JP2000006035A

JP2000006035A - 研磨シート及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000006035A
Application number: JP17711198A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Okumura; 正敏奥村; Koichi Maruta; 興一丸田; Kenichi Matsumoto; 建一松本; Mitsuru Saito; 満斎藤
Original assignee: Nihon Micro Coating Co Ltd
Current assignee: Nihon Micro Coating Co Ltd
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2000-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】刃先、針状ワークの先端部分、表面に凹凸を
形成したワークの凸部のコーナー部分の研磨（クリーニ
ング、アール面取り加工を含む）を容易に自動化でき、
研磨の精度にバラツキの生じない研磨シート及びその製
造方法を提供する。【解決手段】伸縮性フィルム（11）と、この伸縮性フ
ィルム（11）の表面に形成した、水性樹脂溶液に砥粒
（13）を分散した塗料の乾燥物（13、14）である研磨層
（12）とから構成される研磨シート（10）。伸縮性フィ
ルム（11）は、10kgf/cm²乃至300kgf/cm²の範囲の100%M
（モジュラス）（２倍に伸びた時点の破断強度）と、10
0kgf/cm²乃至1000kgf/cm²の範囲の破断強度と、5%乃至1
300%の範囲の破断伸度といった伸縮性を有する。砥粒
（13）を研磨層（12）中に均一に分布させ且つ研磨層
（12）に伸縮性を与えるために、ポリエステル系ウレタ
ン樹脂又はエーテル系ポリウレタン樹脂を含有する水性
樹脂溶液に砥粒（13）を分散した塗料が使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、金属製、ガラス製、鉱
物製、木材製、等の被研磨物の研磨、特に、医療用メ
ス、ハサミ、等の刃先、精密機械部品や検査用プロー
ブ、等の針状ワークの先端部分、金型等の凸状ワークの
コーナー部分、等の研磨（クリーニング、アール面取り
加工、等を含む）に適した研磨シート及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明の解決しようとする課題】一般
に、被研磨物の研磨には、プラスチックシート、不織
布、織布、紙、等の可撓性シートの表面に、砥粒を含ん
だ研磨層を形成した研磨シートをテープ状、ディスク
状、又はその他の形状に適宜に裁断した研磨テープやパ
ッドが使用されている。

【０００３】例えば、精密機械部品や検査用プローブ等
の針状ワークの先端部分や、表面に凹凸を形成した金型
等の凸状ワークのコーナー部分の研磨は、研磨テープを
走行させたり、研磨パッドを表面に貼り付けた回転盤を
回転させて、移動する研磨テープやパッドの研磨層の表
面に針状ワークの先端部分又は凸状ワークのコーナー部
分を研磨層の表面に対して角度を付けて押し付けること
によって行われる。

【０００４】針状ワークの先端部分の研磨では、針状ワ
ークの先端部分の周囲側面を均一に研磨するため、針状
ワークの長手方向の対称軸線に関して針状ワークを回転
させたり、研磨層の表面に対する針状ワークの傾斜角度
を徐々に変化させなければならない。このような針状ワ
ークの回転や傾斜角度の変化の制御には非常に高い精度
が要求され、このための設備に費用がかかる。このた
め、針状ワークを手に持って、熟練工の手作業により一
本一本研磨しているのが現状であり、このような手作業
では、手間がかかるだけでなく、複数の針状ワークの先
端部分を一括して研磨することができない。

【０００５】また、表面に凹凸を形成した凸状ワークの
コーナー部分の研磨では、凸状ワークが複雑な形状を有
する場合、上述のように、そのコーナー部分を研磨層の
表面に対して角度を付け、移動する研磨テープやパッド
の研磨層の表面に押し付けて凸状ワークのコーナー部分
のアール面取り加工を行うが、この場合、研磨層の表面
に対するコーナー部分の角度を制御することが非常に困
難である。このため、研磨パッド等を取り付けた研磨工
具を手に持って、その研磨層の表面を凸状ワークのコー
ナー部分に押し付けて擦るといった手作業により行わな
ければならない。

【０００６】このように、針状ワークの先端部分や凸状
ワークのコーナー部分の研磨は手作業により行われるこ
とが多く、研磨に時間がかかるだけでなく、研磨の精度
にバラツキが生じる。

【０００７】また、このような研磨による場合、針状ワ
ークの先端部分の研磨では、直径が1mm以下の針状ワー
クの研磨が殆どできないのが現状である。

【０００８】したがって、本発明の課題は、刃先、針状
ワークの先端部分、表面に凹凸を形成した凸状ワークの
コーナー部分の研磨（クリーニング、アール面取り加工
を含む）を容易に自動化でき、研磨の精度にバラツキの
生じない研磨シート及びその製造方法を提供することで
ある。

【０００９】本発明の他の課題は、複数の針状ワークの
先端部分の研磨を一括して行える研磨シート及びその製
造方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の研磨シー
トは、樹脂溶液に砥粒を分散した混合液の乾燥物から構
成され、上記の課題を解決するため、樹脂溶液の乾燥物
が、10kgf/cm²乃至300kgf/cm²の範囲の100%M（モジュラ
ス）（２倍に伸びた時点の破断強度）と、100kgf/cm²乃
至1000kgf/cm²の範囲の破断強度と、5%乃至1300%の範囲
の破断伸度といった伸縮性を有する。すなわち、砥粒
は、このような伸縮性を有する樹脂溶液の乾燥物に保持
される。

【００１１】樹脂溶液の乾燥物中に砥粒を均一に分布さ
せるために、樹脂溶液に砥粒を分散した混合液が使用さ
れる。

【００１２】樹脂溶液には、ポリエステル系ウレタン樹
脂又はエーテル系ポリウレタン樹脂が含有される。

【００１３】上記の本発明の第一の研磨シートは、上記
の樹脂溶液に砥粒を分散した混合液を剥離シートの表面
に塗布し乾燥させて、この混合液の乾燥物を剥離シート
の表面に形成した後、この混合液の乾燥物から剥離シー
トを剥離することによって製造される。

【００１４】本発明の第二の研磨シートは、樹脂の乾燥
物である伸縮性フィルムと、この伸縮性フィルムの表面
に形成した、水性樹脂溶液に砥粒を分散した混合液の乾
燥物である研磨層とから構成される。

【００１５】上記の課題を解決するため、伸縮性フィル
ムは、10kgf/cm²乃至300kgf/cm²の範囲の100%Mと、100k
gf/cm²乃至1000kgf/cm²の範囲の破断強度と、5%乃至130
0%の範囲の破断伸度といった伸縮性を有する。伸縮性フ
ィルムの樹脂には、ポリエステル系ウレタン樹脂又はエ
ーテル系ポリウレタン樹脂が使用される。これは、これ
ら樹脂を乾燥させると、その乾燥物が、上記のような伸
縮性を有するからである。

【００１６】砥粒を研磨層中に均一に分布させるため
に、水性樹脂溶液に砥粒を分散した混合液が使用され
る。

【００１７】水性樹脂溶液は、ポリエステル系ウレタン
樹脂又はエーテル系ポリウレタン樹脂を含有し、砥粒
が、伸縮性を有する水性樹脂溶液の乾燥物によって保持
されるようにしてもよい。

【００１８】上記の本発明の第二の研磨シートは、上記
の水性樹脂溶液に砥粒を分散した混合液を、上記の伸縮
性を有する伸縮性フィルムの表面に塗布し、この混合液
を乾燥させて、この混合液の乾燥物である研磨層を伸縮
性フィルムの表面に形成することによって製造される。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１（a）に示す本発明の第一の
研磨シート10は、樹脂溶液に砥粒12を分散した混合液の
乾燥物から構成される。

【００２０】樹脂溶液の乾燥物11が、10kgf/cm²乃至300
kgf/cm²の範囲の100%Mと、100kgf/cm²乃至1000kgf/cm²
の範囲の破断強度と、5%乃至1300%の範囲の破断伸度と
いった伸縮性を有し、このような伸縮性を有する樹脂溶
液の乾燥物11に砥粒12が保持されている。

【００２１】この本発明の第一の研磨シート10は、樹脂
溶液に砥粒12を分散した混合液を剥離シート（図示せ
ず）の表面に塗布し乾燥させて、この混合液の乾燥物11
を剥離シートの表面に形成した後、混合液の乾燥物11か
ら剥離シートを剥離することによって製造される。剥離
シートには、樹脂溶液に砥粒12を分散した混合液の乾燥
物に対して剥離性のよいものが使用され、ポリエステル
シート、テフロン（商標）シート等が使用できる。

【００２２】樹脂溶液は、ポリエステル系ウレタン樹脂
又はエーテル系ポリウレタン樹脂を含有する。これは、
これら材料を含有する樹脂溶液を乾燥させると、上記の
伸縮性を有する乾燥物が得られるからである。

【００２３】砥粒12には、200番乃至20000番の粒度の酸
化アルミニウム、シリコンカーバイド、酸化鉄、酸化ク
ロム、ダイヤモンド、酸化セリウム、二酸化珪素、等が
使用できる。砥粒12に使用するこれら材料及びその粒度
は、研磨シート10の用途に応じて、適宜に選定される。
例えば、検査用プローブの先端部分のように精密且つ微
細な研磨が要求される場合は、数μmの平均粒径を有す
る砥粒が使用される。

【００２４】第一の研磨シート10の厚さは、数μmから1
00μm以上の広い範囲にあり、研磨シート10の用途に応
じて、適宜に選定される。

【００２５】第一の研磨シート10中に砥粒12を均一に分
布させるために、樹脂溶液に砥粒12を分散させた混合液
が使用される。これは、既知の静電電着法や圧縮空気を
使用した吹付けにより砥粒を付着させる場合、粒径数μ
mの砥粒（特に、約10μm以下の粒径の砥粒）を剥離シー
トの表面に均一に付着させることが困難であるからであ
る。

【００２６】図１（b）に示す本発明の第二の研磨シー
ト20は、樹脂の乾燥物である伸縮性フィルム21と、この
伸縮性フィルム21の表面に形成した、水性樹脂溶液に砥
粒12を分散した混合液の乾燥物である研磨層23とから構
成される（水性樹脂溶液の乾燥物を符号22で示す）。

【００２７】この本発明の第二の研磨シート20は、樹脂
の乾燥物である伸縮性フィルム21の表面に、水性樹脂溶
液に砥粒12を分散した混合液を塗布し、この混合液を乾
燥させて、この混合液の乾燥物である研磨層23を伸縮性
フィルム21の表面に形成することによって製造される。

【００２８】ここで、伸縮性フィルム21は、10kgf/cm²
乃至300kgf/cm²の範囲の100%Mと、100kgf/cm²乃至1000k
gf/cm²の範囲の破断強度と、5%乃至1300%の範囲の破断
伸度といった伸縮性を有する。

【００２９】このような伸縮性を有する伸縮性フィルム
21は、ポリエステル系ウレタン樹脂又はエーテル系ポリ
ウレタン樹脂の乾燥物であり、市販の熱可塑性ポリウレ
タン製のモビロン（商標）（日清紡）や、ラブレース
（商標）（東燃石油化学）、POLYPAS（商標）（富士
紡）、等が使用できる。

【００３０】伸縮性フィルム21の厚さは、数μmから100
μm以上の広い範囲にあり、研磨シート10の用途に応じ
て、適宜に選定される。

【００３１】砥粒12は、上記の第一の研磨シート10に使
用する砥粒と同一であり、砥粒12に使用する材料及び粒
度は、第二の研磨シート20の用途に応じて、適宜に選定
される。

【００３２】水性樹脂溶液は、好適に、その乾燥物22が
伸縮性を示すように、ポリエステル系ウレタン樹脂又は
エーテル系ポリウレタン樹脂を含有し、芳香族ポリエス
テルベース、芳香族、脂肪族併用ポリエステルベース、
脂肪族ポリエステルベースとともにウレタンアオノマー
又はエマルジョンとして水中に分散又は溶解させたもの
である。

【００３３】砥粒12を研磨層23中に均一に分布させるた
めに、水性樹脂溶液に砥粒12を分散させた混合液が使用
される。これは、上記の第一の研磨シート10に関連して
説明したとおり、既知の静電電着法、等によると、粒径
数μmの砥粒を伸縮性フィルム11の表面に均一に付着さ
せることが困難であり、更に、研磨の際に発生した研磨
クズを排出するために、グラビア塗工法といった既知の
塗工法により上記の混合液を伸縮性フィルム21の表面に
塗布することにより、研磨層23を斜線状、格子状、水玉
状といったパターンで容易に形成できるからである。

【００３４】実質的に研磨に寄与する砥粒は研磨層の表
面に位置する砥粒のみであることから、砥粒が横並びに
配列される（つまり、研磨層の内部で砥粒が上下に重な
り合わない）（図示せず）ように、キスロール塗工法等
の既知の塗工法にて上記の混合液を伸縮性フィルム21の
表面に塗布して、単層の研磨層を伸縮性フィルム21の表
面に形成してもよい。これにより、研磨層23に使用され
る砥粒12の量を節約することができる。

【００３５】以下、上述した図１（a）及び（b）に示す
本発明の第一及び第二の研磨シート10、20を使用した研
磨（代表的に、針状ワークの先端部分の研磨、及び凸状
ワークのコーナー部分のアール面取り加工）について説
明する。

【００３６】針状ワークの先端部分の研磨は、図２
（a）に示すように、研磨パッド10′を粘着剤等を介し
て固定するための定盤40と、針状ワーク30を上下方向
（矢印Vの方向）に振動させることのできる手段（図示
せず）とから構成される装置によって自動的に行える。
針状ワーク30の上下方向の振動は、研磨パッド10′を貫
通しない程度の振幅に設定される。

【００３７】図２（a）に示す研磨パッド10′は、図１
（a）に示す第一の研磨シート10を適当な大きさ及び形
状に裁断したものであるが、これに代えて、図１（b）
に示す第二の研磨シート20′を適当な大きさ及び形状に
裁断したものであってもよい。

【００３８】針状ワーク30を下方向へ移動させると、そ
の先端部が研磨パッド10′の表面に押し付けられる。

【００３９】このとき、樹脂溶液の乾燥物11の伸縮性に
より、この先端部の下方向への移動とともに、針状ワー
ク30の先端部に押し付けられた研磨パッド10′の表面の
部分が下方向へ移動し、針状ワーク30の先端部分を包み
込むような縁弛れが形成され、この縁弛れの内面を画成
する研磨パッド10′の表面にある砥粒12によって針状ワ
ーク30の先端部分が研磨される。

【００４０】また、針状ワーク30の先端部分が上方向に
移動すると、この先端部分の移動とともに、縁弛れの内
面を画成する研磨パッド10′の表面の部分が、樹脂溶液
の乾燥物11の伸縮性により、上方向に移動する。

【００４１】このときも、針状ワーク30の先端部分を下
方向に移動させたときと同様に、この縁弛れの内面を画
成する研磨パッド10′の表面にある砥粒12により針状ワ
ーク30の先端部分21が研磨される。

【００４２】複数の検査用プローブの針状ワークを一括
して同時に研磨するときは、複数の針状ワークを一括し
て上記の在来の手段に固定し、上述のように、これらの
先端部分を研磨パッド10′の内部で上下方向（図示の矢
印Vの方向）に振動させて、複数の針状ワークを一括し
て同時に研磨できる。

【００４３】凸状ワークのコーナー部分のアール面取り
加工は、図２（b）に示すように、研磨パッド20′を粘
着剤等を介して固定するための回転盤41と、凸状ワーク
31を固定し研磨パッド20′に押し付けるための手段（図
示せず）とから構成される装置によって自動的に行え
る。すなわち、回転盤41上に固定した研磨パッド20′の
研磨層23の表面に凸状ワーク31の平坦面32を押し付けた
状態で、回転盤41を回転（矢印Rの方向）させることに
よって行われる。

【００４４】図２（b）に示す研磨パッド20′は、図１
（b）に示す第二の研磨シート20をディスク状に裁断し
たものであるが、これに代えて、図１（a）に示す第一
の研磨シートをディスク状に裁断したものであってもよ
い。

【００４５】凸状ワーク31の平坦面32を研磨層23の表面
に押し付けると、図示のように、凸状ワーク31が研磨層
23の内部に押し込まれ、また、研磨層23が、上記の伸縮
性を有する伸縮性フィルム21の内部に押し込まれる。こ
こで、水性樹脂の乾燥物22に伸縮性フィルム21と同様の
伸縮性をもたせることで、凸状ワーク31を研磨層23の内
部に深く押し込むことができる。

【００４６】この状態で、回転盤41を回転（図示の矢印
Rの方向）させると、符号24で示す部分の研磨層23の表
面の部分が、矢印Rの方向と反対方向に押圧されつつ、
凸状ワーク31のコーナー部分33の表面上を通過して凸状
ワーク31の平坦面32の側へと入り込む。すなわち、研磨
層23の表面の符号24で示す部分が凸状ワーク31の平坦面
32の側へと入り込む際に、凸状ワーク31のコーナー部分
33が符号24で示す研磨層23の表面の部分にある砥粒12に
よって研磨され、これにより、コーナー部分33のアール
面取り加工が行われる。

【００４７】

【実施例】図１（b）に示す本発明の第二の研磨シート
を製造し、針状ワークの先端部分を図２（a）に関連し
て説明したように研磨した。

【００４８】実施例の研磨シートは、50kgf/cm²の100%
M、800kgf/cm²の破断強度、600%の破断伸度を有する厚
さ100μmの熱可塑性ポリウレタン製の伸縮性フィルム
（モビロン（商標）、日清紡）の表面に、水性樹脂溶液
の乾燥物に伸縮性をもたせるためにポリエステル系ウレ
タン樹脂を含有した水性樹脂溶液30重量％に砥粒として
の平均粒径9μmの酸化アルミニウム70重量％を分散した
混合液を塗布し、この混合液を乾燥して伸縮性フィルム
の表面に混合液の乾燥物である厚さ10μmの研磨層を形
成して製造した。

【００４９】このようにして製造した本発明の研磨シー
トを適当な大きさ及び形状に裁断し、粘着剤を介して定
盤上に固定し、直径1000μmのスチール製の針状ワーク
の先端部分を上下に振動させて研磨した結果、短時間
で、光沢のある先端部分に仕上がった。

【００５０】

【発明の効果】本発明の研磨シートが以上のように構成
されるので、針状ワークの先端部分や凸状ワークのコー
ナー部分の研磨を容易に自動化でき、研磨にかかる時間
を短縮できるだけでなく、研磨の精度を一定にでき、ま
た、複数の針状ワークを一括して研磨でき、さらに、直
径1000μm程度の針状ワークの先端部分の研磨ができ
る、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（a）は、本発明の第一の研磨シートの断
面図であり、図１（b）は、本発明の第二の研磨シート
の断面図である。

【図２】図２（a）は、針状ワークの先端部分を研磨す
るための装置の部分拡大図であり、図２（b）は、凸状
ワークのコーナー部分のアール面取り加工のための装置
の部分拡大図である。

【符号の説明】

10 ・・・本発明の第一の研磨シート 10′・・・研磨パッド 11 ・・・樹脂溶液の乾燥物 12 ・・・砥粒 20 ・・・本発明の第二の研磨シート 20′・・・研磨パッド 21 ・・・伸縮性フィルム 22 ・・・水性樹脂溶液の乾燥物 23 ・・・研磨層 24 ・・・研磨層の部分 30 ・・・針状ワーク 31 ・・・凸状ワーク 32 ・・・平坦部 33 ・・・コーナー部分 40 ・・・定盤 41 ・・・回転盤 V ・・・上下方向 R ・・・回転方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本建一東京都昭島市武蔵野三丁目４番１号日本ミクロコーティング株式会社内 (72)発明者斎藤満東京都昭島市武蔵野三丁目４番１号日本ミクロコーティング株式会社内Ｆターム(参考） 3C063 AA03 AB05 AB07 BB01 BB02 BB03 BB04 BC03 BG01 CC16 EE01 EE04 EE07 FF23 FF30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂溶液に砥粒を分散した混合液の乾燥物
から成り、前記樹脂溶液の乾燥物が、10kgf/cm²乃至300
kgf/cm²の範囲の100%Mと、100kgf/cm²乃至1000kgf/cm²
の範囲の破断強度と、5%乃至1300%の範囲の破断伸度と
を有する、研磨シート。
【請求項２】前記樹脂溶液が、ポリエステル系ウレタン
樹脂又はエーテル系ポリウレタン樹脂を含有する、請求
項１に記載の研磨シート。
【請求項３】樹脂溶液に砥粒を分散した混合液を剥離シ
ートの表面に塗布し乾燥させて前記混合液の乾燥物を前
記剥離シートの表面に形成する工程と、前記混合液の乾
燥物から前記剥離シートを剥離する工程とを含み、前記
樹脂溶液の乾燥物が、10kgf/ cm²乃至300kgf/ cm²の範
囲の100%Mと、100kgf/ cm²乃至1000kgf/cm²の範囲の破
断強度と、5%乃至1300%の範囲の破断伸度とを有する、
研磨シートの製造方法。
【請求項４】前記樹脂溶液が、ポリエステル系ウレタン
樹脂又はエーテル系ポリウレタン樹脂を含有する、請求
項３に記載の製造方法。
【請求項５】10kgf/cm²乃至300kgf/cm²の範囲の100%M
と、100kgf/cm²乃至1000kgf/cm²の範囲の破断強度と、5
%乃至1300%の範囲の破断伸度とを有する、樹脂の乾燥物
である伸縮性フィルムと、該伸縮性フィルムの表面に形
成した、水性樹脂溶液に砥粒を分散した混合液の乾燥物
である研磨層とから成る研磨シート。
【請求項６】前記樹脂が、ポリエステル系ウレタン樹脂
又はエーテル系ポリウレタン樹脂である、請求項５に記
載の研磨シート。
【請求項７】前記水性樹脂溶液が、ポリエステル系ウレ
タン樹脂又はエーテル系ポリウレタン樹脂を含有する、
請求項５又は６に記載の研磨シート。
【請求項８】10kgf/cm²乃至300kgf/cm²の範囲の100%M
と、100kgf/cm²乃至1000kgf/cm²の範囲の破断強度と、5
%乃至1300%の範囲の破断伸度とを有する、樹脂の乾燥物
である伸縮性フィルムの表面に、水性樹脂溶液に砥粒を
分散した混合液を塗布し、前記混合液を乾燥させて、前
記混合液の乾燥物である研磨層を前記伸縮性フィルムの
前記表面に形成する工程を含む、研磨シートの製造方
法。
【請求項９】前記樹脂が、ポリエステル系ウレタン樹脂
又はエーテル系ポリウレタン樹脂である、請求項８に記
載の製造方法。
【請求項１０】前記水性樹脂溶液が、ポリエステル系ウ
レタン樹脂又はエーテル系ポリウレタン樹脂を含有す
る、請求項８又は９に記載の製造方法。