JPWO2021053732A1 - 研磨剤、ガラスの研磨方法、及びガラスの製造方法 - Google Patents

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Abstract

ガラスの平滑性を向上する。研磨剤（Ａ）は、アモルファスカーボンと水とを含有し、アモルファスカーボンと水との合計量が、質量比で研磨剤全体の９０％以上である。

Description

本発明は、研磨剤、ガラスの研磨方法、及びガラスの製造方法に関する。
ガラス板の表面の研磨剤としては、一般的に、酸化セリウムやコロイダルシリカなどが用いられる。さらに近年、ガラス板の平滑性の要求が高くなっており、特に導光板などの光学材料に使用される場合にはよりハイレベルな平滑性が求められている。例えば特許文献１には、ヒュームドシリカを研磨剤として用いる旨が記載されており、特許文献２には、樹脂を研磨剤として用いる旨が記載されており、特許文献３には、ダイヤモンドを研磨剤として用いる旨が記載されている。
特開２００９−５０９２０号公報 国際公開第２０１５／０４６５４２号公報 特開２０１６−２１６７０３号公報
しかし、ガラスの平滑性を向上させるための研磨剤については、改善の余地がある。そのため、ガラスの平滑性を向上可能な研磨剤を提供することが求められている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ガラスの平滑性を向上可能な研磨剤、ガラスの研磨方法、及びガラスの製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る研磨剤は、アモルファスカーボンと水とを含有し、アモルファスカーボンと水との合計量が、質量比で研磨剤全体の９０％以上である。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るガラスの研磨方法は、前記研磨剤を用いてガラスを研磨する。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るガラスの製造方法は、前記ガラスの研磨方法を用いてガラスを製造する。
本発明によれば、ガラスの平滑性を向上できる。
図１は、本実施形態に係るガラスの製造方法を説明する模式図である。
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、数値については四捨五入の範囲が含まれる。
本実施形態に係る研磨剤Ａは、ガラス１０の研磨に用いられる研磨剤である。研磨剤Ａは、水とアモルファスカーボンとを含む。ここでの水は、純水であることが好ましい。アモルファスカーボンとは、結晶構造を有さない非晶質なカーボンであり、グラファイト構造のような平面的な結晶構造やダイヤモンドの様な結晶構造を有さないカーボンである。アモルファスカーボンは、無定形炭素と呼ばれることもある。アモルファスカーボンは、例えば、オイルファーネス法で製造されてよい。オイルファーネス法では、例えば１３００度以上の高温雰囲気中に原料油を噴霧して熱分解させた後、急冷することで、アモルファスカーボンを製造する。ただし、アモルファスカーボンの製造方法はこれに限られず任意であってよい。
アモルファスカーボンは、Ｘ線回折法により同定できる。例えば、分析対象物としてのカーボンのＸ線回折分析結果におけるピーク波形が、既知のグラファイト構造におけるピーク波形や、既知のダイヤモンド構造におけるピーク波形と異なる場合に、アモルファスカーボンであると判断できる。なお、グラファイト構造におけるピーク波形としては、ＩＣＳＤ Ｎｏ．５３７８０、Ｎｏ．５３７８１のデータを用いてよく、ダイヤモンド構造におけるピーク波形としては、ＩＣＳＤ Ｎｏ．５３７７９のデータを用いてよい。
また、本願においてアモルファスは結晶構造を持たないので１次構造、２次元的な結晶構造の広がりをもつグラファイトは２次構造、３次元的な結晶構造の広がりをもつものを３次構造と表現することもある。
研磨剤Ａに含まれる砥粒としてのアモルファスカーボンは、平均一次粒径が、２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましく、２０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。なお、一次粒径とは、１つの粒子の粒径を指し、平均一次粒径とは、一次粒径の平均値を指す。また、ここでの２０ｎｍ〜５００ｎｍとは、２０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを指し、以降でも同様である。平均一次粒径を２０ｎｍ以上とすることで、ガラス１０の表面粗さを小さくすることができ、平均一次粒径を５００ｎｍ以下とすることで、ガラス１０の表面の傷の形成を抑制できる。平均一次粒径を１５０ｎｍ以下とすることで、ガラス１０の表面の傷の形成をさらに好適に抑制できる。
なお、本実施形態におけるアモルファスカーボンの平均一次粒径の測定方法は任意であるが、例えば、ＢＥＴ法で測定された比表面積（ｍ２／ｇ）と、カーボンの密度（例えば７．２１５ｇ・ｃｍ３）とから、粒子が球形でかつ砥粒の中に細孔がないものと仮定してＢＥＴ径を求め、そのＢＥＴ径から平均一次粒径を算出してもよい。
本実施形態においては、研磨剤Ａに含まれる疎水性のアモルファスカーボンに、親水化処理が施されてもよい。一般的に、アモルファスカーボンは疎水性を示し、水への分散性が悪い。親水性のアモルファスカーボンは純水に対する分散性が良好であるため、表面に親水化処理を施していない疎水性のアモルファスカーボンに比べて、より低濃度でも好適に使用することができるため好ましい。親水化処理の方法は限定されないが、例えばプラズマ処理やＵＶ処理や界面活性剤などによる表面修飾の様な、公知の手法によりアモルファスカーボンの表面に親水基を形成することできる。すなわち、表面に親水基を含み水との親和性の高いアモルファスカーボンが、親水性のアモルファスカーボンであるといえる。親水基としては、ヒドロキシル基が一般的であるが、その他、カルボキシル基、アミノ基、エチレンオキサイドなども挙げられる。
本実施形態においては、研磨剤Ａにおけるアモルファスカーボンと水との合計含有量が、研磨剤Ａの全体に対して、質量比で、９０％以上であることが好ましく、言い換えれば、９０％〜１００％であることが好ましい。また、本実施形態においては、研磨剤Ａにおけるアモルファスカーボンの含有量が、研磨剤Ａの全体に対して、質量比で、０．０００１％〜２０％であることが好ましく、０．０００５％〜１％であることがより好ましい。アモルファスカーボンと水との合計含有量が９０％以上であることで、ガラス１０を適切に研磨できる。また、アモルファスカーボンの含有量が０．０００１％以上であることでガラス１０を適切に研磨でき、２０％以下であることでガラス１０の表面の傷の形成を抑制できる。また、アモルファスカーボンの含有量が０．０００５％以上であることでガラス１０をより適切に研磨でき、１％以下であることでガラス１０の表面の傷の形成をより好適に抑制できる。
［その他の成分］
また、研磨剤Ａは、アモルファスカーボン及び水に加えて、その他の成分として、酸、アルカリ等のＰＨ調整材及び分散剤等の公知の添加剤を、研磨剤Ａの全体に対して、質量比で１０％まで含んでもよい。分散剤としては、末端にカルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシ基などを含むポリマー、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、等が挙げられる。研磨剤Ａに分散剤を添加することで、例えば疎水性のアモルファスカーボンを、水中で適切に分散させて、ガラス１０の研磨面を均一にできる。例えば、研磨剤Ａにおける分散剤の含有量は、研磨剤Ａの全体に対して、質量比で、０．００１％〜１０％であることが好ましい。分散剤の含有量が０．００１％以上であることで、アモルファスカーボンを水中で適切に分散させることができ、分散剤の含有量が１０％以下であることで、分散剤の余分な消費を抑制できる。
本実施形態においては、以上のような研磨剤Ａを用いてガラス１０を研磨して、ガラス１０を製造する。研磨剤Ａは、どのような組成のガラスであっても研磨可能である。研磨剤Ａによって研磨するガラス１０としては、例えば、ソーダライムガラス、ほうけい酸ガラス、結晶化ガラス、石英ガラスなどが挙げられる。ガラス１０は、本実施形態では、板状のガラス板であり、平板状であってもよいし、湾曲していてもよい。ただし、ガラス１０の形状は任意であってよい。
以下、本実施形態に係るガラス１０の製造方法について説明する。図１は、本実施形態に係るガラスの製造方法を説明する模式図である。図１に示すように、本実施形態に係る製造方法においては、最初に、研磨前のガラス１０を準備する（ステップＳ１０）。例えば、溶融キャスト法など任意の方法で製造したガラスを所定の大きさに切りだして、切り出したガラスを薄肉化（ラッピング）することで、研磨前のガラス１０を準備する。薄肉化の方法としては、例えば切り出したガラスを砥石で乾式研磨することなどが挙げられる。ただし、研磨前のガラス１０の準備方法は、以上の説明に限られず任意である。
研磨前のガラス１０を準備したら、研磨前のガラス１０に対して、酸化セリウム研磨ステップを実行する（ステップＳ１２）。酸化セリウム研磨ステップにおいては、研磨剤として酸化セリウム研磨剤Ａ１を用いて、ガラス１０を研磨する。酸化セリウム研磨剤Ａ１は、砥粒としての酸化セリウムと、水とを含む研磨剤である。酸化セリウム研磨ステップにおいては、表面に研磨パッドＤａを備える研磨装置Ｄを用いてガラス１０を研磨する。酸化セリウム研磨ステップにおいては、ガラス１０の表面に液状の酸化セリウム研磨剤Ａ１を供給しつつ、研磨パッドＤａをガラス１０の表面に押圧させた状態で研磨パッドＤａを回転させることで、ガラス１０の表面を研磨する。酸化セリウム研磨剤Ａ１を用いてガラス１０の表面を研磨することで、研磨されたガラス１０の表面の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）を、例えば、０．２ｎｍ〜０．６ｎｍの範囲内とする。なお、酸化セリウム研磨ステップにおいては、ガラス１０の一方の表面１０ａと、表面１０ａと反対側の表面１０ｂとの、少なくとも一方を研磨する。また、酸化セリウム研磨ステップの実行後に、後述のステップＳ１６と同様の方法でガラス１０を洗浄してもよい。また、酸化セリウム研磨ステップにおいては、図１で示した構造の研磨装置Ｄを用いてガラス１０を研磨することに限られず、酸化セリウム研磨剤Ａ１を用いるものであれば、任意の方法でガラス１０を研磨してよい。
酸化セリウム研磨剤Ａ１を用いてガラス１０を研磨したら、酸化セリウム研磨剤Ａ１を用いて研磨したガラス１０に対して、シリカ研磨ステップを実行する（ステップＳ１４）。シリカ研磨ステップにおいては、研磨剤としてシリカ研磨剤Ａ２を用いて、ガラス１０を研磨する。シリカ研磨剤Ａ２は、砥粒としてのシリカと、水とを含む研磨剤である。シリカとしては、コロイダルシリカを用いてよい。シリカ研磨ステップにおいては、研磨装置Ｄを用いてガラス１０を研磨する。シリカ研磨ステップにおいては、ガラス１０の表面に液状のシリカ研磨剤Ａ２を供給しつつ、研磨パッドＤａをガラス１０の表面に押圧させた状態で研磨パッドＤａを回転させることで、ガラス１０の表面を研磨する。シリカ研磨剤Ａ２を用いてガラス１０の表面を研磨することで、研磨されたガラス１０の表面の表面粗さＲａを、例えば、０．１ｎｍ〜０．３ｎｍの範囲内とする。なお、シリカ研磨ステップにおいては、ガラス１０の一方の表面１０ａと表面１０ｂとの、少なくとも一方を研磨する。また、シリカ研磨ステップにおいては、研磨装置Ｄを用いてガラス１０を研磨することに限られず、シリカ研磨剤Ａ２を用いるものであれば、任意の方法でガラス１０を研磨してよい。
シリカ研磨剤Ａ２を用いてガラス１０を研磨したら、ガラス１０を洗浄する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６においては、シリカ研磨剤Ａ２を用いて研磨したガラス１０を洗浄容器Ｅ内に入れて、洗浄する。例えば洗浄容器Ｅは、内部に水等の液体が満たされており、液体を曝気装置で曝気する。ガラス１０は、洗浄容器Ｅ内の液体に浸漬されて、曝気装置で曝気されることで、洗浄される。ただし、ガラス１０の洗浄方法はこれに限られず任意であってよい。また、ガラス１０の洗浄は必須ではない。
ガラス１０を洗浄したら、洗浄後のガラス１０に対して、研磨ステップを実行する（ステップＳ１８）。研磨ステップにおいては、研磨剤Ａを用いて、ガラス１０を研磨するが、事前に研磨ステップと同じ条件でダミー研磨ステップを設けてもよい。研磨ステップにおいては、研磨装置Ｄ１を用いてガラス１０を研磨する。研磨装置Ｄ１は、例えば円柱状の研磨パッドＤ１ａを備えており、研磨パッドＤ１ａの側面をガラス１０の表面に押し当てて、研磨パッドＤ１ａを、ガラス１０の表面に沿った方向にガラス１０に対して相対移動させることで、ガラス１０の表面を研磨する。研磨ステップにおいては、ガラス１０の表面に液状の研磨剤Ａを供給しつつ、研磨パッドＤ１ａをガラス１０の表面に押圧させた状態で相対移動させることで、ガラス１０の表面を研磨する。研磨剤Ａを用いてガラス１０の表面を研磨することで、研磨されたガラス１０の表面の表面粗さＲａを、例えば、０．０３ｎｍ〜０．０５ｎｍの範囲内とする。なお、研磨ステップにおいては、ガラス１０の一方の表面１０ａと表面１０ｂとの、少なくとも一方を研磨する。なお、研磨ステップにおいては、円柱状の研磨パッドＤ１ａを用いてガラスを研磨することに限られず、例えば、研磨装置Ｄを用いて研磨してもよい。すなわち、研磨ステップにおいては、研磨剤Ａを用いるものであれば、任意の方法でガラス１０を研磨してよい。
研磨ステップにおいては、ガラス１０の表面への研磨剤Ａの単位時間当たりの供給量を、１ｍＬ／ｍｉｎ〜３０ｍＬ／ｍｉｎとすることが好ましい。研磨剤Ａの供給量を１ｍＬ／ｍｉｎ以上とすることで研磨パッドＤ１ａに十分な量の砥粒が供給され、表面平滑性が良好となり、３０ｍＬ／ｍｉｎ以下とすることで砥粒の余分な消費を抑制できる。また、研磨ステップにおいては、研磨パッドをガラス１０の表面へ押圧する圧力である押圧力を、４０ｇ／ｃｍ２〜２００ｇ／ｃｍ２とすることが好ましい。押圧力を４０ｇ／ｃｍ２以上とすることで、ガラス１０を適切に研磨でき、２００ｇ／ｃｍ２以下とすることで、ガラス１０の表面の傷の形成を抑制できる。なお、研磨ステップにおける研磨パッドの押圧力は、酸化セリウム研磨ステップ及びシリカ研磨ステップにおける研磨パッドの押圧力より、小さく設定されてよい。また、研磨ステップにおいては、研磨パッドによる研磨時間を、１分以上１０分以下とすることが好ましい。研磨時間を１分以上とすることで、ガラス１０を適切に研磨でき、１０分以下とすることで、ガラス１０の表面の傷の形成を抑制できる。なお、研磨ステップにおける研磨時間は、酸化セリウム研磨ステップ及びシリカ研磨ステップにおける研磨時間より、短く設定されてよい。
研磨剤Ａを用いてガラス１０を研磨したら、ガラス１０を洗浄する（ステップＳ２０）。ステップＳ２０においては、研磨剤Ａを用いてガラス１０を洗浄容器Ｅ内に入れて、ステップＳ１６と同様の方法で、ガラス１０を洗浄する。ただし、ステップＳ２０におけるガラス１０の洗浄方法も任意であり、ステップＳ２０は必須の工程ではない。
以上のように、本実施形態においては、ガラス１０を酸化セリウム研磨剤Ａ１で研磨し、酸化セリウム研磨剤Ａ１で研磨した後のガラス１０を、シリカ研磨剤Ａ２で研磨し、シリカ研磨剤Ａ２で研磨した後のガラス１０を、研磨剤Ａで研磨する。このようにガラス１０を研磨することで、表面粗さが小さく平滑性の高いガラス１０を製造できる。ただし、ガラス１０の研磨工程はこれに限られず、例えば、シリカ研磨剤Ａ２での研磨（ステップＳ１４）を実行しなくてもよい。この場合、ガラス１０を酸化セリウム研磨剤Ａ１で研磨し、酸化セリウム研磨剤Ａ１で研磨した後のガラス１０を、研磨剤Ａで研磨する。また、酸化セリウム研磨剤Ａ１での研磨も必須でなく、本実施形態では、少なくともガラス１０を研磨剤Ａで研磨すればよい。
以上説明したように、本実施形態に係る研磨剤Ａは、アモルファスカーボンと水とを含有し、アモルファスカーボンと水との合計量が、質量比で、研磨剤Ａの全体の９０％以上である。研磨剤Ａとしてアモルファスカーボンを用いることで、ガラス１０の表面粗さを小さくして、ガラス１０の平滑性を向上できる。
また、研磨剤Ａは、アモルファスカーボンの平均一次粒径が、２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にあることが好ましい。平均一次粒径を２０ｎｍ以上とすることで、ガラス１０の表面粗さを小さくすることができ、平均一次粒径を５００ｎｍ以下とすることで、ガラス１０の表面の傷の形成を抑制できる。このように、アモルファスカーボンを研磨剤として用いることで、粒径を小さくしてガラス１０の傷の形成を抑えつつ、ガラス１０の表面粗さを小さくして、ガラス１０の平滑性を向上できる。
また、研磨剤Ａは、アモルファスカーボンの含有量が、研磨剤Ａの全体に対し、質量比で０．０００１％〜２０％の範囲内にあることが好ましい。アモルファスカーボンの含有量が０．５％以上であることでガラス１０を適切に研磨でき、２０％以下であることでガラス１０の表面の傷の形成を適切に抑制できる。
また、研磨剤Ａは、分散剤をさらに含有することが好ましい。研磨剤Ａに分散剤を添加することで、アモルファスカーボンを、水中で適切に分散させて、ガラス１０の研磨面を均一にできる。
また、研磨剤Ａのアモルファスカーボンが親水性であることが好ましい。アモルファスカーボンを親水性とすることで、低濃度でも好適に使用することができる。
また、研磨剤Ａは、ガラス研磨に用いられる。研磨剤Ａを用いてガラス１０を研磨することで、ガラス１０の平滑性を向上できる。
また、本実施形態に係るガラス１０の研磨方法は、研磨剤Ａを用いてガラス１０を研磨する。研磨剤Ａを用いてガラス１０を研磨することで、ガラス１０の平滑性を向上できる。
また、本実施形態に係るガラス１０の研磨方法は、酸化セリウム研磨ステップと、酸化セリウムステップの後に実行される研磨ステップとを含む。酸化セリウム研磨ステップでは、酸化セリウムを含む酸化セリウム研磨剤Ａ１でガラス１０を研磨する。研磨ステップでは、酸化セリウム研磨ステップの後に、研磨剤Ａでガラス１０を研磨する。本研磨方法では、酸化セリウム研磨剤Ａ１でガラス１０を研磨した後に研磨剤Ａでガラスを研磨することで、ガラス１０の表面粗さＲａを小さくして、ガラス１０の平滑性を向上できる。
また、本実施形態に係るガラス１０の研磨方法は、酸化セリウム研磨ステップの後に、シリカを含むシリカ研磨剤Ａ２でガラス１０を研磨するシリカ研磨ステップをさらに含む。研磨ステップにおいては、シリカ研磨ステップの後に、研磨剤Ａでガラス１０を研磨する。本研磨方法では、酸化セリウム研磨剤Ａ１及びシリカ研磨剤Ａ２で研磨したガラス１０を研磨剤Ａで研磨することで、ガラス１０の表面粗さＲａを小さくして、ガラス１０の平滑性をより好適に向上できる。
また、本実施形態に係るガラス１０の製造方法は、本実施形態に係るガラス１０の研磨方法を用いて、ガラス１０を製造する。本製造方法は、研磨剤Ａでガラス１０を研磨してガラス１０を製造することで、ガラス１０の平滑性を向上できる。特に、研磨剤Ａを用いて研磨したガラス１０は、平滑性が高いため、導光板などの光学素子として好適に用いることができる。
（実施例）
次に、実施例について説明する。なお、発明の効果を奏する限りにおいて実施態様を変更しても構わない。実施例及び比較例においては、異なる研磨剤を準備して、それぞれの研磨剤を用いてガラスを研磨して、研磨した後のガラスの表面粗さＲａを測定し、表面粗さＲａの測定結果に基づき研磨剤を評価した。以下、より詳細に説明する。
［評価用ガラス］
実施例及び比較例においては、第１辺の長さが５０ｍｍで、第１辺に交差する第２辺の長さが５０ｍｍで、厚みが１．０ｍｍのガラスを準備した。ガラスとしては、無アルカリホウケイ酸ガラス、より詳しくはＡＧＣ株式会社製のＡＮ１００と、アルミノシリケートガラス、より詳しくはＡＧＣ株式会社製のＲｏｌｌａｎｄα’とを、準備した。実施例５において、Ｒｏｌｌａｎｄα’を用いた。
［酸化セリウム研磨後ガラス］
実施例及び比較例においては、準備したガラスを、次に示す条件で、酸化セリウム研磨剤Ａ１を用いて研磨した。すなわち、研磨装置としてスピードファム株式会社製ＦＡＭ１２ＢＳを用い、酸化セリウム研磨剤Ａ１として、水を９５重量％、昭和電工製酸化セリウム砥粒を５重量％含むものを用いた。また、研磨パッドとしては、ＦＩＬＷＥＬ社製スエードパッドＡＧ８を用い、定盤の回転数を４０ｒｐｍとし、研磨パッドの押圧力を１４４ｇ／ｃｍ２とし、研磨時間を３０分とし、酸化セリウム研磨剤Ａ１の供給量を、５ｍｌ／ｍｉｎとした。このような条件で酸化セリウム研磨剤Ａ１を用いて研磨したガラスを、以下適宜、酸化セリウム研磨後ガラスと記載する。酸化セリウム研磨後ガラスの表面粗さＲａは、０．５５ｎｍであった。
［シリカ研磨後ガラス］
また、実施例及び比較例においては、準備したガラスを、次に示す条件で、シリカ研磨剤Ａ２を用いて研磨した。すなわち、研磨装置としてスピードファム株式会社製ＦＡＭ１２ＢＳを用い、シリカ研磨剤Ａ２として、水を９３重量％、フジミインコーポレーテッド社製コロイダルシリカ砥粒を７重量％含むものを用いた。また、研磨パッドとしては、ＦＩＬＷＥＬ社製スエードパッドＮＰ７８７を用い、定盤の回転数を４０ｒｐｍとし、研磨パッドの押圧力を１００ｇ／ｃｍ２とし、研磨時間を２０分とし、シリカ研磨剤Ａ２の供給量を、５ｍｌ／ｍｉｎとした。このような条件でシリカ研磨剤Ａ２を用いて研磨したガラスを、以下適宜、シリカ研磨後ガラスと記載する。シリカ研磨後ガラスの表面粗さＲａは、０．１５ｎｍであった。
［研磨条件］
そして、酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスを、以下の表１に示す実施例及び比較例に示した組成の研磨剤を用いて研磨した。
具体的には、研磨剤全体に対するアモルファスカーボン等の砥粒の含有量、すなわち砥粒の濃度を、質量比で、１％又は０．０１％とした。砥粒の濃度を１％とする場合には、表１、２に示す砥粒を１ｇと水９９ｇとを混合して、砥粒が水に均一に分散するまで攪拌して、それぞれの研磨剤とした。砥粒の濃度を０．０１％とする場合には、表１、２に示す砥粒を０．０１ｇと水９９．９９ｇとを混合して、砥粒が水に均一に分散するまで攪拌して、それぞれの研磨剤とした。この研磨剤を用いて、酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスを、次の条件で研磨した。すなわち、研磨装置としてスピードファム株式会社製ＦＡＭ１２ＢＳを用い、研磨パッドとしては、ＦＩＬＷＥＬ社製スエードパッドＮＰ７８７を用い、定盤の回転数を４０ｒｐｍとし、研磨パッドの押圧力を４４ｇ／ｃｍ２とし、研磨時間を１分とし、研磨剤の供給量を、５ｍｌ／ｍｉｎとした。
実施例１の砥粒としてのアモルファスカーボンは、旭カーボン株式会社製の旭＃３５を用い、実施例２の砥粒としてのアモルファスカーボンは、旭カーボン株式会社製の旭＃６０ＨＮを用い、実施例３及び実施例６の砥粒としてのアモルファスカーボンは、東海カーボン株式会社製のトーカイカーボン＃７５５０Ｆを用い、実施例４、５及び実施例７の砥粒としてのアモルファスカーボンは、東海カーボン株式会社製のＡｑｕａ Ｂｌａｃｋ−００１を用いた。
実施例１から３及び実施例６のアモルファスカーボンは、疎水性であり、実施例４、５、及び実施例７のアモルファスカーボンは、親水性である。
また、比較例１の砥粒としてのシリカは、アモルファス状のものであり、日本アエロジル株式会社製のＡＥＲＯＳＩＬ ２００を用いた。比較例２の砥粒としてのチタニアは、ルチル、アナターゼ構造のものであり、日本アエロジル株式会社製のＡＥＲＯＳＩＬ ＴｉＯ２ Ｐ２５を用いた。比較例３の砥粒としてのアルミナは、α／γ構造のものであり、日本アエロジル株式会社製のＡＥＲＯＸＩＤＥ Ａｌｕ Ｃを用いた。比較例４の砥粒としての樹脂は、アモルファス状のものであり、株式会社日本触媒製のエポスターＭＡ１００４を用いた。比較例５の砥粒としての樹脂は、アモルファス状ものであり、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製のＴＯＳＰＥＡＲＬ１３０を用いた。
比較例６の砥粒としてのカーボンは、グラファイト構造であり、株式会社日本カーボン社製のＪＣＰＢを用いた。比較例７の砥粒としてのカーボンは、グラファイト構造であり、株式会社日本カーボン社製のＪＣＰＢを粉砕処理したものを用いた。具体的には、ＪＣＰＢを５ｇと純水１００ｇとを容器にとり、直径０．５ｍｍのビーズミル３００ｇ（約８０ｍL）を加えた。これを卓上ボールミルで２００ｒｐｍの条件で８０分間粉砕処理を行った。ボールと粉末をろ過器で分離し、粉砕したカーボンを得た。
比較例８の砥粒としてのカーボンは、ダイヤモンド構造であり、エア・ブラウン社製のμＤｉａｍｏｎｄ Ａｎｄａｎｔｅを用いた。
また、実施例６及び実施例７の砥粒の濃度を、０．０１％とし、それ以外の実施例及び比較例の砥粒の濃度を、１％とした。
Figure 2021053732
Figure 2021053732
［評価条件］
このようにして各研磨剤を用いて研磨した酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスについて、表面粗さＲａ（算術表面粗さ）を、Ａｓｙｌｕｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ社のＣｙｐｈｅｒＳ ＡＦＭで測定した。
酸化セリウム研磨後ガラスについては、
表面粗さＲａが０．２０ｎｍ以下となる場合を二重丸とし、
表面粗さＲａが０．２０ｎｍより大きく０．３０ｎｍ以下となる場合を丸とし、
表面粗さＲａが０．３０ｎｍより大きく０．４０ｎｍ以下となる場合を三角とし、
表面粗さＲａが０．４０ｎｍより大きくなる場合をバツとした。
また、シリカ研磨後ガラスについては、
表面粗さＲａが０．０５ｎｍ以下となる場合を二重丸とし、
表面粗さＲａが０．０５ｎｍより大きく０．０７ｎｍより小さくなる場合を丸とし、
表面粗さＲａが０．０７ｎｍ以上０．１０ｎｍより小さくなる場合を三角とし、
表面粗さＲａが０．１０ｎｍ以上となる場合をバツとした。
いずれにおいても、二重丸及び丸を、合格として評価した。
表１に示すように、実施例においては、酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスの両方の評価結果が、合格となっていることが分かる。
一方、比較例においては、酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスの少なくとも一方の評価結果が、不合格となっていることが分かる。すなわち、アモルファスカーボンを研磨剤として用いることで、ガラスの表面粗さを小さくして、ガラスの平滑化を向上できることが分かる。また、実施例５に示すように、アモルファスカーボンを研磨剤として用いた場合に、ガラスの種類を変えても、ガラスの平滑化を向上できることが分かる。また、表２において、実施例３と実施例６との比較と、実施例４と実施例７との比較に示すように、親水性のアモルファスカーボンの砥粒は、疎水性のアモルファスカーボンの砥粒よりも、砥粒を低濃度とした場合にも、表面粗さＲａをより良好に保持できることが分かる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
１０ ガラス
Ａ 研磨剤
Ａ１ 酸化セリウム研磨剤
Ａ２ シリカ研磨剤

Claims (10)

  1. アモルファスカーボンと水とを含有し、アモルファスカーボンと水との合計量が、質量比で研磨剤全体の９０％以上である、研磨剤。
  2. 前記アモルファスカーボンの平均一次粒径が、２０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にある、請求項１に記載の研磨剤。
  3. 前記アモルファスカーボンの含有量が、前記研磨剤の全体に対し、質量比で０．０００１％〜２０％の範囲内にある、請求項１又は請求項２に記載の研磨剤。
  4. 分散剤をさらに含有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の研磨剤。
  5. 前記アモルファスカーボンが親水性である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の研磨剤。
  6. ガラス研磨に用いられる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の研磨剤。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の研磨剤を用いてガラスを研磨する、ガラスの研磨方法。
  8. 酸化セリウムを含む酸化セリウム研磨剤で前記ガラスを研磨する酸化セリウム研磨ステップと、
    前記酸化セリウム研磨ステップの後に、前記研磨剤で前記ガラスを研磨する研磨ステップと、
    を含む、請求項７に記載のガラスの研磨方法。
  9. 前記酸化セリウム研磨ステップの後に、シリカを含むシリカ研磨剤で前記ガラスを研磨するシリカ研磨ステップをさらに含み、前記シリカ研磨ステップの後に、前記研磨剤で前記ガラスを研磨する、請求項８に記載のガラスの研磨方法。
  10. 請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のガラスの研磨方法を用いてガラスを製造する、ガラスの製造方法。
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