CN107708926A - 研磨垫以及研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种研磨垫，其在对表面具有凸部和凹部中的至少一者的研磨对象物进行研磨时，能够充分研磨至研磨对象物的表面中凸部的附近部分、凹部的内表面。研磨垫具有立毛部(1)，所述立毛部(1)是多个长度为2mm以上的纤维(12)在基部(11)的表面立起而成的，纤维(12)的质量为250g/m²以上。该研磨垫用于含有金属、合金、或者金属氧化物材料、且表面具有凸部(21)和凹部(22)中的至少一者的研磨对象物(2)的研磨。

Description

研磨垫以及研磨方法

技术领域

本发明涉及研磨垫以及研磨方法。

背景技术

使用例如由绒面革构成的以往的研磨垫对表面具有凸部的研磨对象物进行研磨时，虽然能够对研磨对象物的大部分表面进行研磨，但是对于研磨对象物的表面中凸部的附近部分，由于研磨垫的变形性不充分，因此有时研磨垫不与其接触，不能充分研磨。

若使用具有纤维立起的立毛部的布帛(例如参照专利文献1)作为研磨垫，则由于立毛部的变形性高，因此可能立毛部也会接触研磨对象物的表面中凸部的附近部分。但是，在使用了专利文献1中公开的布帛作为研磨垫的研磨中，根据凸部的形状、大小不同，有时不能对研磨对象物表面中凸部的附近部分进行充分研磨。

对表面具有凹部的研磨对象物进行研磨时也同样，使用了由绒面革构成的以往的研磨垫的研磨中、使用了专利文献1中公开的布帛作为研磨垫的研磨中，有时不能充分研磨至凹部的内表面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报2010年第53502号

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的课题在于，解决如上所述的现有技术所具有的问题，提供一种在对表面具有凸部和凹部中的至少一者的研磨对象物进行研磨时，能够充分研磨至研磨对象物的表面中凸部的附近部分、凹部的内表面的、研磨垫以及研磨方法。

用于解决问题的方案

为了解决前述问题，本发明的一个方案的研磨垫的主旨在于，该研磨垫用于含有金属、合金、或者金属氧化物材料、且表面具有凸部和凹部中的至少一者的研磨对象物的研磨，所述研磨垫具有立毛部，所述立毛部是多个长度为2mm以上的纤维在基部的表面立起而成的，纤维的质量为250g/m²以上。

另外，本发明的另一方案的研磨方法的主旨在于，使用上述一个方案的研磨垫对研磨对象物进行研磨。

发明的效果

根据本发明，在表面具有凸部和凹部中的至少一者的研磨对象物的研磨中，能够充分研磨至研磨对象物的表面中凸部的附近部分、凹部的内表面。

附图说明

图1为说明本发明的研磨垫的一个实施方式的图。

图2为说明表面具有凸部的研磨对象物的图。

图3为说明本发明的研磨方法的一个实施方式的图，为说明对表面具有凸部的研磨对象物进行研磨的方法的图。

图4为说明表面具有凹部的研磨对象物的图。

图5为说明本发明的研磨方法的一个实施方式的图，为说明对表面具有凹部的研磨对象物进行研磨的方法的图。

具体实施方式

对本发明的一个实施方式进行详细说明。需要说明的是，以下实施方式是本发明的一个示例，本发明不限于本实施方式。另外，可以对以下实施方式施加各种变更或者改良，这种施加了变更或改良的方式也包括在本发明中。

如图1所示，本实施方式的研磨垫具有立毛部1，该立毛部是多个长度L为2mm以上的纤维12在基部11的表面立起而成的。在基部11的表面立起的长度L为2mm以上的纤维12的质量为250g/m²以上。

使用由绒面革、无纺布、聚氨酯等构成的以往的研磨垫对图2所示那样的表面具有凸部21的研磨对象物2、图4所示那样的表面具有凹部22的研磨对象物2进行研磨时，由于研磨垫的变形性不充分，因此存在研磨垫的形状不能追随凸部21、凹部22的形状，研磨垫不与研磨对象物2的表面中凸部21的附近部分(即，凸部21的基端部的周边部分)、凹部22的内表面接触，存在无法研磨的情况。

但是，若使用上述那样构成的本实施方式的研磨垫对表面具有凸部21和凹部22中的至少一者的研磨对象物2进行研磨，则纤维12发生变形而立毛部1凹陷，从而追随凸部21、凹部22的形状，因此研磨垫也能够与研磨对象物2的表面中凸部21的附近部分、凹部22的内表面接触，进行充分地研磨。

需要说明的是，绒面革不具有立毛部，其是在基材上设置具有大量孔隙的发泡聚氨酯层而成的。该发泡聚氨酯层的厚度通常为1mm以下，且最大也小于2mm。

以下对本实施方式的研磨垫、研磨对象物、研磨方法等进一步详细地进行说明。

(1)关于研磨垫

对于纤维12的长度L，为了能够对研磨对象物2的表面中凸部21的附近部分、凹部22的内表面进行充分地研磨，可以根据凸部21、凹部22的形状、大小进行选择。若纤维12的长度L为2mm以上(更优选为10mm以上)，则研磨垫的变形性变得充分，因此研磨垫追随各种形状、大小的凸部21、凹部22而变形，能够对研磨对象物2的表面中凸部21的附近部分、凹部22的内表面进行充分研磨。

需要说明的是，纤维12的长度L是根据凸部21的高度、凹部22的深度进行选择的。例如，若凸部21的高度、凹部22的深度大至1mm以上，则纤维的长度L长为5.5mm以上较好。若凸部21的高度、凹部22的深度小为0.5mm以下，则纤维的长度L可以短为3mm以上。关于在基部11的表面立起的纤维的长度，所有纤维的长度可以相同，也可以是不同长度的纤维混合。另外，在基部11的表面立起的纤维可以仅是长度L为2mm以上的纤维12，也可以是长度L为2mm以上的纤维12和长度L小于2mm的纤维这两者。

另外，在基部11的表面立起的长度L为2mm以上的纤维12的质量若为250g/m²以上，则长纤维12的量变得足够，因此能够对研磨对象物2的表面中凸部21的附近部分、凹部22的内表面进行充分研磨。需要说明的是，在基部11的表面立起的长度L为2mm以上的纤维12的质量优选设为500g/m²以上，更优选设为800g/m²以上。

进而，在基部11的表面立起的长度L为2mm以上的纤维12的根数可以为1000根/cm²以上。在基部11的表面立起的长度L为2mm以上的纤维12的根数若为1000根/cm²以上，则长纤维12的量(密度)足够，能够对研磨对象物2的表面中凸部21的附近部分、凹部22的内表面进行充分研磨。

需要说明的是，在基部11的表面立起的长度L为2mm以上的纤维12的根数优选设为2000根/cm²以上，更优选设为4000根/cm²以上，进一步优选设为5000根/cm²以上。另外，可以将纤维12一根一根地分别安装在基部11上，也可以将多根捆成束状物或者将多根捻合成绳状物，并将该多个束状物或者绳状物安装在基部11上。若将多根纤维捻合，则强度增大，因此研磨速度提高。若不进行捻合，则纤维接触研磨对象物的次数增多，因此存在研磨后的研磨对象物的表面粗糙度降低、光泽度增加的情况。将束状物或者绳状物安装在基部11上时，上述纤维12的根数是指纤维12的根数，而不是束状物、绳状物的数量。

另外，在基部11的表面立起的纤维12的长度L可以为凸部21的高度或者凹部22的深度的5.5倍以上。若为这样的构成，则相对于凸部21的高度或者凹部22的深度，在基部11的表面立起的纤维12的长度足够大，因此研磨垫的变形性变得更高。因此，研磨垫追随凸部21、凹部22并充分变形，能够更充分地对研磨对象物2的表面中凸部21的附近部分、凹部22的内表面进行研磨。需要说明的是，在基部11的表面立起的纤维12的长度L更优选设为凸部21的高度或者凹部22的深度的7倍以上。

基部11的材质没有特别限定，例如可以使用无纺布等布、麻等天然原材料、橡胶等树脂等。

另外，纤维12的种类没有特别限定，可以使用羊毛、丝、麻、棉、马毛、猪毛、山羊毛、Bella hair、帕奎因(Tampico)、棕榈、蕨等的天然纤维、聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚乳酸等)、聚酰胺(尼龙、芳纶等)、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚烯烃(聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚乙烯复丝、聚丙烯等)、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚对苯撑苯并二恶唑、聚苯硫醚、氟树脂(聚偏二氟乙烯等)等合成纤维、金属纤维、碳纤维等。

天然纤维中，从强度高的观点出发，优选羊毛。但是，考虑到从基部11拔除纤维12的难度(耐久性等)，由于合成纤维与天然纤维相比更难以拔除，因此优选合成纤维。其中，进一步优选尼龙、聚酯、聚丙烯。另外，纤维12在不损害本发明的目的的范围内，可以根据需要含有选自微细孔形成剂、染料、防着色剂、热稳定剂、荧光增白剂、消光剂、着色剂、除湿剂、无机微粒、磨粒以及树脂中的1种以上。

进而，纤维12的粗细、形状没有特别限定，关于纤维12的粗细，优选200μm以下，更优选为100μm以下。较细的纤维12不仅不容易损伤研磨对象物2，而且更容易追随研磨对象物2的凸部21、凹部22的形状。另外，纤维12的粗细优选为10μm以上，更优选为15μm以上，进一步优选为20μm以上。若纤维12太细，则研磨力变弱，有时不能得到充分的研磨速度。另外，较粗的纤维12耐研磨性优异、不容易磨损，作为研磨布的寿命会变长。需要说明的是，纤维12的粗细在纤维12的整个长度方向上可以是均匀的，也可以是不均匀的。例如，可以是纤维12的前端为细的、粗的、圆的等，在纤维12的根部与前端粗细可以不同。

关于纤维12的形状，可以使用直线状延伸的纤维、呈波状的纤维、环状纤维(将1根纤维弯曲而形成大致椭圆形或大致倒U形，将弯曲成锐角的部分作为前端安装在基部11上而成者)等。直线状延伸的纤维以及呈波状的纤维中，在其前端形成有角部时，研磨速度提高，其前端形成了圆形时，不容易损伤研磨对象物。环状纤维由于其前端为圆形，所以不容易损伤研磨对象物。

但是，有时由于与研磨对象物进行点接触的接点多，因此与研磨对象物的接触次数增加，从而研磨后的研磨对象物的表面粗糙度降低、光泽度增加。从这个观点出发，与环状纤维相比，优选直线状延伸的纤维和呈波状的纤维，进一步优选为直线状延伸的纤维或者呈波状的纤维、且纤维的前端未被捻合而分散为簇状的形状的纤维。由于环状纤维与研磨对象物进行线接触，因此有时接触面积大、研磨速度提高。另外，环状纤维因其形状而具有缓冲性，因此存在纤维不容易倾倒的情况。但是，由于环状纤维具有高摩擦力，所以与直线状延伸的纤维、呈波状的纤维相比，研磨后的研磨对象物的表面粗糙度有时会变恶化。

另外，纤维12的截面形状没有特别限定，可以为圆形、椭圆形、多边形(三角形、四边形、五边形、六边形等)、扁平形(线状)、中空(中空部的数量没有特别限定，可以是1个，也可以是多个)等。或者，纤维12的截面形状可以是C形、H形、I形、L形、N形、S形、T形、U形、V形、W形、X形、Y形、星形(星形的边数可以是3边以上的任意边数)等。

进而，纤维12的截面形状可以是翅片从圆形或多边形的芯部(可以是中空的)的外周呈放射状延伸的形状、翅片从中心点呈放射状延伸的形状。翅片的数量没有特别限定，可以是一个或多个。另外，翅片的形状没有特别限定，可以列举出直线状、曲线状(curvedshape)、弯折线(bent line)状、支线状。

进而，纤维12的截面形状可以为多个(例如，2个或3个)单位部分组合而成的形状(即，分裂为多个部分的形状)。多个单位部分可以全部为相同的截面形状，也可以为不同的截面形状。单位部分的截面形状没有特别限定，可以采用作为纤维12的截面形状而在上述中列举出的各截面形状。例如，对于纤维12的截面形状，可以是由截面形状为C形、V形、Y形、Z形等的多个单位部分组合而成的形状。

对于纤维12的前端的形状，可以是所有纤维的前端为相同形状，也可以是前端形状不同的纤维混合。

进而，纤维12的表面可以是平坦状，也可以具有凹凸。

进而，可以将纤维12一根一根地分别安装到基部11上，也可以将多根捆成束状物或者将多根捻合成绳状物，并将该多个束状物或者绳状物安装在基部11上。

作为这样的本实施方式的研磨垫，可以使用地毯(绒毯)。地毯的种类没有特别限定，可以利用使用织物、刺绣、粘合、编织、压缩、植绒等方法制造的地毯。作为用织物制造的地毯，可列举出：簇绒地毯、威尔逊织物、提花织物、阿克明斯特地毯等机织地毯；中国毯子、巴基斯坦地毯等手织地毯。作为通过刺绣制造的地毯，例如可列举出钩针编织地毯等。作为通过粘合制造的地毯，例如可列举出粘合地毯等。作为通过编织制造的地毯，例如可列举出针织地毯等。作为通过压缩制造的地毯，例如可列举出针刺地毯等。作为通过植绒制造的地毯，例如可列举出静电植绒地毯等。

或者，作为本实施方式的研磨垫，可以使用像刷子那样将纤维植绒在底座(基部)上而得到的研磨垫。植绒方法没有特别限定，可以在底座上形成孔，将纤维的一端插入孔中，通过用金属制或者树脂制的销堵住，或者利用热、粘接剂进行粘接来固定。

另外，本实施方式的研磨垫也可以具有多层结构，所述多层结构是在基部11的与纤维12立起的一侧相反的一侧设置由弹性体形成的弹性层而成的。参照图1进行说明，可以在片状的基部11所具有的两个主表面中与纤维12立起侧的主表面相反的一侧的主表面上层叠有由弹性体形成的弹性层(未图示)。通过设置有弹性层，研磨垫对于研磨对象物2的凸部21、凹部22的形状的追随性(变形性)提高。

作为弹性体的示例，例如可列举出包含使聚氨酯、聚氯乙烯、氯丁二烯橡胶、乙烯/丙烯橡胶、丁基橡胶、聚丁二烯、聚异戊二烯、EPDM聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯、氯丁橡胶(neoprene)、三聚氰胺、聚乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物等树脂发泡而成的树脂发泡体的海绵。

对海绵的孔数、相对于原始厚度的压缩比、形状、发泡前的树脂的密度没有特别限定，根据研磨垫的用途等适当选择即可。

弹性层可以由海绵单独构成，也可以根据需要与缓冲材料、加强材料等其他原材料组合而构成。

弹性层的厚度没有特别限定，优选设为0.1mm以上，更优选设为1mm以上。若弹性层薄，则有不能发挥充分的缓冲性的担心。另外，弹性层的厚度优选设为20mm以下，更优选设为15mm以下。若弹性层厚，则有难以将研磨垫安装到研磨装置上的担心。另外，有研磨时产生的热量积蓄、研磨温度变得过高的担心。弹性层的厚度可以根据研磨对象物的凹凸的高度、大小而改变，弹性层的厚度也可以设在上述所示的数值范围外。

进而，将纤维12安装在基部11上之后，可以对纤维12的表面实施以下处理。即，可以对纤维12的表面实施蒸汽处理、抽褶、丝光化、涂布、软化处理、割毛处理、起毛处理等。通过实施这些处理，来赋予纤维12特定的功能、纤维12的表面均匀化、使纤维12的表面平滑化、使纤维12柔软化、压缩纤维12等。

(2)关于研磨对象物

在研磨对象物2的表面上形成的凸部21和凹部22的形状没有特别限定，若使用本实施方式的研磨垫，则能够对各种形状的凸部21的附近部分、凹部22的内表面进行充分研磨。作为凸部21和凹部22的形状的示例，例如可列举出：圆锥形、圆锥台形、圆柱形、角锥形、角锥台形、棱柱形、球形、半球形、针形、不定形状等。

另外，在研磨对象物2的表面上形成的凸部21和凹部22的大小没有特别限定，若使用本实施方式的研磨垫，则能够对各种大小的凸部21的附近部分、凹部22的内表面进行充分研磨。例如，即使是从相对于研磨对象物2的表面呈垂直的位置的视点观察凸部21或者凹部22时的垂直投影图中的凸部21或者凹部22的投影面积为0.1cm²以上大小的凸部21或者凹部22，也能够对其附近部分或内表面进行充分研磨。

需要说明的是，本发明中的凸部和凹部限定于上述投影面积比用于研磨的研磨垫小。即，由于在研磨对象物的表面形成的大的波纹形状、大波长的曲面存在上述投影面积比研磨垫大的情况，因此不包含在本发明的凸部和凹部中。

进而，在研磨对象物2的表面上形成的凸部21的高度、凹部22的深度没有特别限定，若使用本实施方式的研磨垫，则能够对各种高度的凸部21的附近部分、各种深度的凹部22的内表面进行充分研磨。例如，凸部21的高度以及凹部22的深度可以为0.1mm以上，也可以为0.5mm以上，也可以为1mm以上。但是，本实施方式的研磨垫特别适用于凸部21的高度或者凹部22的深度为0.5mm以上的情况。

由此可见，若使用本实施方式的研磨垫，即使是表面具有上述形状、大小、高度的凸部21和凹部22中的至少一者的研磨对象物2，也能够对研磨对象物2的表面中凸部21的附近部分、凹部22的内表面进行充分研磨。但是，本实施方式的研磨垫也可以适用于表面不具有凸部和凹部的研磨对象物(整个表面为平坦状的研磨对象物)的研磨。

研磨对象物的材质没有特别限定，例如可列举出：单质硅、硅化合物、金属、合金、金属氧化物、单晶化合物(例如蓝宝石、氮化镓等)、玻璃等。

作为单质硅，例如可列举出：单晶硅、多晶硅(polysilicon)、无定形硅等。另外，作为硅化合物，例如可列举出：氮化硅、二氧化硅(例如，使用四乙氧基硅烷(TEOS)形成的二氧化硅层间绝缘膜)、碳化硅等。

另外，作为金属，例如可列举出：钨、铜、铝、铪、钴、镍、钛、钽、金、银、铂、钯、铑、钌、铱、锇、铁、铬、镁等。这些金属可以以合金(例如不锈钢)或金属化合物的形态含有。

合金材料基于作为主要成分的金属种类而命名。作为金属、合金材料的主要成分，例如可列举出：铝、钛、铁、镍、铜。作为合金材料，例如可列举出：铝合金、钛合金、不锈钢(以铁为主要成分)、镍合金、铜合金。

铝合金以铝为主要成分，作为与主要成分的金属种类不同的金属种类，还可以含有例如硅、铁、铜、锰、镁、锌、以及铬中的至少一种。铝合金中的除铝以外的金属种类的含量例如为0.1质量％以上，更优选为0.1质量％以上且10质量％以下。作为铝合金的示例，可列举出：日本工业标准(JIS)H4000：2006、H4040：2006、以及H4100：2006中记载的合金编号为2000系列、3000系列、4000系列、5000系列、6000系列、7000系列、8000系列的合金。

钛合金以钛为主要成分，对于具有与作为主要成分的金属种类大不相同的维氏硬度的元素，含有例如铝、铁、钒等。钛合金中相对于钛优选含有 质量％的、具有与作为主要成分的金属种类大不相同的维氏硬度的元素。作为这样的钛合金，已知例如根据JISH4600：2012的种类中的种、50种、60种、61种、80种等。

不锈钢以铁为主要成分，对于具有与作为主要成分的金属种类大不相同的维氏硬度的元素，含有例如铬、镍、钼、锰等。不锈钢中相对于铁优选含有质量％的、具有与作为主要成分的金属种类大不相同的维氏硬度的元素。作为这样的不锈钢，已知例如根据JIS G4303：2005的种类的标记中的SUS201、303、303Se、304、304L、304NI、305、305JI、309S、310S、316、316L、321、347、384、XM7、303F、303C、430、430F、434、410、416、420J1、420J2、420F、420C、631J1等。

镍合金以镍为主要成分，对于具有与作为主要成分的金属种类大不相同的维氏硬度的元素，含有例如铁、铬、钼、钴等。镍合金中相对于镍优选含有20～75质量％的、具有与作为主要成分的金属种类大不相同的维氏硬度的元素。作为这样的镍合金，已知例如根据JIS H4551：2000的合金编号中的NCF600、601、625、750、800、800H、825、NW0276、4400、6002、6022等。

铜合金以铜为主要成分，对于具有与作为主要成分的金属种类大不相同的维氏硬度的元素，含有例如铁、铅、锌、锡等。铜合金中相对于铜优选含有3～50质量％的、具有与作为主要成分的金属种类大不相同的维氏硬度的元素。作为铜合金，已知例如根据JISH3100：2006的合金编号中的C2100、2200、2300、2400、2600、2680、2720、2801、3560、3561、3710、3713、4250、4430、4621、4640、6140、6161、6280、6301、7060、7150、1401、2051、6711、6712等。

镁合金以镁为主要成分，对于具有与作为主要成分的金属种类不同的金属种类还含有例如铝、锌、锰、锆以及稀土元素中的至少1种。镁合金中的除镁以外的金属种类的含量例如为0.3质量％以上且10质量％以下。作为镁合金的示例，可列举出：日本工业标准(JIS)H4201：2011、H4203：2011以及H4204：2011中记载的合金编号AZ10、31、61、63、80、81、91、92等。

金属氧化物为金属或半金属的氧化物或者它们的复合氧化物，例如可列举出：选自元素周期表的第3族、第4族、第13族元素中的1种以上的金属或半金属的氧化物或者它们的复合氧化物。具体而言，除氧化硅(silica)、氧化铝(alumina)、氧化钛(titania)、氧化锆(zirconia)、氧化镓、氧化钇(yttria)、氧化锗外，还可列举出它们的复合氧化物。这些金属氧化物中，特别是氧化硅、氧化铝(刚玉等)、氧化锆、氧化钇是适合的。

需要说明的是，研磨对象物所含有的金属氧化物可以是多种金属或半金属的氧化物的混合物，可以是多种复合氧化物的混合物，也可以是金属或半金属的氧化物与复合氧化物的混合物。另外，研磨对象物所含有的金属氧化物可以为金属或半金属的氧化物或复合氧化物与除其以外的种类的材料(例如金属、碳、陶瓷)的复合材料。

进而，研磨对象物所含有的金属氧化物可以为单晶、多晶、烧结体(陶瓷)等形态。在金属氧化物为这样的形态的情况下，研磨对象物可以采用其整体由金属氧化物形成的物质。或者，研磨对象物所含有的金属氧化物可以为通过对纯金属、合金进行阳极氧化皮膜处理而形成的阳极氧化皮膜的形态。即，研磨对象物所含有的金属氧化物可以是像纯金属、合金的阳极氧化皮膜那样在金属表面形成的、该金属本身氧化而得到的氧化物。

金属氧化物为这样的形态的情况下，研磨对象物可以采用其一部分由金属氧化物形成且其他部分由其他材质形成的物质。金属氧化物为阳极氧化皮膜的情况下，研磨对象物的包括其表面在内的一部分由金属氧化物形成，其他部分由纯金属或者合金形成。

作为阳极氧化皮膜的示例，可列举出由氧化铝、氧化钛、氧化镁、或者氧化锆构成的皮膜。

另外，可以在与金属氧化物种类不同的材质(例如金属、碳、陶瓷)的基材表面通过喷镀(例如等离子体喷镀、火焰喷镀)、镀覆、化学蒸镀(CVD)、物理蒸镀(PVD)等皮膜处理形成皮膜，从而构成研磨对象物。

作为通过喷镀形成的皮膜的示例，可列举出：由氧化铝、氧化锆、或者氧化钇构成的金属氧化物皮膜。

作为通过镀覆形成的皮膜的示例，可列举出：由锌、镍、铬、锡、铜、或者其合金构成的金属皮膜。

作为通过化学蒸镀形成的皮膜的示例，可列举出：由氧化硅、氧化铝、或者氮化硅构成的陶瓷皮膜。

作为通过物理蒸镀形成的皮膜的示例，可列举出：由铜、铬、钛、铜合金、镍合金、或者铁合金构成的金属皮膜。

(3)关于研磨对象物的研磨方法

对于使用了本实施方式的研磨垫的研磨对象物的研磨，可以利用通常的研磨中使用的研磨装置、研磨条件进行。

例如，如图3所示，将研磨对象物2的形成有凸部21的表面按压在研磨垫的立毛部1上时，纤维12变形，立毛部1的一部分凹陷从而追随凸部21的形状，因此研磨垫(纤维12)也会接触到研磨对象物2的表面中凸部21的附近部分。因此，若在这种状态下使研磨对象物2与研磨垫相对移动并摩擦，则包括凸部21的附近部分在内的研磨对象物2的整个表面被研磨。

另外，如图5所示，将研磨对象物2的形成有凹部22的表面按压在研磨垫的立毛部1上时，纤维12变形，立毛部1的一部分凹陷、追随凹部22的形状，因此研磨垫(纤维12)也会接触到研磨对象物2的表面中凹部22的内表面。因此，若在这种状态下使研磨对象物2与研磨垫相对移动并摩擦，则包括凹部22的内表面在内的研磨对象物2的整个表面被研磨。

使用本实施方式的研磨垫对研磨对象物2进行研磨时，可以将含有磨粒、添加剂、液态介质等的研磨用组合物夹在研磨对象物2与研磨垫之间进行研磨。

磨粒的种类没有特别限定，可列举出：氧化铝、氧化硅、氧化铈、氧化锆、锆石、氧化钛、氧化锰、碳化硅、碳化硼、碳化钛、氮化钛、氮化硅、硼化钛、硼化钨等。

这些磨粒之中，从容易获得和成本的观点出发，优选氧化铝、氧化锆、锆石(锆砂)、碳化硅、氧化硅，特别优选氧化铝、氧化硅。

另外，磨粒的平均二次粒径优选为10μm以下，更优选为5μm以下，进一步优选为3μm以下，特别优选为1μm以下。磨粒的平均二次粒径小时，有研磨后的研磨对象物表面存在的损伤少、表面粗糙度降低、变得更平滑的倾向。需要说明的是，磨粒的平均二次粒径可以使用例如动态光散射法、激光衍射法、激光散射法、细孔电阻法等方法进行测定。

另外，虽然没有限定，但是对于使用上述磨粒研磨后的研磨对象物的表面粗糙度Ra，例如使用了氧化铝磨粒时变为50nm以下，使用了二氧化硅磨粒时则变为20nm以下。需要说明的是，表面粗糙度Ra可以使用触针式、激光式测定机进行测定。

研磨用组合物中的磨粒的浓度优选为45质量％以下，进一步优选为25质量％以下。磨粒的浓度越低，分散性越好，越能降低成本。另外，研磨用组合物中的磨粒的浓度优选为2质量％以上，进一步优选为10质量％以上。磨粒的浓度越高，研磨速度越高。

另外，添加剂的种类没有特别限定，例如可以根据需要将pH调节剂、络合剂、蚀刻剂、氧化剂、水溶性高分子、防腐蚀剂、螯合剂、分散助剂、防腐剂、防霉剂等添加剂添加到研磨用组合物中。

所述各种添加剂在许多专利文献等中作为研磨用组合物中通常可加入的添加剂是公知的，添加剂的种类和添加量没有特别限定。但是，对于添加这些添加剂时的添加量，相对于研磨用组合物整体，分别优选为小于1质量％，分别更优选为小于0.5质量％。这些添加剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

[研磨用组合物的pH]

研磨用组合物的pH没有特别限定，优选酸性或者碱性。具体而言，酸性时优选为pH5以下、更优选为pH3以下。碱性时优选pH8以上、更优选为pH9.5以上。

pH可以通过作为研磨用组合物的一种成分的酸或者其盐来控制，也可以通过使用除其之外的公知的酸、碱、或者它们的盐来控制。

[pH调节剂]

作为pH调节剂，可以使用公知的酸、碱、或者它们的盐。可以作为pH调节剂使用的酸可列举出：无机酸和有机酸。作为无机酸，例如可列举出：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸、及磷酸等。另外，作为有机酸，例如可列举出：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、水杨酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、马来酸、苯二甲酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、二甘醇酸、2-呋喃羧酸、2,5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氢呋喃羧酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯基乙酸、以及苯氧基乙酸等。

可以作为pH调节剂使用的碱可列举出：脂肪族胺、芳香族胺等胺、氢氧化季铵等有机碱、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、以及氨等。

另外，可以代替前述酸或者与前述酸组合，使用前述酸的铵盐、碱金属盐等盐作为pH调节剂。特别是在使用弱酸与强碱的盐、强酸与弱碱的盐、或弱酸与弱碱的盐的情况下，能够期待pH的缓冲作用。进而在使用强酸与强碱的盐的情况下，能够通过少量的添加不仅调节pH、还调节电导率。对pH调节剂的添加量没有特别限定，只要进行适宜调节以使研磨用组合物成为期望的pH即可。

[络合剂]

作为络合剂的示例，可列举出：无机酸、有机酸、氨基酸、腈化合物、以及螯合剂等。作为无机酸的具体例，可列举出：硫酸、硝酸、硼酸、碳酸等。作为有机酸的具体例，可列举出：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、水杨酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、马来酸、苯二甲酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸等。也可以使用甲磺酸、乙磺酸、羟乙磺酸等有机硫酸。可以代替无机酸或有机酸、或者与无机酸或有机酸组合，使用无机酸或者有机酸的碱金属盐等盐。这些络合剂中优选甘氨酸、丙氨酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乙醇酸、羟乙磺酸、或者它们的盐。

作为螯合剂的示例，可列举出：葡萄糖酸等羧酸系螯合剂、乙二胺、二亚乙基三胺、三甲基四胺等胺系螯合剂、乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、二亚乙基三胺五乙酸等多氨基多羧酸系螯合剂。另外，2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、甲烷羟基膦酸、1-膦酰基丁烷-2,3,4-三羧酸等有机膦酸系螯合剂、酚衍生物、1,3-二酮等也可以作为螯合剂的示例而列举出。

[蚀刻剂]

研磨用组合物中根据需要还可以添加促进研磨对象物(例如合金材料)的溶解的蚀刻剂。

作为蚀刻剂的示例，可列举出：硝酸、硫酸、磷酸等无机酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、甲磺酸等有机酸、氢氧化钾、氢氧化钠等无机碱、氨、胺、季铵氢氧化物等有机碱等。

[氧化剂]

研磨用组合物中根据需要还可以添加使研磨对象物(例如合金材料)的表面氧化的氧化剂。

作为氧化剂的示例，可列举出：过氧化氢、过乙酸、过碳酸盐、过氧化脲、高氯酸、过硫酸盐、硝酸、高锰酸钾等。

[水溶性高分子]

作为水溶性高分子，例如可列举出：聚丙烯酸等聚羧酸、聚膦酸、聚苯乙烯磺酸等聚磺酸、黄原胶、藻酸钠等多糖类、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、山梨糖醇酐单油酸酯、具有一种或者多种氧化烯单元的氧化烯系聚合物等。另外，上述化合物的盐也适合用作水溶性高分子。

[防腐蚀剂]

研磨用组合物中根据需要还可以添加抑制研磨对象物(例如合金材料)的表面腐蚀的防腐蚀剂。

作为防腐蚀剂的示例，可列举出：胺类、吡啶类、四苯基鏻盐、苯并三唑类、三唑类、四唑类、苯甲酸等。

[分散助剂]

研磨用组合物中根据需要还可以添加使磨粒的聚集体容易再分散的分散助剂。

作为分散助剂的示例，可列举出：焦磷酸盐、六偏磷酸盐等缩合磷酸盐等。

[表面活性剂]

作为表面活性剂，可列举出：非离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂。作为非离子性表面活性剂，可列举出：醚型、醚酯型、酯型、含氮型，作为阴离子性表面活性剂，可列举出：羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐。另外，作为阳离子性表面活性剂，可列举出：脂肪族胺盐、脂肪族季铵盐、苯扎氯铵、苄索氯铵、吡啶鎓盐、咪唑鎓盐。作为两性表面活性剂，可列举出：羧基甜菜碱型、氨基羧酸盐、咪唑鎓甜菜碱、卵磷脂、烷基氧化胺。

[防腐剂、防霉剂]

研磨用组合物中根据需要还可以添加防腐剂、防霉剂。

作为防腐剂的示例，可列举出次氯酸钠等。

作为防霉剂的示例，可列举出噁唑烷-2,5-二酮等噁唑烷等。

进而，研磨用组合物含有液态介质作为用于将各成分分散或溶解的分散介质或者溶剂。液态介质的种类没有特别限定，可列举出水、有机溶剂等。液态介质可以单独使用1种，也可以混合使用2种以上，优选含有水。从抑制阻碍各成分的作用的观点出发，优选使用尽量不含有杂质的水。具体而言，优选以离子交换树脂去除了杂质离子后通过过滤器去除了异物的纯水、超纯水、或蒸馏水。

需要说明的是，使用本实施方式的研磨垫进行研磨工序的前工序和后工序中的至少一个工序中，可以使用由绒面革、无纺布、聚氨酯等构成的一般的研磨垫进行研磨。例如，可以在前工序的研磨中进行预研磨，在后工序的研磨中进行精加工研磨。

另外，本实施方式的研磨方法对于平板位于下侧、研磨对象物位于上侧、一边连续供给水系的研磨用组合物一边进行研磨的方法更适合。从生产率的观点出发，研磨对象物通过一次研磨能够进行多个研磨是理想的。另外，从生产率的观点出发，安装研磨垫的平板直径优选为300mm以上，进一步优选为600mm以上。

进而，对于使用了本实施方式的研磨垫的研磨对象物的研磨，可以使用单面研磨装置、双面研磨装置。

单面研磨装置具有保持研磨对象物的保持件、安装研磨垫的1个平板、及使保持件和平板旋转的旋转机构。另外，研磨垫以及平板的大小比研磨对象物大。然后，使上述研磨对象物保持在保持件上，将本实施方式的研磨垫安装在平板上后，一边通过旋转机构使保持件和平板旋转，一边使研磨对象物接触研磨垫时，能够仅对研磨对象物所具有的多个面中朝向研磨垫的面进行研磨。对于使用了本实施方式的研磨垫的研磨对象物的研磨，不仅可以使用单面研磨装置，还可以使用双面研磨装置、手动研磨器、研磨带等进行。从生产率的观点出发，优选使用单面研磨装置或者双面研磨装置。

[实施例]

以下示出实施例，参照表1更具体地说明本发明。使用各种研磨垫对表面具有凸部的研磨对象物进行了研磨。

实施例1、2是使用地毯作为研磨垫的例子，具有聚酯制纤维在基部的表面立起而成的立毛部。纤维的粗细(直径)、长度、质量、根数如表1所示。

实施例3是使用地毯作为研磨垫的例子，具有羊毛制纤维在基部的表面立起而成的立毛部。纤维的粗细、长度、质量、根数如表1所示。

实施例4是使用地毯作为研磨垫的例子，具有2种羊毛制纤维在基部的表面立起而成的立毛部。即，其中一羊毛制纤维为直线状延伸的纤维，另一羊毛制纤维为环状纤维。纤维的粗细、长度、质量、根数如表1所示。

实施例5是使用地毯作为研磨垫的例子，具有丙烯酸类制纤维在基部的表面立起而成的立毛部。纤维的粗细、长度、质量、根数如表1所示。

实施例6是使用地毯作为研磨垫的例子，具有尼龙制纤维在基部的表面立起而成的立毛部。纤维的粗细、长度、质量、根数如表1所示。

实施例7～9以及实施例11～13是使用地毯作为研磨垫的例子，具有聚酯制纤维在基部的表面立起而成的立毛部、且在片状基部所具有的两个主表面中与纤维立起的一侧的主表面相反的一侧的主表面上层叠有由发泡聚氨酯形成的弹性层。纤维的粗细、长度、质量、根数和弹性层的厚度如表1所示。

实施例10是使用地毯作为研磨垫的例子，具有聚酯制纤维在基部的表面立起而成的立毛部。纤维的粗细、长度、质量、根数如表1所示。

实施例14是使用地毯作为研磨垫的例子，具有尼龙制纤维在基部的表面立起而成的立毛部、且在片状基部所具有的两个主表面中与纤维立起的一侧的主表面相反的一侧的主表面上层叠有由发泡聚氨酯形成的弹性层。纤维的粗细、长度、质量、根数和弹性层的厚度如表1所示。

实施例15是使用地毯作为研磨垫的例子，具有羊毛制纤维在基部的表面立起而成的立毛部、且在片状基部所具有的两个主表面中与纤维立起的一侧的主表面相反的一侧的主表面上层叠有由发泡聚氨酯形成的弹性层。纤维的粗细、长度、质量、根数和弹性层的厚度如表1所示。

比较例1是使用一般的绒面革制的研磨垫的例子。表1所示的比较例1中的纤维的长度和质量是指绒面革的发泡聚氨酯层的厚度和质量。

比较例2是使用地毯作为研磨垫的例子，具有聚酯制纤维在基部的表面立起而成的立毛部。纤维的长度、质量、根数如表1所示。

[表1]

接下来对所使用的研磨对象物进行说明。研磨对象物的形状为长60mm、宽60mm、厚10mm的板状，其材质为合金编号7000系列的铝合金。另外，在研磨对象物的板面上形成有2个直径10mm、高度1mm的大致圆柱状的凸部。2个凸部分别在板面的4个角部中的对角线上的2个角部的附近部分上形成。

使用实施例1～15以及比较例1、2的研磨垫分别对这样的研磨对象物的形成有凸部的一侧的板面进行研磨。研磨时，将浆料状的研磨用组合物夹在研磨对象物与研磨垫之间。该研磨用组合物是将平均二次粒径为1.3μm的氧化铝粉末分散在水中，并将柠檬酸以成为3.5g/L的浓度的方式溶解在其中而得到的。

研磨条件如下。

(研磨条件)

研磨装置：单面研磨装置(平板的直径：380mm)

研磨载荷：18.1kPa(185gf/cm²)

平板的旋转速度：90min^-1

研磨速度(线速度)：71.5m/分钟

研磨时间：10分钟

研磨用组合物的供给速度：40mL/分钟

研磨结束后，由研磨对象物的研磨前后的质量差算出研磨速度。将研磨速度示于表1。

另外，目视观察研磨对象物的表面，确认研磨对象物的表面中是否存在未被充分研磨的部分。在研磨对象物的表面中凸部的附近部分存在未被充分研磨的部分时，测定被充分研磨的部分与凸部的基端部之间的距离。然后，根据该测定结果(距离)，基于下述标准，评价研磨垫对于凸部的形状的追随性(研磨垫的变形性)。

即，被充分研磨的部分与凸部的基端部之间的距离为3mm以上时，评价为研磨垫的追随性不良，在表1中用×表示。另外，该距离为2mm以上且小于3mm时，评价为研磨垫的追随性良好，在表1中用△表示。进而，该距离为0.5mm以上且小于2mm时，评价为研磨垫的追随性更好，在表1中用○表示。进而，该距离为小于0.5mm时，评价为研磨垫的追随性特别好，在表1中用◎表示。

由表1可知，实施例1～15中，研磨垫的追随性良好，充分研磨至研磨对象物的表面中凸部的附近部分、凹部的内表面。与此相对，比较例2中，由于纤维的质量小，因此研磨垫的追随性不良，研磨对象物的表面中凸部的附近部分未被充分研磨。另外，比较例1中，由于使用了绒面革制的研磨垫，因此研磨垫的追随性不良，研磨对象物的表面中凸部附近的部分未被充分研磨。

附图标记说明

1 立毛部

2 研磨对象物

11 基部

12 纤维

21 凸部

22 凹部

Claims (14)

1.一种研磨垫，其用于含有金属、合金、或者金属氧化物材料、且表面具有凸部和凹部中的至少一者的研磨对象物的研磨，所述研磨垫具有立毛部，所述立毛部是多个长度为2mm以上的纤维在基部的表面立起而成的，所述纤维的质量为250g/m²以上。

2.根据权利要求1所述的研磨垫，其中，所述纤维的长度为10mm以上。

3.根据权利要求1或2所述的研磨垫，其中，所述纤维的质量为800g/m²以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨垫，其中，所述纤维的根数为1000根/cm²以上。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨垫，其中，所述纤维的根数为4000根/cm²以上。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的研磨垫，其具有多层结构，所述多层结构是在所述基部的与所述纤维立起的一侧相反的一侧设置由弹性体形成的弹性层而成的。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的研磨垫，其中，所述凸部的高度或者所述凹部的深度为0.1mm以上。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的研磨垫，其中，所述纤维的长度为所述凸部的高度或者所述凹部的深度的5.5倍以上。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的研磨垫，其中，从相对于研磨对象物的表面呈垂直的位置的视点观察所述凸部或者所述凹部时的垂直投影图中的所述凸部或者所述凹部的投影面积为0.1cm²以上。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的研磨垫，其用于使用了含有平均二次粒径为5μm以下的磨粒以及水的研磨用组合物的所述研磨对象物的研磨。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的研磨垫，其在研磨装置中使用，所述研磨装置具备安装研磨垫的平板和使所述平板旋转的旋转机构，所述研磨垫及所述平板的大小比研磨对象物大，所述研磨装置使所述研磨对象物接触所述研磨垫从而仅对所述研磨对象物所具有的多个面中朝向所述研磨垫的面进行研磨。

12.一种研磨方法，其使用权利要求1～11中任一项所述的研磨垫对研磨对象物进行研磨。

13.一种研磨方法，其使用权利要求1～11中任一项所述的研磨垫和含有平均二次粒径为5μm以下的磨粒及水的研磨用组合物，对含有金属、合金、或者金属氧化物材料、且表面具有凸部和凹部中的至少一者的研磨对象物进行研磨。

14.根据权利要求12或13所述的研磨方法，其使用具备安装所述研磨垫的平板和使所述平板旋转的旋转机构、且所述研磨垫及所述平板的大小比所述研磨对象物大的研磨装置，使所述研磨对象物接触所述研磨垫从而仅对所述研磨对象物所具有的多个面中朝向所述研磨垫的面进行研磨。