DE2312372A1 - ABRASIVE AND POLISH SUSPENSIONS - Google Patents
ABRASIVE AND POLISH SUSPENSIONSInfo
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Description
PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT1 DIPLOMCHEMIKERPATENT ADVOCATE DR. HANS-GUNTHER EGGERT 1 DIPLOMA CHEMIST
5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90 £·$\Δ3Ι£ 5 COLOGNE 51, OBERLÄNDER UFER 90 £ · $ \ Δ3Ι £
Köln, den 6. März 1973 Eg/Ax/pz/37Cologne, March 6, 1973 Eg / Ax / pz / 37
Union Carbide Corporation, 27o Park Avenue, New York, N.Y. 1OO17 (U.S.A.)Union Carbide Corporation, 27o Park Avenue, New York, N.Y. 1OO17 (U.S.A.)
Schleif- und PoliermittelsuspensionenAbrasive and polishing agent suspensions
Die Erfindung betrifft Schleif- und Poliermittelsuspensionen , insbesondere beständige Suspensionen von pulverförmigen Schleifmitteln in einem nicht-wässrigen oder teilweise wässrigen Glykol als Trägersubstanz.The invention relates to suspensions of abrasive and polishing agents, in particular permanent suspensions of powdery form Abrasives in a non-aqueous or partially aqueous glycol as a carrier.
Schleif- und Poliermittel werden in den verschiedensten Lösungen auf Wasserbasis suspendiert. Diese zur Zeit erhältlichen Suspensionen sind nicht beständig, weil die Schleifmittelteilchen sich absetzen und am Boden des Behälters zusammenbacken. Ferner haben Suspensionen auf Wasserbasis eine hohe Verdampfungsgeschwindigkeit, die den periodischen Zusatz von Flüssigkeit zur Aufrechterhaltung der Eigenschaften des Poliermittels auf dem Läppwerkzeug erfordert.Grinding and polishing agents are suspended in a wide variety of water-based solutions. These are currently available Suspensions are not persistent because the abrasive particles settle and to the bottom of the container caking. They also have water-based suspensions a high rate of evaporation, which requires the periodic addition of liquid to maintain the properties of the polishing compound on the lapping tool.
Es wurde nun gefunden, daß beständige Suspensionen von pulverförmigen Schleif- und Poliermitteln hergestellt werden können, wenn Suspendiermittel verwendet werden, die'It has now been found that permanent suspensions of powdery abrasives and polishes are produced can be used if suspending agents are used which '
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ein nicht-wässriges oder teilweise wässriges Glykol enthalten. contain a non-aqueous or partially aqueous glycol.
Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß die Suspendiermittel auf Glykolbasis so behandelt werden können., daß sie die Schleifmittelteilchen bleibend im Schwebezustand hai — ten, so daß sie sich nicht absetzen oder am Boden des Behälters zusammenbacken, wie es bei den zur Zeit erhältlichen metallographischen und Halbleiter-Poliermitteln der Fall ist. Ferner neigt das Suspendiermittel aufgrund des niedrigen Dampfdrucks des als Trägersubstanz dienenden GIykols nicht zum Austrocknen. Die Verdampfungsgeschwindigkeit ist auf ein Minimum herabgesetzt, und der periodische Zusatz von Trägersubstanz zur Aufrechterhaltung der Eigenschaften des Poliermittels auf dem Läppwerkzeug ist nicht erforderlich. Ein weiterer Faktor, der dazu beiträgt, daß die Trägersubstanz der Suspensionen gemäß der Erfindung nicht austrocknet, ist die hohe Hygroskopizität der Verbindungen aus der Glykolgruppe. Beispielsweise verliert eine 5o %ige wässrige Äthylenglykollösung bei 27 C rind 60 % relativer Feuchtigkeit maximal Io % ihres Wassers durch Verdunstung.In accordance with the invention it has been found that the glycol-based suspending agents can be treated so that they the abrasive particles remain in suspension hai - so that they do not settle or at the bottom of the container caking, as is the case with the currently available metallographic and semiconductor polishing agents of the Case is. Furthermore, the suspending agent has a tendency due to the low vapor pressure of the glycol serving as a carrier substance not to dry out. The rate of evaporation is reduced to a minimum, and the periodic addition of carrier substance to maintain the properties of the polishing agent on the lapping tool is not necessary. Another factor that contributes to the fact that the carrier substance of the suspensions according to the invention does not dry out, is the high hygroscopicity of the compounds from the glycol group. For example, loses a 5o% aqueous ethylene glycol solution at 27 C or 60% relative humidity maximum Io% of their water through evaporation.
Die Suspensionen gemäß der Erfindung haben den weiteren Vorteil, daß Suspensionen auf Glykolbasis im Wasser vollständig löslich und in vielen organischen Materialien, die normalerweise im Wasser unlöslich sind, löslich sind. Dies ist ein Vorteil gegenüber Läppflüssigkeiten auf ölbasis. Ferner haben Suspensionen auf Basis von Glykolen alsThe suspensions according to the invention have the further advantage that glycol-based suspensions are completely in the water soluble and are soluble in many organic materials that are normally insoluble in water. this is an advantage over oil-based lapping fluids. Furthermore, suspensions based on glycols have as
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Trägersubstanzen einen viel weiteren nutzbaren Temperaturbereich. Reines Äthylenglykol als Trägersubstanz würde zwischen -12 und 2oo°C, d.h. über den doppelten Bereich in Vergleich zu reinem Wasser, flüssig sein. Da ferner Glykole die Oberflächenspannung in wässrigen Systemen herabsetzen, gewährleisten sie ausgezeichnete Benetzungseigenschaften durch ihre Anwesenheit in den Poliersuspensionen.Carriers have a much wider usable temperature range. Pure ethylene glycol as a carrier substance would be between -12 and 2oo ° C, i.e. over twice the range compared to pure water, be liquid. There are also glycols reduce the surface tension in aqueous systems, they guarantee excellent wetting properties by their presence in the polishing suspensions.
Gemäß der Erfindung werden demgemäß verschiedene Glykole, z.B. Äthylenglykol, Diäthylenglykol und Triäthylenglykol, jedoch vorzugsweise Äthylenglykol allein oder in Kombination mit den anderen Glykolen und/oder Wasser verwendet. Dem als Trägersubstanz dienenden Glykol wird zur Verdickung der Suspension und zur Bildung einer beständigen Suspension von Schleifmittelteilchen im Glykol oder Glykol-Wasser-Gemisch ein hochmolekulares Carboxypolymethylenpolymerisat zugesetzt. Gemäß der Erfindung hergestellte Suspensionen haben eine Lagerbeständigkeit oder Gebrauchsdauer von mehr als einem Jahr, ohne daß die Schleifmittelteilchen sich absetzen. According to the invention, various glycols, e.g. ethylene glycol, diethylene glycol and triethylene glycol, however, ethylene glycol is preferably used alone or in combination with the other glycols and / or water. The as Carrier substance serving glycol is used to thicken the suspension and to form a permanent suspension of A high molecular weight carboxypolymethylene polymer is added to abrasive particles in the glycol or glycol-water mixture. Suspensions prepared according to the invention have a shelf life or useful life of more than one year without the abrasive particles settling.
Beliebige Poliermittel können nach dem Verfahren gemäß der Erfindung suspendiert werden. Als typische Pulver sind Aluminiumoxidpulver mit einer mittleren Teilchengröße (im nicht-agglomerierten Zustand) im Bereich von etwa o,o5 bis l,ou zu nennen (Händelsbezeichnung Linde Typ A, B oder C "hergestellt von der Anmelderin")· Als weitere geeignete Poliermittel kommen beispielsweise Ptä/er von Siliciumcarbid, Seesand usw. infrage. Suspensionen dieser und anderer Pulver werden in den folgenden Beispielen beschrieben, die die Erfindung weiter erläutern.Any polishing agents can be used according to the method according to FIG Invention to be suspended. Typical powders are aluminum oxide powders with a mean particle size (im non-agglomerated state) in the range from about o, o5 to l, ou (Handel name Linde type A, B or C "Manufactured by the applicant") · As further suitable Polishing agents come, for example, from silicon carbide, Sea sand etc. in question. Suspensions of these and other powders are described in the following examples which illustrate the Explain the invention further.
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Gemäß der Erfindung werden die Suspensionen wie folgt hergestellt: Ein Carboxypolymethylenpolymerisat von hohem Molekulargewicht, z.B. das Produkt der Handelsbezeichnung "Carbopol 941" (Herstellung B.F. Goodrich Chemical Co.) wird mit Äthylenglykol gemischt. Das Carboxypolymethylen "Carbopol 941" wird als trockenes, flockiges Pulver in saurer Form geliefert, die zur Ausbildung optimaler Eigenschaften Neutralisation erfordert. Daher wird nach dem Zumischen des CarboxyροIymethylens zum Äthylenglykol eine wässrige Lösung einer Base, z.B. Ammoniumhydroxid, Natriumhydroxid oder eines organischen Amins, dem Gemisch aus Carboxypolymethylen und Glykol zugesetzt, um das Carboxymethylen zu neutralisieren, wobei ein dicker Schleim gebildet wird. Das zu suspendierende Pulver wird entweder in einem Glykol oder in Wasser oder in Gemischen von Glykol und Wasser dispergiert. Die Dispersion wird dem Schleim auf Glykolbasis zugesetzt und gut damit vermischt, wobei die Suspension gemäß der Erfindung gebildet wird.According to the invention, the suspensions are prepared as follows: A high molecular weight carboxypolymethylene polymer such as the product of the trade name "Carbopol 941" (manufactured by B.F. Goodrich Chemical Co.) is mixed with ethylene glycol. The carboxypolymethylene "Carbopol 941" is available as a dry, flaky powder in acidic Form supplied that requires neutralization to develop optimal properties. Therefore, after mixing of the carboxyροIymethylene to the ethylene glycol an aqueous Solution of a base, e.g. ammonium hydroxide, sodium hydroxide or an organic amine, the mixture of carboxypolymethylene and glycol are added to neutralize the carboxymethylene, forming a thick slime. That Powder to be suspended is dispersed either in a glycol or in water or in mixtures of glycol and water. The dispersion is added to the glycol-based slime and mixed well therewith, the suspension according to of the invention is formed.
Die gebildete Suspension besteht im wesentlichen aus einem Schleif- und Poliermittelpulver, das in einem Medium aus Glykol, das mit einem neutralisierten Carboxypolymethylenpolymerisat verdickt ist, suspendiert ist.The suspension formed consists essentially of one Grinding and polishing powder, which is in a medium of glycol, which with a neutralized carboxypolymethylene polymer is thickened, is suspended.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung und die Verfahren zur Herstellung der beständigen Suspensionen gemäß der Erfindung werden in den fc&jenden Beispielen erläutert. The various embodiments of the invention and the Methods for preparing the stable suspensions according to the invention are illustrated in the examples below.
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Zu 4oo ml Äthylenglykol wird l,o g Carboxypolymethylenpolymerisat "Carbopol 941" gegeben. Nach dem Einziehenlassen
für einige Minuten wurden Io ml einer 25 %igen wässrigen
Lösung von Diisopropanolamin mit dem Carboxypolymethylen-Glykol-Gemisch
gemischt, wodurch das Carboxypolymethylen neutralisiert und ein dicker Schleim gebildet wurde. In
einem anderen Mischer wurden 15o g pulverförmige Tonerde "Linde A" (o,3 u) als Poliermittel in weiteren 4oo ml
Äthylenglykol dispergiert. Zur Färbung wurden 2o Tropfen
eines roten Farbstoffs zugesetzt. Diese Tonerdedispersion wurde schnell in den vorher hergestellten Carboxypolymethylenschleim
im ersten Mischer gegossen und mit dem Schleim gut gemischt. Eine beständige rose farbene Suspension des
Tonerdepulvers "Linde A" in Äthylenglykol wurde erhalten.
Die Suspension hatte folgende Zusammensetzung:The above-mentioned carboxypolymethylene polymer "Carbopol 941" is added to 400 ml of ethylene glycol. After allowing it to soak for a few minutes, 10 ml of a 25% aqueous solution of diisopropanolamine was mixed with the carboxypolymethylene-glycol mixture, whereby the carboxypolymethylene was neutralized and a thick slime was formed. In another mixer, 150 g of powdered clay "Linde A" (0.3 u) were added as a polishing agent in a further 400 ml
Ethylene glycol dispersed. Twenty drops of a red dye were added for coloring. This alumina dispersion was quickly poured into the previously prepared carboxypolymethylene slime in the first mixer and mixed well with the slime. A stable rose-colored suspension of the clay powder "Linde A" in ethylene glycol was obtained. The suspension had the following composition:
Ätyhlenglykol 84,6 Gew.-%Ethylene glycol 84.6% by weight
Pulver 14,3 "Powder 14.3 "
Carboxypolymethylen o,l " "Carboxypolymethylene o, l ""
25%ige wässrige Lösung von25% aqueous solution of
1 ο " "
Diisopropanolamin '1 ο ""
Diisopropanolamine '
Die Suspension wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch I5o g Tonerdepulver
"Linde C" (l,o u) als Polierpulver anstelle des Tonerdepulvers
"Linde A" und ein gelber Farbstoff anstelle des roten Farbstoffs verwendet wurden. Eine beständige gelbe
Suspension des Tonerdepulvers wurde erhalten.The suspension was prepared in the manner described in Example 1, but using 150 g of clay powder
"Linde C" (l, ou) was used as a polishing powder in place of the alumina powder "Linde A" and a yellow dye was used in place of the red dye. A stable yellow suspension of the alumina powder was obtained.
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— 6 — -- 6 - -
l,o g Carboxypolymethylen "Carbopol 941" wurde 4oo ml Äthylenglykol zugemischt. Nach Einziehenlassen des Gemisches für einige Minuten wurden Io ml einer 25 %igen wässrigen Lösung von Diisopropanolamin dem Gemisch aus Carboxypolymethylen und Glykol zugesetzt, wodurch Carboxypolymethylen neutralisiert und ein dicker Schleim gebildet wurde. In einem anderen Mischer wurden 15o g Tonerdepulver "Linde A" in 4oo ml Wasser dispergiert. Dieser Dispersion wurden 2o Tropfen eines roten Farbstoffs zugesetzt. Das Tonerde-Wasser-Gemisch wurde schnell dem Carboxypolymethylenschleim im ersten Mischer zugesetzt und gut mit ihm gemischt. Eine beständige rosa-farbene Suspension des Carboxypolymethylens in einem Wasser-Glykol-Gemisch als Trägersubstanz wurde erhalten. Die Suspension hatte folgende Zusammensetzung:1.0 g of carboxypolymethylene "Carbopol 941" was 400 ml Ethylene glycol mixed in. After allowing the mixture to be absorbed For a few minutes, Io ml of a 25% strength aqueous solution of diisopropanolamine was added to the mixture of carboxypolymethylene and glycol are added, which neutralizes carboxypolymethylene and forms a thick slime became. 150 g of "Linde A" clay powder were dispersed in 400 ml of water in another mixer. This dispersion 20 drops of red dye were added. That The alumina-water mixture quickly became the carboxypolymethylene mucilage added in the first mixer and mixed well with it. A persistent pink-colored suspension of carboxypolymethylene in a water-glycol mixture as a carrier was obtained. The suspension had the following Composition:
Äthylenglykol 44,1 Gew.%Ethylene glycol 44.1% by weight
Wasser 4o,o " "Water 4o, o ""
Pulver 14,8 " "Powder 14.8 ""
Carboxypolymethylen o,l " " 25 %ige wässrige Lösung vonCarboxypolymethylene o, l "" 25% aqueous solution of
ι o H tiι o H ti
Diisopropanolamin 'Diisopropanolamine '
Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise hergestellt, wobei jedoch ein Tonerdepulver "Linde C" und ein gelber Farbstoff anstelle des Tonerdepulvers "Linde A" und des roten Farbstoffs verwendet wurden. EineA suspension was based on that described in Example 3 Manufactured in a manner using, however, an alumina powder "Linde C" and a yellow dye instead of the alumina powder "Linde A" and the red dye were used. One
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beständige gelbe Suspension des Tonerdepulvers "Linde C" wurde erhalten.Stable yellow suspension of the clay powder "Linde C" was obtained.
Der in Beispiel 3 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch loo g Tonerdepulver "Linde B" (o,o5 u) und ein blauer Farbstoff anstelle des Tonerdepulvers "Linde A" und des roten Farbstoffs verwendet wurden. Eine beständige blaue Suspension des Tonerdepulvers "Linde B" wurde erhalten. The experiment described in Example 3 was repeated, but using loo g of "Linde B" clay powder (0.05 u) and one blue dye was used in place of the "Linde A" clay powder and the red dye. A constant one blue suspension of the clay powder "Linde B" was obtained.
Eine Suspen: ion wurde aus den gleichen Bestandteilen und in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt, wobei jedoch zur Neutralisation des Carboxypolymethylens 4,ο ml einer Io %igen wässrigen NaOH-Lösung anstelle von Diisopropanolamin verwendet wurde.A suspen: ion was made from the same components and prepared in the same way as in Example 5, however, to neutralize the carboxypolymethylene 4, ο ml a 10% aqueous NaOH solution instead of diisopropanolamine was used.
21 g Carboxypolymethylen "Carbopol 941" wurden in o,95 1 entionisiertem Wasser dispergiert. Dieser nicht-neutralisierte Schleim des Carboxypolymethylens wurde dann mit einem 1/15 PS-Mischer Modell "Eastern 8A" mit einem Propeller von 14 cm Durchmesser, der sich mit 725 UpM drehte, 7,5 1 Äthylenglykol in einem 23 1-Stahlbehälter zugemischt. In einem getrennten 11,4 1-Behälter wurden 2,83 g Tonerdepulver "Linde C" in 7,57 1 entionisiertem Wasser dispergiert, wobei ein l/3o PS-Mischer Modell Eastern 5VA mit21 g of carboxypolymethylene "Carbopol 941" were in o.95 1 dispersed in deionized water. This non-neutralized slime of the carboxypolymethylene was then with a 1/15 hp mixer model "Eastern 8A" with a propeller 14 cm in diameter rotating at 725 rpm, 7.5 1 ethylene glycol mixed in a 23 1 steel container. In a separate 11.4 liter container was 2.83 grams of powdered alumina "Linde C" dispersed in 7.57 liters of deionized water using a 1/3 PS mixer model Eastern 5VA
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_ ρ mm _ ρ mm
einem Propeller von 76 mm Durchmesser verwendet wurde. Diesem Gemisch wurden 15 ml eines gelben Farbstoffs zugesetzt. Das Gemisch von Äthylenglykol und Carboxypolymethylen im großen Behälter wurde dann mit 2oo ml Io %igem wässrigen Diisopropanolamin neutralisiert. Die Dispersion des Tonerdepulvers "Linde C" wurde dann schnell in den großen Behälter gegeben, der den Schleim enthielt. Das Gesamtgemisch wurde Io bis 15 min unter Verwendung des vorstehend genannten Mischers "Eastern 8A" gemischt.a propeller 76 mm in diameter was used. To this mixture, 15 ml of a yellow dye was added. The mixture of ethylene glycol and carboxypolymethylene in the large container was then with 2oo ml Io% aqueous Diisopropanolamine neutralized. The dispersion of the alumina powder "Linde C" was then quickly in the large Given container that contained the mucus. The total mixture was 10 to 15 minutes using the above called mixer "Eastern 8A" mixed.
Eine beständige gelbe Suspension des·Tonerdepulvers "Linde C" in einem Glykol-Wasser-Gemisch als Trägersubstanz wurde erhalten. Dieses Beispiel veranschaulicht, daß das Verfahren gemäß der Erfindung zur Großherstellung der Suspensionen geeignet ist.A permanent yellow suspension of the clay powder "Linde C" in a glycol-water mixture as a carrier was obtained. This example illustrates that the method according to the invention is suitable for large-scale production of the suspensions.
Eine Suspension wurde in der gleichen Weise und mit den gleichen Bestandteilen wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch das Schleifmittelpulver "Corundum I6oo" anstelle des Tonerdepulvers "Linde A" verwendet wurde. "Corundum 16oo" wird von Bausch & Lombe hergestellt und hat eine mittlere Teilchengröße von etwa Io u. Es wird in großem Umfange bei der Herstellung von Brillengläsern verwendet.A suspension was prepared in the same way and with the same ingredients as in Example 3, wherein however, the abrasive powder "Corundum 160o" was used instead of the alumina powder "Linde A". "Corundum 16oo" is made by Bausch & Lombe and has a medium size Particle size of about Io u It is widely used in the manufacture of eyeglass lenses.
Eine Suspension wurde in der gleichen Weise und mit den gleichen Bestandteilen wie in Beispiel 3 hergestellt, wobeiA suspension was prepared in the same way and with the same ingredients as in Example 3, wherein
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jedoch das Schlexfmittelpulver "Corundum looo" (Hersteller Bausch & Lombe) anstelle des Tonerdepulvers "Linde A" verwendet wurde. Dieses Schleifmittel hat eine mittlere Teilchengröße von etwa 18 u.however, the lubricant powder "Corundum looo" (manufacturer Bausch & Lombe) instead of "Linde A" clay powder became. This abrasive has an average particle size of about 18 microns.
Eine Suspension wurde in der gleichen Weise und mit den gleichen Bestandteilen wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch als Schleifmittel das Zirkonoxid der Handelsbezeichnung "TAM Zirox B" anstelle des Tonerdepulvers "Linde A" verwendet wurde. Dieses Polier- und Schleifmittel hat eine maximale Teilchengröße von 5 u und wird zum Präzisionspolieren von Gläsern und Mineralen verwendet.A suspension was prepared in the same way and with the same ingredients as in Example 3, wherein however, the zirconium oxide of the trade name "TAM Zirox B" as an abrasive instead of the alumina powder "Linde A" was used. This polishing and abrasive agent has a maximum particle size of 5µ and is used for precision polishing used by glasses and minerals.
Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise aus den gleichen Bestandteilen hergestellt mit dem unterschied, daß SiC als Schleifmittel ("Norton Nr. 32o") anstelle des Tonerdepulvers Linde A suspendiert wurde. Dieses Material hat eine mittlere Teilchengröße von 32 u.A suspension was prepared in the manner described in Example 3 from the same ingredients with the differentiated that SiC as an abrasive ("Norton No. 32o") Linde A was suspended in place of the alumina powder. This material has an average particle size of 32 µ.
Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise aus den gleichen Bestandteilen hergestellt mit dem Unterschied, daß B.C der Handelsbezeichnung "Norbide Nr.32o" als Schleifmittel anstelle des Tonerdepulvers "Linde A" suspendiert wurde. Dieses Schleifmittel hat eine mittlere Teilchengröße von 32 u.A suspension was prepared in the manner described in Example 3 from the same ingredients with the Difference, that B.C the trade name "Norbide Nr.32o" was suspended as an abrasive in place of the "Linde A" clay powder. This abrasive has a medium grade Particle size of 32 u.
Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise aus den gleichen Bestandteilen hergestellt mit demA suspension was prepared in the manner described in Example 3 from the same ingredients with the
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- Io -- Io -
Unterschied, daß kugelförmige Tonerde einer Teilchengröße im Bereich von 74 bis 44 u anstelle des Tonerdepulvers "Linde A" suspendiert wurde.The difference is that spherical alumina with a particle size in the range from 74 to 44 microns instead of the alumina powder "Linde A" was suspended.
.Einj&_Su£Ee^jLon_wurde .auf die in_ Beispiel 3 beschriebene Weise aus den gleichen Bestandteilen hergestellt mit dem Unterschied/ daß SiO2 ("Kona sand") einer Teilchengröße im Bereich von 74 bis 6o u. anstelle von Tonerdepulver "Linde A" suspendiert wurde..Einj & _Su £ Ee ^ jLon_were .in the manner described in_ Example 3 from the same ingredients with the difference / that SiO 2 ("Kona sand") with a particle size in the range from 74 to 60 and instead of alumina powder "Linde A" is suspended became.
Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise aus den gleichen Bestandteilen hergestellt, wobei jedoch Polierrot anstelle von Tonerdepulver "Linde A" als Poliermittel verwendet wurde.A suspension was prepared in the manner described in Example 3 from the same ingredients, wherein however, buffing red was used as a buffing agent instead of "Linde A" alumina powder.
Eine Suspension wurde aus den folgenden Bestandteilen hergestellt: A suspension was made from the following ingredients:
1) Gemisch von 8oo ml Äthylenglykol mit 45o g Tonerdepulver "Linde C".1) Mixture of 8oo ml of ethylene glycol with 45o g of alumina powder "Linden C".
2) Dispersion von 2 g Carboxypolymethylen "Carbopol 941" in 25o ml Wasser, neutralisiert mit einer Lösung von 5 g Diisopropanolamin in ,3o ml Wasser.2) Dispersion of 2 g of carboxypolymethylene "Carbopol 941" in 250 ml of water, neutralized with a solution of 5 g of diisopropanolamine in 3o ml of water.
Herstellungsverfahren: Das Äthylenglykol und das Tonerdepulver "Linde ,C" wurden in einem Mischer zu einem dickenManufacturing process: The ethylene glycol and the alumina powder "Linde, C" turned into a thick in a mixer
3 OS 8 31/1 1 T3 OS 8 31/1 1 T
Brei gemischt. In einem anderen Mischer wurden das Wasser und das Carboxypolymethylen gemischt und mit der Diisopropanolaminlösung neutralisiert. Die beiden Gemische wurden in einem weiteren Mischer gemischt. Eine sehr dicke, jedoch gute Suspension wurde erhalten. Diese Suspension hatte die folgende Zusammensetzung:Porridge mixed. In another mixer, the water and carboxypolymethylene were mixed and mixed with the diisopropanolamine solution neutralized. The two mixtures were mixed in another mixer. A very thick one, however good suspension was obtained. This suspension had the following composition:
Äthylenglykol 54,64 Gew.%Ethylene glycol 54.64% by weight
Pulver 27,7ο " "Powder 27.7ο ""
Wasser 17,23 " "Water 17.23 ""
Carboxypolymethylen "Carbopol 941" ο,12 " "Carboxypolymethylene "Carbopol 941" ο, 12 ""
25 %ige wässrige Lösung von Diiso-25% aqueous solution of diiso-
, . o,3o " " ,. o, 3o ""
propanolaium 'propanolaium '
Diese Suspension wurde auf einem Läppwerkzeug für die Produktion verwendet, auf das normalerweise eine Paste aufgetragen wird, die durch Mischen von trockenem Tonerdepulver "Linde C" mit etwa 5o % Wasser hergestellt wird. Es wurde festgestellt, daß mit der Äthylenglykolsuspension ein ebenso guter oder besserer Werkstoffabtrag als mit der Standardpaste, die 5o % Pulver enthält, erzielt wird. Die Läppwerkzeuge schienen kühler zu bleiben, und der periodische Zusatz von Wasser zum Feuchthalten des Pulvers war überflüssig.This suspension was used on a lapping tool for production, to which a paste is normally applied, which is made by mixing dry alumina powder "Linde C" with about 50% water. It was found that the ethylene glycol suspension achieves an equally good or better material removal than with the standard paste, which contains 50% powder. The lapping tools appeared to stay cooler and there was no need to periodically add water to keep the powder moist.
l,o g Carboxypolymethylen "Carbopol 941" wurde 4oo ml Propylenglykol zugemischt. Nach Einziehenlassen des Gemisches für einige Minuten wurden Io ml einer 25 %igen wässrigen Lösung von Diisopropanolamin dem Gemisch aus Carboxypolymethylen und Glykol zugesetzt, wodurch das Carboxypolymethylen neutralisiert und ein dicker Schleim gebildet1.0 g of carboxypolymethylene "Carbopol 941" became 400 ml of propylene glycol mixed in. After allowing the mixture to be drawn in for a few minutes, Io ml of a 25% aqueous solution became Solution of diisopropanolamine added to the mixture of carboxypolymethylene and glycol, creating the carboxypolymethylene neutralized and a thick slime formed
3 O 9 8 3 'Λ I 1 1 Ί '"·ί3 O 9 8 3 'Λ I 1 1 Ί' "· ί
wurde. In einem anderen Mischer wurden 15o g Tonerdepulver "Linde C" (l,o u) in 4oo ml Wasser dispergiert. Dieser Dispersion wurden 2o Tropfen eines gelben Farbstoffs zugesetzt. Das Tonerde-Wasser-Gemisch wurde schnell dem Carboxypolymethylenschleim im ersten Mischer zugesetzt und gut mit ihm gemischt. Eine beständige gelbe Suspension des Tonerdepulvers "Linde C" in einem als Trägersubstanz dienenden Gemisch von Wasser und Polypropylenglykol wurde erhalten.became. 150 g of "Linde C" clay powder (1, ou) were dispersed in 400 ml of water in another mixer. This 20 drops of yellow dye were added to the dispersion. The clay-water mixture quickly became the carboxypolymethylene slime added in the first mixer and mixed well with it. A persistent yellow suspension of the alumina powder "Linde C" in a carrier mixture of water and polypropylene glycol was obtained.
Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 17 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung von Dipropylenglykol anstelle von Propylenglykol hergestellt.A suspension was prepared in the manner described in Example 17, but using dipropylene glycol instead made from propylene glycol.
Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 17 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung von Diäthylenglykol'anstelle von Propylenglykol hergestellt. ·A suspension was prepared in the manner described in Example 17, but using diethylene glycol instead made from propylene glycol. ·
Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 17 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung von Triäthylenglykol anstelle von Propylenglykol hergestellt.A suspension was prepared in the manner described in Example 17, but using triethylene glycol instead made from propylene glycol.
Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 17 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung von Tetraäthylenglykol anstelle von Propylenglykol hergestellt.A suspension was prepared in the manner described in Example 17, but using tetraethylene glycol instead made from propylene glycol.
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Eine Suspension wurde auf die in Beispiel 17 beschriebene Weise, jedoch unter Verwendung von Hexylenglykol anstelle von Propylenglykol hergestellt.A suspension was prepared in the manner described in Example 17, but using hexylene glycol instead made from propylene glycol.
l.o g Carboxypolymethylen "Carbopol 941" wurde 4oo ml Propylenglykol zugemischt. Nach Einziehenlassen des Gemisches für einige Minuten wurden Io ml einer 25 %igen wässrigen Lösung von Diisopropanolamin mit dem Gemisch aus Carboxypolymethylen und Glykol gemischt, wodurch das Carboxypolymethylen neutralisiert und ein dicker Schleim gebildet wurde. In einem anderen Mischer wurden 15o g Tonerde-Polierpulver "Linde C" (l,o u) in weiteren 4oo ml Propylenglykol dispergiert. Zur Färbung wurden 2o Tropfen eines gelben Farbstoffs zugesetzt. Diese Tonerdedispersion wurde schnell in den vorher im ersten Mischer hergestellten Carboxypolymethylenschlelm gegossen und mit dem Schleim gut gemischt. Eine beständige gelbe Suspension des Tonerdepulvers "Linde C" in Propylenglykol wurde erhalten.l.o g of carboxypolymethylene "Carbopol 941" became 400 ml of propylene glycol mixed in. After allowing the mixture to be drawn in for a few minutes, Io ml of a 25% aqueous solution became Solution of diisopropanolamine with the mixture of carboxypolymethylene and glycol mixed, thereby neutralizing the carboxypolymethylene and forming a thick slime became. In another mixer, 150 g of "Linde C" alumina polishing powder (l, o u) were added to a further 400 ml of propylene glycol dispersed. Twenty drops of a yellow dye were added for coloring. This alumina dispersion became quick into the carboxypolymethylene slurry previously prepared in the first mixer poured and mixed well with the slime. A persistent yellow suspension of the alumina powder "Linde C" in propylene glycol was obtained.
Die Beispiele 1 und 13 veranschaulichen die Verwendung von zwei nicht-wässrigen Glykolen, nämlich der Mitglieder mit dem niedrigsten Molekulargewicht aus zwei Gruppen von Glykolen, der Sthylenglykole und Propylenglykole. Die Beispiele 19 bis 21 veranschaulichen die Verwendung von höhermolekularen Äthylenglykolen in einem Wasser-Glykol-Gemisch. Die Annahme ist gerechtfertigt, daß die höhermolekularen Polyathylenglykole der Formel HO-CH3(CH2-O-CH2)nCH2-OHExamples 1 and 13 illustrate the use of two non-aqueous glycols, namely the lowest molecular weight members of two groups of glycols, the ethylene glycols and propylene glycols. Examples 19 to 21 illustrate the use of higher molecular weight ethylene glycols in a water-glycol mixture. The assumption is justified that the higher molecular weight polyethylene glycols of the formula HO-CH 3 (CH 2 -O-CH 2 ) n CH 2 -OH
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gute wässrige und nicht-wässrige Suspensionen bei höheren Werten von η bilden würden, als sie bei den beschriebenen Werten ausprobiert wurden. Dies würde insbesondere für Werte von η bis 7 gelten, d.h. für Glykole, die bei Umgebungsbedingungen noch flüssig sind.would form good aqueous and non-aqueous suspensions at higher values of η than those described Values have been tried. This would apply in particular for values from η to 7, i.e. for glycols that are exposed to ambient conditions are still liquid.
Die Beispiele 3 bis 5 beschreiben die bevorzugten Suspensionen, gemäß der Erfindung.Examples 3 to 5 describe the preferred suspensions, according to the invention.
Bei allen Versuchen, die in den vorstehenden Beispielen beschrieben wurden, wurde nur ein geringer"Überschuss des Neutralisätionsmittels verwendet, so daß die Suspensionen in einer neutralen oder leicht alkalischen Umgebung mit einem pH-Wert unter Io blieben. Alle Neutralisationsmittel für Carboxypolymethylenharze sind Basen, nämlich entweder organische wie Diisopropanolamin, das bei den meisten Beispielen verwendet wurde, oder anorganische, z.B. NaOH in Beispiel 6. Als weitere Basen, die Carboxypolymethylenharze im Äthylenglykol-Wasser-System neutralisieren, eignen sich Ammoniumhydroxid, Triäthanolamin, Monoäthanolamin, Triäthylamin und das Produkt der Handelsbezeichnung "Ethomeen C-25". Es wurde festgestellt, daß Diisopropanolamin das wirksamste Neutralisationssystem in den erfindungsgemäßen Systemen ist, so daß es als Neutralisationsmittel bevorzugt wird. Die Suspensionen, die unter Verwendung dieser bevorzugten organischen Base hergestellt werden, haben den Vorteil, daß keine anorganischen Ionen, z.B. Na, in irgend einem Ausmaß vorhanden sind. Ionen wie Natrium sind sehr nachteilig für polierte Halbleitersubstrate. In all the experiments described in the preceding examples, only a small "excess of the Neutralizing agent used so that the suspensions remained in a neutral or slightly alkaline environment with a pH below Io. All neutralizing agents for carboxypolymethylene resins are bases, namely either organic such as diisopropanolamine, which in most examples was used, or inorganic ones, e.g. NaOH in Example 6. As further bases, the carboxypolymethylene resins Neutralize in the ethylene glycol-water system are suitable Ammonium hydroxide, triethanolamine, monoethanolamine, triethylamine and the product under the trade designation "Ethomeen C-25". It was found that diisopropanolamine is the most effective neutralization system in the systems of the present invention, so it is preferred as the neutralization agent. The suspensions made using this preferred organic base are prepared, have the advantage that no inorganic ions, e.g. Well, are present to some extent. Ions such as sodium are very detrimental to polished semiconductor substrates.
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Für gewisse Anwendungen ist jedoch ein hoher oder ein niedriger pH-Wert oder ein ionisches System vorteilhaft. Die Eigenschaften der Carboxypolymethylensuspensxon werden über einen pH-Bereich von 3 bis 12 nicht beeinträchtigt, jedoch muß die Einstellung des pH-Wertes und die Zugabe von anorganischen Zusatzstoffen erfolgen, nachdem das Carboxypolymethylen mit dem Neutralisationsmittel vollständig neutralisiert worden ist.For certain applications, however, a high or a low pH value or an ionic system is advantageous. the Properties of the carboxypolymethylene suspension are not impaired over a pH range of 3 to 12, however, the adjustment of the pH and the addition of inorganic additives must take place after the carboxypolymethylene has been completely neutralized with the neutralizing agent.
Das Carboxypolymethylenharz "Carbopol 941" wird in den erfindungsgemäßen Suspensionen den anderen Carboxypolymethylenharzen vorgezogen, da es verhältnismäßig niedrige Viskositäten in ionischen Systemen auszubilden vermag. Die anderen Carboxypolymethylenharze "Carbopol" werden verwendet, um viel dickere Emulsionen und Suspensionen zu bilden.The carboxypolymethylene resin "Carbopol 941" is used in the invention Suspensions are preferred over the other carboxypolymethylene resins because of their relatively low viscosities able to train in ionic systems. The other carboxypolymethylene resins "Carbopol" are used to form much thicker emulsions and suspensions.
Die Anwendungen dieser Tonerdesuspensionen sind ebenso vielseitig wie die Pulver, aus denen sie hergestellt werden. Sie können für praktisch alle Polieraufgaben verwendet werden, bei denen bisher Tonerdepulver verwendet wurden, wobei sie jedoch'den neuen Vorteil haben, daß sie sich leichter handhaben lassen als die entsprechenden Pulver. Da sie zähflüssig sind, bleiben sie länger auf den Läppwerkzeugen als ähnliche wässrige Aufschlämmungen, und sie unterliegen viel weniger der Austrocknung auf dem Läppwerkzeug. Da sie chemisch neutral sind, bewirken sie keine Korrosion der Läppwerkzeuge, wie dies bei einigen anderen handelsüblichen Produkten der Fall ist.The uses of these clay suspensions are similar as versatile as the powders from which they are made. They can be used for virtually any polishing job be, in which alumina powder were previously used, but they have the new advantage that they are easier to handle than the corresponding powders. Since they are viscous, they stay up longer the lapping tools as similar aqueous slurries, and they are much less subject to drying out on the lapping tool. Since they are chemically neutral, they have an effect no corrosion of the lapping tools as is the case with some other commercial products.
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Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
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Publications (3)
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DE2312372C3 DE2312372C3 (en) | 1976-10-07 |
Family
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7332457B2 (en) | 2000-09-18 | 2008-02-19 | Honeywell International Inc. | Agricultural chemical suspensions |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7332457B2 (en) | 2000-09-18 | 2008-02-19 | Honeywell International Inc. | Agricultural chemical suspensions |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CA972167A (en) | 1975-08-05 |
FR2176798B1 (en) | 1976-05-21 |
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FR2176798A1 (en) | 1973-11-02 |
JPS4913232A (en) | 1974-02-05 |
JPS536755B2 (en) | 1978-03-10 |
US3817727A (en) | 1974-06-18 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |