JP2012529997A

JP2012529997A - 円筒形研磨ブラシ

Info

Publication number: JP2012529997A
Application number: JP2012516001A
Authority: JP
Inventors: スウペ、ジ; ムンナ、サン; ヨンぺ、ジ
Original assignee: YJC CO Ltd
Current assignee: YJC CO Ltd
Priority date: 2009-09-22
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: KR100932382B1; WO2011037333A3; CN102470514B; WO2011037333A2; JP5285811B2; CN102470514A

Abstract

本発明は、金属板または非金属板の研磨、特にプリント回路基板の研磨に使用される円筒形研磨ブラシに関し、多数の貫通孔を有する支持体を、回転軸に挿入される剛性円筒管の外周に設置し、その支持体の外周に補強体を中心線に対して直角に巻き、可撓性シートに多数の研磨石片を連続的に配列して固定した後、これを補強体の外周に巻きつけて作られていることを特徴とする。これにより、高速回転時にも研磨ブラシ内部の補強体と支持体の変形と支持力が均一で、広い表面をもつ物品を研削または研磨するのに適し、被研削物の大起伏に対応して均一に密着して研磨することが可能であり、平板のレベリング・ロールとしても兼用が可能であるという効果を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、円筒形研磨ブラシに関し、より詳しくは、金属板または非金属板の研磨、とりわけプリント回路基板（ＰＣＢ）の研磨に使用される円筒形研磨ブラシに関する。

プリント回路基板等の研削、研磨またはレベリングのためには、無限ベルトや不織布ロール、研磨石等が使用されている。

しかし、無限ベルトは短時間の使用でも先端が磨耗して研削力が低下し、均一な研削が困難になる。また、不織布ロールはその組織構造上、連続した仕上げ面を得ることはできるが、研削力が弱く、大きな研削力を必要とする場合には適当でなく、研磨石のような剛体をロールに構成して研磨をする場合には、不規則な研磨痕が生じ、プリント回路基板の大起伏に対応しにくい。

一方、特許文献１には、プリント回路基板の研磨のための「円筒形砥石」が提示されている。図１は、その縦断面図であり、図面中の符号１は円筒部材、２は弾性体、３は支持体、４は金属線、５はゴムシート、６は砥石片である。

特許文献１は、回転可能な円筒部材の外周に、高分子樹脂の発泡多孔性スポンジで弾性体を構成し、その弾性体の外周に金属線で補強されたシート状の支持体を設置し、さらに小型の研磨石を表面に多数付着させたゴムシートを支持体の外周に巻きつけた構成となっている。

しかし、特許文献１のように弾性体を設置した場合には、高分子樹脂を発泡させて製造した多孔性スポンジの特性上、発泡の不均質性によりスポンジの密度及び弾性が均一でなく、それにより高速回転時に真円と回転バランス上の問題を発生させることがある。また、高分子発泡スポンジは、時間が経過するとともに気孔が収縮して硬質スポンジに変じ、弾性を失って本来の機能を発揮できなくなるという問題点がある。

さらに特許文献１は、高速回転時に遠心力によって研磨ブラシの外径が大きくなるのを防ぐため、ゴムシートに繊維または金属の補強線を中心線に対して一定角度で巻いた支持体を設置しているが、図２に示す通り、高速回転時に両端部と他部分の膨張の度合が互いに異なり、広い面積の平板研磨時に両端部と他部分の研磨度合が異なるという問題点がある。

とりわけ、ゴムシートに補強線を中心線に対して一定角度で連続的に巻いて支持体を補強する方法は、図３に示す通り、両端部で補強線が切断されているため、遠心力による膨張現象が内部よりも大きく発生することになる。図２のように、補強線を２層または３層に、角度をそれぞれ変えて交差させて巻く方法もあるが、高速回転時の両端部と他部分の膨張度合の違いを十分に解消できない。

韓国特許第１０−０４４４８３５号

そこで本発明は、上記のようなスポンジ型弾性体と補強型支持体の構造的な問題点を解決し、とりわけ広い表面をもつ物品の研削または研磨に適し、被研削物の大起伏に対応して均一に密着して研磨することが可能であり、平板のレベリング・ロールとしても兼用できる円筒形研磨ブラシを提供することを課題とする。

本発明は上記課題を解決するため、多数の貫通孔を有する支持体を、回転軸に挿入される剛性円筒管の外周に設置し、その支持体の外周に補強体を中心線に対して直角に巻き、可撓性シートの表面に研磨石片を連続的に配列して固定した後、可撓性シートを補強体の外周に巻きつけて作られていることを特徴とする。

本発明は、高速回転時にも研磨ブラシ内部の補強体と支持体の変形と支持力が均一で、広い表面をもつ物品を研削または研磨するのに適当であり、被研削物の大起伏に対応して均一に密着して研磨することが可能であり、平板のレベリング・ロールとしても兼用が可能であるという効果を有する。また、配線用銅メッキをしたプリント回路基板表面の凹凸の除去やレベリング作業等にとりわけ適した効果がある。

従来の円筒形研磨ブラシの縦断面図従来の円筒形支持体の高速回転時の説明図円筒形ゴムシートに一定角度で巻いた補強線の説明図本発明の円筒形研磨ブラシの縦断面図本発明の円筒形研磨ブラシの横断面図本発明の支持体の縦断面図本発明の支持体の別実施例の貫通孔の形状を示す説明図本発明の円筒形補強体の高速回転時の説明図

以下、本発明を図面をもとに詳しく説明する。図４は、本発明の円筒形研磨ブラシの縦断面図であり、図５は、本発明の円筒形研磨ブラシの横断面図である。

多数の貫通孔２１を有する支持体２０を、回転軸（図示せず）に挿入される剛性円筒管１０の外周に設置し、その支持体２０の外周に補強体３０を中心線に対して直角に巻き、可撓性シート４０の表面に研磨石片５０を連続的に配置して固定した後、可撓性シート４０を補強体３０の外周に巻きつけて作る。

円筒管１０は、比較的軽量で剛性をもつ紙または繊維にフェノール樹脂を含浸して製造されたフェノール管であり、ＦＲＰまたはＦＲＴＰで製造する。

図６は、支持体２０の縦断面図であり、図７は、支持体２０の他の実施例の貫通孔２１の形状である。支持体２０はポリウレタン樹脂で製造するのが望ましい。

ポリウレタン樹脂で作られた支持体２０は、最外殻の研磨石が研磨面によく密着できるようにするスポンジの弾性力と、回転時に遠心力によく耐えられるようにする支持力とを共に備える。また、ポリウレタン樹脂は押出成形または射出成形法で製造するため、発泡法によって製造するスポンジに比べ均一な内部構造を備えている。

支持体２０には、図４、６、７に示す通り、その内部に、円形、四角形、三角形など、多様な形態の貫通孔２１を多数形成する。このような貫通孔２１によって重量が減少し、不均一な研磨面との接触時に発生する衝撃を効果的に吸収する。このような貫通孔２１は中心線方向に穿孔するのが望ましいが、他の方向に穿孔することもできる。

従来の円筒形研磨ブラシの弾性体に使用されているスポンジは、その比重が０．１〜０．２ｇ／ｃｍ^３程度であり、本発明のポリウレタン樹脂で作られた支持体の比重は１．２ｇ／ｃｍ^３である。ここで、貫通孔２１を支持体２０の縦断面全面積の５０％穿孔する場合、その比重が０．６ｇ／ｃｍ^３となり、７０％穿孔する場合その比重が０．３６ｇ／ｃｍ^３となり、９０％穿孔する場合その比重が０．１２ｇ／ｃｍ^３となる。

支持体２０の貫通孔２１の比率は、樹脂の硬度、引張強度、重量等を考慮して、高強度及び高硬度樹脂の場合には貫通孔２１の比率を高くし、相対的に低い強度及び硬度の樹脂の場合には貫通孔２１の比率を低くするのが望ましい。

さらに、貫通孔２１の大きさ及び形状も支持体２０の強度、弾性度等に影響を及ぼし、このようなさまざまな条件を勘案すると、貫通孔２１の比率を５０〜９０％とするのが望ましい。

支持体２０の貫通孔２１の比率が５０％以下の場合、弾性が小さすぎて研磨時の衝撃を十分に吸収できず、円筒形研磨ブラシが被研削体の表面に均一に密着できないで、反動が生じて波模様のある研磨になる。一方、９０％以上の場合、支持体２０の製造自体が難しいだけでなく、材料の強度と硬度の限界により、十分な支持力を持ちにくい。

支持体２０の材料として他の材料も使用でき、ポリウレタン樹脂に限定する必要はない。シリコン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＳ、ナイロン、ポリスチレンなど、さまざまな樹脂が可能であるが、弾性力と引張強度に優れる点と押出成形・射出成形工程での適当性等を考慮すると、ポリウレタン樹脂が最も望ましい。ポリウレタン樹脂もショアＡ硬度が７５以上のものが適当である。７５以下のものは柔らかすぎて支持力が不足である。

図８は、補強体３０の高速回転時の状態図である。補強体３０は支持体２０が外周方向に伸びるのを防ぐ役割をする。研磨作業時に遠心力によって外周方向に支持体２０が数％程度伸びる現象が発生するため、数ミクロン単位の精密な研磨を保証するためには、支持体２０が外周方向に大きく伸びるのを抑制する必要がある。

このような目的で、金属線１本または複数本をねじり、中心線に対して一定角度で連続的に巻く方法、繊維織物を中心線に対して一定角度で連続的に巻く方法、繊維線または金属線を複数層に、中心線に対して一定角度で交差させて巻く方法が使用されている。

しかし、さまざまな実験の結果、繊維織物等を中心線に対して一定角度で巻くよりも、中心線に対して直角に巻くほうが、遠心力によって伸びるのを最も効果的に防ぐことができ、遠心力による膨張を均一にできることが判明した。

また、図３に示す通り、補強線を中心線に対して一定角度で巻く場合には、端部で補強線が切断されているが、補強線を中心線に対して直角に巻いた場合には、端部で補強線が切断されていないため、高速回転時に遠心力による外径の膨張現象が両端部と他部分で均一に生じることも判明した。

従って、本発明は、図８に示した通り、横糸と縦糸が直角に織られた繊維織物を、横糸または縦糸が中心線に対して直角になるように支持体２０の外周に巻いて補強体３０を形成する。

このように、横糸と縦糸のうち片方が中心線に対して平行で、他方が中心線に対して直角な繊維織物が２回以上巻かれて補強体３０が構成されるため、円筒形研磨ブラシが高速で回転する場合にも安定で均一な研磨が可能になる。

補強体３０にＵＤ（ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｃｌｏｔｈ：一方向布）を使用することもできるが、円筒形研磨ブラシが研磨中に軸方向でも長さ変化の安定性を備えるためには、繊維織物を使用するのが望ましい。

補強体３０の材料には、有機質繊維はもちろん無機質繊維も使用できる。無機質繊維にはガラス繊維、玄武岩繊維等があり、高強度、低伸縮率の面では有利であるが、重量が大きく（比重２．５ｇ／ｃｍ^３以上）柔軟性に劣るという欠点がある。

有機質繊維にはポリプロピレン、ナイロン、ポリエステル、アラミド、ポリビニルアセタール、ポリウレタン繊維など、一般的な繊維織物が使用できる。有機質繊維は無機質繊維に比べ軽量性、柔軟性等における利点がある。

補強体３０を構成する際に繊維織物を円形に固定する方法には、繊維に熱硬化性樹脂を含浸させた後円筒形に巻き、８０〜２００℃で熱処理して熱硬化させる方法、ゴム系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等を使用して常温硬化または１００℃以下の温度で熱硬化させる方法などがある。

このような方法において、含浸または接着成分が若干の柔軟性と弾性をもつものが望ましいため、ゴム系接着剤とウレタン系接着剤を使用するのが望ましい。

さらに、繊維を含むウレタンシートを補強体３０に使用することも可能である。内部が繊維で補強されているウレタンシートは引張強度と耐候性、耐化学性、耐屈曲性等に優れ、ポリウレタン材質で製作される支持体２０の材質とも同じで、支持体２０の補強用に適当である。

本発明に使用する研磨石は、結合剤の種類によってビトリファイド、レジノイド、メタルボンド、シリケート等があり、研磨砥粒の種類によってアルミナ、炭化ケイ素、ダイアモンド、ジルコニア等がある。このような研磨石のうちから被研磨物ごとに１つを選び使用するか、２種類以上を混用する。

研磨石片５０を円筒形の支持体２０の外周に設置するため、柔軟性のある可撓性シート４０に多数の研磨石片５０を連続的に配置して固定した後、これを補強体３０の外周に巻きつける。このとき研磨石片５０は、円筒形の支持体２０に付着するときに原形がよく保たれるよう、横、縦及び高さがそれぞれ１０〜２０ｍｍ程度に構成する。研磨石片５０を付着するための柔軟性のある可撓性シート４０には、ゴムシートまたはウレタンシートのように弾性のある材料を選ぶ。

本発明品は、高速回転時にも研磨ブラシ内部の補強体と支持体の変形と支持力が均一で、広い表面をもつ物品を研削または研磨するのに適当であり、被研削物の大起伏に対応して均一に密着して研磨することが可能であり、平板のレベリング・ロールとしても兼用が可能である。また、配線用銅メッキをしたプリント回路基板表面の凹凸の除去とレベリング作業にとりわけ適当である。

実施例をもとに本発明を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨の範囲内で多様な変形と変更が可能であり、上の記載によって本発明の範囲が限定されることはない。

なお、括弧付きで記した図面の符号は、本発明の理解を容易にするため参考までに付記したものであり、本発明は図面の形態に限定されるものでもない。

本発明は、金属板または非金属板の研磨、とりわけプリント回路基板（ＰＣＢ）の研磨に有用である。

１円筒部材
２弾性体
３支持体
４金属線
５ゴムシート
６砥石片
１０円筒管
２０支持体
２１貫通孔
３０補強体
４０可撓性シート
５０研磨石片

Claims

円筒形の研磨ブラシにおいて、
貫通孔２１を有する支持体２０を剛性円筒管１０の外周に設置し、
その支持体２０の外周に補強体３０を巻き、
可撓性シート４０の表面に研磨石片５０を連続的に配置して固定した後、
その可撓性シート４０を補強体３０の外周に巻きつけて形成する
ことを特徴とする円筒形研磨ブラシ。
支持体２０の外周に補強体３０を中心線に対して直角に巻いている
請求項１に記載の円筒形研磨ブラシ。
支持体２０がポリウレタン樹脂製である
請求項１または２に記載の円筒形研磨ブラシ。
貫通孔２１の比率が支持体２０の縦断面面積の５０〜９０％である
請求項１または２に記載の円筒形研磨ブラシ。
補強体３０が繊維織物で作られている
請求項１または２に記載の円筒形研磨ブラシ。
補強体３０が繊維を含むウレタンシートで作られている
請求項１または２に記載の円筒形研磨ブラシ。
研磨石片５０の横、縦、高さがそれぞれ１０〜２０ｍｍである
請求項１または２に記載の円筒形研磨ブラシ。
可撓性シート４０がウレタンシートで作られている
請求項１または２に記載の円筒形研磨ブラシ。