JP2002114968A - 研磨材及び該研磨材を用いた研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 研磨材と研磨対象物の研磨屑とを効率的に分
離回収し、再利用できる研磨材及び該研磨材を用いた研
磨方法を提供する。 【解決手段】 下記（ａ）〜（ｅ）の範囲の平均粒径、
分散係数、粒度のシャープネス、モース硬度１〜１２の
硬度、及び磁性を有する研磨材を用いて研磨対象物を研
磨した後、磁気を利用し、研磨材と研磨対象物の研磨屑
との混合物を、前記研磨材と前記研磨対象物の研磨屑と
に分離回収する。（ａ）１≦ｄ５０≦８０ （ｂ）１≦ｄｘ≦８０（ｃ）１≦ｄ５０／ｄｘ≦５ （ｄ）０≦（ｄ９０−ｄ１０）／ｄ５０≦１０（ｅ）１
０≦ｄｍａｘ≦２００

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨材及び該研磨
材を用いた研磨方法に関し、更に詳しくは、研磨材に磁
性を付与する事により、研磨能力に優れるとともに、研
磨材と研磨対象物の研磨屑との回収・再利用を効率よく
行う事を可能にし、経済的且つ環境保全に好適な研磨材
及び該研磨材を用いた研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラス・セラミックス・金属・貴
金属・機械類等の加工物や天然物の研磨に、粉体ないし
粒子からなる研磨材を用いた方法が数多く提案されてお
り、このような方法として、例えばサンドブラスト法、
ウェットブラスト法・バレル加工法・ラッピング加工法
・磁気研磨方法等が挙げられる。これら研磨材の用途は
多岐に渡り、近年では精密ガラス表面の研磨や、指輪・
宝石類、精密機械類の研磨にも用いられ、より精密・正
確性と製造性の向上が望まれ、その改良が行われてい
る。中でもサンドブラスト法の発展は著しく、自己発光
型のフラットディスプレーであるプラズマディスプレイ
パネル（以下、ＰＤＰと略記）の製造時に必要とされ
る、隔壁（バリアリブ）形成にまで使用されるに至って
いる。

【０００３】該隔壁は、ＰＤＰパネル内の放電セルの仕
切りを目的として形成され、通常、電極を設けたガラス
等の基板上に、高さ100 〜200 μｍ、幅50〜150 μｍの
障壁状にしたガラスペーストからなっている。該隔壁の
形成方法として、スクリーン印刷法・フォト−埋め込み
法・プレス成型法・感光性ペースト法・型転写法・ブレ
ード法・ローラー転写法・サンドブラスト法等の数々の
方法が提案されているが、コスト・作業性・精密性等の
点から、ブラスト加工により研磨可能な厚さ１ｍｍ以下
の低融点ガラス層を形成後、幅50〜600 μｍで一定深さ
の微細な溝を研削するサンドブラスト法が製造性・コス
トの点から有効であり多用されている。サンドブラスト
法によるＰＤＰの隔壁形成は、マスキングテープや紫外
線硬化樹脂等を低融点ガラス層表面に一定幅で塗布又は
印刷後、その表面からブラストマシンで研磨材を噴射
し、基板に到達するまで低融点ガラス層を研削する事に
より行われる。

【０００４】しかし、上記の如く、より微細・精密な研
削を要求されることから、噴射機器に対してより精巧な
精度を要求され、研磨材もより微細で粒度の整った粒子
を要求される。例えば、一般のサンドブラスト法に用い
られる研磨材は、通常、アランダム、コランダム、ジル
コニアビーズ等が挙げられ、例えば、特許第2892301号
公報では平均粒径400 μｍのジルコニアビーズが、特許
第2943168 号公報では＃400 の粒径のアランダムが使用
され、一方、ＰＤＰ隔壁を作成する場合は、研磨材とし
てガラスビーズ、炭化珪素が使用されており、例えば特
開平９−109026号公報では、平均粒径20μｍのガラスビ
ーズが、特開2000-768号公報では、平均粒径＃600 の炭
化珪素（カーボランダム#600）が使用されている。

【０００５】ところで、サンドブラスト法のもつ欠点と
して、粉体を高圧空気で送り出し被粉砕物に衝突させて
研磨するため、使用される粉体は大量であり、かつ研磨
対象物の研磨屑と研磨材との混合物からなる廃棄物が問
題になっている。特に、より精巧さや緻密さが要求され
るＰＤＰ隔壁形成の場合は更に顕著で、隔壁として使用
される約３倍量の研磨屑が生じることになり、研磨材の
破片・欠片も含めると大量の廃棄物が生じ、この問題の
解決が望まれている。

【０００６】上記問題に対して、例えば、特許第292346
4 号公報では、被粉砕物と研磨材粒子の分離を行い、研
磨材をリサイクルする事により廃棄処分される研磨材粒
子の量を低減させる方法が提案されており、また特開平
８-141913 号公報、特開平９-295268 号公報でも回収・
分離装置の改良が提案されている。しかし、特許第2923
464 号公報、特開平８-141913 号公報、特開平９-29526
8号公報の方法をもってしても、研磨対象物の研磨屑と
研磨材粒子との完全分離ならびにリサイクルは困難であ
り、加えて、研磨対象物との衝突で生じる研磨材粒子の
微小粒子や欠片が分離されずに研磨材に混入することに
よる研磨効率の悪化等の問題が生じる。

【０００７】それ故、例えば特開平９-216162 号公報に
示される、中身がソリッド状態のガラスビーズを基礎と
して形成されるコア部と、そのコア部の外表面に形成さ
れるシラン及び表面活性剤の何れかで被覆層を形成する
粒子を作成し、それを研磨材として使用する事により研
磨材の破壊による破片・欠片の生成を極力抑える方法も
提案されている。

【０００８】また、ＰＤＰの隔壁に研磨材粒子自体やそ
の破片・欠片が残存する問題も生じており、特開平９-1
5574号公報では、水溶性粉体を噴射して水溶性粉体の衝
突力で研磨対象物に付着した残存研磨材ないしその破片
・欠片と研磨対象物の研磨屑を除去し、研磨対象物自体
を水洗する事によって研磨対象物に付着した水溶性粉体
を水に溶出させて排出・除去する方法が提案されてい
る。しかし、特開平９-216162 号公報でも、研磨材と研
磨対象物の研磨屑を完全に分離回収し、リサイクルする
事は不可能である上に粒子の製造にコストがかかり、ま
た特開平９-155743 号公報の方法では、水溶性粉体の噴
射装置が別途に必要で工程自体も煩雑になるため、根本
的な改善が求められている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、研磨
材を用いて研磨する場合に生じる上記問題を解決し、特
に、効率的に研磨材と研磨対象物の研磨屑とを分離回収
でき、例えば、ＰＤＰ上の隔壁形成を行う場合において
も、隔壁を精度・効率よく形成可能な研磨材及び該研磨
材を用いた研磨方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討の結果、特定範囲の平均粒径、分
散係数、粒度のシャープネス、特定範囲の硬度、及び磁
性を有する研磨材が、該研磨材の使用後、該研磨材と研
磨対象物の研磨屑とを磁気により完全かつ簡便に分離回
収させるとともに、研磨材と研磨対象物の研磨屑との再
利用を可能とする事を見い出し本発明を完成した。

【００１１】すなわち、本発明の第一は、下記の（ａ）
〜（ｅ）を満足し、モース硬度（新モース硬度）が１〜
12で磁性を帯びた粒子からなることを特徴とする研磨材
を内容とする。 （ａ) １≦ｄ50≦80 （ｂ) １≦ｄx ≦80 （ｃ) １≦ｄ50／ｄx ≦５ （ｄ) ０≦（ｄ90−ｄ10）／ｄ50≦10 （ｅ) 10≦ｄmax ≦200 ただし、 ｄ50：マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計に
より測定した粒子の篩通過側累計50％粒子径（μｍ）。 ｄｘ：電子顕微鏡写真により測定した粒子の平均粒子径
（μｍ）。 ｄ90：マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計に
より測定した粒子の篩通過側累計90％粒子径（μｍ）。 ｄ10：マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計に
より測定した粒子の篩通過側累計10％粒子径（μｍ）。 ｄmax ：マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計
で測定した粒子の最大粒径（μｍ）。

【００１２】本発明の第二は、下記の（ｆ）〜（ｊ）を
満足し、モース硬度（新モース硬度）が２〜10で磁性を
帯びた粒子からなることを特徴とする研磨材を内容とす
る。（ｆ) １≦ｄ50≦40 （ｇ) １≦ｄx ≦40 （ｈ) １≦ｄ50／ｄx ≦３ （ｉ) ０≦（ｄ90−ｄ10）／ｄ50≦５ （ｊ) 10≦ｄmax ≦100 ただし、ｄ50、ｄｘ、ｄ90、ｄ10、ｄmax は上記と同じ
である。

【００１３】本発明の第三は、上記研磨材を用いて研磨
対象物を研磨した後、磁気を利用し、研磨材と研磨対象
物の研磨屑との混合物を、前記研磨材と前記研磨対象物
の研磨屑とに分離回収することを特徴とする研磨方法を
内容とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第一、第二の研磨剤の重
要な特徴は、研磨材を構成する粒子が、下記（ａ）〜
（ｅ）、好ましくは（ｆ）〜（ｊ）の特定の粒度内容及
び特定の硬度を有するとともに、磁性を有する事にあ
る。

【００１５】（ａ) １≦ｄ50≦80 （ｂ) １≦ｄx ≦80 （ｃ) １≦ｄ50／ｄx ≦５ （ｄ) ０≦（ｄ90−ｄ10）／ｄ50≦10 （ｅ) 10≦ｄmax ≦200

【００１６】（ｆ) １≦ｄ50≦40 （ｇ) １≦ｄx ≦40 （ｈ) １≦ｄ50／ｄx ≦３ （ｉ) ０≦（ｄ90−ｄ10）／ｄ50≦５ （ｊ) 10≦ｄmax ≦100

【００１７】即ち、本発明の研磨剤を構成する粒子のｄ
50は１≦ｄ50≦80（μｍ）であり、好ましくは１≦ｄ50
≦40（μｍ）、より好ましくは１≦ｄ50≦20（μｍ）で
ある。ｄ50が１μｍ未満の場合、粒子径が小さいため研
磨対象物に対する研磨能力が低く、短時間で効率的な研
磨ができず、また、ｄ50が80μｍを超えると粒子が大き
いため研磨能力も大きくなるが、研磨対象物への研磨が
大きくなり、研磨装置の運転条件の調整が複雑・困難に
なる。

【００１８】特に、研磨幅・深さに精密な研磨を求めら
れるＰＤＰの隔壁をサンドブラスト法で作成する場合、
その隔壁間隔は通常、50〜600 μｍであるため、ｄ50が
80μｍを超えるとマスキングを通過しにくくなり、工程
上好ましくない。なお、該マスキングを除去して隔壁を
製造する事も可能であるが、ｄ50が80μｍを超えると隔
壁自体を研磨・破壊してしまう為、好ましくない。ま
た、該用途に本発明の研磨材を使用する場合、ｄ50を所
望の隔壁間隔の１／３程度に調整する事が好ましい。

【００１９】本発明の研磨剤を構成する粒子のｄx は１
≦ｄx ≦80（μｍ）であり、好ましくは１≦ｄx ≦40
（μｍ）、より好ましくは１≦ｄx ≦20（μｍ）であ
る。ｄxが１μｍ未満の場合、粒子径が小さいため研磨
対象物に対する研磨能力が低く、短時間で効率的な研磨
ができず、また、ｄx が80μｍを超えると、粒子が大き
いため研磨能力も大きいが、研磨対象物への研磨が大き
くなり、研磨装置の運転条件の調整が複雑・困難にな
る。

【００２０】特に、研磨幅・深さに精密な研磨を求めら
れるＰＤＰの隔壁をサンドブラスト法で作成する場合、
その隔壁間隔は通常、50〜600 μｍであるため、ｄx が
80μｍを超えるとマスキングを通過しにくくなり工程上
好ましくない。なお、該マスキングを除去して隔壁を製
造する事も可能であるが、ｄx が80μｍを超えると隔壁
自体を研磨・破壊してしまう為、好ましくない。また、
該用途に本発明の研磨材を使用する場合、ｄx を所望の
隔壁間隔の１／３程度に調整する事が好ましい。なお、
本発明のｄx は、電子顕微鏡写真で観測される粒子から
任意に50点を選出し、電子顕微鏡写真上の各粒子の粒径
を測定し、それを平均して得ることができる。粒子が不
定形の場合は、その粒子の最大径と最小径の平均値をそ
の粒子単体の粒径とした。

【００２１】本発明の研磨剤を構成する粒子のｄ50／ｄ
x は、１≦ｄ50／ｄx ≦５であり、好ましくは１≦ｄ50
／ｄx ≦３であり、より好ましくは１≦ｄ50／ｄx ≦２
である。ｄ50／ｄx が５を超えると、粒子の凝集が激し
く、所望の研磨力や均一な研磨効果が得られない上に、
研磨装置の運転条件の調整が複雑・困難になり、またｄ
50／ｄx が１未満の場合、微細な粒子が多く存在するた
め、研磨能力が著しく低くなり、効率的な研磨ができな
い。

【００２２】本発明の研磨剤を構成する粒子の（ｄ90−
ｄ10）／ｄ50は、０≦（ｄ90−ｄ10）／ｄ50≦10であ
り、好ましくは０≦（ｄ90−ｄ10）／ｄ50≦５であり、
より好ましくは０≦（ｄ90−ｄ10）／ｄ50≦３である。
（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が10を超えると、粒子の粒度がブ
ロードであり大小の差が大きな粒子がかなりの割合で混
在するため、所望の研磨力や均一な研磨効果が得られな
い上に、研磨装置の運転条件の調整が複雑・困難にな
る。なお、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が０未満になる事は、
計算上あり得ない。

【００２３】本発明の研磨剤を構成する粒子のｄmax は
10≦ｄmax ≦200 であり、好ましくは10≦ｄmax ≦100
であり、より好ましくは10≦ｄmax ≦50である。ｄmax
が10μｍ未満の場合、粒子径が小さいため研磨対象物に
対する研磨能力が低く、短時間で効率的な研磨ができ
ず、また、ｄmax が200 μｍを超えると、粒子が大きい
ため研磨能力も大きいが、研磨対象物への研磨が大きく
なり、研磨装置の運転条件の調整が複雑・困難になる。

【００２４】特に、研磨幅・深さに精密な研磨を求めら
れるＰＤＰの隔壁をサンドブラスト法で作成する場合、
その隔壁間隔は通常、50〜600 μｍであるため、ｄmax
が200 μｍを超えるとマスキングを通過しにくくなり工
程上好ましくない。なお、該マスキングを除去して隔壁
を製造する事も可能であるが、ｄmax が200 μｍを超え
ると隔壁自体を研磨・破壊してしまう為、好ましくな
い。また、該用途に本発明の研磨材を使用する場合、ｄ
max を所望の隔壁間隔の１／２以下に調整する事が好ま
しい。

【００２５】本発明の研磨剤を構成する粒子のモース硬
度（新モース硬度）Ｍは１〜12であり、好ましくは２〜
10であり、より好ましくは３〜８である。Ｍが１未満の
場合、粒子自体の硬度が小さいため研磨対象物に対する
研磨能力が低く、短時間で効率的な研磨ができず、更
に、粒子自体が研磨時の研磨対象物との衝突・摩擦によ
り破壊され、研磨材粒子の回収・再利用が不可能にな
り、本発明の目的である研磨材廃棄物処理の軽減を十分
に果たすことができない。また、Ｍが12を超えると、粒
子の硬度が大きいために研磨能力も大きいが、研磨対象
物への研磨が大きくなり、研磨装置の運転条件の調整が
複雑・困難になる。特に、ＰＤＰの隔壁をサンドブラス
ト法で作成する場合、基盤であるガラス板やガラス板上
の電極を衝突時の衝撃で破壊する恐れがあり好ましくな
い。

【００２６】本発明の研磨剤を構成する磁性を帯びた粒
子は、磁性体単独でも磁性体と磁性を帯びない粒子との
複合体でも良く、本発明の目的とする磁性による研磨材
粒子と研磨対象物の研磨屑との回収・再利用により研磨
材廃棄物処理の軽減が可能であれば良いが、硬度、粒径
制御、粒子製造時のコスト、研磨対象物との衝突時に発
生する分離等の点で磁性体単独の粒子を用いることが好
ましい。

【００２７】本発明における磁性を帯びた粒子は、硬質
磁性体、軟質磁性体の何れでも、また両者の併用でもよ
く、用途・方法・装置等の条件によって適宜選択して使
用される。硬質磁性体の場合、強磁性体・反強磁性体や
メタ磁性体・弱い強磁性体・フェリ磁性体でよく、有機
強磁性体でも良い。

【００２８】本発明に使用される硬質磁性材料は、具体
的には、Fe,Co,Ni,Al,Cuを主成分とする合金磁石である
アルニコ磁石・Fe,Cr,Coを主成分とする合金磁石である
Fe-Cr-Co磁石・Fe₂O₃ を主成分とし２価の金属酸化物と
の複合酸化物であるマグネトプランバイト型フェライト
(MFe₁₂O₁₉)であるフェライト、希土類金属と遷移金属の
金属間化合物の磁石でSmCo₅ 系磁石・Sm₂Co₁₇ 系磁石・
Nd₂FeB系磁石の焼結磁石等の永久磁石・異方性磁石・等
方性磁石の単体や、それらをシリカ・リン酸カルシウム
・硫酸バリウム・炭酸カルシウム等の無機粒子と複合化
したもの、またはそれらに埋め込んだ粒子に加え、結合
材と混合・成形固化したNd₂FeB系磁石の急冷薄帯磁石や
Sm-Fe 合金粉末を窒化して得られるSm-Fe-N 系磁石から
なるボンド磁石単体、ないしボンド磁石と無機粒子を複
合化した粒子等が挙げられる。

【００２９】本発明で使用される軟質磁性体は、常磁性
体・反磁性体の何れか又は両者から選択されるが、Mn-Z
n 系フェライトやMg-Zn 系フェライト、スピネル型フェ
ライト(MFe₂O₄)系に代表されるフェライト系ステンレス
鋼SUS430や、マルテンサイト系のSUS410,420J2等の磁性
体単体や、それらをシリカ・リン酸カルシウム・硫酸バ
リウム・炭酸カルシウム等の無機粒子と複合化したも
の、またはそれらの無機粒子に埋め込んだ粒子、および
有機物質から成る結合材と混合・成形固化、ないしそれ
らを無機粒子と複合化した粒子等が挙げられる。

【００３０】また、ステンレス鋼としてポピュラーな存
在であるSUS304は、通常、オーステナイト系ステンレス
鋼であり磁性を持たないとされているが、加工方法によ
り準安定オーステナイト組織の一部がマルテンサイト組
織に変形して磁性を持つ事が認められており、本発明で
も有用な軟質磁性体として使用される。

【００３１】上記磁性体は、研磨方法・用途により適宜
選択して使用される。例えば、サンドブラスト法には常
磁性体、反磁性体が好ましく、ウエットブラスト法、磁
気研磨法には強磁性体、反磁性体が好ましい。例えば、
原子力プラント等の配管内に生じるクラッド等の堆積物
を磁性体を移動させて除去するウェットブラスト法では
硬質磁性体が好ましく使用される。また、Ｎ−Ｓ磁極間
に硬質磁性体研磨材を挿入する磁気研磨の場合は、硬質
磁性体が好ましい。磁性体メディアを磁気により高速回
転させて研磨する磁気研磨機は、上記の磁性体の何れで
も使用が可能である。しかし、例えばサンドブラスト法
において、特にＰＤＰの隔壁生成に使用する場合、研磨
自体は上記の磁性体の何れを用いても差し支えないが、
上記の硬質磁性体を使用すると、サンドブラスト研磨機
自体の使用材料を制限される事になり、更に装置を構成
する精密機器類を狂わせる可能性も生じるために好まし
くない。

【００３２】以上の観点より、硬度、粒径制御、粒子製
造時のコストの点で磁性体単独の粒子を用いることが好
ましく、常磁性体であるステンレンス鋼が好ましく、中
でもSUS304系ステンレス鋼が最も好ましい。なお、研磨
材を構成する粒子が磁性を帯びない場合、磁気を利用し
た研磨材粒子の回収・再利用が不可能になり、本発明の
目的を果たすことができない。また、研磨対象物自体
が、本発明の研磨材と同様の磁性を持つ場合は、本発明
の研磨材は使用できない。

【００３３】本発明の研磨剤を構成する粒子は、自動車
用品等のワックス、射出洗浄機、家庭用洗剤等の用途
や、業務用・家庭用・個人用等の能力を問わず、様々な
用途の研磨材として用いる事が可能であるが、粒子自体
が持つ粒径範囲・硬度・磁性から、サンドブラスト法・
ウェットブラスト法・磁気研磨法等に用いられることが
好ましく、特にその粒子の特徴からＰＤＰの隔壁形成を
目的とする、サンドブラスト法の研磨材に最も適してい
る。

【００３４】更に、本発明の研磨剤の流動性や分散性の
改良として、ポリアクリル酸ソーダに代表される表面処
理剤、界面活性剤、分散助剤等を用いても良い。

【００３５】本発明の第三は、上記研磨材を用いて研磨
対象物を研磨した後、研磨材と研磨対象物の研磨屑との
混合物を、磁気を利用して、前記研磨材と前記研磨対象
物の研磨屑とに分離回収する方法である。回収された研
磨対象物の研磨屑は再び溶融等の処置により再生して再
利用され、研磨材は破片や欠片を分級して再生した後
に、再利用される。なお、本発明の研磨材が使用される
研磨装置、ならびに磁気を利用した磁気分離装置に特別
な制限はなく、従来から使用されているサンドブラスト
またはウェットブラスト射出機・磁気研磨機を使用し、
それに磁気分離装置を組み合わせて使用すればよいが、
装置と研磨対象物によって、粒度内容・硬度・磁性を選
択する必要がある。特にサンドブラスト射出機の如き、
複雑かつ大型装置を使用する場合、粒子の帯びた磁性が
装置に付属する機器に影響を与える可能性があり、常磁
性のステンレスが好ましく用いられる。

【００３６】

【実施例】以下に本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限され
るものではない。

【００３７】実施例１ 高周波誘導炉で溶解した合金をタンディッシュからチャ
ンバーに注ぎ込み、超高圧水を噴射して微粉際する水噴
射法で、フェライト系ステンレス鋼SUS430製微粉末を作
成した。得られたステンレス鋼は、粒度内容がマイクロ
トラックＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒
子の篩通過側累計50％粒子径ｄ50が18μｍ、電子顕微鏡
写真により測定した粒子の平均粒子径ｄx が15μｍ、ｄ
50／ｄx が1.2 、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.88、マイク
ロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子
の最大粒径ｄmax が34μｍ、モース硬度４〜５、常磁性
体を有する粒子であった。

【００３８】実施例２ 高周波誘導炉で溶解した合金をタンディッシュからチャ
ンバーに注ぎ込み、超高圧水を噴射して微粉際する水噴
射法で、マルテンサイト系ステンレス鋼SUS410製微粉末
を作成した。得られたステンレス鋼は、粒度内容がマイ
クロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定し
た粒子の篩通過側累計50％粒子径ｄ50が２μｍ、電子顕
微鏡写真により測定した粒子の平均粒子径ｄx ＝1.2 μ
ｍ、ｄ50／ｄx が1.66、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.95、
マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定し
た粒子の最大粒径ｄmax が12μｍ、モース硬度４〜５、
常磁性体を有する粒子であった。

【００３９】実施例３ 高周波誘導炉で溶解した合金をタンディッシュからチャ
ンバーに注ぎ込み、高圧の不活性ガスを噴射して粉砕
し、フェライト系ステンレス鋼SUS430製の球状粒子を作
成した。該ステンレス鋼球状粒子を分級し、粒度内容が
マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計により測
定した粒子の篩通過側累計50％粒子径ｄ50が24μｍ、電
子顕微鏡写真により測定した粒子の平均粒子径ｄx が21
μｍ、ｄ50／ｄx が1.15、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が4.9
1、マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計で測
定した粒子の最大粒径ｄmax が45μｍ、モース硬度４〜
５、常磁性体を有する粒子を得た。

【００４０】実施例４ 高周波誘導炉で溶解した合金をタンディッシュからチャ
ンバーに注ぎ込み、超高圧水を噴射して微粉際後、冷間
加工を行い結晶構造の一部がマルテンサイト系ステンレ
ス鋼SUS304製微粉末を作成した。得られたステンレス鋼
は、粒度内容がマイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度
分布計により測定した粒子の篩通過側累計50％粒子径ｄ
50が38μｍ、電子顕微鏡写真により測定した粒子の平均
粒子径ｄx が33μｍ、ｄ50／ｄx が1.15、（ｄ90−ｄ1
0）／ｄ50が4.91、マイクロトラックＦＲＡレーザー式
粒度分布計で測定した粒子の最大粒径ｄmax が34μｍ、
モース硬度４〜５、常磁性体を有する粒子であった。

【００４１】実施例５ 平均粒径35μｍのカルボニル鉄粉に、短径1.0 μｍ・長
径18μｍの炭化珪素ウィスカーを体積比10％で混合・溶
融して磁性を持つ鉄−無機溶融粒子を作成した。得られ
た溶融粒子は、粒度内容がマイクロトラックＦＲＡレー
ザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通過側累計50
％粒子径ｄ50が43μｍ、電子顕微鏡写真により測定した
粒子の平均粒子径ｄx ＝37μｍ、ｄ50／ｄx が1.16、
（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が5.19、マイクロトラックＦＲＡ
レーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大粒径ｄmax
が112 μｍ、モース硬度４〜５であった。

【００４２】実施例６ 平均粒径75μｍの鋼球（強磁性体）と平均粒径４μｍの
酸化アルミニウム（砥粒）、ラウリン酸（結合材）を体
積比50：25：25で混合し結合させて、有磁性研磨材粉を
得た。得られた粒子は、粒度内容がマイクロトラックＦ
ＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通過
側累計50％粒子径ｄ50が78μｍ、電子顕微鏡写真により
測定した粒子の平均粒子径ｄx が70μｍ、ｄ50／ｄx が
1.11、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が9.11、マイクロトラック
ＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大粒径
ｄmax が185 μｍ、モース硬度４〜５を有する粒子であ
った。

【００４３】実施例７ ネオジム(Nd-Fe-B）磁石を溶解・急冷し、粉砕後、ナイ
ロン６６樹脂と混合して、着磁して有磁性研磨材粉を得
た。得られた粒子は、粒度内容がマイクロトラックＦＲ
Ａレーザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通過側
累計50％粒子径ｄ50が78μｍ、電子顕微鏡写真により測
定した粒子の平均粒子径ｄx が70μｍ、ｄ50／ｄx が1.
11、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が9.11、マイクロトラックＦ
ＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大粒径ｄ
max が185 μｍ、モース硬度４〜５を有する粒子であっ
た。

【００４４】実施例８ ネオジム(Nd-Fe-B）磁石を溶解・鋳造し、粉砕後、磁界
中で成形加工を行い、焼結・熱処理後に着磁して有磁性
研磨材粉を得た。得られた粒子は、粒度内容がマイクロ
トラックＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒
子の篩通過側累計50％粒子径ｄ50が78μｍ、電子顕微鏡
写真により測定した粒子の平均粒子径ｄx が70μｍ、ｄ
50／ｄx が1.11、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が9.11、マイク
ロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子
の最大粒径ｄmax が185 μｍ、モース硬度４〜５を有す
る粒子であった。

【００４５】比較例１ 溶鋼に超高圧水を噴射して微粉際する水噴射法で、マル
テンサイト系ステンレス鋼SUS410製微粉末を作成した。
得られたステンレス鋼は、粒度内容がマイクロトラック
ＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通
過側累計50％粒子径ｄ50が85μｍ、電子顕微鏡写真によ
り測定した粒子の平均粒子径ｄx ＝80μｍ、ｄ50／ｄx
が1.06、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.78、マイクロトラッ
クＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大粒
径ｄmax が193 μｍ、モース硬度４〜５、常磁性体を有
する粒子であった。

【００４６】比較例２ 溶鋼に超高圧水を噴射して微粉際する水噴射法で、マル
テンサイト系ステンレス鋼SUS410製微粉末を作成した。
得られたステンレス鋼は、粒度内容がマイクロトラック
ＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通
過側累計50％粒子径ｄ50が0.8 μｍ、電子顕微鏡写真に
より測定した粒子の平均粒子径ｄx ＝0.7 μｍ、ｄ50／
ｄx が1.14、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.78、マイクロト
ラックＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最
大粒径ｄmax が11μｍ、モース硬度４〜５、常磁性体を
有する粒子であった。

【００４７】比較例３ 溶鋼に超高圧水を噴射して微粉際する水噴射法で、マル
テンサイト系ステンレス鋼SUS410製微粉末を作成した。
得られたステンレス鋼は、粒度内容がマイクロトラック
ＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通
過側累計50％粒子径ｄ50が18μｍ、電子顕微鏡写真によ
り測定した粒子の平均粒子径ｄx ＝3.2 μｍ、ｄ50／ｄ
x が5.63、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が3.25、マイクロトラ
ックＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大
粒径ｄmax が34μｍ、モース硬度４〜５、常磁性体を有
する粒子であった。

【００４８】比較例４ 溶鋼に超高圧水を噴射して微粉際する水噴射法で、マル
テンサイト系ステンレス鋼SUS410製微粉末を作成した。
得られたステンレス鋼は、粒度内容がマイクロトラック
ＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通
過側累計50％粒子径ｄ50が18μｍ、電子顕微鏡写真によ
り測定した粒子の平均粒子径ｄx ＝15μｍ、ｄ50／ｄx
が1.2 、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が11.21 、マイクロトラ
ックＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大
粒径ｄmax が53μｍ、モース硬度４〜５、常磁性体を有
する粒子であった。

【００４９】比較例５ 溶鋼に超高圧水を噴射して微粉際する水噴射法で、マル
テンサイト系ステンレス鋼SUS410製微粉末を作成した。
得られたステンレス鋼は、粒度内容がマイクロトラック
ＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通
過側累計50％粒子径ｄ50が78μｍ、電子顕微鏡写真によ
り測定した粒子の平均粒子径ｄx ＝70μｍ、ｄ50／ｄx
が1.11、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が3.25、マイクロトラッ
クＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大粒
径ｄmax が325 μｍ、モース硬度４〜５、常磁性体を有
する粒子であった。

【００５０】 比較例６溶鋼に超高圧水を噴射して微粉際する水噴射法
で、フェライト系ステンレス鋼SUS430製微粉末を作成し
た。得られたステンレス鋼は、粒度内容がマイクロトラ
ックＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒子の
篩通過側累計50％粒子径ｄ50が18μｍ、電子顕微鏡写真
により測定した粒子の平均粒子径ｄx が15μｍ、ｄ50／
ｄx が1.2 、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.88、マイクロト
ラックＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最
大粒径ｄmax が34μｍ、モース硬度0.8 、常磁性体を有
する粒子であった。

【００５１】比較例７ 炭化珪素微粉末にネオジオ系磁石を溶融し、粒度内容が
マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計により測
定した粒子の篩通過側累計50％粒子径ｄ50が18μｍ、電
子顕微鏡写真により測定した粒子の平均粒子径ｄx が15
μｍ、ｄ50／ｄx が1.2 、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.8
8、マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計で測
定した粒子の最大粒径ｄmax が34μｍになるまで、分級
・粉砕を繰り返して得た。なお、得られた粒子はモース
硬度が13で強磁性を有する粒子であった。

【００５２】比較例８ 溶鋼に超高圧水を噴射して微粉際する水噴射法で、オー
ステナイト系ステンレス鋼SUS304製微粉末を作成した。
得られたステンレス鋼は、粒度内容がマイクロトラック
ＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通
過側累計50％粒子径ｄ50が18μｍ、電子顕微鏡写真によ
り測定した粒子の平均粒子径ｄx が15μｍ、ｄ50／ｄx
が1.2 、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.88、マイクロトラッ
クＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大粒
径ｄmax が34μｍ、モース硬度４〜５、磁性を有しない
粒子であった。

【００５３】比較例９ 白色糖晶質石灰石を粉砕・分級し、モース硬度３、最大
粒子径48μｍ、平均粒子径18μｍの重質炭酸カルシウム
を製造し、これにステアリン酸を重質炭酸カルシウム粒
子粉体100 重量部に対して1.3 重量％添加し、さらに粒
子径の範囲が0.005 〜0.05μｍのヒュームドシリカ（レ
オロシールCP-102；徳山曹達製）を流動性助剤として重
質炭酸カルシウム粒子粉体100 重量部に対して２重量％
添加し、ヘンシェルミキサーで加熱混合し、表面処理を
行った。得られた粒子は、粒度内容がマイクロトラック
ＦＲＡレーザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通
過側累計50％粒子径ｄ50が18μｍ、電子顕微鏡写真によ
り測定した粒子の平均粒子径ｄx が15μｍ、ｄ50／ｄx
が1.2 、（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.88、マイクロトラッ
クＦＲＡレーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大粒
径ｄmax が48μｍ、モース硬度３の磁性を有しない粒子
であった。

【００５４】比較例１０ （株）ユニオン製ガラスビーズを研磨材として使用し
た。該粒子は、粒度内容がマイクロトラックＦＲＡレー
ザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通過側累計50
％粒子径ｄ50が25μｍ、電子顕微鏡写真により測定した
粒子の平均粒子径ｄx が21μｍ、ｄ50／ｄx が1.19、
（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.88、マイクロトラックＦＲＡ
レーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大粒径ｄmax
が52μｍ、モース硬度6.5 の磁性を有しない粒子であっ
た。

【００５５】比較例１１ 昭和電工（株）製、球状アルミナを研磨材として使用し
た。該粒子は、粒度内容がマイクロトラックＦＲＡレー
ザー式粒度分布計により測定した粒子の篩通過側累計50
％粒子径ｄ50が25μｍ、電子顕微鏡写真により測定した
粒子の平均粒子径ｄx が21μｍ、ｄ50／ｄx が1.19、
（ｄ90−ｄ10）／ｄ50が2.88、マイクロトラックＦＲＡ
レーザー式粒度分布計で測定した粒子の最大粒径ｄmax
が37μｍ、モース硬度９の磁性を有しない粒子であっ
た。

【００５６】実施例９〜１６，比較例１２〜２２ 上記実施例１〜８，比較例１〜１１の粒子を研磨材とし
て使用し、研磨対象物としてＰＤＰ試験用の背面基盤を
作成した。ブラストマシンの噴射圧力、研磨剤の時間あ
たりの噴射重量を一定に調節して隔壁形成試験を行い、
研磨対象物底部のガラス基盤の表面性状および隔壁形状
を観察し、作業能率と研磨精度、研磨材を回収した後、
分級して、再利用可能な研磨材の回収率、再利用可能な
研磨対象物の研磨屑の回収率を計測した。なお、実施例
９〜１６，比較例１２〜１７，１９〜２２は通常使用さ
れるサイクロン等の空気分級と磁気分級を行い研磨材と
研磨対象物の研磨屑とを分離し、比較例１８のみ前述の
空気分級後に鉄板を使用して研磨材と研磨対象物の研磨
屑とを分離した。結果を表１及び表２に示す。

【００５７】尚、実施例９〜１６，比較例１２〜２２に
使用した隔壁形成方法及び各種特性の評価方法は以下の
通りである。隔壁形成方法 （Ａ）実験用ＰＤＰ背面パネルの製造 先ず、ソーダガラス(100mm×100mm ，厚さ３mm）を基盤
とし、その基盤上に酸化マグネシウム電極を150 μｍ間
隔でストライプ状に印刷形成した。次に、低融点ガラス
ペーストをコーターで所望の厚さになるまで塗布し、乾
燥後、その表面に耐ブラスト性を有する低融点ガラスペ
ーストを塗布し、感光材をラミネートした後に露光・現
象を行い、低融点ガラスペースト上にパターンを形成し
た。

【００５８】（Ｂ）ブラスト加工 得られた実験用ＰＤＰ背面パネルを、下記の加工条件に
設定したブラストマシンで研磨し、隔壁形成を行った。 噴射ノズル口径 ： ９mm 研磨材噴射能力 ： 2.5kg/cm² 研磨材噴射量 ： 10g/min. パネルまでの距離： 10cm なお、検討に用いたブラストマシンは、付属の研磨材分
級・回収装置に加えて市販の磁気分級装置を装備し、更
に、磁性体を研磨材として使用しても測定・制御機器に
影響がないように配慮した。

【００５９】（Ｃ）評価方法 作業効率 従来からブラスト材として使用されている、比較例１０
のガラスビーズを研磨材として使用し、実験用ＰＤＰ背
面パネル１枚に所望の隔壁を形成するのに要した、比較
例２１の場合の時間を１として、他の研磨材を用いた場
合に要した時間の割合を求めて比較した。

【００６０】研磨精度 表面性状の観察は電子顕微鏡を用い、研磨後のＰＤＰ背
面基板の表面のキズ、溝やその隅部の加工形状の観察を
行い、下記の基準で評価した。 ◎：底部・隔壁に傷がなく、溝の隅部の加工形状が丸み
がない。 ○：傷がなく、溝の隅部の加工形状が丸みを帯びていな
い。 △：僅かな傷の確認、ないし、溝の隅部の加工形状が若
干丸みを帯びる。 ×：多くの傷を確認、ないし、溝の隅部の加工形状が丸
みを帯びる。

【００６１】研磨材回収率 ブラスト加工終了後の研磨材量と、実験用ＰＤＰ背面パ
ネルから磁気分離装置で回収した研磨材量の和を、研磨
材の仕込量で除算し、研磨材回収率として表した。な
お、粉砕された破片・欠片の影響による研磨効率の悪化
は、作業効率の評価から判断される。

【００６２】研磨対象物回収率 ブラスト加工終了後の回収した研磨対象物の研磨屑量
を、理論上、計算で得られるそれで除算し研磨対象物回
収率として表した。

【００６３】総合評価 上記の作業効率・研磨精度・研磨材回収率・研磨対象物
回収率から、Ａ，Ｂ，Ｃの３ランクで総合評価した。判
定Ａが最も好ましく、判定Ｃが最も好ましくなく、判定
Ｂが両者の中間である。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】

【発明の効果】叙上のとおり、本発明の研磨材は、研磨
能力に優れるとともに、磁気を利用して、研磨材と研磨
対象物の研磨屑とを容易且つ完全に分離回収でき、これ
らの再利用を可能とするので、極めて経済的であるばか
りでなく、環境保全にも貢献するもので、その有用性は
頗る大である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の（ａ）〜（ｅ）を満足し、モース
   硬度（新モース硬度）が１〜12で磁性を帯びた粒子から
   なることを特徴とする研磨材。 （ａ) １≦ｄ50≦80 （ｂ) １≦ｄx ≦80 （ｃ) １≦ｄ50／ｄx ≦５ （ｄ) ０≦（ｄ90−ｄ10）／ｄ50≦10 （ｅ) 10≦ｄmax ≦200 ただし、 ｄ50：マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計に
   より測定した粒子の篩通過側累計50％粒子径（μｍ）。 ｄｘ：電子顕微鏡写真により測定した粒子の平均粒子径
   （μｍ）。 ｄ90：マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計に
   より測定した粒子の篩通過側累計90％粒子径（μｍ）。 ｄ10：マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計に
   より測定した粒子の篩通過側累計10％粒子径（μｍ）。 ｄmax ：マイクロトラックＦＲＡレーザー式粒度分布計
   で測定した粒子の最大粒径（μｍ）。
2. 【請求項２】 下記の（ｆ）〜（ｊ）を満足し、モース
   硬度（新モース硬度）が２〜10で磁性を帯びた粒子から
   なることを特徴とする研磨材。 （ｆ) １≦ｄ50≦40 （ｇ) １≦ｄx ≦40 （ｈ) １≦ｄ50／ｄx ≦３ （ｉ) ０≦（ｄ90−ｄ10）／ｄ50≦５ （ｊ) 10≦ｄmax ≦100
3. 【請求項３】 磁性を帯びた粒子が常磁性体又は反磁性
   体からなり、サンドブラスト用である請求項１又は２記
   載の研磨材。
4. 【請求項４】 磁性を帯びた粒子が強磁性体又は反強磁
   性体からなり、ウェットブラスト又は磁気研磨用である
   請求項１又は２記載の研磨材。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れか１項記載の研磨材
   を用いて研磨対象物を研磨した後、磁気を利用し、研磨
   材と研磨対象物の研磨屑との混合物を、前記研磨材と前
   記研磨対象物の研磨屑とに分離回収することを特徴とす
   る研磨方法。