JPH0760651A - 研磨フィルム - Google Patents

研磨フィルム

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JPH0760651A
JPH0760651A JP22968793A JP22968793A JPH0760651A JP H0760651 A JPH0760651 A JP H0760651A JP 22968793 A JP22968793 A JP 22968793A JP 22968793 A JP22968793 A JP 22968793A JP H0760651 A JPH0760651 A JP H0760651A
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JP
Japan
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polishing
film
fluorine
bastnasite
bastnaesite
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Pending
Application number
JP22968793A
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English (en)
Inventor
Norimichi Kawashima
徳道 川島
Kazuya Orii
一也 折井
Kenzo Hanawa
健三 塙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Toppan Infomedia Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Magnetic Printing Co Ltd
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨時にスクラッチを生じない研磨フィルム
を提供すること。 【構成】 フィルム基体上に希土類鉱物のフッ化炭酸塩
鉱物であるバストネサイト(Ce,La)(CO3 )F
の焼成粉をバインダー樹脂中に分散させてなる研磨層を
形成したことを特徴とする研磨フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリシング加工、特に精
密機器、精密部品、例えばガラス磁気ディスクのポリシ
ング、石英、ガラス、液晶パネル、フォトマスクや木材
などの最終仕上げに使用するのに適した研磨フィルムに
関するものである。研磨材の作用は研磨材の硬度、形状
により切り屑を排除し、所定の形状寸法を与えることを
主とするラッピング作用と加工面の仕上げ、艶出しを主
とするポリシング作用の大きく2つに分かれる。本発明
は加工面の仕上げ、艶出しを主とするポリシング作用を
する研磨フィルムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の研磨フィルムとしては、PETの
ようなポリエステルフィルム上にダイヤモンド、炭化ケ
イ素、アルミナ、酸化クロム、酸化鉄等のような研磨材
が一般的に用いられている。又、酸化セリウムは遊離砥
粒研磨としてガラスの研磨に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の遊離砥粒研磨に
おいては、粉塵による環境問題、廃研磨材処理の問題、
溶存イオン、切り粉の量が変化する為、研磨材スラリー
の性状が経時変化する問題、循環使用中に混入する異物
の問題、研磨材や切り粉から生ずる凝集粒子により被研
磨物へのダメージなどいろいろな問題が生ずる。したが
って、本発明の目的は、バインダー樹脂により砥粒を固
定化することにより上記の問題を解決することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はフィ
ルム基体上に希土類鉱物のフッ化炭酸塩鉱物であるバス
トネサイトの焼成粉をバインダー樹脂中に分散させてな
る研磨層を形成したことを特徴とする研磨フィルムであ
る。
【0005】本発明は研磨材によるメカニカルな作用と
湿式研磨中におけるバストネサイト焼成物中に含まれる
CeF4 ,LaF3 ,CeOF,CeLa233
どのフッ素化合物中の微量のフッ素イオンによるSiO
2 との化学反応を複合させたメカノケミカル反応を利用
することにより優れた仕上がり面が得られることに注目
したものである。従って、本発明の研磨フィルムはSi
2 を含有する被研磨物であるガラス磁気ディスクのポ
リシング、石英、ガラス、液晶パネル、フォトマスク等
の研磨に適する。もちろん本発明の研磨フィルムは木材
の様にSiO2との反応がないため砥粒の凝集の問題が
ない場合にも使用できることは言うまでもない。
【0006】本発明で使用する希土類鉱物のフッ化炭酸
塩鉱物であるバストネサイトはほぼ組成式(Ce,L
a)(CO3 )Fで表される。典型的な例で重量比でC
e50、La20、Nd20、Pr5及び他の少量の元
素を含み得る。本発明で使用する研磨材は、バストネサ
イト原料を粉砕し、塩酸等の酸で溶解し、フッ化アンモ
ニウムで中和、濾過、乾燥、焼成することにより調製で
きる。
【0007】本発明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。
【0008】本発明で使用するバストネサイトは750
〜1000℃の温度で焼成したものを使用することが望
ましい。焼成温度が750℃よりも低いと、粒子が結晶
化せず、研磨材としては柔らかすぎる為、研磨能がな
い。焼成温度が950℃よりも高いと、結晶粒子が成長
しすぎるのとフッ素が飛んでしまってフッ化物の含有量
が少なくなってしまうため、仕上げ研磨に使用するため
には粒子が粗く、化学反応を起こす作用が少ないので、
スクラッチが発生しやすい。したがって、焼成温度は7
50〜1000℃、好ましくは750〜950℃であ
る。
【0009】バストネサイトは10μm以下の粒子径を
有することが望ましい。バストネサイト焼成粉の粒径が
10μmを超えるとスクラッチが多発する。従って、粒
径は10μm以下、好ましくは7μm以下である。
【0010】研磨材は2〜10%のフッ素含有量を有す
ることが望ましい。フッ素濃度が2%より低いと、フッ
素中のフッ素イオンによる化学研磨の働きが弱くなり、
またフッ素濃度が10%より高いと、腐食力が強くなり
過ぎる為、かえって傷の発生の原因となる。このフッ素
による化学研磨のメカニズムはフッ素からの微量のフッ
素イオンが生じ、そのフッ素イオンがガラス等の被研磨
物の表面のSiO2 を化学研磨すると同時に、研磨材粒
子が腐食変質層を機械的に削り落とすと考えられる。フ
ッ素含有量の調整は、バストネサイト原料を調製する工
程で、酸の溶解量、フッ化アンモニウムの使用量や、焼
成温度等を調製することにより調整できる。
【0011】本発明で使用するバインダー樹脂として
は、熱可塑性および熱硬化性樹脂が使用できる。熱可塑
性樹脂としては、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹
脂、アルキット系ポリオレフィン系樹脂、純アクリル系
樹脂、ニトロセルロース系樹脂、ニトロセルロース−ア
クリル系樹脂、変性アクリル系樹脂、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、フッ素ゴム、その他の水溶性樹脂、エ
マルション系樹脂が使用される。熱硬化性樹脂として
は、ポリエステルまたはアクリルポリオールウレタン系
樹脂、塩素化ポリプロピレン変性アクリルポリオールウ
レタン系樹脂、アクリル−キレート硬化型樹脂、エポキ
シまたはエポキシペンダントアクリル樹脂およびアミン
ペンダントアクリル系樹脂、ポリオルガノシロキサン系
樹脂、各種UV硬化型樹脂、ウレタン化油系樹脂、湿気
硬化ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂等100℃以下
で硬化反応が進行するものが適している。
【0012】基体であるプラスチックフィルムとして
は、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、ポリイミド、ポリカーボネートおよびそれら表
面処理したフィルム、ポリプロピレン発泡ブチルゴム、
発泡ネオブレン、発泡軟質ポリエチレン発泡合成ゴム、
その他合成紙、不織布、その他金属箔等が用いられる。
【0013】バストネサイト焼成粉はバインダー樹脂及
び適当な溶剤と混合して塗料化し、基体に塗布して塗膜
を形成し、乾燥することにより得られる。バストネサイ
ト焼成粉の塗膜中の濃度は20〜80vol%であるこ
とが望ましい。研磨フィルムの研磨能、スクラッチの発
生状態、塗膜の耐久性は砥粒濃度が20〜80vol%
の範囲で良く、より好ましいくは40〜60vol%で
ある。
【0014】本発明の研磨フィルムは湿式研磨に適す
る。乾式研磨においてはフッ素化合物中のフッ素がイオ
ン化しない為、化学研磨効果がなくなるためと考えられ
る。
【0015】
【作用】本発明の研磨フィルムを使用すると、研磨材に
よるメカニカルな作用と湿式研磨中におけるバストネサ
イト焼成物中に含まれるCeF4 ,LaF3 ,CeO
F,CeLa233 などのフッ素中の微量のフッ素
イオンによるSiO2 との化学反応を複合させたメカノ
ケミカル反応を利用することにより優れた仕上がり面が
得られる。廃研磨材処理の問題、溶存イオン、切り粉の
量が変化する為に研磨材スラリーの性状が経時変化する
問題、循環使用中に混入する異物の問題、研磨材や切り
粉から生ずる凝集粒子による被研磨物へのダメージの問
題などを全て防止することが出来る。
【0016】
【実施例の説明】
実施例1 本実施例は、本発明による研磨フィルムを試験実施する
ため、研磨層のバインダー樹脂として熱硬化性樹脂を使
用した場合、そこに分散させるバストネサイト焼成粉の
濃度の変化によって、形成された研磨フィルムの研磨
能、耐久性などの諸特性がどのように変化するかについ
て実験した結果について説明する。砥粒としてバストネ
サイトの850℃焼成粉を用いた。フッ素含有量は5w
t%、レーザー回折式粒度分布測定法により平均粒径は
1.5μmであった。バインダー樹脂として日本ポリウ
レタン社製ポリウレタン樹脂N2304及びイソシアネ
ート型硬化剤、溶剤としてMEK/トルエン混合溶剤を
用いて、バストネサイト粉の濃度を10、20、30、
40、50、60、70、80、90vol%とした9
種類の塗料を調製した。これらの組成を有する研磨塗料
をグラビアコーターにより厚さ75μmのPETフィル
ムの上に塗布厚10μmで塗布し、溶剤を乾燥後、60
℃48時間硬化させた後、実験用研磨フィルムとした。
【0017】表1は熱硬化性樹脂塗膜により形成された
研磨フィルムの研磨材濃度の変化による研磨能、塗膜の
耐久性、スクラッチの発生状態の観察結果を示したもの
である。研磨能は面積5cm2 の板ガラスを被研磨物と
して用い、ラップ盤により除去体積量を測定することに
より評価した。研磨条件はラップ盤の回転数を300r
pm、被研磨物の回転数を125rpm、荷重200g
/cm2 研磨時間を60分とした。研磨は研磨液として
水を用い湿式研磨とした。研磨能は研磨量が100×1
-4cm3 以下を研磨能小、100〜250×10-4
3 を研磨能中、250×10-4cm3 以上を研磨能大
と評価した。塗膜の耐久性は○印が非常に良好であるこ
とを示し、△印は良好であることを示し、×印は、耐久
性が不良、すなわち研磨中に塗膜剥がれを生ずることを
示す。また、研磨面のスクラッチ(研磨疵)の発生状態
を目視および光学顕微鏡により観察した。研磨面にスク
ラッチの発生がないものを■印で示し、1〜5個スクラ
ッチが観察されるものを△印、スクラッチが6個以上発
生するものを×印で示した。
【0018】
【表1】 実施No. 砥粒濃度 研磨能 スクラッチの発生状態 塗膜の耐久性 1 10 小 × △ 2 20 中 △ ○ 3 30 中 △ ○ 4 40 大 ○ ○ 5 50 大 ○ ○ 6 60 大 ○ ○ 7 70 大 △ △ 8 80 大 △ △ 9 90 大 × ×
【0019】この表から明らかなように熱硬化性フィル
ムの研磨能、スクラッチの発生状態、塗膜の耐久性は砥
粒濃度が20〜70vol%の範囲で良く、40〜60
vol%で最良好であることが認められた。
【0020】実施例2 本実施例はバストネサイトの焼成温度の変化による研磨
特性を評価したものである。バインダー樹脂は前述の熱
硬化性ポリエステル樹脂を使用した。砥粒濃度は50v
ol%とし、粒径は5μm以下(平均粒径1.5μm)
とした。結果を表2に示す。焼成温度による研磨特性及
びスクラッチの有無研磨条件及び評価法は実施例1と同
様である。フッ素含有量は焼成温度が約750℃までは
約10wt%、850℃では約8wt%に減少し、90
0℃では約4%に減少し、1000℃、1050℃では
約2%に減少した。
【0021】
【表2】 実施No. 焼成温度(℃) 研磨能 スクラッチ発生状態 1 600 小 ○ 2 650 中 ○ 3 700 中 ○ 4 750 大 ○ 5 800 大 ○ 6 850 大 ○ 7 900 大 ○ 8 950 大 △ 9 1000 中 △ 10 1050 小 ×
【0022】焼成温度が750℃よりも低いと、粒子が
結晶化せず、研磨材としては柔らかすぎる為、研磨能が
ない。ところが1050℃になると、結晶粒子が成長し
すぎるため、仕上げ研磨に使用するためには粒子が粗
く、スクラッチが発生しやすい。そこで焼成温度は75
0〜1000℃、好ましくは750〜950℃である。
【0023】実施例3 本実施例は850℃で焼成した粒径5μm以下(平均粒
径1.5μm)のバストネサイト中のフッ素濃度による
研磨特性を評価したものである。フッ素濃度の異なる砥
粒と前記の熱硬化性ポリウレタン樹脂とを砥粒体積濃度
50%で一定にした研磨フィルムを、前述の研磨条件に
より研磨能およびスクラッチの発生状態を評価し結果を
表3に示す。
【0024】
【表3】 実施No. フッ素濃度(wt%) 研磨能 スクラッチの発生状態 1 1.5 小 ○ 2 2 中 ○ 3 3 大 ○ 4 4 大 ○ 5 5 大 ○ 6 6 大 ○ 7 7 大 ○ 8 8 大 ○ 9 9 大 △ 10 10 大 △ 11 11 大 ×
【0025】フッ素濃度が2%以下であると、フッ素中
のフッ素イオンによる化学研磨の働きが弱くなり、また
フッ素濃度が10%以上になると腐食力が強くなり過ぎ
る為、かえって傷の発生の原因となる。このフッ素によ
る化学研磨のメカニズムはフッ素からの微量のフッ素イ
オンが生じ、そのフッ素イオンがSiO2 の表面を化学
研磨すると同時に、研磨材粒子が腐食変質層を機械的に
削り落とすと考えられる。このことは研磨後の廃液より
フッ素イオン及び珪酸イオンがイオンクロマトにより検
出されたことにより確認された。
【0026】実施例4 砥粒濃度50vlo%、焼成温度850℃、フッ素含有
量5wt%、粒径5μm以下(平均粒径1.5μm)の
バストネサイト試料を用い、実施例1の方法で水を使用
しない乾式研磨と水を使用する湿式研磨を行った。結果
を表4に示す。
【0027】
【表4】 実施No. 研磨能 スクラッチの発生状態 1 乾式研磨 小 × 2 湿式研磨 大 ○
【0028】乾式研磨においてはフッ素化合物中のフッ
素がイオン化しない為、化学研磨効果がなくなるためと
考えられる。
【0029】実施例5 本実施例はフッ素含有量5wt%のバストネサイト85
0℃焼成粉を分級し粒径による研磨特性とスクラッチの
発生状態を評価した。ただしウレタン樹脂中のバストネ
サイト粉濃度は50vol%とした。表5の結果を得
た。
【0030】
【表5】 実験No. 粒径 研磨能 スクラッチの発生状態 1 1μm以下 大 ○ 2 3 大 ○ 3 5 大 ○ 4 7 大 ○ 5 8 大 △ 6 10 大 △ 7 11 大 × 8 12 大 ×
【0031】バストネサイト焼成粉の粒径が10μmを
超えるとスクラッチが多発する。従って、粒径は10μ
m以下、好ましくは7μm以下であるである。
【0032】比較例1 砥粒濃度50vol%と一定とし、バストネサイトの8
50℃焼成粉と平均粒子径0.6μmのアルミナを用い
て実施例1による研磨条件で板ガラスを研磨した場合の
研磨時間による除去体積量の変化である。図1から明ら
かなように硬度の高いアルミナ砥粒を用いた場合よりも
バストネサイト850℃焼成粉の方が除去体積量は多
く、従って研磨能が大であることがわかる。この事から
バストネサイト850℃焼成粉中のフッ素によるメカノ
ケミカル研磨効果がガラスの研磨において有効であるこ
とがわかる。
【0033】比較例2 バストネサイト850℃焼成粉の粒子径より大きいアル
ミナ研磨材を用いて実施例1による研磨条件で板ガラス
を60分間研磨し、除去体積と研磨面状態を比較した結
果を表6に示す。硬度が高く、粒径の大きなアルミナ研
磨材を用いてもバストネサイト850℃焼成粉に比較し
除去量が低く、且つ研磨面にはスクラッチが多発した。
表6にバストネサイト焼成粉とアルミナ研磨材を用いた
ラッピングフィルムのガラス除去能力を比較して示す。
この結果からもバストネサイト焼成粉によるメカノケミ
カル研磨は機械的作用が主体の場合に比べ、除去能力、
研磨面品質共に優れていることが確認された。
【0034】
【表6】
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、研磨時の粒子の凝集が
抑制され、被研磨物へのスクラッチが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】比較例1における本発明の研磨粉とアルミナ研
磨粉による除去率を比較するグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塙 健三 埼玉県上尾市原市1333の2三井金属鉱業株 式会社総合研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フィルム基体上に希土類鉱物のフッ化炭
    酸塩鉱物であるバストネサイト(Ce,La)(CO
    3 )Fの焼成粉をバインダー樹脂中に分散させてなる研
    磨層を形成したことを特徴とする研磨フィルム。
  2. 【請求項2】 バストネサイトの焼成温度が750〜1
    000℃であることを特徴とする請求項1に記載の研磨
    フィルム。
  3. 【請求項3】 バストネサイト焼成粉の粒子径が10μ
    m以下である請求項1または2の研磨フィルム。
  4. 【請求項4】 フッ素含有量が2wt%〜10%である
    請求項1ないし3のいずれかに記載の研磨フィルム。
  5. 【請求項5】 バストネサイト焼成粉の塗膜中の濃度は
    20〜80vol%である請求項1ないし4のいずれか
    に記載の研磨フィルム。
  6. 【請求項6】 湿式研磨用途として用いることを特徴と
    する請求項1ないし5のいずれかに記載の研磨フィル
    ム。
JP22968793A 1993-08-24 1993-08-24 研磨フィルム Pending JPH0760651A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1022619A1 (en) * 1999-01-21 2000-07-26 Canon Kabushiki Kaisha Toner and image forming method

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