研磨垫的制作方法

本发明涉及研磨垫。

背景技术：

作为将具有曲面的被研磨物、例如汽车等的车身涂装面平滑化的加工方法，公知有抛光研磨加工(例如专利文献1)。抛光研磨加工是在由布制或其他材料做成的研磨轮(抛光轮)的周围(表面)附上各种研磨剂等并使研磨轮旋转，从而对研磨对象物进行研磨的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012－251099号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，利用抛光研磨加工无法去除被研磨物的表面的起伏，难以实现漂亮的表面精加工。

本发明的课题在于，提供一种能够去除具有曲面的被研磨物的表面的起伏的研磨垫。

用于解决问题的方案

为了解决所述课题，本发明的一个技术方案的研磨垫具有由硬质树脂层形成的研磨面，且具有使该研磨面追随于被研磨物的曲面的构造。

使研磨面追随于被研磨物的曲面的上述构造可以是包含硬质树脂层和支承硬质树脂层的软质树脂层的双层构造。

也可以在研磨面形成有槽。也可以是，该槽将硬质树脂层分割为多份。此外，也可以是，该槽还形成于软质树脂层。

发明的效果

采用本发明，能够实现能够去除具有曲面的被研磨物的表面的起伏的研磨垫。

本发明的目的以及优点是使用权利要求书中示出的要素及其组合进行具体化从而达成的。上述的通常记述以及以下的详细的记述这两者只是单纯的例示以及说明，应当理解为其并不像权利要求书那样限定本发明。

附图说明

图1的(a)是本发明的第1实施方式的研磨垫的立体图，图1的(b)是图1的(a)所示的研磨垫的A－A剖视图。

图2的(a)是研磨前的被研磨物的表面形状的说明图，图2的(b)是作为比较例的抛光研磨加工后的被研磨物的表面形状的说明图，图2的(c)是利用图1的(a)的研磨垫研磨后的被研磨物的表面形状的说明图，图2的(d)是2次研磨后的被研磨物的表面形状的说明图。

图3的(a)是本发明的第2实施方式的研磨垫的俯视图，图3的(b)是图3的(a)所示的研磨垫的A－A剖视图。

图4的(a)是图3的(a)所示的研磨垫的第1变形例的剖视图，图4的(b)是图3的(a)所示的研磨垫的第2变形例的剖视图。

图5的(a)是图3的(a)所示的研磨垫的第3变形例的俯视图，图5的(b)是图5的(a)所示的研磨垫的A－A剖视图。

图6是表示使用本发明的实施例的研磨垫的自动研磨装置的结构例的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。

1.第1实施方式

在第1实施方式中，使用具有由硬质树脂层形成的研磨面的研磨垫，对具有曲面的被研磨物的表面进行研磨。该研磨垫具有使由硬质树脂层形成的研磨面追随于被研磨物的曲面的构造。被研磨物例如可以是具有曲面的树脂涂装面。树脂涂装面例如可以是车辆等的车身的涂装面。

使研磨垫的研磨面追随于被研磨物的曲面的构造例如可以是包含形成研磨面的硬质树脂层和支承该硬质树脂层的软质树脂层的双层构造。在研磨面被按压于被研磨物的曲面的情况下，通过使软质树脂层与曲面相适应地变形从而使硬质树脂层挠曲，进而使研磨面追随于被研磨物的曲面。

使研磨垫的研磨面追随于被研磨物的曲面的构造也可以是如下构造：通过使用弹性构件支承硬质树脂层，从而在研磨面被按压于被研磨物的曲面的情况下，使弹性构件变形，从而使形成研磨面的硬质树脂层与曲面相适应地挠曲。

以下，针对第1实施方式的研磨垫具有包含形成研磨面的硬质树脂层和支承该硬质树脂层的软质树脂层的双层构造的情况进行说明。另外，在以下的说明中，将形成研磨面的硬质树脂层简单地记为“硬质树脂层”，将支承硬质树脂层的软质树脂层简单地记为“软质树脂层”。

以下，详细地说明第1实施方式。

1－1.关于研磨垫

参照图1的(a)以及图1的(b)。研磨垫10具有包含硬质树脂层40和软质树脂层50的双层构造。硬质树脂层40形成研磨垫10的研磨面30。软质树脂层50支承硬质树脂层40，并且在研磨面30被按压于被研磨物的曲面的情况下与曲面相适应地变形。因此，硬质树脂层40沿着曲面挠曲，使研磨面30追随于被研磨物的曲面。

1－2.关于硬质树脂层

硬质树脂层40的硬度用以JIS K 6253为准的A硬度来计，优选为50度以上，进一步优选为60度以上。而且，优选的是，硬质树脂层40的硬度为95度以下。例如，优选的是，硬质树脂层40的硬度为60度以上且80度以下，或优选的是，硬质树脂层40的硬度为85度以上且95度以下。采用这样的范围，利用研磨垫10对被研磨物的曲面的研磨难以成为仿形研磨(日文：ならい研磨)，能够去除被研磨物的表面的起伏。

硬质树脂层40的厚度并不特别限定，但优选为3.0mm以下。而且，优选的是，硬质树脂层40的厚度为0.5mm以上。采用这样的范围，使硬质树脂层40容易在研磨面30被按压于被研磨物的曲面的情况下沿着被研磨物的曲面挠曲，能够提高研磨面30针对被研磨物的曲面的追随性。因此，能够去除被研磨物的表面形状的起伏成分，且使研磨面30与曲面之间的接触面积增加，使研磨效率提高。

硬质树脂层40的材质并不特别限定，只要是具有上述硬度的材质即可。硬质树脂层40的材质例如可以是聚氨酯发泡体或无纺布。硬质树脂层40的材质例如也可以是A硬度为60度以上且80度以下的无纺布，还可以是A硬度为85度以上且95度以下的聚氨酯发泡体。

1－3.关于软质树脂层

优选的是，软质树脂层50的硬度用以JIS K 6253为准的E硬度来计为30度以下。采用这样的范围，使软质树脂层50容易在研磨面30被按压于被研磨物的曲面的情况下变形。其结果，硬质树脂层40容易沿着被研磨物的曲面挠曲，能够提高研磨面30针对被研磨物的曲面的追随性。因此，能够去除被研磨物的表面形状的起伏成分，且使研磨面30与曲面之间的接触面积增加，使研磨效率提高。

软质树脂层50的厚度并不特别限定，但优选为5.0mm以上。而且，软质树脂层50的厚度优选为50mm以下。采用这样的范围，能够在研磨面30被按压于被研磨物的曲面的情况下，确保软质树脂层50的变形量与硬质树脂层40的挠曲量。

软质树脂层50的材质并不特别限定，只要是具有上述硬度的材质即可。软质树脂层50的材质例如可以是聚氨酯发泡体或聚乙烯发泡体等树脂发泡体。

1－4.关于第1实施方式的效果

第1实施方式的研磨垫10具有由硬质树脂层40形成的研磨面30。因此，与软质的研磨面相比，被研磨物的表面的研磨难以成为仿形研磨。其结果，能够去除被研磨物的表面形状的起伏成分。

而且，第1实施方式的研磨垫10具有使研磨面30追随于被研磨物的曲面的构造。因此，由于研磨面30追随于被研磨物的曲面，因此能够去除被研磨物的表面形状的起伏成分，并且使研磨面30与具有曲面的被研磨物接触的接触面积增加，从而能够提高研磨效率，且能够缩短对较大的被研磨物的研磨所需要的时间。

参照图2的(a)～图2的(d)。图2的(a)示意性地表示研磨前的被研磨物的表面形状的轮廓(Profile)。研磨前的表面形状具有频率较高的表面粗糙成分和频率较低的起伏成分。

图2的(b)将抛光研磨加工后的被研磨物的表面形状的轮廓作为比较例示出。在抛光研磨加工中，研磨布的硬度比较低，成为仿形研磨。因此，虽然能够去除表面粗糙成分，但在研磨后还会残留起伏成分。

图2的(c)示意性地表示利用第1实施方式的研磨垫10研磨后的被研磨物的表面形状的轮廓。由于利用硬质树脂层40形成研磨面30，因此被研磨物的表面的研磨难以成为仿形研磨。因此，能够去除被研磨物的表面形状的起伏成分。

在利用研磨垫10进行研磨之后要去除细微的表面粗糙成分的情况下，可以在利用研磨垫10进行1次研磨之后，进行用于去除表面粗糙成分的2次研磨。图2的(d)示意性地表示2次研磨后的被研磨物的表面形状的轮廓。通过利用研磨垫10进行的研磨和接下来的2次研磨，能够去除被研磨物的表面的表面粗糙和起伏这两者。

2.第2实施方式

接着，说明本发明的第2实施方式。在第2实施方式的研磨垫的研磨面形成槽。通过在研磨面形成槽，从而使研磨面容易在研磨面被按压于被研磨物的曲面的情况下追随于被研磨物的曲面。

也可以是，形成于研磨面的槽具有将硬质树脂层分割成多份的深度。通过利用槽分割硬质树脂层，从而使硬质树脂层能够在研磨面被按压于被研磨物的曲面的情况下与曲面相适地沿抵接方向位移。因此，研磨面容易追随于被研磨物的曲面。

这样的槽并不特别限定，例如，能够通过如下方式形成，即：在形成包含硬质树脂层以及软质树脂层的双层构造之后，通过蚀刻等来去除要形成槽的部分树脂层。另外，能够通过如下方式形成，即：在形成双层构造之后，使高速旋转的圆形的切刀一边以规定量按压于垫一边沿垫表面扫过。

也可以是，将硬质树脂层分割为多份的槽也形成于软质树脂层。通过在软质树脂层也形成槽，使得硬质树脂层更容易在研磨面被按压于被研磨物的曲面的情况下位移，使研磨面30容易追随于被研磨物的曲面。

2－1.槽的形态

参照图3的(a)以及图3的(b)。对具有与图1的(a)相同功能的构成要素标注相同的附图标记。在研磨垫10的研磨面30形成有第1槽31以及第2槽32。第1槽31沿着研磨面30上的第1方向延伸，第2槽32沿着研磨面30上的与第1方向正交的第2方向延伸。通过在研磨面30形成多个第1槽31以及多个第2槽32，从而使槽呈格子状形成于研磨面30。

第1槽31以及第2槽32的深度可以与硬质树脂层40的厚度相同。即，可以利用第1槽31以及第2槽32将硬质树脂层40分割为多份。而且，第1槽31以及第2槽32仅形成于硬质树脂层40，不形成于软质树脂层50。

优选的是，第1槽31以及第2槽32的槽宽为例如0.5mm以上。并且，优选的是，第1槽31以及第2槽32的槽宽为例如5.0mm以下。采用这样的范围，能够在抑制由槽的形成导致的研磨面30与被研磨物之间的接触面积的减少的同时，确保在研磨面30被按压于被研磨物的曲面的情况下的硬质树脂层40的位移量并使研磨面30容易挠曲。

优选的是，第1槽31的间距以及第2槽32的间距为例如5.0mm以上。而且，优选的是，第1槽31的间距以及第2槽32的间距为例如50mm以下。

采用这样的范围，能够在抑制由槽的形成导致的研磨面30与被研磨物之间的接触面积的减少的同时，确保在研磨面30被按压于被研磨物的曲面的情况下的研磨面30整体的挠曲量。

在以下说明的第1变形例～第3变形例中也同样地采用上述槽宽以及间距的尺寸。

2－2.关于第1变形例

参照图4的(a)。第1槽31以及第2槽32的深度也可以比硬质树脂层40的厚度浅。即，不利用第1槽31以及第2槽32将硬质树脂层40分割为多份，第1槽31以及第2槽32的部分的硬质树脂层40的厚度比其他部分的厚度薄。由于第1槽31以及第2槽32的部分的刚性降低，因此硬质树脂层40容易挠曲。因此，研磨面30容易追随于被研磨物的曲面。

2－3.关于第2变形例

参照图4的(b)。第1槽31以及第2槽32的深度也可以比硬质树脂层40的厚度深。即，第1槽31以及第2槽32也可以形成于硬质树脂层40以及软质树脂层50。因此，支承硬质树脂层40的软质树脂层50的支承面51也被第1槽31以及第2槽32分割。分割成的多份硬质树脂层40由分割成的多份支承面51分别支承。

由于第1槽31以及第2槽32还形成在软质树脂层50，因此软质树脂层50的刚性下降，使软质树脂层50容易在研磨面30被按压于被研磨物的曲面的情况下与曲面相适应地变形。而且，由于支承硬质树脂层40的支承面51被分割，因此支承面51之间的约束力下降，分割成的硬质树脂层40彼此容易独立地位移。因此，抵接方向上的硬质树脂层50的位移量变大，研磨面30容易追随于被研磨物的曲面。

2－4.关于第3变形例

参照图5的(a)以及图5的(b)。在研磨面30仅形成有第1槽31，没有形成第2槽32。通过在研磨面30形成多个第1槽31，从而槽呈条纹状形成于研磨面30。

第1槽31的深度可以比硬质树脂层40的厚度深。即，第1槽31也可以形成于硬质树脂层40以及软质树脂层50。因此，支承硬质树脂层40的软质树脂层50的支承面51也被第1槽31分割。分割成的多份硬质树脂层40由分割成的多份支承面51分别支承。另外，第1槽31的深度既可以与硬质树脂层40的厚度相同也可以比硬质树脂层40的厚度浅。

通过省略第2槽32并在研磨面30形成条纹状的槽，能够提高研磨面的强度，并且能够降低形成槽的工时而有助于低成本化。而且，通过在硬质树脂层40也形成第1槽31，从而能够减轻由于没有形成沿第2方向延伸的第2槽32所导致的研磨面30的追随性的下降。

3.关于研磨方法

使用研磨垫10的研磨装置的结构、研磨方法并不特别限定。例如，也可以是，研磨垫10安装在手工抛光机(日文：ハンドポリッシャ)的顶端，在研磨具有曲面的被研磨物的表面的手工作业中使用。而且，也可以是，研磨垫10在利用以下说明的自动研磨装置进行的研磨处理中使用。

3－1.自动研磨装置的结构例

参照图6。自动研磨装置1具有机械臂2、研磨垫10、研磨工具4、按压检测部5以及控制器7。附图标记90表示被研磨物。被研磨物90例如可以是表面被树脂涂装的汽车等的车身。机械臂2具有多个关节20、21以及22，能够使安装有研磨垫10、研磨工具4以及按压检测部5的顶端部23向多个方向移动。

研磨工具4借助按压检测部5安装于顶端部23，能利用内置的驱动部件使研磨垫10以垂直于研磨面30的方向为旋转轴线方向进行旋转。控制器7控制机械臂2的举动和利用研磨工具4实现的研磨垫10的旋转。自未图示的研磨剂供给机构向研磨垫10与被研磨物90之间供给研磨剂。控制器7利用机械臂2将研磨垫10按压在被研磨物90的表面并使研磨垫10旋转，由此研磨被研磨物90的表面。

按压检测部5检测研磨面30针对被研磨物90的按压力。也可以是，控制器7根据按压检测部5的检测结果来调整将研磨面30按压于被研磨物90的力。也可以是，控制器7以在将研磨面30针对被研磨物90的按压力保持为恒定的状态下使研磨面30在被研磨物90的表面移动的方式控制机械臂2。

也可以是，在利用研磨垫10进行研磨之后要去除细微的表面粗糙成分的情况下，进行用于去除表面粗糙成分的2次研磨。在该情况下，在利用研磨垫10进行研磨之后，更换安装于研磨工具4的研磨垫，使用具有与研磨垫10相比较低的硬度的研磨垫来研磨被研磨物90的表面。

3－2.关于研磨剂

针对在上述研磨方法中使用的研磨剂的例子进行说明。

作为研磨剂，能够使用含有磨粒的浆料，该磨粒是从下述粒子中选择出来的，即：由二氧化硅、氧化铝、氧化铈、二氧化钛、氧化锆、氧化铁以及氧化锰等硅或金属元素的氧化物形成的粒子，由热塑性树脂形成的有机粒子，或有机无机复合粒子等。

优选的是，例如研磨剂使用能够实现高研磨速度并且能够容易入手的氧化铝浆料。

对于氧化铝而言，存在α－氧化铝、β－氧化铝、γ－氧化铝、θ－氧化铝等结晶形态不同的氧化铝，并且还存在被称为水和氧化铝的铝化合物。从研磨速度的观点出发，以α－氧化铝为主成分的磨粒更优选。

磨粒的平均粒径优选为0.1μm以上，更优选为0.3μm以上。随着平均粒径变大，研磨速度提高。在平均粒径处于上述范围内的情况下，容易使研磨速度提高到在实际使用中特别合适的水平。

另外，平均粒径优选为10.0μm以下，更优选为5.0μm以下。随着平均粒径变小，研磨剂的分散稳定性提高，能够抑制产生研磨面的擦痕。

在平均粒径处于上述范围内的情况下，容易使研磨剂的分散稳定性和研磨面的表面精度提高到在实际使用中特别合适的水平。另外，磨粒的平均粒径能够利用细孔电阻法(测量机：Multisizer3型库尔特粒度分析计数仪BECKMAN COULTER公司制造)进行测量。

研磨剂中的磨粒的含有量优选为0.1质量％以上，更优选为0.2质量％以上，进一步优选为0.5质量％以上。随着磨粒的含有量变多，研磨速度提高。在磨粒的含有量处于上述范围内的情况下，容易使研磨速度提高到在实际使用中特别合适的水平。

而且，磨粒的含有量优选为50质量％以下，更优选为25质量％以下，进一步优选为20质量％。在磨粒的含有量处于上述范围内的情况下，能够抑制研磨剂的成本。而且，能够进一步抑制在使用研磨剂进行研磨后在研磨对象物的表面产生表面缺陷。

研磨剂除了上述磨粒之外，还可以根据需要适当地含有润滑油、有机溶剂、表面活性剂、增稠剂等其他成分。

润滑油可以是合成油、矿物油、植物性油脂或它们的组合。

有机溶剂可以是除了碳化氢系溶剂之外的醇、醚、乙二醇类、甘油等。

表面活性剂可以是所谓的阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂。

增稠剂可以是合成系增稠剂、纤维素系增稠剂、或天然系增稠剂。

3－3.关于2次研磨

在2次研磨中使用的研磨垫的硬度优选低于硬质树脂层40的硬度。在2次研磨中使用的研磨垫的硬度例如以A硬度来计优选为小于50度，更优选为40度以下。而且，在2次研磨中使用的研磨垫的硬度优选为30度以上。采用这样的范围，能够去除被研磨物的表面的细微的表面粗糙成分。

在2次研磨中使用的研磨垫的材质并不特别限定，只要是具有上述硬度的材质即可。在2次研磨中使用的研磨垫的材质例如可以是无纺布或绒面革。例如，在2次研磨中使用的研磨垫的材质可以是以A硬度来计为30度以上且40度以下的绒面革。

在2次研磨中使用的研磨垫也可以与研磨垫10同样地具有双层构造。即，也可以是，在2次研磨中使用的研磨垫具有包含形成研磨面的比较硬质的第1层和支承第1层的比较软质的第2层的双层构造。

优选的是，第1层的硬度低于研磨垫10的硬质树脂层40的硬度。第1层的硬度例如以A硬度来计优选为小于50度，更优选为40度以下。而且，第1层的硬度优选为30度以上。

第1层的厚度优选为3.0mm以下。而且，第1层的厚度优选为0.5mm以上。采用这样的范围，使第1层容易在研磨面被按压于被研磨物的曲面的情况下沿着被研磨物的曲面挠曲，能够增加研磨面与曲面之间的接触面积，提高研磨效率。

第1层的材质并不特别限定，只要是具有上述硬度的材质即可。第1层的材质例如可以是无纺布或绒面革。例如，第1层的材质可以是以A硬度来计为30度以上且40度以下的绒面革。

第2层的结构可以与研磨垫10的软质树脂层50的结构相同。

也可以是，在2次研磨中使用的研磨垫的研磨面也与第2实施方式的研磨垫10同样地形成有槽。

4.实施例

将厚度为1.5mm、材质为聚氨酯发泡体且A硬度为90的硬质树脂层和厚度为30.0mm、材质为聚氨酯发泡体且E硬度为20的软质树脂层层叠起来从而形成研磨垫，进行了对树脂涂装面的研磨。在形成双层构造之后，通过将高速旋转的圆形的切刀一边以规定量按压于垫一边沿垫表面扫过，从而在硬质树脂层形成宽度2.0mm、间距20.0mm、深度3.0mm的格子状的槽。而且，作为研磨剂使用了氧化铝浆料。

其结果，能够实现算术平均起伏(Wa)为0.05μm以下、滤波最大起伏(Wcm)为0.3μm以下的平坦的光泽面的精加工。

在此记载的所有的例子以及条件性用语的意图在于教育意义上的目的，以在读者理解本发明与为了技术的发展而由发明人给出的概念时给予帮助，应当解释成本发明并不限于具体记载的上述例子及条件、以及与表示本发明的优先性及劣等性的内容相关的本说明书中的例子的结构。虽然详细地说明了本发明的实施例，但应该理解为在不脱离本发明的精神以及范围的前提下，能够对其进行各种变更、置换以及修正。

附图标记说明

1 自动研磨装置

2 机械臂

4 研磨工具

5 按压检测部

7 控制器

10 研磨垫

30 研磨面

31 第1槽

32 第2槽

40 硬质树脂层

50 软质树脂层

51 支承面