(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス板を片面研磨機を用いて両面を研磨する研磨方法であって、
石英ガラス板をワーク固定定盤Ａに８０℃での粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下の熱可塑性ワックスで貼り付けて固定し、
石英ガラス板のワーク固定定盤Ａに固定されていない方の面を片面研磨機により研磨し、
硬化前の粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下の紫外線硬化型接着剤を、
石英ガラス製のワーク固定定盤Ｂに、膜厚２０μｍ以上１３０μｍ以下の厚さとなるよう塗布し、
ワーク固定定盤Ａとワーク固定定盤Ｂを、石英ガラス板を介して貼り合わせた後、面圧が１５ｇ／ｃｍ２以上４０ｇ／ｃｍ２以下となるよう荷重をかけた状態で、ワーク固定定盤Ｂ側から紫外線を照射し、
ワーク固定定盤Ａ側から熱を加えて、ワーク固定定盤Ａを石英ガラス板から剥離し、
石英ガラス板のワーク固定定盤Ｂに固定されていない方の面を、片面研磨機により研磨し、
紫外線硬化型接着剤を水または有機溶剤で溶解し、石英ガラス板を回収することを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片面研磨機を用いての、研磨面に傷を生じにくい被研磨物の両面研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学部材を始めとする様々なガラス加工品の製造過程では、両面を研磨したガラス薄板の作製が求められる。片面研磨機を用いてガラス板の両面を研磨する場合、最も一般的な方法は、まずワーク固定定盤にガラス板を固定した後、１面目（オモテ面）の研磨を行い、次いでこれを剥離し、裏返してワーク固定定盤に再度固定した後、２面目（ウラ面）の研磨を行うものである。しかし、この方法では貼替え時、ガラス板がトワイマン効果によって反り、面精度が低下する問題があった。
【０００３】
この問題を解決する方法として、１面目の研磨終了後にガラス板を剥離することなく、２面目研磨用のワーク固定定盤とガラス板の１面目を接触させた後、紫外線硬化型接着剤を注入し硬化させることで固定し、その後１面目研磨用のワーク固定定盤を剥離することで、ガラス板を常に動かないよう固定した状態で１面目から２面目への貼替える方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、この方法では、研磨を終了した１面目を２面目研磨用のワーク固定定盤に直接接触させる必要があるため、石英ガラスのように潜傷を生じやすい素材を研磨する際には、押し傷や擦り傷を生じやすいと言う問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３５８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、片面研磨機を用いての、研磨面に傷を生じにくい被研磨物の両面研磨方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、被研磨物を片面研磨機を用いて両面を研磨する研磨方法において、ワーク固定定盤Ａに熱可塑性ワックスで固定された片面研磨済みの被研磨物と、ワーク固定定盤Ｂとを紫外線硬化型接着剤で貼り合わせた後、荷重をかけた状態で紫外線を照射することで、従来の方法より研磨面に傷を生じにくくなることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は被研磨物を片面研磨機を用いて両面を研磨する研磨方法であって、
被研磨物をワーク固定定盤Ａに熱可塑性ワックスで貼り付けて固定し、
被研磨物のワーク固定定盤Ａに固定されていない方の面を片面研磨機により研磨し、
硬化前の粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下の紫外線硬化型接着剤を、石英ガラス製のワーク固定定盤Ｂに、膜厚２０μｍ以上１３０μｍ以下の厚さとなるよう塗布し、
ワーク固定定盤Ａとワーク固定定盤Ｂを、被研磨物を介して貼り合わせた後、面圧が１５ｇ／ｃｍ２以上４０ｇ／ｃｍ２以下となるよう荷重をかけた状態で、ワーク固定定盤Ｂ側から紫外線を照射し、
ワーク固定定盤Ａ側から熱を加えて、ワーク固定定盤Ａを被研磨物から剥離し、
被研磨物のワーク固定定盤Ｂに固定されていない方の面を、片面研磨機により研磨し、
紫外線硬化型接着剤を水または有機溶剤で溶解し、被研磨物を回収することを特徴とする研磨方法である。
【０００９】
以下、本発明の概要を、図１（ａ）〜（ｇ）を用いながら詳細に説明する。
【００１０】
図１（ａ）に示すように、まず被研磨物をワーク固定定盤Ａに熱可塑性ワックスで貼り付けて固定する。この工程は、片面研磨機においては極めて一般的に行われている作業である。研磨に悪影響を与えないものであれば熱可塑性ワックスの種類に制限はないが、８０℃での粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下の熱可塑性ワックスを使用した方が、後で用いる紫外線硬化樹脂に悪影響を与えることなく比較的低温でワーク固定定盤Ａが剥離できるため、好ましい。
【００１１】
次に、図１（ｂ）に示すように、被研磨物の１面目（ワーク固定定盤Ａに固定されていない方の面）を片面研磨機により研磨を行う。この作業も当業者であれば極めて一般的に行う作業であり、様々な研磨定盤と研磨砥粒を適時自由に選定することができる。ただし、当然のことながら、被研磨物や熱可塑性ワックスに悪影響を与える砥粒を用いることはできない。
【００１２】
次に、図１（ｃ）に示すように、硬化前の粘度が１５ｍＰａ・ｓ以上５０００ｍＰａ・ｓ以下の紫外線硬化型接着剤（以下、接着剤と略することがある）を、石英ガラス製のワーク固定定盤Ｂに、膜厚２０μｍ以上１３０μｍ以下の厚さとなるよう塗布する。塗布方法は膜厚制御が容易で操作も簡単なバーコーター法またはアプリケータ法を用いることが望ましい。ここで紫外線硬化型接着剤を１５ｍＰａ・ｓ以上とする理由は、これ以下の粘度を選んだ場合、硬化後の紫外線硬化型接着剤の厚さが１０μｍ未満となり、研磨済みの１面目とワーク固定定盤Ｂの間に異物が存在した場合、研磨済みの１面目に傷が入る可能性が飛躍的に大きくなるためである。一方、紫外線硬化型接着剤を５０００ｍＰａ・ｓ以下とする理由は、これ以上の粘度を選んだ場合、バーコーターやアプリケータでの塗布が困難になるためである。また、塗布膜厚を２０μｍ以上とする理由は、被研磨物表面に紫外線硬化型接着剤が行き渡らないことを防ぎ、硬化後の紫外線硬化型接着剤の厚さを１０μｍ以上に確保するためである。また、塗布膜厚を１３０μｍ以下の厚さとする理由は、ワーク固定定盤Ｂがワーク固定定盤Ａと直接接着され、ワーク固定定盤Ａが剥離できなくなることを防ぐためである。
【００１３】
なお、紫外線硬化型接着剤を選定する際に重要な項目として、研磨に耐えるだけの接着強度と耐水性を有するものであることが挙げられる。ガラスの研磨ではセリア砥粒と呼ばれる酸化セリウム粉末を水に溶いたものを用いることが多いが、本技術で用いる紫外線硬化型接着剤は、これらの砥粒に対して十分な耐久性を有していなければ、研磨中に接着剤が溶解するなどして、被研磨物が剥離してしまう危険がある。そのため、研磨に要する時間と耐水性を十分吟味し、接着剤を選定しなくてはならない。
【００１４】
次に、図１（ｄ）に示すように、ワーク固定定盤Ｂと、被研磨物１面目とを紫外線硬化型接着剤で貼り合わせた後、面圧が１５ｇ／ｃｍ２以上、４０ｇ／ｃｍ２以下となるよう荷重をかけた状態で、ワーク固定定盤Ｂ側から紫外線を照射することで紫外線硬化型接着剤を硬化させる。面圧を１５ｇ／ｃｍ２以上とする理由は、被加工物表面に紫外線硬化型接着剤が行き渡らないことを防ぐためである。また、面圧を４０ｇ／ｃｍ２以下とする理由は、硬化後の紫外線硬化型接着剤の膜厚を１０μｍ以上確保することで、前述同様研磨面に傷が入ることを防ぐためである。
【００１５】
次に、図１（ｅ）に示すように、ワーク固定定盤Ａ側から熱を加えることで熱可塑性ワックスを軟化させ、ワーク固定定盤Ａを剥離する。この際、加熱しすぎることによって接着剤が緩んだりするなどの悪影響を防ぐため、加熱する温度には注意を払う必要がある。この問題に対する簡単な対策としては、前述したとおり、８０℃での粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以下の熱可塑性ワックスを使用し、６０℃から１００℃程度に設定にしたホットプレート上にワーク固定定盤Ａを乗せれば、紫外線硬化型接着剤に悪影響を与えることなくワーク固定定盤Ａを剥離することが可能である。１面目の研磨が終了した被研磨物は、ワーク固定定盤Ｂと紫外線硬化型接着剤で固定された状態となり、研磨の行われていない２面目（ワーク固定定盤Ｂに固定されていない方の面）が現れることとなる。つまり、１面目の研磨が終了した被研磨物は、途中反るなどして動くことなく２面目のワーク固定序盤Ｂに貼り替えることができる上、被研磨物を一枚一枚剥離した後、次のワーク固定定盤に一枚一枚貼っていく作業を低減でき、かつその作業によって時折生じる被加工物の割れや傷などを防ぐことができる。
【００１６】
次に、図１（ｆ）に示すように、ワーク固定定盤Ｂに貼り替えられた被研磨物の２面目を、片面研磨機により研磨する。この工程は前述した被研磨物の１面目を研磨するときと同様である。
【００１７】
最後に、図１（ｇ）に示すように、ワーク固定に用いた紫外線硬化型接着剤を、水または有機溶媒で溶解し、被研磨物を回収する。紫外線硬化型接着剤の溶解に用いる溶剤は、選定した接着剤に応じて適したものを選択する。これは接着剤メーカーが推奨する溶媒を用いても良いし、自ら剥離溶媒を検討し、選定しても良い。
【００１８】
上述したように本発明の方法を用いれば、両面研磨機では割れてしまうような薄いガラスも、常に熱可塑性ワックスや紫外線硬化型接着剤でワーク固定定盤に固定されているため、割れることなく両面を研磨することができる。また、ガラスの固定に発泡ウレタン等の柔らかい素材を用いていないため、研磨中にガラスが沈み込む等せず、よって板厚分布も良好なものが得られる。
【００１９】
また、片面研磨機で両面研磨を行う場合、通常は図２に示した手順で研磨を行うが、図２（ｃ）、（ｄ）に示したように１面目の研磨が終了した後は、ワーク固定定盤から被研磨物を１枚１枚剥離し、研磨済みの１面目を下にして再度ワーク固定定盤に貼替える必要がある。この作業を行う場合、被研磨物が非常に薄いと、貼替え中にガラスを割ってしまう危険もある上、ワーク固定定盤に貼り替える際に生じる被研磨物の反りや熱可塑性ワックスの厚さムラ等によって、被研磨物の板厚分布に悪影響を与えてしまう欠点がある。これに対し本発明の方法を用いれば、これらの問題も全て回避することが可能である。
【００２０】
更に、被研磨物の貼替え時には、研磨済みの１面目が紫外線硬化型接着剤としか触れることがないため、研磨面に傷を生じる危険性を大きく下げることができる。この長所は、結晶化ガラスなどに比べ傷が生じやすい石英ガラスの研磨において特に有効な方法となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明を用いれば、片面研磨機を用いて、研磨面に傷を生じさせることなく両面研磨済みのガラス板が作製可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の方法で石英ガラス板の両面を研磨する手順を示す。
【図２】従来の方法で石英ガラス板の両面を研磨する手順を示す。
【実施例】
【００２３】
以下に実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は係る実施例に限定されるものではない。
【００２４】
実施例１〜１１、比較例１〜７
ワーク固定定盤Ａ（石英ガラス製。φ１５０ｍｍ×１０ｍｍ。）に石英ガラス板（８ｍｍ×３０ｍｍ×０．９ｍｍ。以下ワークと呼ぶ。）をシフトワックス５４０５ｓ（日化精工株式会社製熱可塑性ワックス。８０℃時の粘度１２０ｍＰａ・ｓ）で貼りつけ固定した。次にこのワークをオスカー研磨機により研磨した（ＳｉＣ＃１０００砥粒で１時間。セリア砥粒で１０分）。
【００２５】
次に、ワーク固定定盤Ｂ（石英ガラス製。φ１５０ｍｍ×１０ｍｍ。）に表１に示す粘度の異なる紫外線硬化型接着剤を、バーコーター（松尾産業株式会社製）を用いて表１に示す膜厚で塗布した。
【００２６】
次に、ワーク固定定盤Ａのワーク側とワーク固定定盤Ｂの紫外線硬化型接着剤側を貼り合わせ、表１に示す面圧をかけた状態でワーク固定定盤Ｂ側から表１に示す波長の紫外線を２０００ｍＪ／ｃｍ２照射し、接着剤を硬化させた。硬化後、ワーク固定定盤ＡとＢらが貼り合わさった状態で、まとめて厚さを測定し、接着剤の厚さを算出した。
【００２７】
次に、ワーク固定定盤Ａ側を下にして７０℃に加熱したホットプレート上に乗せ、熱可塑性ワックスが柔らかくなったところでワーク固定定盤Ａを取り外し、ワークをオスカー研磨機により研磨した（ＳｉＣ＃１０００砥粒で１時間。セリア砥粒で１０分）。
【００２８】
次にワーク固定定盤Ｂを表１に示す剥離溶媒中に浸漬することで接着剤を溶解させ、冷却後にプラスチックピンセットでワークを回収し、ワーク研磨面の傷の目視検査を行った。表１に結果を示す。
【００２９】
【表１】
0006617421.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の方法は、薄く、かつその両面が研磨状態で、かつ板厚分布が良好であるガラス薄板の作製に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１．被研磨物（ガラス板）
２．ワーク固定定盤Ａ
３．熱可塑性ワックス
４．研磨砥粒
５．研磨定盤
６．ワーク固定定盤Ｂ
７．紫外線硬化型接着剤
８．バーコーターまたはアプリケーター
９．おもり
１０．紫外線照射装置
１１．紫外線硬化型接着剤溶解用の水または有機溶媒
【図１】
0006617421.tif 000003
【図２】
0006617421.tif 000004