TWI725344B - 立體結構磨石 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於以具有在片材(21)中配置複數磨粒(11)之構成的片材狀磨石形成蜂巢結構體等的立體結構體(2)。結果，立體結構體(2)的壁面中分散有磨粒(11)。立體結構體(2)內的空間，亦即片材(21)間的空間可發揮作為研磨．研削時的切削屑收納空間的功能。

Description

立體結構磨石

本發明係關於立體結構磨石。

為了對研磨對象或是研削對象(以下記載為研磨．研削對象)進行研磨或是研削(以下記載為研磨．研削)，而使用研磨片材或是研削片材(以下僅稱為研磨．研削片材)。研磨．研削片材係由片材狀的基材與固定於基材上的磨粒所構成的。

研磨．研削片材的性能大幅被磨粒的特性所影響。為了充分發揮研磨．研削片材的性能，磨粒如何排列而固定於基材上，此點成為重要的因素。

特別是，為了精密地對於研磨．研削對象進行研磨．研削，磨粒在凝集的狀態下固定於基板這樣的磨粒排列並不佳。若磨粒凝集，導致研磨．研削片材的表面粗糙度不一致，而僅能達成不佳的研磨．研削，如在研磨．研削對象的表面產生傷痕。

於是有人設計一種極力使磨粒的粒徑均勻，且以單層固定磨粒的磨石(專利文獻1)。

然而，該研磨．研削片材中，因為磨粒的層為單層，而有使用壽命不長這樣的缺點。為了補足該缺點，有人設計了下述磨石：使磨粒 層為多層，並於磨粒間配置氣孔，而構成切削粉塵的收集處(專利文獻2)。專利文獻2中記載的磨粒片材，具有複數磨粒層，作為發揮切削屑收納空間之功能的氣孔其氣孔率(磨粒層中之氣孔的容積比例)為3~40%。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開昭第60-80562號公報

[專利文獻2]日本特開第2002-166370號公報

專利文獻2中記載的磨粒片材具有3~40%的氣孔率。然而，為了提升研磨．研削性能，必須使切削屑收納空間變得更大。

本發明係鑒於上述實情而完成，目的在於提供一種切削屑收納空間更大且配置有多層磨粒的磨石與其製造方法。

為了達成上述目的，本發明的立體結構磨石，係由：片材所構成的立體結構體；以及固定於該片材且在該立體結構體的厚度方向上配置多層的磨粒所構成。

該立體結構體，例如係由該片材所構成之蜂巢結構體所構成。

該片材中，例如形成有複數開口部，而磨粒則配置於該開口部。

在該片材上，該磨粒的配置間隔為例如該磨粒之平均粒徑的2~50倍。

該片材，例如厚度為10~1000μm，其係由樹脂、紙、金屬、布的任一者所構成。

該立體結構體中，例如在複數該片材之間具有孔徑1~20mm的貫通孔。

為了達成上述目的，本發明的立體結構磨石的製造方法包括：在一或是複數片材上配置磨粒的步驟；及從配置有磨粒的一或是複數片材形成立體結構體的步驟。

形成該立體結構體的步驟，例如包括隔著間隔使複數該片材相互對向的步驟。

於該片材上配置磨粒的步驟，例如包括：在該片材上以該磨粒之平均粒徑的2~50倍的間隔形成尺寸為該磨粒之平均粒徑的1/4~3/4之開口部的步驟；及在複數該開口部配置磨粒的步驟。

本發明並不需要包括上述所有的技術特徵，亦可為包括一部分或是一部分之組合的構成。

根據本發明的立體結構磨石，因為立體結構體上配置有磨粒，因此可在複數層中配置磨粒。又，藉由從片材構成立體結構體，可使 片材間的部分發揮作為切削屑收納空間的功能，而能夠得到切削屑收納空間之開口率大的磨石。

又，根據本發明的立體結構磨石的製造方法，可製造能夠得到上述效果的立體結構磨石。

1:立體結構磨石

1a:研磨面或是研削面

11:磨粒

12:接著層

2:基材

21:片材

21a:中空部

21b:開口部

211~21n:片材

212:第二片材

22:框

31:黏著帶

100:研磨．研削對象

D:直徑

L1:長度

T:高度

Wa:寬度

θ:交叉角

[第1圖]係顯示本發明之實施形態的立體結構磨石的圖。

[第2圖]係第1圖所示的立體結構磨石的研磨．研削面的圖。

[第3圖]係顯示構成第1圖所示之立體結構磨石之基材的片材配置結構的圖。

[第4圖]係用以說明第1圖所示之立體結構磨石的基材中，蜂巢結構中空部之直徑的圖。

[第5圖]係顯示第3圖所示之片材的結構的圖。

[第6圖]係例示第3圖所示之片材上的磨粒之配置的圖。

[第7圖]係例示固定於第6圖所示之片材的磨粒的圖。

[第8圖]係用以說明第1圖所示之立體結構磨石的製造步驟的圖，其係例示形成有黏著帶之片材的俯視圖。

[第9圖]係用以說明第1圖所示之立體結構磨石的製造步驟的圖，其係例示由經積層的片材形成蜂巢結構之步驟的圖。

[第10圖]係例示以第9圖所示之步驟所形成之蜂巢結構體的圖。

[第11圖]係在周圍配置框體的立體結構磨石的俯視圖。

以下說明本發明之實施形態的立體結構磨石與其製造方法。

如第1圖所示，本實施形態之立體結構磨石1，係用以對研磨對象或是研削對象(以下記載為研磨．研削對象)進行研磨或是研削(以下記載為研磨．研削)。立體結構磨石1具有立體結構，使研磨面或是研削面(以下記載為研磨．研削面)1a抵住任意的研磨．研削對象100，以對研磨．研削對象100進行研磨．研削。研磨．研削對象100可為任意的磁碟基板、矽晶圓、顯示裝置用玻璃基板及透鏡等的各種研磨．研削對象、機械零件等。另外，第1圖中以球體例示研磨．研削對象100。

立體結構磨石1，係包括具有蜂巢結構的基材2與固定於基材2的複數磨粒(第1圖中未顯示)。具有蜂巢結構的基材2為立體結構體的一例。

基材2，係由具有蜂巢結構的蜂巢結構體所構成，其壁面係沿著與研磨面或是研削面1a垂直的方向延伸。另外，設定XYZ直交座標系，其中將研磨．研削面1a作為X-Y面、將垂直方向作為Z軸方向，可適當參照。如第2圖所示，該壁面上固定有複數磨粒11。磨粒11係在Z方向上、亦即與研磨．研削面1a垂直方向上配置複數層。

基材2，如第3圖示意所示，由複數片材21的組合所構成，其整體具有蜂巢結構。各片材21發揮作為蜂巢結構之壁面的功能。蜂巢結構之中空部21a，構成從基材2的一面(研磨．研削面1a)貫通至另一面的貫通孔。蜂巢結構之中空部21a的直徑D設定為1~20mm。另外，蜂巢結構之中空部21a的直徑D，如第4圖所例示，係指構成蜂巢結構的多角形之外接圓 41的直徑D。又，基材2的高度T為例如1~30mm。另外，第4圖中蜂巢結構之多角形係顯示正六角形的例子。

各片材21，例如第5圖所示，經過彎折變形。該片材21，如第3圖所示，彼此錯開積層且相互固定，而形成蜂巢結構的基材2。各片材21的厚度為例如10~1000μm，材質可為樹脂、紙、金屬、布的任一者。具體而言，片材21係由聚對苯二甲酸乙二酯等的樹脂、織布、不織布等的布、紙或鋁等的金屬所形成。

各片材21中，等間隔而規則地形成開口部21b，如第6圖所示，磨粒11配置於該開口部21b中而被固定。

磨粒11係由例如氧化鋁、二氧化矽、鑽石等的無機研磨材或是研削材的微粒子所構成。

磨粒11，較佳係以下述方式配置：與構成片材21的研磨．研削面1a的邊(第6圖中為A-A線)平行且交叉角θ為30°~60°，較佳為45°。

開口部21b的間隔，亦即磨粒11的間隔，較佳為磨粒11之平均粒徑的2~50倍。另外，磨粒11的粒徑相當於磨粒11之外接球的直徑。

第7圖中，如第6圖的A-A線剖面所示，磨粒11配置於片材21的開口部21b，其周圍形成有接著層12。接著層12為樹脂等的黏著劑的層。從接著層12之上開始亦可配置金屬鍍覆層。又，亦可將接著層12本體作為金屬鍍覆層。

如此，本實施形態的立體結構磨石1，係由於面上規則配置磨粒11的片材21(亦即片狀磨石)所構成。立體結構磨石1中，積層複數如第 2圖所例示之磨粒11。因此，磨粒分散於蜂巢結構的壁部。藉由使用立體結構磨石1的X-Y剖面作為研磨．研削面，可得到使用壽命長的磨石。

又，配置於磨粒11之間的中空部21a(也就是片材21的間隙部分)係貫通孔，其發揮作為研磨．研削時之切削屑收納空間的功能，而可平順地排出切削屑。

接著，說明具有上述構成的立體結構磨石1的製造方法的一例。

首先，準備與用途一致的磨粒11與片材21。

接著，片材21上等間隔地形成開口部21b。形成開口部21b的方法可為任意。例如，可以具有既定控制機構的雷射光束間歇性照射片材21而形成開口部21b。又，亦可藉由複數針的上下、左右移動而形成開口部21b。

另外，開口部21b的初始尺寸，較佳為磨粒11的平均粒徑的1/4~3/4，更佳為1/2左右。

接著，如第6圖所示，使磨粒11嵌入形成於片材21的開口部21b。具體而言，在水平方向上展開形成開口部21b的片材21，一邊稍微賦予其張力一邊使其振動，將磨粒11分散於其上，以使磨粒11嵌入開口部21b。之後再以掃帚等去除多餘的磨粒11。

接著，為了使磨粒11確實嵌入開口部21b，例如，使用平面板等按壓片材21，如第7圖所示，壓入至平均磨粒徑之1/2的高度。

接著，將黏著劑塗布於磨粒11與片材21而形成接著層12，如第7圖所示，將磨粒11確實固定於片材21。

接著，使用固定有磨粒11的複數片材21形成立體結構體。立體結構體的結構與形成方法本身可為任意。以下舉例說明蜂巢結構之多角形為第4圖例示之正六角形的蜂巢結構體的情況。

首先，如第8圖所示，固定磨粒11的第一片材211中，隔著間隔3．Wa平行地形成黏著帶31，該黏著帶31之寬度Wa相當於形成預定蜂巢結構的正六角形之一邊的長度L1(步驟1)。

在第一片材211之上，重疊與片材211相同構成的第二片材212。此時，係以第二片材212之黏著帶31位於第一片材211之黏著帶31的中央，且兩片材之黏著帶31平行的方式重疊(步驟2)。

之後則如第9圖所示相同地重疊n片的片材。

之後，將經積層的片材211~21n裁切為適當尺寸。

黏著帶31的黏著劑固化後，如第9圖所示，在積層方向上平行地拉伸第一片材211與第n片材21n，使各片材21變形(步驟3)。藉由此變形，各片材21被調整為第5圖例示的形狀。藉此，如第10圖所例示，形成片材211~21n所構成的蜂巢結構。此時，亦可例如將框板固定於經積層之片材21n的上表面與片材211的下表面，並拉伸框板。

接著進行無電鍍覆或是電鍍，更牢固地將磨粒11固定於片材21所構成的蜂巢結構的壁面。將磨粒11浸漬於電解液中進行電鍍，藉此可在蜂巢結構的壁(片材21)上將磨粒11電附著。另外，以黏著劑等的樹脂將磨粒11固定於片材21的情況中，亦可去除鍍覆步驟。

最後，如第11圖所示，亦可在立體結構磨石1的周圍配置框22。

如此，可製造在Z方向上具有厚度、磨粒11的層經積層，且發揮作為切削屑收納空間之功能的中空部21a在積層方向上從一面貫通至另一面而形成的立體結構磨石1。

另外，本發明不限於上述實施形態，可進行各種變形及應用。

例如，上述實施形態中雖例示剖面為六角形的蜂巢結構，但剖面的形狀可為任意，亦可為三角形、四角形、五角形、七角形或以上。

又，蜂巢結構的形成手法可為任意。例如，亦可將以片材21形成之筒組合而構成蜂巢結構。

又，構成立體結構磨石1的片材磨石之立體結構體不限於蜂巢結構體。亦可以摺紙的方式折疊一片或是多片而形成立體結構體。雖未特別限定，但較佳的構成如下：i)立體結構體由複數片材所構成，ii)具有複數片材相對研磨．研削面在垂直方向上延伸的成分，iii)隔著空間分開配置複數片材，而空間發揮作為切削屑收納空間的功能，iv)各片材上固定有複數磨粒，v)研磨．研削面上積層有多層的磨粒。另外，各片材不一定與研磨．研削面垂直，只要具有在與研磨．研削面垂直的方向上延伸的成分即可。又，較佳係在與研磨．研削面垂直的方向上配置複數個固定於片材的磨粒，亦即，配置多層磨粒層。

另外，立體結構磨石1中，立體結構體的材質．尺寸、磨粒的材質及大小可應用於各種領域的研磨．研削用的磨石。

雖針對立體結構磨石1研磨或是研削對象物的例子進行說明，但亦可應用於立體結構磨石1一邊對於對象物進行研削一邊進行研磨的用途，亦即研磨及研削的用途。

本發明只要不脫離本發明之廣義的精神與範圍，則可為各種實施態樣及變形。又，上述實施態樣係用以說明本發明，但並不限定本發明的範圍。亦即，本發明的範圍不是由實施態樣所表示，而是由申請專利範圍所表示。並且在申請專利範圍內及與其同等之發明意義的範圍內所實施的各種變形皆視為在本發明的範圍內。

本申請是根據2017年10月3日提出申請的日本專利申請案特願第2017-204001號。本說明書中參照並引用日本專利申請案特願第2017-204001號的說明書、申請專利範圍、圖式整體。

1:立體結構磨石

11:磨粒

2:基材

21:片材

21a:中空部

Claims (5)

1. 一種立體結構磨石，其係由立體結構體及複數個磨粒所構成；該立體結構體係由複數個片材所構成；該磨粒固定於該些片材且在該立體結構體之厚度方向上配置多層；其中該些磨粒，在構成各該些片材的研磨面的側邊規則配置在互相平行的虛擬線上，該虛擬線以預定角度互相交叉，該立體結構體，在該些片材的之間具有做為發揮切削屑收納空間之功能的貫通孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之立體結構磨石，其中該立體結構體，係由該片材構成之蜂巢結構體所構成，該片材具有以相同間隔且規則配置來形成的複數開口部，該些開口部中配置有該磨粒。
3. 如申請專利範圍第1項所述之立體結構磨石，其中該片材上之該磨粒的間隔為該磨粒之平均粒徑的2~50倍。
4. 如申請專利範圍第1項所述之立體結構磨石，其中該片材厚度為10~1000μm，且係由樹脂、紙、金屬、布的任一者所構成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之立體結構磨石，其中該立體結構體中，在複數該片材之間具有1~20mm的直徑。

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