JP2002331451A - 研磨用発泡シート及びその製造方法 - Google Patents

研磨用発泡シート及びその製造方法

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JP2002331451A JP2001138972A JP2001138972A JP2002331451A JP 2002331451 A JP2002331451 A JP 2002331451A JP 2001138972 A JP2001138972 A JP 2001138972A JP 2001138972 A JP2001138972 A JP 2001138972A JP 2002331451 A JP2002331451 A JP 2002331451A
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Yuji Horie
祐二 堀江
Hiromitsu Okuyama
弘光 奥山
Naoyuki Hamada
直之 濱田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】平均粒径０．１μｍ以下の研磨粒子を使用する
遊離砥粒研磨において、より高い研磨力でより平滑に研
磨できる研磨用発泡シート及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】賦形フィルム１１の表面に発泡性樹脂から
なる発泡性塗料を塗布し、この発泡性塗料を湿式発泡さ
せて賦形フィルムの表面に発泡シート１０を形成し、こ
の発泡シートを賦形フィルムの表面から剥離し、発泡シ
ートの表面に賦形フィルムの表面に沿った形状の研磨面
１２を形成することにより製造される研磨用発泡シート
及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、金属、セラミック
ス、プラスチックス、ガラス等の表面の研磨に用いられ
る研磨用発泡シート及びその製造方法に関し、特に、液
晶表示用カラーフィルター、光学レンズ、磁気ディスク
基板等のように、表面に高い平滑性が要求される精密部
品を研磨するに適した研磨用発泡シート及びその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】表面に
高い平滑性が要求される液晶表示用カラーフィルター、
光学レンズ、磁気ディスク基板等の精密部品は、その表
面に不要の傷や突起があると、精密部品の設計形状から
予定される機能及び性能を発揮し得なくなるため、表面
を設計どおりに平滑に研磨することが、精密部品の機能
等を左右する重要な工程となっている。
【０００３】例えば、磁気記録媒体としての磁気ディス
クは、アルミニウム合金又はガラス製の基板の表面に所
定の表面粗度をもつようにテクスチャ加工を行った後、
その表面上に磁性層と保護層を形成して製造されるもの
であり、テクスチャ加工を行う前に、基板表面には鏡面
加工が施され、表面が平滑に研磨される。
【０００４】このような研磨には、水又は水をベースと
した水溶液中に平均粒径約５μｍ以下のダイヤモンド、
酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、炭化珪
素、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化チタン、酸化
鉄、等の研磨粒子を分散した研磨液を使用する遊離砥粒
研磨が行われている。また、この研磨液に基板表面と化
学的に反応する酸性又はアルカリ性の物質を添加した研
磨液を使用する化学的機械的研磨（ＣＭＰ）が行われて
いる。ここで、このＣＭＰは、遊離砥粒研磨に属する研
磨方法であり、固体と被加工物との接触界面に固相反応
を生じさせ、この接触界面に異質な物質を生成し、この
接触界面部分を除去しながら研磨するものであり、加工
単位が極めて小さいので高度の平坦化がなされ、化学反
応を利用しているため加工変質が極めて少ないという利
点がある。
【０００５】遊離砥粒研磨は、研磨シートをテープ状、
パッド状又はその他の形状に適宜裁断加工したものと研
磨対象物表面との間に上記の研磨液を介在させ、両者を
相対的に移動させて行われる。
【０００６】遊離砥粒研磨に使用される研磨シートとし
て、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエス
テル等からなるプラスチックフィルムの表面に発泡性ウ
レタン樹脂からなる発泡層を形成した発泡シートが使用
されている（例えば、平成８年特許願第２４８７５６号
を参照）。このような発泡層を備えた発泡シートは、研
磨対象物表面上に柔軟に作用するため、磁気ディスク基
板の鏡面加工だけでなく、液晶ガラス基板、光学レンズ
などの精密機械部品の表面仕上げ研磨にも使用されてい
る。
【０００７】この発泡シートでは、プラスチックフィル
ム表面に塗布した発泡性樹脂からなる発泡性塗料を湿式
又は乾式発泡させるだけなので、発泡層の厚さが一様で
なく、その表面が平坦でないため、プラスチックフィル
ム表面に発泡層を形成した後、発泡層の表面部分をバフ
研磨やナイフ等の手段により除去し、発泡層の表面（研
磨面）を平坦なスウェード調とする表面処理が施されて
いる。
【０００８】このような表面処理を施した発泡シートで
は、表面部分を除去することにより、研磨面が平坦にな
り、さらに発泡性樹脂が発泡する際に発泡層内部に発生
した気泡が表面に露出し、直径約２０〜１００μｍの開
口穴が研磨面に形成される。
【０００９】このような発泡シートを使用して上記した
ような遊離砥粒研磨を行うと、研磨面と研磨対象物表面
との間に供給された研磨液中の研磨粒子が研磨面上の開
口穴に保持され、この開口穴に保持された研磨粒子が研
磨対象物表面に作用することによって研磨対象物表面が
研磨される。
【００１０】しかし、近年、精密機械部品の表面をより
平滑に研磨するため、より微小な研磨粒子（平均粒径
０．１μｍ以下）が使用されるようになり、発泡層を備
えた上記したような従来の発泡シートを使用する遊離砥
粒研磨では、表面処理を施すことによって研磨面に形成
された開口穴が大きすぎて、このように微小な研磨粒子
がこの開口穴に保持されず、開口穴の内部に取り込ま
れ、研磨対象物表面に作用する研磨粒子が減少（すなわ
ち単位時間あたりの研磨量（研磨力）が低下）し、研磨
に長時間を要するようになっただけでなく、均一に研磨
できない、という問題がある。
【００１１】したがって、本発明の目的は、平均粒径
０．１μｍ以下の研磨粒子を使用する遊離砥粒研磨にお
いて、より高い研磨力でより平滑に研磨できる研磨用発
泡シート及びその製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の研磨用発泡シートは、賦形フィルムの表面に発泡性
樹脂からなる発泡性塗料を塗布し、この発泡性塗料を湿
式発泡させて賦形フィルムの表面に発泡シートを形成
し、この発泡シートを賦形フィルムの表面から剥離し、
発泡シートの表面に賦形フィルムの表面に沿った形状の
研磨面を形成することにより製造されるものである。
【００１３】ここで、発泡性塗料は、発泡性樹脂を溶媒
中に溶解した発泡性樹脂溶液であり、発泡性樹脂とし
て、発泡性ウレタン樹脂が使用される。
【００１４】また、賦形フィルムとして、プラスチック
フィルムが使用される。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の研磨用発泡シート１０
は、図1に示すように、賦形フィルム１１の表面に発泡
性樹脂からなる発泡性塗料を塗布し、この発泡性塗料を
湿式発泡させて賦形フィルム１１の表面に発泡シートを
形成し、この発泡シートを賦形フィルム１１の表面から
剥離することにより製造されるものである。
【００１６】ここで、発泡性塗料は、発泡性樹脂を溶媒
中に溶解した発泡性樹脂溶液である。発泡性樹脂として
は、発泡性ウレタン樹脂を使用することができる。溶媒
としては、ジメチルホルムアミド等の有機溶剤が使用さ
れる。この他、必要に応じて、水、フロン等の発泡助
剤、シリコンオイル等の整泡剤等を配合することができ
る。
【００１７】賦形フィルム11の表面に塗布した発泡性塗
料の湿式発泡は、水中で、発泡性塗料中の溶媒を水と置
換し、その後、溶媒を水と置換した発泡性塗料を乾燥し
て水分を蒸発させて行われる（これを「湿式発泡法」と
いう）。水中で溶媒が水と置換されると、発泡性塗料の
内部に微小の水泡が形成され、これを乾燥して水分を蒸
発させると、発泡シートの内部に微小の気泡１３が形成
される。そして、この発泡シートを賦形フィルム１１か
ら剥離すると、賦形フィルムと発泡シートとの界面に散
在していた微小の気泡１３が露出し、研磨面１２に５μ
ｍ以下の非常に小さい開口穴１４が形成され、この開口
穴１４が、遊離砥粒研磨中、研磨粒子を保持する。
【００１８】賦形フィルム１１として、発泡シートとの
剥離性のよい可撓性のプラスチックフィルム、例えば、
厚さ約５〜５００μｍのポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリエチレン、酸化ビニ
ル、ポリエステル、等のフィルムが使用される。
【００１９】本発明に従って製造される発泡シートの表
面すなわち研磨面は、賦形フィルムの表面の形状に沿っ
たものとなるため、研磨面が平坦に形成される賦形フィ
ルムを使用すれば、研磨面が平坦且つ平滑に形成される
ので、従来行われていた表面処理によって表面部分を除
去する必要がない。また、エンボス加工等の手段により
表面に凹凸を形成した賦形フィルムを使用することによ
り、直線状、曲線状、水玉状等の形状をもつ研磨面を適
宜形成することができる。
【００２０】以上のようにして製造された研磨用発泡シ
ート１０は、パッド状、テープ状等の形状に適宜切断加
工され、精密部品の研磨に使用される。
【００２１】例えば、磁気ディスクに用いる基板を研磨
対象物として研磨する場合、既知の両面又は片面研磨加
工機を使用することができる。
【００２２】好適に、図２に示す両面研磨加工機を使用
する。
【００２３】図示の装置は、ドーナツ状の下定盤２１
（図２（ａ））と、この下定盤２１と同形のドーナツ状
の上定盤２０（図２（ｂ））とから構成され、これら上
下定盤２０、２１には、それぞれ、研磨用発泡シート１
０が張着される。
【００２４】上下定盤２０、２１の中心には、外部の駆
動モータに連結した太陽ギア（外歯歯車）２５が位置
し、下定盤２１の周囲にはインターナルギア（内歯歯
車）２６が固定されている。
【００２５】図２（ａ）に示すように、下定盤２１に張
着された研磨用発泡シート１０上には、太陽ギア２５と
インターナルギア２６に噛み合う遊星ギア２２が配置さ
れ、基板２４が、遊星ギヤ２２の複数の開口２３内にそ
れぞれ配置され、上定盤２０によって、上側から押さえ
付けられる。上定盤２０には、複数の穴２７が設けられ
ており、これら穴２７を通じて砥粒懸濁液が上下定盤２
０、２１の間に供給される。
【００２６】遊星ギア２２のそれぞれの開口２３内に配
置した複数の基板２４の研磨は、上定盤２０の穴２７を
通じて砥粒懸濁液を上下定盤２０、２１の間に供給しつ
つ太陽ギア２５を矢印Ｗの方向に回転させ、太陽ギア２
５とインターナルギア２６に噛み合わされ且つ上下定盤
２０、２１の間に位置した遊星ギヤ２２を上下定盤２
０、２１の間で矢印Ｘの方向に自転させるとともに矢印
Ｙの方向に公転させて、バッチ式に行われる。
【００２７】研磨液27は、水やアルコール、その他有機
溶剤等の液体、又はそれらをベースとした溶液中に研磨
粒子を分散させたものであり、研磨粒子として、ダイヤ
モンド、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、
炭化珪素、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化チタ
ン、酸化鉄、等から選択される一種又は二種以上の平均
粒径０．１μｍ以下の粒子が使用される。化学的機械的
研磨を行うために、研磨対象物表面と化学的に反応する
アルカリ性又は酸性の溶液を研磨液に添加してもよい。
【００２８】＜実施例＞ 本発明に従って、実施例の研
磨用発泡シートを以下のようにして製造した。
【００２９】４８重量％の発泡性ウレタン樹脂を２５重
量％のジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ）と混合し、２
７重量％の発泡助剤、安定剤等の添加剤を加えて発泡性
塗料を製造し、この塗料をＰＥＴフィルム（賦形フィル
ム）の表面に塗布し、水中をくぐらせた後、５分間乾燥
させ、ＰＥＴフィルム表面に発泡ウレタンシートを形成
し、この発泡ウレタンシートをＰＥＴフィルムから剥離
して、実施例の発泡シートを製造した。
【００３０】＜比較試験＞ 従来の発泡シート（比較例
の発泡シート）を製造し、Ｎｉ−Ｐメッキしたアルミニ
ウム合金製の磁気ディスク基板を遊離砥粒研磨し、研磨
性能（研磨力、平均表面粗度、表面微小うねり）につい
て上記実施例の発泡シートと比較した。
【００３１】従来の発泡シートは、４８重量％の発泡性
ウレタン樹脂を２５重量％のジメチルフォルムアミド
（ＤＭＦ）と混合し、２７重量％の発泡助剤、安定剤等
の添加剤を加えて発泡性塗料を製造し、この塗料をＰＥ
Ｔフィルム（賦形フィルム）の表面に塗布し、水中をく
ぐらせた後、５分間乾燥させ、ＰＥＴフィルム表面に発
泡ウレタン層を形成し、バフ研磨を行って発泡ウレタン
層の表面部分を除去して製造した。
【００３２】遊離砥粒研磨は、図２に示す両面研磨加工
機を使用し、下記の表１に示す研磨条件で行われた。研
磨液として、水に研磨粒子を分散したものが使用され、
研磨粒子として、平均粒径０．１μｍの酸化アルミニウ
ム粒子を使用した「研磨液Ａ」と、平均粒径０．０５μ
ｍのシリカ粒子を使用した「研磨液Ｂ」とが使用されて
遊離砥粒研磨が行われた。
【表１】
【００３３】＜比較試験結果＞ 遊離砥粒研磨後、基板
を研磨機から取り出して水で洗浄し、研磨後の基板表面
上の任意の３０μｍ×３０μｍの範囲を走査型プローブ
顕微鏡（デジタルインスツルメント社、ナノスコープDi
mention 3100シリーズ）を使用して走査（２５６ポイン
ト）して、この走査範囲における平均表面粗度（Ｒａ）
を計測し、また、基板表面上の任意の０．８７ｍｍ×
０．６５ｍｍの範囲を白色光顕微鏡（zygo社、NewView
5020）を使用して、表面微小うねり（Ｗａ）を計測し
た。比較試験結果を下記の表２（ａ）及び（ｂ）に示
す。表中、研磨力は、単位時間当たりに研磨された深度
（μｍ）を示す。また、スクラッチは、研磨後に暗室内
でスポットライトをあて、目視でスクラッチの有無を判
定した。
【００３４】
【表２】
【００３５】表２（ａ）及び（ｂ）から、実施例の発泡
シートを使用すると、比較例の発泡シートを使用した場
合と比較して、基板表面が、同等又はより平滑になり、
また、約１．５倍の研磨力で研磨されたことがわかる。
【００３６】
【発明の効果】本発明が以上のように構成されるので、
以下のような効果を奏する。
【００３７】平坦な賦形フィルム表面に形成された発泡
シートを賦形フィルムから剥離し、この剥離面をそのま
ま研磨面とするので、発泡シートの表面部分をバフ研
磨、ナイフなどの手段により除去することなく、平坦且
つ平滑な研磨面を得ることができる。
【００３８】また、研磨面に形成される微小な開口穴に
微小な研磨粒子が保持されるので、平均粒径０．１μｍ
以下の研磨粒子を使用する遊離砥粒研磨において、より
高い研磨力（すなわち、短時間）でより平滑に研磨でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の研磨シートを剥離していると
ころを示した拡大断面図である。
【図２】図２（ａ）は、両面研磨加工機の下定盤を示
し、図２（ｂ）は、両面研磨加工機の上定盤を示す。
【符号の説明】
１０…本発明の発泡体研磨シート １１…賦形フィルム １２…研磨面 １３…気泡 １４…開口穴 ２０…両面研磨加工機の上定盤 ２１…両面研磨加工機の下定盤 ２２…遊星ギア ２３…開口 ２４…基板 ２５…太陽ギア ２６…インターナルギア ２７…研磨液供給穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱田 直之 東京都昭島市武蔵野３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） 3C058 AA07 AA09 CB01 CB03 DA12 DA17 4F205 AA42 AB02 AG01 AG05 AG20 AJ03 GA07 GB02 GC06 GF04 GF24 GN28 4J038 DG001 HA026 HA216 HA436 HA446 KA06 KA08 PB03 PC08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】研磨用発泡シートの製造方法であって、
    （１）賦形フィルムの表面に発泡性樹脂からなる発泡性
    塗料を塗布する工程、（２）湿式発泡法により、前記発
    泡性塗料を発泡させ、前記賦形フィルムの表面に発泡シ
    ートを形成する工程、及び（３）前記発泡シートを前記
    賦形フィルムの表面から剥離し、前記発泡シート表面に
    前記賦形フィルムの表面に沿った形状の研磨面を形成す
    る工程、から成る製造方法。
  2. 【請求項２】前記賦形フィルムとして、プラスチックフ
    ィルムを使用する、請求項１に記載の製造方法。
  3. 【請求項３】前記発泡性樹脂として、発泡性ウレタン樹
    脂を使用する、請求項１に記載の製造方法。
  4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１に記載の製造方
    法によって製造された研磨用発泡シート。
JP2001138972A 2001-05-09 2001-05-09 研磨用発泡シート及びその製造方法 Pending JP2002331451A (ja)

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