JP4184656B2 - 識別表示を有する研磨シート - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、被研磨物の研磨に用いる研磨シートに関し、さらに詳しくは、該研磨シートの品番などの識別表示、及び/又は表裏すなわち研磨層の側を識別表示して、被研磨物に対して誤りなく使用できる識別表示を有する研磨シートに関するものである。
【0002】
【従来技術】
半導体の集積回路形成時の平坦化、光ファイバなど精密部品、光学レンズ、磁気ヘッド、磁気及び光学ディスク、半導体ウェハなどの、表面や端面の仕上げ研磨は、ミクロン又は、サブミクロン単位の精密な表面精度をもつこと要求されている。該精密仕上げ研磨には、基材フィルムに硬度の高い研磨粒子を含む研磨層を設け、かつ、該研磨層の表面粗さが極めて小さい研磨シートが使用されていた。研磨工程が仕上げ段階に近づくほど小さい研磨粒子径の粒子を用いるので、研磨層の表面はより平滑となって、該研磨シートの表裏の識別は難しくなり、裏面で研磨してしまうという誤使用の問題があった。この問題を解決するために、種々の提案がされている。
【0003】
従来、研磨シート層の表裏及び/又は品番などの識別は、研磨粒子の色調で行う、裏面の基材フィルムに印刷表示をする方法が、知られている。しかしながら、研磨層の色では、研磨粒子が同種色のものでは目視だけでは判別できず、表裏面の区別も困難な場合がある。研磨層と反対側の基材フィルムの裏面に印刷表示したものでは、研磨層側からの確認ができず、研磨装置にセットした状態では識別できないという欠点がある。
また、米国特許第5,137,542号明細書で、識別表示を印刷したシールを貼着する方法が、知られている。しかしながら、該シールを添付する工程に時間と費用必要とし、また、研磨工程が研磨液や潤滑油を用いた湿式研磨の場合、添付したシールの剥離・脱落して研磨面に混入したり、シールの粘着剤を混入したりするという問題点がある。
【0004】
さらに、表裏を識別する切り欠き部又は抜きマークを設けた研磨シートが特開平10−58333号公報で、知られている。しかしながら、単純な抜き又は断裁加工での形状による表示では情報量が不足して、表裏の識別ができるが、品番、研磨材、粒子径などの研磨シートの識別には不足で、研磨工程の作業性が低下する原因ともなるという欠点がある。
さらにまた、表裏を識別する印刷部を研磨層の非使用領域に設けた研磨シートが特開2001−252878号公報で、開示されている。しかしながら、研磨層の表面に印刷表示するには、研磨層を形成した後に別工程で、識別表示を印刷しなければならないという欠点がある。また、研磨層の表面に印刷表示したものでは、基材フィルム面から、特に研磨粒子が酸化クロムのように濃色の場合には、表示が判別しにくいという問題点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明はこのような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、研磨シートの表裏、及び/又は品番などの識別が、使用状態でも容易に、確実に行えるようにした識別表示を有する研磨シートを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、基材フィルムの一方の面に、研磨使用時に必要領域となる任意のパターン状に形成した研磨層を有する研磨シートにおいて、前記研磨層の非使用領域の、基材フィルムの表面及び/又は裏面に、識別のための表示を設けるようにしたものである。本発明によれば、研磨シートの表裏、及び/又は品番などの識別が、使用状態でも容易に、確実に行える研磨シートが提供される。
【0007】
請求項2の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、上記表示を、回転状態で使用される円盤状の研磨シートの、研磨層の使用領域のパターン形状が、回転中心部を始点とした2つの同心円で囲まれた形状であって、該使用領域以外の中心部及び/又は縁端部の非使用領域に設けるようにしたものである。本発明によれば、研磨層を使用領域のみに設けるので、研磨層の面積が最小限、すなわち高価な研磨粒子が少なくて済む、安価で省資源な研磨シートが提供される。請求項3の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、研磨層及び上記識別表示の形成手段がスクリーン印刷法であって、かつ、研磨層と識別表示とが同じ面にあるようにしたものである。本発明によれば、識別表示と研磨層とが、1工程で形成することができる安価な研磨シートが提供される。請求項4の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、識別表示が、少なくとも、品番及び/又はロット番号であるようにしたものである。本発明によれば、研磨シートの品番の識別が容易に確実に行えて、誤使用することの少ない研磨シートが提供される。請求項5の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、識別表示が、少なくとも、非対称の文字、記号、イラストであるようにしたものである。本発明によれば、研磨シートの表裏の識別が容易に行えて、表裏逆に使用することの少ない研磨シートが提供される。
【0008】
請求項6の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、研磨層に含有される研磨粒子が、ダイヤモンド、アルミナ、酸化鉄、カーボランダム、酸化クロム、酸化セリウム、シリカのうち少なくとも1種類からなるようにしたものである。本発明によれば、被研磨物が、光学レンズ、光学ディスク、及び光ファイバ部とフェルール部とを同時に研磨する光コネクタ部などの光学部品の端面を研磨する研磨シートが提供される。請求項7の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、研磨層のバインダが、熱硬化樹脂であるようにしたものである。本発明によれば、研磨粒子が脱落しにくく、被研磨材を傷付けることの少ない研磨シートが提供される。請求項8の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、研磨層が、電離放射線で反応する少なくとも1つの、官能基を有するバインダ前駆体と、研磨粒子と、を含む研磨層組成物を、基材フィルムの一方の面にスクリーン印刷法で印刷し、電離放射線で硬化させてなるようにしたものである。本発明によれば、研磨粒子が脱落しにくく、かつ、研磨層の微細な凹部へ研磨屑を補足して、被研磨材へ傷付けることの少ない研磨シートが提供される。
【0009】
請求項9の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、研磨層が、基材フィルムに設けたプライマー層を介して形成するようにしたものである。本発明によれば、研磨層が基材フィルムへ強固に接着して、研磨粒子が脱落しにくい研磨シートが提供される。請求項10の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、研磨層に、部分的な溝部を設けるようにしたものである。本発明によれば、溝部が研磨屑や脱落研磨粒子を補足して、被研磨材へ傷付けることの少ない研磨シートが提供される。請求項11の発明に係わる識別表示を有する研磨シートは、研磨層の非使用領域の基材フィルム面へ撥水層を設けるようにしたものである。本発明によれば、研磨時に使用する潤滑剤が、研磨層面へ均一に展開して、研磨精度の良い研磨シートが提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の1実施例を示す研磨シートの平面図である。
図2は、図1のAA断面図である。
本発明の研磨シート10は、基材フィルム11の一方の面へ、直接又はプライマー層13を介して、研磨層15を設けたものである。該研磨層15は、研磨時に必要となる使用領域となる任意のパターン状に形成すれば良い。図1の例では、被研磨材を研磨する際に使用しない非使用領域として、縁端部21と中心部23には、研磨層を形成しない。図1の例では、研磨時に必要となる使用領域、すなわち、研磨層15は、同心円状の円に囲まれた帯状のパターンとなっているが、該研磨層15の形状は特に限定されず、被研磨材の形状に合わせて、適宜形成すれば良い。また、研磨シート10も、図1の例の円盤状に限らず、例えば、正方形、長方形、楕円形、小判形でも良い。そして、非使用領域の縁端部21及び/又は中心部23の、研磨シート10の基材フィルム11の、表面及び/又は裏面に、識別のための表示を設けたものである。非使用領域の縁端部21及び/又は中心部23の形状も、研磨シート10、及び研磨層15のパターン形状によって変化するのは、言うまでもない。
【0011】
図3は、従来の研磨シートの平面図である。
図4は、図3のBB断面図である。
研磨層15の面積は、図1の本発明の研磨シート10が、図3の従来の研磨シートと比較すると小さい。研磨層の面積は、被研磨材の大きさ、使用する研磨機械によって、研磨層を形成していなくて良い縁端部21及び中心部23の大きさが変化するが、いずれにしても、数十%程度の大幅な小さい面積で良い。高価な研磨粒子を削減をすることができる。
【0012】
また、識別表示101を、研磨層を形成していなくて良い縁端部21及び中心部23へ設けることができる。図3の従来例の識別表示は、研磨層の上にあるために、研磨層の表面に印刷表示するには、研磨層を形成した後に別工程で、識別表示を印刷しなければならない。さらに、研磨層の表面に印刷表示したものでは、基材フィルム面から、特に研磨粒子が酸化クロムのように濃色の場合には、表示が判別しにくい。本発明の識別表示101は、研磨層15面上ではなく、通常、透明な基材フィルム11上に、直接設けられているために、研磨層の影響を受けず判読しやすい。また、基材フィルム11上には、必要に応じて、プライマー層13が設けられているが、通常、プライマー層も透明なので、何らの影響も受けない。
【0013】
さらに、識別表示101は、研磨層15を形成していなくて良い縁端部21及び中心部23へ設けるので、研磨層15の形成と同一の工程で、識別表示101を形成することができる。この場合には、研磨層15と識別表示101の形成手段は、後述するスクリーン印刷法が好適である。該スクリーン印刷法を用いて、同一のスクリーン版へ研磨層15のパターン及びお識別表示101の絵柄を製版して、印刷すれば1工程で、研磨層15と識別表示101の形成をすることができる。識別表示101の形成には、研磨層組成物が消費されるが、絶対量的には僅かであり、工程短縮の効果の方が大きい。もちろん、別工程で形成しても、前述の判読のしやすさなどは変わらない。
【0014】
基材フィルム11は、研磨時の潤滑剤や機械的な強度と、研磨剤の塗工・乾燥に耐える強度・耐熱性、寸法変化が少ないフィルムから適宜に選択できる。例えば、ポリエチレンテレフタレ−ト、ポリブチレンテレフタレ−ト、ポリエチレンナフタレ−ト、ポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合体、テレフタル酸‐シクロヘキサンジメタノール‐エチレングリコール共重合体、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の共押し出しフィルムなどのポリエステル樹脂、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610などのポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、ポリアクリレート、ポリメタアクリレート、ポリメチルメタアクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリイミド・ポリアミドイミド・ポリエーテルイミドなどのイミド系樹脂、ポリアリレ−ト・ポリスルホン・ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエ−テル・ポリフェニレンスルフィド(PPS)・ポリエーテルケトン、ポリエーテル‐エーテルケトン、ポリエーテルサルファイトなどのエンジニアリング樹脂、ポリカ−ボネ−ト、ポリスチレン・高衝撃ポリスチレン・AS樹脂・ABS樹脂などのスチレン系樹脂、セロファン・セルローストリアセテート・セルロースダイアセテート・ニトロセルロースなどのセルロース系フィルム、などがある。
【0015】
該基材フィルムは、これら樹脂を主成分とする共重合樹脂、又は、混合体(アロイでを含む)若しくは複数層からなる積層体であっても良い。また、該基材フィルムは、延伸フィルムでも、未延伸フィルムでも良いが、強度を向上させる目的で、一軸方向又は二軸方向に延伸したフィルムが好ましい。
【0016】
特に、研磨層の塗工適性、後加工適性及び研磨機における取扱いに優れたポリエチレンテレフタレートフィルムが好適である。該プラスチックフィルムの厚さは、被研磨材の材質、大きさ、厚さなどから適宜選択すれば良いが、その厚さは、例えば、12〜250μmである。基材フィルム11は、作業工程での粉塵の付着を防止するために、帯電防止剤を加えても良い。帯電防止剤は、公知の非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤などやポリアミド誘導体やアクリル酸誘導体などを、適宜に選択して加える。
【0017】
次に、基材フィルム11の一方の面へ、研磨層15を塗布する。該研磨層15を塗布する側には、両者の接着性を向上させるためにプライマー層13、又はコロナ放電処理、オゾンガス処理などの易接着処理を施すことが好ましい。特に、プライマー層13は、研磨層15との接着性を向上させ、バインダ17と研磨粒子19の脱落を防止して安定した研磨作業ができ、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、エチレンと酢酸ビニル或いはアクリル酸などとの共重合体、エポキシ樹脂などが適用できる。
【0018】
これらの樹脂を、適宜溶剤に溶解又は分散して塗布液とし、これを基材フィルム11に公知のコーティング法で塗布し乾燥してプライマー層13とする。また、樹脂にモノマー、オリゴマー、プレポリマーなどと、反応開始剤、硬化剤、架橋剤などを適宜組み合わせたり、あるいは、主剤と硬化剤とを組み合わせて、塗布し乾燥して、乾燥又は乾燥した後のエージング処理によって反応させて、形成しても良い。該プライマー層13の厚さは、薄くてよく、0.05〜5μm程度で良い。
【0019】
次いで、プライマー層13面に積層する研磨層15は、研磨粒子19と、バインダ17とからなる。通常、バインダ17となる樹脂の溶液中に研磨粒子19を分散させたインキを、印刷手段により、塗布し乾燥して、必要な場合には、更に加熱で硬化、又は電離放射線で硬化させて形成する。すなわち、バインダとしては、塗布乾燥型の熱可塑性樹脂、熱で硬化させる熱硬化樹脂、電離放射線で硬化させる紫外線(UVともいう)硬化樹脂、電子線で硬化させる電子線(EBともいう)硬化樹脂が適用できる。研磨層15の厚さは、使用する研磨粒子の粒子径などによっても異なるが2μm〜20μmである。
【0020】
研磨粒子19としては、例えば、シリカ(酸化珪素)、アルミナ、炭化珪素、ダイヤモンド、酸化鉄、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化チタン、窒化珪素、酸化アンチモン、窒化ホウ素、リチウムシリケートなどを、単独、又は二種以上を組み合わせて使用することができる。ガラス材及び光ファイバの研磨には、ダイヤモンド、アルミナ、酸化鉄、カーボランダム、酸化クロム、酸化セリウム、シリカが好適で、特に、硬度が高いダイヤモンドが最適である。該研磨粒子19の粒子径は、平均粒子径で0.005μm〜10μmの範囲が好ましい。
【0021】
研磨層15の塗布乾燥型のバインダ17としては、シロキサン結合を有する樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ゴム及びその誘導体、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系樹脂などの熱可塑性樹脂が適用できる。また、通常、バインダ17樹脂100重量部に対して、研磨粒子19の無機質微粉末が100〜1400重量部程度の割合で混入させれば良い。
【0022】
さらに、研磨層15を形成するインキの溶剤には、バインダ樹脂の種類に応じて、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エタノール、イソプロピルアルコール、アノン、ソルベッソ等からなる単独溶剤あるいはこれらの2種以上の混合溶剤等が使用され、また、必要に応じて、粘度調整剤、分散剤、帯電防止剤、可塑剤、顔料などを添加しても良く、スクリーン印刷に相応しい粘度と印刷適性を持つインキに調製する。
【0023】
また、研磨層15の熱硬化型のバインダ17としては、活性水素を有する官能基(−OH、−NH2、−COOHなど)と硬化剤と、を反応させた熱硬化性樹脂が適用できる。活性水素を有する官能基(−OH、−NH2、−COOHなど)を有する樹脂としては、ポリエ−テル系ポリオ−ル、ポリエステル系ポリオ−ル、ポリアクリレ−トポリオ−ル等のヒドロキシル基含有化合物などが適用できる。硬化剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアナート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアナート(HMDI)、イソホロンジイソシアナート(IPDI)などのイソシアネート系硬化剤が適用できる。該イソシアネート系硬化剤の添加量は、イソシアネート系硬化剤のイソシアナート基(−NCO)とバインダ樹脂における官能基との当量比、すなわち、[(−NCO)/バインダ樹脂における官能基]で表示される当量比が、0.5〜10の範囲内にあることが好ましい。該熱硬化樹脂による研磨層15は、耐摩耗性、耐溶剤性、耐熱性などが向上し、さらに、研磨層15と、基材フィルム11又はプライマー層13と密着性が向上して、研磨粒子の脱落が防止される。
【0024】
また、研磨層15の電離放射線硬化型のバインダ17としては、電離放射線で硬化するバインダ前駆体が適用でき、紫外線硬化の場合は光重合開始剤、及び/又は光重合促進剤を添加し、エネルギーの高い電子線硬化の場合は添加しないで良く、また、適正な触媒が存在すれば、熱エネルギーでも硬化できる。上記電離放射線としては、紫外線、可視光線、ガンマー線、X線、又は電子線などが適用できるが、紫外線(UV)、電子線(EB)が好適である。
【0025】
さらに、紫外線照射は、研磨層組成物に光重合開始剤、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、αーアミロキシムエステル、テトラメチルメウラムモノサルファイド、チオキサントン類などの光重合開始剤と、必要に応じて光増感剤、例えば、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリーnーブチルホスフィンなどを添加する。紫外線硬化に用いる紫外線(UV)ランプは、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプが適用でき、紫外線の波長は200〜400nm程度で、組成物成分に応じて、波長を選択すれば良い。その照射量は、組成物の材質や量と、UVランプの出力と、加工速度に応じて照射すれば良い。
【0026】
該バインダ前駆体としては、電離放射線で重合(硬化ともいう)反応する少なくとも1つの、官能オリゴマー、官能ポリマーなどの硬化性成分が適用できる。該硬化性成分としては、ラジカル重合性不飽和二重結合を有する化合物が適用でき、2官能以上の多官能モノマー、官能オリゴマー、官能ポリマーなどがあり、さらに1官能モノマーを加えても良い。また、電離放射線で重合(硬化ともいう)する官能基としては、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、又はエポキシ基である。また、本明細書においては、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸もしくはメタクリル酸を意味する。(メタ)アクリレートとは、アクリレートもしくはメタクリレートを意味し、同様の表記はこれに準ずる。
【0027】
2官能モノマーとしては、例えば、1,6‐ヘキサンジオールアクリレート(HDDA)、ジエチレングリコールジアクリレート(DEGDA)、ネオペンチルグリコールジアクリレート(NPGDA)、トリプロピレングリコールジアクリレート(TPGDA)、ポリエチレングリコール400ジアクリレート(PEG400DA)、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート(HPNDA)、ビスフェノールAEO変成ジアクリレート、1,4‐ビス[(3‐エチル‐3‐オキセタニルメトキシ)メチル]ベンゼンなどが適用できる。
【0028】
多官能モノマーとしては、エチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスルトール、エポキシ樹脂等の2官能以上の化合物に(メタ)アクリル酸又はその誘導体を反応させて得られる2官能以上の(メタ)アクリロイルモノマーなどが適用でき、例えば、トリメチロールプロパンアクリレート(TMPTA)、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PETA)、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(PEHA)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、トリメチロールプロパンEO変成トリアクリレート、ジメチロールプロパンテトラアクリレートなどが例示できる。
【0029】
官能オリゴマー(プレポリマーとも呼ばれる)としては、分子量(重量平均)が約300〜5000程度で、分子内中に(メタ)アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、又はエポキシ基などのラジカル重合性二重結合を有するポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系、ポリ(メタ)アクリル酸エステル系が適用でき、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、ポリエステル‐ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなどが例示できる。
【0030】
官能ポリマーとしては、分子量(重量平均)が約1000〜30万程度で、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、又はエポキシ基などのラジカル重合性二重結合を有するウレタン(メタ)アクリレート、イソシアヌレート(メタ)アクリレート、ポリエステル‐ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートが適用できる。
【0031】
1官能モノマーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸‐2‐エチルヘキシル、アクリル酸イソブチル、メチルメタクリレート、2‐エチルヘキシルアクリレート、2‐ヒドロキシエチルアクリレート、2‐ヒドロキシプロピルアクリレート、ノニルフェノールEO付加物アクリレート(DNPA)、2‐ヒドロキシ‐3‐フェノキシプロピルアクリレート(HPPA)、3‐エチル‐3‐ヒドロキシメチルオキセタン、などの(メタ)アクリル酸又はそのアルキル若しくはアリールエステル、スチレン、メチルスチレン、スチレンアクリロニトリルなどが適用できる。
【0032】
以上に説明した硬化性のモノマー、及び/又はオリゴマー、及び/又はポリマーを、バインダ前駆体へ含有させれば良い。これらの硬化性成分を、例えば、バインダの研摩粒子や顔料などの反応に影響しない成分を除いた量に対して、5重量%以上、好ましくは10〜90重量%、更に好ましくは、20〜80重量%含有させることによって、電離放射線硬化性が付与される。
【0033】
また、バインダ前駆体へ、少なくとも1種のモノマーを含ませる。さらに、反応性希釈剤と呼ばれるモノマーを含ませても良い。該モノマーは、(メタ)アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、又はエポキシ基などを有する1官能反応性希釈剤である。ここで、反応性希釈剤は、トルエンなどの一般的な有機溶剤とは異なる。即ち、本明細書においては、溶剤とは反応性希釈剤を除外したものであり、後述するノンソルベント(無溶剤)とは、トルエンなどの一般的な有機溶剤などの溶剤を含有していないことを意味する。通常、バインダ前駆体組成物は粘度が高く、有機溶剤で粘度を下げるように調整しないと、塗布することができない。しかし、該モノマーをバインダ前駆体へ含有させると、バインダ前駆体組成物の粘度が下がり、溶剤を用いる必要がなくなり、ノンソルベント(無溶剤)で使用することができる。また、オリゴマーも、同様の効果がある。
【0034】
さらに、モノマー、オリゴマーは重合反応の速度を向上させ、また、オリゴマー、ポリマーは、硬化後のバインダの架橋密度、凝集力などを調整することができる。このために、バインダ前駆体へは、モノマー、及び/又はオリゴマー、及び/又はポリマーを用いることが好ましい。さらに、好ましくはそれらを併用して、適宜、配合比を変えて、用途や目的に合わせたバインダの性能とする。さらに、バインダ前駆体には、必要に応じて、重合禁止剤、老化防止剤などの添加剤を加えてもよい。該バインダには、必要に応じて、可塑剤、滑剤、染料や顔料などの着色剤、増量やブロッキング防止などの体質顔料や樹脂などの充填剤、界面活性剤、消泡剤、レベリング剤、チクソトロピー性付与剤等の添加剤を、適宜加えても良い。
【0035】
以上の研磨粒子19とバインダ17からなる研磨層15を、任意のパターン形状に設けるには、スクリーン印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷などが適用できるが、版の耐久性、製版の容易性などからスクリーン印刷が好適である。該スクリーン印刷法では、前述の研磨層15形成用インキを用い、パターン形状を有する研磨層15を形成する。スクリーン印刷用の版材としては、シルクスクリーン版、ステンレス版、ニッケルメッキ版などが適用できる。該スクリーン版へ乳剤を塗布して、例えば、図1の研磨層15でを形成している、中心及び縁端の同心円とで囲まれる帯状パターンの原稿を作製して、露光し洗い出して製版し、スクリーン印刷刷版とする。前述で調整した研磨層15形成用インキを入れたスクリーン印刷刷版を、基材フィルム11を重ねて、スキージを押圧しながら移動させて印刷する。スキージの硬さ、角度、移動速度、及びインキの粘度、チキソトロピック性、あるいは印刷版の乳剤の厚さなどを適宜調整して、所定の研磨層15を得ることができる。
【0036】
このようにしてパターン状の研磨層15が得られ、例えば、図1の同心円の帯状であれば、全面研磨層と比較した該研磨層面積は、数十%程度の大幅な減少となる。即ち、インキに含まれている、例えばダイヤモンドなどの貴重で高価な材料を有効に利用することができる。しかも、研磨作業に必要な面積は網羅されているので、研磨の精度及び研磨作業などには、何らの支障も及ぼさない。
【0037】
さらに、スクリーン印刷法で研磨層15を形成するために、スクリーン印刷に特有の当業者がスクリーン目と呼ぶ模様が研磨層15の表面に発現して、略網目状の凹凸表面となる。該網目状は微細な表面凹凸形状であり、後述する水などの液体の潤滑剤が均一に行き渡り、また、研磨屑がこの凹部に埋まり込んで、研磨性能が安定し研磨精度を向上することができる。グラビア印刷においても、当業者がグラビア目と呼ぶ模様が研磨層15の表面に発現して、スクリーン目と同様の効果がある。該グラビア目は、グラビア刷版のセルの形状で変化させることもできる。
【0038】
図5は、本発明の1実施例を示す研磨シートの模式的な平面図である。
本発明の他の実施態様では、研磨層15へ、研磨の研磨作業における研磨シートの回転中心部を中心とした1又は複数の同心円形状の溝部41を有している。図5の例では、3本の同心円状の溝部41を有しているが、寸法は説明のため誇張した模式図で、概念を表わしている。該溝部41は、被研磨材からの研磨屑や、研磨シートからの脱落研磨粒子を収納できれば良い。該溝部41の巾は、被研磨材の材料、研磨手法や研磨粒子の大きさ、研磨層の厚さなどに応じて、適宜選択すれば良く、0.1μm〜10mm程度、好ましくは1μmから5mmである。該溝部41の深さは、最大研磨層厚みであるが、0.1μm〜20μm程度、好ましくは0.5μmから10μmである。
【0039】
該溝部41を形成する方法としては、研磨層15を形成する際に使用する製版の絵柄を変更するだけで良い。スクリーン印刷、グラビア印刷、グラビアオフセット印刷などの印刷方法が適用でき、これらの印刷に使用する印刷版を作成する際に、溝部41を除いた部分の原稿を作成して製版し、印刷して研磨層15とすれば良い。このようにすると、最大で研磨層15の深さを持った溝部41が形成される。必要に応じて、溝部41の深さを変える時には、当業者では良く知られている、溝部41の絵柄を網掛け状、例えば、70%、30%に製版すれば良い。
【0040】
溝部41の形状は、図5の同心円状の他に、水玉状、放射線状、渦巻き状、亀甲形状の集合体、斜線状など各種の溝形状が適用できる。また、該溝形状は、被研磨材の材料や大きさ、仕上げや粗研磨などの研磨内容、潤滑剤や化学機械研磨時の研磨液などから、適宜選択すれば良い。さらに、同心円状では複数の溝の幅、深さ、溝と溝との間隔を任意に定めたり、水玉状では水玉形状を円形、楕円形、水滴形、繭形、小判形、角丸矩形などと変形させたり、放射線状では縁端に向う溝の幅、深さを任意に変化させたり、渦巻き状では渦巻きの半径や1本の渦巻き凹部の半径を連続的に変化(例えばクロソイド曲線)させたり、亀甲形状の集合体では亀甲形状が6角形に限定されず、また正多角形に限られない多角形の集合体、あるいは2つ以上の異なる多角形の集合体であったり、線状では複数の溝の幅、深さ、溝と溝との間隔を任意に定めたりしても良い。さらに、いずれの溝形状でも、複数溝を1つの形状に統一しても良いし、溝の幅、深さ、溝と溝との間隔などの異なる溝を組み合せても良い。
【0041】
水玉状、放射線状、渦巻き状、亀甲形状、斜線状などの溝の形状は、閉回路でなく溝端部が開放されているため、研磨作業中に発生し補足された研磨屑や脱落した研磨粒子などは、研磨層面から排除され、さらには研磨シートからも積極的に排出される。このようにして、研磨屑や脱落研磨粒子は、被研磨材と接触することがなくなり、該被研磨材である磁気ヘッド、磁気及び光学ディスク、半導体ウェハ、半導体の集積回路、光学レンズ、光ファイバなどに、傷をつけることが極めて減る。
【0042】
さらに、スクリーン印刷法で研磨層15を形成するために、前述したように、当業者では良く知られている、スクリーン印刷に特有のスクリーン目の模様が、研磨層15の表面に発現して、例えば略網目状の表面となる。該網目状は微細な表面凹凸形状であり、後述する水などの液体の潤滑剤が均一に保持され、また研磨層の表面に行き渡る。しかも、研磨作業中に生じた研磨屑や脱落研磨粒子を溝が補足し、溝形状によっては、積極的に排出するために、研磨精度が維持され、かつ、相乗的な安定した研磨ができる。
【0043】
前述したように、本発明の識別表示101は研磨層15面上ではなく、基材フィルム11上に直接設けられている。該識別表示101は、公知の印刷法が適用できる。該印刷法としては、例えば、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷、孔版印刷の基本印刷法、及び、それらの応用印刷法が適用できる。応用印刷法としては、フレキソ印刷、樹脂凸版印刷、グラビアオフセット印刷、タコ印刷などや、インクジェット印刷、転写箔を用いる転写印刷、熱溶融又は昇華型インキリボンを用いる転写印刷、静電印刷などが適用できる。また、技法では、インキを紫外線で硬化する紫外線(UV)硬化印刷、インキを高温で硬化する焼き付け印刷、湿し水を用いない水なしオフセット印刷、などがある。
【0044】
凸版印刷は、凹凸のある版の凸部にインキをつけ、被印刷体に押圧によりインキを転移させる。平版印刷は、版面に明らかな凹凸が無く、版面に親水部と親油部を設けて水とインキを版面に与えて、親油部分にのみインキが付き、該インキを、ブランケットを介して、被印刷体に押圧によりインキを転移させる、通常、オフセット印刷と呼ばれる。凹版印刷は、版面の凹部にインキを充填して、被印刷体に押圧によりインキを転移させる、通常、グラビア印刷と呼ぶ。孔版印刷は、画像部が貫通孔、非画像部が非貫通となった版を被印刷物の上に置き、版の上からインキを押し出し貫通孔からインキを被印刷物に転移させる、スクリーン印刷が代表的である。
【0045】
フレキソ印刷は、凸版印刷の1種で、ゴム製の凸版とアルコール系インキを用いる。樹脂凸版印刷は、凸版印刷の1種で、樹脂製の凸版を用いる。グラビアオフセット印刷は、凹版を用いた平版印刷で、版面の凹部にインキを充填して、ブランケットを介して、印刷する。タコ印刷は、オフセット印刷の1種で、ゴム製の変形する風船状体を用いて、それへインキを付けて、立体物など被印刷体に押圧して印刷する。インクジェット印刷は、インキを細いノズルから粒子として噴射させて、被印刷体にインキを転移させる。転写箔を用いる転写印刷は、熱接着層を有する箔の裏面より、加熱した版を被印刷体に押圧して、インキを転写転移させる。熱溶融又は昇華型インキリボンを用いる転写印刷は、被印刷体をインキリボンを重ねて、ドット状に加熱して、インキを溶融又は昇華させて、被印刷体へ転移させる。静電印刷は、、トナーインキを感光ドラムへ静電気で付着させて、被印刷体を重ねて加熱して、被印刷体へ転移させる。
【0046】
凸版印刷、平版印刷、凹版印刷、孔版印刷、又はインクジェット印刷に使用する印刷インキは、少なくともビヒクルと着色料とを含み、その粘度は、0.1〜3000ポアズが好ましい。着色料は、無機顔料、有機顔料のうち1種類以上を含有する。着色料を含まない保護用インキ(オーバープリントインキ、OPニス、OPとも呼ばれる)もある。無機顔料としては、フェロシアン化鉄、酸化鉄、カドミウム系顔料、酸化チタン、アルミナ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどがあり、有機顔料としては、不溶性アゾ色素系、アゾレーキ系、スタロシアニン系、ケレート系、ニトロ系、ジオインジゴー系、アンスラキノン系、ペリレン系、キナクリドン系、スレン系、ジオキサジン系顔料としては縮合型アゾ系などがある。
【0047】
ビヒクルとしては、乾燥油、合成樹脂、天然樹脂、繊維系、ゴム誘導体のうち1種類以上が適用できる。乾燥油としては、亜麻仁油、シナキリ油、エノ油、大豆油、魚油、脱水ヒマシ油、スチレン化油、ビニルトルエン化油、マレイン油などがある。天然樹脂としては、ウッドロジン、重合ロジン、石灰硬化ロジン、亜鉛硬化ロジン、ロジンエステル、セラックなどがある。合成樹脂としては、フェノール樹脂、変性アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、コールタールピッチ、ステアリンピッチなどがある。繊維系としては、ニトロセルロース、エチルセルロース、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、などがある。ゴム誘導体としては、環化ゴム、塩化ゴムなどがある。
【0048】
該インキ組成物には、必要に応じて、充填剤、可塑剤、分散剤、潤滑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、防黴剤、などの添加剤を、適宜加えても良い。これらの組成物を、分散・混練して、また、必要に応じて、溶剤で固形分量や粘度を調整して、インキ組成物とする。該インキを、前記印刷法で印刷して、乾燥し、必要に応じて、温度30℃〜70℃で適宜エージング、又は、電離放射線(紫外線、電子線)を照射して、形成すれば良い。
【0049】
さらに、識別表示101は、研磨層15を形成していなくて良い縁端部21及び中心部23へ設けるので、研磨層15の形成と同一の工程で、識別表示101を形成することができる。この場合には、研磨層15と識別表示101の形成手段は、スクリーン印刷法が好適である。該スクリーン印刷法を用いて、同一のスクリーン版へ研磨層15のパターン及びお識別表示101の絵柄を製版して、印刷すれば1工程で、研磨層15と識別表示101の形成をすることができる。識別表示101の形成には、研磨層組成物が消費されるが、絶対量的には僅かであり、工程短縮の効果の方が大きい。もちろん、別工程で形成しても、前述の判読のしやすさなどは変わらない。
【0050】
通常、識別表示101は、透明な基材フィルム11上に、直接設けられているために、研磨層の影響を受けず判読しやすい。また、基材フィルム11上には、必要に応じて、プライマー層13が設けられているが、通常、プライマー層も透明なので、何らの影響も受けない。
【0051】
該識別表示101に表示する情報としては、特に限定されないが、例えば、メーカ、製造工場、製造日、品番、ロット番号、販売者、取扱い注意事項、警告事項、問合せ先などがある。特に、品番、及び/又はロット番号の表示があれば、製造や品質などの製品情報に遡ることができるので、状況に応じた対応をとることができる。
【0052】
また、該識別表示101に表示する情報としては、非対称の文字、記号、イラストなどを含ませることが好適である。該非対称の文字などは、通常、透明な材料である基材フィルム11を透して、目視することができる。この時、表示情報は逆に見えて、表裏を容易に判断できる。例えば、「正」、「表面」、「UP」、「OK」などである。対称の表示、例えば、「◎」、「中」では、逆から見ても同じに見えて、表裏を判断することはできない。また、基材フィルム11の研磨層15の形成されていない面に、識別表示101を設けても良い。この場合には、当業者がいう裏刷り方式で、上記の印刷方法で印刷すれば良い。
【0053】
図6は、本発明の1実施例を示す研磨シートの断面図である。
実際の研磨作業時には、被研磨材と研磨シートの間へ水などの液体の潤滑剤が滴下されるが、該潤滑剤が不必要な部分へ流れたり、必要な研磨層面へ均一に行き渡らないという問題がある。このために、研磨シート10の少なくとも研磨層15の形成されていない縁端部21に、撥水層32を設ける。該撥水層32は、研磨層15のより厚さの薄くても撥水性能のために、水などの液体の潤滑剤がはじかれて、結果的に堰き止められて、研磨層15の面へ均一に行き渡って、研磨が安定して行われる。該撥水層32は、中心部23及び縁端部21に設けるが、どちらか一方でも良い。また、撥水層32を中心部23に設けると、通常中央部へ滴下する潤滑剤が研磨の初期の早い時点で、中央部から周辺部へ広がって研磨層へ均一に分布する効果もある。
【0054】
通常、識別表示101及び撥水層32を形成した後に、研磨層15を形成するために、識別表示101及び撥水層32と研磨層15との、見当(位置関係)を合致させて印刷する必要がある。該見当合わせは、識別表示101又は撥水層32を着色しておいて通常の印刷と同様の方法で行ったり、別途見当合わせ用の目印マーク(レジスターマークと呼ぶ)をつけたり、特定の複数の位置に貫通孔をあけて、ピンなどで位置決めをすれば良い。
【0055】
撥水層32の材料としては、ポリエステル系樹脂、塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、WAXなどが適用でき、特に表面張力が小さく、表面張力が0.0004N/cm以下のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、WAXなどは、水などの液体の潤滑剤をはじき易く好適である。また、バインダへこれらの撥水性材料を分散又は溶解させて、パターン状に印刷し乾燥して形成しても良い。また、撥水層32の表面張力は、表面張力は0.0004N/cm以上でも良く、例えば、潤滑剤が水(表面張力0.00076N/cm)であれば、それ以下の表面張力で良く、使用する潤滑剤の表面張力以下であれば適用でき、さらに低ければ低い程、より好適である。
【0056】
【実施例】
(実施例1)
基材フィルム11として、事前にプライマー層が施された厚さ75μmのメリネックス542(ポリエチレンテレフタレートフィルム、帝人デュポン社製)を用いて、プライマー層のない面へ、公知の一般的なポリエチレンテレフタレート印刷用の赤グラビアインキで、図1のように絵柄「UP D8000S 120φ」を中心部23へ、「Lot AB−12」を縁端部21へ、グラビア印刷し乾燥して識別表示101とした。続いて、基材フィルム11のプライマー層面へ、オルガノシリカゾル(平均粒子径0.07μm、アルコール溶媒、固形分30%)70重量部と、ポリアルキルシロキサン(アルコール溶媒、固形分30%)30重量部からなる研磨層組成物(インキ)を、図1の同心円で囲まれた帯状の研磨層パターンを製版したグラビア版で、乾燥後の厚さが5μmになるように、グラビア印刷し乾燥して研磨層15とした。次に、直径127mmφの円形に抜いて、同心円の帯状研磨層パターンで、裏面に識別表示を有する実施例1の研磨シート10を得た。該研磨シート10の研磨層15の表面は、中心線平均粗さ(Ra)が0.05μmと平滑で、研磨シート10の全光線透過率が90%、ヘーズが50%と透明なもので、研磨層15と裏面との判別が困難なものであった。しかし、識別表示101の「UP」を見ることで、容易に表裏が判った。また、他の識別表示101から、品番、製造Lot、サイズを確認することができた。
【0057】
(実施例2)
研磨層組成物(インキ)として、平均粒子径1μmダイヤモンド紛体35.0重量%、バイロン200(東洋紡社製、商品名、ポリエステル樹脂)23.0重量%、コロイダルシリカ2.0重量%、メチルエチルケトン20.0重量%、トルエン20重量%からなる研磨層組成液を用いる以外は、実施例1と同様にして実施例2の研磨シート10を得た。該研磨シート10の識別表示101を見ることで、容易に表裏、品番、製造Lot、サイズを知ることができた。
【0058】
(実施例3)
研磨層組成物(インキ)として、平均粒子径1μmアルミナ紛体35.0重量%、バイロン200(東洋紡社製、商品名、ポリエステル樹脂)23.0重量%、コロイダルシリカ2.0重量%、メチルエチルケトン20.0重量%、トルエン20重量%からなる研磨層組成液を用いる以外は、実施例1と同様にして実施例3の研磨シート10を得た。該研磨シート10の識別表示101を見ることで、容易に表裏、品番、製造Lot、サイズを知ることができた。
【0059】
(実施例4)
基体フィルムとして、事前にプライマー層が施された厚さ75μmのメリネックス542(帝人デュポン社製、ポリエチレンテレフタレートフィルム商品名)を用いて、該プライマー層面へ、平均粒子径1μmダイヤモンド紛体35.0重量%、バイロン200(東洋紡社製、ポリエステル樹脂)22.0重量%、コロイダルシリカ2.0重量%、メチルエチルケトン20.0重量%、トルエン20重量%からなる研磨層組成液へ、使用直前にトリレンジイソシアネ−ト1.0重量%を加えて、図5のような溝巾が100μm、溝と溝との間隔が2mmの複数の同心円状溝を有し、研磨層の全体としてはドーナツ状パターン、及び図5のように絵柄「UP D8000S 120φ」を中心部23へ、「Lot AB−12」を縁端部21へ、製版したシルクスクリーン版で、乾燥後の厚さが8μmになるように、シルクスクリーン印刷し乾燥する。該乾燥後に、さらに150℃、20分間のエージングをし硬化させた後に、直径150mmφの円形に抜いて、実施例4の研磨シートを得た。該研磨シート10の識別表示101を見ることで、容易に表裏、品番、製造Lot、サイズを知ることができた。
【0060】
(実施例5)
基材フィルムとして、事前にプライマー層が施された厚さ75μmのメリネックス542(帝人デュポン社製、ポリエチレンテレフタレートフィルム商品名)を用いる。
平均粒子径3.0μmダイヤモンド紛体(東名ダイヤモンド工業社製)30重量部、グリセロールモノメタクリレート30重量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート20重量部、とを混合攪拌して研磨層組成物とした。
ナイロン紗200メッシュのスクリーン版へ、図5のような溝巾が100μm、溝と溝との間隔が2mmの複数の同心円状溝を有し、研磨層の全体としてはドーナツ状パターン、及び図5のように絵柄「UP D8000S 120φ」を中心部23へ、「Lot AB−12」を縁端部21へ製版して、スクリーン刷版とした。
基体フィルムのプライマー面へ、前記スクリーン刷版を用いて、前記研磨層組成物を、硬化後の厚さが8μmになるようにスクリーン印刷した。
印刷後直ちに、エレクトロンカーテン型電子線照射装置(米国、ESI社製)で、加速電圧175keVの電子線を、3Mrad照射して硬化させた。
直径127mmφの円形に抜いて、実施例5の研磨シートを得た。
該研磨シート10の識別表示101を見ることで、容易に表裏、品番、製造Lot、サイズを知ることができた。
【0061】
(実施例6)
基体フィルムとして、事前にプライマー層が施された厚さ75μmのメリネックス542(帝人デュポン社製、ポリエチレンテレフタレートフィルム商品名)を用いる。
平均粒子径1.0μmのダイヤモンド紛体(東名ダイヤモンド工業社製)30重量部、ヘキサンジオールジアクリレート30重量部、ポリプレングリコールモノアクリレート40重量部、イルガキュア369(チバガイギー社製、光開始剤)ととを混合攪拌した研磨層組成物とした。
実施例4と同じ刷版を用いて、基材フィルムのプライマー面へ、前記研磨層組成物を、硬化後の厚さが8μmになるようにスクリーン印刷した。
印刷後直ちに、基材フィルム速度20m/分で、F600型UV照射装置(フュージョン社製)で、出力240W/cmの波長365nmの紫外線を照射して硬化させた。
続いて、SRX211(シリコーン樹脂、東レダウコーニングシリコーン社製)のトルエンへ溶解した塗液を、図5の研磨層の形成していない縁端部21及び中心部23のパターンを有するグラビア版胴で、乾燥後の厚さが1μmになるように、グラビア印刷し乾燥して撥水層32とした。
直径127mmφの円形に抜いて、実施例6の研磨シートを得た。
該研磨シート10の識別表示101を見ることで、容易に表裏、品番、製造Lot、サイズを知ることができた。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の識別表示を有する研磨シートは、研磨シートの表裏、及び/又は品番などの識別表示が、使用状態でも容易に確認できて、表裏面を逆に使用することがない。
また、上記識別表示を、研磨層の使用領域以外の中心部及び/又は縁端部の基材フィルムへ設けた場合は、表裏の両側から目視できる。また、識別表示を非対称の文字、記号、イラストとした場合は、研磨シートの表裏の識別が容易に行えて、表裏逆に使用することが少ない。また、上記識別表示は、品番及び/又はロット番号とし、研磨シートの品番の識別が容易に確実に行えて、誤使用することが少ない。また、研磨層及び識別表示の形成をスクリーン印刷法で同時に行えば、1工程で形成できて安価である。
【0063】
さらに、研磨層を使用領域のみに設けた場合は、高価な研磨粒子が少なくて済み、安価で省資源である。また、研磨粒子をダイヤモンド、アルミナ、酸化鉄、カーボランダム、酸化クロム、酸化セリウム、シリカを用いた場合は、光学部品の表面や端面の研磨に適している。
さらにまた、研磨層のバインダを、熱硬化樹脂、電離放射線硬化樹脂とし、また、基材フィルムに設けたプライマー層を設けた場合は、研磨粒子が脱落しにくく、被研磨材へ傷付けることが少ない。
さらにまた、研磨層に、部分的な溝部を設け、研磨層の非使用領域の基材フィルム面へ撥水層を設けると、溝部が研磨屑や脱落研磨粒子を補足し、研磨時に使用する潤滑剤が、研磨層面へ均一に展開して、被研磨材へ傷付けず研磨精度が良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の1実施例を示す研磨シートの平面図である。
【図2】 図1のAA断面図である。
【図3】 従来の研磨シートの平面図である。
【図4】 図3のBB断面図である。
【図5】 本発明の1実施例を示す研磨シートの模式的な平面図である。
【図6】 本発明の1実施例を示す研磨シートの断面図である。
【符号の説明】
10 研磨シート
11 基材フィルム
13 プライマー層
15 研磨層
17 バインダ
19 研磨粒子
21 縁端部
23 中心部
32 撥水層
41 溝部
101 識別表示
Claims (3)
- 基材フィルムの一方の面に、パターン状に研磨層を形成する研磨シートの製造法において、
研磨層のパターン及び識別表示の絵柄をメッシュ状スクリーン版に製版して、スクリ−ン印刷版を製造し、
次いで、基材フィルムの一方の面に、研磨層組成物を使用し、上記のスクリ−ン印刷版でスクリ−ン印刷して、研磨層の使用領域に研磨層を形成すると共に研磨層の非使用領域に上記の基材フィルムの表面及び/又は裏面を識別する識別表示を同時に形成し、
次いで、研磨層の非使用領域の基材フィルム面へ撥水層を形成したことを特徴とする研磨シートの製造法。 - 研磨層と識別表示とが、基材フィルムに設けたプライマー層を介して形成されることを特徴とする請求項1に記載の研磨シートの製造法。
- 研磨層として、部分的な溝部を有する研磨層を形成することを特徴とする上記の請求項1〜2のいずれか1項に記載の研磨シートの製造法。
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