五面体、六面体、
七面体、八面体、非多面体、十面体、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア文字、漢字、複
合多角形、不規則な外形、火山型、モノスタティック形状、及びそれらの組み合わせから
なる群から選択される三次元形状を含むことができ、モノスタティック形状は、単一の安
定した静止位置を有する形状である。更に別の例では、成形済み研磨粒子は、三角形の二
次元形状、部分的に凹形の三角形の二次元形状、又はそれらの組み合わせを含むことがで
きる。
【0031】
更なる例では、成形済み研磨粒子は、本体長さ(Lb)、本体幅(Wb)、及び本体厚
さ(Tb)を有する本体を含むことができ、Lb>Wb、Lb>Tb且つWb>Tbであ
る。本体は、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少
なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び最大1000:1の一次アスペクト比(
Lb:Wb)を含むことができる。本体はまた、少なくとも約1:1又は少なくとも約2
:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び最大
1000:1の二次アスペクト比(Lb:Tb)を含み得る。本体は、少なくとも約1:
1又は少なくとも約2:1又は少なくとも約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくと
も約10:1及び最大1000:1の三次アスペクト比(Wb:Tb)を含むことができ
る。更なる例では、本体長さ(Lb)、本体幅(Wb)、及び本体厚さ(Tb)の少なく
とも1つが、少なくとも0.1ミクロン、又は少なくとも1ミクロン、又は少なくとも1
0ミクロン、又は少なくとも50ミクロン、又は少なくとも100ミクロン、又は少なく
とも150ミクロン、又は少なくとも200ミクロン、又は少なくとも400ミクロン、
又は少なくとも600ミクロン、又は少なくとも800ミクロン、又は少なくとも1mm
、及び最大20mm、又は最大18mm、又は最大16mm、又は最大14mm、又は最
大12mm、又は最大10mm、又は最大8mm、又は最大6mm、又は最大4mmの平
均寸法を有することができる。更なる例では、本体は、三角形、四辺形、長方形、台形、
五角形、六角形、七角形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア文字、及
びそれらの組み合わせからなる群から選択される、本体長さ及び本体幅によって画定され
る平面内の断面形状を備える。
【0032】
特定の実施態様では、混合物は、第1のタイプの研磨粒子と第2のタイプの研磨粒子と
を含むブレンドを含むことができる。第1及び第2のタイプの研磨粒子は、本明細書の実
施形態で言及される研磨粒子のいずれかを独立して含むことができる。例えば、第1のタ
イプの研磨粒子はセラミック材料を含むことができ、第2のタイプの研磨粒子は単結晶材
料を含むことができる。別の例では、第1のタイプの研磨粒子は非凝集粒子を含むことが
でき、第2のタイプの研磨粒子は凝集粒子を含むことができる。
【0033】
研磨粒子は、特定の粒度分布を含むことができる。一実施形態では、研磨粒子は、研磨
材製品の特性及び性能の改善を促進することができる特定の平均粒径D50aを有するこ
とができる。一態様では、平均粒径D50aは、最大1.9mm、最大1.8mm、最大
1.6mm、最大1.5mm、最大1.2mm、最大1mm、最大900ミクロン、最大
850ミクロン、最大830ミクロン、最大800ミクロン、最大750ミクロン、最大
700ミクロン、最大650ミクロン、最大600ミクロン、最大550ミクロン、最大
500ミクロン、最大450ミクロン、最大400ミクロン、最大380ミクロン、最大
350ミクロン、最大320ミクロン、最大300ミクロン、最大280ミクロン、最大
260ミクロン、又は最大255ミクロンであり得る。別の態様では、平均粒径D50a
は、少なくとも120ミクロン、少なくとも140ミクロン、少なくとも150ミクロン
、少なくとも170ミクロン、少なくとも180ミクロン、少なくとも200ミクロン、
少なくとも210ミクロン、少なくとも230ミクロン、少なくとも250ミクロン、少
なくとも260ミクロン、少なくとも270ミクロン、少なくとも290ミクロン、少な
くとも300ミクロン、少なくとも320ミクロン、少なくとも340ミクロン、少なく
とも350ミクロン、少なくとも360ミクロン、少なくとも380ミクロン、少なくと
も400ミクロン、少なくとも420ミクロン、少なくとも430ミクロン、少なくとも
440ミクロン、少なくとも450ミクロン、少なくとも460ミクロン、少なくとも4
70ミクロン、少なくとも490ミクロン、又は少なくとも500ミクロンであり得る。
さらに、粒径D50aは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内で
あり得る。
【0034】
更なる実施形態では、研磨粒子は、研磨材製品の改善された特性及び性能を促進するこ
とができる特定のD10を有することができる。一態様では、研磨粒子は、少なくとも6
0ミクロン、少なくとも65ミクロン、少なくとも70ミクロン、少なくとも75ミクロ
ン、少なくとも80ミクロン、少なくとも85ミクロン、少なくとも90ミクロン、少な
くとも95ミクロン、少なくとも100ミクロン、少なくとも110ミクロン、少なくと
も120ミクロン、少なくとも130ミクロン、少なくとも135ミクロン、少なくとも
140ミクロン、少なくとも145ミクロン、少なくとも150ミクロン、少なくとも1
55ミクロン、少なくとも160ミクロン、又は少なくとも165ミクロンのD10を含
むことができる。更なる態様では、研磨粒子は、最大1mm、最大900ミクロン、最大
850ミクロン、最大830ミクロン、最大800ミクロン、最大750ミクロン、最大
700ミクロン、最大650ミクロン、最大600ミクロン、最大550ミクロン、最大
500ミクロン、最大450ミクロン、最大400ミクロン、最大380ミクロン、最大
350ミクロン、最大320ミクロン、最大300ミクロン、最大280ミクロン、最大
260ミクロン、最大250ミクロン、最大240ミクロン、最大220ミクロン、最大
210ミクロン、最大200ミクロン、又は最大170ミクロンのD10を含むことがで
きる。さらに、研磨粒子は、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲の
D10を含むことができる。
【0035】
更なる実施形態では、研磨粒子は、研磨材製品の改善された特性及び性能を促進するこ
とができる特定のD90を有することができる。一態様では、研磨粒子は、少なくとも1
50ミクロン、少なくとも170ミクロン、少なくとも190ミクロン、少なくとも20
0ミクロン、少なくとも220ミクロン、少なくとも240ミクロン、少なくとも250
ミクロン、少なくとも260ミクロン、少なくとも270ミクロン、少なくとも280ミ
クロン、少なくとも300ミクロン、少なくとも310ミクロン、少なくとも320ミク
ロン、少なくとも340ミクロン、少なくとも350ミクロン、少なくとも360ミクロ
ン、又は少なくとも370ミクロンのD90を含むことができる。更なる態様では、研磨
粒子は、最大2.2mm、最大2mm、最大1mm、最大900ミクロン、最大870ミ
クロン、最大850ミクロン、最大820ミクロン、最大780ミクロン、最大750ミ
クロン、最大730ミクロン、最大700ミクロン、最大670ミクロン、最大640ミ
クロン、最大610ミクロン、最大580ミクロン、最大530ミクロン、最大500ミ
クロン、最大470ミクロン、最大450ミクロン、最大330ミクロン、最大410ミ
クロン、最大390ミクロン、又は最大370ミクロン、のD90を含む粒度分布を含む
ことができる。さらに、研磨粒子は、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含
む範囲のD90を含むことができる。
【0036】
更なる実施形態では、研磨粒子は、長さ:幅の平均アスペクト比を有することができる
。一態様では、平均アスペクト比は、少なくとも1、少なくとも1.2、少なくとも1.
5、少なくとも2、少なくとも2.3、少なくとも2.5、少なくとも2.8、少なくと
も3、少なくとも4、少なくとも5、又は少なくとも6であり得る。別の態様では、平均
アスペクト比は、最大30、最大25、最大22、最大20、最大15、最大12、最大
10、最大8、最大6、最大5、最大4、又は最大3であり得る。さらに、研磨粒子は、
本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲のアスペクト比を有することが
できる。
【0037】
混合物は、任意に、1つ以上の充填材料を含むことができる。充填材料は、改善された
機械的特性を提供し、研磨材製品の形成を容易にすることができる。充填材料は、研磨粒
子とは異なる場合があり、セラミック粒子とは異なる場合がある。例えば、充填材料は、
研磨粒子の硬度より低く、セラミック粒子の硬度より低い硬度を有し得る。充填材料はま
た、ボンド材前駆体材料に含有される組成物とは異なっていてもよい。少なくとも1つの
実施形態では、充填材料は、繊維、織布材料、不織布材料、粒子、鉱物、ナット、シェル
、酸化物、アルミナ、炭化物、窒化物、ホウ化物、有機材料、ポリマー材料、天然に存在
する材料、及びそれらの組み合わせ等の様々な材料を含むことができる。特定の例では、
充填剤材料は、ウォラストナイト、ムライト、鋼、鉄、銅、真鍮、青銅、スズ、アルミニ
ウム、カイアナイト、アルサイト、ガーネット、石英、フッ化物、雲母、ネフェリンサイ
エナイト、硫酸塩(例えば硫酸バリウム)、炭酸塩(例えば、炭酸カルシウム)、氷晶石
、ガラス、ガラス繊維、チタン酸塩(例えば、チタン酸カリウム繊維)、ジルコン、岩綿
、粘土、セピオライト、硫化鉄(例えば、Fe、FeS、又はそれらの組み合わ
せ)、フルオロスパー(CaF)、硫酸カリウム(KSO)、グラファイト、フル
オロホウ酸カリウム(KBF)、フッ化カリウムアルミニウム(KAlF)、硫化亜
鉛(ZnS)、ホウ酸亜鉛、ホウ砂、ホウ酸、微細なアランダム粉末、P15A、気泡ア
ルミナ、コルク、ガラス球、銀、Saran(商標)樹脂、パラジクロロベンゼン、シュ
ウ酸、ハロゲン化アルカリ、有機ハロゲン化物、及びアタパルジャイト等の材料を含むこ
とができる。
【0038】
混合物の形成は、乾燥又は湿潤混合物の形成を含むことができる。混合物内の成分の均
一な分散を促進するために、湿潤混合物を作製することが適切であり得る。いくつかの実
施態様では、均一なボンド材前駆体組成物を混合物の他の成分と混合するために作製する
ことができるように、ボンド材前駆体材料とセラミック粒子との予備混合物を調製するこ
とができる。他の例では、セラミック粒子、研磨粒子、及び/又は他の成分を、予備混合
物を形成することなくボンド材前駆体材料と混合することができる。当業者は、混合物が
、例えば、充填剤、添加剤、バインダ、細孔形成剤、中空粒子を含む他の材料、又は研磨
材製品の形成前に混合物の形成を促進してグリーン製品(green product)
を作製するための当該技術分野で既知の任意の他の材料を含むことができることを理解す
るであろう。少なくとも1つの実施形態では、混合物は、細孔形成剤を本質的に含まなく
てもよい。
【0039】
本開示を読んだ後、当業者は、セラミック粒子及びボンド材前駆体材料が混合物中の結
合成分を構成し、セラミック粒子は研磨粒子の一部を置換することを意図しないことを理
解するであろう。
【0040】
再び図1を参照すると、混合物を形成した後、プロセスはステップ102に続き、混合
物をグリーンボディ(green body)に形成することができる。混合物をグリー
ンボディに形成するプロセスは、プレス、成形、鋳造、切断、印刷、硬化、堆積、乾燥、
加熱、冷却、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【0041】
再び図1を参照すると、工程102でグリーンボディを形成した後、工程103で、グ
リーンボディを最終形成された研磨材製品に形成することによってプロセスを継続するこ
とができる。特定の例では、混合物が最終的に形成される研磨材製品に直接変換されるよ
うに、グリーンボディを形成するプロセスと最終形成された研磨材製品を形成するプロセ
スとを組み合わせることができる。最終形成された研磨材製品を形成するための適切なプ
ロセスは、プレス、成形、鋳造、切断、印刷、硬化、堆積、乾燥、加熱、冷却、又はそれ
らの任意の組み合わせを含むことができる。
【0042】
特定の一実施形態では、最終形成された研磨材製品を形成する方法は、混合物を熱処理
することを含むことができる。一実施形態によれば、熱処理のプロセスは、ボンド材前駆
体材料から硝子体ボンド材料を形成するのに十分な温度まで混合物を加熱することを含む
ことができる。一実施形態によれば、熱処理は、混合物を1250℃以下、例えば、12
00℃以下、1150℃以下、1100℃以下、1050℃以下、又は950℃以下の形
成温度に加熱することを含むことができる。さらに、少なくとも1つの非限定的な実施形
態では、熱処理するプロセスは、研磨粒子、セラミック粒子、及びボンド材料を含む混合
物を、少なくとも850℃、例えば少なくとも875℃、少なくとも900℃、少なくと
も920℃、又は更に少なくとも950℃の形成温度まで加熱することを含むことができ
る。成形温度は、上記の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解
されよう。形成温度は、ボンド材前駆体材料の溶融温度以上であり得る。
【0043】
ボンド材前駆体材料は、形成温度で加熱されたときに粘度及び特定の流動性を有するこ
とができる。セラミック粒子は、接合研磨体の改善された形成を容易にするために、粘度
及び/又はボンド流動に影響を及ぼし得ることに留意されたい。例えば、セラミック粒子
は、ボンド流動を減少させるのに役立つ可能性がある。更なる例では、セラミック粒子を
含まない同様の混合物と比較して、セラミック粒子を含む混合物は、研磨粒子間のボンド
ブリッジの数及び/又はサイズが改善された形成を容易にすることができるボンド流動を
有することができる。
【0044】
熱処理は、非酸化性雰囲気中で混合物を加熱することを更に含んでもよい。少なくとも
別の実施形態では、熱処理のプロセスは、窒素に富む雰囲気、より具体的には窒素から本
質的になる雰囲気で混合物を加熱することを含むことができる。さらに、非酸化性雰囲気
は、1つ以上の希ガスを含むことができることが理解されよう。さらに、別の実施形態で
は、熱処理のプロセスは、周囲雰囲気(すなわち、空気)中で行うことができる。
【0045】
熱処理して接合研磨体を形成した後、該接合研磨体を研磨材製品に組み込んでもよい。
接合研磨体は、当該技術分野で知られているような任意の適切なサイズ及び形状を有する
ことができ、研磨ホイール、コーン、ホーン、カップ、フランジ付ホイール、テーパー付
カップ、セグメント、軸付砥石ツール、ディスク、薄ホイール、大径切断ホイール等を含
むがこれらに限定されない材料除去作業を行うのに適した接合研磨材製品を形成するため
に、様々なタイプの研磨材製品に組み込むことができることが理解されよう。
【0046】
上述のように、研磨材製品は、研磨粒子205を接合するボンドブリッジ(本開示では
「ボンドポスト」とも呼ばれる)の形態のボンド材料201と、ボンド材料201に含有
されるセラミック粒子202と、ボンド材料202と研磨粒子205との間に延在する細
孔203とを備える、接合研磨材の形態の本体を有することができる。特定の実施形態で
は、ボンド材料201は、本体の体積を通って連続的に延在するボンドマトリックスを形
成することができる。
【0047】
一実施形態では、本体は、研磨材製品の形成、並びに特性及び性能の改善を容易にする
ことができる特定の平均サイズを有するボンドポストを含むことができる。一態様では、
ボンドポストは、平均セラミック粒径D50cよりも大きい平均サイズSbpを有するこ
とができる。別の態様では、平均接合後サイズ(Sbp)は、12ミクロン超、例えば、
少なくとも13ミクロン、少なくとも15ミクロン、少なくとも17ミクロン、少なくと
も19ミクロン、少なくとも20ミクロン、少なくとも22ミクロン、少なくとも24ミ
クロン、少なくとも25ミクロン、少なくとも26ミクロン、少なくとも37ミクロン、
少なくとも38ミクロン、少なくとも39ミクロン、少なくとも40ミクロン、少なくと
も42ミクロン、少なくとも45ミクロン、少なくとも47ミクロン、少なくとも49ミ
クロン、少なくとも51ミクロン、少なくとも53ミクロン、少なくとも55ミクロン、
少なくとも57ミクロン、少なくとも59ミクロン、少なくとも62ミクロン、少なくと
も65ミクロン、少なくとも67ミクロン、少なくとも70ミクロン、少なくとも74ミ
クロン、少なくとも76ミクロン、少なくとも78ミクロン、少なくとも80ミクロン、
少なくとも82ミクロン、少なくとも84ミクロン、少なくとも87ミクロン、少なくと
も90ミクロン、少なくとも93ミクロン、少なくとも95ミクロン、少なくとも98ミ
クロン、少なくとも100ミクロン、少なくとも110ミクロン、少なくとも120ミク
ロン、少なくとも140ミクロン、少なくとも160ミクロン、少なくとも180ミクロ
ン、又は少なくとも200ミクロンであり得る。更なる態様では、本体は、研磨粒子の平
均粒径(D50a)未満の平均接合後サイズ(Sbp)を含むことができる。更なる態様
では、平均接合後サイズ(Sbp)は、最大1.8mm、最大1.5mm、最大1.2m
m、最大900ミクロン、最大850ミクロン、最大830ミクロン、最大800ミクロ
ン、最大750ミクロン、最大700ミクロン、最大650ミクロン、最大600ミクロ
ン、最大550ミクロン、最大500ミクロン、最大450ミクロン、最大400ミクロ
ン、最大380ミクロン、最大350ミクロン、最大320ミクロン、最大300ミクロ
ン、最大280ミクロン、最大260ミクロン、最大255ミクロン、最大220ミクロ
ン、又は最大200ミクロンであり得る。平均接合後サイズは、本明細書に記載の最小値
及び最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることを理解されたい。
【0048】
ボンドポストの平均サイズは、以下のように決定することができる。接合研磨体の断面
を研磨加工し、断面全体の高コントラストの走査型電子顕微鏡画像を撮影することができ
る。通常、断面全体に少なくとも6つの画像が必要である。画像Jは、断面の全てのボン
ドポストのサイズを分析するために使用され、全てのボンドポストのサイズの平均は、本
体内の平均接合後サイズとして使用される。
【0049】
更なる実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の特性及び性能の改善を促進すること
ができる特定のビッカース硬度を有することができる。一態様では、ボンド材料は、少な
くとも5.70GPa、少なくとも5.75GPa、又は少なくとも5.80GPaの平
均ビッカース硬度を含むことができる。別の態様では、ボンド材料は、最大6.50GP
a、最大6.45GPa、又は最大6.40GPaの平均ビッカース硬度を含むことがで
きる。ボンド材料は、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内のビッ
カース硬度を含むことができることを理解されたい。ビッカース硬度は、Vickers
Indentation Hardnessの標準試験方法、ASTM C 1327
-2015に従って決定される。
【0050】
一実施形態では、セラミック粒子をボンド材料中に実質的に均一に分散させることがで
きる。例えば、ボンドブリッジの大部分は、分散したセラミック粒子を含有することがで
きる。別の例では、ボンドブリッジの少なくとも51%が分散セラミック粒子を含有する
ことができ、例えば、ボンドブリッジの少なくとも60%、少なくとも65%、少なくと
も70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%
、又は少なくとも95%が分散セラミック粒子を含有することができる。一実施形態では
、全てのボンドブリッジは、分散セラミック粒子を含有することができる。
【0051】
一実施形態では、本体は、研磨材製品の性能の改善を促進することができる特定の含有
量のボンド材料を含むことができる。一態様では、本体は、本体の総体積に対して、少な
くとも2体積%、例えば少なくとも4体積%,少なくとも5体積%、又は少なくとも6体
積%、又は少なくとも7体積%、又は少なくとも8体積%、又は少なくとも9体積%、又
は少なくとも10体積%、又は少なくとも11体積%、又は少なくとも12体積%、又は
少なくとも13体積%、又は少なくとも14体積%、又は少なくとも15体積%、又は少
なくとも16体積%、又は少なくとも17体積%、又は少なくとも18体積%、又は少な
くとも19体積%、又は少なくとも20体積%のボンド材料を含むことができる。別の態
様では、本体は、本体の総体積に対して、最大35体積%、例えば最大30体積%又は最
大25体積%又は最大20体積%のボンド材料を含むことができる。さらに、本体は、本
明細書に記載の最小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲の含有量のボンド材
料を含むことができる。
【0052】
一実施形態では、ボンド材料は、セラミック材料、非晶質材料、又はそれらの組み合わ
せを含むことができる。セラミック材料は、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、
ランタノイド、遷移金属元素、及びそれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、
少なくとも1つの金属又は半金属元素を含む組成物である。セラミック材料は、酸化物、
炭化物、窒化物、ホウ化物、及びそれらの組み合わせを含むことができる。さらに、セラ
ミック材料は、単結晶相、多結晶相、非晶質相、又はそれらの組み合わせを含むことがで
きる。セラミック材料は、単結晶相、多結晶相、非晶質相、又はそれらの組み合わせから
本質的になり得ることが理解されよう。
【0053】
或る実施形態では、ボンド材料は硝子体材料を含むことができる。硝子体材料は、非晶
質相を備えることができる。例えば、ボンド材料は、非晶質相を有する硝子体材料から本
質的になることができる。別の実施形態では、ボンド材料は、非硝子体材料を含むことが
できる。非硝子体材料は、多結晶相を含むことができる。更に別の実施形態では、ボンド
材料は、ポリクリアリン材料と硝子体材料との混合物を含むことができる。
【0054】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は性能を促進し
得る特定の含有量で酸化ホウ素(B)を含むことができる。酸化ホウ素は、ボンド
材料の総重量と比較して特定の重量パーセントで存在することができる。例えば、酸化ホ
ウ素は、ボンド材料の総重量に対して、最大30重量%、最大28重量%、最大26重量
%、最大24重量%、又は最大22重量%の酸化ホウ素(B)であり得る。別の例
では、ボンド材料は、ボンド材料の総重量に対して、少なくとも2重量%、例えば、少な
くとも3重量%、少なくとも4重量%、又は少なくとも5重量%の酸化ホウ素を含むこと
ができる。特定の例では、酸化ホウ素の含有量は、5重量%超、例えば少なくとも6重量
%、少なくとも7重量%、少なくとも8重量%、少なくとも10重量%、少なくとも12
重量%、又は更に少なくとも15重量%であり得る。ボンド材料中の酸化ホウ素の含有量
は、本明細書に記載の任意の最小から最大のパーセンテージを含む範囲であり得ることが
理解されよう。例えば、ボンド材料は、2重量%~30重量%の範囲、5重量%~30重
量%の範囲、又は8重量%~22重量%の範囲の酸化ホウ素を含むことができる。
【0055】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は性能を促進し
得る特定の含有量で酸化ケイ素(SiO)を含むことができる。ボンド材料の総重量に
対する酸化ケイ素の含有量は、例えば、最大80重量%、最大75重量%、最大70重量
%、最大66重量%、最大65重量%、最大63重量%、最大60重量%、最大55重量
%、最大52重量%、or最大50重量%であり得る。特定の例では、ボンド材料は、6
6重量%未満の酸化ケイ素を含むことができる。別の例では、ボンド材料は、少なくとも
25重量%、例えば、少なくとも30重量%、少なくとも35重量%、少なくとも38重
量%、少なくとも40重量%、少なくとも42重量%、少なくとも45重量%、少なくと
も47重量%、少なくとも48重量%、更には少なくとも49重量%の酸化ケイ素を含む
ことができる。酸化ケイ素の含有量は、上記の最小から最大のパーセンテージを含む範囲
内であり得ることが理解されよう。例えば、酸化ケイ素含有量は、35重量%~80重量
%の範囲内、又は40重量%~65重量%の範囲内であり得る。
【0056】
更なる実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は性能を促
進し得る特定の含有量で酸化ホウ素及び酸化ケイ素を含むことができる。例えば、酸化ホ
ウ素及び酸化ケイ素の総含有量は、最大80重量%、例えば、最大77重量%、最大75
重量%、最大73重量%、最大70重量%、最大70重量%、又は最大65重量%であり
得る。別の例では、酸化ホウ素及び酸化ケイ素の総含有量は、ボンド材料の総重量に対し
て、少なくとも40重量%、少なくとも42重量%、少なくとも46重量%、少なくとも
48重量%、又は更に少なくとも50重量%であり得る。酸化ホウ素及び酸化ケイ素の総
含有量は、本明細書に開示される最小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲内
であり得ることが理解されよう。例えば、酸化ホウ素及び酸化ケイ素の総含有量は、40
重量%~80重量%の範囲内、又は42重量%~77重量%の範囲内、又は46重量%~
65重量%の範囲内であり得る。
【0057】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は性能を促進し
得る、重量パーセント酸化ケイ素(SiO):重量パーセント酸化ホウ素(B
の特定の比を含むことができる。例えば、比率は、最大22:1、最大21:1、最大2
0:1、又は最大19:1であり得る。特定の例では、比率は、19:1未満、例えば、
最大18:1、最大16:1、最大15:1、最大12:1、最大10:1、最大9:1
、最大8:1、最大7:1、最大6.5:1、最大6:1、最大5.5:1、最大5.2
:1、最大5:1、又は最大4.8:1であり得る。別の例では、重量パーセント酸化ケ
イ素(SiO):重量パーセント酸化ホウ素(B)の比は、少なくとも1.3:
1、少なくとも1.5:1、少なくとも1.7:1、少なくとも2:1、少なくとも2.
2:1、少なくとも2.4:1、少なくとも2.6:1、少なくとも2.8:1、又は少
なくとも3:1であり得る。重量パーセント酸化ケイ素(SiO):重量パーセント酸
化ホウ素(B)の比は、上記の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とするこ
とができ、例えば、比は、1:3~22:1の範囲内又は1:3~7:1の範囲内であり
得ることが理解されよう。
【0058】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は性能を促進す
ることができる含有量で酸化アルミニウム(Al)を含むことができる。或る例で
は、ボンド材料は、ボンド材料の総重量に対して、少なくとも5重量%、少なくとも8重
量%、少なくとも9重量%、少なくとも10重量%、少なくとも12重量%、又は少なく
とも14重量%の酸化アルミニウム(Al)を含むことができる。別の例では、ボ
ンド材料は、ボンド材料の総重量に対して、最大30重量%、最大28重量%、最大25
重量%、最大23重量%、又は最大20重量%の酸化アルミニウム(Al)を含む
ことができる。特定の例では、ボンド材料は、ボンド材料の総重量に対して、最大又は2
0重量%未満、例えば、最大19重量%、又は最大18重量%の酸化アルミニウムを含む
ことができる。酸化アルミニウムの含有量は、上記の最小及び最大のパーセンテージのい
ずれかの範囲内、例えば、5重量%~31重量%の範囲内、又は10重量%~25重量%
の範囲内であり得ること理解されよう。
【0059】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は改善された性
能を促進することができる含有量のアルミニウム及びアルミナを含むことができる。例え
ば、ボンド材料は、ボンド材料の総重量に対して、少なくとも15重量%のアルミナ及び
アルミニウム金属(Al/Al)、例えばボンド材料の総重量に対して、少なくと
も18重量%、例えば少なくとも20重量%、少なくとも22重量%、又は更に少なくと
も24重量%のアルミナ及びアルミニウム金属(Al/Al)を含むことができる
。別の例では、ボンド材料は、ボンド材料の総重量に対して、最大45重量%、例えば最
大42重量%、最大40重量%、最大38重量%、最大35重量%、又は更には最大32
重量%のアルミナ及びアルミニウム金属を含むことができる。ボンド材料は、本明細書に
記載の最小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲内の含有量のアルミナ及びア
ルミニウム金属を含むことができることが理解されよう。例えば、アルミナ及びアルミニ
ウム金属の含有量は、ボンド材料の総重量に対して、5重量%~45重量%の範囲内、又
は10重量%~40重量%の範囲内、又は22重量%~35重量%の範囲内であり得る。
【0060】
一実施形態では、ボンド材料は、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素を含むことができる
。例えば、ボンド材料の総重量に対する酸化アルミニウム及び酸化ケイ素の総含有量は、
少なくとも50重量%、例えば、少なくとも52重量%、少なくとも56重量%、少なく
とも58重量%、又は少なくとも60重量%であり得る。別の例では、酸化アルミニウム
及び酸化ケイ素の総含有量は、ボンド材料の総重量に対して最大80重量%、又は最大7
9重量%であり得る。特定の例では、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素の総含有量は、7
9重量%未満、例えば、最大78重量%、最大77重量%、最大76重量%、最大75重
量%、最大74重量%、又は最大73重量%であり得る。酸化アルミニウム及び酸化ケイ
素の総含有量は、本明細書に記載の最小から最大のパーセンテージのいずれかの範囲内と
することができ、例えば、総含有量は、50重量%~79重量%の範囲内、56重量%~
75重量%の範囲内、又は更には60重量%~73重量%の範囲内であり得ることが理解
されよう。
【0061】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は改善された性
能を促進することができる、重量パーセント酸化ケイ素(SiO):重量パーセント酸
化アルミニウム(Al)の特定の比を含むことができる。例えば、比率は、最大5
.5:1、最大5:1、最大4.5:1、最大4:1、最大3.5:1、最大3:1、最
大2.5:1、最大2.2:1、又は最大2:1であり得る。別の例では、重量パーセン
ト酸化ケイ素(SiO):重量パーセント酸化アルミニウム(Al)の比は、少
なくとも1.3:1、少なくとも1.5:1、少なくとも1.7:1、又は少なくとも2
:1であり得る。重量パーセントの酸化ケイ素対重量パーセントの酸化アルミニウムの比
は、上記の最小比及び最大比のいずれかを含む範囲内とすることができ、例えば、比は1
:1~2.5:1の範囲内又は1.3:1~2.2:1の範囲内であり得ることが理解さ
れよう。
【0062】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の形成を容易にし、性能を改善し得る特定
の含有量のジルコン(ZrSiO)を含むことができる。例えば、ボンド材料は、ボン
ド材料の総重量に対して、少なくとも1重量%、例えば、少なくとも2重量%、又は少な
くとも3重量%、又は少なくとも4重量%、又は少なくとも5重量%、又は少なくとも6
重量%、又は少なくとも7重量%、又は少なくとも8重量%、又は少なくとも9重量%、
又は少なくとも10重量%、又は少なくとも11重量%、又は少なくとも12重量%、又
は少なくとも13重量%、又は少なくとも14重量%、又は少なくとも15重量%、又は
少なくとも16重量%、又は少なくとも17重量%、又は少なくとも18重量%、又は少
なくとも19重量%、又は少なくとも20重量%、又は少なくとも21重量%、又は少な
くとも22重量%、又は少なくとも23重量%、又は少なくとも24重量%、又は少なく
とも25重量%、又は少なくとも26重量%、又は少なくとも27重量%、又は少なくと
も28重量%、又は少なくとも29重量%のジルコンを含み得る。別の例では、ボンド材
料は、ボンド材料の総重量に対して、最大44重量%、最大42重量%、最大40重量%
、最大38重量%、最大36重量%、最大35重量%、最大34重量%、最大33重量%
、又は最大32重量%のジルコンを含み得る。ボンド材料は、上記の最小及び最大のパー
センテージのいずれかを含む範囲内のジルコン含有量を含み得ることが理解されよう。少
なくとも1つの実施形態では、ボンド材料は、ジルコン(ZrSiO)を本質的に含ま
なくてもよい。
【0063】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は性能を促進し
得る含有量で少なくとも1つのアルカリ土類酸化物化合物(RO)を含むことができる。
ボンド材料の総重量に対するアルカリ土類酸化物化合物の総含有量は、最大6重量%、最
大5重量%、最大4重量%、最大3.0重量%、最大2.5重量%、又は最大2重量%で
あり得る。別の実施形態では、アルカリ土類酸化物化合物(RO)の総含有量は、少なく
とも0.5重量%又は少なくとも0.8重量%であり得る。アルカリ土類酸化物化合物の
総含有量は、本明細書に記載の最小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲内と
することができ、例えば、総含有量は0.5重量%~5.0重量%の範囲内であり得るこ
とが理解されよう。
【0064】
或る実施形態では、ボンド材料は、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(M
gO)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)の群から選択される最
大3つの異なるアルカリ土類酸化物化合物(RO)を含むことができる。
【0065】
例えば、ボンド材料は、ボンド材料の総重量に対して、少なくとも0.5重量%、少な
くとも0.8重量%、又は少なくとも1重量%の酸化カルシウム(CaO)を含むことが
できる。代替的又は追加的に、ボンド材料は、ボンド材料の総重量に対して、3重量%以
下、2.8重量%以下、又は2.5重量%以下、2重量%以下、又は1.7重量%以下の
酸化カルシウム(CaO)を含むことができる。さらに、酸化カルシウムの含有量は、本
明細書に記載の最小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲内であり得る。少な
くとも1つの実施形態では、ボンド材料は、酸化カルシウム(CaO)を本質的に含まな
くてもよい。
【0066】
一実施形態では、ボンド材料は、アルカリ酸化物化合物(RO)を含むことができる
。例示的なアルカリ酸化物化合物は、酸化リチウム(LiO)、酸化ナトリウム(Na
O)、酸化カリウム(KO)、酸化セシウム(CsO)等を含むことができる。更
なる実施形態では、ボンド材料は、少なくとも1つのアルカリ酸化物化合物を含むことが
できる。特に、ボンド材料は、酸化リチウム(LiO)、酸化ナトリウム(NaO)
、酸化カリウム(KO)、及び酸化セシウム(CsO)からなる化合物の群から選択
されるアルカリ酸化物化合物(RO)、並びにそれらの組み合わせを含む。
【0067】
一実施形態では、ボンド材料の総重量に対するアルカリ酸化物化合物の総含有量は、最
大25重量%、又は最大22重量%、又は最大20重量%であり得る。代替的又は追加的
に、アルカリ酸化物化合物の総含有量は、少なくとも3重量%、少なくとも5重量%、少
なくとも7重量%、又は少なくとも9重量%であり得る。アルカリ酸化物化合物の総含有
量は、本明細書に記載の最小から最大のパーセンテージのいずれかの範囲内であり得るこ
とが理解されよう。例えば、アルカリ酸化物化合物の総含有量は、3重量%~25重量%
の範囲内、又は7重量%~22重量%の範囲内であり得る。
【0068】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は性能を促進す
ることができる含有量で酸化リチウム(LiO)を含むことができる。例えば、ボンド
材料は、ボンド材料の総重量に対して、少なくとも1重量%、少なくとも1.5重量%、
又は少なくとも2重量%の酸化リチウム(LiO)を含む。別の例では、ボンド材料は
、ボンド材料の総重量に対して、最大7重量%、最大6.5重量%、最大6重量%、最大
5.5重量%、又は最大5重量%の酸化リチウム(LiO)を含むことができる。酸化
リチウムの含有量は、例えば、1重量%~7重量%又は1.5重量%~6重量%の範囲内
を含む、上記の最小から最大のパーセンテージのいずれかの範囲内であり得ることが理解
されよう。少なくとも1つの実施形態では、ボンド材料は、酸化リチウム(LiO)を
本質的に含まない。
【0069】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は性能を促進す
ることができる含有量で酸化ナトリウム(NaO)を含むことができる。ボンド材料の
総重量に対する酸化ナトリウムの含有量は、例えば、少なくとも3重量%、少なくとも4
重量%、又は少なくとも5重量%であり得る。別の例では、酸化ナトリウムの含有量は、
ボンド材料の総重量に対して、最大15重量%、最大14重量%、最大13重量%、最大
12重量%、最大11重量%、又は最大10重量%の酸化ナトリウム(NaO)であり
得る。酸化ナトリウムの含有量は、例えば、3重量%~14重量%の範囲内、又は4重量
%~11重量%の範囲内を含む、上記の最小から最大のパーセンテージのいずれかの範囲
内であり得ることが理解されよう。
【0070】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び又は性能を促進する
ことができる含有量で酸化カリウム(KO)を含むことができる。例えば、ボンド材料
の総重量に対する酸化カリウムの含有量は、少なくとも1重量%、少なくとも1.5重量
%、又は少なくとも2重量%であり得る。別の例では、酸化カリウム(KO)の含有量
は、ボンド材料の総重量に対して、最大15重量%、例えば、最大13重量%、最大11
重量%、最大10重量%、最大8重量%、最大7重量%、最大6.5重量%、最大6重量
%、又は最大5.5重量%、又は最大5重量%であり得る。酸化カリウムの含有量は、例
えば1重量%~15重量%の範囲内を含む、本明細書に記載の最小から最大のパーセンテ
ージのいずれかの範囲内であり得ることが理解されよう。
【0071】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の改善された形成及び/又は性能を促進す
ることができる含有量で酸化リン(P)を含むことができる。例えば、ボンド材料
は、最大3.0重量%、例えば、最大2重量%又は最大1重量%の酸化リン(P
を含むことができる。少なくとも1つの実施形態では、ボンド材料は、酸化リン(P
)を本質的に含まなくてもよい。
【0072】
一実施形態では、ボンド材料は、研磨材製品の適切な形成及び/又は性能を促進する特
定の含有量の特定の成分を含むことができる。そのような成分は、二酸化マンガン(Mn
)、酸化鉄(Fe)、ZrSiO、CoAl、二酸化チタン(TiO
)、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。例えば、一例では、ボンド材
料は、ボンド材料の総重量に対して、最大2重量%、例えば、最大1重量%又は最大0.
5重量%の二酸化マンガン(MnO)、酸化鉄(Fe)、ZrSiO、CoA
、又は二酸化チタン(TiO)のいずれか1つを含むことができる。少なくと
も1つの実施形態では、ボンド材料は、二酸化マンガン(MnO)、酸化鉄(Fe
)、ZrSiO、CoAl、又は二酸化チタ(TiO)のいずれか1つ又は
組み合わせを本質的に含まなくてもよい。
【0073】
一実施形態では、本体は、研磨材製品の性能の改善を促進することができる特定の含有
量の研磨粒子を含むことができる。一態様では、本体は、本体の総体積に対して少なくと
も20体積%、少なくとも25体積%、少なくとも30体積%、少なくとも33体積%、
又は少なくとも35体積%の研磨粒子を含むことができる。別の態様では、本体は、本体
の総体積に対して、最大65体積%、最大64体積%、又は最大62体積%、又は最大6
0体積%、又は最大58体積%、又は最大56体積%、又は最大55体積%、又は最大5
4体積%、又は最大52体積%、又は最大50体積%の研磨粒子を含むことができる。さ
らに、本体は、本明細書に記載の最小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲の
含有量の研磨粒子を含むことができる。
【0074】
別の実施形態では、本体は、研磨粒子の平均粒径D50aとセラミック粒子の平均粒径
との特定の比D50a/D50cを含むことができ、これは研磨材製品の特性及び性能の
改善を促進することができる。或る態様では、比D50a/D50cは、最大35、最大
34.8、最大34.5、最大34.2、最大34、最大33.8、最大33.5、最大
33.2、最大33、最大32.7、最大32.5、最大32.1、最大31.8、最大
31.5、最大31、最大30.5、最大30、最大29.6、最大29.3、最大29
、最大28.6、最大28.3、最大28、最大27.6、最大27.3、最大27、最
大26.6、最大26.3、最大26、最大25.7、最大25.3、最大25、最大2
4.8、最大24.5、最大24.2、最大24、最大23.7、最大23.4最大23
、最大22.8、最大22.5、最大22.1、最大21.8、最大21.5、最大21
、最大20.5、最大20、最大19.6、最大19.3、最大19、最大18.8、最
大18.6、最大18.3、最大18、最大17.6、最大17.2、最大17、最大1
6.6、最大16.3、最大16、最大15.7、最大15.3、最大15、最大14.
8、最大14.5、最大14.2、最大14、最大13.7、最大13.5、最大13.
3、最大13、最大12.5、最大12.3、最大12、最大11.8、最大11.5、
最大11.3、最大11、最大10.9、最大10.7、最大10.6、最大10.3、
最大10、最大9.8、最大9.6、最大9.5、最大9.2、又は最大9であり得る。
別の例では、比D50a/D50cは、少なくとも4、少なくとも4.2、少なくとも少
なくとも4.5、少なくとも4.8、少なくとも5、少なくとも5.2、少なくとも5.
4、少なくとも5.6、少なくとも5.9、少なくとも6.2、少なくとも6.5、少な
くとも6.8、少なくとも7、少なくとも7.2、少なくとも7.6、少なくとも8、少
なくとも8.2、少なくとも8.5、少なくとも8.8、少なくとも9、少なくとも9.
2、少なくとも9.5、少なくとも9.7、少なくとも9.9、少なくとも10.1、少
なくとも10.5、少なくとも10.8、少なくとも10.9、少なくとも11、少なく
とも11.1、少なくとも11.2、少なくとも11.5、少なくとも11.7、少なく
とも11.9、少なくとも12.1、少なくとも12.3、少なくとも12.7、少なく
とも13、少なくとも13.2、少なくとも13.4、少なくとも13.6、少なくとも
13.9、少なくとも14、少なくとも14.2、少なくとも14.3、少なくとも14
.5、少なくとも14.7、少なくとも(at last)14.9、少なくとも15、
少なくとも15.2、少なくとも15.3、少なくとも15.5、少なくとも15.7、
少なくとも16、少なくとも16.2、少なくとも16.4、少なくとも16.6、少な
くとも16.9、少なくとも17、少なくとも17.2、少なくとも17.3、少なくと
も17.5、少なくとも17.7、少なくとも(at last)17.9、少なくとも
18、少なくとも18.2、少なくとも18.3、少なくとも18.5、少なくとも18
.7、少なくとも19、少なくとも19.2、少なくとも19.4、少なくとも19.6
、少なくとも19.9、少なくとも20、少なくとも20.2、少なくとも20.4、少
なくとも20.5、少なくとも20.7、少なくとも(at last)21、少なくと
も21.5、少なくとも21.7、少なくとも21.9、少なくとも22、少なくとも2
2.3、少なくとも22.5、少なくとも22.8、少なくとも23、少なくとも23.
2、少なくとも23.6、少なくとも24、少なくとも24.2、少なくとも24.5、
少なくとも24.7、少なくとも25、少なくとも25.3、少なくとも25.5、少な
くとも25.7、少なくとも26、少なくとも26.2、少なくとも26.4、少なくと
も26.6、少なくとも26.9、少なくとも27、少なくとも27.2、少なくとも2
7.3、少なくとも27.5、少なくとも27.7、少なくとも(at last)27
.9、少なくとも28.1、少なくとも28.2、少なくとも28.5、少なくとも28
.7、少なくとも29、少なくとも29.1、少なくとも29.4、少なくとも29.6
、少なくとも29.8、少なくとも30、少なくとも30.2、少なくとも30.4、少
なくとも30.5、少なくとも30.7、少なくとも(at last)30.9、少な
くとも31、少なくとも31.2、少なくとも31.3、少なくとも31.5、少なくと
も31.7、少なくとも31.9、少なくとも32、少なくとも32.2、少なくとも3
2.4、少なくとも32.7、少なくとも33、少なくとも33.4、少なくとも33.
6、少なくとも33.9、少なくとも34、少なくとも34.2、少なくとも34.5、
少なくとも34.7、少なくとも(at last)34.9、少なくとも35、少なく
とも35.2、少なくとも35.5、少なくとも35.8、少なくとも36、少なくとも
36.2、少なくとも36.5、少なくとも36.7、少なくとも37、少なくとも37
.2、少なくとも37.4、少なくとも37.6、少なくとも37.9、少なくとも38
、少なくとも38.3、少なくとも38.5、少なくとも38.7、少なくとも(at
last)39、少なくとも39.3、少なくとも39.5、少なくとも39.7、少な
くとも40、少なくとも40.2、少なくとも40.5、少なくとも40.7、少なくと
も41、少なくとも41.2、少なくとも41.4、少なくとも41.6、少なくとも4
1.9、少なくとも42、少なくとも42.3、少なくとも42.5、少なくとも42.
7、少なくとも(at last)42.9、少なくとも43、少なくとも43.2、少
なくとも42.3、少なくとも42.5、少なくとも42.7、少なくとも43、少なく
とも43.2、少なくとも43.4、少なくとも43.6、少なくとも43.9、少なく
とも44、少なくとも44.2、少なくとも44.3、少なくとも44.5、少なくとも
44.7、少なくとも(at last)44.9、又は少なくとも45であり得る。さ
らに、比D50a/D50cは、本明細書に記載の最大値及び最小値のいずれかを含む範
囲内であり得る。
【0075】
一実施形態では、本体は、研磨材製品の性能の改善を促進することができる特定の多孔
度を含むことができる。一態様では、本体は、本体の総体積に対して、少なくとも20体
積%、例えば少なくとも22体積%、少なくとも24体積%、少なくとも26体積%、少
なくとも28体積%、少なくとも30体積%、少なくとも32体積%、又は少なくとも3
5体積%の多孔度を含むことができる。別の態様では、本体は、本体の総体積に対して、
最大75体積%、最大70体積%、最大65体積%、最大62体積%、最大60体積%、
最大55体積%、最大50体積%、最大45体積%、又は最大40体積%の多孔度を含む
ことができる。本体の多孔度は、上記の最小から最大のパーセンテージのいずれかを含む
範囲内であり得ることが理解されよう。
【0076】
本体の多孔度は様々な形態であり得る。例えば、多孔度は、閉鎖気孔率、開放気孔率、
であり得、又は閉鎖気孔率及び開放気孔率を含むことができる。一実施形態では、多孔度
は、閉鎖気孔率、開放気孔率、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるタイプ
の多孔度を含むことができる。別の実施形態では、多孔度の大部分は、開放気孔率を含む
ことができる。特定の実施形態では、多孔度の全てが本質的に開放気孔率であり得る。さ
らに、別の実施形態では、多孔度の大部分は、閉鎖気孔率を含むことができる。例えば、
全ての多孔度が、本質的に閉鎖気孔率であり得る。
【0077】
本体は、特定の平均細孔径を有する孔を含むことができる。或る実施形態では、平均細
孔径は、最大3mm、最大2.5mm、最大2mm、最大1.9mm、最大1.5mm、
最大1mm、最大900ミクロン、最大800ミクロン、最大700ミクロン、最大60
0ミクロン、最大500ミクロン、最大450ミクロン、最大400ミクロン、最大35
0ミクロン、最大300ミクロン、最大250ミクロン、最大200ミクロン、最大15
0ミクロン、又は最大100ミクロンであり得る。別の実施形態では、平均細孔径は、少
なくとも0.01ミクロン、少なくとも0.1ミクロン、少なくとも1ミクロン、少なく
とも5ミクロン、少なくとも8ミクロン、少なくとも10ミクロン、少なくとも14ミク
ロン、少なくとも16ミクロン、少なくとも25ミクロン、少なくとも50ミクロン、少
なくとも100ミクロン、少なくとも150ミクロン、又は少なくとも200ミクロンで
あり得る。本体は、上述の最小値から最大値のいずれかを含む範囲内の平均細孔径を有す
ることができることが理解されよう。本開示では、平均細孔径は、ASTM規格E112
Standard Test Methods for Determining A
verage Grain Sizeを用いて測定することができる。本体の断面画像を
、Hitachi顕微鏡で60倍の倍率で見た。細孔の長さを決定するマクロは、6本の
等間隔の線を画像上に描画し、細孔と交差する線の領域を決定することに基づいて結晶サ
イズを測定する手法に従う。細孔と交差する線の領域を測定する。このプロセスを、接合
研磨体の部分の7つの異なる画像について繰り返した。全ての画像を分析した後、値を平
均して平均細孔径を計算した。さらに、平均(average)細孔径への言及は、平均
(mean)細孔径への言及でもあり得ることが理解されよう。
【0078】
研磨材製品は、対応する従来の研磨材製品と比較して著しく改善された性能を有するこ
とができる。対応する従来の研磨材製品は、本明細書の実施形態に記載のセラミック粒子
を含まない同様の研磨材製品を指すことを意図している。少なくとも1つの実施形態では
、本明細書の実施形態を代表する研磨材製品は、対応する従来の研磨材製品と比較して、
電力消費、G比、摩耗率、及び/又は材料除去率を含む改善された性能を有することがで
き、同時に、対応する従来の研磨材製品と同様の破壊係数(modulus of ru
pture:MOR)を有することができる。特定の例では、本明細書の実施形態を代表
す研磨材製品は、対応する従来の研磨材製品と比較して改善された破壊係数(MOR)を
有することができる。
【0079】
特定の用途では、研磨材製品は、少なくとも38MPa、少なくとも39MPa、少な
くとも40MPa、少なくとも41MPa、少なくとも43MPa、少なくとも45MP
a、少なくとも46MPa、少なくとも47MPa、又は少なくとも48MPaのMOR
を有することができる。他の用途では、研磨材製品は、最大60MPa、最大58MPa
、最大56MPa、最大55MPa、最大53MPa、最大52MPa、最大50MPa
、又は最大49MPaの平均MORを含むことができる。さらに、研磨材製品は、本明細
書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲のMORを含むことができる。
【0080】
図3は、研磨材製品の形成プロセス300を示すフローチャートを含む。プロセスはブ
ロック301で開始し、セラミック粒子でコーティングされた細孔形成剤を形成すること
ができる。一実施形態では、細孔形成剤は、接合研磨体を形成するのに必要な高温処理時
に、そのような細孔形成材料が揮発してガスを形成し、それによって最終的に形成される
接合研磨体に細孔を残すように、揮発温度が低い材料を含むことができる。適切な細孔形
成剤は、無機又は有機の材料を含むことができる。適切な無機材料は、グラファイト等の
酸化物又は炭素含有材料を含むことができる。適切な酸化物含有材料は、ガラス、ガラス
-セラミック、セラミック、又はそれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの適
切な有機細孔形成材料は、ワックス、シード、及びシェル、スルホサクシネート、ナフタ
レン、ポリビニル、ケトン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル、
ベンゼン含有ポリマー、アルキド、ポリアルキド、エポキシ、フェノール、アセタール、
及びそれらの組み合わせを含むことができる。適切な無機細孔形成剤は、ガラス、セラミ
ック、ガラス-セラミック、中空ガラスビーズ、粉砕クルミ殻、プラスチック材料若しく
は有機化合物のビーズ、発泡ガラス粒子及びバブルアルミナ、細長い粒子、繊維又はそれ
らの組み合わせ等の材料で作られたビーズ、球体等の中空粒子を含むことができる。他の
無機細孔形成材料は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウ
ム、ケイ酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシ
ウム等、及びそれらの組み合わせ等の塩を含むことができる。
【0081】
細孔形成剤は、接合研磨体内に所望の多孔度を形成するのに適した粒径を有することが
できる。例えば、細孔形成剤は、本明細書の実施形態に記載の細孔径と同様の平均粒径を
含むことができる。
【0082】
例示的な実施態様では、バインダ材料を使用して、セラミック粒子でコーティングされ
た細孔形成剤の形成を容易にすることができる。例示的なバインダ材料は、グリコール、
デキストリン、樹脂、接着剤若しくはアルコール、又はそれらの組み合わせを含むことが
できる。
【0083】
別の実施形態では、セラミック粒子は、研磨材製品の形成の改善を容易にすることがで
きる特定の比率で細孔形成剤と混合されてもよい。例えば、セラミック粒子Vcの体積と
細孔形成剤の体積Vpfの比(Vc:Vpf)は、少なくとも0.01:1、少なくとも
0.1:1、少なくとも0.2:1、少なくとも0.5:1、少なくとも1:1、少なく
とも2:1、少なくとも3:1、少なくとも5:1、又は少なくとも10:1であり得る
。別の例では、セラミック粒子Vcの体積と細孔形成剤の体積Vpfの比(Vc:Vpf
)は、最大100:1、最大80:1、最大50:1、最大30:1、最大20:1、又
は最大10:1であり得る。セラミック粒子Vcの体積と細孔形成剤の体積Vpfの比(
Vc:Vpf)は、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内であり得
ることが理解されよう。図4は、セラミック粒子402でコーティングされた細孔形成剤
400を含む被覆細孔形成剤401の画像を含む。
【0084】
プロセスはブロック302に進み、研磨粒子、ボンド材前駆体材料、及びセラミック粒
子でコーティングされた細孔形成剤を含む混合物を形成することができる。混合物は、研
磨材製品の改善された特性及び性能の形成を容易にすることができる特定の含有量のコー
ティングされた細孔形成剤を含むことができる。例えば、混合物は、混合物の総体積の最
大40体積%、最大30体積%、最大25体積%、最大20体積%、又は最大10体積%
等の少量のそのような細孔形成剤を含有することができる。別の例では、混合物は、混合
物の総体積の少なくとも1体積%、例えば、少なくとも2体積%、又は少なくとも5体積
%のコーティングされた細孔形成剤を含むことができる。コーティングされた細孔形成剤
の含有量は、本明細書に記載の最小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲であ
り得ることが理解されよう。
【0085】
混合物は、プロセス100に関して本明細書の実施形態に記載されるように、ボンド材
前駆体材料、研磨粒子、並びに任意に充填剤及び/又は添加剤を含むことができる。
【0086】
プロセス300は、本開示におけるプロセス100に関して説明したのと同様の方法で
ブロック303及び304に進むことができる。
【0087】
一実施形態では、接合研磨体は、セラミック粒子の特定の分布を含むことができる。例
えば、プロセス300に従って形成された接合研磨体は、プロセス100に従って形成さ
れた接合研磨体と比較して、異なったセラミック粒子の分布を有し得る。一態様では、接
合研磨体は、セラミック粒子によって少なくとも部分的に画定された細孔を含むことがで
きる。例えば、細孔の少なくとも50%は、セラミック粒子によって少なくとも部分的に
画定することができ、例えば、本体の細孔の少なくとも55%、少なくとも60%、少な
くとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、又は少なくとも95%は、セラミ
ック粒子によって部分的に画定することができる。
【0088】
別の態様では、セラミック粒子は、細孔に隣接して集中した分布を有することができる
。例えば、セラミック粒子の少なくとも大部分を、本体の細孔の周りに分布させることが
できる。別の例では、セラミック粒子の総体積の少なくとも55%、例えば少なくとも5
0%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少
なくとも85%、少なくとも90、又は少なくとも95%が細孔に隣接して分布し得る。
別の例では、セラミック粒子の少数が、セラミック粒子の総体積の50%未満、最大40
%、最大30%、最大20%、最大10%、又は最大5%がボンドブリッジ内に分散され
得る等、ボンドブリッジ内に分散分布を有し得る。
【0089】
更なる態様では、セラミック粒子は、細孔の縁部に隣接して又は孔の縁部に連続又は不
連続の層を形成することができる。特定の態様では、研磨体は、研磨体に細孔を保持する
のを助けることができるセラミック粒子のそのような層の特定の平均厚さを含むことがで
きる。一例として、セラミック粒子の層の平均厚さは、少なくとも50ミクロン、少なく
とも100ミクロン、少なくとも200ミクロン、少なくとも300ミクロン、少なくと
も400ミクロン、又は少なくとも500ミクロンであり得る。別の例では、セラミック
粒子の層は、最大500ミクロン、最大400ミクロン、最大300ミクロン、最大20
0ミクロン、最大100ミクロン、又は最大50ミクロンの平均厚さを有することができ
る。特定の例では、平均厚さは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範
囲内であり得る。
【0090】
図9を簡単に参照すると、例示的な接合研磨体900の断面の走査型電子顕微鏡画像が
含まれる。本体900は、ボンド材料904に含有される研磨粒子902と、細孔906
とを含む。細孔906は、セラミック粒子908を含む層910によって少なくとも部分
的に画定される。
【0091】
一実施形態では、接合研磨体中のセラミック粒子の含有量Wc/bは、式Wc/b=[
cb/(Wcb+W)]×100%を用いて求めることができ、式中、Wc/bは接
合研磨体中のセラミック粒子の重量パーセンテージであり、Wcbは接合研磨体中のセラ
ミック粒子の重量であり、Wは接合研磨体中のボンド材料の重量である。
【0092】
更なる実施形態では、本体は、セラミック粒子の特定の含有量Wc/bを含むことがで
きる。一態様では、本体は、少なくとも0.0005重量%、例えば、少なくとも0.0
008重量%、少なくとも0.001重量%、少なくとも0.002重量%、少なくとも
0.004重量%、少なくとも0.006重量%、少なくとも0.008重量%、少なく
とも0.01重量%、少なくとも0.02重量%、少なくとも0.05重量%、少なくと
も0.08重量%、少なくとも0.1重量%、少なくとも0.2重量%、少なくとも0.
4重量%、少なくとも0.5重量%、少なくとも0.7重量%、少なくとも0.8重量%
、少なくとも0.9重量%、少なくとも1重量%、少なくとも1.2重量%、少なくとも
1.4重量%、少なくとも1.6重量%、少なくとも1.8重量%、少なくとも2重量%
、少なくとも2.2重量%、少なくとも2.5重量%、少なくとも2.7重量%、少なく
とも3重量%、少なくとも3.3重量%、少なくとも3.5重量%、少なくとも3.7重
量%、少なくとも3.9重量%、少なくとも4重量%、少なくとも4.1重量%、少なく
とも4.3重量%、少なくとも4.5重量%、少なくとも4.7重量%、少なくとも4.
9重量%、少なくとも5重量%、少なくとも6重量%、少なくとも7重量%、少なくとも
9重量%、少なくとも10重量%、少なくとも12重量%、少なくとも15重量%、少な
くとも17重量%、少なくとも19重量%、少なくとも20重量%、少なくとも22重量
%、少なくとも25重量%、少なくとも28重量%、又は少なくとも30重量%の含有量
c/bを含むことができる。別の態様では、セラミック粒子の含有量Wc/bは、50
重量%未満、例えば、最大45重量%、最大43重量%、最大41重量%、最大39重量
%、最大37重量%、最大35重量%、最大33重量%、最大31重量%、最大28重量
%、最大26重量%、最大24重量%、最大22重量%、最大20重量%、最大18重量
%、最大17重量%、最大15重量%、最大13重量%、最大11重量%、最大10重量
%、最大9.7重量%、最大9.5重量%、最大9.4重量%、最大9.2重量%、最大
9重量%、最大8.8重量%、最大8.6重量%、最大8.3重量%、最大8重量%、最
大7.9重量%、最大7.7重量%、最大7.5重量%、最大7.3重量%、最大7重量
%、最大6.9重量%、最大6.7重量%、最大6.6重量%、最大6.4重量%、最大
6.2重量%、最大6重量%、最大5.8重量%、最大5.6重量%、最大5.4重量%
、最大5.2重量%、最大5重量%、最大4.8重量%、最大4.6重量%、最大4.1
重量%、最大3.9重量%、最大3.5重量%、最大3.3重量%、最大3重量%、最大
2.7重量%、最大2.5重量%、最大2.2重量%、最大2重量%、最大1.5重量%
、又は最大1重量%であり得る。さらに、セラミック粒子の含有量Wc/bは、本明細書
に記載の最小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲内であり得る。
【0093】
更なる実施形態では、本体は、セラミック粒子の特定の含有量Vc/bを含むことがで
きる。本明細書で使用される場合、ボンド材料に含まれるセラミック粒子の体積パーセン
テージVc/bは、式Vc/b=[Vcm/(Vcm+Vbm)]×100%を用いて求
めることができ、式中、Vcmはセラミック粒子の体積であり、Vbmは研磨体中のボン
ド材料の体積である。一態様では、セラミック粒子の含有量Vc/bは、少なくとも1体
積%、例えば少なくとも1.3体積%、少なくとも1.5体積%、少なくとも1.8体積
%、少なくとも2体積%、少なくとも2.2%、少なくとも2.5体積%、少なくとも2
.7体積%、少なくとも3体積%、少なくとも3.3体積%、少なくとも3.5体積%、
少なくとも3.7体積%、少なくとも3.9体積%、少なくとも4体積%、少なくとも4
.1体積%、少なくとも4.3体積%、少なくとも4.5体積%、少なくとも4.7体積
%、少なくとも4.9体積%、少なくとも5体積%、少なくとも6体積%、又は少なくと
も7体積%であり得る。別の態様では、セラミック粒子の含有量Vc/bは、最大15体
積%、例えば最大12体積%、最大11体積%、又は最大10体積%であり得る。特定の
態様では、セラミック粒子の含有量Vc/bは、10体積%未満、例えば、最大9.7体
積%、最大9.5体積%、最大9.4体積%、最大9.2体積%、最大9体積%、最大8
.8体積%、最大8.6体積%、最大8.3体積%、最大8体積%、最大7.9体積%、
最大7.7体積%、最大7.5体積%、最大7.3体積%、最大7体積%、最大6.9体
積%、最大6.7体積%、最大6.6体積%、最大6.4体積%、最大6.2体積%、最
大6体積%、最大5.8体積%、最大5.6体積%、最大5.4体積%、最大5.2体積
%、最大5体積%、最大4.8体積%、最大4.6体積%、最大4.3体積%、又は最大
4体積%であり得る。さらに、セラミック粒子Vc/bの含有量は、本明細書に記載の最
小及び最大のパーセンテージのいずれかを含む範囲内であり得る。
【0094】
本明細書で使用される場合、粒径は、粒子の主寸法(すなわち、長さ)を指すことを意
図している。例えば、研磨体は、本明細書の実施形態に記載のセラミック粒径に関して記
載された値を有する平均長を有するセラミック粒子を含むことができる。長さは、粒子が
球形である場合の粒子の直径であることが理解され得る。本開示では、研磨体の断面の少
なくとも7つの画像の全粒子のサイズを統計的有意性を有するように測定することによっ
て、研磨体中の研磨粒子及びセラミック粒子の粒径(例えば、D50、D10、及びD9
0)を決定することができる。粒子サイズを決定するために、Media Cybern
etics製のバージョン6.2のImage Pro Plus又は同等の機能を有す
る別のソフトウェアを使用することができる。
【0095】
多くの異なる態様及び実施形態が可能である。それらの態様及び実施形態のいくつかは
本明細書に記載されている。本明細書を読んだ後、当業者は、それらの態様及び実施形態
が例示にすぎず、本発明の範囲を限定しないことを理解するであろう。実施形態は、以下
に列挙される実施形態のいずれか1つ以上に従うことができる。
【0096】
実施形態
実施形態1.本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
前記本体の少なくとも一部を通って延在するボンド材料と、
前記本体に含有される研磨粒子であって、少なくとも100ミクロンの平均粒径(D5
0a)を有する前記研磨粒子と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子であって、12ミクロン超え且つ最大75
ミクロンの平均粒径(D50c)備える、前記セラミック粒子と、
を含む、研磨材製品。
【0097】
実施形態2.本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
硝子体相を備えるボンド材料と、
前記本体に含有される研磨粒子であって、平均研磨粒径(D50a)を有する研磨粒子
と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子であって、平均粒径(D50c)を備える
セラミック粒子と、
を含み、
前記ボンド材料が、平均接合後サイズ(Sbp)を備え、D50c≦Sbp<D50a
である、研磨材製品。
【0098】
実施形態3.本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
硝子体相を備えるボンド材料と、
前記本体に含有される研磨粒子であって、平均研磨粒径(D50a)を有する研磨粒子
と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子であって、平均粒径(D50c)を備える
セラミック粒子と、
を含み、
D50c<D50aであり、
前記ボンド材料が少なくとも5.70GPaの平均ビッカース硬度を備える、研磨材製
品。
【0099】
実施形態4.本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
硝子体相を備えるボンド材料と、
前記本体に含有される研磨粒子であって、平均研磨粒径(D50a)を有する研磨粒子
と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子であって、平均粒径(D50c)を備える
セラミック粒子と、
を含み、
D50c<D50aであり、
前記本体が少なくとも38MPaの平均MORを備える、研磨材製品。
【0100】
実施形態5.本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
硝子体相を備えるボンド材料と、
前記本体に含有され、平均研磨粒径(D50a)を有する研磨粒子と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子によって囲まれた細孔と、
を含み、
前記セラミック粒子が平均粒径(D50c)を備え、D50c<D50aである、研磨
材製品。
【0101】
実施形態6.前記ボンド材料が硝子体相を備える、実施形態1に記載の研磨材製品。
【0102】
実施形態7.ボンド材料が有機材料を本質的に含まない、実施形態1~6のいずれか1
つに記載の研磨材製品。
【0103】
実施形態8.前記セラミック粒子が、12ミクロン超、少なくとも13ミクロン、少な
くとも14ミクロン、少なくとも15ミクロン、少なくとも16ミクロン、少なくとも1
7ミクロン、少なくとも18ミクロン、少なくとも19ミクロン、少なくとも20ミクロ
ン、少なくとも21ミクロン、少なくとも22ミクロン、少なくとも23ミクロン、少な
くとも24ミクロン、少なくとも25ミクロン、少なくとも26ミクロン、少なくとも3
7ミクロン、少なくとも38ミクロン、少なくとも39ミクロン、少なくとも40ミクロ
ン、少なくとも41ミクロン、少なくとも42ミクロン、少なくとも43ミクロン、少な
くとも44ミクロン、少なくとも45ミクロン、少なくとも46ミクロン、少なくとも4
7ミクロン、少なくとも48ミクロン、少なくとも49ミクロン、少なくとも50ミクロ
ン、少なくとも51ミクロン、少なくとも52ミクロン、少なくとも53ミクロン、少な
くとも54ミクロン、少なくとも55ミクロン、少なくとも56ミクロン、少なくとも5
7ミクロン、少なくとも58ミクロン、少なくとも59ミクロン、少なくとも60ミクロ
ン、少なくとも61ミクロン、少なくとも62ミクロン、少なくとも63ミクロン、少な
くとも64ミクロン、少なくとも65ミクロン、少なくとも66ミクロン、少なくとも6
7ミクロン、少なくとも68ミクロン、少なくとも69ミクロン、又は少なくとも70ミ
クロンの平均粒径(D50c)を備える、実施形態1~7のいずれか1つに記載の研磨材
製品。
【0104】
実施形態9.前記セラミック粒子が、最大75ミクロン、最大74ミクロン、最大73
ミクロン、最大72ミクロン、最大71ミクロン、最大70ミクロン、最大69ミクロン
、最大68ミクロン、最大67ミクロン、最大66ミクロン、最大65ミクロン、最大6
4ミクロン、最大63ミクロン、最大62ミクロン、最大61ミクロン、最大60ミクロ
ン、最大59ミクロン、最大58ミクロン、最大57ミクロン、最大56ミクロン、最大
55ミクロン、最大54ミクロン、最大53ミクロン、最大52ミクロン、最大51ミク
ロン、最大50ミクロン、最大49ミクロン、最大48ミクロン、最大47ミクロン、最
大46ミクロン、最大45ミクロン、最大44ミクロン、最大43ミクロン、最大42ミ
クロン、最大41ミクロン、最大40ミクロン、最大39ミクロン、最大38ミクロン、
最大37ミクロン、最大36ミクロン、最大35ミクロン、最大34ミクロン、最大33
ミクロン、最大32ミクロン、最大31ミクロン、最大30ミクロン、最大29ミクロン
、最大28ミクロン、最大27ミクロン、最大26ミクロン、最大25ミクロン、最大2
4ミクロン、最大23ミクロン、又は最大22ミクロンの平均粒径(D50c)を備える
、実施形態1~8のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0105】
実施形態10.セラミック粒子が、少なくとも6ミクロン~80ミクロンの範囲、6ミ
クロン~69ミクロンの範囲、12ミクロン超~75ミクロンの範囲、13ミクロン~7
0ミクロンの範囲、15ミクロン~55ミクロンの範囲、17ミクロン~45ミクロンの
範囲、20ミクロン~42ミクロンの範囲、又は22ミクロン~38ミクロンの範囲の平
均粒径(D50c)を備える、実施形態1~9のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0106】
実施形態11.前記本体が、少なくとも4、少なくとも4.2、少なくとも少なくとも
4.5、少なくとも4.8、少なくとも5、少なくとも5.2、少なくとも5.4、少な
くとも5.6、少なくとも5.9、少なくとも6.2、少なくとも6.5、少なくとも6
.8、少なくとも7、少なくとも7.2、少なくとも7.6、少なくとも8、少なくとも
8.2、少なくとも8.5、少なくとも8.8、少なくとも9、少なくとも9.2、少な
くとも9.5、少なくとも9.7、少なくとも9.9、少なくとも10.1、少なくとも
10.5、少なくとも10.8、少なくとも10.9、少なくとも11、少なくとも11
.1、少なくとも11.2、少なくとも11.5、少なくとも11.7、少なくとも11
.9、少なくとも12.1、少なくとも12.3、少なくとも12.7、少なくとも13
、少なくとも13.2、少なくとも13.4、少なくとも13.6、少なくとも13.9
、少なくとも14、少なくとも14.2、少なくとも14.3、少なくとも14.5、少
なくとも14.7、少なくとも(at last)14.9、少なくとも15、少なくと
も15.2、少なくとも15.3、少なくとも15.5、少なくとも15.7、少なくと
も16、少なくとも16.2、少なくとも16.4、少なくとも16.6、少なくとも1
6.9、少なくとも17、少なくとも17.2、少なくとも17.3、少なくとも17.
5、少なくとも17.7、少なくとも(at last)17.9、少なくとも18、少
なくとも18.2、少なくとも18.3、少なくとも18.5、少なくとも18.7、少
なくとも19、少なくとも19.2、少なくとも19.4、少なくとも19.6、少なく
とも19.9、少なくとも20、少なくとも20.2、少なくとも20.4、少なくとも
20.5、少なくとも20.7、少なくとも(at last)21、少なくとも21.
5、少なくとも21.7、少なくとも21.9、少なくとも22、少なくとも22.3、
少なくとも22.5、少なくとも22.8、少なくとも23、少なくとも23.2、少な
くとも23.6、少なくとも24、少なくとも24.2、少なくとも24.5、少なくと
も24.7、少なくとも25、少なくとも25.3、少なくとも25.5、少なくとも2
5.7、少なくとも26、少なくとも26.2、少なくとも26.4、少なくとも26.
6、少なくとも26.9、少なくとも27、少なくとも27.2、少なくとも27.3、
少なくとも27.5、少なくとも27.7、少なくとも(at last)27.9、少
なくとも28.1、少なくとも28.2、少なくとも28.5、少なくとも28.7、少
なくとも29、少なくとも29.1、少なくとも29.4、少なくとも29.6、少なく
とも29.8、少なくとも30、少なくとも30.2、少なくとも30.4、少なくとも
30.5、少なくとも30.7、少なくとも(at last)30.9、少なくとも3
1、少なくとも31.2、少なくとも31.3、少なくとも31.5、少なくとも31.
7、少なくとも31.9、少なくとも32、少なくとも32.2、少なくとも32.4、
少なくとも32.7、少なくとも33、少なくとも33.4、少なくとも33.6、少な
くとも33.9、少なくとも34、少なくとも34.2、少なくとも34.5、少なくと
も34.7、少なくとも(at last)34.9、少なくとも35、少なくとも35
.2、少なくとも35.5、少なくとも35.8、少なくとも36、少なくとも36.2
、少なくとも36.5、少なくとも36.7、少なくとも37、少なくとも37.2、少
なくとも37.4、少なくとも37.6、少なくとも37.9、少なくとも38、少なく
とも38.3、少なくとも38.5、少なくとも38.7、少なくとも(at last
)39、少なくとも39.3、少なくとも39.5、少なくとも39.7、少なくとも4
0、少なくとも40.2、少なくとも40.5、少なくとも40.7、少なくとも41、
少なくとも41.2、少なくとも41.4、少なくとも41.6、少なくとも41.9、
少なくとも42、少なくとも42.3、少なくとも42.5、少なくとも42.7、少な
くとも(at last)42.9、少なくとも43、少なくとも43.2、少なくとも
42.3、少なくとも42.5、少なくとも42.7、少なくとも43、少なくとも43
.2、少なくとも43.4、少なくとも43.6、少なくとも43.9、少なくとも44
、少なくとも44.2、少なくとも44.3、少なくとも44.5、少なくとも44.7
、少なくとも(at last)44.9、又は少なくとも45の前記セラミック粒子の
平均粒径(D50c)に対する前記研磨粒子の平均粒径(D50a)の比D50a/D5
0cを備える、実施形態1~10のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0107】
実施形態12.前記本体が、最大35、最大34.8、最大34.5、最大34.2、
最大34、最大33.8、最大33.5、最大33.2、最大33、最大32.7、最大
32.5、最大32.1、最大31.8、最大31.5、最大31、最大30.5、最大
30、最大29.6、最大29.3、最大29、最大28.6、最大28.3、最大28
、最大27.6、最大27.3、最大27、最大26.6、最大26.3、最大26、最
大25.7、最大25.3、最大25、最大24.8、最大24.5、最大24.2、最
大24、最大23.7、最大23.4最大23、最大22.8、最大22.5、最大22
.1、最大21.8、最大21.5、最大21、最大20.5、最大20、最大19.6
、最大19.3、最大19、最大18.8、最大18.6、最大18.3、最大18、最
大17.6、最大17.2、最大17、最大16.6、最大16.3、最大16、最大1
5.7、最大15.3、最大15、最大14.8、最大14.5、最大14.2、最大1
4、最大13.7、最大13.5、最大13.3、最大13、最大12.5、最大12.
3、最大12、最大11.8、最大11.5、最大11.3、最大11、最大10.9、
最大10.7、最大10.6、最大10.3、最大10、最大9.8、最大9.6、最大
9.5、最大9.2、又は最大9の前記セラミック粒子の平均粒径(D50c)に対する
前記研磨粒子の平均粒径(D50a)の比D50a/D50cを備える、実施形態1~1
1のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0108】
実施形態13:前記セラミック粒子が、結晶性材料、非晶質材料、又はそれらの組み合
わせを含む、実施形態1~12のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0109】
実施形態14.前記セラミック粒子が、少なくとも0.005ミクロン、少なくとも0
.01ミクロン、少なくとも0.02ミクロン、少なくとも0.03ミクロン、少なくと
も0.04ミクロン、少なくとも0.05ミクロン、少なくとも0.06ミクロン、少な
くとも0.07ミクロン、少なくとも0.08ミクロン、少なくとも0.09ミクロン、
少なくとも0.1ミクロン、少なくとも0.11ミクロン、少なくとも0.12ミクロン
、少なくとも0.13ミクロン、少なくとも0.14ミクロン、少なくとも0.15ミク
ロン、少なくとも0.16,少なくとも0.17ミクロン、少なくとも0.18ミクロン
、少なくとも0.19ミクロン、少なくとも0.2ミクロン、少なくとも0.3ミクロン
、少なくとも0.4ミクロン、少なくとも0.5ミクロン、少なくとも0.6,少なくと
も0.7ミクロン、少なくとも0.8ミクロン、少なくとも0.9ミクロン、少なくとも
1ミクロン、少なくとも1.3ミクロン、少なくとも1.5ミクロン、少なくとも1.8
ミクロン、少なくとも2ミクロン、少なくとも3ミクロン、少なくとも4ミクロン、又は
少なくとも5ミクロンの平均結晶子サイズを備える多結晶材料を含む、実施形態1~13
のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0110】
実施形態15.前記セラミック粒子が、最大75ミクロン、最大60ミクロン、最大5
0ミクロン、最大40ミクロン、最大30ミクロン、最大20ミクロン、最大10ミクロ
ン、最大9ミクロン、最大8ミクロン、最大7ミクロン、最大6ミクロン、最大5ミクロ
ン、最大4ミクロン、最大3ミクロン、最大2ミクロン、最大1.5ミクロン、最大1ミ
クロン、最大0.9ミクロン、最大0.8ミクロン、最大0.7ミクロン、最大0.6ミ
クロン、最大0.5ミクロン、最大0.4ミクロン、最大0.3ミクロン、最大0.2ミ
クロン、最大0.1ミクロン、最大0.09ミクロン、最大0.08ミクロン、最大0.
07ミクロン、最大0.06ミクロン、最大0.05ミクロン、最大0.04ミクロン、
最大0.03ミクロン、最大0.02ミクロン、又は最大0.01ミクロンの平均結晶子
サイズを備える多結晶材料を含む、実施形態1~14のいずれか1つに記載の研磨材製品
【0111】
実施形態16.前記セラミック粒子が、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物、酸炭化物
、酸窒化物、ケイ酸塩、又はそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~15のいず
れか1つに記載の研磨材製品。
【0112】
実施形態17.前記セラミック粒子が、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ、ジルコ
ニア、希土類含有材料、酸化セリウム、ゾルゲル由来粒子、酸化鉄、ガラス含有粒子、及
びそれらの組み合わせを含む、実施形態1~16のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0113】
実施形態18.前記セラミック粒子がアルミナを含む、実施形態1~17のいずれか1
つに記載の研磨材製品。
【0114】
実施形態19.前記セラミック粒子が、溶融アルミナ、ゾルゲルアルミナ、微結晶アル
ミナ、ナノ結晶アルミナ、又はそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~18のい
ずれか1つに記載の研磨材製品。
【0115】
実施形態20.前記セラミック粒子が溶融アルミナを含む、実施形態1~19のいずれ
か1つに記載の研磨材製品。
【0116】
実施形態21.前記セラミック粒子が溶融アルミナから本質的になる、実施形態1~2
0のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0117】
実施形態22.前記セラミック粒子が白色溶融アルミナから本質的になる、実施形態1
~21のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0118】
実施形態23.前記セラミック粒子がアルファアルミナから本質的になる、実施形態1
~22のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0119】
実施形態24.前記セラミック粒子が、少なくとも5.5、少なくとも6、少なくとも
6.5、少なくとも7、少なくとも7.5、少なくとも8、少なくとも8.5、又は少な
くとも9のモース硬度を備える、実施形態1~23のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0120】
実施形態25.前記セラミック粒子が、最大10、最大9.5、最大9、最大8.5、
最大8、最大7.5、又は最大7のモース硬度を備える、実施形態1~24のいずれか1
つに記載の研磨材製品。
【0121】
実施形態26.前記セラミック粒子が、少なくとも3ミクロン、少なくとも5ミクロン
、少なくとも5.5ミクロン、少なくとも6ミクロン、少なくとも6.5ミクロン、少な
くとも7ミクロン、少なくとも7.5ミクロン、少なくとも8ミクロン、少なくとも8.
3ミクロン、少なくとも8.5ミクロン、少なくとも8.8ミクロン、少なくとも9ミク
ロン、少なくとも9.2ミクロン、少なくとも9.4ミクロン、少なくとも9.6ミクロ
ン、少なくとも9.8ミクロン、少なくとも10ミクロン、少なくとも10.5ミクロン
、少なくとも10.8ミクロン、少なくとも11ミクロン、少なくとも11.3ミクロン
、少なくとも11.5ミクロン、少なくとも11.8ミクロン、又は少なくとも12ミク
ロンのD10を含む粒度分布を備える、実施形態1~25のいずれか1つに記載の研磨材
製品。
【0122】
実施形態27.前記セラミック粒子が、最大38ミクロン、最大35ミクロン、最大3
3ミクロン、最大31ミクロン、最大30ミクロン、最大28ミクロン、最大27ミクロ
ン、最大25ミクロン、最大23ミクロン、最大20ミクロン、最大18ミクロン、最大
16ミクロン、最大14ミクロン、又は最大13ミクロンのD10を含む粒度分布を備え
る、実施形態1~26のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0123】
実施形態28.前記セラミック粒子が、少なくとも15ミクロン、少なくとも17ミク
ロン、少なくとも19ミクロン、少なくとも20ミクロン、少なくとも22ミクロン、少
なくとも23ミクロン、少なくとも24ミクロン、少なくとも27ミクロン、少なくとも
29ミクロン、少なくとも30ミクロン、少なくとも31ミクロン、少なくとも33ミク
ロン、少なくとも35ミクロン、少なくとも37ミクロン、少なくとも38ミクロン、少
なくとも40ミクロン、少なくとも41ミクロン、又は少なくとも42ミクロンのD90
を含む粒度分布を備える、実施形態1~27のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0124】
実施形態29.前記セラミック粒子が、最大120ミクロン、最大110ミクロン、最
大100ミクロン、最大90ミクロン、最大88ミクロン、最大85ミクロン、最大83
ミクロン、最大80ミクロン、最大78ミクロン、最大76ミクロン、最大74ミクロン
、最大72ミクロン、最大70ミクロン、最大68ミクロン、最大66ミクロン、最大6
4ミクロン、最大62ミクロン、最大60ミクロン、最大58ミクロン、最大56ミクロ
ン、最大54ミクロン、最大52ミクロン、最大50ミクロン、最大48ミクロン、最大
46ミクロン、最大45ミクロン、最大44ミクロン、又は最大43ミクロンのD90を
含む粒度分布を備える、実施形態1~28のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0125】
実施形態30.前記研磨粒子が、少なくとも120ミクロン、少なくとも140ミクロ
ン、少なくとも150ミクロン、少なくとも170ミクロン、少なくとも180ミクロン
、少なくとも200ミクロン、少なくとも210ミクロン、少なくとも230ミクロン、
少なくとも250ミクロン、少なくとも260ミクロン、少なくとも270ミクロン、少
なくとも290ミクロン、少なくとも300ミクロン、少なくとも320ミクロン、少な
くとも340ミクロン、少なくとも350ミクロン、少なくとも360ミクロン、少なく
とも380ミクロン、少なくとも400ミクロン、少なくとも420ミクロン、少なくと
も430ミクロン、少なくとも440ミクロン、少なくとも450ミクロン、少なくとも
460ミクロン、少なくとも470ミクロン、少なくとも490ミクロン、又は少なくと
も500ミクロン、の平均粒径(D50a)を有する、実施形態1~29のいずれか1つ
に記載の研磨材製品。
【0126】
実施形態31.前記研磨粒子が、最大1.9mm,最大1.8mm,最大1.6mm,
最大1.5mm,最大1.2mm,最大1mm,最大900ミクロン、最大850ミクロ
ン、最大830ミクロン、最大800ミクロン、最大750ミクロン、最大700ミクロ
ン、最大650ミクロン、最大600ミクロン、最大550ミクロン、最大500ミクロ
ン、最大450ミクロン、最大400ミクロン、最大380ミクロン、最大350ミクロ
ン、最大320ミクロン、最大300ミクロン、最大280ミクロン、最大260ミクロ
ン、又は最大255ミクロン、の平均粒径(D50a)を有する、実施形態1~30のい
ずれか1つに記載の研磨材製品。
【0127】
実施形態32.前記研磨粒子が、少なくとも60ミクロン、少なくとも65ミクロン、
少なくとも70ミクロン、少なくとも75ミクロン、少なくとも80ミクロン、少なくと
も85ミクロン、少なくとも90ミクロン、少なくとも95ミクロン、少なくとも100
ミクロン、少なくとも110ミクロン、少なくとも120ミクロン、少なくとも130ミ
クロン、少なくとも135ミクロン、少なくとも140ミクロン、少なくとも145ミク
ロン、少なくとも150ミクロン、少なくとも155ミクロン、少なくとも160ミクロ
ン、又は少なくとも165ミクロンのD10を含む粒度分布を備える、実施形態1~31
のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0128】
実施形態33.前記研磨粒子の実施形態が、最大1mm、最大900ミクロン、最大8
50ミクロン、最大830ミクロン、最大800ミクロン、最大750ミクロン、最大7
00ミクロン、最大650ミクロン、最大600ミクロン、最大550ミクロン、最大5
00ミクロン、最大450ミクロン、最大400ミクロン、最大380ミクロン、最大3
50ミクロン、最大320ミクロン、最大300ミクロン、最大280ミクロン、最大2
60ミクロン、最大250ミクロン、最大240ミクロン、最大220ミクロン、最大2
10ミクロン、最大200ミクロン、又は最大170ミクロンのD10を含む粒度分布を
備える、実施形態1~32のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0129】
実施形態34.前記研磨粒子が、少なくとも150ミクロン、少なくとも170ミクロ
ン、少なくとも190ミクロン、少なくとも200ミクロン、少なくとも220ミクロン
、少なくとも240ミクロン、少なくとも250ミクロン、少なくとも260ミクロン、
少なくとも270ミクロン、少なくとも280ミクロン、少なくとも300ミクロン、少
なくとも310ミクロン、少なくとも320ミクロン、少なくとも340ミクロン、少な
くとも350ミクロン、少なくとも360ミクロン、又は少なくとも370ミクロンのD
90を含む粒度分布を備える、実施形態1~33のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0130】
実施形態35.前記研磨粒子が、最大2.2mm、最大2mm、最大1mm、最大90
0ミクロン、最大870ミクロン、最大850ミクロン、最大820ミクロン、最大78
0ミクロン、最大750ミクロン、最大730ミクロン、最大700ミクロン、最大67
0ミクロン、最大640ミクロン、最大610ミクロン、最大580ミクロン、最大53
0ミクロン、最大500ミクロン、最大470ミクロン、最大450ミクロン、最大33
0ミクロン、最大410ミクロン、最大390ミクロン、又は最大370ミクロン、のD
90を含む粒度分布を備える、実施形態1~34のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0131】
実施形態36.前記ボンド材料が、セラミック材料、非晶質材料、又はそれらの組み合
わせを含む、実施形態1~35のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0132】
実施形態37.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して、最大30重量%
、最大28重量%、最大26重量%、最大24重量%、又は最大22重量%の酸化ホウ素
(B)を含む、実施形態1~36のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0133】
実施形態38.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも5重量
%、少なくとも8重量%、少なくとも10重量%、少なくとも12重量%、又は少なくと
も15重量%の酸化ホウ素(B)を含む、実施形態1~37のいずれか1つに記載
の研磨材製品。
【0134】
実施形態39.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して最大80重量%、
最大75重量%、最大70重量%、最大69重量%、最大66重量%、最大65重量%、
最大60重量%、最大55重量%、最大52重量%、又は最大50重量%の酸化ケイ素(
SiO)を含む、実施形態1~38のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0135】
実施形態40.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも25重
量%、少なくとも35重量%、少なくとも38重量%、又は少なくとも40重量%の酸化
ケイ素(SiO)を含む、実施形態1~39のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0136】
実施形態41.前記ボンドが、酸化ホウ素(B)及び酸化ケイ素(SiO)を
含み、酸化ホウ素及び酸化ケイ素の総含有量が、最大80重量%、最大77重量%、最大
75重量%、最大73重量%、最大70重量%、最大70重量%、又は最大65重量%で
ある、実施形態1~40のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0137】
実施形態42.前記ボンドが、酸化ホウ素(B)及び酸化ケイ素(SiO)を
含み、酸化ホウ素及び酸化ケイ素の総含有量が、少なくとも40重量%、少なくとも42
重量%、少なくとも46重量%、少なくとも48重量%、又は少なくとも50重量%であ
る、実施形態1~41のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0138】
実施形態43.前記ボンド材料が、最大7:1、最大6.5:1、最大6:1、最大5
.5:1、最大5.2:1、最大5:1、又は最大4.8:1の重量パーセント酸化ケイ
素(SiO):重量パーセント酸化ホウ素(B)の比を備える、実施形態1~4
2のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0139】
実施形態44.前記ボンド材料が、少なくとも1.3:1、少なくとも1.5:1、少
なくとも1.7:1、少なくとも2.0:1、少なくとも2.2:1、少なくとも2.4
:1、少なくとも2.6:1、少なくとも2.8:1、又は少なくとも3:1の重量パー
セント酸化ケイ素(SiO):重量パーセント酸化ホウ素(B)の比を備える、
実施形態1~43のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0140】
実施形態45.前記ボンドが、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも8重量%、
少なくとも9重量%、少なくとも10重量%、少なくとも12重量%、又は少なくとも1
4重量%の酸化アルミニウム(Al)を含む、実施形態1~44のいずれか1つに
記載の研磨材製品。
【0141】
実施形態46.前記ボンドが、前記ボンド材料の総重量に対して、最大30重量%、最
大28重量%、最大25重量%、最大23重量%、又は最大20重量%の酸化アルミニウ
ム(Al)を含む、実施形態1~45のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0142】
実施形態47.前記ボンドが、酸化アルミニウム(Al)及び酸化ケイ素(Si
)を含み、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素の総含有量が、前記ボンド材料の総重量
に対して少なくとも50重量%、少なくとも52重量%、少なくとも56重量%、少なく
とも58重量%、又は少なくとも60重量%である、実施形態1~46のいずれか1つに
記載の研磨材製品。
【0143】
実施形態48.前記ボンドが、酸化アルミニウ(Al)及び酸化ケイ素(SiO
)を含み、酸化アルミニウム及び酸化ケイ素の総含有量が、ボンド材料の総重量に対し
て最大80重量%、最大77重量%、最大75重量%、又は最大73重量%である、実施
形態1~47のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0144】
実施形態49.前記ボンド材料が、最大5.5:1、最大5:1、最大4.5:1、最
大4:1、最大3.5:1、最大3:1、最大2.5:1、最大2.2:1、又は最大2
:1の重量パーセント酸化ケイ素(SiO):重量パーセント酸化アルミニウム(Al
)の比を備える、実施形態1~48のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0145】
実施形態50.前記ボンド材料は、少なくとも1.3:1、少なくとも1.5:1、少
なくとも1.7:1、又は少なくとも2:1の重量パーセント酸化ケイ素(SiO):
重量パーセント酸化アルミニウム(Al)の比を含む、実施形態1~49のいずれ
か1つに記載の研磨材製品。
【0146】
実施形態51.前記ボンド材料が、ジルコン(ZrSiO)を含む多結晶相を備える
、実施形態1~50のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0147】
実施形態52.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して、少なくとも15
重量%、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも17重量%、少なくとも19重量%
、少なくとも20重量%、少なくとも21重量%、少なくとも22重量%、少なくとも2
3重量%、又は少なくとも24重量%のジルコンを含む、実施形態1~51のいずれか1
つに記載の研磨材製品。
【0148】
実施形態53.前記ボンド材料が、最大44重量%、最大42重量%、最大40重量%
、最大38重量%、最大36重量%、最大35重量%、最大34重量%、最大33重量%
、又は最大32重量%のジルコンを含む、実施形態1~52のいずれか1つに記載の研磨
材製品。
【0149】
実施形態54.前記ボンドがジルコン(ZrSiO)を本質的に含まない、実施形態
1~53のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0150】
実施形態55.前記ボンド材料が、少なくとも1つのアルカリ土類酸化物化合物(RO
)を含み、前記アルカリ土類酸化物化合物(RO)の総含有量が、前記ボンド材料の総重
量に対して最大6重量%、最大5重量%、最大4重量%、最大3.0重量%、最大2.5
重量%、又は最大2重量%である、実施形態1~54のいずれか1つに記載の研磨材製品
【0151】
実施形態56.前記ボンド材料が、少なくとも1つのアルカリ土類酸化物化合物(RO
)を含み、前記アルカリ土類酸化物化合物(RO)の総含有量が、少なくとも0.5重量
%又は少なくとも0.8重量%である、実施形態1~55のいずれか1つに記載の研磨材
製品。
【0152】
実施形態57.前記ボンド材料が、酸化カルシウム(CaO)、酸化マグネシウム(M
gO)、酸化バリウム(BaO)、酸化ストロンチウム(SrO)の群から選択される最
大3つの異なるアルカリ土類酸化物化合物(RO)を含む、実施形態1~56のいずれか
1つに記載の研磨材製品。
【0153】
実施形態58.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも0.5
重量%、少なくとも0.8重量%、又は少なくとも1重量%の酸化カルシウム(CaO)
を含む、実施形態1~57のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0154】
実施形態59.前記ボンド材料が、酸化カルシウム(CaO)を本質的に含まない、実
施形態1~58のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0155】
実施形態60.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して3重量%以下、2
.8重量%以下、又は2.5重量%以下、2重量%以下、又は1.7重量%以下の酸化カ
ルシウム(CaO)を含む、実施形態1~59のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0156】
実施形態61.前記ボンド材料が、酸化リチウム(LiO)、酸化ナトリウム(Na
O)、酸化カリウム(KO)、及び酸化セシウム(CsO)からなる化合物の群か
ら選択されるアルカリ酸化物化合物(RO)、並びにそれらの組み合わせを含む、実施
形態1~60のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0157】
実施形態62.前記ボンド材料が、少なくとも1つのアルカリ酸化物化合物(RO)
を含み、前記アルカリ酸化物化合物(RO)の総含有量が、最大25重量%、又は最大2
2重量%、又は最大20重量%である、実施形態1~61のいずれか1つに記載の研磨材
製品。
【0158】
実施形態63.前記ボンド材料が、少なくとも1つのアルカリ酸化物化合物(RO)
を含み、前記アルカリ酸化物化合物(RO)の総含有量が、少なくとも3重量%、少な
くとも5重量%、少なくとも7重量%、又は少なくとも9重量%である、実施形態1~6
2のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0159】
実施形態64.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも1重量
%、少なくとも1.5重量%、又は少なくとも2重量%の酸化リチウム(LiO)を含
む、実施形態1~63のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0160】
実施形態65.前記ボンド材料が、酸化リチウム(LiO)を本質的に含まない、実
施形態1~64のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0161】
実施形態66.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して、最大7重量%、
最大6.5重量%、最大6重量%、最大5.5重量%、又は最大5重量%の酸化リチウム
(LiO)を含む、実施形態1~65のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0162】
実施形態67.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して、少なくとも3重
量%、少なくとも4重量%、又は少なくとも5重量%の酸化ナトリウム(NaO)を含
む、実施形態1~66のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0163】
実施形態68.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して、最大15重量%
、最大14重量%、最大13重量%、最大12重量%、最大11重量%、又は最大10重
量%の酸化ナトリウム(NaO)を含む、実施形態1~67のいずれか1つに記載の研
磨材製品。
【0164】
実施形態69.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して、少なくとも1重
量%、少なくとも1.5重量%、又は少なくとも2重量%の酸化カリウム(KO)を含
む、実施形態1~68のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0165】
実施形態70.前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して、少なくとも15
重量%、最大13重量%、最大11重量%、最大10重量%、最大8重量%、最大7重量
%、最大6.5重量%、最大6重量%、又は最大5.5重量%、又は最大5重量%の酸化
カリウム(KO)、実施形態1~69のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0166】
実施形態71.前記ボンド材料が、最大3.0重量%の酸化リン(P)を含むか
、又は前記ボンド材料が酸化リン(P)を本質的に含まない、実施形態1~70の
いずれか1つに記載の研磨材製品。
【0167】
実施形態72.前記ボンド材料が、TiO、Fe、MnO、ZrSiO
及びCoAlからなる群から選択される酸化物化合物を本質的に含まない組成物を
含む、実施形態1~71のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0168】
実施形態73.前記ボンド材料が、最大1250℃、最大1200℃、又は最大117
5℃、又は最大1150℃、又は最大1125℃、又は最大1100℃の形成温度を備え
る、実施形態1~72のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0169】
実施形態74.前記ボンド材料が、少なくとも800℃、少なくとも850℃、少なく
とも約900℃、920℃、又は少なくとも約950℃、又は少なくとも約975℃の形
成温度を備える、実施形態1~73のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0170】
実施形態75.前記研磨材製品が固定研磨材製品を備える、実施形態1~74のいずれ
か1つに記載の研磨材製品。
【0171】
実施形態76.前記ボンド材料が、前記本体の体積を連続的に通って延在するマトリッ
クスの実施形態mのものである、実施形態1~75のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0172】
実施形態77.前記本体が、前記ボンド材料の総体積に対して、少なくとも1体積%、
少なくとも1.3体積%、少なくとも1.5体積%、少なくとも1.8体積%、少なくと
も2体積%、少なくとも2.2%、少なくとも2.5体積%、少なくとも2.7体積%、
少なくとも3体積%、少なくとも3.3体積%、少なくとも3.5体積%、少なくとも3
.7体積%、少なくとも3.9体積%、少なくとも4体積%、少なくとも4.1体積%、
少なくとも4.3体積%、少なくとも4.5体積%、少なくとも4.7体積%、少なくと
も4.9体積%、又は少なくとも5体積%のセラミック粒子を含む、実施形態1~76の
いずれか1つに記載の研磨材製品。
【0173】
実施形態78.前記本体が、10体積%未満、最大9.7体積%、最大9.5体積%、
最大9.4体積%、最大9.2体積%、最大9体積%、最大8.8体積%、最大8.6体
積%、最大8.3体積%、最大8体積%、最大7.9体積%、最大7.7体積%、最大7
.5体積%、最大7.3体積%、最大7体積%、最大6.9体積%、最大6.7体積%、
最大6.6体積%、最大6.4体積%、最大6.2体積%、最大6体積%、最大5.8体
積%、最大5.6体積%、最大5.4体積%、最大5.2体積%、最大5体積%、最大4
.8体積%、又は最大4.6体積%のセラミック粒子を含む、実施形態1~77のいずれ
か1つに記載の研磨材製品。
【0174】
実施形態79.前記本体が、前記本体の総体積に対して、少なくとも20体積%、少な
くとも25体積%、少なくとも30体積%、又は少なくとも35体積%の研磨粒子を含む
、実施形態1~78のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0175】
実施形態80.前記本体が、前記本体の総体積に対して最大65体積%、最大64体積
%、又は最大62体積%、又は最大60体積%、又は最大58体積%、又は最大56体積
%、又は最大54体積%、又は最大52体積%、又は最大50体積%の研磨粒子を含む、
実施形態1~79のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0176】
実施形態81.前記本体が、前記本体の総体積に対して少なくとも2体積%、少なくと
も4体積%、少なくとも5体積%、少なくとも10体積%、少なくとも20体積%のボン
ド材料を含む、実施形態1~80のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0177】
実施形態82.前記本体が、最大35体積%、又は最大30体積%、又は最大25体積
%、又は最大20体積%を含む、実施形態1~81のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0178】
実施形態83.前記本体が、前記本体の総体積に対して少なくとも22体積%、少なく
とも24体積%、少なくとも26体積%、少なくとも28体積%、少なくとも30体積%
、少なくとも32体積%、又は少なくとも35体積%の少なくとも20体積%の多孔度を
備える、実施形態1~82のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0179】
実施形態84.前記本体が、前記本体の総体積に対して最大75体積%、最大70体積
%、最大65体積%、最大60体積%、最大55体積%、最大50体積%、最大45体積
%、又は最大40体積%の多孔度を備える、実施形態1~83のいずれか1つに記載の研
磨材製品。
【0180】
実施形態85.前記本体が、閉鎖気孔率、開放気孔率、及びそれらの組み合わせからな
る群から選択されるタイプの気孔率を含む、実施形態1~84のいずれか1つに記載の研
磨材製品。
【0181】
実施形態86.前記本体が多孔度を備え、前記多孔度の大部分が閉鎖気孔率であるか、
又は前記多孔性の本質的に全てが閉鎖気孔率である、実施形態1~85のいずれか1つに
記載の研磨材製品。
【0182】
実施形態87.前記本体が多孔度を備え、前記多孔性の大部分が閉鎖気孔率であり、前
記多孔性の本質的に全てが閉鎖気孔率である、実施形態1~86のいずれか1つに記載の
研磨材製品。
【0183】
実施形態88.前記本体が、最大1.9mm、最大1.5mm、最大1mm、最大90
0ミクロン、最大800ミクロン、最大700ミクロン、最大600ミクロン、最大50
0ミクロン、最大450ミクロン、最大400ミクロン、最大87ミクロン、最大300
ミクロン、最大250ミクロン、最大200ミクロン、最大150ミクロン、又は最大1
00ミクロンの平均細孔径を有する多孔度を備える、実施形態1~350のいずれか1つ
に記載の研磨材製品。
【0184】
実施形態89.前記本体が、少なくとも0.1ミクロン、少なくとも1ミクロン、少な
くとも5ミクロン、少なくとも8ミクロン、少なくとも10ミクロン、少なくとも14ミ
クロン、少なくとも16ミクロン、少なくとも25ミクロン、少なくとも50ミクロン、
少なくとも100ミクロン、少なくとも150ミクロン、又は少なくとも200ミクロン
の平均細孔径を有する多孔度を備える、実施形態1~88のいずれか1つに記載の研磨材
製品。
【0185】
実施形態90.前記研磨粒子が、第1のタイプの研磨粒子と第2のタイプの研磨粒子と
を含むブレンドを含み、前記第1のタイプ及び前記第2のタイプが、酸化物、炭化物、窒
化物、ホウ化物、酸炭化物、酸窒化物、超研磨剤、及び炭素系材料からなる群から選択さ
れる少なくとも1つの材料を含む、実施形態1~89のいずれか1つに記載の研磨材製品
【0186】
実施形態91.前記研磨粒子が、非凝集粒子、凝集粒子、成形済み研磨粒子、非成形済
み研磨粒子、又はそれらの任意の組み合わせを含む、実施形態1~90のいずれか1つに
記載の研磨材製品。
【0187】
実施形態92.前記成形済み研磨粒子が、正多角形、不規則多角形、不規則形状、三角
形、部分的に凹形の三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角形、八角形、
楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア文字、及びそ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備える、実施形態91に記載の研磨材製品。
【0188】
実施形態93.前記成形済み研磨粒子が、多面体、角錐、楕円体、球、角柱、円柱、円
錐、四面体、立方体、直方体、菱面体、角錐台、切頭楕円体、切頭球、切頭円錐、五面体
、六面体、七面体、八面体、非多面体、十面体、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア文字
、漢字、複合多角形、不規則な外形、火山型、モノスタティック形状、及びそれらの組み
合わせからなる群から選択される三次元形状を備え、モノスタティック形状が、単一の安
定した静止位置を有する形状である、実施形態91に記載の研磨材製品。
【0189】
実施形態94.前記成形済み研磨粒子が三角形の二次元形状を備える、実施形態93の
研磨材製品。
【0190】
実施形態95.前記成形済み研磨粒子が部分的に凹形の三角形の二次元形状を備える、
実施形態91の研磨材製品。
【0191】
実施形態96.前記成形済み研磨粒子が、本体長さ(Lb)、本体幅(Wb)、及び本
体厚さ(Tb)を有する本体を含み、Lb>Wb、Lb>Tb且つWb>Tbである、実
施形態91~95のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0192】
実施形態97.前記本体が、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくと
も約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び最大1000:1の一
次アスペクト比(Lb:Wb)を備える、実施形態96の研磨材製品。
【0193】
実施形態98.前記本体が、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくと
も約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び最大1000:1の二
次アスペクト比(Lb:Tb)を備える、実施形態96又は97に記載の研磨材製品。
【0194】
実施形態99.前記本体が、少なくとも約1:1又は少なくとも約2:1又は少なくと
も約3:1又は少なくとも約5:1又は少なくとも約10:1及び最大1000:1の三
次アスペクト比(Wb:Tb)を備える、実施形態96~98のいずれか1つに記載の研
磨材製品。
【0195】
実施形態100.本体長さ(Lb)、本体幅(Wb)、及び本体厚さ(Tb)の少なく
とも1つが、少なくとも0.1ミクロン、又は少なくとも1ミクロン、又は少なくとも1
0ミクロン、又は少なくとも50ミクロン、又は少なくとも100ミクロン、又は少なく
とも150ミクロン、又は少なくとも200ミクロン、又は少なくとも400ミクロン、
又は少なくとも600ミクロン、又は少なくとも800ミクロン、又は少なくとも1mm
、及び最大20mm、又は最大18mm、又は最大16mm、又は最大14mm、又は最
大12mm、又は最大10mm、又は最大8mm、又は最大6mm、又は最大4mmの平
均寸法を有する、実施形態96~99のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0196】
実施形態101.前記本体は、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角
形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア文字、及びそれらの組み合わせ
からなる群から選択される前記本体長さ及び前記本体幅によって画定される平面内の断面
形状を備える、実施形態96~100のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0197】
実施形態102.前記本体は、三角形、四辺形、長方形、台形、五角形、六角形、七角
形、八角形、楕円形、ギリシャ文字、ラテン文字、ロシア文字、及びそれらの組み合わせ
からなる群から選択される前記本体長さ及び前記本体厚さによって画定される平面内の断
面形状を備える、実施形態96~101のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0198】
実施形態103.前記本体が、粉末、顆粒、球、繊維、細孔形成剤、中空粒子、及びそ
れらの組み合わせからなる群から選択される充填剤を含む、実施形態1~102のいずれ
か1つに記載の研磨材製品。
【0199】
実施形態104.本体が、ホイール、ホーン、コーン、カップ、フランジ付ホイール、
テーパー付カップ、ディスク、セグメント、軸付砥石、及びそれらの組み合わせからなる
群から選択される形状を有する、実施形態1~103のいずれか1つに記載の研磨材製品
【0200】
実施形態105.前記ボンド材料が、セラミック粒子の平均粒径(D50c)より大き
い平均接合後サイズ(Sbp)備え、前記平均接合後サイズ(Sbp)が、12ミクロン
超、少なくとも13ミクロン、少なくとも15ミクロン、少なくとも17ミクロン、少な
くとも19ミクロン、少なくとも20ミクロン、少なくとも22ミクロン、少なくとも2
4ミクロン、少なくとも25ミクロン、少なくとも26ミクロン、少なくとも37ミクロ
ン、少なくとも38ミクロン、少なくとも39ミクロン、少なくとも40ミクロン、少な
くとも42ミクロン、少なくとも45ミクロン、少なくとも47ミクロン、少なくとも4
9ミクロン、少なくとも51ミクロン、少なくとも53ミクロン、少なくとも55ミクロ
ン、少なくとも57ミクロン、少なくとも59ミクロン、少なくとも62ミクロン、少な
くとも65ミクロン、少なくとも67ミクロン、少なくとも70ミクロン、少なくとも7
4ミクロン、少なくとも76ミクロン、少なくとも78ミクロン、少なくとも80ミクロ
ン、少なくとも82ミクロン、少なくとも84ミクロン、少なくとも87ミクロン、少な
くとも90ミクロン、少なくとも93ミクロン、少なくとも95ミクロン、少なくとも9
8ミクロン、少なくとも100ミクロン、少なくとも110ミクロン、少なくとも120
ミクロン、少なくとも140ミクロン、少なくとも160ミクロン、少なくとも180ミ
クロン、又は少なくとも200ミクロンである、実施形態1~104のいずれか1つに記
載の研磨材製品。
【0201】
実施形態106.前記ボンド材料が、前記研磨粒子の平均研磨粒径(D50a)未満の
平均接合後サイズ(Sbp)を備え、前記平均接合後サイズ(Sbp)が、最大1.8m
m、最大1.5mm、最大1.2mm、最大900ミクロン、最大850ミクロン、最大
830ミクロン、最大800ミクロン、最大750ミクロン、最大700ミクロン、最大
105ミクロン、最大600ミクロン、最大550ミクロン、最大500ミクロン、最大
450ミクロン、最大400ミクロン、最大380ミクロン、最大350ミクロン、最大
320ミクロン、最大300ミクロン、最大650ミクロン、最大260ミクロン、最大
255ミクロン、最大220ミクロン、又は最大200ミクロンである、実施形態1~2
80のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0202】
実施形態107.ボンド材料が、少なくとも5.70GPa、少なくとも5.75GP
a、又は少なくとも5.80GPaの平均ビッカース硬度を備える、実施形態1~106
のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0203】
実施形態108.前記ボンド材料が、最大6.50GPa、最大6.45GPa、又は
最大6.40GPaの平均ビッカース硬度を含む、実施形態1~107のいずれか1つに
記載の研磨材製品。
【0204】
実施形態109.前記本体が、少なくとも38MPa、少なくとも39MPa、少なく
とも40MPa、少なくとも41MPa、少なくとも43MPa、少なくとも45MPa
、少なくとも46MPa、少なくとも47MPa、又は少なくとも48MPaの平均MO
Rを備える、実施形態1~108のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0205】
実施形態110.前記本体が、最大60MPa、最大58MPa、最大56MPa、最
大55MPa、最大53MPa、最大52MPa、最大50MPa、又は最大49MPa
の平均MORを備える、実施形態1~109のいずれか1つに記載の研磨材製品。
【0206】
実施形態111.前記本体が、該本体の総体積に対して、
33体積%~55体積%の研磨粒子と、
4体積%~20体積%のボンド材料と、
26体積%~62体積%の多孔度と
を備える、実施形態109~110に記載の研磨材製品。
【0207】

例1
本明細書の実施形態に記載されているように、研磨バーサンプルを作製し、ボンド材料
のビッカース硬度を試験した。サンプル群1のサンプルをセラミック粒子なしで形成した
ことを除いて、本明細書の実施形態に記載の形成プロセスに従ってサンプルを作製した。
まず、表1に含まれるボンド材組成物を形成するためのボンド材前駆体材料を調製した。
いくつかの含有量が範囲で提供されているとしても、全ての成分の含有量は合計100重
量%になることを理解されたい。3~6体積%のボンド材前駆体材料を22.996ミク
ロンの平均粒径D50cを有する3~6体積%の溶融アルミナ粒子で置換してサンプル群
2のサンプルを形成したことを除いて、ボンド材前駆体を使用して全てのサンプルを形成
した。サンプル群3のサンプルを形成するために、3~6体積%のボンド材前駆体材料を
、6.827ミクロンの平均粒径D50cを有する3~6体積%の溶融アルミナセラミッ
ク粒子で置換した。全てのサンプルは、接合研磨体の総体積に対して44体積%の研磨粒
子及び46.88体積%の多孔度を有していた。サンプル群1のサンプルは、9.12体
積%のボンド材料を有していた。サンプル群2及び3のサンプルは、ボンド材料及びセラ
ミック粒子の総含有量が9.12体積%であった。
【表1】
【0208】
全てのサンプルをビッカース硬度について試験した。図5は、研磨粒子503間のボン
ドブリッジ501にくぼみ505を有するバーサンプルの画像を含む。くぼみは、ビッカ
ース硬度試験によって生じた。図4に示すようなくぼみの長さは、Image Jを使用
して測定される。表2は、各試験サンプルグループの少なくとも10個のくぼみの平均長
さ及び平均ビッカース硬度を含む。
【表2】
【0209】
例2
例1に記載したのと同じ方法であるが、表3に含まれるボンド材料の組成物を有する研
磨バーサンプルを作製した。特に、サンプル群4はセラミック粒子を含まず、サンプル群
5及び6はそれぞれサンプル群2及び3と同様にセラミック粒子で形成された。9~12
体積%のボンド材前駆体材料をセラミック粒子に置き換えたことを除いて、サンプル群2
と同様にしてサンプル群7を形成した。表4は、セラミック粒子D50及び各サンプル群
の含有量を含む。
【0210】
全てのサンプルは、接合体の総重量に対して、44体積%の研磨粒子及び46.88体
積%の多孔度を含んでいた。サンプル群1は、本体の総体積に対して9.12体積%のボ
ンド材料を有していた。サンプル群5及び6の接合体におけるボンド材料及びセラミック
粒子の総含有量は同じであり、それぞれの本体の総体積に対して9.12体積%であった
。研磨粒子は溶融アルミナであり、D50は247ミクロン、D10は157ミクロン、
D90は388ミクロンであった。
【表3】

【表4】
【0211】
全てのサンプルを、電力消費対MRR、WWR対MRR、及びMORの評価のため、2
0CrMnTi鋼を切断して試験した。試験データを図6~8に示す。図6に示すように
、サンプル群5は、サンプル群4、6、及び7と比較して、同じ材料除去率(MRR)で
試験した場合、改善された摩耗率(WWR)を示した。図7に示すように、サンプル群5
は、サンプル群4、6、及び7と比較して、同じ材料除去率(MRR)で操作した場合に
改善された電力消費を示した。図8に示すように、サンプル群5は、サンプル群4と比較
して同様のMORを示した。サンプル群6及び7は、サンプル群4と比較してMORの減
少を示した。
【0212】
例3
本明細書の実施形態に記載されるように、表3に記載のボンド材料、研磨粒子、及び表
5~6に記載の多孔度を含むホイールサンプルを形成した。各ホイールサンプル群の接合
研磨体を形成するための混合物は、5体積%の白色溶融アルミナセラミック粒子Vc/p
の含有量を含んでいた。セラミック粒子は、22.996ミクロンのD50cを有してい
た。
【0213】
表5は、異なる研磨粒子の特性を含む。
【表5】
【0214】
表6は、ホイールサンプル群の組成を含む。
【表6】
【0215】
サンプル群8~23を、MOR、摩耗率、材料除去率、及び電力消費について試験し、
対応する従来のホイールよりも良好に機能すると予想される。
【0216】
例4
例1に記載したのと同じ方法で、研磨バーサンプルを作製した。サンプルのボンド材組
成物は表7に含まれる。全てのバーサンプルは、バーの総体積に対して44体積%の含有
量及び46.88体積%の多孔度で247ミクロンのD50aを有するピンクアルミナ砥
粒を含む。異なるD50cを有する白色アルミナセラミック粒子を異なる含有量でボンド
材組成物に添加して、研磨バーサンプルを形成した。セラミック粒子を含まないサンプル
は、バーの総体積に対して9.12体積%の結合含有量を有する。セラミック粒子を含む
サンプルは、バーの総体積に対して9.12体積%の結合及びセラミック粒子の総含有量
を有する。表8は、研磨バーサンプルのセラミック粒子の含有量及びD50cを含む。
【0217】
サンプルS24-0~S24-9は、ボンド材組成物S24を有する。同様に、サンプ
ルS25-0~S25-9は、ボンド材組成物S25を有し、サンプルS26-0~S2
6-9は、ボンド材組成物S26を有する。全てのバーサンプルは、ロードセル30kN
、速度1.27mm/分及び支持スパン50.8mmを有するVernier Cali
per MEA-PHY-013を使用して、ASTM C1161-02c(2008
)(周囲温度でのアドバンストセラミックスの曲げ強度の標準試験方法)に基づくMOR
について3点曲げによって試験した。MORは、式S=3PL/2bd2(式中、SはM
ORを表し、PはN単位のピーク破断荷重であり、Lはmm単位の支持スパンであり、b
はmm単位の試験片幅であり、dはmm単位の試験片厚さである)によって決定すること
ができる。
【表7】

【表8】
【0218】
図10~14は、ボンド材組成物S24を有するサンプルのMORの例示を含む。図示
されるように、サンプルS24-1及びS24-3~S24-9は同様のMORを有し、
サンプルS24-2は、セラミック粒子を有さないS24-0サンプルと比較してMOR
の有意な改善を示した。
【0219】
図15~19は、ボンド材組成物S25を有するサンプルのMORの例示を含む。図示
されるように、サンプルS25-1~S25-3は、サンプルS25-0と比較して同様
のMORを有し、サンプルS25-4~S25-9と比較してMORが改善された。
【0220】
図20~24は、ボンド材組成物S26を有するサンプルのMORの例示を含む。図示
されるように、サンプルS26-1~S26-9は、セラミック粒子を含まないS26-
0サンプルと比較して同様のMORを有していた。
【0221】
例5
切断ホイールサンプルS29及びCS30を、サンプルCS30がセラミック粒子を含
まないことを除いて、本明細書の実施形態に従って形成した。サンプルS29及びCS3
0の両方が、表9に記載のボンド材料、247ミクロンのD50cを有する44体積%の
ピンクアルミナ研磨粒子、及びそれぞれの研磨体の総体積に対して46.88体積%の多
孔度を含む。サンプルCS30は、研磨体の総体積に対して9.12体積%のボンド材料
を含む。サンプルS29は、研磨体の総体積に対して9.12体積%のボンド材料及びセ
ラミック粒子の総含有量を含む。サンプルS29は、ボンド材料及びセラミック粒子の総
体積に対して4体積%の含有量で23ミクロンのD50cを有する白色アルミナセラミッ
ク粒子で形成される。
【表9】
【0222】
サンプルS29及びCS30を、材料除去速度対電力消費、並びにffα及びfHαを
含むプロファイル保持の評価のため20CrMnTi鋼の切断加工物で試験し、試験結果
図25~26に含まれる。図示されるように、サンプルS29は、CS30を上回る改
善を示さなかった。
【0223】
利点、他の利点、及び課題の解決策は、特定の実施形態に関して上に記載されている。
しかしながら、任意の利益、利点、又は解決策を発生させる又はより顕著にする可能性が
ある、利益、利点、課題の解決策、及び任意の特徴(複数可)は、請求項のいずれか又は
全ての重要な、必要な、又は本質的な特徴として解釈されるべきではない。本明細書にお
ける1つ以上の成分を含む材料への言及は、材料が特定された1つ以上の成分から本質的
になる少なくとも1つの実施形態を含むと解釈され得る。「本質的になる」という用語は
、特定された材料を含み、材料の特性を有意に変化させない、少量の含有量(例えば、不
純物含量)を除く他の全ての他の材料を除外する組成を含むと解釈される。さらに、又は
代替として、特定の非限定的な実施形態では、本明細書で特定される組成物のいずれも、
明示的に開示されていない材料を本質的に含まなくてもよい。本明細書の実施形態は、材
料内の特定の成分の含有量の範囲を含み、所与の材料内の成分の含有量は合計で100%
であることが理解されよう。
【0224】
本明細書に記載の実施形態の明細書及び例示は、様々な実施形態の構造の一般的な理解
を提供することを意図している。本明細書及び例示は、本明細書に記載の構造又は方法を
使用する装置及びシステムの全ての要素及び特徴の網羅的且つ包括的な説明として役立つ
ことを意図するものではない。別個の実施形態はまた、単一の実施形態において組み合わ
せて提供されてもよく、逆に、簡潔にするために単一の実施形態の状況で説明される様々
な特徴はまた、別個に又は任意の部分的な組み合わせで提供されてもよい。さらに、範囲
内に記載される値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。多くの他の実施形
態は、本明細書を読んだ後に初めて当業者に明らかとなり得る。本開示の範囲から逸脱す
ることなく、構造的置換、論理的置換、又は別の変更を行うことができるように、他の実
施形態を使用し、本開示から導出することができる。したがって、本開示は、限定的では
なく例示的であると見なされるべきである。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20
図21
図22
図23
図24
図25
図26
図27
【手続補正書】
【提出日】2024-06-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
前記本体の少なくとも一部を通って延在するボンド材料と、
前記本体に含有される研磨粒子であって、少なくとも100ミクロンの平均粒径(D50a)を有する前記研磨粒子と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子であって、少なくとも2ミクロン且つ最大75ミクロンの平均粒径(D50c)を備える、前記セラミック粒子と、
を含む、研磨材製品。
【手続補正書】
【提出日】2024-08-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体を備える研磨材製品であって、
前記本体が、
前記本体の少なくとも一部を通って延在するボンド材料と、
前記本体に含有される研磨粒子であって、少なくとも100ミクロンの平均粒径(D50a)を有する前記研磨粒子と、
前記ボンド材料に含有されるセラミック粒子であって、少なくとも2ミクロン且つ最大75ミクロンの平均粒径(D50c)を備える、前記セラミック粒子と、を含み、
D50c<D50aであり、
前記ボンド材料が、Al 及びSiO を含み、Al 及びSiO の総含有量が、前記ボンド材料の総重量に対して最大79重量%である、研磨材製品。
【請求項2】
前記ボンド材料が硝子体相を備える、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項3】
前記ボンド材料が平均接合後サイズ(Sbp)を備え、D50c≦Sbp<D50aである、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項4】
前記セラミック粒子が、少なくとも6ミクロン且つ最大69ミクロンの前記平均粒径(D50c)を備える、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項5】
前記セラミック粒子が、12ミクロン超の前記平均粒径(D50c)を備える、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項6】
前記本体が、前記セラミック粒子及び前記ボンド材料の総体積に対して最大12体積%の含有量でセラミック粒子を含む、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項7】
前記ボンド材料がSiO を含み、SiO の含有量が前記ボンド材料の総重量に対して66重量%未満である、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項8】
前記ボンド材料が、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも25重量%且つ最大63重量%のSiO を含む、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項9】
前記ボンド材料がB を含み、B の含有量が前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも5重量%である、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項10】
前記ボンド材料が、少なくとも5重量%且つ最大18重量%の含有量でAl を含む、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項11】
前記ボンド材料がSiO 及びB を含み、酸化ケイ素(SiO )の重量パーセント:酸化ホウ素(B )の重量パーセントが最大19:1である、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項12】
前記ボンド材料がSiO 及びAl を含み、SiO 及びAl の総含有量が、前記ボンド材料の総重量に対して少なくとも50重量%且つ最大77重量%である、請求項1に記載の研磨材製品。
【請求項13】
前記セラミック粒子がアルミナを含む、請求項1に記載の研磨材製品。
【外国語明細書】