研磨用構造体及びその製造方法
【課題】研磨用構造体には、被研磨物に対する良好な研磨性能を得るため、被研磨物に対する良好な密着性が要求されており、被研磨物に対する良好な密着性を発現し得る研磨用構造体を提供する。
【解決手段】伸張性基材１１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素１２と、前記伸張性基材１１及び前記立体要素１２を接合する樹脂層１３と、を備える、研磨用構造体。
【解決手段】伸張性基材１１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素１２と、前記伸張性基材１１及び前記立体要素１２を接合する樹脂層１３と、を備える、研磨用構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研磨用構造体として、特許文献１には型押研磨物品が、特許文献２及び３には可とう性研磨材物品が、それぞれ開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００３／０５７４１０号
【特許文献２】国際公開第２００２／０７６６７８号
【特許文献３】米国特許出願第２００７／００６６１８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
研磨用構造体には、被研磨物に対する良好な研磨性能を得るため、被研磨物に対する良好な密着性が要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面は、伸張性基材と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素と、上記伸張性基材及び前記立体要素を接合する樹脂層と、を備える、研磨用構造体に関するものである。
【０００６】
一実施形態において、上記樹脂層は、芯材なしでも連続層を形成できる樹脂からなる層であり得る。この形態においては、樹脂層が芯材に制限されることなく、伸張性基材に追従して屈曲、伸張し得る。そのため、この形態によれば、凹凸や曲面等を有する被研磨物に対して優れた密着性を有する、研磨用構造体が得られる。
【０００７】
一実施形態において、上記樹脂層は、２５℃における弾性率が１．０×１０６〜１．０×１０８Ｐａの樹脂からなる層であり得る。この形態において、上記樹脂は、単独で伸張性基材と立体要素とを接合し得る樹脂であって、該樹脂からなる層は、伸張性基材に追従して十分に屈曲、伸張し得る。そのため、この形態によれば、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して優れた密着性を有する、研磨用構造体が得られる。
【０００８】
一実施形態において、上記樹脂層は、２５℃においてタックを有する。
【０００９】
一実施形態において、上記樹脂層は、フィルム形状を成して上記伸張性基材及び上記立体要素と接合されていてもよい。この形態においては、樹脂層が伸張性基材の表面形状に沿って一定の厚さで形成され得るため、その樹脂層上に形成される立体要素は、伸張性基材の表面形状に沿って配置され得る。そのため、この形態によれば、伸張性基材の表面形状に適合する被研磨物に対して優れた密着性を有する、研磨用構造体が得られる。
【００１０】
また、本発明の一側面は、上記研磨用構造体を製造する方法に関するものである。この製造方法は、複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する充填工程と、上記鋳型に充填された上記研磨材組成物を、上記樹脂層に接着させる接着工程と、上記研磨材組成物を硬化して、上記樹脂層上に上記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、を備える。
【００１１】
また、他の実施形態において、上記伸張性基材は、上記樹脂層側の面に空隙部を有していてもよく、上記空隙部は、上記樹脂層を構成する樹脂で充填されていてもよい。この実施形態においては、樹脂層と伸張性基材とが強く接合しているため、研磨過程における樹脂層と伸張性基材との剥離が生じ難い。そのため、この形態に係る研磨用構造体は、被研磨物に対してより強く押し当てて密着させ、使用し得る。
【００１２】
本発明の一側面は、上記研磨用構造体を製造する方法に関する。この製造方法は、上記伸張性基材の一面上に、上記空隙部を充填するように、硬化性の樹脂組成物を塗布する塗布工程と、上記塗布工程で塗布された上記樹脂組成物を硬化して、該樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する充填工程と、上記鋳型に充填された上記研磨材組成物を、上記樹脂層に接着させる接着工程と、上記研磨材組成物を硬化して、上記樹脂層上に上記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、を備える。
【００１３】
本発明の一側面は、上記研磨用構造体を製造する他の方法に関する。この製造方法は、複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する第一充填工程と、上記研磨材組成物が充填された上記鋳型に、硬化性の樹脂組成物をさらに充填する第二充填工程と、上記鋳型に充填された樹脂組成物を、上記伸張性基材の一面上に接着させるとともに、上記伸張性基材の上記空隙部に上記樹脂組成物を充填する接着工程と、上記樹脂組成物及び上記研磨材組成物を硬化して、上記伸張性基材の一面上に、上記樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層及び上記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被研磨物に対する良好な密着性を発現し得る研磨用構造体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図３】本発明の研磨用構造体の製造方法の一実施形態を示す図である。
【図４】本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図５】本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図６】本発明の研磨用構造体の製造方法の一実施形態を示す図である。
【図７】本発明の研磨用構造体の製造方法の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。研磨用構造体１００は、伸張性基材１１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素１２と、伸張性基材１１及び立体要素１２を接合する樹脂層１３と、を備える。
【００１８】
研磨用構造体１００は、立体要素１２が形成された研磨面で被研磨物を研磨するために用いられる。
【００１９】
伸張性基材１１は、伸張性を有する基材であって、被研磨物の形状に応じて変形し得る基材である。伸張性を有するとは、ＪＩＳ Ｋ ６２７５における伸び１０％〜３５０％を有することをいう。伸張性基材１１としては、ゴム基材、スポンジ基材、紙、布等を用いることができる。望ましい伸びは１００％〜２００％であり、ゴム基材としては、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロスルフォン化ゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等のゴム成分からなる基材が挙げられる。
【００２０】
また、ゴム基材としては、発泡ゴムからなる基材を用いることもできる。発泡ゴムとしては、連続気泡構造の発泡ゴム、独立気泡構造の発泡ゴム等が挙げられる。
【００２１】
スポンジ基材としては、例えば、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、メラミンフォーム等からなる基材が挙げられる。
【００２２】
研磨用構造体１００において、樹脂層１３は芯材を有していも有していなくても良く、好ましくは芯材なしでも連続層を形成できる樹脂からなる層である。
【００２３】
樹脂層１３が芯材を有しない場合、樹脂層１３は芯材に制限されることなく、伸張性基材１１に追従して十分に屈曲、伸張し得る。そのため、樹脂層１３を備える研磨用構造体１００は、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して一層優れた密着性を有する。
【００２４】
また、樹脂層が芯材を含むと、繰り返しの屈曲や伸張によって、芯材によれや破断が生じて研磨面の均一性が損なわれるおそれがあるが、樹脂層１３が芯材を含まずに形成されていると、繰り返しの屈曲や伸張によっても安定して研磨性能を維持することができる。
【００２５】
また、研磨用構造体１００において、樹脂層１３は、２５℃における弾性率が１．０×１０６〜１．０×１０８Ｐａである樹脂からなる層である。このような樹脂は、単独で伸張性基材１１と立体要素１２とを接合し得る樹脂であって、該樹脂からなる樹脂層１３は、伸張性基材１１に追従して十分に屈曲、伸張し得る。そのため、このような樹脂層１３を備える研磨用構造体１００は、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して優れた密着性を有する。
【００２６】
また、研磨用構造体１００において、樹脂層１３は、フィルム形状を成して伸張性基材１１及び立体要素１２と接合されている。このような樹脂層１３は、伸張性基材１１の表面形状に沿って一定の厚さで形成されるため、その樹脂層１３上に形成される立体要素１２が、伸張性基材１１の表面形状に沿って配置されることとなる。そのため、このような樹脂層１３を備える研磨用構造体１００は、伸張性基材１１の表面形状に適合する被研磨物に対して優れた密着性を有する。
【００２７】
樹脂層１３は、２５℃においてタックを有することが好ましい。樹脂層１３のタックは、ボールタック測定においてＮｏ．５以上（ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠）であることが好ましい。
【００２８】
樹脂層１３を構成する樹脂としては、アクリル系粘着剤、ゴム系、シリコン系、ウレタン系、ポリエステル系等が挙げられ、これらのうちアクリル系粘着剤が好ましい。
【００２９】
樹脂層１３は、例えば、支持体と該支持体上に設けられたアクリル系粘着剤からなる粘着剤層とを備える転写テープを、伸張性基材１１上に貼付し、支持体を剥離して粘着剤層を伸張性基材１１上に転写することで、形成されたものであってよい。
【００３０】
研磨用構造体１００において、立体要素１２は、被研磨物を研磨するための砥粒と、該砥粒を結着する結合剤と、を含む。
【００３１】
砥粒の例としては、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン、酸化セリウム、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、ゾルゲル法に由来した酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、酸化クロム、シリカ、ジルコニア、アルミナジルコニア、酸化鉄、ガーネット等が挙げられ、これらの混合物であってもよい。
【００３２】
砥粒の寸法は、砥粒の種類や研磨用途に依存して変化する。例えば、その寸法は、最終仕上げ研磨では、好ましくは０．０１〜２μｍ、より好ましくは０．０１〜０．５μｍ、さらに好ましくは０．０１〜０．１μｍであり、粗研磨では、好ましくは０．５〜１００μｍ、より好ましくは０．５〜５０μｍである。
【００３３】
結合剤は、砥粒を分散させるマトリックスであり、例えば、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂、これらの混合物等を含有する。
【００３４】
図１において、立体要素１２は、断面において三角形をなす形状として記載したが、立体要素１２の形状は必ずしもそれに限定されるものではない。立体要素１２の形状は、被研磨物の種類や研磨用途に応じて、公知の形状から適宜選択することができる。
【００３５】
また、立体要素１２は多層構造を有していてもよい。具体的には、例えば、後述する図４に示す研磨用構造体１２０における立体要素４２と同様に、砥粒及びその結合剤からなる研磨材層と該研磨材層を支持する支持層とを有していてもよい。
【００３６】
研磨用構造体１００は、立体要素１２を複数有している。複数存在する立体要素１２の形状は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
【００３７】
研磨用構造体１００において、複数の立体要素１２は各々独立して樹脂層１３と接合されていることが好ましい。このような研磨用構造体１００は、複数の立体要素１２が一体となって形成されている場合と比較して、屈曲及び伸張させやすく、屈曲及び伸張による立体要素１２の破損も生じ難くなる。
【００３８】
次いで、図２に示す研磨用構造体１１０について説明する。図２は、本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。研磨用構造体１１０は、伸張性基材２１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素２２と、伸張性基材２１及び立体要素２２を接合する樹脂層３３と、を備える。なお、以下の説明では、研磨用構造体１００の伸張性基材１１、立体要素１２及び樹脂層１３と重複する部分の説明については省略する。
【００３９】
研磨用構造体１１０において、伸張性基材２１は、波状の表面を有しており、この波状の表面に沿って樹脂層２３が形成されている。
【００４０】
伸張性基材２１の表面形状は、被研磨物の形状や研磨用途に応じて、適宜選択することができる。例えば、被研磨物が曲面を有する場合に、伸張性基材２１の当該曲面と適合する波状の表面を有するものとすることができる。これにより、研磨用構造体１１０は、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して一層優れた密着性を有するものとすることができる。
【００４１】
図３は、本発明の研磨用構造体の製造方法の一実施形態を示す図である。
【００４２】
本実施形態に係る製造方法は、複数配置された凹部を有する鋳型３５に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物３７を充填する充填工程と、鋳型３５に充填された研磨材組成物３７を樹脂層３３に接着させる接着工程と、研磨材組成物３７を硬化して樹脂層３３上に砥粒を含む立体要素３２を形成する硬化工程と、を備える。
【００４３】
充填工程では、図３（ｂ）に示すように、鋳型３５に研磨材組成物３７を充填する。鋳型３５としては、所望の立体要素３２の形状に応じた凹部を有するものが選択される。鋳型３５の材質等は特に制限されず、例えば、ポリプロピレン製のフィルム状の鋳型等を用いることができる。
【００４４】
研磨材組成物３７は、硬化工程で硬化されて立体要素３２を形成する組成物であり、砥粒及び硬化性樹脂を含有する。ここで硬化性樹脂は、硬化工程により上述の結合剤を形成し得る成分である。
【００４５】
充填工程は、例えば、図（ａ）に示すように、砥粒、硬化性樹脂及び溶剤を含む研磨材塗布液３６を鋳型３５に充填する工程と、鋳型３５に充填された研磨材塗布液３６から、溶剤の少なくとも一部を除去する工程と、を経て研磨材組成物３７を鋳型３５に充填する工程であってもよい。このような充填工程によれば、鋳型３５の凹部に均一に研磨材組成物３７を充填することができる。
【００４６】
溶剤としては、イソプロパノールのようなアルコール系、メチルエチルケトンのようなケトン系、トルエンのような芳香族系、プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなエーテル系、酢酸エチルのようなエステル系等が挙げられる。溶剤の除去は、例えば加熱によって溶媒を揮発させて行うことができる。
【００４７】
接着工程では、充填工程で鋳型３５に充填された研磨材組成物３７を樹脂層３３に接着させる。なお、図３に示す製造方法において、樹脂層３３の一方面上には伸張性基材３１が貼付されている。すなわち、接着工程は、一方面上に伸張性基材３１が貼付された樹脂層３３の他方面側に、研磨材組成物３７を接着する接着工程、ということもできる。
【００４８】
ここで伸張性基材３１は、波状の表面を有するものとして記載したが、本実施形態に係る製造方法は、伸張性基材３１の表面形状により限定されるものではない。
【００４９】
樹脂層３３は伸張性基材３１の表面形状に沿って形成されている。そのため、接着工程では、樹脂層３３と鋳型３５と密着させるため、図３（ｃ）に示すように、伸張性基材３１及び樹脂層３３を鋳型３５に押圧することが好ましい。押圧は、例えばオートクレーブを用いて行うことができる。この場合、研磨材組成物３７はすでに硬化したものであってもよい。
【００５０】
硬化工程では、伸張性基材３１及び樹脂層３３を鋳型３５に押圧した状態で研磨材組成物３７を硬化して、樹脂層３３上に立体要素３２を形成する。
【００５１】
研磨材組成物３７の硬化方法は、研磨材組成物３７が含有する硬化性樹脂の種類等に応じて適宜選択でき、例えば、加熱により硬化する方法、光照射により硬化する方法、加熱及び光照射を併用した硬化方法等が挙げられる。
【００５２】
硬化工程の後、鋳型３５を取外すことで、図３（ｄ）に示す伸張性基材３１、樹脂層３３及び立体要素３２を備える研磨用構造体が得られる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、接着工程を一方面上に伸張性基材３１が貼付された樹脂層３３の他方面側に、研磨材組成物３７を接着する工程としたが、接着工程は、伸張性基材３１が貼付されていない樹脂層３３に、研磨材組成物３７を接着させる工程であってもよい。この場合、硬化工程の後に、一方面上に立体要素３２が形成された樹脂層３３の他方面側に、伸張性基材３１を貼付する貼付工程をさらに備えることができる。
【００５４】
次いで、図４に示す研磨用構造体１２０について説明する。図４は、本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【００５５】
研磨用構造体１２０は、伸張性基材４１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素４２と、伸張性基材４１及び立体要素４２とを接合する樹脂層４３とを有する。
【００５６】
研磨用構造体１２０において、伸張性基材４１は、樹脂層４３側の面に空隙部４４を有しており、空隙部４４の少なくとも一部は樹脂層４３を構成する樹脂で充填されている。このような研磨用構造体１２０は、樹脂層４３と伸張性基材４１とが強く接合しているため、研磨工程における樹脂層４３と伸張性基材４１との剥離が生じ難い。そのため研磨用構造体１２０は、被研磨物に対してより強く押し当てて密着させ、使用し得る。
【００５７】
伸張性基材４１は、伸張性を有する基材であって被研磨物の形状に応じて変形し得る基材であり、すくなくとも樹脂層４３側の面において空隙部４４を有する。このような伸張性基材４１としては、発泡ゴム基材、スポンジ基材等を用いることが好ましい。
【００５８】
樹脂層４３を構成する樹脂としては、伸張性基材４１を構成する材料との親和性に優れる樹脂を選択することが好ましい。すなわち、例えば伸張性基材４１がポリウレタンフォームである場合、樹脂層４３は、ウレタン結合を有する樹脂を含有することが好ましい。これにより、樹脂層４３と伸張性基材４１との接合が一層強くなる。
【００５９】
研磨用構造体１２０において、樹脂層４３の立体要素４２が形成される側の面は、伸張性基材４１の表面形状に関わらず、平滑な面となっている。そのため、研磨用構造体１２０は、樹脂層４３上に形成される立体要素４２によって均一な研磨面が形成されており、平面形状を有する被研磨物に対して良好な密着性を有する。
【００６０】
樹脂層４３はポリウレタンフィルムのような芯材を含まないことが好ましい。樹脂層が芯材を含むと、研磨過程において樹脂層の一部に欠損等が生じた際に、欠損部分の芯材が欠損部分以外の樹脂層ごと剥離して、継続した使用が困難となるおそれがある。これに対して、樹脂層４３が芯材を含まない場合、樹脂層４３の一部に欠損が生じても欠損部分のみが剥離するにとどまり、欠損部分以外で研磨を継続することができる。
【００６１】
立体要素４２は、砥粒及びその結合剤を含む。砥及び結合剤としては、立体要素１２における砥粒及び結合剤と同じものが例示できる。
【００６２】
図４において複数の立体要素４２は各々独立して樹脂層４３上に形成されているように記載されているが、研磨用構造体１２０において、立体要素４２は一体となって形成されていてもよい。
【００６３】
研磨用構造体１２０において、立体要素４２は、砥粒及びその結合剤からなる研磨材層４２ａと、樹脂層４３と接合して研磨材層４２ａを支持する支持層４２ｂとを有し、支持層４２ｂは、例えば、アクリル系接着剤の硬化物からなる層とすることができる。
【００６４】
支持層４２ｂがアクリル系接着剤の硬化物からなる層であるとき、樹脂層４３はアクリル樹脂を含有することが好ましい。これにより支持層４２ｂと樹脂層４３との接合が一層強固なものとなる。
【００６５】
すなわち、研磨用構造体１２０の好適な組成例において、伸張性基材４１はポリウレタンフォームであり、樹脂層４３はウレタン結合を有するアクリル樹脂を含有し、立体要素４２の支持層４２ｂはアクリル系接着剤の硬化物からなる層である。
【００６６】
なお、研磨用構造体１２０において、立体要素４２は、上述の立体要素１２等と同様に砥粒及びその結合剤を含む単層構造であってもよい。
【００６７】
図６は、研磨用構造体１２０の製造方法の一形態を示す図である。本形態に係る製造方法は、伸張性基材６１の一面上に、空隙部６４を充填するように硬化性の樹脂組成物６６を塗布する塗布工程と、塗布工程で塗布された樹脂組成物６６を硬化して、該樹脂組成物６６の硬化物からなる樹脂層６３を形成する樹脂層形成工程と、複数配置された凹部を有する鋳型６５に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物６７を充填する充填工程と、鋳型６５に充填された研磨材組成物６７を、樹脂層６３に接着させる接着工程と、研磨材組成物６７を硬化して、樹脂層６３上に砥粒を含む立体要素６２を形成する硬化工程と、を備える。
【００６８】
塗布工程では、例えば図６（ａ）に示すように、ポリエステルフィルム等の支持フィルム６８上に塗布された硬化性の樹脂組成物６６に伸張性基材６１をラミネートして行うことができる。このときラミネートの圧力を適宜調整することで、伸張性基材６１の空隙部６４に樹脂組成物６６が充填される。
【００６９】
支持フィルム６８は、樹脂層形成工程の後に剥離しやすいように、剥離処理が施されたフィルムであることが好ましい。また、支持フィルム６８は、樹脂層形成工程で光照射による硬化が可能となるように、光透過性を有していることが好ましい。
【００７０】
樹脂層形成工程において、樹脂層６３の伸張性基材６１と反対側の面（立体要素６２が形成される側の面）の形状は、支持フィルム６８の表面形状を反映する。そのため、支持フィルム６８としては、平滑な表面を有する支持フィルムが好ましい。
【００７１】
樹脂組成物６６は、硬化により樹脂層６３を形成する組成物である。樹脂組成物６６は、例えば、ヒドロキシル基を有するアクリルモノマーと、ウレタンプレポリマーと、重合開始剤と、を含有することができる。このような樹脂組成物６６によれば、ウレタン結合を有するアクリル樹脂を含有する樹脂層６３が形成される。
【００７２】
ヒドロキシル基を有するアクリルモノマーとしては、エポキシ（メタ）アクリレート、カプロラクトン（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７３】
ウレタンプレポリマーは、２つ以上のイソシアネート基を有する化合物である。ウレタンプレポリマーとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の多官能イソシアネート及びこれらと（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、（ポリ）テトラメチレングリコール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオール、ポリエステルポリオール、トリメチロールプロパン等のポリオールとの反応生成物であって末端にイソシアネート基を有するウレタンオリゴマーが挙げられる。
【００７４】
重合開始剤としては、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２−（ジメチルアミノ）−２−［（４−メチルフェニル）メチル］−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２−イソプロピルチオキサントン、ベンゾフェノン等を用いることができる。
【００７５】
樹脂層形成工程では、樹脂組成物６６を硬化して、樹脂組成物６６の硬化物からなる樹脂層６３を形成する。樹脂組成物６６の硬化方法は特に制限されず、例えば、支持フィルム６８側からの光照射により硬化することができる。
【００７６】
充填工程では、図６（ｃ）に示すように、鋳型６５の凹部に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物６７を充填する。本形態に係る製造方法では、研磨材組成物６７は、砥粒を含む第一の層６７ａと、第一の層６７ｂ上に設けられた第二の層６７ｂと、を形成するように鋳型６５の凹部に充填される。
【００７７】
第一の層６７ａは、砥粒を含む研磨材層６２ａを形成する層であり、第二の層６７ｂは、樹脂層６３と接合して研磨材層６２ａを支持する支持層６２ｂを形成する層である。
【００７８】
第一の層６７ａは、硬化工程において、硬化により研磨材層６２ａにおける結合剤を形成し得る、第一の硬化性樹脂を含んでいてもよい。また、第一の層６７ａは、硬化工程の前に、既に第一の硬化性樹脂が硬化されていてもよい。
【００７９】
第二の層６７ｂは、硬化工程において硬化する、第二の硬化性樹脂を含む。第二の硬化性樹脂は、硬化工程により上述の支持層を形成する成分であり、好ましくはアクリル系接着剤である。
【００８０】
ここで、第一の層６７ａ及び第二の層６７ｂを形成する方法としては、砥粒、第一の硬化性樹脂及び溶剤を含む研磨材層用塗液を鋳型６５に充填する第一の塗液充填工程と、鋳型６５に充填された研磨材用塗液から溶剤の少なくとも一部を除去する溶剤除去工程と、溶剤除去工程を経た鋳型６５に、第二の硬化性樹脂を含む支持層用塗液をさらに充填する第二の塗液充填工程と、を含む方法が挙げられる。また、溶剤除去工程と第二の塗液充填工程の間に、第一の硬化性樹脂を硬化させる一次硬化工程が存在していてもよい。
【００８１】
接着工程では、図６（ｃ）に示すように、鋳型６５に充填された研磨材組成物６７を、樹脂層６３に接着させる。そして、硬化工程では、研磨材組成物６７を硬化して、樹脂層６３上に砥粒を含む立体要素６２を形成する。
【００８２】
研磨材組成物６７の硬化方法は、研磨材組成物６７が含有する硬化性樹脂（第一の硬化性樹脂及び／又は第二の硬化性樹脂）の種類等に応じて適宜選択でき、例えば、加熱により硬化する方法、光照射により硬化する方法、加熱及び光照射を併用した硬化方法等が挙げられる。
【００８３】
上述のとおり、本形態に係る製造方法では、樹脂層形成工程において、樹脂層６３の伸張性基材６１と反対側の面（立体要素６２が形成される側の面）の形状は、支持フィルム６８の表面形状を反映する。すなわち本形態に係る製造方法では、伸張性基材６１の表面形状によらず、平滑な面を有する樹脂層６３が形成される。そのため、本形態に係る製造方法により製造される研磨用構造体は、樹脂層６３の平滑な面上に形成される立体要素６２によって、均一な研磨面が形成されており、平坦面を有する被研磨物に対して良好な密着性を有するものとなる。
【００８４】
次いで、図５に示す研磨用構造体１３０について説明する。図５は、本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【００８５】
研磨用構造体１３０は、伸張性基材５１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素５２と、伸張性基材５１及び立体要素５２とを接合する樹脂層５３と、を有する。伸張性基材５１は、樹脂層５３側の面に空隙部５４を有しており、当該空隙部５４の少なくとも一部は樹脂層５３を構成する樹脂で充填されている。なお、以下の説明では、研磨用構造体１２０の伸張性基材４１、立体要素４２及び樹脂層４３と重複する部分についての説明は省略する。
【００８６】
研磨用構造体１３０において、樹脂層５３は一方面側で伸張性基材５１と接合しており、他方面側で立体要素５２と一体となって立体形状をなしている。
【００８７】
研磨用構造体１３０における樹脂層５３は、接着剤の硬化物からなる層であることが好ましく、アクリル系接着剤の硬化物からなる層であることがより好ましい。
【００８８】
また、樹脂層５３を構成する樹脂としては、伸張性基材５１を構成する材料との親和性に優れる樹脂が好ましい。すなわち、例えば伸張性基材５１がポリウレタンフォームである場合、樹脂層５３は、ウレタン結合を有する樹脂を含有することが好ましい。これにより、樹脂層５３と伸張性基材５１との接合が一層強固なものとなる。
【００８９】
樹脂層５３としては、ヒドロキシル基を有するアクリルモノマーと、ウレタンプレポリマーと、重合開始剤と、を含有するアクリル系接着剤の硬化物からなる層が好ましい。このようなアクリル系接着剤の硬化物は、ウレタン結合を有し、ポリウレタンフォームとの親和性に優れる。
【００９０】
ヒドロキシル基を有するアクリルモノマーとしては、エポキシ（メタ）アクリレート、カプロラクトン（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００９１】
また、ウレタンプレポリマーとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の多官能イソシアネート及びこれらと（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、（ポリ）テトラメチレングリコール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオール、ポリエステルポリオール、トリメチロールプロパン等のポリオールとの反応生成物であって末端にイソシアネート基を有するウレタンオリゴマーが挙げられる。
【００９２】
また、重合開始剤としては、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２−（ジメチルアミノ）−２−［（４−メチルフェニル）メチル］−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２−イソプロピルチオキサントン、ベンゾフェノン等を用いることができる。
【００９３】
図７は、研磨用構造体１３０の製造方法の一形態を示す図である。本形態に係る製造方法は、複数配置された凹部を有する鋳型７５に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物７７を充填する第一充填工程と、研磨材組成物７７が充填された鋳型７５に、硬化性の樹脂組成物７８をさらに充填する第二充填工程と、鋳型７５に充填された樹脂組成物７８を、伸張性基材７１の一面上に接着させるとともに、伸張性基材７１の空隙部７４に樹脂組成物７８を充填する接着工程と、樹脂組成物７８及び研磨材組成物７７を硬化して、伸張性基材７１の一面上に、樹脂組成物７８の硬化物からなる樹脂層７３及び砥粒を含む立体要素７２を形成する硬化工程と、を備える。
【００９４】
第一充填工程では、図７（ｂ）に示すように、研磨材組成物７７が鋳型７５に充填される。図７に示す製造方法では、砥粒、硬化性樹脂及び溶剤を含む研磨材塗布液７６を鋳型７５に充填する塗布液充填工程と、鋳型７５に充填された研磨材塗布液７６から溶剤の少なくとも一部を除去する溶剤除去工程と、を含む方法により、研磨材組成物７７が鋳型７５に充填される。第一充填工程では、溶媒除去工程の後に、研磨材組成物７７を仮硬化する仮硬化工程がさらに実施されてもよい。
【００９５】
第二充填工程では、図７（ｃ）に示すように、研磨材組成物７７が充填された鋳型７５に、硬化性の樹脂組成物７８がさらに充填される。
【００９６】
樹脂組成物７８は、硬化して樹脂層７３を構成する成分であり、好適にはアクリル系接着剤であり、より好適にはヒドロキシル基を有するアクリルモノマーとウレタンプレポリマーと重合開始剤とを含有するアクリル系接着剤である。接着工程において空隙部７４に容易に樹脂組成物７８を充填できることから、樹脂組成物７８は液状であることが好ましい。
【００９７】
接着工程では、図７（ｄ）に示すように、鋳型７５に充填された樹脂組成物７８と伸張性基材７１とが接着される。このとき、接着圧力を適宜調整することで、伸張性基材７１の空隙部７４に樹脂組成物７８が十分に充填される。
【００９８】
硬化工程は、樹脂組成物７８及び研磨材組成物７７を硬化して、図７（ｅ）に示すように、伸張性基材７１の一面上に樹脂層７３及び立体要素７２を形成する工程である。
【００９９】
樹脂組成物７８及び研磨材組成物７７の硬化方法は、樹脂組成物７８及び研磨材組成物７７の種類等に応じて適宜選択でき、例えば、加熱により硬化する方法、光照射により硬化する方法、加熱及び光照射を併用した硬化方法等が挙げられる。
【０１００】
本形態に係る製造方法では、樹脂層７３の伸張性基材７１と反対側の面（立体要素７２が形成される側の面）の形状は、鋳型７５の形状を反映した形状となる。そのため、本形態に係る製造方法によれば、伸張性基材６１の表面形状によらず、均一な研磨面を有する研磨用構造体が形成される。このような研磨用構造体は、平坦面を有する被研磨物に対して良好な密着性を有する。
【０１０１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【０１０２】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【０１０３】
（実施例１：研磨用構造体１００の一態様の製造）
【０１０４】
伸張性基材として、スポンジ基材（イノアック社製、ポロン Ｈ−３２、ＪＩＳ Ｋ ６２５１による伸び １５５％）を選択し、転写テープとしてアクリル系粘着剤からなる層を備える転写テープ（３Ｍ社製、４６８ＭＰ）を選択した。この転写テープはライナー層と樹脂層（アクリル系粘着剤からなる層）からなる転写テープである。スポンジ基材にこの転写テープをラミネートした後、ライナー層を剥離し、スポンジ基材に樹脂層を転写した。
【０１０５】
硬化性樹脂としてのフェノール樹脂２５．９質量部、砥粒としてのダイアモンド粉４４．５質量部、及び溶剤としてのイソプロパノール２９．６質量部を混合し、研磨材塗布液を調製した。調製した研磨材塗布液を、コンマコーターを用いて、ポリプロピレン製の鋳型フィルム（ツーリングフィルム又は賦形フィルムともいう。）上に塗布した。次いで、１００℃のオーブンでイソプロパノールを揮発させることにより、研磨材塗布液を乾燥させて、鋳型フィルムに研磨材組成物を充填した。
【０１０６】
研磨材組成物が充填された鋳型フィルムに、樹脂層が転写されたスポンジ基材をラミネートした。ラミネート後、９０℃のオーブンで２４時間加熱を行い、研磨材組成物を硬化させて、接着層と研磨材組成物とを接合させた。
【０１０７】
鋳型フィルムを剥離し、１１０℃のオーブンでさらに２４時間加熱を行い、研磨材組成物をさらに硬化させた。これにより、スポンジ基材、研磨材組成物の硬化物からなる立体要素、及びこれらを接合する樹脂層そ備える研磨用構造体を得た。
【０１０８】
得られた研磨用構造体は、容易に屈曲や伸張させることができ、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して優れた密着性を示した。また、屈曲や伸張させても研磨面のよれや破断が生じ難く、容易にもとの形状に回復するため、多様な被研磨物に対して繰り返し使用することができた。
【０１０９】
（実施例２：研磨用構造体１１０の一態様の製造）
伸張性基材として、波状の表面を有するスポンジ基材（３Ｍ社製）を選択し、転写テープとしてアクリル系延着剤からなる層を備える転写テープ（３Ｍ社製、４６８ＭＰ）を選択し、スポンジ基材に転写テープをラミネートして、スポンジ基材に樹脂層（アクリル系粘着剤からなる層）を転写した。
【０１１０】
トリメチロールプロパントリアクリレート（サートマー社製 ＳＲ３５１Ｓ）７０質量部、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート（東亜合成社製 アロニックスＭ−３１５）３０質量部、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製、ＫＢＭ−５０３）３．６質量部、光硬化剤（チバ・ジャパン社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９）１．８質量部、砥粒としての酸化アルミニウム（南興セラミックス社製 Ａ♯８００）３４７．０質量部、及び溶剤としてのポリプロピレングリコールモノメチルエーテル１９３．９質量部を混合し、研磨材塗布液を調製した。調製した研磨材塗布液を、コンマコーターを用いて、ポリプロピレン製の鋳型フィルム上に塗布した。次いで、７０℃のオーブンでポリプロピレングリコールモノメチルエーテルを揮発させることにより、研磨材塗布液を乾燥させて、鋳型フィルムに研磨材組成物を充填し、ＵＶ照射によって研磨材組成物を硬化させた。
【０１１１】
樹脂層が転写されたスポンジ基材を、研磨材組成物が充填された鋳型フィルムの上に置き、この一体を金属板で挟み、万力で押圧した。この状態で、オートクレーブにて５０℃で３０分加熱加圧した。その後、万力、金属板及び鋳型フィルムをはずして、スポンジ基材、研磨材組成物の硬化物からなる立体要素、及びこれらを接合する樹脂層を備える研磨用構造体を得た。
【０１１２】
得られた研磨用構造体において、樹脂層及び立体要素はスポンジ基材の波状の表面に追従して形成されており、スポンジ基材の表面形状に沿った研磨面が得られた。この研磨用構造体は、スポンジ基材の表面形状に適合する被研磨物に対して優れた密着性を示した。また、屈曲や伸張させても研磨面によれや破断が生じ難く、容易にもとの形状に回復するため、多様な被研磨物に対して繰り返し使用することができた。
【０１１３】
（実施例３：研磨用構造体１２０の一態様の製造）
離型処理を施したポリエステルフィルム（ピューレックスフィルム Ａ５４−５０μｍ、帝人デュポンフィルム社製）の上に、ナイフコーターを使用して表１に記載の組成の硬化性樹脂組成物を塗布して、塗布層を形成した。塗布量は、１７３ｇ／ｍ２とした。この塗布層に、スポンジ基材としてのウレタンフォームシート（厚さ６ｍｍ、アキレス社製、質量３２０ｇ／ｍ２）をラミネートして、ポリエステルフィルム側から紫外線照射を行った。これにより、ウレタンフォームシートと硬化性樹脂組成物の硬化物とが結合し、一体として扱えるようになった。次いで、７０℃で３６時間加熱して、硬化性樹脂組成物をさらに硬化させ、樹脂層を形成した。
【０１１４】
次いで、表２に記載の組成の研磨材層用塗液を調製し、ナイフコーターによりポリプロピレン製の鋳型フィルム上に塗布し、溶剤を乾燥除去し、紫外線照射を行って、鋳型フィルムの凹部中に研磨材層を形成した。表３に記載の組成の支持層用塗液を調製し、鋳型フィルムの凹部中の研磨材層の上に塗布した。
【０１１５】
次いで、樹脂層が形成されたスポンジ基材を鋳型フィルムにラミネートして、７０℃のオーブンで３６時間加熱して、支持層用塗液を硬化させた。次いで、鋳型フィルムをはずして、スポンジ基材、硬化性樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層、並びに研磨材層及び支持層からなる立体要素を備える、研磨用構造体を得た。
【０１１６】
得られた研磨用構造体において、樹脂層の立体要素が形成された側の面にはポリエステルフィルムの平滑な面形状が転写されており、樹脂層の平滑な面上に立体要素が精密に形成されていた。そのため、この研磨用構造体は、平坦面を有する被研磨物に対して良好な密着性を示した。
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
【表３】
【０１２０】
（実施例４：研磨用構造体１３０の一態様の製造）
表４に記載の組成の研磨材塗布液を調製し、ナイフコーターによりポリプロピレン製の鋳型フィルム上に塗布し、溶剤を乾燥除去した、紫外線硬化を行って、鋳型フィルムの凹部に研磨材組成物を充填した。次いで、表５に記載の組成の硬化性樹脂組成物を調製し、研磨材組成物が充填された鋳型フィルム上に塗布して、塗布層を形成した。硬化性樹脂組成物の塗布量は、約２１０ｇ／ｍ２とした。
【０１２１】
この塗布層に、スポンジ基材としてのウレタンフォームシート（厚さ６ｍｍ、アキレス社製、質量３２０ｇ／ｍｍ２）をラミネートして、鋳型フィルム側から紫外線照射を行った。これにより、ウレタンフォームシートと硬化性樹脂組成物の硬化物と研磨材組成物の硬化物とが結合し、一体として扱えるようになった。次いで、７０℃で３６時間加熱して、硬化性樹脂組成物及び研磨材組成物をさらに硬化させた。次いで、鋳型フィルムをはずして、スポンジ基材、硬化性樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層、及び研磨材組成物の硬化物からなる立体要素を備える、研磨用構造体を得た。
【０１２２】
得られた研磨用構造体においては、樹脂層及び立体要素に鋳型フィルムの形状が転写されており、鋳型フィルムの形状に基づく均一な研磨面が形成されいた。そのため、この研磨用構造体は、平坦面を有する被研磨物に対して良好な密着性を示した。
【０１２３】
【表４】
【０１２４】
【表５】
【符号の説明】
【０１２５】
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１…伸張性基材、１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２…立体要素、４２ａ，６２ａ…研磨材層、４２ｂ，６２ｂ…支持層、１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３…樹脂層、４４，５４，６４，７４…空隙部、３５，６５，７５…鋳型、３６，７６…研磨材塗布液、６６，７８…樹脂組成物、３７，６７，７７…研磨材組成物、６８…支持フィルム、１００，１１０，１２０，１３０…研磨用構造体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研磨用構造体として、特許文献１には型押研磨物品が、特許文献２及び３には可とう性研磨材物品が、それぞれ開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００３／０５７４１０号
【特許文献２】国際公開第２００２／０７６６７８号
【特許文献３】米国特許出願第２００７／００６６１８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
研磨用構造体には、被研磨物に対する良好な研磨性能を得るため、被研磨物に対する良好な密着性が要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面は、伸張性基材と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素と、上記伸張性基材及び前記立体要素を接合する樹脂層と、を備える、研磨用構造体に関するものである。
【０００６】
一実施形態において、上記樹脂層は、芯材なしでも連続層を形成できる樹脂からなる層であり得る。この形態においては、樹脂層が芯材に制限されることなく、伸張性基材に追従して屈曲、伸張し得る。そのため、この形態によれば、凹凸や曲面等を有する被研磨物に対して優れた密着性を有する、研磨用構造体が得られる。
【０００７】
一実施形態において、上記樹脂層は、２５℃における弾性率が１．０×１０６〜１．０×１０８Ｐａの樹脂からなる層であり得る。この形態において、上記樹脂は、単独で伸張性基材と立体要素とを接合し得る樹脂であって、該樹脂からなる層は、伸張性基材に追従して十分に屈曲、伸張し得る。そのため、この形態によれば、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して優れた密着性を有する、研磨用構造体が得られる。
【０００８】
一実施形態において、上記樹脂層は、２５℃においてタックを有する。
【０００９】
一実施形態において、上記樹脂層は、フィルム形状を成して上記伸張性基材及び上記立体要素と接合されていてもよい。この形態においては、樹脂層が伸張性基材の表面形状に沿って一定の厚さで形成され得るため、その樹脂層上に形成される立体要素は、伸張性基材の表面形状に沿って配置され得る。そのため、この形態によれば、伸張性基材の表面形状に適合する被研磨物に対して優れた密着性を有する、研磨用構造体が得られる。
【００１０】
また、本発明の一側面は、上記研磨用構造体を製造する方法に関するものである。この製造方法は、複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する充填工程と、上記鋳型に充填された上記研磨材組成物を、上記樹脂層に接着させる接着工程と、上記研磨材組成物を硬化して、上記樹脂層上に上記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、を備える。
【００１１】
また、他の実施形態において、上記伸張性基材は、上記樹脂層側の面に空隙部を有していてもよく、上記空隙部は、上記樹脂層を構成する樹脂で充填されていてもよい。この実施形態においては、樹脂層と伸張性基材とが強く接合しているため、研磨過程における樹脂層と伸張性基材との剥離が生じ難い。そのため、この形態に係る研磨用構造体は、被研磨物に対してより強く押し当てて密着させ、使用し得る。
【００１２】
本発明の一側面は、上記研磨用構造体を製造する方法に関する。この製造方法は、上記伸張性基材の一面上に、上記空隙部を充填するように、硬化性の樹脂組成物を塗布する塗布工程と、上記塗布工程で塗布された上記樹脂組成物を硬化して、該樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する充填工程と、上記鋳型に充填された上記研磨材組成物を、上記樹脂層に接着させる接着工程と、上記研磨材組成物を硬化して、上記樹脂層上に上記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、を備える。
【００１３】
本発明の一側面は、上記研磨用構造体を製造する他の方法に関する。この製造方法は、複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する第一充填工程と、上記研磨材組成物が充填された上記鋳型に、硬化性の樹脂組成物をさらに充填する第二充填工程と、上記鋳型に充填された樹脂組成物を、上記伸張性基材の一面上に接着させるとともに、上記伸張性基材の上記空隙部に上記樹脂組成物を充填する接着工程と、上記樹脂組成物及び上記研磨材組成物を硬化して、上記伸張性基材の一面上に、上記樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層及び上記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被研磨物に対する良好な密着性を発現し得る研磨用構造体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図３】本発明の研磨用構造体の製造方法の一実施形態を示す図である。
【図４】本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図５】本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【図６】本発明の研磨用構造体の製造方法の一実施形態を示す図である。
【図７】本発明の研磨用構造体の製造方法の一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明では、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。研磨用構造体１００は、伸張性基材１１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素１２と、伸張性基材１１及び立体要素１２を接合する樹脂層１３と、を備える。
【００１８】
研磨用構造体１００は、立体要素１２が形成された研磨面で被研磨物を研磨するために用いられる。
【００１９】
伸張性基材１１は、伸張性を有する基材であって、被研磨物の形状に応じて変形し得る基材である。伸張性を有するとは、ＪＩＳ Ｋ ６２７５における伸び１０％〜３５０％を有することをいう。伸張性基材１１としては、ゴム基材、スポンジ基材、紙、布等を用いることができる。望ましい伸びは１００％〜２００％であり、ゴム基材としては、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロスルフォン化ゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等のゴム成分からなる基材が挙げられる。
【００２０】
また、ゴム基材としては、発泡ゴムからなる基材を用いることもできる。発泡ゴムとしては、連続気泡構造の発泡ゴム、独立気泡構造の発泡ゴム等が挙げられる。
【００２１】
スポンジ基材としては、例えば、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、メラミンフォーム等からなる基材が挙げられる。
【００２２】
研磨用構造体１００において、樹脂層１３は芯材を有していも有していなくても良く、好ましくは芯材なしでも連続層を形成できる樹脂からなる層である。
【００２３】
樹脂層１３が芯材を有しない場合、樹脂層１３は芯材に制限されることなく、伸張性基材１１に追従して十分に屈曲、伸張し得る。そのため、樹脂層１３を備える研磨用構造体１００は、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して一層優れた密着性を有する。
【００２４】
また、樹脂層が芯材を含むと、繰り返しの屈曲や伸張によって、芯材によれや破断が生じて研磨面の均一性が損なわれるおそれがあるが、樹脂層１３が芯材を含まずに形成されていると、繰り返しの屈曲や伸張によっても安定して研磨性能を維持することができる。
【００２５】
また、研磨用構造体１００において、樹脂層１３は、２５℃における弾性率が１．０×１０６〜１．０×１０８Ｐａである樹脂からなる層である。このような樹脂は、単独で伸張性基材１１と立体要素１２とを接合し得る樹脂であって、該樹脂からなる樹脂層１３は、伸張性基材１１に追従して十分に屈曲、伸張し得る。そのため、このような樹脂層１３を備える研磨用構造体１００は、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して優れた密着性を有する。
【００２６】
また、研磨用構造体１００において、樹脂層１３は、フィルム形状を成して伸張性基材１１及び立体要素１２と接合されている。このような樹脂層１３は、伸張性基材１１の表面形状に沿って一定の厚さで形成されるため、その樹脂層１３上に形成される立体要素１２が、伸張性基材１１の表面形状に沿って配置されることとなる。そのため、このような樹脂層１３を備える研磨用構造体１００は、伸張性基材１１の表面形状に適合する被研磨物に対して優れた密着性を有する。
【００２７】
樹脂層１３は、２５℃においてタックを有することが好ましい。樹脂層１３のタックは、ボールタック測定においてＮｏ．５以上（ＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠）であることが好ましい。
【００２８】
樹脂層１３を構成する樹脂としては、アクリル系粘着剤、ゴム系、シリコン系、ウレタン系、ポリエステル系等が挙げられ、これらのうちアクリル系粘着剤が好ましい。
【００２９】
樹脂層１３は、例えば、支持体と該支持体上に設けられたアクリル系粘着剤からなる粘着剤層とを備える転写テープを、伸張性基材１１上に貼付し、支持体を剥離して粘着剤層を伸張性基材１１上に転写することで、形成されたものであってよい。
【００３０】
研磨用構造体１００において、立体要素１２は、被研磨物を研磨するための砥粒と、該砥粒を結着する結合剤と、を含む。
【００３１】
砥粒の例としては、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン、酸化セリウム、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、ゾルゲル法に由来した酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、酸化クロム、シリカ、ジルコニア、アルミナジルコニア、酸化鉄、ガーネット等が挙げられ、これらの混合物であってもよい。
【００３２】
砥粒の寸法は、砥粒の種類や研磨用途に依存して変化する。例えば、その寸法は、最終仕上げ研磨では、好ましくは０．０１〜２μｍ、より好ましくは０．０１〜０．５μｍ、さらに好ましくは０．０１〜０．１μｍであり、粗研磨では、好ましくは０．５〜１００μｍ、より好ましくは０．５〜５０μｍである。
【００３３】
結合剤は、砥粒を分散させるマトリックスであり、例えば、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂、これらの混合物等を含有する。
【００３４】
図１において、立体要素１２は、断面において三角形をなす形状として記載したが、立体要素１２の形状は必ずしもそれに限定されるものではない。立体要素１２の形状は、被研磨物の種類や研磨用途に応じて、公知の形状から適宜選択することができる。
【００３５】
また、立体要素１２は多層構造を有していてもよい。具体的には、例えば、後述する図４に示す研磨用構造体１２０における立体要素４２と同様に、砥粒及びその結合剤からなる研磨材層と該研磨材層を支持する支持層とを有していてもよい。
【００３６】
研磨用構造体１００は、立体要素１２を複数有している。複数存在する立体要素１２の形状は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
【００３７】
研磨用構造体１００において、複数の立体要素１２は各々独立して樹脂層１３と接合されていることが好ましい。このような研磨用構造体１００は、複数の立体要素１２が一体となって形成されている場合と比較して、屈曲及び伸張させやすく、屈曲及び伸張による立体要素１２の破損も生じ難くなる。
【００３８】
次いで、図２に示す研磨用構造体１１０について説明する。図２は、本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。研磨用構造体１１０は、伸張性基材２１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素２２と、伸張性基材２１及び立体要素２２を接合する樹脂層３３と、を備える。なお、以下の説明では、研磨用構造体１００の伸張性基材１１、立体要素１２及び樹脂層１３と重複する部分の説明については省略する。
【００３９】
研磨用構造体１１０において、伸張性基材２１は、波状の表面を有しており、この波状の表面に沿って樹脂層２３が形成されている。
【００４０】
伸張性基材２１の表面形状は、被研磨物の形状や研磨用途に応じて、適宜選択することができる。例えば、被研磨物が曲面を有する場合に、伸張性基材２１の当該曲面と適合する波状の表面を有するものとすることができる。これにより、研磨用構造体１１０は、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して一層優れた密着性を有するものとすることができる。
【００４１】
図３は、本発明の研磨用構造体の製造方法の一実施形態を示す図である。
【００４２】
本実施形態に係る製造方法は、複数配置された凹部を有する鋳型３５に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物３７を充填する充填工程と、鋳型３５に充填された研磨材組成物３７を樹脂層３３に接着させる接着工程と、研磨材組成物３７を硬化して樹脂層３３上に砥粒を含む立体要素３２を形成する硬化工程と、を備える。
【００４３】
充填工程では、図３（ｂ）に示すように、鋳型３５に研磨材組成物３７を充填する。鋳型３５としては、所望の立体要素３２の形状に応じた凹部を有するものが選択される。鋳型３５の材質等は特に制限されず、例えば、ポリプロピレン製のフィルム状の鋳型等を用いることができる。
【００４４】
研磨材組成物３７は、硬化工程で硬化されて立体要素３２を形成する組成物であり、砥粒及び硬化性樹脂を含有する。ここで硬化性樹脂は、硬化工程により上述の結合剤を形成し得る成分である。
【００４５】
充填工程は、例えば、図（ａ）に示すように、砥粒、硬化性樹脂及び溶剤を含む研磨材塗布液３６を鋳型３５に充填する工程と、鋳型３５に充填された研磨材塗布液３６から、溶剤の少なくとも一部を除去する工程と、を経て研磨材組成物３７を鋳型３５に充填する工程であってもよい。このような充填工程によれば、鋳型３５の凹部に均一に研磨材組成物３７を充填することができる。
【００４６】
溶剤としては、イソプロパノールのようなアルコール系、メチルエチルケトンのようなケトン系、トルエンのような芳香族系、プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなエーテル系、酢酸エチルのようなエステル系等が挙げられる。溶剤の除去は、例えば加熱によって溶媒を揮発させて行うことができる。
【００４７】
接着工程では、充填工程で鋳型３５に充填された研磨材組成物３７を樹脂層３３に接着させる。なお、図３に示す製造方法において、樹脂層３３の一方面上には伸張性基材３１が貼付されている。すなわち、接着工程は、一方面上に伸張性基材３１が貼付された樹脂層３３の他方面側に、研磨材組成物３７を接着する接着工程、ということもできる。
【００４８】
ここで伸張性基材３１は、波状の表面を有するものとして記載したが、本実施形態に係る製造方法は、伸張性基材３１の表面形状により限定されるものではない。
【００４９】
樹脂層３３は伸張性基材３１の表面形状に沿って形成されている。そのため、接着工程では、樹脂層３３と鋳型３５と密着させるため、図３（ｃ）に示すように、伸張性基材３１及び樹脂層３３を鋳型３５に押圧することが好ましい。押圧は、例えばオートクレーブを用いて行うことができる。この場合、研磨材組成物３７はすでに硬化したものであってもよい。
【００５０】
硬化工程では、伸張性基材３１及び樹脂層３３を鋳型３５に押圧した状態で研磨材組成物３７を硬化して、樹脂層３３上に立体要素３２を形成する。
【００５１】
研磨材組成物３７の硬化方法は、研磨材組成物３７が含有する硬化性樹脂の種類等に応じて適宜選択でき、例えば、加熱により硬化する方法、光照射により硬化する方法、加熱及び光照射を併用した硬化方法等が挙げられる。
【００５２】
硬化工程の後、鋳型３５を取外すことで、図３（ｄ）に示す伸張性基材３１、樹脂層３３及び立体要素３２を備える研磨用構造体が得られる。
【００５３】
なお、上記実施形態では、接着工程を一方面上に伸張性基材３１が貼付された樹脂層３３の他方面側に、研磨材組成物３７を接着する工程としたが、接着工程は、伸張性基材３１が貼付されていない樹脂層３３に、研磨材組成物３７を接着させる工程であってもよい。この場合、硬化工程の後に、一方面上に立体要素３２が形成された樹脂層３３の他方面側に、伸張性基材３１を貼付する貼付工程をさらに備えることができる。
【００５４】
次いで、図４に示す研磨用構造体１２０について説明する。図４は、本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【００５５】
研磨用構造体１２０は、伸張性基材４１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素４２と、伸張性基材４１及び立体要素４２とを接合する樹脂層４３とを有する。
【００５６】
研磨用構造体１２０において、伸張性基材４１は、樹脂層４３側の面に空隙部４４を有しており、空隙部４４の少なくとも一部は樹脂層４３を構成する樹脂で充填されている。このような研磨用構造体１２０は、樹脂層４３と伸張性基材４１とが強く接合しているため、研磨工程における樹脂層４３と伸張性基材４１との剥離が生じ難い。そのため研磨用構造体１２０は、被研磨物に対してより強く押し当てて密着させ、使用し得る。
【００５７】
伸張性基材４１は、伸張性を有する基材であって被研磨物の形状に応じて変形し得る基材であり、すくなくとも樹脂層４３側の面において空隙部４４を有する。このような伸張性基材４１としては、発泡ゴム基材、スポンジ基材等を用いることが好ましい。
【００５８】
樹脂層４３を構成する樹脂としては、伸張性基材４１を構成する材料との親和性に優れる樹脂を選択することが好ましい。すなわち、例えば伸張性基材４１がポリウレタンフォームである場合、樹脂層４３は、ウレタン結合を有する樹脂を含有することが好ましい。これにより、樹脂層４３と伸張性基材４１との接合が一層強くなる。
【００５９】
研磨用構造体１２０において、樹脂層４３の立体要素４２が形成される側の面は、伸張性基材４１の表面形状に関わらず、平滑な面となっている。そのため、研磨用構造体１２０は、樹脂層４３上に形成される立体要素４２によって均一な研磨面が形成されており、平面形状を有する被研磨物に対して良好な密着性を有する。
【００６０】
樹脂層４３はポリウレタンフィルムのような芯材を含まないことが好ましい。樹脂層が芯材を含むと、研磨過程において樹脂層の一部に欠損等が生じた際に、欠損部分の芯材が欠損部分以外の樹脂層ごと剥離して、継続した使用が困難となるおそれがある。これに対して、樹脂層４３が芯材を含まない場合、樹脂層４３の一部に欠損が生じても欠損部分のみが剥離するにとどまり、欠損部分以外で研磨を継続することができる。
【００６１】
立体要素４２は、砥粒及びその結合剤を含む。砥及び結合剤としては、立体要素１２における砥粒及び結合剤と同じものが例示できる。
【００６２】
図４において複数の立体要素４２は各々独立して樹脂層４３上に形成されているように記載されているが、研磨用構造体１２０において、立体要素４２は一体となって形成されていてもよい。
【００６３】
研磨用構造体１２０において、立体要素４２は、砥粒及びその結合剤からなる研磨材層４２ａと、樹脂層４３と接合して研磨材層４２ａを支持する支持層４２ｂとを有し、支持層４２ｂは、例えば、アクリル系接着剤の硬化物からなる層とすることができる。
【００６４】
支持層４２ｂがアクリル系接着剤の硬化物からなる層であるとき、樹脂層４３はアクリル樹脂を含有することが好ましい。これにより支持層４２ｂと樹脂層４３との接合が一層強固なものとなる。
【００６５】
すなわち、研磨用構造体１２０の好適な組成例において、伸張性基材４１はポリウレタンフォームであり、樹脂層４３はウレタン結合を有するアクリル樹脂を含有し、立体要素４２の支持層４２ｂはアクリル系接着剤の硬化物からなる層である。
【００６６】
なお、研磨用構造体１２０において、立体要素４２は、上述の立体要素１２等と同様に砥粒及びその結合剤を含む単層構造であってもよい。
【００６７】
図６は、研磨用構造体１２０の製造方法の一形態を示す図である。本形態に係る製造方法は、伸張性基材６１の一面上に、空隙部６４を充填するように硬化性の樹脂組成物６６を塗布する塗布工程と、塗布工程で塗布された樹脂組成物６６を硬化して、該樹脂組成物６６の硬化物からなる樹脂層６３を形成する樹脂層形成工程と、複数配置された凹部を有する鋳型６５に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物６７を充填する充填工程と、鋳型６５に充填された研磨材組成物６７を、樹脂層６３に接着させる接着工程と、研磨材組成物６７を硬化して、樹脂層６３上に砥粒を含む立体要素６２を形成する硬化工程と、を備える。
【００６８】
塗布工程では、例えば図６（ａ）に示すように、ポリエステルフィルム等の支持フィルム６８上に塗布された硬化性の樹脂組成物６６に伸張性基材６１をラミネートして行うことができる。このときラミネートの圧力を適宜調整することで、伸張性基材６１の空隙部６４に樹脂組成物６６が充填される。
【００６９】
支持フィルム６８は、樹脂層形成工程の後に剥離しやすいように、剥離処理が施されたフィルムであることが好ましい。また、支持フィルム６８は、樹脂層形成工程で光照射による硬化が可能となるように、光透過性を有していることが好ましい。
【００７０】
樹脂層形成工程において、樹脂層６３の伸張性基材６１と反対側の面（立体要素６２が形成される側の面）の形状は、支持フィルム６８の表面形状を反映する。そのため、支持フィルム６８としては、平滑な表面を有する支持フィルムが好ましい。
【００７１】
樹脂組成物６６は、硬化により樹脂層６３を形成する組成物である。樹脂組成物６６は、例えば、ヒドロキシル基を有するアクリルモノマーと、ウレタンプレポリマーと、重合開始剤と、を含有することができる。このような樹脂組成物６６によれば、ウレタン結合を有するアクリル樹脂を含有する樹脂層６３が形成される。
【００７２】
ヒドロキシル基を有するアクリルモノマーとしては、エポキシ（メタ）アクリレート、カプロラクトン（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００７３】
ウレタンプレポリマーは、２つ以上のイソシアネート基を有する化合物である。ウレタンプレポリマーとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の多官能イソシアネート及びこれらと（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、（ポリ）テトラメチレングリコール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオール、ポリエステルポリオール、トリメチロールプロパン等のポリオールとの反応生成物であって末端にイソシアネート基を有するウレタンオリゴマーが挙げられる。
【００７４】
重合開始剤としては、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２−（ジメチルアミノ）−２−［（４−メチルフェニル）メチル］−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２−イソプロピルチオキサントン、ベンゾフェノン等を用いることができる。
【００７５】
樹脂層形成工程では、樹脂組成物６６を硬化して、樹脂組成物６６の硬化物からなる樹脂層６３を形成する。樹脂組成物６６の硬化方法は特に制限されず、例えば、支持フィルム６８側からの光照射により硬化することができる。
【００７６】
充填工程では、図６（ｃ）に示すように、鋳型６５の凹部に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物６７を充填する。本形態に係る製造方法では、研磨材組成物６７は、砥粒を含む第一の層６７ａと、第一の層６７ｂ上に設けられた第二の層６７ｂと、を形成するように鋳型６５の凹部に充填される。
【００７７】
第一の層６７ａは、砥粒を含む研磨材層６２ａを形成する層であり、第二の層６７ｂは、樹脂層６３と接合して研磨材層６２ａを支持する支持層６２ｂを形成する層である。
【００７８】
第一の層６７ａは、硬化工程において、硬化により研磨材層６２ａにおける結合剤を形成し得る、第一の硬化性樹脂を含んでいてもよい。また、第一の層６７ａは、硬化工程の前に、既に第一の硬化性樹脂が硬化されていてもよい。
【００７９】
第二の層６７ｂは、硬化工程において硬化する、第二の硬化性樹脂を含む。第二の硬化性樹脂は、硬化工程により上述の支持層を形成する成分であり、好ましくはアクリル系接着剤である。
【００８０】
ここで、第一の層６７ａ及び第二の層６７ｂを形成する方法としては、砥粒、第一の硬化性樹脂及び溶剤を含む研磨材層用塗液を鋳型６５に充填する第一の塗液充填工程と、鋳型６５に充填された研磨材用塗液から溶剤の少なくとも一部を除去する溶剤除去工程と、溶剤除去工程を経た鋳型６５に、第二の硬化性樹脂を含む支持層用塗液をさらに充填する第二の塗液充填工程と、を含む方法が挙げられる。また、溶剤除去工程と第二の塗液充填工程の間に、第一の硬化性樹脂を硬化させる一次硬化工程が存在していてもよい。
【００８１】
接着工程では、図６（ｃ）に示すように、鋳型６５に充填された研磨材組成物６７を、樹脂層６３に接着させる。そして、硬化工程では、研磨材組成物６７を硬化して、樹脂層６３上に砥粒を含む立体要素６２を形成する。
【００８２】
研磨材組成物６７の硬化方法は、研磨材組成物６７が含有する硬化性樹脂（第一の硬化性樹脂及び／又は第二の硬化性樹脂）の種類等に応じて適宜選択でき、例えば、加熱により硬化する方法、光照射により硬化する方法、加熱及び光照射を併用した硬化方法等が挙げられる。
【００８３】
上述のとおり、本形態に係る製造方法では、樹脂層形成工程において、樹脂層６３の伸張性基材６１と反対側の面（立体要素６２が形成される側の面）の形状は、支持フィルム６８の表面形状を反映する。すなわち本形態に係る製造方法では、伸張性基材６１の表面形状によらず、平滑な面を有する樹脂層６３が形成される。そのため、本形態に係る製造方法により製造される研磨用構造体は、樹脂層６３の平滑な面上に形成される立体要素６２によって、均一な研磨面が形成されており、平坦面を有する被研磨物に対して良好な密着性を有するものとなる。
【００８４】
次いで、図５に示す研磨用構造体１３０について説明する。図５は、本発明の研磨用構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
【００８５】
研磨用構造体１３０は、伸張性基材５１と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素５２と、伸張性基材５１及び立体要素５２とを接合する樹脂層５３と、を有する。伸張性基材５１は、樹脂層５３側の面に空隙部５４を有しており、当該空隙部５４の少なくとも一部は樹脂層５３を構成する樹脂で充填されている。なお、以下の説明では、研磨用構造体１２０の伸張性基材４１、立体要素４２及び樹脂層４３と重複する部分についての説明は省略する。
【００８６】
研磨用構造体１３０において、樹脂層５３は一方面側で伸張性基材５１と接合しており、他方面側で立体要素５２と一体となって立体形状をなしている。
【００８７】
研磨用構造体１３０における樹脂層５３は、接着剤の硬化物からなる層であることが好ましく、アクリル系接着剤の硬化物からなる層であることがより好ましい。
【００８８】
また、樹脂層５３を構成する樹脂としては、伸張性基材５１を構成する材料との親和性に優れる樹脂が好ましい。すなわち、例えば伸張性基材５１がポリウレタンフォームである場合、樹脂層５３は、ウレタン結合を有する樹脂を含有することが好ましい。これにより、樹脂層５３と伸張性基材５１との接合が一層強固なものとなる。
【００８９】
樹脂層５３としては、ヒドロキシル基を有するアクリルモノマーと、ウレタンプレポリマーと、重合開始剤と、を含有するアクリル系接着剤の硬化物からなる層が好ましい。このようなアクリル系接着剤の硬化物は、ウレタン結合を有し、ポリウレタンフォームとの親和性に優れる。
【００９０】
ヒドロキシル基を有するアクリルモノマーとしては、エポキシ（メタ）アクリレート、カプロラクトン（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００９１】
また、ウレタンプレポリマーとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の多官能イソシアネート及びこれらと（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、（ポリ）テトラメチレングリコール、ポリカプロラクトンジオール、ポリカーボネートジオール、ポリエステルポリオール、トリメチロールプロパン等のポリオールとの反応生成物であって末端にイソシアネート基を有するウレタンオリゴマーが挙げられる。
【００９２】
また、重合開始剤としては、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン−１、２−（ジメチルアミノ）−２−［（４−メチルフェニル）メチル］−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド、２−イソプロピルチオキサントン、ベンゾフェノン等を用いることができる。
【００９３】
図７は、研磨用構造体１３０の製造方法の一形態を示す図である。本形態に係る製造方法は、複数配置された凹部を有する鋳型７５に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物７７を充填する第一充填工程と、研磨材組成物７７が充填された鋳型７５に、硬化性の樹脂組成物７８をさらに充填する第二充填工程と、鋳型７５に充填された樹脂組成物７８を、伸張性基材７１の一面上に接着させるとともに、伸張性基材７１の空隙部７４に樹脂組成物７８を充填する接着工程と、樹脂組成物７８及び研磨材組成物７７を硬化して、伸張性基材７１の一面上に、樹脂組成物７８の硬化物からなる樹脂層７３及び砥粒を含む立体要素７２を形成する硬化工程と、を備える。
【００９４】
第一充填工程では、図７（ｂ）に示すように、研磨材組成物７７が鋳型７５に充填される。図７に示す製造方法では、砥粒、硬化性樹脂及び溶剤を含む研磨材塗布液７６を鋳型７５に充填する塗布液充填工程と、鋳型７５に充填された研磨材塗布液７６から溶剤の少なくとも一部を除去する溶剤除去工程と、を含む方法により、研磨材組成物７７が鋳型７５に充填される。第一充填工程では、溶媒除去工程の後に、研磨材組成物７７を仮硬化する仮硬化工程がさらに実施されてもよい。
【００９５】
第二充填工程では、図７（ｃ）に示すように、研磨材組成物７７が充填された鋳型７５に、硬化性の樹脂組成物７８がさらに充填される。
【００９６】
樹脂組成物７８は、硬化して樹脂層７３を構成する成分であり、好適にはアクリル系接着剤であり、より好適にはヒドロキシル基を有するアクリルモノマーとウレタンプレポリマーと重合開始剤とを含有するアクリル系接着剤である。接着工程において空隙部７４に容易に樹脂組成物７８を充填できることから、樹脂組成物７８は液状であることが好ましい。
【００９７】
接着工程では、図７（ｄ）に示すように、鋳型７５に充填された樹脂組成物７８と伸張性基材７１とが接着される。このとき、接着圧力を適宜調整することで、伸張性基材７１の空隙部７４に樹脂組成物７８が十分に充填される。
【００９８】
硬化工程は、樹脂組成物７８及び研磨材組成物７７を硬化して、図７（ｅ）に示すように、伸張性基材７１の一面上に樹脂層７３及び立体要素７２を形成する工程である。
【００９９】
樹脂組成物７８及び研磨材組成物７７の硬化方法は、樹脂組成物７８及び研磨材組成物７７の種類等に応じて適宜選択でき、例えば、加熱により硬化する方法、光照射により硬化する方法、加熱及び光照射を併用した硬化方法等が挙げられる。
【０１００】
本形態に係る製造方法では、樹脂層７３の伸張性基材７１と反対側の面（立体要素７２が形成される側の面）の形状は、鋳型７５の形状を反映した形状となる。そのため、本形態に係る製造方法によれば、伸張性基材６１の表面形状によらず、均一な研磨面を有する研磨用構造体が形成される。このような研磨用構造体は、平坦面を有する被研磨物に対して良好な密着性を有する。
【０１０１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【０１０２】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【０１０３】
（実施例１：研磨用構造体１００の一態様の製造）
【０１０４】
伸張性基材として、スポンジ基材（イノアック社製、ポロン Ｈ−３２、ＪＩＳ Ｋ ６２５１による伸び １５５％）を選択し、転写テープとしてアクリル系粘着剤からなる層を備える転写テープ（３Ｍ社製、４６８ＭＰ）を選択した。この転写テープはライナー層と樹脂層（アクリル系粘着剤からなる層）からなる転写テープである。スポンジ基材にこの転写テープをラミネートした後、ライナー層を剥離し、スポンジ基材に樹脂層を転写した。
【０１０５】
硬化性樹脂としてのフェノール樹脂２５．９質量部、砥粒としてのダイアモンド粉４４．５質量部、及び溶剤としてのイソプロパノール２９．６質量部を混合し、研磨材塗布液を調製した。調製した研磨材塗布液を、コンマコーターを用いて、ポリプロピレン製の鋳型フィルム（ツーリングフィルム又は賦形フィルムともいう。）上に塗布した。次いで、１００℃のオーブンでイソプロパノールを揮発させることにより、研磨材塗布液を乾燥させて、鋳型フィルムに研磨材組成物を充填した。
【０１０６】
研磨材組成物が充填された鋳型フィルムに、樹脂層が転写されたスポンジ基材をラミネートした。ラミネート後、９０℃のオーブンで２４時間加熱を行い、研磨材組成物を硬化させて、接着層と研磨材組成物とを接合させた。
【０１０７】
鋳型フィルムを剥離し、１１０℃のオーブンでさらに２４時間加熱を行い、研磨材組成物をさらに硬化させた。これにより、スポンジ基材、研磨材組成物の硬化物からなる立体要素、及びこれらを接合する樹脂層そ備える研磨用構造体を得た。
【０１０８】
得られた研磨用構造体は、容易に屈曲や伸張させることができ、凹凸や曲面を有する被研磨物に対して優れた密着性を示した。また、屈曲や伸張させても研磨面のよれや破断が生じ難く、容易にもとの形状に回復するため、多様な被研磨物に対して繰り返し使用することができた。
【０１０９】
（実施例２：研磨用構造体１１０の一態様の製造）
伸張性基材として、波状の表面を有するスポンジ基材（３Ｍ社製）を選択し、転写テープとしてアクリル系延着剤からなる層を備える転写テープ（３Ｍ社製、４６８ＭＰ）を選択し、スポンジ基材に転写テープをラミネートして、スポンジ基材に樹脂層（アクリル系粘着剤からなる層）を転写した。
【０１１０】
トリメチロールプロパントリアクリレート（サートマー社製 ＳＲ３５１Ｓ）７０質量部、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート（東亜合成社製 アロニックスＭ−３１５）３０質量部、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越シリコーン社製、ＫＢＭ−５０３）３．６質量部、光硬化剤（チバ・ジャパン社製、Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９）１．８質量部、砥粒としての酸化アルミニウム（南興セラミックス社製 Ａ♯８００）３４７．０質量部、及び溶剤としてのポリプロピレングリコールモノメチルエーテル１９３．９質量部を混合し、研磨材塗布液を調製した。調製した研磨材塗布液を、コンマコーターを用いて、ポリプロピレン製の鋳型フィルム上に塗布した。次いで、７０℃のオーブンでポリプロピレングリコールモノメチルエーテルを揮発させることにより、研磨材塗布液を乾燥させて、鋳型フィルムに研磨材組成物を充填し、ＵＶ照射によって研磨材組成物を硬化させた。
【０１１１】
樹脂層が転写されたスポンジ基材を、研磨材組成物が充填された鋳型フィルムの上に置き、この一体を金属板で挟み、万力で押圧した。この状態で、オートクレーブにて５０℃で３０分加熱加圧した。その後、万力、金属板及び鋳型フィルムをはずして、スポンジ基材、研磨材組成物の硬化物からなる立体要素、及びこれらを接合する樹脂層を備える研磨用構造体を得た。
【０１１２】
得られた研磨用構造体において、樹脂層及び立体要素はスポンジ基材の波状の表面に追従して形成されており、スポンジ基材の表面形状に沿った研磨面が得られた。この研磨用構造体は、スポンジ基材の表面形状に適合する被研磨物に対して優れた密着性を示した。また、屈曲や伸張させても研磨面によれや破断が生じ難く、容易にもとの形状に回復するため、多様な被研磨物に対して繰り返し使用することができた。
【０１１３】
（実施例３：研磨用構造体１２０の一態様の製造）
離型処理を施したポリエステルフィルム（ピューレックスフィルム Ａ５４−５０μｍ、帝人デュポンフィルム社製）の上に、ナイフコーターを使用して表１に記載の組成の硬化性樹脂組成物を塗布して、塗布層を形成した。塗布量は、１７３ｇ／ｍ２とした。この塗布層に、スポンジ基材としてのウレタンフォームシート（厚さ６ｍｍ、アキレス社製、質量３２０ｇ／ｍ２）をラミネートして、ポリエステルフィルム側から紫外線照射を行った。これにより、ウレタンフォームシートと硬化性樹脂組成物の硬化物とが結合し、一体として扱えるようになった。次いで、７０℃で３６時間加熱して、硬化性樹脂組成物をさらに硬化させ、樹脂層を形成した。
【０１１４】
次いで、表２に記載の組成の研磨材層用塗液を調製し、ナイフコーターによりポリプロピレン製の鋳型フィルム上に塗布し、溶剤を乾燥除去し、紫外線照射を行って、鋳型フィルムの凹部中に研磨材層を形成した。表３に記載の組成の支持層用塗液を調製し、鋳型フィルムの凹部中の研磨材層の上に塗布した。
【０１１５】
次いで、樹脂層が形成されたスポンジ基材を鋳型フィルムにラミネートして、７０℃のオーブンで３６時間加熱して、支持層用塗液を硬化させた。次いで、鋳型フィルムをはずして、スポンジ基材、硬化性樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層、並びに研磨材層及び支持層からなる立体要素を備える、研磨用構造体を得た。
【０１１６】
得られた研磨用構造体において、樹脂層の立体要素が形成された側の面にはポリエステルフィルムの平滑な面形状が転写されており、樹脂層の平滑な面上に立体要素が精密に形成されていた。そのため、この研磨用構造体は、平坦面を有する被研磨物に対して良好な密着性を示した。
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
【表３】
【０１２０】
（実施例４：研磨用構造体１３０の一態様の製造）
表４に記載の組成の研磨材塗布液を調製し、ナイフコーターによりポリプロピレン製の鋳型フィルム上に塗布し、溶剤を乾燥除去した、紫外線硬化を行って、鋳型フィルムの凹部に研磨材組成物を充填した。次いで、表５に記載の組成の硬化性樹脂組成物を調製し、研磨材組成物が充填された鋳型フィルム上に塗布して、塗布層を形成した。硬化性樹脂組成物の塗布量は、約２１０ｇ／ｍ２とした。
【０１２１】
この塗布層に、スポンジ基材としてのウレタンフォームシート（厚さ６ｍｍ、アキレス社製、質量３２０ｇ／ｍｍ２）をラミネートして、鋳型フィルム側から紫外線照射を行った。これにより、ウレタンフォームシートと硬化性樹脂組成物の硬化物と研磨材組成物の硬化物とが結合し、一体として扱えるようになった。次いで、７０℃で３６時間加熱して、硬化性樹脂組成物及び研磨材組成物をさらに硬化させた。次いで、鋳型フィルムをはずして、スポンジ基材、硬化性樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層、及び研磨材組成物の硬化物からなる立体要素を備える、研磨用構造体を得た。
【０１２２】
得られた研磨用構造体においては、樹脂層及び立体要素に鋳型フィルムの形状が転写されており、鋳型フィルムの形状に基づく均一な研磨面が形成されいた。そのため、この研磨用構造体は、平坦面を有する被研磨物に対して良好な密着性を示した。
【０１２３】
【表４】
【０１２４】
【表５】
【符号の説明】
【０１２５】
１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１…伸張性基材、１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２…立体要素、４２ａ，６２ａ…研磨材層、４２ｂ，６２ｂ…支持層、１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３…樹脂層、４４，５４，６４，７４…空隙部、３５，６５，７５…鋳型、３６，７６…研磨材塗布液、６６，７８…樹脂組成物、３７，６７，７７…研磨材組成物、６８…支持フィルム、１００，１１０，１２０，１３０…研磨用構造体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸張性基材と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素と、前記伸張性基材及び前記立体要素を接合する樹脂層と、を備える、研磨用構造体。
【請求項２】
前記樹脂層は、芯材なしでも連続層を形成できる樹脂からなる層である、請求項１に記載の研磨用構造体。
【請求項３】
前記樹脂層は、２５℃における弾性率が１．０×１０６〜１．０×１０８Ｐａの樹脂からなる層である、請求項１又は２に記載の研磨用構造体。
【請求項４】
前記樹脂層は、２５℃においてタックを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨用構造体。
【請求項５】
前記樹脂層は、フィルム形状を成して前記伸張性基材及び前記立体要素と接合されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の研磨用構造体。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の研磨用構造体を製造する方法であって、
複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する充填工程と、
前記鋳型に充填された前記研磨材組成物を、前記樹脂層に接着させる接着工程と、
前記研磨材組成物を硬化して、前記樹脂層上に前記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、
を備える、研磨用構造体の製造方法。
【請求項７】
前記伸張性基材は、前記樹脂層側の面に空隙部を有しており、
前記空隙部は、前記樹脂層を構成する樹脂で充填されている、請求項１に記載の研磨用構造体。
【請求項８】
請求項７に記載の研磨用構造体を製造する方法であって、
前記伸張性基材の一面上に、前記空隙部を充填するように、硬化性の樹脂組成物を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で塗布された前記樹脂組成物を硬化して、該樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する充填工程と、
前記鋳型に充填された前記研磨材組成物を、前記樹脂層に接着させる接着工程と、
前記研磨材組成物を硬化して、前記樹脂層上に前記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、
を備える、研磨用構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の研磨用構造体を製造する方法であって、
複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する第一充填工程と、
前記研磨材組成物が充填された前記鋳型に、硬化性の樹脂組成物をさらに充填する第二充填工程と、
前記鋳型に充填された樹脂組成物を、前記伸張性基材の一面上に接着させるとともに、前記伸張性基材の前記空隙部に前記樹脂組成物を充填する接着工程と、
前記樹脂組成物及び前記研磨材組成物を硬化して、前記伸張性基材の一面上に、前記樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層及び前記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、
を備える、研磨用構造体の製造方法。
【請求項１】
伸張性基材と、砥粒及びその結合剤を含む立体要素と、前記伸張性基材及び前記立体要素を接合する樹脂層と、を備える、研磨用構造体。
【請求項２】
前記樹脂層は、芯材なしでも連続層を形成できる樹脂からなる層である、請求項１に記載の研磨用構造体。
【請求項３】
前記樹脂層は、２５℃における弾性率が１．０×１０６〜１．０×１０８Ｐａの樹脂からなる層である、請求項１又は２に記載の研磨用構造体。
【請求項４】
前記樹脂層は、２５℃においてタックを有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨用構造体。
【請求項５】
前記樹脂層は、フィルム形状を成して前記伸張性基材及び前記立体要素と接合されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の研磨用構造体。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の研磨用構造体を製造する方法であって、
複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する充填工程と、
前記鋳型に充填された前記研磨材組成物を、前記樹脂層に接着させる接着工程と、
前記研磨材組成物を硬化して、前記樹脂層上に前記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、
を備える、研磨用構造体の製造方法。
【請求項７】
前記伸張性基材は、前記樹脂層側の面に空隙部を有しており、
前記空隙部は、前記樹脂層を構成する樹脂で充填されている、請求項１に記載の研磨用構造体。
【請求項８】
請求項７に記載の研磨用構造体を製造する方法であって、
前記伸張性基材の一面上に、前記空隙部を充填するように、硬化性の樹脂組成物を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で塗布された前記樹脂組成物を硬化して、該樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する充填工程と、
前記鋳型に充填された前記研磨材組成物を、前記樹脂層に接着させる接着工程と、
前記研磨材組成物を硬化して、前記樹脂層上に前記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、
を備える、研磨用構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の研磨用構造体を製造する方法であって、
複数配置された凹部を有する鋳型に、砥粒及び硬化性樹脂を含む研磨材組成物を充填する第一充填工程と、
前記研磨材組成物が充填された前記鋳型に、硬化性の樹脂組成物をさらに充填する第二充填工程と、
前記鋳型に充填された樹脂組成物を、前記伸張性基材の一面上に接着させるとともに、前記伸張性基材の前記空隙部に前記樹脂組成物を充填する接着工程と、
前記樹脂組成物及び前記研磨材組成物を硬化して、前記伸張性基材の一面上に、前記樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層及び前記砥粒を含む立体要素を形成する硬化工程と、
を備える、研磨用構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−６２５６（Ｐ２０１３−６２５６Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２０２２（Ｐ２０１１−１４２０２２）
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２７日（２０１１．６．２７）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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