JP2021030325A - Polishing material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨材の製造方法及び研磨材に関する。 The present invention relates to a method for producing an abrasive and an abrasive.
例えばハードディスク等の電子機器に用いられるガラス基板の加工には一般に固定砥粒の研磨材が使用されている。このような研磨材として、基材と、この基材の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層とを備えるものが公知である(例えば再表2017/119342号公報参照)。 For example, a fixed abrasive grain abrasive is generally used for processing a glass substrate used in an electronic device such as a hard disk. As such an abrasive, those provided with a base material and a polishing layer laminated on the surface side of the base material and containing abrasive grains and a binder are known (see, for example, Re-Table 2017/119342).
上記研磨材では、研磨層のバインダーとして熱硬化性樹脂が用いられ、熱硬化により研磨層が形成される。このため、上記基材には耐熱性が要求され、比較的硬質の樹脂が用いられる。一方、研磨材には耐衝撃性と、被研削体に追従する柔軟性とが要求される。研磨材の耐衝撃性を確保するために基材を厚くすると柔軟性の要求を満たすことができないため、従来の研磨材では、接着剤等で基材に固定される支持体をさらに備え、この支持体により耐衝撃性と柔軟性とを確保している。 In the above-mentioned abrasive material, a thermosetting resin is used as a binder for the polishing layer, and the polishing layer is formed by heat curing. Therefore, heat resistance is required for the base material, and a relatively hard resin is used. On the other hand, the abrasive is required to have impact resistance and flexibility to follow the object to be ground. If the base material is thickened to ensure the impact resistance of the abrasive material, the requirement for flexibility cannot be satisfied. Therefore, the conventional abrasive material is further provided with a support fixed to the base material with an adhesive or the like. The support ensures impact resistance and flexibility.
このように従来の研磨材では、基材と支持体とを貼付する工程を必要とする。また、従来の研磨材では、貼付時の位置ずれにより製造歩留まりが低下するおそれがあり、さらに、使用時に基材と支持体との貼付部分で剥離が発生するおそれもある。このため、上記貼付工程を省略できる研磨材の製造方法、つまり支持体の表面側に研磨層を直接積層できる研磨材の製造方法が必要とされている。 As described above, the conventional abrasive requires a step of attaching the base material and the support. Further, with the conventional abrasive, the manufacturing yield may decrease due to the misalignment at the time of sticking, and further, the sticking portion between the base material and the support may be peeled off at the time of use. Therefore, there is a need for a method for producing an abrasive that can omit the pasting step, that is, a method for producing an abrasive that can directly laminate an abrasive layer on the surface side of the support.
本発明はこのような不都合に鑑みてなされたものであり、支持体の表面側に研磨層を直接積層することで、基材と支持体との貼付工程を不要とし、製造効率に優れ、貼付工程に起因する製造歩留まりの低下や研磨材使用時の剥離を防止できる研磨材の製造方法及び研磨材の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such inconveniences. By directly laminating the polishing layer on the surface side of the support, the step of attaching the base material and the support is not required, the production efficiency is excellent, and the application is performed. An object of the present invention is to provide a method for producing an abrasive and a method for producing the abrasive, which can prevent a decrease in the production yield due to the process and peeling when the abrasive is used.
本発明の研磨材の製造方法は、板状の支持体を形成する工程と、砥粒及びバインダーを含む研磨層を上記支持体の表面側に形成する工程とを備え、上記支持体形成工程として、超臨界流体を溶融樹脂と混練する工程と、上記混合工程後の溶融樹脂を、上記支持体を形成可能な凹部を有する成形型に充填する工程と、上記充填工程後の上記成形型の凹部を、形成される上記支持体の板厚方向へ拡幅する工程とを有する。 The method for producing an abrasive material of the present invention includes a step of forming a plate-shaped support and a step of forming a polishing layer containing abrasive grains and a binder on the surface side of the support, as the support forming step. , A step of kneading the supercritical fluid with the molten resin, a step of filling the molten resin after the mixing step into a molding die having a recess capable of forming the support, and a recess of the molding die after the filling step. Has a step of widening the formed support in the plate thickness direction.
当該研磨材の製造方法は、超臨界流体を混練した溶融樹脂を成形型に充填し、その成形型を上記板厚方向へ拡幅する。この成形型の上記板厚方向への拡幅により、超臨界流体が発泡し、支持体の厚さ方向中央部に気孔を含む領域が形成される。この支持体の気孔を含む領域により、当該研磨材の製造方法により製造される研磨材は、耐熱性を有しながら、適度な耐衝撃性と柔軟性とを有することができる。また、当該研磨材の製造方法では、支持体の表面側に研磨層を直接積層することができ、基材を介する必要がない。このため、当該研磨材の製造方法では、基材と支持体との貼付工程を必要としないので、製造効率に優れ、貼付工程に起因する製造歩留まりの低下や研磨材使用時の剥離を防止できる。さらに、当該研磨材の製造方法により製造された研磨材では、上記支持体の表面側及び裏面側では厚さ方向中央部よりも気孔率が低くなるため、上記支持体の表面及び裏面の凹凸が少なく、表面側への研磨層の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付を容易に行える。 In the method for producing the abrasive, a molten resin kneaded with a supercritical fluid is filled in a molding die, and the molding die is widened in the plate thickness direction. By widening the molding die in the plate thickness direction, the supercritical fluid foams, and a region including pores is formed in the central portion in the thickness direction of the support. Due to the region including the pores of the support, the abrasive material produced by the method for producing the abrasive material can have appropriate impact resistance and flexibility while having heat resistance. Further, in the method for producing the abrasive, the abrasive layer can be directly laminated on the surface side of the support, and it is not necessary to use a base material. Therefore, since the method for manufacturing the abrasive does not require a sticking step between the base material and the support, the manufacturing efficiency is excellent, and it is possible to prevent a decrease in the manufacturing yield and peeling when the abrasive is used due to the sticking step. .. Further, in the abrasive material produced by the method for producing the abrasive material, the porosity on the front surface side and the back surface side of the support is lower than that in the central portion in the thickness direction, so that the front surface and the back surface of the support have irregularities. The number is small, and the polishing layer can be easily laminated on the front surface side and the back surface side can be easily attached to the surface plate of the polishing machine.
上記超臨界流体が窒素であるとよい。超臨界流体の一種である窒素は不活性ガスであり、化学的に安定しているので、固化後に上記溶融樹脂が持つ特性を発現させ易い。 It is preferable that the supercritical fluid is nitrogen. Nitrogen, which is a kind of supercritical fluid, is an inert gas and is chemically stable, so that the characteristics of the molten resin can be easily exhibited after solidification.
上記拡幅工程で、上記成形型の凹部の表面温度を上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度より低くし、その温度差を50℃以上150℃以下とするとよい。このように成形型の凹部の表面温度と上記溶融樹脂の温度との温度差を上記範囲内とすることで、上記支持体の厚さ方向中央部で気孔率を確保しつつ、表面側及び裏面側での気孔率を低減させ易い。このため、表面側への研磨層の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付をさらに容易化できる。 In the widening step, the surface temperature of the concave portion of the molding die may be lower than the temperature of the molten resin at the center in the plate thickness direction, and the temperature difference may be 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. By keeping the temperature difference between the surface temperature of the concave portion of the molding mold and the temperature of the molten resin within the above range, the porosity is secured at the central portion in the thickness direction of the support, and the front surface side and the back surface side and the back surface are secured. It is easy to reduce the porosity on the side. Therefore, it is possible to further facilitate the lamination of the polishing layer on the front surface side and the attachment of the back surface side to the surface plate of the polishing machine.
上記溶融樹脂の主成分がポリカーボネートであるとよい。このように上記溶融樹脂の主成分をポリカーボネートとすることで、上記支持体に必要な耐熱性を確保しつつ、適度な耐衝撃性と柔軟性とを上記支持体に付与できる。 The main component of the molten resin is preferably polycarbonate. By using polycarbonate as the main component of the molten resin in this way, it is possible to impart appropriate impact resistance and flexibility to the support while ensuring the heat resistance required for the support.
本発明の研磨材は、板状の支持体と、この支持体の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層とを備え、上記支持体が気孔を含み、上記支持体の気孔率が、厚さ方向中央部で最大となり、表面側及び裏面側で小さくなる。 The abrasive material of the present invention includes a plate-shaped support and a polishing layer laminated on the surface side of the support and containing abrasive grains and a binder, the support includes pores, and the porosity of the support. However, it becomes maximum at the central portion in the thickness direction and decreases on the front surface side and the back surface side.
当該研磨材は、上記支持体が気孔を含むので、耐熱性を有しながら、適度な耐衝撃性と柔軟性とを有することができる。また、当該研磨材は、支持体の表面側に研磨層を積層しており、基材を介する必要がない。このため、当該研磨材は、その製造において基材と支持体との貼付工程を必要としないので、製造効率に優れ、貼付工程に起因する製造歩留まりの低下や研磨材使用時の剥離を防止できる。さらに、当該研磨材では、上記支持体の表面側及び裏面側では厚さ方向中央部よりも気孔率が低いため、上記支持体の表面及び裏面の凹凸が少なく、表面側への研磨層の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付を容易に行える。 Since the support contains pores, the abrasive can have appropriate impact resistance and flexibility while having heat resistance. Further, in the abrasive material, an abrasive layer is laminated on the surface side of the support, and it is not necessary to use a base material. Therefore, since the abrasive does not require a sticking step between the base material and the support in its manufacture, the manufacturing efficiency is excellent, and it is possible to prevent a decrease in the manufacturing yield and peeling when the abrasive is used due to the sticking step. .. Further, in the abrasive, the porosity on the front surface side and the back surface side of the support is lower than that in the central portion in the thickness direction, so that the front surface and the back surface of the support have less unevenness, and the polishing layer is laminated on the front surface side. Also, the back side can be easily attached to the surface plate of the polishing machine.
上記支持体が単層であるとよい。このように上記支持体を単層とすることで、当該研磨材の使用時の剥離発生抑止効果を向上できる。 The support may be a single layer. By forming the support into a single layer in this way, it is possible to improve the effect of suppressing the occurrence of peeling when the abrasive is used.
上記支持体の表面の算術平均粗さRaとしては、0.1μm以下が好ましい。このように上記支持体の表面の算術平均粗さRaを上記上限以下とすることで、表面側への研磨層の積層をさらに容易化できる。 The arithmetic mean roughness Ra of the surface of the support is preferably 0.1 μm or less. By setting the arithmetic average roughness Ra of the surface of the support to be equal to or less than the upper limit in this way, it is possible to further facilitate the lamination of the polishing layer on the surface side.
上記支持体の平均気孔率としては、20体積%以上80体積%以下が好ましい。上記支持体の平均気孔率を上記範囲内とすることで、上記支持体に適度な耐衝撃性と柔軟性とを付与しつつ、上記支持体の表面及び裏面の凹凸を少なくできるので、表面側への研磨層の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付を容易に行える。 The average porosity of the support is preferably 20% by volume or more and 80% by volume or less. By setting the average porosity of the support within the above range, it is possible to reduce the unevenness of the front surface and the back surface of the support while imparting appropriate impact resistance and flexibility to the support. It is possible to easily stack the polishing layer on the surface plate and attach the back surface side to the surface plate of the polishing machine.
ここで、「主成分」とは、最も含有量の多い成分を意味し、好ましくは含有量が50質量%以上、より好ましくは90質量%以上の成分をいう。「気孔率」とは、支持体の気孔を含む体積に対する気孔の容積の百分率を意味する。また、「平均気孔率」とは、対象とする支持体の領域の気孔を含む全体積に対する気孔の全容積の百分率である。「厚さ方向中央部」とは、支持体の厚さ方向中心を含む領域を意味し、例えば支持体の厚さ方向中心から支持体の平均厚さの30%以内の領域を指す。「算術平均粗さRa」とは、JIS−B−0601:2001に準拠して測定される値を意味する。 Here, the "main component" means a component having the highest content, preferably a component having a content of 50% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. "Porosity" means the percentage of the volume of the pores to the volume of the support including the pores. Further, the "average porosity" is a percentage of the total volume of the pores with respect to the total volume including the pores in the region of the target support. The “central portion in the thickness direction” means a region including the center in the thickness direction of the support, and refers to, for example, a region within 30% of the average thickness of the support from the center in the thickness direction of the support. “Arithmetic mean roughness Ra” means a value measured in accordance with JIS-B-0601: 2001.
以上説明したように、本発明の研磨材の製造方法を用いることで、支持体の表面側に研磨層を直接積層できる。当該研磨材の製造方法により製造された研磨材及び当該研磨材は、支持体の表面側に研磨層を直接積層することで、基材と支持体との貼付工程を不要とし、製造効率に優れ、貼付工程に起因する製造歩留まりの低下や研磨材使用時の剥離を防止できる。 As described above, by using the method for producing an abrasive material of the present invention, the abrasive layer can be directly laminated on the surface side of the support. The abrasive material produced by the method for producing the abrasive material and the abrasive material are excellent in production efficiency by directly laminating the abrasive layer on the surface side of the support, eliminating the need for a sticking process between the base material and the support. , It is possible to prevent a decrease in manufacturing yield due to the pasting process and peeling when using an abrasive.
以下、本発明の一実施形態について適宜図面を参照しつつ詳説する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
[研磨材の製造方法]
図1に示す研磨材の製造方法は、支持体形成工程S1と、研磨層形成工程S2とを備える。
[Abrasive manufacturing method]
The method for producing an abrasive shown in FIG. 1 includes a support forming step S1 and a polishing layer forming step S2.
<支持体形成工程>
支持体形成工程S1では、板状の支持体を形成する。当該研磨材の製造方法は、支持体形成工程S1として、図2に示すように、混練工程S11と、充填工程S12と、拡幅工程S13とを有する。
<Support forming process>
In the support forming step S1, a plate-shaped support is formed. As shown in FIG. 2, the method for producing the abrasive material includes a kneading step S11, a filling step S12, and a widening step S13 as the support forming step S1.
(混練工程)
混練工程S11では、超臨界流体を溶融樹脂と混練する。
(Kneading process)
In the kneading step S11, the supercritical fluid is kneaded with the molten resin.
上記溶融樹脂の主成分としては、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等を挙げることができる。中でも上記溶融樹脂の主成分がポリカーボネートであるとよい。このように上記溶融樹脂の主成分をポリカーボネートとすることで、上記支持体に必要な耐熱性を確保しつつ、適度な耐衝撃性と柔軟性とを上記支持体に付与できる。 Examples of the main component of the molten resin include polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyimide (PI), polyethylene naphthalate (PEN) and the like. Above all, the main component of the molten resin is preferably polycarbonate. By using polycarbonate as the main component of the molten resin in this way, it is possible to impart appropriate impact resistance and flexibility to the support while ensuring the heat resistance required for the support.
混練工程S11では、上記溶融樹脂は、溶融状態が維持できる温度、つまり主成分である上記樹脂の融点以上の温度、例えば200℃以上とされる。 In the kneading step S11, the molten resin is set to a temperature at which the molten state can be maintained, that is, a temperature equal to or higher than the melting point of the resin as the main component, for example, 200 ° C. or higher.
超臨界流体とは、臨界温度及び圧力以上で気体と液体との両方の性質を持つ流体である。上記超臨界流体としては、ブタン、窒素、二酸化炭素等を挙げることができる。中でも上記超臨界流体としては、窒素が好ましい。超臨界流体の一種である窒素は不活性ガスであり、化学的に安定しているので、固化後に上記溶融樹脂が持つ特性を発現させ易い。 A supercritical fluid is a fluid that has both gas and liquid properties above the critical temperature and pressure. Examples of the supercritical fluid include butane, nitrogen, carbon dioxide and the like. Of these, nitrogen is preferable as the supercritical fluid. Nitrogen, which is a kind of supercritical fluid, is an inert gas and is chemically stable, so that the characteristics of the molten resin can be easily exhibited after solidification.
上記超臨界流体及び上記溶融樹脂の合計体積に対する上記超臨界流体の含有量の下限としては、0.1体積%が好ましく、0.3体積%がより好ましい。一方、上記超臨界流体の含有量の上限としては、1体積%が好ましく、0.8体積%がより好ましい。上記超臨界流体の含有量が上記下限未満であると、形成される支持体が耐衝撃性又は柔軟性が不足するおそれがある。逆に、上記超臨界流体の含有量が上記上限を超えると、形成される支持体の強度が不足するおそれがある。 The lower limit of the content of the supercritical fluid with respect to the total volume of the supercritical fluid and the molten resin is preferably 0.1% by volume, more preferably 0.3% by volume. On the other hand, as the upper limit of the content of the supercritical fluid, 1% by volume is preferable, and 0.8% by volume is more preferable. If the content of the supercritical fluid is less than the above lower limit, the support to be formed may lack impact resistance or flexibility. On the contrary, if the content of the supercritical fluid exceeds the upper limit, the strength of the formed support may be insufficient.
混練工程S11での混練時の加圧圧力の下限としては、40MPaが好ましく、50MPaがより好ましい。一方、上記加圧圧力の上限としては、100MPaが好ましく、80MPaがより好ましい。上記加圧圧力が上記下限未満であると、上記超臨界流体が上記溶融樹脂に十分に溶解しないおそれや、超臨界流体としての性質を示さないおそれがある。逆に、上記加圧圧力が上記上限を超えると、圧力を高めるための製造設備のコストが不必要に大きくなるおそれがある。 The lower limit of the pressurizing pressure during kneading in the kneading step S11 is preferably 40 MPa, more preferably 50 MPa. On the other hand, the upper limit of the pressurizing pressure is preferably 100 MPa, more preferably 80 MPa. If the pressurizing pressure is less than the lower limit, the supercritical fluid may not be sufficiently dissolved in the molten resin, or the properties as a supercritical fluid may not be exhibited. On the contrary, when the pressurizing pressure exceeds the upper limit, the cost of the manufacturing equipment for increasing the pressure may be unnecessarily increased.
(充填工程)
充填工程S12では、混合工程S11後の溶融樹脂を、上記支持体を形成可能な凹部を有する成形型に充填する。
(Filling process)
In the filling step S12, the molten resin after the mixing step S11 is filled into a molding mold having a recess in which the support can be formed.
充填工程S2では、例えば図3に示す成形型100を用いることができる。図3に示す成形型100は、成形型本体101と、可動部102とを有する。成形型本体101と可動部102との間には凹部103が形成されている。また、成形型本体101には、この凹部103に上記溶融樹脂を注入可能な注入管104が設けられている。
In the filling step S2, for example, the molding die 100 shown in FIG. 3 can be used. The molding die 100 shown in FIG. 3 has a molding die
凹部103は、上記支持体を形成可能に構成されている。具体的には、凹部103の平面視形状は、形成される支持体の形状とされる。
The
可動部102は、図4に示すように、形成される上記支持体の板厚方向へ凹部103を拡幅可能に構成される。具体的には、可動部102は、図3に示す凹部103の高さ(上記板厚方向の長さ)が最小の状態から、図4の矢印方向へ移動可能である。
As shown in FIG. 4, the
可動部102を移動させ、凹部103を拡幅した状態における凹部103の高さ(図4のD1)は、形成される支持体の厚さとされる。
The height of the recess 103 (D1 in FIG. 4) in a state where the
充填工程S12では、凹部103の高さが最小の状態とされる。この凹部103の高さが最小の状態での凹部103の高さ(図3のD0)は、形成される支持体が所望の気孔率を有するように決定される。具体的には、凹部103の拡幅時高さD1に対する凹部103の最小高さD0の比(D0/D1)の下限としては、0.3が好ましく、0.5がより好ましい。一方、上記D0/D1の上限としては、0.8が好ましく、0.7がより好ましい。上記D0/D1が上記下限未満であると、気孔率が高くなり過ぎ、支持体の強度が不足するおそれがある。逆に、上記D0/D1が上記下限未満であると、気孔率が低くあり過ぎ、形成される支持体が耐衝撃性又は柔軟性が不足するおそれがある。
In the filling step S12, the height of the
また、成形型100は、成形型本体101及び可動部102が凹部103と接する部分の温度を制御可能に構成されている。
Further, the molding die 100 is configured so that the temperature of the portion where the molding die
充填工程S12では、具体的には図3の成形型100を用い、凹部103の高さが最小の状態で上記溶融樹脂を注入管104から成形型100の凹部103へ充填する。このとき、上記溶融樹脂の温度及び圧力は、混練工程S11での温度及び圧力が維持される。
In the filling step S12, specifically, the molding die 100 of FIG. 3 is used to fill the
(拡幅工程)
拡幅工程S13では、充填工程S12後の成形型100の凹部103を、上記板厚方向へ拡幅する。
(Wide widening process)
In the widening step S13, the
具体的には、拡幅工程S13では成形型100の可動部102を移動させ、凹部103の高さが形成される支持体の厚さとなるように拡幅する(図4)。この拡幅工程S13により上記溶融樹脂に含まれる超臨界流体が発泡し、図5に示すように、気孔10を含む支持体1を形成することができる。また、上記溶融樹脂は、成形型100の周囲から冷却され固化するので、得られる支持体1は、支持体1の厚さ方向中央部に形成される気孔10を多く含むコア領域11と、表面側及び裏面側に形成され、コア領域11よりも気孔率の低いソリッド領域12とを有する構造となる。
Specifically, in the widening step S13, the
拡幅工程S13では、成形型100の凹部103の表面温度を、上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度より低く設定するとよい。このように成形型100の凹部103の表面温度を上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度より低く設定することで、支持体1の厚さ方向中央部での気孔率を確保しつつ、表面側及び裏面側での気孔率を低減させ易い。このため、形成される支持体1の表面及び裏面に気孔による凹凸が生じることを抑止できるので、表面側への研磨層の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付を容易化できる。
In the widening step S13, the surface temperature of the
成形型100の凹部103の表面温度と上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度との温度差の下限としては、50℃が好ましく、70℃がより好ましい。一方、上記温度差の上限としては、150℃が好ましく、120℃がより好ましい。上記温度差が上記下限未満であると、支持体1の表面側及び裏面側での気孔率が十分に低減されず、表面側への研磨層の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付を容易化できないおそれがある。逆に、上記温度差が上記上限を超えると、少なくとも成形型100の凹部103の表面温度又は上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度のいずれかを適切な温度とすることが困難となる。このため、上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度が低くなり過ぎると、ソリッド領域12が厚くなるため支持体1の柔軟性が十分に確保できないおそれがあり、一方、上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度が高くなり過ぎると、気孔10が粗大化し、支持体1の強度が不十分となるおそれがある。
The lower limit of the temperature difference between the surface temperature of the
また、成形型100の凹部103の表面温度は、超臨界流体が発泡しない温度と
し、上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度は、超臨界流体が発泡する温度とすることが好ましい。このような温度とすることで、支持体1の表面側及び裏面側のソリッド領域12を、実質的に気孔を含まない領域とすることができる。このため、表面側への研磨層の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付をさらに容易化できる。
Further, it is preferable that the surface temperature of the
成形型100の凹部103の表面温度及び上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度は、上記溶融樹脂の主成分に応じて適宜設定される。
The surface temperature of the
例えば上記溶融樹脂の主成分がポリカーボネートである場合、成形型100の凹部103の表面温度の下限としては50℃が好ましく、70℃がより好ましい。一方、成形型100の凹部103の表面温度の上限としては、140℃が好ましく、120℃がより好ましい。成形型100の凹部103の表面温度が上記下限未満であると、上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度が急激に下がるため、ソリッド領域12が厚くなり、支持体の柔軟性が十分に確保できないおそれがある。逆に、成形型100の凹部103の表面温度が上記上限を超えると、ソリッド領域12の気孔率が十分に低減されず、表面側への研磨層の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付が困難となるおそれがある。
For example, when the main component of the molten resin is polycarbonate, the lower limit of the surface temperature of the
また、上記溶融樹脂の主成分がポリカーボネートである場合、上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度の下限としては、160℃が好ましく、180℃がより好ましい。一方、上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度の上限としては、250℃が好ましく、220℃がより好ましい。上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度が上記下限未満であると、コア領域11の気孔率が十分に高まらず、支持体1の柔軟性が十分に確保できないおそれがある。逆に、上記板厚方向中央部の溶融樹脂の温度が上記上限を超えると、気孔10が粗大化するため、支持体1の強度が不十分となるおそれがある。
When the main component of the molten resin is polycarbonate, the lower limit of the temperature of the molten resin in the central portion in the plate thickness direction is preferably 160 ° C, more preferably 180 ° C. On the other hand, the upper limit of the temperature of the molten resin in the central portion in the plate thickness direction is preferably 250 ° C., more preferably 220 ° C. If the temperature of the molten resin in the central portion in the plate thickness direction is less than the above lower limit, the porosity of the
なお、上述の成形型100の温度設定は、充填工程S12後に行うこともできるが、温度の制御性の観点から、充填工程S12前に予め行っておくことが好ましい。 Although the temperature of the molding die 100 can be set after the filling step S12, it is preferable to set the temperature of the molding die 100 before the filling step S12 from the viewpoint of temperature controllability.
上記板厚方向への拡幅は、充填工程S12での上記溶融樹脂の充填後、一定時間をおいて行うとよい。このように上記溶融樹脂の充填と上記板厚方向へ拡幅との間に時間間隔により、上記溶融樹脂の上記板厚方向の温度プロファイルが決まるため、形成される支持体1のソリッド領域12の厚さや、コア領域11の気孔率が制御される。具体的には、上記時間間隔は5秒以上15秒以下とされる。
The widening in the plate thickness direction may be performed after a certain period of time after filling the molten resin in the filling step S12. In this way, the temperature profile of the molten resin in the plate thickness direction is determined by the time interval between the filling of the molten resin and the widening in the plate thickness direction, so that the thickness of the
上記板厚方向への拡幅は、一定速度で行ってもよいが、拡幅前半の速度を遅くすることが好ましい。このように拡幅前半の速度を遅くすることで、固化が進んでいない状態で気孔10が多量に発生し、ソリッド領域12にまで侵入してしまうことを抑止できる。
The widening in the plate thickness direction may be performed at a constant speed, but it is preferable to slow down the speed in the first half of the widening. By slowing down the speed in the first half of widening in this way, it is possible to prevent a large number of
成形型100の凹部103内の圧力は、上記板厚方向への拡幅とともに減少する。この凹部103内の圧力が低いほど発生する気孔10の径が大きくなる傾向となるため、所望の気孔径となるよう凹部103内の圧力は調整される。
The pressure in the
上記板厚方向への拡幅後、上記溶融樹脂は冷却され、支持体1が形成される。この冷却方法は、特に限定されないが、例えば自然冷却とすることができる。なお、支持体1の詳細については、後述する本発明の研磨材の支持体1と同様であるので、詳細説明を省略する。 After widening in the plate thickness direction, the molten resin is cooled to form the support 1. This cooling method is not particularly limited, but may be, for example, natural cooling. Since the details of the support 1 are the same as those of the support 1 of the abrasive of the present invention described later, detailed description thereof will be omitted.
<研磨層形成工程>
研磨層形成工程S2は、研磨層を支持体の表面側に形成する。研磨層形成工程S2は、図6に示すように、調製工程S21と、研磨層形成工程S22とを備える。研磨層形成工程S2により、例えば図7に示すような研磨層2を支持体1の表面側に形成した研磨材を得ることができる。研磨層2は、砥粒21及びバインダー22を含む。また、研磨層2は、図7に示すように、その表面に溝2aによって区切られる複数の研磨部2bを有する。
<Abrasive layer forming process>
In the polishing layer forming step S2, the polishing layer is formed on the surface side of the support. As shown in FIG. 6, the polishing layer forming step S2 includes a preparation step S21 and a polishing layer forming step S22. By the polishing layer forming step S2, for example, a polishing material in which the
(調製工程)
調製工程S21では、砥粒21及びバインダー22を含む研磨層用組成物を調製する。
(Preparation process)
In the preparation step S21, a composition for a polishing layer containing the
具体的には、砥粒21及びバインダー22の形成材料を含む研磨層用組成物を塗工液として準備する。なお、固形分中の砥粒21の含有量が、製造後の研磨部2bの砥粒21の含有量となるので、研磨部2における含有量が所望の値となるように固形分の量を適宜決定する。
Specifically, a composition for an abrasive layer containing a material for forming the
また、塗工液の粘度や流動性を制御するために、水、アルコール等の希釈剤を添加する。この希釈により、研磨部2bに含まれる砥粒21の一部をバインダー22の表面から突出させることができる。つまり、希釈剤を添加することで、研磨層形成工程で研磨層用組成物を乾燥させたときにバインダー22の厚さが減少し、砥粒21の突出量を増やすことができる。従って、この希釈により研磨の初期から高い研磨レートを発現させることができる。
Further, in order to control the viscosity and fluidity of the coating liquid, a diluent such as water or alcohol is added. By this dilution, a part of the
(研磨層形成工程)
研磨層形成工程S22では、調製工程S21で準備した研磨層用組成物の印刷により研磨層2を形成する。研磨層形成工程S22は、塗工工程と乾燥工程とを備える。
(Abrasive layer forming process)
In the polishing layer forming step S22, the
〈塗工工程〉
塗工工程では、上記研磨層用組成物を支持体1の表面に塗工する。
<Coating process>
In the coating step, the composition for the polishing layer is coated on the surface of the support 1.
具体的には、調製工程S21で準備した塗工液を用い、支持体1の表面に印刷法により複数の研磨部2b及びこの研磨部2b間に配設される溝2aとを有する研磨層2を形成する。この溝2aを形成するために、溝2aの形状に対応する形状を有するマスクを用意し、このマスクを介して上記塗工液を印刷する。この印刷方式としては、例えばスクリーン印刷、メタルマスク印刷等を用いることができる。
Specifically, using the coating liquid prepared in the preparation step S21, the
研磨部2bの厚さは、主にマスクの厚みと塗工量とにより調整することができる。従って、この塗工工程で、研磨部2bの平均厚さを所望の値とするように上記研磨層用組成物の塗工量を調整するとよい。
The thickness of the
〈乾燥工程〉
乾燥工程では、上記塗工工程後の塗工液(研磨層用組成物)を加熱乾燥する。この加熱乾燥により塗工液が硬化し、研磨層2が形成される。この乾燥工程は、マスクを除去して行われる。
<Drying process>
In the drying step, the coating liquid (composition for the polishing layer) after the coating step is heated and dried. By this heat drying, the coating liquid is cured and the
上記乾燥工程での加熱温度の下限としては、80℃が好ましく、100℃がより好ましい。一方、上記加熱温度の上限としては、300℃が好ましく、200℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満であると、研磨層用組成物が十分に硬化せず、摩耗量が増大し、得られる研磨材の寿命が短くなるおそれがある。逆に、上記加熱温度が上記上限を超えると、研磨部2bが熱により変質するおそれがある。
The lower limit of the heating temperature in the drying step is preferably 80 ° C., more preferably 100 ° C. On the other hand, as the upper limit of the heating temperature, 300 ° C. is preferable, and 200 ° C. is more preferable. If the heating temperature is less than the above lower limit, the composition for the polishing layer may not be sufficiently cured, the amount of wear may increase, and the life of the obtained abrasive may be shortened. On the contrary, if the heating temperature exceeds the upper limit, the polishing
上記乾燥工程での加熱時間は、加熱温度にもよるが、上記加熱時間の下限としては、2時間が好ましく、2.5時間がより好ましい。一方、上記加熱時間の上限としては、20時間が好ましく、18時間がより好ましい。上記加熱時間が上記下限未満であると、研磨層用組成物が十分に硬化せず、摩耗量が増大し、得られる研磨材の寿命が短くなるおそれがある。逆に、上記加熱時間が上記上限を超えると、製造効率が低下するおそれがある。 The heating time in the drying step depends on the heating temperature, but the lower limit of the heating time is preferably 2 hours, more preferably 2.5 hours. On the other hand, the upper limit of the heating time is preferably 20 hours, more preferably 18 hours. If the heating time is less than the above lower limit, the composition for the polishing layer may not be sufficiently cured, the amount of wear may increase, and the life of the obtained abrasive may be shortened. On the contrary, if the heating time exceeds the upper limit, the production efficiency may decrease.
<利点>
当該研磨材の製造方法は、超臨界流体を混練した溶融樹脂を成形型100に充填し、その成形型100を上記板厚方向へ拡幅する。この成形型100の上記板厚方向への拡幅により、超臨界流体が発泡し、支持体1の厚さ方向中央部に気孔10を含む領域が形成される。この支持体1の気孔10を含む領域により、当該研磨材の製造方法により製造される研磨材は、耐熱性を有しながら、適度な耐衝撃性と柔軟性とを有することができる。また、当該研磨材の製造方法では、支持体1の表面側に研磨層2を直接積層することができ、基材を介する必要がない。このため、当該研磨材の製造方法では、基材と支持体との貼付工程を必要としないので、製造効率に優れ、貼付工程に起因する製造歩留まりの低下や研磨材使用時の剥離を防止できる。さらに、当該研磨材の製造方法により製造された研磨材では、支持体1の表面側及び裏面側では厚さ方向中央部よりも気孔率が低くなるため、支持体1の表面及び裏面の凹凸が少なく、表面側への研磨層2の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付を容易に行える。
<Advantage>
In the method for producing the abrasive, a molten resin kneaded with a supercritical fluid is filled in a
[研磨材]
本発明の一実施形態に係る研磨材は、図7及び図8に示すように、板状の支持体1と、この支持体1の表面側に積層される研磨層2とを備える。当該研磨材は、上述の当該研磨材の製造方法により製造することができる。
[Abrasive]
As shown in FIGS. 7 and 8, the abrasive material according to the embodiment of the present invention includes a plate-shaped support 1 and a
<支持体>
支持体1は、図7に示すように、気孔10を含み、支持体1の厚さ方向中央部に形成される気孔10を多く含むコア領域11と、表面側及び裏面側に形成され、コア領域11よりも気孔率の低いソリッド領域12とを有する。つまり、支持体1の気孔率は、厚さ方向中央部で最大となり、表面側及び裏面側で小さくなっている。
<Support>
As shown in FIG. 7, the support 1 includes a
支持体1は、単層で構成される。つまり、支持体1は厚さ方向に複数の層が積層されたものではないので、層の境界が存在しない。このように支持体1を単層とすることで、当該研磨材の使用時の剥離発生抑止効果を向上できる。 The support 1 is composed of a single layer. That is, since the support 1 is not a stack of a plurality of layers in the thickness direction, there is no layer boundary. By forming the support 1 into a single layer in this way, it is possible to improve the effect of suppressing the occurrence of peeling when the abrasive is used.
支持体1の主成分としては、当該研磨材の製造方法で説明した溶融樹脂の主成分と同様とできる。 The main component of the support 1 can be the same as the main component of the molten resin described in the method for producing the abrasive.
支持体1の形状及び大きさは、使用される研磨機の定盤の形状及び大きさに合わせて適宜決定されるが、例えば外径200mm以上2022mm以下及び内径100mm以上658mm以下の円環状とすることができる。なお、外形が大きい場合は、当該研磨材の取扱性の観点から、平面上に並置した複数の支持体1が研磨機の定盤に支持される構成とすることもできる。この場合、個々の支持体1は、上記円環状の支持体1をその中心を通る直線で4分割あるいは8分割した形状や、一辺が140mm以上160mm以下の正方形状等とすることができる。 The shape and size of the support 1 are appropriately determined according to the shape and size of the surface plate of the polishing machine used, and are, for example, an annular shape having an outer diameter of 200 mm or more and 2022 mm or less and an inner diameter of 100 mm or more and 658 mm or less. be able to. When the outer shape is large, from the viewpoint of handleability of the abrasive material, a plurality of supports 1 arranged side by side on a flat surface may be supported by the surface plate of the polishing machine. In this case, the individual support 1 may have a shape in which the annular support 1 is divided into four or eight by a straight line passing through the center thereof, or a square shape having a side of 140 mm or more and 160 mm or less.
支持体1の平均厚さの下限としては、0.5mmが好ましく、0.8mmがより好ましい。一方、支持体1の平均厚さの上限としては、3mmが好ましく、2mmがより好ましい。支持体1の平均厚さが上記下限未満であると、当該研磨材の強度が不足するおそれがある。逆に、支持体1の平均厚さが上記上限を超えると、支持体1を研磨機の定盤に取り付け難くなるおそれや支持体1の柔軟性が不足するおそれがある。 The lower limit of the average thickness of the support 1 is preferably 0.5 mm, more preferably 0.8 mm. On the other hand, as the upper limit of the average thickness of the support 1, 3 mm is preferable, and 2 mm is more preferable. If the average thickness of the support 1 is less than the above lower limit, the strength of the abrasive may be insufficient. On the contrary, if the average thickness of the support 1 exceeds the above upper limit, it may be difficult to attach the support 1 to the surface plate of the polishing machine, or the flexibility of the support 1 may be insufficient.
気孔10の平均径の下限としては、0.1μmが好ましく、1μmがより好ましい。一方、気孔10の平均径の上限としては、10μmが好ましく、8μmがより好ましい。気孔10の平均径が上記下限未満であると、気孔率を十分に高めることが困難となり、当該研磨材の耐衝撃性や柔軟性が不足するおそれがある。逆に、気孔10の平均径が上記上限を超えると、支持体1の強度が不十分となるおそれがある。なお、「気孔の平均径」とは、支持体の任意の断面1mm×1mmを観察して得られる気孔の面積換算径の平均を指すものとする。
The lower limit of the average diameter of the
支持体1の平均気孔率の下限としては、20体積%が好ましく、30体積%がより好ましい。一方、支持体1の平均気孔率の上限としては、80体積%が好ましく、70体積%がより好ましい。支持体1の平均気孔率が上記下限未満であると、当該研磨材の耐衝撃性や柔軟性が不足するおそれがある。逆に、支持体1の平均気孔率が上記上限を超えると、ソリッド領域12内にも気孔10が入り込み、支持体1の表面及び裏面に凹凸が生じ易くなる。このため、表面側への研磨層2の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付が困難となるおそれがある。なお、「平均気孔率」は、支持体の厚さ方向全部を含み、幅方向1mmの任意の断面を観察して得られる気孔の総面積を支持体の断面面積で除して得られる。
The lower limit of the average porosity of the support 1 is preferably 20% by volume, more preferably 30% by volume. On the other hand, as the upper limit of the average porosity of the support 1, 80% by volume is preferable, and 70% by volume is more preferable. If the average porosity of the support 1 is less than the above lower limit, the impact resistance and flexibility of the abrasive may be insufficient. On the contrary, when the average porosity of the support 1 exceeds the above upper limit, the
ソリッド領域12は、実質的に気孔10を含まないことが好ましい。ソリッド領域12の平均厚さの下限としては、50μmが好ましく、100μmがより好ましい。ソリッド領域12の平均厚さが上記下限未満であると、支持体1の表面及び裏面に凹凸が生じ易くなるため、表面側への研磨層2の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付が困難となるおそれがある。一方、ソリッド領域12の平均厚さの上限は、特に限定されないが、コア領域11の厚さの確保の観点から、200μmが好ましい。
It is preferable that the
支持体1の表面の算術平均粗さRaの上限としては、0.1μmが好ましく、0.05μmがより好ましい。上記算術平均粗さRaが上記下限未満であると、表面側への研磨層2の積層が困難となるおそれがある。一方、上記算術平均粗さRaの下限としては、特に限定されず、小さいほどよい。つまり、上記算術平均粗さRaは0であってもよい。
The upper limit of the arithmetic mean roughness Ra of the surface of the support 1 is preferably 0.1 μm, more preferably 0.05 μm. If the arithmetic average roughness Ra is less than the above lower limit, it may be difficult to laminate the
なお、支持体1の裏面の算術平均粗さRaは、支持体1の表面の算術粗さRaと同様とできる。 The arithmetic mean roughness Ra on the back surface of the support 1 can be the same as the arithmetic roughness Ra on the front surface of the support 1.
支持体1を構成する材料から決まる比重に対する支持体1の比重の比の下限としては、0.2が好ましく、0.3がより好ましい。一方、上記比重の比の上限としては、0.7が好ましく、0.5がより好ましい。上記比重の比が上記下限未満であると、支持体1の強度が不十分となるおそれがある。逆に、上記比重の比が上記上限を超えると、支持体1の柔軟性が不足するおそれがある。 The lower limit of the ratio of the specific gravity of the support 1 to the specific gravity determined by the material constituting the support 1 is preferably 0.2, more preferably 0.3. On the other hand, as the upper limit of the specific gravity ratio, 0.7 is preferable, and 0.5 is more preferable. If the specific gravity ratio is less than the lower limit, the strength of the support 1 may be insufficient. On the contrary, if the specific gravity ratio exceeds the upper limit, the flexibility of the support 1 may be insufficient.
支持体1の曲げ弾性勾配の下限としては、60N/cmが好ましく、70N/cmがより好ましい。一方、支持体1の曲げ弾性勾配の上限としては、90N/cmが好ましく、80N/cmがより好ましい。支持体1の曲げ弾性勾配が上記下限未満であると、支持体1の強度が不十分となるおそれがある。逆に、支持体1の曲げ弾性勾配が上記上限を超えると、支持体1の柔軟性が不足するおそれがある。なお、「曲げ弾性勾配」は、平面視で50mm×150mmの試験片を100mmスパンで両端支持し、中央部に50mm/minで荷重を加えた際の荷重−たわみ曲線の初期直線部より算出した1cm変形時に必要な荷重を表す。 The lower limit of the bending elastic gradient of the support 1 is preferably 60 N / cm, more preferably 70 N / cm. On the other hand, the upper limit of the bending elastic gradient of the support 1 is preferably 90 N / cm, more preferably 80 N / cm. If the bending elastic gradient of the support 1 is less than the above lower limit, the strength of the support 1 may be insufficient. On the contrary, if the bending elastic gradient of the support 1 exceeds the above upper limit, the flexibility of the support 1 may be insufficient. The "bending elastic gradient" was calculated from the initial straight line portion of the load-deflection curve when a 50 mm × 150 mm test piece was supported at both ends with a 100 mm span in a plan view and a load was applied to the central portion at 50 mm / min. Represents the load required for 1 cm deformation.
<研磨層>
研磨層2は、図7及び図8に示すように、砥粒21及びバインダー22を含む。また、研磨層2は、その表面に溝2aによって区切られる複数の研磨部2bを有する。
<Abrasive layer>
As shown in FIGS. 7 and 8, the
(砥粒)
砥粒21としては、ダイヤモンド砥粒、アルミナ砥粒、シリカ砥粒、セリア砥粒、炭化ケイ素砥粒等が挙げられる。中でも他の砥粒より硬質であるダイヤモンド砥粒が好ましい。砥粒21をダイヤモンド砥粒とすることで、研磨力が向上し、研磨レートをさらに向上できる。
(Abrasive grain)
Examples of the
なお、ダイヤモンド砥粒のダイヤモンドとしては、単結晶でも多結晶でもよく、またNiコーティング等の処理がされたダイヤモンドであってもよい。中でも単結晶ダイヤモンド及び多結晶ダイヤモンドが好ましい。単結晶ダイヤモンドは、他のダイヤモンドより硬質であり研削力が高い。また、多結晶ダイヤモンドは多結晶を構成する微結晶単位で劈開し易く目つぶれが進行し難いので、長期間研磨を行っても研磨レートの低下が小さい。 The diamond of the diamond abrasive grains may be a single crystal or a polycrystal, or may be a diamond treated with Ni coating or the like. Of these, single crystal diamond and polycrystalline diamond are preferable. Single crystal diamonds are harder and have higher grinding power than other diamonds. Further, since polycrystalline diamond is easily cleaved in the microcrystal units constituting the polycrystalline and the blinding is unlikely to proceed, the decrease in the polishing rate is small even after long-term polishing.
砥粒21の平均粒子径は、研磨レートと研磨後の被削体の表面粗さとの観点から適宜選択される。砥粒21の平均粒子径の下限としては、2μmが好ましく、10μmがより好ましく、15μmがさらに好ましい。一方、砥粒21の平均粒子径の上限としては、50μmが好ましく、45μmがより好ましく、30μmがさらに好ましい。砥粒21の平均粒子径が上記下限未満であると、当該研磨材の研磨力が不足し、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、砥粒21の平均粒子径が上記上限を超えると、研磨精度が低下するおそれがある。ここで、「平均粒子径」とは、レーザー回折法等により測定された体積基準の累積粒度分布曲線の50%値(50%粒子径、D50)をいう。
The average particle diameter of the
研磨層2における砥粒21の含有量の下限としては、3体積%が好ましく、4体積%がより好ましく、8体積%がさらに好ましい。一方、砥粒21の含有量の上限としては、55体積%が好ましく、45体積%がより好ましく、35体積%がさらに好ましい。砥粒21の含有量が上記下限未満であると、研磨層2の研磨力が不足するおそれがある。逆に、砥粒21の含有量が上記上限を超えると、研磨層2が砥粒21を保持できないおそれがある。
As the lower limit of the content of the
(バインダー)
研磨層2のバインダー22の主成分としては、特に限定されないが、樹脂又は無機物が挙げられる。
(binder)
The main component of the
上記樹脂としては、ポリウレタン、ポリフェノール、エポキシ、ポリエステル、セルロース、エチレン共重合体、ポリビニルアセタール、ポリアクリル、アクリルエステル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド等の樹脂を挙げることができる。中でも支持体1への良好な密着性が確保し易いポリアクリル、エポキシ、ポリエステル及びポリウレタンが好ましい。なお、上記樹脂は、少なくとも一部が架橋していてもよい。 Examples of the resin include resins such as polyurethane, polyphenol, epoxy, polyester, cellulose, ethylene copolymer, polyvinyl acetal, polyacrylic, acrylic ester, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, and polyamide. Of these, polyacrylic, epoxy, polyester and polyurethane, which can easily ensure good adhesion to the support 1, are preferable. The resin may be at least partially crosslinked.
また、上記無機物としては、ケイ酸塩、リン酸塩、多価金属アルコキシド等を挙げることができる。中でも砥粒保持力が高いケイ酸塩が好ましい。このようなケイ酸塩としてはケイ酸ナトリウムやケイ酸カリウム等を挙げることができる。 Examples of the inorganic substance include silicates, phosphates, polyvalent metal alkoxides and the like. Of these, silicates with high abrasive grain retention are preferable. Examples of such a silicate include sodium silicate and potassium silicate.
バインダー22の主成分は、無機物であるとよい。このようにバインダー22の主成分を無機物とすることで、砥粒21の保持力を高め、砥粒21が目こぼれする前に脱粒することを抑止できる。このため、研削力がさらに高められる。
The main component of the
なお、バインダー22には、分散剤、カップリング剤、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、着色剤等の各種助剤及び添加剤などを目的に応じて適宜含有させてもよい。
The
(溝)
溝2aは、図8では研磨層2の表面に等間隔の格子状に配設されている。すなわち、溝2aによって区切られる研磨層2の複数の研磨部2bの形状は、規則的に配列されたブロックパターン状である。また、溝2aの底面は、支持体1の表面で構成される。
(groove)
In FIG. 8, the
溝2aの平均幅の下限としては、0.3mmが好ましく、0.5mmがより好ましい。一方、溝2aの平均幅の上限としては、10mmが好ましく、8mmがより好ましい。溝2aの平均幅が上記下限未満であると、研磨により発生する研磨粉が溝2aに詰まるおそれがある。逆に、溝2aの平均幅が上記上限を超えると、研磨時に被削体が溝2aに落ち込み易くなるため、被削体に傷が生じるおそれがある。
The lower limit of the average width of the
研磨部2bの平均面積の下限としては、1mm2が好ましく、2mm2がより好ましい。一方、研磨部2bの平均面積の上限としては、150mm2が好ましく、130mm2がより好ましい。研磨部2bの平均面積が上記下限未満であると、研磨部2bが支持体1から剥離するおそれがある。逆に、研磨部2bの平均面積が上記上限を超えると、研磨時に研磨層2の被削体への接触面積が大きくなるため、摩擦抵抗により研磨レートが低下するおそれがある。
As the lower limit of the average area of the
複数の研磨部2bの研磨層2全体に対する面積占有率の下限としては、5%が好ましく、10%がより好ましい。一方、上記研磨部2bの面積占有率の上限としては、60%が好ましく、55%がより好ましい。上記研磨部2bの面積占有率が上記下限未満であると、研磨時に加える圧力が狭い研磨部2bに集中し過ぎるため、研磨部2bが支持体1から剥離するおそれがある。逆に、上記研磨部2bの面積占有率が上記上限を超えると、研磨時に研磨層2の被削体への接触面積が大きくなるため、摩擦抵抗により研磨レートが低下するおそれがある。なお、「研磨層全体の面積」は、研磨層が溝を有する場合、その溝の面積も含む概念である。
As the lower limit of the area occupancy of the plurality of polishing
研磨層2の平均厚さ(研磨部2b部分のみの平均厚さ)の下限としては、1000μmが好ましく、1500μmがより好ましく、2000μmがさらに好ましい。一方、研磨層2の平均厚さの上限としては、4000μmが好ましく、3500μmがより好ましく、3200μmがさらに好ましい。研磨層2の平均厚さが上記下限未満であると、研磨層2の耐久性が不足し、当該研磨材の寿命が短くなるおそれがある。逆に、研磨層2の平均厚さが上記上限を超えると、研磨時に発生するモーメントにより研磨層2と支持体1との界面にかかる負荷により研磨部2bが倒れ易くなるおそれや、当該研磨材の製造コストが増大するおそれがある。
The lower limit of the average thickness of the polishing layer 2 (the average thickness of only the
<利点>
当該研磨材は、支持体1が気孔10を含むので、耐熱性を有しながら、適度な耐衝撃性と柔軟性とを有することができる。また、当該研磨材は、支持体1の表面側に研磨層2を積層しており、基材を介する必要がない。このため、当該研磨材は、その製造において基材と支持体1との貼付工程を必要としないので、製造効率に優れ、貼付工程に起因する製造歩留まりの低下や研磨材使用時の剥離を防止できる。さらに、当該研磨材では、支持体1の表面側及び裏面側では厚さ方向中央部よりも気孔率が低いため、支持体1の表面及び裏面の凹凸が少なく、表面側への研磨層2の積層や、研磨機の定盤への裏面側の貼付を容易に行える。
<Advantage>
Since the support 1 contains the
[その他の実施形態]
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various modifications and improvements in addition to the above embodiment.
上記実施形態では、成形型の成形型本体及び可動部が凹部と接する部分の温度が制御可能である場合を説明したが、温度の管理方法は他の手法、例えば成形型全体で温度管理する手法を用いてもよい。 In the above embodiment, the case where the temperature of the molding die main body and the portion where the movable part is in contact with the concave portion of the molding die can be controlled has been described, but the temperature control method is another method, for example, a method of controlling the temperature of the entire molding die. May be used.
あるいは、温度管理を積極的に行わない、例えば室温とすることも可能であり、この場合成形型の温度を制御する機能は不要とできる。 Alternatively, it is possible to set the temperature to room temperature without positively controlling the temperature, and in this case, the function of controlling the temperature of the molding die can be unnecessary.
上記実施形態では、研磨材の溝を等間隔の格子状に構成したが、格子の間隔及び平面形状は上記実施形態には限定されない。また、上記実施形態において、溝の底面が基材の表面である構成としたが、溝の深さが研磨層の平均厚さよりも小さく、溝が基材の表面に達さなくともよい。 In the above embodiment, the grooves of the abrasive material are formed in a grid pattern at equal intervals, but the spacing and the planar shape of the grid are not limited to the above embodiment. Further, in the above embodiment, the bottom surface of the groove is the surface of the base material, but the depth of the groove is smaller than the average thickness of the polishing layer, and the groove does not have to reach the surface of the base material.
溝の平面形状は格子状でなくともよく、例えば四角形以外の多角形が繰り返される形状、円形状、平行な線を複数有する形状等であってもよいし、同心円状であってもよい。また、溝の平面形状は一方向のみに配設された縞状であってもよい。 The planar shape of the groove does not have to be a grid shape, and may be, for example, a shape in which polygons other than a quadrangle are repeated, a circular shape, a shape having a plurality of parallel lines, or a concentric circular shape. Further, the planar shape of the groove may be a striped shape arranged in only one direction.
あるいは、複数の凸状部が千鳥状に配置されるように溝を形成してもよい。つまり、複数の凸状部が、平行する複数の列に等間隔で配置され、一の列に含まれる凸状部の中心を通り、この一の列に対して直交する方向に、この一の列と隣接する列の凸状部の中心が位置しないような配列とすることもできる。 Alternatively, the grooves may be formed so that the plurality of convex portions are arranged in a staggered pattern. That is, a plurality of convex portions are arranged in a plurality of parallel rows at equal intervals, pass through the center of the convex portions included in one row, and are orthogonal to the one row. The arrangement may be such that the center of the convex portion of the row adjacent to the row is not located.
また、研磨層が溝を有さない構造であってもよい。 Further, the polishing layer may have a structure having no groove.
また、研磨材の研磨層が他の粒子を含んでもよい。このような他の粒子としては、充填剤が挙げられる。このように上記研磨層に上記充填剤を含ませることで、バインダーの弾性率が向上し、研磨レートを高めることができる。 Further, the polishing layer of the abrasive may contain other particles. Examples of such other particles include fillers. By including the filler in the polishing layer in this way, the elastic modulus of the binder can be improved and the polishing rate can be increased.
上記充填剤としては、例えばアルミナ、シリカ、酸化セリウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、酸化チタン等の酸化物及びシリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニア、シリカ−マグネシア等の複合酸化物を挙げることができる。これらは単独で又は必要に応じて2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも高い研磨力が得られるアルミナが好ましい。 Examples of the filler include oxides such as alumina, silica, cerium oxide, magnesium oxide, zirconia and titanium oxide, and composite oxides such as silica-alumina, silica-zirconia and silica-magnesia. These may be used alone or in combination of two or more as required. Of these, alumina, which can obtain high polishing power, is preferable.
上記充填剤の平均粒子径は砥粒の平均粒子径にも依存するが、上記充填剤の平均粒子径の下限としては、0.01μmが好ましく、2μmがより好ましい。一方、上記充填剤の平均粒子径の上限としては、20μmが好ましく、15μmがより好ましい。上記充填剤の平均粒子径が上記下限未満であると、上記充填剤によるバインダーの弾性率向上効果の不足により、研磨レートが向上しないおそれがある。一方、上記充填剤の平均粒子径が上記上限を超えると、充填剤が砥粒の研磨力を阻害するおそれがある。 The average particle size of the filler depends on the average particle size of the abrasive grains, but the lower limit of the average particle size of the filler is preferably 0.01 μm, more preferably 2 μm. On the other hand, the upper limit of the average particle size of the filler is preferably 20 μm, more preferably 15 μm. If the average particle size of the filler is less than the lower limit, the polishing rate may not be improved due to insufficient effect of the filler on improving the elastic modulus of the binder. On the other hand, if the average particle size of the filler exceeds the upper limit, the filler may hinder the polishing power of the abrasive grains.
また、上記充填剤の平均粒子径は砥粒の平均粒子径よりも小さいとよい。砥粒の平均粒子径に対する上記充填剤の平均粒子径の比の下限としては、0.1が好ましく、0.2がより好ましい。一方、砥粒の平均粒子径に対する上記充填剤の平均粒子径の比の上限としては、0.8が好ましく、0.6がより好ましい。砥粒の平均粒子径に対する上記充填剤の平均粒子径の比が上記下限未満であると、上記充填剤によるバインダーの弾性率向上効果の不足により、研磨レートが向上しないおそれがある。逆に、砥粒の平均粒子径に対する上記充填剤の平均粒子径の比が上記上限を超えると、充填剤が砥粒の研磨力を阻害するおそれがある。 Further, the average particle size of the filler is preferably smaller than the average particle size of the abrasive grains. The lower limit of the ratio of the average particle size of the filler to the average particle size of the abrasive grains is preferably 0.1, more preferably 0.2. On the other hand, as the upper limit of the ratio of the average particle size of the filler to the average particle size of the abrasive grains, 0.8 is preferable, and 0.6 is more preferable. If the ratio of the average particle size of the filler to the average particle size of the abrasive grains is less than the above lower limit, the polishing rate may not be improved due to the insufficient effect of the filler on improving the elastic modulus of the binder. On the contrary, if the ratio of the average particle size of the filler to the average particle size of the abrasive grains exceeds the upper limit, the filler may hinder the polishing power of the abrasive grains.
上記充填剤の研磨層に対する含有量は、砥粒の含有量にも依存するが、上記充填剤の研磨層に対する含有量の下限としては、15体積%が好ましく、30体積%がより好ましい。一方、上記充填剤の含有量の上限としては、75体積%が好ましく、72体積%がより好ましい。上記充填剤の含有量が上記下限未満であると、上記充填剤によるバインダーの弾性率向上効果の不足により、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記充填剤の含有量が上記上限を超えると、充填剤が砥粒の研磨力を阻害するおそれがある。 The content of the filler in the polishing layer depends on the content of the abrasive grains, but the lower limit of the content of the filler in the polishing layer is preferably 15% by volume, more preferably 30% by volume. On the other hand, as the upper limit of the content of the filler, 75% by volume is preferable, and 72% by volume is more preferable. If the content of the filler is less than the lower limit, the polishing rate may decrease due to insufficient effect of the filler on improving the elastic modulus of the binder. On the contrary, when the content of the filler exceeds the upper limit, the filler may hinder the polishing power of the abrasive grains.
当該研磨材は、支持体の裏面側に積層される接着層をさらに備えてもよい。上記接着層は、当該研磨材を研磨機の定盤に貼付するための層である。 The abrasive may further include an adhesive layer laminated on the back surface side of the support. The adhesive layer is a layer for attaching the polishing material to the surface plate of the polishing machine.
この接着層に用いられる接着剤としては、特に限定されないが、例えば反応型接着剤、瞬間接着剤、ホットメルト接着剤、貼り替え可能な接着剤である粘着剤等を挙げることができる。 The adhesive used for this adhesive layer is not particularly limited, and examples thereof include a reactive adhesive, an instant adhesive, a hot melt adhesive, and an adhesive which is a replaceable adhesive.
この接着層に用いられる接着剤としては、粘着剤が好ましい。上記接着層に用いられる接着剤として粘着剤を用いることで、研磨機から当該研磨材を剥がして貼り替えることができるため当該研磨材の交換作業が容易になる。このような粘着剤としては、特に限定されないが、例えばアクリル系粘着剤、アクリル−ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、ブチルゴム系等の合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤等が挙げられる。 As the adhesive used for this adhesive layer, an adhesive is preferable. By using an adhesive as the adhesive used for the adhesive layer, the abrasive can be peeled off from the polishing machine and replaced, so that the replacement work of the abrasive becomes easy. Such adhesives are not particularly limited, but are, for example, acrylic adhesives, acrylic-rubber adhesives, natural rubber adhesives, synthetic rubber adhesives such as butyl rubber, silicone adhesives, and polyurethane adhesives. Examples include agents.
上記接着層の平均厚さの下限としては、0.05mmが好ましく、0.1mmがより好ましい。一方、上記接着層の平均厚さの上限としては、0.3mmが好ましく、0.2mmがより好ましい。上記接着層の平均厚さが上記下限未満であると、接着力が不足し、当該研磨材が研磨機から剥離するおそれがある。逆に、上記接着層の平均厚さが上記上限を超えると、例えば上記接着層の厚みのため当該研磨材を所望する形状に切る際に支障をきたすなど、作業性が低下するおそれがある。 The lower limit of the average thickness of the adhesive layer is preferably 0.05 mm, more preferably 0.1 mm. On the other hand, the upper limit of the average thickness of the adhesive layer is preferably 0.3 mm, more preferably 0.2 mm. If the average thickness of the adhesive layer is less than the above lower limit, the adhesive force may be insufficient and the abrasive material may be peeled off from the polishing machine. On the contrary, if the average thickness of the adhesive layer exceeds the upper limit, the workability may be lowered, for example, the thickness of the adhesive layer may hinder the cutting of the abrasive into a desired shape.
当該研磨材が上記接着層を備える場合、当該研磨材の製造方法は、接着層貼付工程をさらに備える。上記接着層貼付工程では、支持体の裏面側に接着層を積層する。具体的には、例えば予め形成されたテープ状の接着層を支持体の裏面に貼り付ける。この接着層貼付工程は、支持体形成工程後に行うこともできるが、研磨層積層工程での熱による変質を避けるため、研磨層積層工程後に行うことが好ましい。 When the abrasive material includes the adhesive layer, the method for producing the abrasive material further includes an adhesive layer attaching step. In the adhesive layer attaching step, the adhesive layer is laminated on the back surface side of the support. Specifically, for example, a pre-formed tape-shaped adhesive layer is attached to the back surface of the support. Although this adhesive layer attaching step can be performed after the support forming step, it is preferably performed after the polishing layer laminating step in order to avoid deterioration due to heat in the polishing layer laminating step.
本発明の研磨材の製造方法を用いることで、支持体の表面側に研磨層を直接積層できる。当該研磨材の製造方法により製造された研磨材及び当該研磨材は、支持体の表面側に研磨層を直接積層することで、基材と支持体との貼付工程を不要とし、製造効率に優れ、貼付工程に起因する製造歩留まりの低下や研磨材使用時の剥離を防止できる。 By using the method for producing an abrasive of the present invention, the abrasive layer can be directly laminated on the surface side of the support. The abrasive material produced by the method for producing the abrasive material and the abrasive material are excellent in production efficiency by directly laminating the abrasive layer on the surface side of the support, eliminating the need for a sticking process between the base material and the support. , It is possible to prevent a decrease in manufacturing yield due to the pasting process and peeling when using an abrasive.
1 支持体
10 気孔
11 コア領域
12 ソリッド領域
2 研磨層
21 砥粒
22 バインダー
2a 溝
2b 研磨部
100 成形型
101 成形型本体
102 可動部
103 凹部
104 注入管
1
Claims (8)
砥粒及びバインダーを含む研磨層を上記支持体の表面側に形成する工程と
を備え、
上記支持体形成工程として、
超臨界流体を溶融樹脂と混練する工程と、
上記混合工程後の溶融樹脂を、上記支持体を形成可能な凹部を有する成形型に充填する工程と、
上記充填工程後の上記成形型の凹部を、形成される上記支持体の板厚方向へ拡幅する工程と
を有する研磨材の製造方法。 The process of forming a plate-shaped support and
A step of forming a polishing layer containing abrasive grains and a binder on the surface side of the support is provided.
As the support forming step,
The process of kneading the supercritical fluid with the molten resin,
A step of filling the molten resin after the mixing step into a molding mold having a recess in which the support can be formed, and a step of filling the molded resin.
A method for producing an abrasive, which comprises a step of widening the concave portion of the molding die after the filling step in the plate thickness direction of the support to be formed.
その温度差を50℃以上150℃以下とする請求項1又は請求項2に記載の研磨材の製造方法。 In the widening step, the surface temperature of the concave portion of the molding die is made lower than the resin temperature of the central portion in the plate thickness direction.
The method for producing an abrasive according to claim 1 or 2, wherein the temperature difference is 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.
この支持体の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層と
を備え、
上記支持体が気孔を含み、
上記支持体の気孔率が、厚さ方向中央部で最大となり、表面側及び裏面側で小さくなる研磨材。 With a plate-shaped support
It is laminated on the surface side of this support and is provided with a polishing layer containing abrasive grains and a binder.
The support contains pores and
An abrasive in which the porosity of the support is maximum in the central portion in the thickness direction and is small on the front surface side and the back surface side.
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