CN101484274A

CN101484274A - 带状金属基材的表面研磨系统和研磨方法

Info

Publication number: CN101484274A
Application number: CNA2007800255441A
Authority: CN
Inventors: 渡边武洋; 堀本真树; 永峯拓也; 堀江祐二
Original assignee: Nihon Micro Coating Co Ltd
Current assignee: Nihon Micro Coating Co Ltd
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2009-07-15
Also published as: WO2008004601A1; EP2042264A1; US7776793B2; KR101442262B1; JP2008012620A; KR20090029177A; JP5095141B2; US20090163122A1

Abstract

本发明提供一种用来以高速且效率良好地均匀研磨几百米单位的带状金属基材的表面的研磨系统和研磨方法。用来连续研磨带状金属基材的被研磨面的研磨系统包括：用于使带状金属基材连续行进的装置；用于对带状金属基材施加既定的张力的装置；用于随机地对带状金属基材的被研磨面进行初始研磨的第1研磨装置；和用于沿着行进方向对带状金属基材的被研磨面进行精研磨的第2研磨装置，通过精研磨在被研磨面上形成沿着行进方向的研磨痕。

Description

带状金属基材的表面研磨系统和研磨方法

技术领域

本发明涉及一种将带状金属基材研磨至既定的表面粗糙度的装置和方法。特别涉及一种成为用于形成表示超传导、强电介质、强磁性特性的功能薄膜的基材的带状金属的表面研磨系统和研磨方法。

背景技术

在带状金属基材的上形成功能薄膜并使用的产品中，基板材料的表面处理是重要的课题。

一般来说，带状金属基材通过冷轧或热轧加工为带状。但是，该加工处理由于轧制所形成的刮痕或结晶缺陷的存在，所以如果不将它们除去，就不能获得目的的功能薄膜性能。

因此实施通过研磨表面来除去刮痕或结晶缺陷、同时使表面平坦且平滑的方法。

例如，将行进的不锈钢制的金属带压靠在旋转驱动的环形研磨带上同时进行研磨的装置和方法在此处作为参考文献编入的日本特开平8-294853和日本特开2001-269851中公开。

专利文献1：日本特开平8-294853号公报

专利文献2：日本特开2001-269851号公报

但是，都是以精密级的表面粗糙度的精加工，不能获得为了在其上形成功能薄膜而充分研磨的表面。

根据所形成的功能薄膜，带状金属基材表面的结晶性和结晶的取向性会影响功能薄膜的性能。

另一方面，在多结晶体的基材上形成各种取向膜的技术得到利用。例如，在光学薄膜、光磁盘、配线基板、高频率导波路或高频率滤波器、或空腔谐振器等领域中，在基板上形成膜质稳定的具有良好的取向性的多结晶薄膜成为课题。即，如果多结晶薄膜的结晶性良好，则其上方形成的光学薄膜、磁性薄膜、配线用薄膜等的膜质提高，所以如果能够直接在基板上形成结晶取向性良好的光学薄膜、磁性薄膜、配线用薄膜等，则更为优选。

最近氧化物超传导体作为表示超过液氮温度的临界温度的优异的超传导体受到关注，但是现在为了将这种氧化物超传导体实用化，存在各种问题。

该问题之一是氧化物超传导体的临界电流密度低这点。这是氧化物超传导体的结晶本身存在电各向异性的较大原因。特别已知的是，氧化物超传导体在其结晶轴的a轴方向和b轴方向上容易流过电流，但是在c轴方向上不易流过电流。因此，为了在基材上形成氧化物超传导体并将其用作超传导体，需要在基材上形成结晶取向性良好的状态的氧化物超传导体，并使氧化物超传导体的结晶的a轴或b轴取向在电流要流过的方向上，使氧化物超传导体的c轴取向在其它方向上。

作为该方法，在此处作为参考文献编入的美国专利第6,908,362号中公开了以下方法：在对镍或镍合金的带表面精密地进行研磨后形成氧化物超传导体膜的方法。

专利文献3：美国专利第6,908,362号说明书

作为另一种方法，在此处作为参考文献编入的日本特开平6-145977号和日本特开2003-36742中公开了以下方法：在长条的带状金属基材的表面上设置控制结晶取向的中间层并在其上方使氧化物超传导体薄膜成膜的方法。根据该方法，提高了结晶粒间的结合性，能够获得高的临界电流密度。

专利文献4：日本特开平6-145977号

专利文献5：日本特开2003-36742

以上的现有技术都教示了预先将基材表面研磨为平坦且平滑是重要的。

但是，为了得到更高的临界电流密度，需要带状金属基材的表面形成足够平坦并且容易进行结晶取向的面。因此，应形成薄膜的带状金属基材的表面需要以纳米级均匀地进行研磨精加工并形成结晶取向良好的表面。此外需要使在进行了研磨精加工的表面上不附着氧化膜或不需要的异物。进而，由于作为超传导线圈使用的基材以几百m单位进行处理，所以需要将该基材表面连续地以高速均匀地研磨为纳米级的表面粗糙度。

发明内容

本发明是鉴于上述状况而完成的，本发明的目的在于提供一种用来提高带状金属基材表面的结晶取向性以提高临界电流的表面研磨系统和研磨方法。

此外，本发明的另一目的在于提供一种用来以高速且效率良好地均匀研磨几百m单位的带状金属基材的表面的研磨系统和研磨方法。

在本发明的一个方式中，一种研磨系统，用来连续研磨带状金属基材的被研磨面，该研磨系统包括：用于使带状金属基材连续行进的装置；用于对带状金属基材施加既定的张力的装置；用于随机地对带状金属基材的被研磨面进行初始研磨的第1研磨装置；和用于沿着行进方向对带状金属基材的被研磨面进行精研磨的第2研磨装置，通过精研磨在被研磨面上形成沿着行进方向的研磨痕。

在这里也可以是，第1研磨装置包括至少一个研磨站，该研磨站包括具有使被连续送出的研磨带绕着与被研磨面垂直的轴线旋转的机构的研磨头、和用于将带状金属基材压靠在研磨带上的按压机构。

此外也可以是，第2研磨装置包括至少一个研磨站，该研磨站包括具有沿着带状金属基材的行进方向旋转的圆筒形状的研磨滚筒的研磨头、和用于将带状金属基材压靠在上述研磨滚筒上的按压机构。

另外也可以是，第1研磨装置包括至少一个研磨站，该研磨站包括具有使粘贴在台板上的研磨衬垫绕着与被研磨面垂直的轴线旋转的机构的研磨头、和用于将带状金属基材压靠在研磨衬垫上的按压机构。

另外也可以是，第2研磨装置包括至少一个研磨站，该研磨站包括具有沿着带状金属基材的行进方向旋转的带体的研磨头、和用于将带状金属基材压靠在带体上的按压机构。

优选的是，第1研磨装置由两级的研磨站构成，第1级的研磨头的旋转方向和第2级的研磨头的旋转方向相反。

另外优选的是，第2研磨装置由两级的研磨站构成，第1级和第2级的研磨滚筒的旋转方向与上述行进方向相反。

另外，本发明的研磨系统可以包括用于清洗进行了研磨处理的上述带状金属基材的至少一个清洗装置。

进而，本发明的研磨系统可以包括用于防止带状金属基材的错位的至少一个宽度限制导向件。

在本发明的另一方式中，一种使用上述研磨系统来研磨带状金属基材的方法，包括以下工序：利用用于使带状金属基材连续行进的装置，使带状金属基材以20m/h以上的速度行进的工序；利用第1研磨装置随机地对带状金属基材的被研磨面进行研磨的第1研磨工序；和利用第2研磨装置沿着行进方向对带状金属基材的被研磨面进行研磨的第2研磨工序。

另外，该方法包括在研磨时供给浆的工序。

具体来说，浆由研磨磨粒、水和在水中添加了添加剂的材料构成，研磨磨粒是从Al₂O₃、SiO₂、硅胶、煅制氧化硅、单结晶或多结晶金刚石、cBN和SiC所构成的组中选择的至少一个。

优选的是，第1研磨工序中使用的浆的研磨磨粒的平均粒径为0.05μm～3μm，第2研磨工序中使用的浆的研磨磨粒的平均粒径为0.03μm～0.2μm。

依据本发明的方法的第1研磨工序包括将带状金属基材的被研磨面的平均表面粗糙度Ra研磨至10nm以下的工序。

依据本发明的方法的第2研磨工序包括将带状金属基材的被研磨面的平均表面粗糙度Ra研磨至5nm以下并且在被研磨面上形成沿着行进方向的研磨痕的工序。

另外，该方法可以包括在研磨处理后对带状金属基材进行清洗的工序。

附图说明

图1是简略表示本发明的研磨系统的优选实施例的图。

图2(A)和(B)分别表示本发明的研磨系统中使用的带状金属基材的卷出机构和卷取机构。

图3(A)和(B)分别表示本发明的研磨系统中使用的后张力辊部的主视图和侧视图。

图4(A)、(B)和(C)分别表示本发明的研磨系统中使用的第1研磨处理部的研磨头的主视图、俯视图和侧视图，(D)表示研磨头的另一实施例，(E)表示使用研磨衬垫的变形例。

图5(A)和(B)分别表示本发明的研磨系统中使用的按压机构的主视图和侧视图。

图6(A)和(B)分别表示本发明的研磨系统的第2研磨处理部中使用的研磨头的主视图和侧视图。

图7(A)和(B)分别表示本发明的研磨系统的第2研磨处理部中使用的研磨头的另一实施例的主视图和侧视图。

图8表示本发明的研磨系统中使用的清洗装置。

图9(A)和(B)分别表示图8中的清洗装置的刷辊部的主视图和放大侧视图。

图10(A)和(B)分别表示本发明的研磨系统中使用的带状金属基材的进给机构的主视图和侧视图。

图11(A)、(B)和(C)分别表示本发明的研磨系统中使用的宽度限制导向件的俯视图、主视图和侧视图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本申请。在此说明的实施例并不限制本发明。

作为依据本发明的研磨系统所研磨的带状金属基材的材料，至少使用镍、镍合金、不锈钢、铜、银等。这些材料借助轧制技术加工至厚度为0.05mm～0.5mm、宽度为2mm～100mm、长度为几百米。金属轧制材料由多结晶构成，具有沿轧制方向取向的结晶结构。

该带状金属基材在轧制方向上形成有线状的刮痕或结晶缺陷。在本发明中提供一种研磨系统，即，首先以随机的旋转研磨方式将通过轧制形成的表面的刮痕或结晶缺陷除去，使平均表面粗糙度Ra为10nm以下，优选的是5nm以下，然后以沿行进方向残留研磨痕的方式进行最终研磨，精加工至平均表面粗糙度Ra为5nm以下，优选的是1nm以下。

此外，根据本发明的研磨系统，可获得20m/h～250m/h的进给速度。

1.本申请发明的概要

首先说明依据本发明的研磨系统的构成和动作的概要，然后详细说明各构成装置。图1简略表示本发明的研磨系统的优选实施例。本发明的研磨系统100包括送出部101a、后张力部102、第1研磨处理部103、第2研磨处理部104、清洗处理部105、检查部160、工件进给驱动部106、和卷取部101b。

在本发明中，卷绕在送出部101a的卷出卷筒上的带状金属基材110通过后张力部102进入第1研磨处理部103。首先对带状金属基材110在第1研磨处理部103执行以下详细说明的第1研磨工序。接着，带状金属基材110前进至第2研磨处理部104，并在那里执行以下详细说明的第2研磨工序。然后，带状金属基材110前进至清洗处理部105，并在那里执行最终清洗工序。这样精加工后的带状基材110在以下详细说明的检查部160中观测表面粗糙度Ra和研磨痕。带状金属基材110之后通过工件进给驱动部106，最终卷取在卷取部101b的卷取卷筒上。

优选在执行研磨工序之后，用水清洗(120a、120b、120c)带状基材110。由此除去残留磨粒、研磨屑和浆残渣。

如以下详细说明的那样，带状基材的行进通过后张力部102和工件进给驱动部106以保持既定张力的状态进行控制。此外，为了防止带状基材的错位，以适当的间隔配置以下详细说明的多个宽度限制导向件(140a、140b、140c)。进而，通过在卷出卷筒的下游侧和卷取卷筒的上游侧配置松弛检测传感器(150a、150b)，能够检测带状基材110的松弛，控制卷取卷筒的旋转速度。

接下来说明本发明的研磨方法的优选实施例。本发明不限于此，可以进行其他各种修正和变形。

本发明的研磨方法包括第1研磨工序和第2研磨工序。第1研磨工序的目的是除去通过轧制形成的带状金属基材110的表面的刮痕、突起和/或结晶缺陷。

具体来说，在研磨头的主面上配置研磨衬垫或研磨带，从背面通过按压机构按压，使研磨衬垫或研磨带绕相对于被研磨面垂直的轴线旋转，同时进行研磨。旋转方向既可以是顺时针也可以是逆时针，在多级研磨的情况下，优选使各自的旋转方向相反。此外，也可以使旋转方向相同，并使研磨衬垫或研磨带的旋转中心关于带状基材彼此向相反方向错开，从而使研磨方向相反。由此能够提高加工效率和表面精度。在研磨时，优选使由研磨粒子、水和在水中添加了添加剂的材料所构成的浆流入研磨带或研磨衬垫表面。作为研磨粒子，例如可以使用Al₂O₃、SiO₂、硅胶、煅制氧化硅、金刚石(单结晶或多结晶)、cBN和SiC等。

另外，可以在进给研磨带的同时使其在带状基材的面内旋转并研磨。此外也可以在台板上粘贴树脂类衬垫使其旋转并研磨。

进而，在设置多级第1研磨处理的情况下，也可以最开始进行研磨粒子大的粗研磨，逐渐减小研磨粒子地执行精研磨。

作为结果，在第1研磨工序中，能够将带状基材110的表面粗糙度Ra精加工至10nm以下，优选能够精加工至5nm以下。

接下来说明第2研磨工序。第2研磨工序的目的是除去在第1研磨工序中形成在带状基材表面上的随机研磨痕，沿带状基材的行进方向形成研磨痕，提高带状基材的纵长方向的结晶取向性。

具体来说，使在圆筒滚筒上卷绕树脂类衬垫并固定而成的部件旋转，或者沿带状基材的行进方向或其反方向进给研磨带(例如织物、无纺布和发泡聚氨酯构成的材料)，同时进行研磨。优选在研磨时使浆流入研磨带或研磨衬垫表面。作为研磨粒子，例如可以使用Al₂O₃、SiO₂、硅胶、煅制氧化硅、金刚石(单结晶或多结晶)、cBN和SiC等。

另外也可以设置多级第2研磨处理。由此能够提高研磨速度。

作为结果，在第2研磨工序中，能够将带状基材110的表面粗糙度Ra精加工至5nm以下，优选能够精加工至1nm以下，能够提高中间层和超传导体的结晶取向性。

2.研磨系统的构成装置的详细说明

接下来详细说明构成本申请发明的研磨系统的各装置。在本发明中，如上所述，研磨对象物是厚度为0.05mm～0.5mm、宽度为2mm～100mm、长度为几百米的具有极其特殊结构的带状金属基材，所以作为研磨系统实施了各种研究。

(i)送出部101a和卷取部101b

图2(A)和(B)分别是放大表示送出部101a和卷取部101b的图。送出部101a由卷绕有带状金属基材110的卷出卷筒210和松弛检测传感器150构成。另外，在带状金属基材表面上附着有保护纸或保护薄膜211的情况下，包含保护纸卷取卷筒212。送出部101a和卷取部101b具有对称的构成，所对应的构成要素相同，所以以同一标号表示。

从卷出卷筒210拉出的带状金属基材110送至研磨系统100内，然后通过以下详细说明的后张力机构作用既定的张力。在带状金属基材110之间卷绕有保护纸或保护薄膜211的情况下，保护纸或保护薄膜211同时卷取到保护纸卷取卷筒212上。在卷出卷筒101a和后张力部102之间配置松弛检测传感器150，该传感器检测带的松弛，从而控制卷出卷筒210和卷取卷筒220的马达旋转速度。由此能够防止由于过度拉伸所引起的缠绕而导致的伤、或因松弛引起的乱缠。作为这样的卷出和卷取装置，例如可以使用双叶电子工业株式会社制的“绕出装置”：ARV50C/100C(自动卷筒)、TRV20B(张紧卷筒)、“卷取装置”：ARV50C/100C(自动卷筒)、TRV20B(张紧卷筒)等。

(ii)后张力部102和工件进给驱动部106

如上所述，带状基材110通过后张力部102和工件进给驱动部106在研磨过程中被作用所希望的张力。

后张力部102包括辊驱动机构300、宽度限制导向件140a和工件接受辊130a。图3(A)和(B)分别是辊驱动机构300的主视图和侧视图。参照图3(A)，上部辊301和下部辊302平行地配置，它们通过连结齿轮303和304连结。在连结齿轮上结合有用来调节张力的粉末制动器305。在辊的上部配置有加压缸306，对辊的加压通过空气缸调整。在上部辊301的上方设置有辊高调整螺栓307，用来调整上部辊301和下部辊302的平行度。在上部辊301和下部辊302的各自的辊面308a和308b上卷绕有硬度90度的树脂材料衬垫(例如聚氨酯、聚氨酯橡胶等)。在本发明的优选实施例中，按压压力最大为60kg，作用在带状金属基材上的后张力最大为12N/m。

在辊驱动机构300的下游侧配置有以下详细说明的宽度限制导向件140a。进而在其下游侧配置有工件接受辊130a。宽度限制导向件和工件接受辊的数量和间隔可以任意确定。

图11(A)、(B)、(C)分别表示本发明的研磨系统中使用的宽度限制导向件的优选实施例的俯视图、主视图和侧视图。宽度限制导向件不限于此。宽度限制导向件700包括：以相当于带状基材110的宽度的间隔隔开配置的两个圆柱状辊701；能旋转地枢轴支撑辊701的不锈钢制轴702；和垂直地支承两根轴702的支承板704。作为辊701的材料，例如使用聚乙烯或聚丙烯类的树脂。在支承板704上设置有槽705，使轴702沿着该槽滑动，从而能够调整宽度限制辊701的间隔。

另一方面，工件进给驱动部106包括夹压辊驱动机构500、宽度限制导向件140c和工件接受辊130e。图10(A)和(B)分别表示夹压辊驱动机构500的主视图和侧视图。参照图10(A)，上部辊501和下部辊502平行地配置，它们通过连结齿轮503和504连结。在下部辊502的下方配置有驱动马达505。在连结齿轮504和驱动马达505上架设有环状带509，将驱动马达505的旋转动力传递至下部辊502。在辊的上部配置有加压缸506，对辊的加压通过空气缸调整。在上部辊501的上方设置有辊高调整螺栓507，用来调整上部辊501和下部辊502的平行度。作为夹压辊驱动机构500的辊轴的材料使用不锈钢，在上部辊501和下部辊502的各自的辊面508a和508b上卷绕有硬度90度的树脂材料衬垫(例如聚氨酯、聚氨酯橡胶等)。

如图10(B)所示，在本发明的优选实施例中，夹压辊驱动机构500设置有两台。从而不会产生带状金属基材110的松弛。

空气缸的按压压力最大为60kg，可以在5kg/cm²～0.5kg/cm²的范围内变更。根据带状金属基材110的材质、形状和研磨精加工条件等，在后张力部102和工件进给驱动部106中适当地调整加压条件，使得带状金属基材110在两者之间保持所希望的一定的张力。

在辊驱动机构500的下游侧配置有工件接受辊130e。进而在其下游侧配置有宽度限制导向件140c。宽度限制导向件和工件接受辊的数量和间隔可以任意确定。

(iii)第1研磨处理部103

被作用一定张力的带状金属基材110在第1研磨处理部103中被施行第1研磨工序。在图1的本发明的研磨系统中描画了研磨带状金属基材110的下侧面111，但是本申请不限于此，也可以将系统构成为研磨带状基材的上侧面。

第1研磨处理部103包括：由研磨头401和按压机构440构成的至少一个研磨站(103a、103b)；和设置在研磨站下游侧的至少一个清洗装置(120a、120b)。图4(A)、(B)和(C)分别表示本发明的研磨头401的优选实施例的主视图、俯视图和侧视图。研磨头401包括用于将研磨带410送出到研磨工作台413上的送出机构部、和用于使研磨工作台413绕与研磨面垂直的轴线x旋转的旋转机构部。

送出机构部包括卷绕有研磨带410的送出卷筒411、至少一个支承辊、用于卷取研磨后的研磨带的卷取卷筒412、动态地与送出卷筒411和卷取卷筒412连结的驱动马达(未图示)。它们收纳在壳体414内。作为研磨带410，可以使用合成纤维制的织物、无纺布或发泡体制成的带。另外，壳体414被用来在研磨过程中防止浆飞散到外部的罩420覆盖。通过驱动马达，使研磨带410从送出卷筒411送出，并经由支承卷筒，通过研磨工作台413上，最后卷取在卷取卷筒412上。对研磨工作台413上始终输送未使用的研磨带410，对带状金属基材110的被研磨面进行研磨。在研磨时，优选供给上述的浆。

另一方面，旋转机构部包括：位于上述壳体414下方并且与研磨工作台413的上述旋转轴x同轴结合的主轴416；马达417；和用于将马达417的旋转动力传递至主轴416的带415。进而设置有用于支承马达417和壳体414的支承台419。主轴416相对于支承台419能旋转地安装在支承台419的内部。另外，支承台419载置在两条轨道421上，用于使研磨站在轨道上移动的把手420结合在支承台419上。通过驱动马达417，旋转动力经由带415传递至主轴416，从而使壳体414绕轴线x旋转。进而也可以设置多级研磨站。在该情况下，通过使壳体的旋转方向(即研磨带的旋转方向)相反，能够提高研磨效率。

也可以变形为如图4(D)所示，马达417’收纳在支承台419的内部。

图4(E)表示研磨头的另一实施例。在图4(E)所示的实施例中使用研磨衬垫来代替研磨带。研磨头430包括粘贴有对带状基材110进行研磨的研磨衬垫431的台板432、支承台板432的主轴433、带436和马达434。主轴433能旋转地安装在支承台435上，马达434收纳在该支承台435的内部。通过驱动马达435，旋转动力经由带436传递至主轴433，使得研磨衬垫431旋转从而对带状基材110进行研磨。在研磨时，优选将上述的浆供给至研磨衬垫431的大致中心部。

接下来说明按压机构440。图5(A)和(B)分别表示本发明的研磨系统中使用的按压机构440的主视图和侧视图。按压机构440包括空气缸441、加压板443、和沿着带状基材的行进方向设置在加压板443的中心线上的压板445。在压板445的下表面设置有与带状基材110的宽度对应的引导槽446，来防止带状基材110在研磨处理中错位。压板445可以根据带状金属基材110的尺寸(宽度、厚度)适当地更换。另外，在按压机构440的侧面结合有位置调整把手442，以调整为使带状金属基材110的宽度中心与按压机构440的中心一致。由此，来自空气缸441的压力经由加压板443和压板445传递至带状基材110。进而在加压板443的上部设置有调整螺钉444。在研磨处理前，利用该调整螺钉444来调整加压板443和研磨工作台413的平行度。加压机构不限于此，也可以使用其他加压机构。

清洗装置由清洗喷嘴120a构成，从该喷嘴喷射水作为清洗液。在这里也可以使用水以外的清洗液。在清洗喷嘴120a的下游侧设置有工件接受辊130b。在使用多级研磨站的情况下，优选在各研磨站的下游侧配置清洗装置。利用清洗装置将在第1研磨处理工序中产生的研磨屑从带状金属基材110的被研磨面除去。

在上述的第1研磨处理部103中，带状金属基材110被施行第1研磨工序。在图1所示的本发明的研磨系统的优选实施例中，第1研磨工序以两个阶段执行。首先，在第1级的研磨站中使研磨头顺时针旋转以进行粗研磨，在第2级的研磨站中使研磨头逆时针旋转以进行中间精研磨。在研磨时，优选使用研磨粒子、水和在水中添加了添加剂(例如润滑剂和磨粒分散剂)的材料所构成的浆。这称为湿式研磨。作为磨粒不限于此，可以使用SiO₂、Al₂O₃、金刚石、cBN和SiC等。

在一个实施例中，可以在第1级研磨工序中使用平均粒径0.05～3.0μm的范围的磨粒，在第2级研磨工序中使用平均粒径0.03～0.2μm的磨粒。在其他实施例中，可以使用平均粒径相同的同一种类的磨粒来执行第1级和第2级的研磨。

经过了第1研磨工序的带状金属基材110的平均表面粗糙度Ra是10nm以下，优选是5nm以下。通过第1研磨工序在带状金属基材110的被研磨面上随机形成研磨痕。

(iv)第2研磨处理部104

在第1研磨处理部103中随机地进行了研磨的带状金属基材110接着在第2研磨处理部104中被施行第2研磨工序。

第2研磨处理部104包括：由研磨头610和按压机构440构成的至少一个研磨站(104a、104b)；和设置在研磨站下游侧的至少一个清洗装置120c。

图6(A)和(B)分别表示本发明的第2研磨工序中使用的研磨头610的优选实施例的主视图和侧视图。研磨头610例如包括在不锈钢制的圆筒滚筒底座上卷绕有树脂制薄片602的圆筒滚筒601、用于使圆筒滚筒601旋转的驱动马达603、和驱动轮等驱动机构(未图示)。作为树脂制薄片602使用发泡聚氨酯、织物、无纺布等。圆筒滚筒601收纳在壳体606内。另外也可以包含用于使圆筒滚筒601向相对于带状基材110的行进方向成直角的方向振动动作的马达605。通过该振动动作，来防止带状金属基材110在圆筒滚筒601的同一部位进行研磨。在研磨时，优选将上述的浆供给到树脂制薄片602上。

图7(A)和(B)分别是表示本发明的第2研磨工序中使用的研磨头620的另一实施例的主视图和侧视图。研磨头620包括用于将研磨带621压靠在带状基材110上的接触辊622、研磨带驱动机构623、支承辊625、以及与研磨带驱动机构623结合的驱动马达624。接触辊622、支承辊625和研磨带驱动机构623收纳在壳体628内。作为研磨带621，使用由合成纤维制的织物或无纺布或发泡体所构成的带。当使驱动马达624动作时，通过带驱动机构623使研磨带621经由接触辊622和支承辊625行进，从而研磨带状基材110的被研磨面。在研磨时，优选将上述的浆供给到研磨带622上。另外可以包含用于使接触辊622向相对于带状基材110的行进方向成直角的方向振动动作的马达626。通过该振动动作，来防止带状金属基材110在研磨带621的同一部位进行研磨。

上述研磨头610和620的特征在于，圆筒滚筒601或研磨带621的研磨面向带状基材110的行进方向或其反方向旋转。研磨头610或620和图5中说明的加压机构440一起构成研磨站。在第2研磨工序中，可以串联地配置多级研磨站。在该情况下，优选在各研磨站的下游侧配置上述的清洗装置。

在上述的第2研磨处理部104中，带状金属基材110被施行第2研磨工序。在图1所示的本发明的研磨系统的优选实施例中，第2研磨工序以两个阶段执行。首先，在第1级的研磨站中使研磨滚筒向带状基材行进方向的相反方向旋转以进行研磨，进而在第2级的研磨站中使研磨滚筒向带状基材行进方向的相反方向旋转以进行研磨。在研磨时，优选使用研磨粒子、水和在水中添加了添加剂(例如润滑剂和磨粒分散剂)的材料所构成的浆。作为磨粒不限于此，可以使用SiO₂、Al₂O₃、金刚石、cBN、SiC、硅胶等。所使用的磨粒的平均粒径是0.02～0.1μm，优选是0.02～0.07μm。

经过了第2研磨工序的带状金属基材110的平均表面粗糙度Ra是5nm以下，优选是1nm以下。另外，在带状金属基材110的被研磨面上沿长度方向形成研磨痕。

(v)清洗处理部105

通过了第2研磨处理部104的带状基材110在清洗处理部105中进行最终清洗处理。图8简略表示本发明的研磨系统中使用的清洗处理部105的优选实施例。清洗装置105包括清洗喷嘴801、刷辊802、空气喷嘴(803、806)和擦拭辊804。清洗喷嘴801具有上下配置的多个喷嘴，从那里喷射离子交换水或蒸馏水。另外也可以适当地配置上述的宽度限制导向件140b。最终清洗装置105优选收纳在壳体820内部。

图9(A)和(B)分别表示刷辊802的主视图和侧视图。刷辊802包括平行的两根不锈钢制轴(810、811)、驱动马达814和齿轮(812a、812b)。在不锈钢制轴(810、811)的外周例如分别安装有由尼龙纤维构成的刷片(810a、811b)。另外，用于调整辊刷的加压的弹簧815配置在轴的两端部。

接下来说明使用上述最终清洗装置105的最终清洗处理工序。带状基材110首先通过清洗喷嘴801进行水清洗。接着利用刷辊802除去水清洗后残留的固形物。接下来将从空气喷嘴803喷射的空气吹出，从而将带状基材110的表面的水分吹飞。然后利用擦拭辊804去除带状基材110的残存水分。最后通过从空气喷嘴806喷射的空气的吹出使带状基材110完全干燥。

(vi)检查部106

在检查部106中观测经过了最终清洗处理的带状金属基材110的表面粗糙度Ra和研磨痕。Ra可以使用现有的检查装置进行测定。例如可以使用有限会社ビジ_ヨンサイテツク制MicroMux，VMX-2100等。在测定结果不在所希望的范围内的情况下，适当地调整带状基材的张力、宽度限制导向件的配置和个数、带状基材的行进速度、研磨站的数量和按压力、以及研磨头的转速等。

以上详细说明了本发明的研磨系统和研磨方法，但是本发明不限于这些实施例。例如，图1记载的研磨系统的印迹全长约为6m，从后张力部102到工件进给驱动部106大约为4m，但是也可以根据研磨站的个数使印迹更长或更短。

实施例

说明使用图1所示的本发明的研磨系统，进行研磨带状金属基材的实验。

1.实验条件

(1)带状金属基材：镍合金(Ni：58.0wt％、Cr：15.5wt％、Fe：5.0wt％、W：4.0wt％、还包含Co等)宽度10mm、长度100m、厚度0.1mm

(2)第1研磨工序：作为研磨带使用在PET薄膜上形成有发泡聚氨酯的宽度150mm、厚度500μm的带体

研磨头的转速(rpm)：第1级30～80、第2级30～80

旋转方向：第1级顺时针、第2级逆时针

加压力(g/cm²)：第1级100～500、第2级100～500

浆流量(ml/min)：第1级5～30、第2级5～30

(3)第2研磨工序：作为圆筒滚筒使用的衬垫，使用由聚酯纤维构成的无纺布

研磨头的转速(rpm)：第1级20～60、第2级20～60

旋转方向：第1级反行进方向、第2级反行进方向

加压力(g/cm²)：第1级100～300、第2级100～300

浆流量(ml/min)：第1级5～30、第2级5～30

(4)研磨材料：Al₂O₃磨粒(花王株式会社制デモ—ルEP、调整为PH2～6)、多结晶金刚石磨粒(使用添加了乙二醇化合物、丙三醇、脂肪酸的20wt％～50wt％的水溶液，pH6～8)、硅胶磨粒(使用在花王株式会社制デモ—ルEP中添加了草酸铵、草酸钾、丙三醇的水溶液、PH8～10)

(5)研磨条件：改变研磨材料的种类、粒径、浆中的含有量和带状金属基材的进给速度来进行实验。表1表示实验中使用的研磨材料和基材进给速度的条件状况。

【表1】

2.结果

表2表示实验结果。

【表2】

从上述结果可知，根据本发明的研磨系统，以60m/h的高速的进给速度能够实现5nm以下的最终的表面粗糙度Ra。此外能够沿长度方向形成最终的研磨痕的形状，能够进行结晶取向性高的表面研磨。

Claims

1.一种研磨系统，用来连续研磨带状金属基材的被研磨面，

该研磨系统包括：用于使上述带状金属基材连续行进的装置；

用于对上述带状金属基材施加既定的张力的装置；

用于随机地对上述带状金属基材的被研磨面进行初始研磨的第1研磨装置；和

用于沿着行进方向对上述带状金属基材的被研磨面进行精研磨的第2研磨装置，

通过上述精研磨在上述被研磨面上形成沿着行进方向的研磨痕。

2.根据权利要求1所述的研磨系统，其特征在于，上述第1研磨装置包括至少一个研磨站，该研磨站包括具有使被连续送出的研磨带绕着与上述被研磨面垂直的轴线旋转的机构的研磨头、和用于将上述带状金属基材压靠在上述研磨带上的按压机构。

3.根据权利要求1所述的研磨系统，其特征在于，上述第2研磨装置包括至少一个研磨站，该研磨站包括具有沿着上述带状金属基材的行进方向旋转的圆筒形状的研磨滚筒的研磨头、和用于将上述带状金属基材压靠在上述研磨滚筒上的按压机构。

4.根据权利要求1所述的研磨系统，其特征在于，上述第1研磨装置包括至少一个研磨站，该研磨站包括具有使粘贴在台板上的研磨衬垫绕着与上述被研磨面垂直的轴线旋转的机构的研磨头、和用于将上述带状金属基材压靠在上述研磨衬垫上的按压机构。

5.根据权利要求1所述的研磨系统，其特征在于，上述第2研磨装置包括至少一个研磨站，该研磨站包括具有沿着上述带状金属基材的行进方向旋转的带体的研磨头、和用于将上述带状金属基材压靠在上述带体上的按压机构。

6.根据权利要求2所述的研磨系统，其特征在于，上述第1研磨装置由两级的研磨站构成，第1级的研磨头的旋转方向和第2级的研磨头的旋转方向相反。

7.根据权利要求3所述的研磨系统，其特征在于，上述第2研磨装置由两级的研磨站构成，第1级研磨滚筒和第2级研磨滚筒的旋转方向与上述行进方向相反。

8.根据权利要求1所述的研磨系统，其特征在于，该研磨系统还包括用于清洗进行了研磨处理的上述带状金属基材的至少一个清洗装置。

9.根据权利要求1所述的研磨系统，其特征在于，该研磨系统还包括至少一个宽度限制导向件，以防止上述带状金属基材的错位。

10.根据权利要求1所述的研磨系统，其特征在于，该研磨系统还包括用于观测研磨处理后的上述被研磨面的状态的检查装置。

11.根据权利要求1所述的研磨系统，其特征在于，上述带状金属基材从由镍、镍合金和不锈钢构成的组中选择，宽度为2mm～100mm，长度为100m～1000m，厚度为0.05mm～0.5mm。

12.一种方法，是使用权利要求1所述的研磨系统来研磨带状金属基材的方法，该方法包括以下工序：

利用上述用于使带状金属基材连续行进的装置，使上述带状金属基材以20m/h以上的速度行进的工序；

利用上述第1研磨装置随机地对上述带状金属基材的被研磨面进行研磨的第1研磨工序；和

利用上述第2研磨装置沿着上述行进方向对上述带状金属基材的被研磨面进行研磨的第2研磨工序。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法还包括在研磨时供给浆的工序。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，上述浆由研磨磨粒、水和在水中添加了添加剂的材料构成，上述研磨磨粒是从Al₂O₃、SiO₂、硅胶、煅制氧化硅、单结晶或多结晶金刚石、cBN和SiC所构成的组中选择的至少一种。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，上述第1研磨工序中使用的上述浆的研磨磨粒的平均粒径为0.05μm～3μm，上述第2研磨工序中使用的浆的研磨磨粒的平均粒径为0.03μm～0.2μm。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，上述第1研磨工序包括将上述带状金属基材的被研磨面的平均表面粗糙度Ra研磨至10nm以下的工序。

17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，上述第2研磨工序包括将上述带状金属基材的被研磨面的平均表面粗糙度Ra研磨至5nm以下并且在被研磨面上形成沿着上述行进方向的研磨痕的工序。

18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法还包括在研磨处理后对上述带状金属基材进行清洗的工序。