(57)【要約】  本発明は、研磨レートの低下を抑止しつつ、研磨部を厚くできる研摩材及び研磨材の製造方法の提供を目的とする。本発明の研磨材は、基材と、この基材の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層とを備える研磨材であって、上記研磨層が複数の柱状の研磨部を有し、上記研磨部がフュームドシリカを含み、上記基材が耐熱性樹脂を主成分とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、この基材の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層とを備える研磨材であって、
上記研磨層が複数の柱状の研磨部を有し、
上記研磨部がフュームドシリカを含み、
上記基材が耐熱性樹脂を主成分とする研磨材。
【請求項２】
上記研磨部における上記フュームドシリカの含有量が０．１体積％以上２０体積％以下である請求項１に記載の研磨材。
【請求項３】
上記研磨部の平均厚さが３００μｍ以上５０００μｍ以下である請求項１又は請求項２に記載の研磨材。
【請求項４】
上記基材がポリカーボネート又は二軸延伸ポリエチレンテレフタレートである請求項１、請求項２又は請求項３に記載の研磨材。
【請求項５】
基材と、この基材の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層とを備える研磨材の製造方法であって、
研磨層用組成物の印刷により上記研磨層を形成する工程を備え、
上記研磨層が複数の柱状の研磨部を有し、
上記研磨層用組成物がフュームドシリカを含み、
上記基材が耐熱性樹脂を主成分とする研磨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨材及び研磨材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばハードディスク等の電子機器に用いられるガラス基板の加工には一般に固定砥粒の研磨材が使用されている。このような研磨材として、基材の表面に砥粒及びバインダーを含む研磨層を積層して構成した研磨材が公知である。【０００３】
固定砥粒の研磨材では、研磨層は複数の研磨部から構成される。このように研磨層を複数の研磨部で構成することで、被削体に接触する面積の占有率が下がり、研磨時の面圧が高まるため、高い研磨レートが発現できる。また、複数の研磨部間に形成される溝により研削屑を排除できるので、研磨材の目詰まりによる研磨レートの低下が抑止できる。【０００４】
このような研磨材では、ガラス基板の加工に伴い研磨層が徐々に磨耗するため、研磨材の高寿命化のためには、研磨部を厚くすることが求められる。研磨層は、一般に印刷法を用いて形成される。印刷法を用いる場合、研磨部を厚くするとアスペクト比が上昇するため、印刷時に液だれが生じ易く、個々の研磨部を柱状に形成することが難しくなる。このため、従来の研磨部の厚い研磨材では、錐体状の研磨部や、頂面の面積の大きい研磨部が用いられている（例えば特開２０１４−１８８９３号公報参照）。【０００５】
しかしながら、研磨部を錐体状とする場合、研磨層が磨耗するにつれ研磨部の頂面の面積が大きくなるため、研磨時の面圧が下がり、研磨レートが低下するおそれがある。また、研磨部の面積を大きくする場合、面積占有率を下げるためには研磨部間の溝の幅を広くする必要が生じる。溝の幅を広げると、被削体が溝に落ち込み易くなるため、被削体に疵付きが発生するおそれがある。このため、研磨部の面積を大きくする場合、面積占有率を下げ難くなるので、研磨時の面圧が下がり、研磨レートが低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１８８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような不都合に鑑みてなされたものであり、研磨レートの低下を抑止しつつ、研磨部を厚くできる研摩材及び研磨材の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らが、研磨部を厚くしても個々の研磨部を柱状に形成できる研磨材の製造方法について鋭意検討した結果、研磨部にフュームドシリカを含ませることで、研磨層を印刷により形成する際の液だれが抑止され、個々の研磨部を柱状に形成し易くなることに着目した。研磨部がフュームドシリカを含む場合、基材と研磨部との密着性が低下し、剥がれ易くなる場合がある。本発明者らは、この基材と研磨部との剥がれ易さは、基材として、耐熱性樹脂を主成分とする基材を用いることで解決できることを見出し、本発明を完成させた。【０００９】
すなわち、上記課題を解決するためになされた発明は、基材と、この基材の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層とを備える研磨材であって、上記研磨層が複数の柱状の研磨部を有し、上記研磨部がフュームドシリカを含み、上記基材が耐熱性樹脂を主成分とする。【００１０】
当該研磨材は、研磨部がフュームドシリカを含むので、厚い研磨部であっても研磨部を柱状に形成することができる。このため、当該研磨材は、研磨部を錐体状としたり、研磨部の頂面の面積を大きくしたりする必要がないので、研磨層が磨耗しても研磨レートが低下し難い。また、当該研磨材は、基材が耐熱性樹脂を主成分とするので、研磨部がフュームドシリカを含むことによる基材と研磨部との密着性の低下を抑止できる。このため、当該研磨材は、基材と研磨部とが剥がれ難い。従って、当該研磨材は、研磨レートの低下を抑止しつつ、研磨部を厚くできる。【００１１】
上記研磨部における上記フュームドシリカの含有量としては、０．１体積％以上２０体積％以下が好ましい。上記研磨部における上記フュームドシリカの含有量を上記範囲内とすることで、研磨材の製造時にフュームドシリカの含有による密着性の低下を抑止しつつ、安定して柱状の研磨部を形成できるので、さらに安定した研磨レートを発現させることができる。【００１２】
上記研磨部の平均厚さとしては、３００μｍ以上５０００μｍ以下が好ましい。上記研磨部の平均厚さを上記範囲内とすることで、研磨部のフュームドシリカの含有による安定した研磨レートの発現効果が発揮され易い。【００１３】
上記基材がポリカーボネート又は二軸延伸ポリエチレンテレフタレートであるとよい。上記基材をポリカーボネート又は二軸延伸ポリエチレンテレフタレートとすることで、基材と研磨部との密着性が高まり、基材と研磨部とをさらに剥がれ難くすることができる。【００１４】
上記課題を解決するためになされた別の発明は、基材と、この基材の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層とを備える研磨材の製造方法であって、研磨層用組成物の印刷により上記研磨層を形成する工程を備え、上記研磨層が複数の柱状の研磨部を有し、上記研磨層用組成物がフュームドシリカを含み、上記基材が耐熱性樹脂を主成分とする。【００１５】
当該研磨材の製造方法では、研磨層用組成物がフュームドシリカを含むので、印刷により研磨層を形成する際にこのフュームドシリカが研磨層用組成物にチキソトロピー性を与え、液だれを抑止できる。このため、当該研磨材の製造方法を用いることで、厚い研磨部であっても柱状の研磨部を形成できる。また、当該研磨材の製造方法では、基材が耐熱性樹脂を主成分とするので、研磨層用組成物がフュームドシリカを含む場合であっても基材と研磨部とが剥がれ難い。従って、当該研磨材の製造方法を用いることで、研磨レートの低下を抑止しつつ、研磨部が厚い研磨材を製造することができる。【００１６】
ここで、「主成分」とは、最も含有量の多い成分を意味し、好ましくは含有量が５０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上の成分をいう。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明の研磨材及び本発明の研磨材の製造方法により製造される研磨材は、研磨レートの低下を抑止しつつ、研磨部を厚くできる。従って、本発明の研磨材及び本発明の研磨材の製造方法により製造される研磨材は、安定した研磨レートを発現させつつ、高寿命化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る研磨材を示す模式的部分平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線での模式的部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る研磨材の製造方法を示すフロー図である。
【図４】図２とは異なる実施形態に係る研磨材を示す模式的部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について適宜図面を参照しつつ詳説する。
【００２０】
［研磨材］
図１及び図２に示す研磨材１は、基材１０と、この基材１０の表面側に積層される研磨層２０と、基材１０の裏面側に積層される接着層３０とを備える。また、研磨層２０は、複数の研磨部２０ａと、この研磨部２０ａ間に配設される溝２０ｂとを有する。
【００２１】
当該研磨材１は、例えばガラス材料の表面研磨、とりわけカバーガラスやハードディスク等に用いられるアルミノシリケートガラス基板の表面研磨のための固定砥粒研磨材として好適に用いられる。
【００２２】
＜基材＞
基材１０は、研磨層２０を支持するための板状又はシート状の部材である。
【００２３】
基材１０は、耐熱性樹脂を主成分とする。このような耐熱性樹脂としては、ポリカーボネート、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミド等を挙げることができる。中でも、ポリカーボネート及び二軸延伸ポリエチレンテレフタレートが好ましく、ポリカーボネートがより好ましい。基材１０をポリカーボネート又は二軸延伸ポリエチレンテレフタレートとすることで、基材１０と研磨部２０ａとの密着性が高まり、基材１０と研磨部２０ａとを剥がれ難くすることができる。
【００２４】
基材１０のガラス転移温度の下限としては、６０℃が好ましく、８０℃がより好ましく、１００℃がさらに好ましい。基材１０のガラス転移温度が上記下限未満であると、耐熱性が不足し、研磨部２０ａを形成する際の熱で基材１０が変形し易くなる。このため、基材１０と研磨部２０ａとの密着性が低下するおそれがある。一方、基材１０のガラス転移温度の上限としては、特に限定されないが、例えば基材１０のガラス転移温度は、５００℃以下とされる。
【００２５】
また、基材１０は可撓性を有するとよい。このように基材１０が可撓性を有することで、当該研磨材１が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体との接触面積が大きくなるため、研磨レートを高められる。
【００２６】
なお、基材１０の表面に化学処理、コロナ処理、プライマー処理等の接着性を高める処理が行われてもよい。
【００２７】
基材１０の形状及び大きさとしては、特に限定されないが、例えば一辺が１４０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下の正方形状、直径２００ｍｍ以上２０２２ｍｍ以下の円盤状、外径２００ｍｍ以上２０２２ｍｍ以下及び内径１００ｍｍ以上６５８ｍｍ以下の円環状等とすることができる。また、平面上に並置した複数の基材１０が単一の支持体により支持される構成であってもよい。
【００２８】
基材１０の平均厚さの下限としては、７０μｍが好ましく、３００μｍがより好ましく、５００μｍがさらに好ましい。一方、基材１０の平均厚さの上限としては、３０００μｍが好ましく、２０００μｍがより好ましい。基材１０の平均厚さが上記下限未満であると、研磨部２０ａが厚い場合、基材１０の反りが発生し易くなるおそれがある。逆に、基材１０の平均厚さが上記上限を超えると、基材１０が被削体の表面形状に追従し難くなり、研磨レートが低下するおそれがある。
【００２９】
＜研磨層＞
研磨層２０は、研磨部２０ａに砥粒２１、バインダー２２及びフュームドシリカ２３を含む。また、研磨部２０ａは充填剤（不図示）を含む。
【００３０】
（砥粒）
砥粒２１としては、ダイヤモンド砥粒、アルミナ砥粒、シリカ砥粒、セリア砥粒、炭化ケイ素砥粒等が挙げられる。中でも他の砥粒より硬質であるダイヤモンド砥粒が好ましい。上記砥粒２１をダイヤモンド砥粒とすることで、研磨力が向上し、研磨レートをさらに向上できる。
【００３１】
なお、ダイヤモンド砥粒のダイヤモンドとしては、単結晶でも多結晶でもよく、またＮｉコーティング等の処理がされたダイヤモンドであってもよい。中でも単結晶ダイヤモンド及び多結晶ダイヤモンドが好ましい。単結晶ダイヤモンドは、他のダイヤモンドより硬質であり研削力が高い。また、多結晶ダイヤモンドは多結晶を構成する微結晶単位で劈開し易く目つぶれが進行し難いので、長期間研磨を行っても研磨レートの低下が小さい。
【００３２】
砥粒２１の平均粒子径は、研磨レートと研磨後の被削体の表面粗さとの観点から適宜選択される。砥粒２１の平均粒子径の下限としては、２μｍが好ましく、１０μｍがより好ましく、１５μｍがさらに好ましい。一方、砥粒２１の平均粒子径の上限としては、１５０μｍが好ましく、１２５μｍがより好ましく、１００μｍがさらに好ましい。砥粒２１の平均粒子径が上記下限未満であると、当該研磨材１の研磨力が不足し、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、砥粒２１の平均粒子径が上記上限を超えると、研磨精度が低下するおそれがある。ここで、「平均粒子径」とは、レーザー回折法等により測定された体積基準の累積粒度分布曲線の５０％値（５０％粒子径、Ｄ５０）をいう。
【００３３】
研磨部２０ａにおける砥粒２１の含有量の下限としては、０．５体積％が好ましく、２体積％がより好ましく、４体積％がさらに好ましい。一方、上記砥粒２１の含有量の上限としては、５５体積％が好ましく、４５体積％がより好ましく、３５体積％がさらに好ましい。上記砥粒２１の含有量が上記下限未満であると、研磨層２０の研磨力が不足するおそれがある。逆に、上記砥粒２１の含有量が上記上限を超えると、研磨層２０が砥粒２１を保持できないおそれがある。
【００３４】
（バインダー）
バインダー２２の主成分としては、特に限定されないが、樹脂又は無機物が挙げられる。中でも基材１０との密着性の観点から樹脂が好ましい。
【００３５】
上記樹脂としては、ポリウレタン、ポリフェノール、エポキシ、ポリエステル、セルロース、エチレン共重合体、ポリビニルアセタール、ポリアクリル酸及びその塩、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド等の樹脂を挙げることができる。中でも基材への良好な密着性が確保し易いポリアクリル酸エステル、エポキシ、ポリエステル及びポリウレタンが好ましい。なお、上記樹脂は、少なくとも一部が架橋していてもよい。
【００３６】
また、上記無機物としては、ケイ酸塩、リン酸塩、多価金属アルコキシド等を挙げることができる。中でも砥粒保持力が高いケイ酸塩が好ましい。このようなケイ酸塩としてはケイ酸ナトリウムやケイ酸カリウム等を挙げることができる。
【００３７】
なお、バインダー２２には、分散剤、カップリング剤、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、着色剤等の各種助剤及び添加剤などを目的に応じて適宜含有させてもよい。
【００３８】
（フュームドシリカ）
フュームドシリカ２３は、乾式シリカの一種で微粒子（粉体）である。その組成は、アモルファスシリカ又は高純度ガラスである。
【００３９】
フュームドシリカ２３の平均一次粒子径の下限としては、５ｎｍが好ましく、７ｎｍがより好ましい。一方、フュームドシリカ２３の平均一次粒子径の上限としては、１００ｎｍが好ましく、６０ｎｍがより好ましく、４０ｎｍがさらに好ましい。フュームドシリカ２３の平均一次粒子径が上記下限未満であると、舞い易くなり、当該研磨材１の製造時の取扱いが困難となるおそれがある。逆に、フュームドシリカ２３の平均一次粒子径が上記上限を超えると、当該研磨材１の製造時のフュームドシリカ２３によるチキソトロピー性が不足し、研磨部２０ａを柱状とできないおそれがある。
【００４０】
研磨部２０ａにおけるフュームドシリカ２３の含有量の下限としては、０．１体積％が好ましく、１体積％がより好ましい。一方、フュームドシリカ２３の含有量の上限としては、２０体積％が好ましく、１０体積％がより好ましく、８体積％がさらに好ましい。フュームドシリカ２３の含有量が上記下限未満であると、当該研磨材１の製造時のフュームドシリカ２３によるチキソトロピー性が不足し、研磨部２０ａを柱状とできないおそれがある。逆に、フュームドシリカ２３の含有量が上記上限を超えると、研磨部２０ａの摩耗が進み易くなり当該研磨材１の寿命が低下するおそれや、基材１０と研磨部２０ａとの密着性が低下するおそれがある。
【００４１】
（充填剤）
充填剤としては、例えばアルミナ、シリカ、酸化セリウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、酸化チタン等の酸化物及びシリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニア、シリカ−マグネシア等の複合酸化物を挙げることができる。これらは単独で又は必要に応じて２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも高い研磨力が得られるアルミナが好ましい。
【００４２】
上記充填剤の平均粒子径は砥粒２１の平均粒子径にも依存するが、上記充填剤の平均粒子径の下限としては、０．０１μｍが好ましく、２μｍがより好ましい。一方、上記充填剤の平均粒子径の上限としては、４０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましく、１５μｍがさらに好ましい。上記充填剤の平均粒子径が上記下限未満であると、上記充填剤によるバインダー２２の弾性率向上効果の不足により、研磨レートが低下するおそれがある。一方、上記充填剤の平均粒子径が上記上限を超えると、充填剤が砥粒２１の研磨力を阻害するおそれがある。
【００４３】
また、上記充填剤の平均粒子径は砥粒２１の平均粒子径よりも小さいとよい。砥粒２１の平均粒子径に対する上記充填剤の平均粒子径の比の下限としては、０．０１が好ましく、０．０５がより好ましく、０．１がさらに好ましい。一方、砥粒２１の平均粒子径に対する上記充填剤の平均粒子径の比の上限としては、０．８が好ましく、０．６がより好ましい。砥粒２１の平均粒子径に対する上記充填剤の平均粒子径の比が上記下限未満であると、上記充填剤によるバインダー２２の弾性率向上効果の不足により、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、砥粒２１の平均粒子径に対する上記充填剤の平均粒子径の比が上記上限を超えると、充填剤が砥粒２１の研磨力を阻害するおそれがある。
【００４４】
上記充填剤の研磨部２０ａに対する含有量は、砥粒２１の含有量にも依存するが、上記充填剤の研磨部２０ａに対する含有量の下限としては、１５体積％が好ましく、３０体積％がより好ましい。一方、上記充填剤の含有量の上限としては、７５体積％が好ましく、７２体積％がより好ましい。上記充填剤の含有量が上記下限未満であると、上記充填剤によるバインダー２２の弾性率向上効果の不足により、研磨レートが低下するおそれがある。逆に、上記充填剤の含有量が上記上限を超えると、充填剤が砥粒２１の研磨力を阻害するおそれがある。
【００４５】
（研磨部）
研磨部２０ａは柱状である。つまり、研磨部２０ａの底面の面積は、研磨部２０ａの頂面の面積の０．９倍以上１．５倍以下、好ましくは０．９３倍以上１．２倍以下、より好ましくは０．９５倍以上１．０５倍以下である。
【００４６】
複数の研磨部２０ａは、同一形状で規則的に配列されたブロックパターン状である。研磨部２０ａの頂面の形状としては、特に限定されないが、図１のような正方形状とできる他、円形状や多角形状等とすることができる。
【００４７】
研磨部２０ａの頂面の平均面積の下限としては、１ｍｍ２が好ましく、２ｍｍ２がより好ましい。一方、研磨部２０ａの頂面の平均面積の上限としては、１５０ｍｍ２が好ましく、１３０ｍｍ２がより好ましい。研磨部２０ａの頂面の平均面積が上記下限未満であると、研磨部２０ａが基材１０から剥離するおそれがある。逆に、研磨部２０ａの頂面の平均面積が上記上限を超えると、研磨時に研磨層２０の被削体への接触面積が大きくなるため、摩擦抵抗により研磨レートが低下するおそれがある。
【００４８】
複数の研磨部２０ａの研磨層２０全体に対する面積占有率の下限としては、５％が好ましく、１０％がより好ましい。一方、上記研磨部２０ａの面積占有率の上限としては、６０％が好ましく、５５％がより好ましい。上記研磨部２０ａの面積占有率が上記下限未満であると、研磨時に加える圧力が狭い研磨部２０ａに集中し過ぎるため、研磨部２０ａが基材１０から剥離するおそれがある。逆に、上記研磨部２０ａの面積占有率が上記上限を超えると、研磨時に研磨層２０の被削体への接触面積が大きくなるため、摩擦抵抗により研磨レートが低下するおそれがある。なお、「研磨層全体の面積」は、研磨層の溝の面積も含む概念である。
【００４９】
研磨部２０ａの平均厚さの下限としては、３００μｍが好ましく、５００μｍがより好ましい。一方、研磨部２０ａの平均厚さの上限としては、５０００μｍが好ましく、３０００μｍがより好ましい。研磨部２０ａの平均厚さが上記下限未満であると、寿命が不足するおそれや、研磨部２０ａのフュームドシリカ２３の含有による製造時の研磨部２０ａの形状安定化効果が十分に発現しないおそれがある。逆に、研磨部２０ａの平均厚さが上記上限を超えると、研磨部２０ａを柱状とできないおそれがある。
【００５０】
（溝）
溝２０ｂの底面は、基材１０の表面で構成されている。
【００５１】
溝２０ｂの平均幅は、研磨部２０ａの頂面の面積や面積占有率により決定されるが、溝２０ｂの平均幅の下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．５ｍｍがより好ましい。一方、溝２０ｂの平均幅の上限としては、１０ｍｍが好ましく、８ｍｍがより好ましい。溝２０ｂの平均幅が上記下限未満であると、研磨により発生する研磨粉が溝２０ｂに詰まるおそれがある。逆に、溝２０ｂの平均幅が上記上限を超えると、研磨時に被削体が溝２０ｂに落ち込み易くなるため、被削体に傷が生じるおそれがある。
【００５２】
＜接着層＞
接着層３０は、当該研磨材１を支持し研磨装置に装着するための支持体に当該研磨材１を固定する層である。
【００５３】
この接着層３０に用いられる接着剤としては、特に限定されないが、例えば反応型接着剤、瞬間接着剤、ホットメルト接着剤、貼り替え可能な接着剤である粘着剤等を挙げることができる。
【００５４】
この接着層３０に用いられる接着剤としては、粘着剤が好ましい。接着層３０に用いられる接着剤として粘着剤を用いることで、支持体から当該研磨材１を剥がして貼り替えることができるため当該研磨材１及び支持体の再利用が容易になる。このような粘着剤としては、特に限定されないが、例えばアクリル系粘着剤、アクリル−ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、ブチルゴム系等の合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤等が挙げられる。
【００５５】
接着層３０の平均厚さの下限としては、０．０５ｍｍが好ましく、０．１ｍｍがより好ましい。一方、接着層３０の平均厚さの上限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．２ｍｍがより好ましい。接着層３０の平均厚さが上記下限未満であると、接着力が不足し、当該研磨材１が支持体から剥離するおそれがある。逆に、接着層３０の平均厚さが上記上限を超えると、例えば接着層３０の厚みのため当該研磨材１を所望する形状に切る際に支障をきたすなど、作業性が低下するおそれがある。
【００５６】
＜利点＞
当該研磨材１は、研磨部２０ａがフュームドシリカ２３を含むので、厚い研磨部２０ａであっても研磨部２０ａを柱状に形成することができる。このため、当該研磨材１は、研磨部２０ａを錐体状としたり、研磨部２０ａの頂面の面積を大きくしたりする必要がないので、研磨層２０が磨耗しても研磨レートが低下し難い。また、当該研磨材１は、基材１０が耐熱性樹脂を主成分とするので、研磨部２０ａがフュームドシリカ２３を含むことによる基材１０と研磨部２０ａとの密着性の低下を抑止できる。このため、当該研磨材１は、基材１０と研磨部２０ａとが剥がれ難い。従って、当該研磨材１は、研磨レートの低下を抑止しつつ、研磨部２０ａを厚くできる。
【００５７】
［研磨材の製造方法］
図３に示す研磨材の製造方法は、調製工程Ｓ１と、研磨層形成工程Ｓ２と、接着層貼付工程Ｓ３とを主に備える。当該研磨材の製造方法を用いることで、例えば図１及び図２に示す基材１０と、この基材１０の表面側に積層され、砥粒２１及びバインダー２２を含む研磨層２０とを備える研磨材１を製造することができる。
【００５８】
＜調製工程＞
調製工程Ｓ１では、砥粒２１、バインダー２２及びフュームドシリカ２３を含む研磨層用組成物を調製する。
【００５９】
具体的には、砥粒２１、フェームドシリカ２３、及びバインダー２２の形成材料を含む研磨層用組成物を塗工液として準備する。なお、固形分中の砥粒２１及びフェームドシリカ２３の含有量が、それぞれ製造後の研磨部２０ａの砥粒２１及びフェームドシリカ２３の含有量となるので、研磨部２０ａにおける含有量が所望の値となるように固形分の量を適宜決定する。
【００６０】
また、塗工液の粘度や流動性を制御するために、水、アルコール等の希釈剤を添加する。この希釈により、研磨部２０ａに含まれる砥粒２１の一部をバインダー２２の表面から突出させることができる。つまり、希釈剤を添加することで、研磨層形成工程Ｓ２で研磨層用組成物を乾燥させたときにバインダー２２の厚さが減少し、砥粒２１の突出量を増やすことができる。従って、この希釈により研磨の初期から高い研磨レートを発現させることができる。
【００６１】
＜研磨層形成工程＞
研磨層形成工程Ｓ２では、調製工程Ｓ１で準備した研磨層用組成物の印刷により研磨層２０を形成する。研磨層形成工程Ｓ２は、塗工工程と乾燥工程とを備える。
【００６２】
（塗工工程）
塗工工程では、上記研磨層用組成物を基材１０の表面に塗工する。基材１０としては、耐熱性樹脂を主成分とするものを用いる。
【００６３】
具体的には、調製工程Ｓ１で準備した塗工液を用い、基材１０の表面に印刷法により複数の研磨部２０ａ及びこの研磨部２０ａ間に配設される溝２０ｂを有する研磨層２０を形成する。この溝２０ｂを形成するために、溝２０ｂの形状に対応する形状を有するマスクを用意し、このマスクを介して上記塗工液を印刷する。この印刷方式としては、例えばスクリーン印刷、メタルマスク印刷等を用いることができる。
【００６４】
上記印刷用のマスクとしては、ＳＵＳ製又はフッ素樹脂製のマスクが好ましい。ＳＵＳ製又はフッ素樹脂製のマスクはマスクを厚くできるので、平均厚さの大きい研磨部２０ａを容易に作製することができる。
【００６５】
研磨部２０ａの厚さは、主にマスクの厚みと塗工量とにより調整することができる。従って、この塗工工程で、研磨部２０ａの平均厚さを３００μｍ以上、より好ましくは５００μｍ以上とするように上記研磨層用組成物の塗工量を調整するとよい。研磨部２０ａの平均厚さを上記下限以上とするように塗工量を調整することで、研磨材１の寿命を向上できる。一方、塗工工程で調整される研磨部２０ａの平均厚さの上限としては、特に限定されないが、製造コストの観点から、５０００μｍが好ましく、３０００μｍがより好ましい。
【００６６】
（乾燥工程）
乾燥工程では、上記塗工工程後の塗工液（研磨層用組成物）を加熱乾燥する。この加熱乾燥により塗工液が硬化し、研磨層２０が形成される。
【００６７】
この乾燥工程は、マスクを除去して行われる。当該研磨材の製造方法では、研磨層用組成物がフュームドシリカ２３を含むので、フュームドシリカ２３が研磨層用組成物にチキソトロピー性を与える。このため、加熱中の研磨層用組成物の粘度が適度に制御され、液だれを抑止できる。従って、研磨部２０ａが厚い場合であっても、柱状の研磨部２０ａを形成できる。
【００６８】
乾燥工程での加熱温度の下限としては、８０℃が好ましく、１００℃がより好ましい。一方、上記加熱温度の上限としては、３００℃が好ましく、２００℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満であると、研磨層用組成物が十分に硬化せず、摩耗量が増大し、研磨材１の寿命が短くなるおそれがある。逆に、上記加熱温度が上記上限を超えると、研磨部２０ａが熱により変質するおそれがある。
【００６９】
乾燥工程での加熱時間は、加熱温度にもよるが、上記加熱時間の下限としては、２時間が好ましく、２．５時間がより好ましい。一方、上記加熱時間の上限としては、４０時間が好ましく、３２時間がより好ましく、２０時間がさらに好ましい。上記加熱時間が上記下限未満であると、研磨層用組成物が十分に硬化せず、摩耗量が増大し、研磨材１の寿命が短くなるおそれがある。逆に、上記加熱時間が上記上限を超えると、製造効率が低下するおそれがある。
【００７０】
＜接着層貼付工程＞
接着層貼付工程Ｓ３では、基材１０の裏面側に接着層３０を積層する。具体的には、例えば予め形成されたテープ状の接着層３０を基材１０の裏面に貼り付ける。
【００７１】
＜利点＞
当該研磨材の製造方法では、研磨層用組成物がフュームドシリカ２３を含むので、印刷により研磨層２０を形成する際にこのフュームドシリカ２３が研磨層用組成物にチキソトロピー性を与え、液だれを抑止できる。このため、当該研磨材の製造方法を用いることで、厚い研磨部２０ａであっても柱状の研磨部２０ａを形成できる。また、当該研磨材の製造方法では、基材１０が耐熱性樹脂を主成分とするので、研磨層用組成物がフュームドシリカ２３を含む場合であっても基材１０と研磨部２０ａとが剥がれ難い。従って、当該研磨材の製造方法を用いることで、研磨レートの低下を抑止しつつ、研磨部２０ａが厚い研磨材を製造することができる。
【００７２】
［その他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。
【００７３】
上記実施形態では、研磨部がブロックパターン状である場合を説明したが、研磨部はブロックパターン状に限定されるものではない。つまり、複数の研磨部は、異なる形状であったり、不規則に配列されたりしてもよい。ただし、研磨の異方性を低減する観点から、研磨部はブロックパターン状であることが好ましい。
【００７４】
上記実施形態では、研磨部が充填剤を含む場合を説明したが、充填剤は必須の構成要件ではなく、充填剤を含まない研磨部を有する研磨材も本発明の意図するところである。
【００７５】
上記実施形態では、研磨材が接着層を有する場合を説明したが、接着層は必須の構成要件ではなく、省略可能である。研磨材が接着層を有さない場合は、研磨材の製造方法の接着層貼付工程は省略される。
【００７６】
あるいは、図４に示すように当該研磨材２は裏面側の接着層３０を介して積層される支持体４０及びその支持体４０の裏面側に積層される第２接着層３１を備えてもよい。当該研磨材２が支持体４０を備えることにより、当該研磨材２の取扱いが容易となる。
【００７７】
上記支持体４０の主成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性を有する樹脂やポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックを挙げることができる。上記支持体４０の主成分にこのような材質を用いることにより上記支持体４０が可撓性を有し、当該研磨材２が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体とが接触し易くなるため研磨レートがさらに向上する。
【００７８】
上記支持体４０の平均厚さとしては、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。上記支持体４０の平均厚さが上記下限未満であると、当該研磨材２の強度が不足するおそれがある。一方、上記支持体４０の平均厚さが上記上限を超えると、上記支持体４０を研磨装置に取り付け難くなるおそれや上記支持体４０の可撓性が不足するおそれがある。
【００７９】
上記第２接着層３１は、接着層３０と同様の接着剤を用いることができる。また、第２接着層３１は、接着層３０と同様の平均厚さとできる。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、当該発明は以下の実施例に限定されるものではない。【００８１】
［実施例１］
ダイヤモンド砥粒（Ｓｉｎｏ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉａｍｏｎｄ社の「ＳＣＭＤ−Ｃ１２−２２」、平均粒子径１６μｍ）、充填剤としてのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３、太平洋ランダム株式会社の「ＬＡ４０００」、平均粒子径４μｍ）、フュームドシリカ（アエロジル社の「ａｅｒｏｓｉｌ２００」）、及びバインダーとしてのエポキシ樹脂（三菱化学株式会社の「ＪＥＲ８２８」）を混合し、固形分中のダイヤモンド砥粒の含有量が３体積％、充填剤の含有量が７１体積％、及びフュームドシリカの含有量が５体積％となるよう調整し、塗工液を得た。【００８２】
基材として耐熱性樹脂であるポリカーボネートを主成分とする基材（平均厚さ３００μｍ）を用意し、上記塗工液を用いてこの基材の表面に印刷により塗工した。印刷のパターンとして、平面視で直径６ｍｍの円形状（平均面積２８．２７ｍｍ２）の開口部を面積占有率４４％で有し、平均厚さが１０００μｍであるフッ素樹脂製のマスクを用いた。なお、上記開口部は、ブロックパターン状である。また、塗工量は、研磨部の平均厚さが１０００μｍとなるように調整した。塗工液は、オーブンで１２０℃、１６時間の乾燥を行い硬化させた。【００８３】
また、基材を支持し研磨装置に固定する支持体として平均厚さ１ｍｍの硬質塩化ビニル樹脂板を用い、上記基材の裏面と上記支持体の表面との間、及び上記支持体の裏面と後述する研磨機の定盤との間を、それぞれ平均厚さ１３０μｍの粘着剤で貼り合わせた。上記粘着剤としては、両面テープ（積水化学株式会社の「＃５６０５ＨＧＤ」）を用いた。【００８４】
このようにして実施例１の研磨材を得た。【００８５】
［実施例２］
塗工量を研磨部の平均厚さが３００μｍとなるように調整した以外は実施例１と同様にして実施例２の研磨材を得た。【００８６】
［実施例３］
基材として、耐熱性樹脂である二軸延伸ポリエチレンテレフタレートを主成分とする基材（平均厚さ７５μｍ）を用意した以外は、実施例１と同様にして実施例３の研磨材を得た。【００８７】
［比較例１］
実施例１の塗工液で、フュームドシリカを含まず、固形分中のダイヤモンド砥粒の含有量が３体積％及び充填剤の含有量が７６体積％となるよう調整した以外は、実施例１と同様にして比較例１の研磨材を得た。【００８８】
［比較例２］
基材として、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートを主成分とする基材（平均厚さ３００μｍ）を用意した以外は、比較例１と同様にして比較例２の研磨材を得た。【００８９】
［比較例３］
基材としてアルミニウム板（平均厚さ３００μｍ）を用意した以外は、比較例１と同様にして比較例３の研磨材を得た。【００９０】
［比較例４］
基材としてアルミニウム板（平均厚さ３００μｍ）を用意した以外は、実施例１と同様にして比較例４の研磨材を得た。【００９１】
［評価］
実施例１〜３及び比較例１〜４の研磨材について、研磨材の寿命、基材と研磨部との剥がれ及び印刷時の液だれについて、以下の判断基準で評価を行った。結果を表１に示す。【００９２】
＜研磨材の寿命＞
研磨材の寿命は研磨部の平均厚さにより決まると考えられる。そこで、以下の判断基準とした。
Ａ：研磨部の平均厚さが１０００μｍであり、高寿命である。
Ｂ：研磨部の平均厚さが３００μｍであり、寿命がやや短い。【００９３】
＜基材と研磨部との剥がれ＞
得られた研磨材を撓ませた後、目視により、基材と研磨部との剥がれが生じているか否かを判断した。
Ａ：基材と研磨部との剥がれが認められる。
Ｂ：基材と研磨部との剥がれが認められない。【００９４】
＜印刷時の液だれ＞
印刷時に液だれが生じると、乾燥硬化後に印刷パターンに対して変形が生じる。得られた研磨材の目視により、この変形が生じているか否かを判断した。
Ａ：乾燥硬化後に印刷パターンの変形が認められない。
Ｂ：乾燥硬化後に印刷パターンの変形が認められる。【００９５】
【表１】
2019123922.tif 000003
【００９６】
表１で、基材の「ＰＣ」はポリカーボネート、「ＰＥＴ」は二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、「Ａｌ」はアルミニウム板を意味する。【００９７】
表１から、実施例１〜３の研磨材では、基材と研磨部との剥がれも、液だれによる乾燥硬化後の印刷パターンの変形も、研磨部の厚さに関わらず認められない。一方、比較例１〜３の研磨材では、液だれによる乾燥硬化後の印刷パターンの変形が認められ、比較例４の研磨材では、基材と研磨部との剥がれが認められる。【００９８】
比較例１〜３の研磨材では、フュームドシリカを含まないため、液だれが発生し乾燥硬化後の印刷パターンの変形が認められたと考えられる。比較例４の研磨材では、フュームドシリカを含むことで液だれによる乾燥硬化後の印刷パターンの変形は抑止できたものの、基材がアルミニウム板であるため基材と研磨部との剥がれが生じたと考えられる。【００９９】
以上の結果から、研磨部にフュームドシリカを含有させ、基材の主成分を耐熱性樹脂とすることで、液だれを抑止し、柱状の厚い研磨部を形成することができるので、研磨レートの低下を抑止しつつ、高寿命化できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明の研磨材及び本発明の研磨材の製造方法により製造される研磨材は、研磨レートの低下を抑止しつつ、研磨部を厚くできる。従って、本発明の研磨材及び本発明の研磨材の製造方法により製造される研磨材は、安定した研磨レートを発現させつつ、高寿命化できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１、２  研磨材
１０  基材
２０  研磨層
２０ａ  研磨部
２０ｂ  溝
２１  砥粒
２２  バインダー
２３  フュームドシリカ
３０  接着層
３１  第２接着層
４０  支持体
【図１】
2019123922.tif 000004
【図２】
2019123922.tif 000005
【図３】
2019123922.tif 000006
【図４】
2019123922.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月28日(2019.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、この基材の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層とを備える研磨材であって、
上記研磨層が複数の柱状の研磨部を有し、
上記研磨部がフュームドシリカを含み、
上記基材が耐熱性樹脂を主成分とし、
研磨部の平均厚さが５００μｍ以上５０００μｍ以下であり、
基材の平均厚さが７０μｍ以上３０００μｍ以下である研磨材。
【請求項２】
上記研磨部における上記フュームドシリカの含有量が０．１体積％以上２０体積％以下である請求項１に記載の研磨材。
【請求項３】
上記基材がポリカーボネート又は二軸延伸ポリエチレンテレフタレートである請求項１又は請求項２に記載の研磨材。
【請求項４】
基材と、この基材の表面側に積層され、砥粒及びバインダーを含む研磨層とを備える研磨材の製造方法であって、
研磨層用組成物の印刷により上記研磨層を形成する工程を備え、
上記研磨層が複数の柱状の研磨部を有し、
上記研磨層用組成物がフュームドシリカを含み、
上記基材が耐熱性樹脂を主成分とし、
研磨部の平均厚さを５００μｍ以上５０００μｍ以下とし、
基材の平均厚さを７０μｍ以上３０００μｍ以下とする研磨材の製造方法。
【国際調査報告】
2019123922.tif 000008
2019123922.tif 000009
2019123922.tif 000010
2019123922.tif 000011