(57)【要約】【目的】耐水性が高く且つ軟らかい被研削材の研削に好適に用い得る円筒状樹脂砥石および製造方法を提供する。【解決手段】砥石片１６の樹脂結合剤がフェノール樹脂で構成されることから、その高い耐水性に基づき、多量の研削水を用いるような研削加工においても、砥石寿命が低下することがない。このとき、砥粒を相互に結合させるフェノール樹脂組織が微小連通気孔２６を無数に有する三次元網目構造を備えることからその気孔率が７０％程度と高いため、見掛けの弾性率が３．３（ＧＰａ）程度とフェノール樹脂本来のものに比べて著しく低下させられる。そのため、ＰＶＡが結合剤として用いられた砥石片の場合と同様に、研削面が被研削材表面に倣って僅かに弾性変形させられることにより、軟らかい被研削材の場合にも、その表面にスクラッチ等が形成されることが好適に抑制される。【選択図】                    図２
2004337986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒が樹脂結合剤で結合された多数の砥石片が弾性体層を介して円筒状部材の外周面に固着された円筒状樹脂砥石であって、
前記砥粒よりも小径の微小連通気孔を無数に有する三次元網目構造を備えた熱硬化性樹脂組織によってその砥粒が結合された多孔質樹脂砥石で前記多数の砥石片が構成されていることを特徴とする円筒状樹脂砥石。
【請求項２】
前記砥石片は、前記微小連通気孔よりも十分に大径の独立気孔を多数有するものである請求項１の円筒状樹脂砥石。
【請求項３】
前記砥石片は、１乃至５（ＧＰａ）の範囲のヤング率を有するものである請求項１の円筒状樹脂砥石。
【請求項４】
プリント配線基板の表面研磨に用いられるものである請求項１の円筒状樹脂砥石。
【請求項５】
砥粒、熱硬化性樹脂水溶液、および硬化剤を均一に混合および攪拌して流動性混合物とする混合攪拌工程と、
前記流動性混合物を所定の型内に流し込む流し込み工程と、
その所定の型内で前記流動性混合物を硬化させる硬化工程と、
その硬化工程で硬化させて得られた硬化成形体を乾燥させて、その硬化成形体から水分を除去する乾燥工程と、
前記混合攪拌工程乃至乾燥工程を含む工程によって得られた多数の砥石片を円筒状部材の外周面に弾性体層を介して固着する固着工程と
を、含むことを特徴とする円筒状樹脂砥石の製造方法。
【請求項６】
前記混合攪拌工程は、砥粒、熱硬化性樹脂水溶液、硬化剤、および界面活性剤を混合した流動性混合物を攪拌することにより、それら砥粒、熱硬化性樹脂水溶液、硬化剤、および界面活性剤を均一に混合するとともに、その流動性混合物中に多数の気泡を創成させるものである請求項５の円筒状樹脂砥石の製造方法。
【請求項７】
前記混合攪拌工程は、相分離調整剤を共に混合するものである請求項６の円筒状樹脂砥石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状部材の外周面に多数の砥石片が固着された円筒状樹脂砥石、特に、プリント配線基板の表面研磨に好適な円筒状樹脂砥石およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プリント配線基板を所謂ビルドアップ法等を用いて製造するに際して、その中間工程において、基板の半製品の表面を研磨して平坦化することが行われている。例えば、スルーホール内に樹脂を埋め込んだ際には、半製品の両面に盛り上がりが生じ、また、層間絶縁層を形成した際には、その表面になだらかな凹凸が生じる。そのため、これらが生じたまま更に絶縁層や導体層を積層すると、導体配線の短絡や断線が生じ得ることから、これらの凸部分を除去する平坦化処理が行われる。
【０００３】
従来、上記のような基板半製品の平坦化処理は、例えば、研磨ベルト、不織布ロール、不織布バフ、円筒状砥石（砥石ロール、筒状砥石とも言う）等が用いられていたが、近年のプリント配線基板の一層の多層化に伴い、基板自体やスルーホールの穴埋め用樹脂等の基板構成材料が硬質化する傾向にある。そのため、比較的高い研削力が要求される基板の所期レベリングや表面の穴埋め用樹脂等の除去には、円筒状砥石が好ましいものと考えられている。
【０００４】
上記の円筒状砥石は、例えば、円筒部材の外周面に弾性体（すなわち低弾性率材料）を介して多数の砥石片を固着したものである（例えば、特許文献１参照）。このような円筒状砥石によれば、研磨ベルトに比較して砥粒の早期の磨耗や脱落に起因する研削力の低下が生じ難いので、均一な研削延いては平坦化が容易である。また、不織布ロール、不織布バフ等を用いた場合に比較して、研削圧を高くした場合にも研磨面（すなわち不織布繊維の先端の包絡面）が基板表面形状に倣って変形させられ難いので、高い研削力が得られると共に基板表面の一層の平坦化が可能になる。しかも、弾性体に固着された砥石片は基板表面に倣って僅かに変形させられるため、高弾性率の支持体で砥石片が支持されている場合等に比較して基板表面のスクラッチが生じ難く、平滑な表面が得られる利点がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１５０６４号公報
【０００６】
【発明が解決すべき課題】
ところで、上記基板表面のスクラッチは砥石片の弾性率が高い場合にも生じ易い。そのため、上記特許文献１においては、例えば、結合剤としてＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を用いることにより、砥石片を例えばクリープ試験によるヤング率が１〜３（ＧＰａ）程度の低弾性率に構成している。また、プリント配線基板のような軟らかい材料の研削加工では、切れ味が良く、目詰りが生じず、且つ被研削材表面に砥粒が残留しないこと等が要求されるが、ＰＶＡを結合剤とした砥石片を用いた円筒状砥石では、このような条件も満足している。しかしながら、ＰＶＡは水に溶解し易いことから、これを結合剤とした砥石片は耐水性が低く、基板の表面研磨のような大量の研削水を用いるような研削加工では砥石寿命が著しく低くなる問題がある。
【０００７】
これに対して、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を結合剤としたレジノイド砥石は水に溶解し難いので高い耐水性を有する。しかしながら、レジノイド砥石はヤング率が例えば１０〜１２（ＧＰａ）程度と高いことから、円筒状砥石の砥石片として用いると前述したようなスクラッチの生ずる不都合がある。因みに、ビトリファイド砥石のヤング率は例えば３０〜３５（ＧＰａ）程度と更に高く、円筒状砥石を構成する砥石片の構成材料としては一層不適当である。
【０００８】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、耐水性が高く且つ軟らかい被研削材の研削に好適に用い得る円筒状樹脂砥石および製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための第１の手段】
上記課題を解決するための第１発明の要旨とするところは、砥粒が樹脂結合剤で結合された多数の砥石片が弾性体層を介して円筒状部材の外周面に固着された円筒状樹脂砥石であって、（ａ）前記砥粒よりも小径の微小連通気孔を無数に有する三次元網目構造を備えた熱硬化性樹脂組織によってその砥粒が結合された多孔質樹脂砥石で前記多数の砥石片が構成されていることにある。
【００１０】
【第１発明の効果】
このようにすれば、砥石片の樹脂結合剤が熱硬化性樹脂で構成されることから、その高い耐水性に基づき、多量の研削水を用いるような研削加工においても、砥石寿命が低下することがない。このとき、砥粒を相互に結合させる熱硬化性樹脂組織が微小連通気孔を無数に有する三次元網目構造を備えることからその気孔率が高いため、見掛けの弾性率が熱硬化性樹脂本来のものに比べて著しく低下させられる。そのため、ＰＶＡが結合剤として用いられた砥石片の場合と同様に、研削面が被研削材表面に倣って僅かに弾性変形させられることにより、軟らかい被研削材の場合にも、その表面にスクラッチ等が形成されることが好適に抑制される。しかも、微小連通気孔を有する三次元網目構造の樹脂組織によって保持された砥粒は、比較的弱い力で脱落するので、被研削材の表面を傷つけにくく、且つ良好な切れ味が長期間に亘って維持される。したがって、耐水性が高く且つ軟らかい被研削材の研削に好適に用い得る円筒状樹脂砥石が得られる。
【００１１】
すなわち、本願出願人が先に出願して国際公開されたＷＯ  ０１／８５３９４に記載されているように、熱硬化性樹脂、特にフェノール樹脂を結合剤とした多孔質のレジノイド砥石によれば、例えば、フェノール樹脂結合剤が三次元網目構造を有することにより、砥粒よりも小径の微小連通気孔が無数に構成されていることから、研削面における砥粒の突き出しが得られ易いので高い研削性能が得られる利点がある。本発明者等は、これに加えて、多孔質化に伴って砥石の見掛けの弾性率が低くなることを見出し、円筒状樹脂砥石を構成する砥石片としての適用可能性を検討したところ、熱硬化性樹脂を結合剤としながら、プリント配線基板のような軟らかい被研削材を研削加工する場合にもスクラッチが生じ難いという好ましい結果を得た。本発明は斯かる知見に基づいて為されたものである。
【００１２】
【第１発明の他の態様】
ここで、好適には、前記砥石片は、前記微小連通気孔よりも十分に大径の独立気孔を多数有するものである。このようにすれば、砥石片が微小連通気孔よりも十分に大径の独立気孔を多数有することから一層高い気孔率を有し、研削加工中に発生した切り粉がその独立気孔内にも捕捉されるため、このような砥石片が多数固着された円筒状樹脂砥石によれば高い研削性が得られる。
【００１３】
また、好適には、前記熱硬化性樹脂はフェノール樹脂である。このようにすれば、フェノール樹脂は比較的高強度であることから、砥石組織すなわち気孔の量および径を調節することで全体の弾性率が低下させられても、十分に強度の高い円筒状樹脂砥石が得られる。
【００１４】
【課題を解決するための第２の手段】
また、前記目的を達成するための第２発明の要旨とするところは、前記第１発明の円筒状樹脂砥石の製造方法であって、（ａ）砥粒、熱硬化性樹脂水溶液、および硬化剤を均一に混合および攪拌して流動性混合物とする混合攪拌工程と、（ｂ）前記流動性混合物を所定の型内に流し込む流し込み工程と、（ｃ）その所定の型内で前記流動性混合物を硬化させる硬化工程と、（ｄ）その硬化工程で硬化させて得られた硬化成形体を乾燥させて、その硬化成形体から水分を除去する乾燥工程と、（ｅ）前記混合攪拌工程乃至乾燥工程を含む工程によって得られた多数の砥石片を円筒状部材の外周面に弾性体層を介して固着する固着工程とを、含むことにある。
【００１５】
【第２発明の効果】
このようにすれば、硬化工程では、流し込み工程において所定の型内に流し込まれた流動性混合物中の水に溶解している熱硬化性樹脂が三次元的に架橋することにより硬化成形体となって水から相分離するとともに、その硬化させられた熱硬化性樹脂が結合剤として砥粒を相互に結合するが、上記流動性混合物は、混合攪拌工程において砥粒および熱硬化性樹脂水溶液が均一に混合させられているので、硬化成形体には、硬化させられた熱硬化性樹脂結合剤中に砥粒および水が均一に分散している。そして、乾燥工程において、その硬化成形体から水分が除去されて、その部分が微小連通気孔となるので、このような過程を経て製造された砥石片は、熱硬化性樹脂結合剤が三次元網目構造を有することにより、砥粒よりも小径の微小連通気孔が無数に構成された構造を有する。そのため、前述したような特性を備えた第１発明の円筒状樹脂砥石が得られる。
【００１６】
【第２発明の他の態様】
ここで、好適には、前記混合攪拌工程は、砥粒、熱硬化性樹脂水溶液、硬化剤、および界面活性剤を混合した流動性混合物を攪拌することにより、それら砥粒、熱硬化性樹脂水溶液、硬化剤、および界面活性剤を均一に混合するとともに、その流動性混合物中に多数の気泡を創成させるものである。このようにすれば、混合攪拌工程においては流動性混合物の内部に多数の気泡が巻き込まれるが、界面活性剤の起泡作用および整泡作用によって均一な気泡が発生し且つその状態が長時間に亘って維持されるため、流し込み工程において型内に流し込まれ、更に硬化工程において硬化させられる過程においても、その創成された気泡の殆どが維持される。そのため、熱硬化性樹脂が硬化させられ、更に水分が除去される過程を経て製造された砥石片には、前記微小連通気孔に加えて、その微小連通気孔よりも十分に大径の多数の独立気孔が上記気泡に由来して備えられる。しかも、硬化過程では、樹脂が高分子化することにより、その水溶性が低下し、固相−液相分離を生じるが、界面活性剤の作用により微細且つ均一なミセル（界面活性剤溶液中にある濃度以上で生成される表面活性分子）状の相分離形態となり、その後、ミセルの溶媒が除去されることにより微細且つ均一な空隙が形成される。この結果、微細且つ均一に分布する微小連通気孔と、それよりも十分に大径の均一に分布する独立気孔とを多数有する砥石片が外周面に固着された円筒状樹脂砥石が得られる。このようにして得られた砥石片は、２種類の気孔形態を有し且つ高い気孔率を有することになるので、研削加工中に発生した切り粉が独立した大径気孔内にも捕捉されると共に、微小連通気孔により砥石としての強度を十分に保ちながら砥粒を保持する保持力が弱くなりすぎることがなく、研削過程で結合剤が抵抗なく適度に磨耗していくことが可能となるので、高い研削性が得られる。
【００１７】
また、上述したように界面活性剤が混合される場合において、一層好適には、前記混合攪拌工程は、相分離調整剤を共に混合するものである。このようにすれば、攪拌工程において、相分離調整剤を用いて微細且つ均一なミセル状の相分離形態の大きさが調整されるので、所望の大きさの微細且つ均一な微小連通気孔が形成される。
【００１８】
また、好適には、前記相分離調整剤はヒドロキシ基を持つ水溶性高分子化合物である。このようにすれば、所望の大きさの微細且つ均一な微小連通気孔が一層容易に形成される。上記ヒドロキシ基を持つ水溶性高分子化合物としては、例えば、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸などが挙げられる。
【００１９】
また、好適には、前記熱硬化性樹脂水溶液はアルカリ性水溶液であり、且つ、前記硬化剤が有機エステル硬化剤である。このようにすれば、有機エステル硬化剤により、流動性混合物中の熱硬化性樹脂が常温程度の比較的低い温度で迅速に硬化させられる利点がある。
【００２０】
また、好適には、前記熱硬化性樹脂水溶液は、フェノール樹脂水溶液である。このようにすれば、フェノール樹脂は比較的高強度であることから、砥石組織すなわち気孔の量および径を調節することで全体の弾性率が低下させられても、十分に強度の高い円筒状樹脂砥石が得られる。
【００２１】
また、フェノール樹脂水溶液を硬化させるために用いられる硬化剤としては、有機エステル硬化剤が好適に用いられる。この有機エステル硬化剤としては、従来より水溶性フェノール樹脂の硬化剤として使用されているものを使用することができ、たとえば、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、乳酸エチル、セバシン酸メチル、エチレングリコールジアセテート、ジアセチン、トリアセチン等の炭素数１〜１０の一価もしくは多価アルコールと炭素数１〜１０の有機カルボン酸とから誘導されるカルボン酸エステル類、又はγ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類、又はエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、４−エチルジオキソロン、４−ブチルオキソロン、４，４−ジメチルジオキソロン、４，５−ジメチルジオキソロン等の環状シルキレンカーボネート類（有機炭酸エステル類）等が挙げられる。中でも、臭気や引火性の問題を解決する目的で、γ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類が特に好ましく用いられる。
【００２２】
例えば、アルカリ性のフェノール樹脂水溶液としては、樹脂の重量平均分子量が５００乃至８０００、固形分が３０〜７５（重量％）、フェノールに対するホルムアルデヒドのモル比が１．０から３．０、フェノールに対する水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物のモル比が０．３乃至１．５であるものを用いることができる。
【００２３】
また、前記アルカリ性のフェノール樹脂水溶液は、例えば、有機エステル化合物で硬化可能なアルカリ性フェノール樹脂であり、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等のアルカリ性触媒の存在下でフェノール類とアルデヒド類とを縮合させて得られるものである。
【００２４】
また、前記水溶性フェノール樹脂を得る際に用いられる上記のフェノール類としては、フェノールの他、クレゾール、３，５−キシレノール、ノニルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、イソプロペニルフェノール、フェニルフェノール等のアルキルフェノールや、レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノン、フロログリシン等の多価フェノールが挙げられる。また、カシューナッツ穀液、リグニン、タンニンのようなフェノール系化合物の混合物よりなるものも、フェノール類として使用することができる。これら各種のフェノール類を単独で、或いは２種以上の混合状態で使用してもよい。
【００２５】
また、上記アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、グリオキザール等が単独で、または２種以上混合して用いられる。上記アルデヒド類はフェノール類に対して１．０乃至５．０倍モルの範囲が良く、特に１．５乃至３．０倍モルが好ましい。アルデヒド類がフェノール類に対して１．０倍モル未満では十分な強度を発現せず、逆に５．０倍モルを超えると未反応アルデヒドによる作業環境の悪化などが懸念される。フェノール樹脂水溶液中にはその他の添加剤として、従来より公知であるシランカップリング剤を使用することもできる。たとえば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランやγ−アミノプロピルトリエトキシシランなどが好ましい。なお、このシランカップリング剤はフェノール樹脂水溶液中に添加配合してもよいが、攪拌工程で直接添加して配合してもよい。
【００２６】
また、上記フェノール類とアルデヒド類とを縮合させる際に使用する触媒としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、等のアルカリ金属水酸化物が単独で、または２種以上の混合して用いられる。水溶性フェノール樹脂は常圧により、フェノール類とアルデヒド類とをアルカリ金属水酸化物の存在下で水中で反応させて得られるが、アルカリ金属水酸化物はフェノール類に対して０．７乃至５．０倍モルの範囲が良く、特に１．０乃至３．０倍モルが望ましい。アルカリ金属水酸化物がフェノール類に対して０．７倍モル未満では強度および樹脂の保存安定性の面から不十分であり、逆に５．０倍モルを超えると作業環境上好ましくはない。
【００２７】
また、前記界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤（ノニオン界面活性剤）等を使用することができる。好ましくは、アニオン界面活性剤或いは非イオン性界面活性剤が用いられる。アニオン性或いは非イオン性界面活性剤を用いると、それらアニオン性或いは非イオン性界面活性剤は起泡効果が高いので、一層気孔率の高い砥石片が得られる利点がある。上記アニオン界面活性剤としては、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、オレイン酸ナトリウム等の脂肪酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等の硫酸エステル塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸塩、高級アルコールリン酸モノエステルジナトリウム塩、アルキルリン酸ナトリウム塩、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等のリン酸エステル塩を使用することができる。
【００２８】
カチオン界面活性剤としては、ラウリルアミンクロライド、ジヒドロキシエチルステアリルアミン、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド等の高級アルキルアミン塩、トリエタノールアミンモノステアレートの蟻酸塩、ステアラミドエチルジエチルアミンの酢酸塩、２−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリンなどの高級脂肪酸のアミン塩、セチルピリジニウムクロライドなどの高級アルキルハライドのアミン塩、ステアラミドメチルピリジニウムクロライドなどの高級脂肪族アミドのアミン塩といったアンモニウム塩や、これらに類するスルホニウム塩又はホスホニウム塩等が使用できる。
【００２９】
両性界面活性剤としては、Ｎ−アルキルトリグリシン、ジメチルアルキルベタイン、Ｎ−アルキルオキシメチル−Ｎ，Ｎ−ジエチルベタイン、アルキルベタイン、Ｎ−アルキル−β−アミノプロピオン酸塩、アルキルジ（アミノエチル）グリシン塩酸塩、Ｎ−アルキルタウリン塩、アミノエチルイミダゾリン有機酸塩等が使用できる。非イオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアビエチルアルコール、ポリオキシエチレンアルキルチオエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコオール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコオールエチレンジアミン、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンジ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンプロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリ脂肪酸エステル等のポリオキシエチレン型界面活性剤、エチレングリコールモノ脂肪酸エステル、プロピレングリコールモノ脂肪酸エステル、ジエチレングリコールモノ脂肪酸エステル、グリセリンモノ脂肪酸エステル、ペンタエリスリット脂肪酸エステル、ソルビタンモノ脂肪酸エステル、ソルビタンセスキ脂肪酸エステル、ソルビタントリ脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸モノイソプロパノールアミド等の多価アルコール型及びアルキロールアミド型界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルアミン、Ｎ−アルキルプロピレンジアミン、Ｎ−アルキルポリエチレンポリアミン、Ｎ−アルキルポリエチレンポリアミンジメチル硫酸塩、アルキルビグアニド、長鎖アミンオキシド等のアミン型界面活性剤が使用できる。
【００３０】
非イオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、、ポリオキシエチレンアビニエチルアルコール、ポリオキシエチレンアルキルチオエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコールエチレンジアミン、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリ脂肪酸エステル等のポリオキシエチレン型界面活性剤、エチレングリコールモノ脂肪酸エステル、プロピレングリコールモノ脂肪酸エステル、ジエチレングリコールモノ脂肪酸エステル、グリセリンモノ脂肪酸エステル、ペンタエリスリット脂肪酸エステル、ソルビタンモノ脂肪酸エステル、ソルビタンセスキ脂肪酸エステル、ソルビタントリ脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸モノイソプロパノールアミド等の多価アルコール型及びアルキロールアミド型界面活性剤、ポロオキシエチレンアルキルアミン、Ｎ−アルキルプロピレンジアミン、Ｎ−アルキルポリエチレンポリアミン、Ｎ−アルキルポリエチレンポリポリアミンジメチル硫酸塩、アルキルビグアニド、長鎖アミンオキシド等のアミン型界面活性剤を使用することができる。
【００３１】
なお、本発明の円筒状樹脂砥石を構成する砥石片の結合剤である熱硬化性樹脂にミクロ的な気孔である前記微小連通気孔が微細且つ均一に形成されるメカニズムは、たとえばフェノール樹脂については、以下のように考察される。すなわち、樹脂が硬化してゆく過程において、換言すれば高分子鎖の三次元的架橋反応において、アルカリ性フェノール樹脂・エステル硬化剤反応系では、樹脂の流動性がなくなった時点（ゲル化点）でも、樹脂相が可溶化しており、溶媒をブリードアウト（滲出或いは浸出）していない。そして、さらに反応が進行すると分子鎖の凝集力が作用し、樹脂相と溶媒相に相分離する特徴がある。本発明における多孔質樹脂においてブリードアウトする溶媒相は主に水であり、このブリードアウトする樹脂相と溶媒相の界面状態に対応して、硬化後におけるミクロ的な気孔が生成されてその形状や分散形態が決定されるものと考えられる。上記相分離過程における界面状態は前記界面活性剤を用いて制御される。また、上記相分離過程を制御するために相分離調整剤が用いられる。この相分離調整剤は、樹脂の硬化に伴ってブリードアウトした水を保持することができ、この保持効果で樹脂が硬化した段階での体積収縮を抑制し、相分離調整剤の水保持量に対応した大きさの気孔寸法に制御ができるものと考えられる。したがって、攪拌等による空気を内包させたことによる気泡をもたない場合でも、或いは真空攪拌機などを用いて機械的に取り込んだ空気による気泡を除去した場合でも、本発明によれば、微小連通気孔がフェノール樹脂結合剤内に微細且つ均一に形成されたフェノール樹脂多孔質砥石を得ることができる。
【００３２】
また、好適には、前記所定の型は複数個の前記砥石片に相当する平面寸法を備えたものであり、前記固着工程は、前記乾燥工程を経て前記硬化成形体から生成された多孔質の平板状砥石にその表面から複数本の切込みを所定の深さ寸法で形成することによりその表面を前記複数個の砥石片に相当する区分に分割する切込み工程と、その平板状砥石をその裏面において所定の薄板状弾性体に貼り付ける砥石貼付工程と、それら切込み工程および貼付工程の後にその薄板状弾性体を前記円筒状部材の外周面に貼り付けることにより、その外周面に前記多数の砥石片を固着する弾性体貼付工程とを、含むものである。
【００３３】
【第１、第２発明の他の態様】
また、好適には、前記砥石片は、３０乃至７５（体積％）の範囲内の気孔率を備え、且つ５０（μｍ）以上の気孔径を有する大径気孔と、０．３乃至３０（μｍ）の気孔径を有する小径気孔とを備えたものである。このようにすれば、十分な容積の気孔と、チップポケットして機能するような比較的大径の大径気孔と、熱硬化性樹脂を好適に脱落させる比較的小径の気孔径を有する小径連通気孔とが備えられる。一層好適には、大径気孔は０．１〜２．０（ｍｍ）の範囲内の気孔径を有し、小径気孔は１（μｍ）程度の気孔径を有するものである。
【００３４】
また、好適には、前記砥石片は、１乃至５（ＧＰａ）の範囲のヤング率を有するものである。このようにすれば、弾性率が十分に小さい値に留められるため、例えばプリント配線基板のような軟らかい被研削材の研削加工に一層好適である。
【００３５】
また、好適には、前記砥石片は、前記円筒状部材の外周面を覆う高分子樹脂発泡体層とその高分子樹脂発泡体層を覆う弾性体層とを介してその円筒状部材に固着されたものである。高分子樹脂発泡体層としては、比較的低弾性率且つ軽量のものが好ましく、例えば、発泡ポリエチレン、発泡ポリウレタン、酢酸ビニル系フォーム（すなわちスポンジ状の酢酸ビニル）等が好適に用いられる。
【００３６】
また、好適には、前記高分子樹脂発泡体層と前記弾性体層との間に、繊維強化ゴム層が介在させられる。すなわち、円筒状部材の外周面と弾性体層との間には、高分子樹脂発泡体層と繊維強化ゴム層とが積層された複合弾性体が備えられる。
【００３７】
また、好適には、円筒状樹脂砥石は、プリント配線基板の表面研磨に用いられるものである。上述したように、本発明の円筒状樹脂砥石は耐水性が高く且つ軟らかい被研削材の研削加工に好適に用い得ることから、プリント配線基板の製造過程において層間絶縁体層の平坦化等に用いた場合には、スクラッチの発生を抑制しつつ、長期間に亘って使用することが可能である。
【００３８】
また、前記砥粒は、円筒状樹脂砥石の用途に応じて適宜選択されるものであるが、例えば、炭化珪素や酸化アルミニウム等の一般砥粒、或いは、ＣＢＮ（立方晶窒化硼素）やダイヤモンド等の超砥粒で構成される。また、その粒度も用途に応じて適宜選択されるものであり、例えば、＃１２０程度の粗研削用のものから＃４０００程度の仕上げ研磨用のものの範囲内の砥粒で構成される。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
図１は、本発明の一実施例の円筒状樹脂砥石１０の全体を示す斜視図である。図において、円筒状樹脂砥石１０は、芯１２の外周面に弾性体層１４を介して多数の砥石片１６が固着されることにより構成されている。
【００４１】
上記の芯１２は、例えば、外径８８（ｍｍ）程度、内径７６．２（ｍｍ）程度、長さ寸法６１０（ｍｍ）程度の円筒状を成すものであり、例えば、熱硬化性樹脂を基材である紙に含浸させ且つ加熱および加圧して成型された紙−樹脂積層管、例えば紙−フェノール樹脂積層管である。本実施例においては、この芯１２が円筒状部材に相当する。
【００４２】
また、上記の弾性体層１４は、例えば、内径８８（ｍｍ）程度、外径１３０（ｍｍ）程度の円環状を成す多孔質弾性体層１８と、その外周面を覆って設けられた例えば外径１３５（ｍｍ）程度の緻密質弾性体層２０とから構成されている。この弾性体層１４は、例えば円筒状砥石１０の半径方向に砥石片１６が押圧された際に弾性的に凹まされることにより、プリント配線基板等の被研削材表面の凹凸に倣ってその砥石１６を僅かに弾性的に変形させるために設けられている。上記多孔質弾性体層１８は例えばポリエチレン・フォーム等のスポンジ状の弾性体から成るものであり、緻密質弾性体層２０は例えば繊維強化ゴムから成るものである。
【００４３】
また、上記の多数の砥石片１６は、略一様な寸法および形状を備えたものであって、各々が矩形、例えば一辺が１０（ｍｍ）程度の略正方形の平面形状と１０（ｍｍ）程度の厚さ寸法とを有するものである。これら多数の砥石片１６は、例えば２０°程度の角度で傾斜する弦巻線に沿って配列させられており、円筒状樹脂砥石１０の外周面全面に一辺１０（ｍｍ）の升目で区切られた格子模様が形成されている。なお、砥石片１６相互間には、例えば１．０〜２．０（ｍｍ）程度の僅かな隙間が設けられており、砥石片１６は相互に接していない。この隙間は、研削加工中に切り粉の排出を容易にするためのものである。
【００４４】
図２は、上記の砥石片１６の表面を拡大して示す図である。砥石片１６は、多数の砥粒２２が網目構造のフェノール樹脂結合剤２４により相互に結合させられたものであり、その砥石組織内には、微小連通気孔２６と独立気孔２８とが形成されている。なお、この網目構造は砥石片１６の厚み方向においても同様に連続させられた三次元網目構造である。そのフェノール樹脂結合剤２４の網と網との間に形成される空間が微小連通気孔２６であり、フェノール樹脂結合剤２４の網目構造が三次元的に広がっていることから、この微小連通気孔２６も三次元的に相互に連通させられている。また、独立気孔２８は、上記微小連通気孔２６よりも十分に大きく、且つ相互に互いに独立して組織中に略均一に分散して存在している。そのため、砥石片１６は、例えば７０（％）程度のフェノール樹脂砥石としては著しく高い気孔率を備えており、その弾性率は、ヤング率で３．３（ＧＰａ）（＝３４０（ｋｇｆ／ｍｍ２））程度の低い値である。
【００４５】
以上のように構成された円筒状樹脂砥石１０は、例えば、図３に示される工程を経て製造される。以下、工程の各段階における実施状態を表した図４（ａ）〜（ｃ）を参照して製造方法を説明する。先ず、複合弾性体固着工程Ｒ１では、多孔質弾性体層１８および緻密質弾性体層２０の積層体すなわち複合弾性体３４を製造し、芯１２の外周面に固着する。
【００４６】
次いで、砥石シート接着工程Ｒ２では、上記複合弾性体３４の外周面に砥石シート３６を接着する。砥石シート３６は、例えば全体が幅寸法５０（ｍｍ）程度、長さ寸法１５０（ｍｍ）程度、厚さ寸法１０（ｍｍ）程度の薄板形状を成すものであって、その裏面すなわち複合弾性体３４側の一面には、例えば厚さ寸法が１（ｍｍ）程度のゴムシート３８が接着されている（後述する図６参照）。また、上記砥石シート３６は、その長手方向が前記の傾斜角度２０°の弦巻線に沿った向きでスパイラルに巻き付けながら接着される。砥石シート３６は、例えば４５個の前記の砥石片１６が一体的に備えられたものであって、これを複合弾性体３４の外周面に接着することにより、芯１２の外周面に弾性体層１４およびゴムシート３８を介して多数の砥石片１６が固着されることとなる。
【００４７】
上記のように砥石シート３６を外周面全面に接着した後、外径仕上工程Ｒ３において、全体の直径寸法を例えば１５０（ｍｍ）程度に研削加工によって仕上げ、更に、端面切断工程Ｒ４において、例えば軸心方向の両端部を２０（ｍｍ）程度の長さ寸法で切断することにより、前記の円筒状樹脂砥石１０が得られる。
【００４８】
上記の製造工程において、上記の複数個の砥石片１６が一体的に備えられた砥石シート３６は、たとえば、図５に示す各工程を経て製造される。図６（ａ）〜（ｅ）は、この製造工程の要部段階における実施状態を説明する図である。混合攪拌工程１で用いるフェノール樹脂水溶液は、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等のアルカリ性触媒の存在下で、フェノール類とアルデヒド類とを常圧において水中で縮合させて得られるものであり、必要な場合には更に上記アルカリ性触媒が追加される。このようにして得られたフェノール樹脂水溶液中に含まれるフェノール樹脂は水溶性であり、その重量平均分子量Ｍｗは例えば５００〜８０００の範囲内である。
【００４９】
上記フェノール類には、フェノールの他、たとえば、クレゾール、３，５−キシレノール、ノニルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、イソプロペニルフェノール、フェニルフェノール等のアルキルフェノールや、レゾルシノール、カテコール、ハイドロキノン、フロログリシン等の多価フェノールでもよい。また、カシューナッツ殻液、リグニン、タンニンのようなフェノール系化合物の混合物よりなるものも、フェノール類として使用することができる。これら各種のフェノール類を単独で、または２種以上を混合して使用することもできる。上記アルデヒド類としては、たとえば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール、グリオキザール等が用いられ、それらを単独で、または２種以上混合して使用することもできる。このアルデヒド類は、フェノール類に対して１．０〜５倍モルの範囲であれば良く、特に１．０〜３．０倍の範囲が良く、さらに、１．５〜２．５倍モルがより好ましい。アルデヒド類がフェノール類に対して１．０倍モル未満では架橋後に十分な強度を発現せず、逆に５．０倍モルを越えると未反応アルデヒドによる作業環境の悪化などが懸念されるからである。
【００５０】
上記アルカリ性触媒としては、たとえば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物が単独で、または２種以上混合して使用される。このアルカリ性触媒はフェノール類に対してたとえば０．０１〜２倍モルの範囲が良く、特に０．０２〜１．２倍の範囲が良く、さらに、０．５〜１．０倍モルの範囲が好ましい。アルカリ性触媒がフェノール類に対して０．０１倍モル未満では樹脂の製造に多大な時間がかかるため不十分であり、逆に２．０倍モルを越えると硬化剤が大量に必要となり、また、作業環境上好ましくないからである。
【００５１】
上記フェノール樹脂水溶液は、フェノール樹脂成分がたとえば３０〜７５質量％の範囲内に調製される。なお、このフェノール樹脂水溶液には、その他の添加剤として、砥粒の接着性向上のために、従来より公知であるシランカップリング剤を添加してもよい。このシランカップリング剤としては、たとえば、エポキシ系シランやアミノシランなどが好ましい。また、このシランカップリング剤は、混合攪拌工程１において添加してもよい。
【００５２】
上記フェノール樹脂水溶液を硬化させるために混合攪拌工程１で用いる硬化剤には、有機エステル硬化剤、酸硬化剤等を用いることができる。有機エステル硬化剤としては、従来よりアルカリ性フェノール樹脂水溶液の硬化剤として用いられているものを使用することができ、例えば、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、乳酸エチル、セバシン酸メチル、エチレングリコールジアセテート、ジアセチン、トリアセチン等の炭素数１〜１０の一価もしくは多価アルコールと炭素数１〜１０の有機カルボン酸とから誘導されるカルボン酸エステル類、又はγ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類、又はエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、４−エチルジオキソロン、４−ブチルジオキソロン、４，４−ジメチルジオキソロン、４，５−ジメチルジオキソロン等の環状アルキレンカーボネート類等が挙げられる。中でも、臭気や引火性の問題を解決する目的で  γ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類を特に好ましく使用することができる。また、酸硬化剤としては、たとえば、硫酸、リン酸などの無機酸、フェノールスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸などの有機酸、および、これらの混合物が挙げられる。
【００５３】
混合攪拌工程１では、上記砥粒、フェノール樹脂水溶液、およびその硬化剤を攪拌混合機中に投入し、必要な場合には界面活性剤および相分離調整剤もその攪拌混合機中に投入し、所定時間攪拌・混合する。図５において破線は必須では無い任意の混合成分であることを表している。界面活性剤および相分離調整剤も混合する場合には、フェノール樹脂水溶液に対して、砥粒、硬化剤および界面活性剤（或いは相分離調整剤）を順次或いは同時に混合するが、それらを順次混合する場合は、その混合順序は何れが先でもよい。ただし、硬化剤は、反応を制御する上で混合攪拌工程１の最後に添加し、その後、所定時間攪拌することが望ましい。また、この混合攪拌工程１により、フェノール樹脂水溶液、砥粒、硬化剤および必要な場合には界面活性剤や相分離調整剤が混合された流動性混合物が得られればよいので、フェノール樹脂水溶液を予め調製せず、この混合攪拌工程１において、水溶性フェノール樹脂、水、アルカリ金属水酸化物、砥粒、硬化剤、および必要な場合は界面活性剤或いは相分離調整剤を任意の順番で混合することにより流動性混合物を調製してもよい。さらに、ヘキサミン等の樹脂強度向上剤、アジピン酸ジヒドラジド（ＡＡＤＨ）等の安定化剤、アエロジル等の粘度調節剤等を適宜混合してもよい。
【００５４】
上記攪拌は、流動性混合物中に界面活性剤が混合されていない場合には、フェノール樹脂水溶液中に砥粒２２を均一に分散させるのに十分な攪拌強度および時間であればよいが、界面活性剤は流動性混合物内に均一な気泡を一様に発生させるために混合されるので、流動性混合物中に界面活性剤が混合されている場合には、砥粒２２が均一に分散し、且つ所望量の気泡を発生させるのに十分な攪拌強度および時間に設定される。なお、ここで発生させられる独立気泡の平均気孔径は５０（μｍ）以上となる。
【００５５】
上記界面活性剤としては、前述したアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤等の中から所望のものを用できる。
【００５６】
また、微細且つ均一なミセル状の相分離形態の大きさが調整されるように、すなわち所望の大きさの微細且つ均一な微小連通気孔が形成されように混合される前記相分離調整剤としては、たとえばポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルローズ、アルギン酸などのヒドロキシル基を持つ水溶性高分子化合物が、好適に用いられる。
【００５７】
続く流込み工程２においては、前記砥石シート３６の形状に対応する内面形状或いはそれよりも十分に大きい内面形状を備えた鋳込み型４０内に、前記混合攪拌工程１で十分に混合・攪拌された流動性混合物４２を流し込む。図６（ａ）は、この段階を示している。
【００５８】
続く硬化工程３においては、流込み工程２において型４０内に流し込んだ流動性混合物４２を所定時間放置することにより、或いは、型内に流し込んだ流動性混合物を所定の温度に加熱することにより、流動性混合物４２中のフェノール樹脂を硬化すなわち架橋させる。
【００５９】
流動性混合物４２中のフェノール樹脂が硬化させられると、流動性混合物４２は上記型４０の内形を有する硬化成形体となる。このとき、フェノール樹脂は三次元網目形状に硬化し、この硬化したフェノール樹脂が結合剤２４として働き、砥粒２２を相互に結合する。このようにフェノール樹脂が三次元網目形状に架橋していくメカニズムは必ずしも明らかではないが、以下のように考察できる。なお、本発明はこのメカニズムに拘束されるものではない。
【００６０】
すなわち、硬化剤の添加等によりフェノール樹脂が硬化していく過程において、水に溶けている水溶性フェノール樹脂は、まず、水と相分離しない状態で流動性が消失する（ゲル化）。この状態では樹脂相は可溶化していて外観上は透明であり、溶媒は浸出していない。さらに三次元架橋反応が進行すると、分子鎖の凝集力が働き、樹脂相（固相）と水相（溶媒相）に分離して樹脂が三次元網目形状となると考えられる。この状態では外観が不透明になり、ブリードアウト（滲出或いは浸出）した溶媒を空気と置換すれば、三次元網目形状の網目形状の微小連通気孔２６となる。この微小連通気孔２６の大きさ或いは容積比は、水溶性フェノール樹脂と水との比を変えることにより変化し、水溶性フェノール樹脂に対して水が多いほど網目の大きさ或いは容積比が大きくなる。また、このときの溶媒相は主に水であり、ブリードアウト樹脂相と溶媒相との界面状態を界面活性剤を用いて制御することにより、ミクロ的に生成される微小連通気孔２６の形状や分散形態が調節される。たとえば界面活性作用により微小連通気孔２６の気孔径が均一化した状態となる。さらに、上記相分離過程を制御する目的で前記相分離調整剤が混入されていると、この相分離調整剤は、樹脂硬化に伴ってブリードアウトした水を保持することにより、この水保持効果により樹脂が硬化した段階でも体積収縮を抑制することが可能となり、微小連通気孔２６の気孔径を大きく形成することに寄与する。このようにして水溶性フェノール樹脂と水との比、界面活性剤の混合率、相分離調整剤の混合率を変えることにより、微小連通気孔２６の大きさをたとえば３０（μｍ）以下、好ましくは５（μｍ）以下の範囲で変化させることができるが、微小連通気孔２６の大きさは砥粒２２よりも小径である必要がある。砥粒２２よりも微小連通気孔２６が大径の場合にはフェノール樹脂結合剤２４は砥粒２２を支持することができないからである。また、界面活性剤の働きにより、微小連通気孔の気孔径が一層均一化される。
【００６１】
また、前記界面活性剤は独立気孔２８を制御する機能をも有している。すなわち、混合攪拌工程１において起泡させられた流動性混合物は、界面活性剤を含んでいることから、流し込みおよび硬化の過程においても気泡が消失せず、攪拌終了時の発泡状態を保っている。そのため、硬化終了時において、その硬化成形体中には、図２に示す、気泡に由来する互いに独立した多数の独立気孔２８が形成されるので、多孔質成形体が得られる。これら多数の独立気孔２８は、流動性混合物およびそれが硬化させられた硬化成形体に何ら圧力が加えられていないことから、上記の混合攪拌工程１において発生させられた気泡そのままの形状に形成されている。なお、これら独立気孔２８のないフェノール樹脂多孔質砥石を製造するため、前記流動性混合物中に界面活性剤を混合しない場合でも、攪拌の機械的作用によりに若干の気泡が混入するが、それら若干の独立気孔２８は研削性能に悪影響を与えない限りあえて除去する必要はない。
【００６２】
続く乾燥工程４では、上記硬化成形体を乾燥させ、その硬化成形体中の水分を除去する。硬化成形体から水分が除去されると、三次元網目構造間を満たしていた水が空気に置換されて無数の微小連通気孔２６が形成され、この微小連通気孔２６によっても多孔質化される。上記乾燥工程４により砥石シート３６或いはそれよりも十分に大きい平面寸法を備えた多孔質砥石４４が製造されるが、強度を向上させるため、熱処理工程を設け、その砥石シート３６或いは多孔質砥石４４をさらに加熱処理してもよい。図６（ｂ）は、得られた多孔質砥石４４の一例である。
【００６３】
続く切断工程５では、砥石片１６よりも十分に大きい寸法の型４０が用いられていた場合には、多孔質砥石４４に切断加工が施されることにより、複数枚の砥石シート３６に分割される。図６（ｃ）は、この段階を示している。
【００６４】
次いで、切込み加工工程６では、上記の砥石シート３６の表面側から格子状に切込みが入れられることにより、砥石シート３６上に多数の矩形凸部４６が形成される。切込みの間隔は、円筒状樹脂砥石１０の用途に応じて適宜定められる。図６（ｄ）は、この段階を示している。
【００６５】
次いで、ゴムシート接着工程７では、上記の砥石シート３６の裏面に前記のゴムシート３８が接着され、更に、分割工程８では、上記の切込み加工工程６で形成された溝に沿って矩形凸部４６が分割されることにより多数の砥石片１６がゴムシート３８に貼り付けられた砥石シート３６が得られる。前記の砥石シート接着工程Ｒ２には、このようにして製造された砥石シート３６が用いられる。
【００６６】
（実験例）
次に、砥石シート３６の製造方法の具体的な実験例を説明する。なお、砥石シート３６の寸法は１５０×５０×１０（ｍｍ）、砥石片１６の寸法は１０×１０×１０（ｍｍ）とした。
【００６７】
まず、混合攪拌工程１では、アルカリ性フェノール樹脂水溶液（旭有機材工業株式会社製ＨＰ８３００Ｌ（固形分４８質量％、平均分子量２０００））を４０質量％、アニオン界面活性剤を２質量％、砥粒として炭化ケイ素（粒度＃４００）を４５質量％、ラクトン系エステル硬化剤を１０質量％使用し、それらを混合機に以下の順で順次投入して混合・攪拌した。混合機には、特殊機械化工業株式会社製のＴＫホモミキサーを使用し、攪拌羽根には、同社のエッジタービンを使用し、攪拌羽根の回転速度は５００〜１５００ｒ．ｐ．ｍ．とした。投入順序は、まず前記アルカリ性フェノール樹脂水溶液と界面活性剤とを投入し、５分間攪拌して気泡を十分に発生させ、続いて、安定化剤（例えばアジピン酸ジヒドラジド：ＡＡＤＨ）を所定量添加して１分間混合攪拌し、続いて樹脂強度向上剤（例えばヘキサミン）を所定量添加して１分間混合攪拌し、続いて粘度調整剤（例えばアエロジル）を所定量添加して１分間混合攪拌し、続いて、砥粒を投入して４分間混合攪拌し、最後に上記ラクトン系エステル硬化剤を所定量投入してさらに１．５分間混合攪拌した。これにより、気泡が均一に分散した流動性混合物４２を得た。
【００６８】
続く流込み工程２では、工程１で得た流動性混合物４２を、例えば幅３５０×長さ４５０×厚み６０（ｍｍ）程度の大きさのポリプロピレン製の容器（すなわち型４０）に、例えば深さ５５（ｍｍ）程度まで流し込み、続く硬化工程３では、その容器内に流し込んだ流動性混合物を例えば６０（℃）にて１２時間放置して硬化成形体を得た。上記型４０の大きさは、後の工程で例えば幅５０×長さ１５０×厚み１０（ｍｍ）の薄板に加工する目的で、その大きさの薄板が２１枚得られるように選んだものである。
【００６９】
続く乾燥工程４では、上記硬化工程３で得た硬化成形体を例えば６０（℃）で４８時間乾燥し、樹脂と相分離した水を完全に除去する。次いで、硬化成形体をキュアー容器内に収容した状態で６時間後に１５０（℃）となるように室温或いは６０（℃）から連続的に昇温し、１５０（℃）で１〜２時間保持して熟成し、キュアー容器ごと徐々に冷却した。室温に戻った後にキュアー容器から成形体を取り出して気孔率７０（％）の多孔質砥石４４を得た。この多孔質砥石４４のヤング率は３．３（ＧＰａ）程度であった。
【００７０】
続く切断工程５では、多孔質砥石４４を例えば５０×１５０×１０（ｍｍ）程度の大きさの複数枚の砥石シート３６に切断加工する。また、切込み加工工程６では、この砥石シート３６に縦横共に１０（ｍｍ）程度のピッチで長辺および短辺に沿って複数本の切込みを入れる。更に、ゴムシート接着工程７では、砥石シート３６を幅５０×長さ１５０×厚さ１（ｍｍ）程度の大きさのゴムシート３８上に接着し、分割工程８では、ゴムシート３８上に接着したまま、これを切込みに沿って砥石片１６毎に分割する。そして、この砥石シート３６を弾性体層１４に接着し、外径仕上げ工程Ｒ３および端面切断工程Ｒ４を経て前記のような円筒状樹脂砥石１０を得た。
【００７１】
（比較例）
比較例１として、炭化珪素砥粒（粒度＃４００）を硼珪酸系のガラス粉末で結合したビトリファイド砥石を製造し、砥石シート３６と同じ大きさの薄板に切断加工すると共にゴムシート３８を接着して砥石シート３６の場合と同様にして弾性体層１４上に巻き付けて接着し、円筒状樹脂砥石１０と同一形状の円筒状砥石とした。このビトリファイド砥石の組織は、砥粒４５体積％、結合剤１５体積％、気孔４０体積％程度である。また、砥石のヤング率は、４１（ＧＰａ）（＝４２００（ｋｇｆ／ｍｍ２））程度であった。
【００７２】
比較例２として、炭化珪素砥粒（粒度＃４００）をＰＶＡで結合したＰＶＡ砥石を製造し、砥石シート３６の場合と同様にして円筒状砥石を製造した。このＰＶＡ砥石の組織は、砥粒１５体積％、結合剤１０体積％、気孔７５体積％程度である。また、砥石のヤング率は１．２（ＧＰａ）（＝１２０（ｋｇｆ／ｍｍ２））程度であった。また、この砥石片には、シリコン系の耐水処理を施した。
【００７３】
比較例３として、炭化珪素砥粒（粒度＃４００）を液状エポキシ樹脂で結合したレジノイド砥石を製造し、砥石シート３６の場合と同様にして円筒状砥石を製造した。このレジノイド砥石は、気孔形成剤（例えばケマノーベル社製の塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体エクスパンセル）を混合して多孔質化した。このレジノイド砥石の組織は、砥粒１０体積％、結合剤３０体積％、気孔６０体積％程度である。また、砥石のヤング率は８．５（ＧＰａ）（＝８７０（ｋｇｆ／ｍｍ２））程度であった。
【００７４】
下記の表２は、上記実験例の円筒状樹脂砥石１０と、上記各比較例の円筒状砥石とを用いて、それぞれ表１に示す研削条件下で実行し研削試験結果を対比して示している。評価項目は、研削力（銅板２０００パス後の削量（ｇ）で評価）、仕上げ面精度（研磨後の銅板の面粗度（Ｒｚ、単位：μｍ）で評価）、砥石寿命（砥石磨耗量すなわち砥石体積減少量（ｃｍ３）で評価）、研磨後の銅板表面のスクラッチおよび砥粒残留の有無（低倍率の実体顕微鏡で観察）、および寿命安定性（２００パス毎の砥石磨耗量推移で評価）である。砥石の磨耗量推移は表３に示した。
【００７５】
［表１］  研削条件
試験装置        （株）石井表記製一軸研磨機
ワーク          銅板（幅３００×長さ４５０×厚さ０．１（ｍｍ））
ホイール周速    ８４０（ｍ／ｍｉｎ）（回転速度１８００ｒ．ｐ．ｍ．）
ワーク送り速度  ２（ｍ／ｍｉｎ）
オシレーション  ３５０（ｃｐｍ）
負荷            ＋１．０（Ａ）
【００７６】
2004337986.tif 000003
【００７７】
2004337986.tif 000004
【００７８】
上記の評価結果に示されるように、ビトリファイド砥石を用いた比較例１では、高い研削力を有するものの面粗度が極めて悪く、スクラッチも生じている。これは、ビトリファイド砥石のヤング率や砥石強度が高いことに起因するものと考えられる。また、砥石の目詰りも頻繁に見られた。したがって、ビトリファイド砥石は硬すぎて十分な面精度を得られないことが判る。
【００７９】
また、ＰＶＡ砥石を用いた比較例２では、比較的良好な面粗度が得られ且つスクラッチも生じない反面、砥石磨耗が著しく大きく、且つ磨耗が安定せずときとして異常磨耗が見られた。これはＰＶＡの欠点である耐水性の不足が原因であるものと考えられる。
【００８０】
また、レジノイド砥石を用いた比較例３では、ＰＶＡ砥石を用いた比較例２よりも高い研削力を有するが、ビトリファイド砥石を用いた比較例１ほどでは無いもののスクラッチが生じる問題がある。砥石の水はけ向上の目的で切込みパターン（図６（ｄ）参照）が設けられているので、これにより生じた砥石片のエッジが銅板表面に当たることがスクラッチの主因と考えられる。
【００８１】
これらに対して、多孔質のレジノイド砥石を用いた実験例の円筒状樹脂砥石１０によれば、上記評価結果の範囲内において最も優れた面粗度が得られると共に、ＰＶＡ砥石を用いた比較例２に比較して寿命の点でも安定していることが判る。すなわち、熱硬化性樹脂、特にフェノール樹脂で結合剤が構成されることから、ＰＶＡ砥石のような研磨水による砥石劣化が生じないので、寿命が安定するのである。従って、プリント配線基板１００のような大量生産され且つ高品質が要求される軟らかい被研削材の研磨加工に好適である。プリント配線基板のような軟削材で且つ表面にうねりが存在し、砥石がその表面になじむ必要のある研磨加工には円筒状樹脂砥石１０のような弾性体ロール構造が好ましいのであるが、加工品質には、そのような構造に加えて、研削に直接関与する砥石片１６の構成がその研削性能に著しく影響するものと考えられる。
【００８２】
上述したように、本実施例によれば、砥石片１６の樹脂結合剤がフェノール樹脂で構成されることから、その高い耐水性に基づき、多量の研削水を用いるような研削加工においても、砥石寿命が低下することがない。このとき、砥粒を相互に結合させるフェノール樹脂組織が微小連通気孔２６を無数に有する三次元網目構造を備えることからその気孔率が７０％程度と高いため、見掛けの弾性率が３．３（ＧＰａ）程度とフェノール樹脂本来のものに比べて著しく低下させられる。そのため、ＰＶＡが結合剤として用いられた砥石片の場合と同様に、研削面が被研削材表面に倣って僅かに弾性変形させられることにより、軟らかい被研削材の場合にも、その表面にスクラッチ等が形成されることが好適に抑制される。しかも、微小連通気孔２６を有する三次元網目構造の樹脂組織によって保持された砥粒２２は、比較的弱い力で脱落するので、被研削材の表面を傷つけにくく、且つ良好な切れ味が長期間に亘って維持される。したがって、耐水性が高く且つ軟らかい被研削材の研削に好適に用い得る円筒状樹脂砥石１０が得られる。
【００８３】
したがって、プリント配線基板１００のような軟削材の平坦化のための研磨加工に用いられても、その表面にスクラッチ等を形成することなく、高い研削力を得ることのできる利点がある。
【００８４】
また、本実施例によれば、砥石片１６は、微小連通気孔２６よりも十分に大径の独立気孔２８を多数有するため、一層高い気孔率を有し、且つ研削加工中に発生した切り粉がその独立気孔内にも捕捉されるため、一層高い研削性が得られる利点がある。
【００８５】
また、本実施例によれば、硬化工程３では、流し込み工程２において型４０内に流し込まれた流動性混合物４２中の水に溶解しているフェノール樹脂が三次元的に架橋することにより硬化成形体となって水から相分離するとともに、その硬化させられたフェノール樹脂が結合剤２４として砥粒２２を相互に結合するが、上記流動性混合物４２は、混合攪拌工程１において砥粒２２およびアルカリ性フェノール樹脂水溶液が均一に混合させられているので、硬化成形体には、硬化させられたフェノール樹脂結合剤２４中に砥粒２２および水が均一に分散している。そして、乾燥工程４において、その硬化成形体から水分が除去されて、その部分が微小連通気孔２６となるので、このような過程を経て製造された砥石片１６は、フェノール樹脂結合剤２４が三次元網目構造を有することにより、砥粒２２よりも小径の微小連通気孔２６が無数に構成された構造を有する。そのため、前述したような特性を備えた円筒状樹脂砥石１０が得られるのである。
【００８６】
また、本実施例によれば、混合攪拌工程１においては流動性混合物４２の内部に多数の気泡が巻き込まれるが、界面活性剤が混合されている場合には、その起泡作用および整泡作用によって均一な気泡が発生し且つその状態が長時間に亘って維持されるため、流し込み工程２において型４０内に流し込まれ、更に硬化工程３において硬化させられる過程においても、その創成された気泡の殆どが維持される。そのため、フェノール樹脂が硬化させられ、更に水分が除去される過程を経て製造された砥石片１６には、微小連通気孔２６に加えて、その微小連通気孔２６よりも十分に大径の多数の独立気孔２８が上記気泡に由来して備えられる。そのため、砥石片１６は２種類の気孔形態を有し且つ高い気孔率を有するので、研削加工中に発生した切り粉が独立した大径気孔２８内にも捕捉されると共に、微小連通気孔２６により砥石としての強度を十分に保ちながら砥粒２２を保持する保持力が弱くなりすぎることがなく、研削過程で結合剤２４が抵抗なく適度に磨耗していくことが可能となるので、高い研削性が得られる。
【００８７】
また、相分離調整剤が混合される場合には、攪拌工程１において、相分離調整剤によって微細且つ均一なミセル状の相分離形態の大きさが調整されるので、所望の大きさの微細且つ均一な微小連通気孔２６が形成される利点がある。すなわち、相分離調整剤は、硬化工程３においてフェノール樹脂が硬化させられるとき、そのフェノール樹脂からブリードアウトする水を保持することにより、硬化時の収縮を抑制して微小連通気孔２６の径寸法を制御する。これにより、所望の大きさの微小連通気孔２６を有し或いは所望の高い気孔率の砥石片１６が得られる。
【００８８】
本実施例においては、乾燥工程４を経て前記硬化成形体から生成された多孔質砥石４４が砥石シート３６に分割された後、その表面から複数本の切込みを所定の深さ寸法で形成することによりその表面を多数の砥石片１６に相当する多数の矩形凸部４６に分割する切込み工程６と、その砥石シート３６をその裏面においてゴムシート３８に貼り付けるゴムシート接着工程７と、切込みに沿って砥石シート３６を多数の砥石片１６に分割する分割工程８と、その砥石シート３６を弾性体層１４の外周面に貼り付けることにより、多数の砥石片１６を固着する砥石シート接着工程Ｒ２とを、含む工程によって円筒状樹脂砥石１０が製造されることから、多数の砥石片１６を容易に芯１２（厳密には弾性体層１４）の外周面に固着することができる。
【００８９】
また、本実施例によれば、フェノール樹脂水溶液はアルカリ性水溶液であり、硬化剤はラクトン系エステル硬化剤であることから、そのラクトン系エステル硬化剤により、流動性混合物中のフェノール樹脂が常温で迅速に硬化させられる利点がある。
【００９０】
また、本実施例では界面活性剤としてアニオン性界面活性剤を用いていることから、そのアニオン性界面活性剤の高い起泡作用により一層気孔率の高い砥石が得られる利点がある。
【００９１】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は上記実施例とは別の態様においても実施できる。
【００９２】
たとえば、前述の実施例では、結合剤２４を構成する熱硬化性樹脂としてアルカリ性フェノール樹脂が用いられていたが、その他のフェノール樹脂も同様に用いられ得る。
【００９３】
また、実施例においては、砥粒２２として＃４００程度の炭化珪素が用いられていたが、砥粒の種類や粒度は用途に応じて適宜選択されるものである。
【００９４】
また、実施例においては、熱硬化性樹脂の三次元網目構造に基づく微小連通気孔２６に加えて混合・攪拌時に巻き込まれた空気に起因する独立気孔２８が形成されていたが、少なくとも微小連通気孔２６が備えられることによって高気孔率の多孔質に構成されていれば、本発明の効果を享受し得る。したがって、混合・攪拌工程１において、気泡が生成するような攪拌形態は必須では無く、また、界面活性剤も必須ではない。
【００９５】
また、実施例においては、相分離調整剤が混合されることによって微小連通気孔２６の大きさが制御されていたが、その大きさのばらつきが許容範囲内に留まるならば、相分離調整剤は混合しなくとも差し支えない。
【００９６】
また、実施例においては、砥石シート３６をその裏面にゴムシート３８を貼り付けた後に割ることによって多数の砥石片１６が一体的に備えられた砥石シート３６を製造し、これを貼り付けることで円筒状部材の表面に多数の砥石片１６を容易に固着していたが、個々に分割された砥石片１６を円筒状部材の外周面に貼り付けても差し支えない。その場合は、ゴムシート３８は用いられなくとも良い。
【００９７】
また、実施例においては、弾性体層１４が多孔質弾性体層１８および緻密質弾性体層２０から構成されていたが、積層構造等するか否かや、如何なる特性を備えた材料で弾性体層１４を構成するかについては、円筒状樹脂砥石１０の用途に応じて適宜選択されるものであり、実施例の構成に限定されない。
【００９８】
以上に説明したものはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の円筒状樹脂砥石の全体を示す斜視図である。
【図２】図１の円筒状樹脂砥石を構成する砥石片の表面を拡大して示す図である。
【図３】図１の円筒状樹脂砥石の製造工程を示す工程図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、図３の製造工程の要部段階における実施状態を説明するための図である。
【図５】図１の砥石片の製造工程を示す工程図である。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は、図５の製造工程の要部段階における実施状態を説明するための図である。
【符号の説明】
１０：円筒状樹脂砥石
１４：弾性体層
１６：砥石片
２２：砥粒
２４：フェノール樹脂結合剤
２６：微小連通気孔
２８：独立気孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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