JP3211183U

JP3211183U - 研磨パッド

Info

Publication number: JP3211183U
Application number: JP2017001405U
Authority: JP
Inventors: 堅一小池; 小池　　堅一; 太志柏田; 伸徳重; 山田　竜也; 竜也山田
Original assignee: Fujibo Holdins Inc
Current assignee: Fujibo Holdins Inc
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2017-06-29
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: CN206883425U

Abstract

【課題】薄板状の被研磨物の側端部等の凸状曲面部に水平方向から当接しない場合に、過大な負荷がかかることがない円板状の研磨パッドを提供する。【解決手段】中心軸線Ａを中心に回転しながら被研磨物の側端部の研磨を行う円板状の研磨パッド１であって、外周面全体にわたって形成され径方向外方に向かって開口する環状凹部４を備え、環状凹部の横断面形状が、底辺６と、それぞれが底辺の両端から環状凹部の各開口端部に至る第１側辺８および第２側辺１０とを有し、底辺と、第１側辺および第２側辺の少なくとも一方とが略直線状である研磨パッドが提供される。【選択図】図３

Description

本考案は研磨パッドに関し、詳細には、回転しながら被研磨物を研磨する円板状の研磨パッドに関する。

比較的、薄板状の被研磨物の側端部の凸状曲面部を研磨する研磨パッドとして、側面に環状凹研磨部を備えた円板状の研磨パッドが知られている（特許文献１）。

特開２０１５−２０８７８２号公報

この研磨パッドは、薄板状の被研磨物の側端部等の凸状曲面部を鏡面仕上げ研磨ときに生じる研磨ムラを防止すべく考案された研磨パッドであり、円盤状の弾性体からなり、側面(外周面)に環状凹研磨部が形成されている。

この研磨パッドの環状凹研磨部は、薄板状の被研磨物の側端部等の凸状曲面部の形状に合わせて形成されており、被研磨物の凸状曲面部分の形状より若干大径の横断面形状を有するように構成されている。使用時には、回転駆動される研磨パッドを水平方向（中心軸線に直交する方向）から被研磨物に当接させて研磨を行う。その際、被研磨物の凸状曲面部分の頂点と研磨パッドの環状凹研磨部の底点とが接触すると、研磨パッドを構成する弾性体の圧縮応力により、環状凹研磨部の両側の環状突起が内方に曲がる。さらに、被研磨物を環状凹研磨部に押し当てていくと、環状凹研磨部の全体が被研磨物の形状に沿って変形し、被研磨物の凸状曲面部分およびその周辺部分に密着する。この結果、被研磨物の凸状曲面部とその周辺部分がムラなく研磨されるものである。

この研磨パッドは、上記のような水平方向（中心軸線に直交する方向）から被研磨物に当接させる使用方法には適しているが、斜め方向（中心軸線に直交する方向に対し傾斜した方向）から薄板状の被研磨物の側端部等の凸状曲面部に当接させると、環状凹研磨部に過大な負荷がかかり破損するおそれがあった。

本考案はこのような、問題を解決するためになされたものであり、薄板状の被研磨物の側端部等の凸状曲面部に水平方向から当接しない場合に、過大な負荷がかかることがない円板状の研磨パッドを提供することを目的とする。

本考案によれば、
中心軸線を中心に回転しながら被研磨物の側端部の研磨を行う円板状の研磨パッドであって、
外周面全体にわたって形成され径方向外方に向かって開口する環状凹部を備え、
前記環状凹部の横断面形状が、底辺と、それぞれが前記底辺の両端から前記環状凹部の各開口端部に至る第１側辺および第２側辺とを有し、
前記底辺と、前記第１側辺および第２側辺の少なくとも一方とが略直線状である、
ことを特徴とする研磨パッドが提供される。

このような構成によれば、研磨パッドの外周面に設けられた環状凹部の横断面を構成する底辺と少なくとも一の側辺が直線状であるので、薄板状の被研磨物の側端部の凸状曲面部に斜め方向から当接したときにも、研磨パッドの環状凹部全体が被研磨物の側端部に接触することが回避され、過大な負荷が環状凹部に作用することが回避される。
一方、底辺および少なくとも一の側辺が直線状である環状凹部は、研磨初期段階において、被研磨物の側端部等の凸状曲面部の形状出しが行い易いので、その後の研磨がムラなく行うことができる。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記第１側辺および第２側辺が略直線状である。

このような構成によれば、被研磨物の側端部の両側の凸状曲面部を所望のように研磨することが可能となる。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記円板の半径をＲ、前記環状凹部の深さをＺとしたとき、式（１）
０．０２ ≦ Ｚ／Ｒ ≦ ０．５・・・式(１)
が満たされる。

ここで、（Ｚ／Ｒ）が０．０２を下回ると、環状凹部が浅くなり、研磨パッド全体に対して研磨に寄与する部分がごくわずかであり、無駄が多く経済的に好ましくない。
一方、（Ｚ／Ｒ）の値が０．５を上回ると、環状凹部が深い構造となるため、研磨時に研磨パッドあるいは被研磨物を傾斜させるための自由度が小さくなる。また、周速度が落ちるため研磨レートが低下する。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記第１側辺が構成する第１側面および第２側辺が構成する第２側面の少なくとも一方の開口側端部と、前記円板の外縁との間に環状バンド部が形成されている。

このような構成によれば、環状凹部を形成する側壁部分の先端が所定厚さを有するため、被研磨物の側端部を環状凹部に当接させた際、側壁部分が過度に変形することが抑制される。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記第１側辺が構成する第１側面および第２側辺が構成する第２側面の開口側端部と、前記円板の外縁との間に環状バンド部が形成されている。

このような構成によれば、環状凹部を形成する側壁部分の先端が所定厚さを有するため、被研磨物の側端部を環状凹部に当接させた際、両側壁部分が過度に変形することが抑制される。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記環状バンド部が、長さＸの前記円板の軸線方向長さを有し、
前記環状凹部の側壁の基部の厚さをＹ、前記環状凹部の深さをＺ、前記研磨パッドの材料のＡ硬度をＡ、としたとき、式（２）および式（３）
２０ ≦ Ａ×（Ｘ＋Ｙ）／Ｚ ≦ ８００・・・式(２)
０．２ ≦ （Ｙ−Ｘ）／Ｚ ≦ ４．０・・・式(３)
が満たされる。

ここで、Ａ×（Ｘ＋Ｙ）／Ｚの値が、２０を下回ると、被研磨物を環状凹部の側面に当接させて研磨を行う際、被研磨物を適切な力で研磨パッドに押しつけることができなくなる。
一方、Ａ×（Ｘ＋Ｙ）／Ｚの値が、８００を上回ると、被研磨物を相対的に傾斜させ環状凹部の側面に当接させて研磨を行う際、スクラッチを発生させ、且つ／または、環状凹部の内面のうち研磨に寄与する部分が極めて少なくなり効率的な研磨が出来なくなるため、好ましくない。

さらに、（Ｙ−Ｘ）／Ｚの値が、０．２を下回ると、被研磨物を環状凹部の側面に当接させて研磨を行う際、被研磨物を適切な力で研磨パッドに押しつけることができなくなる。
方、（Ｙ−Ｘ）／Ｚの値が、４．０を上回ると、被研磨物を相対的に傾斜させ環状凹部の側面に当接させて研磨を行う際、環状凹部の内面のうち研磨に寄与する部分が極めて少なくなり効率的な研磨が出来なくなるため、好ましくない。
したがって、Ａ×（Ｘ＋Ｙ）／Ｚの値、および（Ｙ−Ｘ）／Ｚの値が上記範囲にあることにより、環状凹部の内面に被研磨物の側端部を当接させた際、環状凹部の側壁部分が適切な大きく変形することなく、被研磨物の側端部に適切な反力が加えられ、研磨効率が高くなる。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記研磨パッドが、不織布で構成されている。

このような構成によれば、不織布の空隙によってパッド自身がスラリを保持し易いので、スラリを使用した研磨においては、効率良く研磨が行われる。この効果は、被研磨物の側端面が垂直に配置される状態で、被研磨物の側端部を研磨する場合に特に顕著である。

本考案の他の好ましい態様によれば、
前記第１側辺および第２側辺の開口側端部と、前記円板の外縁との間の環状バンド部の前記円板の軸線方向長さをＸ、前記円板の半径をＲ、前記環状凹部の側壁の基部の厚さをＹ、前記環状凹部の深さをＺ、前記研磨パッドの材料のＡ硬度をＡとしたとき、
０．２ｍｍ≦Ｘ≦６．０ｍｍ
１０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍ
１．０ｍｍ≦Ｙ≦１０ｍｍ
１．０ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍ
５０≦Ａ≦９０
である。

本考案の好ましい実施形態の研磨パッドの模式的な平図面である。本考案の好ましい実施形態の研磨パッドの模式的な側面図である。研磨パッドの環状凹部付近を拡大した模式的な断面図である。薄板状の被研磨物の側端部を本実施態様の研磨パッドで研磨する代表的な作業を説明するための概略的な図面である。薄板状の被研磨物の側端部を本実施態様の研磨パッドで研磨する代表的な作業を説明するための概略的な図面である。薄板状の被研磨物の側端部を本実施態様の研磨パッドで研磨する代表的な作業を説明するための概略的な図面である。

以下、図面に沿って、本考案の好ましい実施形態の研磨パッド１について説明する。図１は、本考案の好ましい実施形態の研磨パッド１の模式的な平図面であり、図２は、研磨パッド１の模式的な側面図である。

研磨パッド１は、比較的、薄い板状の被研磨物の側端部等を研磨するのに適しており、中心軸Ａを中心に回転しながら、外周面で被研磨物Ｗの研磨を行う円板状の研磨パッドである。

研磨パッド１は、図１に示されているように、円板状の形状を有している。
研磨パッド１の半径Ｒは、１０〜２００ｍｍが好ましく、図示の例では、５０ｍｍである。また、研磨パッド１の厚さＴは、図示の例では、２６ｍｍである。

研磨パッド１では、中心部分に回転軸連結用の円形の開口部２が設けられている。この開口部２に直接または間接的に回転駆動軸（図示せず）が連結される。研磨パッド１は、この回転駆動軸によって中心軸Ａを中心に回転させられ、当接される薄い板状の被研磨物の側端部等の研磨を行う。

図２に示されているように、研磨パッド１は、外周面全体にわたって形成され径方向外方に向かって開口する環状凹部４を備えている。なお、環状凹部４は、周方向にわたって同一の横断面形状を備えている。

図３は、研磨パッド１の環状凹部４付近を拡大した模式的な断面図である。図３に示されているよう、本実施態様の研磨パッド１では、環状凹部４の横断面形状は、底辺６と、それぞれが底辺６の両端から環状凹部４の各開口端に至る第１側辺８および第２側辺１０とを有している。そして、研磨パッド１では、第１側辺８および第２側辺１０は略直線状である。

研磨パッド１では、環状凹部４の深さ（底辺６によって構成される底面から研磨パッド１の凹部が形成されていない外周面までの径方向距離）Ｚは、１〜２５ｍｍが好ましく、図示の例では、５．４４ｍｍである。
また、環状凹部４の両側辺８、１０を規定する環状凹部４の両側壁４ａ、４ｂの基部（すなわち底辺６との接続部）における厚さ(軸線方向長さ)Ｙは、１．０〜１０ｍｍが好ましい。図示の例では、両側壁４ａ、４ｂの基部の厚さＹは、等しく設定され、（Ｔ−底辺６の軸線方向長さ）/２であり、具体的には８．７５ｍｍである。
なお、両側壁４ａ、４ｂの基部の厚さＹが異なる構成でもよい。

第１側辺８が構成する第１側面および第２側辺１０が構成する第２側面の開口側端部８ａ、１０ａと、研磨パッド１の外縁（軸線方向端面の外縁）１ａ、１ｂとの間には、それぞれ、研磨パッド１の軸線Ａと平行に延びる環状バンド部１２、１４が形成されている。研磨パッド１では、環状バンド部１２、１４の研磨パッド１の軸線方向長さＸは、好ましくは、０．２ｍｍ〜６．０ｍｍであり、図示の例では、２．５０ｍｍである。

また、研磨パッド１では、研磨パッド（円板）の半径Ｒ、環状凹部４の深さＺが、以下の式（１）を満たすことが好ましい。
０．０２ ≦ Ｚ／Ｒ ≦ ０．５・・・式（１）

さらに、研磨パッド１では、環状バンド部の円板の軸線方向長さＸ、環状凹部の側壁の基部の厚さＹ、環状凹部の深さＺ、研磨パッド１の材料のＡ硬度をＡが、以下の式（２）および式（３）を満たすことが好ましい。
２０ ≦ Ａ×（Ｘ＋Ｙ）／Ｚ ≦ ８００・・・式(２)
０．２ ≦ （Ｙ−Ｘ）／Ｚ ≦ ４．０・・・式(３)

研磨パッド１は、例えば、不織布で構成され、ショアＡ硬度が５０〜９０の範囲であるのが好ましく、図示の例では、７０である。

ショアＡ硬度は、バネを介して厚さ４．５ｍｍ以上の試験片（材料が４．５ｍｍ未満の厚さである場合は、厚さが４．５ｍｍ以上になるまで研磨布を重ねて試験片を得る。）表面に押針（測定子）を押し付け３０秒後の押針の押し込み深さから求める。これを３回行って相加平均からショアＡ硬度が決定される。

研磨パッド１の基材としては、不織布、織物、編み物、発泡体、多孔体等が挙げられるが、不織布が好ましい。
繊維としては、特に限定はなく、天然繊維（改質繊維を含む）、合成繊維等から製造される不織布であればよい。例えば、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維等の樹脂繊維や、綿、麻等の天然繊維を用いてもよいが、製造工程中でＤＭＦ等の有機溶媒や水等の洗浄液を吸収することによる原料繊維の膨潤を防止することや原料繊維の量産性を考慮すれば、吸水（液）性を有していないポリエステル繊維等の樹脂繊維を用いることが好ましい。原料繊維には、繊度１〜５０ｄtex、繊維長２０〜１００ｍｍの繊維を用いることが好ましい。
さらに、不織布は樹脂等の溶液を含浸させたものであることが好ましい。

樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、生ゴム等が挙げられ、更に詳細には、ポリアミド、ポリアクリル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリウレタン、ポリイミド樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、エポキシ、フェノール、メラミン、ウレア、ポリイミド等の熱硬化性樹脂が挙げられる。エラストマー又は生ゴムとしては、ジエン系エラストマー（例えば１，２−ポリブタジエン等）、オレフィン系エラストマー（例えばエチレン−プロピレンゴムとポリプロピレン樹脂を動的に架橋したもの等）、ウレタン系エラストマー、ウレタン系ゴム（例えばウレタンゴム等）、スチレン系エラストマー（例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等）、共役ジエン系ゴム（例えば高シスブタジエンゴム、低シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等）、エチレン−α−オレフィンゴム（例えばエチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム等）、ブチルゴム、その他のゴム（例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム等）等を挙げることができる。また、これらの樹脂を混合して用いてもよい。

不織布基材の密度は、０．１ｇ／ｃｍ³未満では樹脂溶液に含浸しても樹脂が繊維の間隙を通じて流出し繊維に付着しにくく、０．２ｇ／ｃｍ³を超えると樹脂の付着で繊維の間隙を塞いでしまう傾向となるので、０．１〜０．４ｇ／ｃｍ³の範囲とすることが好ましい。

不織布基材の厚さは目的により異なるが、１．５ｍｍ未満では樹脂溶液に含浸後の乾燥時に厚さ方向で樹脂の移動（樹脂マイグレーション）が発生し樹脂の被覆厚さが偏りやすく、５．０ｍｍを超えると不織布基材の内部まで樹脂溶液が浸透できなくなるので、１．５〜５．０ｍｍの範囲とすることが好ましい。

上記樹脂には、更に、架橋剤、添加剤等が含まれていてもよい。
架橋剤としては、多価イソシアネート化合物、有機ジアミン化合物等が挙げられる。架橋剤の量は、架橋させる樹脂（１次含浸樹脂あるいは２次含浸樹脂各々）に対して、１〜２０質量％程度添加することが好ましい。

添加剤としては、発泡を促進させる親水性活性剤及びポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。親水性添加剤としては、例えば、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、燐酸エステル塩等のアニオン界面活性剤を使用する。疎水性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、グリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステルなどのノニオン系界面活性剤や、アルキルカルボン酸などのアニオン系界面活性剤を用いることができる。添加量は添加剤の種類や樹脂の種類によって異なり、特に制限されるものではないが、例えば、樹脂溶液１００質量部に対して０．２〜１０質量部の間で添加する。

次に、環状凹部４付きの研磨パッド１の製造方法を概略的に説明する。
まず、不織布、織物、編み物等の研磨布基体に、樹脂を含浸させ、研磨布を得る。次いで、この研磨布の表層をスライスする。表層がスライスされた２枚の研磨布を、熱融着フィルムを介して熱プレスによって一体化させる。次いで、一体化させた研磨布を、ＣＮＣ加工で、円盤状にする。最後に、円板状の研磨布の外周面に、刃物を押し当ながら、刃物を外周に沿って移動させ、円板状の研磨布の外周面を切削加工し、環状凹部４付きの研磨パッド１とする。

次に、研磨パッド１による被研磨物Wの研磨について説明する。
図４ないし図６は、薄板状の被研磨物Ｗの側端部を本実施態様の研磨パッド１で研磨する代表的な作業を説明するための概略的な図面である。なお、図４ないし図６では、明確化のため、被研磨物Wと研磨パッド１とがわずかに離間した状態で描かれているが、研磨中には、実際、研磨パッド１は被研磨物Wと接触している。

図４に示されているように、水平に保持された被研磨物Ｗの側端面W１が、環状凹部４の底面（横断面における底辺６）に当接するように、回転する研磨パッド１を水平方向に被研磨物Ｗに当接させ、環状凹部４の底面で被研磨物Ｗの側端面W１を研磨する。

次いで、図５に示されているように、環状凹部４が下方に向くように研磨パッド１を傾斜させ、研磨パッド１の第１側辺８によって構成される第１側面を、被研磨物Ｗの側端面Ｗ１と上側面Ｗ２との間の角（凸状湾曲部）に当接させ、この角部分、さらに上側面Ｗ２を研磨する。

さらに、図６に示されているように、環状凹部４が上方に向くように研磨パッド１を傾斜させ、研磨パッド１の第２側辺１０によって構成される第２側面を、被研磨物Ｗの側端面Ｗ１と下側面Ｗ３との間の角（凸状湾曲部）に当接させ、この角部分、さらに上側面Ｗ３を研磨する。

なお、研磨作業は、上述したものに限定されるものではなく、手順等は適宜、変更されるものである。また、研磨パッドを固定し、被研磨物側を傾斜させる作業でもよい。

本考案は、上記実施形態に限定されることなく、実用新案登録請求の範囲の記載の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

上記実施態様の研磨パッド１では、第１側辺８および第２側辺１０の両者が略直線状であるが、第１側辺８および第２側辺１０のいずれか一方のみが略直線状の構成でもよい。

また、上記実施態様では、研磨パッド１の環状バンド部１２、１４が、研磨パッド１の軸線Ａと平行に延びているが、環状バンド部の一方または両方が、研磨パッド１の軸線Ｐに対して傾斜した構成でもよい。

１：研磨パッド
４：環状凹部
６：底辺
８：第１側辺
１０：第２側辺
１２、１４：環状バンド部
Ｒ：（研磨パッドの）半径
Ｘ：（環状バンド部の）長さ
Ｙ：環状凹部の側壁の基部の厚さ
Ｚ：（環状凹部の）深さ

Claims

中心軸線を中心に回転しながら被研磨物の側端部の研磨を行う円板状の研磨パッドであって、
外周面全体にわたって形成され径方向外方に向かって開口する環状凹部を備え、
前記環状凹部の横断面形状が、底辺と、それぞれが前記底辺の両端から前記環状凹部の各開口端部に至る第１側辺および第２側辺とを有し、
前記底辺と、前記第１側辺および第２側辺の少なくとも一方とが略直線状である、
ことを特徴とする研磨パッド。
前記第１側辺および第２側辺が略直線状である、
請求項１に記載の研磨パッド。
前記円板の半径をＲ、前記環状凹部の深さをＺとしたとき、式（１）
０．０２ ≦ Ｚ／Ｒ ≦ ０．５・・・式(１)
が満たされる、
請求項２に記載の研磨パッド。
前記第１側辺が構成する第１側面および第２側辺が構成する第２側面の少なくとも一方の開口側端部と、前記円板の外縁との間に環状バンド部が形成されている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の研磨パッド。
前記第１側辺が構成する第１側面および第２側辺が構成する第２側面の開口側端部と、前記円板の外縁との間に環状バンド部が形成されている、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の研磨パッド。
前記環状バンド部が、長さＸの前記円板の軸線方向長さを有し、
前記環状凹部の側壁の基部の厚さをＹ、前記環状凹部の深さをＺ、前記研磨パッドの材料のＡ硬度をＡ、としたとき、式（２）および式（３）
２０ ≦ Ａ×（Ｘ＋Ｙ）／Ｚ ≦ ８００・・・式(２)
０．２ ≦ （Ｙ−Ｘ）／Ｚ ≦ ４．０・・・式(３)
が満たされる、
請求項４または５に記載の研磨パッド。
前記研磨パッドが、不織布で構成されている、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の研磨パッド。
前記第１側辺が構成する第１側面および第２側辺が構成する第２側面の開口側端部と、前記円板の外縁との間の環状バンド部の前記円板の軸線方向長さをＸ、前記円板の半径をＲ、前記環状凹部の側壁の基部の厚さをＹ、前記環状凹部の深さをＺ、前記研磨パッドの材料のＡ硬度をＡとしたとき、
０．２ｍｍ≦Ｘ≦６．０ｍｍ
１０ｍｍ≦Ｒ≦２００ｍｍ
１．０ｍｍ≦Ｙ≦１０ｍｍ
１．０ｍｍ≦Ｚ≦２５ｍｍ
５０≦Ａ≦９０
である、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の研磨パッド。