JPWO2014054611A1 - 研磨方法及び合金材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

研磨方法は、研磨パッドと研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて合金材料を研磨する。研磨用組成物はシリカ又はアルミナからなる研磨材を含有し、研磨の終了時における研磨パッドの表面温度は２０℃以下である。合金材料の製造方法は、研磨パッドと研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて、合金材料を研磨する研磨工程を有する。研磨用組成物はシリカ又はアルミナからなる研磨材を含有し、研磨の終了時における研磨パッドの表面温度は２０℃以下である。

Description

本発明は、合金材料の研磨方法及び合金材料の製造方法に関する。

合金材料は、純金属材料よりも、機械的強度や耐薬品性、耐食性、耐熱性等が高いという利点を有するため、各種用途に用いられている。合金材料には、例えば研磨等の加工が施される（特許文献１，２参照）。

特開平０１−２４６０６８号公報 特開平０３−２２８５６４号公報

本発明の目的は、合金材料の研磨面の平滑性を容易に高めることのできる研磨方法及び合金材料の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、研磨パッドと前記研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて合金材料を研磨する研磨方法であって、前記研磨用組成物はシリカ又はアルミナからなる研磨材を含有し、研磨の終了時における前記研磨パッドの表面温度は２０℃以下である研磨方法が提供される。

前記研磨方法は、切削加工された面、又は切削加工後に予備研磨された面を研磨対象とすることが好ましい。

前記合金材料は、マグネシウム、アルミニウム、チタン、クロム及び鉄のいずれか一種を主成分として含有することが好ましい。

前記合金材料は、アルミニウムを主成分として含有し、かつケイ素、マグネシウム、鉄、銅及び亜鉛から選ばれる少なくとも一種の金属元素を０．５質量％以上含有することが好ましい。

本発明の別の態様では、研磨パッドと前記研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて、合金材料を研磨する研磨工程を有する合金材料の製造方法であって、前記研磨用組成物はシリカ又はアルミナからなる研磨材を含有し、研磨の終了時における前記研磨パッドの表面温度は２０℃以下である製造方法が提供される。

本発明によれば、合金材料の研磨面の平滑性を高めることが容易となる。

以下、研磨方法及び合金材料の製造方法の一実施形態を説明する。

本実施形態の研磨方法は、研磨パッドとその研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて合金材料を研磨する。研磨用組成物は、シリカ又はアルミナからなる研磨材を含有する。研磨の終了時における研磨パッドの表面温度は２０℃以下である。

研磨パッドは、例えば、ポリウレタンタイプ、不織布タイプ、スウェードタイプ、研磨材を含むもの、研磨材を含まないもののいずれのタイプであってもよい。

高い研磨速度を必要とする場合は、比較的硬質の研磨パッド、例えばポリウレタンタイプや不織布タイプ、特に研磨材を含むものを用いることが好ましい。

合金材料の研磨面に欠陥が生ずることを最小限に抑えたい場合や、研磨する合金が軟質で傷が付きやすい場合には、比較的軟質の研磨パッド、例えば研磨材を含まないスウェードタイプを用いることが好ましい。

シリカ（酸化ケイ素）又はアルミナ（酸化アルミニウム）からなる研磨材は、合金材料の表面を物理的に研磨する働きをする。したがって、シリカ又はアルミナからなる研磨材を含有する研磨用組成物を用いることで、合金材料の研磨速度が高まる。また、シリカ又はアルミナからなる研磨材を含有する研磨用組成物を用いることで、より平滑な研磨面が得られ易くなる。

研磨用組成物中に含まれる研磨材の平均一次粒子径は、５ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上であり、更に好ましくは１５ｎｍ以上である。研磨材の平均一次粒子径の増大につれて、研磨速度が高まる。

研磨用組成物中に含まれる研磨材の平均一次粒子径は、４００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３００ｎｍ以下であり、更に好ましくは２００ｎｍ以下である。研磨材の平均一次粒子径の縮小につれて、研磨面の平滑性が向上する。

研磨材の平均一次粒子径は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）による比表面積の測定値から算出することができる。

研磨用組成物中の研磨材の含有量は、１質量％以上であることが好ましく、より好ましくは２質量％以上である。研磨材の含有量の増大につれて、研磨速度が高まる。

研磨用組成物中の研磨材の含有量は、５０質量％以下であることが好ましく、より好ましくは４０質量％以下である。研磨材の含有量の減少につれて、研磨用組成物の製造コストが低減することに加えて、よりスクラッチの少ない研磨面が得られる。また、研磨材の含有量の減少につれて、合金材料上に残存する研磨材の量が減少する。その結果、研磨後の合金材料の洗浄が容易となる。

研磨用組成物は、シリカ及びアルミナ以外の研磨材を含有してもよい。シリカ及びアルミナ以外の研磨材としては、例えば、ジルコニア（酸化ジルコニウム）、セリア（酸化セリウム）、チタニア（酸化チタン）、酸化クロム、酸化鉄、炭化ケイ素、及び窒化ケイ素が挙げられる。

研磨用組成物のｐＨは８．０〜１２．０の範囲であることが好ましく、更に好ましくは９．５〜１１．２の範囲である。

合金材料は、主成分の第１金属種と、第１金属種とは異なる種類の第２金属種とを含有する。合金材料は、主成分の第１金属種に基づいて名称が付される。合金材料としては、例えば、アルミニウム合金、チタン合金、ステンレス鋼（鉄を主成分とする）、ニッケル合金、及び銅合金が挙げられる。

アルミニウム合金は、アルミニウムを主成分として含有し、例えば、ケイ素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、亜鉛、及びクロムから選ばれる少なくとも一種を更に含有する。アルミニウム合金中のアルミニウム以外の金属の含有量は、例えば０．１〜１０質量％である。アルミニウム合金としては、例えば、日本工業規格ＪＩＳ Ｈ４０００：２００６、ＪＩＳ Ｈ４０４０：２００６、及びＪＩＳ Ｈ４１００：２００６に記載されている合金番号において、２０００番台、３０００番台、４０００番台、５０００番台、６０００番台、７０００番台、及び８０００番台のものが挙げられる。

チタン合金は、チタンを主成分として含有し、例えば、アルミニウム、鉄、及びバナジウムから選ばれる少なくとも一種を更に含有する。チタン合金中のチタン以外の金属の含有量は、例えば３．５〜３０質量％である。チタン合金としては、例えば、ＪＩＳ Ｈ４６００：２０１２に記載されている種類において、１１〜２３種、５０種、６０種、６１種、及び８０種のものが挙げられる。

ステンレス鋼は、鉄を主成分として含有し、例えば、クロム、ニッケル、モリブデン、及びマンガンから選ばれる少なくとも一種を更に含有する。ステンレス鋼中の鉄以外の金属の含有量は、例えば１０〜５０質量％である。ステンレス鋼としては、例えば、ＪＩＳ Ｇ４３０３：２００５に記載されている種類の記号において、ＳＵＳ２０１，ＳＵＳ３０３，ＳＵＳ３０３Ｓｅ，ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０４Ｌ，ＳＵＳ３０４ＮＩ，ＳＵＳ３０５，ＳＵＳ３０５ＪＩ，ＳＵＳ３０９Ｓ，ＳＵＳ３１０Ｓ，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ，ＳＵＳ３２１，ＳＵＳ３４７，ＳＵＳ３８４，ＳＵＳＸＭ７，ＳＵＳ３０３Ｆ，ＳＵＳ３０３Ｃ，ＳＵＳ４３０，ＳＵＳ４３０Ｆ，ＳＵＳ４３４，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４１６，ＳＵＳ４２０Ｊ１，ＳＵＳ４２０Ｊ２，ＳＵＳ４２０Ｆ，ＳＵＳ４２０Ｃ，ＳＵＳ６３１Ｊ１が挙げられる。

ニッケル合金は、ニッケルを主成分として含有し、例えば、鉄、クロム、モリブデン、及びコバルトから選ばれる少なくとも一種を更に含有する。ニッケル合金中のニッケル以外の金属の含有量は、例えば２０〜７５質量％である。ニッケル合金としては、例えばＪＩＳ Ｈ４５５１：２０００に記載されている合金番号において、ＮＣＦ６００，ＮＣＦ６０１，ＮＣＦ６２５，ＮＣＦ７５０，ＮＣＦ８００，ＮＣＦ８００Ｈ，ＮＣＦ８２５，ＮＷ０２７６，ＮＷ４４００，ＮＷ６００２，ＮＷ６０２２が挙げられる。

銅合金は、銅を主成分として含有し、例えば、鉄、鉛、亜鉛、及び錫から選ばれる少なくとも一種を更に含有する。銅合金中の銅以外の金属の含有量は、例えば３〜５０質量％である。銅合金としては、例えば、ＪＩＳ Ｈ３１００：２００６に記載されている合金番号において、Ｃ２１００，Ｃ２２００，Ｃ２３００，Ｃ２４００，Ｃ２６００，Ｃ２６８０，Ｃ２７２０，Ｃ２８０１，Ｃ３５６０，Ｃ３５６１，Ｃ３７１０，Ｃ３７１３，Ｃ４２５０，Ｃ４４３０，Ｃ４６２１，Ｃ４６４０，Ｃ６１４０，Ｃ６１６１，Ｃ６２８０，Ｃ６３０１，Ｃ７０６０，Ｃ７１５０，Ｃ１４０１，Ｃ２０５１，Ｃ６７１１，Ｃ６７１２が挙げられる。

合金材料の主成分は、マグネシウム、アルミニウム、チタン、クロム及び鉄のいずれか一種であることが好ましい。合金材料の主成分がアルミニウムである場合、その合金材料は、ケイ素、マグネシウム、鉄、銅及び亜鉛から選ばれる少なくとも一種を０．５質量％以上含有することが好ましい。

合金材料の研磨対象となる面としては、例えば、切削加工された面、切削加工後に予備研磨された面、及び研削加工された面が挙げられる。

研磨方法では、研磨パッドに研磨用組成物を供給し、その研磨パッドを合金材料に押し付けた状態で、研磨パッドと合金材料とを相対的に移動させる。この研磨方法は研磨装置によって行われる。研磨装置としては、例えば、片面研磨装置及び両面研磨装置が挙げられる。

研磨装置は、合金材料を保持するキャリア、研磨パッドを固定する定盤、及びキャリアと定盤とを相対的に移動させる駆動部を備えている。研磨装置は、更に研磨用組成物を研磨パッドに供給する供給部と、合金材料に対して所定の荷重で研磨パッドを加圧する加圧機構とを備えている。定盤は、研磨パッドが固定される面を冷却する冷却機構を有する。冷却機構としては、例えば、定盤に冷却媒体を流通させる冷却機構やペルチェ素子を用いた冷却機構が挙げられる。このような冷却機構を有する定盤により、研磨パッドを冷却することができる。

研磨装置は、合金材料に押し付けられた研磨パッドに研磨用組成物を供給しながら、定盤とキャリアとを相対的に移動させることで合金材料を研磨する。一般的には、定盤と複数の合金材料を保持したキャリアとの両方が回転駆動される。しかしながら、定盤（研磨パッド）及びキャリア（合金材料）の一方のみを回転駆動させてもよい。研磨は、定盤及びキャリアの少なくとも一方の回転駆動とともに開始される。このとき、定盤の冷却機構により、研磨パッドの表面温度が制御される。研磨は、定盤及びキャリアの回転を停止することで終了する。研磨終了時の研磨パッドの表面温度は、２０℃以下に制御される。

研磨パッドの表面温度は、合金材料と接触する研磨パッドの面の温度である。研磨の終了時における研磨パッドの表面温度の測定は、研磨の終了直後に、赤外線放射温度計を用いて測定される。研磨が終了する前の研磨パッドの表面温度は、２０℃を超えていてもよい。

但し、研磨パッドの表面温度は、研磨の開始時から終了時まで２０℃以下に維持されていることが好ましい。研磨パッドの表面温度は、研磨用組成物の安定性を維持するという観点から、０℃を超えることが好ましい。

研磨パッドの表面温度は、０℃を超え、１５℃以下の範囲であることが好ましく、５℃以上、１２℃以下の範囲であることがより好ましい。

研磨パッドに供給される研磨用組成物の温度は、研磨パッドの表面温度が上記範囲内に維持されるように設定される。研磨パッドの表面温度の設定を容易にするという観点から、研磨パッドに供給される研磨用組成物の温度は、２５℃以下であることが好ましい。

研磨対象の面の平滑性が低いほど、研磨時間を長く設定することが好ましい。研磨時間は、研磨面の平滑性を高めるという観点から、２分以上であることが好ましく、より好ましくは３分以上であり、更に好ましくは５分以上である。例えば、切削加工された面、又は切削加工後に予備研磨された面は、一般に平滑性が低い。そのため、そのような面を研磨対象とする場合、研磨時間は５分以上に設定される。研磨時間の上限は、特に限定されないが、過剰な研磨を抑制することで効率を維持するという観点から、例えば１２０分以下が好ましく、６０分以下がより好ましい。

一般に、合金材料と研磨パッドとの間の荷重、すなわち研磨荷重が大きくなるにつれて、合金材料に作用する物理的力が増大するため、研磨速度が高まる。また、一般に研磨荷重が小さくなるにつれて、研磨面の平滑性が向上する。研磨荷重は、例えば２０〜１，０００ｇ／ｃｍ^２であることが好ましく、より好ましくは５０〜５００ｇ／ｃｍ^２である。

研磨における線速度は、一般に研磨パッドの回転数、キャリアの回転数、合金材料の大きさ、及び合金材料の数等に応じて調整される。研磨における線速度は、例えば、１０〜３００ｍ／分であることが好ましく、より好ましくは、３０〜２００ｍ／分である。線速度が高まるにつれて、高い研磨速度が得られる。線速度が低くなるにつれて、合金材料に摩擦力がかかり易くなる。

研磨の終了後、すなわち上記回転駆動の停止後は、定盤及びキャリアの相対的な移動が停止される。また、定盤とキャリアとの間の荷重が解放される。

次に、合金材料の製造方法について説明する。

合金材料の製造方法は、研磨パッドと研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて、合金材料を研磨する研磨工程を有する。研磨用組成物は、シリカ又はアルミナからなる研磨材を含有する。研磨工程の終了時における研磨パッドの表面温度は２０℃以下である。合金材料の製造方法における研磨工程は、上記研磨方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。

次に、研磨方法及び合金材料の製造方法の作用について説明する。

研磨（研磨工程）が開始されると、研磨パッドの表面温度は、主に、合金材料との摩擦により発生する熱により上昇する。本実施形態では、研磨の終了時における研磨パッドの表面温度は２０℃以下に制御される。すなわち、研磨パッドの表面温度は、研磨の終了に近づくにつれて低下するように、又は、研磨の間中２０℃以下に維持されるように制御される。

合金材料に含まれる複数の金属種は、研磨において異なる反応性を示す。この反応性の差異によって、研磨面が不均一になり易い。しかしながら、本実施形態では上述した研磨パッドの温度制御により、合金材料の表面における複数の金属種間の反応性の差異が小さくなるため、研磨面の平滑性が高まると推測される。

合金材料の切削加工された面は平滑性が低く、加工による損傷やバリを有することが多い。このため、切削加工された面の平滑性を研磨によって高める場合、より長い研磨時間を要することになる。このような切削加工された面を、例えば予備研磨した場合であっても、その面の平滑性を高めるには、一般的な仕上げ研磨よりも長い研磨時間を要することがある。すなわち、切削加工された面、又は切削加工後に予備研磨された面を研磨する場合、研磨時間がより長く設定される傾向にある。この場合、研磨面は、研磨パッドの表面温度の上昇による影響を受け易くなる結果、研磨時間をより長く設定しても、所望の平滑性が得られ難くなる。研磨パッドの表面温度が制御される本実施形態の方法によれば、切削加工された面、又は切削加工後に予備研磨された面をより平滑な面に研磨することができる。

本実施形態の方法は、表面粗さＲａの値が２０ｎｍ以上の面に適用されることが好ましく、表面粗さＲａの値が３０ｎｍ以上の面に適用されることがより好ましい。本実施形態の方法は、表面粗さＲａの値が１０ｎｍ以下の研磨面を得るために適用されることが好ましく、表面粗さＲａの値が５ｎｍ以下の研磨面を得るために適用されることがより好ましい。本実施形態の方法は、高い平滑性を有する研磨面が得られることから、合金材料の表面を仕上げる仕上げ研磨として適用されることが好ましい。

上記方法で研磨された合金材料の用途は、特に限定されず、合金材料の特性を生かした様々な用途に用いることができる。アルミニウム合金の用途としては、例えば、建材や容器等の構造材料、自動車、船舶、航空機等の輸送機械、電化製品、及び電子部品が挙げられる。チタン合金の用途としては、例えば、精密機器、装飾品、工具、スポーツ用品、及び医療部品が挙げられる。ステンレス鋼及びニッケル合金の用途としては、例えば、上記構造材料、輸送機械、工具、機械器具、及び調理器具が挙げられる。銅合金の用途としては、装飾品、食器、楽器、及び電気・電子部品が挙げられる。

以上詳述した本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。

（１）本実施形態の研磨方法によれば、合金材料の研磨面の平滑性を高めることが容易となる。従って、例えば光沢に優れる鏡面を有する合金材料を容易に得ることができる。また、研磨面の欠陥の発生を抑制することが容易となる。

（２）本実施形態の研磨方法は、切削加工された面、又は切削加工後に予備研磨された面の平滑性を高めることができる点で特に有利である。

（３）本実施形態の研磨方法は、主成分としてマグネシウム、アルミニウム、チタン、クロム及び鉄のいずれか一種を含有する合金材料の研磨に好適である。本実施形態の研磨方法は、特に、主成分としてアルミニウムを含有し、ケイ素、マグネシウム、鉄、銅及び亜鉛から選ばれる少なくとも一種の金属元素を０．５質量％以上含有する合金材料の研磨に好適である。

（４）本実施形態の合金材料の製造方法によれば、平滑性が高められた合金材料を容易に得ることができる。従って、例えば光沢に優れる鏡面を有する合金材料を容易に得ることができる。また、研磨面の欠陥の発生を抑制することが容易となる。

上記実施形態は次のように変更されてもよい。

・研磨用組成物は、研磨材の分散性を向上させる分散剤を必要に応じて更に含有してもよい。分散剤としては、例えば、水溶性重合体や水溶性共重合体、それらの塩及び誘導体が挙げられる。水溶性重合体、水溶性共重合体、それらの塩及び誘導体の例としては、ポリアクリル酸塩などのポリカルボン酸、ポリホスホン酸、ポリスチレンスルホン酸などのポリスルホン酸、キタンサンガム、アルギン酸ナトリウムなどの多糖類、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤等が挙げられる。ノニオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ソルビタンモノオレエート、単一種又は複数種のオキシアルキレン単位を有するオキシアルキレン系重合体等が挙げられる。アニオン性界面活性剤の具体例としては、例えば、アルキルスルホン酸系化合物、アルキルベンゼンスルホン酸系化合物、アルキルナフタレンスルホン酸系化合物、メチルタウリン酸系化合物、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸系化合物、α−オレフィンスルホン酸系化合物、ナフタレンスルホン酸縮合物、スルホコハク酸ジエステル系化合物等が挙げられる。

・研磨用組成物は、必要に応じてｐＨ調整剤、エッチング剤、酸化剤、防食剤、キレート剤、分散助剤、防腐剤、防黴剤等の他の添加剤を更に含有してもよい。

ｐＨ調整剤としては、公知の酸、塩基、及びそれらの塩を使用することができる。ｐＨ調整剤として使用できる酸の具体例としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、ホウ酸、炭酸、次亜リン酸、亜リン酸、及びリン酸等の無機酸や、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２−メチル酪酸、ｎ−ヘキサン酸、３，３−ジメチル酪酸、２−エチル酪酸、４−メチルペンタン酸、ｎ−ヘプタン酸、２−メチルヘキサン酸、ｎ−オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、安息香酸、グリコール酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、ジグリコール酸、２−フランカルボン酸、２，５−フランジカルボン酸、３−フランカルボン酸、２−テトラヒドロフランカルボン酸、メトキシ酢酸、メトキシフェニル酢酸、及びフェノキシ酢酸等の有機酸が挙げられる。

ｐＨ調整剤として使用できる塩基としては、脂肪族アミン、芳香族アミン等のアミン、水酸化第四アンモニウムなどの有機塩基、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、及びアンモニア等が挙げられる。

また、前記の酸の代わりに、又は前記の酸と組み合わせて、前記酸のアンモニウム塩やアルカリ金属塩等の塩をｐＨ調整剤として用いてもよい。

エッチング剤の例としては、硝酸、硫酸、リン酸などの無機酸、酢酸、クエン酸、酒石酸やメタンスルホン酸などの有機酸、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの無機アルカリ、アンモニア、アミン、第四級アンモニウム水酸化物などの有機アルカリ等が挙げられる。

酸化剤の具体例としては、過酸化水素、過酢酸、過炭酸塩、過酸化尿素、過塩素酸塩、過硫酸塩等の他、硫酸、硝酸、リン酸等のオキソ酸やその塩等が挙げられる。

防食剤の具体例としては、例えば、アミン類の他、ピリジン類、テトラフェニルホスホニウム塩、ベンゾトリアゾール類、トリアゾール類、テトラゾール類、安息香酸等の、単環式化合物、縮合環化合物を含む多環式化合物、複素環式化合物等が挙げられる。

キレート剤の具体例としては、グルコン酸等のカルボン酸系キレート剤、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリメチルテトラアミンなどのアミン系キレート剤、エチレンジアミン四酢酸、ニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸などのポリアミノポリカルボン系キレート剤、２−アミノエチルホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン−１，１−ジホスホン酸、エタン−１，１，２−トリホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、１−ホスホノブタン−２，３，４−トリカルボン酸などの有機ホスホン酸系キレート剤、フェノール誘導体、１，３−ジケトン、アミノ酸等が挙げられる。

分散助剤の具体例としては、ピロリン酸塩やヘキサメタリン酸塩などの縮合リン酸塩等が挙げられる。防腐剤の例としては、次亜塩素酸ナトリウム等が挙げられる。防黴剤の例としては、オキサゾリジン−２，５−ジオンなどのオキサゾリン等が挙げられる。

・研磨用組成物は、一剤型であってもよいし、二剤以上から構成される多剤型であってもよい。

・研磨用組成物に含有される各成分は、研磨用組成物の製造の直前にフィルターによりろ過処理されたものであってもよい。また、研磨用組成物は、使用の直前にフィルターによりろ過されてもよい。ろ過処理によって、研磨用組成物中の粗大異物が取り除かれて品質が向上する。

上記のろ過処理に用いるフィルターの材質及び構造は特に限定されるものではない。フィルターの材質としては、例えば、セルロース、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリカーボネート、ガラス等が挙げられる。フィルターの構造としては、例えばデプスフィルター、プリーツフィルター、メンブレンフィルター等が挙げられる。

・研磨用組成物を用いて合金材料を研磨する際に、一度研磨に使用された研磨用組成物を回収して、合金材料の研磨に再び使用してもよい。研磨用組成物を再使用する方法としては、例えば、研磨装置から排出される使用済みの研磨用組成物をタンク内にいったん回収し、タンク内から再び研磨装置内へ循環させて使用する方法が挙げられる。研磨用組成物を再使用することで、廃液となる研磨用組成物の排出量を削減し、研磨用組成物の使用量を減らすことができる。このことは、環境負荷を低減できる点、及び合金材料の研磨にかかるコストを抑制できる点において有用である。

研磨用組成物を再使用する場合、研磨用組成物中の各成分が研磨により消費され又は損失する。このため、各成分の減少分を研磨用組成物に補充することが好ましい。補充する成分は、個別に研磨用組成物に添加してもよいし、あるいは、複数の成分を循環タンクの大きさや研磨条件等に応じた任意の比率にて混合した状態で研磨用組成物に添加してもよい。再使用される研磨用組成物に対して各成分の減少分を補充することにより、研磨用組成物の組成が維持されて、研磨用組成物の機能を持続的に発揮させることができる。

・研磨用組成物は、研磨用組成物の原液を水で希釈することにより調製されてもよい。

・研磨工程の前工程として、予備研磨工程を行ってもよいし、研磨工程の後工程として、更に研磨工程を行ってもよい。

次に、実施例及び比較例を挙げて上記実施形態を更に具体的に説明する。

実施例１〜６及び比較例１〜４では、研磨材としてコロイダルシリカ（平均一次粒子径：８０ｎｍ）を用いた。コロイダルシリカを水で希釈し、水酸化カリウムによりｐＨを１０．２に調整することで、研磨用組成物を調製した。各実施例及び比較例の研磨用組成物中の研磨材の含有量は２２質量％である。研磨材の平均一次粒子径は、マイクロメリテックス社製の“Ｆｌｏｗ ＳｏｒｂＩＩ ２３００”を用いてＢＥＴ法により測定された研磨材の比表面積と、研磨材の密度から算出した。

各実施例及び比較例において、表１の“合金材料”欄に示されるアルミニウム合金を上記の研磨用組成物を用いて研磨した。表１に示されるアルミニウム合金の名称は、日本工業規格ＪＩＳ Ｈ４０４０：２００６に従ったものである。各実施例及び比較例において、３個のアルミニウム合金の３２ｍｍ×３２ｍｍの面であって、それぞれ表面粗さＲａが約５０ｎｍとなるように予備研磨された面を研磨対象とした。研磨工程における研磨条件を表２に示す。研磨パッドの表面温度は、定盤に設けられた冷却機構により制御した。

研磨工程において、以下のように研磨パッドの表面温度、研磨速度、及び研磨工程後の合金材料の研磨面における表面粗さを求めた。

＜研磨パッドの表面温度＞
赤外線放射温度計を用いて、研磨の終了時における研磨パッドの表面温度を測定した。表面温度の測定は、研磨パッドのうち、定盤の回転に伴って合金材料から離れる直前の位置であり、かつ研磨パッドの外周縁から径方向内側に、研磨パッドの直径の６分の１の距離をおいて離間した位置で行った。その結果を表１の“研磨パッドの表面温度”欄に示す。各実施例及び比較例において、研磨パッドの表面温度は、研磨の開始時から終了時まで、表１に示す温度以下であり、かつ５℃以上に維持されていた。

＜研磨速度＞
研磨前の合金材料の重量と、研磨後の合金材料の重量とを測定し、研磨前後の重量の差から研磨速度を算出した。その結果を表１の“研磨速度”欄に示す。

＜表面粗さ＞
研磨工程後の合金材料の研磨面における表面粗さを示す“Ｒａ”を、表面形状測定機（商品名：ＺＹＧＯ Ｎｅｗ Ｖｉｅｗ ５０００ ５０３２、Ｚｙｇｏ社製）を用い、測定範囲を１．４ｍｍ×１．１ｍｍに設定して測定した。“Ｒａ”は、粗さ曲線の高さ方向の振幅の平均を示すパラメータであって、一定視野内での合金材料表面の高さの算術平均を示す。測定結果を表１の“表面粗さＲａ”欄に示す。

表１に示すように、実施例１〜３では、研磨後の合金材料の表面粗さＲａは、比較例１及び２よりも小さい値となった。実施例４〜６においても、研磨後の合金材料の表面粗さＲａは、比較例３及び４よりも小さい値となった。この結果から、各実施例では、表面粗さＲａの値のより小さい研磨面を有する合金材料、すなわち平滑性のより高い研磨面を有する合金材料を容易に得ることができることが分かる。

上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、研磨パッドと前記研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて合金材料を研磨する研磨方法であって、前記研磨用組成物はシリカ又はアルミナからなる研磨材を含有し、前記合金材料は、マグネシウム、アルミニウム、チタン、クロム及び鉄のいずれか一種を主成分として含有し、研磨の終了時における前記研磨パッドの表面温度は２０℃以下である研磨方法が提供される。

本発明の別の態様では、研磨パッドと前記研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて、合金材料を研磨する研磨工程を有する合金材料の製造方法であって、前記研磨用組成物はシリカ又はアルミナからなる研磨材を含有し、前記合金材料は、マグネシウム、アルミニウム、チタン、クロム及び鉄のいずれか一種を主成分として含有し、研磨の終了時における前記研磨パッドの表面温度は２０℃以下である製造方法が提供される。

Claims (5)

1. 研磨パッドと前記研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて合金材料を研磨する研磨方法であって、
   前記研磨用組成物はシリカ又はアルミナからなる研磨材を含有し、
   研磨の終了時における前記研磨パッドの表面温度は２０℃以下であることを特徴とする研磨方法。
2. 切削加工された面、又は切削加工後に予備研磨された面を研磨対象とする請求項１に記載の研磨方法。
3. 前記合金材料は、マグネシウム、アルミニウム、チタン、クロム及び鉄のいずれか一種を主成分として含有する請求項１又は請求項２に記載の研磨方法。
4. 前記合金材料は、アルミニウムを主成分として含有し、かつケイ素、マグネシウム、鉄、銅及び亜鉛から選ばれる少なくとも一種の金属元素を０．５質量％以上含有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の研磨方法。
5. 研磨パッドと前記研磨パッドに供給される研磨用組成物とを用いて、合金材料を研磨する研磨工程を有する合金材料の製造方法であって、
   前記研磨用組成物はシリカ又はアルミナからなる研磨材を含有し、
   研磨の終了時における前記研磨パッドの表面温度は２０℃以下であることを特徴とする合金材料の製造方法。