CN105018030A

CN105018030A - 研磨用组合物

Info

Publication number: CN105018030A
Application number: CN201510176717.6A
Authority: CN
Inventors: 浅野宏; 浅井舞子; 森永均; 玉井一诚
Original assignee: Fujimi Inc
Current assignee: Fujimi Inc
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2015-11-04
Also published as: KR20150118902A; US20150291851A1; TW201542792A; JP2015203080A

Abstract

本发明提供一种研磨用组合物，其在对表面包含合金材料和树脂、且前述合金材料的面积相对于前述研磨面积整体之比处于特定范围的基板进行研磨时，降低合金材料的研磨速度与树脂的研磨速度之差，可以以高研磨速度一同研磨合金材料和树脂，进而，研磨后的基板表面的平滑性优异，可以得到具有高光泽的表面的基板。一种研磨用组合物，其用于研磨表面包含合金材料和树脂、且前述合金材料的面积相对于研磨面积整体之比为60～95％的基板的用途，其中，所述研磨用组合物包含基于体积基准的粒度分布的累积50％粒径(D₅₀)为5.0μm以上的结晶性磨粒、和酸或其盐、和水溶性高分子。

Description

研磨用组合物

技术领域

本发明涉及研磨用组合物。

背景技术

合金是指与1种金属元素相对，共有1种以上金属元素、碳、氮、硅等非金属元素的共有体，与纯金属相对，以提高机械强度、耐化学药品性、耐腐蚀性、耐热性等性质为目的而制造的。这些之中，铝合金由于具有轻量且优异的强度，因此用于建材、容器等结构材料，汽车、船舶、飞机等运输机器，此外还用于各种电器用品、电子部件等种种的用途。另外，钛合金由于轻量且耐腐蚀性优异，因此广泛用于精密仪器、装饰品、工具、体育用品、医疗部件等。另外，作为铁系合金的不锈钢、镍合金由于具有优异的耐腐蚀性，因此用于结构材料、运输机器，此外还用于工具、机械器具、烹调器具等种种的用途。另外，铜合金由于导电性、导热性、耐腐蚀性优异、且加工性优异、成品美观，因此广泛用于装饰品、食器、乐器、电气材料的部件等。进而，最近在上述用途中也开始使用合金和其表面包含树脂的材料。

在使用这样的表面包含合金和树脂的材料时，有时需要将其表面精加工成光泽面。对光泽面的精加工有时需要对该表面进行涂装等、实施涂覆来进行镜面处理，若可以通过研磨将其表面精加工成镜面，则可以提供比涂装面优异的光泽面、且不需要涂覆的材料、操作。另外，与经涂装的光泽面相比，经研磨的镜面耐久性高，因此还具有光泽面长期持续的优点。

以往，对于合金材料，通过使用了研磨用组合物的研磨进行镜面化、平滑化。例如，专利文献1公开了一种研磨用组合物，其包含(a)选自由二氧化硅、氧化铈、和氧化锆组成的组中的研磨材料、(b)使铝氧化的试剂、和(c)液体载体，其用于铝合金的研磨用途。

现有专利文献

专利文献

专利文献1：日本特表2008-544868号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，将上述专利文献1中记载的研磨用组合物用于研磨表面包含合金材料和树脂的基板时，存在合金材料的研磨速度与树脂的研磨速度之差大、不能均匀地研磨这样的问题。另外，存在研磨后的基板表面的平滑性不充分、不能得到高光泽的表面这样的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种研磨用组合物，其在对表面包含合金材料和树脂、且前述合金材料的面积相对于前述表面的总面积之比为60～95％的基板进行研磨时，降低合金材料的研磨速度与树脂的研磨速度之差，可以以高研磨速度一同研磨合金材料和树脂，进而，在研磨后，基板表面的平滑性优异，可以得到具有高光泽的表面的基板。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题，本发明人等反复进行深入研究。其结果发现，使用包含基于体积基准的粒度分布的累积50％粒径(D₅₀)处于特定范围的结晶性磨粒、酸或其盐、和水溶性高分子的研磨用组合物可以解决上述课题。于是，基于上述见解从而完成本发明。

即，本发明的上述课题通过以下手段达成。

1.一种研磨用组合物，其用于研磨表面包含合金材料和树脂、且前述合金材料的面积相对于研磨面积整体之比为60～95％的基板的用途，其中，所述研磨用组合物包含基于体积基准的粒度分布的累积50％粒径(D₅₀)为5.0μm以上的结晶性磨粒、和酸或其盐、和水溶性高分子。

2.根据上述1.所述的研磨用组合物，其中，前述结晶性磨粒为选自由氧化铝、氧化硅、氧化铈、氧化锆、氧化钛、氧化锰、碳化硅、碳化硼、碳化钛、氮化钛、氮化硅、硼化钛、和硼化钨组成的组中的至少1种。

3.根据上述1.或2.所述的研磨用组合物，其中，前述合金材料的主成分为选自由铝、钛、铁、镍、和铜组成的组中的至少1种。

4.根据上述1.～3.中任1项所述的研磨用组合物，其中，前述树脂为热塑性树脂。

5.一种研磨方法，其使用上述1.～4.中任1项所述的研磨用组合物研磨表面包含合金材料和树脂、且前述合金材料的面积相对于研磨面积整体之比为60～95％的基板。

6.一种基板的制造方法，其包括使用上述5.所述的研磨方法进行研磨的工序。

发明的效果

根据本发明，在对表面包含合金材料和树脂、且前述合金材料的面积相对于前述表面的总面积之比为60～95％的基板进行研磨时，降低合金材料的研磨速度与树脂的研磨速度之差，可以以高研磨速度一同研磨合金材料和树脂，进而，在研磨后，表面的平滑性优异，可以得到具有高光泽的表面的基板。

具体实施方式

本发明为一种研磨用组合物，其用于研磨表面包含合金材料和树脂、且前述合金材料的面积相对于研磨面积整体之比为60～95％的基板的用途，其中，所述研磨用组合物包含基于体积基准的粒度分布的累积50％粒径(D₅₀，以下也仅称“D₅₀”)为5.0μm以上的结晶性磨粒、和酸或其盐、和水溶性高分子。具有这样构成的本发明的研磨用组合物降低合金材料的研磨速度与树脂的研磨速度之差，可以以高研磨速度一同研磨合金材料和树脂，进而，可以提高基板表面的平滑性，得到高光泽的表面。

为什么通过本发明的研磨用组合物可以得到上述效果的详细原因不明，但D₅₀处于本发明的范围的结晶性磨粒作用于基板，对基板施加的压力高、作用个数也为恰当的磨粒个数的范围。由此，对于难以产生化学研磨作用的树脂，可增大机械研磨作用，可以提高树脂的研磨速度。对于水溶性高分子，由于可以通过较弱的力使结晶性磨粒进一步聚集，因此可以形成粒径更大的结晶性磨粒的聚集颗粒，由此对树脂的研磨速度可以变得更高。本发明的研磨用组合物包含的酸或其盐为对合金材料的研磨促进剂。因此，包含D₅₀处于特定范围的结晶性磨粒、酸或其盐、和水溶性高分子的本发明的研磨用组合物可以以高研磨速度一同研磨合金材料和树脂，进而，在研磨后，表面的平滑性优异，可以得到具有高光泽的表面的基板。

另外，本发明的研磨用组合物可以容易地使磨粒的聚集体再分散。

需要说明的是，上述机理为推测，本发明不受上述机理的任何限制。

[研磨对象物]

本发明的研磨用组合物用于研磨表面包含合金材料和树脂的基板的用途。前述合金材料的面积相对于本发明使用的该基板的研磨面积整体之比(以下，也仅称合金材料的面积比)为60～95％。需要说明的是，本说明书中，研磨对象物(基板)的合金材料的面积比采用通过以下方法测定的值。即，对研磨对象物的研磨部分进行摄像，从上方在摄像图像重合5mm见方的网格，对存在合金材料和树脂的网格部分的个数进行计数。进而，对单独合金材料的网格部分和单独树脂的网格部分进行计数，存在合金材料和树脂两者的网格部分作为双方的计数，用该个数计算合金材料的面积比。

以下，对研磨对象物(基板)包含的合金材料和树脂进行说明。

[合金材料]

合金材料含有：作为主成分的金属种和与主成分不同的金属种。

合金材料基于作为主成分的金属种命名。作为合金材料，例如可列举出：铝合金、钛合金、不锈钢(以铁为主成分)、镍合金、和铜合金等。

铝合金以铝为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有选自由硅、铁、铜、锰、镁、锌、和铬组成的组中的至少1种。铝合金中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如0.1～10质量％。作为铝合金，例如可列举出：JIS H4000：2006记载的合金编号中的1085、1080、1070、1050、1050A、1060、1100、1200、1N00、1N30、2014、2014A、2017、2017A、2219、2024、3003、3103、3203、3004、3104、3005、3105、5005、5021、5042、5052、5652、5154、5254、5454、5754、5082、5182、5083、5086、5N01、6101、6061、6082、7010、7075、7475、7178、7N01、8021、8079；JIS H4040：2006记载的合金编号中的1070、1060、1050、1050A、1100、1200、2011、2014、2014A、2017、2017A、2117、2024、2030、2219、3003、3103、5N02、5050、5052、5454、5754、5154、5086、5056、5083、6101、6N01、6005A、6060、6061、6262、6063、6082、6181、7020、7N01、7003、7050、7075、7049A；JIS H4100：2006记载的合金编号中的1070A1070S、1060A1060S、1050A1050S、1100A1100S、1200A1200S、2014A2014S、2014A2014AS、2017A2017S、2017A2017AS、2024A2024S、3003A3003S、3203A3203S、5052A5052S、5454A5454S、5083A5083S、5086A5086S、6101A6101S、6N01A6N01S、6005A A6005AS、6060A6060S、6061A6061S、6063A6063S、6082A6082S、7N01A7N01S、7003A7003S、7005A7005S、7020A7020S、7050A7050S、7075A7075S等。

钛合金以钛为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有铝、铁、和钒等。钛合金中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如3.5～30质量％。作为钛合金，例如可列举出JIS H4600：2012记载的种类中的11～23种、50种、60种、61种、和80种。

不锈钢以铁为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有选自由铬、镍、钼、和锰组成的组中的至少1种。不锈钢中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如10～50质量％。作为不锈钢，例如可列举出：JISG4303：2005记载的种类的符号中的SUS201、303、303Se、304、304L、304NI、305、305JI、309S、310S、316、316L、321、347、384、XM7、303F、303C、430、430F、434、410、416、420J1、420J2、420F、420C、631J1等。

镍合金以镍为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有选自铁、铬、钼、和钴的至少1种。镍合金中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如20～75质量％。作为镍合金，例如可列举出：JIS H4551：2000记载的合金编号中的NCF600、601、625、750、800、800H、825、NW0276、4400、6002、6022等。

铜合金以铜为主成分，作为与主成分不同的金属种，例如含有选自铁、铅、锌、和锡的至少1种。铜合金中与主成分不同的金属种的含量相对于合金材料整体为例如3～50质量％。作为铜合金，例如可列举出：JIS H3100：2006记载的合金编号中的C2100、2200、2300、2400、2600、2680、2720、2801、3560、3561、3710、3713、4250、4430、4621、4640、6140、6161、6280、6301、7060、7150、1401、2051、6711、6712等。

合金材料的主成分优选为选自由铝、钛、铁、镍、和铜组成的组中的至少1种。作为合金材料，更优选为铝合金、不锈钢、或钛合金。

[树脂]

对树脂的种类没有特别的限制，可以是热固性树脂、热塑性树脂的任意种。

作为热固性树脂的例子，例如可列举出：环氧树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂等。

作为热塑性树脂的例子，例如可列举出：聚苯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)、(甲基)丙烯酸系树脂、有机酸乙烯基酯树脂或其衍生物、乙烯基醚树脂、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚偏氟乙烯等含卤素树脂、聚乙烯、聚丙烯等烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等饱和聚酯树脂、聚酰胺树脂、热塑性聚氨酯树脂、聚砜树脂(聚醚砜、聚砜等)、聚苯醚树脂(2,6-二甲苯酚的聚合物等)、纤维素衍生物(纤维素酯类、纤维素氨基甲酸酯类、纤维素醚类等)、有机硅树脂(聚二甲硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷等)等。

上述树脂可以单独使用，也可以组合2种以上使用。从耐冲击性、耐候性的观点来看，这些树脂之中优选为热塑性树脂，更优选为聚碳酸酯树脂、丙烯酸系树脂、ABS树脂。

接着，详细说明本发明的研磨用组合物的构成。

[结晶性磨粒]

本发明的研磨用组合物包含基于体积基准的粒度分布的累积50％粒径(D₅₀)为5.0μm以上的结晶性磨粒。通过使用这样的结晶性磨粒，可以提高树脂的研磨速度，可以降低合金材料的研磨速度与树脂的研磨速度之差。此处，本说明书中的“结晶性磨粒”是在使用X射线衍射装置进行粉末X射线衍射测定时，该衍射图案中显示来自晶体的峰。

作为这样的结晶性磨粒的具体例子，例如可列举出：选自由氧化铝(alumina)、氧化硅(silica)、氧化铈(ceria)、氧化锆、氧化钛、氧化锰、碳化硅、碳化硼、碳化钛、氮化钛、氮化硅、硼化钛、和硼化钨组成的组中的至少1种。从硬度和成本的观点来看，这些之中优选氧化铝(alumina)、氧化硅(silica)、氧化锆。

作为氧化铝的种类，例如可列举出：α-氧化铝、中间氧化铝(γ-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝)、气相氧化铝等，均可以适宜使用。

结晶性磨粒的基于体积基准的粒度分布的累积50％粒径(D₅₀)为5.0μm以上。结晶性磨粒的D₅₀不足5.0μm时，对树脂的研磨速度降低。结晶性磨粒的D₅₀优选为7.0μm以上。另外，对该D₅₀的上限值没有特别的限制，优选为30μm以下。

需要说明的是，本说明书中的结晶性磨粒的D₅₀可以利用市售的粒度测定装置测定。作为该粒度测定装置，可以基于动态光散射法、激光衍射法、激光散射法、或细孔电阻法等任意手法的装置。

研磨用组合物中结晶性磨粒的含量的下限值优选为0.1质量％以上，更优选为0.2质量％以上，进一步优选为1质量％以上。随着结晶性磨粒的含量增多，研磨速度上升。

另外，研磨用组合物中结晶性磨粒的含量的上限值优选为50质量％以下，更优选为25质量％以下，进一步优选为20质量％以下。随着结晶性磨粒的含量减少，在研磨用组合物的制造成本降低的基础上，还可以容易得到使用研磨用组合物研磨造成的损伤等缺陷少的表面。

[酸或其盐]

本发明的研磨用组合物包含酸或其盐。酸或其盐起到合金材料的研磨促进剂的作用，进一步提高合金材料的研磨速度。

作为酸，可以使用无机酸和有机酸的任意者。作为无机酸的例子，例如，盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸、和磷酸等。另外，作为有机酸，例如可列举出：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、水杨酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、马来酸、苯二甲酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、二乙醇酸、2-呋喃羧酸、2,5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氢呋喃羧酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯基乙酸和苯氧基乙酸等。进而，作为盐，可列举出：1族元素盐、2族元素盐、铝盐、铵盐、胺盐、和季铵盐等。这些酸或其盐可以单独或混合2种以上使用。

其中优选磷酸、硝酸、柠檬酸。

研磨用组合物中酸或其盐的含量的下限值优选为0.01质量％以上，更优选为0.02质量％以上，进一步优选为0.1质量％以上。随着酸或其盐的含量增多，研磨速度上升。

另外，研磨用组合物中酸或其盐的含量的上限值优选为5质量％以下，更优选为3质量％以下，进一步优选为2质量％以下。酸或其盐的含量恰当时，基于研磨用组合物的研磨对象物的研磨速度更适宜地提高。

[水溶性高分子]

本发明的研磨用组合物包含水溶性高分子。该水溶性高分子可以通过较弱的力使结晶性磨粒聚集，因此能够进一步提高树脂的研磨速度。另外，该水溶性高分子还起到使磨粒的聚集体再分散的作用。

作为水溶性高分子的例子，例如可列举出：聚丙烯酸等聚羧酸、多膦酸、聚苯乙烯磺酸等聚磺酸、黄原胶、藻酸钠等多糖类、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、脱水山梨糖醇单油酸酯、具有单一种或多种氧化烯単位的氧化烯系聚合物等。另外，上述化合物的盐也可以适宜用作水溶性高分子。这些水溶性高分子可以单独或混合2种以上使用。

这些之中，优选聚羧酸或其盐、多膦酸或其盐、聚磺酸或其盐，更优选聚丙烯酸钠、聚磺酸。

该水溶性高分子的重均分子量的下限值优选为1000以上。另一方面，该水溶性高分子的重均分子量的上限值优选为1000000以下。需要说明的是，水溶性高分子的重均分子量可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定。

研磨用组合物中水溶性高分子的含量的下限值优选为0.01质量％以上。随着水溶性高分子的含量增多，可以提高再分散性。

另外，研磨用组合物中水溶性高分子的含量的上限值优选为10质量％以下。随着水溶性高分子的含量减少，研磨速度上升。

[研磨用组合物的pH]

本发明的研磨用组合物的pH的下限值优选为1以上，更优选为1.5以上。

另外，本发明的研磨用组合物的pH的上限值优选为7以下，更优选为6以下，进一步优选为4.5以下。

pH可以通过为本发明的研磨用组合物的一个成分的酸或其盐来控制，也可以使用其以外的公知的酸、碱、或它们的盐来控制。

[其它成分]

根据需要，本发明的研磨用组合物还可以包含：水、促进合金材料的溶解的蚀刻剂、氧化合金材料表面的氧化剂、抑制合金材料的表面的腐蚀的防腐剂、螯合剂、使磨粒的聚集体容易再分散的分散助剂、具有其它功能的防腐剂、防霉剂等其它成分。

[水]

本发明的研磨用组合物优选包含水作为用于使各成分分散或溶解的分散介质或溶剂。从抑制阻碍其它成分的作用的观点来看，优选尽可能不含有杂质的水，具体而言，用离子交换树脂去除杂质离子后，通过过滤器去除异物的纯水、超纯水、或蒸馏水是优选的。

[水以外的其它成分]

作为蚀刻剂的例子，可列举出：硝酸、硫酸、磷酸等无机酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸、甲基磺酸等有机酸、氢氧化钾、氢氧化钠等无机碱、氨、胺、季铵氢氧化物等有机碱等。作为氧化剂的例子，可列举出：过氧化氢、过乙酸、过碳酸盐、过氧化脲、高氯酸盐、过硫酸盐等。作为防腐剂的例子，可列举出：胺类、吡啶类、四苯膦塩、苯并三唑类、三唑类、四唑类、苯甲酸等。作为螯合剂的例子，可列举出葡糖酸等羧酸系螯合剂、乙二胺、二乙三胺、三甲基四胺等胺系螯合剂、乙二胺四乙酸、氨三乙酸(nitrilotriacetic acid)、羟乙基乙二胺三乙酸、三乙四胺六乙酸、二乙三胺五乙酸等多胺多羧酸系螯合剂、2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基瞵酸)、乙二胺四(亚甲基瞵酸)、二乙三胺五(亚甲基瞵酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、甲烷羟基膦酸、1-膦酸基丁烷-2,3,4-三羧酸等有机膦酸系螯合剂、酚衍生物、1,3-二酮等。作为分散助剂的例子，可列举出焦磷酸盐、六偏磷酸盐等缩合磷酸盐等。作为防腐剂的例子，可列举出次氯酸钠等。作为防霉剂的例子，可列举出噁唑烷-2,5-二酮等噁唑烷等。

[研磨用组合物的制造方法]

对本发明的研磨用组合物的制造方法没有特别的限制，例如，可以通过将结晶性磨粒、酸或其盐、水溶性高分子、和根据需要的其它成分在水中搅拌混合得到。

对混合各成分时的温度没有特别的限制，优选为10～40℃，为了提高溶解速度也可以进行加热。另外，对混合时间也没有特别的限制。

[研磨方法和合金材料的制造方法]

如上所述，本发明的研磨用组合物适宜用于表面包含合金材料和树脂的基板的研磨。因此，本发明提供一种研磨方法，其使用本发明的研磨用组合物研磨表面包含合金材料和树脂、且前述合金材料的面积相对于前述研磨面积整体之比为60～95％的基板。另外，本发明提供一种基板的制造方法，其包括使用前述研磨方法研磨表面包含合金材料和树脂、且前述合金材料的面积相对于前述研磨面积整体之比为60～95％的基板的工序。

使用本发明的研磨用组合物研磨基板时，可以使用通常金属研磨使用的装置、条件来进行。作为一般的研磨装置有单面研磨装置、双面研磨装置，单面研磨装置使用称作承载器的保持工具保持基板，一边供给研磨用组合物一边将粘贴有研磨布的平板压在基板单面，使平板旋转来研磨基板的单面。双面研磨装置使用称作承载器的保持工具保持基板，一边从上方供给研磨用组合物一边将粘贴有研磨布的平板按在基板的相对面，使它们向相对方向旋转来研磨基板的双面。此时，通过研磨垫和研磨用组合物与基板的摩擦的物理作用、和研磨用组合物给合金带来的化学作用来研磨。

作为本发明的研磨方法的研磨条件，举出研磨载荷。一般，载荷变得越高，结晶性磨粒的摩擦力变得越高、机械加工力越提高而研磨速度上升。对本发明的研磨方法的载荷没有特别的限定，基板的每单位面积优选为50～1000g/cm²，更优选为80～800g/cm²，进一步优选为100～600g/cm²。若处于该范围，则可以发挥充分的研磨速度，抑制载荷造成的基板的破损、表面损伤等缺陷的产生。

另外，作为本发明的研磨方法的研磨条件，举出研磨的线速度。一般，线速度受到研磨垫的转速、承载器的转速、基板的大小、基板的个数等的影响，线速度大时对基板产生的摩擦力也变大，因此边缘受到机械研磨的作用也变大。另外，摩擦产生摩擦热，有时研磨用组合物的化学作用增大。对本发明的研磨方法的线速度没有特别的限定，优选为10～300m/分钟，更优选为30～200m/分钟。若处于该范围，可以得到充分的研磨速度，另外，可以抑制基板摩擦造成的研磨垫的破损，进而，对基板传递的摩擦充分，可以防止所谓的基板滑动状态，可以充分地研磨。

在使用上述实施方式的研磨用组合物的研磨方法中使用的研磨垫，例如有聚氨酯型、发泡聚氨酯型、无纺布型、绒面革型等材质不同的研磨垫，除此以外，其硬度、厚度等物性不同的研磨垫，进一步包含磨粒的研磨垫，不包含磨粒的研磨垫，其中，优选使用发泡聚氨酯型或绒面革型。另外，在使用绒面革型时加工中的压力造成的变形少，换言之，硬度高的研磨垫是优选的。具体而言，垫的硬度用TECLOCK测定为75以上的研磨垫为佳，例如，对基材使用聚对苯二甲酸乙二醇酯、无纺布可以得到硬度高的绒面革型垫。TECLOCK是根据JIS K6253：1997的测定法规定的。

作为本发明的研磨方法的研磨条件，举出研磨用组合物的供给量。供给量根据研磨的基板的种类、研磨装置、研磨条件而不同，研磨用组合物无不均匀地向基板与研磨垫之间全面地供给充分量即可。研磨用组合物的供给量少时，有时不能将研磨用组合物向基板整体供给、组合物产生干燥凝固而基板表面产生缺陷。相反，供给量多时不经济，此外，过剩的研磨用组合物、妨碍尤其是水等介质的摩擦而阻碍研磨。

本发明的研磨方法中，研磨工序前可以具有使用其它研磨用组合物的预磨工序。合金表面有时具有加工损伤、运输时的损伤等，通过一个工序将这些损伤镜面化花费大量时间，不经济且存在损伤平滑性等的担心。通过预磨工序预先去除合金表面的损伤，可以缩短通过本发明的研磨方法研磨所需要的研磨时间，可以期待高效得到优异的镜面。以下，对预磨工序使用的预磨用组合物进行说明。

与本发明中使用的研磨用组合物相比，预磨工序使用的预磨用组合物优选使用具有更强研磨力的物质。具体而言，与本实施方式使用的研磨用组合物使用的结晶性磨粒相比，使用硬度更高、颗粒尺寸大的磨粒是优选的。

作为预磨用组合物包含的磨粒，例如可列举出：碳化硅、氧化铝(alumina)、氧化锆、锆石、氧化铈、氧化钛等，但并不限定于此。这些磨粒之中，特别优选使用氧化铝。作为氧化铝，没有特别的种类限制，例如可以使用α-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝、κ-氧化铝、和其它形态上不同的物质。另外，氧化铝可以包含铝以外的硅、钛、铁、铜、铬、钠、钾、钙、镁等杂质元素。

需要说明的是，基板包含的合金材料为硬脆材料，在以更高速度研磨该合金材料时，为以α-氧化铝为主成分的氧化铝，构成氧化铝磨粒的氧化铝的晶形的α化率为20％以上，进一步使用为40％以上的氧化铝是优选的。此处所说的氧化铝的α化率由通过X射线衍射测定的(113)面衍射线的积分强度比求出。

预磨用组合物中包含的磨粒的平均粒径优选为0.1μm以上，更优选为0.3μm以上。随着磨粒的平均粒径变大，基板的研磨速度提高。

预磨用组合物中包含的磨粒的平均粒径优选为20μm以下。随着磨粒的平均粒径减小，容易得到低缺陷且粗度小的表面。需要说明的是，磨粒的平均粒径的测定可以使用例如激光衍射/散射式粒径分布测定装置，例如株式会社堀场制作所制造的“LA-950”进行。

预磨用组合物中磨粒的含量优选为0.5质量％以上，更优选为1质量％以上。随着磨粒的含量增多，研磨用组合物的基板的研磨速度提高。

预磨用组合物中磨粒的含量优选为20质量％以下，更优选为10质量％以下。磨粒的含量减少，在研磨用组合物的制造成本降低的基础上，还可以容易得到使用研磨用组合物研磨造成的划痕少的表面。

预磨用组合物的pH根据研磨的基板种类而不同。预磨用组合物中的pH通过公知的酸、碱、或它们的盐调节。其中，作为酸，使用有机酸，尤其在使用乙醇酸、琥珀酸、马来酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡糖酸、草酸和衣康酸时，通过对磨粒表面的作用等可以期待研磨速度的提高。

使用本发明的研磨用组合物研磨基板时，回收一次研磨使用的研磨用组合物可以用于再次研磨。作为研磨用组合物的再使用的方法的一个例子，可举出将从研磨装置排出的研磨用组合物回收在容器内，再次向研磨装置内循环使用的方法。循环使用研磨用组合物在通过减少作为废液排出的研磨用组合物的量来降低环境负荷的方面，和能够减少使用的研磨用组合物的量来抑制基板研磨所需的制造成本的方面有用。

在循环使用本发明的研磨用组合物时，可以将通过研磨消耗/损失的结晶性磨粒、酸或其盐、水溶性高分子、和其它添加剂的一部分或全部作为组合物调节剂向循环使用中添加。此时，作为组合物调节剂，可以是将结晶性磨粒、酸或其盐、水溶性高分子、和其它添加剂的一部分或全部以任意混合比率混合而成的物质。追加组合物调节剂添加，从而将研磨用组合物调节为适宜再利用的组合物，适宜维持研磨。组合物调节剂含有的结晶性磨粒、酸或其盐、水溶性高分子、其它添加剂的浓度为任意浓度，没有特别的限定，根据循环容器的大小、研磨条件适宜调节是优选的。

本发明的研磨用组合物可以为单组分型，也可以为以双组分型为首的多组分型的组合物。另外，本发明的研磨用组合物可以通过使用水等稀释液稀释研磨用组合物的原液例如10倍以上来制备。

实施例

使用以下实施例和比较例进一步详细说明本发明。但本发明的技术范围并不仅限定于以下实施例。

(实施例1、比较例1～4)

将作为结晶性磨粒的下述表2所示的颗粒的含量用水稀释至13质量％，分别加入使作为酸或其盐的柠檬酸的含量为0.5质量％、作为水溶性高分子的聚丙烯酸钠(重均分子量：2000)的含量为0.5质量％，并搅拌，制备研磨用组合物。通过pH计确认研磨用组合物的pH为3.3。

实施例1和比较例1～3中使用α-氧化铝。

需要说明的是，氧化铝的D₅₀使用激光衍射/散射式粒径分布测定装置LA-950(株式会社堀场制作所制造)测定。胶体二氧化硅的D₅₀通过动态光散射法的粒度测定器(日机装株式会社制作、UPA-UT151)测定。氧化铝和胶体二氧化硅的比表面积通过株式会社岛津制作所制造、FlowsorbII 2300测定。

使用各实施例和比较例的研磨用组合物，进行同时研磨相同大小的铝合金制成的2块基板和聚碳酸酯树脂(PC)制成的1块基板的行研磨工序。即，本实验为相当于研磨合金材料的面积比为66.7％的基板的实验。需要说明的是，作为铝合金制成的基板，使用JIS H4000：2006记载的合金编号的5052(A5052)制成的基板。研磨工序的研磨条件示于下述表1。

另外，通过以下所示方法评价研磨速度、和研磨工序后的研磨面的表面粗糙度。

＜研磨速度＞

对于铝合金制成的基板和聚碳酸酯树脂制成的基板这2种，测定研磨工序之前基板的质量、和研磨工序后基板的质量，用研磨工序前后的质量之差算出研磨速度。将该结果示于下述表2的“研磨速度”栏。需要说明的是，表2中的“速度差”表示合金的研磨速度减聚碳酸酯的研磨速度之差的绝对值。

＜表面粗糙度＞

基于JIS B0601：2001记载的方法，使用非接触表面形状测定机(激光显微镜VK-X200、KEYENCE CORPORATION.制造)，分别对研磨工序后的合金制成的基板和聚碳酸酯制成的基板测定表示研磨面的表面粗糙度的“Ra”。需要说明的是，“Ra”为表示粗糙度曲线高度方向的振幅的平均的参数，表示在一定视野内的基板表面的高度的算术平均。作为非接触表面形状测定机的测定条件，将测定范围设定为284μm×213μm。将其结果示于下述表2的“Ra”栏。

表1

表2

如上述表2所示可知，使用实施例1的研磨用组合物时，合金材料的研磨速度与树脂(PC)的研磨速度之差小、可以以高研磨速度一同研磨合金材料和树脂。另外，由表面粗糙度(Ra)的结果可知，研磨后的基板表面的平滑性优异，能够得到具有高光泽的表面的基板。

对于D₅₀的值处于本发明的范围外的比较例1～3的研磨用组合物，合金材料的研磨速度与树脂(PC)的研磨速度之差增大。另外可知，作为磨粒，使用胶体二氧化硅的比较例4的研磨用组合物几乎不能研磨树脂(PC)。

进而，本申请基于2014年4月15日申请的日本专利申请编号2014-083833号，参照其公开内容并将其整体并入。

Claims

1.一种研磨用组合物，其用于研磨表面包含合金材料和树脂、且所述合金材料的面积相对于研磨面积整体之比为60～95％的基板的用途，其中

所述研磨用组合物包含：基于体积基准的粒度分布的累积50％粒径D₅₀为5.0μm以上的结晶性磨粒、和

酸或其盐、和

水溶性高分子。

2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述结晶性磨粒为选自由氧化铝、氧化硅、氧化铈、氧化锆、氧化钛、氧化锰、碳化硅、碳化硼、碳化钛、氮化钛、氮化硅、硼化钛、和硼化钨组成的组中的至少1种。

3.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述合金材料的主成分为选自由铝、钛、铁、镍、和铜组成的组中的至少1种。

4.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述树脂为热塑性树脂。

5.一种研磨方法，其使用权利要求1～4中任1项所述的研磨用组合物研磨表面包含合金材料和树脂、且所述合金材料的面积相对于研磨面积整体之比为60～95％的基板。

6.一种基板的制造方法，其包括使用权利要求5所述的研磨方法进行研磨的工序。