JP2002503559A - ガラス研削用研磨製品および方法 - Google Patents

ガラス研削用研磨製品および方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ガラスワークピースの表面を研削または研磨する固定研磨製品である。このガラス研削用研磨製品は、結合剤、アルカリ性金属塩、およびダイヤモンド研磨粒子を含む研磨複合体を有し、この複合体は基材に一体成形される。このガラス研削用研磨製品は、研磨時間間隔が１０〜１５秒、概して約１２秒であるＲＰＰ手順を用いて、約２００〜４００μｍのガラスを除去することができる。本発明の研磨粒子は、単一研磨粒子であるかもしくは研磨凝集物であるか、またはこれらの組合わせである。このガラス研磨用研磨製品（１０）は、繊維を含む基材（１４）と、この基材に一体成形された複数の研磨複合体（１１）であって、有機樹脂、セリア研磨粒子およびアルカリ性金属塩を含む研磨複合体（１１）とを含む。このガラス研磨用研磨製品は、この研磨複合体の最適な破壊率をさらに提供するとともに、この研磨複合体とこの基材との間の付着を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、ガラスを研削および研磨するための研磨製品および該研磨製品を使
用する方法に関する。
【０００２】 背景技術 ガラス製品は、家庭、オフィスおよび工場において、レンズ、プリズム、鏡、
ＣＲＴ画面およびその他の品目の形態で広く見られる。こうしたガラス表面の多
くは、表面が光学的に透明であるとともに、目視可能な欠点および／または欠陥
がないことが条件の光学部品とともに使用される。欠点、欠陥、および微細な掻
き傷があると、ガラス製品の光学的透明性が損なわれる。場合によっては、こう
した欠点、欠陥および／または微細な掻き傷は、ガラスを正確に見通す能力を妨
げることがある。光学部品とともに使用するガラス表面は、本質的に欠点、欠陥
および／または掻き傷があってはならない。
【０００３】 多くのガラス表面は湾曲しているか、または湾曲に関連する半径を有する。こ
うした半径および湾曲は、ガラス形成工程で一般に形成される。しかし、ガラス
形成工程の結果として、成形線、粗い表面、小さい点などのような欠点およびそ
の他の小さい欠陥がガラスの外面に存在する場合がある。こうした欠点および／
または欠陥は、たとえ小さくても、ガラスの光学的透明性に影響する傾向がある
。こうした欠陥および／または欠点を除去するために、研磨仕上げ工程が広く使
用されてきた。研磨仕上げは、３つの主な工程、つまり研削、精研削および研磨
に一般に分類される。
【０００４】 研削ステップは、所望の湾曲または半径を完成し、研磨工具を使ってガラス表
面を租研削して成形上の欠点を除去する。一般に、この研磨工具は、ダイヤモン
ド、炭化タングステン、または立方晶窒化ホウ素などのような超研磨粒子を含む
。しかし、この租研削工程における研磨工具は、ガラス表面に粗い掻き傷を生じ
、結果として得られるガラス表面は、光学的に透明な状態まで直接研磨するのに
十分に精密でもなければ、十分に滑らかでもない。この研削工程の目的は、多量
のガラスを迅速かつかなり正確に除去して、できるだけ微細な掻き傷パターンを
残すことである。次に、「精研削」および「研磨」として一般に周知されている
後続のステップで、こうした掻き傷を除去する。
【０００５】 ガラス仕上げは、一般に、遊離砥粒スラリを使って行われる。遊離砥粒スラリ
は、水などの液状媒体中に分散している複数の研磨粒子を含む。粗いスラリに使
用される最も一般的な研磨粒子は、軽石、炭化ケイ素、酸化アルミニウムなどで
ある。遊離砥粒スラリは、分散剤、潤滑剤、脱泡剤など、その他の添加剤を任意
に含んでも良い。殆どの場合、遊離砥粒スラリは、遊離砥粒スラリがガラス表面
とラップパッドとの間に存在するように、仕上げを施されるガラス表面とラップ
パッドとの間に揚送される。ラップパッドは、ゴム、発泡体、ポリマー材料、金
属、鋼などの材料から製造される。一般に、ガラスワークピースとラップパッド
とはともに、互いに対して回転する。研削工程は、１つまたは複数のステップを
一般に含み、各々のステップは、徐々に微細な表面仕上げをガラス上に生成する
。
【０００６】 表面の粗さは、一般に、裸眼で見えるかどうかは別として、掻き傷または掻き
傷パターンによるものである。掻き傷パターンは、表面に沿った一連の峰と谷と
して定義される。ＲｔｍおよびＲａは、研磨業界で使用される共通の測定単位だ
が、正確な測定手順は、表面粗さの評価に用いる機器のタイプによって異なる。
【０００７】 Ｒａは、表面粗さプロファイルが表面の平均線から逸脱する偏差の算術平均の
平均粗さ高さ値として定義される。測定は、Ｒａｎｋ Ｔａｙｌｏｒ Ｈｏｂｓ
ｏｎ計測器で設定される評価長さの範囲内で、表面の平均線の上下両方の点で行
う。ＲａおよびＲｔｍ（以下に定義する）は、半径５μｍのダイヤモンドの先端
が付いている針である側面計プローブを使って測定し、結果をマイクロメートル
（μｍ）で記録する。こうした偏差測定値を合計してから測定値の数で除算し、
平均値を求める。一般に、Ｒａ値が低ければ低いほど、仕上げは滑らかである。
【０００８】 Ｒｔは、峰から谷までの高さの最大値として定義される。Ｒｔｍは、連続して
５回の評価長さについて測定して、各評価長さの峰から谷までの最大値の平均で
ある。一般に、Ｒｔｍ値が低ければ低いほど、仕上げは滑らかである。同じ仕上
げのガラス表面の測定を異なるブランドの市販側面計で行うと、Ｒａ値とＲｔｍ
値がわずかに異なる場合があるが、必ずしも異なるわけではない。
【０００９】 全体的な仕上げ工程の最終ステップは、ガラス製品に比較的滑らかで光学的に
透明な表面を形成する研磨ステップである。殆どの場合、この研磨ステップは、
遊離砥粒スラリを使って行われる。なぜなら、遊離砥粒スラリは、欠点、欠陥お
よび／または微細な掻き傷が本質的にない光学的に透明な表面を一般に形成する
からである。一般に、遊離砥粒スラリは、水中に分散したセリア研磨粒子を含む
。
【００１０】 遊離砥粒スラリは、ガラス製品に光学的に透明な表面仕上げを与えるために精
研削ステップおよび研磨ステップで広く用いられるが、遊離砥粒スラリ自体に関
連する多くの欠点を有する。こうした欠点として、必要な多量のスラリの取扱い
が不便である、研磨粒子の沈殿を防ぎ、研磨界面における研磨粒子の濃度を均一
にするために攪拌する必要がある、遊離砥粒スラリを製造し、取り扱い、処分ま
たは回収および再利用するための追加の機器が必要である点が挙げられる。さら
に、スラリ自体を定期的に分析して、スラリの品質および分散安定性を保証しな
ければならず、高く付く工数がさらに必要になる。さらに、ポンプヘッド、弁、
供給ライン、研削パッド、および粗い砥粒スラリに接触するスラリ供給機器のそ
の他の部分は、結局望ましくない摩耗を示す。さらに、スラリを使用するステッ
プは、乱雑になるのが常である。つまり、遊離砥粒スラリは粘性の液体であり、
容易に飛散し、収納が難しいからである。
【００１１】 当然のことながら、遊離砥粒スラリ仕上げステップをラップ仕上げ、塗布また
は固定砥粒と置き換える試みがあった。一般に、ラップ仕上げ研磨製品は、結合
剤中に分散した複数の研磨粒子を含む研磨コーティングを有する基材から成る。
たとえば、米国特許第４，２５５，１６４号、第４，５７６，６１２号、第４，
７３３，５０２号および欧州特許出願第６５０，８０３号には、様々な固定砥粒
および研磨工程が開示されている。固定砥粒を開示しているその他の参考文献と
して、米国特許第４，６４４，７０３号、第４，７７３，９２０号および第５，
０１４，４６８号が挙げられる。
【００１２】 しかし、固定砥粒は、完全に遊離砥粒スラリに取って代わることはなかった。
場合によっては、固定砥粒は、光学的に透明かつ本質的に欠点、欠陥および／ま
たは微細な掻き傷がない表面を提供しない。また場合によっては、固定砥粒はガ
ラス製品を研磨するのに長時間を要するため、遊離砥粒スラリを使用する方が費
用効果が高くなる。同様に、場合によっては、固定砥粒の寿命は、遊離砥粒スラ
リに比べて高い固定砥粒のコストを正当化するほど十分に長くない。したがって
、場合によっては、固定砥粒は、遊離砥粒スラリほど経済的に望ましくない。
【００１３】 ガラス業界で望まれているのは、遊離砥粒スラリに関連する欠点がなく、しか
も短時間で迅速に素材を除去することにより、合理的な時間内にガラス表面を効
率的かつ経済的に研削できる研磨製品である。
【００１４】 発明の開示 本発明の一態様は、ガラスワークピースを研削および研磨する研磨製品を目的
としている。ガラスを研削する研磨製品は、基材と、有機結合剤中に分散したダ
イヤモンド粒子および金属塩を含む少なくとも１つの３次元研磨コーティングで
あって、該基材に一体接合されたコーティングとを含む。
【００１５】 もう１つの態様では、ガラスを研削する研磨製品は、基材と、永久的な結合剤
、好ましくはガラス結合剤中に分散したダイヤモンド粒子を含む研磨凝集物を含
む少なくとも１つの３次元研磨コーティングであって、凝集物が、該基材に一体
接合された有機結合剤中に分散しているコーティングとを備える。
【００１６】 もう１つの態様では、本発明は、繊維を含む基材と、該基材に一体接合された
少なくとも１つの３次元研磨コーティングであって、セリア粒子、有機結合剤お
よび金属塩を含むコーティングとを含むガラスワークピース研磨用の研磨製品を
提供する。研磨用の本発明の研磨製品は、研磨複合体の最適な分解率、および研
磨複合体と基材との間の付着の改善を提供する。ガラスを研磨する研磨製品は、
研磨率を改善するための添加剤をさらに含むことが好ましい。好ましい添加剤と
して、黒鉛および二硫化モリブデンが挙げられる。
【００１７】 少なくとも１つの３次元研磨コーティングは、複数の研磨複合体を含むことが
好ましい。複数の研磨複合体は、精密賦形された複合体、不規則に賦形された複
合体、または円筒体もしくは平らな上部を有するその他の柱形で良い。
【００１８】 好ましい１つの研磨製品では、研磨複合体はエポキシ結合剤を含み、一体成形
されたウレタン基材である。アクリレートおよびウレタンアクリレートも好まし
い材料として使用することができる。
【００１９】 ガラスを研削するには、研磨粒子は、ダイヤモンド研磨粒子またはダイヤモン
ド凝集粒子を含むことが好ましい。あるいは、ダイヤモンド粒子は、ダイヤモン
ド以外の硬質研磨粒子、軟質無機研磨粒子およびこれらの混合物と混合すること
ができる。ガラスを研磨するには、研磨粒子はセリア粒子を含むことが好ましい
。
【００２０】 ダイヤモンド研磨粒子は、研磨複合体中に約０．１重量％〜１０重量％、好ま
しくは約２重量％〜４重量％存在することが好ましい。セリア研磨粒子の好まし
い量は、８５重量％以下である。
【００２１】 本発明の一実施態様では、ガラス研削用の研磨製品は、研削時間間隔が１０〜
１５秒、一般に約１２秒のをＲＰＰ手順を使用して、約１．１μｍ以下の最終Ｒ
ａまでガラステストブランク上の２００〜４００μｍの素材を除去することがで
きる。
【００２２】 本発明のもう１つの実施態様では、ガラス研削用の研磨製品は、研削時間間隔
が１０〜１５秒、一般に約１２秒のＲＰＰ手順を使用して、約０．８０μｍ以下
の最終Ｒａまでガラステストブランク上の２００μｍの素材を除去することがで
きる。
【００２３】 ガラスを研削する本発明のもう１つの実施態様では、ダイヤモンド粒子を含む
凝集物を含む研磨製品は、研削時間間隔が１０〜１５秒、一般に約１２秒のＲＰ
Ｐ手順を使用して、約０．７μｍの最終Ｒａまでガラステストブランク上の１０
０μｍの素材を除去することができる。
【００２４】 ガラスを研磨する本発明のさらにもう１つの実施態様では、セリアを含む研
磨製品は、約４５秒以下、好ましくは約３０秒以下、さらに好ましくは約２０秒
以下、さらになお好ましくは約１５秒の研磨時間間隔を使用して、Ｒａが０．７
μｍの表面粗さを約０．００９μｍの表面粗さまで減少させることができる。
【００２５】 「ＲＰＰ」手順は、上に「Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｅｃｏｍｅｔ２」電源ヘッドが取
り付けられている「Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｅｃｏｍｅｔ４」可変速度研削機／研磨機
を使用する。これらの機械はともに、イリノイ州、レークブラフのＢｕｅｈｌｅ
ｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．から市販されている。試験は、一般に、
以下の条件を用いて行われる：モータ速度は６０ｌｂ（２６７Ｎ）の力で５００
ｒｐｍに設定し、ガラステストブランクの表面領域上の界面圧力を約２５．５ｐ
ｓｉ（約１８０ｋＰａ）にする。この界面圧力は、変化した条件で試験を行うた
めに増減させる。
【００２６】 直径２．５４ｃｍ（１ｉｎ）および厚さ約１．０ｃｍの３つの平らな円形ガラ
ステストブランクを用意する。このテストブランクは、ニューヨーク州、コーニ
ングのＣｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから「ＣＯＲＮＩＮＧ＃９０
６１」の商標で市販されている。このガラス材料を研削機／研磨機の電源ヘッド
内に配置する。研削機／研磨機の１２ｉｎ（３０．５ｃｍ）のアルミニウムプラ
ットフォームは反時計方向に回転し、内部にガラステストブランクが固定されて
いる電源ヘッドは時計方向に３５ｒｐｍで回転する。
【００２７】 試験する研磨製品は、直径２０．３ｃｍ（８ｉｎ）の円に打ち抜いて、感圧接
着剤を使って、ショア硬度が約６５ｄｕｒｏｍｅｔｅｒの押出しスラブストック
フォームウレタン基材パッド上に直接接着する。このウレタン基材パッドは、厚
さ約３０ｍｍの押出しスラブ連続気泡軟質フォームに取り付ける。このパッド組
立体は、研削機／研磨機のアルミニウムプラットフォーム上に配置する。水道水
を研磨製品上に毎分約３ｌの流速で噴霧して、研磨製品の表面とガラステストブ
ランクとの間を潤滑する。
【００２８】 ガラステストブランクの初期表面仕上げは、英国、ライチェスターのＴａｙｌ
ｏｒ Ｈｏｂｓｏｎが「ＳＵＲＴＲＯＮＩＣ３」の商標で市販しているダイヤモ
ンド針側面計を使って評価する。ガラステストブランクの初期の厚さおよび重量
も記録する。
【００２９】 ガラステストブランクは、上記の研削機を使用して研削する。研削機の研削時
間間隔は、１０秒に設定する。しかし、研磨製品とガラステストブランク表面と
の間の実際の接触は、設定時間より長い。なぜなら、研削機のタイミングは、研
磨製品がガラステストブランク表面上で安定するまで開始しないからである。つ
まり、ガラス表面および研削機上で研磨製品が多少縦揺れするかまたは飛ぶこと
により、研磨製品とガラス表面との間の接触が実質的に安定した時点でタイミン
グが開始する。したがって、実際の研削間隔、つまり研磨製品とガラス表面との
間の接触は約１２秒である。研削後、最終的な表面仕上げおよび最終的な重量ま
たは厚さを各々記録する。
【００３０】 実際のガラスワークピースを所望の仕様まで研削するのに必要な実際の時間（
速度）は、多くの要素、たとえば使用する研磨装置、研磨製品の下の基材パッド
、研磨製品の回転速度、研磨される表面積のサイズ、接触圧力、研磨製品のサイ
ズ、除去されるガラスの量、研削される表面の最初の条件などによって異なる。
上記のＲＰＰ手順によって、本発明による製品および方法と従来のガラス研削技
術とを比較するために使用する基本的な性能特性が簡単に得られる。
【００３１】 本発明は、基材と、該基材の表面に付着する結合剤中に分散した好ましくはダ
イヤモンド、ダイヤモンド粒子を含む凝集物、またはセリア粒子を含む少なくと
も１つの３次元研磨コーティングを備える研磨製品を使って、ガラス表面を仕上
げる、つまり研削および研磨する物品および方法に関する。この研磨コーティン
グは、結合剤先駆物質から形成される結合剤と、複数の研磨粒子または研磨凝集
物、好ましくはダイヤモンドもしくはセリア研磨粒子、またはダイヤモンド粒子
を含む凝集物とを含む。
【００３２】 ガラスの最終的な用途は、家庭または商業的な環境にある。ガラスは、装飾目
的または構造上の目的で使用される。ガラスは、少なくとも１つの仕上げ面を有
する。ガラスは比較的平らであるか、またはガラスに関連するある程度の輪郭を
有する場合がある。こうした輪郭は、曲線または角の形態である。ガラス表面ま
たはワークピースの実施例として、レンズ、プリズム、鏡、ＣＲＴ（陰極線管）
画面などの光学部品の部分が挙げられる。ＣＲＴ画面は、テレビジョン装置、コ
ンピュータモニタなどの装置に使用されるディスプレー表面に広く見られる。Ｃ
ＲＴ画面のサイズは、対角線状に測定して約１０ｃｍ（４ｉｎ）〜約１００ｃｍ
（４０ｉｎ）以上である。ＣＲＴ画面は、凸状で曲率半径がある外面を有する。
【００３３】 次に、図面を参照すると、本発明による研磨製品１０の一実施態様が図１およ
び図２に示されている。図１は、一方の主面に複数の研磨複合体１１を支持する
一体成形基材１４を備える研磨製品１０の斜視図である。複合体１１はダイヤモ
ンド状の形態であり、遠位の端部つまり上面１２および基部１３を含む。研磨粒
子は、異なる研磨材料の混合物で良い。複合体１１は、基部１３に沿って基材１
４と一体成形される。殆どすべての場合に、基材１４は、複合体１１間の平坦部
領域として見える。複合体１１は、有機樹脂および研磨粒子、並びに充填材、顔
料、カップリング剤など、その他の任意の添加剤を含む。
【００３４】 図２は、研磨製品１０の上面図であり、やはり、基材１４上に上面１２を有す
る複合体１１を示す。複合体１１は、基材１４全体の表面に位置するか、または
基材１４の一部分は、図２に示すように複合体で覆われない状態で残る。複合体
１１は、基材１４上に対称かつ規則的に位置する。
【００３５】 隣接する研磨複合体の基部１３は、基材または平坦部領域１４により互いに分
離されることが好ましい。この分離は、一部には、液状媒体が研磨複合体間を自
由に流れることを可能にする。こうした液状媒体の自由な流れは、より良好な切
削率の表面仕上げ、またはガラス研削時の平坦度の改善に役立つ傾向がある。研
磨複合体の間隔は、１直線ｃｍ当たりの研磨複合体の数が約０．３個から約１０
０個まで様々であるが、１直線ｃｍ当たりの研磨複合体の数が約０．４個から約
２０個であれば好ましく、１直線ｃｍ当たりの研磨複合体の数が約０．５個から
約１０個であればさらに好ましく、１直線ｃｍ当たりの研磨複合体の数が約０．
６個から３．０個であればさらになお好ましい。研磨製品の一態様では、１ｃｍ 2 当たり少なくとも約５個の複合体が存在するが、１ｃｍ2当たり少なくとも約１
００個の複合体が存在すると好ましい。本発明のその他の実施態様では、複合体
部分の間隔は、１ｃｍ2当たり約１個から約１２，０００個の複合体まで様々で ある。
【００３６】 研磨複合体の１つの好ましい形状は、図３に示すようにほぼ円柱状である。図
３は、円形研磨複合体３１を含む研磨製品の上面図を示す。基材３４は、複合体
３１の間に見られる。図３では、基材３４全体の表面は、複合体間の平坦部領域
を除いて、複合体３１により覆われている。研磨複合体３１の高さは、研磨製品
３０全体で一定だが、研磨複合体の高さを変えることもできる。複合体の高さは
、約１０μｍ〜約２５，０００μｍ（２．５ｃｍ）の値で良いが、約２５〜約１
５，０００μｍであれば好ましく、約１００〜約１０，０００μｍであればさら
に好ましく、約１，０００〜約８，０００μｍであればさらになお好ましい。少
なくとも円柱状複合体の場合、複合体の直径は約１，０００μｍ（１．０ｍｍ）
〜２５，０００μｍ（２．５ｃｍ）の値で良いが、５，０００μｍ〜２０，００
０μｍであれば好ましい。特に好ましいトポグラフィとして、高さが約９．５０
０μｍ（０．９５ｃｍ）、基部直径が約１５，９００μｍ（１．５９ｃｍ）の円
柱が挙げられる。隣接する円柱の基部間は、約３，２００μｍである。もう１つ
の好ましいトポグラフィとして、高さが約６，３００μｍ（０．６３ｃｍ）、基
部直径が約７，９００μｍ（０．７９ｃｍ）の円柱が挙げられる。隣接する円柱
の基部間は、約２，４００μｍである。
【００３７】 図４は、楔形またはパイ形の研磨製品４０の上面図である。複合体４１は、弧
状部分に配置され、複合体の間に平坦部領域４４がある。複合体４１の形状また
はサイズは同じではない。
【００３８】 用途によっては、研磨複合体内に位置する金属付着研磨セグメントを含むこと
が望ましい。こうした金属付着研磨セグメントは、一般に、結果として得られる
研磨製品の研削能力を高める。たとえば、このセグメントは、電気めっきするか
もしくは熱圧するか、またはその他の公知のセグメントで良い。研磨粒子、たと
えばダイヤモンド粒子は、このセグメント全体に不規則に分散するか、または正
確に離間配置することができる。研磨粒子は、このセグメント全体に層状に配置
するか、または均質に配置することができる。特に有用な金属付着研磨セグメン
トは、１９９７年１２月４日に提出された米国特許出願第０８／９８４，８９９
号の教示により製造することができる。これらのセグメントの断面は矩形かまた
は円形であることが好ましいが、任意の形状にすることができる。このセグメン
トは、研磨複合体の側縁内に完全に適合する、つまり複合体の上面または複合体
の側壁を超えて延在しないことが好ましい。あるいは、研磨複合体内には、金属
が付着していないが、ガラスもしくはガラス化接着層またはセラミックもしくは
ガラス−セラミック接着層を有するセグメントを含むことが望ましい。
【００３９】 図５は、基材５４上に研磨複合体を含む研磨製品５０の上面図である。研磨複
合体５１の一部分には、金属付着研磨セグメント５５が内部に埋め込まれている
。
【００４０】 図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ複合体６１の側面図および上面図を示す。図
６Ａは、基材（図示しない）に隣接する基部６３と、上面６２とを有する複合体
６１を示す。複合体６１は、高さＨを有する。一般に、複合体の高さは、約１０
μｍ〜約３０，０００μｍ（２．５ｃｍ）であるが、約２５μｍ〜約１５，００
０μｍであれば好ましく、約１００μｍ〜約１０，０００μｍであればさらに好
ましい。実施態様によっては、複合体５１はわずかにテーパが付いている形状、
たとえば角錐または円錐であることが望ましい。図６Ａは、基部６３と内壁６６
との間に、複合体６１のテーパを画定する内角αを有する複合体６１を示す。角
度αは、複合体に対するテーパがない９０°から約４５°の間で良い。角度αは
、７５°〜８９．９°であることが好ましいが、８０°〜８９．７°であればさ
らに好ましく、８０°〜８７°であればさらになお好ましい。テーパ付き複合体
は、使用時の複合体の分解を調節するのに役立ち、複合体を成形するのに使用さ
れる工具類から複合体を除去するのにも役立つと理論付けられる。また、図６Ａ
には、側壁６６が上面６２と会合する隅の内半径である半径ｒが示されている。
一般に、わずかに丸みが付いた、つまり半径の付いた隅であることが好ましい。
なぜなら、丸みのある隅の場合、材料（つまり、樹脂および研磨粒子）を完全に
充填して、工具類から除去するすることが比較的容易であると考えられるからで
ある。
【００４１】 図６Ｂは、複合体６１の上面図である。基部６３は、上面６２の直径ＤTより 大きい直径ＤOを有する。６１などのような円形複合体の場合、ＤOは約１，００
０μｍ〜約５０，０００μｍ（２．５ｃｍ）である。同様に、ＤTは、約５００ μｍ〜約５０，０００μｍである。その他の断面形状、たとえば方形、矩形、三
角形、星形などの場合、複合体の直径は、ＤOとＤTとの差は、複合体６１のテー
パ（角度αに直接関連する）および高さＨによって決まる。
【００４２】 研磨複合体は、識別可能な形状を有することが好ましい。先ず、研磨粒子は結
合剤の表面を超えて突出しないことが好ましい。研磨製品を使用して表面を研磨
する場合、複合体が破壊して未使用の研磨粒子が露出する。
【００４３】 研磨複合体の形状は任意の形状で良く、多くの幾何学的形状、たとえば立方体
、ブロック状、円筒状、角柱状、矩形、角錐、切頭角錐、円錐、切頭円錐、十字
形、平らな上面を有する柱状などの形状から選択する。もう１つの形状は半球で
あり、米国特許第５，６８１，２１７号に詳細に記されている。結果として得ら
れる研磨製品は、様々な形状の研磨複合体の混合物である。基部の断面形状は、
上面とは異なって良い。たとえば、研磨複合体の基部は方形で、上面は円形で良
い。
【００４４】 研磨複合体の基部は、互いに当接するか、または隣接する研磨複合体の基部は
、ある指定の距離だけ、つまり平坦部領域により互いに分離していて良い。当接
の定義は、隣接する複合体が共通の研磨平坦部材料を共用する配列、または複合
体の対向する側壁間に接触して延在するブリッジ状構造にも当てはまる。研磨平
坦部材料は、研磨複合体の形成に使用するのと同じ砥粒スラリ、または基材の形
成に使用するスラリから一般に形成される。
【００４５】 図１、図２および図４に示す研磨製品は、複数のこうした製品とともに使用す
るように設計されている。パイまたは楔形製品は、一般に、３６０°の円を完成
するように支持パッド上に配置される。次に、研磨製品のこの円を使用して、Ｔ
ＶおよびＣＲＴ画面などのようなガラスワークピースを研削する。あるいは、図
３および図５に示すように、製品の１つのみを支持パッド上に配置して、支持パ
ッド全体を覆うようにする。
【００４６】 個々の研磨複合体の形状または寸法に関係なく、基材表面積の好ましくは約２
０％〜約９０％、さらに好ましくは約３０％〜約７０％、さらになお好ましくは
約４０％〜約６０％を研磨複合体で覆う。正確な研削工程に応じて、研削は、研
磨製品全体で行うか、またはある領域では他の領域よりも集中的に行う。
【００４７】 Ａ．結合剤 結合剤は、結合剤先駆物質から形成することが好ましい。結合剤先駆物質は、
未硬化または未重合状態の樹脂を含む。研磨製品の製造中、結合剤先駆物質中の
樹脂は重合または硬化して、結合剤が形成される。結合剤先駆物質は、凝縮硬化
可能な樹脂、追加の重合可能な樹脂、遊離基硬化可能な樹脂、および／またはこ
うした樹脂の組合わせおよびブレンドを含む。
【００４８】 １つの好適な結合剤先駆物質は、遊離基機構を介して重合する樹脂または樹脂
混合物である。重合過程は、結合剤先駆物質を適切な触媒とともに、熱エネルギ
ーまたは放射線エネルギーなどのエネルギー源に暴露することにより開始する。
放射線エネルギーの例としては、電子ビーム、紫外線または可視光線が挙げられ
る。
【００４９】 遊離基硬化可能な樹脂の例としては、アクリル化ウレタン、アクリル化エポキ
シ樹脂、アクリル化ポリエステル、エチレン系不飽和モノマー、不飽和カルボニ
ル側基を有するアミノプラストモノマー、少なくとも１つのアクリレート基を有
するイソシアヌレートモノマー、少なくとも１つのアクリレート側基を有するイ
ソシアネートモノマー、およびこれらの混合物および組合わせが挙げられる。ア
クリレートという用語は、アクリレートおよびメタクリレートを指す。
【００５０】 １つの好適な結合剤先駆物質は、ウレタンアクリレートオリゴマー、またはウ
レタンアクリレートオリゴマーおよびエチレン系不飽和モノマーのブレンドを含
む。好適なエチレン系不飽和モノマーは、一官能価アクリレートモノマー、二官
能価アクリレートモノマー、三官能価アクリレートモノマーまたはこれらの組合
わせである。こうした結合剤先駆物質から形成される結合剤は、所望の特性を有
する研磨製品を提供する。特に、こうした結合剤は、研磨製品の寿命を通して研
磨製品を確実に保持するための靭性および耐久性があり、かつ長時間持続する媒
体を提供する。この結合剤の化学作用は、ダイヤモンド研磨粒子とともに使用す
るときに本質的に有用である。なぜなら、ダイヤモンド研磨粒子は、従来の殆ど
の研磨粒子より実質的に長時間持続するからである。ダイヤモンド研磨粒子の長
時間にわたる寿命を完全に利用するためには、靭性かつ耐久性のある結合剤を選
択する。したがって、ウレタンアクリレートオリゴマー、またはウレタンアクリ
レートオリゴマーとアクリレートモノマーおよびダイヤモンド研磨粒子とのブレ
ンドは、長時間持続して耐久性のある研磨コーティングを提供する。
【００５１】 市販のアクリル化ウレタンの例としては、ニュージャージー州、ホーボーケン
のＨｅｎｋｅｌ Ｃｏｒｐ．が「ＰＨＯＴＯＭＥＲ」（たとえば「ＰＨＯＴＯＭ
ＥＲ６０１０」）の商標で市販しているもの；ジョージア州、スミルナのＵＣＢ
Ｒａｄｃｕｒｅ Ｉｎｃ．が市販している「ＥＢＥＣＲＹＬ２２０」（１，０
００分子量の六官能価芳香族ウレタンアクリレート）、「ＥＢＥＣＲＹＬ２８４
」（１，６−ヘキサンジオールジアクリレートで稀釈した１，２００分子量の芳
香族ウレタンジアクリレート）、「ＥＢＥＣＲＹＬ４８２７」（１，６００分子
量の芳香族ウレタンジアクリレート）、「ＥＢＥＣＲＹＬ４８３０（テトラエチ
レングリコールジアクリレートで稀釈した１，２００分子量の芳香族ウレタンジ
アクリレート）、「ＥＢＥＣＲＹＬ６６０２」（トリメチロールプロパンエトキ
シトリアクリレートで稀釈した１，３００分子量の三官能価芳香族ウレタンアク
リレート）および「ＥＢＥＣＲＹＬ８４０」（１，０００分子量の芳香族ウレタ
ンジアクリレート）；ペンシルバニア州、ウェストチェスターのＳａｒｔｏｍｅ
ｒ Ｃｏ．が市販している「ＳＡＲＴＯＭＥＲ」（たとえば、「ＳＡＲＴＯＭＥ
Ｒ９６３５、９６４５、９６５５、９６３−Ｂ８０、９６６−Ａ８０など」；並
びにイリノイ州、シカゴのＭｏｒｔｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌが市販し
ている「ＵＶＩＴＨＡＮＥ」（たとえば「ＵＶＩＴＨＡＮＥ７８２」）が挙げら
れる。
【００５２】 エチレン系不飽和モノマーもしくはオリゴマー、またはアクリレートモノマー
もしくはオリゴマーは、一官能価、二官能価、三官能価もしくは四官能価、また
はさらに上位の官能価である。アクリレートという用語は、アクリレートおよび
メタクリレートの両方を指す。エチレン系不飽和結合剤先駆物質は、炭素原子、
水素原子および酸素原子を含むモノマー化合物およびポリマー化合物の両方を含
む。エチレン系不飽和モノマーまたはオリゴマーは、約４，０００未満の分子量
を有することが好ましく、芳香族モノヒドロキシ基または芳香族ポリヒドロキシ
基を含む化合物と、不飽和カルボン酸、たとえばアクリル酸、メタクリル酸、イ
タコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸などとの反応から製造され
るエステルであることが好ましい。エチレン系不飽和モノマーの代表的な例とし
ては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、スチレン、ジビニルベン
ゼン、ヒロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロ
キシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブ
チルアクリレート、ヒドロシキブチルメタクリレート、ビニルトルエン、エチレ
ングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、エチレ
ングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリエチレ
ングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリ
セロールトリアクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエ
リトリトールトリメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレートお
よびペンタエリトリトールテトラメタクリレートが挙げられる。その他のエチレ
ン系不飽和モノマーまたはオリゴマーとしては、モノアリル、ポリアリルおよび
ポリメタリルエステル、並びにカルボン酸のアミド、たとえばジアリルフタレー
ト、ジアリルアジペート、Ｎ，Ｎ−ジアリルアジペートが挙げられる。さらにそ
の他の窒素含有化合物として、トリス（２−アクリル−オキシエチル）イソシア
ヌレート、１，３，５−トリ（２メタクリルオキシエチル）−ｓ−トリアジン、
アクリルアミド、メチルアクリルアミド、Ｎ−メチル−アクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニル−ピロリドン、およびＮ−ビニル−ピペ
リドン、並びにＲａｄｃｕｒｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓが市販している「ＣＭ
Ｄ３７００」が挙げられる。エチレン系不飽和稀釈剤またはモノマーは、米国特
許第５，２３６，４７２号および第５，５８０，６４７号に記載されている。
【００５３】 一般に、これらのアクリレートモノマーの割合は、ダイヤモンド研磨粒子およ
び最終研磨製品に望ましい任意の添加剤または充填材の重量％によって決まる。
一般に、これらのアクリレートモノマーは、約５重量部〜約９５重量部のウレタ
ンアクリレートオリゴマー対約５重量部〜約９５重量部のエチレン系不飽和モノ
マーの範囲である。その他の潜在的に有用な結合剤の詳細は、ＰＣＴ出願第ＷＯ
９７／１１４８４号および米国特許第４，７７３，９２０号に記載されている。
【００５４】 アクリル化エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂のジアクリレートエステル、たとえ
ばビスフェノールＡエポキシ樹脂のジアクリレートエステルである。市販のアク
リル化エポキシの例としては、Ｒａｄｃｕｒｅ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓが市販
している「ＣＭＤ３５００」、「ＣＭＤ３６００」および「ＣＭＤ３７００」の
商標を有するもの、並びにＳａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏ．が市販している「ＣＮ１０
３」、「ＣＮ１０４」、「ＣＮ１１１」および「ＣＮ１１４」の商標を有するも
のが挙げられる。
【００５５】 ポリエステルアクリレートの例としては、Ｈｅｎｋｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎが市販している「ＰＨＯＴＯＭＥＲ５００７」および「ＰＨＯＴＯＭＥＲ５
０１８」がある。
【００５６】 アミノプラストモノマーは、少なくとも１つのα，β−不飽和カルボニル側基
を有する。こうした不飽和カルボニル基は、アクリレート、メタクリレートまた
はアクリルアミドタイプの基である。こうした材料の例としては、Ｎ−（ヒドロ
キシメチル）−アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−オキシジメチレンビスアクリルアミ
ド、オルトおよびパラアクリルアミドメチル化フェノール、アクリルアミドメチ
ル化フェノールノボラックおよびこれらの組合わせが挙げられる。これらの材料
の詳細は、米国特許第４，９０３，４４０号および第５，２３６，４７２号に記
載されている。
【００５７】 少なくとも１つのアクリレート側基を有するイソシアヌレートおよび少なくと
も１つのアクリレート側基を有するイソシアヌレート誘導体の詳細は、米国特許
第４，６５２，２７４号に記載されている。好ましいイソシアヌレート材料は、
トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリレートである。
【００５８】 遊離基硬化性樹脂がどのように硬化または重合するかによって、結合剤先駆物
質は硬化剤をさらに含むことができ、こうした硬化剤は触媒または開始剤として
も周知されている。硬化剤を適切なエネルギー源に暴露すると、重合過程を開始
する遊離基源を生成する。
【００５９】 好ましい結合剤先駆物質は、エポキシ樹脂を含む。エポキシ樹脂はオキシラン
環を有し、開環反応により重合される。こうしたエポキシド樹脂としては、モノ
マーエポキシ樹脂およびポリマーエポキシ樹脂がある。好ましいいくつかのエポ
キシ樹脂の例としては、２，２−ビス−４−（２，３−エポキシプロポキシ）−
フェニル）プロパン、テキサス州、ヒューストンのＳｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｃｏ．が「ＥＰＯＮ８２８」、「ＥＰＯＮ１００４」および「ＥＰＯＮ１０
０１Ｆ」の商標で市販しているビスフェノールのジグリシジルエーテル、並びに
ミシガン州、ミッドランドのＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．が市販している
「ＤＥＲ−３３１」、「ＤＥＲ−３３２」および「ＤＥＲ−３３４」が挙げられ
る。その他の適切なエポキシ樹脂としては、脂環式エポキシ樹脂、Ｄｏｗ Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．が市販しているフェノールホルムアルデヒドノボラック樹
脂のグリシジルエーテル（たとえば「ＤＥＮ−４３１」および「ＤＥＮ−４２８
」）が挙げられる。遊離基硬化性樹脂とエポキシ樹脂とのブレンドの詳細は、米
国特許第４，７５１，１３８号および第５，２５６，１７０号に記載されている
。
【００６０】 Ｂ．基材材料 基材は、結合剤と研磨粒子との結合によって形成される研磨複合体を支持する
のに役立つ。本発明に有用な基材は、結合剤先駆物質を硬化条件に暴露した後に
結合剤に付着することができ、こうした暴露後に可撓性になり、本発明の方法に
使用する製品が、ガラスの表面輪郭、半径および凹凸に馴染むことが好ましい。
【００６１】 多くのガラス仕上げ用途の場合、基材は、結果として得られる研磨製品が長時
間持続するように強力かつ耐久性がある必要がある。さらに、研削用途によって
は、基材は、研磨製品がガラスワークピースに均一に馴染むように強力であり、
かつ可撓性を有する必要がある。これは、ガラスワークピースの表面が、ワーク
ピースに関連する形状または輪郭を有する場合に言えることである。基材は、こ
うした強度および馴染みやすさの特性を提供するポリマーフィルム、紙、バルカ
ンファイバー、成形または流延エラストマー、処理済み不織基材、または処理済
み布基材で良い。ポリマーフィルムの例としては、ポリエステルフィルム、コポ
リエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルムなどが挙げられ
る。紙などの不織布は、熱硬化性または熱可塑性材料を飽和させて必要な特性を
与えることができる。上記の基材材料は、充填材、繊維、染料、顔料、湿潤剤、
カップリング剤、可塑剤などのような添加剤をさらに含むことができる。好まし
くは、本発明のガラス研磨製品に使用する基材は、１種類または複数種類の繊維
、たとえばシリケート、金属、ガラス、炭素、セラミック、高弾性有機物および
これらの組合わせの繊維を含む。本発明の基材は、強化用スクリムまたは布、た
とえばデラウェア州、ウィルミントンのＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎａｙが市販
しているＮＯＭＥＸTMの布をさらに含むことができる。
【００６２】 場合によっては、本発明の研磨製品は、一体成形基材を有することが好ましく
、つまり複合体をたとえば布などのような基材に別個に取り付けるのではなく、
複合体に隣接して直接成形された基材が好ましい。基材は、複合体を成形した後
に複合体の裏側に成形もしくは注型するか、または複合体と同時に成形もしくは
注型することができる。基材は、熱または放射線硬化性熱可塑性樹脂または硬化
性樹脂から成形することができる。代表的かつ好ましい熱硬化性樹脂の例として
は、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチ
レン系不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、ユリアホルムアルデヒド
樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹
脂、ビスマルイミド樹脂、およびこれらの混合物が挙げられる。好ましい熱可塑
性樹脂の例としては、ポリアミド樹脂（たとえばナイロン）、ポリエステル樹脂
およびポリウレタン樹脂（ポリウレタン−ユリア樹脂を含む）が挙げられる。１
つの好ましい熱可塑性樹脂は、ポリエステルポリオールおよびイソシアネートの
反応生成物から誘導したポリウレタンである。
【００６３】 本発明の範囲には、基材の化学的性質が複合体の化学的性質と同じであるかま
たは類似する場合も含まれる。
【００６４】 Ｃ．研磨粒子 本発明による研磨製品は、複数の研磨粒子または研磨凝集物をさらに含む。図
７は、本発明の研磨凝集物を示す。研磨凝集物７０は、永久的結合剤７２中に分
散した単一研磨粒子７４を含む。永久的結合剤７２は、上記のガラス、セラミッ
ク、金属または有機結合剤で良い。単一研磨粒子７４は、単一ダイヤモンド粒子
を含むことが好ましい。凝集物に使用する単一ダイヤモンド粒子の粒度は、約１
μｍ〜約１００μｍであることが好ましい。好ましい永久的結合剤は、フロリダ
州、オルズマーのＳｐｅｃｉａｌｔｙ Ｇｌａｓｓ Ｉｎｃ．が市販している「
ＳＰ１０８６」ガラス粉末である。
【００６５】 一般に、１５μｍを超えるダイヤモンド粒子を含む凝集粒子の平均粒度は約１
００μｍ〜約１０００μｍだが、約１００μｍ〜約４００μｍであれば好ましく
、約２２５μｍ〜約３５０μｍであればさらに好ましい。しかし、１５μｍ未満
のダイヤモンド粒子を含む凝集粒子の平均粒度は、約２０μｍ〜約４５０μｍで
あるが、約４０〜約４００μｍであれば好ましく、約７０〜約３００μｍであれ
ばさらに好ましい。
【００６６】 研磨凝集物の詳細は、米国特許第４，３１１，４８９号、第４，６５２，２７
５号および第４，７９９，９３９号に記載されている。研磨粒子は、表面処理剤
またはコーティング、たとえばカップリング剤または金属もしくはセラミックコ
ーティングをさらに含むことができる。
【００６７】 本発明に有用な研磨粒子の平均粒度は、約０．０１μｍ（小さい粒子）〜５０
０μｍ（大きい粒子）であるが、約３μｍ〜約５００μｍであれば好ましく、約
５μｍ〜約４００μｍであればさらに好ましい。場合によっては、研磨粒子の粒
度は、「メッシュ」または「グレード」で記載され、これらはともに、一般に周
知されている研磨粒子の粒度決定方法である。研磨粒子は、少なくとも８のモー
ス硬度を有することが好ましいが、少なくとも９であればさらに好ましい。こう
した研磨粒子の例としては、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウ
ム、加熱処理済み酸化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナジルコニア、酸化鉄
、ダイヤモンド（天然および合成）、セリア、立方晶窒化ホウ素、ざくろ石およ
びこれらの組合わせがある。
【００６８】 ガラスを研削する場合、研磨製品は、ダイヤモンド粒子、またはダイヤモンド
を含む研磨凝集物を使用する。こうしたダイヤモンド研磨粒子は、天然または合
成ダイヤモンドで良く、「樹脂付着ダイヤモンド」、「鋸歯グレードダイヤモン
ド」または「金属付着ダイヤモンド」が考えられる。単一ダイヤモンドは、ダイ
ヤモンドに関連するずんぐりした形状を有するか、または針状の形状を有する。
単一ダイヤモンド粒子は、金属コーティング（たとえばニッケル、アルミニウム
、銅）、無機コーティング（たとえばシリカ）または有機コーティングなどのよ
うな表面コーティングを含む。本発明の研磨製品は、ダイヤモンドとその他の研
磨粒子とのブレンドを含む。ガラス研磨の場合、研磨製品は、セリア研磨粒子を
使用する。
【００６９】 ３次元研磨コーティング、つまり研磨複合体は、約０．１重量部〜９０重量部
の研磨粒子または凝集物、および１０重量部〜９９．９重量部の結合剤を含み、
「結合剤」という用語は、任意の充填材および／または研磨粒子以外の添加剤を
含む。しかし、ダイヤモンド研磨粒子に関連する費用の点で、研磨コーティング
は、約０．１〜５０重量部の研磨粒子または凝集物、および約５０〜９９．９重
量部の結合剤を含むことが好ましい。研磨コーティングは、約１重量部〜３０重
量部の研磨粒子または凝集物、および約７０〜９９重量部の結合剤を含むとさら
に好ましく、研磨コーティングは、約１．５〜１０重量部の研磨粒子または凝集
物、および約９０〜９８．５重量部の結合剤を含むとさらになお好ましい。ダイ
ヤモンド研磨粒子の特に有用な範囲は、研磨複合体中に２重量％から４重量％の
ダイヤモンドである。本発明の研磨製品は、研磨複合体中の一次研磨剤としてセ
リア粒子を含み、セリア粒子は、１重量部〜９５重量部の量で存在することが好
ましいが、１０重量部〜９５重量部存在すればさらに好ましく、残りは結合剤で
ある。
【００７０】 Ｄ．添加剤 本発明の研磨コーティングおよび基材は、任意の添加剤、たとえば研磨粒子表
面変性添加剤、カップリング剤、充填材、膨張剤、繊維、静電防止剤、硬化剤、
沈殿防止剤、光開始剤、潤滑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、染料、紫外線安定
剤、および酸化防止剤をさらに含むことができる。こうした材料の量は、所望の
特性が得られるように選択する。
【００７１】 カップリング剤は、結合剤と研磨粒子との間に会合橋を提供する。さらに、カ
ップリング剤は、結合剤と充填材粒子との間に会合橋を提供する。カップリング
剤の例としては、シラン、チタネートおよびジルコアルミネートが挙げられる。
カップリング剤を含むには、様々な手段がある。たとえば、カップリング剤は、
結合剤先駆物質に直接添加することができる。研磨コーティングは、約０重量％
〜３０重量％、好ましくは０．１重量％〜２５重量％のカップリング剤を含む。
あるいは、カップリング剤は、充填材粒子または研磨粒子の表面に塗布すること
ができる。研磨粒子は、研磨粒子およびカップリング剤の重量に基づいて約０重
量％〜３重量％のカップリング剤を含むことができる。市販のカップリング剤の
例としては、コネチカット州、ダンベリーのＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓか
ら市販されている「Ａ１７４」および「Ａ１２３０」が挙げられる。市販のカッ
プリング剤のさらにもう１つの例は、ニュージャージー州、ベイヨンのＫｅｎｒ
ｉｃｈ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓが「ＫＲ−ＴＴＳ」の商標で市販してい
るイソプロピルトリイソステロイルチタネートがある。
【００７２】 研磨コーティングは、任意に充填材をさらに含むことができる。充填材は、微
粒子材料であり、その粒度は一般に０．１μｍ〜５０μｍである。本発明に有用
な充填材の例としては、金属カルボネート（カルシウムカルボネート−白亜、方
解石、泥灰岩、トラバーチン、大理石および石灰岩；カルシウムマグネシウムカ
ルボネート、ナトリウムカルボネート、およびマグネシウムカルボネート）、ケ
イ素（たとえば、石英、ガラスビード、ガラスバブルおよびガラス繊維）、シリ
ケート（たとえば、タルク、クレー−モンモリロナイト；長石、雲母、カルシウ
ムシリケート、カルシウムメタシリケート、ナトリウムアルミノシリケート、ナ
トリウムシリケート、リチウムシリケート、含水および無水カリウムシリケート
、アルミニウムナトリウムスルフェート、アルミニウムスルフェート）、石膏、
ひる石、木粉、三水化アルミニウム、カーボンブラック、金属酸化物（たとえば
、酸化カルシウム−石灰；酸化アルミニウム、酸化スズ、たとえば酸化第二スズ
；二酸化チタン）および金属スルフィット（たとえばカルシウムスルフィット）
、熱可塑性粒子（ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリ
エチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチ
レンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリウレタン
、ナイロン粒子）および熱硬化性粒子（フェノールバブル、フェノールビード、
ポリウレタンフォーム粒子）などがある。充填材は、ハロゲン化塩などの塩でも
良い。ハロゲン化塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウ
ム氷晶石、アンモニウム氷晶石、カリウムテトラフルオロボレート、ナトリウム
テトラフルオロボレート、フッ化ケイ素、塩化カリウム、および塩化マグネシウ
ムがある。金属充填材の例としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモ
ン、カドミウム、チタン鉄がある。その他の充填材としては、硫黄、有機硫黄化
合物、黒鉛および金属硫化物がある。
【００７３】 沈殿防止剤の例としては、表面積が１５０ｍ2／ｇの非晶質シリカ粒子があり 、ニュージャージー州、リッジフィールドパークのＤｅＧｕｓｓａ Ｃｏｒｐ．
が「ＯＸ−５０」の商標で市販している。沈殿防止剤を添加すると、砥粒スラリ
全体の粘度が低下する。沈殿防止剤の使用に関する詳細は、米国特許第５，３６
８，６１９号に記載されている。
【００７４】 実施態様によっては、研磨粒子の沈殿を調節できる砥粒スラリを形成すること
が望ましい。一例として、ダイヤモンド粒子が全体に均質に混合された砥粒スラ
リを形成することが可能である。複合体および基材をスラリから注型または成形
した後、ダイヤモンド粒子は調節可能な速度で沈殿し、ダイヤモンド粒子が沈殿
しなくなる点まで有機樹脂が硬化する時点までに、ダイヤモンド粒子は基材から
離れ、複合体中にのみ位置するようになる。
【００７５】 結合剤先駆物質は、硬化剤をさらに含むことができる。硬化剤は、重合および
架橋過程を開始および完了して、結合剤先駆物質を結合剤に転換するのに役立つ
。硬化剤という用語は、開始剤、光開始剤、触媒および活性剤を含む。硬化剤の
量および種類は、主に結合剤先駆物質の化学的性質によって決まる。
【００７６】 エチレン系不飽和モノマーまたはオリゴマーの重合は、遊離基機構を介して生
じる。エネルギー源が電子ビームである場合、電子ビームは、重合を開始する遊
離基を生成する。しかし、本発明の範囲には、結合剤先駆物質が電子ビームに暴
露される場合にも開始剤を使用することも含まれる。エネルギー源が熱、紫外線
または可視光線である場合、開始剤は、遊離基を生成するように存在しなければ
ならない。紫外線または熱に暴露された後に遊離基を生成する開始剤（つまり、
光開始剤）の例としては、有機過酸化物、アゾ化合物、キノン、ニトロソ化合物
、アシルハロゲン化物、ヒドラゾン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、イ
ミダゾール、クロロトリアジン、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル、ジ
ケトン、フェノンおよびこれらの混合物があるが、これらだけに限らない。紫外
線に暴露された後に遊離基を生成する市販の光開始剤の例としては、ニュージャ
ージー州、ホーソンのＣｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｍｐａｎｙが「ＩＲＧＡＣＵ
ＲＥ６５１」および「ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４」の商標で市販しているもの、お
よびニュージャージー州、ラーウェイのＭｅｒｃｋ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｉ
ｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ．が「ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３」の商標で市販している
ものが挙げられる。可視光線に暴露された後に遊離基を生成する開始剤の例は、
米国特許第４，７３５，６３２号に記載されている。可視光線に暴露された後に
遊離基を生成するもう１つの光開始剤は、Ｃｉｂａ Ｇｅｉｇｙ Ｃｏｍｐａｎ
ｙから「ＩＲＧＡＣＵＲＥ３６９」の商標で市販されている。
【００７７】 一般に、開始剤は、結合剤先駆物質の重量に基づいて０．１重量％〜１０重量
％、好ましくは１重量％〜４重量％の量で使用する。さらに、開始剤は、微粒子
材料、たとえば研磨粒子および／または充填材粒子を添加する前に、結合剤先駆
物質中に分散させる、好ましくは均質に分散させることが好ましい。
【００７８】 一般に、結合剤先駆物質は、放射線エネルギー、好ましくは紫外線または可視
光線に暴露することが好ましい。場合によっては、特定の研磨粒子および／また
は特定の添加剤は、紫外線および可視光線を吸収し、結合剤先駆物質を適切に硬
化させることが難しくなる。この現象は、セリア研磨粒子および炭化ケイ素研磨
粒子の場合に特に言えることである。きわめて意外なことに、ホスフェートを含
む光開始剤、特にアシルホスフィンオキシドを含む光開始剤を使用すると、この
問題が克服される傾向があることが分かった。こうした光開始剤の例としては、
２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドであり、ノー
スキャロライナ州、シャーロットのＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが「ＬＵ
ＣＩＲＩＮ ＴＰＯ」の商標で市販している。市販のアシルホスフィンオキシド
のその他の例としては、「ＤＡＲＯＣＵＲ４２６３」および「ＤＡＲＣＵＲ４２
６５」の商標を有するものがあり、ともにＭｅｒｃｋ ＆ Ｃｏｍｐａｎｙが市
販している。
【００７９】 任意に、硬化性組成物は、空気または不活性大気、たとえば窒素中で重合に影
響を及ぼす感光剤または光開始剤系を含むことができる。こうした感光剤または
光開始剤系としては、カルボニル基または第三アミノ基を有する化合物およびこ
れらの混合物がある。カルボニル基を有する好ましい化合物としては、ベンゾフ
ェノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンズアルデヒド、ｏ−クロロベンズアル
デヒド、キサントン、チオキサントン、９，１０−アントラキノン、およびその
他の芳香族ケトンがあり、これらは光開始剤として作用する。好ましい第三アミ
ンとしては、メチルジエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、フェニルメチル−エタノールアミンおよびジメチルアミノエチル
ベンゾエートがある。一般に、感光剤または光開始剤系の量は、結合剤先駆物質
の重量に基づいて、約０．０１重量％〜１０重量％であるが、約０．２５重量％
〜４．０重量％であれば好ましい。感光剤の例としては、「ＱＵＡＮＴＩＣＵＲ
Ｅ ＩＴＸ」、「ＱＵＡＮＴＩＣＵＲ ＱＴＸ」、「ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ Ｐ
ＴＸ」、「ＱＵＡＮＴＩＣＵＲＥ ＥＰＤ」の商標を有するものがあり、これら
はすべて、ニューヨーク州、ニューヨークのＢｉｄｄｌｅ Ｓａｗｙｅｒ Ｃｏ
ｒｐ．が市販している。
【００８０】 研磨製品を製造する第１のステップは、砥粒スラリを生成することである。砥
粒スラリは、適切な混合技術により、結合剤先駆物質、研磨粒子または凝集物お
よび任意の添加剤を一緒に化合させて製造する。混合技術の例としては、低剪断
および高剪断混合があるが、高剪断混合が好ましい。超音波エネルギーを混合ス
テップと組み合わせて使用すると、砥粒スラリの粘度を低下させることもできる
。一般に、研磨粒子または凝集物は、結合剤先駆物質中に徐々に添加する。砥粒
スラリは、結合剤先駆物質、研磨粒子または凝集物および任意の添加剤の均質な
混合物であることが好ましい。必要なら、水および／または溶剤を添加して粘度
を低下させても良い。砥粒スラリ中の気泡の量は、混合ステップ時または混合ス
テップ後に真空にして最小限にする。場合によっては、一般に約３０℃〜約１０
０℃で砥粒スラリを加熱して、粘度を低下させることが好ましい。砥粒スラリは
、十分な塗布が行われ、研磨粒子または凝集物およびその他の充填材が塗布前に
沈殿しないだけの流動性が得られるように、塗布前に監視することが重要である
。
【００８１】 ダイヤモンド凝集物は、一時的結合剤、永久的結合剤（たとえば、ガラス、セ
ラミック、金属）、および単一研磨粒子を、成分を湿潤させるのに十分な量の溶
剤、一般に水と一緒に混合し、成形可能なペーストにして製造する。しかし、永
久的結合剤が有機結合剤である場合、一時的結合剤は不要である。成形可能なペ
ーストは、適切な成形型内に配置して空気で乾燥させ、硬化した凝集物を取り出
す。次に、スクリーンなどの分類手段を使用して、凝集物を個々の凝集物に分離
し、空気中で着火して最終的な乾燥済み凝集物を生成する。有機的な永久的結合
剤の場合、粒子を着火せずに、有機結合剤を硬化させる方法で処理する。
【００８２】 研磨複合体を含む研磨製品を製造する１つの方法は、製造工具または複数のキ
ャビティを含む成形型を使用する。これらのキャビティは、所望の研磨複合体の
本質的に逆の形状であり、研磨複合体の形状の生成に役立つ。正方形の単位面積
当たりのキャビティの数によって、正方形の単位面積当たりの対応する数の研磨
複合体を有する研磨製品が形成される。これらのキャビティは、任意の幾何学的
形状、たとえば円筒、ドーム、角錐、矩形、切頭角錐、角柱、立方体、円錐、切
頭円錐、または上面の断面が三角形、方形、円形、矩形、六角形、八角形などの
形状などを有して良い。キャビティの寸法は、正方形の単位面積当たりの研磨複
合体が所望の数になるように選択する。キャビティは、隣接するキャビティ間に
空間があるドット状のパターンで存在するか、またはキャビティは互いに当接し
て良い。
【００８３】 砥粒スラリは、ダイ塗布、真空ダイ塗布、吹付け、ロール塗布、トランスファ
ー塗布、ナイフ塗布など、従来の技術で成形型のキャビティ内に塗布することが
できる。成形型が、平らな上部または比較的直線状の側壁を有するキャビティを
含む場合、塗布時に真空を使用して、空気が閉じ込められるのを最小限にするこ
とが好ましい。
【００８４】 成形型は、ベルト、シート、連続シートまたはウェブ、グラビアロールなどの
ような塗布ロール、塗布ロール上に取り付けられたスリーブ、またはダイで良く
、ニッケルめっき表面を含む金属、合金、セラミックまたはプラスチックで良い
。製造工具、製造工具の製造、材料などの詳細は、米国特許第５，１５２，９１
７号および第５，４３５，８１６号に記載されている。
【００８５】 砥粒スラリが熱硬化性結合剤先駆物質を含む場合、結合剤先駆物質が硬化また
は重合する。この重合は、一般に、エネルギー源に暴露された後に開始する。一
般に、エネルギーの量は、結合剤先駆物質の化学的性質、砥粒スラリの寸法、研
磨粒子の量および種類、任意の添加剤の量および種類など、いくつかの要素によ
って決まる。放射線エネルギーは、１つの好ましいエネルギー源である。放射線
エネルギー源としては、電子ビーム、紫外線、または可視光線がある。
【００８６】 研磨製品を製造する製造工具の使用に関するその他の詳細は、製造される塗布
研磨製品が製造工具の逆の複製品である米国特許第５，１５２，９１７号、およ
び米国特許第５，４３５，８１６号に記載されている。
【００８７】 研磨製品は、ガラスの研削に必要な構成に応じて所望の形状または形態に転換
することができる。こうした転換は、細断、打抜き、または任意の適切な手段に
より行うことができる。
【００８８】 本発明の研磨製品は、一体成形された基材を有することが好ましく、つまり、
研磨複合体は、複合体上に注型または成形される樹脂基材に直接付着するが、複
合体はまだ成形型のキャビティ内に存在することが好ましい。好ましくは、基材
は、研磨複合体の有機樹脂が完全に硬化する前に成形して、複合体と基材との間
がより良く付着するようにする。下塗剤または付着促進剤を複合体の表面に含ん
だ後に基材を成形して、基材が適切に付着するようにことが望ましい。
【００８９】 基材は、約１ｍｍ〜２ｃｍ厚さであることが好ましく、約０．５ｃｍ〜１ｃｍ
厚さであればさらに好ましい。結果として得られる研磨製品は、弾性かつ柔軟性
があり、支持パッドに関する曲率つまり半径を有する支持パッドに適合すべきで
ある。場合によっては、予備成形された曲率を有する基材を成形することが望ま
しい。
【００９０】 基材は、複合体と同じ樹脂から注型もしくは成形するか、または異なる材料か
ら成形することができる。特に有用な基材樹脂の例としては、ウレタン、エポキ
シ樹脂、アクリレートおよびアクリル化ウレタンがある。基材は、基材中に研磨
粒子を含まないことが好ましい。なぜなら、これらの粒子は、研削目的では一般
に使用されないからである。しかし、充填材、繊維またはその他の添加剤は、基
材中に含んで良い。繊維を基剤中に混入すると、基材と研磨複合体との間の付着
を高めることができる。本発明の基材に有用な繊維の例としては、シリケート、
金属、ガラス、炭素、セラミックおよびその他の有機材料から製造されるものが
ある。基材に使用するのに好ましい繊維は、カルシウムシリケート繊維、鋼繊維
、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、および高弾性有機繊維である。
【００９１】 特定の用途では、比較的耐久性および引裂抵抗性がある基材を製造することが
望ましく、これは、スクリム材料などを成形基材に含むことにより達成すること
ができる。基材の成形時、スクリムまたはその他の材料を、既に樹脂が充填され
たが未硬化のキャビティ上に配置し、次にもう１つの樹脂層をスクリム上に塗布
することができるか、またはスクリムまたはその他の材料を未硬化成形済み基材
上に配置することができる。スクリムまたは追加の基材材料は十分に多孔性であ
り、基材樹脂が材料を貫通浸透して材料を包み込むことができることが好ましい
。
【００９２】 有用なスクリム材料は、一般に、軽量で目の粗い布帛である。適切な材料とし
ては、金属またはワイヤメッシュ、綿などのような布帛、ポリエステル、レーヨ
ン、ガラスクロス、または繊維などのようなその他の強化材料がある。スクリム
または強化材料は、予備処理を施して、スクリムに対する樹脂の付着を高める。
【００９３】 代表的なガラス研削方法 ガラス表面の研削に使用する本発明の研磨製品は、多量の材料を驚くほど除去
し、短時間で滑らかな表面を提供する。研削時、研磨製品はガラス表面に対して
移動し、下方にガラス表面上に圧迫されるが、この力は、約０．５ｇ／ｍｍ2〜 約２５ｇ／ｍｍ2、さらに好ましくは約０．７ｇ／ｍｍ2〜約２０／ｍｍ2、さら になお好ましくは約１０／ｍｍ2である。下方の力が高すぎる場合、研磨製品は 掻き傷の深さを改善せず、場合によっては、掻き傷の深さを増加する。また、研
磨製品は、下方の力が高すぎると過度に摩耗する。逆に、下方の力が低すぎると
、研磨製品は十分なガラス材料を効果的に除去しない。用途によっては、ガラス
ワークピースが下方に研磨製品上に圧迫される。
【００９４】 上記のとおり、ガラスもしくは研磨製品またはこれら両方は、研削ステップで
他方に対して運動する。この運動は、回転運動、不規則な運動または線形運動で
ある。回転運動は、研磨ディスクを回転工具に取り付けて生じさせる。ガラス表
面および研磨製品は、同じ方向または反対方向に回転して良いが、同じ方向の場
合、回転速度は異なる。機械については、動作ｒｐｍは、使用する研磨製品に応
じて約４，０００ｒｐｍ以下だが、約２５ｒｐｍ〜約２，０００ｒｐｍであれば
好ましく、約５０ｒｐｍ〜約１，０００ｒｐｍであればさらに好ましい。不規則
な軌道運動は不規則な軌道工具によって生じ、線形運動は連側研磨ベルトで生じ
る。ガラスと研磨製品との相対運動は、ガラスの寸法によっても左右される。ガ
ラスが比較的大きい場合、研削時に研磨製品を移動させて、ガラスは固定してお
くことが好ましい。
【００９５】 ガラスは、液体が存在する中で研削することが好ましい。液体は、研削時の熱
の蓄積を防ぎ、研削界面から削り屑を除去する。「削り屑」とは、研磨製品によ
って研磨される実際のガラスの残骸を記述するために使用される用語である。場
合によっては、ガラスの削り屑は、研削されるガラスの表面を損傷することがあ
る。したがって、削り屑を界面から除去することが望ましい。水は、一般に好ま
しい液体である。
【００９６】 多くの場合、研磨製品は、支持パッドに結合される。支持パッドは、ポリウレ
タンフォーム、ゴム材料、エラストマー、ゴムベースのフォームまたはその他の
適切な材料から製造され、ワークピースの輪郭に馴染むように設計される。支持
パッド材料の硬度および／または圧縮率は、所望の研削特性（切削率、研磨製品
の製品寿命およびガラスワークピースの表面仕上げ）が得られるように選択する
。
【００９７】 支持パッドは、研磨製品が固定される連続する、比較的平らな表面を有する。
あるいは、支持パッドは、研磨製品が固定される一連の***部分および比較的低
い部分を有する不連続な表面を有しても良い。不連続な表面の場合、研磨製品は
***部分にのみ固定される。逆に、研磨製品は、研磨製品全体が完全には支持さ
れないように、複数の***部分に固定しても良い。支持パッド内の不連続な表面
は、水の所望の流動および所望の研削特性（切削率、研磨製品の製品寿命、およ
びガラスワークピースの表面仕上げ）が得られるように選択する。
【００９８】 支持パッドは、円形、矩形、正方形、楕円形など、任意の形状で良い。支持パ
ッドのサイズは、最小寸法で約５ｃｍ〜１，５００ｃｍである。
【００９９】 取付け 研磨製品は、感圧接着剤、フック／ループ取付具、機械的取付具または永久的
接着により支持パッドに固定する。取付けは、研磨製品が支持パッドに確実に固
定され、湿潤な環境、熱の生成および圧力など、過酷なガラス研削に耐えるよう
に行わなければならない。
【０１００】 本発明に適する感圧接着剤の代表的な例としては、ラテックスクレープ、ロジ
ン、アクリルポリマーおよびコポリマー、たとえばポリブチルアクリレート、ポ
リアクリレートエステル、ビニルエーテル、たとえばポリビニルｎ−ブチルエー
テル、アルキド接着剤、ゴム接着剤、たとえば天然ゴム、合成ゴム、塩素化ゴム
およびこれらの組合わせがある。
【０１０１】 あるいは、研磨製品は、研磨製品を支持パッドに固定するためのフック／ルー
プ式取付けシステムを備えても良い。ループ布帛は塗布研磨製品の裏側に位置し
、フックは支持パッド上に位置する。あるいは、フックが塗布研磨製品の裏側に
位置し、ループが支持パッド上に位置しても良い。このフック／ループ式取付け
システムの詳細は、米国特許第４，６０９，５８１号、第５，２５４，１９４号
および第５，５０５，７４７号、並びにＰＣＴ出願第ＷＯ９５／１９２４２号に
記載されている。
【０１０２】 実施例 以下の試験手順および非制限的な実施例は、本発明をさらに説明するものであ
る。実施例に記載されているすべての部分、割合、比率などは、特記しない限り
重量に基づく。
【０１０３】 実施例全体で、以下の材料の略語を使用する。
【０１０４】 ＡＤＩ ポリテトラメチルグリコール／トルエンジイソシネートプレ
ポリマー。ノースキャロライナ州、シャーロットのＵｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｃｏ．が「ＡＤＩＰＲＥＮＥ Ｌ−１００」の商標で市販。 ＡＥＲ 非晶質溶融シリカ充填材。イリノイ州、タスコラのＣａｂｏ
ｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが「ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ Ｍ５」の商標で市販。 ＡＭＩ 芳香族アミン（ジメチルチオトルエンジアアミン）。ルイジ
アナ州、バトンルージュのＡｌｂｅｍａｒｌｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが「Ｅ
ＴＨＡＣＵＲＥ ３００」の商標で市販。 ＡＰＳ 陰イオンポリエステル界面活性剤。デラウェア州、ウィルミ
ントンのＩＣＩ Ａｍｅｒｉｃａｓ， Ｉｎｃ．が「ＦＰ４」および「ＰＳ４」
の商標で市販。 Ａ−１１００ シランγ−アミノプロピルトリエトキシシラン。コネチカッ
ト州、ダンベリーのＯＳｉ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓが市販。 ＢＤ ダイヤモンド粒子の一時的結合剤として使用されるポリビニ
ルブチラール樹脂。マサシューセッツ州、スプリングフィールドのＭｏｎｓａｎ
ｔｏが「ＢＵＴＶＡＲ ＤＩＳＰＥＲＳＩＯＮ」の商標で市販。 ＣａＣＯ３ 炭酸カルシウム充填材。 ＣＥＲＩＡ 酸化セリウム。コネチカット州、シェルトンのＲｈｏｎｅ−
Ｐｏｕｌｅｎｃが「ＰＯＬＩＳＨＩＮＧ ＯＰＡＬＩＮＥ」の商標で師範。 ＣＭＳＫ 処理済みカルシウムメタシリケート充填材。ニューヨーク州
、ウィルズボロのＮＹＣＯが「ＷＯＬＬＡＳＴＯＣＯＡＴ４００」の商標で市販
。 ＤＩＡ 工業用ダイヤモンド粒子（各種粒度）。オハイオ州、ワージ
ントンのＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃが「ＲＶＧ」、「Ｔｙｐｅ Ｗ」の
商標で市販。 ＥＰＯ エポキシ樹脂。テキサス州、ヒューストンのＳｈｅｌｌ Ｃ
ｈｅ ｍｉｃａｌ Ｃｏ．が「ＥＰＯＮ８２８」の商標で市販。 ＥＴＨ 芳香族アミン（ジエチルトルエンジアミン）。ルイジアナ州
、バトンルージュのＡｌｂｅｍａｒｌｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが「ＥＴＨＡ
ＣＵＲＥ１００」の商標で市販。 ＧＬＰ 粒度が約３２５メッシュのガラス粉末。フロリダ州、オルズ
マーのＳｐｅｃｉａｌｔｙ ＧｌａｓｓがＳＰ１０８６の品番で市販し、研磨粒
子の永久的結合剤として使用される。 黒鉛 黒鉛粉末。テキサス州、バーネットのＴｉｃｏｎｄｅｒｏｇ
ａ Ｃｏｍｐａｎｙが「Ｇｒａｄｅ Ｎｏ．２００−０９Ｇｒａｐｈｉｔｅ Ｐ
ｏｗｄｅｒ」の商標で市販。 ＫＢＦ４ フッ化ホウ素酸カリウム。サウスキャロライナ州、ロックヒ
ルのＡｔｏｔｅｃｈ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．が市販しているものを７８μｍ未満に粉
砕。 Ｋ−ＳＳ 無水カリウムシリケート。ペンシルバニア州、バリーフォー
ジのＰＱ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが「ＫＡＳＯＬＶ ＳＳ」の商標で市販。 Ｋ−１６ 含水カリウムシリケート。ペンシルバニア州、バリーフォー
ジのＰＱ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが「ＫＡＳＯＬＶ １６」の商標で市販。 Ｍｏｌｙ 二硫化モリブデン。ウィスコンシン州、ミルウォーキーのＡ
ｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙが市販。 ＲＩＯ 赤色酸化鉄顔料粒子。 ＲＨＮ ＤＩＡ 工業用ダイヤモンド粒子（各種粒度）。フロリダ州、ボカレ
ートンのＡｍｅｒｉｃａｎ Ｂｏａｒｔｓ Ｃｒｕｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
Ｉｎｃ．が市販。タイプＲＢ。Ｃｏｕｌｔｅｒマルチサイザを使用して所望の
粒度にさらに分類および測定。 ＳＲ３３９ ２−フェノキシエチルアクリレート。ペンシルバニア州、エ
クストンのＳａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙが「ＳＲ３３９」の商標で市販。 ＴＦＳ トリフルオロプロピルメチルシロキサン脱泡剤。ミシガン州
、ミッドランドのＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙが「７」の商標で市
販。 ＵＲＥ ポリテトラメチレングリコール／トルエンジイソシアネート
プレポリマー。ノースキャロライナ州、シャーロットのＵｎｉｒｏｙａｌ Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．が「ＡＤＩＰＲＥＮＥ Ｌ−１６７」の商標で市販。 ＶＡＺＯ １，１’−アゾビス（シクロヘキサノンカルボニトリル）、
９８％。ウィスコンシン州、ミルウォーキーのＡｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．が市販。 Ｗ−Ｇ カルシウムシリケート繊維。ニューヨーク州、ウィルズボロ
のＮＹＣＯ Ｍｉｎｅｒａｌｓ，Ｉｎｃ．が「ＮＹＡＤ Ｇ Ｓｐｅｃｉａｌ」
の商標で市販。
【０１０５】 研磨複合体のトポグラフィ 製造工具は、ＴＥＦＬＯＮTMブランドのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）の２５．０ｍｍ厚シートにテーパ付き穴のパターンを穴あけして作製した。
結果として得られるポリマー製造工具は、円柱状のキャビティを含んでいた。各
々の円柱の高さは約６，３００μｍであり、直径は約７，９００μｍであった。
隣接する円柱の基部の間には、約２，４００μｍの距離があった。
【０１０６】 試験手順 試験手順は、「ＢＵＥＨＬＥＲ ＥＣＯＭＥＴ４」可変速度研削機を使用し、
この研削機の上に「ＢＵＥＨＬＥＲ ＥＣＯＭＥＴ２」電源ヘッドを取り付けた
。これらはともに、Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．が市販し
ている。試験は、以下の条件を使用して行った：モータの速度は５００ｒｐｍに
設定し、ガラスと研磨製品との界面の定圧は、ガラステストブランクの表面領域
上で２５．５ｐｓｉ（約１８０ｋＰａ）または１５ｐｓｉ（約１０６ｋＰａ）に
設定した。
【０１０７】 ３つの平らな円形ガラステストブランクを用意したが、これらは、直径２．５
４ｃｍ（１ｉｎ）および厚さ約１．０ｃｍであり、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒ
ｐｏｒａｔｅｄから「ＣＯＲＮＩＮＧ ＃９０６１」の商標で市販しているもの
だった。ガラス材料は、研削機の電源ヘッド内に配置した。研削機の３０．５ｃ
ｍ（１２ｉｎ）アルミニウムプラットフォームは反時計方向に回転し、ガラステ
ストブランクが固定された電源ヘッドは時計方向に３５ｒｐｍで回転した。
【０１０８】 研磨製品は、直径約２０ｃｍ（８ｉｎ）の円に打ち抜いて、感圧接着剤を使っ
て、ショアＡ硬度が約９０ｃｕｒｏｍｅｔｅｒのウレタン基材パッド上に直接付
着させた。このウレタン基材パッドは、軟質フォームのシートから切断した厚さ
約３０ｍｍの連続気泡軟質フォームパッドに取り付けた。このパッド組立体を研
削機のアルミニウムプラットフォーム上に配置した。研磨製品上に、水道水を毎
分約３ｌの流速で噴霧して、研磨製品の表面とガラステストブランクとの間を潤
滑した。
【０１０９】 ガラステストブランクは、上記の研削機を使用して研削した。研削機の研磨時
間間隔は、１０秒に設定した。しかし、研磨製品とガラステストブランク表面と
の実際の接触時間は、設定時間より長いことが分かった。なぜなら、研削機は、
研磨製品がガラステストブランク表面上で安定するまでタイミングを開始しなか
ったからである。つまり、研磨製品はガラス表面上で多少跳ね返るかまたは軽く
飛ぶ現象が見られ、研削機は、研磨製品とガラス表面との間の接触が実質的に一
定した時点でタイミングを開始したからである。したがって、実際の研削間隔、
つまり研磨製品とガラス表面との間の接触時間は、研削時間間隔を１０秒に設定
した場合、約１２秒だった。
【０１１０】 １０秒間研削した後、ガラスの表面仕上げおよび厚さを記録した。次に、ガラ
スを３分間研削した後、再び厚さを測定した。この厚さは、次の１０秒間の研削
試験の開始点にした。
【０１１１】 実施例１ 実施例１の場合、ＴＥＦＬＯＮTMブランドのＰＴＦＥ成形型に、表１の処方に
従って製造した砥粒スラリを充填した。部分Ａおよび部分Ｂを用意して８０℃ま
で加熱し、混合先端から成形型のキャビティ内に分配した。
【０１１２】 次に、充填した柱状キャビティは、別の混合先端から部分Ａおよび部分Ｂを分
配して、表２に記載した基材配合物で約６．４ｍｍの深さまで覆う。成形型を囲
む壁は、基材の所望の厚さを維持する。硬化サイクル時に、アルミニウムのカバ
ープレートを基材上部の上に配置して、一定の均一な厚さを確保した。次に、研
磨製品全体を１６５℃で１５時間硬化させた。
【０１１３】 硬化後、サンプルを成形型から取り出して切断し、直径２０ｃｍの円を作製し
て試験した。上記のとおりに研削試験を行った。結果を表３に記載する。表３は
、７２分間の過程で２種類の界面圧力、つまり２５．５ｐｓｉ（１７５．８ｋＰ
ａ）および１５ｐｓｉ（１０５．５ｋＰａ）で記録した１７の研削測定値を示す
。記載した各々の測定値は、約１２秒の研削期間内に除去されたガラス材料の量
である（機械は１０秒に設定したが、上記のとおり、実際の研削時間は約１２秒
だった）。
【０１１４】 ＲａおよびＲｚは、各々のデータ点の終わりに測定した。表面仕上げの平均値
は、１２秒の測定全体が終わった後、Ｒａ＝１．２μｍ、Ｒｚ＝８．０μｍだっ
た。
【０１１５】
【表１】 表１: 砥粒スラリ
【０１１６】
【表２】 表2: 基材配合物
【０１１７】
【表３】 表3: 研削データ
【０１１８】 実施例２ 実施例２は、実施例１に記載したように作製したが、砥粒スラリ配合物は、表
４に記載されているとおりであり、基材配合物は、表５に記載されているとおり
である。実施例２を上記のように試験した。結果を表６に記載する。表６は、１
１７分間の過程で２種類の界面圧力、つまり２５．５ｐｓｉ（１７５．８ｋＰａ
）および１５ｐｓｉ（１０５．５ｋＰａ）で記録した１４の研削測定値を示す。
記載した各々の測定値は、約１２秒の研削期間内に除去されたガラス材料の量で
ある（機械は１０秒に設定したが、上記のとおり、実際の研削時間は約１２秒だ
った）。
【０１１９】 ＲａおよびＲｚは、各々のデータ点の終わりに測定した。表面仕上げの平均値
は、１２秒の測定全体が終わった後、Ｒａ＝０．８μｍ、Ｒｚ＝５．８μｍだっ
た。
【０１２０】
【表４】 表4: 砥粒スラリ
【０１２１】
【表５】 表５： 基材配合物
【０１２２】
【表６】 表6: 研削データ
【０１２３】 Ａ．ダイヤモンド凝集物の製造手順 各々のダイヤモンド凝集物サンプルの成分は、以下の表７に列挙する。
【０１２４】
【表７】 表7: ダイヤモンド凝集物サンプル１〜４
【０１２５】 各凝集物サンプルのすべての成分を化合させて、プラスチック製ビーカ内でへ
らを使って手で混合し、ダイヤモンド分散液を形成した。次に、このダイヤモン
ド分散液は、ガムドロップ形のキャビティを有する９ｍｉｌの不規則なパターン
のプラスチック工具内に、可撓性のプラスチックへらを使って塗布し、凝集物を
形成した。プラスチック工具の製造方法は、米国特許第５，１５２，９１７号に
記載されている。成形済み凝集物サンプルは、成形型内で室温で夜通し乾燥させ
た。成形済み凝集物サンプルは、超音波ホーンを使って、成形型から取り出した
。次に、この凝集物サンプルは、７０メッシュのスクリーンを使って互いに分離
させた。分離後、凝集物の粒度は約１７５μｍ〜２５０μｍだった。
【０１２６】 Ｂｕｔｖａｒ分散液は一時的な結合剤であり、マサシューセッツ州、スプリン
グフィールドのＭｏｎｓａｎｔｏから市販されている。ＧＰ（ガラス粉末「ＳＰ
１０１６」）は永久的な結合剤であり、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｇｌａｓｓ，Ｉｎ
ｃ．から市販されている。一時的な代替結合剤としては、デキストリン、エポキ
シ樹脂、アクリレート樹脂など、およびセラミック業界で通常使用されるその他
の一時的結合剤がある。
【０１２７】 分類した凝集物サンプルをアルミナのさや内に配置して、以下のサイクルを介
して空気中で着火する： 毎分２．０℃で４００℃までの室温； ４００℃で１時間維持； 毎分２．０℃で４００℃から７２０℃まで； ７２０℃で１時間維持； 毎分２．０℃で７２０℃から室温まで。
【０１２８】 次に、上記のとおり、７０メッシュのスクリーンを使用して凝集物を分類した
。
【０１２９】 次に、着火した凝集物サンプルをシラン溶液で処理して、エポキシ樹脂系に対
する付着性が比較的優れた凝集物を形成する。シラン溶液は、以下の成分を混合
して作る： Ａ−１１００シラン １．０ｇ 水 １０．０ｇ アセトン ８９．０ｇ
【０１３０】 この凝集物サンプルをシラン溶液で湿潤させて、過剰なシランは流し出す。
【０１３１】 次に、シラン溶液処理済み凝集物サンプルを９０℃のオーブン内に配置して、
３０分間乾燥させる。次に、上記のように、７０メッシュのスクリーンを使用し
て、乾燥した凝集物サンプルを分類した。
【０１３２】 Ｂ．成形研磨製品実施例３〜６および比較実施例Ａ〜Ｄの製造手順 実施例３〜６および比較実施例Ａ〜Ｄの場合、実施例１のＰＴＦＥ成形型に、
配合表８に従って製造した砥粒スラリを充填した。部分Ａおよび部分Ｂは、高剪
断混合機を使ってプラスチックビーカ内で別個に混合し、真空オーブンに別個に
入れて気泡を除去してから、容量比２：１の混合カートリッジに部分Ｂが１に対
して部分Ａが２の割合で一緒に充填した。次に、結果として得られた砥粒スラリ
は、自動混合先端を介して成形型のキャビティ内に分配した。
【０１３３】
【表８】
【０１３４】 次に、充填した柱状キャビティは、自動混合先端から配合物を分配して、表３
に記載した実施例１の基材配合物で約６．４ｍｍ（１／４ｉｎ）の深さまで覆っ
た。成形型を囲む壁は、基材の所望の厚さを維持した。硬化サイクル時に、アル
ミニウムのカバープレートを基材樹脂上部の上に配置して、一定の均一な厚さを
確保した。成形型は閉じた状態で締め付けて、室温で２時間硬化させてから、オ
ーブン内において１６５℃で４時間硬化させた。次に、成形型をオーブンから取
り出して開いた。成形済み研磨製品のサンプルを成形型から取り出して、Ｂｕｅ
ｈｌｅｒラップ用の３０．４８ｃｍ（１２ｉｎ）のプラテン上に取り付けた。
【０１３５】 基材配合物は、先ず、表９に従って部分Ｂの成分をプラスチックビーカ内で高
剪断混合機を使って混合し、サンプルを真空オーブン内に入れて気泡を除去して
から、部分Ａと部分Ｂとを低剪断混合機を使って混合し、閉じ込められる気泡が
最小限になるようにして生成した。
【０１３６】 成形済み研磨製品サンプルは、基材の直径が３０．４８ｃｍ（１２ｉｎ）およ
び研磨柱の直径が１．５９ｃｍ（５／８ｉｎ）だった。研磨柱は、中心（１５．
２４ｃｍ（６ｉｎ）を覆う円形領域に研磨柱がないように基材に付着させた。
【０１３７】
【表９】
【０１３８】 試験手順 試験手順は、上に「Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｅｃｏｍｅｔ２」電源ヘッドが取り付け
られている「Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｅｃｏｍｅｔ４」可変速度研削機を使用した。こ
れらの機械はともに、Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｌｔｄ．から
市販されている。試験は、一般に、以下の条件を用いて行われる：モータ速度は
、特記がない限り５００ｒｐｍに設定し、圧力は、特記がない限り、ガラステス
トブランクの表面領域上で約１０６ｋＰａ（約１７ｐｓｉ）に設定する。
【０１３９】 直径２．５４ｃｍ（１ｉｎ）および厚さ約１．０ｃｍの３つの平らな円形ガラ
ステストブランクを用意した。このテストブランクは、Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃ
ｏｒｐｏｒａｔｅｄから「ＣＯＲＮＩＮＧ＃９０６１」の商標で市販されている
。このガラス材料を研削機の電源ヘッド内に配置した。研削機の３０．５ｃｍ（
１２ｉｎ）のアルミニウムプラットフォームは反時計方向に回転し、内部にガラ
ステストブランクが固定されている電源ヘッドは時計方向に３５ｒｐｍで回転し
た。
【０１４０】 成形済み研磨製品は、直径３０．４５ｃｍ（１２ｉｎ）の円に打ち抜いて、感
圧接着剤を使って、ショア硬度が約６０ｄｕｒｏｍｅｔｅｒである１２．５ｍｍ
厚のネオプレン基材パッド上に直接接着した。このパッド組立体は、研削機のア
ルミニウムプラットフォーム上に配置した。水道水を研磨製品上に毎分約３ｌの
流速で噴霧して、研磨製品の表面とガラステストブランクとの間を潤滑した。
【０１４１】 ガラステストブランクの初期表面仕上げは、Ｐｅｒｔｈｅｎが「ＰＥＲＴＨＯ
ＭＥＴＥＲ」の商標で市販しているダイヤモンド針側面計を使って評価した。ガ
ラステストブランクの初期重量も記録した。
【０１４２】 ガラステストブランクは、上記の研削機を使って研削した。研磨時間は、１２
秒から数分間だった。すべてのデータを正規化し、１２秒間の研磨で除去された
平均ガラス素材として報告した。
【０１４３】 研削後、最終的な表面仕上げおよび最終的な重量を各々記録した。研削時間全
体のガラステストブランクの重量の変化を、除去されたガラスのグラム数として
示す。切削率（除去されたガラス素材のグラム数）、ＲａおよびＲｍａｘ値を記
録した。
【０１４４】 実施例３の研削試験結果を以下の表１０に示す。このデータから、ダイヤモン
ド凝集物を含む本発明の研磨製品は、２６．５ｋＰａという低圧で一定の素材除
去率を示すことが分かる。
【０１４５】
【表１０】 表１０: 実施例３の研削データおよび研削条件
【０１４６】 実施例６および比較実施例Ｄの研削試験データを表１１に記載する。このデー
タから、ダイヤモンド凝集物を含む実施例６の研磨製品の素材除去率は、粒度が
同じ個々のダイヤモンド粒子を含む比較実施例Ｄの素材除去率より著しく高いこ
とが分かる。
【０１４７】
【表１１】 表11: 比較実施例Ｄおよび実施例６の研削データ
【０１４８】 比較実施例Ｃおよび実施例４の研削試験データを表１２に記載する。このデー
タから、ダイヤモンド凝集物を含む実施例４の素材除去率は、粒度がより大きい
個々のダイヤモンド粒子を含む比較実施例Ｃの素材除去率よりも著しく高いこと
が分かる。
【０１４９】
【表１２】 表１２: 比較実施例Ｃおよび実施例４の研削データ
【０１５０】 比較実施例Ｂおよび実施例５の表面平滑度データを以下の表１３および表１４
に記載する。これらのデータから、本発明の３つの利点を示す。先ず、Ｒａデー
タは、ダイヤモンド凝集物を含む実施例５によって得られる表面仕上げは、素材
除去率が類似する個々のダイヤモンド粒子を含む比較実施例Ｂの表面仕上げより
も細かいことが分かる。第２に、ＲａおよびＲｍａｘデータから、表面仕上げは
、ダイヤモンド凝集物を含む実施例５の場合、比較的高い相対速度で改善される
が、個々のダイヤモンド粒子を含む比較実施例Ｂの場合は改善されないことが分
かる。最後に、Ｒｍａｘデータから、掻き傷の深さは、ダイヤモンド凝集物を含
む実施例５の場合、素材除去率が類似する個々のダイヤモンド粒子を含む比較実
施例Ｂの掻き傷の深さよりも浅いことが分かる。
【０１５１】
【表１３】 表１３: 比較実施例および実施例５の表面平滑度データ（Ｒａ）
【０１５２】
【表１４】 表１４: 比較実施例Ｂおよび比較実施例５の表面平滑度（Ｒｍａｘ）
【０１５３】 比較実施例Ａおよび実施例４の表面平滑度データ（ＲａおよびＲｍａｘ）を以
下の表１５および表１６に記載する。これらのデータは、本発明の３つの利点を
示す。先ず、Ｒａデータから、ダイヤモンド凝集物を含む実施例４により得られ
る表面仕上げは、素材除去率が類似する個々のダイヤモンド粒子を含む比較実施
例Ａの表面仕上げよりも細かいことが分かる。第２に、ＲａおよびＲｍａｘデー
タから、表面仕上げは、ダイヤモンド凝集物を含む実施例４の場合、比較的高い
相対速度で改善されるが、個々のダイヤモンド粒子を含む比較実施例Ａの場合は
改善されないことが分かる。最後に、Ｒｍａｘデータから、掻き傷の深さは、ダ
イヤモンド凝集物を含む実施例４の場合、素材除去率が類似する個々のダイヤモ
ンド粒子を含む比較実施例Ａの掻き傷の深さよりも浅いことが分かる。
【０１５４】
【表１５】 表１５: 比較実施例Ａおよび実施例４の表面平滑度データ（Ｒａ）
【０１５５】
【表１６】 表１６: 比較実施例Ａおよび実施例４の表面平滑度データ
【０１５６】 成形済み研磨製品実施例７〜１１の試験手順ＩＩＩ ＣＲＴ画面の小領域（約１７．７８ｃｍ×１７．７８ｃｍ）を、先ず、携帯サ
ンダー（Ｆｌｅｘが市販するモデルＬＷ ６０３ＶＲ、１，０００〜２，８００
ｒｐｍ、１，５００Ｗ）を使って、５μｍの酸化アルミニウムディスク（ミネソ
タ州セントポールのＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａ
ｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙが２６８ＸＡ ＴｒｉｚａｃｔTMフィルムＰＳ
Ａディスク）で粗くした。このサンダーを２，４００ｒｐｍで動作させて、サン
ダーの中央部の穴から水を供給した。複数の柱（直径０．７９ｃｍおよび高さ０
．６３５ｃｍ）を有する研磨パッド（直径１２．７ｃｍ）をサンダーのディスク
パッド上に取り付けた。ＣＲＴ画面の予め粗くした領域は、２，４００ｒｐｍで
３０秒間研磨した。柱の破壊は、研磨時に生じる遊離セリアスラリの量から目視
で決定した。破壊試験の評価は１から５であり、小さい破壊を１、過度の破壊を
５とした。最適な評価は、適度な破壊を示す３である。研磨柱の過度な破壊は、
良好な研磨性能を示すが、研磨パッドの寿命を短くする。研磨柱の破壊が不十分
な場合、寿命は長くなるが、研磨性能が不良である。
【０１５７】 基材に対する柱の付着は非常に重要である。基材に対する柱の付着が弱い場合
、柱は、ＣＲＴ画面と柱との間の摩擦が柱と基材との間の付着力より大きいとき
に、研磨時に基材から剥離することがある。付着試験の結果は、上記のとおり、
研磨後に基材から剥離する柱の割合を測定して決定する。
【０１５８】 成形済み研磨製品実施例７〜１１の製造手順 製造工具は、テーパ付きの穴のパターンをＴＥＦＬＯＮTMブランドのポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の２５．０ｍｍ厚シートに穴あけして製造した
。結果として得られたポリマー製造工具には、円柱状キャビティが含まれた。各
々の円柱の高さは約４ｍｍ、直径は約４．８ｍｍだった。隣接する円柱の基部間
には、約２．４ｍｍの距離があった。
【０１５９】 実施例７〜１１の場合、表１７の配合に従って製造した砥粒スラリを成形型に
充填した。成分は、高剪断混合機で混合して真空オーブン内に配置し、気泡を除
去してからカートリッジ内に充填した。次に、結果として得られる砥粒スラリを
自動混合先端から成形型のキャビティ内に分配した。
【０１６０】 次に、充填された柱状キャビティは、自動混合先端から配合物を分配して、約
６．４ｍｍ（１／４ｉｎ）の深さまで表１８の個々の基材配合物で覆った。成形
型を囲む壁は、基材の所望の厚さを維持した。硬化サイクル時に基材樹脂の上部
の上にアルミニウムのカバープレートを配置して、一定の均一な厚さを確保した
。成形型を閉じた状態で締め付けて、室温で１〜２時間硬化させてから、オーブ
ン内で１６５℃で４時間硬化させた。成形型をオーブンから取り出して開いた。
【０１６１】 基材配合物は、先ず、表１８に基づく部分Ｂの成分をプラスチックビーカ内で
高剪断混合機を使って混合して生成し、このサンプルを真空オーブン内に配置し
て気泡を除去してから、部分ＡとブブンＢとを低剪断混合機を使って混合し、閉
じ込められる気泡を最小限にした。
【０１６２】 成形済み研磨サンプルは、基材の直径が１２．７ｃｍ（５ｉｎ）、研磨柱の直
径が０．７９ｃｍ（５／１６ｉｎ）だった。
【０１６３】
【表１７】 表１７: 実施例７〜１１の研磨柱の配合
【０１６４】
【表１８】 表18: 実施例７〜１１の基材配合物
【０１６５】 付着試験の結果を表１９に示す。
【０１６６】
【表１９】 表19: 実施例７〜１１の破壊および粘着試験結果
【０１６７】 成形済み研磨製品実施例１２〜１４の製造手順 実施例１２〜１４の場合、実施例７〜１１のＰＴＦＥ成形型に、表２０の配合
にしたがって製造した砥粒スラリを充填した。成分をプラスチックビーカ内で高
剪断混合機を使って混合し、真空オーブン内に配置して気泡を除去してから、カ
ートリッジ内に充填した。次に、結果として得られた砥粒スラリは、自動混合先
端から成形型のキャビティ内に分配した。
【０１６８】 次に、充填された柱状キャビティは、自動混合先端から配合物を分配して、約
４．０ｍｍの深さまで表２１の基材配合物で覆った。基材配合物は、部分Ａおよ
びＢの成分をプラスチックビーカ内で高剪断混合機を使って混合して生成し、こ
のサンプルを真空オーブン内に配置して気泡を除去し、閉じ込められる気泡を最
小限にした。成形型を囲む壁は、基材の所望の厚さを維持した。硬化サイクル時
に基材樹脂の上部の上にアルミニウムのカバープレートを配置して、一定の均一
な厚さを確保した。成形型を閉じた状態で締め付けて、室温で１〜２時間硬化さ
せてから、オーブン内で１６５℃で４時間硬化させた。成形型をオーブンから取
り出して開いた。
【０１６９】 成形済み研磨製品サンプルは、基材の直径が２０．３ｃｍ（８ｉｎ）および厚
さが４ｍｍであり、研磨柱の直径が４．８ｍｍ（３／１６ｉｎ）および高さ４．
０ｍｍだった。
【０１７０】
【表２０】 表２０: 実施例１２〜１４の研磨柱の配合
【０１７１】
【表２１】 表21: 実施例１２〜１４の基材配合物
【０１７２】 実施例１２〜１４の試験手順 この試験手順では、Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．が市販
しているＢｕｅｈｌｅｒ ＥＣＯＭＥＴ３研磨機を使用した。実施例１２〜１４
は、Ｂｕｅｈｌｅｒ機内で８．４９ｐｓｉ（５８．５ＫＰａ）およびプラテン速
度５００ｒｐｍで、サンドブラストをかけた３ｉｎ（７．６２ｃｍ）のディスク
を使って通常の窓ガラスを状態調節して、均一かつな平らな表面仕上げを施した
。
【０１７３】 ２ｉｎ（５．０８ｃｍ）のＣＲＴガラスディスク（Ｐｈｉｌｉｐｓが市販）は
、８ｉｎ（２０．３２ｃｍ）のＡ１０グレードガラス修理ディスク（Ｍｉｎｎｅ
ｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎ
ｙが３Ｍ ２６８ＸＡ Ｔｒｉｚａｃｔの商標で市販）を使って、Ｂｕｅｈｌｅ
ｒ機上で約３０秒間にわたって約１．２３ｐｓｉ（８．４８ＫＰａ）および５０
０ｒｐｍで予め粗くした。これで、Ｒａが約０．０７ｕｍの均一な投入仕上げ（
ｉｎｐｕｔ ｆｉｎｉｓｈ）が行われた。
【０１７４】 次に、予め粗くしたＣＲＴガラスディスクを使用して、Ｂｕｅｈｌｅｒ機上で
１９．１ｐｓｉ（１３１．７ＫＰａ）およびプラテン速度５００ｒｐｍで実施例
を試験した。水流は、毎分６６０ｃｃに固定した。表面仕上げの測定は、Ｐｅｒ
ｔｈｅｎがＰｅｒｔｈｏｍｅｔｅｒの商標で市販しているダイヤモンド針側面計
を使って、１５秒ごとの間隔で行い、４５秒まで繰り返した。
【０１７５】 実施例１２〜１４の表面仕上げデータを表２２にまとめる。このデータから、
黒鉛およびモリブデンを含む実施例１３および実施例１４はそれぞれ、１５秒以
内に〜０．０７０ｕｍから〜０．００９ｕｍまで低下し、黒鉛およびモリブデン
を含まない実施例１２の場合、この値まで低下するには４５秒を要する点が対照
的だった。
【０１７６】
【表２２】 表２２: 実施例１２〜１４の表面仕上げデータ（Ｒａのｕｍ）
【０１７７】 すべての特許、特許出願および公告の完全な開示事項は、引用することにより
、個々に包含されているものとして本明細書に包含する。本発明の様々な変形お
よび訂正は、本発明の範囲および精神を逸脱せずに当業者には明白であり、本発
明は、本明細書に記載されている具体的な実施態様に不当に限定されないと考え
るべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による研磨製品の１実施態様の斜視図を示す。
【図２】 図１の研磨製品の上面図を示す。
【図３】 本発明による研磨製品のもう１つの実施態様の上面図である。
【図４】 本発明による研磨製品のさらに第３の実施態様の上面図である。
【図５】 本発明による研磨製品の第４の実施態様の上面図である。
【図６Ａ】 本発明の研磨複合体の側面図である。
【図６Ｂ】 図６Ａの研磨複合体の上面図である。
【図７】 本発明による凝集物の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６０／０９９，８５０ (32)優先日 平成10年９月11日(1998．9．11) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 トッド・ジェイ・クリスティアンソン アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 ブライアン・ディ・ゴーアーズ アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 アシュー・エヌ・ムジュンダー アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 ゲイリー・エム・パームグレン アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 (72)発明者 スーン・シー・パーク アメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セ ント・ポール、ポスト・オフィス・ボック ス33427 Ｆターム(参考） 3C043 BB05 CC13 3C063 BA03 BB02 BB07 BG01 EE15

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基材に一体成形される複数の研磨複合体であって、有機樹脂
    と、アルカリ金属塩、アルカリ性金属塩およびこれらの組合わせから選択される
    金属塩と、該研磨複合体全体に均質に分散した単一ダイヤモンド研磨粒子とを含
    む研磨複合体を含む研磨製品。
  2. 【請求項２】 基材に一体成形された複数の研磨複合体であって、有機樹脂
    および凝集研磨粒子を含み、該凝集物が、永久的結合剤中に分散した単一ダイヤ
    モンド粒子を含む研磨複合体を含む研磨製品。
  3. 【請求項３】 繊維を含む基材と、 該基材に一体成形された複数の研磨複合体であって、有機樹脂と、セリア粒子
    と、アルカリ金属塩、アルカリ性金属塩およびこれらの組合わせから選択される
    金属塩を含む研磨複合体と、 を含む研磨製品。
  4. 【請求項４】 （ｉ）ダイヤモンド粒子、有機結合剤先駆物質、およびアル
    カリ金属塩、アルカリ性金属塩、もしくはこれらの組合わせから選択される金属
    塩、（ｉｉ）永久的結合剤および有機結合剤先駆物質中に分散したダイヤモンド
    粒子を含む研磨凝集物、または（ｉｉｉ）セリア粒子、有機結合剤先駆物質、お
    よびアルカリ金属塩、アルカリ性金属塩、もしくはこれらの組合わせから選択さ
    れる金属塩を含むスラリを製造するステップと、 該スラリを成形型のキャビティ内に塗布して、研磨複合体を形成するステップ
    と、 基材を該研磨複合体上に注型または成形するステップと、 該結合剤先駆物質をエネルギー源に暴露して該結合剤先駆物質を硬化させるス
    テップと、 を含む研磨製品製造方法。
  5. 【請求項５】 研磨製品の研削層をガラスワークピースの表面に接触させる
    ステップであって、該研削層が複数の研磨複合体を含み、該研磨複合体が（ｉ）
    有機樹脂、アルカリ金属塩、アルカリ性金属塩およびこれらの組合わせから選択
    される金属塩、および該研磨複合体全体に均質に分散した単一ダイヤモンド研磨
    粒子、または（ｉｉ）永久的結合剤または有機結合剤先駆物質中に分散したダイ
    ヤモンド粒子を含む研磨凝集物を含むステップと、 ２００μｍ〜４００μｍのガラス素材を該ガラスワークピースの表面から除去
    するステップと、 ＲＰＰ手順を用いて、１．１μｍ以下の最終表面粗さＲａを提供するステップ
    と、 を含むガラスワークピース表面研削方法。
  6. 【請求項６】 研磨製品の研磨層を初期表面粗さＲａが約０．０７μｍのガ
    ラスワークピースの表面に接触させるステップであって、該研磨層が、繊維を含
    む基材に一体成形された複数の研磨複合体を含み、該研磨複合体が、有機樹脂と
    、セリア粒子と、アルカリ金属塩、アルカリ性金属塩およびこれらの組合わせか
    ら選択される金属塩を含むステップと、 該ガラスワークピースの該初期表面粗さＲａを０．０９の表面粗さＲａまで低
    下させるステップと、 を含むガラスワークピース表面研磨方法。
  7. 【請求項７】 前記ダイヤモンド粒子またはダイヤモンド凝集物が、約１重
    量部〜３０重量部の量で前記複合体中に存在し、前記結合剤が約７０重量部〜９
    ９重量部の量で存在する、請求項１もしくは請求項２記載の研磨製品または請求
    項４もしくは請求項５記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記セリア粒子が、約１重量部〜９５重量部の量で存在し、
    前記結合剤が約５〜９９重量部の量で存在する、請求項３記載の研磨製品または
    請求項４もしくは請求項６記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記研磨粒子が前記研磨複合体全体に均質に分散している、
    請求項２もしくは請求項３記載の研磨製品または請求項４もしくは請求項５記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】 前記研磨粒子が、前記一体成形された基材および前記研磨
    複合体全体に分散している、請求項１、請求項２もしくは請求項３記載の研磨製
    品または請求項４、請求項５もしくは請求項６記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記ダイヤモンド研磨粒子の平均粒度が約０．０１μｍ〜
    ５００μｍである、請求項１記載の研磨製品または請求項４もしくは請求項５記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記研磨凝集粒子が、ダイヤモンド粒子を含む金属付着研
    磨セグメントである、請求項２記載の研磨製品。
  13. 【請求項１３】 前記永久的結合剤がガラス、セラミック、金属または有機
    物である、請求項２記載の研磨製品または請求項４記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記有機樹脂がエポキシ樹脂を含む、請求項１、請求項２
    もしくは請求項３記載の研磨製品または請求項４、請求項５もしくは請求項６記
    載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記基材がウレタン樹脂を含む、請求項１、請求項２もし
    くは請求項３記載の研磨製品または請求項４、請求項５もしくは請求項６記載の
    方法。
  16. 【請求項１６】 前記基材が繊維を含む、請求項１もしくは請求項２記載の
    研磨製品または請求項４もしくは請求項５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記繊維がシリケート繊維、金属繊維、ガラス繊維、炭素
    繊維、セラミック繊維、高弾性率有機繊維またはこれらの組合わせである、請求
    項３もしくは請求項６記載の研磨製品または請求項６もしくは請求項１６記載の
    方法。
  18. 【請求項１８】 前記シリケート繊維がカルシウムシリケートを含む、請求
    項１７記載の研磨製品または方法。
  19. 【請求項１９】 前記研磨複合体が、カリウムテトラフルオロボレート、黒
    鉛、二硫化モリブデン、またはこれらの組合わせをさらに含む、請求項１８記載
    の研磨製品または方法。
  20. 【請求項２０】 前記複合体が金属塩をさらに含む、請求項２記載の研磨製
    品。
  21. 【請求項２１】 前記アルカリ金属塩が含水カリウムシリケート、無水カリ
    ウムシリケートまたはこれらの組合わせである、請求項１もしくは請求項３記載
    の研磨製品または請求項４、請求項５もしくは請求項６記載の方法。
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