JP3431111B2 - 研磨テープ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ハードデイスク、
オプテイカルファイバー、レンズ、磁気ヘッド等、精密
な仕上げ研磨に使用するための研磨テープ及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来の研磨シートは一般に、研磨材粒子と
バインダー接着剤とを混合したスラリーをプラスチック
フィルム上にローラやドクターブレードを使用して均一
且つ平坦に塗布した後、スラリーを乾燥させてプラスチ
ックフィルム上に研磨層を形成させて成るものである
（例えば、特開平３ー１０７７２号、特開平３ー２６４
６８号、特開平３ー９２２５５号、特開平４ー１９０７
５号、及び特公昭５３ー４４７１４号である）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の研磨シートでは、乾燥前にスラリーの表面をローラ
やドクターブレードを使用して平坦に整えたにもかかわ
らず、シート基板にスラリーを塗布した後の乾燥中にこ
のスラリーの表面に凹凸を生じ、研磨層表面に突起部分
が形成される。そのため、従来の研磨シートを使用して
被研磨物表面を研磨すると、この凹凸の突起部分が被研
磨物表面に食い込むために精密な仕上げ研磨ができなか
った。

【０００４】従来の研磨シートの研磨層表面に凹凸が形
成される理由を、図６も参照して、以下に述べる。

【０００５】図６は、従来の研磨シートの部分拡大断面
図であり、プラスチックシート基板の表面にスラリーを
塗布した後にスラリーを乾燥させたところを示し、図６
（A）は、スラリーの塗布直後の従来の研磨シートの部
分拡大断面図であり、図６（B）は、スラリーを乾燥中
の従来の研磨シートの部分拡大断面図である。

【０００６】従来の研磨シートでは、図６（A）に示す
ように、スラリー２４の塗布後にその表面をローラーや
ブレードを使用して平坦に整えるので、塗布されたスラ
リー２４の表面は、乾燥工程前は平坦である。

【０００７】しかし、図６（B）に示すように、スラリ
ー２４′表面付近のバインダー接着剤２３から溶剤が蒸
発し気化熱を奪うのでバインダー接着剤２３の温度が下
がるが、スラリー２４′表面付近に比較的大きい研磨材
粒子２１があると、この研磨材粒子２１の大きい体積部
分にはバインダー接着剤２３が少ないので蒸発による温
度低下がほとんどない。

【０００８】つまり、大きい研磨材粒子２１付近にある
バインダー接着剤２３の温度は他の部分よりも高温なの
で、大きい研磨材粒子２１のある部分は他の部分よりも
蒸発が一層盛んに行われ、一層速く乾燥する。このた
め、大きい研磨材粒２１付近のバインダー接着剤の表面
張力が増加し、この表面張力が図６（B）の矢印２７の
方向に働く。

【０００９】そして、バインダー接着剤２３の多い部分
は溶剤も比較的多く残留し流動性もあるので、この部分
のスラリー２４′が、比較的小さい研磨材粒子２２と共
に、大きい研磨材粒子２１付近のバインダー接着剤２３
の表面張力が働く方向２７に移動され、大きい研磨材粒
子２１の在る部分にスラリー２４′が引き寄せられて盛
り上がり、突起部分２５を形成し、この突起部分２５の
周囲に谷間２６が形成される。

【００１０】そこで、従来は、研磨材粒子の平均粒径を
厳密に揃えるための努力がなされてきたが、研磨材粒子
の平均粒径を厳密に揃えることができず、粒径にバラツ
キがあった。

【００１１】結果として、従来のように研磨材粒子の平
均粒径を厳密に揃えたり、乾燥前にスラリーの表面を平
坦に整えたにもかかわらず、このスラリーを乾燥させて
シート基板上に研磨層を形成させたときにはその研磨面
に凹凸又は突起部分を有する研磨シートが製造される。

【００１２】このように、従来の研磨シートでは、研磨
面に凹凸又は突起部分が形成されるため、この突起部分
が被研磨物表面に食い込むため被研磨物表面に凹凸を形
成し、精密な仕上げ研磨ができなかった。

【００１３】したがって、本発明の目的は、研磨シート
の研磨面の平坦性を向上させ、被研磨物表面に研磨によ
って形成される凹凸を減少させた、精密な研磨に適した
研磨シート及びその製造方法を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の研磨シートは、プラスチックシート基板
と、このプラスチックシート基板の表面に塗布した研磨
材粒子とバインダー接着剤とを混合したスラリーを乾燥
させて形成した研磨層とから成る研磨テープにおいて、
プラスチックシート基板の表面に塗布したスラリーを半
乾燥させてプラスチックシート基板の表面に半乾燥スラ
リー層を形成した後、半乾燥スラリー層の表面を半乾燥
スラリー層の表面に対して剥離可能な可剥離部材で加圧
し、次に、半乾燥スラリー層を乾燥させることによっ
て、研磨層がプラスチックシート基板の表面に形成され
る。

【００１５】本発明の研磨シートは、まず、プラスチッ
クシート基板の表面に塗布した研磨材粒子とバインダー
接着剤とを混合したスラリーを半乾燥させてプラスチッ
クシート基板の表面に半乾燥スラリー層を形成する。そ
の後に、半乾燥スラリー層の表面を半乾燥スラリー層に
対して剥離可能な可剥離部材で加圧し、次に、加圧した
半乾燥スラリー層を乾燥させてプラスチックシート基板
の表面に研磨層を形成させて製造される。

【００１６】上記の本発明の研磨シート及びその製造方
法において、可剥離部材には、半乾燥スラリー層に対し
て剥離性のよい材料が使用することが望ましく、可剥離
部材は、テフロン、ポリプロピレン、ガラス、又は鏡面
研磨した金属から成ることが望ましい。

【００１７】また、可剥離部材は、テフロンシート、ポ
リプロピレンシート、又はポリエチレンシートであって
もよい。

【００１８】研磨材粒子には、平均粒径が０.１μｍか
ら３０μｍの範囲にある、ダイヤモンド（C）、アルミ
ナ（Al₂O₃）、酸化鉄（Fe₂O₃）、カーボランダム（Si
C）、酸化クロム（Cr₂O₃）、若しくは酸化セリウム（Ce
O₂）又はこれらの混合物が使用できる。

【００１９】バインダー接着剤には、ニトロセルロー
ス、アセチルセルロース、トリエチルセルロース、ポリ
ビニルアセタール、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、エポキシ樹脂、ポリイ
ソブチレン、若しくは天然ゴム又はこれらの混合物が使
用できる。

【００２０】プラスチックシート基板１には、厚さ１０
μｍから１５０μｍの範囲の、ポリエステル、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン、又はポリウレタンのシートが使
用できる。

【００２１】

【作用】プラスチックシート基板の表面に塗布した砥粒
とバインダー接着剤とを混合したスラリーに含まれる溶
剤のほとんどを蒸発させてスラリーを半乾燥させると、
流動性はないが塑性のある半乾燥スラリー層がプラスチ
ックシート基板表面に形成される。

【００２２】プラスチックシート基板の表面に形成され
た半乾燥スラリー層の表面には凹凸が生じるが、半乾燥
スラリー層には塑性があるため、可剥離部材で加圧する
と、半乾燥スラリー層の表面に可剥離部材の表面に沿っ
た表面が形成される。例えば、可剥離部材として平坦な
表面を有するローラを使用して半乾燥スラリー層の表面
を加圧すると、半乾燥スラリー層の表面に平坦面が形成
される。

【００２３】平坦面を形成させた半乾燥スラリー層を乾
燥させると、この半乾燥スラリー層には流動性がないの
で、半乾燥スラリー層に含まれる研磨材粒子の移動がな
く、残留する溶剤が蒸発する。つまり、半乾燥スラリー
層の表面に在る研磨材粒子の位置を変えることなく溶剤
が蒸発する。ここで、スラリーの溶剤がほとんど蒸発さ
れ半乾燥スラリー層に残留する溶剤が少ないので、半乾
燥スラリー層を乾燥させると、研磨材粒子の周辺には残
留する溶剤の蒸発によって浅い凹部が形成される。

【００２４】このとき、研磨層の表面に在る研磨材粒子
が一定の高さに揃って研磨層の表面上に突出している。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の研磨シート及びその製造方法
について添付図面に従って具体的に説明する。

【００２６】図１は、プラスチックシート基板の表面に
塗布したスラリーを半乾燥させてプラスチックシート基
板の表面に半乾燥スラリー層を形成させたところを示
す。

【００２７】図１に示すように、本発明の実施におい
て、まず、プラスチックシート基板１の表面に塗布した
研磨材粒子２とバインダー接着剤とを混合したスラリー
を半乾燥させてプラスチックシート基板１の表面に半乾
燥スラリー層３を形成する。

【００２８】ここで、半乾燥スラリー層３は、研磨材粒
子２が移動できない程度に乾燥され、半乾燥スラリー層
３は容易に塑性変形する程度の柔軟な状態にされる。ま
た、半乾燥スラリー層３の表面には、上述のように、ス
ラリーの表面に在る比較的大きな研磨材粒子へとスラリ
ーが盛り上がるため凹凸が形成される（図６を参照）。

【００２９】図２は、図１に示す半乾燥スラリー層３の
表面を可剥離部材８で加圧しているところを示し、図３
は、図１に示す半乾燥スラリー層の表面を可剥離部材で
加圧して半乾燥スラリー層の表面に平坦面が形成された
ところを示す。

【００３０】次に、図２に示すように、半乾燥スラリー
層３の表面を半乾燥スラリー層３の表面に対して剥離可
能な可剥離部材８で加圧する。

【００３１】ここで、可剥離部材８としてローラが使用
され、半乾燥スラリー層３の表面に対して軸圧力をかけ
て図２の矢印Tの方向に回転移動させ、半乾燥スラリー
層３を加圧し、半乾燥スラリー層３の表面を平坦（図２
の符号５を参照）にしているが、可剥離部材８として、
例えば、平板を使用して、半乾燥スラリー層３の表面を
加圧してもよい。

【００３２】半乾燥スラリー層３は容易に塑性変形する
程度の柔軟な状態にされているため、加圧された半乾燥
スラリー層３の表面には、図３に示すような平坦面５が
形成される。

【００３３】図４は、半乾燥スラリー層の表面を可剥離
部材で加圧した後に半乾燥スラリー層を乾燥させプラス
チックシート基板の表面に研磨層を形成させたところを
示す。

【００３４】上述のように半乾燥スラリー層３の表面を
可剥離部材８で加圧した後に、この半乾燥スラリー層３
を乾燥させてプラスチックシート基板１の表面に研磨層
４を形成させる（図４を参照）。

【００３５】上述のように製造された本発明の研磨シー
トは、図４に示すように、プラスチックシート基板１
と、このプラスチックシート基板１の表面に形成された
研磨層４とから成り、研磨層４の表面に在る研磨材粒子
２同士の間に凹部７が形成され、又、研磨層４の表面に
在る研磨材粒子２の高さが一定に揃う（図４の符号６を
参照）。

【００３６】ここで、本発明の実施において、半乾燥ス
ラリー層３に残留する溶媒の量が多すぎると、可剥離部
材８で加圧して平坦面５を形成した半乾燥スラリー層３
を乾燥させたとき、半乾燥スラリー３に流動性があるた
め、研磨層４の表面に上述のような凹凸（図６を参照）
が形成される。

【００３７】また、プラスチックシート基板１に塗布し
たスラリーを完全に乾燥させると、半乾燥スラリー層３
に塑性変形性がないため、完全に乾燥した半乾燥スラリ
ー層３を加圧しても半乾燥スラリー層３の表面に平坦面
５を形成することができない。

【００３８】このことから、半乾燥スラリー層３に残留
する溶媒の量が多すぎたり、スラリーを完全に乾燥させ
ないように、プラスチックシート基板１に塗布したスラ
リーを半乾燥させるときの乾燥温度、プラスチックシー
ト基板１の走行速度等を調節する。ここで、後述の好適
実施例においては、乾燥空気Aをスラリーに吹き付けて
プラスチックシート基板１の表面に半乾燥スラリー層３
を形成させるので、この乾燥空気Aの温度及び流速をも
調節する（図５を参照）。

【００３９】図５は、本発明の研磨シートを製造するた
めの装置の概念図である。

【００４０】図５に示すように、本発明の研磨シートを
製造するための装置は、予備乾燥室９と、可剥離ローラ
８a及び可剥離熱ローラ８bと、乾燥室１０とから成る。

【００４１】本発明の研磨シートを製造するための装置
の実施において、スラリーSを塗布したプラスチックシ
ート基板１を矢印tの方向に走行させ、まず、予備乾燥
室９において乾燥空気AをスラリーSに吹き付けて半乾燥
スラリー層３をプラスチックシート基板１の表面に形成
した後、可剥離ローラ８a及び可剥離熱ローラ８bで加圧
して半乾燥スラリー層３の表面に平坦面５を形成し、次
に、乾燥室１０を通過させてプラスチックシート基板１
の表面に研磨層４を形成させる。

【００４２】ここで、例えば、スラリーSを付着したロ
ーラをプラスチックシート基板１の走行方向とは逆方向
に回転させてプラスチックシート基板１の表面に接触さ
せてプラスチックシート基板１の表面にスラリーSを塗
布する在来の手段（図示せず）によって、プラスチック
シート基板１の表面にスラリーSが塗布される。

【００４３】図５に示すように、本発明の研磨シートを
製造するための装置においては、プラスチックシート基
板１の表面に形成された半乾燥スラリー層３を可剥離ロ
ーラ８aで加圧した後に、さらに、加熱した可剥離熱ロ
ーラ８bで加圧する。

【００４４】これは、可剥離ローラ８aで加圧されて半
乾燥スラリー層３の表面に形成された平坦面５を、軸圧
力を可剥離ローラ８aの軸圧よりも大きく設定し加熱し
た可剥離熱ローラ８bで再度加圧することによって、平
坦面５の平坦性を一層確実にするためである。

【００４５】また、このように複数の可剥離部材８で半
乾燥スラリー層３を順次加圧することによって、平坦面
５の平坦性がより一層確実になり、さらには、半乾燥ス
ラリー層３の厚さをより一層薄くすることができる。

【００４６】以下、本発明の好適実施例について図５に
従って具体的に説明する。

【００４７】平均粒径１μｍのアルミナ１ｋｇを温度１
００℃で１時間加熱して水分を除去した後に飽和ポリエ
ステル樹脂９００ｇ、イソシアネート系硬化剤７５ｇ
と、トルエン、キシレン、酢酸エチルとメチルエチルケ
トンとの混合溶媒とを混合撹拌して粘度８０ｃｐから５
００ｃｐの範囲のスラリーSを製造した。

【００４８】上述のような在来の手段（図示せず）を使
用して、厚さ２０μｍのポリエステル基板シート１の表
面に厚さ８μｍとなるようにスラリーSを図５の符号tで
示す方向に５ｍ／分から２０ｍ／分の塗布速度で塗布し
た。

【００４９】図５に示すように、本発明の好適実施例に
おいて、まず、ポリエステル基板シート１の表面に半乾
燥スラリー層３を形成するために、スラリーSを塗布し
たポリエステル基板シート１は、予備乾燥室９へと導か
れる。

【００５０】予備乾燥室９において、９０℃から１００
℃の温度の乾燥空気を流速１ｍ／秒から５ｍ／秒でスラ
リーに吹き付け（図５の符号Aを参照）、スラリーSに含
まれる混合溶媒を蒸発させた。

【００５１】このように、ポリエステル基板シート１の
走行速度を５ｍ／分から２０ｍ／分の範囲に、９０℃か
ら１００℃の温度の乾燥空気を流速１ｍ／秒から５ｍ／
秒でスラリーに吹き付けると、半乾燥スラリー層３に残
留する溶媒の量が多すぎたり、スラリーを完全に乾燥さ
せることなく、流動性はないが塑性変形性のある半乾燥
スラリー層３をポリエステル基板シート１の表面に形成
することができる。

【００５２】次に、可剥離ローラ８aで半乾燥スラリー
層３の表面を加圧して半乾燥スラリー層３の表面を平坦
にした後、加熱した可剥離熱ローラ８bで更に加圧し、
半乾燥スラリー層３の表面に平坦面５を形成した。

【００５３】ここで、可剥離ローラ８aの表面は、テフ
ロンシートで被覆され、半乾燥スラリー層３の表面に対
する可剥離ローラ８aの軸圧力は、１.０ｋｇから１.２
ｋｇの範囲にある。

【００５４】また、この可剥離熱ローラ８bは、外部電
源（図示せず）に接続された加熱器Hにより１００℃か
ら１８０℃の範囲に加熱され、その軸圧力は１.４ｋｇ
から２.０ｋｇの範囲にある。

【００５５】次に、１２０℃から１８０℃の範囲の温度
に保持された乾燥室１０を通過させ、ポリエステル基板
シート１の表面に研磨層４を形成させて本発明の研磨シ
ートを製造した。

【００５６】このように製造された本発明の研磨シート
と、以下に示すような従来の方法で製造された研磨シー
トとを使用してハードデイスク表面の精密な仕上げ研磨
を実施し、ハードデイスク表面の研磨後の粗さを比較し
た。

【００５７】従来の研磨シートは、平均粒径１μｍのア
ルミナ１ｋｇを温度１００℃で１時間加熱して水分を除
去した後に飽和ポリエステル樹脂９００ｇ、イソシアネ
ート系硬化剤７５ｇと、トルエン、キシレン、酢酸エチ
ルとメチルエチルケトンとの混合溶媒とを混合撹拌して
粘度８０ｃｐから５００ｃｐの範囲のスラリーを製造
し、厚さ２０μｍのポリエステル基板シートの表面に厚
さ８μｍとなるようにスラリー表面をブレードで平坦に
しながら塗布し、１２０℃から１８０℃の範囲の温度に
保持された乾燥室を通過させて製造した。

【００５８】本発明の研磨シートと、従来の方法で製造
された研磨シートとを使用してハードデイスク表面の精
密な仕上げ研磨を実施し、ハードデイスク表面の研磨後
の粗さを比較すると、本発明の研磨シートにおいて、従
来の方法で製造された研磨シートと比較して、ハードデ
イスク表面の粗さが少なくとも１０％減少した。

【００５９】

【発明の効果】本発明の研磨テープ及びその製造方法
が、以上のように構成されているので以下のような効果
を奏する。

【００６０】半乾燥スラリー層を可剥離部材で加圧する
と、半乾燥スラリー層の表面に平坦面を形成することが
できる。

【００６１】半乾燥スラリー層を乾燥させると、研磨材
粒子の周辺には残留する溶剤の蒸発によって浅い凹部が
形成され、研磨層の表面上に研磨材粒子が一定の高さに
揃って突出した研磨面を形成することができる。

【００６２】本発明の研磨シートを実施すると、被研磨
物表面に研磨によって形成される凹凸を減少させること
ができ、精密な研磨が実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従って、プラスチックシート
基板の表面に研磨材粒子とバインダー接着剤とを混合し
たスラリーを塗布した後にこのスラリーを半乾燥させて
プラスチックシート基板の表面に半乾燥スラリー層を形
成させたところを示す、半乾燥スラリー層とプラスチッ
クシート基板との部分拡大図である。

【図２】図２は、図１に示す半乾燥スラリー層の表面を
可剥離部材で加圧しているところを示す、半乾燥スラリ
ー層とプラスチックシート基板との部分拡大図である。

【図３】図３は、図１に示す半乾燥スラリー層の表面を
可剥離部材で加圧したところを示す、半乾燥スラリー層
とプラスチックシート基板との部分拡大図である。

【図４】図４は、図３に示す半乾燥スラリー層の表面を
可剥離部材で加圧した後に半乾燥スラリー層を乾燥させ
プラスチックシート基板の表面に研磨層を形成させたと
ころを示す、研磨層とプラスチックシート基板との部分
拡大図である。

【図５】図５は、本発明に従って研磨シートを製造する
ための装置の概念図を示す。

【図６】図６は、従来の研磨シートの部分拡大断面図で
あり、プラスチックシート基板の表面にスラリーを塗布
した後にスラリーを乾燥させたところを示し、図６
（A）は、スラリーの塗布直後の従来の研磨シートの部
分拡大断面図であり、図６（B）は、スラリーを乾燥中
の従来の研磨シートの部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ．．．プラスチックシート基板 ２ ．．．研磨材粒子 ３ ．．．半乾燥スラリー層 ４ ．．．研磨層 ５ ．．．半乾燥スラリー層の表面に形成された平坦面 ６ ．．．研磨層表面の研磨材粒子の高さが均一である
ことを示す線 ７ ．．．凹部 ８ ．．．可剥離部材 ８a ．．．可剥離ローラ ８b ．．．可剥離熱ローラ ９ ．．．予備乾燥室 １０ ．．．乾燥室 A ．．．乾燥空気の吹き付け方向 H ．．．加熱器 S ．．．スラリー T ．．．可剥離部材の移動方向 t ．．．プラスチックシート基板の走行方向 ２０ ．．．プラスチックシート基板 ２１ ．．．比較的大きい研磨材粒子 ２２ ．．．比較的小さい研磨材粒子 ２３ ．．．バインダー接着剤 ２４ ．．．乾燥前のスラリー ２４′．．．乾燥中のスラリー ２５ ．．．突起部分 ２６ ．．．谷間 ２７ ．．．表面張力の働く方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24D 11/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】研磨材粒子とバインダー接着剤とを混合し
   た粘度８０ｃｐから５００ｃｐの範囲のスラリーを、５
   ｍ／分から２０ｍ／分の速度で走行するプラスチックシ
   ート基板の表面に塗布する工程、 ９０℃から１００℃の温度の乾燥空気を、流速１ｍ／秒
   から５ｍ／秒で、前記 プラスチックシート基板の表面に
   塗布した前記スラリーに吹き付けて、前記プラスチック
   シート基板の表面に、流動性はないが塑性変形性のある
   半乾燥スラリー層を形成させる工程、 前記半乾燥スラリー層の表面を前記半乾燥スラリー層に
   対して剥離可能な可剥離部材で加圧する工程、及び前記
   加圧した前記半乾燥スラリー層を乾燥させて前記プラス
   チックシート基板の表面に研磨層を形成させる工程、 から成る研磨テープの製造方法。
2. 【請求項２】前記可剥離部材が、テフロン、ポリプロピ
   レン、ガラス、または鏡面研磨した金属である、請求項
   １記載の研磨テープの製造方法。
3. 【請求項３】前記可剥離部材が、テフロンシート、ポリ
   プロピレンシート、またはポリエチレンシートである、
   請求項１記載の研磨テープの製造方法。