WO2017164241A1 - ブラスト材 - Google Patents

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匠学 井出
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Fujimi Inc
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C11/00—Selection of abrasive materials or additives for abrasive blasts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C19/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by mechanical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives

Definitions

  • the present disclosure relates to a blast material, particularly a blast material suitable for polishing an inorganic material such as a display substrate.
  • blasting methods such as drive blasting (sand blasting) and wet blasting are used to polish blast materials containing particles such as alumina, zirconia, glass beads, stainless steel, and silicon carbide from nozzles using a carrier gas such as compressed air. It is a technique for performing polishing by spraying on an object (workpiece).
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-103716 describes that a work surface is treated by spraying a slurry containing a liquid and fine abrasive grains having a small average particle diameter onto the work surface.
  • an object to be polished (work) obtained using a workpiece surface treatment material as described in JP-A-2005-103716 is free from defects (for example, a cut surface of glass) present in the workpiece before the surface treatment. May be left after processing. For this reason, it cannot be said that the quality of the product after the workpiece surface treatment is sufficiently good.
  • an object of the present invention is to provide a blasting material that can reduce defects in a processed object after blasting of an object to be polished (workpiece).
  • the present inventor conducted intensive research to solve the above problems. As a result, it has been found that the above problems can be solved by blending two or more kinds of particles (abrasive grains) having different hardness, and the present invention has been completed.
  • a blasting material including first particles having a Mohs hardness of 8 or more and second particles having a Mohs hardness smaller than that of the first particles.
  • reference numeral 1 denotes an object to be polished
  • reference numeral 2 denotes a blasting chamber
  • reference numeral 3 denotes a stage
  • reference numeral 4 denotes a blasting material
  • reference numeral 5 denotes a tank
  • reference numeral 6 denotes a blasting material transport section
  • reference numeral 7. Denotes an injection nozzle
  • 8 denotes a compressed air supply unit
  • 100 denotes a blasting apparatus.
  • the present disclosure relates to a blasting material including first particles having a Mohs hardness of 8 or more and second particles having a Mohs hardness smaller than the first particles. According to such a blast material, it is possible to reduce defects in the processed product after the blast processing of the object to be polished (work). Moreover, according to the blast material of this invention, a grinding
  • Mohs hardness is simply “hardness”
  • first particle having a Mohs hardness of 8 or more is simply “first particle” or “first abrasive”
  • first particle is simply “first particle” or “first abrasive”
  • second particle having a smaller Mohs hardness than the first particle” is also simply referred to as “second particle” or “second abrasive grain”.
  • JP-A-2005-103716 discloses that fine particles having an average particle diameter of about 7 ⁇ m or less are used as abrasive grains, and in the examples, alumina particles having an average particle diameter of 6.7 ⁇ m are used (paragraph). “0037”). Since alumina has a hardness of 9, the processing efficiency is high according to the operation described in JP-A-2005-103716.
  • a substrate made of an inorganic material such as glass used for a display such as a plasma display or a liquid crystal display has a processed surface such as a cut surface cleaned with hydrofluoric acid (hydrofluoric acid).
  • hydrofluoric acid hydrofluoric acid
  • the blast material of the present invention defects generated on the substrate can be efficiently removed. Moreover, according to the blasting material of the present invention, it is possible to blast an object to be polished (work) with excellent smoothness. In addition, according to the blasting material of the present invention, it is possible to blast the object to be polished (workpiece) while achieving a good balance between processing efficiency and smoothness.
  • the detailed mechanism by which the above effect can be obtained by the blast material is unknown, but is estimated as follows. That is, a certain degree of hardness as an abrasive is also required for particles (abrasive grains) contained in the blast material. For this reason, by including the first particles having a Mohs hardness of 8 or more in the blast material, the object to be polished (work) can be smoothly blasted (polished) with an appropriate processing efficiency.
  • the above-described particles alone cannot reduce the defects of the processed material after the blasting process enough to meet the requirements.
  • blasting materials are used differently from the particles used in the barrel method and wrapping method in that they are sprayed onto the object to be polished. Therefore, the physical properties required for the particles used in these different polishing methods.
  • blast processing the processing efficiency and the smoothness and the ability to reduce defects are in a trade-off relationship. That is, from the viewpoint of processing efficiency, the particles contained in the blast material need a certain degree of hardness. A blasting material using particles having high hardness shows high processing efficiency but is inferior in smoothness and defect reduction. On the other hand, a blasting material using particles having low hardness is inferior in processing efficiency, although it is excellent in smoothness and defect reduction. The present inventor has further studied diligently about the conditions that can achieve a good balance between the processing efficiency and the smoothness and defect reduction, which are in a trade-off relationship.
  • particles having a Mohs hardness of 8 or more exhibiting high processing efficiency and particles having a smaller Mohs hardness than the first particles having higher smoothness and better defect reduction properties (second particles). It has been found that the improvement of the processing efficiency and the reduction of the smoothness and the defects can be achieved by combining the particles. Therefore, according to the blasting material of the present invention, it is possible to reduce defects in the processed object after the blasting of the object to be polished (work). Moreover, according to the blast material of this invention, a grinding
  • the said mechanism is based on estimation and this invention is not limited to the said mechanism at all.
  • the blast material according to the present disclosure essentially includes two or more kinds of particles (abrasive grains) having different hardnesses.
  • One embodiment of the blast material according to the present disclosure is a drive blast material that does not contain a dispersion medium.
  • the blast material according to the present disclosure can also be suitably used for wet blasting, and further includes a dispersion medium in the case of wet blasting. That is, another embodiment is a blasting material for wet blasting that includes two or more kinds of particles having different hardnesses and a dispersion medium.
  • the blasting material of the present disclosure requires first particles (first abrasive grains) having a Mohs hardness of 8 or more and second particles (second abrasive grains) having a Mohs hardness smaller than the first particles. Included.
  • the particles (abrasive grains) are preferably composed of only the first particles (first abrasive grains) and the second particles (second abrasive grains).
  • the first particle is a particle having the maximum hardness among the particles constituting the blast material
  • the second particle is a particle having a hardness smaller than that of the first particle.
  • a blast material contains the particle
  • grains which consist of these 2 or more types of materials become 1st particle
  • the blast material includes two or more kinds of particles made of two or more kinds of materials having a hardness smaller than that of the first particles, the particles other than the first particles become the second particles.
  • the blast material of the present disclosure includes first particles having a Mohs hardness of 8 or more.
  • a blasting material containing only relatively soft particles that do not contain particles having a Mohs hardness of 8 or more makes it difficult to achieve high processing efficiency.
  • the “Mohs hardness” in this specification is a method for evaluating the hardness compared to the following 10 types of minerals as standard materials. The standard materials and samples are rubbed and scratched. Is determined as having a low hardness. When it is difficult to directly measure the Mohs hardness, the composition can be obtained from composition analysis, and can be judged from the Mohs hardness of substances having the same composition.
  • the first particles may be formed of any material as long as the Mohs hardness is 8 or more.
  • the blast material of the present disclosure includes, in addition to the first abrasive grains, second particles (second abrasive grains) having a Mohs hardness smaller than that of the first particles.
  • second particles second abrasive grains
  • excessive polishing by the first particles can be suppressed, and the processing efficiency and smoothness of the polishing object (work) after the blasting (polishing) can be balanced with a further excellent balance.
  • the hardness of the second particles is not particularly limited as long as it is lower than that of the first particles.
  • the hardness is preferably lower than the first particles by 0.5 or more, more preferably 1 or more, particularly preferably more than 1.
  • the hardness of the second particles is preferably 3 or less, more preferably 2 or less, and particularly preferably less than 2 than the first particles.
  • the hardness of the second particles is preferably lower than the first particles, preferably 0.5 or more and 3 or less, more preferably 1 or more and 2 or less, particularly preferably more than 1 and less than 2. .
  • the Mohs hardness of the second particles is preferably 5 or more and 8 or less, more preferably 6 or more and less than 8, and particularly preferably 6 or more and 7.5 or less. With such a hardness difference or hardness, an even better balance between the processing efficiency and the reduction in smoothness and defects can be achieved more effectively.
  • the hardness of the second particles is the sum of the hardness of each particle multiplied by the content (mass ratio) of the particles.
  • the second particles may be formed of any material as long as the material has a lower hardness than the first particles.
  • beryl beryl
  • silicon silicon
  • quartz quartz
  • quartz quartz
  • quartz quartz
  • quartz quartz
  • quartz quartz
  • grains may be used individually by 1 type, or may be used with the form of a 2 or more types of mixture.
  • the second particles include zirconium silicate particles (zircon particles) from the viewpoint of the smoothness of the polished object (work) after polishing and the effect of reducing defects. More preferably, the second particles are zirconium silicate particles (zircon particles).
  • zircon particles are zirconium silicate mineral particles, which are naturally produced as zircon sand. Therefore, zircon sand or the like may be used as a material containing zirconium silicate particles (zircon particles).
  • the ideal chemical composition of zircon is represented by ZrSiO 4 .
  • Zircon may contain metals (for example, titanium, iron, etc.) other than zirconium silicate (ZrSiO 4 ) as impurities.
  • the metal impurities are small from the viewpoint of reducing the influence on the polishing target substrate.
  • the metal impurity content in the zircon particles is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less, based on the total mass of the zircon particles. It is particularly preferred. Zircon particles having high purity can be easily obtained, and those having a metal impurity content of 0.5% by mass or less can also be used.
  • the blast material comprises, as the first particles, diamond particles, tungsten carbide particles, alumina particles, silicon carbide particles, boron carbide particles, zirconium carbide particles, tantalum carbide particles, titanium nitride particles, and aluminum boride particles.
  • the combination of the first particles and the second particles is a combination selected from the group consisting of diamond particles and tungsten carbide particles, tungsten carbide particles and glass particles, and alumina particles and zircon particles. In a particularly preferred embodiment, the combination of the first particles and the second particles is a combination of alumina particles and zircon particles.
  • the particle mixture (first particles and second particles) contained in the blast material of the present disclosure may have any particle size distribution.
  • the present inventors have found that, for example, the particle size distribution of the particle mixture contained in the blasting material is an important factor for further improving the processing efficiency, smoothness, and the effect of reducing defects, and the content of large particles is small. It has been found that it is preferable in terms of achieving a further good balance between the processing efficiency and the reduction in smoothness and defects. That is, when the particle diameter contained in the blast material is a certain value or less, even better smoothness can be achieved.
  • the use of a blast material that does not contain excessively large particles tends to improve the processing efficiency and smoothness of the polished object after polishing.
  • the particle size contained in the blast material is a certain value or more
  • the processing efficiency tends to be further improved.
  • the controllability of the ejected fluid is improved, even better smoothness can be obtained.
  • it is easily affected by the particle size of the particles contained in the blast material.
  • the drive last by setting the particle diameter of the particles contained in the blast material to a certain value or more, not only the polishing ability is improved, but also better smoothness can be obtained.
  • the large particle diameter side of the particles (a mixture of the first particles and the second particles) contained in the blast material It is preferable that the particle diameter (Dv 50%) corresponding to 50% of the total particle volume is 15 ⁇ m or less.
  • particle diameter (Dv50%) in which the cumulative particle volume from the large particle diameter side of the particle corresponds to 50% of the total particle volume is also simply referred to as “Dv50%”.
  • the Dv50% of the particles (a mixture of the first particles and the second particles) contained in the blast material is more preferably 1 ⁇ m.
  • Dv50% of particles (a mixture of the first particles and the second particles) contained in the blast material is more preferable. Is 5.0 ⁇ m or less, more preferably 4.0 ⁇ m or less, still more preferably 3.0 ⁇ m or less, and particularly preferably less than 3.0 ⁇ m.
  • the Dv50% of the particles (a mixture of the first particles and the second particles) contained in the blast material is 1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, more preferably 1.5 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less, and further preferably Is more preferably greater than 1.5 ⁇ m and less than 4.0 ⁇ m, more preferably greater than 1.7 ⁇ m and less than 3.0 ⁇ m, particularly preferably 1.9 ⁇ m to less than 3.0 ⁇ m. If it is the said particle size distribution, the further favorable balance of processing efficiency and reduction of smoothness and a defect can be achieved more effectively.
  • the particle diameter (Dv 3%) corresponding to 3% of the total particle volume is preferably 2.5 ⁇ m or more.
  • the “particle diameter (Dv 3%) in which the cumulative particle volume from the large particle diameter side of the particle corresponds to 3% of the total particle volume” is also simply referred to as “Dv 3%”.
  • the Dv 3% of the particles (a mixture of the first particles and the second particles) contained in the blast material is more preferably 3 ⁇ m.
  • Dv3% of particles (a mixture of the first particles and the second particles) contained in the blast material is 20 ⁇ m or less.
  • the thickness is preferably 7 ⁇ m or less, more preferably 6.5 ⁇ m or less, still more preferably 5.0 ⁇ m or less, and particularly preferably 4.0 ⁇ m or less.
  • the Dv3% of the particles (a mixture of the first particles and the second particles) contained in the blast material is 2.5 ⁇ m or more and 7 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 6.5 ⁇ m or less, and even more preferably More than 3 ⁇ m and 5.0 ⁇ m or less, particularly preferably 3.5 ⁇ m or more and 4.0 ⁇ m or less are preferable. If it is the said particle size distribution, the further favorable balance of processing efficiency and reduction of smoothness and a defect can be achieved more effectively.
  • the particles having a predetermined particle diameter as described above are pulverized while measuring the particle diameter of the particles by any pulverizing means such as a ball mill, roll mill, jet mill, etc., or classified (for example, water sieve classification). It can be prepared by any means such as.
  • particle diameters such as Dv3% and Dv50% are the values (equivalent diameter) calculated
  • the blast material further comprises a dispersion medium.
  • the blast material for wet blasting can be obtained.
  • wet blasting is less susceptible to air resistance because particles are transported by the dispersion medium (liquid), and the work environment is less likely to deteriorate due to scattering.
  • the object to be polished (work) is cooled by the dispersion medium (liquid), damage to the object to be polished (work) due to frictional heat can be suppressed.
  • a dispersion medium (liquid) film is formed on the surface of the object to be polished (work), and the ejected particles are also washed by the dispersion medium (liquid), so that the particles bite into the object to be polished (work).
  • water is preferably used, but water-soluble organic solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol and other lower alcohols, acetone, etc. In addition to these ketones, a mixture of one or more of these with water may be used.
  • the dispersion medium used for the blast material is preferably water containing as little impurities as possible. Specifically, after removing impurity ions with an ion exchange resin, pure water or ultrapure water from which foreign matters are removed through a filter, or Distilled water is preferred.
  • the lower limit of the content of particles with respect to the entire blast material is, for example, 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, from the viewpoint of processing efficiency.
  • the upper limit of the content of particles with respect to the entire blast material is, for example, 70% by mass or less, and preferably 45% by mass or less.
  • grain with respect to the whole blast material is 5 to 70 mass%, Preferably it is 10 to 45 mass%.
  • the pH of the blast material containing the dispersion medium is, for example, 3 or more and 10 or less, preferably 4 or more and 9 or less.
  • the pH may be adjusted by appropriately combining acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, nitric acid and citric acid, and bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia and triethanolamine.
  • a dispersion aid that facilitates dispersion of particles may be added to the dispersion medium.
  • a dispersion aid include polycarboxylic acids (for example, polyacrylic acids such as polyacrylic acid, polyacrylamide, and acrylamide / sodium acrylate copolymer and salts thereof), lignin sulfonic acid, and the like.
  • the amount of the dispersion aid (anti-cake agent) added is, for example, 0.1% by mass to 1% by mass with respect to the entire blast material.
  • the blast material may further contain other components such as an etching agent, a surfactant, an oxidizing agent, an anticorrosive agent, a chelating agent, an antiseptic agent, and an antifungal agent, as necessary.
  • an etching agent such as a surfactant, an oxidizing agent, an anticorrosive agent, a chelating agent, an antiseptic agent, and an antifungal agent, as necessary.
  • the amount of each component added is not particularly limited, and the same amount as conventional can be employed.
  • the method for producing the blast material is not particularly limited, and can be obtained, for example, by stirring and mixing the particles and, if necessary, a dispersion medium, a dispersion aid, and other components.
  • the temperature at which each component is mixed is not particularly limited, and is, for example, 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower, and may be heated to increase the dissolution rate. Further, the mixing time is not particularly limited.
  • the blast material of the present disclosure is intended for polishing glass substrates for displays, silicon wafers, crystal wafers, optical elements such as lenses and prisms, jewelry, sapphire substrates for blue laser LEDs, glass substrates for magnetic disks, magnetic heads, etc. It can be used for blasting such as surface smoothing, peening, deburring, etching (rib formation), etc., of a workpiece (work).
  • the blast material of this indication is used for blasting of the glass substrate for a display, especially surface smoothing (for example, smoothing of a cut surface).
  • the blast material of this indication can be used conveniently with respect to the cut surface of a glass substrate.
  • a blast material for glass processing is provided.
  • the glass substrate include quartz glass, soda lime glass, alkali-free glass, borosilicate glass, and the like, and the thickness is, for example, 10 ⁇ m to 10 mm.
  • the blast material of the present disclosure it is possible to reduce defects in the processed product after the blast processing of the polishing target (workpiece).
  • blasting material of the present disclosure it is possible to blast the object to be polished (workpiece) with an appropriate balance between processing efficiency and smoothness.
  • the smoothness of an object to be polished after blasting with the blasting material of the present disclosure is not particularly limited, and can be appropriately adjusted depending on the application.
  • Ra measured based on the method described in JIS B0601: 2001 is reduced by 20 nm or more with respect to Ra of the polishing object before blasting (that is, ⁇ Ra is ⁇ 20 nm or less), preferably 50 nm or more ( ⁇ Ra is ⁇ 50 nm or less), more preferably 80 nm or more ( ⁇ Ra is ⁇ 80 nm or less), and particularly preferably 90 nm or more ( ⁇ Ra is ⁇ 90 nm or less).
  • the upper limit is not particularly limited.
  • the above-mentioned “Ra of polishing object after blasting (and hence ⁇ Ra)” is a value measured by the method described in the examples.
  • a blasting method using the above blast material is provided.
  • the blasting method except for using the blasting material of the present disclosure, if a method similar to the conventional method such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-103716 is necessary, it can be appropriately modified and applied.
  • the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG. 1, but the technical scope of the present invention is not limited at all.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a specific example (blasting apparatus 100) of an apparatus that can be suitably used in the blasting method of the present disclosure.
  • the blasting apparatus 100 includes a blasting chamber 2, a tank 5 that accommodates the blasting material 4, a blasting material transport unit 6 that transports the blasting material 4 from the tank 5 to the blasting chamber 2, and compressed air from the compressor to the blasting chamber 2. It consists of the compressed air supply part 8 which supplies.
  • the blast material 4 is in the form of a slurry containing a dispersion medium
  • the blast material 4 accommodated in the tank 5 is preferably agitated by an arbitrary agitation means (not shown). By providing the stirring means, the particles in the slurry can be uniformly distributed.
  • the tank 5 may be provided with a compressed air supply unit (not shown) that supplies pressurized gas (for example, compressed air) from the compressor to the tank 5.
  • the polishing object 1 is usually arranged at a distance of about 0.1 mm or more and 10 mm or less from the opening of the injection nozzle 7.
  • the spray nozzle 7 accelerates the blast material 4 transported from the blast material transport section 6 with the compressed air supplied from the compressed air supply section 8 and sprays the blast material 4 onto the polishing object 1. Thereby, the polishing object 1 is blasted.
  • the blasting material injection pressure is not particularly limited, and is, for example, 0.1 MPa to 1 MPa, preferably 0.1 MPa to 0.7 MPa.
  • the blast material injection amount can be controlled by adjusting the compressed air pressure.
  • Examples 1 to 12, Comparative Example 1 The particles (abrasive grains) shown in Table 2 below were prepared.
  • the hardness of each particle (particles 1 and 2) is as follows.
  • silicon carbide (silicon carbide) particles are “SiC”
  • diamond particles are “diamond”
  • tungsten carbide (tungsten carbide) particles are “WC”
  • glass particles are “glass”, and alumina.
  • the particles are referred to as “Al 2 O 3 ” and the zircon particles are referred to as “ZrSiO 4 ”, respectively.
  • the zircon particles used in this example are substantially composed of zirconium silicate (ZrSiO 4 ) (with a metal impurity content of 0.5% by mass or less), the hardness of the zircon particles is that of zirconium silicate. Hardness (7.5).
  • Particle mixtures 1 to 12 were prepared by mixing particles 1 and particles 2 in a dry manner so that the compositions shown in Table 2 were obtained.
  • the particle size distributions of the obtained particle mixtures 1 to 12 (before being dispersed in the dispersion medium) and SiC (Comparative Example 1) were measured under the following conditions, respectively. Based on the obtained particle size distribution, the cumulative particle volume from the large particle diameter side corresponds to 50% of the total particle volume (Dv 50%), and the cumulative particle volume from the large particle diameter side is 3% of the total particle volume.
  • the particle diameter (Dv 3%) corresponding to% was determined, and the results are shown in Table 2 below.
  • the particle mixtures 1 to 12 and SiC were suspended in water so as to have a concentration of 30% by mass, respectively, thereby preparing suspensions 1 to 13. Further, sodium acrylate as a dispersion aid was added to the obtained suspensions 1 to 13 to a concentration of 0.2% by mass and stirred to obtain blast materials 1 to 13.
  • the pH of the blast materials 1 to 13 was 7.5.
  • the workpiece (5 mm ⁇ 100 mm) was blasted using the blast materials 1 to 13 thus prepared under the following conditions.
  • the blast material was stored in a closed tank equipped with a stirrer, and during blasting, the blasting was performed while stirring the blast material with a stirrer.
  • the mass (g), surface roughness ( ⁇ Ra), and defects of the workpiece mass after machining were evaluated.
  • the processing time was 10 seconds in the following (reduced mass of workpiece mass after processing), and 1 second in the following (surface roughness) and (defects). The results are shown in Table 2 below.
  • defect According to the following method, the state of the defect of the workpiece after processing was observed with a laser microscope, and the result was evaluated according to the following criteria.

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Abstract

モース硬度８以上の第１の粒子と、前記第１の粒子よりもモース硬度が小さい第２の粒子とを含む、ブラスト材である。本発明によれば、研磨対象物（ワーク）のブラスト加工後の加工処理物の欠陥を低減できるブラスト材が提供される。

Description

ブラスト材
　本開示は、ブラスト材、特に、ディスプレイ基板等の無機材料の研磨に適したブラスト材に関する。
　プラズマディスプレイや液晶ディスプレイ等のディスプレイに用いられるガラス等の無機材料製基板の加工には、ディスプレイの大型化、高精細化、高輝度化といった要求に伴い、より高度な技術が要求されるようになってきている。かようなディスプレイ基板の研磨方法として、ブラスト法、バレル法、ラッピング法等が知られている。
　このうち、ドライブラスト（サンドブラスト）やウェットブラスト等のブラスト法は、アルミナ、ジルコニア、ガラスビーズ、ステンレス、シリコンカーバイド等の粒子を含むブラスト材を、圧縮空気等のキャリアガスを利用してノズルから研磨対象物（ワーク）に対して噴射して研磨を行う技術である。
　特開２００５－１０３７１６号公報には、液体および平均粒径の小さい微粒子砥粒を含むスラリをワーク表面に噴射して、ワークの表面を処理することが記載されている。
　しかしながら、上記特開２００５－１０３７１６号公報に記載されるようなワーク表面処理材を用いて得られた研磨対象物（ワーク）は、表面処理前にワークに存在する欠陥（たとえば、ガラスの切断面の欠陥）が、処理後も残るおそれがある。このため、ワーク表面処理後の製品の品質が十分良好とはいえない。
　したがって、本発明の目的は、研磨対象物（ワーク）のブラスト加工後の加工処理物の欠陥を低減できるブラスト材を提供することである。
　本発明者は、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、硬度が異なる２種以上の粒子（砥粒）を配合することによって、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　すなわち、上記諸目的は、モース硬度８以上の第１の粒子と、前記第１の粒子よりもモース硬度が小さい第２の粒子とを含む、ブラスト材によって達成できる。
本開示の一実施形態に係るブラスト加工方法に用いられる装置の概略図である。図１中、符号１は研磨対象物を、符号２はブラスト加工室を、符号３はステージを、符号４はブラスト材を、符号５はタンクを、符号６はブラスト材輸送部を、符号７は噴射ノズルを、符号８は圧縮空気供給部を、符号１００はブラスト加工装置を、それぞれ表す。
　本開示は、モース硬度８以上の第１の粒子と、前記第１の粒子よりもモース硬度が小さい第２の粒子とを含む、ブラスト材に関する。かようなブラスト材によれば、研磨対象物（ワーク）のブラスト加工後の加工処理物の欠陥を低減できる。また、本発明のブラスト材によれば、適度な加工能率および平滑性のバランスにて、研磨対象物（ワーク）をブラスト加工できる。
　なお、本明細書において、「モース硬度」は単に「硬度」と、「モース硬度８以上の第１の粒子」は単に「第１の粒子」または「第１の砥粒」と、および「第１の粒子よりもモース硬度が小さい第２の粒子」は単に「第２の粒子」または「第２の砥粒」とも称する。
　上記特開２００５－１０３７１６号公報では、平均粒径が約７μｍ以下の微粒子を砥粒として使用することが記載され、実施例では平均粒径が６．７μｍのアルミナ粒子を使用している（段落「００３７」）。アルミナの硬度は９と硬いため、上記特開２００５－１０３７１６号公報に記載の操作によれば、加工能率は高い。一方、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイ等のディスプレイに用いられるガラス等の無機材料製基板は、切断面などの加工面をフッ化水素酸（弗酸）で洗浄する。しかし、洗浄後の基板の加工面に白色の欠陥が生じ、基板の品質を低下させる要因となっている。上記特開２００５－１０３７１６号公報に記載のワーク処理材では、この欠陥を十分除去できない。
　これに対して、本発明のブラスト材によれば、基板に生じた欠陥を効率よく除去できる。また、本発明のブラスト材によれば、優れた平滑性で研磨対象物（ワーク）をブラスト加工できる。加えて、本発明のブラスト材によれば、加工能率および平滑性を良好なバランスで両立して、研磨対象物（ワーク）をブラスト加工できる。
　上記ブラスト材によって上記効果が得られる詳細なメカニズムは不明であるが、以下のように推測される。すなわち、ブラスト材に含まれる粒子（砥粒）にも研磨材としての一定程度の硬度が要求される。このため、モース硬度８以上の第１の粒子をブラスト材に含ませることによって、研磨対象物（ワーク）を適度な加工能率で平滑にブラスト加工（研磨）できる。しかし、上記粒子のみでは、ブラスト加工後の加工処理物の欠陥を十分要求に見合うまでには低減できない。また、ブラスト材は研磨対象物に噴射して使用されるという点でバレル法やラッピング法に用いられる粒子とは使用形態が異なり、このためこれらの異なる研磨方法に用いられる粒子に要求される物性も必ずしも共通ではない。また、ブラスト加工という一つの加工方法においても、加工能率と、平滑性や欠陥の低減性と、はトレードオフの関係にある。すなわち、加工能率の観点からは、ブラスト材に含まれる粒子はある程度の硬度が必要である。硬度の高い粒子を用いてなるブラスト材は、高い加工能率を示すものの、平滑性や欠陥の低減性には劣る。これに対して、硬度の低い粒子を用いてなるブラスト材は、平滑性や欠陥の低減性には優れるものの、加工能率に劣る。本発明者は、トレードオフの関係にある、加工能率と、平滑性や欠陥の低減性と、が良好なバランスにて両立できる条件についてさらに鋭意検討を行った。その結果、高い加工能率を示すモース硬度８以上の粒子（第１の粒子）と、高い平滑性や欠陥の低減性がより良好である前記第１の粒子よりもモース硬度が小さい粒子（第２の粒子）と、を組み合わせることによって、加工能率の向上と平滑性や欠陥の低減との両立が達成できることを見出した。よって、本発明のブラスト材によれば、研磨対象物（ワーク）のブラスト加工後の加工処理物の欠陥を低減できる。また、本発明のブラスト材によれば、研磨対象物（ワーク）を平滑にブラスト加工できる。なお、上記メカニズムは推測によるものであり、本発明は上記メカニズムに何ら限定されるものではない。
　以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態のみには限定されない。
　本開示に係るブラスト材は、硬度が異なる２種以上の粒子（砥粒）を必須で含む。本開示に係るブラスト材の一実施形態は、分散媒を含まないドライブラスト用ブラスト材である。また、本開示に係るブラスト材は、ウェットブラストにも好適に用いることができ、ウェットブラスト用途の場合はさらに分散媒を含む。すなわち、他の実施形態は、硬度が異なる２種以上の粒子と分散媒とを含む、ウェットブラスト用ブラスト材である。
　＜第１の粒子および第２の粒子＞
　本開示のブラスト材は、モース硬度８以上の第１の粒子（第１の砥粒）と、前記第１の粒子よりもモース硬度が小さい第２の粒子（第２の砥粒）とを必須に含む。本開示のブラスト材では、粒子（砥粒）は、第１の粒子（第１の砥粒）および第２の粒子（第２の砥粒）のみから構成されることが好ましい。
　ここで、第１の粒子は、ブラスト材を構成する粒子のうち、最大の硬度を有する粒子であり、第２の粒子は、当該第１の粒子より小さい硬度を有する粒子である。このため、ブラスト材が、最大硬度が同じ２種以上の材料からなる粒子を含む場合には、これらの２種以上の材料からなる粒子が第１の粒子となる。また、ブラスト材が、第１の粒子の硬度より小さい硬度を有する２種以上の材料からなる２種以上の粒子を含む場合には、第１の粒子以外の粒子が第２の粒子となる。
　本開示のブラスト材は、モース硬度８以上の第１の粒子を含む。モース硬度８以上の粒子が含まれないような、比較的軟質の粒子のみが含まれるブラスト材では、高い加工能率を達成することが困難となる。第１の粒子としてブラスト材に含まれる粒子は、モース硬度８（ビッカース硬度１６４８ＨＶ）以上（上限＝１０）であればよいが、好ましくはモース硬度９以上（上限＝１０）である。なお、本明細書における「モース硬度」は、以下の１０種の鉱物を標準物質として、これらと比較した硬さを評価する方法であり、標準物質とサンプルとをこすり、ひっかき傷が付いた方が低い硬度であるとして判定を行う。モース硬度を直接測定することが困難な場合、組成分析から組成を求め、同じ組成の物質のモース硬度から判断することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記第１の粒子は、モース硬度が８以上の粒子であればいずれの材料から形成されてよい。例えば、第１の粒子としては、オスミウム（Ｏｓ、硬度＝８）、黄玉（Ｔｏｐａｚ・アルミニウムや弗素を含む珪酸塩・宝石トパーズ、硬度＝８）、タングステンカーバイド（炭化タングステン、ＷＣ、硬度＝８）、ホウ化ジルコニウム（ＺｒＢ２、硬度＝８）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ、硬度＝８）、コランダム（Ｃｏｒｕｎｄｕｍ・酸化アルミニウム・ルビー・サファイヤ・鋼玉、硬度＝９）、窒化チタン（ＴｉＮ、硬度＝９）、炭化チタン（ＴｉＣ、硬度＝９）、炭化タンタル（ＴａＣ、硬度＝９）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ、硬度＝９）、クロム（硬度＝９）、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３、硬度＝９）、炭化ケイ素（ＳｉＣ、硬度＝９）、ホウ化アルミニウム（ＡｌＢ、硬度＝９）、ボロンカーバイド（Ｂ４Ｃ、硬度＝９）、ホウ化チタン（ＴｉＢ２、硬度＝９．５）、ベリリア（ＢｅＯ、硬度＝９）、ダイヤモンド（硬度＝１０）等の粒子が例示できる。上記粒子は、硬度が同じであれば、１種単独で使用しても、または２種以上の混合物の形態で使用してもよい。入手容易性、加工能率等の観点から、第１の粒子が酸化アルミニウム粒子（アルミナ粒子）であることが好ましい。
　本開示のブラスト材は、上記第１の砥粒に加えて、前記第１の粒子よりもモース硬度が小さい第２の粒子（第２の砥粒）を含む。また、第１の粒子による過度な研磨が抑制して、ブラスト処理（研磨）後の研磨対象物（ワーク）の加工能率および平滑性をより一層優れたバランスで両立することができる。ここで、第２の粒子の硬度は、第１の粒子よりも低ければ特に制限されないが、加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスを考慮すると、第２の粒子の硬度は、第１の粒子より、好ましくは０．５以上、より好ましくは１以上、特に好ましくは１超程、低いことが好ましい。また、第２の粒子の硬度は、第１の粒子より、好ましくは３以下、より好ましくは２以下、特に好ましくは２未満程、低いことが好ましい。好ましい形態では、第２の粒子の硬度は、第１の粒子より、好ましくは０．５以上３以下、より好ましくは１以上２以下、特に好ましくは１を超えて２未満ほど、低いことが好ましい。
　または、第２の粒子のモース硬度は、好ましくは５以上８以下、より好ましくは６以上８未満、特に好ましくは６以上７．５以下である。このような硬度差または硬度であれば、加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスがより有効に達成できる。
　本明細書において、第２の粒子が異なる硬度を有する粒子の混合物である場合の、第２の粒子の硬度は、各粒子の硬度に当該粒子の含有量（質量比）をかけたものの和とする。例えば、第２の粒子が硬度６の粒子、硬度７の粒子および硬度８の粒子から１：３：６（質量比）の混合比で構成される場合には、第２の粒子の硬度は、７．５（＝６×０．１＋７×０．３＋８×０．６）となる。
　第２の粒子は、第１の粒子に比して硬度の低い材料であればいずれの材料から形成されてよい。例えば、第２の粒子としては、上記第１の粒子で例示した粒子（ダイヤモンドを除く）に加えて、緑柱石（Ｂｅｒｙｌ、硬度＝７．８）、ケイ酸ジルコニウム（ジルコン、ＺｒＳｉＯ４、硬度＝７．５）、電気石（Ｔｏｕｒｍａｌｉｎｅ、硬度＝７．３）、酸化ジルコニウム（ジルコニア、硬度＝７）、ケイ素（シリコン、硬度＝７）、石英（Ｑｕａｒｔｚ・二酸化珪素・水晶・石英ガラスの原料、硬度＝７）、スチール鋼（硬度＝５～８．５）、ガーネット（硬度＝６．５～７）、二酸化クロム（硬度＝６～７）、メノウ（硬度＝６～７）、ルテニウム（硬度＝６．５）、黄鉄鋼（Ｐｙｒｉｔｅ、硬度＝６．３）、イリジウム（硬度＝６．２５）、酸化ケイ素（シリカ、硬度＝７）、酸化マグネシウム（マグネシア、硬度＝６．５）、酸化鉄（硬度＝６）、輝石・斜輝石（Ａｕｇｉｔｅ、硬度＝６）、赤鉄鉱（Ｈｅｍａｔｉｔｅ、硬度＝６）、正長石（Ｏｒｔｈｏｃｌａｓｅ・カリウム・アルミニウム含有珪酸塩、硬度＝６）、ガラス（硬度＝６）、酸化セリウム（セリア、硬度＝６）、酸化チタン（チタニア、硬度＝５．５～６）などの無機粒子；フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂のような合成高分子製樹脂などが例示できるが、これらに限定されない。上記粒子は、１種単独で使用しても、または２種以上の混合物の形態で使用してもよい。好ましくは、研磨後の研磨対象物（ワーク）の平滑性や欠陥の低減効果などの観点から、第２の粒子がケイ酸ジルコニウム粒子（ジルコン粒子）を含む。より好ましくは、第２の粒子がケイ酸ジルコニウム粒子（ジルコン粒子）である。なお、本明細書において、「ジルコン粒子」とは、ジルコニウムのケイ酸塩鉱物粒子であり、ジルコンサンドとして天然に産出するものである。このため、ケイ酸ジルコニウム粒子（ジルコン粒子）を含む材料として、ジルコンサンド等を用いてもよい。ジルコンの理想化学組成はＺｒＳｉＯ４で表される。ジルコンにはケイ酸ジルコニウム（ＺｒＳｉＯ４）以外の金属（例えば、チタン、鉄など）が不純物として含まれることがある。本発明に係るブラスト材を、ディスプレイ基板等の無機材料の研磨に用いる際、研磨対象基板への影響の低減の観点から金属不純物が少ないことが好ましい。上記点から、ジルコン粒子中の金属不純物含有量は、ジルコン粒子の総質量を基準として、１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましく、１質量％以下であることが特に好ましい。ジルコン粒子は、高い純度のものの入手が容易であり、金属不純物含有量が０．５質量％以下のものを使用することもできる。
　好ましい実施形態では、ブラスト材は、第１の粒子として、ダイヤモンド粒子、炭化タングステン粒子、アルミナ粒子、炭化ケイ素粒子、炭化ホウ素粒子、炭化ジルコニウム粒子、炭化タンタル粒子、窒化チタン粒子およびホウ化アルミニウム粒子からなる群から選択される１種と、第２の粒子として、炭化タングステン粒子、ガラス粒子、ジルコン粒子、セリア粒子、ジルコニア粒子、チタニア粒子、マグネシア粒子およびジルコン粒子からなる群から選択される１種以上とを含む。より好ましい実施形態では、第１の粒子および第２の粒子の組み合わせが、ダイヤモンド粒子と炭化タングステン粒子、炭化タングステン粒子とガラス粒子およびアルミナ粒子とジルコン粒子からなる群より選択される組み合わせである。特に好ましい実施形態では、第１の粒子および第２の粒子の組み合わせが、アルミナ粒子とジルコン粒子との組み合わせである。
　本開示のブラスト材は、第１の粒子および第２の粒子を含む。ここで、第１の粒子および第２の粒子の混合比は、特に制限されない。加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスを考慮すると、第１の粒子および第２の粒子の混合比（第１の粒子：第２の粒子の質量比）は、好ましくは９：１～３：７、より好ましくは８：２～４：６である。特に好ましくは、第１の粒子が、第１の粒子および第２の粒子の合計質量に対して、５０質量％を超えて６０質量％未満である。ただし、第１の粒子と第２の粒子との合計量は、ブラスト材に含まれる粒子の全質量（１００質量％）である。
　本開示のブラスト材に含まれる粒子混合物（第１の粒子および第２の粒子）は、いずれの粒度分布を有していてもよい。しかし、本発明者は、例えば、ブラスト材に含まれる粒子混合物の粒度分布が、加工能率、平滑性、欠陥の低減効果のさらなる向上の重要な因子であり、大きな粒子の含有量が少ないことが加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスの達成の点で好ましいことを見出した。すなわち、ブラスト材に含まれる粒子径が一定値以下である場合には、さらに良好な平滑性を達成することができる。特に、粗大粒子を過度に含むことのないブラスト材を用いることにより研磨後の研磨対象物の加工能率や平滑性が向上する傾向にある。一方、ブラスト材に含まれる粒子径が一定値以上である場合には、加工能率がさらに向上する傾向にある。その上、噴出する流体の制御性も良好となるため、さらに良好な平滑性を得ることができる。特にドライブラストの場合は、ブラスト材に含まれる粒子の粒子径の影響を受けやすい。ドライブラストにおいて、ブラスト材に含まれる粒子の粒子径を一定値以上とすることにより、研磨能力が向上するだけでなく、さら良好な平滑性を得るこができる。
　具体的には、加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスを考慮すると、ブラスト材に含まれる粒子（第１の粒子および第２の粒子の混合物）の大粒子径側からの積算粒子体積が全粒子体積の５０％に相当する粒子径（Ｄｖ５０％）が１５μｍ以下であることが好ましい。なお、本明細書では、「粒子の大粒子径側からの積算粒子体積が全粒子体積の５０％に相当する粒子径（Ｄｖ５０％）」を単に「Ｄｖ５０％」とも称する。加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスの観点からは、ブラスト材に含まれる粒子（第１の粒子および第２の粒子の混合物）のＤｖ５０％は、より好ましくは１μｍ以上、さらにより好ましくは１．５μｍ以上、さらに好ましくは１．５μｍ超、さらに好ましくは１．７μｍ超、特に好ましくは１．９μｍ以上である。また、加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスの観点からは、ブラスト材に含まれる粒子（第１の粒子および第２の粒子の混合物）のＤｖ５０％は、より好ましくは５．０μｍ以下、さらにより好ましくは４．０μｍ以下であり、さらに好ましくは３．０μｍ以下であり、特に好ましくは３．０μｍ未満である。好ましい一実施形態では、ブラスト材に含まれる粒子（第１の粒子および第２の粒子の混合物）のＤｖ５０％は、１μｍ以上１５μｍ以下、さらにより好ましくは１．５μｍ以上５．０μｍ以下、さらに好ましくは１．５μｍ超４．０μｍ以下、さらに好ましくは１．７μｍ超３．０μｍ以下、特に好ましくは１．９μｍ以上３．０μｍ未満の順で好ましい。当該粒度分布であれば、加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスがより有効に達成できる。
　また、加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスを考慮すると、ブラスト材に含まれる粒子（第１の粒子および第２の粒子の混合物）の大粒子径側からの積算粒子体積が全粒子体積の３％に相当する粒子径（Ｄｖ３％）が２．５μｍ以上であることが好ましい。なお、本明細書では、「粒子の大粒子径側からの積算粒子体積が全粒子体積の３％に相当する粒子径（Ｄｖ３％）」を単に「Ｄｖ３％」とも称する。加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスの観点からは、ブラスト材に含まれる粒子（第１の粒子および第２の粒子の混合物）のＤｖ３％は、より好ましくは３μｍ以上、さらに好ましくは３μｍを超え、特に好ましくは３．５μｍ以上である。また、加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスの観点からは、ブラスト材に含まれる粒子（第１の粒子および第２の粒子の混合物）のＤｖ３％は、２０μｍ以下、好ましくは７μｍ以下、より好ましくは６．５μｍ以下であり、さらにより好ましくは５．０μｍ以下であり、特に好ましくは４．０μｍ以下である。好ましい一実施形態では、ブラスト材に含まれる粒子（第１の粒子および第２の粒子の混合物）のＤｖ３％は、２．５μｍ以上７μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上６．５μｍ以下、さらに好ましくは３μｍを超え５．０μｍ以下、特に好ましくは３．５μｍ以上４．０μｍ以下の順で好ましい。当該粒度分布であれば、加工能率と、平滑性や欠陥の低減と、のさらなる良好なバランスがより有効に達成できる。
　上記のような所定の粒子径を有する粒子は、任意の粉砕手段、例えばボールミル、ロールミル、ジェットミル等により、粒子の粒径を測定しながら粉砕を行ったり、粒子を分級（例えば、水篩分級）したりするなど任意の手段で調製することができる。
　なお、本明細書において、Ｄｖ３％、Ｄｖ５０％等の粒子径は、下記条件にて粒子（粒子粉末）の粒度分布（体積基準）を測定した結果から求めた値（相当径）である。
　（粒度分布測定条件）
装置：　マルチサイザー３（ベックマン・コールター製）
Ａｐサイズ：　２０μｍ
Ａｐ　Ｃｕｒｒｅｎｔ：　４００μＡ
ゲイン：　８
ポラリティー：　＋
トータルカウント：　１００，０００個（０．５μｍ以下はカット）。
　＜分散媒＞
　本発明の一実施形態では、ブラスト材は、分散媒をさらに含む。粒子に加えて分散媒をブラスト材が含むことにより、ウェットブラスト用のブラスト材とすることができる。ウェットブラスト加工は、粒子粉末（乾燥粉末）を用いるドライブラスト加工（サンドブラスト加工）と比べて、粒子が分散媒（液体）により運ばれるため空気抵抗を受けにくく、飛散による作業環境の悪化も生じにくい。また、研磨対象物（ワーク）が分散媒（液体）により冷却されるため摩擦熱による研磨対象物（ワーク）のダメージが抑えられる。さらに、研磨対象物（ワーク）の表面上に分散媒（液体）の膜が形成され、噴射された粒子も分散媒（液体）によって洗浄されるため、研磨対象物（ワーク）への粒子の食い込みが少ないといった利点がある。
　分散媒としては、水が好ましく用いられるが、水に可溶な有機溶媒、例えばメタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、ｎ－ブタノール、ｓｅｃ－ブタノール、ｔｅｒｔ－ブタノール等の低級アルコール、またはアセトン等のケトン類の他、これらの１種以上と水との混合物を用いてもよい。ブラスト材に用いる分散媒としては、不純物をできる限り含有しない水が好ましく、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、フィルタを通して異物を除去した純水や超純水、または蒸留水が好ましい。
　分散媒を用いる場合、ブラスト材全体に対する粒子の含有量の下限は、加工能率の観点から、例えば５質量％以上であり、好ましくは１０質量％以上である。ブラスト材全体に対する粒子の含有量の上限は、加工能率の観点から、例えば７０質量％以下であり、好ましくは４５質量％以下である。一実施形態では、ブラスト材全体に対する粒子の含有量は、５質量％以上７０質量％以下であり、好ましくは１０質量％以上４５質量％以下である。
　分散媒を含むブラスト材のｐＨは、例えば３以上１０以下であり、好ましくは４以上９以下である。ｐＨの調整は、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、硝酸、クエン酸等の酸や、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、トリエタノールアミン等の塩基を適宜組み合わせて行ってもよい。
　分散媒には、粒子の分散を容易にする分散助剤を添加してもよい。かような分散助剤としては、ポリカルボン酸（例えば、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類およびその塩）、リグニンスルホン酸等が例示できる。分散助剤（アンチケーキ剤）の添加量は、ブラスト材全体に対し、例えば０．１質量％以上１質量％以下となる量である。
　ブラスト材は、必要に応じて、エッチング剤、界面活性剤、酸化剤、防食剤、キレート剤、防腐剤、防黴剤等の他の成分をさらに含んでもよい。ブラスト材が上記他の成分を含む場合の、各成分の添加量は、特に制限されず、従来と同様の量が採用できる。
　ブラスト材の製造方法は、特に制限されず、例えば、粒子および必要に応じて添加される分散媒、分散助剤、他の成分を、攪拌混合することにより得ることができる。
　各成分を混合する際の温度は特に制限されず、例えば１０℃以上４０℃以下であり、溶解速度を上げるために加熱してもよい。また、混合時間も特に制限されない。
　＜研磨対象物（ワーク）、ブラスト加工方法＞
　本開示のブラスト材は、ディスプレイ用ガラス基板のほか、シリコンウエハ、水晶ウエハ、レンズやプリズム等の光学素子、宝石類、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、磁気ヘッド等を研磨対象物（ワーク）とした、ワーク表面の表面平滑化、ピーニング、バリ取り、エッチング（リブ形成）等のブラスト加工に用いることができる。好適には、本開示のブラスト材は、ディスプレイ用ガラス基板のブラスト加工、特に表面平滑化（例えば、切断面の平滑化）に用いられる。特に、本開示のブラスト材は、ガラス基板の切断面に対して好適に使用できる。すなわち、本発明の一実施形態では、ガラス加工用であるブラスト材が提供される。ガラス基板としては、例えば、石英ガラス、ソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス等が例示でき、その厚さは、例えば１０μｍ～１０ｍｍである。
　上述したように、本開示のブラスト材によると、研磨対象物（ワーク）のブラスト加工後の加工処理物の欠陥を低減できる。
　また、本開示のブラスト材によれば、適度な加工能率および平滑性のバランスにて、研磨対象物（ワーク）をブラスト加工できる。
　ここで、本開示のブラスト材によるブラスト加工後の研磨対象物の平滑性は、特に限定されず、用途によって適宜調節できる。例えば、ブラスト加工後の研磨対象物は、ＪＩＳ　Ｂ０６０１：２００１に記載の方法に基づき測定されるＲａが、ブラスト加工前の研磨対象物のＲａに対して、２０ｎｍ以上減少する（すなわち、ΔＲａが－２０ｎｍ以下である）ことが好ましく、５０ｎｍ以上（ΔＲａが－５０ｎｍ以下）がより好ましく、８０ｎｍ以上（ΔＲａが－８０ｎｍ以下）が更に好ましく、９０ｎｍ以上（ΔＲａが－９０ｎｍ以下）が特に好ましい。ブラスト加工前の研磨対象物のＲａに対するブラスト加工後のＲａの減少の程度は大きいほど好ましいため、上限は特に制限されない。本明細書において、上記「ブラスト加工後の研磨対象物のＲａ（ゆえにΔＲａ）」は、実施例に記載の方法で測定された値である。
　本開示の一実施形態では、上記のブラスト材を用いるブラスト加工方法が提供される。ここで、ブラスト加工方法は本開示のブラスト材を使用する以外は、特開２００５－１０３７１６号公報等の従来と同様の方法が必要であれば適宜改変して適用できる。以下、図１を参照しつつ、本形態についてより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲をなんら限定するものではない。
　図１は、本開示のブラスト加工方法に好適に用いられ得る装置の一具体例（ブラスト加工装置１００）を表す概略図である。ブラスト加工装置１００は、ブラスト加工室２、ブラスト材４を収容するタンク５、タンク５からブラスト加工室２へブラスト材４を輸送するブラスト材輸送部６、ならびにコンプレッサーからブラスト加工室２へ圧縮空気を供給する圧縮空気供給部８からなる。ブラスト材４が分散媒を含むスラリ状の場合、タンク５に収容されたブラスト材４は任意の撹拌手段（図示せず）で撹拌されることが好ましい。撹拌手段を設けることにより、スラリ中の粒子を均一に分布させることができる。また、タンク５には、コンプレッサーからタンク５に加圧用気体（例えば、圧縮空気）を供給する圧縮空気供給部（図示せず）が連設されてもよい。
　ブラスト加工室２は、研磨対象物１が配置されるステージ３、およびブラスト材輸送部６により輸送されたブラスト材４を研磨対象物１に噴射する噴射ノズル７を収容する。噴射ノズル７はブラスト材４が噴射される噴射口が形成された開口部を有する。噴射ノズル７は、噴射口が研磨対象物１に対向するように設置され、任意に、図１における矢印ｘ方向に移動可能な態様であってもよい。噴射ノズル７の開口部の形状は特に制限されず、円形、幅広形状（例えば、研磨対象物１の幅以上の幅を有する幅広形状）等であってもよい。研磨対象物１は、通常は、噴射ノズル７の開口部と０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度の距離を置いて配置される。噴射ノズル７は、ブラスト材輸送部６から輸送されたブラスト材４を圧縮空気供給部８から供給される圧縮空気で加速して研磨対象物１に噴射する。これによって、研磨対象物１をブラスト加工する。ブラスト材噴射圧力は特に制限されないが、例えば、０．１ＭＰａ以上１ＭＰａ以下、好ましくは０．１ＭＰａ以上０．７ＭＰａ以下である。ブラスト材噴射量は、圧縮空気圧の調節等によって制御できる。
　本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。また、下記実施例において、特記しない限り、操作および測定は室温（２０～２５℃）／相対湿度４０～５０％ＲＨの条件で行った。
　実施例１～１２、比較例１
　下記表２に記載の粒子（砥粒）を準備した。なお、下記表２において、各粒子（粒子１、２）の硬度は下記のとおりである。なお、下記表２において、炭化ケイ素（シリコンカーバイド）粒子は「ＳｉＣ」と、ダイヤモンド粒子は「ダイヤモンド」と、炭化タングステン（タングステンカーバイド）粒子は「ＷＣ」と、ガラス粒子は「ガラス」と、アルミナ粒子は「Ａｌ２Ｏ３」と、およびジルコン粒子は「ＺｒＳｉＯ４」と、それぞれ、称する。また、本例で使用されるジルコン粒子は、実質的に（金属不純物含有量が０．５質量％以下）ケイ酸ジルコニウム（ＺｒＳｉＯ４）で構成されるため、ジルコン粒子の硬度はケイ酸ジルコニウムの硬度（７．５）である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　表２に記載の組成になるように粒子１および粒子２をそれぞれ乾式にて混合して、粒子混合物１～１２を調製した。得られた粒子混合物１～１２（分散媒に分散させる前）およびＳｉＣ（比較例１）の粒度分布を、それぞれ、以下の条件にて測定した。得られた粒度分布に基づいて、大粒子径側からの積算粒子体積が全粒子体積の５０％に相当する粒子径（Ｄｖ５０％）および大粒子径側からの積算粒子体積が全粒子体積の３％に相当する粒子径（Ｄｖ３％）を求め、結果を下記表２に示す。
　（粒度分布測定）
装置：　マルチサイザー３（ベックマン・コールター製）
Ａｐ（アパーチャ）サイズ：　２０μｍ
Ａｐ　Ｃｕｒｒｅｎｔ（アパーチャ電流）：　４００μＡ
ゲイン：　８
ポラリティー：　＋
トータルカウント：　１００，０００個（０．５μｍ以下はカット）。
　次に、上記粒子混合物１～１２およびＳｉＣを、それぞれ、３０質量％の濃度となるように水に懸濁して、懸濁液１～１３を調製した。さらに、得られた懸濁液１～１３に、分散助剤としてポリアクリル酸ナトリウムを０．２質量％の濃度となるようにそれぞれ加えて撹拌し、ブラスト材１～１３とした。ここで、ブラスト材１～１３のｐＨは７．５であった。
　このようにして調製したブラスト材１～１３を用いて、以下の条件により、ワーク（５ｍｍ×１００ｍｍ）のブラスト加工を行った。なお、ブラスト材は攪拌機を備えた密閉タンクに貯蔵し、ブラスト加工中は、ブラスト材を攪拌機で撹拌しながらブラスト加工を行った。
　（ブラスト加工条件）
装置：　ミポット　ＭＢＭ－２（マコー株式会社製）
ワーク：　無アルカリガラス（３００ｍｍ×３０００ｍｍ、厚さ５ｍｍ）を、５０ｍｍ×１００ｍｍの大きさになるように切断し、フッ化水素酸（弗酸）で５分間洗浄したガラス基板
ノズル開口部～ワーク距離：　０．５ｍｍ
ノズル位置：　固定
ノズル開口部形状：　円形（直径１ｍｍ）
ノズル角度：　ワークに対して直角（９０°）（ノズル位置を固定して噴射）
エアー圧力：　０．４ＭＰａ。
　上記条件にてブラスト加工を行ったワークについて加工後のワーク質量の減少質量（ｇ）、表面粗さ（ΔＲａ）および欠陥を評価した。なお、加工時間は、下記（加工後のワーク質量の減少質量）では、１０秒間とし、また、下記（表面粗さ）および（欠陥）では、１秒間とした。結果を下記表２に示す。
　（加工後のワーク質量の減少質量）
　加工前のワーク質量に対する加工後のワーク質量の減少質量（Ｗ（ｇ））を測定した。なお、加工後のワーク質量の減少質量（Ｗ（ｇ））が大きいことは、より多量に（大きく）研磨されたことを意味し、加工能率が高いことを意味する。
　（表面粗さ）
　加工面における表面粗さを示す「Ｒａ」を加工前後のワークについて測定し、加工後のＲａから加工前のＲａを差し引いた値をΔＲａとした。ΔＲａの値が低いほど、加工表面が平坦化されたことを示す。Ｒａの測定はＪＩＳ　Ｂ０６０１：２００１に記載の方法に基づき、非接触表面形状測定機（レーザー顕微鏡　ＶＫ－Ｘ２００、株式会社キーエンス製）を用いて行った。非接触表面形状測定機の測定条件としては、測定範囲（視野角）を２８０μｍ×２１０μｍとした。
　（欠陥）
　以下の方法に従って、加工後のワークの欠陥の状態をレーザー顕微鏡にて観察し、その結果を下記基準に従って評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　上記表２から、実施例に係るブラスト材によれば、適度な加工能率でかつ少ない欠陥で、加工後の平滑性に優れた研磨対象物（ワーク）を得ることが可能である。
　さらに、本出願は、２０１６年３月２５日に出願された日本特許出願番号第２０１６－０６２１５５号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として組み入れられている。

Claims (8)

  1. 　モース硬度８以上の第１の粒子と、前記第１の粒子よりもモース硬度が小さい第２の粒子とを含む、ブラスト材。
  2. 　粒子の大粒子径側からの積算粒子体積が全粒子体積の５０％に相当する粒子径（Ｄｖ５０％）が１５μｍ以下である、請求項１に記載のブラスト材。
  3. 　粒子の大粒子径側からの積算粒子体積が全粒子体積の３％に相当する粒子径（Ｄｖ３％）が３μｍ以上である、請求項１または２に記載のブラスト材。
  4. 　前記第１の粒子と第２の粒子との質量比が、８：２～４：６である、請求項１～３のいずれか１項に記載のブラスト材。
  5. 　前記第１の粒子がアルミナ粒子である、請求項１～４のいずれか１項に記載のブラスト材。
  6. 　前記第２の粒子がジルコン粒子を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のブラスト材。
  7. 　分散媒をさらに含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のブラスト材。
  8. 　ガラス加工用である、請求項１～７のいずれか１項に記載のブラスト材。
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