JP6092559B2

JP6092559B2 - 研磨シートの製造方法

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Publication number: JP6092559B2
Application number: JP2012217005A
Authority: JP
Inventors: 智浩岩尾; 良古賀
Original assignee: Fujibo Holdins Inc
Current assignee: Fujibo Holdins Inc
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: JP2014069276A

Description

本発明は、研磨シートの製造方法及び研磨工具に関し、特に、凹形又は凸形の被研磨物の表面を研磨するときに使用する研磨シートの製造方法及び研磨工具に関する。

従来から、カメラ等の光学機器に用いられる球面レンズのような湾曲面を有するレンズの製造段階において、球面レンズの表面を研磨するために研磨工具が用いられている。研磨工具の表面には、被研磨物の曲面に対応する曲面を有する、発泡性ポリウレタン製の研磨シートが貼り付けられている。そして被研磨物の研磨時には、被研磨物と研磨シートとの間に研磨スラリーを供給しながら被研磨物と研磨工具とを相対的に回転及び揺動させることで被研磨物を研磨する（例えば、特許文献１）。

また、特許文献１には、研磨シートの製造方法について記載されていないが、球面レンズを研磨するための研磨工具に用いられる研磨シートの製造方法としては、特許文献２及び３に記載されたものが知られている。

特開２００１−０２５９５０号公報特開２００１−１６２５０２号公報特開２００１−２１２７４３号公報

特許文献２には、花冠状のシートを準備し、シートの花弁片の側部同士を貼り付けることで平らなシートを立体形状の研磨シートとし、これを被研磨物の形状に対応する工具基体に貼り付けた研磨工具が記載されている。また、引用文献３にも同様に、円形のシートに切り込みを入れて立体的な形状とされた研磨シートを用いた研磨工具が記載されている。

しかしながら、上述した特許文献２及び３に記載された研磨シートの製造方法では、平らな研磨シートに切り込みを入れて多数の花弁片のような片を形成し、これら片同士の側部同士を貼り合わせることで、半球状の研磨シートを形成しているので、研磨シートの研磨面には、片同士の接合部の盛り上がり、及び立体形成した際の研磨シートの皺が必ず存在する。そして研磨面に盛り上がり又は皺があると、研磨シートの片同士の間に隙間が形成されてしまい、その結果被研磨物に研磨斑が生じる、という問題があった。また、研磨シートの研磨面に盛り上がり又は皺があると研磨シートの片の間に隙間が形成されてしまい、研磨スラリーがその隙間を通って研磨シートと工具基体との間に侵入してしまう。そして研磨スラリーが研磨シートと工具基体との間に侵入すると工具基体と研磨シートとの間の接着力が弱まってしまい、研磨シートが工具基体から剥がれてしまう、という問題があった。

そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、研磨面に片同士の盛り上がりや折り曲げによる皺が存在しない研磨シートの製造方法及び研磨シートを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明による研磨シートの製造方法は、曲面状の被研磨面を有する被研磨物を研磨するために用いられる、研磨工具用の研磨シートの製造方法であって、被研磨物の被研磨面に対応する形状を有する工具基体の表面に、湿式成膜法により発泡性ポリウレタン製の研磨シートを形成し、研磨シートは、工具基体の表面にポリウレタン樹脂溶液を塗布し、工具基体を所定の軸周りに回転させ、工具基体のポリウレタン樹脂溶液が塗布された表面を凝固浴に浸漬させ、工具基体を凝固浴から取り出し、凝固液を乾燥させることで形成されていることを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、湿式成膜法により、工具基体の表面に、直接、発泡性ポリウレタン製の研磨シートを形成することができる。これにより、被研磨物の曲面状の被研磨面に適合する形状の研磨シートを形成することができる。そしてこのように形成された研磨シートの表面には、盛り上がりや皺が存在しないので、被研磨物への研磨斑を抑制することができる。

また、上述した課題を解決するために、本発明による研磨工具は、曲面状の被研磨面を有する被研磨物を研磨するために用いられる研磨工具であって、工具基体の表面に形成された研磨シートを備え、この研磨シートは、被研磨物の被研磨面に対応する形状を有する工具基体の表面に形成されており、研磨シート内部には、研磨シートの研磨面から垂直に延びる涙形の気泡が形成されていることを特徴としている。

このように構成された本発明によれば、湿式成膜法により、工具基体の表面に発泡性ポリウレタン製の研磨シートを形成することができる。これにより、被研磨物の曲面状の被研磨面に適合する形状の研磨シートを形成することができる。そしてこのような研磨シートの表面には、盛り上がりや皺が存在しないので、被研磨物への研磨斑を抑制することができる。

以上のように、本発明によれば、研磨面に片同士の盛り上がりや折り曲げによる皺が存在しない研磨シートの製造方法及び研磨シートを提供することができる。

本発明の実施形態による研磨シートを有する研磨工具を示す側断面である。本発明の実施形態による研磨シートの製造方法の各工程を示す図である。本発明の実施形態の変形例による研磨シートを有する研磨工具を示す側断面である。本発明の実施形態による研磨シートの製造方法の各工程を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態による研磨シート及びその製造方法について説明する。図１は、本発明の実施形態による研磨シートを有する研磨工具を示す側断面図である。

まず、図１に示すように、研磨シート１を有する研磨工具３は、被研磨物として凹レンズ５を研磨するときに用いられる。

研磨工具３は、凹レンズ５の凹状の被研磨面７の形状に、相補的に対応する凸状表面を有する工具基体９を備えている。工具基体９の凸状表面には、発泡性ポリウレタン製の研磨シート１が形成されている。

研磨時には、研磨工具３の工具基体９の凸状表面を凹レンズ５の被研磨面７によって形成される凹み内に押し込み、凹レンズ５と、研磨工具３との間に研磨スラリーを供給しながら両者を相対的に回転又は揺動させることで被研磨面７を研磨する。

研磨シート１は、湿式成膜法により工具基体９の凸状表面に形成された発泡性ポリウレタン製のシートである。以下、研磨シート１の製造方法について詳述する。

図２は、研磨シートの製造方法の各工程を示す図である。
図２（ａ）に示すように、研磨シート１を製造する場合、先ず、被研磨物である凹レンズ５の被研磨面７と相補的に対応する形状の凸状表面を有する工具基体９を準備する。次いで、図２（ｂ）に示すように、工具基体９の凸状表面に、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を含むポリウレタン樹脂溶液を塗布する。

ポリウレタン樹脂溶液を塗布する工程では、粘度が５〜２０Ｐａ・ｓのポリウレタン樹脂溶液を、凸状表面全面にわたって厚さ１〜２ｍｍ程度に塗布する。このとき、例えば工具基体９をポリウレタン樹脂溶液中に浸漬させ、引き上げた後、余分な樹脂溶液をヘラで掻き取ることで樹脂の厚みを均一にするディップコーティングが好ましい。また、樹脂の厚みを均一にするためには、スリットダイコーティングやナイフコーティング等の塗膜方法を用いてもよい。

次いで、凸状表面を下に向けながら、ポリウレタン樹脂溶液が塗布された工具基体９を軸周りに回転させる。工具基体９の回転速度は、遠心力によって未硬化樹脂が飛散しない程度に設定されることが好ましく、上述した粘度の樹脂を用いた場合、５〜２００ｒｐｍ程度であることが好ましい。これにより、ポリウレタン樹脂溶液が凸状表面の頂部に溜まって頂部の膜が厚くなるのを防止することができる。

次いで、図２（ｃ）に示すように、ポリウレタン樹脂溶液が塗布された工具基体９を、水を主成分とする凝固液に浸漬させる。ポリウレタン樹脂溶液が塗布された工具基体９を凝固液に浸漬させると、先ず、凝固液と接触している、ポリウレタン樹脂溶液の表面が凝固してスキン層を形成する。そしてスキン層が形成されると、ＤＭＦの浸透圧によりスキン層の隙間を通して樹脂溶液中のＤＭＦが凝固液中に拡散する。これとほぼ同時に、スキン層の隙間を通して凝固液が樹脂溶液中に流れ込み、スキン層付近から徐々に樹脂溶液の凝固が始まる。そして樹脂溶液中においてスキン層が疎水場を形成するため、凝固液はスキン層から離れる方向に集まりスキン層から離れた位置での樹脂密度が低くなる一方で、スキン層付近の樹脂密度が高くなる。これにより、樹脂内に、スキン層に対し略垂直に延びる涙形の空間が形成される。そしてポリウレタン樹脂溶液が塗布された凸状表面を凝固液に浸漬させ、ポリウレタン樹脂溶液内のＤＭＦが完全に凝固液中に抜けた後、工具基体９を凝固液から引き上げる。次いで、乾燥機を用いて凝固液を乾燥させる。そして樹脂の空間内の凝固液が蒸発すると、樹脂内に多数の涙形の気泡が形成される。

以上の工程により、図２（ｄ）に示すように、工具基体９の凸状表面に、一様な厚みを有し、且つ内部に涙形の気泡を有するシート状の発泡性ポリウレタン樹脂層を形成することができる。そしてこのように湿式成膜法を用いて形成された研磨シート１は、継ぎ目、盛り上がり、皺等を有しておらず、実質的に均一な厚みを有している。

そしてこのような均一な厚みを有する研磨シート１を用いることにより、凹レンズ５の被研磨面７への研磨斑を抑制することができる。また、研磨シート１は、立体形状を有する一枚のシートとして形成されているので、研磨スラリーが研磨シート１を通過して研磨シート１と工具基体９の凸状表面との間に入り込むのを防止することができる。

図３は、上述した実施形態の変形例を示す。変形例では、被研磨物として凸レンズ１１を用いる。

凸レンズ１１の被研磨面１３を研磨するための研磨工具１５は、凸状の被研磨面１３に相補的に対応する凹状表面を有する工具基体１７と、工具基体１７の凹状表面上に形成された研磨シート１９とを有している。研磨シート１９は、上述した研磨シート１と同様に、均一の厚さを有する発泡性ポリウレタン樹脂によって形成されている。

図４は、変形例による研磨シートの製造方法の各工程を示す図である。
図４（ａ）に示すように、研磨シート１９を製造する場合、先ず、被研磨物である凸レンズ１１の被研磨面１３と相補的に対応する形状の凹状表面を有する工具基体１７を準備する。次いで、図４（ｂ）に示すように、工具基体１７の凹状表面に、ＤＭＦを含むポリウレタン樹脂溶液を塗布する。

次いで、凹状表面を上に向けながら、ポリウレタン樹脂溶液が塗布された工具基体１７を軸周りに回転させる。次いで、図４（ｃ）に示すように、ポリウレタン樹脂溶液が塗布された工具基体１７を、凝固液に浸漬させる。これにより、樹脂の表面にスキン層が形成され、樹脂内部には、スキン層に対し略垂直に延びる涙形の気泡が形成される。そして樹脂溶液内のＤＭＦが抜けた後、工具基体１７を凝固液から引き上げ、凝固液を乾燥させる。

以上の工程により、図４（ｄ）に示すように、工具基体１７の凹状表面に、一様な厚みを有し、且つ内部に涙形の気泡を有するシート状の発泡性ポリウレタン樹脂層を形成することができる。そしてこのように湿式成膜法を用いて形成された研磨シート１９も、研磨シート１と同様に、継ぎ目、盛り上がり、皺等を有しておらず、実質的に均一な厚みを有している。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、上述の実施形態の構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

上述の実施形態では、凹レンズ及び凸レンズを被研磨物としたが、被研磨物としては、任意の軸周りに回転させた立体形状を有していればどのようなものでもよい。

１，１９研磨シート
３，１５研磨工具
５，１３被研磨物
９，１７工具基体

Claims

曲面状の被研磨面を有する被研磨物を研磨するために用いられる、研磨工具用の研磨シートの製造方法であって、
被研磨物の被研磨面に対応する形状を有する工具基体の表面に、湿式成膜法により発泡性ポリウレタン製の研磨シートを形成し、
前記研磨シートは、
工具基体の表面にポリウレタン樹脂溶液を塗布し、
工具基体を所定の軸周りに回転させ、
工具基体のポリウレタン樹脂溶液が塗布された表面を凝固浴に浸漬させ、
工具基体を凝固浴から取り出し、凝固液を乾燥させることで形成されている、
研磨シートの製造方法。