CN1923935B - 抛光组合物及抛光方法 - Google Patents
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Abstract
一种抛光组合物,包含由下列通式(1)所示的化合物和研磨颗粒。在通式(1)中,X表示由含有活性氢原子和环氧烷烃的化合物而衍生的聚醚多醇(具有环氧乙烷的含量为20~90mass%的聚醚链)的残基;m表示2~8的整数,等于聚醚多醇单分子中所含的羟基数量;Y和Z分别表示通过加成聚合而加入环氧乙烷和环氧丙烷的低级醇残基、烷基或亚烃基;并且n为3或更大的整数。
Description
技术领域
本发明涉及一种抛光组合物,用于抛光由合成树脂等制成的物品例如塑料透镜,以及使用该抛光组合物的抛光方法。
背景技术
日本公开专利公报No.2004-300347中公开了一种含有氧化铝、聚(环氧乙烷-环氧丙烷)甘油醚、硝酸铝和水的抛光组合物,用于抛光由合成树脂制成的物品。但所述抛光组合物的问题在于生物需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)较高,因此抛光废料处理耗时耗力。
发明内容
在这样的情形下,本发明的目的在于提供一种更适用于抛光由合成树脂制成的物品的抛光组合物,以及使用该抛光组合物的抛光方法。
为了达到上述以及其他目的,根据本发明的一个方面,提供了一种用于抛光由合成树脂制成的物品的抛光组合物。该组合物含有如下述通式(1)所示的化合物以及研磨颗粒。
X表示由含有活性氢原子和环氧烷烃的化合物衍生的聚醚多醇(具有乙氧基含量为20~90mass%的环氧乙烷聚醚链)的残基。m表示2~8的整数,等于聚醚多醇单分子中所含的羟基数量。Y和Z分别表示通过加成聚合而加入环氧乙烷和环氧丙烷的低级醇残基、烷基或亚烃基。n为3或更大的整数。
根据本发明的第二个方面,提供了一种用于抛光由合成树脂制成的物品的抛光组合物。该抛光组合物含有如上述通式(1)所示的化合物,并且pH值为3~8。
根据本发明的第三个方面,提供了一种用于抛光由合成树脂制成的物品的抛光组合物。该抛光组合物含有如上述通式(1)所示的化合物,并且粘度为3~9mPa·s。
根据本发明的第四个方面,提供了一种通过使用上述任何一种抛光组合物抛光由合成树脂制成的物品的方法。
以下将通过例举发明原理的方式对本发明的其他方面和优势作进一步的描述。
具体实施方式
以下将说明本发明的第一实施方式。
根据第一实施方式的抛光组合物是通过在水中混合化合物A和研磨颗粒而制得,基本由化合物A、研磨颗粒和水组成。该抛光组合物是用于抛光由合成树脂制成的物品,如塑料透镜。
第一实施方式的抛光组合物中含有的化合物A是由以下通式(1)所示的聚氨酯表面活性剂。化合物A具有抑制抛光废料和垫片碎屑粘附在研磨颗粒和抛光对象上的功能,从而改进了根据第一实施方式的抛光组合物对物品的抛光效果。
在通式(1)中,X表示由含有活性氢原子和环氧烷烃的化合物衍生的聚醚多醇(具有环氧乙烷含量为20~90mass%的聚醚链)的残基。m表示与聚醚多醇单分子中所含的羟基数量相等的2~8的整数。Y和Z分别表示通过加成聚合而加入环氧乙烷和环氧丙烷的低级醇残基、烷基或亚烃基。并且n为3或更大的整数。
而化合物A的例子可以由AKZO NOBEL生产的BERMODOL PUR系列的化合物、Asahi Denka Kogyo KK生产的Adecanol UH系列的化合物、以及Rohm Haas生产的Primal系列的化合物所组成。
当根据第一实施方式的抛光组合物中化合物A的含量小于0.005mass%,更具体地,小于0.02mass%时,抛光组合物对由合成树脂制成的物品的抛光效果不能被显著提高。因此,为了获得较高的抛光率,第一实施方式的抛光组合物中化合物A的含量优选为不小于0.005mass%,并且进一步优选为不小于0.02mass%。另一方面,当第一实施方式的抛光组合物中化合物A的含量大于10mass%,更具体地,大于3mass%时,抛光组合物的BOD和COD增大,抛光废料的处理耗时耗力。从BOD和COD考虑,第一实施方式的抛光组合物中化合物A的含量优选为不超过10mass%,并且进一步优选为不超过3mass%。
当第一实施方式的抛光组合物中化合物A的平均分子量小于2,000,更具体地,小于5,000时,抛光组合物对由合成树脂制得的物品的抛光效果不能被显著提高。因此,为了获得较高的抛光率,第一实施方式的抛光组合物中化合物A的平均分子量优选为2,000或以上,并且进一步优选为5,000或以上。另一方面,当第一实施方式的抛光组合物中化合物A的平均分子量大于50,000,更具体地,大于20,000时,抛光组合物容易起泡。因此,第一实施方式的抛光组合物中化合物A的平均分子量优选为50,000或更小,并且进一步优选为20,000或更小。
研磨颗粒具有机械抛光效果,作用在于提高第一种实施方式的抛光组合物抛光由合成树脂制得的物品的效果。而包含在第一种实施方式的抛光组合物中的研磨颗粒,可以是氧化铝颗粒,例如α-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝、κ-氧化铝、和无定形氧化铝颗粒,以及由其他非氧化铝的物质形成的研磨颗粒,例如二氧化硅、氧化锆、二氧化铈、和二氧化钛。然而,为了获得较高的抛光率,优选为氧化铝颗粒。在氧化铝颗粒中进一步优选为α-氧化铝。
当第一种实施方式的抛光组合物中研磨颗粒的含量小于3mass%,更具体地,小于5mass%,并且再具体地,小于10mass%时,抛光组合物对由合成树脂制得的物品的抛光效果不能被显著提高。因此,为了获得较高的抛光率,第一种实施方式的抛光组合物中研磨颗粒的含量优选为不小于3mass%,进一步优选为不小于5mass%,并且更进一步优选为不小于10mass%。另一方面,当第一种实施方式的抛光组合物中研磨颗粒的含量大于30mass%,更具体地,大于25mass%,并且再具体地,大于20mass%时,抛光组合物的粘度增大,增大了粘附在抛光对象上并被带离抛光系统的抛光组合物的量。这种现象从经济上不适宜。从经济性考虑,第一种实施方式的抛光组合物中研磨颗粒的含量优选为不超过30mass%,进一步优选为不超过25mass%,并且更进一步优选为不超过20mass%。
平均粒径小于0.015μm的研磨颗粒在对由合成树脂制得的物品进行抛光中不能显示出优异的效果。因此,为了获得较高的抛光率,包含在第一实施方式的抛光组合物中的研磨颗粒其平均粒径优选为0.015μm或更大。另一方面,当第一实施方式的抛光组合物中研磨颗粒的平均粒径大于12μm,表面粗糙度增大或产生划痕,可能会降低抛光对象的表面质量。因此,为了保持抛光对象的表面质量,第一实施方式的抛光组合物中所含研磨颗粒的平均粒径优选为12μm或更小。
当氧化铝颗粒的平均粒径小于0.5μm,更具体地,小于0.6μm,再具体地,小于0.7μm时,在对由合成树脂制得的物品进行抛光时无法显示较高的效果。因此,当第一实施方式的抛光组合物含有氧化铝颗粒时,为获得较高的抛光率,氧化铝颗粒的平均粒径优选为0.5μm或更大,并且进一步优选为0.7μm或更大。另一方面,当第一种实施方式的抛光组合物中氧化铝颗粒的平均粒径大于8μm,更具体地,大于4μm,再具体地,大于2μm时,表面粗糙度增大或产生划痕,可能会降低抛光对象的表面质量。因此,为了保持抛光对象的表面质量,第一实施方式的抛光组合物中所含研磨颗粒的平均粒径优选为8μm或更小,进一步优选为4μm或更小,并且更进一步优选为2μm或更小。
根据第一实施方式,可以获得以下优点。
通式(1)所示的化合物A具有抑制抛光废料和抛光垫废料粘附在研磨颗粒以及待抛光对象上。因此,根据第一实施方式的含有化合物A的抛光组合物,能够不受粘附在研磨颗粒和待抛光对象上的抛光废料和抛光垫废料的妨碍,以较高的抛光率对由合成树脂制成的抛光对象进行抛光。化合物A抑制抛光废料和抛光垫废料在研磨颗粒以及待抛光对象上粘附的原因相信是由于化合物A作用于抛光废料和抛光垫废料的表面,因此提高了它们的分散性。
与化合物B例如聚(环氧乙烷-环氧丙烷)甘油醚(将在后面描述)相比,化合物A在提高用于抛光由合成树脂制得的物品的抛光组合物的抛光效果上更加有效。这是因为化合物B是通过适当地增加抛光组合物的粘度,从而提高抛光组合物的抛光效果。与之相对,化合物A是通过抑制抛光废料和抛光垫废料在研磨颗粒和待抛光对象上的粘附来提高抛光组合物的抛光效果。化合物A和B在抛光效果上的区别是由于它们的作用机制不同。因此,即使第一实施方式的抛光组合物中化合物A的含量相对较小,抛光组合物也能够以高的抛光率对由合成树脂制得的物品进行抛光。所以,根据第一实施方式,能够提供一种与传统的含有聚(环氧乙烷-环氧丙烷)甘油醚的抛光组合物相比,具有低BOD和COD并且废液易于处理的抛光组合物。
下面描述第二实施方式。
第二实施方式的抛光组合物是通过在水中混合化合物A、化合物B和研磨颗粒而制得,基本上由化合物A、化合物B、研磨颗粒和水组成。即,第二实施方式的抛光组合物与第一实施方式的抛光组合物的区别在于化合物B的含量。第二实施方式的抛光组合物也用于抛光由合成树脂形成的抛光对象例如塑料透镜。
包含在第二实施方式的抛光组合物中用于进一步提高抛光率的化合物B,可以是通过将聚环氧烷烃和甲烷系烃、甘油、1,2,3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反应而得到的化合物,或是聚环氧烷烃例如丙二醇。聚环氧烷烃能够与甲烷系烃、甘油、1,2,3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯发生的脱烷反应或脱醇反应。通过将聚环氧烷烃和甲烷系烃等反应而获得的化合物的例子包括聚(环氧乙烷-环氧丙烷)甘油醚和聚乙二醇单丁基醚。
而与甲烷系烃或类似物反应的聚环氧烷烃,可以是聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、或环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。与使用其他聚环氧烷烃不同,当使用这些聚环氧烷烃时,抛光组合物的粘度不会过度增大。
而与聚环氧烷烃反应的化合物,可以是甲烷系烃、甘油、1,2,3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、和乙酸甲酯。其中优选为甘油。与使用其他化合物不同,当使用甘油时,抛光组合物的粘度不会过度增大。
当第二实施方式的抛光组合物中化合物B的含量小于1mass%,更具体地,小于3mass%时,抛光率不能显著提高。因此,为了获得较高的抛光率,第二实施方式的抛光组合物中化合物B的含量优选为不小于1mass%,并且进一步优选为不小于3mass%。另一方面,当第二实施方式的抛光组合物中的化合物B含量大于30mass%,更具体地,大于20mass%时,抛光组合物的粘度增大,增大了粘附在抛光对象上并被带离抛光系统的抛光组合物的量。这种现象从经济上不适宜。从经济性考虑,第二实施方式的抛光组合物中化合物B的含量优选为不超过30mass%,并且进一步优选为不超过20mass%。
当第二实施方式的抛光组合物中化合物B的平均分子量小于50时,抛光率不能显著提高。因此,为了获得较高的抛光率,第二实施方式的抛光组合物中化合物B的平均分子量优选50或更大。另一方面,当抛光组合物中化合物B的平均分子量大于10,000,更具体地,大于5,000时,抛光组合物的粘度增大,增大了粘附在抛光对象上并被带离抛光系统的抛光组合物的量。这种现象从经济上不适宜。从经济性考虑,第二实施方式的抛光组合物中化合物B的平均分子量优选为不超过10,000,并且进一步优选为不超过5,000。
根据第二实施方式,可以获得以下优点。
第二实施方式的抛光组合物能够以较高的抛光率抛光由合成树脂制得的物品。这是因为,化合物A抑制抛光废料和抛光垫废料粘附在研磨颗粒和抛光对象上,另外,化合物B适当地增加抛光组合物的粘度,结果使得抛光组合物中所含的研磨颗粒的分散性提高,同时,在抛光过程中抛光垫所保有的研磨颗粒的含量增大。
根据第二实施方式的抛光组合物中含有化合物A,通过抑制抛光废料和抛光垫废料在研磨颗粒和由合成树脂制得的对象上的粘附,从而提高抛光组合物抛光由合成树脂制得的对象的抛光效果。因此,即使化合物B的含量相对较小,组合物也能够以较高的速率抛光由合成树脂制得的物品。所以,根据本实施方式,能够提供一种比传统抛光组合物具有更低的BOD和COD并且废液易于处理的抛光组合物。
下面说明第三实施方式。
第三实施方式的抛光组合物是通过在水中混合化合物A、化合物C和研磨颗粒而制得,基本由化合物A、化合物C、研磨颗粒和水组成。即,第三实施方式的抛光组合物与第一实施方式的抛光组合物的区别在于化合物C的含量。第三实施方式的抛光组合物也用于抛光由合成树脂制得的抛光对象,例如塑料透镜。
包含在第三实施方式的抛光组合物中用于进一步提高抛光率的化合物C,可以是无机酸的金属盐、有机酸的金属盐、无机酸的氨盐、有机酸的氨盐。无机酸可以是硝酸、硫酸和盐酸中的任意一种。有机酸可以是草酸、乳酸、乙酸、甲酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡糖酸、羟基乙酸和丙二酸中的任意一种。金属盐可以是铝盐、镍盐、锂盐、镁盐、钠盐和钾盐中的任意一种。从化学抛光能力考虑,化合物C优选为硝酸、硫酸、盐酸或乳酸的铝盐,并且进一步优选为硝酸铝。
当第三实施方式的抛光组合物中化合物C的含量小于0.5mass%,更具体地,小于1mass%,并且再具体地,小于3mass%时,抛光率不能显著提高。因此,为了获得较高的抛光率,第三实施方式的抛光组合物中化合物C的含量优选为不小于0.5mass%,进一步优选为不小于1mass%,并且更进一步优选为不小于3mass%。另一方面,当第三实施方式的抛光组合物中的化合物C含量大于20mass%,更具体地,大于15mass%,并且再具体地,大于8mass%时,抛光组合物的pH降低,结果使得抛光机易被腐蚀。从防止腐蚀抛光机考虑,第三实施方式的抛光组合物中化合物C的含量优选为不超过20mass%,进一步优选为不超过15mass%,并且更进一步优选为不超过8mass%。
根据第三实施方式,可以获得以下优点。
第三实施方式的抛光组合物能够以较高的抛光率抛光由合成树脂制得的物品。这不仅是由于化合物A抑制了抛光废料和抛光垫废料粘附在研磨颗粒和抛光对象上,而且还由于抛光组合物中含有的化合物C对抛光对象的机械抛光。
第一至第三实施方式可以作以下修改。
第一实施方式的抛光组合物可以含有化合物B和化合物C。在这种情况下,由于化合物B和C的功效可以获得更加高的抛光率。
第一至第三实施方式的抛光组合物可以分别含有不少于两种的化合物A。
第二实施方式的抛光组合物可以含有不少于两种的化合物B。
第三实施方式的抛光组合物可以含有不少于两种的化合物C。
第一至第三实施方式的抛光组合物可以分别含有不少于两种的研磨颗粒。
如果需要的话,第一至第三实施方式的抛光组合物可以分别含有消泡剂,例如硅酮系消泡剂、醚系消泡剂、和醇系消泡剂。加入抛光组合物中的消泡剂优选具有较强的抑制抛光组合物起泡的消泡功能,以及较强的破坏已经产生的气泡的破泡功能。抛光组合物中消泡剂的含量优选为不超过1mass%,并且进一步优选为不超过0.1mass%。
如果需要的话,第一至第三实施方式的抛光组合物可以分别含有胶态粒子,例如胶态二氧化硅或纤维素例如羟乙基纤维素。
第一至第三实施方式的抛光组合物可以分别通过在使用时稀释抛光组合物的母液来制备。这样利于存储和运输。上述第一至第三实施方式的抛光组合物中化合物A到C以及研磨颗粒的优选含量范围指的是使用时抛光组合物中的含量范围。
关于第一至第三实施方式的抛光组合物的实施例和对照例将在下面说明。
根据实施例1~35和对照例1~10的抛光组合物是通过在水中适当地混合化合物A、B和C以及α-氧化铝,并且进一步添加0.7mass%的硅酮系消泡剂而制得。每一个抛光组合物中含有的化合物A至C和α-氧化铝具体如表1和2所示。
在如表3所示的抛光条件下,使用实施例1~35和对照例1~10的各个抛光组合物对塑料透镜进行抛光。测定抛光操作前后的塑料透镜的重量,从而获得重量差异。结果如表1的“抛光率”一栏所示。
在如表3所示的抛光条件下,使用实施例1~35和对照例1~10的各个抛光组合物对塑料透镜进行抛光。之后,用配备有放大50倍的物镜的非接触式表面粗糙度测定仪MicroXAM(Phase Shift生产)对塑料透镜的表面粗糙度(Ra)进行测定。根据测定结果,评价由各个抛光组合物所抛光的塑料透镜的表面粗糙度(Ra)。结果如表1的“表面粗糙度”一栏所示。在该栏中,“1”表示表面粗糙度(Ra)小于110,“2”表示表面粗糙度(Ra)为110或更大。
表3
抛光对象:由二甘醇二烯丙碳酸酯制得的直径为70mm的塑料透镜(CR-39)抛光机:LOH生产的透镜抛光机“TORO-X-2000”抛光垫:DAC vision生产的“CPR0400M”凸面抛光板:5.00-6.00屈光度抛光负载:40kPa(=0.4bar)抛光时间:3分钟抛光组合物的使用量:1.0liter(循环使用)抛光组合物的供给率:1.2liter/min抛光组合物的温度:10℃ |
在表1和表2各自的“化合物A”栏中,A1指的是通式(1)所示的平均分子量为10,000,并且粘度为3,000cps的化合物,并且A2指的是通式(1)所示的平均分子量为8,000,并且粘度为63,000cps的化合物。化合物A的粘度指的是化合物A的水溶液(30mass%)在25℃时由BH型旋转粘度计测得的粘度。在表1和表2各自的“化合物B”中栏,B1指的是丙二醇;B2为聚(环氧乙烷-环氧丙烷)甘油醚(平均分子量:约2,800);B3为聚环氧烷烃单丁基醚(平均分子量:约2,300);并且B4为聚环氧烷烃单丁基醚(平均分子量:约3,750)。在表1和表2各自的“化合物C”栏中,C1指的是硝酸铝;并且C2指的是氯化铝。各个抛光组合物中含有的α-氧化铝颗粒的平均粒径可以采用Coulter Counter法测定,其中,所述粒径如表1和2的“α-氧化铝”一栏所示。
如表1和表2所示,在实施例1~35的抛光组合物中,从实用性考虑,抛光率和表面粗糙度是令人满意的。并且在对照例1~10中,抛光率和表面粗糙度也基本令人满意;然而,尽管抛光率不是很高,BOD和COD却很高。
以下,将说明本发明的第四实施方式。
第四实施方式的抛光组合物是通过在水中混合化合物A和研磨颗粒从而使pH值为3~8,基本由化合物A、研磨颗粒和水组成。即,第四实施方式的抛光组合物与第一实施方式的抛光组合物的区别在于其pH值为3~8。第四实施方式的抛光组合物也用于抛光由合成树脂制成的抛光对象,例如塑料透镜。
第四实施方式的抛光组合物的pH值为3~8。当抛光组合物的pH值低于3时,抛光机容易被腐蚀。当抛光组合物的pH值大于8时,抛光组合物抛光由合成树脂制得的物品的效果不充分,抛光组合物的再分散性能有下降的趋势。根据第四实施方式的抛光组合物,由于具有3~8的pH值,能够较好地抛光由合成树脂制得的物品而不腐蚀抛光机。然而,即使pH值在3~8的范围内,随着第四实施方式的抛光组合物的pH值下降,抛光机仍有被腐蚀的趋势。为了切实防止抛光机的腐蚀,第四实施方式的抛光组合物的pH值优选为5或更大。而且,为了获得特别满意的再分散性,第四实施方式的抛光组合物的pH值优选为7或更小。
根据第四实施方式,除了第一实施方式的优点以外,还可以得到以下优点。
由于第四实施方式的抛光组合物的pH值为3~8,能够较好地抛光由合成树脂制得的物品而不腐蚀抛光机。
以下,将说明本发明的第五实施方式。
第五实施方式的抛光组合物是通过在水中混合化合物A、化合物B和研磨颗粒从而使pH值为3-8,基本由化合物A、化合物B、研磨颗粒和水组成。即,第五实施方式的抛光组合物与第二实施方式的抛光组合物的区别在于其pH值为3~8。第五实施方式的抛光组合物也用来抛光由合成树脂制成的抛光对象,例如塑料透镜。
为了能够与第四实施方式同样适用于抛光由合成树脂制得的物品,第五实施方式的抛光组合物的pH值必须为3~8。为了切实地防止抛光机的磨损,第五实施方式的抛光组合物的pH值优选为5或更大。为了获得特别满意的再分散性,第五实施方式的抛光组合物的pH值优选为7或更小。
根据第五实施方式,除了第二实施方式的优点以外,还可以得到以下优点。
由于第五实施方式的抛光组合物的pH值为3~8,能够较好地抛光由合成树脂制得的物品而不腐蚀抛光机。
第四和第五实施方式可以作以下修改。
第四和第五实施方式的抛光组合物分别可以含有不少于两种化合物A。
第五实施方式的抛光组合物分别可以含有不少于两种化合物B。
第四和第五实施方式的抛光组合物分别可以含有不少于两种研磨颗粒。
第四和第五实施方式的抛光组合物都不必要含有研磨颗粒。即使在这样的情况下,由于化合物A和B的功能,依然可以确保抛光组合物抛光由合成树脂制得的物品的效果。然而为了获得较高的抛光率,第四和第五实施方式的抛光组合物优选含有研磨颗粒。
如果需要的话,第四和第五实施方式的抛光组合物都可以含有pH值调节剂,例如无机酸、有机酸、无机酸的金属盐、和有机酸的金属盐。无机酸可以是硝酸、硫酸、和盐酸中的任意一种。有机酸可以是草酸、乳酸、乙酸、甲酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、葡糖酸、羟基乙酸、和丙二酸中的任意一种。金属盐可以是铝盐、镍盐、锂盐、镁盐、钠盐和钾盐。即使添加了pH值调节剂,第四和第五实施方式的抛光组合物各自的pH值必须为3~8。
如果需要的话,第四和第五实施方式的抛光组合物都可以含有消泡剂,例如硅酮系消泡剂、醚系消泡剂、和醇系消泡剂。加入抛光组合物中的消泡剂优选具有较强的抑制抛光组合物起泡的消泡功能以及较强的破坏已经产生的气泡的破泡功能。抛光组合物中消泡剂的含量优选为不超过1mass%,并且进一步优选为不超过0.1mass%。
如果需要的话,第四和第五实施方式的抛光组合物都可以含有胶态粒子,例如胶态二氧化硅或纤维素例如羟乙基纤维素。
第四和第五实施方式的抛光组合物可以通过在使用时稀释抛光组合物的母液来制备。这样利于存储和运输。上述第四和第五实施方式的抛光组合物中化合物A、B以及研磨颗粒的优选范围指的是使用时抛光组合物中的含量范围。
关于第四和第五实施方式的抛光组合物的实施例和对照例将在下面说明。
根据实施例101~117和对照例101~107的抛光组合物是通过在水中适当地混合化合物A、B、α-氧化铝以及硅酮系消泡剂,并根据需要进一步添加pH值调节剂来获得希望的pH值。每个抛光组合物中含有的化合物A、B、α-氧化铝和pH调节剂的含量以及各自的pH值具体如表4所示。每个抛光组合物中的硅酮系消泡剂的含量为0.7mass%。
在表5所示的抛光条件下,使用实施例101~117和对照例101~107的各抛光组合物对塑料透镜进行抛光。分别测定塑料透镜在抛光操作前后的重量以获得重量差。结果如表4的“抛光速度”一栏所示。
将实施例101~117和对照例101~107的各抛光组合物(200cc)放置在放有黄铜板(长2cm×宽2cm×厚0.5mm)的烧杯中,然后静置48小时。接着,取出黄铜板用水洗净。目测黄铜板表面是否存在腐蚀。根据目测,评价各个抛光组合物的腐蚀水平。结果如表4的“腐蚀”一栏所示。在该栏中,“1”表示既没有观察到由于腐蚀产生的阴影部分也没有观察到由于腐蚀而变黑;“2”表示观察到阴影部分但没有观察到变黑;“3”表示观察到变黑。
将实施例101~117和对照例101~107的各抛光组合物(500cc)放置在聚合物容器中(1L),静置一个月。然后,逐渐将聚合物容器推向一旁。接着,测定研磨颗粒开始从聚合物容器底部移动所需的时间。根据该结果,评价各个抛光组合物的再分散性。再分散性的评价结果如表4的“再分散性”一栏所示。在该栏内,“1”表示研磨颗粒在10秒之内开始移动;“2”表示研磨颗粒在10至30秒之内开始移动;“3”表示研磨颗粒在30秒之后开始移动。
表5
抛光对象:由二甘醇二烯丙碳酸酯制得的直径为70mm的塑料透镜(CR-39)抛光机:LOH生产的透镜抛光机“TORO-X-2000”抛光垫:DAC vision生产的“CPR0400M”凸面抛光板:5.00~6.00屈光度 |
抛光负载:40kPa(=0.4bar)抛光时间:3分钟抛光组合物的使用量:1.0liter(循环使用)抛光组合物的供给率:1.2liter/min抛光组合物的温度:10℃ |
在表4的“化合物A”一栏中,A1指的是通式(1)所示的化合物,并且平均分子量为10,000,粘度为30,000cps,化合物A2指的是通式(1)所示的化合物,并且平均分子量为8,000,粘度为6,000cps。化合物A的粘度指的是在25℃时由BH型旋转粘度计测定化合物A的水溶液(30mass%)得到的粘度。在表4的“化合物B”一栏中,B1代表丙二醇;B2为聚(环氧乙烷-环氧丙烷)甘油醚(平均分子量:约2,800);B3为聚环氧烷烃单丁基醚(平均分子量:约2,300);并且B4为聚环氧烷烃单丁基醚(平均分子量:约3,750)。在表4的“pH值调节剂”一栏中,C1表示硝酸铝,C2表示氯化铝,C3表示氢氧化钾,C4表示氢氧化钠,C5表示硝酸,C6表示盐酸。每个抛光组合物中含有的α-氧化铝颗粒的平均粒径可以采用Coulter Counter法测定,其粒径如表4的“α-氧化铝”一栏所示。
如表4所示,实施例101~117的各抛光组合物中,抛光率、腐蚀和再分散性从实用性考虑是令人满意的。与之相对,在pH值小于3的对照例101、102、104、106和107中,关于腐蚀这一点不能得到令人满意的结果。而且,在pH值大于8的对照例103和105中,抛光率和再分散性从实用性考虑不能令人满意。
以下,将说明第六实施方式。
第六实施方式的抛光组合物是通过在水中混合化合物A和研磨颗粒从而使其粘度为3~9mPa·s,基本由化合物A、研磨颗粒和水组成。即第六实施方式的抛光组合物与第一实施方式的抛光组合物的区别在于其粘度为3~9mPa·s。第六实施方式的抛光组合物也用于抛光由合成树脂制成的抛光对象,如塑料透镜。
第六实施方式的抛光组合物的粘度为3~9mPa·s。当抛光组合物的粘度低于3mPa·s时,不能获得充分的抛光率,并且当重复用于抛光操作时抛光组合物的抛光效果降低。另外,对于抛光垫片来说在抛光操作中保持研磨颗粒变得很难。结果是不能获得较高的抛光率,而且抛光后在抛光物品的表面可能会产生诸如划痕这样的缺陷。另一方面,当抛光组合物的粘度高于9mPa·s时,抛光后抛光组合物容易粘附在抛光对象表面。结果是要花时间来清洗抛光对象。而且,粘附在抛光对象上并被从带离抛光体系的抛光组合物(研磨颗粒)的量增大。因此,抛光组合物必须经常补充或更换以保持研磨颗粒的恒定浓度,特别是当抛光组合物反复使用时。
除了第一实施方式的优点以外,第六实施方式还具有以下优点。
由于第六实施方式的抛光组合物具有3~9mPa·s的粘度,即使抛光组合物反复使用,抛光组合物的量和效果也几乎不会降低,因此,第六实施方式的抛光组合物适用于抛光由合成树脂制成的物品。
以下,将说明第七实施方式。
第七实施方式的抛光组合物是通过在水中混合化合物A、化合物C和研磨颗粒使其粘度为3~9mPa·s,基本由化合物A和C、研磨颗粒和水组成。即,第七实施方式的抛光组合物与第三实施方式的抛光组合物的区别在于其粘度为3~9mPa·s。第七实施方式的抛光组合物也用于抛光由合成树脂制成的抛光对象,例如塑料透镜。
除了第三实施方式的优点以外,第七实施方式还具有以下优点。
由于第七实施方式的抛光组合物具有3~9mPa·s的粘度,即使第七实施方式的抛光组合物被反复使用,抛光组合物的量和效果也几乎不会降低,因此,第七实施方式的抛光组合物适用于抛光由合成树脂制成的物品。
第六和第七实施方式可以作以下修改。
第六和第七实施方式的抛光组合物分别可以含有不少于两种化合物A。
第七实施方式的抛光组合物分别可以含有不少于两种化合物C。
第六和第七实施方式的抛光组合物分别可以含有不少于两种研磨颗粒。
第六和第七实施方式的抛光组合物都不必要含有研磨颗粒。即使在这样的情况下,由于化合物A和C的功能,依然可以保证抛光组合物抛光由合成树脂制得的物品的效果。然而,为了获得较高的抛光率,第六和第七实施方式的抛光组合物优选含有研磨颗粒。
如果需要的话,第六和第七实施方式的抛光组合物可以含有增稠剂。向抛光组合物中添加增稠剂可以适当地增大粘度,从而提高抛光组合物的稳定性及其抛光率。更具体地,作为添加到抛光组合物中的增稠剂,可以是通过将聚环氧烷烃和甲烷系烃、甘油、1,2,3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反应而得到的化合物,或可以是聚环氧烷烃例如丙二醇。聚环氧烷烃能够与甲烷系烃、甘油、1,2,3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯发生的脱烷反应或脱醇反应。通过将聚环氧烷烃和甲烷系烃等反应而获得的化合物的例子包括聚(环氧乙烷-环氧丙烷)甘油醚和聚乙二醇单丁基醚。即使添加增稠剂,第六和第七种施方式的各个抛光组合物的粘度也必须为3~9mPa·s。
如果需要的话,第六和第七实施方式的抛光组合物都可以含有消泡剂,例如硅酮系消泡剂、醚系消泡剂、和醇系消泡剂。加入抛光组合物中的消泡剂优选具有较强的抑制抛光组合物起泡的消泡功能以及较强的破坏已经产生的气泡的破泡功能。抛光组合物中消泡剂的含量优选为不超过1mass%,并且进一步优选为不超过0.1mass%。
如果需要的话,第六和第七实施方式的抛光组合物都可以含有胶态粒子,例如胶态二氧化硅或纤维素例如羟乙基纤维素。
第六和第七实施方式的抛光组合物可以通过在使用时稀释抛光组合物的母液来制备。这样有利于存储和运输。上述的第六和第七实施方式的抛光组合物中化合物A、C以及研磨颗粒的优选范围是指在使用时的抛光组合物中的含量范围。
关于第六和第七实施方式的抛光组合物的实施例和对照例将在下面说明。
根据实施例201~215和对照例201~205的抛光组合物是通过在水中适当地混合化合物A、C、α-氧化铝以及硅酮系消泡剂,并根据需要进一步添加增稠剂来获得希望的粘度值。各个抛光组合物中含有的化合物A、C、α-氧化铝和pH值调节剂的含量以及各自的粘度具体如表6所示。各个抛光组合物中的硅酮系消泡剂的含量为0.7mass%。
在如表7所示的抛光条件下,使用实施例201~215和对照例201~205的各抛光组合物对塑料透镜进行抛光。在第50次抛光操作后,收集抛光组合物并测定抛光组合物的量来确定质量减少率。根据该结果,对各个抛光组合物的质量减少率和重复使用情况进行评价。结果如表6的“质量减少率”一栏所示。在该栏中,“1”表示抛光组合物的质量降低率小于20mass%;“2”表示抛光组合物的质量降低率在20mass%(包括)至30mass%(不包括)之间;“3”表示质量降低率为30mass%或更高。
在表7所示的抛光条件下,将实施例201~215和对照例201~205分别重复使用50次抛光塑料透镜。将第50次抛光操作的抛光率除以第一种次抛光操作的抛光率得到抛光率保持率。根据抛光率保持率的结果,评价各个抛光组合物抛光性能的降低。结果如表6的“抛光率保持率”一栏所示。在该栏中,“1”表示抛光率保持率为90%或更大;“2”表示抛光率保持率在90%(不包括)至85%(包括)之间;“3”表示抛光率保持率小于85%。
表6
表7
抛光对象:由二甘醇二烯丙碳酸酯制得的直径为70mm的塑料透镜(CR-39)抛光机:LOH生产的透镜抛光机“TORO-X-2000”抛光垫:DAC vision生产的“CPR0400M”凸面抛光板:5.00~6.00屈光度抛光负载:40kPa(=0.4bar)抛光时间:3分钟 |
抛光组合物的使用量:1.0liter(循环使用)抛光组合物的供给率:1.2liter/min抛光组合物的温度:10℃ |
在表6的“化合物A”一栏中,A1指的是通式(1)所表示的化合物,并且平均分子量为10,000,粘度为30,000cps,A2指的是通式(1)所表示的化合物,并且平均分子量为8,000,粘度为6,000cps。化合物A的粘度指的是在25℃下由BH型旋转粘度计测定化合物A的水溶液(30mass%)得到的粘度。在表6的“化合物C”一栏中,C1表示硝酸铝,C2表示氯化铝。在表6的“增稠剂”一栏中,B1表示丙二醇;B2表示聚(环氧乙烷-环氧丙烷)甘油醚(平均分子量:约2,800);B3为聚环氧烷烃单丁基醚(平均分子量:约2,300);B4为聚环氧烷烃单丁基醚(平均分子量:约3,750)。各个抛光组合物中含有的α-氧化铝颗粒的平均粒径可以采用Coulter Counter法测定,其粒径如表6的“α-氧化铝”一栏所示。
如表6所示,实施例201~215的各个抛光组合物中,抛光率、质量降低率和抛光率保持率从实用性考虑是令人满意的。与之相对,粘度大于9mPa·s的对照例201~205,其质量降低率从实用性考虑是不如人意的。
Claims (12)
2.如权利要求1所述的抛光组合物,其特征在于,所述与甲烷系烃、甘油、1,2,3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反应的聚环氧烷烃为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、或环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物。
3.如权利要求1所述的抛光组合物,其特征在于,进一步含有至少一种选自无机酸的金属盐、有机酸的金属盐、无机酸的铵盐、和有机酸的铵盐中的化合物。
4.如权利要求1所述的抛光组合物,其特征在于,所述研磨颗粒含有氧化铝。
5.如权利要求4所述的抛光组合物,其特征在于,所述研磨颗粒含有α-氧化铝。
6.一种用于抛光由合成树脂制得的物品的抛光组合物,其含有如通式(1)所示的化合物
其中,X表示由含有活性氢原子和环氧烷烃的化合物而衍生的聚醚多醇的残基,所述聚醚多醇具有环氧乙烷含量为20~90mass%的聚醚链;m表示2~8的整数,等于聚醚多醇单分子中所含的羟基数量;Y和Z分别表示通过加成聚合而加入环氧乙烷和环氧丙烷的低级醇残基、烷基或亚烃基;并且n为3或更大的整数,以及
至少一种选自通过将聚环氧烷烃与甲烷系烃、甘油、1,2,3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反应而得到的化合物、以及聚环氧烷烃中的化合物,
其中,所述组合物的pH值为3~8。
7.如权利要求6所述的抛光组合物,其特征在于,其pH值为5~7。
8.如权利要求6所述的抛光组合物,其特征在于,所述与甲烷系烃、甘油、1,2,3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反应的聚环氧烷烃为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、或环氧乙烷与环氧丙烷的共聚物。
9.如权利要求6所述的抛光组合物,其特征在于,进一步含有研磨颗粒。
10.如权利要求9所述的抛光组合物,其特征在于,所述研磨颗粒含有氧化铝。
11.如权利要求10所述的抛光组合物,其特征在于,所述研磨颗粒含有α-氧化铝。
12.一种使用如权利要求1~11中的任意一种抛光组合物抛光由合成树脂制成的物品的抛光方法。
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