JP3467483B2 - 精密研磨のための固定砥粒構造体 - Google Patents
精密研磨のための固定砥粒構造体Info
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Description
状のレンズおよび光ディスクや磁気ディスク用ガラス基
板の表面研磨に好適な固定砥粒構造体に関するものであ
る。
ディスク用ガラス基板の表面仕上げ研磨では、表面粗さ
や平均うねりの小さい非常に高品質な研磨面が求められ
ている。
えば、特開2001−72962号公報や特開2000
−256657号公報等に開示されている遊離砥粒によ
るものが主流となっている。
ずり、(2)砂がけ、(3)研磨、という3つの工程か
らなっている。 (1)の粗ずり工程は、レンズの精密加工の最初の工程
で、切断、プレスされたレンズのガラス素材を目標寸法
の形状に加工する工程である。 (2)砂がけ工程は、前工程である粗ずり工程でのクラ
ック層を取り除き、レンズの曲率を定める工程で、面精
度、曲率、寸法を充分に仕上げる工程である。 (3)の研磨工程は、前工程である砂がけ工程で表面の
内部に生じた微細なクラック層を取り除き、同時にキズ
の無い光学的に問題の無い鏡面を得る工程である。この
研磨工程は、通常、みがき皿の上に遊離砥粒(セリウム
研磨材を水に懸濁させたスラリ)を注ぎ、砂がけの終わ
ったガラス素材をみがき皿に押し付け摺動させることに
よって行っている。
程のいずれの工程も遊離砥粒が使用されていたが、現在
では、粗ずり工程、砂がけ工程は、ダイヤモンドメタル
ボンド、レジンボンドで固定した固定砥粒による加工が
行われ、高速化、自動化が実現している。
材を樹脂で固定した研磨ペレットやポリエチレンテレフ
タレートフィルム(以下、PETフィルムと記す)にセ
リウム研磨材を形成した固定砥粒も検討されているが、
前工程でのキズが取りきれなかったり、固定砥粒そのも
のでキズが入ってしまったり、また、レンズの曲率に合
った研磨が難しいことから普及していない。
より行なわれている。
基板の表面仕上げ研磨においても同様に遊離砥粒による
研磨が主流となっている。
に、遊離砥粒による研磨では仕上がりは良いが研磨に時
間がかかることが課題となっている。遊離砥粒による研
磨は、一般に、固定砥粒による研磨に比べ研磨力が劣り
仕上げるのに時間が掛かってしまうものである。このよ
うな現状において、通常、研磨工程は、1個を仕上げる
のに20〜60分もの時間を要しているのが実情であ
る。
粒による従来の技術の問題点を解消し、しかも研磨工程
の時間短縮が可能な固定砥粒構造体を提供することであ
る。
の固定砥粒構造体は、厚さが10から200μmで、1
00%Mが0.98MPaから19.6MPaで引張り強さ
が19.6MPaから88.2MPaで、伸びが250から
1000%である柔軟性のある薄い樹脂フィルムの表面
に、平均粒子径0.01から9μmの砥粒を100%Mが
0.98MPaから19.6MPaで引張り強さが19.6
MPaから88.2MPaで、伸びが250から1000%
である樹脂で混練りしてなる砥粒層を付与したことを特
徴とする。
100%M、前記引張り強さおよび前記伸びに関して、
前記樹脂フィルムと前記樹脂とはその特性が同じであ
る。
粒は、平均粒子径1.5から3.0μmの酸化セリウム
の砥粒である。
明の実施の形態および実施例について、本発明をより詳
細に説明する。
説明する前に、本発明者等が本発明に至った経緯につい
て説明しておく。本発明者等は、先に、特願平7−28
2677号として出願され、特許第2808261号と
して特許された研磨シートおよびその製造方法について
の発明者等でもある。この特許第2808261号に係
る発明の研磨シートは、主として、自動車補修業界にお
いて損傷した自動車のボンネットやドア等の外板の補修
に使用することを目的として開発されたもので、従来の
コンパウンドによる肌調整等を含めたバフ研磨に代わっ
て使用し、研磨仕上げに要する時間を大幅に短縮するこ
とに成功したものである。そして、この研磨シートは、
柔軟性のある薄い樹脂フィルムの表面に砥粒層を形成し
てなり、その樹脂フィルムは、厚さが10から100μ
mで、100%Mが0.98から19.6MPaで、引
張り強さが19.6から88.2MPaで、伸びが25
0から1000%であり、その砥粒層の砥粒は、400
(P400)から4000番であることを特徴としてい
るものである。そして、この研磨シートにおいては、砥
粒層は、樹脂フィルム上に設けた薄い接着剤層に砥粒を
接着することにより形成され、その接着された砥粒の上
に柔軟性のある樹脂をコーティングしている。
動車補修業界におけるコンパウンドによる肌調整等を含
めたバフ研磨に代わって使用して研磨仕上げに要する時
間を大幅に短縮することができたことに鑑み、レンズお
よび光ディスクや磁気ディスク用ガラス基板の表面仕上
げ研磨に使用すれば同様の効果を達成できると考えた。
そこで、このような研磨シートを種々作成して実験して
みた。しかしながら、その実験結果は、後述する比較例
3の測定結果にも表れているように、それほどの効果が
得られないことがわかった。
ートの基本的構成を利用しつつ、使用する砥粒の粒径、
種類等を種々選択し、しかも、砥粒層の形成方法、構造
等を種々選択して、種々な固定砥粒構造体を作成し、そ
れら固定砥粒構造体を用いてレンズおよび光ディスクや
磁気ディスク用ガラス基板の表面仕上げ研磨を行い、そ
の研磨状態を測定していくような実験を繰り返し行うこ
とにより、本発明をなすに至ったのである。
のある薄い樹脂フィルムの表面に極めて柔軟性のある樹
脂と砥粒とを練り込んである砥粒層を形成してなるもの
である。通常、固定砥粒構造体の砥粒層とは反対側の樹
脂フィルムの面には、粘着層を付与し、適当な離型基紙
の上面に貼り付けておく。
体の一実施例の断面を拡大して示している。この図1に
よく示されるように、本発明の固定砥粒構造体1Aは、
樹脂フィルム1上に砥粒2と樹脂3を混練りしたものを
コーティングして砥粒層2Aを形成している。前述した
特許第2808261号の研磨シートでは、これとは異
なり、樹脂フィルム上に薄い接着剤層を設け砥粒と樹脂
フィルムを接着し、更にその上に柔軟性のある樹脂をコ
ーティングしている。
1に示されるように、樹脂フィルムの砥粒層2Aとは反
対側の面に粘着層4を設け、離型基紙5を貼り付けた形
としており、これは、前述の特許第2808261号の
研磨シートの場合と同様である。
ィルム1は、厚さが10から200μmで、100%M
が0.98MPaから19.6MPaで引張り強さが1
9.6MPaから88.2MPaで、伸びが250から
1000%である。また、砥粒層2Aの砥粒2は、平均
粒子径0.01μmから9μmであり、砥粒層2Aの樹
脂3は、100%Mが0.98MPaから19.6MP
aで引張り強さが19.6MPaから88.2MPa
で、伸びが250から1000%である。
倍に伸びた時点)における引張り強さである。
てレンズ等の研磨を行いたい場合には、図2の断面図に
示すように、研磨すべきレンズ12の曲率に合った皿1
0を用意する。この皿10の表面に、厚さ0.5mm〜
5mmの弾力性のあるパット11を貼り付けておく。そ
して、このパット11に固定砥粒構造体1Aをシワが入
らないように貼り付ける。
支持された固定ホルダー13に固定し、固定砥粒構造体
1Aを貼り付けた皿10に対し押し付ける。
て、レンズ12を同方向に従属回転させるとともにレン
ズ12をカンザシ14を介して矢印b方向に揺動運動さ
せることにより研磨を行なうのである。
て柔軟性があり、非常に伸び易い性質を持った樹脂フィ
ルムおよび樹脂層で形成されているため、平面のみなら
ずレンズのような曲面形状でもシワを入れずに貼り付け
ることができる。
質を持った樹脂フィルムに砥粒層を形成した固定砥粒構
造体では、平面形状には貼り付けることができるが、レ
ンズのような曲面に対しては花びら模様に切り込みを入
れないとシワが入ってしまい均一な研磨はできないので
ある。
いて説明する。実施例1 研磨装置およびそれによる研磨条件を以下の通りとし本
発明の固定砥粒構造体で研磨し研磨経過時間毎の表面粗
さ(Ra)を測定した結果を図3に示す表の「実施例
1」の欄にまとめて示している。 研磨装置:PH10/10V(日本エンギス(株)) 研磨パッド:ポロンLE−20(イノアックコーポレー
ション) 研磨条件 定盤回転数:150rpm ガラス回転数:63rpm 加工圧力:200KPa 被研磨物:白ガラス60φ、厚さ8mm平面形状 固定砥粒構造体 厚さ:55μm 砥粒:酸化セリウム(平均粒子径:1.5μm〜2.2
μm) 樹脂フィルム:厚さ:40μm 100%M:2.16MPa 引張り強さ:44.1MPa 伸び:700% 砥粒層の樹脂:厚さ:15μm 100%M:2.16MPa 引張り強さ:44.1MPa 伸び:700%
m〜3.0μm)(実施例よりも粒径が粗く、ほぼ40
00番に近い)とした以外は、実施例1と同じ試料で実
施例1と同条件の研磨を行い研磨経過時間毎の表面粗さ
(Ra)を測定した結果を図3に示す表の「実施例2」
の欄にまとめて示している。比較例1 PETフィルム上に実施例1と同じ砥粒層を形成した試
料で実施例1と同条件 の研磨を行い研磨経過時間毎の表面粗さ(Ra)を測定
した結果を図3に示す表の「比較例1」の欄にまとめて
示している。比較例2 実施例1で用いた砥粒を水に対して分散させてなる遊離
砥粒を作成し、通常の遊離砥粒によるガラス研磨を行い
研磨経過時間毎の表面粗さ(Ra)を測定した結果を図
3に示す表の「比較例2」の欄にまとめて示している。 研磨装置:オスカー式研磨装置 研磨パッド:セリウムパッドLP−66 研磨条件 定盤回転数:83rpm ストローク:60mm 荷重:3.3Kg 被研磨物:白ガラス60φ、厚さ8mm平面形状比較例3 前述した特許第2808261号の発明にしたがって作
成された研磨シート(株式会社コバックス製 Buflex
Black(商品名):使用砥粒 炭化ケイ素 平均粒子径
12μ(実施例1および2よりもかなり粗い)を用いて
実施例1と同条件の研磨を行い研磨経過時間毎の表面粗
さ(Ra)を測定した結果を図3に示す表の「比較例
3」の欄にまとめて示している。
状態を表すグラフを示している。図4の(A)は、研磨
前の凹凸状態を示し、(B)は、5分研磨後の凹凸状態
を示し、(C)は、10分研磨後の凹凸状態を示し、
(D)は、20分研磨後の凹凸状態を示し、(E)は、
40分研磨後の凹凸状態を示し、(F)は、60分研磨
後の凹凸状態を示している。
の凹凸状態を表すグラフを示している。図5の(A)
は、研磨前の凹凸状態を示し、(B)は、5分研磨後の
凹凸状態を示し、(C)は、10分研磨後の凹凸状態を
示し、(D)は、20分研磨後の凹凸状態を示し、
(E)は、40分研磨後の凹凸状態を示し、(F)は、
60分研磨後の凹凸状態を示している。
表すグラフを示している。図6の(A)は、研磨前の凹
凸状態を示し、(B)は、5分研磨後の凹凸状態を示
し、(C)は、10分研磨後の凹凸状態を示し、(D)
は、20分研磨後の凹凸状態を示し、(E)は、40分
研磨後の凹凸状態を示し、(F)は、60分研磨後の凹
凸状態を示している。
表すグラフを示している。図7の(A)は、研磨前の凹
凸状態を示し、(B)は、5分研磨後の凹凸状態を示
し、(C)は、10分研磨後の凹凸状態を示し、(D)
は、20分研磨後の凹凸状態を示し、(E)は、40分
研磨後の凹凸状態を示し、(F)は、60分研磨後の凹
凸状態を示している。
表すグラフを示している。図8の(A)は、研磨前の凹
凸状態を示し、(B)は、5分研磨後の凹凸状態を示
し、(C)は、10分研磨後の凹凸状態を示し、(D)
は、20分研磨後の凹凸状態を示し、(E)は、40分
研磨後の凹凸状態を示し、(F)は、60分研磨後の凹
凸状態を示している。
べてみると分かるように、遊離砥粒である比較例2で
は、Raが0.02μmになるのに20分要している
が、本発明の実施例1では、その半分の10分でRaが
0.02μmになっている。
した比較例1では、60分研磨してもRaは、0.10
μmにしかならなかった。
(遊離砥粒)を比較すると、固定砥粒にすれば必ず遊離
砥粒よりも研削力が上がるとは言えない。さらにまた、
比較例3の測定結果からも、固定砥粒層を柔軟な樹脂フ
ィルム上に単に形成したものでも、遊離砥粒よりも研削
力が上がるとは言えない。
は、本発明の固定砥粒構造体において使用する砥粒とし
て、平均粒子径1.5μmから3.0μmの酸化セリウ
ムを使用し、100%M、引張り強さおよび伸びに関し
てその特性が同じである樹脂フィルムおよび砥粒層の樹
脂を使用することにより所定の効果が得られるというこ
とである。
対して相当に研削力が向上したのは、砥粒層の砥粒の粒
径を微細とし且つ樹脂フィルムおよび砥粒層の樹脂の特
性を特定の範囲に選定したことにより、砥粒が被研磨材
であるガラス表面に当たる接触面積を大きくできたこと
によるものと考えられる。
を入れることが無く、また遊離砥粒に比べ研磨能率が良
い。
従来の遊離砥粒によるガラスの表面研磨に代わって使用
される時、その研磨時間を大幅に短縮することができ
る。
形状、曲面形状のレンズ表面研磨、光ディスクや磁気デ
ィスク用ガラス基板の表面研磨、シリコンウエハーの表
面研磨、磁気ヘッドの表面研磨、光ファイバーのフェル
ールの表面研磨、精密金型の表面仕上げ等の表面の精密
な仕上げが要求される分野において有用なものである。
を示す拡大図である。
研磨するための装置例を略示する断面図である。
た表を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 厚さが10から200μmで、100%M
が0.98MPaから19.6MPaで引張り強さが19.
6MPaから88.2MPaで、伸びが250から1000
%である柔軟性のある薄い樹脂フィルムの表面に、平均
粒子径0.01から9μmの砥粒を100%Mが0.98
MPaから19.6MPaで引張り強さが19.6MPaから
88.2MPaで、伸びが250から1000%である樹
脂で混練りしてなる砥粒層を付与したことを特徴とする
曲面研磨用の固定砥粒構造体。 - 【請求項2】 前記100%M、前記引張り強さおよび
前記伸びに関して、前記樹脂フィルムと前記樹脂とはそ
の特性が同じである請求項1に記載の曲面研磨用の固定
砥粒構造体。 - 【請求項3】 前記砥粒は、平均粒子径1.5から3.
0μmの酸化セリウムの砥粒である請求項1または2に
記載の曲面研磨用の固定砥粒構造体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001170700A JP3467483B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 精密研磨のための固定砥粒構造体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001170700A JP3467483B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 精密研磨のための固定砥粒構造体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002361565A JP2002361565A (ja) | 2002-12-18 |
JP3467483B2 true JP3467483B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=19012577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001170700A Expired - Lifetime JP3467483B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 精密研磨のための固定砥粒構造体 |
Country Status (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006142388A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 研磨テープ及び方法 |
JP4973349B2 (ja) | 2007-07-13 | 2012-07-11 | 株式会社コバックス | 研磨物品 |
-
2001
- 2001-06-06 JP JP2001170700A patent/JP3467483B2/ja not_active Expired - Lifetime
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