KR20180030968A - 연마 패드 및 연마 방법 - Google Patents

Abstract

표면에 볼록부 및 오목부의 적어도 한쪽을 갖는 연마 대상물의 연마에 있어서, 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분이나 오목부의 내면까지 충분히 연마하는 것이 가능한 연마 패드를 제공한다. 연마 패드는, 길이 2㎜ 이상의 섬유(12)의 복수가 기초부(11)의 표면에 입모된 입모부(1)를 갖고, 섬유(12)의 질량이 250g/㎡ 이상이다. 이 연마 패드는, 금속, 합금 또는 금속 산화물 재료를 함유하며 또한 표면에 볼록부(21) 및 오목부(22)의 적어도 한쪽을 갖는 연마 대상물(2)의 연마에 사용된다.

Description

연마 패드 및 연마 방법

본 발명은 연마 패드 및 연마 방법에 관한 것이다.

예를 들어 스웨이드로 구성된 종래의 연마 패드를 사용하여, 표면에 볼록부를 갖는 연마 대상물을 연마하면, 연마 대상물의 대부분의 표면은 연마할 수 있기는 하지만, 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분에 대해서는, 연마 패드의 변형성이 불충분하기 때문에 연마 패드가 접촉되지 않아, 충분히 연마할 수 없는 경우가 있었다.

섬유가 입모된 입모부를 갖는 포백(예를 들어 특허문헌 1을 참조)을 연마 패드로서 사용하면, 입모부는 변형성이 높기 때문에, 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분에도 입모부가 접촉할 가능성이 있다. 그러나, 특허문헌 1에 개시된 포백을 연마 패드로서 사용한 연마에서는, 볼록부의 형상이나 크기에 따라서는, 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분을 충분히 연마할 수 없는 경우가 있었다.

표면에 오목부를 갖는 연마 대상물을 연마하는 경우도 마찬가지이며, 스웨이드로 구성된 종래의 연마 패드를 사용한 연마나 특허문헌 1에 개시된 포백을 연마 패드로서 사용한 연마로는, 오목부의 내면까지 충분히 연마할 수 없는 경우가 있었다.

일본 특허 공개 공보 2010년 제53502호

그래서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하여, 표면에 볼록부 및 오목부의 적어도 한쪽을 갖는 연마 대상물의 연마에 있어서, 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분이나 오목부의 내면까지 충분히 연마하는 것이 가능한 연마 패드 및 연마 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 관한 연마 패드는, 금속, 합금 또는 금속 산화물 재료를 함유하며 또한 표면에 볼록부 및 오목부의 적어도 한쪽을 갖는 연마 대상물의 연마에 사용되고, 길이 2㎜ 이상의 섬유의 복수가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖고, 섬유의 질량이 250g/㎡ 이상임을 요지로 한다.

또한, 본 발명의 다른 형태에 관한 연마 방법은, 상기 일 형태에 관한 연마 패드를 사용하여 연마 대상물을 연마하는 것을 요지로 한다.

본 발명에 따르면, 표면에 볼록부 및 오목부의 적어도 한쪽을 갖는 연마 대상물의 연마에 있어서, 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분이나 오목부의 내면까지 충분히 연마하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 관한 연마 패드의 일 실시 형태를 설명하는 도면이다.
도 2는 표면에 볼록부를 갖는 연마 대상물을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 관한 연마 방법의 일 실시 형태를 설명하는 도면이며, 표면에 볼록부를 갖는 연마 대상물을 연마하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 표면에 오목부를 갖는 연마 대상물을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 관한 연마 방법의 일 실시 형태를 설명하는 도면이며, 표면에 오목부를 갖는 연마 대상물을 연마하는 방법을 설명하는 도면이다.

본 발명의 일 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 본 발명의 일례를 나타낸 것이며, 본 발명은 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 형태에는 다양한 변경 또는 개량을 가하는 것이 가능하고, 그와 같은 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명에 포함될 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 연마 패드는, 길이 L이 2㎜ 이상인 섬유(12)의 복수가 기초부(11)의 표면에 입모된 입모부(1)를 갖고 있다. 기초부(11)의 표면에 입모되어 있는 길이 L이 2㎜ 이상인 섬유(12)의 질량은 250g/㎡ 이상이다.

스웨이드, 부직포, 폴리우레탄 등으로 구성된 종래의 연마 패드를 사용하여, 도 2에 도시한 바와 같은 표면에 볼록부(21)를 갖는 연마 대상물(2)이나, 도 4에 도시한 바와 같은 표면에 오목부(22)를 갖는 연마 대상물(2)을 연마하면, 연마 패드의 변형성이 불충분하기 때문에 연마 패드의 형상이 볼록부(21)나 오목부(22)의 형상을 추종할 수 없어, 연마 대상물(2)의 표면 중 볼록부(21)의 근방 부분(즉, 볼록부(21)의 기단부의 주변 부분)이나 오목부(22)의 내면에는 연마 패드가 접촉되지 않아, 연마할 수 없는 경우가 있었다.

그러나, 상기와 같은 구성의 본 실시 형태의 연마 패드를 사용하여, 표면에 볼록부(21) 및 오목부(22)의 적어도 한쪽을 갖는 연마 대상물(2)을 연마하면, 섬유(12)가 변형되어 입모부(1)가 오목해져, 볼록부(21)나 오목부(22)의 형상을 추종하기 때문에, 연마 대상물(2)의 표면 중 볼록부(21)의 근방 부분이나 오목부(22)의 내면에도 연마 패드가 접촉되어, 충분히 연마하는 것이 가능하다.

또한, 스웨이드는 입모부를 갖고 있지 않고, 다수의 포어를 갖는 발포 폴리우레탄층이 기재 위에 설치된 것이다. 이 발포 폴리우레탄층의 두께는, 통상은 1㎜ 이하, 커도 2㎜ 미만이다.

이하, 본 실시 형태의 연마 패드, 연마 대상물, 연마 방법 등에 대하여, 더욱 상세하게 설명한다.

(1) 연마 패드에 대하여

섬유(12)의 길이 L은, 연마 대상물(2)의 표면 중 볼록부(21)의 근방 부분이나 오목부(22)의 내면을 충분히 연마할 수 있도록, 볼록부(21)나 오목부(22)의 형상이나 크기에 따라 선택할 수 있다. 섬유(12)의 길이 L이 2㎜ 이상이면(보다 바람직하게는 10㎜ 이상이면), 연마 패드의 변형성이 충분해지기 때문에, 다양한 형상, 크기의 볼록부(21)나 오목부(22)를 추종하여 연마 패드가 변형되어, 연마 대상물(2)의 표면 중 볼록부(21)의 근방 부분이나 오목부(22)의 내면을 충분히 연마할 수 있다.

또한, 섬유(12)의 길이 L은 볼록부(21)의 높이나 오목부(22)의 깊이에 따라 선택되는데, 예를 들어 볼록부(21)의 높이나 오목부(22)의 깊이가 1㎜ 이상으로 크면, 섬유의 길이 L은 5.5㎜ 이상으로 긴 편이 바람직하고, 볼록부(21)의 높이나 오목부(22)의 깊이가 0.5㎜ 이하로 작으면, 섬유의 길이 L은 3㎜ 이상으로 짧아도 상관없다. 기초부(11)의 표면에 입모되는 섬유의 길이에 대해서는, 모든 섬유가 동일한 길이여도 되지만, 상이한 길이의 섬유가 혼재되어 있어도 된다. 또한, 기초부(11)의 표면에 입모되는 섬유는, 길이 L이 2㎜ 이상인 섬유(12)뿐이어도 되지만, 길이 L이 2㎜ 이상인 섬유(12)와 길이 L이 2㎜ 미만인 섬유의 양쪽이어도 된다.

또한, 기초부(11)의 표면에 입모되어 있는 길이 L이 2㎜ 이상인 섬유(12)의 질량이 250g/㎡ 이상이면, 긴 섬유(12)의 양이 충분해지기 때문에, 연마 대상물(2)의 표면 중 볼록부(21)의 근방 부분이나 오목부(22)의 내면을 충분히 연마하는 것이 가능해진다. 또한, 기초부(11)의 표면에 입모되어 있는 길이 L이 2㎜ 이상인 섬유(12)의 질량은, 500g/㎡ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 800g/㎡ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 기초부(11)의 표면에 입모되어 있는 길이 L이 2㎜ 이상인 섬유(12)의 개수는 1000개/㎠ 이상으로 해도 된다. 기초부(11)의 표면에 입모되어 있는 길이 L이 2㎜ 이상인 섬유(12)의 개수가 1000개/㎠ 이상이면, 긴 섬유(12)의 양(밀도)이 충분해지기 때문에, 연마 대상물(2)의 표면 중 볼록부(21)의 근방 부분이나 오목부(22)의 내면을 충분히 연마하는 것이 가능해진다.

또한, 기초부(11)의 표면에 입모되어 있는 길이 L이 2㎜ 이상인 섬유(12)의 개수는, 2000개/㎠ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 4000개/㎠ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 5000개/㎠ 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 섬유(12)는, 하나하나 따로따로 기초부(11)에 설치해도 되고, 복수개를 묶어 결속물로 하거나 또는 복수개를 서로 꼬아 끈모양의 것으로 하고 이 결속물 또는 끈모양의 것의 복수를 기초부(11)에 설치해도 된다. 복수개의 섬유를 서로 꼬면 강도가 증가되기 때문에 연마 속도가 향상되고, 꼬지 않으면 섬유가 연마 대상물에 접촉하는 횟수가 증가되기 때문에, 연마 후의 연마 대상물의 표면 조도가 저감되고 광택도가 증가되는 경우가 있다. 결속물 또는 끈모양의 것을 기초부(11)에 설치하는 경우에는, 상기한 섬유(12)의 개수는, 결속물, 끈모양의 것의 수가 아니라, 섬유(12)의 개수를 의미한다.

또한, 기초부(11)의 표면에 입모되어 있는 섬유(12)의 길이 L은, 볼록부(21)의 높이 또는 오목부(22)의 깊이 5.5배 이상으로 해도 된다. 이와 같은 구성이면, 기초부(11)의 표면에 입모되어 있는 섬유(12)의 길이가, 볼록부(21)의 높이 또는 오목부(22)의 깊이에 비하여 충분히 큰 것이 되므로, 연마 패드의 변형성이 보다 높아진다. 따라서, 볼록부(21)나 오목부(22)를 추종하여 연마 패드가 충분히 변형되어, 연마 대상물(2)의 표면 중 볼록부(21)의 근방 부분이나 오목부(22)의 내면을 보다 충분히 연마할 수 있다. 또한, 기초부(11)의 표면에 입모되어 있는 섬유(12)의 길이 L은, 볼록부(21)의 높이 또는 오목부(22)의 깊이 7배 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

기초부(11)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니며, 부직포 등의 포나, 마 등의 천연 소재나, 고무 등의 수지 등을 사용할 수 있다.

또한, 섬유(12)의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니나, 울, 견, 마, 목면, 마모, 돈모, 산양모, 벨라모, 퍼킨, 야자 섬유, 양치 등의 천연 섬유나, 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리락트산 등), 폴리아미드(나일론, 아라미드 등), 폴리이미드, 폴리비닐알코올, 폴리올레핀(폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 멀티 필라멘트, 폴리프로필렌 등), 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리페닐렌술피드, 불소 수지(폴리불화비닐리덴 등) 등의 합성 섬유나, 금속 섬유, 탄소 섬유 등을 사용할 수 있다.

천연 섬유 중에서는, 강도가 강한 점에서 울이 바람직하다. 단, 기초부(11)로부터 섬유(12)가 빠지기 어려움(내구성 등)을 고려하면, 천연 섬유보다도 합성 섬유가 더 빠지기 어렵기 때문에, 합성 섬유가 더 바람직하고, 그 중에서도 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌이 더욱 바람직하다. 또한, 섬유(12)는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위 내에 있어서, 필요에 따라 미세공 형성제, 염료, 착색 방지제, 열 안정제, 형광 증백제, 소광제, 착색제, 제습제, 무기 미립자, 지립 및 수지로부터 선택되는 1종 이상을 함유하고 있어도 된다.

또한, 섬유(12)의 굵기나 형상은 특별히 한정되는 것은 아니나, 섬유(12)의 굵기에 대해서는, 200㎛ 이하가 바람직하고, 100㎛ 이하가 보다 바람직하다. 섬유(12)가 가는 쪽이 연마 대상물(2)에 흠집이 생기기 어려운 것 외에도, 연마 대상물(2)의 볼록부(21)나 오목부(22)의 형상에 따라 추종하기 쉽다. 또한, 섬유(12)의 굵기는, 10㎛ 이상이 바람직하고, 15㎛ 이상이 보다 바람직하고, 20㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 섬유(12)가 너무 가늘면 연마력이 약해져, 충분한 연마 속도를 얻지 못하는 경우가 있다. 또한, 섬유(12)가 굵은 편이 연마 내성이 우수하여 마모되기 어려워, 연마포로서의 수명이 길어지는 경우가 있다. 또한, 섬유(12)의 굵기는, 섬유(12)의 긴 변 방향 전체에 걸쳐 균일해도 되지만, 균일하지 않아도 된다. 예를 들어, 섬유(12)의 선단이 가늘거나, 굵거나, 둥글거나 하여, 섬유(12)의 근원과 선단에서 굵기가 상이해도 지장없다.

섬유(12)의 형상에 대해서는, 직선상으로 연장된 섬유, 물결 형상을 이루는 섬유, 루프상의 섬유(하나의 섬유를 구부려 대략 타원 형상 또는 대략 역U자 형상으로 형성하고, 예각으로 만곡된 부분이 선단이 되도록 기초부(11)에 설치하는 것) 등을 사용할 수 있다. 직선상으로 연장된 섬유 및 물결 형상을 이루는 섬유에 있어서는, 그 선단에 각부가 형성되어 있는 경우는 연마 속도가 높아지고, 그 선단이 둥글게 형성되어 있는 경우는 연마 대상물에 흠집을 내기 어렵다. 루프상의 섬유는, 그 선단은 둥글므로, 연마 대상물에 흠집을 내기 어렵다.

단, 연마 대상물과 점접촉하여 접점이 많기 때문에 연마 대상물의 접촉 횟수가 증가되어 연마 후의 연마 대상물의 표면 조도가 저감되고 광택도가 증가되는 경우가 있다는 관점에서는, 루프상의 섬유보다도 직선상으로 연장된 섬유 및 물결 형상을 이루는 섬유가 더 바람직하고, 직선상으로 연장된 섬유 또는 물결 형상을 이루는 섬유이며 또한 섬유의 선단이 꼬아져 있지 않아 삭모상으로 풀어지는 형상의 것이 더욱 바람직하다. 루프상의 섬유는, 연마 대상물과 선접촉하기 때문에, 접촉 면적이 넓어 연마 속도가 향상되는 경우가 있다. 또한, 루프상의 섬유는, 그 형상으로부터 쿠션성을 갖기 때문에, 섬유가 쓰러지기 어려운 경우가 있다. 단, 루프상의 섬유는, 마찰이 높기 때문에, 직선상으로 연장된 섬유나 물결 형상을 이루는 섬유와 비교하면, 연마 후의 연마 대상물의 표면 조도는 악화되는 경우가 있다.

또한, 섬유(12)의 단면 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 원형, 타원형, 다각형(삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등), 편평형(선상), 중공(중공부의 수는 특별히 한정되지 않고 하나여도 되고 복수여도 된다) 등이어도 된다. 혹은, 섬유(12)의 단면 형상은, C자형, H자형, I자형, L자형, N자형, S자형, T자형, U자형, V자형, W자형, X자형, Y자형, 성형(성형의 변의 수는 3개 이상이면 몇이어도 된다) 등이어도 된다.

나아가, 섬유(12)의 단면 형상은, 원형 또는 다각형의 코어부(중공이어도 된다)의 외주로부터 핀부가 방사상으로 연장된 형상이나, 중심점으로부터 핀부가 방사상으로 연장된 형상이어도 된다. 핀부의 수는 특별히 한정되는 것은 아니며, 하나여도 되고 복수여도 된다. 또한, 핀부의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 직선형, 곡선형, 굴곡선형, 분지선형을 들 수 있다.

나아가, 섬유(12)의 단면 형상은, 복수(예를 들어 2개 또는 3개)의 단위 부분이 조합된 형상(즉, 복수의 부분으로 분열된 형상)이어도 된다. 복수의 단위 부분은 모두 동일한 단면 형상이어도 되고, 상이한 단면 형상이어도 된다. 단위 부분의 단면 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 섬유(12)의 단면 형상으로서 상기에 열거한 각 단면 형상을 채용 가능하다. 예를 들어, 섬유(12)의 단면 형상은, 단면 형상이 C자형, V자형, Y자형, Z자형 등의 단위 부분이 복수 조합된 형상이어도 된다.

섬유(12)의 선단 형상에 대해서는, 모든 섬유의 선단이 동일한 형상이어도 되고, 상이한 선단 형상을 갖는 섬유가 혼재되어 있어도 된다.

또한, 섬유(12)의 표면은, 평탄형이어도 되지만 요철을 갖고 있어도 된다.

또한, 섬유(12)는, 하나하나 따로따로 기초부(11)에 설치해도 되고, 복수개를 묶어 결속물로 하거나 또는 복수개를 서로 꼬아 끈모양의 것으로 하고 이 결속물 또는 끈모양의 것의 복수를 기초부(11)에 설치해도 된다.

이러한 본 실시 형태의 연마 패드로서, 카펫(융단)을 이용할 수 있다. 카펫의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 직물, 자수, 접착, 편직, 압축, 식모 등의 방법을 사용하여 제조된 것을 이용할 수 있다. 직물로 제조된 카펫으로서는, 터프트 카펫, 윌손 방직, 쟈가드 방직, 액스민스터 카펫 등의 기계 방직 카펫이나, 중국 양탄자, 파키스탄 융단 등의 수제 카펫을 들 수 있다. 자수로 제조된 카펫으로서는 훅 드래그 등을 들 수 있다. 접착으로 제조된 카펫으로서는 본디드 카펫 등을 들 수 있다. 편직으로 제조된 카펫으로서는 니트 카펫 등을 들 수 있다. 압축으로 제조된 카펫으로서는 니들 펀치 카펫 등을 들 수 있다. 식모로 제조된 카펫으로서는 정전 식모 카펫 등을 들 수 있다.

혹은, 본 실시 형태의 연마 패드로서, 브러시와 같이, 다이 시트(기초부)에 섬유를 식모한 것을 이용할 수 있다. 식모 방법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 다이 시트에 구멍을 형성하고, 그 구멍에 섬유의 일단부를 삽입하고, 금속제 또는 수지제의 핀으로 고정하거나, 열이나 접착제로 접착하거나 함으로써 고정해도 된다.

또한, 본 실시 형태의 연마 패드는, 기초부(11)의 섬유(12)가 입모되는 측과는 반대측에 탄성체를 포함하는 탄성층을 형성한 다층 구조를 갖고 있어도 된다. 도 1을 참조하여 설명하면 시트상의 기초부(11)가 갖는 2개의 주면 중 섬유(12)가 입모되는 측의 주면과는 반대측의 주면에, 탄성체를 포함하는 탄성층(도시하지 않음)이 적층되어 있어도 된다. 탄성층이 형성되어 있음으로써, 연마 대상물(2)의 볼록부(21)나 오목부(22)의 형상에 대한 연마 패드의 추종성(변형성)이 향상된다.

탄성체의 예로서는, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 클로로프렌 러버, 에틸렌/프로필렌 러버, 부틸 러버, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, EPDM 중합체, 에틸렌-아세트산비닐, 네오프렌, 멜라민, 폴리에틸렌, 스티렌/부타디엔 공중합체 등의 수지를 발포시킨 수지 발포체를 포함하는 스펀지를 들 수 있다.

스펀지의 셀수, 원두께에 대한 압축비, 형상, 발포 전의 수지의 밀도는 특별히 한정되는 것은 아니며, 연마 패드의 용도 등에 맞게 적절히 선택하면 된다.

탄성층은, 스펀지 단체로 구성해도 되고, 필요에 따라 쿠션재나 보강재 등의 다른 소재와 조합하여 구성해도 된다.

탄성층의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니나, 0.1㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1㎜ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 탄성층이 얇으면 충분한 쿠션성이 발현되지 못할 우려가 있다. 또한, 탄성층의 두께는 20㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 15㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 탄성층이 두꺼우면, 연마 패드의 연마 장치에 대한 설치가 곤란해질 우려가 있다. 또한, 연마 시에 발생하는 열이 축열되어, 연마 온도가 너무 높아질 우려가 있다. 탄성층의 두께는, 연마 대상물의 요철 높이나 크기에 따라 바꾸어도 되고, 탄성층의 두께를 상기에 나타낸 수치 범위 밖으로 할 수도 있다.

또한, 섬유(12)에는, 기초부(11)에 설치한 후에, 그 표면에 하기와 같은 처리를 실시해도 된다. 즉, 섬유(12)의 표면에, 증기 처리, 셔링, 머서라이즈, 코팅, 유연화 처리, 모할 처리, 기모 처리 등을 실시해도 된다. 이들 처리를 실시함으로써, 섬유(12)에 특정한 기능이 부여되거나, 섬유(12)의 표면이 균일화되거나, 섬유(12)의 표면이 평활화되거나, 섬유(12)가 유연화되거나, 섬유(12)가 압축되거나 한다.

(2) 연마 대상물에 대하여

연마 대상물(2)의 표면에 형성되는 볼록부(21) 및 오목부(22)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 실시 형태의 연마 패드를 사용하면, 다양한 형상의 볼록부(21)의 근방 부분이나 오목부(22)의 내면을 충분히 연마할 수 있다. 볼록부(21) 및 오목부(22)의 형상의 예로서는, 원추형, 원뿔대형, 원기둥형, 각추형, 각추대형, 각기둥형, 구형, 반구형, 침형, 부정형 등을 들 수 있다.

또한, 연마 대상물(2)의 표면에 형성되는 볼록부(21) 및 오목부(22)의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 실시 형태의 연마 패드를 사용하면, 다양한 크기의 볼록부(21)의 근방 부분이나 오목부(22)의 내면을 충분히 연마할 수 있다. 예를 들어, 연마 대상물(2)의 표면에 대하여 수직을 이루는 위치의 시점으로부터 볼록부(21) 또는 오목부(22)를 본 경우의 수직 투영도에 있어서의 볼록부(21) 또는 오목부(22)의 투영 면적이 0.1㎠ 이상으로 되는 크기의 볼록부(21) 또는 오목부(22)라도, 그 근방 부분 또는 내면을 충분히 연마할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 볼록부 및 오목부는, 상기한 투영 면적이, 연마에 사용되는 연마 패드보다도 작은 것에 한정된다. 즉, 연마 대상물의 표면에 형성되어 있는 큰 굴곡 형상이나 큰 파장의 곡면은, 상기한 투영 면적이 연마 패드보다도 큰 경우가 있으므로, 본 발명에 있어서의 볼록부 및 오목부에는 포함되지 않는 것으로 한다.

또한, 연마 대상물(2)의 표면에 형성되는 볼록부(21)의 높이나 오목부(22)의 깊이는 특별히 한정되는 것은 아니며, 본 실시 형태의 연마 패드를 사용하면, 다양한 높이의 볼록부(21)의 근방 부분이나 다양한 깊이의 오목부(22)의 내면을 충분히 연마할 수 있다. 예를 들어, 볼록부(21)의 높이 및 오목부(22)의 깊이는 0.1㎜ 이상이어도 되고, 0.5㎜ 이상이어도 되고, 1㎜ 이상이어도 된다. 단, 본 실시 형태의 연마 패드는, 볼록부(21)의 높이 또는 오목부(22)의 깊이가 0.5㎜ 이상인 경우에 특히 적합하다.

이와 같이, 본 실시 형태의 연마 패드를 사용하면, 상기와 같은 형상, 크기, 높이의 볼록부(21) 및 오목부(22)의 적어도 한쪽을 표면에 갖는 연마 대상물(2)이어도, 연마 대상물(2)의 표면 중 볼록부(21)의 근방 부분이나 오목부(22)의 내면을 충분히 연마할 수 있다. 단, 본 실시 형태의 연마 패드는, 표면에 볼록부 및 오목부를 갖고 있지 않은 연마 대상물(표면 전체가 평탄상인 연마 대상물)의 연마에도 적합하게 사용할 수 있다.

연마 대상물의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니며, 단체 실리콘, 실리콘 화합물, 금속, 합금, 금속 산화물, 단결정 화합물(예를 들어 사파이어, 질화갈륨), 유리 등을 들 수 있다.

단체 실리콘으로서는, 예를 들어 단결정 실리콘, 다결정 실리콘(폴리실리콘), 아몰퍼스 실리콘 등을 들 수 있다. 또한, 실리콘 화합물로서는, 예를 들어 질화규소, 이산화규소(예를 들어, 테트라에톡시실란(TEOS)을 사용하여 형성되는 이산화규소 층간 절연막), 탄화규소 등을 들 수 있다.

또한, 금속으로서는, 예를 들어 텅스텐, 구리, 알루미늄, 하프늄, 코발트, 니켈, 티타늄, 탄탈룸, 금, 은, 백금, 팔라듐, 로듐, 루테늄, 이리듐, 오스뮴, 철, 크롬, 마그네슘 등을 들 수 있다. 이들 금속은, 합금(예를 들어 스테인리스강) 또는 금속 화합물의 형태로 포함되어 있어도 된다.

합금 재료는, 주성분이 되는 금속종에 기초하여 명칭이 부여된다. 금속이나 합금 재료의 주성분으로서는, 예를 들어 알루미늄, 티타늄, 철, 니켈, 구리를 들 수 있다. 합금 재료로서는, 예를 들어 알루미늄 합금, 티타늄 합금, 스테인리스강(철을 주성분으로 한다), 니켈 합금, 구리 합금을 들 수 있다.

알루미늄 합금은, 알루미늄을 주성분으로 하고, 주성분의 금속종과는 상이한 금속종으로서, 예를 들어 규소, 철, 구리, 망간, 마그네슘, 아연 및 크롬 중 적어도 1종을 더 함유한다. 알루미늄 합금 중의 알루미늄 이외의 금속종의 함유량은, 예를 들어 0.1질량％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.1질량％ 이상 10질량％ 이하이다. 알루미늄 합금의 예로서는, 일본 공업 규격(JIS)의 H4000:2006, H4040:2006 및 H4100:2006에 기재되어 있는 합금 번호 2000번대, 3000번대, 4000번대, 5000번대, 6000번대, 7000번대, 8000번대의 것을 들 수 있다.

티타늄 합금은, 티타늄을 주성분으로 하고, 주성분이 되는 금속종과는 크게 상이한 비커스 경도를 갖는 원소로서, 예를 들어 알루미늄, 철, 바나듐 등이 함유된다. 티타늄 합금은, 티타늄에 대하여, 주성분이 되는 금속종과는 크게 상이한 비커스 경도를 갖는 원소를, 바람직하게는 3.5 내지 30질량％ 함유한다. 이러한 티타늄 합금으로서는, 예를 들어 JIS H4600:2012에 의한 종류에 있어서, 11 내지 23종, 50종, 60종, 61종, 80종 등이 알려져 있다.

스테인리스강은, 철을 주성분으로 하고, 주성분이 되는 금속종과는 크게 상이한 비커스 경도를 갖는 원소로서, 예를 들어 크롬, 니켈, 몰리브덴, 망간 등이 함유된다. 스테인리스강은, 철에 대하여, 주성분이 되는 금속종과는 크게 상이한 비커스 경도를 갖는 원소를, 바람직하게는 10 내지 50질량％ 함유한다. 이러한 스테인리스강으로서는, 예를 들어 JIS G4303:2005에 의한 종류의 기호에 있어서, SUS201, 303, 303Se, 304, 304L, 304NI, 305, 305JI, 309S, 310S, 316, 316L, 321, 347, 384, XM7, 303F, 303C, 430, 430F, 434, 410, 416, 420J1, 420J2, 420F, 420C, 631J1 등이 알려져 있다.

니켈 합금은, 니켈을 주성분으로 하고, 주성분이 되는 금속종과는 크게 상이한 비커스 경도를 갖는 원소로서, 예를 들어 철, 크롬, 몰리브덴, 코발트 등이 함유된다. 니켈 합금은, 니켈에 대하여, 주성분이 되는 금속종과는 크게 상이한 비커스 경도를 갖는 원소를, 바람직하게는 20 내지 75질량％ 함유한다. 이러한 니켈 합금으로서는, 예를 들어 JIS H4551:2000에 의한 합금 번호에 있어서, NCF600, 601, 625, 750, 800, 800H, 825, NW0276, 4400, 6002, 6022 등이 알려져 있다.

구리 합금은, 구리를 주성분으로 하고, 주성분이 되는 금속종과는 크게 상이한 비커스 경도를 갖는 원소로서, 예를 들어 철, 납, 아연, 주석 등이 함유된다. 구리 합금은, 구리에 대하여, 주성분이 되는 금속종과는 크게 상이한 비커스 경도를 갖는 원소를, 바람직하게는 3 내지 50질량％ 포함한다. 구리 합금으로서는, 예를 들어 JIS H3100:2006에 의한 합금 번호에 있어서, C2100, 2200, 2300, 2400, 2600, 2680, 2720, 2801, 3560, 3561, 3710, 3713, 4250, 4430, 4621, 4640, 6140, 6161, 6280, 6301, 7060, 7150, 1401, 2051, 6711, 6712 등이 알려져 있다.

마그네슘 합금은, 마그네슘을 주성분으로 하고, 주성분의 금속종과는 상이한 금속종으로서, 예를 들어 알루미늄, 아연, 망간, 지르코늄 및 희토류 원소 중 적어도 1종을 더 함유한다. 마그네슘 합금 중의 마그네슘 이외의 금속종의 함유량은, 예를 들어 0.3질량％ 이상 10질량％ 이하이다. 마그네슘 합금의 예로서는, 일본 공업 규격(JIS)의 H4201:2011, H4203:2011 및 H4204:2011에 기재되어 있는 합금 번호 AZ10, 31, 61, 63, 80, 81, 91, 92 등을 들 수 있다.

금속 산화물은, 금속 혹은 반금속의 산화물 또는 이들의 복합 산화물이며, 예를 들어 주기율표의 제3족, 제4족, 제13족의 원소로부터 선택되는 1종 이상의 금속 혹은 반금속의 산화물 또는 이들의 복합 산화물을 들 수 있다. 구체적으로는, 산화규소(실리카), 산화알루미늄(알루미나), 산화티타늄(티타니아), 산화지르코늄(지르코니아), 산화갈륨, 산화이트륨(이트리아), 산화게르마늄 외에도, 이들의 복합 산화물을 들 수 있다. 이들 금속 산화물 중에서는, 특히 산화규소, 산화알루미늄(커런덤 등), 산화지르코늄, 산화이트륨이 적합하다.

또한, 연마 대상물이 함유하는 금속 산화물은, 복수의 금속 또는 반금속의 산화물 혼합물이어도 되고, 복수의 복합 산화물의 혼합물이어도 되고, 금속 또는 반금속의 산화물과 복합 산화물의 혼합물이어도 된다. 또한, 연마 대상물이 함유하는 금속 산화물은, 금속 혹은 반금속의 산화물 또는 복합 산화물과, 그 이외의 종류의 재료(예를 들어 금속, 탄소, 세라믹)의 복합 재료여도 된다.

또한, 연마 대상물이 함유하는 금속 산화물은, 단결정, 다결정, 소결체(세라믹) 등의 형태여도 된다. 금속 산화물이 이와 같은 형태인 경우에는, 연마 대상물을, 그 전체가 금속 산화물을 포함하는 것으로 할 수 있다. 혹은, 연마 대상물이 함유하는 금속 산화물은, 순금속이나 합금을 양극 산화 피막 처리함으로써 형성되는 양극 산화 피막의 형태여도 된다. 즉, 연마 대상물이 함유하는 금속 산화물은, 순금속이나 합금의 양극 산화 피막, 금속의 표면에 형성된, 그 금속 자체가 산화된 산화물이어도 된다.

금속 산화물이 이와 같은 형태인 경우에는, 연마 대상물을, 그의 일부분이 금속 산화물을 포함하고, 그의 다른 부분이 다른 재질을 포함하는 것으로 할 수 있다. 금속 산화물이 양극 산화 피막인 경우에는, 연마 대상물은, 그 표면을 포함하는 일부분이 금속 산화물을 포함하고, 그 다른 부분이 순금속 또는 합금을 포함하는 것이다.

양극 산화 피막의 예로서는, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화마그네슘 또는 산화지르코늄으로 구성되는 피막을 들 수 있다.

또한, 금속 산화물과는 상이한 종류의 재질(예를 들어 금속, 탄소, 세라믹)의 기재의 표면에, 용사(예를 들어 플라스마 용사, 프레임 용사), 도금, 화학적 증착(CVD), 물리적 증착(PVD) 등의 피막 처리에 의해 피막을 형성함으로써, 연마 대상물을 구성해도 된다.

용사로 형성되는 피막의 예로서는, 산화알루미늄, 산화지르코늄 또는 산화이트륨으로 구성되는 금속 산화물 피막을 들 수 있다.

도금으로 형성되는 피막의 예로서는, 아연, 니켈, 크롬, 주석, 구리 또는 그의 합금으로 구성되는 금속 피막을 들 수 있다.

화학적 증착으로 형성되는 피막의 예로서는, 산화규소, 산화알루미늄 또는 질화규소로 구성되는 세라믹 피막을 들 수 있다.

물리적 증착으로 형성되는 피막의 예로서는, 구리, 크롬, 티타늄, 구리 합금, 니켈 합금 또는 철 합금으로 구성되는 금속 피막을 들 수 있다.

(3) 연마 대상물의 연마 방법에 대하여

본 실시 형태의 연마 패드를 사용한 연마 대상물의 연마는, 통상의 연마에 사용되는 연마 장치나 연마 조건에 의해 행할 수 있다.

예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 연마 대상물(2)의 볼록부(21)가 형성된 표면을 연마 패드의 입모부(1)에 누르면, 섬유(12)가 변형되어 입모부(1)의 일부분이 오목해져, 볼록부(21)의 형상을 추종하기 때문에, 연마 대상물(2)의 표면 중 볼록부(21)의 근방 부분에도 연마 패드(섬유(12))가 접촉된다. 따라서, 이 상태에서 연마 대상물(2)과 연마 패드를 상대 이동시켜 마찰하면, 볼록부(21)의 근방 부분을 포함하는 연마 대상물(2)의 표면 전체가 연마된다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 연마 대상물(2)의 오목부(22)가 형성된 표면을 연마 패드의 입모부(1)에 누르면, 섬유(12)가 변형되어 입모부(1)의 일부분이 오목해져, 오목부(22)의 형상을 추종하기 때문에, 연마 대상물(2)의 표면 중 오목부(22)의 내면에도 연마 패드(섬유(12))가 접촉된다. 따라서, 이 상태에서 연마 대상물(2)과 연마 패드를 상대 이동시켜 마찰하면, 오목부(22)의 내면을 포함하는 연마 대상물(2)의 표면 전체가 연마된다.

본 실시 형태의 연마 패드를 사용하여 연마 대상물(2)을 연마할 때에는, 지립, 첨가제, 액상 매체 등을 함유하는 연마용 조성물을, 연마 대상물(2)과 연마 패드 사이에 개재시켜 연마를 행해도 된다.

지립의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 산화알루미늄, 산화규소, 산화세륨, 산화지르코늄, 지르코늄, 산화티타늄, 산화망간, 탄화규소, 탄화붕소, 탄화티타늄, 질화티타늄, 질화규소, 붕화티타늄, 붕화텅스텐 등을 들 수 있다.

이들 중에서도, 입수의 용이함과 비용으로 인하여, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 지르코늄(지르코늄 샌드), 탄화규소, 산화규소가 바람직하고, 산화알루미늄, 산화규소가 특히 바람직하다.

또한, 지립의 평균 2차 입자 직경은 10㎛ 이하가 바람직하고, 5㎛ 이하가 보다 바람직하고, 3㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 1㎛ 이하가 특히 바람직하다. 지립의 평균 2차 입자 직경이 작은 쪽이, 연마 후의 연마 대상물의 표면에 생긴 흠집이 적어, 표면 조도가 저감되어, 보다 평활해지는 경향이 있다. 또한, 지립의 평균 2차 입자 직경은, 예를 들어 동적 광 산란법, 레이저 회절법, 레이저 산란법, 세공 전기 저항법 등에 의해 측정할 수 있다.

또한, 한정은 되지 않지만, 상기 지립을 사용하여 연마된 연마 대상물의 표면 조도 Ra는, 예를 들어 알루미나 지립을 사용했을 때는 50㎚ 이하, 실리카 지립을 사용했을 때는 20㎚ 이하가 된다. 또한, 표면 조도 Ra는, 촉침식이나 레이저식의 측정기를 사용하여 측정할 수 있다.

연마용 조성물 중의 지립 농도는 45질량％ 이하가 바람직하고, 25질량％ 이하가 더욱 바람직하다. 지립의 농도가 낮을수록, 분산성이 좋아 비용 저감을 할 수 있다. 또한, 연마용 조성물 중의 지립 농도는 2질량％ 이상이 바람직하고, 10질량％ 이상이 더욱 바람직하다. 지립의 농도가 높을수록 연마 속도가 상승한다.

또한, 첨가제의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 pH 조정제, 착화제, 에칭제, 산화제, 수용성 고분자, 방식제, 킬레이트제, 분산 보조제, 방부제, 방미제 등의 첨가제를, 소망에 따라 연마용 조성물에 첨가해도 된다.

이들 각종 첨가제는, 연마용 조성물에 있어서 통상 첨가할 수 있는 것으로서 많은 특허문헌 등에 있어서 공지이며, 첨가제의 종류 및 첨가량은 특별히 한정되는 것은 아니다. 단, 이들 첨가제를 첨가하는 경우의 첨가량은, 연마용 조성물 전체에 대하여, 각각 1질량％ 미만인 것이 바람직하고, 각각 0.5질량％ 미만인 것이 보다 바람직하다. 이들 첨가제는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

[연마용 조성물의 pH]

연마용 조성물의 pH에 특별히 제한은 없지만, 산성 또는 알칼리성인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 산성인 경우에는 pH5 이하가 바람직하고, pH3 이하가 보다 바람직하다. 알칼리성인 경우에는 pH8 이상이 바람직하고, pH9.5 이상이 보다 바람직하다.

pH는 연마용 조성물의 1성분인 산 또는 그의 염에 의해 제어할 수 있지만, 그 이외의 공지의 산, 염기 또는 이들의 염을 사용함으로써도 제어할 수 있다.

[pH 조정제]

pH 조정제로서, 공지의 산, 염기 또는 이들의 염을 사용할 수 있다. pH 조정제로서 사용할 수 있는 산으로서는, 무기산 및 유기산을 들 수 있다. 무기산으로서는, 예를 들어 염산, 황산, 질산, 불산, 붕산, 탄산, 차아인산, 아인산 및 인산 등을 들 수 있다. 또한, 유기산으로서는, 예를 들어 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 2-메틸부티르산, n-헥산산, 3,3-디메틸부티르산, 2-에틸부티르산, 4-메틸펜탄산, n-헵탄산, 2-메틸헥산산, n-옥탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산, 글리콜산, 살리실산, 글리세린산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 프탈산, 말산, 타르타르산, 시트르산, 락트산, 디글리콜산, 2-푸란카르복실산, 2,5-푸란디카르복실산, 3-푸란카르복실산, 2-테트라히드로푸란카르복실산, 메톡시아세트산, 메톡시페닐아세트산 및 페녹시아세트산 등을 들 수 있다.

pH 조정제로서 사용할 수 있는 염기로서는, 지방족 아민, 방향족 아민 등의 아민, 수산화 제4 암모늄 등의 유기 염기, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속의 수산화물, 알칼리 토금속의 수산화물 및 암모니아 등을 들 수 있다.

또한, 상기의 산 대신에 또는 상기한 산과 조합하여, 상기 산의 암모늄염이나 알칼리 금속염 등의 염을 pH 조정제로서 사용해도 된다. 특히, 약산과 강염기의 염, 강산과 약염기의 염 또는 약산과 약염기의 염의 경우에는, pH의 완충 작용을 기대할 수 있고, 또한 강산과 강염기의 염 경우에는, 소량으로, pH뿐만 아니라 전도도의 조정이 가능하다. pH 조정제의 첨가량은 특별히 한정되는 것은 아니며, 연마용 조성물이 원하는 pH가 되도록 적절히 조정하면 된다.

[착화제]

착화제의 예로서는, 무기산, 유기산, 아미노산, 니트릴 화합물 및 킬레이트제 등을 들 수 있다. 무기산의 구체예로서는, 황산, 질산, 붕산, 탄산 등을 들 수 있다. 유기산의 구체예로서는, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 2-메틸부티르산, n-헥산산, 3,3-디메틸부티르산, 2-에틸부티르산, 4-메틸펜탄산, n-헵탄산, 2-메틸헥산산, n-옥탄산, 2-에틸헥산산, 벤조산, 글리콜산, 살리실산, 글리세린산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 말레산, 프탈산, 말산, 타르타르산, 시트르산, 락트산 등을 들 수 있다. 메탄술폰산, 에탄 술폰산 및 이세티온산 등의 유기 황산도 사용 가능하다. 무기산 또는 유기산 대신 혹은 무기산 또는 유기산과 조합하여, 무기산 또는 유기산의 알칼리 금속염 등의 염을 사용해도 된다. 이들 착화제 중에서도 글리신, 알라닌, 말산, 타르타르산, 시트르산, 글리콜산, 이세티온산 또는 이들의 염이 바람직하다.

킬레이트제의 예로서는, 글루콘산 등의 카르복실산계 킬레이트제나, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리메틸테트라아민 등의 아민계 킬레이트제나, 에틸렌디아민사아세트산, 니트릴로삼아세트산, 히드록시에틸에틸렌디아민삼아세트산, 트리에틸렌테트라민육아세트산, 디에틸렌트리아민오아세트산 등의 폴리아미노폴리카르복실산계 킬레이트제를 들 수 있다. 또한, 2-아미노에틸포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노트리(메틸렌포스폰산), 에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산), 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산), 에탄-1,1-디포스폰산, 에탄-1,1,2-트리포스폰산, 메탄히드록시포스폰산, 1-포스포노부탄-2,3,4-트리카르복실산 등의 유기 포스폰산계 킬레이트제나, 페놀 유도체나, 1,3-디케톤 등도, 킬레이트제의 예로서 들 수 있다.

[에칭제]

연마용 조성물에는, 필요에 따라 연마 대상물(예를 들어 합금 재료)의 용해를 촉진하는 에칭제를 더 첨가해도 된다.

에칭제의 예로서는, 질산, 황산, 인산 등의 무기산이나, 아세트산, 시트르산, 타르타르산, 메탄술폰산 등의 유기산이나, 수산화칼륨, 수산화나트륨 등의 무기 알칼리나, 암모니아, 아민, 제4급 암모늄 수산화물 등의 유기 알칼리 등을 들 수 있다.

[산화제]

연마용 조성물에는, 필요에 따라 연마 대상물(예를 들어 합금 재료)의 표면을 산화시키는 산화제를 더 첨가해도 된다.

산화제의 예로서는, 과산화수소, 과아세트산, 과탄산염, 과산화요소, 과염소산염, 과황산염, 질산, 과망간산칼륨 등을 들 수 있다.

[수용성 고분자]

수용성 고분자로서는, 예를 들어 폴리아크릴산 등의 폴리카르복실산, 폴리 포스폰산, 폴리스티렌술폰산 등의 폴리술폰산, 잔탄 검, 알긴산나트륨 등의 다당류, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌글리콜, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 소르비탄모노올레에이트, 단일종 또는 복수종의 옥시알킬렌 단위를 갖는 옥시알킬렌계 중합체 등을 들 수 있다. 또한, 상기한 화합물의 염도 수용성 고분자로서 적합하게 사용할 수 있다.

[방식제]

연마용 조성물에는, 필요에 따라, 연마 대상물(예를 들어 합금 재료)의 표면의 부식을 억제하는 방식제를 더 첨가해도 된다.

방식제의 예로서는, 아민류, 피리딘류, 테트라페닐포스포늄염, 벤조트리아졸류, 트리아졸류, 테트라졸류, 벤조산 등을 들 수 있다.

[분산 보조제]

연마용 조성물에는, 필요에 따라, 지립의 응집체의 재분산을 용이하게 하는 분산 보조제를 더 첨가해도 된다.

분산 보조제의 예로서는, 피로인산염, 헥사메타인산염 등의 축합 인산염 등을 들 수 있다.

[계면 활성제]

계면 활성제로서는, 비이온성 계면 활성제, 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 양쪽성 계면 활성제를 들 수 있다. 비이온성 계면 활성제로서는, 에테르형, 에테르에스테르형, 에스테르형, 질소 함유형을 들 수 있고, 음이온성 계면 활성제로서는, 카르복실산염, 술폰산염, 황산에스테르염, 인산에스테르염을 들 수 있다. 또한, 양이온성 계면 활성제로서는, 지방족 아민염, 지방족 4급 암모늄염, 염화벤잘코늄염, 염화벤제토늄, 피리디늄염, 이미다졸리늄염을 들 수 있고, 양쪽성 계면 활성제로서는, 카르복시베타인형, 아미노카르복실산염, 이미다졸리늄베타인, 레시틴, 알킬아민옥사이드를 들 수 있다.

[방부제, 방미제]

연마용 조성물에는, 필요에 따라, 방부제, 방미제를 더 첨가해도 된다.

방부제의 예로서는, 차아염소산나트륨 등을 들 수 있다.

방미제의 예로서는, 옥사졸리딘-2,5-디온 등의 옥사졸린 등을 들 수 있다.

연마용 조성물은, 각 성분을 분산 또는 용해하기 위한 분산매 또는 용매로서 액상 매체를 더 함유한다. 액상 매체의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 물, 유기 용제 등을 들 수 있다. 액상 매체는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 되는데, 물을 함유하는 것이 바람직하다. 다른 성분의 작용을 저해하는 것을 억제한다는 관점에서, 불순물을 가능한 한 함유하지 않는 물이 바람직한데, 구체적으로는 이온 교환 수지로 불순물 이온을 제거한 후, 필터를 통하여 이물을 제거한 순수나 초순수 또는 증류수가 바람직하다.

또한, 본 실시 형태의 연마 패드를 사용하여 연마를 행하는 공정의 전 공정 및 후속 공정의 적어도 한쪽에 있어서, 스웨이드, 부직포, 폴리우레탄 등으로 구성된 일반적인 연마 패드를 사용한 연마를 행해도 된다. 예를 들어, 전 공정의 연마에서는 예비적 연마를 행하고, 후속 공정의 연마에서는 마무리 연마를 행해도 된다.

또한, 본 실시 형태의 연마 방법은, 정반이 하측에 있고, 연마 대상물은 상측에 있고, 수계의 연마용 조성물을 연속적으로 공급하면서 연마하는 방법에 대하여, 보다 적합하다. 생산성의 관점에서, 연마 대상물은 1회의 연마로 복수개 연마할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 생산성의 관점에서, 연마 패드를 부착하는 정반 직경은, 300㎜ 이상이 바람직하고, 600㎜ 이상이 더욱 바람직하다.

또한, 본 실시 형태의 연마 패드를 사용한 연마 대상물의 연마에는, 편면 연마 장치, 양면 연마 장치 등을 사용할 수 있다.

편면 연마 장치는, 연마 대상물을 보유 지지하는 홀더와, 연마 패드가 장착되는 1개의 정반과, 홀더 및 정반을 회전시키는 회전 기구를 구비하고 있다. 또한, 연마 패드 및 정반의 크기는, 연마 대상물보다도 크다. 그리고, 홀더에 상기 연마 대상물을 보유 지지시켜, 정반에 본 실시 형태의 연마 패드를 장착한 뒤, 회전 기구에 의해 홀더 및 정반을 회전시키면서, 연마 대상물을 연마 패드에 접촉시키면, 연마 대상물이 갖는 복수의 면 중 연마 패드에 대향하는 면만을 연마할 수 있다. 본 실시 형태의 연마 패드를 사용한 연마 대상물의 연마는, 편면 연마 장치뿐만 아니라, 양면 연마 장치, 핸드 폴리셔, 연마 테이프 등을 사용하여 행할 수도 있지만, 생산성의 관점에서, 편면 연마 장치 또는 양면 연마 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

〔실시예〕

이하에 실시예를 나타내고, 표 1을 참조하면서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 다양한 연마 패드를 사용하여, 표면에 볼록부를 갖는 연마 대상물의 연마를 행했다.

실시예 1, 2는, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 폴리에스테르제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖는 것이다. 섬유의 굵기(직경), 길이, 질량, 개수는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

실시예 3은, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 울제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖는 것이다. 섬유의 굵기, 길이, 질량, 개수는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

실시예 4는, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 2종의 울제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖는 것이다. 즉, 한쪽의 울제 섬유는 직선상으로 연장된 섬유이며, 다른 쪽의 울제 섬유는 루프상의 섬유이다. 섬유의 굵기, 길이, 질량, 개수는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

실시예 5는, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 아크릴제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖는 것이다. 섬유의 굵기, 길이, 질량, 개수는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

실시예 6은, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 나일론제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖는 것이다. 섬유의 굵기, 길이, 질량, 개수는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

실시예 7 내지 9 및 실시예 11 내지 13은, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 폴리에스테르제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖고, 시트상의 기초부가 갖는 2개의 주면 중 섬유가 입모되는 측의 주면과는 반대측의 주면에, 발포 폴리우레탄을 포함하는 탄성층이 적층된 것이다. 섬유의 굵기, 길이, 질량, 개수와, 탄성층의 두께는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

실시예 10은, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 폴리에스테르제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖는 것이다. 섬유의 굵기, 길이, 질량, 개수는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

실시예 14는, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 나일론제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖고, 시트상의 기초부가 갖는 2개의 주면 중 섬유가 입모되는 측의 주면과는 반대측의 주면에, 발포 폴리우레탄을 포함하는 탄성층이 적층된 것이다. 섬유의 굵기, 길이, 질량, 개수와, 탄성층의 두께는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

실시예 15는, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 울제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖고, 시트상의 기초부가 갖는 2개의 주면 중 섬유가 입모되는 측의 주면과는 반대측의 주면에, 발포 폴리우레탄을 포함하는 탄성층이 적층된 것이다. 섬유의 굵기, 길이, 질량, 개수와, 탄성층의 두께는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

비교예 1은, 일반적인 스웨이드제의 연마 패드를 사용한 예이다. 표 1에 나타내고 있는 비교예 1에 있어서의 섬유의 길이 및 질량은, 스웨이드의 발포 폴리우레탄층의 두께 및 질량을 의미하고 있다.

비교예 2는, 연마 패드로서 카펫을 이용한 예이며, 폴리에스테르제 섬유가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖는 것이다. 섬유의 길이, 질량, 개수는, 표 1에 나타내는 바와 같다.

이어서, 사용한 연마 대상물에 대하여 설명한다. 연마 대상물의 형상은 세로 60㎜, 가로 60㎜, 두께 10㎜의 판상이며, 그 재질은 합금 번호 7000번대의 알루미늄 합금이다. 또한, 연마 대상물의 판면에는, 직경 10㎜, 높이 1㎜의 대략 원기둥상의 볼록부가 2개 형성되어 있다. 2개의 볼록부는, 판면의 4개의 각부 중 대각선상의 2개의 각부의 근방 부분에 각각 형성되어 있다.

이러한 연마 대상물의 볼록부가 형성되어 있는 측의 판면을, 실시예 1 내지 15 및 비교예 1, 2의 연마 패드를 사용하여 각각 연마했다. 연마에 있어서는, 연마 대상물과 연마 패드 사이에 슬러리상의 연마용 조성물을 개재시켰다. 이 연마용 조성물은, 평균 2차 입자 직경 1.3㎛의 알루미나 분말을 물에 분산시키고, 거기에 시트르산을 농도가 3.5g/L가 되도록 용해시킨 것이다.

연마 조건은 이하와 같다.

(연마 조건)

연마 장치: 편면 연마 장치(정반의 직경: 380㎜)

연마 하중: 18.1㎪(185gf/㎠)

정반의 회전 속도: 90min^-1

연마 속도(선속도): 71.5m/분

연마 시간: 10분간

연마용 조성물의 공급 속도: 40mL/분

연마가 종료되면, 연마 대상물의 연마 전후의 질량차로부터 연마 속도를 산출했다. 연마 속도를 표 1에 나타낸다.

또한, 연마 대상물의 표면을 눈으로 관찰하여, 연마 대상물의 표면 중 충분히 연마되지 않은 부분이 존재하는지 여부를 확인했다. 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분에, 충분히 연마되지 않은 부분이 존재한 경우에는, 충분히 연마된 부분과 볼록부의 기단부 사이의 거리를 측정했다. 그리고, 그 측정 결과(거리)로부터, 하기의 기준에 기초하여, 볼록부의 형상에 대한 연마 패드의 추종성(연마 패드의 변형성)을 평가했다.

즉, 충분히 연마된 부분과 볼록부의 기단부 사이의 거리가 3㎜ 이상인 경우는, 연마 패드의 추종성이 불량하다고 평가하고, 표 1에 있어서는 ×표로 나타냈다. 또한, 동일 거리가 2㎜ 이상 3㎜ 미만인 경우는, 연마 패드의 추종성이 양호하다고 평가하고, 표 1에 있어서는 △표로 나타냈다. 또한, 동일 거리가 0.5㎜ 이상 2㎜ 미만인 경우에는, 연마 패드의 추종성이 보다 양호하다고 평가하고, 표 1에 있어서는 ○표로 나타냈다. 또한, 동일 거리가 0.5㎜ 미만인 경우는 연마 패드의 추종성이 특히 양호하다고 평가하고, 표 1에 있어서는 ◎표로 나타냈다.

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 15는, 연마 패드의 추종성이 양호하여, 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분까지 충분히 연마되었다. 이에 반하여, 비교예 2는, 섬유의 질량이 작기 때문에, 연마 패드의 추종성이 불량해져, 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분이 충분히 연마되지 않았다. 또한, 비교예 1은, 스웨이드제의 연마 패드이기 때문에, 연마 패드의 추종성이 불량해져, 연마 대상물의 표면 중 볼록부의 근방 부분이 충분히 연마되지 않았다.

1: 입모부
2: 연마 대상물
11: 기초부
12: 섬유
21: 볼록부
22: 오목부

Claims (14)

1. 금속, 합금 또는 금속 산화물 재료를 함유하며 또한 표면에 볼록부 및 오목부의 적어도 한쪽을 갖는 연마 대상물의 연마에 사용되고, 길이 2㎜ 이상의 섬유의 복수가 기초부의 표면에 입모된 입모부를 갖고, 상기 섬유의 질량이 250g/㎡ 이상인, 연마 패드.
2. 제1항에 있어서, 상기 섬유의 길이가 10㎜ 이상인, 연마 패드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 섬유의 질량이 800g/㎡ 이상인, 연마 패드.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유의 개수가 1000개/㎠ 이상인, 연마 패드.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유의 개수가 4000개/㎠ 이상인, 연마 패드.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기초부의 상기 섬유가 입모되는 측과는 반대측에 탄성체를 포함하는 탄성층을 형성한 다층 구조를 갖는, 연마 패드.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 볼록부의 높이 또는 상기 오목부의 깊이가 0.1㎜ 이상인, 연마 패드.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유의 길이가 상기 볼록부의 높이 또는 상기 오목부의 깊이 5.5배 이상인, 연마 패드.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 대상물의 표면에 대하여 수직을 이루는 위치의 시점으로부터 상기 볼록부 또는 상기 오목부를 본 경우의 수직 투영도에 있어서의 상기 볼록부 또는 상기 오목부의 투영 면적이 0.1㎠ 이상인, 연마 패드.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 평균 2차 입자 직경 5㎛ 이하의 지립 및 물을 함유하는 연마용 조성물을 사용한 상기 연마 대상물의 연마에 사용되는, 연마 패드.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 연마 패드가 장착되는 정반과, 상기 정반을 회전시키는 회전 기구를 구비하고, 상기 연마 패드 및 상기 정반의 크기가 연마 대상물보다도 크고, 상기 연마 대상물을 상기 연마 패드에 접촉시켜, 상기 연마 대상물이 갖는 복수의 면 중 상기 연마 패드에 대향하는 면만을 연마하는 연마 장치에 사용되는, 연마 패드.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 연마 패드를 사용하여 연마 대상물을 연마하는, 연마 방법.
13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 연마 패드와, 평균 2차 입자 직경 5㎛ 이하의 지립 및 물을 함유하는 연마용 조성물을 사용하고, 금속, 합금 또는 금속 산화물 재료를 함유하며 또한 표면에 볼록부 및 오목부의 적어도 한쪽을 갖는 연마 대상물을 연마하는, 연마 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 연마 패드가 장착되는 정반과, 상기 정반을 회전시키는 회전 기구를 구비하고, 상기 연마 패드 및 상기 정반의 크기가 상기 연마 대상물보다도 큰 연마 장치를 사용하여, 상기 연마 대상물을 상기 연마 패드에 접촉시켜, 상기 연마 대상물이 갖는 복수의 면 중 상기 연마 패드에 대향하는 면만을 연마하는, 연마 방법.

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