JP2022507498A - 被覆研磨ベルト並びにその製造方法及び使用方法 - Google Patents

Abstract

被覆研磨ベルト（１００）は、ベルトバッキング（１１０）と、その上に配置された研磨層と、を含む。研磨層は、少なくとも１つのバインダー材料によってベルトバッキング（１１０）の主表面の少なくとも一部に固着された研磨要素（１６０）を備えている。研磨要素は、矩形グリッドパターンの水平線（１９２）と垂直線（１９４）との隣接する交点に配置されている。個々の研磨要素は、互いに接続されると共に３つの側壁によって分離されたそれぞれの頂部表面及び底部表面を個々に有する少なくとも２つの三角形研磨小板（１３０）を有している。それぞれに基づいて、三角形研磨小板の１つの側壁は、ベルトバッキングに面すると共にベルトバッキングに近接して配置されている。研磨要素の第１の部分は、交互の第１の列（１６）に配列され、三角形研磨小板は、垂直線（１９４）と長手方向に整列して配置されている。研磨要素の第２の部分は、交互の第２の列（１６８）に配列され、三角形研磨小板（１３０）は、水平線（１９４）と長手方向に整列して配置されている。第１及び第２の列は、垂直線に沿って反復的に交互になっている。被覆研磨ベルトを製造する方法及び使用する方法が同じく開示される。

Description

本開示は、広義には被覆研磨ベルト、それらの製造方法及びそれらの使用方法に関する。

三角形研磨小板を含む被覆研磨ベルトは、商品の製造における広範囲にわたる様々な材料及び表面の成形、仕上げ又は研削のために有用である。ベルトサンダーは、多くの材料を除去することが望ましい場合に特に有用である。材料の例としては、木材、金属（例えば、研削ホイールを詰まらせる傾向があるアルミニウムなどの非鉄金属）、及びフラッシュが挙げられる。

回転整列した三角形研磨小板を有する被覆研磨物品は、米国特許第９，７７６，３０２号（Ｋｅｉｐｅｒｔ）に開示されている。被覆研磨物品は、表面特徴を個々に有する複数の三角形研磨小板を有している。複数の三角形研磨小板は、研磨層を形成する樹脂状接着剤を含むメーク・コートによって可撓性バッキングに取り付けられる。表面特徴は、規定されたｚ方向回転方向を有しており、このｚ方向回転方向は、研磨層において、表面特徴のランダムｚ方向回転方向によって生じるであろう頻度よりも頻繁に生じる。

したがって、被覆研磨ベルトのコスト、性能、及び／又は寿命を改善する必要性が引き続き存在する。

一態様では、本開示は、
エンドレスベルトバッキングと、
ベルトバッキングの上に配置された研磨層と、を備えた研磨ベルトであって、研磨層の少なくとも一部は、少なくとも１つのバインダー材料によってベルトバッキングの主表面に固着された研磨要素を含み、研磨要素は、矩形グリッドパターンの水平線と垂直線との連続する交点に配置され、交点の少なくとも７０パーセントが、そこに配置された研磨要素のうちの１つを有し、
研磨要素の各々が、少なくとも２つの三角形研磨小板を有し、三角形研磨小板の各々が、互いに接続されると共に３つの側壁によって分離されたそれぞれの頂部表面及び底部表面を有し、それぞれに基づいて、三角形研磨小板の少なくとも９０パーセントの１つの側壁が、ベルトバッキングに面すると共にベルトバッキングに近接して配置され、
研磨要素の第１の部分が、交互の第１の列に配列され、第１の列の三角形研磨小板が、垂直線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、研磨要素の第２の部分が、交互の第２の列に配列され、第２の列の三角形研磨小板が、水平線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、
第１の列及び第２の列が、垂直線に沿って反復的に交互になっている、研磨ベルトを提供する。

したがって別の態様では、本開示は、ワークピースを研磨する方法を提供し、方法は、本開示による被覆研磨ベルトの研磨層の一部をワークピースと摩擦接触させることと、ワークピースを研磨するために、ワークピース及び研磨物品のうちの少なくとも一方を他方に対して移動させることと、を含む。

第３の態様では、本開示は、被覆研磨ベルトを製造する方法を提供し、方法は、
硬化性メーク層前駆体をエンドレスベルトバッキングの主表面に配置することと、
研磨要素を硬化性メーク層前駆体の中に埋め込むことであって、
研磨要素が、水平及び垂直の矩形グリッドパターンの連続する交点に隣接して配置され、交点の少なくとも７０パーセントが、そこに配置された研磨要素のうちの１つを有し、
研磨要素の各々が少なくとも２つの三角形研磨小板を有し、三角形研磨小板の各々が、互いに接続されると共に３つの側壁によって分離されたそれぞれの頂部表面及び底部表面を有し、それぞれに基づいて、三角形研磨小板の少なくとも９０パーセントの１つの側壁が、ベルトバッキングに面すると共にベルトバッキングに近接して配置され、
研磨要素の第１の部分が、交互の第１の列に配列され、第１の列の三角形研磨小板が、垂直線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、研磨要素の第２の部分が、交互の第２の列に配列され、第２の列の三角形研磨小板が、水平線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、
第１の列及び第２の列が、垂直線に沿って反復的に交互になっている、埋め込みことと、
硬化性メーク層前駆体を少なくとも部分的に硬化させてメーク層を提供することと、
硬化性サイズ層前駆体を、少なくとも部分的に硬化させたメーク層前駆体及び三角形研磨小板の上に配置することと、
硬化性サイズ層前駆体を少なくとも部分的に硬化させてサイズ層を提供することと、を含む。

本明細書で使用される場合、
「近接」という用語は、極めて近いか、又は隣接している（例えばバインダー層と接触している、又はバインダー層中に埋め込まれている）ことを意味し、
「ワークピース」という用語は、研磨されている物を意味している。

本明細書において使用される場合、「三角形研磨小板」という用語は、成形前駆体研磨粒子を形成するために使用されるモールドキャビティから複製される所定の形状を有する研磨粒子の少なくとも一部を有するセラミック研磨粒子を意味している。三角形研磨小板は、概ね、三角形研磨小板を形成するために使用されたモールドキャビティを実質的に複製する所定の幾何学的形状を有することになる。本明細書において使用されている三角形研磨小板は、機械的な破砕操作によって得られるランダムなサイズの研磨粒子を除く。

本明細書において使用される場合、「Ｚ軸回転方向」は、ベルトバッキングの主表面に対して直角のＺ軸の周りの、ベルトバッキングに最も面する三角形研磨小板側壁の縦方向の寸法の角回転を意味している。

本開示の特徴及び利点は、詳細な説明並びに添付の特許請求の範囲を考察することによって更に理解されるであろう。

例示的な被覆研磨ベルト１００の概略上面図である。 図１の領域１Ａの拡大図である。 線１Ｂ－１Ｂに沿って取った例示的な被覆研磨ベルト１００の概略側面図である。 例示的な三角形研磨小板１３０ａの概略上面図である。 例示的な三角形研磨小板１３０の概略斜視図である。 例示的な三角形研磨小板３３０の概略上面図である。 例示的な三角形研磨小板３３０の概略側面図である。 被覆研磨ベルト１００を製造するために有用な生産工具４００の上面図である。 生産工具４００の概略切欠平面図である。 線４Ｂ－４Ｂに沿って取った生産工具４００の概略断面図である。 線４Ｃ－４Ｃに沿って取った生産工具４００の概略断面図である。

明細書及び図面中の参照文字が繰り返して使用されている場合、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。当業者は多くの他の修正形態及び実施形態を考案することができ、それらは本開示の原理の範囲及び趣旨に含まれることを理解されたい。図は、縮尺通りに描かれていないことがある。

図１は、本開示による例示的な被覆研磨ベルト１００を示したものであり、三角形研磨小板１３０は、正確な位置に、長手方向軸１８１を有するベルトバッキング１１０に対してＺ軸回転方向で固着されている。

ここで図１Ａを参照すると、研磨要素１６０はそれぞれ２つの三角形研磨小板１３０を有している。研磨要素１６０は、矩形グリッドパターン１９６の水平線１９２及び垂直線１９４の連続的する交点１９０に配置されている。連続する交点の少なくとも７０パーセントが、そこに配置された研磨要素１６０のうちの１つを有する。使用中の切り込みを避けるために、研磨要素は、被覆研磨ベルト１００の長手方向軸に対して角度αで配向される。角度αは、任意の角度、例えば、０度超～３０度、又は０度超～２０度、又は４０度～５０度の任意の角度であってもよい。

研磨要素１６０の第１の部分１６２は、交互の第１の列１６６に配列されている。第１の列１６６の三角形研磨小板１３０は、垂直線１９４の１０度以内のそれぞれのＺ軸回転方向を有している。研磨要素の第２の部分１６４は、交互の第２の列１６８に配列されている。第２の列１６８の三角形研磨小板１３０は、水平線１９２の１０度以内のそれぞれのＺ軸回転方向を有している。第１の列及び第２の列（１６６、１６８）は、垂直線１９４に沿って反復的に交互になっている。

次に図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、被覆研磨ベルト１００は、ベルトバッキング１１０の主表面１１５に配置された研磨層１２０を備えている。研磨層１２０は、少なくとも１つのバインダー材料（メーク層１４２及びサイズ層１４４として示されている）によって主表面１１５に固着された２つの三角形研磨小板１３０を個々に有する研磨要素１６０を備えている。任意選択のスーパーサイズ層１４６がサイズ層１４４の上に配置されている。

次に図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、個々の三角形研磨小板１３０ａは、互いに接続されると共に３つの側壁（１３６ａ、１３６ｂ、１３６ｃ）によって分離されたそれぞれの頂部表面及び底部表面（１３２、１３４）を有している。

図３Ａ及び図３Ｂは、有用な三角形研磨小板３３０の別の実施形態を示したものであり、三角形研磨小板３３０は、互いに接続されると共に３つの傾斜側壁（３３６）によって分離されたそれぞれの頂部表面及び底部表面（３３２、３３４）を有している。

ベルトバッキングは、例えば任意の知られている可撓性被覆研磨バッキングを備えることができる。ベルトバッキングは、使用中にベルト経路のローラーの周りに巻かれるように十分に可撓性であるべきである。ベルトバッキングのために適した材料としては、重合膜、金属箔、織布、編織物、紙、不織布、発泡体、スクリーン、積層体、それらの組合せ、及びそれらの処理バージョンが挙げられる。ベルトは、例えば、米国特許第７，１３４，９５３号（Ｒｅｉｎｋｅ）及び同第５５７８０９６号（Ｂｅｎｅｄｉｃｔら）に記載されているようなスプライスを含んでも、含んでいなくてもよい。

ベルトバッキングの縁は、典型的には直線であり、長手方向軸に平行であり、これは、縁（例えば、スカラップ状縁）のいくらかの偏差が許容可能であるため、これは要件ではなく、場合によっては望ましい場合もある。

研磨層は、その中に保持された研磨粒子を有する単一のバインダー層を備えることができ、より典型的には、メーク層及びサイズ層を有する多層構造を備えることができる。本開示による被覆研磨ベルトは、例えば研磨層の上に重畳される任意選択のスーパーサイズ層などの追加層を含むことができ、あるいは必要に応じてバッキング帯電防止処理層を含むことも可能である。適切な例示的なバインダーは、熱硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂及びそれらの組合せから調製することができる。

メーク層は、硬化性メーク層前駆体をバッキングの主表面に被覆することによって形成することができる。メーク層前駆体は、例えば接着剤、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、尿素－ホルムアルデヒド樹脂、メラミン－ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、遊離基重合性多官能性（メタ）アクリレート（例えばペンダントα、β－不飽和基、アクリル化ウレタン、アクリル化エポキシ、アクリル化イソシアヌレートを有するアミノプラスト樹脂）、エポキシ樹脂（ビス－マレイミド及びフルオレン変性エポキシ樹脂を含む）、イソシアヌレート樹脂及びそれらの混合物を含むことができる。これらのなかでも、フェノール樹脂が好ましい。

フェノール樹脂は、一般に、フェノールとホルムアルデヒドの縮合によって形成され、通常、レゾール樹脂又はノボラック・フェノール樹脂に分類される。ノボラック・フェノール樹脂は酸触媒され、ホルムアルデヒドとフェノールのモル比は１：１未満である。レゾール（またｒｅｓｏｌ）・フェノール樹脂は、アルカリ性触媒によって触媒作用させることが可能であり、ホルムアルデヒドとフェノールのモル比は１以上であり、典型的には１．０～３．０であり、したがって、ペンダント・メチロール基を提供する。アルデヒドとレゾール・フェノール樹脂のフェノール成分との間の反応を触媒するために適したアルカリ性触媒には、水酸化ナトリウム、水酸化バリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、有機アミン及び炭酸ナトリウムがあり、これらはすべて、水に溶解した触媒の溶液としてのものである。

レゾール・フェノール樹脂は、典型的には、水及び／又は有機溶媒（例えばアルコール）との溶液として被覆される。典型的には、溶液は、約７０重量パーセント～約８５重量パーセントの固体を含むが、他の濃度を使用してもよい。固体含有量が極めて少ない場合、水及び／又は溶媒を除去するためにより多くのエネルギーが必要である。固体含有量が極めて多い場合、結果として得られるフェノール樹脂の粘度が高くなりすぎて、典型的には処理問題をもたらすことになる。

フェノール樹脂は、周知であり、商用供給源から容易に入手可能である。本開示の実践に有用な、商用的に入手可能なレゾール・フェノール樹脂の例としては、商標名ＶＡＲＣＵＭ（例えば２９２１７、２９３０６、２９３１８、２９３３８、２９３５３）でＤｕｒｅｚ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されているレゾール・フェノール樹脂、商標名ＡＥＲＯＦＥＮＥ（例えばＡＥＲＯＦＥＮＥ ２９５）で、Ｆｌｏｒｉｄａ州Ｂａｒｔｏｗ在所のＡｓｈｌａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．によって販売されているレゾール・フェノール樹脂、及び商標名ＰＨＥＮＯＬＩＴＥ（例えばＰＨＥＮＯＬＩＴＥ ＴＤ－２２０７）で、韓国Ｓｅｏｕｌ在所のＫａｎｇｎａｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．によって販売されているレゾール・フェノール樹脂が挙げられる。

メーク層前駆体は、例えばロール被覆、押出しダイ被覆、カーテン被覆、ナイフ被覆、グラビア被覆及び噴霧被覆などのバッキングにメーク層を加えるための任意の知られている被覆方法によって加えることができる。

利用されるメーク層の坪量は、例えば意図される使用、研磨粒子のタイプ、及び調製される被覆研磨ベルトの性質に依存し得るが、典型的には、１、２、５、１０、又は１５グラム／平方メートル（ｇｓｍ）～２０、２５、１００、２００、３００、４００、更には６００ｇｓｍの範囲である。メーク層は、例えばロール被覆、押出しダイ被覆、カーテン被覆、ナイフ被覆、グラビア被覆及び噴霧被覆を含む、バッキングにメーク層（例えばメークコート）を加えるための任意の知られている被覆方法によって加えることができる。

メーク層前駆体がバッキング上に被覆されると、三角形研磨小板がメーク層前駆体に加えられ、かつ、その中に埋め込まれる。三角形研磨小板は、名目上は、メーク層前駆体の上に所定のパターン及びＺ軸回転方向に従って加えられる。

いくつかの好ましい実施形態では、研磨要素同士間の水平方向の間隔及び／又は垂直方向の間隔は、ベルトバッキングに面している三角形研磨小板の側壁の平均長さの１～３倍、より好ましくは１．２～２倍であるが、他の間隔を使用することも可能である。

研磨要素において三角形研磨小板の各々の少なくとも９０パーセント（例えば少なくとも９５パーセント、少なくとも９９パーセント、又は更には１００パーセント）の１つの側壁は、ベルトバッキングに面して（好ましくはベルトバッキングに近接して）配置される。更に、研磨要素において、ベルトバッキングに面して配置されている側壁は、それらの位置に応じて、垂直線又は水平線から１０度以内（好ましくは５度以内、より好ましくは２度以内）で長手方向に整列されている（すなわち縦方向のＺ軸回転方向を有している）。この点に関して、バッキングに面している側壁のＺ軸回転方向は、矩形グリッドパターン（平面である）上へのそのＺ軸投影が垂直線のうちの少なくとも１つと１０度以下の角度で交差する場合（共線を含む）、垂直線から１０度以内であると見なされる。同様に、バッキングに面している側壁のＺ軸回転方向は、矩形グリッドパターン（平面である）上へのそのＺ軸投影が水平線のうちの少なくとも１つと１０度以下の角度で交差する場合（共線を含む）、水平線から１０度以内であると見なされる。三角形研磨小板は、研磨プロセスにおける研磨粒子として機能するのに十分な硬度を有している。三角形研磨小板は、少なくとも４、少なくとも５、少なくとも６、少なくとも７、更には少なくとも８のＭｏｈｓ硬度を有することが好ましい。それらはアルファアルミナを含むことが好ましい。

いくつかの実施形態では、三角形研磨小板は、薄い三角柱として成形されるが、他の実施形態では、三角形研磨小板は、切頭三角錐（好ましくは約８度のテーパー角を有する）として成形される。三角形研磨小板は、異なる側面長を有することができるが、それらの最大面上で等辺であることが好ましい。

破砕研磨粒子又は非研磨粒子は、研磨要素及び／又は研磨小板に加えて、研磨層中に、好ましくは閉鎖コート（すなわち研磨層中に保持され得る公称規定等級の研磨粒子の実質的に最大可能数）を形成するのに十分な量で含むことができる。

適切な研磨粒子の例としては、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウム、商標名３Ｍ ＣＥＲＡＭＩＣ ＡＢＲＡＳＩＶＥ ＧＲＡＩＮで、Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ州Ｓｔ．Ｐａｕｌ在所の３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから商用的に入手することができるセラミック酸化アルミニウム材料などのセラミック酸化アルミニウム材料、褐色酸化アルミニウム、青色酸化アルミニウム、炭化ケイ素（緑色炭化ケイ素を含む）、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、ガーネット、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナ・ジルコニア、酸化鉄、クロミア、ジルコニア、チタニア、酸化スズ、石英、長石、フリント、金剛砂、ゾル－ゲル誘導研磨粒子及びそれらの組合せが挙げられる。これらのうち、成形ゾル－ゲル誘導アルファアルミナ三角形研磨小板が、多くの実施形態において好ましい。ゾル－ゲル経路によって処理することができない研磨材は、一時的又は永久的なバインダーを使用して成形することができ、それにより成形された前駆体粒子が形成され、次に、焼結されて、例えば米国特許出願公開第２０１６／００６８７２９（Ａ１）号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）に記載されている三角形研磨小板が形成される。

ゾル－ゲル誘導研磨粒子及びそれらを調製するための方法の例は、米国特許第４，３１４，８２７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒら）、同第４，６２３，３６４号（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒら）、同第４，７４４，８０２号（Ｓｃｈｗａｂｅｌ）、同第４，７７０，６７１号（Ｍｏｎｒｏｅら）及び同第４，８８１，９５１号（Ｍｏｎｒｏｅら）に見出すことができる。また、研磨粒子は、例えば米国特許第４，６５２，２７５号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒら）又は同第４，７９９，９３９号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒら）に記載されている研磨集塊などの研磨集塊を含み得ることも企図されている。いくつかの実施形態では、三角形研磨小板は、バインダー（例えばメーク層及び／又はサイズ層）に対する研磨粒子の接着を強化するために、カップリング剤（例えばオルガノシラン・カップリング剤）又は他の物理的処理（例えば酸化鉄又は酸化チタン）で表面処理することができる。研磨粒子は、それらを対応するバインダー前駆体と結合する前に処理することができ、あるいは研磨粒子は、バインダーにカップリング剤を含むことによってｉｎ ｓｉｔｕで表面処理することができる。

三角形研磨小板は、例えばゾル－ゲル誘導多結晶アルファアルミナ粒子などのセラミック研磨粒子を含むことが好ましい。アルファアルミナ、マグネシウム・アルミナ・スピネル及び希土類六方晶アルミン酸塩の晶子から構成される三角形研磨小板は、例えば米国特許第５，２１３，５９１号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａら）並びに米国特許出願公開第２００９／０１６５３９４（Ａ１）号（Ｃｕｌｌｅｒら）、及び同第２００９／０１６９８１６（Ａ１）号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）に記載される方法による、ゾルゲル前駆体αアルミナ粒子を使用して、調製することができる。

アルファアルミナ系三角形研磨小板は、よく知られている多重ステッププロセスに従って製造することができる。簡潔には、方法は、アルファアルミナに変換することができる種晶添加又は種晶非添加のいずれかのゾル－ゲル・アルファアルミナ前駆体分散体を製造するステップと、所望の外部形状の三角形研磨小板を有する１つ以上のモールドキャビティにゾル－ゲルを充填するステップと、ゾル－ゲルを乾燥させて前駆体三角形研磨小板を形成するステップと、前駆体三角形研磨小板をモールドキャビティから除去するステップと、前駆体三角形研磨小板をか焼し、か焼された前駆体三角形研磨小板を形成するステップと、次に、か焼された前駆体三角形研磨小板を焼結して三角形研磨小板を形成するステップと、を含む。以下、プロセスを更に詳細に説明する。

ゾル－ゲル誘導研磨粒子を製造する方法に関する更なる詳細は、例えば米国特許第４，３１４，８２７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒ）、同第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）、同第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）、同第５，６７２，０９７号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、同第５，９４６，９９１号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、同第５，９７５，９８７号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、及び同第６，１２９，５４０号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、並びに米国公開特許出願公開第２００９／０１６５３９４（Ａ１）号（Ｃｕｌｌｅｒら）に見出すことができる。

三角形研磨小板は、単一の種類の三角形研磨小板、又は２つ以上のサイズ及び／若しくは組成の三角形研磨小板のブレンドを含むことができる。いくつかの好ましい実施形態では、三角形研磨小板は、個々の三角形研磨小板が、任意選択のか焼及び焼結に先立って、本質的に、粒子前駆体が乾燥された成形工具又は生産工具の空洞（キャビティ）の部分の形状である形状を有することになる。

本開示に使用される三角形研磨小板は、典型的には、例えば打抜き又は押抜きなどの他の製造代替よりも高い特徴画定を提供する精密機械加工を使用して切断された工具（すなわち型）を使用して製造される。典型的には、工具表面における空洞は、鋭い縁に沿って合致する平らな面を有し、切頭角錐の側面及び頂部を形成する。結果として得られる三角形研磨小板は、それぞれの公称平均形状を有し、これは工具表面における空洞の形状（例えば切頭角錐）に対応するが、公称平均形状からのバリエーション（例えば無作為のバリエーション）が製造中に生じることがあり、このようなバリエーションを示す三角形研磨小板は、本明細書において使用されている三角形研磨小板の定義内に含まれる。

いくつかの実施形態では、三角形研磨小板の基部及び頂部は実質的に平行であり、角柱状又は切頭角錐形状をもたらすが、これは必要条件ではない。いくつかの実施形態では、切頭三角錐の側面は等しい寸法を有し、基部と約８２度の二面角を形成する。しかしながら他の二面角（９０度を含む）も同じく使用され得ることは認識されるであろう。例えば基部と側面の各々との間の二面角は、独立して４５～９０度、典型的には７０～９０度、より典型的には７５～８５度の範囲であってもよい。

本明細書において、三角形研磨小板の参照で使用される場合、「長さ」という用語は、三角形研磨小板の最大寸法を意味している。「幅」は、長さに対して直角である三角形研磨小板の最大寸法を意味している。「厚さ」又は「高さ」という用語は、長さ及び幅に対して直角である三角形研磨小板の寸法を意味している。

ゾル－ゲル誘導三角形アルファアルミナ（すなわちセラミック）研磨粒子の例は、米国特許第５，２０１，９１６号（Ｂｅｒｇ）、同第５，３６６，５２３号（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔ（Ｒｅ ３５，５７０））、及び同第５，９８４，９８８号（Ｂｅｒｇ）に見出すことができる。このような研磨粒子及びそれらを調製するための方法に関する詳細は、例えば米国特許第８，１４２，５３１号（Ａｄｅｆｒｉｓら）、同第８，１４２，８９１号（Ｃｕｌｌｅｒら）及び同第８，１４２，５３２号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）、並びに米国特許出願公開第２０１２／０２２７３３３号（Ａｄｅｆｒｉｓら）、同第２０１３／００４０５３７号（Ｓｃｈｗａｂｅｌら）、及び同第２０１３／０１２５４７７号（Ａｄｅｆｒｉｓ）に見出すことができる。

三角形研磨小板は、典型的には１ミクロン～１５０００ミクロン、より典型的には１０ミクロン～約１００００ミクロン、更により典型的には１５０～２６００ミクロンの範囲の長さを有するように選択されるが、他の長さを同じく使用することができる。

三角形研磨小板は、典型的には０．１ミクロン～３５００ミクロン、より典型的には１００ミクロン～３０００ミクロン、より典型的には１００ミクロン～２６００ミクロンの範囲の幅を有するように選択されるが、他の長さを同じく使用することができる。

三角形研磨小板は典型的には、０．１ミクロン～１６００ミクロン、より典型的には１ミクロン～１２００ミクロンの範囲の厚さを有するように選択されるが、他の厚さを使用してもよい。

いくつかの実施形態では、三角形研磨小板は、少なくとも２、３、４、５、６又はそれ以上のアスペクト比（長さ対厚さ）を有することができる。

三角形研磨小板上の表面被覆を使用して、研磨物品中の三角形研磨小板とバインダーの間の接着を改善することができ、あるいは三角形研磨小板の静電堆積を促進することができる。一実施形態では、米国特許第５，３５２，２５４号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａ）に記載されている表面被覆を、三角形研磨小板の重量に対して０．１～２パーセントの表面被覆の量で使用することができる。このような表面被覆は、米国特許第５，２１３，５９１号（Ｃｅｌｉｋｋａｙａら）、同第５，０１１，５０８号（Ｗａｌｄら）、同第１，９１０，４４４号（Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ）、同第３，０４１，１５６号（Ｒｏｗｓｅら）、同第５，００９，６７５号（Ｋｕｎｚら）、同第５，０８５，６７１号（Ｍａｒｔｉｎら）、同第４，９９７，４６１号（Ｍａｒｋｈｏｆｆ－Ｍａｔｈｅｎｙら）及び同第５，０４２，９９１号（Ｋｕｎｚら）に記載されている。更に、表面被覆は三角形研磨小板のキャッピングを防止することができる。キャッピングとは、研磨されているワークピースからの金属粒子が三角形研磨小板の頂上に溶接されるようになる現象を記述する用語である。上記の機能を発揮する表面被覆は当業者に知られている。

研磨粒子は、研磨業界で認知されている規定公称等級に従って、独立してサイズ化することができる。研磨業界で認知されている例示的な等級規格としては、ＡＮＳＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ、米国国家規格協会）、ＦＥＰＡ（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐｒｏｄｕｃｅｒｓ ｏｆ Ａｂｒａｓｉｖｅｓ、欧州研磨材生産者連盟）及びＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ、日本工業規格）によって公布されているものが挙げられる。ＡＮＳＩ等級表記（すなわち規定公称等級）としては、例えばＡＮＳＩ４、ＡＮＳＩ６、ＡＮＳＩ８、ＡＮＳＩ１６、ＡＮＳＩ２４、ＡＮＳＩ３６、ＡＮＳＩ４６、ＡＮＳＩ５４、ＡＮＳＩ６０、ＡＮＳＩ７０、ＡＮＳＩ８０、ＡＮＳＩ９０、ＡＮＳＩ１００、ＡＮＳＩ１２０、ＡＮＳＩ１５０、ＡＮＳＩ１８０、ＡＮＳＩ２２０、ＡＮＳＩ２４０、ＡＮＳＩ２８０、ＡＮＳＩ３２０、ＡＮＳＩ３６０、ＡＮＳＩ４００及びＡＮＳＩ６００が挙げられる。ＦＥＰＡ等級表記としては、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ６、Ｆ７、Ｆ８、Ｆ１０、Ｆ１２、Ｆ１４、Ｆ１６、Ｆ２０、Ｆ２２、Ｆ２４、Ｆ３０、Ｆ３６、Ｆ４０、Ｆ４６、Ｆ５４、Ｆ６０、Ｆ７０、Ｆ８０、Ｆ９０、Ｆ１００、Ｆ１２０、Ｆ１５０、Ｆ１８０、Ｆ２２０、Ｆ２３０、Ｆ２４０、Ｆ２８０、Ｆ３２０、Ｆ３６０、Ｆ４００、Ｆ５００、Ｆ６００、Ｆ８００、Ｆ１０００、Ｆ１２００、Ｆ１５００及びＦ２０００が挙げられる。ＪＩＳ等級指定としては、ＪＩＳ８、ＪＩＳ１２、ＪＩＳ１６、ＪＩＳ２４、ＪＩＳ３６、ＪＩＳ４６、ＪＩＳ５４、ＪＩＳ６０、ＪＩＳ８０、ＪＩＳ１００、ＪＩＳ１５０、ＪＩＳ１８０、ＪＩＳ２２０、ＪＩＳ２４０、ＪＩＳ２８０、ＪＩＳ３２０、ＪＩＳ３６０、ＪＩＳ４００、ＪＩＳ６００、ＪＩＳ８００、ＪＩＳ１０００、ＪＩＳ１５００、ＪＩＳ２５００、ＪＩＳ４０００、ＪＩＳ６０００、ＪＩＳ８０００及びＪＩＳ１００００が挙げられる。本開示の一実施形態によれば、研磨粒子の平均直径は、ＦＥＰＡ等級Ｆ６０～Ｆ２４による２６０～１４００ミクロンの範囲内であってよい。

別法としては、ＡＳＴＭ Ｅ－１１「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｗｉｒｅ Ｃｌｏｔｈ ａｎｄ Ｓｉｅｖｅｓ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｐｕｒｐｏｓｅｓ」に準拠したＵ．Ｓ．Ａ．Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｓｉｅｖｅｓを使用した公称審査済み等級に研磨粒子を格付けすることができる。ＡＳＴＭ Ｅ－１１は、指定された粒径に従って材料を分級するための、フレーム中に取り付けられた織金網の媒体を使用した試験ふるいの設計及び構造に対する要求事項を規定している。典型的な指定は、－１８＋２０のように表すことができ、これは、研磨粒子が１８番ふるいに対するＡＳＴＭ Ｅ－１１仕様を満たす試験ふるいを通過し、かつ、２０番ふるいに対するＡＳＴＭ Ｅ－１１仕様を満たす試験ふるい上で保持されることを意味する。一実施形態では、研磨粒子は、ほとんどの粒子が１８メッシュ試験ふるいを通過し、かつ、２０、２５、３０、３５、４０、４５又は５０メッシュ試験ふるい上で保持され得るような粒径を有している。様々な実施形態では、研磨粒子は、－１８＋２０、－２０＋２５、－２５＋３０、－３０＋３５、－３５＋４０、－４０＋４５、－４５＋５０、－５０＋６０、－６０＋７０、－７０＋８０、－８０＋１００、－１００＋１２０、－１２０＋１４０、－１４０＋１７０、－１７０＋２００、－２００＋２３０、－２３０＋２７０、－２７０＋３２５、－３２５＋４００、－４００＋４５０、－４５０＋５００又は－５００＋６３５の公称審査済み等級を有することができる。別法としては、－９０＋１００などの特注メッシュ・サイズを使用することができる。

もう一度図１Ａを参照すると、矩形グリッドパターン１９６は、垂直線１９４（垂直方向に延びている）及び水平線１９２（水平方向に延びている）によって形成されており、水平線は垂直線に対して直角に画定されている。垂直線及び／又は水平線の間隔は、規則的又は不規則的であってもよい。間隔は、垂直方向及び水平方向の両方において規則的であることが好ましい。水平方向の間隔及び垂直方向の間隔は同じであることが好ましいが、水平方向の間隔及び垂直方向の間隔は異なっていてもよい。例えばいくつかの好ましい実施形態では、三角形研磨小板同士の間の規則的な垂直方向の間隔（すなわち垂直方向のピッチ）及び水平方向の間隔（すなわち水平方向のピッチ）は、小板長さの１～３倍にすることができる。当然、これらの間隔は、三角形研磨小板のサイズ及び厚さに応じて変化し得る。

いくつかの好ましい実施形態では、水平方向のピッチは、三角形研磨粒子の厚さの３～６倍、より好ましくは３～５倍、より一層好ましくは４～５倍である。同様に、いくつかの好ましい実施形態では、垂直方向のピッチは、三角形研磨粒子の長さの１～３倍、より好ましくは１．２～２倍、より一層好ましくは１．２～１．５倍である。

本開示による被覆研磨ベルトは、三角形研磨小板が正確に置かれ、かつ、配置方向が定められる方法によって製造することができる。方法は、通常、生産工具中の空洞を１つ以上の三角形研磨小板（典型的には１つ又は２つ）でそれぞれ充填するステップと、充填された生産工具と、三角形研磨小板をメーク層前駆体に移すためのメーク層前駆体被覆バッキングとを整列させるステップと、研磨粒子を空洞からメーク層前駆体被覆バッキング上に移すステップと、整列した位置から生産工具を除去するステップとを含む。次に、メーク層前駆体が少なくとも部分的に硬化され（典型的には三角形研磨小板がバッキングに堅固に接着される十分な程度まで）、次に、サイズ層前駆体がメーク層前駆体及び研磨粒子の上に加えられ、かつ、少なくとも部分的に硬化され、それにより被覆研磨ベルトを提供する。バッチ式であっても連続的であってもよいプロセスは、手で実践することも、あるいは例えばロボット機器を使用して自動化することもできる。すべてのステップを実施する必要はなく、あるいはそれらを順次実施する必要もないが、これらのステップは、リストに挙げられている順序で実施することができ、あるいはそれらの間で追加ステップを実施してもよい。

三角形研磨小板は、最初に、相補的な矩形グリッドパターンを有するように配列された生産工具の分配表面の適切に成形された空洞中にそれらを置くことによって形成される所望のＺ軸回転方向で置くことができる。

図１Ａ～図１Ｃに示されている、熱可塑性シートを鋳造することによって形成される被覆研磨ベルト１００を製造するための例示的な生産工具４００は、図４及び図４Ａ～図４Ｃに示されている。次に図４及び図４Ａ～図４Ｃを参照すると、生産工具４００は、三角形研磨小板を受け取るようにサイズ化され、かつ、成形された空洞４２０の矩形グリッドパターン４３０を備えた分配表面４１０を有している。空洞４２０はＺ軸回転で整列されており、したがって三角形研磨小板が充填されると、それらが引き続いて移される際に、それらは、結果として得られる、図１に示されている被覆研磨ベルト中に所望の対応するパターン及びＺ軸回転方向を形成する。

ほとんど、又はすべての空洞が所望の数の三角形研磨小板で充填されると、分配表面は、ベルトバッキング上のメーク層前駆体層に極めて近接するか、あるいは接触し、それにより名目上は水平方向の配置方向を維持しながら、三角形研磨小板を生産工具からメーク層前駆体に埋め込んで移す。当然、何らかの意図しない配置方向損失が生じ得るが、通常、配置方向損失は、±１０度以下の許容範囲内で管理可能であるべきである。

いくつかの実施形態では、生産工具中の空洞の深さは、三角形研磨小板が空洞内に完全に篏合するように選択される。いくつかの好ましい実施形態では、三角形研磨小板は、空洞の開口をわずかに越えて延びる。この方法によれば、直接接触によってそれらをメーク層前駆体へ移すことができ、樹脂が生産工具へ移る機会が少なくなる。いくつかの好ましい実施形態では、三角形研磨小板が完全に空洞中に挿入されると、個々の三角形研磨小板の質量中心は、生産工具のそれぞれの空洞内に存在する。空洞の深さが浅くなりすぎると、三角形研磨小板の質量中心が空洞の外側に位置し、三角形研磨小板は空洞内に容易に保持されず、生産工具が装置内で使用されると、三角形研磨小板が飛び退くことになり得る。

生産工具中の空洞を充填するために、空洞の数より多い三角形研磨小板が提供されるよう、過剰な三角形研磨小板が生産工具の分配表面に加えられることが好ましい。生産工具の単位長さ当たりに存在する三角形研磨小板の数が、存在している空洞の数よりも多いことを意味する過剰な三角形研磨小板は、三角形研磨小板が分配表面上に蓄積し、かつ、重力又は他の機械的に加えられる力のいずれかによって動き回り、それによりそれらが空洞中に平行移動する際に、生産工具内のほとんど又はすべての空洞が最終的に三角形研磨小板で充填されることの保証を促進する。研磨粒子の軸受面積及び間隔は、生産工具において、特定の研削アプリケーションに合わせて設計されることがしばしばであるため、通常、充填されない空洞の数における過剰な可変性を有さないことが望ましい。

分配表面内の空洞の大部分は、空洞及び小板の側面が少なくともほぼ平行になるよう、個々の空洞中に配置された三角形研磨小板で充填されることが好ましい。これは、三角形研磨小板（又はその複数）よりもわずかに大きい空洞を成形することによって達成することができる。充填及び放出を容易にするために、空洞は、深さが深くなるにつれて内側に向かって傾斜する側壁を有し、及び／又は空洞の底に真空開口を有することが望ましい場合があり、真空開口は真空源につながる。三角形研磨小板は、それらが立ち上がっているか、あるいはそれらが直立した状態で加えられるように、メーク層前駆体被覆バッキング上へ移すことが望ましい。したがって空洞の形状は、三角形研磨小板を直立した状態で保持するように設計される。

様々な実施形態では、分配表面の空洞の少なくとも６０、７０、８０、９０、又は９５パーセントは三角形研磨小板を含む。いくつかの実施形態では、重力を使用して空洞を充填することができる。他の実施形態では、生産工具を逆さまにし、真空を印加して三角形研磨小板を空洞中に保持することができる。三角形研磨小板は、例えば噴霧、流動床（空気又は振動）又は静電被覆によって加えることができる。保持されない研磨粒子は、すべて落下することになるため、過剰な三角形研磨小板は、重力によって除去されることになる。次に、真空を除去することにより、三角形研磨小板をメーク層前駆体被覆ベルトバッキングへ移すことができる。

上で言及したように、個々の空洞が充填された後に、三角形研磨小板の一部が分配表面に残ることになるよう、空洞の数よりも過剰な三角形研磨小板を供給することができる。これらの過剰な三角形研磨小板は、多くの場合、分配表面から吹き飛ばし、ぬぐい取り、あるいは他の方法で除去することができる。例えば真空又は他の力を加えて、三角形研磨小板を空洞中に保持し、かつ、分配表面を逆さまにして過剰な三角形研磨小板の残りの部分を分配表面から除去することができる。

生産工具の分配表面の実質的にすべての空洞が三角形研磨小板で充填された後、生産工具の分配表面がメーク層前駆体に近づけられる。

好ましい実施形態では、生産工具は、例えば金属マスター・ツールからのポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル又はポリカーボネートなどの熱可塑性重合体から形成される。生産工具及びそれらの製造に使用されるマスター・ツーリングを製造する方法は、例えば米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）、同第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）、同第５，６７２，０９７号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、同第５，９４６，９９１号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、同第５，９７５，９８７号（Ｈｏｏｐｍａｎら）及び同第６，１２９，５４０号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、並びに米国特許出願公開第２０１３／０３４４７８６（Ａ１）号（Ｋｅｉｐｅｒｔ）及び同第２０１６／０３１１０８４（Ａ１）号（Ｃｕｌｌｅｒら）に見出すことができる。

いくつかの好ましい実施形態では、生産工具は、３Ｄ印刷技法を使用して製造される。

三角形研磨小板がメーク層前駆体中に埋め込まれると、メーク層前駆体は、サイズ層前駆体を加えている間、鉱物の配置方向を維持するために少なくとも部分的に硬化される。典型的には、これは、メーク層前駆体をＢ段階化することを含むが、必要に応じてより高度な硬化を使用することも可能である。Ｂ段階化は、例えば選択されたメーク層前駆体の性質に応じて、熱及び／又は光を使用して達成することができ、及び／又は硬化剤を使用して達成することができる。

次に、サイズ層前駆体が少なくとも部分的に硬化させたメーク層前駆体及び三角形研磨小板の上に加えられる。サイズ層は、硬化性サイズ層前駆体をバッキングの主表面に被覆することによって形成することができる。サイズ層前駆体は、例えば接着剤、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、尿素－ホルムアルデヒド樹脂、メラミン－ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂、遊離基重合性多官能性（メタ）アクリレート（例えばペンダントα、β－不飽和基、アクリル化ウレタン、アクリル化エポキシ、アクリル化イソシアヌレートを有するアミノプラスト樹脂）、エポキシ樹脂（ビス－マレイミド及びフルオレン変性エポキシ樹脂を含む）、イソシアヌレート樹脂及びそれらの混合物を含むことができる。フェノール樹脂を使用してメーク層が形成される場合、同様にフェノール樹脂を使用してサイズ層が形成されることが好ましい。サイズ層前駆体は、ロール被覆、押出しダイ被覆、カーテン被覆、ナイフ被覆、グラビア被覆、噴霧被覆、等々を含む、サイズ層をバッキングに加えるための任意の知られている被覆方法によって加えることができる。必要に応じて、本開示によるプレサイズ層前駆体又はメーク層前駆体をサイズ層前駆体として使用することも同じく可能である。

また、意図される使用、研磨粒子のタイプ、及び調製される被覆研磨ベルトの性質に応じて、サイズ層の坪量も必然的に異なることになるが、通常、１又は５ｇｓｍ～３００、４００、更には５００ｇｓｍ以上の範囲である。サイズ層前駆体は、例えばロール被覆、押出しダイ被覆、カーテン被覆及び噴霧被覆を含む、サイズ層前駆体（例えばサイズコート）をバッキングに適用するための任意の知られている被覆方法によって加えることができる。

次に、サイズ層前駆体及び典型的には部分的に硬化されたメーク層前駆体は、十分に硬化され、使用可能な被覆研磨ベルトが提供される。一般に、この硬化工程は熱エネルギーを伴うが、例えば放射線硬化などの他の形態のエネルギーも使用され得る。熱エネルギーの有用な形態としては、例えば熱及び赤外線放射が挙げられる。熱エネルギーの例示的な供給源としては、オーブン（例えばフェストーン・オーブン）、加熱ロール、熱風ブロワー、赤外線ランプ及びそれらの組合せが挙げられる。

他の成分に加えて、存在している場合、本開示による被覆研磨ベルトのメーク層前駆体及び／又はプレサイズ層前駆体中のバインダー前駆体は、任意選択で、触媒（例えば熱活性化触媒又は光触媒）、遊離基開始剤（例えば熱開始剤又は光開始剤）、硬化を容易にするための硬化剤を含有することができる。このような触媒（例えば熱活性化触媒又は光触媒）、遊離基開始剤（例えば熱開始剤又は光開始剤）及び／又は硬化剤は、例えば本明細書に記載されるものを含む、被覆研磨ベルトに使用するために知られている任意のタイプのものであってもよい。

他の成分に加えて、メーク層前駆体及びサイズ層前駆体は、例えば性能及び／又は外観を修正するための任意選択の添加剤を更に含むことができる。例示的な添加剤としては、粉砕助剤、充填剤、可塑剤、湿潤剤、界面活性剤、顔料、カップリング剤、繊維、潤滑剤、チキソトロープ材料、帯電防止剤、懸濁化剤及び／又は染料が挙げられる。

有機又は無機であってもよい例示的な粉砕助剤としては、ワックス、テトラクロロナフタレン、ペンタクロロナフタレン及びポリ塩化ビニルのような塩素化ワックスなどのハロゲン化有機化合物、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶石、アンモニア氷晶石、テトラフルオロホウ酸塩カリウム、テトラフルオロホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、塩化マグネシウムなどのハロゲン化物塩、並びにスズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄、及びチタンなどの金属及びそれらの合金が挙げられる。他の粉砕助剤の例としては、イオウ、有機イオウ化合物、黒鉛及び金属硫化物が挙げられる。異なる粉砕助剤の組合せを使用することができる。

例示的な帯電防止剤としては、バインダー中の五酸化バナジウム（例えばスルホン化ポリエステル中に分散された）、湿潤剤、カーボン・ブラック及び／又は黒鉛などの導電性材料が挙げられる。

本開示のための有用な充填剤の例としては、石英、ガラス・ビーズ、ガラス・バブル及びガラス繊維などのシリカ、タルク、粘土、（モンモリロナイト）長石、雲母、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウム・ナトリウム、硫酸アルミニウムなどの金属硫酸塩、石膏、バーミキュライト、木粉、アルミニウム三水和物、カーボン・ブラック、酸化アルミニウム、二酸化チタン、氷晶石、白雪石、及び亜硫酸カルシウムなどの金属亜硫酸塩が挙げられる。

任意選択で、スーパーサイズ層は、サイズ層の少なくとも一部分に加えることができる。存在する場合、スーパーサイズは、通常、粉砕助剤及び／又はアンチローディング材料を含む。任意選択的なスーパーサイズ層は、被覆研磨ベルトの切断能力を劇的に低下させることがある研磨粒子間の切屑（ワークピースから研磨された材料）の蓄積を、防止又は低減する役割を果たすことができる。有用なスーパーサイズ層は、典型的には、粉砕助剤（例えば、テトラフルオロホウ酸カリウム）、脂肪酸の金属塩（例えば、ステアリン酸亜鉛又はステアリン酸カルシウム）、リン酸エステルの塩（例えば、ベヘニルリン酸カリウム）、リン酸エステル、尿素－ホルムアルデヒド樹脂、鉱油、架橋シラン、架橋ケイ素、及び／又はフルオロケミカル品を含む。有用なスーパーサイズ材料は、例えば米国特許第５，５５６，４３７号（Ｌｅｅら）に更に記載されている。通常、被覆研磨製品に組み込まれる粉砕助剤の量は、約５０～約４００ｇｓｍ、より典型的には約８０～約３００ｇｓｍである。スーパーサイズは、例えばサイズ層又はメーク層を調製するために使用されるバインダーなどのバインダーを含有することができるが、任意のバインダーを有する必要はない。

バッキングに固着された研磨層を備える被覆研磨ベルトであって、研磨層が研磨粒子並びにメーク層、サイズ層及び任意選択のスーパーサイズ層を備える、被覆研磨ベルトに関する更なる詳細はよく知られており、例えば米国特許第４，７３４，１０４号（Ｂｒｏｂｅｒｇ）、同第４，７３７，１６３号（Ｌａｒｋｅｙ）、同第５，２０３，８８４号（Ｂｕｃｈａｎａｎら）、同第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）、同第５，３７８，２５１号（Ｃｕｌｌｅｒら）、同第５，４１７，７２６号（Ｓｔｏｕｔら）、同第５，４３６，０６３号（Ｆｏｌｌｅｔｔら）、同第５，４９６，３８６号（Ｂｒｏｂｅｒｇら）、同第５，６０９，７０６号（Ｂｅｎｅｄｉｃｔら）、同第５，５２０，７１１号（Ｈｅｌｍｉｎ）、同第５，９５４，８４４号（Ｌａｗら）、同第５，９６１，６７４号（Ｇａｇｌｉａｒｄｉら）、同第４，７５１，１３８号（Ｂａｎｇｅら）、同第５，７６６，２７７号（ＤｅＶｏｅら）、同第６，０７７，６０１号（ＤｅＶｏｅら）、同第６，２２８，１３３号（Ｔｈｕｒｂｅｒら）及び同第５，９７５，９８８号（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ）に見出すことができる。

本開示による被覆研磨ベルトは、ワークピースを研磨するのに有用である。好ましいワークピースとしては、金属（例えば、アルミニウム、軟鋼）及び木材が挙げられる。

本開示の選択実施形態
第１の実施形態では、本開示は、
エンドレスベルトバッキングと、
ベルトバッキングの上に配置された研磨層と、を備えた研磨ベルトであって、研磨層の少なくとも一部は、少なくとも１つのバインダー材料によってベルトバッキングの主表面に固着された研磨要素を含み、研磨要素が、矩形グリッドパターンの水平線と垂直線との連続する交点に配置され、交点の少なくとも７０パーセントが、そこに配置された研磨要素のうちの１つを有し、
研磨要素の各々が、少なくとも２つ（例えば、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ）の三角形研磨小板を有し、三角形研磨小板の各々が、互いに接続されると共に３つの側壁によって分離されたそれぞれの頂部表面及び底部表面を有し、それぞれに基づいて、三角形研磨小板の少なくとも９０パーセントの１つの側壁が、ベルトバッキングに面すると共にベルトバッキングに近接して配置され、
研磨要素の第１の部分が、交互の第１の列に配列され、第１の列の三角形研磨小板が、垂直線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、研磨要素の第２の部分が、交互の第２の列に配列され、第２の列の三角形研磨小板が、水平線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、
第１の列及び第２の列が、垂直線に沿って反復的に交互になっている、研磨ベルトを提供する。

第２の実施形態では、本開示は、被覆研磨ベルトが長手方向軸を有し、ｘ軸線がベルトの長手方向軸に対してある角度で配置され、角度が４０～５０度である、第１の実施形態に記載の被覆研磨ベルトを提供する。

第３の実施形態では、本開示は、交点の少なくとも９０パーセントが、そこに配置された研磨要素のうちの１つを有する、第１又は第２の実施形態に記載の被覆研磨ベルトを提供する。

第４の実施形態では、本開示は、第１の列の三角形研磨小板が、垂直線から５度以内で長手方向に整列して配置され、第２の列の三角形研磨小板が、水平線から５度以内で長手方向に整列して配置される、第１の実施形態～第３の実施形態のいずれか１つに記載の被覆研磨ベルトを提供する。

第５の実施形態では、本開示は、研磨層が、破砕研磨粒子又は非研磨粒子を更に含む、第１の実施形態～第４の実施形態のいずれか１つに記載の被覆研磨ベルトを提供する。

第６の実施形態では、本開示は、研磨層が、メーク層と、メーク層及び研磨要素の上に配置されたサイズ層と、を備える、第１の実施形態～第５の実施形態のいずれか１つに記載の被覆研磨ベルトを提供する。

第７の実施形態では、本開示は、三角形研磨小板がアルファアルミナを含む、第１の実施形態～第６の実施形態のいずれか１つに記載の被覆研磨ベルトを提供する。

第８の実施形態では、本開示は、研磨要素のそれぞれが、正確に２つの三角形研磨小板を有する、第１の実施形態～第７の実施形態のいずれか１つに記載の被覆研磨ベルトを提供する。

第９の実施形態では、本開示は、ワークピースを研磨する方法を提供し、方法は、第１の実施形態～第８の実施形態のいずれか１つに記載の被覆研磨ベルトの研磨層の一部をワークピースと摩擦接触させることと、ワークピース及び研磨物品のうちの少なくとも１つを他方に対して移動させてワークピースを研磨することと、を含む。

第１０の実施形態では、本開示は、被覆研磨ベルトを製造する方法を提供し、方法は、
硬化性メーク層前駆体をベルトバッキングの主表面に配置することと、
研磨要素を硬化性メーク層前駆体の中に埋め込むことであって、
研磨要素の少なくとも一部が、水平及び垂直の矩形グリッドパターンの連続する交点に隣接して配置され、交点の少なくとも７０パーセントが、そこに配置された研磨要素のうちの１つを有し、
研磨要素の各々が少なくとも２つの三角形研磨小板を有し、三角形研磨小板の各々が、互いに接続されると共に３つの側壁によって分離されたそれぞれの頂部表面及び底部表面を有し、それぞれに基づいて、三角形研磨小板の少なくとも９０パーセントの１つの側壁が、ベルトバッキングに面すると共にベルトバッキングに近接して配置され、
研磨要素の第１の部分が、交互の第１の列に配列され、第１の列の三角形研磨小板が、垂直線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、研磨要素の第２の部分が、交互の第２の列に配列され、第２の列の三角形研磨小板が、水平線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、
第１の列及び第２の列が、垂直線に沿って反復的に交互になっている、埋め込みことと、
硬化性メーク層前駆体を少なくとも部分的に硬化させてメーク層を提供することと、
硬化性サイズ層前駆体を、少なくとも部分的に硬化させたメーク層前駆体及び三角形研磨小板の上に配置することと、
硬化性サイズ層前駆体を少なくとも部分的に硬化させてサイズ層を提供することと、を含む。

第１１の実施形態では、本開示は、交点の少なくとも９０パーセントが、そこに配置された研磨要素のうちの１つを有する、第１０の実施形態に記載の方法を提供する。

第１２の実施形態では、本開示は、被覆研磨ベルトが長手方向軸を有し、ｘ軸線がベルトの長手方向軸に対してある角度で配置され、角度が４０～５０度である、第１０又は第１１の実施形態に記載の方法を提供する。

第１３の実施形態では、本開示は、研磨要素の第１の部分が第１の列に配列され、三角形研磨小板が、水平線から５度以内で長手方向に整列して配置され、研磨要素の第２の部分が第２の列に配列され、三角形研磨小板が、垂直線から５度以内で長手方向に整列して配置される、第１０の実施形態～第１２の実施形態のいずれか１つに記載の方法を提供する。

第１４の実施形態では、本開示は、研磨層が、破砕研磨粒子又は非研磨粒子を更に含む、第１０の実施形態～第１３の実施形態のいずれか１つに記載の方法を提供する。

第１５の実施形態では、本開示は、三角形研磨小板がアルファアルミナを含む、第１０の実施形態～第１４の実施形態のいずれか１つに記載の方法を提供する。

本開示の目的及び利点は以下の非限定的な実施例によって更に例証されるが、これらの実施例に引用される具体的な材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を過度に制限しないものと解釈されるべきである。

特に記載のない限り、実施例及び本明細書のその他の箇所におけるすべての部、百分率、比などは、重量によるものである。

実施例で用いられる材料を以下の表１に報告する。

実施例１
メーク樹脂組成物を、４７０グラム（ｇ）のＰＦ１、４１０ｇのＦＩＬ１、及び２２ｇの水で３リットルのプラスチック容器を充填し、続いて機械的混合することによって調製した。次に、調製したメーク樹脂を、Ｐａｕｌ Ｎ．Ｇａｒｄｎｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｐｏｍｐａｎｏ Ｂｅａｃｈ，Ｆｌｏｒｉｄａ州）から入手した１０センチメートル（ｃｍ）幅の被覆ナイフを使用して、７５マイクロメートルの湿潤厚さでＢＡＣＫ上に被覆した後、被覆の最上層を、１４８グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の最終被覆重量まで穏やかに擦り取ることによって、こてを使用して被覆を平滑化した。

次いで、ＭＩＮをＴＯＯＬ１に充填し、一般にＰＣＴ特許公開番号ＷＯ２０１５／１０００１８（Ａ１）号（Ｃｕｌｌｅｒら）に従って樹脂被覆バッキングに移した。

次いで、ベルト試料を、強制空気オーブン中で、９０℃及び６０分で１０３℃で９０分間硬化させた。次いで、ベルトサンプルをサイズコート組成物で被覆し、続いてスーパーサイズコート組成物で被覆した。サイズコート組成物を、３Ｌのプラスチック容器に、４３１．５ｇのＰＦ１、２２７．５ｇのＦＩＬ１、２２７．５ｇのＦＩＬ２及び１７ｇのＲＩＯを入れ、機械的に混合した後、総重量１ｋｇになるまで水で希釈することによって調製した。次いで、調製したサイズコート組成物を、７５ｃｍのペイントローラーを用いて、４８２ｇの被覆率（ｇ／ｍ^２）でベルトサンプル上に被覆し、得られた生成物を９０℃で６０分間及び１０２℃で８時間更に硬化させた。スーパーサイズコート組成物を、米国特許第５，４４１，５４９号（Ｈｅｌｍｉｎ）の第２１欄、第１０行目から始まる実施例２６に開示される説明に従って調製した。次いで、調製されたスーパーサイズコート組成物を、７５ｃｍの塗料ローラーを使用して、１平方メートル当たり４２４グラムの被覆率でベルトサンプル上に被覆した。試料を９０℃で３０分間、１０２℃で８時間、１０９℃で６０分間硬化させた。硬化後、被覆研磨剤のストリップを従来の接着スプライシング操作を用いてベルトに変換した。

実施例２
実施例１に概ね記載されている手順を繰り返した。ただし、ＴＯＯＬ１の代わりにＴＯＯＬ２を使用した点が異なる。

実施例３
実施例１に概ね記載されている手順を繰り返した。ただし、ＴＯＯＬ１の代わりにＴＯＯＬ３を使用した点が異なる。

比較例Ａ
比較例Ａは、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）からＣＵＢＩＴＲＯＮ ＩＩコートベルト９８４Ｆグレード３６＋として入手した。

比較例Ｂ
比較例Ａは、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）からＣＵＢＩＴＲＯＮ ＩＩコートベルト７８４Ｆグレード３６＋として入手した。

研削性能試験
研削性能試験は、実施例１～３、並びに比較例Ａ及びＢから得られた被覆研磨材サンプルから変換された１０．１６センチメートル（ｃｍ）×９１．４４ｃｍのベルト上で実施した。ワークピースは、研磨される表面が１．９ｃｍ×１．９ｃｍと測定された３０４ステンレス鋼バーであった。直径２０．３ｃｍの鋸歯状接触ホイールと７０デュロメータゴム、１：１ランド対溝比、を使用した。ベルトを２７５０ｒｐｍで走行させた。ワークピースを４．５４ｋｇ～６．８ｋｇの法線力でベルトの中心部に適用した。研磨研削サイクルが完了した５秒後、ワークピースの端部の温度を測定し、Ｏｍｅｇａ ＯＳ５５２－ＭＡ－６赤外線（ＩＲ）温度計により記録した。ワークピースを温度計センサから１５．２ｃｍ（６インチ）離して保持した。ワークピースの重量損失を、１５秒の研削後に測定した。次いで、ワークピースを冷却し、再度試験した。試験は、３０回のサイクル後に完了した。結果を表２及び３（下記）に報告する。

上記の特許出願において引用されたすべての参考文献、特許文献又は特許出願は、一貫した形でその全文が参照により本明細書に組み込まれる。組み込まれた参照文献の一部と本出願との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の記載における情報が優先するものとする。前述の記載は、当業者が、特許請求の範囲に記載の開示を実践することを可能にするためのものであり、本開示の範囲を限定するものと解釈すべきではなく、本開示の範囲は特許請求の範囲及びそのすべての等価物によって定義される。

Claims (15)

1. エンドレスベルトバッキングと、
   前記ベルトバッキングの上に配置された研磨層と、を備えた研磨ベルトであって、
   前記研磨層の少なくとも一部は、少なくとも１つのバインダー材料によって前記ベルトバッキングの主表面に固着された研磨要素を含み、前記研磨要素は、矩形グリッドパターンの水平線と垂直線との連続する交点に配置され、前記交点の少なくとも７０パーセントが、そこに配置された前記研磨要素のうちの１つを有し、
   前記研磨要素の各々が、少なくとも２つの三角形研磨小板を有し、前記三角形研磨小板の各々が、互いに接続されると共に３つの側壁によって分離されたそれぞれの頂部表面及び底部表面を有し、それぞれに基づいて、前記三角形研磨小板の少なくとも９０パーセントの１つの側壁が、前記ベルトバッキングに面すると共に前記ベルトバッキングに近接して配置され、
   前記研磨要素の第１の部分が、交互の第１の列に配列され、前記第１の列の前記三角形研磨小板が、前記垂直線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、前記研磨要素の第２の部分が、交互の第２の列に配列され、前記第２の列の前記三角形研磨小板が、前記水平線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、
   前記第１の列及び前記第２の列が、前記垂直線に沿って反復的に交互になっている、研磨ベルト。
2. 前記被覆研磨ベルトが長手方向軸を有し、ｘ軸線が前記ベルトの前記長手方向軸に対してある角度で配置され、前記角度が４０～５０度である、請求項１に記載の被覆研磨ベルト。
3. 前記交点の少なくとも９０パーセントが、そこに配置された前記研磨要素のうちの１つを有する、請求項１に記載の被覆研磨ベルト。
4. 前記第１の列の前記三角形研磨小板が、前記垂直線から５度以内で長手方向に整列して配置され、前記第２の列の前記三角形研磨小板が、前記水平線から５度以内で長手方向に整列して配置される、請求項１に記載の被覆研磨ベルト。
5. 前記研磨層が、破砕研磨粒子又は非研磨粒子を更に含む、請求項１に記載の被覆研磨ベルト。
6. 前記研磨層が、メーク層と、前記メーク層及び前記研磨要素の上に配置されたサイズ層と、を備える、請求項１に記載の被覆研磨ベルト。
7. 前記三角形研磨小板がアルファアルミナを含む、請求項１に記載の被覆研磨ベルト。
8. 前記研磨要素のそれぞれが、正確に２つの三角形研磨小板を有する、請求項１に記載の被覆研磨ベルト。
9. ワークピースを研磨する方法であって、請求項１に記載の被覆研磨ベルトの前記研磨層の一部を前記ワークピースと摩擦接触させることと、前記ワークピースを研磨するために、前記ワークピース及び前記研磨物品のうちの少なくとも一方を他方に対して移動させることと、を含む方法。
10. 被覆研磨ベルトを製造する方法であって、
    硬化性メーク層前駆体をベルトバッキングの主表面に配置することと、
    研磨要素を前記硬化性メーク層前駆体の中に埋め込むことであって、
    前記研磨要素の少なくとも一部が、水平及び垂直の矩形グリッドパターンの連続する交点に隣接して配置され、前記交点の少なくとも７０パーセントが、そこに配置された前記研磨要素のうちの１つを有し、
    前記研磨要素の各々が少なくとも２つの三角形研磨小板を有し、前記三角形研磨小板の各々が、互いに接続されると共に３つの側壁によって分離されたそれぞれの頂部表面及び底部表面を有し、それぞれに基づいて、前記三角形研磨小板の少なくとも９０パーセントの１つの側壁が、前記ベルトバッキングに面すると共に前記ベルトバッキングに近接して配置され、
    前記研磨要素の第１の部分が、交互の第１の列に配列され、前記第１の列の前記三角形研磨小板が、前記垂直線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、前記研磨要素の第２の部分が、交互の第２の列に配列され、前記第２の列の前記三角形研磨小板が、前記水平線から１０度以内で長手方向に整列して配置され、
    前記第１の列及び前記第２の列が、前記垂直線に沿って反復的に交互になっている、埋め込むことと、
    前記硬化性メーク層前駆体を少なくとも部分的に硬化させてメーク層を提供することと、
    硬化性サイズ層前駆体を、前記少なくとも部分的に硬化させたメーク層前駆体及び三角形研磨小板の上に配置することと、
    前記硬化性サイズ層前駆体を少なくとも部分的に硬化させてサイズ層を提供することと、を含む、方法。
11. 前記交点の少なくとも９０パーセントが、そこに配置された前記研磨要素のうちの１つを有する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記被覆研磨ベルトが長手方向軸を有し、ｘ軸線が前記ベルトの前記長手方向軸に対してある角度で配置され、前記角度が４０～５０度である、請求項１０に記載の方法。
13. 前記研磨要素の前記第１の部分が第１の列に配列され、前記三角形研磨小板が、前記水平線から５度以内で長手方向に整列して配置され、前記研磨要素の第２の部分が第２の列に配列され、前記三角形研磨小板が、前記垂直線から５度以内で長手方向に整列して配置される、請求項１０に記載の方法。
14. 前記研磨層が、破砕研磨粒子又は非研磨粒子を更に含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記三角形研磨小板がアルファアルミナを含む、請求項１０に記載の方法。

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