KR20020005980A - 피연마물 지지재 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20020005980A
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난조모토유키
우치하타고지
우자와아키히코
가나이구니유키
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엔다 나오또
스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤
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가부시키가이샤 유티케이 시스템
가부시키가이샤 시알티
아트라이트 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 금속판 관통 구멍의 내주면을 챔버링 또는 앵커 가공하고, 해당 관통 구멍의 내주면에 열가소성 수지를 사출 성형함으로써, 해당 관통 구멍의 전면에 수지부를 형성하고, 이 수지부의 주변 부분을 남겨 절삭 제거함으로써 피연마물 지지 구멍을 형성한다. 이에따라, 금속판으로 이루어지는 피연마물 지지재에 있어서, 지지 구멍의 내주부에 수지부를 형성할 때, 생산성이 높고 저비용이며, 또한 접착제 등을 사용하지 않아도 수지부가 접착 부분으로부터 탈락하지 않는다.

Description

피연마물 지지재 및 그 제조방법{Support for workpiece to be polished and method for manufacturing the same}
본 발명은 반도체 웨이퍼, 하드 디스크용 알루미늄 디스크나 유리 디스크, 액정 표시용 유리 기판 및 디스크 형상 세라믹스 등으로 이루어지는 디스크 형상 피연마물을 평면 연마 장치로 연마 가공할 때, 피연마물의 지지에 사용되는 피연마물 지지재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
예컨대, 랩판 등의 평면 연마 장치를 사용하여, 반도체 웨이퍼, 하드 디스크용 알루미늄 디스크나 유리 디스크, 액정 표시용 유리 기판 및 디스크 형상 세라믹스 등으로 이루어지는 디스크 형상 피연마물을 연마 가공하는 경우, 상기 피연마물의 지지에 도11에 도시하는 것과 같은 피연마물 지지재가 사용된다. 이 피연마물 지지재(30)는 피연마물(31)을 지지하기 위한 몇∼몇 십개의 구멍의 피연마물 지지 구멍(32)을 가지는 동시에, 평면 연마 장치의 태양 기어 및 내측 톱니 기어와 맞물리는 기어(33)를 외주에 구비한 것이다.
피연마물 지지재로서는 예컨대, SK강이나 스테인레스강과 같은 금속판으로 이루어지는 금속제 지지재, 금속제 지지재의 표면에 수지 코팅을 실시한 지지재(실개소 58-4349호 공보), 탄소 섬유에 수지를 함침시킨 적층판 지지재(특개소 58-143954호 공보) 등이 알려져 있다. 금속판으로 이루어지는 금속제 피연마물 지지재는, 그 후 개발된 수지판으로 이루어지는 피연마물 지지재에 비해 연마 내구성에있어서는 10배 이상의 수명을 가지지만, 피연마물 지지 구멍에서 금속과 피연마물이 접촉함으로써 피연마물에 갈라짐이나 결함 등의 손상을 발생시키는 일이 있어, 연마물의 수율을 대폭 저하시키는 결점을 가지고 있다.
이러한 피연마물의 갈라짐이나 결함 등을 방지하는 대책으로서 피연마물 지지 구멍의 내주에 따라 수지부가 형성된 것이 있는데, 이 피연마물 지지재는 금속판과 동일한 두께의 수지판을 절삭 가공하여, 피연마물 지지 구멍의 내주에 끼워 금속과 수지의 접촉면을 접착제로 고정하는 방법에 의해 제작된 것이었다. 이 피연마물 지지재는 피연마물에 갈라짐이나 결함 등의 손상을 발생시키지 않는다고 하는 점에서는 그나름대로 효과를 발휘하지만, 접착 신뢰성이 부족하고, 수지가 접착 부분으로부터 용이하게 탈락되어 버린다. 또한, 제작 공정이 많고 복잡하며, 생산성이 낮고, 비용이 높아지므로 널리 보급하는데는 부족했다.
따라서, 본 발명의 목적은 금속판으로 이루어지는 피연마물 지지재에서 지지 구멍의 내주부에 수지부를 형성할 때, 생산성이 높고 저비용이며, 또한 접착제 등을 사용하지 않아도 수지가 접착 부분으로부터 탈락하지 않는 피연마물 지지재의 제조방법 및 피연마물 지지재를 제공하는 것에 있다.
이러한 실정에서, 본 발명자 등은 예의 검토를 한 결과, 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판을 준비하고, 해당 관통 구멍의 주변부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하고, 이어서, 해당 관통 구멍의 챔버링 부분 및 관통 부분에 수지를 사출 성형하던지, 혹은 해당 관통 구멍의 내측면에 관통 절결을 다수개 형성하고, 상기 관통 절결에 의해 형성된 돌출부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하던지, 혹은 상기 돌출부의 선단측면에 요철상을 형성하고, 이어서, 해당 관통 구멍의 관통 절결 부분 및 관통 부분에 수지를 사출 성형하던지, 혹은 프리-프레그를 적층 성형하여 가열 가압 프레스함으로써, 가공된 관통 구멍에 수지 혹은 수지 적층 성형물을 형성하고, 이어서, 해당 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지부를 남겨 절삭 제거하면, 생산성이 높고 저비용이며, 또한 수지 또는 수지 적층 성형물이 접착 부분으로부터 탈락하지 않는 피연마물 지지재를 제작할 수 있는 것 등을 발견하여 본 발명을 완성하는데 이르렀다.
즉, 본 발명 (1)은 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판에서, 해당 관통 구멍의 주변부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하고, 그 주변부 및 내주부를 수지 또는 수지 적층 성형물로 피복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명 (2)는 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판에서, 해당 관통 구멍의 내면에 관통의 절결을 다수개 형성하고, 상기 관통의 절결에 의해 형성된 돌출부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하던지, 또는 상기 돌출부의 선단측면에 요철상을 형성하여, 상기 관통 구멍의 주변부 및 내주부를 수지 또는 수지 적층 성형물로 피복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명 (3)은 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가지고, 해당 관통 구멍의 주변부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시한 금속판을 성형 금형에 장착하고, 해당 챔버링부를 포함하는 관통 구멍 부분에 수지를 사출 성형하고, 이어서, 해당 관통 구멍에 성형된 수지를 상기 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지부를 남겨 절삭 제거하여, 피연마물 지지 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명 (4)는 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가지고, 해당 관통 구멍의 내면에 관통의 절결을 다수개 형성하고, 상기 관통의 절결에 의해 형성된 돌출부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하던지, 또는 상기 돌출부의 선단측면에 요철상을 형성한 금속판을 성형 금형에 장착하고, 해당 관통의 절결부를 포함하는 관통 구멍 부분에 수지를 사출 성형하고, 이어서, 해당 관통 구멍에 성형된 수지를 상기 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지부를 남겨 절삭 제거하여, 피연마물 지지 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명 (5)는 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판에서, 해당 관통 구멍의 주변부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하고, 상기 관통 구멍에 해당 관통 구멍 형상의 열경화성 수지 프리프레그를 끼우고, 그 후, 가열 가압 프레스에 의해 해당 관통 구멍의 전면에 수지 적층 성형물을 형성하고, 이어서, 해당 수지 적층 성형물을 상기 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지 적층 성형물을 남겨 절삭 제거하고, 피연마물 지지 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명 (6)은 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판에서, 해당 관통 구멍의 내면에 관통의 절결을 다수개 형성하고, 상기 관통의 절결에 의해 형성된 돌출부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하던지, 또는 상기 돌출부의 선단측면에 요철상을 형성하고, 상기 관통 구멍에 해당 관통 구멍 형상의 열경화성 수지 프리-프레그를 끼우고, 그 후, 가열 가압 프레스에 의해 해당 관통 구멍의 전면에 수지 적층 성형물을 형성하고, 이어서, 해당 수지 적층 성형물을 상기 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지 적층 성형물을 남겨 절삭 제거하고, 피연마물 지지 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조방법을 제공하는 것이다.
도1은 제1 실시 형태예의 피연마물 지지재의 평면도,
도2는 도1의 하나의 지지 구멍의 확대 단면도,
도3은 제1 실시 형태예의 사출 성형전의 관통 구멍의 부분도,
도4는 도2의 A-A선에 따라 본 단면도,
도5은 도2의 B-B선에 따라 본 단면도,
도6은 도4의 챔버링부의 다른 예를 도시하는 도면,
도7은 제2 실시 형태예의 관통 구멍의 사출 성형전의 확대 사시도,
도8은 제2 실시 형태예의 다른 관통 구멍의 사출 성형전의 확대 사시도,
도9는 제2 실시 형태예의 다른 관통 구멍의 사출 성형전의 확대 사시도,
도10은 사출 성형용 금형의 일부를 단면으로 도시하는 정면도,
도11은 종래의 피연마물 지지재의 설명도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 피연마물 지지 구멍 2 : 수지부
3 : 챔버링부 4 : 금속판
5 : 구동용 기어 6 : 앵커
8 : 돌출부 10 : 피연마물 지지재
다음에, 본 발명의 제1 실시 형태의 피연마물 지지재를 도1∼도6을 참조하여 설명한다. 피연마물 지지재(10)는 피연마물(도시하지 않음)을 지지하기 위한 몇∼몇 십개의 구멍(도2에서는 18구멍)의 피연마물 지지 구멍(1)을 가짐과 동시에, 평면 연마 장치의 태양 기어 및 내측 톱니 기어와 맞물리는 구동용 기어(5)를 외주에 구비한 것이다.
피연마물 지지 구멍(1)은 금속판(4)에 형성된 관통 구멍의 주변부(42) 및 내면부(41)가 수지(2)(도2의 사선부 및 도3의 2점 쇄선부)로 피복된 구조이다. 이러한 구조의 피연마물 지지 구멍(1)은 다음과 같이 형성된다. 즉, 우선, 금속판(4)에 피연마물 지지 구멍의 최종 내직경(d1)보다 2∼7㎜ 큰 내직경(d2)의 원형상의 관통 구멍을 형성한다. 관통 구멍의 수는 특별히 제한되지 않고, 몇 구멍에서 몇십 구멍까지 피연마물의 종류에 따라 적절히 선택된다. 이어서, 해당 내직경(d2)의 원형상의 관통 구멍의 내면에 일정한 간격(p)으로 관통의 절결(이하, 「앵커」라고도 한다)(6)을 형성한다. 앵커(6)는 본 제1 실시 형태예에서는 임의의 구성 요소이지만, 후에 사출 성형되는 수지부(2)와 금속판(4)을 강고하게 일체화시키는 점에서 설치하는 것이 바람직하다. 앵커(6)는 설치 수, 절결 형상, 절결 깊이 등은 특별히 제한되지 않고, 적절한 것이 선택된다. 도2에서 앵커(6)의 설치 수는 18, 절결 형상은 사다리꼴 형상, 절결 깊이는(d3-d2)/2이다.
다음에, 관통 구멍(내직경d2)의 원주상의 상측방 코너부 또는 하측방 코너부, 즉, 다수의 관통 절결로 형성되는 돌출부(8)의 상방부 또는 하방부에 챔버링부(3, 3)를 형성한다. 챔버링 처리는 후에 사출 성형되는 수지부(2)가 상측 방향 또는 하측 방향으로 탈락하는 것을 방지한다. 이 챔버링부는 관통 구멍(내직경d2)의 원주상의 상측방 코너부 또는 하측방 코너부중 어느 한쪽 형성이거나, 양방의 형성, 어느쪽이어도 되지만, 어느 한쪽의 챔버링(한쪽면)인 경우, 서로 인접하는 돌출부(8, 8)는 챔버링면이 상하 번갈아 되도록 행하는 것이 수지가 접착면에서 탈락하지 않는 점에서 바람직하다. 챔버링 처리는 전체 원주에 걸쳐도 되고, 불연속으로 원주의 일부분을 가공해도 된다. 챔버링부(3, 3)의 형태로서는 예컨대, 챔버링후의 해당 부분의 단면 형상이 사다리꼴 형상(도3), 직사각형 형상(도6) 및 2차 곡선으로 둘러싸이는 부정형의 형상(도시하지 않음) 등 다양한 것을 채용할 수 있고, 이 중, 사다리꼴 형상의 것이 가공이 용이한 점에서 바람직하다.챔버링부(3, 3)의 형태가 사다리꼴 형상인 경우, 챔버링의 깊이(h1)는 금속판 두께의 1/3이상, 1/2미만 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 판 두께가 0.2㎜ 이하인 경우, 편면만의 챔버링으로 하고, 이 경우, 챔버링 깊이는 금속판 두께의 1/3이상, 1/2미만 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 챔버링부의 반경 방향의 길이는 특별히 제한되지 않지만, 0.1㎜∼판 두께의 2배 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 챔버링부(3, 3)의 표면은 형성되는 수지부의 탈락을 방지하는 것이 목적이므로, 정밀도는 엄밀하게 요구되지 않고, 오히려 표면 거칠기를 크게 하는 것이 수지와의 접착을 강고하게 하는 점에서 바람직하다. 또한, 챔버링 가공 방법으로는 특별히 제한되지 않지만, 숫돌에 의한 연삭법이 가장 간편하고 저비용의 방법인 점에서 적합하다.
다음에, 본 발명의 제2 실시형태의 피연마물 지지재를 도7∼도9를 참조하여 설명한다. 도7은 사출 성형전의 관통 구멍의 부분도, 도8은 사출 성형전의 다른 관통 구멍의 부분도, 도9는 사출 성형전의 다른 관통 구멍의 부분도를 각각 도시한다. 도7∼도9에서, 도3과 동일 구성 요소에는 동일 부호를 붙여, 그 설명을 생략하고, 다른 점에 대해서만 주로 설명한다. 즉, 도7에서, 도3과 다른 점은 관통 구멍의 주변부에 챔버링부가 없고, 또한 관통에 의해 형성되는 돌출부(8)의 선단측면(9)에 경사 세로 방향의 홈부(81)를 형성한 점이다. 이 경사 세로 방향의 홈부(81)는 인접하는 다른 돌출부(8)의 선단측면(9)에서는 그 경사가 반대인 경사 세로 방향의 홈부(81)를 형성하고 있다. 이와같은 교대 경사를 반복함으로써 관통구멍의 접착 부분으로부터 수지가 상측 방향 또는 하측 방향으로 탈락하기 어렵게 된다. 이 돌출부(8)의 선단측면(9)에 형성되는 요철상의 것은 상기 경사 세로 방향의 홈부(81)에 한정되지 않고, 예컨대, 딤플 형상의 요철물(도8), 가로 방향으로 설치되는 돌출 형상물(83a)과 홈부(83b)의 요철물(도9) 등을 들 수 있다. 본 제2 실시 형태예에서는 관통의 절결(앵커(6))이 필수 구성 요소이고, 이에 의해 형성된 돌출부에는 예컨대, 도7∼도9에 도시하는 바와같이 돌출부(8)의 선단 측면(9)에 요철상을 형성하고, 이 관통 구멍의 내주부(41)를 수지로 피복하여 이루어지는 것이다. 또한, 수지는 관통 구멍의 내주부(41)뿐만아니라, 내주부(41)에 연속하는 금속판의 상부 표면이나 하부 표면의 주변부(42)에 매우 얇은 피막이 형성되어도 된다. 또한, 이 돌출부(8)에는, 돌출부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시해도 된다(도시하지 않음). 이러한 챔버링 처리를 행한 경우는 상기의 돌출부(8)의 선단측면(9)에 요철상을 생략하는 것도 가능하다.
본 발명의 피연마물 지지재는 관통 구멍의 주변부 및 내주부를 수지 또는 수지 적층 성형물로 피복하여 이루어지는 것이다. 관통 구멍의 내주부란, 관통 구멍의 내측 단면을 말하고, 관통 구멍의 주변부란, 상기 내주부에 연속하는 금속판의 상부 표면이나 하부 표면의 근방을 말한다. 수지로서는 특별히 제한되지 않지만, 사출 성형법에 의해 제작되는 경우는 열가소성 수지가 우수한 사출 성형성을 나타내는 점에서 바람직하다. 구체적으로는 전방향족 액정 폴리에스테르(LCP), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), 폴리아세테르(P0M), 폴리카보네이트(PC) 등이 강도, 내마모성, 내약품성 및 성형시의 유동성 등의 점에서 바람직하다. 수지는 스트레이트수지(무보강) 또는 단섬유 유리로 보강된 보강 수지중 어느것이나 사용할 수 있다. 스트레이트 수지는 유리 가루의 발생을 방지할 필요가 있는 경우에 사용된다. 또한, 폴리프로필렌(PP)은 강도의 점에서 사용할 수 있는 범위가 한정되지만, 가장 범용적인 수지이고, 또한 성형성, 내약품성, 내마모성에 있어서 뛰어난 성질을 가지고 있는 점에서 사용 가능하다. 기타, 폴리페닐렌술파이드(PPS)도 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서 수지 적층 성형물은 기재가 되는 직포 또는 부직포에 매트릭스 열경화성 수지를 함침시킨 프리-프레그의 적층 성형물을 가열 가압 프레스한 것이다. 매트릭스 열경화성 수지로는 에폭시 수지, 페놀 수지 및 디아릴프탈레이트 수지 등을 들 수 있고, 열경화성 수지를 함침시키는 기재로는 유리 섬유, 액정성 방향족 폴리에스테르 섬유 등의 폴리에스테르 섬유, 아라미드 섬유, 목면 및 셀룰로스 섬유 등을 들 수 있다. 기재에 매트릭스 열경화성 수지를 함침시킨 프리-프레그의 수지 함유량은 특별히 제한되지 않고, 성형후에 요구되는 수지 적층 성형물의 두께에 따라 적절히 조정되는데, 30∼70%의 함침량으로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 본 발명의 제1 실시형태의 피연마물 지지재(10)를 제조하는 제1의 법을 도10을 참조하여 설명한다. 도10은 사출 성형용 금형의 일부를 단면으로 도시하는 정면도이다. 피연마물 지지재(10)는 내직경(d2)의 관통 구멍의 주변부 일부 또는 전부에 챔버링을 실시한 금속판(4)이고, 이를 사출 성형용 금형(20)에 장착하고, 해당 챔버링부(3, 3)를 포함하는 관통 구멍 부분에 수지를 사출 성형하여 제조된다. 사출 성형용 금형(20)은 3플레이트형으로 하고, 고정형(21), 내부형(22), 가동형(23)으로 구성되어 있다. 예컨대, 스풀(24)은 고정형(21)의 중앙에 있고, 런너(25) 및 수지를 주입하는 게이트(도시하지 않음)는 내부형(22)으로 가공되어 있다. 캐비티는 내부형(22), 가동형(23) 및 양자에 끼워지는 금속판의 관통 구멍에 의해 형성된다. 각 관통 구멍(즉 캐비티)에는 3점의 핀 포인트 게이트(26)를 형성함으로써 수지의 주입성을 좋게 하고 있다. 도면 중, P1 및 P2는 파팅 라인이고, 금속판(4)은 파팅 라인(P2)의 부분에 장착된다. 사출 성형되는 수지로는 특별히 제한되지 않지만, 열가소성 수지가 사출 성형되기 쉽다는 점에서 바람직하다. 구체적으로는 전술의 열가소성 수지와 동일한 것을 들 수 있다.
사출 성형에 의해 금속판의 관통 구멍의 내주부, 혹은 내주부 및 그 주변부에 수지가 성형된다. 관통 구멍의 내주부에 성형된 수지는 그 관통 구멍의 내주에 적당한 폭으로 수지 부분을 남겨 절삭 제거함으로써 피연마물 지지 구멍을 형성한다. 이 때 내직경은 피연마물의 연마 공정중에서의 회전운동을 자연스럽게 하기 위해 피연마물의 외직경보다 약간 크게 설정된다. 이와 같이 함으로써, 연마 공정중에 금속판과 피연마물이 직접 접촉되는 일이 없어지고, 손상의 발생을 대폭 저감시킬 수 있다. 또한, 사용이 끝난 금속판은 수지를 제거하여 재이용할 수 있으므로 비용 퍼포먼스에 우수하다.
제2 실시 형태예의 피연마물 지지재를 제조하는 방법은 도7∼도9에서 도시되는 금속판을 성형 금형에 장착하고, 해당 관통의 절결부를 포함하는 관통 구멍 부분에 수지를 사출 성형하여 행하는데, 이 방법에 대해서는 상기와 동일한 방법으로 행해진다. 또한, 사출 성형에 의해 금속판의 관통 구멍의 전면에 수지가 성형되는것은 그 관통 구멍의 내주에 적당한 폭으로 수지부를 남겨 절삭 제거함으로써 피연마물 지지 구멍을 형성하는 것도 동일하다.
다음에, 본 발명의 피연마물 지지재를 제조하는 제2 방법을 설명한다. 우선, 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판에서, 해당 관통 구멍의 주변부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하고, 예컨대, 도3에 도시하는 챔버링된 관통 구멍을 얻고, 이어서, 열경화성 수지 프리-프레그를 적절한 매수로 적층하고, 상기 관통 구멍의 형상으로 가공한 것을 상기 관통 구멍에 끼우고, 상하로 이형(離型) 필름을 붙이며, 그 후, 가열 가압 프레스에 의해 해당 관통 구멍의 전면에 수지 적층 성형물을 형성한다. 이 상태에서 관통 구멍은 완전히 수지 적층 성형물로 막히고, 또한 관통 구멍의 주변부의 챔버링 부분에도 수지 적층 성형물이 피복된다. 이어서, 관통구멍을 막고 있는 수지 적층 성형물을 상기 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지 적층 성형물을 남겨 절삭 제거하고, 내직경(d1)의 피연마물 지지 구멍을 형성한다. 또한, 예컨대, 도7∼도9에 도시하는 것과 같은 관통의 절결이 실시된 관통 구멍에 대해서도 상기와 같은 방법으로 상기 관통 구멍에 수지 적층 성형물을 형성할 수 있고, 동일한 절삭 공정을 거쳐 금속판에 내직경(d1)의 피연마물 지지 구멍을 형성할 수 있다. 이 제2의 제조 방법에 의하면, 공정수는 약간 증가하지만, 접착제를 사용하는 일이 없고, 간편한 방법에 의해 수지 적층 성형물이 접착 부분으로부터 탈락되지 않게 할 수 있다.
(실시예)
다음에, 실시예를 들어, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하는데, 이는 단지 예시이고, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
실시예1
판두께 0.5㎜의 스테인레스 강판에 200매의 톱날형이 가공된 최외 직경 427㎜ 톱날 바닥 직경 417㎜인 원판내에 18구멍의 관통 구멍이 가공된 것으로, 관통 구멍은 70㎜ø(d2)의 크기이고 또한 그 주위에 18개의 앵커가 형성된 것이다(도1 및 도2). 이 관통 구멍의 상측방 코너부 및 하측방 코너부(앵커 부분을 제외하고)를 연삭 숫돌에 의해 챔버링 처리를 행했다. 챔버링 처리후의 단면 형상은 도3∼도5에 도시하는 것과 같은 형태이고, 챔버링 깊이(h2)는 약 0.2㎜였다. 이어서, 상기 금속판을 금형에 장착했다. 금형에의 장착은 도8에서 P2 즉 내부형과 가동형의 사이에 금속판을 끼도록 행했다. 수지는 전방향족 액정 폴리에스테르(「스미커수퍼 LCP-E7008」스미토모화학 제)를 사용하여 사출 성형하여, 피연마물 지지재(1)를 얻었다. 사출 성형기는 도시바 기계 IS450F를 사용하고, 성형조건은 실린더 온도 360℃, 금형 온도 80℃, 성형 시간 30초/1사이클로 했다.
실시예2
전방향족 액정 폴리에스테르(「스미커수퍼 LCP-E7008」: 스미토모화학 제) 대신에, 폴리카보네이트(「유피론 S-3000」: 미츠비시 엔지니어링 플라스틱 제)를 사용한 이외는 실시예1과 동일한 방법으로 피연마물 지지재(2)를 얻었다. 또, 성형 조건은 실린더 온도 280℃, 금형 온도 65℃, 성형 시간 30초/1 사이클로 했다.
실시예3
전방향족 액정 폴리에스테르(「스미커수퍼 LCP-E7008」: 스미토모화학 제) 대신에, 폴리부틸렌텔레프탈레이트(「플러넉 BT-1000」 : 대일본잉크화학사 제)를 사용한 이외는 실시예1과 동일하게 하여 피연마물 지지재(3)를 얻었다. 또, 성형 조건은 실린더 온도 230℃, 금형 온도 65℃, 성형 시간 30초/1사이클로 했다.
실시예4
전방향족 액정 폴리에스테르(「스미커수퍼 LCP-E7008」: 스미토모화학 제) 대신에 폴리페닐렌술파이드(「다이콤프 FZ1130」: 대일본잉크화학사 제)를 사용한 이외는 실시예1과 동일한 방법으로 피연마물 지지재(4)를 얻었다. 또, 성형 조건은 실린더 온도 320℃ 금형 온도 130℃, 성형 시간 30초/1 사이클로 했다.
실시예5
전방향족 액정 폴리에스테르(「스미커수퍼 LCP-E7008」: 스미토모화학 제) 대신에 폴리아세탈(「쥬라콤 M-450-44」: 폴리플라스틱사 제)를 사용한 이외는 실시예1과 동일한 방법으로 피연마물 지지재(5)를 얻었다. 또, 성형 조건은 실린더 온도 200℃ 금형 온도 75℃, 성형 시간 30초/1 사이클로 했다.
실시예6
전방향족 액정 폴리에스테르(「스미커수퍼 LCP-E7008」: 스미토모화학 제) 대신에 폴리프로필렌(「노브렌 AX568」 : 스미토모화학 제)를 사용한 이외는 실시예1과 동일한 방법으로 피연마물 지지재(6)를 얻었다. 또, 성형 조건은 실린더 온도 180℃, 금형 온도 50℃, 성형 시간 30초/1 사이클로 했다.
실시예7
비스페놀계 에폭시 수지(「AER 8011」아사히치바사 제)를 매트릭스 수지로 하여 유리 섬유 기재(「KS 1220」가네보사 제)에 함침, 건조시키고, 성형후의 두께가 0.1㎜이 되는 프리-프레그를 작성했다. 이를 금속판의 관통 구멍의 형상에 꿰뚫어, 5매를 중첩해 실시예1과 동일한 형상으로 챔버링된 관통 구멍에 끼웠다. 이어서, 이 상하에 이형(離型) 필름을 붙이고, 다시 이를 2매의 SUS판 사이에 끼워 성형 프레스에 삽입하여, 가열 가압하에서, 관통 구멍의 전면에 수지 적층 성형물을 형성했다. 관통 구멍을 막도록 형성된 수지 적층 성형물을 관통 구멍의 주위에 적당한 폭으로 수지 적층 성형물을 남겨 절삭 제거하고, 피연마물 지지 구멍을 형성함으로써 피연마물 지지재를 얻었다.
실시예8
페놀 수지(몰비 1.2, 암모니아 촉매 사용 ; 자사 제)를 매트릭스 수지로서 목면 직포 기재(「BC-500 E」노무라공업사 제)에 함침, 건조시켜 성형후의 두께가 0.1㎜이 되는 프리-프레그를 작성하고, 이후는 실시예7과 동일한 방법으로 피연마물 지지 구멍을 형성하여 피연마물 지지재를 얻었다.
실시예9
디아릴프탈레이트 수지(「DT-170」東都화성사 제)를 매트릭스 수지로서 폴리에스테르 직포 기재(「T-11263」 帝人사 제)에 함침, 건조시키고 성형후의 두께가 0.1㎜이 되는 프리-프레그를 작성하고, 이후는 실시예7과 동일한 방법으로 피연마물 지지 구멍을 형성하여 피연마물 지지재를 얻었다.
비교예1
금속판으로서, 관통 구멍의 주위에 챔버링을 실시하지 않은 것을 사용하고, 수지로서는 폴리아세탈(「쥬라콤 M-450-44」: 폴리플라스틱 제)를 이용하여 실시예1과 동일한 방법으로 피연마물 지지재(7)를 얻었다. 성형 조건은 실린더 온도 200℃, 금형 온도 75℃, 성형 시간 30초/1 사이클로 했다.
다음에, 상기 방법으로 얻어진 피연마물 지지재(1∼10)를 완전히 동일한 위치가 되도록 중첩시켜 밀링 머신을 이용하여 수지 부분의 중심에 66mmø의 관통 구멍을 가공하여 피연마물 지지 구멍을 형성했다. 이들의 피연마물 지지재(1∼10)를 다음에 도시하는 연마 시험에 제공했다.
(연마 시험)
상기 피연마물 지지재를 1매씩 이용하여 알루미늄 디스크의 폴리싱을 280배치 반복하고, 거기서 테스트를 중단하고, 피연마물 지지 구멍의 수지부분의 상태와 피연마물의 외관을 현미경으로 관찰한다. 또한, 연마액은 「FGL-3700」(후지미인코포레이티드사 제)를 사용했다.
연마 시험의 결과, 피연마물에는 갈리짐, 결함은 인지되지 않았고, 스크래치 손상도 인지되지 않았다. 피연마물 지지재의 수지 부분의 관찰 결과를 표1에 표시했다. 표1의 결과의 종합평가는 이 용도에서의 실용성을 판정한 것으로, 절대적인 것은 아니다. 기호「△」인 것이라도 부하가 보다 적은 용도이면 실용할 수 있는 가능성은 있다.
(표1)
종합 판정 관찰 결과
실시예1 ◎ 변화 무
실시예2 Ｏ 백색 현탁액, 18구멍 전체에 카드시어 드루프가 있었다.
실시예3 ◎ 변화 무
실시예4 Ｏ 4구멍에 크랙(탈락은 없었다)
실시예5 ◎ 변화 무
실시예6 △ 18구멍 전체 변형파 유
실시예7 ◎ 변화 무
실시예8 ◎ 변화 무
실시예9 ◎ 변화 무
비교예1 × 121 배치에서 탈락 1차 테스트 중지8구멍 상/하 방향으로 위치 어긋남 유
본 발명의 피연마물 지지재는 피연마물을 지지하기 위해 관통 구멍을 가공한 금속판에 있어서, 해당 관통 구멍의 주변부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하고, 그 주변부 및 내주부를 수지 또는 수지 적층 성형물로 피복하던지, 혹은 해당 관통 구멍의 내면에 앵커를 다수개 설치하고, 상기 앵커에 의해 형성된 돌출부의 일부 또는 전부에 챔버링을 형성하고, 상기 관통 구멍의 주변부 및 내주부를 수지 또는 수지 적층 성형물로 피복하고 있으므로, 피연마물을 연마하였을 때, 피연마물을 손상시키지 않음은 물론, 수지나 수지 적층 성형물의 탈락이 없다. 또한, 수지부가 마모되는 등에 의해 사용할 수 없게 되어도, 수지부를 제거하면 재이용할 수 있으므로, 비용적으로도 자원 절약 차원에서 유익하다.

Claims (13)

  1. 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판에 있어서, 해당 관통 구멍의 주변부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하고, 그 주변부 및 내주부를 수지 또는 수지 적층 성형물로 피복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재.
  2. 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판에서, 해당 관통 구멍의 내면에 관통의 절결을 다수개 형성하고, 상기 관통의 절결에 의해 형성된 돌출부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하던지, 또는 상기 돌출부의 선단측면에 요철상을 형성하여, 상기 관통 구멍의 주변부 및 내주부를 수지 또는 수지 적충 성형물로 피복하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수지가 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수지가 전방향족 액정 폴리에스테르(LCP), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(POM) 또는 폴리카보네이트(PC)인 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수지가 단섬유 유리로 보강된 보강 수지 또는 무보강의 스트레이트 수지인 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수지 적층 성형물이 기재로 되는 직포 또는 부직포에 매트릭스 열경화성 수지를 함침시킨 프리-프레그의 적층 성형물을 가열 가압 프레스한 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재.
  7. 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가지고, 해당 관통 구멍의 주변부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시한 금속판을 성형 금형에 장착하고, 해당 챔버링부를 포함하는 관통 구멍 부분에 수지를 사출 성형하고, 이어서, 해당 관통 구멍에 성형된 수지를 상기 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지부를 남겨 절삭 제거하고, 피연마물 지지 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조방법.
  8. 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가지고, 해당 관통 구멍의 내면에 관통의 절결을 다수개 형성하고, 상기 관통의 절결에 의해 형성된 돌출부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하던지, 또는 상기 돌출부의 선단측면에 요철 형상을 형성한 금속판을 성형 금형에 장착하고, 해당 관통의 절결부를 포함하는 관통 구멍 부분에 수지를 사출 성형하고, 이어서, 해당 관통 구멍에 성형된 수지를 상기 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지부를 남겨 절삭 제거하여, 피연마물 지지 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 수지가 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조방법.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 수지가 전방향족 액정 폴리에스테르(LCP), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(POM) 또는 폴리카보네이트(PC)인 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조방법.
  11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 수지가 단섬유 유리로 보강된 보강수지 또는 무보강의 스트레이트 수지인 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조방법
  12. 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판에서, 해당 관통 구멍의 주변부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하고, 상기 관통 구멍에 해당 관통 구멍 형상의 열경화성 수지 프리-프레그를 끼우고, 그 후, 가열 가압 프레스에 의해 해당 관통 구멍의 전면에 수지 적층 성형물을 형성하고, 이어서, 해당 수지 적층 성형물을 상기 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지 적층 성형물을 남겨 절삭 제거하여, 피연마물 지지 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조방법.
  13. 피연마물을 지지하기 위한 관통 구멍을 가공한 금속판에서, 해당 관통 구멍의 내면에 관통의 절결을 다수개 형성하고, 상기 관통의 절결에 의해 형성된 돌출부의 일부 또는 전부에 챔버링을 실시하거나, 또는 상기 돌출부의 선단측면에 요철형상을 형성하고, 상기 관통 구멍에 해당 관통 구멍 형상의 열경화성 수지 프리-프레그를 끼우고, 그 후, 가열 가압 프레스에 의해 해당 관통 구멍의 전면에 수지 적층 성형물을 형성하고, 이어서, 해당 수지 적층 성형물을 상기 관통 구멍의 내주부에 필요량의 수지 적층 성형물을 남겨 절삭 제거하고, 피연마물 지지 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하는 피연마물 지지재의 제조방법.
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