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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022008022
(43)【公開日】2022-01-13
(54)【発明の名称】ロボットを用いた表面の超平滑鏡面研磨方法
(51)【国際特許分類】
B24B 37/005 20120101AFI20220105BHJP
B24B 27/00 20060101ALI20220105BHJP
B24B 37/00 20120101ALI20220105BHJP
B24B 37/24 20120101ALI20220105BHJP
C09K 3/14 20060101ALI20220105BHJP
【ＦＩ】
B24B37/005 A
B24B27/00 A
B24B37/00 H
B24B37/24 A
C09K3/14 550Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021052964
(22)【出願日】2021-03-26
(31)【優先権主張番号】P 2020064503
(32)【優先日】2020-03-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2020117696
(32)【優先日】2020-07-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000236702
【氏名又は名称】株式会社フジミインコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100115679
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 勇毅
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】菱田 翔太
(72)【発明者】
【氏名】天▲高▼ 恭祐
(72)【発明者】
【氏名】鎌田 透
(72)【発明者】
【氏名】長谷 英治
【テーマコード（参考）】
3C158
【Ｆターム（参考）】
3C158AA07
3C158CB01
3C158CB10
3C158EB01
3C158EB20
3C158EB22
3C158EB26
3C158ED26
(57)【要約】
【課題】研磨対象物の表面、特に複雑な３次元形状の研磨対象物の表面を、作業者の作業負担を抑え、かつ安定して研磨することが可能な研磨方法を提供することを課題とする。
【解決手段】研磨対象物に遊離砥粒を含有する研磨用組成物を接触させながら、産業用ロボットに配置されたポリッシャーに装着された研磨パッドを前記研磨対象物に押し当てて、産業用ロボットの動作により研磨対象物を研磨する研磨方法において、研磨パッドは、研磨面を有する研磨層と、弾性体からなり且つ前記研磨層を支持する支持層と、を備える積層体で構成され、研磨層は表面に疎密構造を有し、疎部の面積率は５２％以上９６％以下であり、かつ研磨層はＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が７０以上であるシート素材で構成されており、研磨パッドを１０００Ｎ／ｍ２以上６０００Ｎ／ｍ２以下の範囲内で前記研磨対象物に定圧押し込みすることを特徴とする研磨方法。
【選択図】図２
【解決手段】研磨対象物に遊離砥粒を含有する研磨用組成物を接触させながら、産業用ロボットに配置されたポリッシャーに装着された研磨パッドを前記研磨対象物に押し当てて、産業用ロボットの動作により研磨対象物を研磨する研磨方法において、研磨パッドは、研磨面を有する研磨層と、弾性体からなり且つ前記研磨層を支持する支持層と、を備える積層体で構成され、研磨層は表面に疎密構造を有し、疎部の面積率は５２％以上９６％以下であり、かつ研磨層はＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が７０以上であるシート素材で構成されており、研磨パッドを１０００Ｎ／ｍ２以上６０００Ｎ／ｍ２以下の範囲内で前記研磨対象物に定圧押し込みすることを特徴とする研磨方法。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
研磨対象物に砥粒を含有する研磨用組成物を接触させながら、産業用ロボットに配置されたポリッシャーに装着された研磨パッドを前記研磨対象物に押し当てて、前記産業用ロボットの動作により前記研磨対象物を研磨する研磨方法において、
前記研磨パッドは、研磨面を有する研磨層と、弾性体からなり且つ前記研磨層を支持する支持層と、を備える積層体で構成され、前記研磨層は表面に疎密構造を有し、前記疎密構造の疎部の面積率は５２％以上９６％以下であり、かつ前記研磨層はＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が７０以上であるシート素材で構成されており、
前記研磨パッドを１０００Ｎ／ｍ２以上６０００Ｎ／ｍ２以下の範囲内の加工圧で前記研磨対象物に定圧で押し込むことを特徴とする研磨方法。
前記研磨パッドは、研磨面を有する研磨層と、弾性体からなり且つ前記研磨層を支持する支持層と、を備える積層体で構成され、前記研磨層は表面に疎密構造を有し、前記疎密構造の疎部の面積率は５２％以上９６％以下であり、かつ前記研磨層はＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が７０以上であるシート素材で構成されており、
前記研磨パッドを１０００Ｎ／ｍ２以上６０００Ｎ／ｍ２以下の範囲内の加工圧で前記研磨対象物に定圧で押し込むことを特徴とする研磨方法。
【請求項2】
前記研磨方法において、前記研磨対象物に前記加工圧をかけた時のみポリッシャーを回転させて研磨する請求項１に記載の研磨方法。
【請求項3】
前記研磨方法において、研磨を開始する際に、前記研磨対象物を加圧した後に前記ポリッシャーを回転させて研磨を開始し、研磨を終了する際に、前記研磨パッドを前記研磨対象物から離した後に研磨を終了することを特徴とする、請求項１または２に記載の研磨方法。
【請求項4】
前記研磨方法において、研磨中に前記産業用ロボットに配置させたポリッシャーに装着された研磨パッドの研磨する方向側を前記研磨対象物から離れる方向に０°以上５．０°以下傾けて研磨することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項5】
前記定圧押し込みは、前記加工圧のばらつきが±２０%以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項6】
前記研磨パッドは、前記研磨層の外縁よりも内側の領域に、該研磨層を厚さ方向に貫通する貫通部が形成されていることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項7】
前記産業用ロボットのパッド取り付け部の直径よりも、前記研磨層の直径の方が大きいことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の研磨方法。
【請求項8】
前記研磨用組成物は、前記砥粒及び添加剤を含有するエマルションからなり、前記添加剤は、油剤、乳化安定剤、及び増粘剤から選ばれる少なくとも一種である請求項１～７のいずれか一項に記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロボットを用いて表面を安定して超平滑鏡面に研磨する研磨方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、乗用車の車体は、複雑な３次元形状を有しており、意匠性の向上などの目的でその表面を滑らかに研磨する場合がある。乗用車の車体の表面研磨は、従来、作業者の人手により研磨されていた。しかしながら、作業者の作業負担が大きいうえ、磨きむらや磨き残しが生じること、また作業者の経験や勘に基づく部分が大きいため作業者によって仕上がりが異なることが課題であった。
【0003】
この課題を解決するために、研磨ロボットを使用して自動で研磨する方法が考えられる。しかし、これまでのロボット研磨技術は砥石、研磨ブラシやサンドペーパーなどをロボットに取り付けて研磨するものであり、意匠性の向上を目的として表面を超平滑な鏡面に研磨できるものではなかった（例えば下記特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－２０４１４号公報
【特許文献2】特開２０１８－１１１１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は研磨対象物の表面、特に複雑な３次元形状の研磨対象物の表面を、作業者の作業負担を抑え、かつ安定して高い表面精度で仕上げることが可能な研磨方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するため、本発明の一態様は、研磨対象物に遊離砥粒を含有する研磨用組成物を接触させながら、産業用ロボットに配置されたポリッシャーに装着された研磨パッドを前記研磨対象物に押し当てて、前記産業用ロボットの動作により前記研磨対象物を研磨する研磨方法において、前記研磨パッドは、研磨面を有する研磨層と、弾性体からなり且つ前記研磨層を支持する支持層と、を備える積層体で構成され、前記研磨層は表面に疎密構造を有し、前記疎部の面積率は５２％以上９６％以下であり、かつ前記研磨層はＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が７０以上であるシート素材で構成されており、前記研磨パッドを１０００Ｎ／ｍ２以上６６００Ｎ／ｍ２以下の範囲内で前記研磨対象物に定圧押し込みすることを特徴とする研磨方法である。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、作業者の作業負担を抑えながら、安定して高い表面精度の研磨対象物の仕上がり面を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明に係る研磨装置の構成図である。
【図3】（ａ）は表面に格子状の溝が形成された研磨パッドの上面図であり、（ｂ）は表面にストライプ状の溝が形成された研磨パッドの上面図であり、（ｃ）は表面にスパイラル状の溝が形成された研磨パッドの上面図であり、（ｄ）は表面に放射線状の溝が形成された研磨パッドの上面図であり、（ｅ）は表面に三角形状の溝が形成された研磨パッドの上面図であり、（ｆ）は表面に六角形状の溝が形成された研磨パッドの上面図である。
【図4】（ａ）は研磨層の外縁よりも内側の領域に、該研磨層を厚さ方向に貫通する環状の貫通部が形成されている研磨パッドの上面図であり、（ｂ）は研磨層の外縁よりも内側の領域に、該研磨層を厚さ方向に貫通する円形の貫通部が形成されている研磨パッドの上面図であり、（ｃ）は研磨層の外縁よりも内側の領域に、該研磨層を厚さ方向に貫通する繭形の貫通部が形成されている硬質の層の上面図である。
【図5】（ａ）は研磨面の端部に斜面状の面取り部が形成された研磨パッドの断面図であり、（ｂ）は研磨面の端部に曲面状の面取り部が形成された研磨パッドの断面図であり、（ｃ）は研磨面の端部に複数段の斜面状の面取り部が形成された研磨パッドの断面図であり、（ｄ）は研磨面の端部に斜面状と曲面状の組み合わせた形状の面取り部が形成された研磨パッドの断面図であり、（ｅ）は研磨面の端部に斜面状と曲面状の組み合わせた別の形状の面取り部が形成された研磨パッドの断面図である。
【図6】手動用ポリッシャーの斜視図である。
【図7】ポリッシャーに装着されたパッドの研磨の進行方向側が研磨対象物から離れる方向に傾けて研磨する例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態には種々の変更又は改良を加えることが可能であり、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明に含まれ得る。
【0010】
＜研磨ロボット＞
図１に、研磨ロボットの一例として６軸多関節ロボットの構成を示す。なお、本発明で使用できるロボットは６軸多関節ロボットに限定されるものではない。
ロボット１１は、ベース部１２、下腕部１４、上腕部１６、手首部１８を有する。ベース部１２と下腕部１４の間には、旋回中心を垂直方向に有し、ベース部１２より上方を旋回させるＳ軸モータ１３Ｓと、旋回中心を水平方向に有し、ベース部１２に対して下腕部１４を前後に傾斜させるＬ軸モータ１３Ｌを有する。
図１に、研磨ロボットの一例として６軸多関節ロボットの構成を示す。なお、本発明で使用できるロボットは６軸多関節ロボットに限定されるものではない。
ロボット１１は、ベース部１２、下腕部１４、上腕部１６、手首部１８を有する。ベース部１２と下腕部１４の間には、旋回中心を垂直方向に有し、ベース部１２より上方を旋回させるＳ軸モータ１３Ｓと、旋回中心を水平方向に有し、ベース部１２に対して下腕部１４を前後に傾斜させるＬ軸モータ１３Ｌを有する。
【0011】
下腕部１４と上腕部１６の間には、旋回中心を水平方向に有し、下腕部１４に対して上腕部１６を旋回させるＵ軸モータ１５Ｕと、Ｕ軸モータ１５Ｕに対して垂直方向に回転軸を有し、上腕部１６を下腕部１４に対して回転させるＲ軸モータ１５Ｒが設けられている。
また、上腕部１６と手首部１８の間には、上腕部１６に対して垂直方向に旋回中心を有するＢ軸モータ１７Ｂと、手首部１８に対して平行な回転軸であるＴ軸モータ１７Ｔが配置されている。ロボット１１は、これら６つの回転軸モータを有するので、先端の手首部１８は、如何なる３次元曲面の表面をもトレースすることができる。なお、ここで３次元曲面とは、平坦な面だけで構成されていない面をいう。以後各モータの回転軸をそれぞれＳ軸１３Ｓａ、Ｌ軸１３Ｌａ、Ｕ軸１５Ｕａ、Ｒ軸１５Ｒａ、Ｂ軸１７Ｂａ、Ｔ軸１７Ｔａとよぶ。
手首部１８には圧力制御部２０を介してポリッシャー３０が設置されている。
また、上腕部１６と手首部１８の間には、上腕部１６に対して垂直方向に旋回中心を有するＢ軸モータ１７Ｂと、手首部１８に対して平行な回転軸であるＴ軸モータ１７Ｔが配置されている。ロボット１１は、これら６つの回転軸モータを有するので、先端の手首部１８は、如何なる３次元曲面の表面をもトレースすることができる。なお、ここで３次元曲面とは、平坦な面だけで構成されていない面をいう。以後各モータの回転軸をそれぞれＳ軸１３Ｓａ、Ｌ軸１３Ｌａ、Ｕ軸１５Ｕａ、Ｒ軸１５Ｒａ、Ｂ軸１７Ｂａ、Ｔ軸１７Ｔａとよぶ。
手首部１８には圧力制御部２０を介してポリッシャー３０が設置されている。
【0012】
圧力制御部２０は箱形であり、圧力を認識する機構と、圧力を調整するための加圧力を指示する機構を備えている。圧力制御部２０の中心軸を圧力制御部中心軸２０ｃとする。ポリッシャー３０をロボット１１に取り付けると、圧力制御部中心軸２０ｃは、手首部１８のＴ軸１７Ｔａと垂直に配置されている。
圧力制御部２０に備わる圧力認識機構は、例えば力覚センサやロードセルを用いても良い。また、例えば協働ロボットのようにロボット本体と一体型であっても良い。
圧力制御部２０に備わる加圧力指示機構は、例えばエアーでの加圧やサーボモータでの加圧であっても良い。また、例えば協働ロボットのようにロボット本体と一体型であっても良い。なお、加圧力の制御指令値は、力の値（ニュートン；Ｎ）で指令される場合もある。
圧力制御部２０に備わる圧力認識機構は、例えば力覚センサやロードセルを用いても良い。また、例えば協働ロボットのようにロボット本体と一体型であっても良い。
圧力制御部２０に備わる加圧力指示機構は、例えばエアーでの加圧やサーボモータでの加圧であっても良い。また、例えば協働ロボットのようにロボット本体と一体型であっても良い。なお、加圧力の制御指令値は、力の値（ニュートン；Ｎ）で指令される場合もある。
【0013】
圧力制御部２０によって制御する加工圧は１０００Ｎ／ｍ２以上６０００Ｎ／ｍ２以下になるように構成されていればよく、２５００Ｎ／ｍ２以上６０００Ｎ／ｍ２以下で構成されているとより好ましい。このような範囲の加工圧で研磨すれば、後述する研磨対象物のゆず肌除去性を効率よく研磨することが可能となる。なお、１０００Ｎ／ｍ２未満の場合は研磨対象物のゆず肌除去の効率性が低下し、６０００Ｎ／ｍ２を超えると配置するポリッシャーの破損に影響する傾向がある。
圧力制御部２０によって制御する指令に対する加工圧のばらつきは±２０％以内となるようにすることが好ましく、±１０％以内であるとより好ましい。このような範囲であれば、後述する研磨対象物の研磨能率における面内のばらつきが抑制され、手研磨に対して均一に研磨を実施することが可能となる。
圧力制御部２０によって制御する指令に対する加工圧のばらつきは±２０％以内となるようにすることが好ましく、±１０％以内であるとより好ましい。このような範囲であれば、後述する研磨対象物の研磨能率における面内のばらつきが抑制され、手研磨に対して均一に研磨を実施することが可能となる。
【0014】
ポリッシャー３０は、一般的に手研磨で使用する電動シングルアクションポリッシャーであり、ポリッシャーの回転軸中心が極力圧力制御部中心軸２０ｃと一致するように、又は並行になるように配置されている。
本形態に係るポリッシャーにおいて例えば圧力制御部２０に対して双極に設置しても良い。
本形態に係るポリッシャーにおいてシングル回転の電動ポリッシャーが好ましく、例えば電動駆動、エアー駆動、ギア駆動で構成されていてもよく、又、例えばシングル回転、ダブルアクション回転で構成されていてもよい。
本形態に係るポリッシャーにおいて例えば圧力制御部２０に対して双極に設置しても良い。
本形態に係るポリッシャーにおいてシングル回転の電動ポリッシャーが好ましく、例えば電動駆動、エアー駆動、ギア駆動で構成されていてもよく、又、例えばシングル回転、ダブルアクション回転で構成されていてもよい。
【0015】
ポリッシャー３０の研磨パッド取り付け部４０の材質は研磨パッドに加工圧を十分に伝えるために研磨パッドの材質より硬い材質であれば特に限定されるものではないが、例えば、樹脂、金属、セラミック、繊維強化樹脂、複合材等を使用することができる。繊維強化樹脂としては、例えば、炭素繊維強化樹脂、ガラス繊維強化樹脂が挙げられる。繊維強化樹脂に使用される樹脂の種類は特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。また、複合材としては、例えば、意図的に無機粒子を含有した金属等の２種類以上の材質を組み合わせた複合材などが挙げられる。
【0016】
ロボット制御部６０は、ロボット１１の各軸モータの駆動部に接続されている。また、圧力制御部２０、ポリッシャー３０、図示しない研磨材供給装置、パッド交換装置、パッドドレッサーなどのパッド洗浄装置といった機器にも接続されている。そして、圧力制御部２０で感知する圧力が一定となるように、ロボット制御部６０は圧力制御部２０、ポリッシャー３０の駆動を制御する。また、メモリには、被研磨物の研磨予定面の空間データが蓄積される。そして、研磨材供給装置からは、研磨パッドと研磨対象物との間に研磨用組成物が供給され、研磨対象物が研磨される。
【0017】
ロボット制御部６０に接続される上記の研磨材供給装置、パッド交換装置、パッド洗浄装置といった機器は、研磨作業の前後もしくは途中で動作することで、研磨に関する工程を自動で実施することもできる。例えば、パッド洗浄装置を一定の間隔毎（時間毎や加工バッチ数毎など）に動作させ、パッドの目詰まりを防止させることができる。
【0018】
研磨動作での研磨対象物とポリッシャーに装着されたパッドとの接触開始点において、加圧力安定確認に伴うポリッシャーの待機時に発生するポリッシャー起因の痕の発生を抑制するために、研磨対象物にパッドを接触後、加圧開始、ポリッシャーの回転開始の順に動作してもよい。
研磨動作での研磨対象物とポリッシャーに装着されたパッドとの接触終了点において、加圧解除に伴うポリッシャーの待機時に発生するポリッシャー起因の痕を抑制するために、加圧解除とポリッシャーの回転停止前に、パッドを研磨対象物に接触しない回避位置へ移動した後に加圧解除とポリッシャーの回転を停止してもよい。
研磨動作での研磨対象物とポリッシャーに装着されたパッドとの接触終了点において、加圧解除に伴うポリッシャーの待機時に発生するポリッシャー起因の痕を抑制するために、加圧解除とポリッシャーの回転停止前に、パッドを研磨対象物に接触しない回避位置へ移動した後に加圧解除とポリッシャーの回転を停止してもよい。
【0019】
研磨動作での研磨対象物とポリッシャーに装着されたパッドは、水平でもよいし、図７に示すようにパッドの研磨の進行方向側が研磨対象物から離れる方向に傾く角度を制御して研磨パッドを保持する形で研磨してもよい。角度の制御方法は、例えば、ロボットによる位置制御であっても良いし、圧力制御部自体やポリッシャー自体に制御する機構を備えていても良い。パッドの研磨の進行方向側を研磨対象物から離れる方向に傾ける角度（すなわち、研磨方向１６０ａに対する研磨パッドの研磨面の水平方向１１０ａの角度）は、研磨速度向上の観点から０°を超えると好ましく、０．５°以上が好ましく、０．８°以上がより好ましく、１．０°以上がさらに好ましい。また、被研磨面全体の研磨痕を抑制する観点から、５．０°以下が好ましく、４．０°以下がより好ましく、３．０°以下がさらに好ましく、２．０°以下がより好ましく、１．７°以下が一層好ましく、１．５°以下がさらに好ましく、１．５°未満がさらに好ましい。
【0020】
＜研磨パッド＞
本実施形態に係る研磨パッドは、研磨面を有する層を備えており、その研磨面を有する層（研磨層）は疎密構造を有し、その疎の部分の割合が５２％以上９６％以下である。また、研磨面はＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が７０以上であるシート素材で構成されている。換言すると、本実施形態に係る研磨パッドは、研磨面を有する層を備え、その研磨面を有する層は、例えば繊維の集合体からなるシート素材で構成されており、その研磨面の疎の部分の割合が５２％以上９６％以下であり、且つＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が７０以上である。
本実施形態に係る研磨パッドは、研磨面を有する層を備えており、その研磨面を有する層（研磨層）は疎密構造を有し、その疎の部分の割合が５２％以上９６％以下である。また、研磨面はＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が７０以上であるシート素材で構成されている。換言すると、本実施形態に係る研磨パッドは、研磨面を有する層を備え、その研磨面を有する層は、例えば繊維の集合体からなるシート素材で構成されており、その研磨面の疎の部分の割合が５２％以上９６％以下であり、且つＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が７０以上である。
【0021】
本実施形態に係る研磨パッドにおいて、例えば、研磨面を有する層は、不織布パッド、又は樹脂繊維を含むシート状物で構成されていてもよい。なお、不織布パッドは、繊維のみ、又は繊維を樹脂で含浸して構成されていてもよい。
本実施形態に係る研磨パッドにおいて、例えば、研磨面を有する層は、合成樹脂からなる繊維を含んでおり、その合成樹脂は、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂、又はポリエチレン樹脂を含有する素材で構成されていてもよい。
本実施形態に係る研磨パッドにおいて、例えば、研磨面を有する層は、合成樹脂からなる繊維を含んでおり、その合成樹脂は、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂、又はポリエチレン樹脂を含有する素材で構成されていてもよい。
【0022】
本実施形態に係る研磨パッドにおいて、例えば、研磨面を有する層の研磨面とは反対側の面に、弾性体からなり且つ研磨面を有する層を支持する層をさらに備えている。研磨面を有する層を支持する層は、樹脂製の弾性体で構成されていてもよい。また、２層以上の多層構造を有するものであってもよい。
本実施形態に係る研磨パッドにおいて、例えば、研磨面を有する層よりも研磨面を有する層を支持する層の方が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が低くてもよい。
このように、本実施形態に係る研磨パッドにおいて、研磨面を形成する硬質の層と、この硬質の層を支持する軟質の層と、を含む２層構造の研磨パッドに形成することにより、研磨面が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合に、曲面に応じて軟質の層が歪むことによって硬質の層が撓み、研磨面が樹脂塗装面の曲面に追従する傾向がある。
本実施形態に係る研磨パッドにおいて、例えば、研磨面を有する層よりも研磨面を有する層を支持する層の方が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度が低くてもよい。
このように、本実施形態に係る研磨パッドにおいて、研磨面を形成する硬質の層と、この硬質の層を支持する軟質の層と、を含む２層構造の研磨パッドに形成することにより、研磨面が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合に、曲面に応じて軟質の層が歪むことによって硬質の層が撓み、研磨面が樹脂塗装面の曲面に追従する傾向がある。
【0023】
以下、研磨パッドの一例として、研磨面を形成する硬質の層と、この硬質の層を支持する軟質の層とを含む２層構造を有する研磨パッドの構成例を説明する。以下の説明では、研磨面を形成する硬質の層を単に「硬質の層」と表記し、硬質の層を支持する軟質の層を単に「軟質の層」と表記する。なお、本実施形態において「硬質の層」と「軟質の層」とは、相対的な層の性質を表すものである。つまり、上記硬質とは、一方の層である「研磨面を形成する層」の硬度が、他方の層である「研磨面を有する層を支持する層」の硬度よりも高いことを意味するものである。これとは逆に、上記軟質とは、他方の層である「研磨面を有する層を支持する層」の硬度が、一方の層である「研磨面を形成する層」の硬度よりも低いことを意味するものである。
【0024】
研磨パッドの構造を図２の（ａ）及び図２の（ｂ）に基づいて説明する。研磨パッド１１０は、硬質の層１４０と、軟質の層１５０とを含む２層構造を有する。硬質の層１４０は、研磨パッド１１０の研磨面１３０を有する。軟質の層１５０は、硬質の層１４０を支持し、且つ研磨面１３０が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合に曲面に応じて歪む。このため、硬質の層１４０が曲面に沿って撓み、研磨面１３０が樹脂塗装面の曲面に追従する傾向がある。
【0025】
（硬質の層について）
硬質の層１４０は、研磨面１３０の疎部の面積率が５２％以上９６％以下であるシート素材で構成されていればよく、疎部の面積率が５４％以上９６％以下であるシート素材で構成されていれば好ましく、６０％以上９６％以下であるシート素材で構成されていればより好ましい。このような範囲であれば、後述する研磨用組成物の研磨界面への保持力が向上し、十分な研磨速度を得ることが可能である。なお、疎部の面積率が５２％未満では、研磨用組成物の研磨界面への保持力が低下し、研磨レートが低下する傾向がある。なお、シート素材に後述のような溝を形成する場合には、溝の無い研磨接触面の疎部の面積率が５２％以上９６％以下であればよい
硬質の層１４０は、研磨面１３０の疎部の面積率が５２％以上９６％以下であるシート素材で構成されていればよく、疎部の面積率が５４％以上９６％以下であるシート素材で構成されていれば好ましく、６０％以上９６％以下であるシート素材で構成されていればより好ましい。このような範囲であれば、後述する研磨用組成物の研磨界面への保持力が向上し、十分な研磨速度を得ることが可能である。なお、疎部の面積率が５２％未満では、研磨用組成物の研磨界面への保持力が低下し、研磨レートが低下する傾向がある。なお、シート素材に後述のような溝を形成する場合には、溝の無い研磨接触面の疎部の面積率が５２％以上９６％以下であればよい
【0026】
疎部の面積率の調整方法は特に限定させるものではなく、例えば不織布シートの場合、繊維の太さ、繊維の含有量、含浸される樹脂の量、表面のパターニング等によって調整してもよく、細長い材料を交差するように並べた構造であるメッシュ構造の場合、構造材の直径、構造の間隔、積層条件等により調整してもよく、発泡剤等を用いて内部に空隙を発生させる発泡構造体の場合、発泡剤の種類、量等によって調整してもよく、湿式製膜方法により形成されるスウェードの場合、製膜条件、バフィング条件によって調整してもよい。
【0027】
硬質の層１４０の疎部の面積率は、例えば、研磨パッドの表面を顕微鏡で測定したものを画像解析することによって求めることができる。具体的には、研磨パッドの表面を形状解析レーザ顕微鏡（例えば、株式会社キーエンス製のＶＫ－Ｘ２００）を用いて、視野角１．４ｍｍ×１．４ｍｍ、高さ方向０．１ｍｍの範囲を倍率２００倍（対物１０倍、接眼２０倍）で任意の１０点を測定し、得られた画像を画像解析ソフトウェア（例えば、三谷商事株式会社製のＷｉｎＲＯＯＦ２０１８）を用いて、得られた画像をモノクロ化し、自動での２値化をしたものの全体の面積に対する空白の面積の割合を算出することで求めることができる。つまり、上記「疎部」とは、研磨パッド１１０の最表面から深さ０．１ｍｍの範囲内に研磨パッド１１０を構成する繊維等が存在していない部分である。換言すると、研磨面１３０を有する層は、その最表面から厚さ０．１ｍｍの範囲内における空隙部の面積の割合が５２％以上９６％以下であってもよい。ここで、上記「面積」とは、研磨面３０を有する層を厚さ方向に見た場合の面積をいう。
【0028】
硬質の層１４０の硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度で７０以上であればよく、８０以上であることがより好ましい。このような範囲であれば、研磨パッド１１０による樹脂塗装面の曲面の研磨がならい研磨になりにくくなり、樹脂塗装面の表面のうねりを取り除くことが可能になる。なお、硬質の層１４０のＡ硬度が７０未満では、硬質の層１４０のうねり解消性が低下し美しい表面が得られない傾向がある。また、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されるＡ硬度の最大値は、１００である。
なお、Ａ硬度は、不織布シートの場合、繊維の材質、繊維の太さ、繊維の含有量、含浸される樹脂の量、含浸される樹脂の硬さ等によって調整することができる。
なお、Ａ硬度は、不織布シートの場合、繊維の材質、繊維の太さ、繊維の含有量、含浸される樹脂の量、含浸される樹脂の硬さ等によって調整することができる。
【0029】
硬質の層１４０のＡ硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定することができる。例えば、ゴム硬度計（ＡＳＫＥＲ社製 ＡＬ型）を定圧荷重器（ＡＳＫＥＲ社製 ＣＬ－１５０Ｌ）に装着して、定圧荷重器に試験片を平行に維持されるように置き、衝撃を与えないようにゴム硬度計ＡＬ型を試験片に接触させる。この時の加圧面に加える質量は１ｋｇとし、接触後１５秒後のゴム硬度計ＡＬ型の数値を読み取り、３ｍｍ間隔で５点測定した中の最も小さい値を採用することにより測定することができる。
【0030】
硬質の層１４０の材質は特に限定されず、研磨面１３０の疎部の面積率が５２％以上９６％以下であり、且つＡ硬度７０以上を有する材質であればよい。例えば、ポリウレタンタイプ、発泡ポリウレタンタイプ、不織布タイプ、スウェードタイプ等の材質の違いの他、その硬度や厚みなどの物性の違い、さらに砥粒を含むもの、砥粒を含まないものなど種々あるが、これらを制限なく使用することができる。特に、硬質の層１４０の材質は、例えば、不織布であってもよく、樹脂繊維を含むシート状物が好ましい。換言すると、研磨面の密の部分は繊維と樹脂を含む材質で構成されていてもよい。
【0031】
また、硬質の層１４０の材質は、合成樹脂を含んだ材質であってもよい。硬質の層１４０に含まれる合成樹脂は、例えば、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂、又はポリエチレン樹脂の少なくとも１種を含有する素材で構成されていてもよい。上記の材質であれば、被研磨面に対し、深いキズ（スクラッチ）を低減させることができる。硬質の層１４０の樹脂繊維の具体例としては、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂が好ましく、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂がより好ましい。また、硬質の層１４０の合成樹脂の硬化は、硬化剤により行ってもよいし、熱により行ってもよい。
【0032】
硬質の層１４０の樹脂繊維の太さは、特に限定されるものではないが、１デニール以上であることが好ましく、１０デニール以下であることが好ましい。また、樹脂繊維の太さの種類は１種でもよいし、樹脂繊維の太さの種類が異なるものを２種以上混合させてもよい。
硬質の層１４０の厚さは、特に限定されるものではないが０．０５ｃｍ以上であることが好ましい。また、０．５ｃｍ以下であることが好ましい。硬質の層１４０の厚さはこのような範囲であれば、研磨面１３０が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合に硬質の層１４０が樹脂塗装面の曲面に沿って撓みやすくなり、被研磨物の曲面に対する研磨面１３０の追従性が向上する傾向がある。このため、被研磨物の表面形状のうねり成分を取り除くことができ、且つ研磨面１３０と曲面との接触面積が増えて研磨効率が向上する傾向がある。
硬質の層１４０の厚さは、特に限定されるものではないが０．０５ｃｍ以上であることが好ましい。また、０．５ｃｍ以下であることが好ましい。硬質の層１４０の厚さはこのような範囲であれば、研磨面１３０が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合に硬質の層１４０が樹脂塗装面の曲面に沿って撓みやすくなり、被研磨物の曲面に対する研磨面１３０の追従性が向上する傾向がある。このため、被研磨物の表面形状のうねり成分を取り除くことができ、且つ研磨面１３０と曲面との接触面積が増えて研磨効率が向上する傾向がある。
【0033】
（軟質の層について）
軟質の層１５０は、硬質の層１４０の研磨面１３０とは反対側の面に硬質の層１４０を支持するように設けられた層であって、弾性体で構成された層である。軟質の層１５０を構成する弾性体は、例えば、樹脂製であってもよい。
軟質の層１５０の硬度は、硬質の層１４０の硬度よりも低ければよい。例えばＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度で６０未満であることが好ましく、３０以下であることがより好ましく、２０以下であることがさらに好ましい。またＡ硬度が２０を下回ると有意な差が出にくくなることから、Ａ硬度が２０未満の場合にはＦ硬度が好ましく用いられる。この場合、Ｆ硬度で９５以下であると好ましく、９０以下であるとより好ましく、８０以下であるとさらに好ましく、７０以下であるとより好ましく、７０未満であるとさらに好ましく、６０以下であると一層好ましい。また、３０以上であると好ましく、４０以上であるとより好ましい。このような範囲であれば、研磨面１３０が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合に軟質の層１５０が歪みやすくなる。この結果、硬質の層１４０が樹脂塗装面の曲面に沿って撓みやすくなり、被研磨物の曲面に対する研磨面１３０の追従性が向上する傾向がある。研磨面１３０と曲面との接触面積が増えて研磨効率が向上する傾向がある。
軟質の層１５０は、硬質の層１４０の研磨面１３０とは反対側の面に硬質の層１４０を支持するように設けられた層であって、弾性体で構成された層である。軟質の層１５０を構成する弾性体は、例えば、樹脂製であってもよい。
軟質の層１５０の硬度は、硬質の層１４０の硬度よりも低ければよい。例えばＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で測定されたＡ硬度で６０未満であることが好ましく、３０以下であることがより好ましく、２０以下であることがさらに好ましい。またＡ硬度が２０を下回ると有意な差が出にくくなることから、Ａ硬度が２０未満の場合にはＦ硬度が好ましく用いられる。この場合、Ｆ硬度で９５以下であると好ましく、９０以下であるとより好ましく、８０以下であるとさらに好ましく、７０以下であるとより好ましく、７０未満であるとさらに好ましく、６０以下であると一層好ましい。また、３０以上であると好ましく、４０以上であるとより好ましい。このような範囲であれば、研磨面１３０が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合に軟質の層１５０が歪みやすくなる。この結果、硬質の層１４０が樹脂塗装面の曲面に沿って撓みやすくなり、被研磨物の曲面に対する研磨面１３０の追従性が向上する傾向がある。研磨面１３０と曲面との接触面積が増えて研磨効率が向上する傾向がある。
【0034】
軟質の層１５０のＡ硬度は、例えば、ゴム硬度計（ＡＳＫＥＲ社製 Ａ型）を定圧荷重器（ＡＳＫＥＲ社製 ＣＬ－１５０Ｌ）に装着して、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で、３ｍｍ間隔で５点測定した中の最も大きい値を採用することにより測定することができる。
軟質の層１５０のＦ硬度は、例えば、ゴム硬度計（高分子計器株式会社製 アスカーゴム硬度計Ｆ型）を定圧荷重器（ＡＳＫＥＲ社製 ＣＬ－１５０Ｌ）に装着して、３ｍｍ間隔で５点測定した中の最も大きい値を採用することにより測定することができる。なおアスカーゴム硬度計Ｆ型は、特に軟らかい試料の硬さ測定で適切な指示値が得られるよう、大きなインデンタと加圧面を持ったデュロメータであり、押針の形状は高さ２．５４ｍｍ直径２５．２ｍｍの円筒形である。
軟質の層１５０のＦ硬度は、例えば、ゴム硬度計（高分子計器株式会社製 アスカーゴム硬度計Ｆ型）を定圧荷重器（ＡＳＫＥＲ社製 ＣＬ－１５０Ｌ）に装着して、３ｍｍ間隔で５点測定した中の最も大きい値を採用することにより測定することができる。なおアスカーゴム硬度計Ｆ型は、特に軟らかい試料の硬さ測定で適切な指示値が得られるよう、大きなインデンタと加圧面を持ったデュロメータであり、押針の形状は高さ２．５４ｍｍ直径２５．２ｍｍの円筒形である。
【0035】
軟質の層１５０の厚さは、特に限定されるものではないが０．５０ｃｍ以上であることが好ましい。また、軟質の層１５０の厚さは、５．０ｃｍ以下であることが好ましい。このような範囲であれば、研磨面１３０が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合に、軟質の層１５０の歪み量と硬質の層１４０の撓み量を確保することができる。
軟質の層１５０の材質は、特に限定されず、上記の硬度を有する材質であればよい。軟質の層１５０の材質は、例えば、ポリウレタン発泡体又はポリエチレン発泡体等の樹脂発泡体であってよい。
軟質の層１５０の材質は、特に限定されず、上記の硬度を有する材質であればよい。軟質の層１５０の材質は、例えば、ポリウレタン発泡体又はポリエチレン発泡体等の樹脂発泡体であってよい。
【0036】
（その他の研磨パッドの特徴）
研磨パッド１１０の研磨面１３０を有する層（硬質の層１４０）の径の大きさは特に限定されるものではなく、研磨ロボットのポリッシャー３０の研磨パッド取り付け部４０の径と同じでも、研磨パッド取り付け部４０の径より大きくても良い。研磨パッド１１０の径が研磨パッド取り付け部４０の径よりも大きい場合は、研磨対象物を研磨する際の圧力分布がより均一となり、また研磨時の取扱いの容易性が向上するため好ましい。例えば、研磨パッド１１０の径の研磨パッド取り付け部４０の径に対する比が１．０４倍以上２倍以下であることが好ましく、１．０４倍以上１．６倍以下であることがより好ましく、１．１倍以上１．３倍以下であることがさらに好ましい。
研磨パッド１１０の研磨面１３０を有する層（硬質の層１４０）の径の大きさは特に限定されるものではなく、研磨ロボットのポリッシャー３０の研磨パッド取り付け部４０の径と同じでも、研磨パッド取り付け部４０の径より大きくても良い。研磨パッド１１０の径が研磨パッド取り付け部４０の径よりも大きい場合は、研磨対象物を研磨する際の圧力分布がより均一となり、また研磨時の取扱いの容易性が向上するため好ましい。例えば、研磨パッド１１０の径の研磨パッド取り付け部４０の径に対する比が１．０４倍以上２倍以下であることが好ましく、１．０４倍以上１．６倍以下であることがより好ましく、１．１倍以上１．３倍以下であることがさらに好ましい。
【0037】
研磨パッド１１０をポリッシャー３０の研磨パッド取り付け部４０に固定する方法は特に限定されるものではないが、例えば、両面接着テープ、接着剤、面ファスナー等を用いる固定方法が挙げられる。
研磨パッド１１０のうち、ポリッシャー３０の研磨パッド取り付け部４０と接触する箇所の断面形状は、特に限定されるものではないが、例えば、直線状、曲線状、又はこれらを組み合わせた形状などが挙げられる。
研磨パッド１１０のうち、ポリッシャー３０の研磨パッド取り付け部４０と接触する箇所の断面形状は、特に限定されるものではないが、例えば、直線状、曲線状、又はこれらを組み合わせた形状などが挙げられる。
【0038】
研磨パッド１１０のうち、ポリッシャー３０の研磨パッド取り付け部４０と接触する箇所の外周形状は、特に限定されるものではないが、例えば、円形状、多角形状、花弁状、星型などが挙げられる。
研磨パッド１１０のうち、ポリッシャー３０の研磨パッド取り付け部４０と接触する箇所の表面には、溝加工、孔加工、エンボス加工等の加工を施してもよいが、これら以外の加工を施してもよい。
研磨パッド１１０のうち、ポリッシャー３０の研磨パッド取り付け部４０と接触する箇所の表面には、溝加工、孔加工、エンボス加工等の加工を施してもよいが、これら以外の加工を施してもよい。
【0039】
研磨パッド１１０の研磨面１３０には、研磨用組成物が研磨面全面に行き渡りやすくするため、また研磨対象物への追従性を向上するため、溝１３１が形成されていてもよい。溝の形状は特に限定されるものではないが、例えば図３（ａ）のような格子状１３１、図３（ｂ）のようなストライプ状１３２、図３（ｃ）のようなスパイラル状１３３、図３（ｄ）のような放射線状１３４、図３（ｅ）のような三角形状１３５、図３（ｆ）のような六角形状１３６の溝を形成することができる。
【0040】
また、溝の深さは特に限定されるものではない。例えば、硬質の層１４０の厚さと同じでもよく、硬質の層１４０の厚さよりも浅くてもよく、硬質の層１４０の厚さよりも深くてもよい。
また、溝の幅は特に限定されるものではないが、例えば０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましい。また、５．０ｍｍ以下であることが好ましく、２．０ｍｍ以下がより好ましい。
このような範囲であれば、溝の形成による研磨面１３０と樹脂塗装面との接触面積の減少を抑えながら、研磨面１３０が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合の硬質の層１４０の変位量を確保し研磨面１３０を撓みやすくすることができる。
また、溝の幅は特に限定されるものではないが、例えば０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１．０ｍｍ以上がより好ましい。また、５．０ｍｍ以下であることが好ましく、２．０ｍｍ以下がより好ましい。
このような範囲であれば、溝の形成による研磨面１３０と樹脂塗装面との接触面積の減少を抑えながら、研磨面１３０が樹脂塗装面の曲面に押し当てられた場合の硬質の層１４０の変位量を確保し研磨面１３０を撓みやすくすることができる。
【0041】
研磨パッド１１０の研磨面１３０の端部には、研磨対象物の特に凹曲面を研磨する際に傷を入りにくくするため、面取り部１４１～１４５が形成されていてもよい。面取り部の形状は特に限定されるものではないが、例えば図５（ａ）のような斜面状１４１、図５（ｂ）のような曲面状１４２、図５（ｃ）のような複数段の斜面状１４３、図５（ｄ）、（ｅ）のような斜面状と曲面状の組み合わせた形状１４４、１４５の面取り部を形成することができる。
また、面取り部の角度は特に限定されるものではないが、例えば面取り部が斜面状の場合、面取り部１４１と研磨面１３０とでなす角度θが１２５°以上１８０°未満であると好ましく、１４０°以上１６５°以下であるとより好ましい。この範囲であれば、凹面の研磨をした際に一層傷が入りにくくなる傾向がある。
また、面取り部の角度は特に限定されるものではないが、例えば面取り部が斜面状の場合、面取り部１４１と研磨面１３０とでなす角度θが１２５°以上１８０°未満であると好ましく、１４０°以上１６５°以下であるとより好ましい。この範囲であれば、凹面の研磨をした際に一層傷が入りにくくなる傾向がある。
【0042】
本実施形態の研磨方法において使用される研磨パッド１１０は、研磨面１３０の外縁よりも内側（中心側）の領域に、硬質の層１４０を厚さ方向に貫通する孔である貫通部１０１ａが形成されていてもよい。すなわち、貫通部１０１ａの開口部は硬質の層１４０の外縁において開放しておらず、閉鎖した開口部となっている。なお、貫通部１０１ａは、研磨面１３０の外縁よりも内側の領域に形成されていれば、硬質の層１４０の厚さ方向に平行に延びる孔でもよいし、硬質の層１４０の厚さ方向に対して傾斜する方向に延びる孔でもよい。
【0043】
また、詳細は後述するが、貫通部１０１ａは、図４（ａ）に示すように、研磨面１３０の周方向に沿って連続して環状をなしており、貫通部１ａによって研磨面１３０が貫通部１ａの外側の環状の研磨面１３０ｃと、貫通部１ａの内側の円形状の研磨面１３０ｄとに分断されるような形状をなしていてもよい。あるいは、貫通部１０１ａは、図４（ｂ）や図４（ｃ）に示すように、研磨面１３０の周方向に沿って連続しておらず、貫通部１ａによって研磨面１３０が複数に分断されないような形状（以下「非環状」と記すこともある）をなしていてもよい。
【0044】
貫通部１０１ａの開口部の平面形状、すなわち、研磨面１３０に対して垂直をなす位置の視点から貫通部１０１ａの開口部を見た場合の垂直投影図における貫通部１０１ａの開口部の形状は、特に限定されない。貫通部１０１ａの開口部の平面形状としては、例えば、環状（図４（ａ）を参照）、非環状が挙げられる。非環状としては、円形（図４（ｂ）を参照）、繭形（図４（ｃ）を参照）、楕円形、多角形（三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等）、直線形（帯形）、曲線形（円弧形、Ｃ字形、Ｕ字形、Ｓ字形等）、不定形等が挙げられる。貫通部１ａの開口部が角部を有すると、その部分に欠け等の破損が生じやすくなるので、環状、円形等の角部を有しない形状が好ましい。複数の貫通部１０１ａの開口部の形状は、全て同一でもよいし、その一部又は全部が異なっていてもよい。
【0045】
貫通部１０１ａの開口部の大きさ及び貫通部１０１ａの個数は、研磨面１３０の面積（貫通部１０１ａの開口部も含めた、研磨面１３０の外縁よりも内側の領域の全面積）に対する貫通部１０１ａの開口部の総面積の割合が３％以上３５％以下となるように設定することが好ましい。すなわち、研磨面１３０に対して垂直をなす位置の視点から研磨面１３０を見た場合の垂直投影図において、研磨面１３０の面積と貫通部１０１ａの開口部の面積を測定する。そして、全ての貫通部１０１ａの開口部の面積を合計し、この合計した貫通部１０１ａの開口部の総面積を研磨面１３０の面積で除して、研磨面１３０の面積に対する貫通部１０１ａの開口部の総面積の割合を算出する。
【0046】
研磨面１３０の面積に対する貫通部１０１ａの開口部の総面積の割合が３％以上であれば、硬質の層１４０の柔軟性が良好となるため、研磨対象物の表面に追従しやすくなる。一方、研磨面３０の面積に対する貫通部１０１ａの開口部の総面積の割合が３５％以下であれば、硬質の層１４０の研磨性能が良好となり、研磨対象物の表面のうねりが除去されやすい。なお、研磨面１３０の面積に対する貫通部１０１ａの開口部の総面積の割合は、６％以上２０％となるように設定することがより好ましい。
【0047】
研磨面１３０における貫通部１０１ａの開口部の配置の態様は、特に限定されるものではないが、硬質の層１４０の柔軟性及び研磨性能が好適となるように、研磨面１３０の外縁からの距離、研磨面１３０の中心からの距離、貫通部１０１ａの開口部同士の間の間隔等を適宜設定することが好ましい。
貫通部１０１ａの開口部の平面形状が環状である場合は、研磨面１３０は、貫通部１０１ａの外側の環状の研磨面１３０ｃと貫通部１０１ａの内側の円形状の研磨面１３０ｄとに分かれる。このときの貫通部１０１ａの形状は特に限定されるものではなく、正円形状でもよいし、楕円形状でもよい。
貫通部１０１ａの開口部の平面形状が環状である場合は、研磨面１３０は、貫通部１０１ａの外側の環状の研磨面１３０ｃと貫通部１０１ａの内側の円形状の研磨面１３０ｄとに分かれる。このときの貫通部１０１ａの形状は特に限定されるものではなく、正円形状でもよいし、楕円形状でもよい。
【0048】
また、研磨面１３０の直径に対する環状の貫通部１０１ａの幅の割合が２．５％以上１５％以下となるように設定することが好ましく、８％以上１３％以下であることがより好ましい。この範囲内であれば、研磨面１３０が研磨対象物の表面に追従しやすい上に、研磨対象物の表面のうねりが除去されやすい。
研磨面１３０における環状の貫通部１０１ａの位置は、研磨面１３０の外縁よりも内側（中心側）の領域であれば特に限定されるものではないが、貫通部１０１ａの外側の環状の研磨面１３０ｃの中心と貫通部１０１ａの内側の円形状の研磨面１３０ｄの中心とが共通となる位置に、環状の貫通部１０１ａを配置することが好ましい。
研磨面１３０における環状の貫通部１０１ａの位置は、研磨面１３０の外縁よりも内側（中心側）の領域であれば特に限定されるものではないが、貫通部１０１ａの外側の環状の研磨面１３０ｃの中心と貫通部１０１ａの内側の円形状の研磨面１３０ｄの中心とが共通となる位置に、環状の貫通部１０１ａを配置することが好ましい。
【0049】
貫通部１０１ａの外側の環状の研磨面１３０ｃを有する硬質の層１４０と、貫通部１０１ａの内側の円形状の研磨面１３０ｄを有する硬質の層１４０は、同一の素材で形成されていてもよいし、異なる素材で形成されていてもよい。
貫通部１０１ａの外側の環状の研磨面１３０ｃを有する硬質の層１４０のＡ硬度に比べて、貫通部１０１ａの内側の円形状の研磨面１３０ｄを有する硬質の層１４０のＡ硬度が大きいと、より効率的に研磨対象物の表面のうねりを除去できるので好ましい。
貫通部１０１ａの外側の環状の研磨面１３０ｃを有する硬質の層１４０のＡ硬度に比べて、貫通部１０１ａの内側の円形状の研磨面１３０ｄを有する硬質の層１４０のＡ硬度が大きいと、より効率的に研磨対象物の表面のうねりを除去できるので好ましい。
【0050】
貫通部１０１ａの開口部の平面形状が非環状である場合は、貫通部１０１ａの開口部の大きさや貫通部１０１ａの個数は特に限定されるものではないが、貫通部１０１ａの個数は３個以上１６個以下であることが好ましく、５個以上１０個以下であることがより好ましい。貫通部１０１ａの個数が３個以上であれば硬質の層１４０の柔軟性が良好となるため、研磨対象物の表面に追従しやすくなる。一方、貫通部１０１ａの個数が１６個以下であれば、硬質の層１４０の研磨性能が良好となり、研磨対象物の表面のうねりが除去されやすい。複数の貫通部１０１ａの開口部の大きさは、全て同一でもよいし、その一部又は全部が異なっていてもよい。
【0051】
非環状の貫通部１０１ａの配置の態様は特に限定されるものではなく、例えば、複数の非環状の貫通部１０１ａの開口部を、研磨面１３０に直線状に並べてもよいし、曲線状に並べてもよいし、環状に並べてもよい。複数の非環状の貫通部１０１ａが環状に並んでいる場合は、研磨面１３０が、環状の貫通部１０１ａによって分断された貫通部１０１ａの外側の環状の研磨面１３０ｃと、貫通部１０１ａの内側の円形状の研磨面１３０ｄとを、複数箇所で連結して繋いだ形状をなしているともみなすことができ、研磨面１３０が研磨対象物の表面に追従しやすい上に、研磨対象物の表面のうねりが除去されやすい。
【0052】
また、複数の非環状の貫通部１０１ａの開口部が直線状、曲線状、又は環状に並んでなる開口部群を、研磨面１３０に規則的に又は不規則的に複数群設けてもよい。例えば、複数の非環状の貫通部１０１ａの開口部が直線状又は曲線状に並んでなる開口部群を、研磨面１３０に平行に複数並べてもよい。また、複数の非環状の貫通部１０１ａの開口部が環状に並んでなる開口部群を、研磨面１３０に同心円状又は列状に複数並べてもよい。
隣り合う二つの非環状の貫通部１０１ａの開口部の互いに対向する端部から研磨面１３０の中心へそれぞれ仮想直線（図４（ｂ）における点線）を引いた場合に、これら２つの仮想直線のなす角度θは、２０度以上８５度以下であることが好ましく、２０度以上４０度以下であることがより好ましい。この範囲内であれば、研磨面１３０が研磨対象物の表面に追従しやすい上に、研磨対象物の表面のうねりが除去されやすい。
隣り合う二つの非環状の貫通部１０１ａの開口部の互いに対向する端部から研磨面１３０の中心へそれぞれ仮想直線（図４（ｂ）における点線）を引いた場合に、これら２つの仮想直線のなす角度θは、２０度以上８５度以下であることが好ましく、２０度以上４０度以下であることがより好ましい。この範囲内であれば、研磨面１３０が研磨対象物の表面に追従しやすい上に、研磨対象物の表面のうねりが除去されやすい。
【0053】
これら複数の非環状の貫通部１０１ａの開口部は、全体として、線対称、点対称等の対称性を有するように研磨面１３０に配置されていることが好ましい。例えば、隣接する非環状の貫通部１０１ａの開口部の中心を順次結んだ仮想直線が、正方形、正六角形、正八角形等の正多角形をなすように、非環状の貫通部１０１ａの開口部が配置されていることが好ましい。換言すれば、研磨面１３０に仮想的に配置した正多角形の頂点に相当する位置に、複数の非環状の貫通部１０１ａの開口部の中心がそれぞれ配置されていることが好ましい。この場合、研磨面１３０の中心と上記正多角形の中心とが一致することが好ましい。
【0054】
図４（ｂ）に示す研磨パッド１１０が、８個の非環状の貫通部１０１ａの開口部が正八角形の頂点に相当する位置にそれぞれ配置されている例であり、図４（ｃ）に示す研磨パッド１１０が、６個の非環状の貫通部１０１ａの開口部が正六角形の頂点に相当する位置にそれぞれ配置されている例である。
また、硬質の層１４０の柔軟性をさらに向上させるために、軟質の層１５０に凹部を設けてもよい。軟質の層１５０の凹部は、軟質の層１５０を厚さ方向に貫通する貫通部であってもよいし、軟質の層１５０の硬質の層１４０に接する側の表面に形成された有底穴であってもよい。
また、硬質の層１４０の柔軟性をさらに向上させるために、軟質の層１５０に凹部を設けてもよい。軟質の層１５０の凹部は、軟質の層１５０を厚さ方向に貫通する貫通部であってもよいし、軟質の層１５０の硬質の層１４０に接する側の表面に形成された有底穴であってもよい。
【0055】
軟質の層１５０の凹部が有底穴である場合は、その断面形状（研磨面１３０に直交する平面で切断した場合の断面形状）は特に限定されるものではなく、Ｖ字状でもよいが、矩形等の多角形状や円弧形状でもよい。
軟質の層１５０の凹部は、硬質の層１４０の環状又は非環状の貫通部１０１ａと連続して形成されていてもよいし（すなわち、研磨面１３０上の同位置に配置されていてもよい）、不連続に形成されていてもよい。
軟質の層１５０の凹部は、硬質の層１４０の環状又は非環状の貫通部１０１ａと連続して形成されていてもよいし（すなわち、研磨面１３０上の同位置に配置されていてもよい）、不連続に形成されていてもよい。
【0056】
軟質の層１５０の側面は、軟質の層１５０が円柱状又は円錐台状である場合は円柱面又は円錐面となり、角柱状又は角錐台状である場合は平面となるが、これら側面は平坦な面に限定されず、軟質の層１５０の外部側に向かって突出した凸面又は軟質の層１５０の内部側に向かって窪んだ凹面としてもよい。軟質の層１５０の形状が錐台状である場合は、錐台の中心軸線に対する軟質の層１５０の側面の傾斜角度は特に限定されるものではないが、この傾斜角度によって硬質の層１４０の柔軟性を調整することができる。
このような構成の研磨パッド１１０を用いて、研磨対象物が有する曲面状の表面の研磨を行えば、研磨パッド１１０の研磨面１３０が三次元的に変形し、研磨対象物の表面に追従するので、研磨対象物の表面のうねりを十分に除去することが可能であり、また研磨パッド１１０に欠け等の破損が生じにくいため好ましい。
このような構成の研磨パッド１１０を用いて、研磨対象物が有する曲面状の表面の研磨を行えば、研磨パッド１１０の研磨面１３０が三次元的に変形し、研磨対象物の表面に追従するので、研磨対象物の表面のうねりを十分に除去することが可能であり、また研磨パッド１１０に欠け等の破損が生じにくいため好ましい。
【0057】
＜研磨用組成物＞
上記の研磨方法において使用される研磨用組成物の例について説明する。研磨用組成物は、砥粒と、油剤、乳化安定剤、及び増粘剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤と、を含むエマルションで構成されていることが好ましい。以下、研磨用組成物の詳細について説明する。
研磨用組成物は、特に限定されるものではない。研磨用組成物としては、例えば、炭化ケイ素等のケイ素の炭化物からなる粒子や、二酸化ケイ素即ちシリカ、酸化アルミニウム即ちアルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、酸化鉄及び酸化マンガン等のケイ素または金属元素の酸化物からなる粒子や、ジルコンなどのケイ酸塩化合物、熱可塑性樹脂からなる有機粒子、又は有機無機複合粒子などから選ばれる砥粒、特に酸化アルミニウム、酸化セリウム、及び酸化ジルコニウムの少なくとも一種で構成される砥粒を含むスラリーを用いることができる。
上記の研磨方法において使用される研磨用組成物の例について説明する。研磨用組成物は、砥粒と、油剤、乳化安定剤、及び増粘剤から選ばれる少なくとも一種の添加剤と、を含むエマルションで構成されていることが好ましい。以下、研磨用組成物の詳細について説明する。
研磨用組成物は、特に限定されるものではない。研磨用組成物としては、例えば、炭化ケイ素等のケイ素の炭化物からなる粒子や、二酸化ケイ素即ちシリカ、酸化アルミニウム即ちアルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、酸化鉄及び酸化マンガン等のケイ素または金属元素の酸化物からなる粒子や、ジルコンなどのケイ酸塩化合物、熱可塑性樹脂からなる有機粒子、又は有機無機複合粒子などから選ばれる砥粒、特に酸化アルミニウム、酸化セリウム、及び酸化ジルコニウムの少なくとも一種で構成される砥粒を含むスラリーを用いることができる。
【0058】
例えば研磨用組成物には、高研磨速度を可能にし、且つ容易に入手が可能であるアルミナスラリーを用いることがさらに好ましい。
アルミナには、例えば、α－アルミナ、β－アルミナ、γ－アルミナ、θ－アルミナなどの結晶形態が異なるものがあり、また水和アルミナと呼ばれるアルミニウム化合物も存在する。研磨速度の観点からは、α－アルミナを主成分とするものが砥粒としてより好ましい。
また、アルミナとジルコンとの混合物なども砥粒として好ましく使用できる。
α－アルミナを用いる場合、そのα化率は特に制限はないが、３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましい。この範囲であれば、良好な表面形状を保ちながら高い研磨速度を有することができる。なお、α化率は例えばＸ線回折測定による（１１３）面回折線の積分強度比から求めることができる。
アルミナには、例えば、α－アルミナ、β－アルミナ、γ－アルミナ、θ－アルミナなどの結晶形態が異なるものがあり、また水和アルミナと呼ばれるアルミニウム化合物も存在する。研磨速度の観点からは、α－アルミナを主成分とするものが砥粒としてより好ましい。
また、アルミナとジルコンとの混合物なども砥粒として好ましく使用できる。
α－アルミナを用いる場合、そのα化率は特に制限はないが、３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましい。この範囲であれば、良好な表面形状を保ちながら高い研磨速度を有することができる。なお、α化率は例えばＸ線回折測定による（１１３）面回折線の積分強度比から求めることができる。
【0059】
砥粒の平均二次粒子径は、特に限定されるものではないが、１５．０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは５．０μｍ以下である。平均二次粒子径が小さくなるにつれて、研磨用組成物の分散安定性は向上し、被研磨面のスクラッチ発生が抑制される。
砥粒の平均二次粒子径は、細孔電気抵抗法（測定機：ベックマン・コールター株式会社製 マルチサイザーＩＩＩ型）により測定することができる。
砥粒の平均二次粒子径は、細孔電気抵抗法（測定機：ベックマン・コールター株式会社製 マルチサイザーＩＩＩ型）により測定することができる。
【0060】
研磨用組成物中の砥粒の含有量は、特に限定されるものではないが、好ましくは０．１質量％以上であり、より好ましくは５質量％以上であり、さらに好ましくは１０質量％以上である。砥粒の含有量が多くなるにつれて、研磨速度は向上する傾向がある。砥粒の含有量が上記の範囲内にある場合、研磨速度を実用上特に好適なレベルにまで向上させることが容易となる。
また、砥粒の含有量は、特に限定されるものではないが、５０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは３５質量％以下であり、さらに好ましくは３０質量％以下である。砥粒の含有量が上記の範囲内にある場合、研磨用組成物のコストを抑えることができる。また、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面に表面欠陥が生じることをより抑えることができる。なお、研磨対象物は、樹脂材料、合金材料、金属、半金属、金属の酸化物材料、半金属の酸化物材料及びガラス材料からなる群より選択される少なくとも１種を含むものであればよい。
また、砥粒の含有量は、特に限定されるものではないが、５０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは３５質量％以下であり、さらに好ましくは３０質量％以下である。砥粒の含有量が上記の範囲内にある場合、研磨用組成物のコストを抑えることができる。また、研磨用組成物を用いて研磨した後の研磨対象物の表面に表面欠陥が生じることをより抑えることができる。なお、研磨対象物は、樹脂材料、合金材料、金属、半金属、金属の酸化物材料、半金属の酸化物材料及びガラス材料からなる群より選択される少なくとも１種を含むものであればよい。
【0061】
本実施形態に係る研磨用組成物は、添加剤を含む。該添加剤の具体的な例としては、たとえば、油剤、乳化安定剤、増粘剤が挙げられる。該添加剤は、単独でもまたは２種以上混合して用いてもよい。該添加剤を添加することで、エマルションの安定性が向上する傾向がある。なお、添加剤として、後述する表面改質剤及びアルカリ等を用いてもよい。
油剤の例としては、流動パラフィン、ポリブテン、α－オレフィンオリゴマー、アルキルベンゼン、ポリオールエステル、リン酸エステル、シリコーン油などの合成油、スピンドル油、ニュートラル油、ブライトストックなどの鉱物油、ヒマシ油、大豆油、ヤシ油、亜麻仁油、綿実油、ナタネ油、キリ油、オリーブ油などの植物性油脂、牛脂、スクワラン、ラノリンなどの動物性油脂等が挙げられる。
油剤の例としては、流動パラフィン、ポリブテン、α－オレフィンオリゴマー、アルキルベンゼン、ポリオールエステル、リン酸エステル、シリコーン油などの合成油、スピンドル油、ニュートラル油、ブライトストックなどの鉱物油、ヒマシ油、大豆油、ヤシ油、亜麻仁油、綿実油、ナタネ油、キリ油、オリーブ油などの植物性油脂、牛脂、スクワラン、ラノリンなどの動物性油脂等が挙げられる。
【0062】
乳化安定剤の例としては、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール等の多価アルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等の脂肪族アルコール等が挙げられる。
増粘剤の例としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム（例えば、完全中和物、部分中和物、会合型のアルカリ可溶性のポリアクリル酸（アクリルポリマー）など）等の合成系増粘剤、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース等のセルロース系増粘剤（半合成系増粘剤）、寒天、カラギーナン、層状ケイ酸塩化合物、キサンタンガム、アラビアゴム等の天然系増粘剤等が挙げられる。会合型のアルカリ可溶性のポリアクリル酸を用いる場合には、ポリアクリル酸とアルカリとが併用される。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の無機アルカリ、トリエタノールアミン等の有機アルカリなどが挙げられる。アルカリを添加することにより、ポリアクリル酸が増粘作用を発揮する。また、増粘剤は、ニュートン流体であってもよいし、非ニュートン流体であってもよい。
増粘剤の例としては、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム（例えば、完全中和物、部分中和物、会合型のアルカリ可溶性のポリアクリル酸（アクリルポリマー）など）等の合成系増粘剤、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース等のセルロース系増粘剤（半合成系増粘剤）、寒天、カラギーナン、層状ケイ酸塩化合物、キサンタンガム、アラビアゴム等の天然系増粘剤等が挙げられる。会合型のアルカリ可溶性のポリアクリル酸を用いる場合には、ポリアクリル酸とアルカリとが併用される。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等の無機アルカリ、トリエタノールアミン等の有機アルカリなどが挙げられる。アルカリを添加することにより、ポリアクリル酸が増粘作用を発揮する。また、増粘剤は、ニュートン流体であってもよいし、非ニュートン流体であってもよい。
【0063】
研磨用組成物は、上記の成分の他、必要に応じて潤滑油、有機溶剤、界面活性剤などの他の成分を適宜含んでもよい。
潤滑油は、例えば、合成油、鉱物油、植物性油脂又はそれらの組み合わせであってよい。
有機溶剤は、例えば、炭化水素系溶剤の他、アルコール、エーテル、グリコール類やグリセリン等であってよい。
界面活性剤は、例えば、いわゆるアニオン、カチオン、ノニオン、両性界面活性剤であってよい。
潤滑油は、例えば、合成油、鉱物油、植物性油脂又はそれらの組み合わせであってよい。
有機溶剤は、例えば、炭化水素系溶剤の他、アルコール、エーテル、グリコール類やグリセリン等であってよい。
界面活性剤は、例えば、いわゆるアニオン、カチオン、ノニオン、両性界面活性剤であってよい。
【実施例0064】
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
実施例１は、産業用ロボット（安川電機株式会社製「ＭＯＴＯＭＡＮ－ＧＰ２５」）のアームの先端に定圧機構及びポリッシャー（リョービ株式会社製「ＰＥ－２０１」）を取り付けた研磨ロボット（トライエンジニアリング株式会社製「ロボットポリッシングシステム」）を用いて、研磨の圧力が一定となるように制御して、研磨を行った。
研磨対象物は、合成樹脂塗料で塗装された平板の８００ｍｍ×６００ｍｍの金属板であり、クリア塗膜層の厚さは３０μｍである。つまり、被研磨面は、合成樹脂からなる塗装面である。
（実施例１）
実施例１は、産業用ロボット（安川電機株式会社製「ＭＯＴＯＭＡＮ－ＧＰ２５」）のアームの先端に定圧機構及びポリッシャー（リョービ株式会社製「ＰＥ－２０１」）を取り付けた研磨ロボット（トライエンジニアリング株式会社製「ロボットポリッシングシステム」）を用いて、研磨の圧力が一定となるように制御して、研磨を行った。
研磨対象物は、合成樹脂塗料で塗装された平板の８００ｍｍ×６００ｍｍの金属板であり、クリア塗膜層の厚さは３０μｍである。つまり、被研磨面は、合成樹脂からなる塗装面である。
【0065】
直径１５ｃｍ、厚さ０．５ｃｍの円板状の不織布からなる硬質の層と、直径１５ｃｍ、厚さ２ｃｍの円板状の発泡ポリウレタンからなる軟質の層と、を備える。硬質の層の一方の円板面が研磨面をなしており、他方の円板面に軟質の層が接合されている。硬質の層の疎部の面積率は９５％である。また、硬質の層のＡ硬度は７０であり、軟質の層のＦ硬度は９０である。なお、本実施例において硬質の層のＡ硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準ずる方法で、３ｍｍ間隔で５点測定した中の最も小さい値である。軟質の層のＦ硬度は、ゴム硬度計（高分子計器株式会社製 アスカーゴム硬度計Ｆ型）を定圧荷重器（ＡＳＫＥＲ社製 ＣＬ－１５０Ｌ）に装着して、３ｍｍ間隔で５点測定した中の最も大きい値を採用する。また、研磨パッド取り付け部の径に対する研磨面を有する層の径の比は１：１．２である。
【0066】
使用した研磨用組成物は、水に、砥粒としてアルミナ１２質量％、イソパラフィン系炭化水素１６質量％、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル２質量％、ポリアクリル酸系高分子１質量％を加えて室温（２５℃）で撹拌し、分散液（Ｏ／Ｗ型エマルション）としたものに、水酸化ナトリウムを加えて粘度を８，０００ｍＰａ・ｓとしたものである。
アルミナの平均二次粒子径は１．３μｍ、α化率は６５％である。平均二次粒子径は、精密粒度分布測定装置（ベックマン・コールター株式会社製 マルチサイザーＩＩＩ）を用い、細孔電気抵抗法により測定したＤ５０の値である。α化率は、Ｘ線解析装置（株式会社リガク製 Ｕｌｔｉｍａ－ＩＶ）を使用し、Ｘ線回折測定による（１１３）面回折線の積分強度比より算出した。
アルミナの平均二次粒子径は１．３μｍ、α化率は６５％である。平均二次粒子径は、精密粒度分布測定装置（ベックマン・コールター株式会社製 マルチサイザーＩＩＩ）を用い、細孔電気抵抗法により測定したＤ５０の値である。α化率は、Ｘ線解析装置（株式会社リガク製 Ｕｌｔｉｍａ－ＩＶ）を使用し、Ｘ線回折測定による（１１３）面回折線の積分強度比より算出した。
【0067】
具体的な研磨条件は、以下の通りである。
圧力：４５００Ｎ／ｍ２
ポリッシャーの回転数：１０００ｒｐｍ
送り速度：１８３ｍｍ／秒
研磨用組成物の流量：２ｍｌ／分
研磨時間：２０分間
なお、圧力の制御は、力の値による制御指令によってなされる。
圧力：４５００Ｎ／ｍ２
ポリッシャーの回転数：１０００ｒｐｍ
送り速度：１８３ｍｍ／秒
研磨用組成物の流量：２ｍｌ／分
研磨時間：２０分間
なお、圧力の制御は、力の値による制御指令によってなされる。
【0068】
研磨動作での研磨対象物とポリッシャーに装着されたパッドとの接触開始点において、研磨対象物にパッドを接近後、加圧開始、ポリッシャーの回転開始の順に動作した。研磨開始点接近とは、圧力を印加する方向に沿って延びる軸線を「加圧軸」としたとき、研磨開始点に対して加圧軸上の位置へ研磨パッドを移動させる動作である。なお、接近後に研磨パッドが研磨対象物に接触することもあるし、接触していないこともある。接触していない場合は、加圧開始の動作によって研磨パッドが研磨対象物に接触する。
研磨動作での研磨対象物とポリッシャーに装着されたパッドとの接触終了点において、加圧解除とポリッシャーの回転停止前に研磨対象物に接触しない回避位置へ移動した後に加圧解除とポリッシャーの回転を停止した。
研磨対象物とポリッシャーに装着されたパッドは水平（すなわち研磨パッドの研磨の進行方向側が研磨対象物から離れる方向の角度が０°）で研磨した。
研磨動作での研磨対象物とポリッシャーに装着されたパッドとの接触終了点において、加圧解除とポリッシャーの回転停止前に研磨対象物に接触しない回避位置へ移動した後に加圧解除とポリッシャーの回転を停止した。
研磨対象物とポリッシャーに装着されたパッドは水平（すなわち研磨パッドの研磨の進行方向側が研磨対象物から離れる方向の角度が０°）で研磨した。
【0069】
研磨後に、被研磨面のゆず肌の除去性を目視により確認した。ゆず肌が除去されている場合はＡ、ゆず肌が除去されていない場合はＤとして、表１に記した。
研磨後に、被研磨面の樹脂塗膜の剥がれの有無を目視により確認した。樹脂塗膜の剥がれが無い場合はＡ、樹脂塗膜の剥がれが９か所以下存在する場合はＤ、樹脂塗膜の剥がれが１０か所以上存在する場合はＥとして、表１に記した。
研磨後に、被研磨面の樹脂塗膜の剥がれの有無を目視により確認した。樹脂塗膜の剥がれが無い場合はＡ、樹脂塗膜の剥がれが９か所以下存在する場合はＤ、樹脂塗膜の剥がれが１０か所以上存在する場合はＥとして、表１に記した。
【0070】
被研磨面の取り代を、研磨前後の膜厚をそれぞれ電磁誘導式膜厚測定装置で測定した差から算出し、取り代とした。取り代を研磨時間で除して研磨速度を求めた。被研磨面の９箇所で研磨速度を測定した。この試験を５回実施し、９箇所×５回＝４５点の平均研磨速度と標準偏差を算出した。前記９箇所は被研磨面の一部である６００ｍｍ×８００ｍｍの外周部分より１５０ｍｍ以上内側の部分の９箇所とした。標準偏差を平均研磨速度で除して１００を乗じた値を、研磨速度のばらつき（％）として評価した。
【0071】
研磨速度が０．３５μｍ／分以上の場合はＡ＋、０．２８μｍ／分以上０．３５μｍ／分未満の場合はＡ、０．２１μｍ／分以上０．２８μｍ／分未満の場合はＢ、０．１０μｍ／分以上０．２１μｍ／分未満の場合はＣ、０．１０μｍ／分未満の場合はＤとして、表１に記した。
研磨速度の標準偏差が０．０５μｍ／分以下の場合はＡ、０．０５μｍ／分を超え０．０８μｍ／分以下の場合はＤ、０．０８μｍ／分を超える場合はＥとして、表１に記した。
研磨速度のばらつきが２０％未満の場合はＡ、２０％以上３０％未満の場合はＤ、３０％以上の場合はＥとして、表１に記した。
研磨後に、ポリッシャー起因の痕が暗室で点光源のスポットライトでも確認されない場合はＡ、快晴時の太陽光下で確認される場合はＢ、蛍光灯下で確認されるＣとして、表１に記した。
研磨速度の標準偏差が０．０５μｍ／分以下の場合はＡ、０．０５μｍ／分を超え０．０８μｍ／分以下の場合はＤ、０．０８μｍ／分を超える場合はＥとして、表１に記した。
研磨速度のばらつきが２０％未満の場合はＡ、２０％以上３０％未満の場合はＤ、３０％以上の場合はＥとして、表１に記した。
研磨後に、ポリッシャー起因の痕が暗室で点光源のスポットライトでも確認されない場合はＡ、快晴時の太陽光下で確認される場合はＢ、蛍光灯下で確認されるＣとして、表１に記した。
【0072】
（比較例１）
比較例１は、研磨ロボットとしてファナック株式会社製の産業用ロボット「Ｍ－２０ｉＡ」のアームの先端にポリッシャーを取り付けた装置を用いて、定圧制御を行わず定寸加工となるように制御して研磨を行った。すなわち、経路の最初と最後の点のみの研磨後の位置に該当する加圧力が指定され、途中の経路は前記の方法で指示した最初と最後の位置を直線で結んだ位置になるような加圧力で研磨される機構で行った。
具体的な研磨条件は、研磨開始前の動作が表１に記載した順序である点を除いては、実施例１と同様にして試験を行った。
比較例１は、研磨ロボットとしてファナック株式会社製の産業用ロボット「Ｍ－２０ｉＡ」のアームの先端にポリッシャーを取り付けた装置を用いて、定圧制御を行わず定寸加工となるように制御して研磨を行った。すなわち、経路の最初と最後の点のみの研磨後の位置に該当する加圧力が指定され、途中の経路は前記の方法で指示した最初と最後の位置を直線で結んだ位置になるような加圧力で研磨される機構で行った。
具体的な研磨条件は、研磨開始前の動作が表１に記載した順序である点を除いては、実施例１と同様にして試験を行った。
【0073】
（比較例２）
比較例２は、ロボットを使わず、人が図６に示される手動用ポリッシャーを使用して、ハンド部７０、８０を手でつかみながら研磨を行った。手動用ポリッシャーとしては、トライエンジニアリング株式会社製の「ＭＯＴＯＭＡＮ－ＧＰ２５」のアームの先端に取り付けたと同じポリッシャーであるリョービ株式会社製「ＰＥ－２０１」を使用した。
具体的な研磨条件は、以下の通りである。
ポリッシャーの回転数：１０００ｒｐｍ
研磨用組成物の流量：２ｍｌ／分
研磨時間：１５分間
上記の点及び研磨開始前の動作が表１に記載した順序である点を除いては、実施例１と同様にして試験を行った。
比較例２は、ロボットを使わず、人が図６に示される手動用ポリッシャーを使用して、ハンド部７０、８０を手でつかみながら研磨を行った。手動用ポリッシャーとしては、トライエンジニアリング株式会社製の「ＭＯＴＯＭＡＮ－ＧＰ２５」のアームの先端に取り付けたと同じポリッシャーであるリョービ株式会社製「ＰＥ－２０１」を使用した。
具体的な研磨条件は、以下の通りである。
ポリッシャーの回転数：１０００ｒｐｍ
研磨用組成物の流量：２ｍｌ／分
研磨時間：１５分間
上記の点及び研磨開始前の動作が表１に記載した順序である点を除いては、実施例１と同様にして試験を行った。
【0074】
（実施例２、比較例３、比較例４）
実施例２、比較例３、比較例４は、使用した研磨パッドが、硬質の層の疎部の面積率が６２％、硬質の層のＡ硬度が８４である点を除いては、それぞれ実施例１、比較例１、比較例２と同様にして試験を行った。
（比較例５～７）
比較例５～７は、使用した研磨パッドが、硬質の層の疎部の面積率が５０％、硬質の層のＡ硬度が７４である点を除いては、それぞれ実施例１、比較例１、比較例２と同様にして試験を行った。
（比較例８～１０）
比較例８～１０は、使用した研磨パッドが、硬質の層の疎部の面積率が９４％、硬質の層のＡ硬度が５０未満である点を除いては、それぞれ実施例１、比較例１、比較例２と同様にして試験を行った。
実施例２、比較例３、比較例４は、使用した研磨パッドが、硬質の層の疎部の面積率が６２％、硬質の層のＡ硬度が８４である点を除いては、それぞれ実施例１、比較例１、比較例２と同様にして試験を行った。
（比較例５～７）
比較例５～７は、使用した研磨パッドが、硬質の層の疎部の面積率が５０％、硬質の層のＡ硬度が７４である点を除いては、それぞれ実施例１、比較例１、比較例２と同様にして試験を行った。
（比較例８～１０）
比較例８～１０は、使用した研磨パッドが、硬質の層の疎部の面積率が９４％、硬質の層のＡ硬度が５０未満である点を除いては、それぞれ実施例１、比較例１、比較例２と同様にして試験を行った。
【0075】
(実施例３～７)
実施例３～７は、定圧に押し込みが可能な加工圧が１０００Ｎ／ｍ２、２０００Ｎ／ｍ２、３５００Ｎ／ｍ２、４０００Ｎ／ｍ２、６０００Ｎ／ｍ２である点を除いては、それぞれ実施例２と同様にして試験を行った。
比較例１１、１２は、定圧に押し込みが可能な加工圧が５００Ｎ／ｍ２、６５００Ｎ／ｍ２である点を除いては、それぞれ実施例２と同様にして試験を行った。
実施例３～７は、定圧に押し込みが可能な加工圧が１０００Ｎ／ｍ２、２０００Ｎ／ｍ２、３５００Ｎ／ｍ２、４０００Ｎ／ｍ２、６０００Ｎ／ｍ２である点を除いては、それぞれ実施例２と同様にして試験を行った。
比較例１１、１２は、定圧に押し込みが可能な加工圧が５００Ｎ／ｍ２、６５００Ｎ／ｍ２である点を除いては、それぞれ実施例２と同様にして試験を行った。
【0076】
（実施例８、９）
実施例８、９は、研磨開始前の動作が表３に記載した順序である点を除いては、それぞれ実施例２と同様にして試験を行った。
（実施例１０～１２）
実施例１０～１２は研磨終了後の動作が表３に記載した順序である点を除いては、それぞれ実施例２と同様にして試験を行った。
（実施例１３～１９）
実施例１３～１９は研磨中のパッドの研磨方向側が研磨対象物から離れる方向に傾いている角度（研磨パッドの研磨面の研磨方向に対する角度）および、研磨パッドの支持層のＦ硬度が表４に記載される値である点を除いては、それぞれ実施例２と同様の試験を行った。研磨後に、被研磨面全体の研磨痕が暗室で点光源のスポットライトでも確認されない場合はＡ、快晴時の太陽光下で確認される場合はＢ、蛍光灯下で確認されるＣとして、表４に記した。
実施例８、９は、研磨開始前の動作が表３に記載した順序である点を除いては、それぞれ実施例２と同様にして試験を行った。
（実施例１０～１２）
実施例１０～１２は研磨終了後の動作が表３に記載した順序である点を除いては、それぞれ実施例２と同様にして試験を行った。
（実施例１３～１９）
実施例１３～１９は研磨中のパッドの研磨方向側が研磨対象物から離れる方向に傾いている角度（研磨パッドの研磨面の研磨方向に対する角度）および、研磨パッドの支持層のＦ硬度が表４に記載される値である点を除いては、それぞれ実施例２と同様の試験を行った。研磨後に、被研磨面全体の研磨痕が暗室で点光源のスポットライトでも確認されない場合はＡ、快晴時の太陽光下で確認される場合はＢ、蛍光灯下で確認されるＣとして、表４に記した。
【0077】
【表1】
【0078】
【表2】
【0079】
【表3】
【0080】
【表4】
【0081】
これらの試験結果から、研磨パッドの硬質の層の疎部の面積率とＡ硬度が適切な範囲内であるパッドを用い、定圧加工でのロボット研磨を行った場合には、被研磨面の表面をばらつきが小さく安定して鏡面研磨をすることができることが分かる。一方、研磨パッドの硬質の層の疎部の面積率とＡ硬度が適切な範囲ではない場合や、定寸加工でのロボット研磨、あるいは人が研磨を行った場合には、被研磨面の表面の品質が満足できるものでなかったり、ばらつきが大きく安定性が不十分であったりした。
【0082】
またこれらの試験結果から、定圧に押し込み可能な機構を備えた産業用ロボットの研磨加工圧が適切な範囲である圧力で研磨対象物の研磨を行った場合には、被研磨面の表面のゆず肌が除去できることが分かる。なお、１０００Ｎ／ｍ２未満の場合は研磨対象物のゆず肌除去の効率性が低下し、６０００Ｎ／ｍ２を超えると配置するポリッシャーが破損した。
またこれらの試験結果から、定圧に押し込み可能な機構を備えた産業用ロボットで研磨する研磨開始点においては、開始点に接近後、加圧開始→加圧安定の為の待機→ポリッシャー回転開始→研磨開始の順に行うことで、研磨開始点での研磨対象物のポリッシャー起因の痕の発生をより抑制できることがわかる。
またこれらの試験結果から、定圧に押し込み可能な機構を備えた産業用ロボットで研磨する研磨開始点においては、開始点に接近後、加圧開始→加圧安定の為の待機→ポリッシャー回転開始→研磨開始の順に行うことで、研磨開始点での研磨対象物のポリッシャー起因の痕の発生をより抑制できることがわかる。
【0083】
またこれらの試験結果から、定圧に押し込み可能な機構を備えた産業用ロボットで研磨する研磨終了点においては、終了点に到達後、加圧の範囲が及ばない回避位置へ移動させた後に、加圧解除とポリッシャーの回転停止させることで、研磨終了点での研磨対象物のポリッシャー起因の痕の発生をより抑制できることがわかる。
またこれらの試験結果から、定圧に押し込み可能な機構を備えた産業用ロボットで研磨中に研磨パッドの研磨の進行方向側を研磨対象物から離れる方向に０°を超える角度で傾けて研磨した場合、研磨速度が向上することが分かった。また、５．０°以下の角度で傾けた場合は、被研磨面全体の研磨痕の発生をより抑制できることが分かった。
またこれらの試験結果から、定圧に押し込み可能な機構を備えた産業用ロボットで研磨中に研磨パッドの研磨の進行方向側を研磨対象物から離れる方向に０°を超える角度で傾けて研磨した場合、研磨速度が向上することが分かった。また、５．０°以下の角度で傾けた場合は、被研磨面全体の研磨痕の発生をより抑制できることが分かった。
【符号の説明】
【0084】
１ 研磨装置
１１ ロボット
１２ ベース部
１４ 下腕部
１６ 上腕部
１８ 手首部
１３Ｓ Ｓ軸モータ
１３Ｌ Ｌ軸モータ
１５Ｕ Ｕ軸モータ
１５Ｒ Ｒ軸モータ
１７Ｂ Ｂ軸モータ
１７Ｔ Ｔ軸モータ
１３Ｓａ Ｓ軸
１３Ｌａ Ｌ軸
１５Ｕａ Ｕ軸
１５Ｒａ Ｒ軸
１７Ｂａ Ｂ軸
１７Ｔａ Ｔ軸
２０ 圧力制御部
２０ｃ 圧力制御部中心軸
２０ｄ 加圧方向
３０ ポリッシャー
５０ 手動用ポリッシャー
４０ パッド取り付け部
６０ ロボット制御部
７０ ハンド部
８０ ハンド部
１１０ 研磨パッド
１３０ 研磨面
１３１～１３６ 溝
１４０ 硬質の層
１４１～１４５ 面取り部
１５０ 軟質の層
１０１ａ 貫通部
１３０ｃ 貫通部の外側の研磨面
１３０ｄ 貫通部の内側の研磨面
１６０ 研磨対象物
１６０ａ 研磨方向
１１ ロボット
１２ ベース部
１４ 下腕部
１６ 上腕部
１８ 手首部
１３Ｓ Ｓ軸モータ
１３Ｌ Ｌ軸モータ
１５Ｕ Ｕ軸モータ
１５Ｒ Ｒ軸モータ
１７Ｂ Ｂ軸モータ
１７Ｔ Ｔ軸モータ
１３Ｓａ Ｓ軸
１３Ｌａ Ｌ軸
１５Ｕａ Ｕ軸
１５Ｒａ Ｒ軸
１７Ｂａ Ｂ軸
１７Ｔａ Ｔ軸
２０ 圧力制御部
２０ｃ 圧力制御部中心軸
２０ｄ 加圧方向
３０ ポリッシャー
５０ 手動用ポリッシャー
４０ パッド取り付け部
６０ ロボット制御部
７０ ハンド部
８０ ハンド部
１１０ 研磨パッド
１３０ 研磨面
１３１～１３６ 溝
１４０ 硬質の層
１４１～１４５ 面取り部
１５０ 軟質の層
１０１ａ 貫通部
１３０ｃ 貫通部の外側の研磨面
１３０ｄ 貫通部の内側の研磨面
１６０ 研磨対象物
１６０ａ 研磨方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】