JP4213260B2

JP4213260B2 - Cutting oil composition

Info

Publication number: JP4213260B2
Application number: JP21720798A
Authority: JP
Inventors: 二郎橋本; 和彦西本
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2018-07-31
Also published as: JP2000044974A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切削油組成物に関する。さらに詳しくは切削性及び作業性を向上させうる切削油、該切削油と研磨材とを含有した切削油組成物及び該切削油組成物を用いる切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコンインゴット等を、遊離砥粒等の研磨材を用いてワイヤソーで切断する際に用いる切削油としては、主に鉱物油を主成分とする非水溶性切削油が用いられ、切断後のスライス品に付着した切削油の洗浄除去には有機溶剤や特殊な洗浄剤を用いざるを得なかった。
【０００３】
このスライス品の洗浄を簡便にするために、アルキレンオキサイド化合物と水とを含有した水溶性切削油が開発されている（特開平3-181598号公報等）。しかし、含有された水分の揮発により粘度変化が大きく、切断性能が劣るという問題がある。また、研磨材として用いる砥粒は切削油に比較して著しく比重が高いため、切削油と砥粒からなるスラリー状の切削油組成物から比重の高い砥粒が沈降する。それゆえにタンク内や配管内等において砥粒が堆積することによって、砥粒含有率が低下し、切削性能及び切削精度が低下する問題や、長時間作業を停止した場合に沈降堆積した砥粒がハードケークを形成し、均一に再分散させることが困難になる問題が生じる。
【０００４】
この問題を解決するために、例えば、特開昭５７−１８５３７５号公報では灯油を主成分としてシリカ系の沈降防止剤を配合した研削液が開示されている。しかしながら、非水溶性の灯油が主成分であるため洗浄が容易でなく、シリカ系の沈降防止剤の効果も不十分であるという問題点を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、砥粒等の研磨材の沈降を抑制し、研磨材が沈降した場合においても該研磨材を容易に再分散させ、優れた切削性及び作業性を与えうる切削油、切断後に得られた切削物を容易に洗浄できる切削油組成物及び切断方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、特定の構造を有するポリエーテル化合物及びシリカ粒子を含有した切削油、又はさらに特定の界面活性剤を含有した切削油により上記目的が達成されることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明の要旨は、
（ａ）式（Ｉ）：
Ｒ₁Ｏ（ＥＯ）_m（ＡＯ）_nＲ₂ （Ｉ）
（式中、Ｒ₁及びＲ₂は、それぞれ同一でも異なっていてもよい水素原子又は炭素数１〜２４の炭化水素基を示し、少なくとも１つは炭化水素基であり、ＥＯはオキシエチレン基、ＡＯは炭素数３若しくは４のオキシアルキレン基を示し、ｍはオキシエチレン基の平均付加モル数、ｎはオキシアルキレン基の平均付加モル数を示し、ｍ及びｎはそれぞれ１〜５０の数、ｍとｎとの和は４〜１００の数を示す）で表わされるポリエーテル化合物と（ｂ）シリカ粒子とを含有してなる切削油、
に関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の切削油において、（ａ）式（Ｉ）：
Ｒ₁Ｏ（ＥＯ）_m（ＡＯ）_nＲ₂ （Ｉ）
で表わされるポリエーテル化合物と（ｂ）シリカ粒子とを含有することを１つの大きな特徴とする。本発明においては、前記（ａ）成分と（ｂ）成分とを含有することにより、切削油の粘度変化を抑え、研磨材を含有させて用いる際に、該研磨材の沈降による切削性の低下を抑制することができるという優れた効果を発揮する。
【０００９】
本発明の切削油としては、前記（ａ）成分と（ｂ）成分とを含有した切削油、及び前記２成分に、さらに（ｃ）界面活性剤を加えた切削油が挙げられる。
【００１０】
前記式（Ｉ）において、Ｒ₁及びＲ₂は水素原子又は炭素数１〜２４の炭化水素基を示し、それぞれ同一でも異なってもよい。研磨材を含有した切削油組成物の粘度変化を低減する観点から、少なくとも一方は炭化水素基である。
【００１１】
前記炭化水素基の炭素数は、切断性能を十分に発揮させる観点から、１以上であり、切断後に得られたスライス品の洗浄を容易にする観点から、２４以下であり、２２以下であることが好ましく、１８以下であることがさらに好ましい。前記炭化水素基は、脂肪族及び芳香族のいずれの基であってもよく、また、脂肪族炭化水素基である場合、飽和又は不飽和であり、直鎖又は分岐鎖のいずれの基であってもよい。
【００１２】
前記式（Ｉ）において、ＥＯはオキシエチレン基を示し、ＡＯは炭素数３若しくは４のオキシアルキレン基を示す。前記ＡＯとしては、オキシプロピレン基（以下、ＰＯという）又はオキシブチレン基が挙げられる。また、前記式（Ｉ）において、（ＥＯ）_m（ＡＯ）_nは、平均付加モル数ｍのＥＯ、平均付加モル数ｎのＡＯからなるランダム体又はブロック体を示す。
【００１３】
前記ｍ及びｎはそれぞれ１〜５０の数である。切断後に得られた切削物の洗浄の容易性の観点から、ｍは１以上であり、切削油の低温流動性の観点から、ｎは１以上であることが望ましく、切削油の流動性の観点から、ｍ及びｎはそれぞれ５０以下であることが望ましい。ｍとｎとの和は、切削油とウレタン等の部材との適合性の観点から、４以上であることが望ましく、砥粒を含有した切削油組成物の粘度変化を低減させ、流動性を十分に発揮させる観点から１００以下であることが望ましい。式（Ｉ）で表わされるポリエーテル化合物中のＡＯは同一でも異なっていてもよく、異なる場合は、ランダム体でもブロック体でもよい。
【００１４】
本発明で用いられるポリエーテル化合物は、例えば、水酸化カリウム等を触媒として用い、１価アルコールやフェノールにアルキレンオキサイド化合物を付加する方法によって得ることができる。前記の方法で得られたポリエーテル化合物において、ＥＯ及びＰＯの付加モル数は分布を有する。
【００１５】
本発明の切削油においては、前記ポリエーテル化合物を単独で又は２種以上を混合して用いてもよい。
【００１６】
（ａ）成分を切削油の基油として用いた場合、砥粒の沈降抑制の観点から（ｂ）シリカ粒子を用いることが好ましい。前記（ｂ）成分は、二酸化ケイ素であり、具体的には、シリカゲル、超微粒子状無水シリカ等が挙げられる。前記（ｂ）成分の一次粒子の粒径は、砥粒の沈降抑制の効果を十分に発揮させる観点から、好ましくは５ｎｍ以上であり、さらに好ましくは１０ｎｍ以上であり、（ａ）成分への分散性の観点から、好ましくは５０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは２０ｎｍ以下であることが望ましい。これらの中では無水シリカが好ましく、具体的には、日本アエロジル社製のＡＥＲＯＳＩＬ等が挙げられる。さらに、無水シリカ表面のシラノール基を疎水化処理した疎水性シリカであることが望ましい。
【００１７】
本発明においては、（ａ）及び（ｂ）成分に加え、さらに（ｃ）成分を用いることができる。（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）成分を含有することにより、研磨材の沈降を抑制する効果及び研磨材が沈降した場合においても研磨材を容易に再分散できるという優れた効果を発揮する。
【００１８】
（ｃ）成分としては、アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物、イミダゾリン型界面活性剤等が挙げられ、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１９】
前記アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、炭素数８〜２８の脂肪族アミンとエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドであるアルキレンオキサイドとから得られ、アルキレンオキサイドの付加モル数が好ましくは１〜５０、さらに好ましくは１〜２０である化合物等が挙げられる。
【００２０】
前記多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、分子内にヒドロキシル基を２〜１０個、好ましくは２〜６個有し、かつ炭素原子を２〜３０個、好ましくは２〜１２個、より好ましくは２〜８個有する多価アルコールと、炭素数８〜２２の直鎖の飽和又は不飽和脂肪酸である脂肪酸と、エチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドであるアルキレンオキサイドとから得られ、アルキレンオキサイドの付加モル数が好ましくは２〜１００モル、さらに好ましくは５〜５０モルである化合物等が挙げられる。
【００２１】
イミダゾリン型界面活性剤としては、例えば、アミノエチルエタノールアミンやポリエチレンポリアミン類と脂肪酸を、２００〜２５０℃で加熱して得られるイミダゾリン誘導体等が挙げられる。前記脂肪酸は、好ましくは炭素数８〜２２の直鎖の飽和又は不飽和脂肪酸であり、さらに好ましくは炭素数１４〜２０の直鎖不飽和脂肪酸である。本発明においては、特に炭素数１４〜２０の直鎖不飽和脂肪酸とアミノエチルエタノールアミンとから得られるイミダゾリン誘導体が好ましい。
【００２２】
本発明の切削油において、前記（ａ）成分の含有量は、切削油中、好ましくは８０重量％以上であり、さらに好ましくは９０重量％以上である。
【００２３】
切削油における（ｂ）成分の含有量は、砥粒の沈降抑制の観点から、好ましくは０．０５重量％以上であり、さらに好ましくは０．２重量％以上であり、優れた切削性を十分に発揮しうる粘度を確保する観点から、好ましくは３．０重量％以下であり、さらに好ましくは２．０重量％以下である。
【００２４】
また、さらに（ｃ）成分を含有する場合、その含有量は、砥粒の沈降抑制の観点から、好ましくは０．０５重量％以上であり、さらに好ましくは０．１重量％以上であり、優れた切削性を十分に発揮しうる粘度を確保する観点から、好ましくは７．０重量％以下であり、さらに好ましくは５．０重量％以下である。
【００２５】
本発明の切削油には、さらに前記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）成分に加え、任意に他の成分を含有させることができる。例えば、増粘剤、分散剤、防錆剤、キレート化剤、塩基性物質等を用いてもよい。かかる任意成分は、必須成分と反応するものであっても、本発明の目的を達成しうる物質であればよい。
【００２６】
本発明の切削油は、（ａ）及び（ｂ）成分と任意成分、又は（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）成分と任意成分とをホモジナイザー等の攪拌機で攪拌することにより調製することができる。
【００２７】
本発明の切削油組成物は、前記切削油と研磨材とを含有することを１つの大きな特徴とする。本発明においては前記切削油を用いられているため、研磨材の沈降による切削性の低下を抑制することができるという優れた性質を発現する。
【００２８】
切削油組成物における切削油の濃度は、切削速度や要求品質等に応じて種々選択することができるが、好ましくは３０重量％以上、さらに好ましくは４０重量％以上であり、又好ましくは８０重量％以下、さらに好ましくは７０重量％以下である。
【００２９】
前記研磨材としては、被切削物の材質や要求品質等により適宜選択することができ、研磨用に一般に使用される砥粒を使用することができる。金属、金属又は半金属の炭化物、金属又は半金属の窒化物、金属又は半金属の酸化物、金属又は半金属のホウ化物、及びダイヤモンド等である。金属又は半金属元素は周期律表の３Ａ、４Ａ、５Ａ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ又は８Ｂ族由来のものである。具体的には、アルミナ粒子、ＳｉＣ粒子、ダイヤモンド粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化セリウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、コロイダルシリカ粒子又はヒュームドシリカ粒子等が挙げられ、切断速度の観点からＳｉＣ粒子が好ましく、具体的にはフジミインコーポレーテッド社製ＧＣ＃６００やＧＣ＃８００が好ましい。
【００３０】
研磨材の平均粒径は、被切削物の材質や要求品質等により適宜選択することができるが、０．５〜５０μｍが好ましい。
【００３１】
切削油組成物における研磨材の濃度は、切削油組成物の粘度、切削速度や要求品質等に応じて種々選択することができるが、切削油組成物における研磨材の含有量は、切削物組成物の流動性の観点から、好ましくは７０重量％以下、さらに好ましくは６０重量％以下とすることが望ましく、また切削効率の観点から、好ましくは２０重量％以上、さらに好ましくは３０重量％以上であることが望ましい。
【００３２】
本発明の切削油組成物は、切削油と研磨材とを公知の攪拌機等で均一に攪拌することにより得ることができる。
【００３３】
本発明の切削油組成物を用いる場合、切断の対象となる被切削物の材質は、例えば、シリコン単結晶や多結晶、ＧａＡｓ、その他の半導体やセラミックス等のインゴットが挙げられる。
【００３４】
本発明の切削油組成物の用途としては、特に限定されないが、インゴット等のワイヤソーによる切断、ブレードソーによる切断等が挙げられ、特にインゴット等のワイヤソーによる切断に好適である。
【００３５】
本発明の切削油組成物を用いる切断方法としては、特に限定されないが、本発明の切削油組成物を１８０μｍ程度の細いワイヤーに絡ませて使用することにより、シリコン単結晶等のインゴットを効率よく切断する方法等が挙げられる。
【００３６】
【実施例】
（ａ）のポリエーテル化合物として下記のものを用いた。
Ａ−１：ｎ−Ｃ₄Ｈ₉Ｏ（ＥＯ）_6.4（ＰＯ）_3.2Ｈ〔ランダム体、付加モル数は平均値〕
Ａ−２：ｎ−Ｃ₁₂Ｈ₂₅Ｏ（ＥＯ）_2.5（ＰＯ）_2.5（ＥＯ）_2.5Ｈ〔ブロック体、付加モル数は平均値〕
【００３７】
（ｂ）のシリカ粒子として、日本アエロジル（株）製、商品名：ＡＥＲＯＳＩＬＲＹ２００Ｓ（疎水性シリカ、一次粒子の平均粒径１６ｎｍ）を用いた。
【００３８】
（ｃ）の界面活性剤として下記のものを用いた。
Ｃ−１：花王（株）製アミート１０５（アルキルアミンエチレンオキサイド付加物）
Ｃ−２：花王（株）製レオドール４４０（テトラオレイン酸ポリオキシソルビット）
Ｃ−３：花王（株）製ホモゲノールＬ−９５（イミダゾリン型界面活性剤）
【００３９】
実施例１〜９、比較例１及び２
表１に示す組成の切削油を、ホモジナイザーにより１０，０００ｒｐｍ、１５分間攪拌することにより調製した。
【００４０】
【表１】

【００４１】
試験例１（砥粒分散性及び再分散性）
研磨材としてＳｉＣの砥粒〔（株）フジミインコーポレーテッド社製、商品名：ＧＣ＃６００〕１００重量部と、表１の切削油１００重量部（全切削油組成物中５０重量％）とを２００ｍｌのビーカに採取し、ホモミキサー（特殊化工（株）製：型式Ｔ．Ｋ．オートホモミキサー、攪拌羽：ディスパー羽根）を用い、室温で、３０００ｒｐｍで３分間攪拌し、切削油と砥粒が均一になったスラリー状の切削油組成物を８０ｍｌ調製し、得られた切削油組成物を１００ｍｌのサンプル管に入れた。
【００４２】
調製後、経時的（１時間、２４時間、４８時間）に砥粒の分散性を砥粒の沈降状態により評価した〔分散性（％）＝（測定時の砥粒層容量／調製時切削油組成物容量）×１００〕。尚、砥粒層とは、切削油組成物より砥粒が沈降して形成される透明層を除いた砥粒を含有する層をいう。結果を表２に示す。表２中、分散性の数値が１００％に近いほど分散性が良好であることを示す。また調製後４８時間の砥粒層の流動性を、切削油組成物の調製後４８時間経過した試料を傾け、以下の評価基準で評価することにより再分散性を調べた。
【００４３】
評価基準
◎：サンプル管を傾けた際、全砥粒層がスムーズに流動する。
○：サンプル管を傾けた際、全砥粒層がゆっくり流動する。
△：サンプル管を傾けた際、砥粒層上部のみが流動する。
×：サンプル管を傾けた際、全砥粒層が殆ど流動しない。
【００４４】
【表２】

【００４５】
表２の結果より、実施例１〜９の切削油組成物は、比較例１及び２の切削油組成物に比べ、砥粒の分散性が良好であり、また、その分散性がより長時間に渡って保持されていることが示される。また、切削油組成物調製後４８時間経過後も砥粒層は流動性を保持し、再分散が容易であることが示される。
【００４６】
試験例２（切断後のウエハーの洗浄性）
切削油組成物を用いてワイヤソーによりインゴットを切断して得られたウエハーの水による洗浄を想定し、ワイヤソーで切断された８インチのガラスウエハーと切削油組成物を用いて、切削油組成物の付着した切断後のウエハーの洗浄性を調べた。
【００４７】
切削油組成物は、実施例４の切削油５０重量部と、研磨材として砥粒ＧＣ＃６００を５０重量部とを、試験例１と同様に攪拌し、スラリー状にすることにより得た。
【００４８】
８インチのガラスウエハーを３００μｍの隙間が生じるように３枚重ね、ガラスウエハー中の隙間に切削油組成物を含浸させた。次に切削油組成物を含浸させたガラスウエハーを水に１０秒間浸漬し、水中から気中に上げて１０秒間液切りを交互に１０回繰り返し、切削油組成物の付着したウエハーの洗浄状態を観察した。洗浄性を洗浄率により評価した。その結果を表３に示す。なお、表３中、洗浄率は、洗浄率（％）＝〔（ウエハー面積−ウエハー中の切削油組成物残存面積）／ウエハー面積〕×１００により算出した。比較例として、従来用いられている水溶性切削油であるポリエチレングリコール〔平均分子量４００〕を用いた（比較例３）。
【００４９】
【表３】

【００５０】
表３の結果より、実施例４の切削油組成物は、比較例３の切削油組成物に比べ、水で容易に洗浄除去できることが示される。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の切削油は、砥粒等の研磨材の分散性が優れるため、ワイヤソーによる良好な切削性が得られるという優れた効果を奏する。また本発明の切削油と研磨材とを含有した切削油組成物は、長時間放置し砥粒等の研磨材が沈降した場合でも、研磨材の流動性があり、研磨材の再分散性が容易であるという優れた効果を奏する。さらに本発明の切削油組成物を用いてワイヤソーによりインゴットを切断した場合、切断後のスライス板の水洗浄が容易であるという優れた効果を奏する。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cutting oil composition. More specifically, the present invention relates to a cutting oil that can improve cutting performance and workability, a cutting oil composition containing the cutting oil and an abrasive, and a cutting method using the cutting oil composition.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a cutting oil used when a silicon ingot or the like is cut with a wire saw using an abrasive such as loose abrasive grains, a water-insoluble cutting oil mainly containing a mineral oil is mainly used. In order to clean and remove the cutting oil adhering to the sliced product, an organic solvent or a special cleaning agent had to be used.
[0003]
In order to simplify the washing of the sliced product, a water-soluble cutting oil containing an alkylene oxide compound and water has been developed (Japanese Patent Laid-Open No. 3-181598). However, there is a problem that the viscosity change is large due to volatilization of the contained water, and the cutting performance is inferior. Moreover, since the abrasive grain used as an abrasive material has remarkably high specific gravity compared with cutting oil, the abrasive grain with high specific gravity settles from the slurry-like cutting oil composition which consists of cutting oil and an abrasive grain. Therefore, the accumulation of abrasive grains in tanks, piping, etc. reduces the abrasive content, resulting in a problem that the cutting performance and cutting accuracy are reduced, and the abrasive grains that settle and accumulate when the work is stopped for a long time. There arises a problem that it becomes difficult to form a hard cake and redistribute it uniformly.
[0004]
In order to solve this problem, for example, JP-A-57-185375 discloses a grinding fluid containing kerosene as a main component and a silica-based anti-settling agent. However, since water-insoluble kerosene is the main component, washing is not easy, and the effect of the silica-based anti-settling agent is insufficient.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention suppresses sedimentation of abrasives such as abrasive grains, and even when the abrasives settle down, the abrasives can be easily redispersed, and a cutting oil that can give excellent machinability and workability is obtained after cutting. It is an object of the present invention to provide a cutting oil composition and a cutting method that can easily clean a cut product.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have found that the above object can be achieved by a cutting oil containing a polyether compound having a specific structure and silica particles, or a cutting oil further containing a specific surfactant.
[0007]
That is, the gist of the present invention is as follows.
(A) Formula (I):
R ₁ O (EO) _m (AO) _n R ₂ (I)
(In the formula, R ₁ and R ₂ each represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms which may be the same or different, at least one is a hydrocarbon group, EO is an oxyethylene group, AO represents an oxyalkylene group having 3 or 4 carbon atoms, m represents an average addition mole number of the oxyethylene group, n represents an average addition mole number of the oxyalkylene group, m and n are each a number of 1 to 50, m A cutting oil comprising a polyether compound represented by (b) and silica particles;
About.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the cutting oil of the present invention, (a) Formula (I):
R ₁ O (EO) _m (AO) _n R ₂ (I)
One major feature is that it contains a polyether compound represented by formula (b) and (b) silica particles. In the present invention, by containing the component (a) and the component (b), the change in the viscosity of the cutting oil is suppressed, and when the abrasive is contained and used, the machinability is lowered due to sedimentation of the abrasive. The outstanding effect that it can suppress is exhibited.
[0009]
Examples of the cutting oil of the present invention include a cutting oil containing the component (a) and the component (b), and a cutting oil obtained by further adding (c) a surfactant to the two components.
[0010]
In the formula (I), R ₁ and R ₂ represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, and may be the same or different. From the viewpoint of reducing the viscosity change of the cutting oil composition containing the abrasive, at least one is a hydrocarbon group.
[0011]
The number of carbon atoms of the hydrocarbon group is 1 or more from the viewpoint of sufficiently exhibiting cutting performance, and is 24 or less and 22 or less from the viewpoint of facilitating washing of a sliced product obtained after cutting. Is preferable, and 18 or less is more preferable. The hydrocarbon group may be either an aliphatic group or an aromatic group. When the hydrocarbon group is an aliphatic hydrocarbon group, the hydrocarbon group is saturated or unsaturated, and is either a linear or branched group. May be.
[0012]
In the formula (I), EO represents an oxyethylene group, and AO represents an oxyalkylene group having 3 or 4 carbon atoms. Examples of the AO include an oxypropylene group (hereinafter referred to as PO) or an oxybutylene group. In the formula (I), (EO) _m (AO) _n represents a random body or a block body composed of EO having an average added mole number m and AO having an average added mole number n.
[0013]
Each of m and n is a number from 1 to 50. From the viewpoint of easy cleaning of the cut product obtained after cutting, m is 1 or more, and from the viewpoint of low-temperature fluidity of the cutting oil, n is preferably 1 or more, and from the viewpoint of fluidity of the cutting oil. Therefore, m and n are each preferably 50 or less. The sum of m and n is preferably 4 or more from the viewpoint of compatibility between the cutting oil and a member such as urethane, and reduces the change in viscosity of the cutting oil composition containing abrasive grains, thereby improving fluidity. It is desirable that it is 100 or less from the viewpoint of sufficiently exerting. The AO in the polyether compound represented by the formula (I) may be the same or different, and in the case of being different, it may be a random body or a block body.
[0014]
The polyether compound used in the present invention can be obtained, for example, by a method of adding an alkylene oxide compound to a monohydric alcohol or phenol using potassium hydroxide or the like as a catalyst. In the polyether compound obtained by the above method, the number of added moles of EO and PO has a distribution.
[0015]
In the cutting oil of this invention, you may use the said polyether compound individually or in mixture of 2 or more types.
[0016]
When the component (a) is used as the base oil of the cutting oil, it is preferable to use (b) silica particles from the viewpoint of suppressing sedimentation of the abrasive grains. The component (b) is silicon dioxide, and specific examples include silica gel and ultrafine anhydrous silica. The particle size of the primary particles of the component (b) is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, from the viewpoint of sufficiently exerting the effect of suppressing the sedimentation of abrasive grains, and the dispersion into the component (a) From the viewpoint of property, it is preferably 50 nm or less, and more preferably 20 nm or less. Among these, anhydrous silica is preferable, and specific examples include AEROSIL manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. Furthermore, it is desirable to be a hydrophobic silica obtained by hydrophobizing silanol groups on the surface of anhydrous silica.
[0017]
In the present invention, in addition to the components (a) and (b), the component (c) can be used. By containing the components (a), (b), and (c), the effect of suppressing the settling of the abrasive and the excellent effect that the abrasive can be easily re-dispersed even when the abrasive is settled are exhibited. .
[0018]
Examples of the component (c) include alkylamine alkylene oxide adducts, polyhydric alcohol fatty acid ester alkylene oxide adducts, imidazoline type surfactants, and the like, which can be used alone or in admixture of two or more.
[0019]
The alkylamine alkylene oxide adduct is obtained from, for example, an aliphatic amine having 8 to 28 carbon atoms and an alkylene oxide which is ethylene oxide or propylene oxide, and the number of added moles of alkylene oxide is preferably 1 to 50, The compound etc. which are preferably 1-20 are mentioned.
[0020]
Examples of the polyhydric alcohol fatty acid ester alkylene oxide adduct include 2 to 10, preferably 2 to 6 hydroxyl groups in the molecule, and 2 to 30 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms. More preferably, it is obtained from a polyhydric alcohol having 2 to 8, a fatty acid which is a linear saturated or unsaturated fatty acid having 8 to 22 carbon atoms, and an alkylene oxide which is ethylene oxide or propylene oxide. The compound etc. whose addition mole number becomes like this. Preferably it is 2-100 mol, More preferably, it is 5-50 mol are mentioned.
[0021]
Examples of the imidazoline-type surfactant include imidazoline derivatives obtained by heating aminoethylethanolamine, polyethylene polyamines, and fatty acids at 200 to 250 ° C. The fatty acid is preferably a linear saturated or unsaturated fatty acid having 8 to 22 carbon atoms, and more preferably a linear unsaturated fatty acid having 14 to 20 carbon atoms. In the present invention, an imidazoline derivative obtained from a linear unsaturated fatty acid having 14 to 20 carbon atoms and aminoethylethanolamine is particularly preferable.
[0022]
In the cutting oil of the present invention, the content of the component (a) in the cutting oil is preferably 80% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more.
[0023]
The content of the component (b) in the cutting oil is preferably 0.05% by weight or more, more preferably 0.2% by weight or more from the viewpoint of suppressing sedimentation of the abrasive grains, and the excellent machinability is sufficient. From the viewpoint of ensuring the viscosity that can be exhibited in the above, it is preferably 3.0% by weight or less, and more preferably 2.0% by weight or less.
[0024]
Further, when the component (c) is further contained, the content thereof is preferably 0.05% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more from the viewpoint of suppressing sedimentation of the abrasive grains, and excellent From the viewpoint of ensuring a viscosity that can sufficiently exhibit the machinability, it is preferably 7.0% by weight or less, and more preferably 5.0% by weight or less.
[0025]
In addition to the components (a), (b), and (c), the cutting oil of the present invention can optionally contain other components. For example, you may use a thickener, a dispersing agent, a rust preventive agent, a chelating agent, a basic substance, etc. Such an optional component may be a substance that can achieve the object of the present invention even if it reacts with an essential component.
[0026]
The cutting oil of the present invention can be prepared by stirring the components (a) and (b) and optional components, or the components (a), (b) and (c) and optional components with a stirrer such as a homogenizer. it can.
[0027]
The cutting oil composition of the present invention is characterized in that it contains the cutting oil and an abrasive. Since the said cutting oil is used in this invention, the outstanding property that the fall of the cutting property by sedimentation of an abrasives can be suppressed is expressed.
[0028]
The concentration of the cutting oil in the cutting oil composition can be variously selected according to the cutting speed, required quality, etc., but is preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and preferably 80% by weight. % Or less, more preferably 70% by weight or less.
[0029]
The abrasive can be appropriately selected depending on the material of the workpiece, required quality, and the like, and abrasive grains generally used for polishing can be used. Metals, metal or metalloid carbides, metal or metalloid nitrides, metal or metalloid oxides, metal or metalloid borides, diamond, and the like. The metal or metalloid element is derived from group 3A, 4A, 5A, 3B, 4B, 5B, 6B, 7B or 8B of the periodic table. Specific examples include alumina particles, SiC particles, diamond particles, magnesium oxide particles, cerium oxide particles, zirconium oxide particles, colloidal silica particles, or fumed silica particles, and SiC particles are preferable from the viewpoint of cutting speed. Specifically, GC # 600 and GC # 800 manufactured by Fujimi Incorporated are preferable.
[0030]
The average particle diameter of the abrasive can be appropriately selected depending on the material of the workpiece and the required quality, but is preferably 0.5 to 50 μm.
[0031]
The concentration of the abrasive in the cutting oil composition can be variously selected according to the viscosity, cutting speed, required quality, etc. of the cutting oil composition. The content of the abrasive in the cutting oil composition depends on the cutting composition. From the viewpoint of fluidity of the product, it is preferably 70% by weight or less, more preferably 60% by weight or less, and from the viewpoint of cutting efficiency, preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more. It is desirable to be.
[0032]
The cutting oil composition of the present invention can be obtained by uniformly stirring the cutting oil and the abrasive with a known stirrer or the like.
[0033]
In the case of using the cutting oil composition of the present invention, examples of the material of the workpiece to be cut include silicon single crystals, polycrystals, GaAs, other semiconductors and ceramics ingots.
[0034]
Although it does not specifically limit as a use of the cutting oil composition of this invention, The cutting | disconnection by wire saws, such as an ingot, the cutting | disconnection by a blade saw, etc. are mentioned, Especially it is suitable for the cutting | disconnection by wire saws, such as an ingot.
[0035]
The cutting method using the cutting oil composition of the present invention is not particularly limited. By using the cutting oil composition of the present invention entangled with a thin wire of about 180 μm, an ingot such as a silicon single crystal can be efficiently cut. And the like.
[0036]
【Example】
The following were used as the polyether compound of (a).
A-1: n-C ₄ H ₉ O (EO) _6.4 (PO) _3.2 H [Random, added moles are average values]
A-2: n-C ₁₂ H ₂₅ O (EO) _2.5 (PO) _2.5 (EO) _2.5 H [Block body, number of moles added is an average value]
[0037]
As a silica particle of (b), Nippon Aerosil Co., Ltd. product name: AEROSIL RY200S (hydrophobic silica, average particle diameter of primary particles 16 nm) was used.
[0038]
The following were used as the surfactant of (c).
C-1: Amito 105 (alkylamine ethylene oxide adduct) manufactured by Kao Corporation
C-2: Rheodor 440 (Tetraoleic acid polyoxysorbite) manufactured by Kao Corporation
C-3: Homogenol L-95 (imidazoline type surfactant) manufactured by Kao Corporation
[0039]
Examples 1-9, Comparative Examples 1 and 2
The cutting oil having the composition shown in Table 1 was prepared by stirring for 15 minutes at 10,000 rpm with a homogenizer.
[0040]
[Table 1]

[0041]
Test Example 1 (Abrasive Dispersibility and Redispersibility)
As abrasives, SiC abrasive grains [manufactured by Fujimi Incorporated, trade name: GC # 600] 100 parts by weight and 100 parts by weight of cutting oil in Table 1 (50% by weight in the total cutting oil composition). Collect in a 200 ml beaker and stir at 3000 rpm for 3 minutes at room temperature using a homomixer (specialized Kako Co., Ltd .: model TK auto homomixer, stirring blade: disper blade), cutting oil and abrasive grains 80 ml of a slurry-like cutting oil composition having a uniform thickness was prepared, and the obtained cutting oil composition was placed in a 100 ml sample tube.
[0042]
After the preparation, the dispersibility of the abrasive grains was evaluated over time (1 hour, 24 hours, 48 hours) by the sedimentation state of the abrasive grains [dispersibility (%) = (abrasive layer volume at the time of measurement / cutting oil at the time of preparation). Composition volume) × 100]. In addition, an abrasive grain layer means the layer containing the abrasive grain except the transparent layer formed by an abrasive grain settling from a cutting oil composition. The results are shown in Table 2. In Table 2, the closer the dispersibility value is to 100%, the better the dispersibility. Further, the redispersibility was examined by inclining the fluidity of the abrasive layer 48 hours after the preparation by tilting the sample 48 hours after the preparation of the cutting oil composition and evaluating it according to the following evaluation criteria.
[0043]
Evaluation criteria A: When the sample tube is tilted, the entire abrasive layer flows smoothly.
○: When the sample tube is tilted, the whole abrasive layer slowly flows.
Δ: When the sample tube is tilted, only the upper part of the abrasive layer flows.
X: When the sample tube is tilted, the entire abrasive layer hardly flows.
[0044]
[Table 2]

[0045]
From the results in Table 2, the cutting oil compositions of Examples 1 to 9 have better dispersibility of the abrasive grains and longer dispersibility than the cutting oil compositions of Comparative Examples 1 and 2. Is shown to be held across. Moreover, even after 48 hours have elapsed since the cutting oil composition was prepared, it is shown that the abrasive layer retains fluidity and is easily redispersed.
[0046]
Test example 2 (cleanability of wafer after cutting)
Assuming that the wafer obtained by cutting the ingot with a wire saw using the cutting oil composition is washed with water, using an 8-inch glass wafer cut with the wire saw and the cutting oil composition, the cutting oil composition The cleaning performance of the attached wafer after cutting was examined.
[0047]
The cutting oil composition was obtained by stirring 50 parts by weight of the cutting oil of Example 4 and 50 parts by weight of abrasive grains GC # 600 as an abrasive in the same manner as in Test Example 1 to form a slurry.
[0048]
Three 8-inch glass wafers were stacked to form a 300 μm gap, and the gap in the glass wafer was impregnated with the cutting oil composition. Next, the glass wafer impregnated with the cutting oil composition is immersed in water for 10 seconds, raised from the water to the air, and repeatedly drained for 10 seconds 10 times to change the cleaning state of the wafer to which the cutting oil composition is adhered. Observed. The detergency was evaluated by the washing rate. The results are shown in Table 3. In Table 3, the cleaning rate was calculated by the cleaning rate (%) = [(wafer area−remaining area of the cutting oil composition in the wafer) / wafer area] × 100. As a comparative example, polyethylene glycol [average molecular weight 400], which is a conventionally used water-soluble cutting oil, was used (Comparative Example 3).
[0049]
[Table 3]

[0050]
From the results in Table 3, it can be seen that the cutting oil composition of Example 4 can be easily washed and removed with water as compared with the cutting oil composition of Comparative Example 3.
[0051]
【The invention's effect】
Since the cutting oil of the present invention is excellent in dispersibility of abrasives such as abrasive grains, it has an excellent effect of obtaining good cutting ability with a wire saw. In addition, the cutting oil composition containing the cutting oil and the abrasive of the present invention has a fluidity of the abrasive and can be redispersed even when the abrasive such as abrasive grains is allowed to stand for a long time. There is an excellent effect that it is easy. Furthermore, when the ingot is cut with a wire saw using the cutting oil composition of the present invention, there is an excellent effect that the slice plate after cutting is easily washed with water.

Claims

(A) Formula (I):
R ₁ O (EO) _m (AO) _n R ₂ (I)
(In the formula, R ₁ and R ₂ each represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms which may be the same or different, at least one is a hydrocarbon group, EO is an oxyethylene group, AO represents an oxyalkylene group having 3 or 4 carbon atoms, m represents an average addition mole number of the oxyethylene group, n represents an average addition mole number of the oxyalkylene group, m and n are each a number of 1 to 50, m And n is a cutting oil comprising a polyether compound represented by (b) silica particles, wherein the content of the component (a) is 97.8. Cutting oil that is greater than or equal to weight percent.

2. The composition according to claim 1, further comprising (c) one or more surfactants selected from the group consisting of alkylamine alkylene oxide adducts, polyhydric alcohol fatty acid ester alkylene oxide adducts and imidazoline type surfactants. Cutting oil.

A cutting oil composition comprising the cutting oil according to claim 1 or 2 and an abrasive.

A cutting method using the cutting oil composition according to claim 3.

The cutting method of Claim 4 which cut | disconnects an ingot using a wire saw.