WO2021124601A1 - 光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法 - Google Patents

光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021124601A1
WO2021124601A1 PCT/JP2020/025260 JP2020025260W WO2021124601A1 WO 2021124601 A1 WO2021124601 A1 WO 2021124601A1 JP 2020025260 W JP2020025260 W JP 2020025260W WO 2021124601 A1 WO2021124601 A1 WO 2021124601A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical glass
polishing
polishing tool
abrasive grains
resin
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/025260
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
坂本　憲一
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
Priority to CN202080071953.0A priority Critical patent/CN114555293A/zh
Publication of WO2021124601A1 publication Critical patent/WO2021124601A1/ja
Priority to US17/724,721 priority patent/US20220241925A1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/01—Specific tools, e.g. bowl-like; Production, dressing or fastening of these tools
    • B24B13/012—Specific tools, e.g. bowl-like; Production, dressing or fastening of these tools conformable in shape to the optical surface, e.g. by fluid pressure acting on an elastic membrane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/01—Specific tools, e.g. bowl-like; Production, dressing or fastening of these tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B13/00—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor
    • B24B13/02—Machines or devices designed for grinding or polishing optical surfaces on lenses or surfaces of similar shape on other work; Accessories therefor by means of tools with abrading surfaces corresponding in shape with the lenses to be made
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0009—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using moulds or presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • B24D3/32—Resins or natural or synthetic macromolecular compounds for porous or cellular structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D7/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/02—Wheels in one piece

Definitions

  • the present invention relates to a polishing tool for optical glass, a method for manufacturing a polishing tool for optical glass, and a method for polishing optical glass.
  • the present invention claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-227565 filed in Japan on December 17, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 describes a polishing tool formed of a mixture of abrasive grains having an average particle size of 0.01-2.0 ⁇ m (micrometer) and resin particles having an average particle size of 0.1-20 ⁇ m.
  • This polishing tool has a polishing abrasive grain floor area ratio of 20-60%, a resin floor area ratio (binder floor area ratio) of 30-50%, and a pore floor area ratio of 40% or less.
  • polishing optical glass when polishing a soft glass material such as S-FPL51, if the polishing abrasive grains in the polishing tool are too large, or if the polishing abrasive grains in the resin are poorly dispersed and the density is uneven. , The optical glass is easily scratched. Further, if the polishing abrasive grains are too small, when polishing S-FPL51, S-LAH-based glass material, etc., the polishing abrasive grains and resin that have peeled off may adhere to the surface of the optical glass, or the polishing tool may be affected by polishing resistance. It easily collapses and has a short life.
  • the present invention relates to a polishing tool for optical glass, a method for manufacturing a polishing tool for optical glass, and an optical tool capable of polishing to obtain good surface accuracy over a long period of time while suppressing the occurrence of scratches and adhered substances on the optical glass. It is an object of the present invention to provide a method for polishing glass.
  • the polishing tool for optical glass is a polishing tool for optical glass having pores, which is formed by integrating a large number of abrasives coated with abrasive grains with resin and polishing.
  • the abrasive grain volume ratio is 50-85%, the resin volume ratio is 15-50%, the pore volume ratio is 20% or less, and the average particle size of the abrasive is 10 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the polishing abrasive grains may be 0.4 ⁇ m or less, and the polydisperse index may be less than 0.25.
  • the method for manufacturing an optical glass polishing tool according to one aspect of the present invention is the method for manufacturing an optical glass polishing tool according to the above (1), in which the polishing abrasive grains and the resin are mixed. The mixture is spray-dried to obtain a powder in which the abrasive grains are coated with the resin, and the powder is further pulverized to obtain a molding powder having an average particle size of 10 ⁇ m or less. The molding powder is pressurized under heating.
  • the method for polishing optical glass according to one aspect of the present invention is the method for polishing optical glass using the polishing tool for optical glass and the processing liquid according to the above (1), and the polishing abrasive grains.
  • the zeta potential and the zeta potential of the optical glass have the same sign and the absolute value is 40 mV (millivolt) or more.
  • the method for manufacturing an optical glass polishing tool the method for manufacturing an optical glass polishing tool, and the method for polishing an optical glass, it is possible to finish with good surface accuracy for a long period of time while suppressing the occurrence of scratches and adhered substances on the optical glass. it can.
  • FIG. 1 is an enlarged schematic view of the structure of the optical glass polishing tool 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the polishing tool 10 for optical glass is formed by integrating a large number (plurality) of polishing materials 11 coated with polishing abrasive grains 12 with resin 13.
  • the polishing tool 10 for optical glass has pores 14.
  • the pore 14 is a gap (space) created when a plurality of spherical abrasives 11 are integrated.
  • the polishing abrasive grains 12 can be formed of a material such as a compound of various metals or a compound of various minerals.
  • a material for forming the abrasive grains 12 for example, cerium oxide or the like is suitable.
  • the resin 13 can be formed of various resin materials.
  • a phenol resin is suitable as the material for forming the resin 13, for example.
  • the average particle size of the abrasive 11 is preferably 10 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the abrasive 11 is more preferably in the range of 5-10 ⁇ m.
  • the ratio of the volume of the polishing abrasive grains 12 to the volume of the polishing tool 10 for optical glass is defined as the "polishing abrasive grain volume ratio".
  • the abrasive grain volume ratio is preferably in the range of 50-85%.
  • the floor area ratio of abrasive grains is more preferably in the range of 65-85%.
  • the ratio of the volume of the resin 13 to the volume of the polishing tool 10 for optical glass is defined as the "resin volume ratio".
  • the resin floor area ratio is preferably in the range of 15-50%.
  • the ratio of the volume of the pores 14 to the volume of the polishing tool 10 for optical glass is defined as the “pore volume ratio”.
  • the pore floor area ratio is preferably 20% or less.
  • the larger the pore floor area ratio the easier it is to peel off the abrasive grains 12 that have been worn away by polishing.
  • the pore floor area ratio is more preferably in the range of 10 to 20%.
  • the pores 14 have a role of providing a space for releasing the polishing abrasive grains 12 and the resin 13 that have been peeled off by polishing.
  • the optical glass polishing tool 10 does not have to have pores 14. For example, measures may be taken to provide a repulsive force between the surface of the optical glass and the exfoliated abrasive grains 12 and the resin 13.
  • the average particle size of the polishing material 11 is 10 ⁇ m or less. According to this configuration, since the abrasive material 11 is fine, it is possible to perform polishing that obtains good surface accuracy for a long period of time while suppressing the occurrence of scratches and adhered substances on the optical glass.
  • a material other than cerium oxide may be used for the abrasive grains 12.
  • examples of the material preferably used include zirconium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, silicon carbide, calcium carbonate, sodium carbonate and the like.
  • a material other than the phenol resin may be used for the resin 13.
  • the materials preferably used include thermosetting resins such as phenol, epoxy, melamine, polyurethane and polyimide, copolymers of acrylonitrile, budadiene and styrene, polypropylene, polyethylene terephthalate and polyether.
  • thermoplastic resins such as imide and polystyrene.
  • the average particle size of the abrasive grains 12 may be 0.4 ⁇ m or less, and the polydisperse index may be less than 0.25. According to this configuration, the particle size of the abrasive grains 12 is small and uniform. For example, when polishing a highly soft glass material such as S-FPL53 or fluorite, it is possible to obtain good surface accuracy for a long period of time while suppressing the occurrence of scratches and adhered substances.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method 20 for manufacturing an optical glass polishing tool according to a second embodiment of the present invention.
  • the above-mentioned polishing abrasive grains 12 for example, cerium oxide
  • resin 13 for example, phenol resin
  • step P1 the polishing abrasive grains 12 and the resin 13 dissolved by, for example, N-methyl-2-pyrrolidone are mixed to produce a mixture in which the polishing abrasive grains 12 are dispersed in the resin 13.
  • step P2 the mixture in which the polishing abrasive grains 12 are dispersed in the resin 13 is dried by spray drying (spray drying) to form a powder in which the polishing abrasive grains 12 are coated with the resin 13.
  • step P3 the powder is further pulverized and classified to form a molding powder having an average particle size of 10 ⁇ m or less.
  • step P4 the molding powder is filled in a mold and pressed while heating to obtain a molded product having a predetermined shape.
  • step P5 the molded product is sintered to complete the polishing tool 10 for optical glass.
  • the particle size of the polishing material 11 of the optical glass polishing tool 10 is adjusted by the step P2 of spray-drying the mixture in which the polishing abrasive grains 12 are dispersed in the resin 13. It can be made fine and the abrasive grains 12 in the resin 13 can be uniformly dispersed. Further, by the step P4 of heating at the time of molding, even if the polishing abrasive grains 12 are fine, the wear resistance of the polishing tool 10 for optical glass can be improved and the life can be extended.
  • FIG. 3 is a diagram showing a method 30 for polishing optical glass according to the third embodiment.
  • the optical glass polishing method 30 is performed using an optical glass polishing tool 10, a rotary table 31, a holding device 15, a machining fluid injector 32, and a machining fluid 33. ..
  • the optical glass polishing tool 10 has a curved polishing surface P corresponding to the work surface S (surface) of the optical glass M.
  • the turntable 31 can rotate around the first axis L (rotational axis) fixed at a fixed position.
  • the turntable 31 has a first surface T perpendicular to the first axis L.
  • the holding device 15 is rotatable about a second axis N (rotational axis) that can be translated and rotated.
  • the holding device 15 has a second surface F perpendicular to the second axis N.
  • the machining fluid injector 32 has an injection port capable of injecting the machining fluid 33.
  • the optical glass polishing method 30 is performed in the following order.
  • the optical glass M is fixed to the first surface T of the turntable 31, and the turntable 31 is rotated around the first axis L.
  • the optical glass M for example, S-FPL51, S-LAH-based glass material, or the like is used.
  • polishing tool 10 for optical glass is fixed to the second surface F of the holding device 15, and the holding device 15 is rotated around the second axis N.
  • the machining fluid 33 is jetted from the injection port of the machining fluid injector 32 and applied to the work surface S of the optical glass M.
  • the zeta potential of the abrasive grains 12 and the zeta potential of the optical glass M have the same sign, and the absolute value is 40 mV or more.
  • an aqueous sodium hexametaphosphate solution can be used as the processing liquid 33.
  • the optical glass M is polished by moving the holding device 15 to bring the work surface S of the optical glass M into contact with the polishing surface P of the optical glass polishing tool 10.
  • the zeta potential of the abrasive grains 12 and the zeta potential of the optical glass M have the same sign, and the absolute value is 40 mV or more.
  • the absolute value is 40 mV or more.
  • an aqueous solution of a material other than sodium hexametaphosphate may be used as the processing liquid 33.
  • the material preferably used include various surfactants such as carboxylic acid-based surfactants, sodium pyrophosphate, sodium phosphate and the like.
  • Example 1 is the optical glass polishing tool of the first embodiment manufactured by the method of manufacturing the optical glass polishing tool of the second embodiment.
  • Comparative Example 1 and Comparative Example 2 the pore floor area ratio and the contents of the molding process were changed from those of Example 1.
  • the first embodiment has the following configuration.
  • ⁇ Abrasive abrasive grains ⁇ Material: Cerium oxide ⁇ Average particle size: 0.35 ⁇ m ⁇ Multivariance index: 0.19 ⁇ Resin material: Phenol resin ⁇ Volume ratio of abrasive grains to resin: 3: 1 ⁇ Pore floor area ratio: 16% ⁇ Average particle size of molding powder: 10 ⁇ m ⁇ Heating temperature: 150 °C ⁇ Pressure: 60MPa (megapascal) ⁇ Sintering temperature: 175 °C Comparative Example 1 is different from Example 1 in that the heating temperature is set to 100 ° C. in the molding step and the pore volume ratio is 24%. Comparative Example 2 is different from Example 1 in that it is not heated in the molding step and the pore volume ratio is 25%.
  • Example 1 Comparative Example 1 and Comparative Example 2, S-FPL51 was continuously polished 10 times, and the amount of surface regression ( ⁇ m) before and after processing was measured.
  • the amount of regression corresponds to the amount of wear on the surface of the optical glass after processing with reference to the surface before processing.
  • the method for polishing the optical glass of the third embodiment was performed, and an aqueous solution of sodium hexametaphosphate (concentration 0.5 wt%) was used as the processing liquid. The measurement results are shown in Table 1.
  • Example 1 in which heating is performed is the surface of the polishing tool for optical glass.
  • the amount of regression was small. As a result, it was confirmed that the wear resistance was enhanced by heating in the molding process. Further, when comparing Example 1 and Comparative Example 1 in which heating was performed in the molding step, the amount of regression on the surface of the optical glass polishing tool was smaller in Example 1 having a smaller pore floor area ratio. From this, it is considered that the regression amount and the stomatal floor area ratio are related.
  • the method of polishing the optical glass of the third embodiment was performed using the optical glass polishing tool and the processing liquid of Example 1, and the case where pure water was used instead of the processing liquid.
  • the polished surface of the optical glass was observed.
  • the optical glass to be polished was S-FPL51.
  • As the processing liquid a 0.5 wt% aqueous solution of a carboxylic acid-based surfactant was used. With this processing liquid, the zeta potential of the abrasive grains became -75 mV, and the zeta potential of the optical glass became -55 mV, which had the same sign.
  • FIG. 4 is an image of the polished surface of the optical glass when the above-mentioned optical glass polishing method is used (when a processing liquid is used).
  • FIG. 5 is an image of the polished surface of the optical glass when pure water is used instead of the processing liquid in the method for polishing the optical glass.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

この光学ガラス用研磨工具は、樹脂（１３）で研磨砥粒（１２）を被膜した多数の研磨材（１１）を一体化して形成された、気孔（１４）を有する光学ガラス用研磨工具（１０）であって、研磨砥粒容積率が５０－８５％であり、樹脂容積率が１５－５０％であり、気孔容積率が２０％以下であり、前記研磨材（１１）の平均粒径が１０μｍ以下である。

Description

光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法
　本発明は、光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法に関する。
　本発明は、２０１９年１２月１７日に、日本に出願された特願２０１９－２２７５６５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、高い表面精度の半導体製造装置部品や光学部品を得るため、研磨砥粒の径が微細な研磨工具が用いられている。
　例えば、特許文献１には、平均粒径が０．０１－２．０μｍ（マイクロメートル）の研磨砥粒と平均粒径が０．１－２０μｍの樹脂粒子との混合物で形成された研磨工具について記載されている。この研磨工具は、研磨砥粒容積率が２０－６０％であり、樹脂容積率（結合剤容積率）が３０－５０％であり、気孔容積率が４０％以下である。
日本国特開平１１－２０７６３２号公報
　光学ガラスの研磨において、Ｓ－ＦＰＬ５１等の柔らかい硝材を研磨する際に、研磨工具内の研磨砥粒が大き過ぎたり、樹脂内での研磨砥粒の分散性が悪く密度に斑があったりすると、光学ガラスに傷を生じやすい。また、研磨砥粒が小さ過ぎると、Ｓ－ＦＰＬ５１やＳ－ＬＡＨ系硝材等を研磨した際に、剥落した研磨砥粒や樹脂が光学ガラス表面に固着してしまったり、研磨抵抗によって研磨工具が崩れやすく短寿命になってしまったりする。
　上記事情を踏まえ、本発明は、光学ガラスに対する傷や固着物の発生を抑制しつつ長期にわたって良好な表面精度を得る研磨が可能な光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法を提供することを目的とする。
　上記課題の解決手段として、本発明の態様は以下の構成を有する。
（１）本発明の一態様に係る光学ガラス用研磨工具は、樹脂で研磨砥粒を被膜した多数の研磨材を一体化して形成された、気孔を有する光学ガラス用研磨工具であって、研磨砥粒容積率が５０－８５％であり、樹脂容積率が１５－５０％であり、気孔容積率が２０％以下であり、前記研磨材の平均粒径が１０μｍ以下である。
（２）本発明の一態様に係る光学ガラス用研磨工具は、前記研磨砥粒の平均粒径が０．４μｍ以下であり、かつ多分散指数が０．２５未満であってもよい。
（３）本発明の一態様に係る光学ガラス用研磨工具の製造方法は、上記（１）に記載の光学ガラス用研磨工具の製造方法であって、前記研磨砥粒と前記樹脂とを混合して混合物を生成し、前記混合物をスプレードライして、前記研磨砥粒が前記樹脂で被覆された粉体を取得し、前記粉体をさらに粉砕して平均粒径が１０μｍ以下の成形粉とし、前記成形粉を加熱下で加圧する。
（４）本発明の一態様に係る光学ガラスの研磨方法は、上記（１）に記載の光学ガラス用研磨工具と加工液とを用いた光学ガラスの研磨方法であって、前記研磨砥粒のゼータ電位と光学ガラスのゼータ電位とを、互いに同符号とし、かつ絶対値を４０ｍＶ（ミリボルト）以上とする。
　本発明の光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法によれば、光学ガラスに対する傷や固着物の発生を抑制しつつ長期にわたって良好な表面精度に仕上げることができる。
本発明の第一実施形態に係る光学ガラス用研磨工具の構造の拡大模式図である。 本発明の第二実施形態に係る光学ガラス用研磨工具の製造方法のフローチャートである。 本発明の第三実施形態に係る光学ガラスの研磨方法を示す図である。 上記光学ガラスの研磨方法を用いた場合の光学ガラスの研磨面の画像である。 上記光学ガラスの研磨方法における加工液に代えて純水を用いた場合の光学ガラスの研磨面の画像である。
　以下、本発明の第一実施形態について図１を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の第一実施形態に係る光学ガラス用研磨工具１０の構造の拡大模式図である。光学ガラス用研磨工具１０は、樹脂１３で研磨砥粒１２を被膜した多数（複数）の研磨材１１を一体化して形成されている。光学ガラス用研磨工具１０は、気孔１４を有している。例えば、気孔１４は、複数の球状の研磨材１１を一体化したときに生じる隙間（空間）である。
　研磨砥粒１２は、各種金属の化合物又は各種鉱物の化合物等の材料で形成することができる。研磨砥粒１２の形成材料としては、例えば酸化セリウム等が好適である。
　樹脂１３は、各種樹脂材料で形成することができる。樹脂１３の形成材料としては、例えばフェノール樹脂が好適である。
　研磨材１１の平均粒径は、１０μｍ以下であることが好ましい。例えば、光学ガラスに対する傷や固着物の発生を抑制する観点からは、研磨材１１の平均粒径は、５－１０μｍの範囲であることがより好ましい。
　光学ガラス用研磨工具１０の容積に占める研磨砥粒１２の容積の割合を「研磨砥粒容積率」とする。研磨砥粒容積率は、５０－８５％の範囲であることが好ましい。なお、研磨砥粒容積率が大きいほど、光学ガラス用研磨工具１０において研磨に寄与する部分を増加させるため、研磨の効率を向上させることができる。例えば、研磨の効率を向上させる観点からは、研磨砥粒容積率は、６５－８５％の範囲であることがより好ましい。
　光学ガラス用研磨工具１０の容積に占める樹脂１３の容積の割合を「樹脂容積率」とする。樹脂容積率は、１５－５０％の範囲であることが好ましい。なお、樹脂容積率を適度な値とすることで、研磨砥粒１２に対する適度な保持力を持つことができる。
　光学ガラス用研磨工具１０の容積に占める気孔１４の容積の割合を「気孔容積率」とする。気孔容積率は、２０％以下であることが好ましい。
　なお、気孔容積率が大きいほど、研磨により摩滅した研磨砥粒１２を剥落しやすくすることができる。これにより、新たな研磨砥粒１２を光学ガラス用研磨工具１０の表面に表出させる自生作用を促すことができる。例えば、前記自生作用を促す観点からは、気孔容積率は、１０－２０％の範囲であることがより好ましい。
　また、気孔１４は、研磨により剥落した研磨砥粒１２や樹脂１３を逃がすための空間となる役割を持つ。なお、光学ガラス用研磨工具１０は、気孔１４を有しなくてもよい。例えば、光学ガラスの表面と剥落した研磨砥粒１２及び樹脂１３との間に反発力を持たせる対策をとる等してもよい。
　上記のように構成された光学ガラス用研磨工具１０は、研磨材１１の平均粒径が１０μｍ以下である。
　この構成によれば、研磨材１１が微細であることで、光学ガラスに対する傷や固着物の発生を抑制しつつ長期にわたって良好な表面精度を得る研磨が可能となる。
　本実施形態において、研磨砥粒１２には酸化セリウム以外の材料を用いてもよい。例えば、使用が好ましい材料（研磨砥粒１２の形成材料）としては、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。
　本実施形態において、樹脂１３にはフェノール樹脂以外の材料を用いてもよい。例えば、使用が好ましい材料（樹脂１３の形成材料）としては、フェノール、エポキシ、メラミン、ポリウレタン、ポリイミド等の熱硬化性樹脂や、アクリロニトリル、ブダジエン及びスチレンの共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
　本実施形態において、研磨砥粒１２の平均粒径が０．４μｍ以下であり、かつ多分散指数が０．２５未満であってもよい。この構成によれば、研磨砥粒１２の粒径が小さく、かつ均一になる。例えば、Ｓ－ＦＰＬ５３や蛍石等の軟度が高い硝材を研磨する際にも、傷や固着物の発生を抑制しつつ長期にわたって良好な表面精度を得る研磨が可能となる。
　次に、本発明の第二実施形態について図２を参照しながら説明する。第二実施形態は、第一実施形態の光学ガラス用研磨工具を製造するための光学ガラス用研磨工具の製造方法である。図２は、本発明の第二実施形態に係る光学ガラス用研磨工具の製造方法２０のフローチャートである。
　図２に示すように、光学ガラス用研磨工具の製造方法２０は、まず、上述の研磨砥粒１２（例えば、酸化セリウム）及び樹脂１３（例えば、フェノール樹脂）を準備する。
　工程Ｐ１では、研磨砥粒１２と、例えばＮ－メチル－２－ピロリドンなどにより溶解した樹脂１３とを混合し、樹脂１３中に研磨砥粒１２が分散した混合物を生成する。
　次に、工程Ｐ２で、樹脂１３中に研磨砥粒１２が分散した混合物を、スプレードライ（噴霧乾燥）を用いて乾燥させ、研磨砥粒１２が樹脂１３で被膜された粉体を形成する。
　続いて、工程Ｐ３で、上記粉体をさらに粉砕し、分級を行って平均粒径が１０μｍ以下の成形粉を形成する。
　続いて、工程Ｐ４で、上記成形粉を金型に充填し、加熱しながら加圧して所定形状の成形体を得る。
　最後に、工程Ｐ５で、上記成形体を焼結し、光学ガラス用研磨工具１０が完成する。
　上記の工程を有する光学ガラス用研磨工具の製造方法２０は、樹脂１３中に研磨砥粒１２が分散した混合物をスプレードライする工程Ｐ２により、光学ガラス用研磨工具１０の研磨材１１の粒径を微細なものとし、樹脂１３中の研磨砥粒１２の分散を均一にすることができる。また、成形時に加熱する工程Ｐ４により、研磨砥粒１２が微細であっても光学ガラス用研磨工具１０の耐摩耗性を向上し長寿命化することができる。
　次に、本発明の第三実施形態について図３を参照しながら説明する。第三実施形態は、第一実施形態の光学ガラス用研磨工具１０を用いた光学ガラスの研磨方法である。図３は、第三実施形態に係る光学ガラスの研磨方法３０を示す図である。
　図３に示すように、光学ガラスの研磨方法３０は、光学ガラス用研磨工具１０と、回転台３１と、保持装置１５と、加工液噴射器３２と、加工液３３と、を用いて行われる。
　光学ガラス用研磨工具１０は、光学ガラスＭの被削面Ｓ（表面）に対応する湾曲した研磨面Ｐを有する。
　回転台３１は、定位置に固定された第一軸Ｌ（回転軸）を中心に回転可能である。回転台３１は、第一軸Ｌに対して垂直な第一面Ｔを有する。
　保持装置１５は、平行移動及び回転移動可能な第二軸Ｎ（回転軸）を中心に回転可能である。保持装置１５は、第二軸Ｎに垂直な第二面Ｆを有する。
　加工液噴射器３２は、加工液３３を噴射可能な噴射口を有する。
　光学ガラスの研磨方法３０は、以下の順に行われる。
　まず、回転台３１の第一面Ｔに光学ガラスＭを固定し、第一軸Ｌを中心に回転台３１を回転させる。光学ガラスＭとしては、例えばＳ－ＦＰＬ５１やＳ－ＬＡＨ系硝材等が用いられる。
　次に、保持装置１５の第二面Ｆに光学ガラス用研磨工具１０を固定し、第二軸Ｎを中心に保持装置１５を回転させる。
　続いて、加工液噴射器３２の噴射口から加工液３３を噴射して、光学ガラスＭの被削面Ｓに当てる。加工液３３によって、研磨砥粒１２のゼータ電位と光学ガラスＭのゼータ電位とを互いに同符号とし、かつ絶対値を４０ｍＶ以上とする。加工液３３としては、例えばヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を使用できる。
　続いて、保持装置１５を移動させることにより、光学ガラスＭの被削面Ｓと光学ガラス用研磨工具１０の研磨面Ｐとを接触させることによって、光学ガラスＭの研磨を行う。
　以上の工程を有する光学ガラスの研磨方法３０は、研磨砥粒１２のゼータ電位と光学ガラスＭのゼータ電位とを互いに同符号とし、かつ絶対値を４０ｍＶ以上とする。これにより、光学ガラスＭの表面に傷が生じることを抑制することができる。加えて、研磨砥粒１２と光学ガラスＭとの間に斥力が発生するため、光学ガラス用研磨工具１０から剥落した微細な研磨砥粒１２及び樹脂１３が光学ガラスＭの表面に固着することを抑制することができる。
　本実施形態において、加工液３３にはヘキサメタリン酸ナトリウム以外の材料の水溶液を用いてもよい。使用が好ましい材料（加工液３３に用いる材料）としては、カルボン酸系等各種界面活性剤、ピロリン酸ナトリウム、リン酸ナトリウム等が挙げられる。
　本発明について、実施例及び比較例を用いてさらに説明する。本発明の技術的範囲は、実施例及び比較例の内容によって何ら制限されない。
　実施例１は、第二実施形態の光学ガラス用研磨工具の製造方法により製造した第一実施形態の光学ガラス用研磨工具である。比較例１及び比較例２は、実施例１に対し、気孔容積率及び成形工程の内容を変更したものである。
（光学ガラス用研磨工具及び製造方法の構成）
　実施例１は、以下の構成である。
　　　 〇研磨砥粒
　　　 ・材料　　　　　　　　：酸化セリウム
　　　 ・平均粒径　　　　　　：０．３５μｍ
　　　 ・多分散指数　　　　　：０．１９
　　　 〇樹脂材料　　　　　　：フェノール樹脂
　　　 〇研磨砥粒と樹脂の容積比：３：１
　　　 〇気孔容積率　　　　　：１６％
　　　 〇成形粉平均粒径　　　 ：１０μｍ
　　　 〇加熱温度　　　　　　：１５０℃
　　　 〇加圧力　　　　　　　：６０ＭＰａ（メガパスカル）
　　　 〇焼結温度　　　　　　：１７５℃
　　　 
　比較例１は、成形工程において加熱温度を１００℃とした点、及び気孔容積率が２４％である点において、実施例１と異なっている。
　比較例２は、成形工程において加熱を行っていない点、及び気孔容積率が２５％である点において、実施例１と異なっている。
（耐摩耗性評価）
　実施例１、比較例１及び比較例２について、Ｓ－ＦＰＬ５１を連続１０回研磨し、加工前後の表面の退行量（μｍ）を測定した。ここで、退行量は、光学ガラスにおける加工前の表面を基準とした加工後の表面の摩耗量に相当する。なお、第三実施形態の光学ガラスの研磨方法を行い、加工液はヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液（濃度０．５ｗｔ％）を用いた。
　測定結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、成形工程において加熱を行っている実施例１と加熱を行っていない比較例２とを比較すると、加熱を行っている実施例１の方が光学ガラス用研磨工具の表面の退行量が小さかった。これにより、成形工程における加熱によって耐摩耗性が高くなることが確認できた。
　また、成形工程において加熱を行っている実施例１と比較例１とを比較すると、気孔容積率の小さい実施例１の方が光学ガラス用研磨工具の表面の退行量が小さかった。このことから、退行量と気孔容積率とが関係していることが考えられる。
（研磨品質評価）
　次に、実施例１の光学ガラス用研磨工具及び加工液を用いて第三実施形態の光学ガラスの研磨方法を行った場合と、加工液に代えて純水を用いた場合とで、研磨後の光学ガラスの研磨面を観察した。なお、研磨対象の光学ガラスは、Ｓ－ＦＰＬ５１とした。加工液としては、カルボン酸系界面活性剤の０．５ｗｔ％水溶液を用いた。この加工液により、研磨砥粒のゼータ電位は－７５ｍＶとなり、光学ガラスのゼータ電位は－５５ｍＶとなり、互いに同符号となった。
　図４は、上記光学ガラスの研磨方法を用いた場合（加工液を用いた場合）の光学ガラスの研磨面の画像である。図５は、上記光学ガラスの研磨方法における加工液に代えて純水を用いた場合の光学ガラスの研磨面の画像である。
　図５に示すように、加工液に代えて純水を用いた場合は、光学ガラスの研磨面に傷Ｃや固着物Ａが生じることが確認できた。
　一方、図４に示すように、加工液を用いることで、光学ガラスの研磨面において傷Ｃや固着物Ａの発生を抑制できることがわかった。
　以上、本発明の各実施形態及び実施例について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
１０　光学ガラス用研磨工具
１１　研磨材
１２　研磨砥粒
１３　樹脂
１４　気孔
１５　保持装置
３１　回転台
３２　加工液噴射器
３３　加工液

Claims (4)

  1. 　樹脂で研磨砥粒を被膜した多数の研磨材を一体化して形成された、気孔を有する光学ガラス用研磨工具であって、
    　研磨砥粒容積率が５０－８５％であり、
    　樹脂容積率が１５－５０％であり、
    　気孔容積率が２０％以下であり、
    　前記研磨材の平均粒径が１０μｍ以下である、
    　光学ガラス用研磨工具。
  2. 　前記研磨砥粒の平均粒径が０．４μｍ以下であり、かつ多分散指数が０．２５未満である、
    　請求項１記載の光学ガラス用研磨工具。
  3. 　請求項１に記載の光学ガラス用研磨工具の製造方法であって、
    　前記研磨砥粒と前記樹脂とを混合して混合物を生成し、
    　前記混合物をスプレードライして、前記研磨砥粒が前記樹脂で被覆された粉体を取得し、
    　前記粉体をさらに粉砕して平均粒径が１０μｍ以下の成形粉とし、
    　前記成形粉を加熱下で加圧する、
    　光学ガラス用研磨工具の製造方法。
  4. 　請求項１に記載の光学ガラス用研磨工具と加工液とを用いた光学ガラスの研磨方法であって、
    　前記研磨砥粒のゼータ電位と光学ガラスのゼータ電位とを、互いに同符号とし、かつ絶対値を４０ｍＶ以上とする、
    　光学ガラスの研磨方法。
PCT/JP2020/025260 2019-12-17 2020-06-26 光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法 WO2021124601A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202080071953.0A CN114555293A (zh) 2019-12-17 2020-06-26 光学玻璃用研磨工具，光学玻璃用研磨工具的制造方法及光学玻璃的研磨方法
US17/724,721 US20220241925A1 (en) 2019-12-17 2022-04-20 Tool for polishing glass, method for manufacturing glass-polishing tool, and method for polishing glass

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-227565 2019-12-17
JP2019227565A JP2021094653A (ja) 2019-12-17 2019-12-17 光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/724,721 Continuation US20220241925A1 (en) 2019-12-17 2022-04-20 Tool for polishing glass, method for manufacturing glass-polishing tool, and method for polishing glass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021124601A1 true WO2021124601A1 (ja) 2021-06-24

Family

ID=76430177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/025260 WO2021124601A1 (ja) 2019-12-17 2020-06-26 光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220241925A1 (ja)
JP (1) JP2021094653A (ja)
CN (1) CN114555293A (ja)
WO (1) WO2021124601A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11207632A (ja) * 1998-01-21 1999-08-03 Mitsui Kensaku Toishi Kk ポリシャ及びその製造方法並びに研磨工具
JP2001150352A (ja) * 1999-11-24 2001-06-05 Olympus Optical Co Ltd 光学部品研摩用砥石並びにその製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000301459A (ja) * 1999-04-19 2000-10-31 Nippei Toyama Corp 砥石およびこれを用いた研磨方法
JP4854132B2 (ja) * 2001-05-10 2012-01-18 株式会社ミズホ 超仕上げ用砥石
JP2002346938A (ja) * 2001-05-29 2002-12-04 Hitachi Maxell Ltd ガラス面研磨用の研磨具
CN100447959C (zh) * 2004-04-12 2008-12-31 日立化成工业株式会社 金属用研磨液以及使用该研磨液的研磨方法
CN101219530B (zh) * 2008-02-03 2010-09-01 北京国瑞升科技有限公司 造粒型研磨纸及其制备方法和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11207632A (ja) * 1998-01-21 1999-08-03 Mitsui Kensaku Toishi Kk ポリシャ及びその製造方法並びに研磨工具
JP2001150352A (ja) * 1999-11-24 2001-06-05 Olympus Optical Co Ltd 光学部品研摩用砥石並びにその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20220241925A1 (en) 2022-08-04
CN114555293A (zh) 2022-05-27
JP2021094653A (ja) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112041120B (zh) 包含具有预定倾角的成形磨料颗粒的磨料制品
CN108148505B (zh) 一种磁流变抛光用复合粒子的制造方法
RU2426635C2 (ru) Гибкий абразивный инструмент и способ формирования абразивного порошкового материала
CN101767318B (zh) 造粒型抛光膜及其制备方法和应用
KR101783406B1 (ko) 연마 패드 및 이의 제조방법
KR102358778B1 (ko) 초미립 연마재 생물고분자 연성 연마 필름 및 그 제조방법
KR20170039221A (ko) 폴리싱 용액 및 그의 사용 방법
US11565374B2 (en) Fixed abrasive three-dimensional lapping and polishing plate and methods of making and using the same
KR102614442B1 (ko) 합성 지석
JP2004025415A (ja) 研磨体およびその製造方法
WO2021124601A1 (ja) 光学ガラス用研磨工具、光学ガラス用研磨工具の製造方法及び光学ガラスの研磨方法
JP6792988B2 (ja) 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法
JP2004034173A (ja) 固定砥粒研磨工具
TW201805401A (zh) 研磨體及其製造方法
TWI669191B (zh) 研磨材
KR101804119B1 (ko) 고분자 수지로 성형된 연마제품에 미세기공을 형성하는 방법 및 그 방법에 따라 제조된 연마제품
TW201425403A (zh) 磁力研磨之彈性磨料及其製備方法
JP2002292556A (ja) シリコンウエハ鏡面研磨用スラリー、砥石、パッド及び研磨液、並びにこれらを用いたシリコンウエハの鏡面研磨方法
KR100318503B1 (ko) 강구 가공용 레지노이드 연삭숫돌의 제조방법
JP2007105815A (ja) 脆性材料を用いた球体の表面加工装置ならびに加工方法
JP6273139B2 (ja) 研磨パッド
JP2007098508A (ja) 脆性材料を用いた球体の表面加工装置ならびに加工方法
JP2022149239A (ja) 研磨体、研磨体の製造方法及びウェハ研磨方法
JP2018122426A (ja) 研磨パッドの製造方法
JP2003260642A (ja) 鏡面研削方法およびその装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20902795

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20902795

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1