JP2005288576A - Lubricant for polishing and slurry for polishing made of the lubricant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脆性材料のポリッシング加工に用いるポリッシング加工用ルブリカント、該ルブリカントから調製されるポリッシング加工用スラリー、及び、該スラリーを使用した脆性材料の加工方法に関する。 The present invention relates to a polishing process lubricator used for polishing a brittle material, a polishing process slurry prepared from the lubrication process, and a brittle material processing method using the slurry.
近年、ガラス材料は、光学レンズ、光ディスク、磁気ディスク、液晶ガラス、フォトマスク等のガラス基板として用いられている。これらの用途においては、ガラス材料を高精度に加工する必要があるため、主にポリッシング加工法が用いられている。
ポリッシング加工の際には、ポリッシング加工用スラリーとして、メタ燐酸ソーダ、メタ燐酸カリウム、EDTA及びその誘導体、アルコール等のカップリング剤が広く用いられている。また、ポリグリコール類をベースにしたスラリーも広く用いられている。
しかしながら、これらのポリッシング加工用スラリーは人体に対する毒性が高く、肌荒れなどを起こすものが少なくない。更に、ポリグリコール類を使用したポリッシング加工用スラリーは廃液の処理が困難であり、その上、処理後も高いCOD値を示す。したがって、環境への負荷を考慮してその使用量等が制限される。
したがって、地球環境に優しい、すなわち廃棄後に環境への負荷が低く、河川、湖沼、海の富栄養化を起こしにくく、かつ、人体に対する毒性が低く、肌荒れ等を起こしにくいポリッシング加工用スラリーが求められている。
In recent years, glass materials have been used as glass substrates for optical lenses, optical disks, magnetic disks, liquid crystal glass, photomasks, and the like. In these applications, since it is necessary to process the glass material with high accuracy, a polishing method is mainly used.
At the time of polishing, coupling agents such as sodium metaphosphate, potassium metaphosphate, EDTA and derivatives thereof, and alcohol are widely used as polishing slurry. Slurries based on polyglycols are also widely used.
However, these polishing slurries are highly toxic to the human body and often cause rough skin. Furthermore, the polishing slurry using polyglycols is difficult to treat the waste liquid, and also shows a high COD value after the treatment. Therefore, the amount of use and the like is limited in consideration of the environmental load.
Therefore, there is a need for a polishing slurry that is environmentally friendly, that is, has a low environmental impact after disposal, is less prone to eutrophication of rivers, lakes, and seas, is less toxic to the human body, and is less likely to cause rough skin. ing.
また、ポリッシング加工用スラリーとしては、ガラス研磨用研磨材組成物(例えば、特許文献1)や、ガラス研磨用研磨材(例えば、特許文献2)等も知られている。しかしながら、これらポリッシング加工用スラリーは、使用の際に泡立ちやフィルター詰り等を起こすため、安定した研磨速度を得るという点で満足のいくものではない。
したがって、泡立ちやフィルター詰りが少なく、安定した研磨速度を与えることができるポリッシング加工用スラリーも求められている。
Further, as polishing slurry, a glass polishing abrasive composition (for example, Patent Document 1), a glass polishing abrasive (for example, Patent Document 2), and the like are also known. However, since these polishing slurries cause foaming and filter clogging during use, they are not satisfactory in terms of obtaining a stable polishing rate.
Accordingly, there is also a need for a polishing slurry that can provide a stable polishing rate with less foaming and filter clogging.
本発明の目的は、環境に対する負荷が低く、人体に対する毒性が低く、肌荒れ等を起こしにくいポリッシング加工用スラリーを提供することである。
本発明の他の目的は、泡立ちやフィルター詰りが少なく、安定した研磨速度を与えるポリッシング加工用スラリーを提供することである。
本発明の更なる目的は、高い研磨速度を与えるポリッシング加工用スラリーを提供することである。
本発明の更なる目的は、前記のポリッシング加工用スラリーを与えるポリッシング加工用ルブリカントを提供することである。
本発明の更なる目的は、前記ポリッシング加工用スラリーを使用した脆性材料の加工方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a polishing slurry having a low environmental load, low toxicity to the human body, and hardly causing rough skin.
Another object of the present invention is to provide a polishing slurry that provides a stable polishing rate with less foaming and filter clogging.
It is a further object of the present invention to provide a polishing slurry that provides a high polishing rate.
It is a further object of the present invention to provide a polishing lubricant that provides the polishing slurry.
A further object of the present invention is to provide a method for processing a brittle material using the polishing slurry.
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定の脂肪酸、アルカノールアミン及び/又は無機アルカリ成分、非イオン系界面活性剤並びに水を特定比率で含むルブリカントが、環境負荷が低く、人体に対する毒性が低く、更には泡立ちが少なく安定かつ高い研磨速度を与えることができるポリッシング加工用スラリーを提供しうるという知見を得た。本発明はこの知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明は、
ポリッシング加工用ルブリカントであって、(A)炭素数7〜11の脂肪酸、(B)アルカノールアミン及び/又は無機アルカリ性物質、(C)非イオン系界面活性剤及び(D)水を含むことを特徴とするポリッシング加工用ルブリカント;
前記ポリッシング加工用ルブリカントを水にて質量基準で1〜100倍に希釈したもの100質量部と、砥粒1〜50質量部とを含むことを特徴とする、ポリッシング加工用スラリー;並びに
前記ポリッシング加工用スラリーを使用することを特徴とする脆性材料の加工方法
である。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a lubricant containing a specific fatty acid, alkanolamine and / or inorganic alkali component, nonionic surfactant and water in a specific ratio has a low environmental load. The present inventors have found that a slurry for polishing can be provided that has low toxicity to the human body and that can provide a stable and high polishing rate with less foaming. The present invention has been completed based on this finding.
That is, the present invention
A lubricant for polishing, comprising (A) a fatty acid having 7 to 11 carbon atoms, (B) an alkanolamine and / or an inorganic alkaline substance, (C) a nonionic surfactant, and (D) water. Lubricant for polishing processing;
Polishing slurry comprising: 100 parts by weight of the polishing lubricant diluted with water 1 to 100 times by weight, and 1 to 50 parts by weight of abrasive grains; and the polishing process It is a processing method of a brittle material characterized by using a slurry for the use.
本発明のポリッシング加工用ルブリカントは、環境に対する負荷が低く、人体に対する毒性が低く、安定かつ高い研磨速度を与えることができるポリッシング加工用スラリーに好適に使用することができる。 The polishing process lubricant of the present invention can be suitably used as a polishing process slurry having a low environmental load, low toxicity to the human body, and capable of providing a stable and high polishing rate.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のポリッシング加工用ルブリカントに含まれる成分(A)は、炭素数が7〜11、好ましくは8〜11、特に好ましくは9〜11の脂肪酸である。炭素数が7〜11の脂肪酸であると、ルブリカント中で塩になったときの泡立ちを抑えることができるので好ましい。また、泡立ちが少ない点で、直鎖脂肪酸よりも分岐脂肪酸が好ましい。
具体例としては、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、イソヘプタン酸、イソオクタン酸、イソノナン酸、イソデカン酸、イソウンデカン酸、ネオデカン酸、ウンデシレン酸などが挙げられる。これらの中では、オクタン酸、ノナン酸、イソノナン酸、ネオデカン酸及びウンデシレン酸が好ましく、ノナン酸、イソノナン酸、ネオデカン酸及びウンデシレン酸が特に好ましい。
成分(A)の炭素数7〜11の脂肪酸はそれ自体公知化合物であり、市場において容易に入手可能であるか、又は、合成可能である。
又、成分(A)の炭素数7〜11の脂肪酸は、単独で又は2種以上の組み合わせで使用することができる。
本発明のポリッシング加工用ルブリカントにおける成分(A)の炭素数7〜11の脂肪酸含量は、ポリッシング加工用ルブリカントの総質量に対して3〜50質量%、好ましくは3〜35質量%、特に好ましくは3〜25質量%である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The component (A) contained in the polishing process lubricant of the present invention is a fatty acid having 7 to 11, preferably 8 to 11 and particularly preferably 9 to 11 carbon atoms. It is preferable for the fatty acid to have 7 to 11 carbon atoms because foaming when it becomes a salt in the lubricant can be suppressed. In addition, branched fatty acids are preferable to linear fatty acids in terms of less foaming.
Specific examples include heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, isoheptanoic acid, isooctanoic acid, isononanoic acid, isodecanoic acid, isoundecanoic acid, neodecanoic acid, undecylenic acid and the like. Of these, octanoic acid, nonanoic acid, isononanoic acid, neodecanoic acid and undecylenic acid are preferred, and nonanoic acid, isononanoic acid, neodecanoic acid and undecylenic acid are particularly preferred.
The fatty acid having 7 to 11 carbon atoms of the component (A) is a known compound per se, and is easily available on the market or can be synthesized.
Moreover, the C7-11 fatty acid of a component (A) can be used individually or in combination of 2 or more types.
The fatty acid content of 7 to 11 carbon atoms of the component (A) in the polishing process lubricant of the present invention is 3 to 50% by mass, preferably 3 to 35% by mass, particularly preferably the total mass of the polishing process lubricant. 3 to 25% by mass.
本発明のポリッシング加工用ルブリカントに含まれる成分(B)のアルカノールアミンとしては、以下の式で示されるものが挙げられる。
(式中、R1は、直鎖又は分岐した−CxH2xOH(xは2〜4である)で示される基であり、R2及びR3は、同じでも異なっていてもよく、−H、−CH3、−C2H5、−CxH2x+1(xは3〜6である)で示されるアルキル基、又は、直鎖又は分岐した−CxH2xOH(xは2〜4である)で示される基である。)
Examples of the alkanolamine of the component (B) contained in the polishing process lubricant of the present invention include those represented by the following formulae.
Wherein R 1 is a group represented by linear or branched —C x H 2x OH (x is 2 to 4), and R 2 and R 3 may be the same or different, An alkyl group represented by —H, —CH 3 , —C 2 H 5 , —C x H 2x + 1 (x is 3 to 6), or a linear or branched —C x H 2x OH (x Is a group represented by 2-4).)
具体例としては、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、2−アミノ2−メチル−1−プロパノール、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、ジエチルモノイソプロパノールアミン、N,N−ジブチルアミノエタノール、N,N−ジ−N−ブチルアミノイソプロパノール、N,N−ジ−N−プロピルアミノイソプロパノ−ル、N,N−ジターシャリーブチルジエタノールアミン、N,N−エチレンジアミン(ジイソプロパノール)、N,N−エチレンジアミン(ジエタノール)、モノ−N−ブチルジエタノールアミン、モノエチルジイソプロパノールアミン、2−アミノ2−メチルエタノールなどが挙げられる。これらの中では、メチルジエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン及びトリエタノールアミンが好ましく、トリエタノールアミンが特に好ましい。
成分(B)の無機アルカリ性物質としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中では、水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムが好ましく、水酸化カリウムが特に好ましい。
成分(B)のアルカノールアミン及び無機アルカリ性物質はそれ自体公知化合物であり、市場において容易に入手可能であるか、又は、合成可能である。
又、成分(B)のアルカノールアミン及び無機アルカリ性物質は、単独で又は2種以上の組み合わせで使用することができる。
本発明のポリッシング加工用ルブリカントにおける成分(B)のアルカノールアミン及び/又は無機アルカリ性物質の含量は、ポリッシング加工用ルブリカントの総質量に対して15〜50質量%、好ましくは15〜40質量%、特に好ましくは20〜40質量%である。
アルカノールアミンは水溶性であるので、ルブリカントに多量に配合するとその廃液のCODが高くなり環境に高い負荷を与えることになる。しかしながら、本発明におけるアルカノールアミンの使用量は、従来のポリッシング加工用ルブリカントにおけるアルカノールアミンの使用量よりも少ないので、環境負荷を低く抑えることができる。
Specific examples include diethanolamine, triethanolamine, monoisopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, methyldiethanolamine, dimethylethanolamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 2- (2-aminoethoxy) ethanol. Diethyl monoisopropanolamine, N, N-dibutylaminoethanol, N, N-di-N-butylaminoisopropanol, N, N-di-N-propylaminoisopropanol, N, N-ditertiary butyldiethanolamine, N, N-ethylenediamine (diisopropanol), N, N-ethylenediamine (diethanol), mono-N-butyldiethanolamine, monoethyldiisopropanolamine, 2-amino-2-methyl ester Nord and the like. Among these, methyldiethanolamine, dimethylethanolamine and triethanolamine are preferable, and triethanolamine is particularly preferable.
Examples of the inorganic alkaline substance of component (B) include potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate and the like. Among these, potassium hydroxide and sodium hydroxide are preferable, and potassium hydroxide is particularly preferable.
The alkanolamine and inorganic alkaline substance of component (B) are known compounds per se and are readily available on the market or can be synthesized.
Moreover, the alkanolamine and inorganic alkaline substance of component (B) can be used alone or in combination of two or more.
The content of the alkanolamine and / or the inorganic alkaline substance as the component (B) in the polishing process lubricant of the present invention is 15 to 50% by mass, preferably 15 to 40% by mass, particularly with respect to the total mass of the polishing process lubricant. Preferably it is 20-40 mass%.
Since the alkanolamine is water-soluble, if it is blended in a large amount with the lubricant, the COD of the waste liquid becomes high and gives a high load to the environment. However, since the amount of alkanolamine used in the present invention is less than the amount of alkanolamine used in conventional polishing process lubricants, the environmental burden can be kept low.
本発明のポリッシング加工用ルブリカントに含まれる成分(C)の非イオン系界面活性剤としては、炭素数が10〜20、好ましくは12〜15、特に好ましくは13のアルコール、当該アルコールのEO付加物、PO付加物、EO及びPO付加物、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ソルビタンオレイン酸エステル及びアルキルアミンEO付加物等が挙げられる。具体例としては、デカノール、デセノール、ウンデカノール、ウンデセノール、トリデカノール、イソトリデカノール、イソオクタノール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、セチルアルコール、ラウリルアルコールのEO付加物(好ましくは、平均EO付加モル数が4〜7モルのもの)、ポリオキシエチレンジオレエート(好ましくは、オキシエチレン平均モル数が4〜10モルのもの)、ソルビタンモノオレエート、ラウリルアミンEO付加物(好ましくは、平均EO付加モル数が4〜8モルのもの)等が挙げられる。これらの中では、ソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンジオレエート、トリデカノール、イソトリデカノール及びイソオクタノールが好ましく、ソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンジオレエート、トリデカノール及びイソトリデカノールが特に好ましい。
成分(C)の非イオン系界面活性剤はそれ自体公知化合物であり、市場において容易に入手可能であるか、又は、合成可能である。
又、成分(C)の非イオン系界面活性剤は、単独で又は2種以上の組み合わせで使用することができる。
本発明のポリッシング加工用ルブリカントにおける成分(C)の非イオン系界面活性剤の含量は、ポリッシング加工用ルブリカントの総質量に対して5〜60質量%、好ましくは10〜60質量%、特に好ましくは10〜30質量%である。
As the nonionic surfactant of the component (C) contained in the polishing process lubricant of the present invention, an alcohol having 10 to 20, preferably 12 to 15, particularly preferably 13, an EO adduct of the alcohol. , PO adduct, EO and PO adduct, polyoxyethylene oleate, sorbitan oleate and alkylamine EO adduct. Specific examples include decanol, decenol, undecanol, undecenol, tridecanol, isotridecanol, isooctanol, isostearyl alcohol, oleyl alcohol, cetyl alcohol, lauryl alcohol EO adduct (preferably having an average EO addition mole number of 4). -7 mol), polyoxyethylene dioleate (preferably having an oxyethylene average mole number of 4 to 10 mol), sorbitan monooleate, laurylamine EO adduct (preferably, average EO added mole number) Of 4 to 8 moles). Among these, sorbitan monooleate, polyoxyethylene dioleate, tridecanol, isotridecanol and isooctanol are preferable, and sorbitan monooleate, polyoxyethylene dioleate, tridecanol and isotridecanol are particularly preferable. .
The nonionic surfactant of component (C) is a compound known per se and is readily available in the market or can be synthesized.
Moreover, the nonionic surfactant of a component (C) can be used individually or in combination of 2 or more types.
The content of the nonionic surfactant of the component (C) in the polishing process lubricant of the present invention is 5 to 60% by mass, preferably 10 to 60% by mass, particularly preferably the total mass of the polishing process lubricant. It is 10-30 mass%.
本発明のポリッシング加工用ルブリカントに含まれる成分(D)の水は、工業用水、地下水、井戸水、水道水、蒸留水、精製水、純水、イオン交換水等を使用することができる。これらの中では、スカム生成の点で蒸留水、精製水、純水及びイオン交換水が好ましい。
また、水の含量は、本発明のポリッシング加工用ルブリカントにおける上述の必須成分(A)〜(C)及び後述の任意成分(E)をそれぞれ所定の含量で含むことを可能とする量である。
As the water of the component (D) contained in the polishing process lubricant of the present invention, industrial water, ground water, well water, tap water, distilled water, purified water, pure water, ion-exchanged water and the like can be used. Among these, distilled water, purified water, pure water, and ion exchange water are preferable in terms of scum generation.
The water content is an amount that allows the above-mentioned essential components (A) to (C) and an optional component (E) described later in the polishing process lubricant of the present invention to be contained in a predetermined content.
本発明のポリッシング加工用ルブリカントは、上記成分(A)〜(D)に加えて、成分(E)として炭素数16〜22の脂肪酸を含んでいてもよい。成分(E)を含むと、表面粗さの改善の点で好ましい。
成分(E)の脂肪酸の炭素数は、一般的には16〜22、好ましくは18〜22であり、特に直鎖で炭素数18が好ましい。炭素数が16〜22の脂肪酸であると、ルブリカントの潤滑性がよくなるので好ましい。
成分(E)の脂肪酸は、飽和脂肪酸であってもよく、又は、不飽和脂肪酸であってもよいが、粘度が低くフィルター詰まりを抑えることができる点で常温で液体の脂肪酸が好ましい。
具体例としては、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、エライジン酸、リノール酸、リノレインサン、ヒマシ脂肪酸、硬化ヒマシ脂肪酸、イソステアリン酸、エイコサン及びエルカ酸等が挙げられる。これらの中では、ヒマシ脂肪酸、ステアリン酸及びオレイン酸が好ましく、ステアリン酸及びオレイン酸が特に好ましい。
成分(E)の炭素数16〜22の脂肪酸はそれ自体公知化合物であり、市場において容易に入手可能であるか、又は、合成可能である。
又、炭素数16〜22の脂肪酸は、単独で又は2種以上の組み合わせで使用することができる。
本発明のポリッシング加工用ルブリカントにおける成分(E)の炭素数16〜22の脂肪酸の含量は、ポリッシング加工用ルブリカントの総質量に対して0.2〜20質量%、好ましくは0.2〜15質量%、特に好ましくは0.2〜12質量%である。
The polishing process lubricant of the present invention may contain a fatty acid having 16 to 22 carbon atoms as a component (E) in addition to the components (A) to (D). When component (E) is contained, it is preferable in terms of improving the surface roughness.
The carbon number of the fatty acid of component (E) is generally 16 to 22, preferably 18 to 22, and is particularly straight and preferably has 18 carbon atoms. A fatty acid having 16 to 22 carbon atoms is preferable because lubricity of the lubricant is improved.
The fatty acid of component (E) may be a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid, but a fatty acid that is liquid at room temperature is preferred in that the viscosity is low and filter clogging can be suppressed.
Specific examples include palmitic acid, stearic acid, oleic acid, elaidic acid, linoleic acid, linolein sun, castor fatty acid, hardened castor fatty acid, isostearic acid, eicosane and erucic acid. Among these, castor fatty acid, stearic acid and oleic acid are preferable, and stearic acid and oleic acid are particularly preferable.
The fatty acid having 16 to 22 carbon atoms as the component (E) is a known compound per se, and is easily available in the market or can be synthesized.
Moreover, a C16-C22 fatty acid can be used individually or in combination of 2 or more types.
The content of the fatty acid having 16 to 22 carbon atoms of the component (E) in the polishing process lubricant of the present invention is 0.2 to 20% by mass, preferably 0.2 to 15% by mass with respect to the total mass of the polishing process lubricant. %, Particularly preferably 0.2 to 12% by mass.
本発明のポリッシング加工用ルブリカントは、必要に応じてドデカン二酸、ドデシルサクシン酸等の防錆剤、ベンゾトリアゾール、EDTA等のイオン封鎖剤、その他防腐剤、消泡剤等を含有していてもよい。 The polishing lubricant of the present invention may contain a rust inhibitor such as dodecanedioic acid and dodecyl succinic acid, an ion sequestering agent such as benzotriazole and EDTA, and other antiseptics and antifoaming agents as necessary. Good.
本発明のポリッシング加工用スラリーは、前述のポリッシング加工用ルブリカントを水で希釈したものと、砥粒とを含んでいる。
水によるポリッシング加工用ルブリカントの希釈倍率は、質量基準で1〜100倍、好ましくは10〜50倍、特に好ましくは20〜30倍である
砥粒としては、アルミナ、シリカ、ジルコニア、酸化マンガン、酸化鉄、酸化セリウム、GC砥粒及びダイヤモンドパウダー等が挙げられ、この中では、酸化セリウムが好ましい。砥粒の粒径は、0.01〜20μm、好ましくは0.01〜10μm、特に好ましくは0.01〜5μmである。
本発明のポリッシング加工用スラリーにおける、水希釈したポリッシング加工用ルブリカントと、砥粒との配合比は、水で希釈したポリッシング加工用ルブリカント100質量部に対して、砥粒が1〜50質量部、好ましくは1〜30質量部、特に好ましくは1〜25質量部である。
本発明のポリッシング加工用スラリーは、ポリッシング加工用ルブリカントを水で所定の倍率に希釈した後に、砥粒を添加することにより製造することができる。
The polishing slurry of the present invention includes a product obtained by diluting the above-mentioned polishing process lubricant with water and abrasive grains.
The dilution factor of the polishing process with water is 1 to 100 times, preferably 10 to 50 times, particularly preferably 20 to 30 times on a mass basis. As abrasive grains, alumina, silica, zirconia, manganese oxide, oxidation Examples thereof include iron, cerium oxide, GC abrasive grains, and diamond powder. Among these, cerium oxide is preferable. The grain size of the abrasive grains is 0.01 to 20 μm, preferably 0.01 to 10 μm, particularly preferably 0.01 to 5 μm.
In the polishing slurry of the present invention, the mixing ratio of the polishing diluted lubricant and abrasive grains is 1 to 50 parts by weight of abrasive grains with respect to 100 parts by weight of polishing lubricant diluted with water, Preferably it is 1-30 mass parts, Most preferably, it is 1-25 mass parts.
The polishing slurry of the present invention can be produced by adding abrasive grains after diluting the polishing lubricant with water to a predetermined magnification.
本発明のポリッシング加工用スラリーは、脆性材料のポリッシング加工に使用することができる。
脆性材料としては、ガラス、シリコン、シリコンカーバイド、ガリウム砒素、サファイア及び水晶等が挙げられ、この中では、ガラス、サファイア及び水晶が好ましく、ガラスが特に好ましい。
本発明のポリッシング加工用スラリーは、光ディスク及び磁気ディスク用ガラス基板、液晶用ガラス基板、光学レンズ並びにフォトマスク等の各種ガラス材料・製品のポリッシング加工に好適に用いることができる。
また、本発明のポリッシング加工用スラリーは、前述した脆性材料のポリッシング加工だけではなく、金属のポリッシング加工、研削加工、研磨加工、塑性加工等にも広く適用できる。
The polishing slurry of the present invention can be used for polishing a brittle material.
Examples of the brittle material include glass, silicon, silicon carbide, gallium arsenide, sapphire, and quartz. Among these, glass, sapphire, and quartz are preferable, and glass is particularly preferable.
The slurry for polishing processing of the present invention can be suitably used for polishing processing of various glass materials and products such as glass substrates for optical disks and magnetic disks, glass substrates for liquid crystals, optical lenses and photomasks.
The polishing slurry of the present invention can be widely applied not only to the above-described brittle material polishing but also to metal polishing, grinding, polishing, plastic processing, and the like.
次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited by this.
実施例1〜12
表1に示す成分(A)〜(E)を、表1に示す質量部で混合して各ポリッシング加工用ルブリカントを調製した。
調製に使用した各成分としては下記のものを使用した。
Examples 1-12
Ingredients (A) to (E) shown in Table 1 were mixed in parts by mass shown in Table 1 to prepare each polishing process lubricant.
The following were used as each component used for preparation.
実施例13〜24
実施例1〜12のルブリカントを、それぞれ水を用いて25倍(質量基準)に希釈し、得られた希釈物に、酸化セリウム(商品名「Mirek E−10」、三井金属工業製)を、希釈物100質量部対して10質量部(希釈ポリッシング加工用ルブリカントの質量に対して10質量%)で添加し、超音波分散機によりビーカー中で10分間分散させて、ポリッシング加工用スラリーを調製した。
Examples 13-24
Each of the lubricants of Examples 1 to 12 was diluted 25 times (by mass) with water, and cerium oxide (trade name “Mirek E-10”, manufactured by Mitsui Kinzoku Kogyo Co., Ltd.) was added to the resulting dilution. 10 parts by weight (10% by weight with respect to the weight of the diluted polishing lubricant) was added to 100 parts by weight of the diluted product, and dispersed for 10 minutes in a beaker with an ultrasonic disperser to prepare a polishing slurry. .
比較例1〜12
表2に示す成分(A)〜(E)を表2に示す質量部で混合して各ポリッシング加工用ルブリカントを調製した。
本発明の必須成分(A)〜(D)との関係において、比較例1〜3、8及び10は成分(A)を含まず、比較例3〜11は成分(C)を含まなかった。比較例は12は水のみからなり、成分(A)〜(E)を含んでいなかった。
下記の以外の各成分は実施例1〜12で使用したものと同一の試薬を使用した。
Comparative Examples 1-12
Components (A) to (E) shown in Table 2 were mixed in the parts by mass shown in Table 2 to prepare each polishing process lubricant.
In the relationship with the essential components (A) to (D) of the present invention, Comparative Examples 1 to 3, 8, and 10 did not contain the component (A), and Comparative Examples 3 to 11 did not contain the component (C). The comparative example 12 consisted only of water and did not contain components (A) to (E).
Each component other than the following used the same reagents as those used in Examples 1-12.
比較例13〜24
比較例1〜12のルブリカントを、それぞれ水を用いて下記に示す倍率(質量基準)で希釈した。
得られた希釈ポリッシング加工用ルブリカントから、実施例13〜24と同様の操作にしたがいポリッシング加工用スラリーを調製した。
Comparative Examples 13-24
The lubricants of Comparative Examples 1 to 12 were each diluted with water at the following magnification (mass basis).
Polishing slurry was prepared from the obtained diluted polishing lubricant in the same manner as in Examples 13-24.
実施例及び比較例の評価
実施例及び比較例のポリッシング加工用ルブリカント及びポリッシング加工用スラリーについて、消泡性、研磨速度、被削材の表面粗さ及び被削材への付着粒子数の観点から評価した。
消泡性の評価
実施例1〜12及び比較例1〜12のポリッシング加工用ルブリカントについて評価した。
消泡性は、試料50mlを100mlメスシリンダーに採り、30秒間に60回上下に振り、その後静置し、静置30秒後の泡の容積(ml)により評価した。泡の容積が60ml以下の場合を合格とした。
Evaluation of Examples and Comparative Examples About the polishing process lubrication and polishing process slurries of the examples and comparative examples, from the viewpoint of defoaming property, polishing speed, surface roughness of the work material, and the number of particles adhering to the work material evaluated.
Evaluation of antifoaming properties Lubricants for polishing in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 12 were evaluated.
The antifoaming property was evaluated by taking 50 ml of a sample in a 100 ml graduated cylinder, shaking it up and down 60 times in 30 seconds, and then allowing to stand, and then evaluating the foam volume (ml) after standing for 30 seconds. The case where the volume of foam was 60 ml or less was regarded as acceptable.
結果を表3に示す。表3より、成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含むこと(本発明)により、消泡性に優れ、泡立ちの少ないポリッシング加工用スラリーが得られることが理解される。泡立ちが少ないと、フィルターの目詰まりが少なくなるのでスラリー中の研磨剤を安定供給することができ、かつ、研磨面への泡の侵入を減少させることができるので加工効率が安定する。 The results are shown in Table 3. From Table 3, it is understood that by including the components (A), (B), (C) and (D) (the present invention), a polishing slurry having excellent defoaming properties and less foaming can be obtained. . When the foaming is small, the filter is less clogged, so that the abrasive in the slurry can be stably supplied, and the penetration of the foam into the polishing surface can be reduced, so that the processing efficiency is stabilized.
研磨速度、被削材の表面粗さ及び被削材への付着粒子数の評価
実施例13〜24及び比較例13〜24のポリッシング加工用スラリーについて評価した。
被削材として化学強化ガラス(φ65mm、中心穴φ20mm)を前加工(ポリッシング面でRa=10Å、Wa=7Å)したものを用いた。
ポリッシングは、片面ポリッシングマシンを用いて下記の条件にて行った。
定盤回転数:30rpm
ワーク回転数:30rpm
面圧:190.9g/cm2
ポリッシング加工用スラリー流量:10ml/分
ワーク保持方法:水張りパッド
研磨時間:10分
ワーク洗浄方法:純水
研磨速度は、1分間あたりに研磨された被削材の質量を指標とし、2.3mg/分以上を合格とした。
表面粗さは、ZYGO社製 NEW VIEW 200を用いた被削材表面の測定結果を指標とし、10Å以下を合格とした。
付着粒子数も、ZYGO社製 NEW VIEW 200を用いた被削材表面の測定結果を指標とし、1mm2あたり5000個以下を合格とした。
Evaluation of Polishing Speed, Surface Roughness of Work Material, and Number of Adhered Particles on Work Material The polishing slurry of Examples 13 to 24 and Comparative Examples 13 to 24 were evaluated.
As a work material, a chemically tempered glass (φ65 mm, center hole φ20 mm) pre-processed (Ra = 10 mm, Wa = 7 mm on the polishing surface) was used.
Polishing was performed using a single-side polishing machine under the following conditions.
Plate rotation speed: 30 rpm
Work rotation speed: 30rpm
Surface pressure: 190.9 g / cm 2
Slurry flow rate for polishing process: 10 ml / min Work holding method: Water-filled pad polishing time: 10 minutes Work cleaning method: Pure water
The polishing rate was determined to be 2.3 mg / min or more using the mass of the work material polished per minute as an index.
For the surface roughness, the measurement result of the surface of the work material using NEW VIEW 200 manufactured by ZYGO was used as an index, and 10 mm or less was accepted.
The number of adhering particles was also determined to be 5000 or less per 1 mm 2 with the measurement result of the work surface using NEW VIEW 200 manufactured by ZYGO as an index.
一般に、研磨速度が高くなると研磨表面が粗くなる(表面粗さが大きくなる)が、表4に示されるように、成分(A)、(B)、(C)及び(D)を含む(本発明)と、研磨表面が粗くなることを抑えつつ高い研磨速度を与え、更には、被削材を表面を高精度に加工することを可能とするポリッシング加工用スラリーが得られることがわかった。
また、本発明のスラリーでは、研磨面への付着粒子が合格基準値よりも有意に低いので、後洗浄への負荷を少なくすることができる。
Moreover, in the slurry of this invention, since the adhesion | attachment particle | grains to a grinding | polishing surface are significantly lower than an acceptance | permission reference value, the load to post-cleaning can be decreased.
本発明のポリッシング加工用ルブリカントは、ポリッシング加工用スラリーとして利用可能である。 The polishing process lubricant of the present invention can be used as a polishing process slurry.
Claims (13)
(A)炭素数7〜11の脂肪酸、
(B)アルカノールアミン及び/又は無機アルカリ性物質、
(C)非イオン系界面活性剤、及び
(D)水
を含むことを特徴とするポリッシング加工用ルブリカント。 Lubricant for polishing,
(A) a fatty acid having 7 to 11 carbon atoms,
(B) an alkanolamine and / or an inorganic alkaline substance,
A lubricant for polishing, comprising (C) a nonionic surfactant and (D) water.
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