JP2640352B2 - 研磨材、研磨具及び研磨方法 - Google Patents

研磨材、研磨具及び研磨方法

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JP2640352B2 JP63026607A JP2660788A JP2640352B2 JP 2640352 B2 JP2640352 B2 JP 2640352B2 JP 63026607 A JP63026607 A JP 63026607A JP 2660788 A JP2660788 A JP 2660788A JP 2640352 B2 JP2640352 B2 JP 2640352B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は精密機器、精密部品、例えば磁気ヘッド、ハ
ードディスク、フロッピーヘッド、フロッピーディス
ク、セラミックス、プラスチック、宝石等のポリシング
ラッピング、テクスチャリング加工の様な仕上げ加工に
使用するのに適した研磨用具（研磨フィルム）に関する
ものである。
（従来技術） 研磨フィルムとしては従来プラスチックフィルム上に
研磨材を分散させた塗料を塗布して研磨層を連続又は不
連続に形成させたものが有り、研磨材としてはダイヤモ
ンド、アルミナ、シリコンカーバイド、酸化鉄、酸化ク
ロム等が用いられている。
高精度研磨には、微細な研磨材粒子材の使用が必要と
なる。しかし一般的に研磨材の粒径が小さくなるにつ
れ、表面エネルギーは増大し粒子は凝集しやすくなり研
磨材を樹脂中に均一に分散させる事が困難となる。砥粒
が凝集状態で塗布された場合被研磨物にキズを与えた
り、砥粒の脱落等により研磨フィルムの寿命を短かくす
る原因となっている。砥粒の粒径が小さくなるにつれて
形成される塗膜の表面粗さも小さくなり鏡面に近い為、
研磨時に被研磨物との間の摩擦が大きくなりバインダー
樹脂の溶着（融着）が発生したり、研磨クズの排出、排
除が困難な為、目づまりを生じ研磨フィルムの寿命が短
かくなる原因となる。
（発明の目的） 本発明の目的は、砥粒の凝集が少なく、被研磨物に対
するキズを与えることのない研磨材粒子、研磨材、およ
び研磨方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、被研磨物との摩擦が少なく、また研磨屑による目詰
まりを抑制した研磨材粒子および研磨具を提供すること
にある。
（発明の概要） 本発明の上記目的は、球状粒子に研磨材粒子をコーテ
ィングしてなる複合球状研磨材を使用することにより達
成される。すなわち、本発明の特徴は使用する研磨材粒
子の粒径により大きな球状粒子を核として球状粒子の表
面を微粒の研磨材でコーティング（被覆）する点にあ
る。
生成した複合球状研磨材は分散時には粗大粒子として
作用する為、簡単な撹拌等により容易にバインダー樹脂
中に分散する。
フィルム基体上に形成された塗膜は使用した球の径に
応じたうねりと微小な表面粗さを有し空隙がチップポケ
ットとして作用する。
研磨時の摩擦が軽減される為砥粒による切れ味が良く
なり仕上げ面状態は従来と比べ良好となる。
球状粒子が塗膜の補強効果を示し耐久性が向上する。
（発明の具体的な説明） 発明の構成 本発明は、多数のポリマー製球状粒子にそれらよりも
径の小さい研磨材粒子を実質的に単一粒子層となるよう
に乾式でコーティングしたオーダードミクスチャー複合
球状研磨材、これをバインダー樹脂中に分散してなる研
磨層を基体上に形成した研磨具、及び、この複合球状研
磨材を用いた研磨方法を提供する。
添付した図面に基づいて本発明の基本的な技術思想を
説明する。
第１図は担体となる大径の球状ポリマー又は無機粒子
１に微小な研磨材粒子２が付着する工程と生成された複
合球状研磨材粒子３を示したものである。
この様にして調製された複合球状研磨材３はバインダ
ー樹脂４中に分散機により分散され、ベースフィルム基
体５上に塗布され研磨層６を形成させて本発明の研磨具
７を得る。
第２図は本発明の研磨具７の一部を示す断面図であ
る。この研磨具はプラスチックフィルム、不織布、金属
箔、金属板、ガラス板などの基体５の上にバインダー樹
脂４中に複合球状研磨材３を分散させてなる研磨層６が
連続的に一層塗布され形成されたものである。
第３図は基体５上に研磨層６が多層塗布され表面を水
平方向に見た場合に不連続な研磨層が形成されたもので
ある。これら研磨層６の基体５の裏面に粘着材層及び離
型フィルムを有する研磨フィルムを形成する事も可能で
ある。
以上の研磨フィルムは、テープ、シート、ディスク状
等任意の形に加工して使用出来るものである。
本発明の球状研磨材は直径の比較的大きい球状粒子と
粒径の比較的小さい研磨材粒子を混合その他の方法で接
触させて製造される。
ここに球状粒子として用いられるポリマービーズとし
て、例えば、東レナイロン微粒子SP−500シリーズ製鉄
化学工業（株）製合成樹脂球状微粉末フロービーズ、低
密度ポリエチレン、LE1080（平均粒径5.2μｍ）、CL−2
080（平均粒径12μｍ）、CL−2507（100〜250μｍ）、C
L−5007（250〜500μｍ）、高密度ポリエチレンHE5023
（平均粒径19μｍ）、エチレンアクリル酸共重合体EA−
209（平均粒径13μｍ）。綜研化学（株）ポリスチレン
ゲルパウダー（平均粒径17μｍ）等がある。
研磨材としては、ダイヤモンド、シリコンカーバイ
ド、アルミナ、酸化クロム、酸化鉄、酸化セリウム等が
有る。研磨材の粒径は0.01〜20μｍの範囲のものが望ま
しい。特に２μｍ以下の粒子を用いた場合、その効果は
顕著である。
又バインダー樹脂としては熱硬化性樹脂及び熱可塑性
樹脂が使用でき熱硬化性樹脂としてポリエステル又はア
クリルポリオールウレタン樹脂系、塩素化ポリプロピレ
ン変性アクリルポリオールウレタン樹脂系、アクリル−
キレート硬化方式樹脂系、エポキシ又はエポキシペンダ
ントアクリル樹脂＋アミンペンダントアクリル樹脂系、
ポリオルガノシロキサン樹脂系、各種UV硬化形樹脂系、
ウレタン化油樹脂系、湿気硬化ポリウレタン樹脂系、ふ
っ素樹脂系等100℃以下で硬化反応が進行するものが適
しているが基体及び複合球状研磨材によりメラミン樹脂
等も使用される。
熱可塑性樹脂としては純アクリル樹脂系、塩化ビニル
樹脂系、ニトロセルロース樹脂系、ニトロセルロース−
アクリル樹脂系、変性アクリル樹脂系、アルキッド系、
ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂系、ゴム系樹
脂であるウレタンエラストマー、ニトリルゴム、シリコ
ンゴム、エチレン酢ビゴム、ふっ素ゴム樹脂系、その他
水溶性樹脂系、エマルジョン樹脂系のものが使用され
る。
ベースフィルム基体としてはプラスチックフィルムと
してポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリカ
ーボネート及びそれら表面処理したフィルムその他合成
紙、不織布、その他金属ハク等が用いられる。又リジッ
トな基体としてはガラス、金属等も使用する事が出来
る。
研磨層中の複合球状砥粒すなわち複合球状研磨材の濃
度は10〜90％の範囲が良く最も耐久性の有る濃度は臨界
体積濃度の付近である。
複合球状研磨材の製法 複合球状研磨材は、従来他の分野で使用されている方
法を用いて容易に製造することができる。複合球状研磨
材の製法に関してはメカノケミカルな見地から２種分体
の混合に関しての研究は数多く報告されている。
粒子径の異なる２種類の分体の混合においては大粒子
の表面に微粒子が付着し他成分を被覆する現象は例えば
以下の文献に示されている。
川島、目黒、色材、46、670（1973） N.Kawashima、K.Meguro、Bull Chem Soc、Japan48、1
957（1975） 川島、目黒、色材、48、670（1975） 又大粒子の表面に微粒子が付着した均一性に優れたオ
ーダードミクスチャー（orered mixture）がある。この
オーダードミクスチャーは主に薬学の分野で薬物と賦形
剤等との均質混合物を得る目的で研究されており例えば
次の文献がある。
本田 et al 材料技術 ５、403（1987） なお、これらの文献に示された球状ポリマー粒子を用
いたオーダードミクスチャー等は化粧品の添加剤として
ファンデーション、リンス、ボディーシャンプー等に利
用されているが、研磨材に使用する着想は本発明は初め
てである。
研磨具の製法 上記にように製造された複合球状研磨材はバインダー
及び溶剤と混合されたうえ適当な塗布手段によりフイル
ム等の基体に塗布される。例えばメイヤバーコーター、
グラビアコーター、リバースロールコーター、ナイフコ
ーター等が使用し得る。こうして得られた被膜は乾燥、
又は硬化処理により基体に固着され、また複合球状研磨
材同士が結合される。
本発明の実施例を以下に説明する。
実施例１ 球状粒子としてナイロン12（SP−500東レ製、比重1.0
2、平均粒径5.0μｍ）を用い、研磨材微粒子としてはア
ルミナ（平均粒径0.4μｍ）を用いた。ナイロン12とア
ルミナの混合比は重量比で33:67とした。この値はアル
ミナ粒子がナイロン12粒子上にほぼ単一粒子層に付着す
る混合比である。球状粒子（ナイロン12）と研磨材粒子
（アルミナ）の混合はペイントシェーカーにより乾式混
合する事により球状粒子表面が研磨材粒子により完全に
被覆される迄行なわれた。
得られた複合球状研磨材を用いて次表に示す組成の塗
工剤を用意した（以下数値は重量部）。
複合球状砥粒 100 バインダー樹脂（VAGH） 70 硬化剤（コロネートＬ） 10溶剤（メチルエチルケトン） 120 総量 300 ここにVAGHはUCC社より市販されている塩化ビニル−
酢酸ビニル−ビニルアルコール共重合体である。また、
コロネートＬはポリイソシアネートである。この塗工液
をグラビアコーターで、75μｍの厚さのポリエチレンテ
レフタレートフィルム上に５μｍから20μｍの厚さに塗
布し60℃で48時間硬化し研磨フィルムを製造した。
この様にして製造した各種研磨テープと通常の方法で
製造された研磨テープでフェライト製磁気ヘッドを研磨
したところ、通常のものに就いて0.2％キズが発生する
条件下でキズ不良発生率が皆無となり又ベース面からの
塗膜の脱落も防止された。
実施例２〜５ 実施例１と同様にして複合球状研磨材を調製した。た
だし、球状粒子は既に述べた低密度ポリエチレンLE−10
80（平均粒径5.2μｍ）、ナイロン12（SP−500東レ製、
比重1.02、平均粒径5.0μｍ）を使用し、また研磨材粒
子としてはUA5055（昭和電工製、平均粒子径0.4ミクロ
ンｍ）、WA10.000（不二見研磨材製、平均粒子径 １μ
ｍ）を用い、これらの２種の粒子の配合比を下記の表の
通りとした。
そして下表の通りの配合物を実施例１と同様にして混
合して塗工液を調製し、これを実施例１と同様にして基
体フィルムに塗布し、硬化して研磨テープを得た。
実施例２の塗工液組成 複合球状砥粒（UA5055/LE1080＝50/50） 100 バインダー樹脂（VAGH） 40 硬化剤（コロネートＬ） 5溶剤（メチルエチルケトン） 55 総量 200 実施例３の塗工液組成 複合球状砥粒（UA5055/LE1080＝40/60） 100 バインダー樹脂（VAGH） 40 硬化剤（コロネートＬ） 5溶剤（メチルエチルケトン） 55 総量 200 実施例４の塗工液組成 複合球状砥粒（UA5055/SP−500＝50/50） 100 バインダー樹脂（VAGH） 40 硬化剤（コロネートＬ） 5溶剤（メチルエチルケトン） 55 総量 200 参考までに、UA5055/SP−500系複合砥粒の電子顕微鏡
写真を第４図にそして同複合砥粒塗膜の電子顕微鏡写真
（6000倍）を第５図に示す。
実施例５の塗工液組成 複合球状砥粒（WA10.000LE1080＝50/50） 100 バインダー樹脂（VAGH） 40 硬化剤（コロネートＬ） 5溶剤（メチルエチルケトン） 55 総量 200 実施例６ この実施例は本発明にる研磨フィルムを試作実験する
為、実施例１で述べられた複合球状砥粒を熱可塑性のバ
インダー樹脂中に分散し研磨フィルムを調製した例であ
る。
実施例１と同様な方法で下表の組成の塗工液を準備
し、次いで研磨フィルムを製造した。
複合球状砥粒 100 バインダー樹脂（N2304） 200（固形分40％）溶剤：シクロヘキサノン 100 総量 400 この様にして製造された研磨テープと通常の方法で製
造された研磨フィルムでハードディスクのデクスチャリ
ングを行なった。通常の研磨テープに就いては研磨キズ
が１〜２本発生する条件下で研磨したところ研磨キズに
よる不良は全く発生しないことが確認された。
（作用効果のまとめ） 本発明によると次ぎの作用効果が得られた。
研磨材微粒子が乾式混合により粒径の大きい球状粒子
上に均一に付着する為、微粒子研磨剤が樹脂中に分散さ
れる場合その複合球状研磨剤粒子が１つの巨大粒子とし
て挙動する為微粒子を単独で分散させる場合と比較し短
時間でバインダー樹脂中に分散する為、分散コストの低
減、分散時間の短縮、不純物混入の防止となる。且つ、
被改質粒子が研磨塗膜の補強硬化を示す為、塗膜強度が
増加し研磨時の研磨材の脱落防止、寿命の増加となる。
フィルム基体上に形成された塗膜は被改質粒子の径に
応じたうねりと改質粒子径に応じた微小な表面粗さを示
す。
研磨時の被研磨物との摩擦低減となり、研磨の仕上り
面は良好となり摩擦熱によるバインダー樹脂の融着も防
止出来る。
複合球状粒子間の空隙がチップポケットとして作用す
る為目づまりを防止し研磨寿命を増加する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の複合球状研磨材とその製造工程を示す
図、第２図は複合球状研磨材を用いた本発明の研磨具の
断面図、第３図は多層構造に塗布された複合球状研磨材
の断面図、第４図は本発明に従う複合砥粒の一例の粒子
構造を示す電子顕微鏡写真、及び第５図は複合砥粒塗膜
の粒子構造を示す電子顕微鏡写真である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】多数のポリマー製球状粒子にそれらよりも
    径の小さい研磨材粒子を実質的に単一粒子層となるよう
    に乾式でコーティングしたオーダードミクスチャー複合
    球状研磨材。
  2. 【請求項２】多数のポリマー製球状粒子にそれよりも径
    の小さい研磨材粒子を実質的に単一粒子層となるように
    コーティングしたオーダードミクスチャー複合球状研磨
    材をバインダー樹脂中に分散してなる研磨層を、基体上
    に形成したことを特徴とする研磨具。
  3. 【請求項３】多数のポリマー製球状粒子にそれよりも径
    の小さい研磨材粒子を実質的に単一粒子層となるように
    乾式でコーティングしたオーダードミクスチャー複合球
    状研磨材を用いた研磨方法。
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