【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ヘッド、磁気テープ、磁気ディスク、半導体基板、液晶ガラス基板、単結晶デバイス、光ファイバー、光学レンズ、プリズム、ミラー、カラーフィルター等の精密仕上げ研磨や、磁気ヘッド又は金属ロールのクリーニング等に用いられる研磨フィルム及びその製造方法に関するものである。より詳しくは、研磨力及び研磨精度を向上させることができる研磨フィルム及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気ヘッド、磁気テープ、磁気ディスク、半導体基板、ディスプレイ用ガラス基板、単結晶デバイス、光ファイバー、光学レンズ、カラーフィルター等の精密部品の表面を平滑に研磨するために、可撓性支持体上に、結合剤中に研磨材粒子を分散させた研磨層を形成させた研磨フィルムが使用されている。
【０００３】
これらの研磨フィルムには、研磨力、研磨精度、生産性、耐久性等が要求され、従来より、特定の研磨材粒子や結合剤を使用したり、研磨層の加工方法を工夫するなど様々な改良処方が提案されている。
【０００４】
従来の研磨フィルムは、フィルム基体上に、板状アルミナ粉を不飽和ポリエステル樹脂等のバインダー樹脂中に分散させてなる研磨層を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、精密部品の表面を研磨するためのものとしては、板状アルミナ粒子とエポキシ樹脂等のバインダー樹脂との混合物をプレス加工又は高速回転させることにより、プレス加工時の圧力又は遠心力によって板状アルミナ粒子を一定方向に配向させて製造されるアルミナ質砥石が知られている（例えば、特許文献２参照。）。そして、板状アルミナ粉又は板状アルミナ粒子によって被研磨面を研磨するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−１０９０８２号公報（第１−２頁）
【特許文献２】
特開平６−１９０７２５号公報（第２−３頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１においては、板状アルミナ粉が一定方向に配向されていないために、板状アルミナ粉の配向性に起因する研磨力及び研磨精度が低いという問題があった。また、特許文献２においては、プレス加工時の圧力や遠心力の機械的な作用によって板状アルミナ粒子を一定方向に配向させるために、板状アルミナ粒子の配向性が十分ではないという問題があった。よって、板状アルミナ粒子が例えば研磨方向に対して直交方向に配向される割合が十分ではないために研磨力が低く、ランダムに分散される板状アルミナ粒子の割合が高いために研磨精度が低くなるという問題がった。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、研磨力及び研磨精度を向上させることができる研磨フィルム及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の研磨フィルムは、可撓性支持体上に研磨材粒子及び結合剤を含有する研磨層が設けられることにより形成され、研磨層中の研磨材粒子は磁場が印加されることにより一定方向に配向されているものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明の研磨フィルムは、請求項１に記載の発明において、前記研磨材粒子は磁気異方性を有する非強磁性体である。
請求項３に記載の発明の研磨フィルムは、請求項２に記載の発明において、前記研磨材粒子は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素及びダイヤモンドより選ばれる少なくとも一種である。
【００１０】
請求項４に記載の発明の研磨フィルムの製造方法は、研磨材粒子及び結合剤を含有する研磨材組成物を可撓性支持体上に塗布し、磁場発生手段によって磁場を一定方向に印加して研磨材粒子を配向させ、さらに、研磨材組成物を固化して研磨層を形成するものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明の研磨フィルムの製造方法は、請求項４に記載の発明において、前記研磨材粒子は磁気異方性を有する非強磁性体である。
請求項６に記載の発明の研磨フィルムの製造方法は、請求項５に記載の発明において、前記研磨材粒子は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素及びダイヤモンドより選ばれる少なくとも一種である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態の研磨フィルムは、可撓性支持体上に研磨材粒子及び結合剤を含有する研磨層が積層されることにより形成されている。研磨フィルムを構成する可撓性支持体はフィルム状、シート状、板状等に形成されている。又は後述する可撓性支持体を形成する材料製の繊維により、織布状又は不織布状に形成されている。
【００１３】
可撓性支持体を形成する材料の具体例としては、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト等のポリエステル類、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフイン類、セルロ−ストリアセテ−ト、セルロ−スダイアセテ−ト等のセルロ−ス誘導体、ポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂類、ポリスチレン、ポリカ−ボネ−ト、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、フッ素樹脂、ポリベンズアゾール、液晶樹脂等の合成樹脂材料、アルミニウム、銅等の金属材料、ガラスクロス等のセラミックス等が挙げられる。これらの中でも、可撓性支持体の製造コストを低減することができるために、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート又はポリアミドが好ましい。
【００１４】
可撓性支持体の厚みは好ましくは２０〜１５０μｍである。２０μｍ未満では、可撓性支持体をフィルム状に形成したときにフィルム破断が発生するおそれがある。一方、１５０μｍを超えると、可撓性支持体の厚みが大きいためにその可撓性が低下し、研磨フィルムの取扱い性の低下を招く。
【００１５】
続いて、研磨フィルムを構成する研磨層は、研磨材粒子と結合剤とを含有している。研磨材粒子は、被研磨面を研磨するために含有される。研磨材粒子の材質の具体例としては、酸化亜鉛、αアルミナやγアルミナ等の酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化セリウム、非強磁性酸化鉄等の酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ダイヤモンド、カーボランダム、石英、ベーマタイト、コランダム、エメリー、ルビー、サファイア、トリポリ、ザクロ石、ガ−ネット、珪石、窒化アルミニウム、炭化モリブデン、炭化タングステン、炭化チタン、ケイソウ土、ドロマイト等が挙げられる。これらは単独で含有してもよいし、二種以上を組み合わせて含有してもよい。
【００１６】
これらの中でも、配向制御を容易にするために、磁気異方性を有する非強磁性体が好ましく、磁化率が負の反磁性体がより好ましい。ここで、強磁性体は、正の磁化率が大きく研磨材粒子が連結してしまうために研磨材粒子を配向させるのが困難になり、研磨力及び研磨精度の低下を招く。磁気異方性は、結晶構造における方位毎の磁化率の差等によって表される。このため、研磨材粒子の材質の結晶系としては、ａ軸とｃ軸の格子定数の差が大きいために磁化率の差が大きく、よって磁気異方性が高いために、立方晶系以外のものが好ましく、六方晶系又は斜方晶系がより好ましい。
【００１７】
さらに、配向制御を容易に行うとともに研磨力を向上させるために、方向によって形状が異なる形状異方性と、方向によって研磨能力が異なる研磨異方性との少なくとも一方を有するものが好ましい。この場合、研磨能力の高い箇所が研磨層表面側に位置するように研磨材粒子を配向させることにより、研磨力を向上させることができる。
【００１８】
磁気異方性を有する非強磁性体の具体例としては、酸化亜鉛、αアルミナやγアルミナ等の酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化セリウム、非強磁性酸化鉄、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ダイヤモンド等が挙げられる。これらの中でも、硬度がモース硬度で６以上と高いとともに配向制御をより容易にするために、αアルミナやγアルミナ等の酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素及びダイヤモンドより選ばれる少なくとも一種が好ましい。これらは粒子形状が針状、鱗片状、板状、棒状、柱状、三角柱状、直方体状、リョウ面体構造等の異型結晶構造であり、磁気異方性を有している。
【００１９】
研磨材粒子の平均粒子径は好ましくは０．００５〜２００μｍである。０．００５μｍ未満では研磨力の低下を招く。一方、２００μｍを超えると研磨精度の低下を招く。
【００２０】
研磨層中の研磨材粒子の含有量は好ましくは１〜８０重量％である。１重量％未満では、研磨材粒子の含有量が低いために研磨力の低下を招く。一方、８０重量％を超えると、研磨力が高くなりすぎるために研磨精度の低下を招く。
【００２１】
結合剤は、研磨材粒子同士を結合することによって、研磨層から研磨材粒子が脱落するのを抑制するために含有される。結合剤としては従来の研磨フィルムで使用されている熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂、電子線硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、可視光線硬化型樹脂やこれらの混合物が使用される。これらの具体例としては、塩化ビニル単独重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、ウレタン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体等の塩化ビニル系重合体、アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、アクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、アクリル酸エステル−スチレン共重合体、メタクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、メタクリル酸エステル−塩化ビニリデン共重合体、メタクリル酸エステル−スチレン共重合体、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ロジン系樹脂、ナイロン−シリコーン系樹脂、ニトロセルロース−ポリアミド樹脂、フッ素系樹脂、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース及びセルロース誘導体、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリカーボネート樹脂、アミノ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタンポリカーボネート樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系反応樹脂、エポキシ−ポリアミド樹脂、ニトロセルロースメラミン樹脂、高分子量ポリエステル樹脂とイソシアネートプレポリマーの混合物、メタクリル酸塩共重合体とジイソシアネートプレポリマーの混合物、ポリエステルポリオールとポリイソシアネートとの混合物、尿素ホルムアルデヒド樹脂、低分子量グリコールと高分子量ジオールとトリフェニルメタントリイソシアネートとの混合物、ポリイミド樹脂、ポリベンズアゾール樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマー及びこれらの混合物等が挙げられる。
【００２２】
研磨層中の結合剤の含有量は、研磨材粒子１００重量部に対して好ましくは５〜４００重量部である。５重量部未満では、結合剤の含有量が低いために研磨材粒子が研磨層から脱落するおそれがある。一方、４００重量部を超えてもそれ以上研磨材粒子同士の結合力を高めることができないとともに、研磨フィルムの製造コストが嵩みやすい。研磨層は、研磨材粒子及び結合剤を主成分として含有している。即ち、研磨層中における研磨材粒子及び結合剤の含有量の合計は、研磨フィルムとしての機能を十分に発揮させるために好ましくは５０重量％以上、より好ましくは８０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上である。
【００２３】
研磨材組成物は、研磨材粒子及び結合剤を混合、分散及び混練して調製された後、可塑性支持体上に塗布される。その場合、研磨材粒子及び結合剤を容易に混合、分散及び混練するとともに研磨材組成物を容易に塗布するために、その他の添加成分として水や有機溶剤等の溶剤を含有するのが好ましい。有機溶剤の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケトン系、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、イソブチルアルコ−ル、イソプロピルアルコール、メチルシクロヘキサノール等のアルコール系、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、乳酸エチル、酢酸グリコールモノエチルエーテル等のエステル系、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、グリコールジメチルエーテル、グリコールモノエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル系、ベンゼン、トルエン、キシレン、クレゾール、スチレン等の芳香族炭化水素系、塩化メチレン、四塩化炭素、クロロホルム、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン等の塩素化炭化水素系、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、ヘキサン、シクロヘキサン等が挙げられる。これらは単独で含有してもよいし、二種以上を組み合わせて含有してもよいが、任意の比率で二種以上を組み合わせて含有するのが好ましい。
【００２４】
研磨材組成物中の溶剤の含有量は、研磨材組成物の合計固形分１００重量部に対して２０〜２００００重量部が好ましい。２０重量部未満では溶剤の含有量が低いために研磨材粒子及び結合剤を混合、分散及び混練するのが困難になる。一方、２００００重量部を超えると、溶剤の含有量が高いために、研磨フィルムを製造するときに揮散させる溶剤の量が多くなって製造に時間がかかるとともに、研磨フィルムの厚みむらが大きくなるおそれがある。
【００２５】
研磨材組成物は、溶剤以外のその他の添加成分として分散剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、防黴剤、着色剤等を含有してもよい。ここで、研磨フィルムの製造後には研磨層から溶剤は揮散され、研磨層中に溶剤は残存しない。研磨層中のその他の添加成分の含有量は研磨フィルムの常法に従って決定されるが、好ましくは５０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下、特に好ましくは１０重量％以下である。
【００２６】
本実施形態の研磨フィルムはフィルム状、シート状、板状等の種々の形態に形成されている。そして、磁気ヘッド、磁気テープ、磁気ディスク、半導体基板、液晶ガラス基板、単結晶デバイス、光ファイバー、光学レンズ、プリズム、ミラー、カラーフィルター等の精密仕上げ研磨や、磁気ヘッド又は金属ロールのクリーニング等に用いられる。
【００２７】
さて、研磨フィルムを製造するときには、まず各成分を混合、分散及び混練して研磨材組成物を調製する。このとき、各成分の添加順序や温度等は適宜設定することができ、混合、分散及び混練の方法は特に制限されない。さらに、研磨材組成物を調製するときに、真空脱泡や加圧脱泡処理を施してもよい。ここで、各成分を混合、分散及び混練する装置の具体例としては、二本ロールミル、三本ロールミル、ボールミル、ペブルミル、トロンミル、サンドグラインダー、アトライター、高速インペラー、分散機、高速ストーンミル、高速度衝撃ミル、ディスパー、ニーダー、高速ミキサー、リボンブレンダー、コニーダー、インテンシブミキサー、タンブラー、ブレンダー、ディスパーザー、ホモジナイザー、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、超音波分散機等が挙げられる。
【００２８】
続いて、研磨材組成物を可撓性支持体上に塗布する。このとき、可撓性支持体に、塗布の前処理として予めコロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理（ＥＢ処理）、カップリング剤処理、接着性を向上させるための塗布処理、下塗処理、加熱処理、防塵埃処理、金属蒸着処理、アルカリ処理等を施してもよい。研磨材組成物を可撓性支持体上に塗布する装置の具体例としては、ドクターコーター、ブレードコーター、エアナイフコーター、スキージコーター、含浸コーター、リバースロールコーター、トランスファーロールコーター、グラビアコーター、キスコーター、キヤストコーター、スプレイコーター、ロッドコーター、正回転ロールコーター、カーテンコーター、押出コーター、バーコーター、リップコーター等が挙げられる。
【００２９】
次いで、研磨材組成物に磁場発生手段によって磁場を一定方向に印加し、研磨材粒子を配向させる。このとき、研磨材粒子の結晶構造において、磁化率の大きい結晶軸方向は磁力線と平行をなすので、研磨材粒子の各結晶構造及び研磨面の研磨特性に対応させて磁場を印加する方向を設定することにより、研磨材粒子を任意の方向に配向させることができる。
【００３０】
図１に示すように、研磨フィルム１１において例えば研磨材粒子１２として鱗片状結晶のαアルミナを用い、研磨材粒子１２を研磨層１３の厚み方向（図１におけるＺ軸方向）に配向させるときには、図２に示すように、可撓性支持体１４の左右に磁場発生手段としての一対の永久磁石１５を配設する。ここで、各永久磁石１５は可撓性支持体１４を挟んで左方のＮ極と右方のＳ極とが対向するように配設され、左方に位置する永久磁石１５から右方に位置する永久磁石１５に直線状に延びる磁力線１６が発生するように構成される。即ち、研磨材組成物１７の面内方向に磁場を印加し、研磨材粒子１２を研磨材組成物１７の厚み方向に配向させる。
【００３１】
このとき、αアルミナの結晶構造において、鱗片面に垂直なｃ軸方向の磁化率は鱗片面方向（ａ軸及びｂ軸）の磁化率に比べて大きい。このため、αアルミナは、その結晶構造のｃ軸方向が磁力線１６に対して平行をなすとともに鱗片面方向が磁力線１６に対して直交をなす、即ち鱗片状結晶が磁力線１６に対して直交をなすように配向される。
【００３２】
磁場の磁束密度は好ましくは１〜１５テスラ（Ｔ）、より好ましくは２〜１５Ｔ、さらに好ましくは５〜１５Ｔである。１Ｔ未満では研磨材粒子の配向が不十分となって研磨フィルムの研磨力及び研磨精度の低下を招く。一方、１５Ｔを超えると、磁場の磁束密度を向上させるために装置が大型化し、製造コストが嵩み、その製造のコストに見合う研磨材粒子を得ることが困難になる。
【００３３】
一方、研磨材粒子１２として鱗片状のαアルミナを研磨層１３の面内方向（図１におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向等）に配向させるときには、図３に示すように、可撓性支持体１４を挟んで上方のＮ極から下方のＳ極に直線状の磁力線１６が発生するように一対の永久磁石１５を配設する。即ち、研磨材組成物１７の厚み方向に磁場を印加し、研磨材粒子１２を研磨材組成物１７の面内方向に配向させる。
【００３４】
また、研磨材粒子１２として柱状結晶のβ窒化ケイ素を用いるときには、上述のαアルミナと同様にその結晶構造のｃ軸方向が磁力線１６に対して平行をなすとともにａ、ｂ軸方向が磁力線１６に対して直交をなす、即ち柱状結晶が磁力線１６に対して直交をなすように配向される。
【００３５】
研磨材粒子１２として六方晶結晶の窒化ホウ素や炭化ケイ素を用いるときには、それらの結晶構造においてａ、ｂ軸方向の磁化率はｃ軸方向の磁化率に比べて大きい。このため、窒化ホウ素及び炭化ケイ素は、それらの結晶構造のａ、ｂ軸方向が磁力線１６に対して平行をなすとともにｃ軸方向が磁力線１６に対して直交をなすようにそれぞれ配向される。次いで、研磨材組成物に加熱処理等の乾燥処理を施して溶剤を揮散させ、研磨材組成物を固化することにより研磨層を形成して研磨フィルムを製造する。
【００３６】
ここで、長尺状の研磨フィルム１１を製造するための研磨フィルム製造装置１８について説明する。
図４に示すように、研磨フィルム製造装置１８は、その一端に長尺状の可撓性支持体１４が巻き取られている第１リール１９が配設されている。この第１リール１９よりも他端側には研磨材組成物１７を可撓性支持体１４に塗布するための塗布装置２０が配設され、塗布装置２０よりも他端側には、磁場発生手段としてのスプリット型超電導磁石２１が配設されている。このスプリット型超電導磁石２１は、研磨材組成物１７の面内方向に直線状に延びる磁力線１６が発生するように構成されている。
【００３７】
スプリット型超電導磁石２１よりも他端側には研磨材組成物１７に加熱処理を施すための加熱装置２２が配設され、加熱装置２２よりも他端側には研磨フィルム１１を巻き取るための第２リール２３が配設されている。
【００３８】
さて、研磨材粒子１２としての鱗片状結晶のαアルミナを研磨層の厚み方向に配向させるとともに長尺状の研磨フィルム１１を製造するときには、まず長尺状の可撓性支持体１４の一端側を第１リール１９から塗布装置２０内に移動させる。このとき、塗布装置２０によって可撓性支持体１４上に研磨材組成物１７が塗布される。ここで、研磨材組成物１７中における研磨材粒子１２はランダムに分散されている。
【００３９】
次いで、研磨材組成物１７が塗布された可撓性支持体１４をスプリット型超電導磁石２１内に移動させ、スプリット型超電導磁石２１によって研磨材組成物１７に磁場を印加する。このとき、研磨材粒子１２は研磨材組成物１７の厚み方向に配向される。続いて、研磨材組成物１７が塗布された可撓性支持体１４を加熱装置２２に移動させ、研磨材組成物１７に加熱処理を施して研磨層を形成し、研磨フィルム１１を製造する。
【００４０】
そして、研磨フィルム１１を第２リール２３に巻き取る。ここで、研磨フィルム１１を第２リール２３に巻き取る前に、バーニッシュやクリーニング等の処理を施してもよい。さらに、研磨フィルム１１を任意の幅で裁断してもよい。これら一連の作業を連続して行うことにより、長尺状の研磨フィルム１１を得る。
【００４１】
また、研磨材粒子１２として鱗片状のαアルミナを研磨層の面内方向に配向させるときには、図５に示すように、スプリット型超電導磁石２１を、研磨材組成物１７の厚み方向に直線状の磁力線１６が発生するように配置する。そして、上述と同様にして研磨フィルム１１を得る。このとき、スプリット型超電導磁石２１によって、研磨材粒子１２は研磨材組成物１７の面内方向に配向される。
【００４２】
得られた研磨フィルム１１を用いて例えば単結晶デバイスを研磨するときには、単結晶デバイス表面に研磨フィルム１１の研磨層表面を接触させて研磨する。このとき、研磨層１３中の研磨材粒子１２を一定方向、例えば研磨方向に対して交差方向又は直交方向に配向させることにより、研磨力を向上させることができる。さらに、研磨材粒子１２の配向方向が統一されることにより、被研磨面は常に同じ研磨力で研磨される。このため、研磨精度を向上させることができる。
【００４３】
以上詳述した本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
・ 本実施形態の研磨フィルムは、可撓性支持体上に研磨材粒子及び結合剤を含有する研磨層が設けられることにより形成されている。そして、磁場が印加されることにより、研磨材粒子が一定方向に配向されている。ここで、各研磨材粒子には均一に磁場が作用されるために、従来技術である機械的な作用によって研磨材粒子を一定方向に配向させる方法に比べて配向させる力を各研磨材粒子に均一に加えることができ、各研磨材粒子を確実にそれぞれ配向させることができる。このため、研磨フィルムの研磨精度を向上させることができる。さらに、研磨材粒子を例えば研磨方向に対して交差方向又は直交方向に配向させることにより、研磨フィルムの研磨力を向上させることができる。このため、研磨効率を向上させることにより生産性を向上させることができる。
【００４４】
・ 前記研磨材粒子は磁気異方性を有する非強磁性体が好ましく、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素及びダイヤモンドより選ばれる少なくとも一種がより好ましい。この場合、磁気異方性に基づいて配向を制御することができる。
【００４５】
・ 本実施形態の研磨フィルムの製造方法においては、研磨材粒子及び結合剤を含有する研磨材組成物を可撓性支持体上に塗布した後、永久磁石等の磁場発生手段によって磁場を一定方向に印加して研磨材粒子を配向させる。そして、研磨材組成物に乾燥処理を施して固化させて研磨層を形成し、研磨フィルムを製造する。よって、研磨フィルムを容易に製造することができるとともに、研磨材粒子を一定方向に容易に配向させることができるために、製造される研磨フィルムの研磨力及び研磨精度を向上させることができる。
【００４６】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・ 前記実施形態の研磨フィルム及びその製造方法において、可撓性支持体１４を挟んで一対の永久磁石１５を配設するときには、可撓性支持体１４の片側のみに永久磁石１５を配設してもよいし、永久磁石１５を電磁石、超電導磁石、コイル等に変更してもよい。また、研磨フィルム製造装置１８を用いて研磨フィルム１１を製造するときには、スプリット型超電導磁石２１を永久磁石１５、電磁石、コイル等に変更してもよい。
【００４７】
・ 前記実施形態の研磨フィルム及びその製造方法において、一対の永久磁石１５又はスプリット型超電導磁石２１を、研磨材組成物１７の面内方向に対して斜め方向に直線状の延びる磁力線１６が発生するように配設してもよい。この場合、研磨材粒子１２を研磨材組成物１７の面内方向に対して斜め方向に配向させることができる。
【００４８】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２）
実施例１においては、まずペイントシェーカーに、研磨材粒子としての鱗片状のαアルミナ（ＹＫＫ株式会社製、平均粒子径１０μｍ）１００重量部と、結合剤としてのウレタン樹脂（ＣＡ１５１；モートン製）８重量部及び塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂（ＭＲ１１０；日本ゼオン製）１．６重量部とを投入した。さらに、溶剤としてトルエン３０重量部、メチルエチルケトン２０重量部及びシクロヘキサノン１０重量部を投入し、６時間混合及び分散させて研磨材組成物を調製した。
【００４９】
次いで、可撓性支持体としての厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上にポリウレタン樹脂製の下塗層を厚さ０．５μｍで塗布した後、乾燥固化後の研磨層の厚みが３０μｍになるように研磨材組成物を塗布した。続いて、ポリエチレンテレフタレートフィルムを超電導磁石のボア内に入れ、研磨材組成物の面内方向に対して平行方向に磁束密度１０Ｔの磁場を１時間印加した後に乾燥固化してから取り出し、９０℃で１２時間加熱処理して研磨材組成物を固化させて研磨フィルムを得た。得られた研磨フィルムの研磨層の断面の電子顕微鏡写真を図６（ａ）に模試的に示す。図６（ａ）において、下方はポリエチレンテレフタレートフィルム側であり、上方は研磨層の表面側である。
【００５０】
そして、得られた研磨フィルム上で荷重４０ｇ、毎分５００回でガラス棒スライダーを回転させ、ガラス棒の磨耗量で研磨力を評価した。５分間経過後のガラス棒の磨耗量は０．３６ｍｇ、１０分間経過後のガラス棒の累積磨耗量は０．４４ｍｇであった。さらに、１０分間経過後のガラス棒の表面粗さＲａは０．１２μｍであった。
【００５１】
実施例２においては、まずペイントシェーカーに、研磨材粒子としての炭化ケイ素粉末（グリーンデンシック ＧＣ＃７００；昭和電工株式会社製、平均粒子径２０μｍ）１００重量部と、結合剤としてのウレタン樹脂（ＣＡ１５１；モートン製）５重量部及びウレタン樹脂（ＣＡ１２８；モートン製）２．５重量部とを投入した。さらに、溶剤としてトルエン１０重量部、メチルエチルケトン４０重量部及びシクロヘキサノン１４重量部を投入し、実施例１と同様にして研磨材組成物を調製した。
【００５２】
次いで、実施例１と同様にして研磨フィルムを得た後、研磨層の断面を電子顕微鏡で観察するとともに研磨力を評価した。その結果、５分間経過後のガラス棒の磨耗量は２０ｇ、１０分間経過後のガラス棒の累積磨耗量は３８ｇであった。
【００５３】
比較例１においては、実施例１と同様にして研磨材組成物を調製した後、可撓性支持体としての厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上にポリウレタン樹脂製の下塗層を厚さ０．５μｍで塗布し、さらに乾燥固化後の研磨層の厚みが３０μｍになるように研磨材組成物を塗布した。続いて、磁場を印加せずに１時間放置後、９０℃で１２時間加熱処理して研磨フィルムを得た。得られた研磨フィルムの断面の電子顕微鏡写真を図６（ｂ）に模試的に示す。図６（ｂ）において、図６（ａ）と同様に下方はポリエチレンテレフタレートフィルム側であり、上方は研磨層の表面側である。
【００５４】
そして、実施例１と同様にして研磨力を評価した。その結果、５分間経過後のガラス棒の磨耗量は０．２７ｍｇ、１０分間経過後のガラス棒の累積磨耗量は０．３８ｍｇであった。さらに、１０分間経過後のガラス棒の表面粗さＲａは０．６６μｍであった。
【００５５】
比較例２においては、実施例２と同様にして研磨材組成物を調製した後、比較例１と同様にして研磨フィルムを得た。そして、研磨層の断面を電子顕微鏡で観察するとともに実施例１と同様にして研磨力を評価した。その結果、５分間経過後のガラス棒の磨耗量は１０ｇ、１０分間経過後のガラス棒の累積磨耗量は２７ｇであった。
【００５６】
実施例１においては、図６（ａ）に示すように研磨材粒子１２が研磨層の厚み方向に配向され、実施例２においては、電子顕微鏡で研磨層の断面を観察した結果、研磨材粒子１２が研磨層の面内における一定方向に配向されていた。そして、実施例１及び実施例２においては、磨耗量の結果より研磨力が優れた結果となった。さらに、実施例１においては、ガラス棒の表面粗さＲａの結果より研磨精度が優れた結果となった。
【００５７】
一方、比較例１においては、磁場が印加されていないために、図６（ｂ）に示すように、研磨材粒子１２は重力によって研磨層の面内においてランダムに分散していた。そして、研磨材粒１２子が一定方向に配向されていないために実施例１に比べて磨耗量が低く、研磨力が劣る結果となった。さらに、実施例１に比べてガラス棒の表面粗さＲａが劣り、研磨精度が低い結果となった。比較例２においては、電子顕微鏡で研磨層の断面を観察した結果、磁場が印加されていないために比較例１と同様に研磨材粒子１２は重力によって研磨層の面内においてランダムに分散していた。そして、比較例１と同様に研磨材粒子１２が一定方向に配向されていないために実施例２に比べて磨耗量が低く、研磨力が劣る結果となった。
【００５８】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（１）前記研磨材粒子は、形状異方性と研磨異方性との少なくとも一方を有しいている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の研磨フィルム。この構成によれば、研磨材粒子の配向を容易に制御することができる。
【００５９】
（２）前記研磨材組成物は、さらに溶剤を含有する請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の研磨フィルムの製造方法。この構成によれば、研磨材組成物を容易に調製することができるとともに、研磨材組成物を可撓性支持体上に容易に塗布することができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明の研磨フィルムによれば、研磨力及び研磨精度を向上させることができる。
【００６１】
請求項２に記載の発明の研磨フィルムによれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、磁気異方性に基づいて配向を制御することができる。
請求項３に記載の発明の研磨フィルムによれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、硬度の高い研磨材粒子によって研磨力をより向上させることができる。
【００６２】
請求項４に記載の発明の研磨フィルムの製造方法によれば、研磨材粒子と結合剤とが配合された研磨フィルムを容易に製造することができ、得られた研磨フィルムは研磨力及び研磨精度に優れている。
【００６３】
請求項５に記載の発明の研磨フィルムの製造方法によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、磁気異方性に基づいて配向を制御することができる。
請求項６に記載の発明の研磨フィルムの製造方法によれば、請求項５に記載の発明の効果に加え、硬度の高い研磨材粒子によって研磨力をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の研磨フィルムを示す要部斜視図。
【図２】研磨フィルムの製造方法に用いられる装置を示す概念図。
【図３】研磨フィルムの製造方法に用いられる装置を示す概念図。
【図４】研磨フィルム製造装置を示す概念図。
【図５】研磨フィルム製造装置を示す概念図。
【図６】（ａ）は実施例１の研磨フィルムの研磨層の断面の電子顕微鏡写真を示す模式図、（ｂ）は比較例１の研磨フィルムの研磨層の断面の電子顕微鏡写真を示す模式図。
【符号の説明】
１１…研磨フィルム、１２…研磨材粒子、１３…研磨層、１４…可撓性支持体、１５…磁場発生手段としての永久磁石、１７…研磨材組成物、２１…磁場発生手段としてのスプリット型超電導磁石。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides precise finish polishing of magnetic heads, magnetic tapes, magnetic disks, semiconductor substrates, liquid crystal glass substrates, single crystal devices, optical fibers, optical lenses, prisms, mirrors, color filters, etc., and cleaning of magnetic heads or metal rolls. And a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a polishing film capable of improving polishing power and polishing accuracy, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in order to smoothly polish the surface of precision parts such as magnetic heads, magnetic tapes, magnetic disks, semiconductor substrates, glass substrates for displays, single crystal devices, optical fibers, optical lenses, color filters, etc., on flexible supports Further, a polishing film having a polishing layer formed by dispersing abrasive particles in a binder is used.
[0003]
These polishing films are required to have polishing power, polishing accuracy, productivity, durability, etc., and various conventional methods such as using specific abrasive particles or a binder, devising a method of processing a polishing layer, etc. Improved formulations have been proposed.
[0004]
A conventional polishing film is known in which a polishing layer formed by dispersing plate-like alumina powder in a binder resin such as an unsaturated polyester resin is formed on a film substrate (for example, see Patent Document 1). . In addition, as for polishing the surface of precision parts, a mixture of plate-like alumina particles and a binder resin such as an epoxy resin is pressed or rotated at a high speed, so that the plate-like shape is formed by pressure or centrifugal force at the time of press working. BACKGROUND ART An alumina grindstone manufactured by orienting alumina particles in a certain direction is known (for example, see Patent Document 2). The surface to be polished is polished with plate-like alumina powder or plate-like alumina particles.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-1-109082 (page 1-2)
[Patent Document 2]
JP-A-6-190725 (pages 2-3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, Patent Literature 1 has a problem that the polishing power and the polishing accuracy due to the orientation of the plate-like alumina powder are low because the plate-like alumina powder is not oriented in a certain direction. Further, in Patent Document 2, since the plate-like alumina particles are oriented in a certain direction by the mechanical action of pressure or centrifugal force at the time of press working, there is a problem that the orientation of the plate-like alumina particles is not sufficient. Was. Therefore, the polishing power is low because the ratio of the plate-like alumina particles oriented in the direction perpendicular to the polishing direction is not sufficient, for example, and the polishing accuracy is low because the ratio of the plate-like alumina particles dispersed randomly is high. There was a problem of becoming.
[0007]
The present invention has been made by paying attention to the problems existing in the prior art as described above. An object of the present invention is to provide a polishing film capable of improving polishing power and polishing accuracy, and a method for manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the polishing film according to the first aspect of the present invention is formed by providing a polishing layer containing abrasive particles and a binder on a flexible support. The abrasive particles are oriented in a certain direction when a magnetic field is applied.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the polishing film according to the first aspect, the abrasive particles are a non-ferromagnetic material having magnetic anisotropy.
The polishing film according to the third aspect of the present invention is the polishing film according to the second aspect, wherein the abrasive particles are aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, titanium oxide, silicon carbide, boron carbide, silicon nitride, boron nitride. And at least one selected from diamond.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a polishing film, comprising applying a polishing composition containing abrasive particles and a binder onto a flexible support, and applying a magnetic field in a fixed direction by a magnetic field generating means. To orient the abrasive particles and solidify the abrasive composition to form a polishing layer.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for producing a polishing film according to the fourth aspect, the abrasive particles are a non-ferromagnetic material having magnetic anisotropy.
The method for producing a polishing film according to the invention according to claim 6 is the method according to claim 5, wherein the abrasive particles are aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, titanium oxide, silicon carbide, boron carbide, silicon nitride. , Boron nitride and diamond.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The polishing film of the present embodiment is formed by laminating a polishing layer containing abrasive particles and a binder on a flexible support. The flexible support constituting the polishing film is formed in a film shape, a sheet shape, a plate shape or the like. Alternatively, it is formed into a woven or non-woven fabric using fibers made of a material forming a flexible support described later.
[0013]
Specific examples of the material forming the flexible support include polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyolefins such as polypropylene and polyethylene, cellulostriacetate, and cellulose diacetate. Such as cellulose derivatives, vinyl resins such as polyvinyl chloride, polystyrene, polycarbonate, polyimide, polyamide, polyphenylene ether, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, fluororesin, polybenzazole, liquid crystal resin And the like, metal materials such as aluminum and copper, and ceramics such as glass cloth. Among these, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate or polyamide is preferable because the production cost of the flexible support can be reduced.
[0014]
The thickness of the flexible support is preferably from 20 to 150 μm. If the thickness is less than 20 μm, the film may be broken when the flexible support is formed into a film. On the other hand, when it exceeds 150 μm, the flexibility of the flexible support is reduced due to the large thickness of the flexible support, and the handling of the polishing film is reduced.
[0015]
Subsequently, the polishing layer constituting the polishing film contains abrasive particles and a binder. Abrasive particles are included for polishing the surface to be polished. Specific examples of the material of the abrasive particles include zinc oxide, aluminum oxide such as α-alumina and γ-alumina, chromium oxide, silicon oxide, zirconium oxide, tin oxide, cerium oxide, iron oxide such as non-ferromagnetic iron oxide, oxide Titanium, magnesium oxide, molybdenum oxide, silicon carbide, boron carbide, silicon nitride, boron nitride, diamond, carborundum, quartz, boehmatite, corundum, emery, ruby, sapphire, tripoli, garnet, garnet, silica, aluminum nitride , Molybdenum carbide, tungsten carbide, titanium carbide, diatomaceous earth, dolomite and the like. These may be contained alone or in combination of two or more.
[0016]
Among these, a non-ferromagnetic material having magnetic anisotropy is preferable, and a diamagnetic material having a negative magnetic susceptibility is more preferable, in order to facilitate orientation control. Here, since the ferromagnetic material has a large positive magnetic susceptibility and the abrasive particles are connected, it becomes difficult to orient the abrasive particles, and the polishing power and the polishing accuracy are reduced. The magnetic anisotropy is represented by a difference in magnetic susceptibility for each direction in the crystal structure. For this reason, the crystal system of the material of the abrasive particles has a large difference in magnetic susceptibility due to a large difference in lattice constant between the a-axis and the c-axis, and thus has a high magnetic anisotropy. Are preferred, and hexagonal or orthorhombic is more preferred.
[0017]
Further, in order to easily control the orientation and improve the polishing force, it is preferable that the material has at least one of shape anisotropy whose shape differs depending on the direction and polishing anisotropy whose polishing ability differs depending on the direction. In this case, the polishing power can be improved by orienting the abrasive particles so that a portion having a high polishing ability is located on the surface side of the polishing layer.
[0018]
Specific examples of the non-ferromagnetic material having magnetic anisotropy include zinc oxide, aluminum oxide such as α-alumina and γ-alumina, chromium oxide, silicon oxide, zirconium oxide, tin oxide, cerium oxide, non-ferromagnetic iron oxide, Examples include titanium oxide, magnesium oxide, molybdenum oxide, silicon carbide, boron carbide, silicon nitride, boron nitride, and diamond. Among these, aluminum oxide such as α-alumina and γ-alumina, silicon oxide, zirconium oxide, titanium oxide, silicon carbide, boron carbide, nitrided nitride, etc., in order to make the orientation control easier while the hardness is as high as 6 or more in Mohs hardness. At least one selected from silicon, boron nitride and diamond is preferred. These have an irregular crystal structure such as a needle shape, a scale shape, a plate shape, a plate shape, a rod shape, a column shape, a triangular prism shape, a rectangular parallelepiped shape, a rhyohedral structure, and have magnetic anisotropy.
[0019]
The average particle size of the abrasive particles is preferably 0.005 to 200 μm. If it is less than 0.005 μm, the polishing power will be reduced. On the other hand, when it exceeds 200 μm, the polishing accuracy is lowered.
[0020]
The content of the abrasive particles in the polishing layer is preferably from 1 to 80% by weight. If the content is less than 1% by weight, the content of the abrasive particles is low, so that the polishing power is reduced. On the other hand, if it exceeds 80% by weight, the polishing power becomes too high, and the polishing accuracy is lowered.
[0021]
The binder is contained in order to prevent the abrasive particles from falling off the polishing layer by bonding the abrasive particles to each other. As the binder, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a reactive resin, an electron beam-curable resin, an ultraviolet-curable resin, a visible light-curable resin, or a mixture thereof used in a conventional polishing film is used. . Specific examples thereof include vinyl chloride homopolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate-vinyl alcohol copolymer, vinyl chloride-vinyl alcohol copolymer, and vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer. Copolymer, urethane-vinyl chloride copolymer, vinyl chloride-based polymer such as vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, acrylate-acrylonitrile copolymer, acrylate-vinylidene chloride copolymer, acrylate-styrene copolymer Polymer, methacrylate-acrylonitrile copolymer, methacrylate-vinylidene chloride copolymer, methacrylate-styrene copolymer, urethane resin, polyester resin, rosin resin, nylon-silicone resin, nitrocellulose- Polyamide resin, Resin, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, butadiene-acrylonitrile copolymer, polyamide resin, polyvinyl butyral, cellulose and cellulose derivatives, styrene-butadiene copolymer, polycarbonate resin, amino resin, phenol resin, phenoxy resin, epoxy resin , Urethane resin, polyester resin, polyurethane polycarbonate resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, silicone resin, acrylic reaction resin, epoxy-polyamide resin, nitrocellulose melamine resin, mixture of high molecular weight polyester resin and isocyanate prepolymer, methacryl Mixture of acid salt copolymer and diisocyanate prepolymer, mixture of polyester polyol and polyisocyanate, urea formaldehyde Fat, a mixture of low molecular weight glycol and a high molecular weight diol and triphenylmethane triisocyanate, a polyimide resin, polybenzazole resin, rubber, thermoplastic elastomers and mixtures thereof.
[0022]
The content of the binder in the polishing layer is preferably 5 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the abrasive particles. If the amount is less than 5 parts by weight, the abrasive particles may fall off the polishing layer due to the low content of the binder. On the other hand, if it exceeds 400 parts by weight, the bonding force between the abrasive particles cannot be further increased, and the production cost of the abrasive film tends to increase. The polishing layer contains abrasive particles and a binder as main components. That is, the total content of the abrasive particles and the binder in the polishing layer is preferably 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, particularly preferably 90% by weight in order to sufficiently exhibit the function as a polishing film. % By weight or more.
[0023]
The abrasive composition is prepared by mixing, dispersing and kneading abrasive particles and a binder, and then applied on a plastic support. In this case, in order to easily mix, disperse, and knead the abrasive particles and the binder, and to easily apply the abrasive composition, it is preferable to include a solvent such as water or an organic solvent as another additive component. Specific examples of the organic solvent include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, and isophorone; alcohols such as methanol, ethanol, propanol, butanol, isobutyl alcohol, isopropyl alcohol, and methyl cyclohexanol; and methyl acetate. Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, isopropyl acetate, ethyl lactate and glycol monoethyl ether; ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran, glycol dimethyl ether, glycol monoethyl ether and dioxane; benzene, toluene and xylene , Cresol, aromatic hydrocarbons such as styrene, chlorination of methylene chloride, carbon tetrachloride, chloroform, chlorobenzene, dichlorobenzene, etc. Hydrocarbon-based, N, N- dimethylformamide, hexane, cyclohexane. These may be contained alone or in combination of two or more, but it is preferable to contain two or more in combination at an arbitrary ratio.
[0024]
The content of the solvent in the abrasive composition is preferably from 20 to 20,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the total solid content of the abrasive composition. If the amount is less than 20 parts by weight, it is difficult to mix, disperse, and knead the abrasive particles and the binder because the content of the solvent is low. On the other hand, when the amount exceeds 20,000 parts by weight, the content of the solvent is high, so that the amount of the solvent to be volatilized when producing the polishing film increases, and the production takes time, and the thickness unevenness of the polishing film may increase. There is.
[0025]
The abrasive composition may contain a dispersant, a lubricant, an antistatic agent, an antioxidant, an antifungal agent, a coloring agent, and the like as additional components other than the solvent. Here, the solvent evaporates from the polishing layer after the production of the polishing film, and no solvent remains in the polishing layer. The content of other additional components in the polishing layer is determined according to a conventional method for a polishing film, but is preferably 50% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, and particularly preferably 10% by weight or less.
[0026]
The polishing film of the present embodiment is formed in various forms such as a film, a sheet, and a plate. Used for precision finish polishing of magnetic heads, magnetic tapes, magnetic disks, semiconductor substrates, liquid crystal glass substrates, single crystal devices, optical fibers, optical lenses, prisms, mirrors, color filters, etc., and cleaning of magnetic heads or metal rolls. Can be
[0027]
Now, when producing a polishing film, each component is first mixed, dispersed and kneaded to prepare an abrasive composition. At this time, the order of addition of each component, the temperature, and the like can be appropriately set, and the method of mixing, dispersion, and kneading is not particularly limited. Further, when preparing the abrasive composition, vacuum defoaming or pressure defoaming treatment may be performed. Here, specific examples of the apparatus for mixing, dispersing and kneading the components include a two-roll mill, a three-roll mill, a ball mill, a pebble mill, a tron mill, a sand grinder, an attritor, a high-speed impeller, a disperser, a high-speed stone mill, Speed impact mills, dispersers, kneaders, high-speed mixers, ribbon blenders, co-kneaders, intensive mixers, tumblers, blenders, dispersers, homogenizers, single screw extruders, twin screw extruders, ultrasonic dispersers, and the like.
[0028]
Subsequently, the abrasive composition is applied on a flexible support. At this time, a corona discharge treatment, a plasma treatment, an ultraviolet irradiation treatment, an electron beam irradiation treatment (EB treatment), a coupling agent treatment, and a coating treatment for improving adhesiveness are preliminarily applied to the flexible support as a coating treatment. , An undercoating treatment, a heating treatment, a dust-proofing treatment, a metal deposition treatment, an alkali treatment and the like. Specific examples of an apparatus for applying the abrasive composition on a flexible support include a doctor coater, a blade coater, an air knife coater, a squeegee coater, an impregnation coater, a reverse roll coater, a transfer roll coater, a gravure coater, a kiss coater, and a cast. Examples include a coater, a spray coater, a rod coater, a normal rotation roll coater, a curtain coater, an extrusion coater, a bar coater, and a lip coater.
[0029]
Next, a magnetic field is applied to the abrasive composition in a fixed direction by a magnetic field generating means to orient the abrasive particles. At this time, in the crystal structure of the abrasive particles, since the crystal axis direction having a high magnetic susceptibility is parallel to the magnetic field lines, the direction in which the magnetic field is applied is set according to the crystal structure of the abrasive particles and the polishing characteristics of the polished surface. By doing so, the abrasive particles can be oriented in any direction.
[0030]
As shown in FIG. 1, in the polishing film 11, for example, when flaky crystal α-alumina is used as the abrasive particles 12 and the abrasive particles 12 are oriented in the thickness direction of the polishing layer 13 (the Z-axis direction in FIG. 1), As shown in FIG. 2, a pair of permanent magnets 15 as magnetic field generating means are disposed on the left and right sides of the flexible support 14. Here, each of the permanent magnets 15 is disposed such that the left N pole and the right S pole face each other with the flexible support 14 interposed therebetween. It is configured such that magnetic force lines 16 extending linearly are generated in the located permanent magnets 15. That is, a magnetic field is applied in the in-plane direction of the abrasive composition 17 to orient the abrasive particles 12 in the thickness direction of the abrasive composition 17.
[0031]
At this time, in the crystal structure of α-alumina, the magnetic susceptibility in the c-axis direction perpendicular to the scale surface is larger than the magnetic susceptibility in the scale surface direction (a-axis and b-axis). For this reason, in the α-alumina, the c-axis direction of the crystal structure is parallel to the magnetic lines of force 16 and the scale-face direction is orthogonal to the magnetic lines of force 16, that is, the scaly crystal is orthogonal to the magnetic lines of force 16. Oriented as follows.
[0032]
The magnetic flux density of the magnetic field is preferably 1 to 15 Tesla (T), more preferably 2 to 15T, and still more preferably 5 to 15T. If it is less than 1T, the orientation of the abrasive particles will be insufficient and the polishing power and polishing accuracy of the polishing film will be reduced. On the other hand, when the temperature exceeds 15 T, the size of the apparatus is increased in order to improve the magnetic flux density of the magnetic field, the production cost is increased, and it is difficult to obtain abrasive particles that meet the production cost.
[0033]
On the other hand, when the scale-like α-alumina as the abrasive particles 12 is oriented in the in-plane direction (X-axis direction, Y-axis direction, etc. in FIG. 1) of the polishing layer 13, as shown in FIG. A pair of permanent magnets 15 are provided so that a linear magnetic line of force 16 is generated from the upper N pole to the lower S pole with the 14 interposed therebetween. That is, a magnetic field is applied in the thickness direction of the abrasive composition 17 to orient the abrasive particles 12 in the in-plane direction of the abrasive composition 17.
[0034]
When β-silicon nitride of columnar crystals is used as the abrasive particles 12, the c-axis direction of the crystal structure is parallel to the magnetic lines of force 16 and the a and b-axis directions are In other words, the columnar crystal is oriented so as to be orthogonal to the magnetic field lines 16.
[0035]
When hexagonal crystal boron nitride or silicon carbide is used as the abrasive particles 12, the susceptibility in the a and b-axis directions is larger than the c-axis susceptibility in those crystal structures. For this reason, boron nitride and silicon carbide are respectively oriented such that the a and b axis directions of their crystal structures are parallel to the magnetic field lines 16 and the c axis directions are orthogonal to the magnetic field lines 16. Next, a drying treatment such as a heat treatment is applied to the abrasive composition to evaporate the solvent, and the abrasive composition is solidified to form a polishing layer to produce a polishing film.
[0036]
Here, the polishing film manufacturing apparatus 18 for manufacturing the long polishing film 11 will be described.
As shown in FIG. 4, the polishing film manufacturing apparatus 18 has a first reel 19 on one end of which a long flexible support 14 is wound. An application device 20 for applying the abrasive composition 17 to the flexible support 14 is provided on the other end side of the first reel 19, and a magnetic field generation device is provided on the other end side of the application device 20. A split type superconducting magnet 21 is provided as a means. The split superconducting magnet 21 is configured to generate the magnetic force lines 16 extending linearly in the in-plane direction of the abrasive composition 17.
[0037]
On the other end side of the split type superconducting magnet 21, a heating device 22 for applying heat treatment to the abrasive composition 17 is provided, and on the other end side of the heating device 22, the heating device 22 for winding the polishing film 11 is provided. A second reel 23 is provided.
[0038]
Now, when the scale-shaped α-alumina as the abrasive particles 12 is oriented in the thickness direction of the polishing layer and the long polishing film 11 is manufactured, first, one end side of the long flexible support 14 is formed. Is moved from the first reel 19 into the coating device 20. At this time, the abrasive composition 17 is applied onto the flexible support 14 by the application device 20. Here, the abrasive particles 12 in the abrasive composition 17 are randomly dispersed.
[0039]
Next, the flexible support 14 coated with the abrasive composition 17 is moved into the split superconducting magnet 21, and a magnetic field is applied to the abrasive composition 17 by the split superconducting magnet 21. At this time, the abrasive particles 12 are oriented in the thickness direction of the abrasive composition 17. Subsequently, the flexible support 14 to which the abrasive composition 17 has been applied is moved to the heating device 22, and the abrasive composition 17 is subjected to a heat treatment to form a polishing layer, thereby producing the polishing film 11.
[0040]
Then, the polishing film 11 is wound around the second reel 23. Here, a process such as burnishing or cleaning may be performed before the polishing film 11 is wound on the second reel 23. Further, the polishing film 11 may be cut at an arbitrary width. By performing these series of operations continuously, the long polishing film 11 is obtained.
[0041]
When the flake-like α-alumina is oriented in the in-plane direction of the polishing layer as the abrasive particles 12, the split-type superconducting magnet 21 is linearly formed in the thickness direction of the abrasive composition 17 as shown in FIG. It is arranged so that the magnetic force lines 16 are generated. Then, the polishing film 11 is obtained in the same manner as described above. At this time, the abrasive particles 12 are oriented in the in-plane direction of the abrasive composition 17 by the split superconducting magnet 21.
[0042]
For example, when polishing a single crystal device using the obtained polishing film 11, the polishing is performed by bringing the polishing layer surface of the polishing film 11 into contact with the surface of the single crystal device. At this time, the polishing force can be improved by orienting the abrasive particles 12 in the polishing layer 13 in a certain direction, for example, in a direction crossing or orthogonal to the polishing direction. Further, by unifying the orientation direction of the abrasive particles 12, the polished surface is always polished with the same polishing force. For this reason, polishing accuracy can be improved.
[0043]
According to the present embodiment described in detail above, the following effects are exhibited.
-The polishing film of the present embodiment is formed by providing a polishing layer containing abrasive particles and a binder on a flexible support. The abrasive particles are oriented in a certain direction by applying a magnetic field. Here, since a magnetic field is uniformly applied to each abrasive particle, a force for orienting the abrasive particles is applied to each abrasive particle as compared with the conventional method of orienting the abrasive particles in a certain direction by mechanical action. The abrasive particles can be uniformly added, and each abrasive particle can be surely orientated. For this reason, the polishing accuracy of the polishing film can be improved. Further, the abrasive power of the abrasive film can be improved by orienting the abrasive particles, for example, in a direction crossing or orthogonal to the polishing direction. For this reason, productivity can be improved by improving polishing efficiency.
[0044]
-The abrasive particles are preferably non-ferromagnetic materials having magnetic anisotropy, and at least one selected from aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, titanium oxide, silicon carbide, boron carbide, silicon nitride, boron nitride and diamond More preferred. In this case, the orientation can be controlled based on the magnetic anisotropy.
[0045]
In the method for producing a polishing film according to the present embodiment, after a polishing composition containing polishing particles and a binder is applied on a flexible support, a magnetic field is generated in a certain direction by a magnetic field generating means such as a permanent magnet. To orient the abrasive particles. Then, the abrasive composition is dried and solidified to form a polishing layer, thereby producing a polishing film. Therefore, the polishing film can be easily manufactured, and the abrasive particles can be easily oriented in a certain direction, so that the polishing power and polishing accuracy of the manufactured polishing film can be improved.
[0046]
The above-described embodiment can be modified as follows.
In the polishing film and the method for manufacturing the same according to the above embodiment, when the pair of permanent magnets 15 are provided with the flexible support 14 interposed therebetween, the permanent magnets 15 are provided only on one side of the flexible support 14. Alternatively, the permanent magnet 15 may be changed to an electromagnet, a superconducting magnet, a coil, or the like. When the polishing film 11 is manufactured using the polishing film manufacturing apparatus 18, the split superconducting magnet 21 may be changed to the permanent magnet 15, an electromagnet, a coil, or the like.
[0047]
In the polishing film and the method of manufacturing the polishing film according to the above-described embodiment, the magnetic force lines 16 extending linearly obliquely to the pair of permanent magnets 15 or the split superconducting magnets 21 in the in-plane direction of the abrasive composition 17 are generated. It may be arranged as follows. In this case, the abrasive particles 12 can be oriented obliquely to the in-plane direction of the abrasive composition 17.
[0048]
【Example】
Next, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
(Example 1, Example 2, Comparative Example 1, and Comparative Example 2)
In Example 1, first, 100 parts by weight of flaky α-alumina (manufactured by YKK, average particle diameter 10 μm) as abrasive particles and urethane resin (CA151; manufactured by Morton) 8 as a binder were added to a paint shaker. Parts by weight and 1.6 parts by weight of a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin (MR110; manufactured by Zeon Corporation). Further, 30 parts by weight of toluene, 20 parts by weight of methyl ethyl ketone, and 10 parts by weight of cyclohexanone were added as a solvent, mixed and dispersed for 6 hours to prepare an abrasive composition.
[0049]
Then, after applying a polyurethane resin undercoat layer at a thickness of 0.5 μm on a polyethylene terephthalate film having a thickness of 75 μm as a flexible support, the thickness of the polishing layer after drying and solidifying is adjusted to 30 μm. An abrasive composition was applied. Subsequently, the polyethylene terephthalate film is put into the bore of the superconducting magnet, and a magnetic field having a magnetic flux density of 10 T is applied for 1 hour in a direction parallel to the in-plane direction of the abrasive composition, and then dried and solidified. Heat treatment was performed for 12 hours to solidify the abrasive composition to obtain an abrasive film. FIG. 6A schematically shows an electron micrograph of a cross section of the polishing layer of the obtained polishing film. In FIG. 6A, the lower side is the polyethylene terephthalate film side, and the upper side is the surface side of the polishing layer.
[0050]
Then, the glass rod slider was rotated at a load of 40 g and 500 times per minute on the obtained polishing film, and the polishing force was evaluated based on the abrasion amount of the glass rod. The wear amount of the glass rod after elapse of 5 minutes was 0.36 mg, and the cumulative wear amount of the glass rod after elapse of 10 minutes was 0.44 mg. Further, the surface roughness Ra of the glass rod after elapse of 10 minutes was 0.12 μm.
[0051]
In Example 2, first, 100 parts by weight of silicon carbide powder (Green Densic GC # 700; manufactured by Showa Denko KK, average particle size: 20 μm) as abrasive particles and a urethane resin as a binder were used in a paint shaker. 5 parts by weight of CA151 (Morton) and 2.5 parts by weight of a urethane resin (CA128; Morton) were charged. Further, 10 parts by weight of toluene, 40 parts by weight of methyl ethyl ketone and 14 parts by weight of cyclohexanone were added as a solvent, and an abrasive composition was prepared in the same manner as in Example 1.
[0052]
Next, after obtaining a polishing film in the same manner as in Example 1, the cross section of the polishing layer was observed with an electron microscope, and the polishing force was evaluated. As a result, the amount of wear of the glass rod after elapse of 5 minutes was 20 g, and the amount of cumulative wear of the glass rod after elapse of 10 minutes was 38 g.
[0053]
In Comparative Example 1, after preparing an abrasive composition in the same manner as in Example 1, a polyurethane resin undercoat layer having a thickness of 0.1 μm was formed on a 75 μm-thick polyethylene terephthalate film as a flexible support. The abrasive composition was applied so that the thickness of the polishing layer after drying and solidification became 30 μm. Then, after leaving for 1 hour without applying a magnetic field, it heat-processed at 90 degreeC for 12 hours, and obtained the polishing film. FIG. 6B schematically shows an electron micrograph of a cross section of the obtained polishing film. 6B, similarly to FIG. 6A, the lower side is the polyethylene terephthalate film side, and the upper side is the surface side of the polishing layer.
[0054]
Then, the polishing power was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the amount of wear of the glass rod after elapse of 5 minutes was 0.27 mg, and the amount of cumulative wear of the glass rod after elapse of 10 minutes was 0.38 mg. Further, the surface roughness Ra of the glass rod after elapse of 10 minutes was 0.66 μm.
[0055]
In Comparative Example 2, an abrasive composition was prepared in the same manner as in Example 2, and then a polishing film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1. Then, the cross section of the polishing layer was observed with an electron microscope, and the polishing power was evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, the amount of abrasion of the glass rod after elapse of 5 minutes was 10 g, and the cumulative amount of abrasion of the glass rod after elapse of 10 minutes was 27 g.
[0056]
In Example 1, the abrasive particles 12 were oriented in the thickness direction of the polishing layer as shown in FIG. 6A. In Example 2, the cross section of the polishing layer was observed with an electron microscope. 12 were oriented in a certain direction in the plane of the polishing layer. And in Example 1 and Example 2, the result that polishing power was more excellent than the result of the amount of abrasion was obtained. Further, in Example 1, the polishing accuracy was superior to the result of the surface roughness Ra of the glass rod.
[0057]
On the other hand, in Comparative Example 1, since no magnetic field was applied, the abrasive particles 12 were randomly dispersed in the surface of the polishing layer due to gravity, as shown in FIG. 6B. Further, since the abrasive particles 12 were not oriented in a certain direction, the amount of abrasion was lower than in Example 1 and the polishing power was inferior. Furthermore, the surface roughness Ra of the glass rod was inferior to that of Example 1, and the polishing accuracy was low. In Comparative Example 2, as a result of observing the cross section of the polishing layer with an electron microscope, no magnetic field was applied, so that the abrasive particles 12 were randomly dispersed in the surface of the polishing layer by gravity, as in Comparative Example 1. Was. Then, as in Comparative Example 1, since the abrasive particles 12 were not oriented in a fixed direction, the amount of wear was lower than in Example 2, and the polishing power was inferior.
[0058]
Next, technical ideas that can be grasped from the embodiment will be described below.
(1) The polishing film according to any one of claims 1 to 3, wherein the abrasive particles have at least one of shape anisotropy and polishing anisotropy. According to this configuration, the orientation of the abrasive particles can be easily controlled.
[0059]
(2) The method for producing a polishing film according to any one of claims 4 to 6, wherein the abrasive composition further contains a solvent. According to this configuration, the abrasive composition can be easily prepared, and the abrasive composition can be easily applied on the flexible support.
[0060]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and has the following effects.
According to the polishing film of the first aspect of the present invention, the polishing power and the polishing accuracy can be improved.
[0061]
According to the polishing film of the second aspect, in addition to the effects of the first aspect, the orientation can be controlled based on the magnetic anisotropy.
According to the polishing film of the third aspect, in addition to the effect of the second aspect, the abrasive power can be further improved by the abrasive particles having high hardness.
[0062]
According to the method for producing a polishing film according to the fourth aspect of the invention, a polishing film in which abrasive particles and a binder are blended can be easily produced, and the obtained polishing film has a polishing power and a polishing precision. Is excellent.
[0063]
According to the method of manufacturing a polishing film of the invention described in claim 5, in addition to the effect of the invention described in claim 4, the orientation can be controlled based on the magnetic anisotropy.
According to the method of manufacturing a polishing film of the invention described in claim 6, in addition to the effect of the invention described in claim 5, the polishing force can be further improved by the abrasive particles having high hardness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a main part showing a polishing film of an embodiment.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an apparatus used for a method of manufacturing a polishing film.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an apparatus used for a method of manufacturing a polishing film.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a polishing film manufacturing apparatus.
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a polishing film manufacturing apparatus.
6A is a schematic diagram showing an electron micrograph of a cross section of the polishing layer of the polishing film of Example 1, and FIG. 6B is a schematic diagram showing an electron micrograph of a cross section of the polishing layer of the polishing film of Comparative Example 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Abrasive film, 12 ... Abrasive particles, 13 ... Abrasive layer, 14 ... Flexible support, 15 ... Permanent magnet as magnetic field generating means, 17 ... Abrasive composition, 21 ... Split type as magnetic field generating means Superconducting magnet.
