JPH07509512A - 研磨グレイン，研磨グレインの製造方法および研磨製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、研削補助剤を被覆した研磨グレイン、研磨グレインを加えた研磨製品 、およびそれらの製造方法に関する。

関連技術 研磨産業は、一般にバインダーおよび複数の研磨グレインを含む研磨製品に関与 している。被覆研磨剤、接着研磨剤および不織布研磨剤を含む種々の研磨製品が 知られている。

一般に、被覆研磨製品は、接着剤またはノ）インダーによって固定した研磨グレ インの層を有する基材（裏地）からなる。接着研磨剤（例えば研削砥石またはが ノドオフ・ホイール（ｃｕｔｏｆｆ　ｗｈｅｅｌ）等）は一般に研磨グレインお よびノ１イングーから形成された固体マスからなる。不織布（または３次元、低 密度）研磨剤は、一般にバインダーまたは接着剤によって不織布の繊維性基材の 上および中に結合した研磨グレインからなる。

上記のような研磨製品は一般に、研磨剤の性能を改良する１以上の研削補助剤を 含む。研磨剤の性能には、力７ト率、カット時の冷温性、摩耗量および製品寿命 か含まれる。公知の研削補助剤には、氷晶石ナトリウム、フッ化カルシウム、水 晶石アンモニウム、フルオロホウ酸ナトリム、テトラフルオロホウ酸カリウム、 硫化鉄、フッ化カリウムアンモニウムおよび塩化アンモニウムが含まれる。

発明の概要 本発明は、 （ｉ）外面を有する研磨粒子、および （１１）粒子間引力によ１て外面に結合した研削補助材料を含む研磨グレインを 提供する。

また本発明は、上記の研磨クルイノを製造する方法、即ち複数の研磨粒子を、十 分な量の研削補助剤と、研磨グレインを提供するために十分な時間混合する段階 を含む方法を提供する。研磨粒子は、典型的には約１０〜約４０００μｍ、より 典型的には２０〜４０００μｍ１最も典型的には５０〜２０００μｍの範囲の平 均粒径を有する。好ましい研磨粒子は、焼結α−アルミナベースセラミック粒子 である。

その他の態様において、本発明は、平均粒径が約１０〜約４０００μｍ（典型的 には約２０〜約４０００μｍ１より典型的には約５０〜約２０００μｍ）の範囲 内である焼結セラミック粒子であって、それぞれ、 （１）表面領域を有する焼結α−アルミナベースセラミックコア（または粒子） 。

（１１）α−アルミナベースコアに自生的に結合した無機粒子のコーティングで あって、α−アルミナベースコアの表面領域の７０％以上を被覆して外面を提供 するコーティング、および （ｉｉｉ）外面の少なくとも一部分に存在する研削補助材料を含む粒子を含む研 磨グレインを提供する。

上記の研磨グレインを作製する好ましい方法は、約１０〜約４０００μｍ（典型 的には約２０〜約４０００μｍ１より典型的には約５０〜約２０００μｍ）の範 囲内の平均粒径を有する多数の焼結セラミック粒子であって、それぞれ、（ｉ） 焼結α−アルミナベースセラミックコア。

（１１）α−アルミナベースコアに自生的に結合した無機粒子のコーティングで あって、α−アルミナベースコアの表面領域の７０％以上を被覆して外面を提供 するコーティング を含む粒子を、 十分な量の研削補助材料と共に、研磨グレインを提供するために十分な時間混合 する段階を含む。

本明細書において、 「粒子間引力」は、王に引力性静電気力の結果として生ずる、２以上の粒子の（ 好ましくはバインダーなしの）付着を指すが、ファンデルワース力、磁性力、重 力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される力の寄与を含めてもよ い。

「研磨粒子」は、８以上（好ましくは９以上）のモーズ硬度を有する粒子の形態 の材料を指し、焼結α−アルミナベースセラミック粒子類、溶融アルミナ粒子類 （熱処理物も含む）、溶融アルミナーノルコニ子粒子類、立方晶窒化ホウ素粒子 類、ダイアモンド粒子類、窒化ケイ素粒子類、炭化ケイ素粒子類、ザクロ石粒子 類、炭化ホウ素粒子類、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される粒 子を含む。

「ベース粒子」は、非焼結α−アルミナ前駆体ベースのセラミックグレイン前駆 体であって、焼結によってα−アルミナベースのセラミック材料に転化するもの を指す。

「含浸剤」または「含浸材料」は、多孔性ベース粒子中に含浸された（即ち、毛 細管現象によって孔中に導入された）材料を指す。

「研削補助材料」は、それを添加することによって、研磨の化学的および／また は物理的処理において重大な効果が得られ、性能の改良をもたらす粒子材料を指 す。

「粒子間引力によって外面に結合した研削補助材料」は、粒子の形態の多数の研 削補助材料を自由な研磨粒子に付与した研磨粒子を指す。これによって、分子間 引力で研磨粒子の外面に結合した研削補助剤の不連続粒子が生じ、研削補助剤の 不連続粒子は、典型的には約１０〜９０％の外面を被覆する。

「研磨グレインの外面に存在する研削補助材料」は、結合手段（例えば粒子間引 力および／またはバインダーまたは接着材料）によって研磨粒子の外面の少なく とも一部分に接触または付着した１以上の研削補助粒子（好ましくは多数の研削 補助粒子）を有する研磨粒子を指し、研削補助剤の不連続粒子は、典型的には約 １０〜９０％の外面を被覆する。

「自生的結合」は、どんなタイプの外部結合媒体（例えば融剤、ガラス質の結合 材料、有機バインダー、カラス等）をも用いずに、セラミック粒子（コア）に結 合した表面コーティングを指し、その結合は、むしろ焼結コアと焼結コーティン グとの間のバインダーなしの付着によるものである。

ここで用いる「核形成剤」は、その外部にα−アルミナの成長場所を提供する材 料を指す。

ここで用いる「核形成材料」は、核形成剤またはそれらの前駆体を指す。

本発明による研磨グレインを含む研磨製品（例えば被覆研磨剤、結合研磨剤およ び不織布研磨剤）の性能は、概して本発明の研磨グレインを含まない比較研磨製 品よりも良好である。

研磨製品が、本発明による研磨グレインを含むと言う場合、グレインを研磨製品 に加える時に、自由な研磨粒子に粒子間引力によって結合した研削補助材料を、 接着剤またはバインダーによって、研磨粒子の外面に結合、または一部結合させ てもよい。

図面は明細書の一部を構成し、本発明に従った粒子を含む研磨製品の実施態様の 例を示す。幾つかの場合、関連の材料の厚みおよび成分の大きさは、理解を容易 にするために、図中に誇張して描かれている。

図面の簡単な説明 図１は、本発明に従った被覆研磨製品の断片的横断面の概略図である。

図２は、本発明に従った接着研磨製品の透視図である。

図３は、本発明に従った不織布研磨製品の拡大図である。

図４は、本発明に従った研磨グレインの走査型電子顕微鏡写真（２５００倍）で ある。

図５は、本発明に従った被覆研摩用品の横断面の光学顕微鏡写真（２５ｆｅ）で ある。

発明の詳細な説明 本発明は、それぞれの粒子が研削補助剤の表面コーティングを有する研磨粒子に 関する。研磨粒子は、例えば焼結α−アルミナベースセラミック、溶融アルミナ （それらの熱処理物および溶融アルミナ−ジルコニアを含む）、立方晶窒化ホウ 素、ダイアモンド、炭化ホウ素、炭化ケイ素、ザクロ石およびそれらの組み合わ せであり得る。上記の研磨粒子は、研磨技術において公知であり、一般的に利用 し得るもので、そのうちの幾つかは公知の技術によって作製され得るが、その他 の天然物であってもよい。

焼結α−アルミナベースセラミック粒子は、以下に記載のようにベース粒子の調 製および焼結によって作製し得る。ベース粒子を、酸化金属変性剤の添加および ／または無機粒子をコーティングすることによって変性させてもよい。

適当なベース粒子は、ゾル−ゲル処理によって調製され得る（例えば米国特許第 ５．０１１．５０８号（ワルド（Ｗａｌｄ）ら）、同４．８８１．９５１号（ウ ッド（Ｗｏｏｄ）ら）、同４．７７０゜６７１号（モンロー　（Ｍｏｎｒｏｅ） ら）、同４．７４４．８０２号（ンユワベール（Ｓｃｈｗａｂｅｌ））、同４． ５７４、００３号（ケルク（Ｇｅｒｋ））、同４．５１８．３９７号（レイティ ザ−（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）、および同４．３１４．８２７号（レイテイ サーら）、および同４．６２３．３６４号（コツトリンガ−（Ｃｏｔｔｒｉｎｇ ｅｒ）ら）に開示）。

好ましくは、α−アルミナ前駆体ベース粒子は、約２〜６０重量％のα−酸化ア ルミニウムー水和物（典型的にはベーマイト）からなる分散体を使用するゾル− ゲル処理によって調製されるが、その他の水和物を使用してもよい。重量割合は 、水和物と液状担体の総量に対してであり、補助剤または添加剤を含まない。ベ ーマイトは、様々な従来の方法によっても調製され得るが、商業的にも入手し得 る。

適当なベーマイトは、例えば１デイスベラル（ＤＩＳＰＥＲＡＬ）Ｊの登録商標 で、ドイツ国ハンブルグのコンデア・ケミ−（Ｃｏｎｄｅａ　Ｃｈｅｍｉｅ）社 より、そして、［ディスパル（ＤＩＳＰＡＬ）Ｊとして、テキサス州ヒユースト ンのビスタ化学社（Ｖｉｓｔａ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃ。

）より市販されている。これらのアンモニウム酸化物−水和物は、α型であり、 比較的純粋であり（−水和物以外の水和物相を殆ど含まない）、そして高い表面 積を有する。典型的かつ好ましい液状担体は、イオン交換水である。

解膠剤または分散助剤をベーマイト分散体中に使用して、より安定なヒドロシル またはコロイド分散体を製造してもよい。解膠剤として用い得る一塩基性酸には 、酢酸、塩酸、蟻酸および硝酸が含まれる。硝酸が好ましい。多塩基性酸は、そ れらが分散体を急速にケル化して取り扱いまたは追加成分の混合を困難にするた め、一般的に使用することを避ける。いくつかの市販のベーマイトは、安定な分 散体の形成を促進するために酸滴定量（例えば酢酸、蟻酸または硝酸）を含有し ている。

消泡剤を分散体に加えて、混合処理中のあぶくや泡を減少するように助成しても よい。一般的な消泡剤は、アルコール類を含む。

ベーマイト分散体は、所望により変性剤の前駆体を含み（例えばマグネシウム、 亜鉛、コバルト、ニッケル、ンルコニウム、ハフニウム、鉄、マンガン、クロム 、イツトリウム、プラセオンミウム、セリウム、サマリウム、イッテルビウム、 ネオジミウム、ランタン、ガドリニウム、セリウム、ジスブロンラム、エルビウ ム、チタン、およびそれらの混合物の酸化物）、それらは最終製品の所望の特性 を強調したり、連続処理段Ｎ＜例えば焼結段階）の効果を高めたりする。上記の 前駆体は、一般に分散体の液状担体に可溶な塩（典型的には金属塩材料）の形態 で加えられる。典型的には、該前駆体は水溶性金属塩である。

分散体に核形成材料を含ませて、α−アルミナ前駆体のα−アルミナへの変換力 を高めてもよい。適当な核形成材料には、α−アルミナの微細粒子または前駆体 、α酸化第２鉄、クロム酸塩、チタン酸塩および変換体の核を形成するその他の 材料が含まれる。核形成剤は、例えば米国特許第４．４７７、８０２号（ンユワ ベル（Ｓｃｈｖａｂｅｌ））および同４．９６４．８８３号（モーリス（Ｍｏｒ ｒｉｓ））および米国同時継続出願（第０７１５５２、４８９号、１９９０年７ 月１６日出願）に開示されている。

酸化マンカンおよびそれらの誘導体を分散体中に加えることに関する追加の詳細 については、米国同時継続出願第０７／９９５．９６４号（１９９２年１２月２ ３日出願）を参照せよ。

分散体は、適当な手段によって形成され得る。例えば、単に酸化アルミニウムー 水和物、所望の添加剤および水損体をホールミル中またはその他の十分な混合装 置に加えて、適当な分散体が得られるまで混合することによって、分散体を形成 してもよい。分散体が形成されたならば、その後ゲル化および／または乾燥させ る（即ち脱水する）。ケルを、どんな従来の技術（例えば金属含有変性添加剤（ 例えば硝酸マンガン）を溶解または分散して添加する等）によって形成してもよ く、またゾルを、ゲルを形成するために少なくとも部分的に脱水してもよい。

一般的な脱水段階には、オーブン中または環境条件での空気乾燥、減圧、デカン ティング、濾過、加圧等が含まれる。

得られる焼結α−アルミナベースセラミック粒子（またはコア）が酸化ジルコニ ウムおよび／または酸化セリウムを含むことが望ましい場合には、酸化ジルコニ ウムおよび／または酸化セリウムを加えるために好ましい方法は、ンルコニアお よび／またはセリアをα−酸化アンモニウム−水和物分散体中にゲル化の前に加 えることである。これらの材料を、ゾルとして、または微細粉として加えてもよ い。その他の詳細については、米国同時継続出願第０７／９５１．６５４号、お よび同０７／９５１．４４３号（共に１９９２年９月２５日出願）を参照せよ。

部分的に脱水したケルを不規則な形の粒子に形成または粉砕してもよい。ゲルの 成形は、従来の手段、例えば加圧、モールディング（ｍｏｌｄｉｎｇ）、キャス ティング（ｃａｓｔｉｎｇ）、押出または切断、またはそれらの段階を乾燥と組 み合わせることによって行ってもよい。得られる粒子は、どんな所望の形（例え ば棒状、三角形、ピラミッド型、平板、ダイアモンド形、コーン形またはそれら に似た形）にもなり得る。不規則な形の研磨グレイン製品は、例えば乾燥したケ ルを所望の粒径に粉砕する等により、容易に供給され得る。従来の粉砕手段には 、ロール粉砕、ホールミル、およびハンマーミルが含まれる。

空気乾燥段階を用いて、成形または非成形ケルから残留水を除去してもよい。

乾燥は、例えば強制通風オーブンにおいて、約５０°Ｃ〜約２００℃、好ましく は約１００℃〜１５０℃の範囲の温度で行い得る。一般に乾燥は、製品に含まれ る自由水が１〜４０重量％、好ましくは５〜２０重量％になるまで行う。

乾燥ケルを成形（または粉砕）および乾燥させた後、得られたベース粒子を焼成 して、微量の水または溶剤を除去してもよい。焼成の間は、ベース粒子を、一般 に約り００℃〜約１０００℃、好ましくは約４００℃〜８００℃の範囲の温度に まで加熱する。自由水および好ましくは結合揮発性物質の９０重量％以上が除去 されるまで、ベース粒子をこの温度範囲に保持する。粒子前駆体が変性前駆体を 含む場合には、ベース粒子を、変性前駆体を金属酸化物に完全に転化させるため に十分な時間、焼成することが好ましい。

（ベース粒子のα−アルミナベース粒子への転化）研削補助剤を付与する前に、 １以上の処理を行うことによって、ベース粒子を焼結α−アルミナベース粒子（ またはコア）に転化し得る。α−アルミナベース粒子の物理的特性を改良するた めに（例えばそれらの密度および／または強度を増加させるために）、ベース粒 子に様々な材料を含浸させてもよい。更に、α−アルミナベースのベース粒子の 表面を、バインダーとの付着性に関して改良するため、および／または研削補助 材料の結合用の表面積を広く提供するために、ベース粒子を、様々な方法を用い て無機粒子で被覆してもよい。α−アルミナベースの粒子を、これらの所望によ る処理の１以上によって改良してもよい。

（４へ所望によるベース粒子への変性前駆体の含浸）乾燥アルミナ水和物分散体 由来の粒子を含浸させる一般的な方法は、米国特許第５．１６４．３４８号（ウ ッド（ｆｏｏｄ乃に記載されている。

一般に、焼結ベース粒子は、多孔性（例えば、それらは一般に直径約５〜ｌ　Ｑ ｎｍて、外面から伸びている孔を有する）である。孔に適当な変性前駆体を含浸 させることによって、密度が増加し、焼結α−アルミナベース粒子の強度が改良 され得る。含浸させる変性剤または成分（即ち含浸剤）は、一般に１以上の金属 塩（例えば硝酸塩または酢酸塩）の形態て提供される金属酸化物の前駆体であり 得る。

金属塩材料を液状媒体に溶解させて、その後得られた溶液を多孔性ベース粒子と 共に混合する。含浸処理は、毛細管現象によって起こるものと考えられる。毛細 管現象は、混合処理の前に多孔性ベースグリッドに減圧処理を施すことによって 改良され得る。

種々の液状媒体を含浸溶液として用いてもよいが、水（好ましくはイオン交換水 ）が用いられる。液状媒体中の塩濃度は、概して酸化物に基づき溶解した固形分 約５〜約４０％の範囲である。一般に、多孔性ベース粒子材料１００ｇを含浸さ せるために、５０ｍ１以上の溶液が加えられ、好ましくは１００ｇベース粒子に 対して、約６０ｍ１以上の溶液が加えられる。

ある場合には、１以上の含浸段階を用いてもよい。同じ含浸溶液を繰り返し処理 に用いてもよく、または次の含浸溶液が、異なる濃度の同一の塩または異なる塩 または異なる組み合わせの塩を含有していてもよい。含浸させたベース粒子を加 熱処理して焼結、セラミック、α−アルミナベース粒子を形成するときに、含浸 剤（または変性剤）をアルミナと反応させて、反応生成物を形成してもよい。

例えば、コバルト、ニッケル、亜鉛およびマンカンの酸化物は、概してアルミナ と反応してスピネル型構造を形成する。イツトリアは、概してアルミナと反応し て、サクロ石結晶相３Ｙ２０３・５Ａ１２０３を形成する。プラセオンミウム、 サマリウム、インテルビウム、不オノミウム、ランタン、カドリニウム、セリウ ム、ジルコニウム、エルビウムおよびそれら希土類金属の２以上の混合物は、典 型的にアルミナと反応して、サクロ石、β−アルミナ、または灰チタン石型構造 を有する相を形成する。ある種の希土類酸化物および２価の金属酸化物は、アル ミナと反応・シて、六方晶系の希土類アルミン酸塩構造を形成する。該構造は、 構造式Ｌｍλ１．Ａ　１　＋　＋　０１ｅで表される（式中、Ｌｍは３価の金属 イオンであって、例えばＬａ。

Ｎｄ、　Ｃｅ、　Ｐｒ、　Ｓ＋ｎ、　Ｇｄ、またはＥｕであり、Ｍは２価の金属 陽イオン、例えば八１ｇ、Ｎ１０、Ｎ１、Ｚｎ、　Ｆｅ、またはＣＯである）。

六方晶の希土類アルミン酸塩は、研磨粒子において異例的な特性を有し、概して ホイスカーまたは小板として研磨粒子中に存在する。該ボイスカーまたは小板は 、概して約０．５μｍ〜約１μ山の長さ、および約０５μ山以下の厚みを有する 。ホイスカーまたは小板は、ひび割れの広がりを阻害すると考えられる。これら のホイスカーまたは小板は、核形成剤の非存在下で生ずるかもしれない。

（Ｂ所望による粒子表面コーティング）研磨粒子のノニル耐性（ｓｈｅｌｌｉｎ ｇ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を改良するｔこめ（こ、α−アノしミナベース粒子 の表面に微細セラミック粒子をコーティングすることによって、粒子の表面積を 増加させてもよい。研磨粒子のシェル耐性を増す目的は、グレインが結合から抜 は落ちるために用品から失われるグレインの量を減らすことによって、研磨用品 の寿命を増すことである。米国特許第５．０１１．５０８号（ワルド（Ｗａｌｄ ）ら）は、非焼結ベース粒子の表面に自生的に結合する微細セラミック前駆体、 およびその後に焼結して高い表面積を有する研磨粒子を提供することについて開 示している。

ベース粒子は、例えば上記の「ベース粒子」の章に記載のように調製され得る。

非焼結粒子は、比較的軟質である。ミキサー中で一緒にタンプリングしたときに 、非焼結粒子の端は、崩れて微細粒子を作り、該微細粒子は、タンプリングを続 けるにつれて、機械的な衝撃によって非焼結ベース粒子の表面に再堆積する。タ ンプリングは、例えば特定量の非焼結粒子（例えば乾燥または焼成粒子）をミキ サーに充填することによって行ってもよい。非焼結粒子を、適当な量の微細粒子 を発生させるために十分な時間、非焼結粒子の端が丸くなることのないようにタ ンプリングする。タンプリングを継続することによって、微細粒子が、非焼結粒 子の表面に再堆積する。再堆積した微細粒子は、非焼結粒子の表面に分散した突 起マスを形成する。焼結によって得られたセラミック材料の表面積は増加して、 結合システムへの付着性を改良し、および／または研削補助材料の結合のための 表面積が増加する。

正確なタンプリング時間を決定するためには、数回の実験が必要であろう。典型 的な時間は、約５〜１８０分である。タンプリング時間は、当業者には簡単に決 定し得る。バッフルまたはフラノンを有するミキサーを用いて、タンプリング中 に発生するエネルギーを増やし、タンプリング時間を短くしてもよい。好ましい ミキサーの型は、研磨媒体のないホールミルである。

タンプリング段階の後、非焼結粒子を焼結してグレインの硬度および密度を増し 、微細粒子がしっかりと結合するようにする。

（Ｃ好ましい（所望による）無機粒子表面コーティング）焼結の前に以下に記載 するようにベース粒子を無機粒子で被覆してもよい。

更に、含浸したベース材料を被覆してもよい。典型的には、ベース粒子をコーテ ィング段階の前に乾燥させる必要はない。ある場合には、コーティングおよび含 浸を同時に行ってもよい。

得られる焼結セラミック粒子は、好ましくは約１０〜４０００μｍの範囲の平均 粒径を有し、そして好ましくはそれぞれの粒子は、（１）表面領域を有する焼結 α−アルミナベースセラミックコア：および（１１）α−アルミナベースコアに 自生的に結合した無機粒子のコーティングであって、α−アルミナベースコアの 表面領域の７０％以上を被覆して外面を提供するコベース粒子上の無機粒子のコ ーティングは、広い表面積を有する、または結合剤または研磨製品の接着剤およ び／または研磨補助材料と接触する表面領域比が増加した研磨粒子を提供する。

本発明（即ち、米国特許出願第０７／９２０．７２８号、１９９２年７月２８日 出願）に記載のように調製した研磨グレインは、２・１以上、より好ましくは４ ：１以上の表面領域比を有し得る。表面領域比は、研磨粒子の表面積の増加の尺 度であり、無機粒子材料のコーティングを付与した後の研磨粒子の表面積を、未 処理の研磨粒子の表面積で割って決定される。研磨グレインの標準品は、アメリ カン・ナショナル・スタンダード・インスティテユート（＾Ｎ５Ｉ）スタンダー ド第Ｂ７４．１８（１９８４）に見られる。表面領域比の測定については、米国 特許第５．０１１．５０８号（ワルドら）に記載されている。

７０％以上（より好ましくは８０％以上）の焼結α−アルミナベース粒子（また はコア）の表面領域が無機コーティングで被覆されていることが好ましく、９０ ％以上の被覆度も得られ得る。被覆量には、得られる被覆グレインにおける露出 した焼結粒子（コア）表面の量の参考にするという意図がある。従って、７０％ 以上の被覆度は、基礎をなす焼結ベース粒子表面の総領域の約３０％未満が露出 している（即ち、粒子で被覆されていない）ことを意味する。このような情況に おいては、被覆量は、粒子コーティングの性質（例えば多孔性等）を指すことを 意味しない。

コーティングは、連続的であっても非連続的であってもよい。

焼結後に焼結粒子（またはコア）上に得られるコーティングは、好ましくは比較 的多孔性である。焼結研磨ダレイン上の該コーティングは、高い表面積を有し、 研磨製品におけるバインダーの研磨グレインに対する接着を改良する。このよう な情況において、「多孔性」の用語は、コーティングが、理論量の９０％より少 ない（好ましくは８０％より少ない）密度を有することを示す。最も好ましくは 、コーティングは、理論量の４０％以上、７０％より少ない密度を有する。しか しながらこのことは、コーティングが非連続的であることを意味するものではな く、むしろ孔が中を通って伸びていることを反映している。更に、与えられた密 度の値は、コーティングの平均密度を指すことを意味し、コーティングを形成し ている個々の溶融粒子の密度を意味するものではない（即ち、コーティングは、 いくらかの空間と共に詰められた密集した粒子を含む）。

コーティングとは対照的に、焼結α−アルミナベース粒子（またはコア）は一般 に比較的高い密度を何する（典型的には理論量の９０％以上）。好ましくは、焼 結α−アルミナベースコアは、理論量の９５％以上、より好ましくは９７％以上 の密度を有する。研磨グレインの密度は、ヘリウム力スビクノメーター（例えば 「マイクロメリティクス・アキュヒック（ＭＩＣＲＯＭＥＲＩＴＩｃｓＡｃｃＵ ＰＹｃ）１３３０」ノ登録商標で、カリフォルニア州、ノルクロス（Ｎｏｒｃｒ ｏｓｓ）のマイクロメリティクス（ＭＩＣＲＯＭＥＲＩＴＩＣ３）社より市販さ れている）で簡単に測定し得る。

焼結段階後、コーティングは、無機粒子の１以上の層を含んでいてもよい。典型 的には、２〜３０層、より典型的には３〜２０層である。５〜１５層の無機粒子 が、互いにしっかりと固定されて提供されることが好ましい。しっかりと固定さ れることによって、コーティングが好ましい多孔性になり、またコーティングの 連続的性質が得られる。多層コーティングは、十分な数の無機粒子をサスペンシ ョン中に供給することによって簡単に得られる。

焼結段階中、コーティング中の無機粒子は典型的には互いに焼結して、良好な構 造的完全性を有するコーティングを生む。

無機粒子は、種々のどんな無機材料を含んでいてもよい。好ましくは、粒子は、 金属酸化物類、金属窒化物類、金属炭化物類、金属オキシ窒化物類、金属オキシ 炭化物類、ケイ素、またはそれらの組み合わせを含む。該無機材料の例には、遷 移アルミナ、α−アルミナ、アルミナ水和物、イツトリア、マグネシア、希土類 金属酸化物、酸化亜鉛、酸化鉄、ケイ素塩類、酸化クロム、酸化チタン類、酸化 ニッケル、イツトリウムアルミナザクロ石、六方晶の希土類アルミネート、アル ミナノルコニア、酸化ンルコニア、窒化シリコン、オキシ窒化アルミナ、炭化チ タン、窒化チタン、オキシ炭化シリコンアルミニウム、オキシ炭化シリコンアル ミニウムおよびそれらの組み合わせが含まれる。現在では、ンルコニアおよびア ルミナコーティングが、多くの用途において好ましいと考えられる。

焼結α−アルミナベースコアのコーティングが、シリコン含有化合物を含むとき には、該化合物は結晶性であることが好ましい。該化合物が結晶性でない場合に は、コーティングが約５重量％より少ない（より好ましくは１重量％より少ない 、最も好ましくは約０８５重量％より少ない）ンリカを含むことが好ましい。

９０重量％以上のα−アルミナベースコアが、約５０〜約２０００μｍの範囲で あることが好ましい。適当な粒径のベース粒子は、従来の処理（種々のカッティ ング、キャスティング、タラソノング、または分類処理、例えばスクリーニング 等を含む）によって得られ得る。

無機粒子は、無機粒子間の隙間が最小てあり、好ましくはベース粒子表面の被覆 が実質連続的であるコーティングを提供するために、適当な粒径であるべきであ る。無機粒子の平均粒１は、一般に約０．０１〜約２０μｍ１好ましくは約００ １以上、約１０μｍ未満、および最も好ましくは約００１〜１μｍの範囲である 。好ましい粒径範囲内の無機粒子は、例えば種々の市販品または湿式ボールミル によって得られ得る。

１つの好ましい処理において、無機粒子のコーティングを、焼成または非焼成（ 即ち乾燥ケル）ベースの粒子に、液状媒体から堆積させることによって付与する 。液状媒体は、水（好ましくはイオン交換水）または有機溶剤であり得る。一般 に、液状媒体が水または極性の有機溶剤である場合には、コーティングを堆積す る前に、ベース粒子を焼成したほうがよい。しかしながら、液状媒体が非極性有 機溶剤である場合には、コーティングの前にベース粒子を焼成する必要はない。

適当な非極性有機溶剤には、シクロヘキサン、ヘキサンおよびトルエンが含まれ る。適当な極性溶剤には、アセトン、メタノール、エタノール、およびメチルエ チルメトンが含まれる。好ましい液状媒体は、水であり、より好ましくはイオン 交換水である。

一般に、コーティング混合物は、粒子と担体の液体（例えば水、アセトン等）の 加算重量に対して（その他の添加剤や補助剤は含まない）、約０．０１重量％〜 約２０重量％（好ましくは約０．１重量％〜約５重量％）の範囲の無機粒子を含 む。混合物は、ｉｆｆ剤または分散剤等の補助剤を含んでいてもよく、その量は 典型的には混合物または分散体に必要な特性を提供するために有効な量である。

サスペンション（混合物）を、従来の手段（例えば連続ミキサー、バッチミキサ ー、ボールミリング装置、セメントミキサー、ハイブレーク−１またはタンブラ −を用いた撹拌等）によって形成してもよい。

コーティングは、ベース粒子をコーティング混合物と単に混合することによって も得られ得る。組み合わせは、一般に種々の技術による（スクリューオーガー、 バッチミキサー、連続ミキサー、セメントミキサー、バイブレータ−、タンブラ −等を含む）混合を含む。１つの好ましい技術は、コーティング混合物およびベ ース粒子を連続ミキサーに個々の供給の流れから供給することである。

ベース粒子上に実質的に均一な無機粒子のコーティングを提供するために、液状 担体の体積／コートされる粒子の重量の比を最小にすることが好ましい。（上記 で調製したように）　１００ｇのベース粒子材料の良好な無機粒子コーティング を得るために好ましくは、一般に、５０ｍ１以上の液体体積が最小である。好ま しくは、この量を超える約２０％過剰の液体体積（即ちベース粒子１００ｇ当た り６０ｍ１の液体）が、良好なコーティングおよび処理のために望ましい。この 比は、好ましいへ−ス粒子の含浸のために上記で示した比と同様である。

ベース粒子は多孔性である（即ち、比較的小さい孔（５〜ｌｏｎｍ）を含めた開 放孔を有する）。そのような孔は、概して無機粒子が貫通するには小さすぎる。

毛細管現象によって、液体は無機粒子を伴って孔の中へ引き込まれ、各ベース粒 子の表面にまで到達する。これは、望ましい均一コートの提供を促進し、十分な コーティング混合物を用いた場合に、各ベース粒子の外面が実質的に完全に被覆 するコーティングが得られる。一般に、ベース粒子を浸すために十分な（または ７０％以上を浸す）液体が好ましい。

コーティングの次に、被覆ベース粒子を十分に乾燥させて、互いにくっつかない ようにする。典型的には、被覆ベース粒子を、強制通風空気乾燥によって、約り ００℃〜約１５０℃の温度で乾燥させることが予測される。好ましくは、例えば 乾燥の前にデキャンティング等により過剰の液体を除去する。

コーティングの厚みは、一般に約０．１〜約２０μｍ（好ましくは約０．５〜約 １０μｍ）の範囲であり、最も好ましくは約０．５〜約２μｍの範囲である。ま たコーティングの量を、ベース粒子と比較したコーティングの重量百分率をもと に算出し得る。

典型的には、コーティングは、被覆無機粒子および無機粒子を付与する前のベー ス粒子の重量に対して平均で約０．０１〜約１０重量％の範囲で含まれることが 好ましい。より好ましくは、コーティングは、被覆無機粒子および無機粒子を付 与する前のベース粒子の重量に対して平均で約０１〜約５重量％（最も好ましく は約０．１〜約２重量％）である。

一般に、ここで概説した方法を実行することによって、特に、液体体積／へ一ス 粒子重量の好ましい比を実行することによって、定まった量および性質のコーテ ィングを簡単に達成し得る。約５０ｍ１の液体体積／１００ｇのベース粒子の比 を用いた場合、ベース粒子表面上の無機粒子の被覆度は、概して１００％または １００％に近（なる。更に、含浸を同時に行った場合、概してベース粒子の孔体 積の約１００％が含浸剤で満たされる。過剰の溶液および／または粒子を除去す る段階は、上記のような比を用いる場合には避けられる。更に、この比を使用す ることによって均一かつ実質的に連続した被覆度のコーティングが提供される。

多段コーティング段階を用いて、より厚いコーティングにしてもよい。

ベース粒子上に粒子コーティングを提供する方法も可能である。例えば、ベース 粒子が例えば水等によって湿りでいる場合（実質的に浸す、即ち孔体積の７０％ 以上、好ましくは１００％を液体で満たして、ベース粒子の表面に液体のフィル ムが存在する状態）、無機粒子を湿潤ベース粒子に加える（例えばふりかける） こと、またはその他の混合によってコーティングを提供してもよい。一般に、各 ベース粒子の表面の液体（典型的にはイオン交換水）は、無機粒子を引き付けて 、保持するためのバインダーとして働き、コーティングの形成を助ける。更に、 ベース粒子および無機粒子を共に混合、乾燥して、次に液体（典型的にはイオン 交換水）を加えて、十分混合し、液体を分散させて、そしてベース粒子上に無機 粒子のコーティングを提供してもよい。一般に、液体は、コーティングの一時的 なバインダーとして働くため、十分な液体を用いて上記で定義したような飽和を 達成したほうがよい。

更に、第１に含浸溶液を多孔性ベース粒子に含浸させ、その後（湿潤）含浸ベー ス粒子を（乾燥）無機粒子でコートすることも可能である。その代わりに、例え ば無機粒子のコーティングを第１に提供した後で、含浸を行ってもよい。後者の 処理は、コーティングが比較的多孔性であるために可能である。

ベース粒子を、上記のような変性前駆体を含む液状媒体と混合する場合、同時に 上記のような無機粒子を懸濁させることによって、含浸および無機粒子コーティ ングの両方が得られ得る。無機コーティングは、含浸を阻害しない。更に、含浸 をコーティングと同時に行うことは、毛細管現状を妨げない。

コーティング粒子は、核形成材料を含んでいてもよい。一般に、ベース粒子を核 形成材料を有する液状媒体と共に処理することによって、すぐに核形成材料を付 与してもよい。好ましい液状媒体は、イオン交換水である。コーティング混合物 は、一般に十分な量の核形成材料を含み、焼結研磨粒子の重量に対して約００１ 重量％〜約１０重量％（好ましくは０．１重量％〜５重量％）の範囲の核形成材 料を含むベース粒子を提供する。含浸の前、含浸と同時、無機粒子コーティング の前、無機粒子コーティングと同時、または含浸と無機粒子コーティングの両方 と同時に核形成材料をベース粒子に付与してもよい。

ここで示したように、核形成材料をベース粒子形成中（即ちゾル−ゲル処理中） 、またはベース粒子形成の後に加えてもよい。核形成材料を加える時によって、 異なる特性の製品が得られる。核形成材料をゾル−ゲル処理中に加える場合は、 一般に数個以上のベース粒子に渡って分散する。一方で、ベース粒子形成の後に 加えた場合、核形成材料は、一般にベース粒子の最も外側の部分のみを占める。

核形成材料をゾル−ゲル処理中に加える場合、得られる焼結α−アルミナベース の粒子（またはコア）は、一般に分散した核形成材料を有し、均一な硬度および 強度が得られる。一方で、核形成材料をベース粒子形成の後に加える場合には、 得られる焼結α−アルミナベース粒子（またはコア）の内部は、外部とは異なる 硬変および強度を有するようになる。

ここに記載したように、表面に研削補助剤を供給した好ましい研磨粒子は、ここ に記載のように、無機粒子を含むコーティングを有する多孔性ベース粒子の焼結 製品を含む。コアは、変性剤を含んでいてもよい。コアの外面は、無機粒子コー ティングの焼結製品を含む自生的に結合したコーティングを含む。無機コーティ ングは、好ましくは焼結コアの外面の７０％以上を被覆し、好ましくは約０．１ μｍ以上の厚みである。

上記のような好ましい研磨粒子を作製する方法は、以下の段階を含む（ａ）それ ぞれの粒子がα−アルミナヘベー研磨グレインに焼結され得るα−アルミナ前駆 体材料を含む多孔性第１ヘース粒子のマスを提供する段階：（ｂ）該マスを液体 の存在下で、同じまたは異なる組成を有し、第１ベース粒子よりも微細である第 ２粒子と、第２粒子が各第１ベース粒子の外面に分散するまで混合する段階で、 第２粒子は、焼結によって第１ベース粒子の外面に自生的に結合し得る。および （Ｃ）粒子を加熱して液体を除去し、その後第１ヘース粒子を焼結して第２粒子 を第１ベース粒子の外面に自生的に結合させて焼結α−アルミナベースセラミッ ク粒子を提供する段階。

一般に、段階（ｂ）は、 （ＡＸｉ）第２粒子を液体に加えて分散体を提供し、そして（ｉｉ）分散体を多 孔性第１ベース粒子に加える （ＢＸｉ）液体を多孔性第１ベース粒子に加えて液体含浸粒子を提供し、そして （ｉｉ）第２粒子を液体含浸粒子と共に混合することからなる群より選択される 。

一般に、第２粒子は、平均粒径が約０．０１〜約２０ｎｍの範囲である無機粒子 である。

好ましくは、無機粒子の粒径は、約１μｍより小さい。

多孔性ベース粒子のコーティング段階に続けて、被覆材料（即ち被覆ベース粒子 ）を加熱して液体を除去し、その後焼結して、焼結製品としてセラミック研磨グ レイン材料を生成してもよい。焼結段階は、各多孔性粒子を、自生的に結合した コーティングを形成する無機粒子を有する高密度α−アルミナベースコアに変え る。

十分な無機粒子を多孔性ベース粒子に加えて、平均で各焼結ベース粒子の表面の ７０％以上（好ましくは８０％以上）を被覆することが好ましい。その他の態様 において、十分なＩの材料を提供して、各最終焼結粒子のコーティングの平均的 厚みを約０．１〜約２０μｍ（好ましくは約０５〜約１０μｍ）にしてもよい。

多孔性ベース粒子は、例えば上記の「ベース粒子」の章で記載したようなゾル− ケル処理に従って調製したα−アルミナ前駆体粒子を含むことが好ましい。幾つ かの用途においては、第２粒子を加える前に前駆体粒子を焼成する。

本発明に従ったある種の好ましい方法において、多孔性ベース粒子を、焼結段階 の前に、例えば金属塩等の金属酸化物前駆体（時には変性剤材料と呼ばれる）と 共に提供する。金属酸化物前駆体をベース粒子中に、無機粒子のコーティングと 同時、その前、またはその後に行う含浸によって加えてもよい。一般に、含浸の 段階は、多孔性ベース粒子を、変性剤またはその前駆体（例えば金属塩）を溶解 させた液状担体と混合することからなる。

好ましい方法は、種々の混合段階において、液状担体の体積／ベース粒子の重量 の好ましい比を用いる。特に、実質的に均一な含浸および／またはコーティング を達成するためには、上記の比が最小であることが必要カリ望ましい。ベース粒 子を、前記のような好ましいα−アルミナ酸化物−水和物ゾル−ゲル処理によっ て形成する場合、均一なコーティングおよび含浸を達成するためには、一般にベ ース粒子材料１００ｇあたり、約５０ｍ１以上（好ましくは５０〜６ｈｌ）の液 状担体を用いる。

この好ましい（所望の）無機粒子表面コーティングに関するその他の詳細は、本 願出願の特許、米国特許出願第０７／９２０．７２８号（１９９２年７月２８日 出願）を参照せよ。

研磨グレインを含む研摩製品の研磨能力（例えばカット率および寿命等）を改良 するための、研磨技術において公知の研磨粒子のその他の処理およびコーティン グ（例えばダイアモンド様コーティング、炭化物コーティング、窒化物コーティ ング、および酸化物コーティング、その他の上記に記載した以外のこと）は、本 発明の研磨粒子の調製においても有用であり得る。

（研磨粒子前駆体の焼結） ベース粒子または処理（含浸、タンプリングおよび／または被覆）ベース粒子は 、本発明のセラミック研磨グレインの前駆体である。

前駆体ダレインの焼結は、様々な従来の処理によって行い得る。概して、焼結は 、約１２００°Ｃ〜約１６５０°Ｃの範囲の温度で行われる。焼結は、一般に数 秒〜約１２０分間行われる。ベースグリッドの種々のタイプの焼結は、一般に米 国特許第４．３１４、８２７号（ライティザ−（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）ら）に 記載されている。そこで適用されている焼結の技術は、ここに記載のような処理 ベース粒子にも適用し得る。不活性または還元カス中で焼結することも、本発明 の範囲内である。

（研削補助剤表面コーティング） 好ましくは、研削補助材料は、研磨粒子の表面の１０％以上を被覆する。本発明 に従った、自由な研磨グレインは、樹脂バインダー、接着剤、またはグレインに 研削補助剤を保持するためのその他の化学的手段を用いない。

当該技術分野において、研削補助剤は、（１）研磨グレインと研磨する加工物と の間の摩擦を減らし、（２）研磨グレインの「キャッピング」を防ぎ（即ち、金 属粒子が研磨グレインの先端に融合することを防ぎ）、（３）研磨グレインと加 工物との間の境界温度を減らし、および／または（４）研削力を減らすものと考 えられている。一般に、研削補助剤を研磨製品中に含めることによって、製品の 研磨特性は向上する（例えば、使用寿命および／または高速カット等）。

適当な研削補助材料には、研磨技術において公知のものが含まれる。研削補助材 料は、有機物であっても、無機物であってもよい。研削補助剤の種類の例には、 ワックス類、ハロゲン化有機化合物、ハロケン化塩類および金属類、およびそれ らのアロイ類、およびそれらの組み合わせが含まれる。ハロゲン化有機化合物は 、研磨中に破壊し、ハロゲン酸またはガス状ハロゲン化合物を放出する。そのよ うな材料の例には、塩素化ワックス（例えばテトラクロロナフタレン、ペンタク ロロナフタレン、および塩化ポリビニル）が含まれる。ハロゲン化塩の例には、 塩化ナトリウム、氷晶石カリウム、フルオロリン酸カリウム、氷晶石ナトリウム 、氷晶石アンモニウム、テトラフルオロホウ酸カリウム、フッ化カルシウム、テ トラフルオロホウ酸ナトリウム、塩化アンモニウム、フッ化シリコン、塩化カリ ウム、および塩化マグネシウムが含まれる。金属性研削補助剤の例には、すず、 鉛、ビスマス、コバルト、アンモニウム その他の研削補助剤には、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイト、ステアリン酸 亜鉛、ステアリン酸リチウム、窒化ホウ素、硫化鉄、および金属性スルフィド類 （例えば硫化亜鉛、硫化鉄、硫化マンガン、二硫化モリブデン等）およびそれら の組み合わせが含まれる。好ましい研削補助剤は、テトラフルオロホウ酸カリウ ムである。

１以上の粒状研削補助剤を本発明に用いてもよく、いくつかの場合には、相互効 果を生むかもしれない。１種類より多いものを用いる場合、研磨粒子にコーティ ングする前にそれらをブレンドして均一な混合物にしてお（ことが望ましい。適 当なブレンド技術には、ホールミリング、タンプリング、振盪、空気混合、およ びブレンドが含まれる。

好ましい粒状研削補助材料は、粒子間引力によって研磨粒子の表面に結合する。

典型的には、研磨粒子に研削補助剤を接着させるためのバインダーは用いず、ま た研削補助剤をダレイン上に溶解および再結晶させることもない。

本発明による研磨グレインの好ましい製造方法は、所望の研削補助剤と共に研磨 粒子をミキサー中に充填することを含む。適当なミキサーは、エアーミキサー、 ブイ（Ｖ）−ブレンダーおよびホールミルを含む。ミキサーにはバッフルもフラ ノンもないことが好ましい。

ミキサーに充填する研削補助剤／研磨粒子の比は、約１　：　１００〜約１・１ （好ましくは約１１５〜約１２）であることが好ましいが、この値は、研削補助 材料の密度によって変わり得る。

典型的には、研削補助材料は、各研磨粒子の外面を平均で１０％以上（より典型 的には約１０％〜約９０％の範囲）被覆するが、９０％以上の被覆度も得られ得 る。好ましくは、研削補助材料は、各研磨粒子の外面の約２５％〜杓９０％、よ り好ましくは杓４０％〜約６０％を被覆する。被覆の量は、露出した研磨粒子表 面の量の参考となる。したがって、約９０％の被覆度は、基礎をなす研磨粒子の 総領域の約１０％が露出している（即ち、研削補助粒子に被覆されていない）こ とを意味する。この情況において被覆量は、粒子コーティングの性質（例えば多 孔性等）を指すものではない。コーティングは、連続的であっても非連続的であ ってもよい。

研削補助粒子は、研削補助粒子間の隙間が最小なコーティングを提供する適正な 大きさであることが好ましい。研削補助材料の平均粒径は、杓００１〜約５０μ ｍの範囲、好ましくは約０１〜約３０μｍの範囲、最も好ましくは約０１〜約ｌ Ｏμｍの範囲である。好ましい粒径内の研削補助粒子は、例えば種々の市販品ま たはホールミリング（典型的には乾燥ポールミリング）によって得られ得る。

研削補助コーティングの厚みは、コーティング処理の程度によって変わり得る。

一般に、十分な量の研削補助剤処理は、約０．１〜約２００μｍ（好ましくは約 １〜約１００μｌ１１）の範囲の厚みのコーティングを提供することによって行 われる。典型的な好ましい適用のためには、コーティングの厚みは、約１〜５０ μｍの範囲であることが好ましい。コーティングの厚みは、粒子の相対的粒径お よび数と同様に、一般にベース粒子重量に対する研削補助材料の重量を調整する ことによっても調整される。

（研磨グレイン） 本発明による研磨グレインは、研削補助材料を含む表面コーティングを有する研 磨粒子を含む。研削補助材料は、独立した粒子として、または凝集粒子としても 含まれ得る。

好ましくは、グレインは、無機粒子コーティング、および１以上の研削補助材料 を含む表面コーティングを有するα−アルミナベースのベース粒子またはコアを 含む。基礎をなす好ましい（焼結）粒子またはコアの重量の１００％までは、α −アルミナを含んでいてもよい。しかしながら、基礎をなす（焼結）粒子または コアの４５重量％までは、酸化物ベース上に金属酸化物（または焼結金属酸化物 の生成物）を含んでいてもよい。

図４および図５を見てみよう。図４は、本発明に従った研磨グレイン（実施例］ ０）の走査型電子顕微鏡写真（２５００倍）である。顕微鏡写真の調査は、セラ ミックコア（図示なし）を被覆する無機粒子６２の実質的に連続なコーティング を表している。無機粒子６２の連続コーティングを被覆するのは、研削補助材料 ６４の非連続的なコーティングである。

図５は、本発明に従った被覆研磨用品の横断面の光学顕微鏡写真（２５倍）であ る。被覆研磨用品６９は、バインダー７４によって裏地７０に結合した研磨グレ イン７２を含む。研磨グレイン７２は、研磨粒子７６および研削補助材料７８を 含む。

（研磨製品） 本発明は、ここに記載したように研磨グレインを含む研磨製品の提供を本発明の 範囲内に含む。好ましくは、研磨グレインは、ここに記載した処理に従って調調 製され、研削補助粒子コーティングを有する多孔性ベース粒子の焼結製品を含む 。

本発明に従った研磨製品のタイプの１つは、ここに記載したようにバインダーに よって接着した研磨グレインを有する裏地（基材）を含む。裏地は、クロス、重 合フィルム、ファイバー、不織ウェブ、紙またはそれらの組み合わせであっても よく、またはそれらの加工物であってもよい。どんな種類の無機または有機バイ ンダーを用いてもよい。研摩グレインは、１つの層に付与しても、または多数の 層に付与してもよい。被覆研磨剤の好ましい製造方法は、米国特許第４．７３４ ．１０４号（ブロベルグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ））および同４．７３７．１６３号（ ラーキー（Ｌａｒｋｅｙ））に記載されている。一般に、本発明に従った研磨グ レインを含めた被覆研磨製品は、寿命およびカット率の潜在力において改良され る。

被覆研磨製品の例を図１に描いた。被覆研磨剤１は、裏地（基材）２および研磨 剤層３を含む。研磨剤層３は、バインダー（すなわちメイクコート５およびサイ ズコート６）によって裏地２に固着されている研磨グレイン４を含む。

本発明による接着研磨製品は、一般に有機、金属またはガラス化バインダーによ って保持されたここに記載のような研磨グレインの成形マスを含む。特に普通の 研磨製品用の成形マスは、研削ホイールである。図２において、ホイール１０は 、ホイール中に型どられ、ハブ１２を取り囲んだ研磨グレイン１１を含む。接着 研磨剤の製造技術は、当該技術分野においては公知であり、ガラス化接着研磨剤 の製造技術について教えている米国特許第４．９９７．４６１号（マークホフー マテニ−（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙ）ら）、および有機接着研磨剤の 製造技術について教えている米国特許第３．８６７、７９５号（ハワード（Ｈｏ ｗａｒｄ））に記載されている方法を含む。

本発明による研磨グレインを取り入れた不織布研磨製品は、概して本発明の研磨 グレインを有する開放多孔性高ポリマーフィラメント構造（基材）を有し、グレ インは、ファイバー構造の全体に分布して、有機バインダーによって結合してい る。このような構造で用い得る典型的な繊維状フラメント構造物は、ポリアミド 類、ポリエステル類またはポリプロピレンを含む。図３に典型的な不織布研磨用 品の約１００倍に拡大した概略図を示した。該用品は、基材として繊維状マット ５０を含み、その上に研磨グレイン５２がバインダー５４によって接着している 。

不織布研磨製品についての更なる詳細は、米国特許第２．９５８．５９３号（ホ ーバー（Ｈａｏｖｅｒ）ら）を参照せよ。

広く種々のバインダーを、従来のものも含めて本発明の研磨製品に用いてもよい 。有用なバインダーには、フェノール性樹脂、ユリアーホルムアルデヒド、メラ ミン−ホルムアルデヒド、ポリエステル樹脂、にかわ、アミノ樹脂、エポキシ樹 脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、およびそれらの組み合わせが含まれる。

該バインダーは、添加剤、例えば研削補助剤、充填剤、カップリング剤、染料、 顔料、湿潤剤、および分散助剤等を含んでいてもよい。該研削補助剤の例には、 前記の「研削補助表面コーティング」の章において記載したものが含まれる。充 填剤の例には、炭酸カルシウム、ノリ力およびメタ珪酸カルシウムが含まれる。

本発明に従った研磨製品または用品は、粒子材料として、本発明の記載に従って 改良した１００％研磨グレインを含んでいてもよい。加えて、またはその代わり に、該研磨用品は、本発明に従った研磨グレインと従来の研磨グレインまたは希 釈グレインとのブレンドを含んでいてもよい。この方法において有用な研磨グレ インは、例えば溶融酸化アルミニウム（溶融アルミナジルコニア、および熱処理 溶融アルミナを含む）、炭化ケイ素、サクロ石、ダイアモンド、立方晶窒化ボロ ン、およびゾル−ゲル誘導セラミック研磨グレインである。希釈グレインには、 大理石、石ロウおよびガラスが含まれる。一般に、約１０重量％以上、好ましく は本発明に従った研磨製品の約５０重量％〜約１００重量％のグレインがここで 記載したように改良された研磨グレインである。

本発明に従った研磨グレインを、研磨剤凝集体と併せてもよい。研磨剤凝集体の 例は、米国特許第４．６５２．２７５号（ブローチャー（Ｂｌｏｅｃｈｅｒ）ら ）および同５．０７ｇ、　７５３号（ブロベルグ（Ｂｒｏｂｅｒｇ）ら）に記載 されている。

本発明の目的および長所を、以下の実施例によって更に説明するが、これらの実 施例に記載されている特定の材料およびその量は、その他の条件および詳細と同 様に、本発明を不当に制限するものではない。

実施例 研磨グレインを以下に概説した手順の一つに従って作製し、その後研磨グレイン を以下に記載のように被覆研磨ファイバーディスク中に組み入れた。被覆研磨剤 を以下に記載の試験手順の一つに従ってテストした。いくつかの場合には、試験 結果を比較例に対する百分率として示した。比較例を１００％として、この１０ ０％に対して実施例を測定した。全ての研磨グレインおよびバインダーの配合は 、重量に基づ（。

（研摩グレイン製造のための一般手順１）以下のものを高剪断ミキサーを用いて 分散した：６９．８部のイオン交換水（約６０’Ｃ）；２．３部の硝酸の標準品 （７０％濃度）、および２８．５部のαアルミニウム酸化物−水和物の粉（「デ ィスペラル（ＤＩＳＰＥＲＡＬ）Ｊの登録商標でドイツ国、ハンブルグ、コンデ ア・ケミ−（Ｃｏｎｄｅａ　Ｃｈｅｍｉｅ）社より市販）。得られたゾルを、２ ４時間で、約１００°Ｃから始めて約１８０℃にまで昇温させて乾燥した。乾燥 後、ゾルは脆い固体になり、その後粉砕して、フルイにかけた。フルイにかけた 粒子は、１ｍｍの穴を有するフルイを通過し、０．１２５＋ｎ＋ｎの穴を有する フルイの上には残った。その後フルイにかけた粒子をロータリー窯（即ちカルン ネーター）の端から供給し、結合した揮発性物質を実質的に除去した。ロータリ ー窯は、３５０℃の加熱ゾーン供給端および６５０℃の出口を有していた。これ らの粒子を以下で焼成粒子と呼ぶ。

この手順において、含浸混合物およびコーティング混合物を一つに併せた。１９ リンドルの容器中に、焼成粒子を含浸／コーティング混合物と共に加えた。含浸 ／′ココ−ィング混合物を調製するために、２３０部の水性硝酸ランタン／硝酸 ネオ／ニウム／硝酸イノチリウム溶液（酸化物ベースの８％Ｌａ２Ｏ３，８％Ｎ ｄ２Ｏ３、および８％’１’２０３）　、１９０部の水性硝酸マグネ／ラム溶液 （酸化物ベースの１０％Ｍ　ｇＯ）、および５部の硝酸コバルト溶液（酸化物ベ ースの２０．５％Ｃｏｏ）を始めに混合した。２３０部の水性硝酸ランタン／硝 酸ネオンニウム／硝酸イッテリウム溶液、１９０部の水性硝酸マグネシウム溶液 、および５部の硝酸コバルト溶液をそれぞれ併せて、十分な脱イオン水を加えて 、１リツトルの含浸／コーティング混合物を提供した。容器を回転させて、毛細 管現象により焼成粒子中に含浸コーティング混合物由来の金属塩および水を含浸 させた。さらに、含浸／コーティング混合物が無機粒子を含有する場合には、無 機粒子は実質的に表面に残り、焼成粒子中に含浸されない。この含浸段階の後、 得られた粒子をロータリーカルンネーターに上記のように供給した。生じたグレ インをカルノネーターから出して、１４００℃のロータリー炉（直径８．９ｃｍ 、長さ１．３２ｍ、水平方向に対して４．４度に傾いた炭化ケイ素チューブで、 ７６ｃｍの加熱ゾーンを有し、１０．５ｒｐｍで回転）に供給し、約５分間滞留 させた。生成物を炉から室温空気下に取り出し、金属容器中に回収して、室温で 冷却した。

（研磨グレイン製造のための一般手順ＩＩ）一般手順ＩＩに従って作製した研磨 グレインは、本発明の研磨グレインである。

約５００ｇの焼結研磨ベースグレインおよび約１００ｇの研削補助剤を、ペンシ ルｌくニア州、イースト・ストラウドスブルグ（Ｅａｓｔ　Ｓｔｒｏｕｄｓｂｕ ｒｇ）のバダーリン・ケラ−・カンパニー（Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ　Ｋｅｌｌｅｒ 　Ｃｏｍｐａｎｙ）より得たモデル＃ＬＢ４７６６の混合物中に充填した。混合 物は、１４リツトルの容量を有しく３．７５ガロン）、そして内部にはノくノフ ルもフラノンもなかった。研磨グレインおよび研削補助剤を約５分間混合した。

材料を混合物から除去し、過剰の研削補助粉を１０分間フルイを通してタッピン グすることによりフルイ除去した。フルイの穴は、研磨粒子よりは微細であるが 、研削補助粒子よりは大きく、過剰の研削補助剤を通過させて、研磨グレインを 残す。

（被覆研磨ファイバーディスクの作製の一般的手順）研磨グレインを被覆研磨製 品に利用して、以下に記載の試験手順に従って試験を行った。被覆研磨製品を常 法の被覆研磨剤の作製手順に従って作製した。研磨グレインを、その５０重量％ が３０メツシユの米国標準フルイを通り、３５メツシユの米国標準フルイには残 るように、そして５０重量％が３５メッシュの米国標準フルイを通り、４０メツ ンユの米国標準フルイには残るようにフルイ分けた。研磨グレインを、直径１７ ．８ｃ１１で、中心に２．２ｃａ＋の穴を有する加硫繊維裏地に結合させた。メ イク樹脂は、常法の炭化カルシウムを満たしたフェノール樹脂であった。サイズ 樹脂は、水晶石充満フェノール性樹脂であった。メイク樹脂は、９０分間、８８ ℃で硬化させ、続けて１０時間、１００℃で最終硬化させた。硬化の後、繊維デ ィスクを曲げた。研磨グレインを静電気的にコーティングした。

（試験手＠１） 被覆研磨ディスクを、面取りアルミニウム裏打ちパッドに重ね、１．２５ｃｍ　 Ｘ　１ｇｃｍの３０４ステンレススチール加工物の表面を研削するために用いた 。ディスクを５５０Ｑｒｐｍで動かし、裏打ちパッドの面取りした端に重ねたデ ィスクの部分を、加工物と約６ｋｇの荷重で接触させた。各ディスクを用いて、 分離した加工物を、１分間の間隔て、総時間１２分間研削した。初期カット量は 、初めの１分間の研削によって除去された金属の量である。最終カット量は、最 後の１分の研削によって除去された金属の量である。総カット量は、試験全体を 通して除去された量の和である。

（試験手順１−５） 試験手順Ｉ−３は、試験を行う各ファイバーディスクを、従来の技術を用いて、 約５４．７１％のテトラフルオロホウ酸カリウム（９８％純粋微細粉のテトラフ ルオロホウ酸カリウムで、その９５重量％は３２５メッシュのフルイを通過可能 て、１００重量％が、２００メソツユのフルイを通過可能であるものであり、ミ ネソタ州、ミネアポリスのノユノツ・オ不イル（Ｓｃｈｕｔｚ−０’　Ｎｅ１ｌ ）より市販）、約３０．０６％のビスフェノールＡエポキシ樹脂の７グリシンル エーテル（水ベース；６０％固体：ケンタ、ツキー州、／エファーソンタウンの ハイテク・ポリマーズ（Ｈｉ−Ｔｅｋ　Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）より「ＣＭＤ３５２ ０１Ｊの登録商標て市販）、約０．３５％の２５％固体水性２−エチルー４−メ チルイミダゾール溶液（ペンノルバニア州、アレンタウンのエアー・プロダクツ （＾ｉｒ　Ｐｒ。

ｄｕｃｔｓ）よりｒＥＭＩ−２４Ｊの登録商標で市販）、約２２８％の赤酸化鉄 粉（着色剤）、約１１．７８％のイオン交換水、約０７６％の湿潤剤（ペンフル バニア州、アレンタウンのエアー・プロダクツ（＾ｉｒ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）よ り「サーフィノル（ＳＵＲＦＹＮＯＬ）ＰＳ＾−３２６」の登録商標で市販）、 および約００３％の消泡剤（ミネソタ州、ミツドランドのダウ・コーニング（Ｄ ｏｔ　Ｃｏｒｎｉｎｇ）より「アンチフオーム（ＡＮＴＩＦＯＡＭ）　１４３０ Ｊの登録商標で市販）を含む約４ｇのスーパーサイズで被覆したことを除いては 試験手順Ｉと同様である。

（試験手順ＩＩ） 試験手順ＩＩは、加工物が１０１８軟鋼であること以外は、試験手順■と同様で ある。

（試験手順ＩＩＩ） 試験手順ＩＩＩは、研磨グレインが被覆研磨ディスクから外れ落ちるのにかかる 時間の測定である。試験装置は、２．２ｃｍの穴を有する１７．８ｃｍ直径の試 験被覆研磨ディスクで、直径１６．５ｃｍで１．５７ｍｍの厚さの硬質フェノー ル性裏打ちパッドに連結し、次に直径１５．２ｃｍのスチールフランツに添え付 けられたディスクを含む。試験ディスクを、時計と逆回りに３５５０ｒｐｍで回 転するように支持した。直径２５ｃｍの１０１８カーボンスチールデイスク型加 工物の１．８ｏｍの周辺端を、研磨ディスクに対して普通の位置から１８．５° 傾け、時計と逆回りに２ｒｐＩ１１で回転させたものを、研磨ディスクの研磨面 に接触させて、２．９ｋｇの荷重をかけておいた。試験の始め、および１２０秒 の間隔で、加工物の重量を計量して、除去した、またはすり減らしたスチールの 量を測定した。試験の終点は、１２分、または、（それが第１に起こったとして も）ディスクが外れ落ちはじめた時（即ち、研磨グレインの実質的な部分がディ スクから飛び散ったとき）とした。総カット量は、試験中に擦り減ったスチール の量とした。

実施例１〜３および比較例Ａ 実施例のこの組合せは、異なる研削補助剤のコーティングと比較した。実施例１ 〜３を、比較例へをペースグレインとして用い、一般手順ＩＩに従って作製した 。

（比較例Ａ） 比較例Ａ用のグレインを、含浸／コーティング混合物に、１５ｇのアルミナ三水 和物粉（粒径０．５μｍ＋アリシナ州、ボーキサイト（Ｂａｕｘｉｔｅ）のアル コア（Ａ１ｃｏａＸ米国）より市販の登録商標「ハイドラル（ＨＹＤＲＡＬ）７ ０５Ｊ　）を加えたことを除いて、一般手順■に従って作製した。約１０００ｇ の焼成粒子を、約５００ｍ１の含浸／コーティング混合物と混合し、流体担体を イオン交換水とした。研磨グレインは、ＡＮＳＩＮＳ−ド５０とした。

（実施例１） 実施例１では、比較例Ａのグレインおよび３２５メツシユの粉状氷晶石をミキサ ー中に充填した。氷晶石は、マサチューセンツ州、ノース・グラフトン（Ｎｏｒ ｔｈ　Ｇｒａｆｔｏｎ）のワンントン・ミルズ・エレクトロ・ミネラルズ社（Ｗ ａｓｈｉｎｇｔｏｎ　Ｍｉｌｌｓ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｉｎｅｒａｌｓ　Ｃｏｒ ｐ）よりｒＡＢＢ　ＵＦＪの登録商標で市販の微細粉状合成氷晶石てあった。

（実施例２） 実施例２を、研削補助剤を、水晶石ではなく、テトラフルオロホウ酸カリウム（ ９８％純粋微細粉テトラフルオロホウ酸カリウムで、９５重量％は３２５メ・ノ シュのフルイを通過可能で、１００重量％は２００メツ／ユのフルイを通過可能 であり、ミネソタ州、ミネアポリスのンユノツ・オ不イルより市販）にしたこと を除いては実施例１の記載と同様に調製した。

（実施例３） 等量の（それぞれ５０ｇの）のテトラフルオロホウ酸カリウム（実施例２に記載 ）および水晶石を研削補助剤として用いたことを除いては、実施例１と同様（こ 調製した。水晶石を約２４時間、３リツトルのホールミルにて、０．６３ｃｍ　 （０，２５インチ）のアルミナ媒体（ホーノいと共に、７５ｒｐｍで粉砕した。

実施例１〜３および比較例Ａの各研磨グレインを、繊維ディスクに組み入れ、試 験手順１．　Ｉ−３，ＩＩおよびＩＩＩに従って試験を行った。試験結果を以下 の表１１＝示す。全ての試験結果は、比較例Ａに対する百分率で表した。

点よ 実施例　試験手順Ｉ　試験手順Ｉ−３試験手順ＩＩ　試験手順ｌｌＩ実施例のこ の組合せは、（ＡＮＳＩ）グレード３６研磨ダレイン上に異なる研削補助剤を用 いたものを比較した。

（比較例Ｂ） 比較例Ｂ用のグレインは、グレード５０の代わりにＡＮＳＩＮＳ−ド３６を用い たことを除いては比較例Ａと同様である。

（実施例４） 比較例Ａグレインの代わりに比較例Ｂグレインを用い、テトラフルオロホウ酸（ 実施例２に記載）を氷晶石の代わりに用いたことを除いては、実施例１と同様に 調製した。全体的に、研磨グレインは、約５ｇの表面に結合した研削補助剤を有 した。

（実施例５） テトラフルオロホウ酸カリウムを、０．６３ｃｍ　（０，２５インチ）のアルミ ナ媒体（ボール類）を有する３リツトルのホールミル中に充填し、ミキサーに充 填する前に７５ｒｐｍで２時間乾燥ホールミルを行ったことを除いては、実施例 ４と同様に調製した。得られた研磨グレインは、全体的に約１０ｇの表面に結合 した研削補助剤を有した。

（実施例６） テトラフルオロホウ酸カリウムを、ミキサーに充填する前に約４時間乾燥ホール ミルしたことを除いて、実施例５の記載と同様にして実施例６を調製した。

（実施例７） 研削補助剤を窒化ホウ素（平均粒径１μｍ、ワイオミング州、ミル中ォーキーの セラック社（Ｃｅｒａｃ　Ｉｎｃ、　）より市販）にしたことを除いて、実施例 ４の記載のように実施例７を調製した。

（実施例８） 研削補助剤をグラファイトにしたことを除いて、実施例４の記載と同様に実施例 ８を調製した。

各試料の研磨グレインを、それぞれ繊維ディスクに組み入れ、そして試験手順Ｉ Ｉに従って試験を行った。試験結果を以下の表２に示す。

実施例　試験手順ＩＩ この実施例の組み合わせでは、種々の研磨グレイン組成を比較した。

（比較例Ｃ） 比較例Ｃ用の研磨グレインは、（ＡＮＳＩ）グレードの３６α−アルミナベース ゾル−ケル誘導グレインで、ミネソタ州、セント・ポールのスリーエム社（３Ｍ ）より「３２１キユービトロン・アブランプ・グレイン（ＣＵＢＩＴＲＯＮ　Ａ ＢＲＡＳＩＶＥ　ＧＲＡＩＮ）Ｊの登録商標で入手可能なものとした。

（実施例９） 実施例９は、ベースクルインを比較例Ｃのグレインとし、テトラフルオロホウ酸 カリウムおよび氷晶石をミキサーに充填する前に実施例５の記載と同様にボール ミルすることを除いては、実施例３と同様に調製した。

（実施例１０） ベースグレインを比較例Ｂにしたこと以外は、実施例９と同様に調製した。

各実施例の研磨グレインを繊維状ディスクに組み入れ、試験手順Ｉ−３に従って 試験を行った。結果を以下の表３に示す。

実施例　試験手順Ｉ−３ 比較例Ｂ１１８ 実施例１１〜１３および比較例Ａ この実施例の組み合わせでは、（ＡＮＳＩ）グレード５ｏ研磨グレイン上の異な る研削補助剤を比較した。

（実施例１１） 約２００ｇのペースグレインを約５０ｇの研削補助剤と共に混合したことを除い て、ペースグレインとして比較例へを用い、一般手順ＩＩに従って実施例１１を 調製した。研削補助剤はテトラフルオロホウ酸カリウムで、ミキサー中に充填す る前に、実施例Ｓに記載のように約４時間乾燥ボールミルを行った。

（実施例１２） 約１５ｇの研削補助剤をペースグレインと混合したことを除いて、実施例１１に 記載のように実施例１２を調製した。

（実施例１３） 研削補助剤を硫化亜鉛粉（平均粒１約２μｍ、マサチューセソッ州、ワード・ヒ ルのノョンソン・アンド・マーンー社より市販）にしたことを除いて、実施例１ １に記載と同様に実施例１３を調製した。

各実施例の研磨グレインを繊維ディスク中にそれぞれ加え、試験手順Ｉ−３に従 って試験を行った。試験結果を以下の表４に示す。

実施例　試験手順ｌ−３ 本括弧内は、試験を行った繊維ディスクの数実施例１４〜１５および比較例り この実施例の組み合わせでは、（ＡＮＳＩ）グレード３６研磨グレイン上の異な る研削補助剤を比較した。

（比較例Ｄ） 比較例り用の研磨グレインは、ゾル−ゲル誘導体で、米国特許第５．０１１．５ ０８号（ワルト（Ｗａｌｄ）ら）に記載の表面コーティングを有するアルミナベ ース研磨グレインであった。

比較例りを、第１の焼成段階の前（即ち含浸の前の焼成段階）に、約１３＋ｋｇ 　（３００１ｂｓ）のフルイ粒子を約５分間、約１５ｒｐｍて、チャンバーが直 径約１．８ｍ　（６ｆｔ、　）、長さ約３０ｃｍ　（ｌｆｔ、　）である従来の ホール・ミル中でタンプリングしたことを除いて、「研磨グレイン作製の一般手 順■」に従って調製した。更に、バッフル（高さ５．１ｃｍ、厚さ５．１ｃｍ） を４６ＣＯ１間隔てホールミルの内周の回りに置いた。タンプリングした粒子を 焼成した。約１０００ｇのタンプリング焼成粒子と約５００ｍ１の含浸被覆混合 物とを併せて含浸させた。

（実施例１４） 約７０ｇのペースグレインを約２０ｇの研削補助剤と共に混合したことを除き、 比較例りをペースグレインとして用いて一般手順ＩＩに従って実施例１４を作製 した。

研削補助剤は、テトラフルオロホウ酸カリウムで、ミキサーに充填する前に、実 施例５に記載のように約４時間乾燥ボールミルを行った。

（実施例１５） 約７０ｇのペースグレインを、約２０ｇの硫化亜鉛粉（実施例１３に記載）と共 に混合したことを除き、ペースグレインとして比較例りを用いて、一般手順ＩＩ に従って実施例１５を作製した。

各試料の研磨グレインを繊維ディスク中に加え、試験手順Ｉ−Ｓに従って試験を 行った。試験結果を以下の表５に示す。

実施例　試験手順ｌ−３ 本発明の範囲および意図を逸脱することなく本発明に様々な修正および変更を加 え得ることは、当業者には自明であり、本発明はここに記載した詳細な実施態様 に不当に制限されるものではないと理解すべきである。

ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＮＥ 、ＳＮ。

ＴＤ、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ。

ＣＨ，ＣＺ、　ＤＥ、　ＤＫ、　ＥＳ、ＦＩ、　ＧＢ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、 　ＫＲ，ＬＫ、　ＬＵ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、Ｎｏ、ＮＺ、ＰＬ、 ＰＴ、Ｒ○、ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ。

ＳＫ、ＵＡ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ｉ）外面を有する研磨粒子（７６）；および（ｉｉ）粒子間引力によって 該外面に結合した研削補助材料（６４、７８）を含む研磨グレイン（７２）。 ２．研磨粒子（７６）が焼結α−アルミナベースのセラミック粒子である請求項 １記載の研磨グレイン（７２）。 ３．各研磨粒子（７６）が約１０μｍ〜約４０００μｍの範囲内の平均粒径を有 する、請求項１または２のいずれかに記載の研磨グレイン（７２）。 ４．研削補助材料（６４、７８）が、ワックス類、ハロゲン化有機化合物、ハロ ゲン化塩類および金属類およびそれらのアロイ類およびそれらの組み合わせから なる群より選択される請求項１〜３のいずれかに記載の研磨グレイン（７２）。 ５．研削補助材料（６４、７８）が、塩素化ワックス類、塩化ナトリウム、氷晶 石カリウム、フルオロリン酸カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウム 、テトラフルオロホウ酸カリウム、フッ化カルシウム、テトラフルオロホウ酸ナ トリウム、塩化アンモニウム、フッ化シリコン、塩化カリウム、塩化マグネシウ ム、すず、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモニイ、カドミウム、鉄、チタン、 硫黄、有機硫黄化合物、グラファイト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウ ム、窒化ホウ素、硫化鉄、金属性スルフィド類およびそれらの組み合わせからな る群より選択される、請求項１〜４のいずれかに記載の研磨グレイン（７２）。 ６．研削補助材料（６４、７８）が、外面の１０％以上を被覆している請求項１ 〜５のいずれかに記載の研磨グレイン（７２）。 ７．焼結α−アルミナベースセラミック粒子（７６）が、α−アルミナおよび金 属酸化物変性剤を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の研磨グレイン（７２） 。 ８．焼結α−アルミナベースセラミック粒子（７６）が、希土類金属酸化物とア ルミナとの焼結反応生成物を含む請求項１〜７のいずれかに記載の研磨グレイン （７２）。 ９．外面が、自生的に結合した無機材料（６２）の不連続突起マスを含む、請求 項１〜８のいずれかに記載の研磨グレイン（７２）。 １０．研磨粒子が、溶融アルミナ、溶融アルミナ−ジルコニア、立方晶窒化ホウ 素、ダイアモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ザクロ石および立方晶炭化ホウ素 からなる群より選択される材料からなる、請求項１〜９のいずれかに記載の研磨 グレイン（７２）。 １１．（ａ）有機バインダー（５、６、５４）；および（ｂ）研磨用品内に該有 機バインダー（５、６、５４）によって固定された多数の研磨グレイン（４、１ １、５２）であって、請求項１〜１０のいずれかに記載の研磨グレインを含む研 磨グレイン（４、１１、５２）を含む研磨用品（１、１０、６９）。 １２．ホイールの形である請求項１１記載の研磨用品（１０）。 １３．（ａ）主面を有する裏地（２、７０）；および（ｂ）該裏地（２、７０） の主面に結合した研磨層であって、バインダーおよび請求項１〜１２のいずれか に記載の研磨グレイン（７２）を含む多数の研磨グレイン（４）を有する研磨層 を含む被覆研磨用品（１、６９）。 １４．全体に分布する多数の研磨グレイン（５２）を有し、該グレインが接着材 料（５４）によって内部に付着結合した開放、多孔性高ポリマーフィラメント構 造物（５０）を含む三次元、低密度研磨用品であって、該研磨グレイン（５２） が請求項１〜１３のいずれかに記載の研磨グレイン（７２）を含む、三次元、低 密度研磨用品。 １５．約１０μｍ〜約４０００μｍの範囲の平均粒径を有する焼結セラミック粒 子（７６）を含む研磨グレイン（７２）であって、各粒子が、（ｉ）表面領域を 有する焼結α−アルミナベースセラミックコア；（ｉｉ）α−アルミナベースコ アに自生的に結合した無機粒子（６２）のコーティングであって、該α−アルミ ナベースコアの７０％以上を被覆して外面を提供するコーティング；および （ｉｉｉ）該外面の少なくとも一部分を被覆した研削補助材料（６４、７８）を 含む研磨グレイン（７２）。 １６．研削補助材料（６４、７８）が、粒子間引力によって外面に結合した、請 求項１５記載の研磨グレイン（７２）。 １７．研削補助材料（６４、７８）が、ワックス類、ハロゲン化有機化合物、ハ ロゲン化塩類および金属類およびそれらのアロイ類、およびそれらの組み合わせ からなる群より選択される、請求項１５または１６のいずれかに記載の研磨グレ イン（７２）。 １８．研削補助材料（６４、７８）が、塩素化ワックス類、塩化ナトリウム、氷 晶石カリウム、フルオロリン酸カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウ ム、テトラフルオロホウ酸カリウム、フッ化カルシウム、テトラフルオロホウ酸 ナトリウム、塩化アンモニウム、フッ化シリコン、塩化カリウム、塩化マグネシ ウム、すず、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモニイ、カドミウム、鉄、チタン 、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチ ウム、窒化ホウ素、硫化鉄、金属性スルフィド類およびそれらの組み合わせから なる群より選択される、請求項１５または１６のいずれかに記載の研磨グレイン （７２）。 １９．研削補助材料（６４、７８）が、外面の１０％以上を被覆する、請求項１ ５、１６、１７または１８のいずれかに記載の研磨グレイン（７２）。 ２０．焼結α−アルミナベースセラミックコアが、α−アルミナと金属酸化物変 性剤とを含む、請求項１５、１６、１７、１８または１９のいずれかに記載の研 磨グレイン（７２）。 ２１．焼結α−アルミナベースセラミックコアが、希土類金属酸化物とアルミナ との焼結反応生成物を含む、請求項１５、１６、１７、１８、１９または２０の いずれかに記載の研磨グレイン（７２）。 ２２．（ａ）バインダー（５、６、５４）；および（ｂ）研磨用品内に該有機バ インダー（５、６、５４）によって固定された多数の研磨グレイン（４、１１、 ５２）であって、請求項１５、１６、１７、１８、１９、２０または２１のいず れかに記載の研磨グレイン（７２）を含む研磨グレイン（４、１１、５２）を含 む研磨用品（１、１０、６９）。 ２３．ホイールの形である請求項２２記載の研磨用品（１０）。 ２４．（ａ）主面を有する裏地（２、７０）；および（ｂ）該裏地（２、７０） の主面に結合した研磨層であって、バインダー（２、７０）および請求項１５、 １６、１７、１８、１９、２０または２１のいずれかに記載の研磨グレイン（７ ２）を含む多数の研磨グレイン（４）を有する研磨層を含む被覆研磨用品（１、 ６９）。 ２５．全体に分布する多数の研磨グレイン（５２）を有し、該グレインが接着材 料（５４）によって内部に結合した開放、多孔性高ポリマーフィラメント構造物 （５０）を含む三次元、低密度研磨用品であって、該研磨グレイン（５２）が請 求項１５、１６、１７、１８、１９、２０または２１のいずれかに記載の研磨グ レインを含む、三次元、低密度研磨用品。 ２６．（ｉ）外面を有する研磨粒子（７６）；および（ｉｉ）粒子間引力によっ て該外面に結合した研削補助材料（６４、７８）を含む研磨グレイン（７２）の 製造方法であって、多数の研磨粒子（７６）と十分量の研削補助材料（６４、７ ８）とを研磨グレイン（７２）を提供するために十分な時間混合する段階を含む 、研磨グレイン（７２）の製造方法。 ２７．研磨粒子（７６）が、焼結α−アルミナベースセラミック粒子である、請 求項２６記載の方法。 ２８．研削補助材料（６４、７８）が、ワックス類、ハロゲン化有機化合物、ハ ロゲン化塩類および金属類およびそれらのアロイ類、およびそれらの組み合わせ からなる群より選択される、請求項２６または２７のいずれかに記載の方法。 ２９．研削補助材料（６４、７８）が、塩素化ワックス類、塩化ナトリウム、氷 晶石カリウム、フルオロリン酸カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウ ム、テトラフルオロホウ酸カリウム、フッ化カルシウム、テトラフルオロホウ酸 ナトリウム、塩化アンモニウム、フッ化シリコン、塩化カリウム、塩化マグネシ ウム、すず、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモニイ、カドミウム、鉄、チタン 、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチ ウム、窒化ホウ素、硫化鉄、金属性スルフィド類およびそれらの組み合わせから なる群より選択される、請求項２６または２７のいずれかに記載の方法。 ３０．混合段階中の研削補助材料（６４、７８）／焼結α−アルミナベースセラ ミック粒子の重量比が、約１：１００〜約１：１の範囲である、請求項２６、２ ７、２８または２９のいずれかに記載の方法。 ３１．（Ａ）請求項２６、２７、２８、２９または３０のいずれかに記載の方法 に従って研磨グレイン（７２）を作製する段階；および（Ｂ）該研磨グレイン（ ７２）を、有機バインダー（５、６、５４）を含む研磨用品（１、６９）中に加 える段階 を含む、研磨用品（１、６９）の製造方法。 ３２．約１０μｍ〜約４０００μｍの範囲の平均粒径を有する焼結粒子を含み、 各粒子が、 （ｉ）表面領域を有する焼結α−アルミナベースセラミックコア；（ｉｉ）α− アルミナベースコアに自注的に結合した無機粒子（６２）のコーティングであっ て、該α−アルミナベースコアの７０％以上を被覆して外面を提供するコーティ ング；および （ｉｉｉ）該外面の少なくとも一部分を被覆した研削補助材料（６４）を含む粒 子を含む研磨グレイン（７２）の製造方法であって、約１０μｍ〜約４０００μ ｍの範囲の平均粒径を有する多数の焼結粒子であって、各粒子が （ｉ）表面領域を有する焼結α−アルミナベースセラミックコア；および（ｉｉ ）α−アルミナベースコアに自生的に結合した無機粒子（６２）のコーティング であって、該α−アルミナベースコアの７０％以上を被覆するコーティングを含 む粒子と、 十分量の研削補助材料（６４、７８）を、十分な時間混合して研磨グレイン（７ ２）を提供する段階を含む研磨グレイン（７２）の製造方法。 ３３．研削補助材料（６４、７８）が、ワックス類、ハロゲン化有機化合物、ハ ロゲン化塩類および金属類およびそれらのアロイ、およびそれらの組み合わせか らなる群より選択される、請求項３２記載の方法。 ３４．研削補助材料（６４、７８）が、塩素化ワックス類、塩化ナトリウム、氷 晶石カリウム、フルオロリン酸カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウ ム、テトラフルオロホウ酸カリウム、フッ化カルシウム、テトラフルオロホウ酸 ナトリウム、塩化アンモニウム、フッ化シリコン、塩化カリウム、塩化マグネシ ウム、すず、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモニイ、カドミウム、鉄、チタン 、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイト、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチ ウム、窒化ホウ素、硫化鉄、金属性スルフィド類およびそれらの組み合わせから なる群より選択される、請求項３２または３３のいずれかに記載の方法。 ３５．混合段階中の研削補助材料（６４、７８）／焼結α−アルミナベースセラ ミック粒子の重量比が、約１：１００〜約１：１の範囲である、請求項３２、３ ３または３４のいずれかに記載の方法。