JP7452963B2 - ウェットブラスト用スラリー - Google Patents
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- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
Description
本発明は、乾燥固着した場合でも水洗浄によって容易に除去することが可能なウェットブラスト用スラリーを提供することを課題とする。
〔セラミック粒子〕
本実施形態のウェットブラスト用スラリーには、セラミックからなる粒子が砥粒として含有されている。セラミックの種類は特に限定されるものではないが、例えば、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化ケイ素(SiO2)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、炭化ケイ素(SiC)、ガラスが挙げられる。これらのセラミックの中では、白色アルミナ等の酸化アルミニウムが特に好ましい。
本実施形態のウェットブラスト用スラリーは液体状の分散媒を含有しており、この分散媒にセラミック粒子が分散してスラリーをなしている。分散媒により加工対象物が冷却されるため、摩擦熱による加工対象物のダメージが抑えられる。また、噴射されたセラミック粒子も分散媒によって洗い流されるため、加工対象物へのセラミック粒子の食い込みが少ないという利点がある。さらに、必要に応じて添加される添加剤を分散媒に溶解させることができるため、ウェットブラストと同時に添加剤による処理を加工対象物に対して行うこともできる。
分散媒として用いる水は、不純物をできる限り含有しない水が好ましい。具体的には、イオン交換樹脂にて不純物イオンを除去した後に、フィルタを通して異物を除去した純水や超純水、あるいは、蒸留水が好ましい。
本実施形態のウェットブラスト用スラリーの粘度は、2mPa・s以上である必要があるが、2mPa・s以上20mPa・s以下であることがより好ましく、2mPa・s以上11mPa・s以下であることがさらに好ましい。上記粘度であれば、ウェットブラスト用スラリーが強固に乾燥固着することを抑制することができる。また、上記粘度であれば、ウェットブラストにおいて、ウェットブラスト用スラリーの円滑な噴射が可能となる。
本実施形態のウェットブラスト用スラリーは、分散媒に対するセラミック粒子の分散性を向上させる分散助剤をさらに含有してもよい。分散助剤の種類は特に限定されるものではないが、例えば、ポリカルボン酸、ポリウレアウレタン、ポリアリルアミン、リグニンスルホン酸、ベントナイト等が挙げられる。ポリカルボン酸の例としては、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アクリルアミド・アクリル酸ナトリウム共重合体等のポリアクリル酸誘導体及びその塩が挙げられる。分散助剤は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態のウェットブラスト用スラリーを用いて加工する加工対象物の種類は、特に限定されるものではないが、ディスプレイ用ガラス基板、シリコンウエハ、水晶ウエハ、光学素子(例えばレンズ、プリズム)、宝石、青色レーザーLED用サファイヤ基板、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ヘッド等が挙げられる。本実施形態のウェットブラスト用スラリーを用いるウェットブラストにより、加工対象物の表面平滑化、ピーニング、バリ取り、エッチング(リブ形成)等を行うことができる。
以下に実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。
(実施例1)
セラミック粒子と、分散助剤と、分散媒である水とを混合し、セラミック粒子を水に分散させて、実施例1のウェットブラスト用スラリーを調製した。得られたウェットブラスト用スラリーの粘度は2.10mPa・sであった。
セラミック粒子は、平均粒子径(Dv50)が3.02μmのアルミナ粒子(白色アルミナ)である。ウェットブラスト用スラリー全体におけるセラミック粒子の含有量は、41.43質量%(60.0質量体積%(w/v%))である。
表1から分かるように、実施例1のウェットブラスト用スラリーは、乾燥固着した場合でも水洗浄によって容易に除去することが可能であった。
表1から分かるように、実施例1のウェットブラスト用スラリーは、ケーキングを起こしていた。また、濾過後の篩上にセラミック粒子の凝集体が確認されたものの量は少量であり、再分散性は良好であった。
分散助剤として、東亞合成株式会社製の分散剤水溶液アロン(登録商標)T-50を用いた点を除いては、実施例1と同様にして、ウェットブラスト用スラリーの調製及び評価を行った。得られたウェットブラスト用スラリーの粘度は、2.14mPa・sであった。
評価の結果を表1に示す。表1から分かるように、実施例2のウェットブラスト用スラリーは、乾燥固着した場合でも水洗浄によって容易に除去することが可能であった。
分散助剤として、東亞合成株式会社製の分散剤水溶液アロン(登録商標)A-6101を用いた点を除いては、実施例1と同様にして、ウェットブラスト用スラリーの調製及び評価を行った。得られたウェットブラスト用スラリーの粘度は、2.27mPa・sであった。
評価の結果を表1に示す。表1から分かるように、実施例3のウェットブラスト用スラリーは、乾燥固着した場合でも水洗浄によって容易に除去することが可能であった。
分散助剤として、ベントナイトを用いた点を除いては、実施例1と同様にして、ウェットブラスト用スラリーの調製及び評価を行った。ウェットブラスト用スラリー全体におけるセラミック粒子の含有量は、42.00質量%(61.2質量体積%(w/v%))である。また、得られたウェットブラスト用スラリーの粘度は、8.92mPa・sであった。
ウェットブラスト用スラリー全体におけるベントナイト(有効成分)の含有量は、1.0質量%である。
分散助剤として、BYK社製の液状レオロジー添加剤BYK-7420ESを用いた点を除いては、実施例1と同様にして、ウェットブラスト用スラリーの調製及び評価を行った。ウェットブラスト用スラリー全体におけるセラミック粒子の含有量は、40.91質量%(58.9質量体積%(w/v%))である。また、得られたウェットブラスト用スラリーの粘度は、10.94mPa・sであった。
分散助剤として、ニットーボーメディカル株式会社製のアリルアミン重合体水溶液PAA-08(商品名)を用いた点を除いては、実施例1と同様にして、ウェットブラスト用スラリーの調製及び評価を行った。ウェットブラスト用スラリー全体におけるセラミック粒子の含有量は、40.91質量%(58.9質量体積%(w/v%))である。また、得られたウェットブラスト用スラリーの粘度は、2.56mPa・sであった。
評価の結果を表1に示す。表1から分かるように、実施例6のウェットブラスト用スラリーは、乾燥固着した場合でも水洗浄によって容易に除去することが可能であった。
分散助剤として、ニットーボーメディカル株式会社製のアリルアミン重合体水溶液PAA-15C(商品名)を用いた点を除いては、実施例1と同様にして、ウェットブラスト用スラリーの調製及び評価を行った。ウェットブラスト用スラリー全体におけるセラミック粒子の含有量は、41.43質量%(60.0質量体積%(w/v%))である。また、得られたウェットブラスト用スラリーの粘度は、3.69mPa・sであった。
評価の結果を表1に示す。表1から分かるように、実施例7のウェットブラスト用スラリーは、乾燥固着した場合でも水洗浄によって容易に除去することが可能であった。
分散助剤として、ニットーボーメディカル株式会社製のアリルアミン重合体水溶液PAA-03(商品名)を用いた点を除いては、実施例1と同様にして、ウェットブラスト用スラリーの調製及び評価を行った。ウェットブラスト用スラリー全体におけるセラミック粒子の含有量は、41.43質量%(60.0質量体積%(w/v%))である。また、得られたウェットブラスト用スラリーの粘度は、3.69mPa・sであった。
評価の結果を表1に示す。表1から分かるように、実施例8のウェットブラスト用スラリーは、乾燥固着した場合でも水洗浄によって容易に除去することが可能であった。
分散助剤を用いない点を除いては、実施例1と同様にして、ウェットブラスト用スラリーの調製及び評価を行った。ウェットブラスト用スラリー全体におけるセラミック粒子の含有量は、41.43質量%(60.0質量体積%(w/v%))である。また、得られたウェットブラスト用スラリーの粘度は、1.88mPa・sであった。
Claims (10)
- 平均粒子径が5μm以下であるセラミック粒子と、前記セラミック粒子を分散させた分散媒と、を含有し、
粘度が2.27mPa・s以上であり、
前記平均粒子径は、体積基準の積算粒子径分布において大粒径側からの積算粒子体積が全粒子体積の50%となる粒子径Dv50であるウェットブラスト用スラリー。 - 粘度が2.27mPa・s以上20mPa・s以下である請求項1に記載のウェットブラスト用スラリー。
- 前記セラミック粒子がアルミナ粒子である請求項1又は請求項2に記載のウェットブラスト用スラリー。
- スラリー全体における前記セラミック粒子の含有量が5質量%以上70質量%以下である請求項1~3のいずれか一項に記載のウェットブラスト用スラリー。
- 前記分散媒に対する前記セラミック粒子の分散性を向上させる分散助剤をさらに含有する請求項1~4のいずれか一項に記載のウェットブラスト用スラリー。
- 前記分散助剤がポリウレアウレタンである請求項5に記載のウェットブラスト用スラリー。
- 前記分散助剤が、ポリアクリル酸アンモニウム塩とポリアクリル酸エステルの共重合体、ポリアクリル酸ナトリウム塩とポリアクリル酸エステルの共重合体、ベントナイト、ポリウレアウレタン、またはポリアリルアミンである請求項5に記載のウェットブラスト用スラリー。
- 前記分散助剤が、ベントナイト、ポリウレアウレタン、またはポリアリルアミンであり、
スラリー全体における前記分散助剤の含有量は0.1質量%以上1.0質量%以下である請求項5に記載のウェットブラスト用スラリー。 - 前記分散助剤が、ポリアクリル酸アンモニウム塩とポリアクリル酸エステルの共重合体、またはポリアクリル酸ナトリウム塩とポリアクリル酸エステルの共重合体であり、
スラリー全体における前記分散助剤の含有量は1.2質量%以上2.0質量%以下である請求項5に記載のウェットブラスト用スラリー。 - 平均粒子径が5μm以下であるセラミック粒子と、前記セラミック粒子を分散させた分散媒と、を含有し、
粘度が2mPa・s以上であり、
前記平均粒子径は、体積基準の積算粒子径分布において大粒径側からの積算粒子体積が全粒子体積の50%となる粒子径Dv50であり、
前記分散媒に対する前記セラミック粒子の分散性を向上させる分散助剤をさらに含有し、
前記分散助剤がポリウレアウレタンであるウェットブラスト用スラリー。
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