(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）式：Ｒ１−（ＡＯ）ｎ−Ｈ
［式中、Ｒ１は水素又は炭素数１〜８の炭化水素基であり、ＡＯはオキシエチレン基、オキシプロピレン基及びオキシブチレン基からなる群から選択され、ｎは総分子量が５００〜１００００である数である、ランダム型、ブロック型、リバース型及びこれらの複合型重合物である。］
で表される非イオン界面活性剤、
（Ｂ１）式：Ｒ２Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ−ＳＯ３Ｈ
もしくは、
（Ｂ２）式：Ｒ３−ＳＯ３Ｈ
［式中、Ｒ２及びＲ３は、炭素数２〜１１の炭化水素基を表す。ｍは０〜５の整数である。］
またはその塩で表される陰イオン界面活性剤、
（Ｃ）含リンキレート剤、および
（Ｄ）式：Ｒ４Ｒ５Ｒ６Ｎ
［式中、Ｒ４は、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基もしくはヒドロキシブチル基を示し、Ｒ５、Ｒ６は、同一又は異なって、水素、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシエトキシエチル基及び炭素数１〜８の炭化水素基からなる群から選択される基を表す。］
で表されるアミン、
を含有する水溶性ガラス加工液組成物。
【請求項２】
含リンキレート剤が、リン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、ニトリロトリス（メチレンホスホン酸）、ホスホノブタントリカルボン酸、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）から選ばれる１種又は２種以上の混合物である、請求項１記載の水溶性ガラス加工液組成物。
【請求項３】
ｐＨが６〜１１の範囲である、請求項１または２に記載の水溶性ガラス加工液組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスの切削、研削、および切断加工に使用する水溶性ガラス加工液組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤやＰＤＰといったディスプレイ用基板や、ＨＤ用磁気ディスク基板、光学レンズなど、電子・電機分野におけるガラスの用途は拡大の一途をたどっている。同時に、熾烈な価格競争にも晒されており、特にこれらガラス素材の加工工程においては、工具損耗、加工効率、及び歩留まりが生産コストに直結するため、技術者は日々コストダウンに取り組んでいる。ガラス加工の主流である切断加工、切削加工、研削加工といった固定工具による加工においては、工具の損耗軽減や加工効率と歩留まりの向上が特にコストに大きく影響する。そこで、これらの課題を包括的に改善する手段として加工液を使用することが一般的であり、特に冷却性に優れ、また火災対策の観点から水溶性の加工液を使用するケースが多い。
【０００３】
泡立ちの多い加工液は加工液をストックするタンクから泡が溢れるため作業性が大幅に悪化し、また、加工機周りの汚染、ひいては加工機の腐食を引き起こす危険性を孕んでいる。
【０００４】
防錆性のない加工液は加工機に使用される鉄系部品の腐食を引き起こし、加工機の保守面で問題を起こす可能性が高い。そこで、加工液に対して一定水準の防錆性を付与することが必要とされる。
【０００５】
これら水溶性の加工液は、加工液を長期間に渡って繰り返し使用することが多い。そのため、加工中に発生する切り屑が長期間加工液中に滞留し、加工液の劣化が著しいという問題がある。具体的な問題点としては以下の項目が挙げられる。まず、切り屑から溶出するアルカリ金属によって加工液のｐＨは上昇傾向となり、皮膚刺激性が増す。次に、切り屑から溶出するアルカリ土類金属の影響で、加工液に含まれる耐硬度の低い成分が分離し、加工性の低下やこれら不水溶性化合物に起因する泡立ちや工具汚れ、目詰まり等の問題が発生する。
【０００６】
特許文献１は、水酸化第四級アンモニウム塩基、非イオン系界面活性剤、アルカノールアミンとを含有するガラス用洗浄剤組成物を開示しているが、ガラスの切削、研削、および切断加工に使用する構成については記載していない。
【０００７】
特許文献２は、キシロース又はグルコースなどの糖類もしくは糖アルコールを含む、低融点ガラスの加工に用いられるサンドブラスト用研磨材組成物が開示されているが、この組成物は、ガラスの切削、研削、および切断加工に使用する場合、上記のような問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−２７１６９９号公報
【特許文献２】特開２０００−２０４３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ガラス加工において、高い加工性を有し、かつ泡立ちを少なく抑え、加えてｐＨ上昇を抑制し、更に十分な防錆性を発現する組成物を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題の解決のために鋭意研究を重ねた結果、ある種の非イオン界面活性剤と陰イオン界面活性剤、含リンキレート剤、及びアミン併用することで、高い加工性を持続的に有し、かつ泡立ちを少なく抑え、加えてｐＨ上昇を抑制し、更には硬度成分(アルカリ土類金属イオン)の混入によって性能低下を引き起こされない組成物を発明するに至った。本発明は、下記項１〜３に示す水溶性ガラス加工液組成物を提供する。
（Ａ）式：Ｒ１−（ＡＯ）ｎ−Ｈ
［式中、Ｒ１は水素又は炭素数１〜８の炭化水素基であり、ＡＯはオキシエチレン基、オキシプロピレン基及びオキシブチレン基からなる群から選択され、ｎは総分子量が５００〜１００００である数である、ランダム型、ブロック型、リバース型及びこれらの複合型重合物である。］
で表される非イオン界面活性剤、
（Ｂ１）式：Ｒ２Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ−ＳＯ３Ｈ
もしくは、
（Ｂ２）式：Ｒ３−ＳＯ３Ｈ
［式中、Ｒ２及びＲ３は、炭素数２〜１１の炭化水素基を表す。ｍは０〜５の整数である。］
またはその塩で表される陰イオン界面活性剤、
（Ｃ）含リンキレート剤、および
（Ｄ）式：Ｒ４Ｒ５Ｒ６Ｎ
［式中、Ｒ４は、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基もしくはヒドロキシブチル基を示し、Ｒ５、Ｒ６は、同一又は異なって、水素、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシエトキシエチル基及び炭素数１〜８の炭化水素基からなる群から選択される基を表す。］
で表されるアミン、
を含有する水溶性ガラス加工液組成物。
項２．  含リンキレート剤が、リン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、ニトリロトリス（メチレンホスホン酸）、ホスホノブタントリカルボン酸、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）から選ばれる１種又は２種以上の混合物である、項１記載の水溶性ガラス加工液組成物。
項３．  ｐＨが６〜１１の範囲である、項１または２に記載の水溶性ガラス加工液組成物。
【発明の効果】
【００１１】
ＬＣＤやＰＤＰといったディスプレイ用基板や、ＨＤ用磁気ディスク基板、光学レンズなどに使用されるガラスの加工において、工具の損耗軽減や加工効率と歩留まりの向上に伴うコストダウンが図れる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の詳細を実施形態に基づいて更に詳しく説明する。本ガラス加工液組成物は、
（Ａ）式：Ｒ１−（ＡＯ）ｎ−Ｈ
［式中、Ｒ１は水素又は炭素数１〜８の炭化水素基であり、ＡＯはオキシエチレン基、オキシプロピレン基及びオキシブチレン基からなる群から選択され、ｎは総分子量が５００〜１００００である数である、ランダム型、ブロック型、リバース型及びこれらの複合型重合物である。］
で表される非イオン界面活性剤、
（Ｂ１）式：Ｒ２Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ−ＳＯ３Ｈ
もしくは、
（Ｂ２）式：Ｒ３−ＳＯ３Ｈ
［式中、Ｒ２及びＲ３は、炭素数２〜１１の炭化水素基を表す。ｍは０〜５の整数である。］
またはその塩で表される陰イオン界面活性剤、
（Ｃ）含リンキレート剤
（Ｄ）式：Ｒ４Ｒ５Ｒ６Ｎ
［式中、Ｒ４は、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基もしくはヒドロキシブチル基を示し、Ｒ５、Ｒ６は、同一又は異なって、水素、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシエトキシエチル基及び炭素数１〜８の炭化水素基からなる群から選択される基を表す。］
で表されるアミンを同時に含有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のガラス加工液組成物に含まれる上記（Ａ）の非イオン界面活性剤（以下、（Ａ）成分ということがある）は、式：Ｒ１−（ＡＯ）ｎ−Ｈで表される化合物である。
【００１４】
（Ａ）成分の式中、Ｒ１は水素又は炭素数１〜８の炭化水素基であって、該炭化水素基は、飽和直鎖、飽和分岐鎖、不飽和直鎖、不飽和分岐鎖、脂環式又は芳香族である。該炭化水素基は、具体的にはアルキル基(メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチルなどのＣ1−8の直鎖または分岐を有するアルキル基)、アルケニル基(アリル、１−プロペニル、２−メチル−２−プロペニル、イソプロペニル、１−、２−若しくは３−ブテニル、２−、３−若しくは４−ペンテニル、２−メチル−２−ブテニル、３−メチル−２−ブテニル、５−ヘキセニル、１−シクロペンテニル、１−シクロヘキセニル、３−メチル−３−ブテニル、ヘプチニル、オクチニルなどのＣ2−8の直鎖または分岐を有するアルケニル基)、アルキニル基（エチニル、１−若しくは２−プロピニル、１−、２−若しくは３−ブチニル、１−メチル−２−プロピニルなどのＣ2−8の直鎖または分岐を有するアルキニル基)、シクロアルキル基（シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチルなどのC3-7シクロアルキル基）、アリール基（フェニル、トルイル、キシリルなど）、アラルキル基(ベンジル、フェネチル)が挙げられる。ＡＯは、オキシエチレン基(EO)、オキシプロピレン基(PO)、及びオキシブチレン基(BO)からなる群から選択され、これらの1種または2種以上の重合物もしくは共重合物であり、（ＡＯ）ｎで表される部分の総分子量が５００〜１００００であるようにｎの値は選択される。なお、ＡＯからなる共重合物は、ランダム型、ブロック型、リバース型及びこれらの複合型重合物である。（Ａ）成分は一種単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。また、（Ａ）成分は市販品を使用すればよい。
【００１５】
（Ａ）成分の具体例としては、ＰＯ・ＥＯ共重合物（ブロック型）、ＰＯ・ＥＯ共重合物（ランダム型）、ＰＯ・ＥＯ共重合物（リバース型）、ＢＯ・ＥＯ共重合物（ブロック型）、ＢＯ・ＥＯ共重合物（ランダム型）、ＢＯ・ＥＯ共重合物（リバース型）、メチルアルコールＥＯ付加物、エチルアルコールＥＯ付加物、プロピルアルコールＥＯ付加物、ブチルアルコールＥＯ付加物、シクロヘキシルアルコールＥＯ付加物、オクチルアルコールＥＯ付加物、イソオクチルアルコールＥＯ付加物、デシルアルコールＥＯ付加物、イソデシルアルコールＥＯ付加物、ベンジルアルコールＥＯ付加物、メチルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物、エチルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物、プロピルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物、ブチルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物、シクロヘキシルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物、オクチルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物、イソオクチルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物、デシルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物、イソデシルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物、ベンジルアルコールＰＯ，ＥＯ付加物等が挙げられ、特に好ましくは、ＰＯ・ＥＯ共重合物（ブロック型）、ＰＯ・ＥＯ共重合物（ランダム型）、ＰＯ・ＥＯ共重合物（リバース型）、ブチルアルコールＥＯ付加物、シクロヘキシルアルコールＥＯ付加物、オクチルアルコールＥＯ付加物、イソオクチルアルコールＥＯ付加物、デシルアルコールＥＯ付加物等が挙げられる。
【００１６】
本発明のガラス加工液組成物に含まれる上記（Ｂ）の陰イオン界面活性剤（以下、（Ｂ）成分ということがある）は、式：Ｒ２Ｏ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍ−ＳＯ３Ｈ、もしくは、式：Ｒ３−ＳＯ３Ｈで表される化合物またはその塩である。
【００１７】
（Ｂ）成分の式中、Ｒ２及びＲ３は、炭素数２〜１１の炭化水素基であって、該炭化水素基は、飽和直鎖、飽和分岐鎖、不飽和直鎖、不飽和分岐鎖、脂環式又は芳香族が挙げられる。該炭化水素基は、具体的にはアルキル基(エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、sec-ブチル、tert-ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシルなどのC2-11の直鎖または分岐を有するアルキル基)、アルケニル基(アリル、１−プロペニル、２−メチル−２−プロペニル、イソプロペニル、１−、２−若しくは３−ブテニル、２−、３−若しくは４−ペンテニル、２−メチル−２−ブテニル、３−メチル−２−ブテニル、５−ヘキセニル、１−シクロペンテニル、１−シクロヘキセニル、３−メチル−３−ブテニル、ヘプチニル、オクチニルなどのＣ2−11の直鎖または分岐を有するアルケニル基)、アルキニル基（エチニル、１−若しくは２−プロピニル、１−、２−若しくは３−ブチニル、１−メチル−２−プロピニルなどのＣ2−11の直鎖または分岐を有するアルキニル基)、シクロアルキル基（シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロヘプチルなどのC3-7シクロアルキル基）、アリール基（フェニル、トルイル、キシリル、ナフチルなど）、アラルキル基(ベンジル、フェネチル)が挙げられる。ｍは０〜５の整数である。（Ｂ）成分は一種単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。また、（Ｂ）成分は市販品を使用すればよい。
【００１８】
（Ｂ）成分の具体例としては、エチレングリコールモノエチルエーテル硫酸、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル硫酸、ジエチレングリコールモノブチルエーテル硫酸、トリエチレングリコールモノシクロヘキシルエーテル硫酸、テトラエチレングリコールモノデシルエーテル硫酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メチルナフタレンスルホン酸等が挙げられる。
【００１９】
本発明のガラス加工液組成物に含まれる上記（Ｃ）の含リンキレート剤（以下、（Ｃ）成分ということがある）の具体例としては、リン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、ニトリロトリス（メチレンホスホン酸）、ホスホノブタントリカルボン酸、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホン酸）等が挙げられる。（Ｃ）成分は一種単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。また、（Ｃ）成分は市販品を使用すればよい。
【００２０】
本発明のガラス加工液組成物に含まれる上記（Ｄ）のアミン（以下、（Ｄ）成分ということがある）は、式：Ｒ４Ｒ５Ｒ６Ｎで表される化合物である。式中、Ｒ４は、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基またはヒドロキシブチル基であり、Ｒ５、Ｒ６は、同一又は異なって、水素、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシエトキシエチル基及び炭素数１〜８の炭化水素基であって、該炭化水素基は、飽和直鎖、飽和分岐鎖、不飽和直鎖、不飽和分岐鎖、脂環式又は芳香族である。Ｒ５、Ｒ６で表される炭化水素基としては、Ｒ１で表される炭化水素基と同じものが例示される。
【００２１】
（Ｄ）成分の具体例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジエタノールモノイソプロパノールアミン、モノエタノールジイソプロパノールアミン、Ｎ−メチルモノエタノールアミン、Ｎ−エチルモノエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、Ｎ−シクロヘキシルジエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルモノエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルモノエタノールアミン、ジグリコールアミン等が挙げられる。（Ｄ）成分は一種単独で使用してもよいし、二種以上を混合して使用してもよい。また、（Ｄ）成分は市販品を使用すればよい。
【００２２】
本発明の水溶性ガラス加工液組成物は、前記（Ａ）〜（Ｄ）成分を同時に含有することにより、高いガラス加工性を有し、かつ泡立ちを少なく抑え、加えてｐＨ上昇を抑制し、更に十分な防錆性を発現することができる。
【００２３】
本発明の水溶性ガラス加工液組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分を以下の比率で含む：
（Ａ）成分：０．００１〜８０重量％、好ましくは０．０５〜５０重量％；
（Ｂ）成分：０．０１〜８０重量％、好ましくは０．５〜５０重量％；
（Ｃ）成分：０．０１〜８０重量％、好ましくは０．５〜５０重量％；
（Ｄ）成分：０．０１〜８０重量％、好ましくは０．５〜５０重量％。
【００２４】
本発明の水溶性ガラス加工液組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分を合計して０．５〜９５重量％、水を５〜９９．５重量％含む。
【００２５】
原液に用いる水は、通常、水道水、イオン交換水、純水、超純水である。
【００２６】
本発明の水溶性ガラス加工液組成物は、前記原液をそのまま加工液として使用してもよいし、原液をさらに水により希釈して加工液として使用してもよい。希釈する場合、希釈水の種類は、原液に用いた水を用いればよい。原液の希釈度は、要求される性能に応じて決めればよいが、通常は前記原液を０．１重量％以上１００重量％未満に希釈して用いる。好ましくは、０．５重量％以上３０重量％以下に希釈して用いる。
【００２７】
本発明の水溶性ガラス加工液組成物のｐＨは、特に限定するものではないが、好ましくは６〜１１程度である。
【００２８】
本発明の水溶性ガラス加工液組成物は、ガラスの加工に用いられる。加工されるガラスとしては、ソーダガラス、クリスタルガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラスなどが挙げられ、ＬＣＤやＰＤＰといったディスプレイ用基板、ＨＤ用磁気ディスク基板、光学レンズなどに使用されるガラスの加工に用いることができる。
【００２９】
本発明の水溶性ガラス加工液組成物は、ダイヤモンド、シリコンカーバイド、セリア、アルミナ等の研磨材を含む、研磨パッド、ペレット砥石、ホイール砥石、研磨シートなどの工具にてガラスを加工するのに適している。
【実施例】
【００３０】
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３１】
＜加工能率＞
下記の加工機を用いて試験を行い、加工能率を測定した。加工能率は下記計算式で算出し、下記判定基準で判別した。
【００３２】
加工機        ：マルトー製ラポテスター  ＧＰ−０１
被削材        ：ソーダガラス（外径９５ｍｍ）
砥石          ：ダイヤ砥粒砥石（メタルボンド）
荷重          ：６５ｇ／ｃｍ２
ラップ盤回転数：２００ｒｐｍ
ワーク回転数  ：４８０ｒｐｍ
加工時間      ：１５分
加工液供給量  ：１Ｌ／分
判定基準      ：○・・・加工能率が８５ｍｇ／分超
△・・・加工能率が７５〜８５ｍｇ／分
×・・・加工能率が７５ｍｇ／分未満
加工能率      ：（加工後のワーク重量−加工前のワーク重量）／加工時間（分）
【００３３】
＜ｐＨ上昇抑制性＞
各試験試料１００ｇに水酸化ナトリウム５００ｐｐｍを混合し、ｐＨ上昇度を下記の式で計算して、下記判定基準で判別した。
【００３４】
ｐＨ上昇度    ：ＮａＯＨ混合後のｐＨ−初期のｐＨ
判定基準      ：○・・・ｐＨ上昇度が１．０以下
×・・・ｐＨ上昇度が１．０超
【００３５】
＜耐硬水性＞
硫酸マグネシウム１２ｍｇと塩化カルシウム２３ｍｇを９０ｇのイオン交換水に溶かし、試験試料１０ｇと混合して、析出物、沈殿等の発生状況を目視で確認した。下記判定基準で判別した。
【００３６】
判定基準      ：○・・・成分分離なし
×・・・成分分離あり（沈殿生成、乳化、固形分浮遊など）
【００３７】
＜消泡性＞
試験試料５００ｇを容量１４００ｍｌの家庭用ミキサーで攪拌し、２５℃にて１、５分後の泡残存を観察して、下記判定基準で判別した。
【００３８】
判定基準      ：○・・・１分以内に消泡
×・・・１分で消泡せず
【００３９】
＜防錆性＞
予め研磨したＦＣ２００の鋳鉄板に各試験試料液を塗布し、３０℃、湿度８０％とした恒温器内で３日静置して、表面の発錆状況を目視で確認し、下記判定基準で判別した。
【００４０】
判定基準      ：○・・・発錆なし
×・・・発錆あり
【００４１】
実施例１〜５
以下の表１に示す各成分を各割合で含む水溶性ガラス加工液組成物を用い、上記の測定条件に従って、加工能率、ｐＨ上昇抑制性（ｐＨ上昇度）、耐硬水性、消泡性、防錆性について試験した。結果を表1に示す。
【００４２】
【表１】
0005495686.tif 000002
【００４３】
比較例１〜５
以下の表２に示す各成分を各割合で含む水溶性ガラス加工液組成物を用い、上記の測定条件に従って、加工能率、ｐＨ上昇抑制性（ｐＨ上昇度）、耐硬水性、消泡性、防錆性について試験した。結果を表２に示す。
【００４４】
【表２】
0005495686.tif 000003
【００４５】
上記の表の結果から、成分（Ａ）〜成分（Ｄ）の4成分を全て含む本発明の水溶性ガラス加工液組成物が、加工能率に優れ、かつ、ｐＨ上昇度が抑制され、耐硬水性、消泡性、
防錆性のいずれの点においても良好であることが示された。