JPH03501371A - 研磨粒子の少ない研磨製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 研磨粒子の少ない研磨製品 本発明は、基板上に多数の金属堆積物好ましくは電着物を含むタイプの研磨製品 に関する。前記金属堆積物は、ダイヤモンドグリッドのような粒状の研磨材料を 有する。

１９８８年４月１３日に公開された欧州特許第０２６３７８５号には、ダイヤモ ンドグリ・ソトの存在下で、伝導性を有する繊維の上にマスクを通して二・ソケ ルを電着し、多数の研磨粒子を含む堆積物を下引きの繊維の上に形成すること（ こより、研磨製品を製造する技術が開示されている。この特許の研磨製品は、研 磨工業において特に石やガラスへの適用１こ実質的に非常に効果がある。この研 磨製品は、良好な曲げ易さを有し、通常の研磨製品よりも何倍も長く持続する。

カナダ特許第５３０，８１１．５３１，９９６．５４９゜９０１１．５５２，３ ８７及び５５６．０４９号は、繊維または他の基板上への堆積方法を実行するた めの種々の技術を開示している。好ましい態様において、金属箔を基板上に付着 させ、写真技術的にマスクする。次に、ダイヤセンドグ１ルソトの存在下で前記 マスクの開孔を通して、二・ソケルを金属箔好ましくは銅箔上に堆積し、ダイヤ センドグ１ルソドを二・ソケル堆積物中に埋め込む。電着後、マスクをはずして 堆積物中の銅を酸浴中でエツチングし、得られた隙間を樹脂好ましくはフィラー としてシリコンカーバイドを含む樹脂で充填する。

これらの研磨製品は、一般的に優れた効果がある。

本発明によれば、基板上に多数の金属堆積物を含み、前記金属堆積物は、粒状の 研磨材料を有する研磨製品であって、前記基板の全表面積に対する前記堆積物の 被覆率は、約２５％未満である研磨製品が提供される。

被覆率は約２０％未満、好ましくは約１２〜１８％とするコトか出来る。基板上 への堆積物のパターンを変化させることが出来る。

堆積物を３個の三角群、４個のダイヤモンド型群、又は斜め配列に配置すること が特に望ましいことがわかった。

本発明は、基板の被覆率の、当業者により期待される通常の実施以下への実質的 な減少が研磨性能の改良を導き、又はそのような減少は性能の徐々に生ずる劣化 をもたらさないという、顕著な、全体として予想外の結果に基づいている。研磨 材、一般にダイヤモンドグリッドは、非常に高価な成分なので、後者の結果はを 用である。使用するダイヤモンドの量を減少させる能力は、コストの節約につな がる。全体として、性能を損なうことなくダイヤモンドの被覆率が減少可能であ るということは、予想外のことである。

研磨材の濃度の徐々の減少は、研磨性能の付随する減少をもたらすであろう。こ のことが生じない理由は完全には明らかではないが、通常の濃度において堆積物 の表面上に突出する研磨粒子が磨耗し、試料と研磨製品との間の摩擦力が多数の 研磨粒子にわたって広がるため、その先端が丸くなるものと考えられている。研 磨粒子の数が減少すると、摩擦力が少ない粒子により生じ、粒子が微細に破壊さ れ、良好な研磨特性を育するギザギザのエツジを形成する。

第１図は、通常の表面被覆率の研磨製品を示す断面図、第２図は減少した表面被 覆率の研磨製品を示す断面図、第３図は、通常の表面被覆率のベルトと減少した 表面被覆率のベルトとにより研磨されたサンプルの数に対する、材料の除去率を 測定した結果を示し、第４図は通常及び減少した表面被覆率の研磨製品について 、時間に対する材料の除去率を測定した結果を示し、第５ａ〜５ｅ図は、研磨テ ストに落ち板種々の堆積パターンを示し、第６図は、第５ａ〜５ｂ図に示す種々 の表面被覆率及び表面パターンを有する研磨材についての、時間に対するガラス 除去率を示すグラフ、第７図は、所定のパターンに被覆された堆積物を有する複 数のセグメントからなる研磨ディスクを示し、第８図は、ダイヤモンド粒子の通 常の分布を有する研磨材と、１／３に減少した粒子分布を有する研磨材とについ ての、時間に対する基板の除去量を示すグラフである。

第１図に示される研磨製品は、ケブラー７Ｍ織布基板１を包含する。ニッケル電 着堆積物４は、ケブラーＴＭ基板１に樹脂結合された銅箔のディスク２上に形成 される。ニッケル堆積物４は、その中に埋設されているダイアモンドグリッド粒 子５を有している。堆積物５は、通常、直径約１／１６インチの円形であるが、 上記の特許明細書に記載されているような他の形状、および約１／４インチまで の直径を有し得る。

堆積物４間の空間は、フィラーとしてシリコンカーバイドを含むポリウレタン樹 脂３で満たされている。これは、堆積物上の剪断力を減少させ、研磨プロセス中 にそれらを維持するのを助ける。

二の製品の構成は、上記の特許明細書に記載されている。

まず、銅箔をロモド（Ｌｏｍｏｄ　）　ＴＭ樹脂によりケブラーＴＭを織り込ん だ基板に結合する。その後、表面マスクを写真技術的に与える、ダイヤモンドグ リッド粒子の存在下で銅箔上にマスクを通してニッケルを電着する。最後に、マ スクを水酸化ナトリウム溶液で除去し、電着堆積物間の残留した箔を酸でエツチ ング除去する。その後、空間を樹脂で裏打ちする。

上記の特許明細書は、ニッケル電着によりある形態の基板に付着したダイヤモン ドグリッド粒子を有する製品の製造の改良技術を記載している。ダイヤモンドを 有するニッケル被着物を有する研磨製品を製造する他の技術は、既知である。

例えば、米国特許第４，２５６．４６７号は、非導電性メツシュを用いて被着す ることにより電着堆積物を形成する技術を開示している。米国特許第４，０４７ ，９０２号は、基板上に電着堆積物を形成する技術を開示している。上記の特許 明細書に記載された技術に従って製造されたこれらの製品および実際の製品にお いて、研磨製品の全面積の比較的高い割合の被覆率を有するように従来の実施が なされ、それが普通であり必要であると考えられていた。実際に、表面被覆率は 、少なくとも約１／３である。本明細書にかかる市販の製品は、約３２．２％の 被覆率を有する。従来の他のタイプの研磨材を用いた経験は、この本来の表面被 覆率が必要であろうことを提案していた。また、このレベルを越えて表面被覆率 を減少することは実際には考えられていなかった。これは、研磨用に市販されて いる量が限られており、期待される結果が乏しいからである。

まったく突然に、これに反して、いくつかの場合において表面被覆率の減少が、 研磨性能を改良し、並びに広い範囲にわたって研磨性能の減少のない、またはと ても少ない状態にさせる。

これが起こる理由は完全に明らかになっていないが、比較的高いダイヤモンド濃 度によるものと信じられている。これは、摩擦による負荷が多数のダイヤモンド 粒子にわたって広がり、その摩擦力が粒子５を磨耗させて、第１図に示すように 粒子が丸くなるからである。

第２図は、第１図の製品と同様ではあるが、ニッケル堆積物の減少した被覆率を 有する研磨製品を示す。第２図に示すように、堆積物５は、ギザギザのエツジを 有するように示されている。減少したダイヤモンド濃度において生ずることは、 ダイヤモンド粒子が磨耗する代わりに、摩擦力が微細な破壊を生ずぜしめ、ギザ ギザのエツジをもたらすものと考えられる。これらの研磨製品は、丸い端部のも のよりも良好な結果をもたらし、研磨性能を改善する傾向にある。

最初の実験において、上述の出願に記載された技術により作られた研磨製品は、 ガラス試料から材料を除去するために用いられた。このベルトは、ベルトの移動 方向に対し、規則的な斜めパターンに配列されたペレットを有し、堆積物は約１ ７１６インチの径と約３２．２％の表面被覆率を有している。最初の実験におい て、３つの堆積物ごとに１つがナイフで除去され、このベルトは一連の試料を研 磨するために用いられた。

第３図に示す結果では、ベルトにより研磨されたサンプルの数に対し、材料の除 去率（ＭＲＲ）力（プロ・ソトされてｔする。

バラ印は標準のベルトを示し、四角印は減少した表面被覆率を有するベルトを示 す。減少した表面被覆率を有するベルトの性能は、標準の表面被覆率を有するベ ルトよりも実質的１こ良好であり、減少した表面被覆率を有するベルトＣよ、よ り良好にサンプルを研磨することが出来る。

第４図は、は、ＭＲＲが時間に対してプロットされてＬＸる同様の結果を示す。

減少した表面被覆率を有するベルト、即ち通常のベルトよりも約１７３少な０被 覆率を有するベルトは、通常のベルトのＭＲＲよりも実質的に良好である。

第５ａ図は、全被覆、即ち３２．２％の被覆率を有する通常のベルトの場合の堆 積パターンを示す。第５ｂ〜５ｅ図Ｃｔ、減少した表面被覆率を有するベルトの 場合の他の堆積）くターンを示す。表面被覆率は次の通りである。

第５ａ〜５ｅ図に示す堆積ノくターンを有するベルト１こつ０て実験が行われた 。厚さ１／４インチのガラス板を、１＋１／８　（１，１２５）インチの幅、２ １インチの長さの、グリッドサイズ２２０のケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）ＴＭベル トと用いて、通常の条件で研磨した。

その結果を第６図に示す。第６図では、ガラス除去率（２７分）が時間に対しプ ロットされている。第６図では、四角印は第５図に示す通常のベルトを用いて得 た結果を示し、十字印は第５ｂ図に示す三角配列を用いて得た結果を示し、ダイ ヤモンド印は第５Ｃ図に示す斜め配列を用いて得た結果を示し、三角印は第５ｄ 図に示すダイヤモンド配列を用いて得た結果を示し、Ｘ印は第５ｅ図に示す全科 パターンを用いて得た結果を示す。

第６図に示す結果は非常に興味深い。第４図に示すパターンを用いて、即ち表面 被覆率１７．０４％の場合、最良の結果が得られる。これは以前用いた表面被覆 率の半分である。

四角印に示すように、より高いダイヤモンド濃度を用いて最悪の結果が得られる 。第５ｂ図の三角配列を用いて、即ち表面被覆率１５．２％の場合、第５ａ図の 配列を用いた場合よりかなり良好な結果が得られる。ダイヤモンドグリッドの濃 度を有するものが３０分後に３倍のガラス除去率に導くことは、極めて顕著な結 果である。ダイヤモンドの被覆を係数２だけ減少させる能力は、製品のコストを 実質的に減少させる。

第７図は、この結果の利点を有する研磨ディスクを示す。

このディスクは、基板上に均一に間隔を置かれた造型セグメントを具備し、これ らセグメントの間には何ら堆積物はない。

セグメント内の表面被覆は、上述のように減少させることが出来、全表面に均一 なパターンを有するベルトの場合よりも少ない全表面被覆率に導く。堆積物のサ イズは約１／４インチである。

第８図は、他の実験結果を示し、減少したダイヤモンド粒子濃度を用いた場合の 利点を確かめている。

以上、本発明を、銅基板上に堆積し、二・ソケル中に埋め込まれたダイヤモンド 粒子の場合について説明したが、他の適切な材料を用いることも可能である。ダ イヤモンド粒子ｉｔ、用途に応じて、立方晶窒化硼素又は上述の他の適切な材料 、及び銅及びニッケル以外の適合する材料と置換してもよ０゜一般に、カットオ フポイントは、全領域又は所定の領域の約２５％に下がる。濃度を５０％減少さ せた場合、通常の製品よりも良好な結果が得られる。

オ、處、釆　才走　イｆデ ｎ） 国際調査報告 国際調査報告 ＧＢ　８９００７２８

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に多数の金属堆積物を含み、該金属堆積物は粒状の研磨材料を有す る研磨製品において、前記基板の全表面積に対する前記金属堆積物の被覆率が約 ２５％未満であることを特徴とする研磨製品。
2. （２）前記被覆率は、約２０％未満であることを特徴とする請求項１に記載の研 磨製品。
3. （３）前記被覆率は、約１２ないし約１８％の範囲であることを特徴とする請求 項１に記載の研磨製品。
4. （４）前記金属堆積物は、規則的なパターンで配置されることを特徴とする請求 項３に記載の研磨製品。
5. （５）前記金属堆積物は、斜線パターンで配置されることを特徴とする請求項４ に記載の研磨製品。
6. （６）前記被覆率は、約１３％であることを特徴とする請求項４に記載の研磨製 品。
7. （７）前記金属堆積物は、規則的なパターンの群で配置されることを特徴とする 請求項４に記載の研磨製品。
8. （８）前記規則的なパターンの群は、各々トライアングル形の三つの堆積物を含 む請求項６に記載の研磨製品。
9. （９）前記被覆率は、約１５％であることを特徴とする請求項８に記載の研磨製 品。
10. （１０）前記規則的なパターンの群は、各々四角形の配列で四つの堆積物を含む 請求項８に記載の研磨製品。
11. （１１）前記被覆率は、約１７％であることを特徴とする請求項１０に記載の研 磨製品。
12. （１２）前記被覆率は、約１５ないし約１８％の範囲であることを特徴とする請 求項１に記載の研磨製品。
13. （１３）前記粒状研磨材料は、ダイヤモンドグリットであることを特徴とする請 求項１に記載の研磨製品。
14. （１４）基板上にマスクを通して金属を電着し、前記金属中に粒状の研磨材料を 埋め込む工程及び前記基板上に電着物のパターンを形成する工程を具備する研磨 製品の製造方法において、前記基板の全表面積に対する前記堆積物の被覆率が約 ２５％未満であることを特徴とする研磨製品の製造方法。
15. （１５）前記被覆率は、約２０％未満であることを特徴とする請求項１３に記載 の研磨製品の製造方法。
16. （１６）前記被覆率は、約１２ないし約１８％の範囲であることを特徴とする請 求項１３に記載の研磨製品の製造方法。
17. （１７）前記粒状研磨材料は、ダイヤモンドグリットであることを特徴とする請 求項１４に記載の研磨製品の製造方法。