JP2010099771A

JP2010099771A - ガラス用研磨パッド

Info

Publication number: JP2010099771A
Application number: JP2008272637A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Yamamoto; 淳一郎山本
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2010-05-06

Abstract

【課題】高研磨レートを長時間維持しながらスクラッチの発生が少ないガラス用研磨パッドを提供することを可能とする。
【解決手段】本発明にかかるガラス用研磨パッド１０は、合成繊維からなる不織布１２に、熱硬化性合成樹脂系接着剤１４と、酸化セリウム研磨剤１６と、界面活性剤１８とを主とするスラリーを含浸した後、固着乾燥させたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラス用研磨パッドに関するものであり、特に例えば、ディスプレイ用ガラス基板、記録装置向けガラスディスク、光学用レンズといったガラス表面を研磨するのに使用するガラス用研磨パッドに関するものである。

従来、研磨基材としては、一般的にウレタン樹脂の独立発泡体パッドに酸化セリウム研磨剤を配合した研磨パッド（特許文献１）や、不織布フェルトにポリウレタン溶液を含浸湿式凝固処理して得られる多孔質不織布シート（特許文献２）などが開示されている。

近年、映像分野で使用されるガラス材料のサイズの大型化、磁気記録媒体のひとつであるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）等の磁気記録媒体用基板の小型化、薄板化、および高密度記録化に伴い、アルミニウム基板に比べ基板表面の平坦性及び基板強度に優れたガラス基板に徐々に置き換わりつつある。そのため、より研磨力が均一で高精密な研磨が行える基材が求められている。
特開平０７−１１６９６４号公報特開平０２−２５０７７６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている研磨パッドでは、初期の研磨レートは非常に優れているが、独立発泡由来の性質上、目詰まりなどの問題が発生しやすく、研磨レートの安定性に欠け、その目詰まりからスクラッチが発生しやすい。また、特許文献２で開示されている多孔質不織布シートでは、良好な通気性から供給される研磨スラリーの保持性が良く、目詰まりしにくいという特徴があるが、パッド自体が無砥粒である為、供給されるスラリーによる仕上げ効果はあるものの、研磨レートが低い。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、高研磨レートを維持しながらスクラッチの発生が少ないガラス用研磨パッドを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、合成繊維からなる不織布に、熱硬化性合成樹脂系接着剤と、酸化セリウム研磨剤と、界面活性剤とを主とするスラリーを含浸した後、固着乾燥させたことを特徴とする、ガラス用研磨パッドである。

請求項２に記載の発明は、硬度が、ショアＡ硬度８０〜９０である、請求項１に記載のガラス用研磨パッドである。

請求項３に記載の発明は、ガラス用研磨パッドにおける、酸化セリウム研磨剤の配合量が、１０〜６０重量％である、請求項１または請求項２に記載のガラス用研磨パッドである。

本発明にかかるガラス用研磨パッドによれば、研磨時のスラリーや研磨カスによる目詰まりを抑制し、また、酸化セリウム研磨剤が不織布の繊維表面上に均一に固着されていることにより、高研磨レートでの研磨が長時間に亘り可能となり、且つ、スクラッチの発生を少なくさせることができる。

図１は、本発明にかかるガラス用研磨パッドの一実施形態の外観図である。
図２は、本発明にかかるガラス用研磨パッドの一実施形態の一部を拡大した拡大図解図である。

本発明にかかるガラス用研磨パッド１０の構造について説明する。ガラス用研磨パッド１０は、不織布１２、熱硬化性合成樹脂系接着剤１４、酸化セリウム研磨剤１６、界面活性剤１８から構成されている。熱硬化性合成樹脂系接着剤１４、酸化セリウム研磨剤１６は、界面活性剤１８と共に、不織布１２に含浸され、固着乾燥されている。

以下、ガラス用研磨パッド１０を構成する各要素について詳述し、併せて本発明が従来のガラス用研磨パッドに対して優れている点などについて説明を行う。

不織布１２は、合成繊維をカード機により開繊した繊維集合体（クロスウェブ）に、ニードルパンチを施して作製したものである。不織布１２はクロスウェブに代えて、パラレルウェブ（カード法）、ランダムウェブ（エアレイド法）、スパンボンド法、抄紙式を用いても構わないが、厚み、密度を制御出来る点で、クロスウェブ、スパンボンド法が望ましく、加えて、ニードルパンチ、ウォーターニードルを施してあることが好ましい。繊維集合体の構成繊維としては、特に限定されるものではないが、繊維径が５μｍ〜５０μｍの範囲のものを用い、この範囲内であれば、同一繊維径又は異なる繊維径のものを組み合わせて使用することができる。研磨パッドの均一性、通気性を付与するためには、繊維径が１０μｍ〜２０μｍの範囲のものが好ましい。構成繊維の種類としては、一定の強度を有するものであれば、特に限定はされないが、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維を単独又は組み合わせて選択することができ、耐水性、耐薬品性、剛性の観点からポリエステル繊維が好適である。また、繊維集合体を高密度にする方法として、潜在捲縮タイプを任意に配合し、熱ロールで捲縮を発現させ、高密度、高モジュラスにすることも出来る。

熱硬化性合成樹脂系接着剤１４は、酸化セリウム研磨剤１６を不織布１２に固着させるものである。熱硬化性合成樹脂系接着剤１４には、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が選択できるが、不織布１２と酸化セリウム研磨剤１６とを強力に接着でき、パッドに高弾性を付与できる点で、ウレタン樹脂が好ましい。

酸化セリウム研磨剤１６は、平均粒径が０．７〜２μｍの範囲のものが好ましい。平均粒径が２μｍ以上であるとガラスに深い傷を入れやすくなり、また０．７μｍ以下だと十分な研磨レートが得られないからである。酸化セリウム研磨剤１６の配合量は、ガラス用研磨パッド全体に対して１０〜６０重量％が好ましく、より好ましくは、３０〜５５重量％である。１０重量％以下だと固定された研磨剤が効果を十分に発揮せず、また、６０重量％以上だと接着剤の接着性を阻害し、耐久性を低下させる。

界面活性剤１８は、熱硬化性合成樹脂系接着剤１４を希釈する溶媒に可溶であり、酸化セリウム研磨剤１６を溶剤中に均一に分散させて不織布１２へ均一に付着させることが出来るものであれば特に制限されるものではない。

不織布１２には、熱硬化性合成樹脂系接着剤１４と、酸化セリウム研磨剤１６と、界面活性剤１８とが任意の割合で調合されたスラリーが含浸される。固着方法としては、浸漬法、スプレー法、コーティング法を単独又は組み合わせて用いてもよい。スラリーを固着させた不織布１２は、公知の乾燥方法を用いて乾燥させる。このとき不織布１２を変質させない温度で、且つ、熱硬化性合成樹脂系接着剤１４を十分硬化させることができる温度で乾燥させなければならない。乾燥させた不織布１２の構成繊維表面には、図２に示すように、熱硬化性合成樹脂系接着剤１４により酸化セリウム研磨剤１６が均一に固着されている。

ガラス用研磨パッド１０は、不織布１２に起因する凹凸を表面に有しているため、両面にサンディング研磨加工を施し、平坦度を向上させる。これにより、所定の厚みのあるパッドを製造することができる。また、研磨面にて研磨スラリーの供給と排出がスムーズに行われるよう、一方の表面にエンボス加工、あるいは溝加工を施すことができる。ガラス用研磨パッド１０の硬度は、ショアＡ硬度で８０〜９０の範囲が好ましい。ショアＡ硬度が８０以下だと、研磨面の一部だけに荷重がかかる為、均一に研磨することができず、９０以上だとパッドが固くなりすぎてスクラッチの原因となりうるからである。
なお、ガラス用研磨パッド１０は、研磨機定盤へ固定するために、片面に工業用両面粘着テープを使用することができる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。特許請求の範囲に記載した範囲内で適宜変更することにより、所望のガラス用研磨パッド１０が作製されればよい。

３．３ｄｔｅｘのポリエステル繊維を７０％、２．８ｄｔｅｘの潜在捲縮性ポリエステルを３０％で配合して、カード機により開繊した繊維集合体（クロスウェブ）に、ニードルパンチを施した後、熱ロールにて、潜在捲縮性を発現させ、目付量２６０ｇ／ｍ^２、厚み２．０ｍｍの不織布１２を作製した。そして、この不織布１２に、熱硬化性合成樹脂系接着剤１４である熱硬化性ウレタン樹脂と、平均粒径０．９５μｍの酸化セリウム研磨剤１６を界面活性剤１８（エステル型非イオン系）で分散させたスラリーを含浸させた。なお、熱硬化性ウレタン樹脂と酸化セリウム研磨剤１６と、界面活性剤１８の配合は、固形比で１００：２６５：１０とした。スラリーを不織布１２に含浸させる量は、乾燥固形分７４０ｇ／ｍ^２となるように含浸処理した。その後、この不織布１２を固着乾燥させ、両表面を０．２５ｍｍずつサンディング加工して、凹凸を除去し、円形状の実施例１のガラス用研磨パッド１０を得た。なお、実施例１の各諸元は、厚み１．５ｍｍ、密度０．５ｇ／ｃｍ^３、ショアＡ硬度８５、酸化セリウムの配合量５４重量％であった。

実施例１と略同様の工程で作製したが、ショアＡ硬度８７、酸化セリウムの配合量３３重量％となるように調整し、実施例２を作製した。
（比較例１）
実施例１と略同様の工程で作製したが、密度０．４ｇ／ｃｍ^３、ショアＡ硬度７８、酸化セリウムの配合量３３重量％となるように調整し、比較例１を作製した。
（比較例２）
実施例１と略同様の工程で作製したが、密度０．６ｇ／ｃｍ^３、ショアＡ硬度９２、酸化セリウムの配合量５５重量％となるように調整し、比較例２を作製した。
（比較例３）
ガラス研磨用途として一般的に使用されている、ウレタン発泡セリウムパッドを使用した。（従来品）
各実施例、比較例の諸元を表１に示す。

（研磨方法）
それぞれの研磨パッドの裏面に工業用両面テープを貼付し、ポリッシングマシン（光永産業社製精密研磨機ＭＦＬＮ４．３Ｂ（両面研磨））に装着して、被研磨物として２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍのソーダガラス（青板）をそれぞれの例について６枚ずつ研磨した。研磨液としては酸化セリウム研磨剤７％水分散液を使用し、加工荷重１．９ｋＰａ、定盤回転数７０ｒｐｍの条件下で実施した。
（研磨評価）
評価は、平均研磨レートと仕上げ精度を比較して行った。平均研磨レートは、３０分間×２回処理後（初期）と×１５〜１６回処理（中期）を実施した際の被研磨物厚さ平均摩耗量を求め、単位時間（分）当たりの厚み減少量（μｍ／分）で算出した。仕上がり精度は、Ｚｙｇｏ社製「ＮｅｗＶｉｅｗ２００」を用いて、３０分間×５回処理後（初期）と×１６回処理後の被研磨物仕上精度（端部表面状態及びスクラッチの有無及び表面粗さ）を測定し、評価結果を表２に示した。

○（良好、従来品と同等以上）、△ （一部劣る、一部悪い）、△×（不良に近い）、× （不良、劣る）の４段階で相対評価した。

表２から明らかなように、実施例１と実施例２は研磨レート、被研磨物の端部表面状態、スクラッチ、表面粗さにおいて、安定した研磨性能を持続させることが確認できた。比較例１では、密度、硬度が低いため、不織布ベース故の研磨レート減少率は良好なものの、研磨レート自体低く、被研磨物の角が丸くなり、端部表面状態が悪くなる結果となった。比較例２では、逆に密度、硬度が高いため、端部表面状態は良好なものの、中期研磨では、スクラッチが発生した。

本発明にかかるガラス用研磨パッドの一実施形態の外観図である。本発明にかかるガラス用研磨パッドの一実施形態の一部を拡大した拡大図解図である。

符号の説明

１０ガラス用研磨パッド
１２不織布
１４熱硬化性合成樹脂系接着剤
１６酸化セリウム研磨剤
１８界面活性剤

Claims

合成繊維からなる不織布に、
熱硬化性合成樹脂系接着剤と、酸化セリウム研磨剤と、界面活性剤とを主とするスラリーを含浸した後、固着乾燥させたことを特徴とする、ガラス用研磨パッド。
硬度が、ショアＡ硬度８０〜９０である、請求項１に記載のガラス用研磨パッド。
ガラス用研磨パッドにおける、酸化セリウム研磨剤の配合量が、１０〜６０重量％である、請求項１または請求項２に記載のガラス用研磨パッド。