JP5947981B2 - 小径切削工具 - Google Patents

Description

本発明は一般には研磨用品に関し、具体的には小径切削工具に関する。

多くの材料の中でもとりわけ石、金属、ガラス、プラスチックなど、様々な材料の切削、研磨、および成形のために、通常は砥石車が使用される。一般に砥石車は、砥粒、結合材、およびある程度の多孔性を含む、様々な相の材料を有することができる。意図される用途に応じて、砥石車は様々な設計および構成を有することができる。たとえば、金属の仕上げおよび切削を対象とする用途では、いくつかの砥石車は、効率的な切削のために特に薄いプロファイルを有するようになっている。

しかしながら、このような車の用途を考えると、研磨用品は疲労および故障に曝される。実際、車は使用頻度に応じて、１日未満の限られた使用時間を有するかも知れない。したがって、業界は、改良された性能が可能な砥石車を要求し続けている。

実施形態の特徴および利点が達成され、かつさらに詳細に理解され得るように、添付図面に示されるその実施形態を参照して、より具体的な記述がなされ得る。しかしながら、図面はいくつかの実施形態のみを示しており、したがって、他にも等しく有効な実施形態があり得るので、範囲を限定すると見なされるものではない。

一実施形態による研磨工具の図である。 一実施形態による研磨工具の一部の断面図である。 一実施形態による研磨工具の一部の断面図である。 従来の研磨用品および研磨用品の実施形態の正規化された研磨および熱浸漬係数性能を比較するグラフである。

異なる図中での同じ参照符号の使用は、類似または同一の事項を表す。

下記は、被加工物を切削するための、結合材料中に包含された研磨粒子を有する研磨工具を対象とする。本明細書における特定の実施形態は、チタンまたはステンレス鋼の金属を含む、金属被加工物を切削するために使用されてもよい、切断砥石を含む、結合された砥石車を対象とする。しかしながら、本明細書における実施形態の特定の特徴は、たとえば研磨布紙などを含む、その他の研磨技術に適用されてもよい。

研磨用品は、最終研磨用品の一部である成分または前駆体成分の混合物を形成することによって、作製可能である。たとえば混合物は、研磨粒子、結合材料、充填材、およびこれらの組み合わせなどの、最終研磨用品の成分を含むことができる。一実施形態において、混合物は第１のタイプの研磨粒子を含むことができる。研磨粒子のタイプは、少なくとも組成、機械的特性（たとえば硬度、摩損度など）、粒径、製造方法、およびこれらの組み合わせによって、定義されることが可能である。

いくつかの実施形態において、研磨用品は、結合剤分取し、研磨剤を結合剤と混合し、金型に充填し、充填された金型を加圧し、加圧された金型を焼成または硬化し、硬化した製品を取り出し、その後研磨用品を仕上げ、検査し、速度試験し、梱包して出荷することによって、形成される。

図１は、一実施形態による研磨工具の図を含む。とりわけ研磨工具１００は、二次元で見たときに全体的に円形形状を有する、本体１０１を含む。三次元において、工具は本体１０１がディスク形または円筒形の形状を有するような特定の厚みを有することが、理解されるだろう。図示されるように、本体は、少なくとも約１２ｃｍの寸法を有する、比較的小さくてもよい、工具の中心を通って延在する外径１０３を有することができる。また、別の特定の例において、外径は、たとえば少なくとも約１８ｃｍ、または少なくとも２０ｃｍなど、さらに大きくてもよい。また、別の非限定的実施形態において、外径は、約７５ｃｍ以下、または約５０ｃｍ以下など、約１００ｃｍ以下であってもよい。

さらに図示されるように、研磨工具１００は、本体１０１の中心の周りの内部円形表面１０２によって画定される、中心開口１０５を含むことができる。中心開口１０５は、研磨工具１００が運転中にスピンドルまたは研磨工具１００の回転のためのその他の機械に実装されることが可能なように、本体１０１の全厚にわたって延在することが可能である。

図２は、一実施形態による研磨工具の一部の断面図を含む。研磨体２０１は、異なるタイプの材料の部分の組み合わせを含む、複合物品であってもよい。具体的には、本体２０１は、研磨部分２０４、２０６、２０８，および２１０、ならびに補強部材２０５、２０７、および２０９を含む。研磨工具２００は、補強部材２０５、２０７、および２０９が互いに離間するように本体内に配置されるように、およびその中で研磨部分２０４、２０６、２０８，および２１０の各々を互いに分離させるように、設計されることが可能である。つまり、研磨工具２００は、補強部材２０５、２０７、および２０９が本体２０１の厚み２１２を通じて横方向に互いに離間し、研磨部分２０６および２０８によって分離されるように、形成されることが可能である。上記からわかるように、このような設計において、研磨部分２０６および２０８は、補強部材２０５、２０７、および２０９の間に設けられることが可能である。

さらに図示されるように、補強部材２０５、２０７、および２０９は、第１の平面および第２の平面を有する、略平面部材であってもよい。たとえば、補強部材２０５は、第１の主表面２１５および第２の主表面２１６を有する平面部材となるように形成されることが可能である。また、本体２０１は、研磨部分２０４、２０６、２０８、および２１０が補強部材２０５、２０７、および２０９の主表面に覆いかぶさるような設計を有することができる。たとえば、研磨部分２０４は補強部材２０５の第１の主表面２１５に覆いかぶさることができ、研磨部分２０６は補強部材２０５の第２の主表面２１６に覆いかぶさる。特定の事例において、本体２０１は、研磨部分２０４および２０６が本質的に第１の主表面２１５および第２の主表面２１６の実質的に全表面領域をそれぞれ覆うように、形成されることが可能である。したがって、研磨部分２０４および２０６は、第１および第２の主表面２１５および２１６において両側で補強部材２０５と直接に接触（すなわち当接）することができる。

とりわけ、研磨体２０１は、補強部材２０５、２０７、および２０９が本体２０１の直径１０３の大部分にわたって延在できるように、設計されることが可能である。特定の事例において、補強部材２０５、２０７、および２０９は、本体２０１の少なくとも約７５％、たとえば少なくとも約８０％、または全直径１０３にわたって延在するように、形成されることが可能である。

一実施形態によれば、本体２０１は、中心開口１０５の中心を通って延在する軸方向軸２５０と平行な方向で測定される平均厚み２１２を有することができるように、形成される。本体２０１の平均厚み２１２は、金属被加工物を切削するのに適するように、特に薄くてもよい。たとえば、本体２０１の平均厚みは約３センチメートル以下であってもよい。別の実施形態において、本体２０１の平均厚み２１２は約２．５センチメートル以下、たとえば約２センチメートル以下、または約１．５センチメートル以下であってもよい。さらに、特定の実施形態は、約０．５センチメートルから約３センチメートル、たとえば約０．５センチメートルから約２センチメートルなどの範囲内の平均厚み２１２を用いてもよい。

本明細書の実施形態の研磨用品は、本体２０１の平均厚み２１２に対する外径１０３の間の比として定義される、特定のアスペクト比を有することができる。特定の設計によれば、アスペクト比は少なくとも約１０：１であり、たとえば少なくとも約２０：１、少なくとも約５０：１、または少なくとも約７５：１である。特定の実施形態は、約１０：１から約１２５：１の間、たとえば約２０：１から約１２５：１の間の範囲内のアスペクト比を用いる。

補強部材２０５、２０７、および２０９をさらに参照すると、このような部材は有機材料、無機材料、およびこれらの組み合わせで作られることが可能である。たとえば、補強部材２０５、２０７、および２０９は、セラミック、ガラス、石英、またはこれらの組み合わせなどの無機材料で作られることが可能である。補強部材２０５、２０７、および２０９としての使用に特に適した材料は、酸化物ベースのガラス材料を含んでもよい、ガラス材料の繊維を組み込んだ、ガラス材料を含むことができる。

補強部材２０５、２０７、および２０９での使用に適したいくつかの有機材料は、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、アラミド、およびこれらの組み合わせを含むことができる。たとえば特定の一実施形態において、補強部材２０５、２０７、および２０９は、特定のタイプのアラミドであるケブラー（商標）を含むことができる。

加えて、補強部材２０５、２０７、および２０９は、繊維の外表面の上にあってこれと直接結合した被膜を有する、繊維質材料を含むことができる。被膜は有機材料、無機材料、またはこれらの組み合わせであってもよい。特定の研磨工具は、有機材料の被膜を有する繊維を利用した補強部材２０５、２０７、および２０９を使用することが可能であり、これは天然有機材料、またはポリマーなどの合成有機材料であってもよく、補強部材と研磨部分との間の結合を助けることができる。いくつかの適切な有機被覆材料は、熱硬化性物質、熱可塑性物質、またはこれらの組み合わせであってもよい、樹脂を含むことができる。特に適切な樹脂は、フェノール、エポキシ、ポリエステル、シアン酸エステル、シェラック、ポリウレタン、およびこれらの組み合わせを含むことができる。特定の一事例において、研磨工具は、フェノール樹脂被覆ガラス繊維を備える補強部材を組み込んでいる。

補強部材２０５、２０７、および２０９は、織り合わせられた複数の繊維を含むことができる。繊維は様々な方法で織り合わせられるかまたは縫われることが可能である。特定の事例において、補強部材は、主に２つの直交する方向に延在する繊維を含む、あるパターンが形成されるように、織り合わせられることが可能である。

補強部材２０５、２０７、および２０９は、補強部材２０５の第１の主表面２１５と第２の主表面２１６との間の距離として定義される、平均厚み２１８を有することができる。平均厚み２１８は０．６センチメートル未満であってもよく、たとえば０．６センチメートル未満、または０．４センチメートル未満であってもよい。

相対的割合において、研磨用品の設計に応じて、補強部材は、本体の総平均厚みの特定の割合を構成するような特定の寸法を有するように、形成されることが可能である。たとえば、補強部材２０５は、本体２０１の総平均厚み２１２の少なくとも約３％である平均厚み２１８を有することができる。別の例では、補強部材２０５は、本体２０１の総平均厚み２１２の少なくとも約５％、たとえば少なくとも約８％、または少なくとも約１０％などである、平均厚み２１８を有することができる。特定の補強部材は、本体２０１の総平均厚み２１２の約３％から約１５％の間の範囲内である平均厚み２１８を有することができる。

本明細書の実施形態によれば、研磨工具２００は、本体２０１が研磨部分２０４、２０６、２０８、および２１０を含むように形成される。以下の段落では研磨部分２０４が参照されるが、しかし特定された研磨部分のすべてが同じ特徴を含むことができることが、理解されるだろう。研磨部分２０４は、マトリクス材料中に含有された砥粒を有し、特定の組成および特定のタイプの多孔性をさらに備える、複合材料であってもよい。

砥粒は、研磨および材料除去用途に適した特に硬い材料を含むことができる。たとえば、砥粒は少なくとも約５ＧＰａのビッカース硬度を有することができる。砥粒の硬度は、砥粒が少なくとも約１０ＧＰａ、少なくとも約２０ＧＰａ、少なくとも約３０ＧＰａ、または少なくとも約５０ＧＰａのビッカース硬度を有するように、いくつかの工具ではより高くてもよい。

図２にさらに示されるように、本体は、中心開口１０５の周りの研磨部分２０４および２１０の外表面に当接する補強部材２０２および２０３を組み込むように形成されることが可能である。特定の設計において、補強部材２０２および２０３は、研磨体２０１の外径１０３の半分など、外径１０３の一部にわたって延在することができる。中心開口１０５の周りの補強部材２０２および２０３の提供は、研磨工具２００がスピンドルまたは機械に固定されるように意図される場所における本体２０１の補強を容易にする。上記からわかるように、補強部材２０２および２０３は、補強部材２０５、２０７、および２０９と同じ特徴を有することができる。

図３は、一実施形態による研磨工具の一部の断面図を含む。図示される研磨工具３００の部分は、一実施形態により形成された研磨工具の外周を含む。具体的には、研磨工具３００の部分は、先に記載された研磨部分２０４、２０６、２０８、および２１０を含む本体２０１を有することができる。また、研磨体２０１は、先に記載されたように研磨部分２０４、２０６、２０８、および２１０の間に設けられた、補強部材２０５、２０７、および２０９を含む。

とりわけ本体２０１は、車の中心に近接して中心開口１０５を包囲する平坦領域３０１、および本体２０１の外縁の先細領域３０３を有するように、形成される。図示されるように、先細領域３０３は、平坦領域３０１内における本体２０１の平均厚み３１１よりも著しく大きい本体２０１の外径で測定された平均厚み３１２を有するように形成される。先細領域３０３の形成は、研磨部分２１０の平坦領域３０１の外表面３０８に対してある角度をなして延在する、研磨部分２１０の先細縁３０５の延長によって、容易になる。先細領域３０３は研磨部分２０４の先細表面３０６によってさらに画定されるが、これは研磨部分２０４の表面３１０に対してある角度をなして延在する。図示されるように、先細領域３０３は車の外径の周りにリムを形成することができ、ここで先細表面３０５および３０６は表面３０８および３１０からある角度をなして軸方向外向きにそれぞれ延在する。先細表面３０５および３０６は、表面３０８および３１０と実質的に平行な本体の中心から延在する半径に対してある角度をなして延在することができ、さらに先細表面３０５および３０６は、本体２０１の中心を通って延在する軸方向軸２５０に対してある角度をなして延在することができる。

いくつかの実施形態によれば、先細領域３０３は、本体２０１の周辺の一部の周りで周方向に延在することができる。特定の設計は、本体２０１の全周にわたって延在する先細領域３０３を利用してもよい。先細領域３０３を組み込んだ研磨用品が本明細書において参照されるものの、特定の研磨用品については先細領域３０３が必ずしも存在しなくてもよいことが、理解されるだろう。

図示されるように、先細領域３０３は、本体２０１の平坦領域３０１から半径方向に延在することができる。本明細書の実施形態は、本体２０１の中心から延在する半径と平行な方向に測定された長さ３３０を有する先細領域３０３を形成してもよく、これは本体２０１の外径１０３の寸法の特定の割合であってもよい。たとえば先細領域３０３は、外径１０３の寸法の特定の少なくとも約５％である長さ３３０を有することができる。その他のケースでは、意図される用途に応じて、本体２０１は、外径１０３の寸法の少なくとも約１０％、たとえば少なくとも約１５％、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、または少なくとも約３５％などの、長さ３３０を有する先細領域３０３を有することができる。特定の実施形態は、長さ３３０が外径１０３の約５％から約５０％、および具体的には約５％から約３５％、またはより具体的には約５％から約２０％の範囲内である、先細領域３０３を利用することができる。

その他の条件において、先細領域の長さ３３０は、少なくとも約１０センチメートルであってもよい。いくつかの実施形態において、先細領域３０３の長さ３３０は、たとえば少なくとも約１３センチメートル、少なくとも約１５センチメートル、または少なくとも約２０センチメートルなど、より大きくてもよい。さらに、本明細書の特定の実施形態は、約１０センチメートルから約３０センチメートルの間、たとえば約１０センチメートルから約２０センチメートルの間の範囲内の長さ３３０を有する、先細領域３０３を利用することができる。

特定の実施形態において、研削工具は、小径ディスクの形状の本体を備えてもよい。小径ディスクは、約１００センチメートル以下の外径を有してもよい。別の実施形態において、本体の外径は少なくとも約１２センチメートルであってもよい。また、その他の特定の事例において、外径は、たとえば少なくとも約１８センチメートル、または少なくとも約２０センチメートルなど、より大きくてもよい。さらに、別の非限定的実施形態において、外径は、たとえば約５０センチメートル以下など、約７５ｃｍ以下であってもよい。本体は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の外径を有することができる。

加えて、小径ディスクの本体は、本体の軸方向厚み（Ｔ）に対する外径（Ｄ）の比として定義される、少なくとも約１０：１のアスペクト比（Ｄ：Ｔ）を有してもよい。車の外径（Ｄ）は、車の中心を通って延在する線についてある周囲点から反対の周囲点までの半径方向の測定値である。軸方向厚み（Ｔ）は、本体を通って軸方向に延在し、本体の第１の主表面と第２の主表面との間の寸法として定義される。

特定の一実施形態によれば、本体のアスペクト比（Ｄ：Ｔ）は少なくとも約２０：１であってもよい。また、その他の特定の事例において、アスペクト比は、たとえば少なくとも約５０：１、少なくとも約７５：１、または少なくとも約１００：１など、より大きくてもよい。さらに、別の非限定的実施形態において、アスペクト比は、たとえば約５００：１以下、または約１５０：１以下など、約１０００：１以下であってもよい。本体は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内のアスペクト比を有することができる。

本体はまた、樹脂を備える結合材料を有する研磨部分を備えてもよい。樹脂は、少なくとも約１．１０など、少なくとも約１．０５の正規化熱浸漬係数を有してもよい。あるいは、樹脂は増加する高温曲げ弾性率を有してもよい。

いくつかの実施形態において、結合材料で使用される樹脂は、有機樹脂を備えてもよい。別の実施形態において、樹脂はフェノール樹脂を備えてもよい。さらに別の実施形態において、フェノール樹脂は、たとえばヘキサメチレン・テトラミンなどの硬化剤または架橋剤で改質されてもよい。約９０℃を超える温度において、ヘキサメチレン・テトラミンのいくつかの例は、樹脂を硬化するのに役立つメチレンおよびジメチレンアミノブリッジを形成するための架橋を形成してもよい。ヘキサメチレン・テトラミンは、樹脂中に均一に分散されてもよい。より具体的には、ヘキサメチレン・テトラミンは架橋剤として樹脂中に均一に分散されてもよい。さらに具体的には、フェノール樹脂は、サブミクロンの平均サイズを有する架橋領域を備える樹脂領域を包含してもよい。

別の実施形態において、樹脂は結合材料の総容積の少なくとも約４０体積％を含むことができる。また、その他の特定の事例において、樹脂含有量は、たとえば少なくとも約５０体積％、少なくとも約６０体積％、または少なくとも約７０体積％など、より多くてもよい。さらに、別の非限定的実施形態において、結合材料中の樹脂の含有量は、約９０体積％以下、約８０体積％以下、約７０体積％以下、約６０体積％以下、または約５０体積％以下であってもよい。結合材料は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲の樹脂含有量を有することができる。全樹脂含有量を増加させることで、樹脂によって示される流量を増加させることができる。

研磨部分はまた、１つ以上の充填材を備えてもよい。充填材は、たとえば、１つ以上の粉末、顆粒、球状物、繊維、またはこれらの組み合わせを備えてもよい。充填材はまた、無機材料、有機材料、またはこれらの組み合わせを備えてもよい。充填材の例は、砂、発泡アルミナ、ボーキサイト、クロマイト、マグネサイト、ドロマイト、発泡ムライト、ホウ化物、二酸化チタン、炭素生成物（たとえばカーボンブラック、コークス、または黒鉛）、炭化ケイ素、木粉、クレイ、タルク、六方晶窒化ホウ素、二硫化モリブデン、長石、霞石閃長岩、ガラス球、ガラス繊維、ＣａＦ_２、ＫＢＦ_４、氷晶石（Ｎａ_３ＡｌＦ_６）、カリウム氷晶石（Ｋ_３ＡｌＦ_６）、黄鉄鉱、ＺｎＳ、硫化銅、鉱油、フッ化物、炭酸塩、炭酸カルシウム、またはこれらの組み合わせを含んでもよい。充填材は、静電防止剤、潤滑剤、多孔性誘導物質、着色剤、またはこれらの組み合わせからなる材料を備えてもよい。充填材はまた、粒子材料であってもよい。充填材は研磨粒子と区別されてもよい。あるいは充填材は、いずれのタイプの研磨粒子よりも平均粒径が著しく小さくてもよい。

特定の一実施形態によれば、充填材の総含有量は、結合材料の総容積の少なくとも約１５体積％であってもよい。また、特定の事例において、充填材含有量は、たとえば少なくとも約２０体積％、または少なくとも約２５体積％など、より多くてもよい。さらに、別の非限定的実施形態において、充填材含有量は、たとえば約５０体積％以下、または約４５体積％以下など、約６０体積％以下であってもよい。結合材料は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の充填材含有量を有することができる。

特定の実施形態によれば、結合材料は、特定の配合の充填材を含むことができる。たとえば、研磨部分は鉄および硫黄を備える第１の充填材を含むことができる。具体的には、第１の充填材は黄鉄鉱（ＦｅＳ_２）を備えてもよく、より具体的には第１の充填材は主に黄鉄鉱からなってもよい。

特定の実施形態において、第１の充填材は、研磨部分中の充填材の総容積の少なくとも約４０体積％であってもよい。特定の事例において、充填材含有量は、たとえば少なくとも約４５体積％、または少なくとも約５０体積％など、より多くてもよい。別の非限定的実施形態において、充填材含有量は、たとえば約６５体積％以下、または約６０体積％以下など、研磨部分中の充填材の総容積の約７０体積％以下であってもよい。研磨部分は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の充填材含有量を有することができる。

いくつかの実施形態において、第１の充填材の平均粒径は、約３０ミクロン以下であってもよい。いくつかの例において、第１の充填材の平均粒径は、たとえば約１５ミクロン以下、約１０ミクロン以下、または約８ミクロン以下など、約２０ミクロン以下であってもよい。別の非限定的実施形態において、第１の充填材平均粒径は、たとえば少なくとも約２ミクロン、または少なくとも約３ミクロンなど、少なくとも約１ミクロンであってもよい。第１の充填材の平均粒径は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

他の実施形態において、研磨部分は、第１の充填材とは異なる第２の充填材を備えてもよい。第２の充填材はカリウムを備えてもよい。第２の充填材は、アルミニウムおよび／またはフッ化物をさらに備えてもよい。第２の充填材は、カリウム、アルミニウム、およびフッ化物を含む化合物をさらに備えてもよい。第２の充填材は、主にＫＡｌＦ_４からなってもよい。

いくつかの実施形態において、研磨部分は、第２の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第１の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約１の比（Ｖ１／Ｖ２）を備えてもよく、ここでＶ１は研磨部分中の第１の充填材の含有量（体積％）であり、Ｖ２は研磨部分中の第２の充填材の含有量（体積％）である。別の例において、比（Ｖ１／Ｖ２）は少なくとも約１．５、または少なくとも約２であってもよい。別の非限定的実施形態において、比（Ｖ１／Ｖ２）は、たとえば約３．５以下、約３以下、または約２．８以下、約２．６以下など、約４以下であってもよい。比（Ｖ１／Ｖ２）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

特定の実施形態において、第２の充填材は、充填材の総容積の少なくとも約５体積％であってもよい。たとえば、第２の充填材は、たとえば少なくとも約１５体積％、または少なくとも約２０体積％など、充填材の総容積の少なくとも約１０体積％であってもよい。特定の非限定例において、第２の充填材は、たとえば約３５体積％以下、約３０体積％以下、または約２５体積％以下など、充填材の総容積の約４０体積％以下であってもよい。第２の充填材含有量は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

いくつかの事例において、第２の充填材は、約７５ミクロン以下の平均粒径を備えてもよい。たとえば、第２の充填材の平均粒径は、たとえば約５５ミクロン以下、または約４５ミクロン以下など、約６５ミクロン以下であってもよい。別の非限定的実施形態において、第２の充填材の平均粒径は、たとえば少なくとも１５ミクロン、または少なくとも約２５ミクロンなど、少なくとも約５ミクロンであってもよい。第２の充填材平均粒径は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

別の実施形態において、研磨部分は、第１の充填材および第２の充填材とは異なる第３の充填材を含んでもよい。第３の充填材はカルシウムを含んでもよい。第３の充填材は、酸素、またはカルシウムおよび酸素を含む化合物を、さらに含んでもよい。第３の充填材は、主にＣａＯからなってもよい。

第３の充填材の例は、約７５ミクロン以下の平均粒径を備えてもよい。特定の事例において、第３の充填材平均粒径は、たとえば約５５ミクロン以下など、約６５ミクロン以下であってもよい。非限定的実施形態は、たとえば少なくとも約２５ミクロン、または少なくとも約３５ミクロンなど、少なくとも約１５ミクロンの平均粒径を有する第３の充填材を含んでもよい。第３の充填材平均粒径は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

研磨部分はまた、第３の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第１の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約１０の比（Ｖ１／Ｖ３）を含んでもよく、ここでＶ１は研磨部分中の第１の充填材の含有量（体積％）を表し、Ｖ３は研磨部分中の第３の充填材の含有量（体積％）を表す。別の例において、比（Ｖ１／Ｖ３）はたとえば少なくとも約２０、または少なくとも約２２など、少なくとも約１５であってもよい。別の非限定的実施形態において、比（Ｖ１／Ｖ３）は、たとえば約３５以下、約３０以下、約２９以下、または約２８以下など、約４０以下であってもよい。比（Ｖ１／Ｖ３）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

さらに、他の実施形態において研磨部分は、第３の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第２の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約５の比（Ｖ２／Ｖ３）を含んでもよく、ここでＶ２は研磨部分中の第２の充填材の含有量（体積％）を表し、Ｖ３は研磨部分中の第３の充填材の含有量（体積％）を表す。いくつかの例において、比（Ｖ２／Ｖ３）はたとえば少なくとも約９など、少なくとも約７であってもよい。非限定例は、たとえば約２０以下、約１５以下、約１４以下、または約１３以下など、約２５以下の比（Ｖ２／Ｖ３）を含んでもよい。比（Ｖ２／Ｖ３）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

特定の実施形態において、第３の充填材は、充填材の総容積の少なくとも約０．５体積％であってもよい。特定の事例において、第３の充填材は、たとえば少なくとも約１体積％、または少なくとも約１．５体積％など、より多くてもよい。別の非限定的実施形態において、第３の充填材は、たとえば約４体積％以下、約３体積％以下、または約２．５体積％以下など、充填材の総容積の約５体積％以下であってもよい。研磨部分は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の第３の充填材含有量を有することができる。

他の実施形態において、研磨部分は、第１の、第２の、および第３の充填材とは異なる第４の充填材を備えてもよい。他の例において、第４の充填材は、骨材、セメント、ポルトランドセメント、またはケイ酸カルシウムを備えてもよい。

第４の充填材の実施形態は、約４０ミクロン以下の平均粒径を備えてもよい。たとえば、第４の充填材平均粒径は、約３０ミクロン以下、または約２０ミクロン以下であってもよい。第４の充填材平均粒径の非限定例は、たとえば少なくとも約５ミクロン、または少なくとも約１０ミクロンなど、少なくとも約１ミクロンであってもよい。第４の充填材平均粒径は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

研磨部分のその他の例は、第４の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第１の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約５の比（Ｖ１／Ｖ４）を含んでもよく、ここでＶ１は研磨部分中の第１の充填材の含有量（体積％）を表し、Ｖ４は研磨部分中の第４の充填材の含有量（体積％）を表す。あるいは、比（Ｖ１／Ｖ４）はたとえば少なくとも約１５など、少なくとも約１０であってもよい。比（Ｖ１／Ｖ４）のその他の非限定的実施形態は、たとえば約２５以下、約２０以下、または約１９以下など、約３０以下であってもよい。比（Ｖ１／Ｖ４）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

研磨部分の例は、第４の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第２の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約１の比（Ｖ２／Ｖ４）を備えてもよく、ここでＶ２は研磨部分中の第２の充填材の含有量（体積％）であり、Ｖ４は研磨部分中の第４の充填材の含有量（体積％）である。特定の実施形態において、比（Ｖ２／Ｖ４）は、たとえば少なくとも約５など、少なくとも約３であってもよい。非限定的な一例によれば、比（Ｖ２／Ｖ４）は、たとえば約１２以下、約１０以下、約９以下、または約８以下など、約１５以下であってもよい。比（Ｖ２／Ｖ４）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

さらに別の実施形態において、研磨部分は、第３の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第４の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約０．１の比（Ｖ３／Ｖ４）を備えてもよく、ここでＶ３は研磨部分中の第３の充填材の含有量（体積％）であり、Ｖ４は研磨部分中の第４の充填材の含有量（体積％）である。比（Ｖ３／Ｖ４）の別の例は、たとえば少なくとも約０．５、または少なくとも約０．６など、少なくとも約０．３であってもよい。比（Ｖ３／Ｖ４）の他の非限定的実施形態は、たとえば約２．５以下、約２以下、または約１以下など、約３以下であってもよい。比（Ｖ３／Ｖ４）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

第４の充填材の例は、充填材の総容積の少なくとも約１体積％であってもよい。あるいは、第４の充填材は、たとえば少なくとも約２体積％など、充填材の総容積の少なくとも約１．５体積％であってもよい。限定的な一実施形態によれば、第４の充填材は、たとえば約４．５体積％以下、約４体積％以下、または約３．５体積％以下など、充填材の総容積の約５体積％以下であってもよい。充填材の総容積中の第４の充填材の含有量は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

本明細書のその他の実施形態は、第１の、第２の、第３の、および第４の充填材とは異なる第５の充填材を含んでもよい。第５の充填材はナトリウムを備えてもよい。第５の充填材は、アルミニウム、フッ化物、ナトリウム、およびこれらの組み合わせをさらに備えてもよい。特定の一事例において、第５の充填材は主にＮａ_３ＡｌＦ_６からなってもよい。

特定の実施形態において、研磨部分は、第５の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第１の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約１の比（Ｖ１／Ｖ５）を含んでもよく、ここでＶ１は研磨部分中の第１の充填材の含有量（体積％）を表し、Ｖ５は研磨部分中の第５の充填材の含有量（体積％）を表す。比（Ｖ１／Ｖ５）の実施形態は、たとえば少なくとも約２など、少なくとも約１．５であってもよい。さらに別の非限定例において、比（Ｖ１／Ｖ５）は、たとえば約７以下、約５以下、または約３以下など、約１０以下であってもよい。比（Ｖ１／Ｖ５）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

研磨部分の別の特定の実施形態は、第５の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第２の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、第５の充填材の含有量（体積％）と比較して、ほぼ同じ含有量の第２の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約０．１の比（Ｖ２／Ｖ５）を備えてもよく、ここでＶ２は研磨部分中の第２の充填材の含有量（体積％）を表し、Ｖ５は研磨部分中の第５の充填材の含有量（体積％）を表す。別の実施形態において、比（Ｖ２／Ｖ５）は、たとえば少なくとも約０．５、または少なくとも約０．８など、少なくとも約０．３であってもよい。非限定的実施形態によれば、比（Ｖ２／Ｖ５）は、たとえば約４以下、約３以下、約２以下、または約１．５以下など、約５以下であってもよい。比（Ｖ２／Ｖ５）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

さらに、別の実施形態において、研磨部分は、第３の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第５の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約０．０１の比（Ｖ３／Ｖ５）を含んでもよく、ここでＶ３は研磨部分中の第３の充填材の含有量（体積％）であり、Ｖ５は研磨部分中の第５の充填材の含有量（体積％）である。比（Ｖ３／Ｖ５）のその他の例は、たとえば少なくとも約０．０６、または少なくとも約０．０７など、少なくとも約０．０５であってもよい。非限定的実施形態によれば、比（Ｖ３／Ｖ５）は、たとえば約０．５以下、または約０．１以下など、約１以下であってもよい。比（Ｖ３／Ｖ５）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

研磨部分のさらに別の実施形態は、第４の充填材の含有量（体積％）と比較して、より多い含有量の第５の充填材（体積％）を備えてもよい。研磨部分は、少なくとも約０．０１の比（Ｖ４／Ｖ５）を含んでもよく、ここでＶ４は研磨部分中の第４の充填材の含有量（体積％）であり、Ｖ５は研磨部分中の第５の充填材の含有量（体積％）である。比（Ｖ４／Ｖ５）のその他の例は、たとえば少なくとも約０．１０、または少なくとも約０．１２など、少なくとも約０．０５であってもよい。さらに別の非限定的実施形態において、比（Ｖ４／Ｖ５）は、たとえば約０．５以下、または約０．２以下など、約１以下であってもよい。比（Ｖ４／Ｖ５）は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

特定の実施形態において、第５の充填材は、充填材の総容積の少なくとも約５体積％であってもよい。別の事例において、第１の充填材は、たとえば少なくとも約１５体積％、または少なくとも約２０体積％など、充填材の総容積の少なくとも約１０体積％であってもよい。第５の充填材の他の非限定的実施形態は、たとえば約３５体積％以下、約３０体積％以下、または約２５体積％以下など、充填材の総容積の約４０体積％以下であってもよい。第５の充填材含有量は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

一実施形態において、研磨部分は、第１の充填材、第２の充填材、第３の充填材、第４の充填材、および第５の充填材を備えてもよい。研磨部分は、研磨部分の総容積の少なくとも約１０体積％の、第１の充填材、第２の充填材、第３の充填材、第４の充填材、および第５の充填材の総含有量を備えてもよい。他の例において、第１の充填材、第２の充填材、第３の充填材、第４の充填材、および第５の充填材の総含有量は、たとえば少なくとも約２０体積％、少なくとも約２２体積％、または少なくとも約２５体積％など、研磨部分の総容積の少なくとも約１５体積％であってもよい。第１の充填材、第２の充填材、第３の充填材、第４の充填材、および第５の充填材の総含有量の非限定的実施形態は、たとえば約５５体積％以下、約５０体積％以下、または約４５体積％以下など、研磨部分の総容積の約６０体積％以下であってもよい。研磨部分の総容積に対する第１の、第２の、第３の、第４の、および第５の充填材の総含有量は、上記の最小値および最大値のいずれの間の範囲内であってもよい。

別の実施形態において、研磨部分は湿潤液残余物を備えてもよい。湿潤液残余物は、トリドデシルアルコール（ＴＤＡ）からの脂肪族鎖など、脂肪族鎖を含むことができる。あるいは、研磨部分は、高度に塩素化されたワックス、フルフロール、またはＣｈｌｏｒｏ４０などからの、環状有機分子を含む湿潤液残余物を備えてもよい。

特定の一実施形態によれば、研磨部分の結合材料は、研磨部分の総容積の少なくとも約２０体積％を含むことができる。また、結合材料含有量は、たとえば少なくとも約３０体積％、少なくとも約４０体積％、または少なくとも約４２体積％など、より多くてもよい。さらに、別の非限定的実施形態において、研磨部分中の結合材料の含有量は、約７０体積％以下、約６５体積％以下、約６０体積％以下、約５６体積％以下、約５２体積％以下、または約５０体積％以下であってもよい。研磨部分は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の結合材料含有量を有することができる。

加えて、研磨部分は、結合材料中に包含される研磨粒子をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態において、研磨粒子は無機材料を備えてもよい。たとえば、研磨粒子は、１つ以上の酸化物、炭化物、ホウ化物、窒化物、酸炭化物、酸窒化物、またはこれらの組み合わせを備えてもよい。他の実施形態において、研磨粒子は主に酸化物からなってもよい。特定の事例において、研磨粒子は、たとえばアルミナ、ジルコニア、シリカ、またはこれらの組み合わせなど、酸化物材料を備えてもよい。さらに別の例において、研磨粒子は超研磨材料からなってもよい。このような超研磨粒子は、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、またはこれらの組み合わせを備えてもよい。たとえば、研磨粒子は主にダイヤモンドからなってもよい。

いくつかの実施形態において、研磨粒子は、研磨部分の総容積の少なくとも約３０体積％であってもよい。また、その他の特定の事例において、研磨粒子は、たとえば少なくとも約４０体積％、少なくとも約４１体積％、または少なくとも約４２体積％など、研磨部分の総容積の少なくとも約３５体積％であってもよい。さらに、別の非限定的実施形態において、研磨粒子は、たとえば約６０体積％以下、約５５体積％以下、約５２体積％以下、または約５０体積％以下など、研磨部分の総容積の約７０体積％以下であってもよい。研磨部分の総容積は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の研磨粒子含有量を有することができる。

他の実施形態において、研磨部分は細孔を備えてもよい。たとえば、細孔は研磨部分の総容積の少なくとも約０．５体積％であってもよい。また、その他の特定の事例において、細孔は、たとえば少なくとも約２体積％など、研磨部分の総容積の少なくとも約１体積％であってもよい。さらに、別の非限定的実施形態において、細孔は、たとえば約２５体積％以下、または約２２体積％以下など、研磨部分の総容積の約３０体積％以下であってもよい。研磨部分の総容積は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の細孔含有量を有することができる。

いくつかの実施形態において、第１のタイプの研磨粒子は褐色溶融アルミナ（ＢＦＡ）を備え、あるいは主にＢＦＡからなってもよい。研磨粒子は被膜を備えてもよい。被膜は、たとえばセラミック、金属、遷移金属元素、鉄、酸化物、金属酸化物、または酸化鉄を備えてもよい。

たとえば、第１のタイプの粒子は、Ｔｒｅｉｂａｃｈｅｒ社のＢＦＡを備えてもよい。ＢＦＡは、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｐ_２Ｏ_５、およびこれらの組み合わせなどの酸化物を備えてもよい。たとえば、ＢＦＡは、約１３６０から約１５６０ＰＰＭのＢａＯを備えてもよい。ＢＦＡはまた、約４９４０から約５１４０ＰＰＭのＣａＯを含んでもよい。ＢＦＡはまた、約８２０から約１０２０ＰＰＭのＮａ_２Ｏを備えてもよい。ＢＦＡはまた、約５０ＰＰＭ未満のＰ_２Ｏ_５を備えてもよい。

研削工具のいくつかの例において、ＢＦＡは、約９９体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３を備えてもよい。他の例において、ＢＦＡは、たとえば約９７体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３など、約９８体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３を備えてもよい。別の非限定例において、ＢＦＡは、たとえば約８５体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３、または約９０体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３など、約８０体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３であってもよい。研削工具のＢＦＡは、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内のＡｌ_２Ｏ_３含有量を有することができる。

研削工具の代替実施形態において、ＢＦＡは、約２０体積％以下のＺｒＯ_２を備えてもよい。たとえばＢＦＡは、たとえば約１０体積％以下のＺｒＯ_２、約５体積％以下のＺｒＯ_２、または約１体積％以下のＺｒＯ_２など、約１５体積％以下のＺｒＯ_２であってもよい。ＢＦＡの他の非限定的実施形態は、たとえば少なくとも約０．０５体積％のＺｒＯ_２、または少なくとも約０．１０体積％のＺｒＯ_２など、少なくとも約０．０１体積％のＺｒＯ_２を有してもよい。研削工具のＢＦＡは、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内のＺｒＯ_２含有量を有することができる。

別の特定の事例において、ＢＦＡは、約２０ＧＰａ以下の硬度を有してもよい。たとえばＢＦＡは、約１８ＧＰａ以下、または約１７ＧＰａ以下など、約１９ＧＰａ以下の硬度を有してもよい。非限定的な代替実施形態は、たとえば少なくとも約１５．８ＧＰａ、または少なくとも約１６ＧＰａ以下など、約１５．５ＧＰａ以下の硬度を有するＢＦＡを含んでもよい。研削工具のＢＦＡは、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の硬度を有することができる。

硬度試験の一例において、試料粒体はエポキシ中に実装され、その後磨かれる。一旦粒体が実装されて磨かれると、圧痕用の硬度テスタ上で所望の負荷が選択される。通常選択される負荷は５００ｇであるが、しかし粒体の強度に応じて１ｋｇの負荷も選択されてよい。一旦圧痕がなされると、ダイヤモンド形の圧痕が現れ、硬度を判定するための測定がなされる。

摩損度は、基準と比較した試料の相対的な崩壊によって定義されてもよい。一般に摩損度は、所定の時間にわたって粒体をボールミリングすることによって測定されてもよく、これは基準粒体をボールミリングするために使用されるのと同じ時間である。ミリングの後、残留粒体／粉末が選別されて、崩壊した粒体の量が計測される。これらの測定値は粒体の開始量と比較され、その後基準の崩壊と比較される。これにより、粒体耐久性の相対比較を可能にする。

たとえば、ボールミル摩損度は、媒体（たとえば炭化タングステン）を備えるボールミル容器内に所定量の粒体を入れて、設定時間にわたってミリングすることによって、測定されてもよい。一般に、時間は、基準または基本粒体が約５０％の崩壊にいつ到達するかに依存する。これは、粒体の開始重量の５０％が目の細かいスクリーンを通過できることを意味する。

摩損度の基準は、試験対象粒体に基づいて選択されてもよい。たとえば、非常にもろい（すなわち、より容易に崩壊する）粒体が検討される場合、基準は同摩損度で選択される。ＢＦＡ試料については、より耐久性のあるアルミナ基準が選択されてもよい。選択される基準はまた、基準の妥当性を判断するため、用途にも依存する。

ＢＦＡの実施形態はまた、基準の約７０％以下の摩損度を有してもよい。たとえば、ＢＦＡは、約６０％以下など、約６５％以下の摩損度を有してもよい。ＢＦＡの非限定的実施形態は、たとえば少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、または少なくとも約５０％など、少なくとも約２０％の摩損度を有してもよい。研削工具のＢＦＡは、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の摩損度を有することができる。典型的なアランダム粒体は、青色焼成アルミナよりも７０％もろい可能性がある。

混合物および最終形成研磨用品の研磨粒子は、２種類以上の研磨粒子を含んでもよい。たとえば、混合物は、第１のタイプの研磨粒子とは異なる第２のタイプの研磨粒子を含むことができる。第２のタイプの研磨粒子は、組成、機械的特性（たとえば硬度、摩損度など）、粒径、製造方法、またはこれらの組み合わせのうちのいずれか１つにおいて、第１のタイプの研磨粒子と異なっていてもよい。

たとえば、第２のタイプの研磨粒子はアルミナ、ジルコニア、またはアルミナおよびジルコニアを備えてもよい。第２のタイプの研磨粒子は、主にアルミナおよびジルコニアを備えてもよい。

第２のタイプの粒子は、青色焼成アルミナ（ＢＬＦＡ）を備えてもよい。たとえば、第２のタイプの粒子は、Ｔｒｅｉｂａｃｈｅｒ社の青色焼成アルミナを備えてもよい。

研削工具のいくつかの例において、ＢＬＦＡは、約９５．３体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３を備えてもよい。他の例において、ＢＬＦＡは、たとえば約９５．１体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３など、約９５．２体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３を備えてもよい。他の非限定例において、ＢＬＦＡは、たとえば少なくとも約８５体積％のＡｌ_２Ｏ_３、または少なくとも約９０体積％のＡｌ_２Ｏ_３など、約８０体積％のＡｌ_２Ｏ_３であってもよい。研削工具のＢＬＦＡは、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内のＡｌ_２Ｏ_３含有量を有することができる。

研削工具の代替実施形態において、ＢＬＦＡは、約２０体積％以下のＺｒＯ_２を備えてもよい。たとえばＢＬＦＡは、たとえば約１０体積％以下のＺｒＯ_２、約５体積％以下のＺｒＯ_２、または約１体積％以下のＺｒＯ_２など、約１５体積％以下のＺｒＯ_２であってもよい。ＢＬＦＡの別の非限定的実施形態は、たとえば少なくとも約０．１７体積％のＺｒＯ_２、または少なくとも約０．１８体積％のＺｒＯ_２など、少なくとも約０．１６体積％のＺｒＯ_２を有してもよい。研削工具のＢＬＦＡは、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内のＺｒＯ_２含有量を有することができる。

ＢＬＦＡは、たとえばＢａＯ、ＣａＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｐ_２Ｏ_５、およびこれらの組み合わせなどの酸化物を備えてもよい。たとえば、ＢＬＦＡは、たとえば約８００ＰＰＭ以下のＢａＯ、約４００ＰＰＭ以下のＢａＯ、または約２００ＰＰＭ以下のＢａＯなど、約１２００ＰＰＭ以下のＢａＯを含んでもよい。

ＢＬＦＡの実施形態はまた、約４０００ＰＰＭ以下のＣａＯを含んでもよい。たとえば、ＢＬＦＡは、約２０００ＰＰＭ以下のＣａＯなど、約３０００ＰＰＭ以下のＣａＯであってもよい。

ＢＬＦＡの別の実施形態はまた、約８００ＰＰＭ以下のＮａ_２Ｏを含んでもよい。たとえば、ＢＬＦＡは、約２００ＰＰＭ以下のＮａ_２Ｏなど、約４００ＰＰＭ以下のＮａ_２Ｏであってもよい。

ＢＬＦＡのさらに別の実施形態は、５０ＰＰＭ超のＰ_２Ｏ_５を含んでもよい。たとえば、ＢＬＦＡは、約５００ＰＰＭ超のＰ_２Ｏ_５、または約１０００ＰＰＭ超のＰ_２Ｏ_５など、約１００ＰＰＭ超のＰ_２Ｏ_５であってもよい。

ＢＬＦＡとは対照的に、ＢＦＡの実施形態は、ＢＬＦＡについて先に記載された非常に異なる量の酸化物を含有してもよい。たとえば、ＢＦＡは、少なくとも約５００ＰＰＭのＢａＯ、または少なくとも約１０００ＰＰＭのＢａＯなど、少なくとも約２００ＰＰＭのＢａＯを含んでもよい。

ＢＦＡの実施形態はまた、約２０００ＰＰＭ超のＣａＯを含んでもよい。たとえば、ＢＦＡは、約４０００ＰＰＭ超のＣａＯなど、約３０００ＰＰＭ超のＣａＯであってもよい。

ＢＦＡの別の実施形態はまた、約２００ＰＰＭ超のＮａ_２Ｏを含んでもよい。たとえば、ＢＦＡは、約８００ＰＰＭ超のＮａ_２Ｏなど、約４００ＰＰＭ超のＮａ_２Ｏであってもよい。

ＢＦＡのさらに別の実施形態は、約５０ＰＰＭ以下のＰ_２Ｏ_５を含んでもよい。たとえば、ＢＦＡは、約３０ＰＰＭ以下のＰ_２Ｏ_５、または約２０Ｐ以下のＰ_２Ｏ_５など、約４０ＰＰＭ以下のＰ_２Ｏ_５であってもよい。

別の実施形態において、第２のタイプの研磨粒子は、約９０体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３を含んでもよい。たとえば、第２のタイプの研磨粒子は、約８０体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３など、約８５体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３であってもよい。第２のタイプの研磨粒子の非限定的実施形態は、少なくとも約６５体積％のＡｌ_２Ｏ_３、または少なくとも約６０体積％のＡｌ_２Ｏ_３など、少なくとも約７０体積％のＡｌ_２Ｏ_３であってもよい。第２のタイプの研磨粒子は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内のＡｌ_２Ｏ_３含有量を有することができる。

別の実施形態において、第２のタイプの研磨粒子は、約４０体積％以下のＺｒＯ_２を備えてもよい。第２のタイプの研磨粒子の別の例は、約３０体積％以下のＺｒＯ_２、または約２５体積％以下のＺｒＯ_２など、約３５体積％以下のＺｒＯ_２を含んでもよい。第２のタイプの研磨粒子の非限定例は、少なくとも約１５体積％のＺｒＯ_２、または少なくとも約２０体積％のＺｒＯ_２など、少なくとも約１０体積％のＺｒＯ_２であってもよい。第２のタイプの研磨粒子は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内のＺｒＯ_２含有量を有することができる。

第２のタイプの研磨粒子の別の実施形態は、約２０ＧＰａ以下の硬度を有してもよい。たとえば第２のタイプの研磨粒子は約１７ＧＰａ以下、または約１６ＧＰａ以下など、約１８ＧＰａ以下の硬度を有してもよい。第２のタイプの研磨粒子の非限定例は、少なくとも約１４．５ＧＰａ、または少なくとも約１５ＧＰａなど、少なくとも約１４ＧＰａの硬度を有してもよい。第２のタイプの研磨粒子は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の硬度を有することができる。

別の例において、第２のタイプの研磨粒子は、基準の約２０％以下の摩損度を有してもよい。特定の事例において、第２のタイプの研磨粒子は、約１０％以下など、約１５％以下の摩損度を有してもよい。第２のタイプの研磨粒子の非限定的実施形態は、少なくとも約４％、少なくとも約５％、または少なくとも約６％など、少なくとも約２％の硬度を有してもよい。第２のタイプの研磨粒子は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の摩損度を有することができる。

研削工具は、本体中に補強部材をさらに備えてもよい。補強部材は、本体の総容積の少なくとも約１体積％であってもよい。一実施形態において、補強部材は、たとえば少なくとも約３体積％、少なくとも約４体積％、少なくとも約５体積％、または少なくとも約６体積％など、本体の総容積の少なくとも約２体積％、であってもよい。研削工具の非限定的実施形態は、たとえば約１４体積％以下、約１３体積％以下、または約１２体積％以下など、本体の総容積の約１５体積％以下の補強部材を備えてもよい。本体は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の補強部材含有量を備えてもよい。

研削工具の本体の実施形態は、第１の補強部材を備えてもよい。第１の補強部材は、研磨部分に当接してもよい。第１の補強部材は、研磨部分の中に設けられてもよい。第１の補強部材は、本体の外表面を画定してもよい。あるいは、第１の補強部材は、本体の内部に設けられてもよい。

第１の補強部材の例は、有機材料を備えてもよい。たとえば、第１の補強部材はまた、ポリイミド、ポリアミド、アラミド、およびこれらの組み合わせを備えてもよい。第１の補強部材の別の実施形態は、無機材料を含んでもよい。第１の補強部材は、セラミック材料、ガラス材料、ガラス−セラミック材料、またはこれらの組み合わせなどの無機材料を備えてもよい。第１の補強部材は、フェノール樹脂被覆ガラス繊維などのガラス繊維を備えてもよい。

さらに他の実施形態において、第１の補強部材は、本体の直径全体を通じて延在してもよい。第１の補強部材は、第１の主表面および第２の主表面を備える平面部材を備えてもよい。研磨部分は、第１の主表面を覆ってもよい。研磨部分は、第１の補強部材の第１の主表面と直接接触していてもよい。

特定の実施形態において、本体は、第１の補強部材および第２の補強部材を備えてもよい。第１の補強部材および第２の補強部材は，本体の中で互いに離間していてもよい。研磨部分の少なくとも一部は、第１の補強部材と第２の補強部材との間に設けられてもよい。

いくつかの実施形態において、第１の補強部材は、本体の平均厚みの少なくとも約３％であってもよい。その他の例において、第１の補強部材は、少なくとも約８％、または少なくとも約１０％など、本体の平均厚みの少なくとも約５％であってもよい。第１の補強部材の非限定的実施形態は、約１５％以下、または約１２％以下など、本体の平均厚みの約１８％以下であってもよい。

第１の補強部材は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の本体の平均厚みを有することができる。

いずれのタイプの研磨粒子も、長尺形状を有してもよい。特定の事例において、研磨粒子は、長さ：幅の比として定義される、少なくとも約２：１のアスペクト比を有してもよく、ここで長さは粒子の最長寸法であり、幅は二次元で見たときに長さの寸法に対して直角な粒子の２番目に長い長さ（または直径）である。別の実施形態において、研磨粒子のアスペクト比は、たとえば少なくとも約３：１、少なくとも約４：１、少なくとも約５：１、または少なくとも約１０：１など、少なくとも約２．５：１であってもよい。非限定的な一実施形態において研磨粒子は約５０００：１以下のアスペクト比を有してもよい。さらに、別の実施形態において、いずれのタイプの研磨粒子も実質的に１：１のアスペクト比を有してほぼ等軸であってもよいことが、理解されるだろう。さらに別の実施形態において、いずれのタイプの研磨粒子も、不規則な形状を有することができる。

少なくとも１つの実施形態において、（いずれかのタイプの）研磨粒子は、二次元で見たときに特定の断面形状を有することができる。たとえば、研磨粒子は、楕円形の断面形状を有することができる。楕円形状は、円、楕円、およびその他いずれの曲線的形状も含むことができる。あるいは、別の事例において、研磨粒子は、多角形の断面形状を有することができる。多角形断面形状のいくつかの適切な非限定例は、三角形、長方形、五角形、六角形、七角形、八角形などを含む。

本明細書に記載されるように、研磨粒子に加えて、混合物はまた、研磨用品の形成を容易にするためにその他の成分または前駆体を含んでもよい。たとえば、混合物は結合材料を含んでもよい。一実施形態によれば、結合材料は、有機材料、有機前駆体材料、無機材料、無機前駆体材料、天然材料、およびこれらの組み合わせからなる群より選択された材料を含んでもよい。

別の実施形態によれば、混合物は、さらなる処理の間の有機結合材料の形成に適した、有機材料または有機材料の前駆体を含んでもよい。このような有機材料は、１つ以上の天然有機材料、合成有機材料、およびこれらの組み合わせを含んでもよい。特定の事例において、有機材料は樹脂で作られることが可能であり、これは熱硬化性物質、熱可塑性物質、およびこれらの組み合わせを含んでもよい。たとえば、いくつかの適切な樹脂は、フェノール、エポキシ、ポリエステル、シアン酸エステル、シェラック、ポリウレタン、ゴム、およびこれらの組み合わせを含むことができる。特定の一実施形態において、混合物は、さらなる処理を通じてフェノール樹脂結合材料を形成するように構成された、未硬化樹脂材料を含む。

本体の実施形態は、本体の総容積に対して少なくとも約５体積％の結合材料を備えてもよい。別の実施形態において、本体は、本体の総容積に対して少なくとも約１０体積％、少なくとも約１５体積％、少なくとも約２０体積％、少なくとも約２５体積％、少なくとも約３０体積％、少なくとも約３５体積％、少なくとも約４０体積％、少なくとも約４５体積％、少なくとも約５０体積％、または本体の総容積に対して少なくとも約５５体積％を備えてもよい。別の例において、本体は、本体の総容積に対して約９０体積％以下を備えてもよい。本体のさらに別の例は、本体の総容積に対して約８５体積％以下、約８０体積％以下、約７５体積％以下、約７０体積％以下、約６５体積％以下、約６０体積％以下、約５５体積％以下、約５０体積％以下、約４５体積％以下、または本体の総容積に対して約４０体積％以下を備えてもよい。本体は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の結合材料を有してもよいことが、理解されるだろう。

本体の実施形態は、本体の総容積に対して約１０体積％以下の多孔性を備えてもよい。別の例において、本体は、本体の総容積に対して約５体積％以下の多孔性、約３体積％以下、約２．５体積％以下、約２体積％以下、約１．５体積％以下、約１体積％以下、約０．８体積％以下、約０．５体積％以下、約０．４体積％以下、または本体の総容積に対して約０．３体積％以下の多孔性を備えてもよい。さらに別の実施形態において、本体は、本体の総容積に対して少なくとも約０．０１体積％の多孔性、または本体の総容積に対して少なくとも約０．０５体積％の多孔性を備えてもよい。本体は、上記の最小値および最大値のいずれかの間の範囲内の多孔性を有してもよいことが、理解されるだろう。

２つの試料を用意して、熱浸漬係数および研磨性能について試験した。試料は、その研磨剤結合剤を形成するために使用される樹脂を除いて、同一である。第１の試料は、Ｄｕｒｅｚ−Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ社より供給された、基準樹脂２９−７２２を用いる従来の研磨用品である。第２の試料は、やはり、Ｄｕｒｅｚ−Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ社より供給されたＨＡＰ樹脂（３４−２７９）を備える、本明細書に記載の実施形態である。各試料は、４×１×０．２３５インチの寸法を備える長方形であるとともに、＃５７ガラスとして知られてＩＰＡＣ社より供給された、内部に対称的に配置された２つの繊維ガラスウェブを閉じ込めていた。各試料は、４６体積％の研磨剤、酸化鉄被膜を備える基準褐色溶融アランダム、４０体積％の結合剤、３０体積％の樹脂、４．９体積％の黄鉄鉱、３．５体積％のフッ化カリウムアルミニウム、１．１体積％の石灰、０．５体積％のポリマー微小球体、および１４体積％の細孔を有していた。

試料を４００℃で３０分間加熱し、室温まで冷却し、その後２インチスパンの三点曲げ試験（ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠）で破壊して、４００℃への曝露による強度および係数の有効劣化を調べた。図４に示されるように、従来試料の熱浸漬係数を１．０に正規化した。ＨＡＰ試料の熱浸漬係数は１．１３であった。このため、ＨＡＰ試料は熱浸漬係数に関して従来試料よりも１３％優れており、これはＨＡＰ試料が１．１３の正規化熱浸漬係数を有していたことを意味する。同様に、研磨性能についても、ＨＡＰ試料は従来試料よりも９％優れていた。

一実施形態によれば、研磨用品は、被加工物の切削に特に適している。特定の適切な被加工物は、無機材料、より具体的には金属または金属合金で作られた被加工物を含むことができる。一実施形態によれば、研磨用品は、金属合金またはチタンなどの材料を切削するのに、特に適している。

別の実施形態によれば、研磨粒子は成形研磨粒子であってもよい。研磨粒子は、明確に画定された規則的な配置（すなわち、ランダムではない）の縁および辺を有することができ、こうして識別可能な形状を画定する。たとえば、成形研磨粒子は、長さ、幅、および高さのうちのいずれか２つの次元によって定義された平面内で見たときに、多角形の形状を有してもよい。いくつかの例示的な多角形は、三角形、四角形（たとえば、長方形、正方形、台形、平行四辺形）、五角形、六角形、七角形、八角形、九角形、十角形などであってもよい。加えて、成形研磨粒子は、角柱などの多面体形状によって定義された、三次元形状を有することができる。さらに、成形研磨粒子が凸型、凹型、楕円形状を有することができるように、成形研磨粒子は湾曲した縁および／または表面を有してもよい。加えて、たとえば塩のような突起を備える棒状プレッツェル形状など、棒状および円筒形の成形研磨粒子、ならびに凹凸形状粒体が、提供されてもよい。

成形研磨粒子は、たとえば１、２、３などや、Ａ、Ｂ、Ｃなどのような、いずれかの英数字の形状であってもよい。さらに、成形研磨粒子は、ギリシャ文字、現代ラテン文字、古代ラテン文字、ロシア文字、その他いずれかの文字（たとえば、漢字）、およびこれらの組み合わせから選択された文字の形状であってもよい。

成形研磨粒子は、長さ（ｌ）、高さ（ｈ）、および幅（ｗ）を定義する本体を有することができ、ここで長さは高さを越え、高さは幅を超える。さらに、特定の態様において、本体は、長さ：高さの比によって定義される、少なくとも約１：１の一次アスペクト比を含んでもよい。本体はまた、少なくとも約５０％の直立配向確率を含んでもよい。

別の態様において、成形研磨粒子は、長さ（ｌ）、幅（ｗ）、および高さ（ｈ）を有することができ、ここで長さ、幅、および高さはそれぞれ縦軸、横軸、および垂直軸に対応し、縦軸、横軸、および垂直軸は３つの直交する平面を定義してもよい。この態様において、本体は、３つの直交する平面のいずれかに対して非対称な幾何形状を含んでもよい。

さらに別の態様において、成形研磨粒子は、縦軸、横軸、および垂直軸によって定義された３つの直交する平面内に３回対称性を含む複雑な三次元幾何形状を有する本体を含んでもよい。さらに、本体は、縦軸、横軸、または垂直軸のうちの１つに沿って本体の内側全体を通じて延在する、開口を含んでもよい。

さらに別の態様において、成形研磨粒子は、長さ（ｌ）、幅（ｗ）、および高さ（ｈ）によって定義された複雑な三次元幾何形状を有する本体を含んでもよい。本体はまた、質量中心および幾何学的中点を含んでもよい。質量中心は、高さを定義する本体の垂直軸に沿って少なくとも約０．０５（ｈ）の距離（Ｄｈ）だけ、幾何学的中点からずれていてもよい。

別の態様において、成形研磨粒子は、長さ（ｌ）、幅（ｗ）、および高さ（ｈ）を定義する本体を含んでもよい。本体は、基底面および上面を含んでもよい。さらに、基底面は、上面の断面形状とは異なる断面形状を備える。

さらに別の態様において、成形研磨粒子は、略平坦な底部および略平坦な底部から延在するドーム型の上部を有する本体を含んでもよい。

別の態様において、成形研磨粒子は、長さ（ｌ）、幅（ｗ）、および高さ（ｈ）を備える本体を含んでもよい。長さ、幅、および高さは、それぞれ縦軸、横軸、および垂直軸に対応する。さらに、本体は、基底面が上面に対して回転してねじり角度を確立するように、本体の長さを定義する縦軸に沿ったねじりを含んでもよい。

さらに別の態様において、成形研磨粒子は、第１の端面および第２の端面、第１の端面と第２の端面との間に延在する少なくとも３つの隣り合う側面、ならびに各対の隣り合う側面の間に確立された縁構造を有する本体を含んでもよい。

別の態様において、成形研磨粒子は、中央部、および中央部の全長に沿って中央部から外向きに延在する少なくとも３つの径方向アームを有する本体を含んでもよい。

本明細書に開示される研磨用品およびプロセスは、最新技術からの逸脱を示す。本明細書の研磨用品は、組成、平均多孔性、平均粒径、粒体比、およびこれらの組み合わせを含むがこれらに限定される、特定の特徴を有する研磨粒子など、特徴の組み合わせを利用することができる。また、研磨用品は、結合材料、結合材料の含有量、研磨粒子の含有量、充填材など、付加的な特徴を利用してもよい。完全には理解されなくても、特徴の組み合わせにより、思いがけず著しく改善された性能を示した研磨用品の形成を容易にする。

この明細書は、最良の形態を含む実施形態を開示するため、および当業者が本発明を実現および使用できるようにするために、例示を用いている。特許性の範囲は請求項によって定義されており、当業者によって想起されるその他の例を含んでもよい。このようなその他の例は、これらが請求項の文言と相違のない構造要素を有する場合、またはこれらが請求項の文言と実質的な相違のない同等の構造要素を含む場合に、請求項の範囲に含まれると見なされる。

なお、上記概要または実施例に記載された作業のすべてが必要とされるわけではないこと、特定の作業の一部は必要とされない可能性があること、および記載されたものに加えて１つ以上のさらなる作業が実行されてもよいことに、注意する。さらに、作業が列挙された順番は、必ずしもこれらが実行される順番とは限らない。

上記の明細書において、特定の実施形態を参照して概念が記載されてきた。しかしながら、当業者は、下記の請求項に明記されたとおりの発明の範囲から逸脱することなく様々な修正および変更がなされ得ることを理解する。したがって、明細書および図面は限定的な意味ではなくむしろ説明的と見なされるべきであり、このような修正はすべて発明の範囲に含まれるように意図される。

本明細書において使用される際に、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、「ｈａｓ（有する）」、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、またはこれらのその他いずれかの変化形は、包括的な包含を網羅するように意図される。たとえば、特徴のリストを備えるプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもこれらの特徴のみに限定されるものではなく、明確に列挙されていない、またはこのようなプロセス、方法、物品、または装置に特有の、その他の特徴を含んでもよい。さらに、それとは反対に明確に記載されない限り、「ｏｒ（または）」は包括的な「または」を指し、排他的な「または」を指すものではない。たとえば、条件ＡまたはＢは、以下のいずれか１つによって満たされる：Ａは真（または存在）およびＢは偽（または不存在）、Ａは偽（または不存在）およびＢは真（または存在）、ならびにＡおよびＢの両方が真（または存在）。

また、「ａ」または「ａｎ」の使用も、本明細書に記載される要素または構成要素を記載するために採用されている。これは便宜上、および発明の範囲の一般的な意味を付与するためにのみ、なされている。本記載は、１つまたは少なくとも１つを含むように読み取られるべきであり、別途意味することが自明でない限り、単数形は複数形も含む。

利益、その他の利点、および問題の解決法は、特定の実施形態に関連して記載されてきた。しかしながら、利益、利点、問題の解決法、および何らかの利益、利点、または解決法を生じるかまたはより明確にさせる可能性のあるその他の特徴は、いずれかまたはすべての請求項の重大な、必要な、または不可欠な特徴として解釈されるべきではない。

本明細書を読んだ後、当業者は、特定の特徴が、明確さのために本明細書において個別の実施形態の文脈で記載されていること、単一の実施形態において組み合わせられて提供されてもよいことを、理解するだろう。逆に、簡潔さのために単一の実施形態の文脈において記載された様々な特徴はまた、個別にまたはいずれかのサブコンビネーションで提供されてもよい。さらに、範囲について記載された値の言及は、その範囲内のあらゆる値を含む。

本開示の要約は、特許法に準拠するために提供されるものであり、これが請求項の範囲または意味を解釈または限定するために使用されるものではないという理解の下で提出される。加えて、上記の詳細な説明において、様々な特徴がまとめられ、あるいは本開示を合理化する目的のために単一の実施形態において記載されている。本開示は、主張された実施形態が各請求項で明確に挙げられているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映するように解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が反映するように、本発明の内容は、開示された実施形態のいずれかのすべての特徴未満を対象としてもよい。このため、以下の請求項は詳細な説明に組み込まれており、各請求項は個別に請求された内容を定義するものとして独立している。

Claims (12)

1. 小径ディスクの形状の本体であって、
   １００センチメートル以下の外径と、
   前記本体の軸方向厚みに対する前記外径の比（Ｄ：Ｔ）として定義される、少なくとも１０：１のアスペクト比と、
   研磨部分であって、
   樹脂を備える結合材料、および
   前記結合材料中に含有された研磨粒子を含み、塩素化されたワックスを含む湿潤液残余物を含み、前記研磨粒子は、第１のタイプの研磨粒子、および前記第１のタイプとは異なる第２のタイプの研磨粒子を備え、前記第１のタイプの研磨粒子は褐色溶融アルミナ（ＢＦＡ）を備え、前記研磨粒子は酸化鉄を備える被膜を備える
   研磨部分と
   を有する本体
   を備える、研削工具。
2. 前記研磨部分は、黄鉄鉱（ＦｅＳ_２）を備える充填材を備える、請求項１に記載の研削工具。
3. 前記研磨部分は、ＫＡｌＦ_４を備える充填材を備える、請求項１に記載の研削工具。
4. 前記研磨部分は、ＣａＯを備える充填材を備える、請求項１に記載の研削工具。
5. 前記研磨部分は、ケイ酸カルシウムを備える充填材を備える、請求項１に記載の研削工具。
6. 前記研磨部分は、Ｎａ_３ＡｌＦ_６を備える充填材を備える、請求項１に記載の研削工具。
7. 前記研磨部分は充填材の組み合わせを備え、充填材の総含有量は、前記研磨部分の総容積の少なくとも１０体積％であるとともに、前記研磨部分の総容積の６０体積％以下である、請求項１に記載の研削工具。
8. 前記第２のタイプの研磨粒子はアルミナおよびジルコニアを備える、請求項１に記載の研削工具。
9. 前記研磨部分は、前記研磨部分の総容積の、少なくとも３０体積％、および６５体積％以下の研磨粒子を備える、請求項１に記載の研削工具。
10. 前記ＢＦＡは、９９体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３、および少なくとも８０体積％のＡｌ_２Ｏ_３を前記備える、請求項１に記載の研削工具。
11. 前記ＢＦＡは、２０体積％以下のＺｒＯ_２、および少なくとも０．０１体積％のＺｒＯ_２を備える、請求項１に記載の研削工具。
12. 前記第２のタイプの研磨粒子は、９０体積％以下のＡｌ_２Ｏ_３、少なくとも６０体積％のＡｌ_２Ｏ_３、４０体積％以下のＺｒＯ_２、および少なくとも１０体積％のＺｒＯ_２を備える、請求項１または８に記載の研削工具。

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