(57)【要約】  固定研磨材要素とワークピースとの間に流体を適用し、続いて、固定研磨材要素及びワークピースを互いに対して平行移動させる工程を含む、ワークピースを機械加工する方法。流体はリン含有有機化学物質を含む目詰まり防止剤を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定研磨材要素と、主にガラス、ガラスセラミック又はセラミック組成物を含むワークピースとの間に流体を適用し、該流体が目詰まり防止剤を含み、該目詰まり防止剤がリン含有有機化学物質を含む、工程、並びに該固定研磨材要素及び該ワークピースを互いに対して平行移動させて、該ワークピースから材料を除去する工程、を含む、該ワークピースを機械加工する方法。
【請求項２】
前記リン含有有機化学物質が、ホスホネート、ホスフェート、ホスホルアミド、ホスホンアミド、チオホスフェート、チオホスホネート及びホスファイトからなる群から選択される官能基を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記官能基が、ホスホネートを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ホスホネートが、グリシン−Ｎ，Ｎ−ジ（ＧＤＭＰ）、アミノトリ（ＡＴＭＰ）、Ｎ−２ヒドロキシエチル−Ｎ，Ｎ−ジ（ＨＥＭＰＡ）、エチレンジアミンテトラ（ＥＤＴＭＰＡ）、ヘキサメチレンジアミンテトラ、ジエチレントリアミンペンタ、ホスホノギ酸塩、ヒドロキシホスホノ酢酸（ＨＰＡ）、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、１−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）及びそれらの塩からなる群から選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ホスホネートが、１−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）及びそれらの塩を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
機械加工する工程が、ラッピングを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記固定研磨材が砥粒を含み、該砥粒が、約１．５ミクロン〜５０ミクロンの範囲内のメジアン粒径を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
機械加工が研磨を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記固定研磨材が砥粒を含み、該砥粒が、約０．０１〜１．５ミクロンの範囲内のメジアン粒径を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記流体が、潤滑性要素を含み、該潤滑性要素が、１）アルコール、チオール、エステル、アミド、アミン、アミンオキシド又はイミド、及びそれらの誘導体を含む、非イオン性官能性化学物質、２）ホスフェート、ホスホネート、スルフェート、スルホネート又はカルボキシレート、及びそれらの誘導体を含む、アニオン性官能性化学物質、３）第４級アミン又はアミン塩、及びそれらの誘導体のようなカチオン性官能性化学物質、並びに４）プロプリオネート、ベタイン、グリシネート又はスルタイン、及びそれらの誘導体を含む、両性官能性化学物質、からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記潤滑性要素が、前記１）非イオン性官能性化学物質及び前記２）アニオン性官能性化学物質からなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記潤滑性成分が、前記非イオン性官能性化学物質を含み、前記非イオン性官能性化学物質が、アルコール、チオール、エステル、アミド、アミン、アミンオキシド又はイミド、及びそれらの誘導体からなる群から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記固定研磨材要素が、被覆された研磨材又は結合研磨材を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記固定研磨材が前記被覆された研磨材を含み、前記被覆された研磨材が、バインダーシステムによって裏打ち基材に結合された砥粒を有する該裏打ち基材を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記固定研磨材が前記結合研磨材を含み、前記結合研磨材が、バインダーシステムによって同時に結合された砥粒を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記固定研磨材が、ダイヤモンド、炭化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化クロム、酸化鉄及びそれらの複合材からなる群から選択される固定砥粒を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記ワークピースが、本質的に、ガラス、セラミック又はガラスセラミック複合材からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ワークピースが、本質的に、前記ガラスからなる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ワークピースが、本質的に、シリカベースのガラスからなる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ワークピースが、主に、セラミック組成物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記平行移動させる工程が、固定位置に前記ワークピースを保持し、前記ワークピースに対して前記固定研磨材を平行移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記固定研磨材が、前記ワークピースに対して回転する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記平行移動させる工程が、固定位置に前記固定研磨材を保持し、前記ワークピースを平行移動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
固定研磨材要素とガラスワークピースとの間に流体を適用し、該流体が目詰まり防止剤を含み、前記目詰まり防止剤がホスホネート官能基を有する有機化学物質を含む、工程、並びに該固定研磨材要素及び該ガラスワークピースを互いに対して平行移動させて、該ワークピースから材料を除去する工程を含む、該ガラスワークピースを機械加工する方法。
【請求項２５】
前記目詰まり防止剤が、１−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）及びそれらの塩を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２６】
前記ガラスワークピースが、本質的に、シリカベースのガラスからなる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
固定研磨材要素とガラスワークピースとの間に非研磨ラッピング流体を適用し、該ラッピング流体が、目詰まり防止剤及び潤滑性要素を含み、該目詰まり防止剤がホスホネート官能基を有する有機化学物質を含み、該潤滑性要素が、１）非イオン性官能性化学物質、２）アニオン性官能性化学物質、３）カチオン性官能性化学物質及び４）両性官能性化学物質からなる群から選択される、工程、並びに該固定研磨材要素及び該ガラスワークピースを互いに対して平行移動させて、該ワークピースから材料を除去する工程、を含む、該ガラスワークピースを機械加工する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、ワークピースを機械加工するための方法及び機械加工作業中に利用される流体に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削、ラッピング及び研磨作業を広範に含む、機械加工作業は、所望の表面仕上げを得るため、及び部品を成形するために、様々な産業にわたって幅広く使用されている。機械加工作業は、多種多様な最終用途に配置される非金属、無機部品（例えば、ガラス、ガラスセラミック及びセラミック部品）に関して幅広く利用されている。例えば、ガラス及びガラスセラミック部品は、商業的応用及び住宅応用の両方において建築材料として幅広く利用されている。また、ガラス材料は、電子部品実装、光応用及び太陽光応用において、並びに照明応用及び建築応用における先端材料として、並びにフラットパネルディスプレイとして益々、幅広く利用されている。
【０００３】
ガラス、ガラスセラミック及びセラミックに関する適用を要求する上で必要とされる様々な設計品質が、材料の高い除去率によって理想的に特徴付けられ、好ましくない引っかき傷、孔食、磨耗又は他の表面欠陥機構に起因する表面欠陥を制御し、又は最小化する正確な機械加工作業についての必要性をさらに高めている。
【０００４】
特に平坦なワークピースの前処理に関して、砥粒が所定の位置に固定されている固定研磨材の使用を組み込んだラッピング及び研磨作業が幅広く使用されている。ここで、固定研磨材は、一般に、２種類の研磨材要素である、結合研磨材（ｂｏｎｄｅｄ  ａｂｒａｓｉｖｅ）又は被覆された研磨材被覆された研磨材（ｃｏａｔｅｄ  ａｂｒａｓｉｖｅ）要素の１つと定義されている。被覆された研磨材被覆された研磨材は、一般に、砥粒が結合される可撓性の裏打ちを有するが、一方、結合研磨材は、一般に、粒間の結合層を形成するマトリクスなどによって一緒に結合される砥粒からなる。このような固定研磨材は、砥粒が、一般に、多くの場合、流体懸濁液（例えば、水性懸濁液）において遊離している、遊離研磨材又は研磨スラリーと対比されるべきである。固定研磨材は、潜在的に改良された平面性及び改良された処理制御を含む、機械加工作業の間に多くの利点を提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特に、ガラス、ガラスセラミック及びセラミック部品に関して、当該技術分野における、固定研磨材要素を利用する改良された機械加工作業についての必要性が存在し続けている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、流体が、固定研磨材要素とワークピースとの間に適用され、固定研磨材要素及びワークピースは、互いに対して動かされて、ワークピースから材料を除去する、ワークピースを機械加工するための方法が提供される。特定の態様によれば、ワークピースは、ガラス、ガラスセラミック又はセラミック部品から主に構成され、流体は目詰まり防止剤（ａｎｔｉ−ｃｌｏｇｇｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）を含む。目詰まり防止剤はリン含有有機化学物質から構成される。
【０００７】
別の実施形態によれば、流体が、固定研磨材要素とガラスワークピースとの間に提供されて、固定研磨材要素及びガラスワークピースが、互いに対して平行移動して、ワークピースから材料を除去する、ガラスワークピースを機械加工する方法が提供される。目詰まり防止剤は、ホスホネート官能基を有する有機化学物質から構成されてもよい。
【０００８】
本発明のさらに別の態様によれば、非研磨のラッピング流体が、固定研磨材要素とガラスワークピースとの間に提供されて、固定研磨材要素及びガラスワークピースが、互いに動かされる、ガラスワークピースを機械加工する方法が提供される。ラッピング流体は、概して、目詰まり防止剤及び潤滑性要素を含み、目詰まり防止剤は、ホスホネート官能基を有する有機化学物質を含み、潤滑性要素は、非イオン性官能性化学物質、アニオン性官能性化学物質、カチオン性官能性化学物質及び両性官能性化学物質からなる群から選択される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の態様によれば、ワークピースを機械加工するための方法が提供され、その方法は、固定研磨材要素とワークピースとの間に流体を適用することから開始する。一般に、固定研磨材要素は、上記のように定義される。つまり、砥粒が、所定の位置に固定される要素であり、一般に、互いに対して所定の位置に固定される（結合研磨材）か、又は互いに対して所定の位置に、かつ裏打ち部材に固定される（被覆された研磨材）。固定研磨材の実際の構造は、用途に依存して広範に変化させてもよい。例えば、被覆された研磨材は、紙、布、縫い付けられた布（ｓｔｉｔｃｈ  ｂｏｎｄｅｄ  ｃｌｏｔｈ）、不織布及び織布材料、繊維又はフィルムの裏打ちを利用してもよく、被覆された研磨材は、ベルト、ディスク、シート、接合スリーブ（ｉｎｔｅｒｌｉｎｅｄ  ｓｌｅｅｖｅ）、ロール、フラップディスク、フラップホイール及び他の幾何学的形状を含む、いくつかの異なる幾何学的形をとってもよい。一方、結合研磨材は、典型的には、固体形態で、砥石ホイール、円筒ホイール、カップホイール、ディッシュホイール、セグメント、コーン、取り付けホイール並びに点状、れんが状及び棒状の形態などの組込構造である。結合研磨材要素の結合マトリクスは、ビトリファイド結合剤（ｖｉｔｒｉｆｉｅｄ  ｂｏｎｄ）などのようなガラス相の形態であってもよいか、又は、樹脂接着剤の形態、あるいはそれらの組み合わせであってもよい。
【００１０】
さらに、特に、被覆された研磨材に関して、固定研磨材は、一般に、ピラミッド、マウンド、リッジなどの形態の盛り上がった表面特性又は他の表面特性のパターンを有する設計された研磨材の形態であってもよい。
【００１１】
ワークピースについては、一般的には、本発明の態様は、ガラス、ガラスセラミック又はセラミック組成物などの非金属、無機材料に限定される。前述のうち、ガラス及びガラスセラミック複合材などの重要なガラス相を有するこれらの組成物は、本発明の特定の実施形態によって機械加工される。実際に、多くの場合、ワークピースは、本質的にガラスからなってもよい。つまり、その機械加工性に実質的に影響を与える他の非アモルファス種を含まない。ガラスワークピースに関して、ガラスは、シリカ微細構造骨格を有するシリカベースであってもよい。シリカベースガラスの特定の種類としては、Ｂ2Ｏ3の重要な含有量並びに必要に応じて、Ｎａ2Ｏ／Ｋ2Ｏ及びＡｌ2Ｏ3などの他の酸化物を含むホウケイ酸ガラスが挙げられる。他の種類としては、Ｎａ2Ｏ、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＡｌ2Ｏ3の重要な含有量を含むソーダ石灰ガラスが挙げられる。
【００１２】
ワークピースの実際の幾何学的形状は、管状、光ファイバー及び他の形状を含む、凸面又は凹面外形などの形態のように変化させてもよい。多くの場合、ワークピースの少なくとも１つの主要な表面は平面であり、その表面は、本明細書に開示される機械加工作業に供されてもよい。ワークピースは、ソーダ石灰ガラス（ｓｏｄａ−ｌｉｎｅ  ｇｌａｓｓ）又はＩ線用ガラス（Ｉ−ｌｉｎｅ  ｇｌａｓｓ）、石英ガラス、及びフッ化カルシウムなどのマイクロリソグラフィ部品、ウエハブランク基材（ｗａｆｅｒ  ｂｌａｎｋ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）、レーザーウインドウの形態並びに他の形態であってもよい。ワークピースはまた、商業的及び住宅建築産業に利用されるような平面ガラスの形態であってもよく、ガラスセラミック組成物を広範に含んでもよい。さらに他の一般的なワークピースは、例えば、干渉フィルターから平行面ワークピースの範囲に及ぶ光学装置及びガラス機器についてのガラス部品を含む。
【００１３】
固定研磨材の粒子の組成物は、酸化アルミニウム、ジルコニア、酸化セリウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、ガーネット、立方晶窒化ホウ素、ダイヤモンド及び使用される任意の他の一般的な研磨材を含んだ適切な材料の中で変更させてもよい。本発明の実施形態は、特に強力な研磨材を利用してそのような状況下でも高水準の効果を発揮する。ガーネットは勿論のこと、ダイヤモンド研磨材、炭化ホウ素（立方体状の炭化ホウ素を含む）及び炭化ケイ素のようなカーバイド研磨材も同様にそのような効果を発揮する。
【００１４】
さらに、固定砥粒のメジアン粒径は、約０．０１ミクロン〜約１．５ミクロンの範囲内、典型的には、わずかに狭い範囲内、例えば、約０．１〜１．０ミクロン、０．１０〜０．５０ミクロンなどの範囲内であるように微粒であってもよい。１ミクロン未満のメジアン粒径の仕様は、一般に、精密表面仕上げが、低材料除去率で機械加工作業を実施することによって与えられる研磨処理を示す。しかしながら、他の実施形態によれば、固定研磨材のメジアン粒径は、２〜５０ミクロン、又は２〜１０ミクロンのオーダーのように１ミクロンより大きくてもよい。この場合、典型的に、機械加工作業は、ラッピング作業として特徴付けられる。
【００１５】
様々なの実施形態によれば、ワークピースを機械加工するための方法は、固定研磨材要素とワークピースとの間に流体の適用を継続し、続いて、互いに対して固定研磨材要素及びワークピースが平行移動して、ワークピースから材料を除去する。これに関して、固定研磨材は固定して保持されて、ワークピースが平行移動されてもよく、ワークピースは固定して保持されて、固定研磨材要素が平行移動されてもよいか、あるいは、固定研磨材要素及びワークピースの両方が平行移動されてもよい。平行移動は、固定したワークピース上で閉ループ被覆された研磨材ベルトを平行移動する場合のように、直線移動のように異なる経路に沿って実施されてもよく、回転研削ディスク又はホイールの場合のように回転されてもよいか、又はワークピース若しくは固定研磨材要素が中心軸の周りを回りながら、固定研磨材要素を回転させる場合のように回転と軌道との組み合わせであってもよい。
【００１６】
特定の態様によれば、流体は目詰まり防止剤を含み、目詰まり防止剤は、一般に、リン含有有機化学物質を含む。リン含有有機化学物質は、ホスホネート、ホスフェート、ホスホルアミド、ホスホンアミド、チオホスフェート、チオホスホネート、及びホスファイトからなる群から選択される官能基を有してもよい。特定の実施形態によれば、官能基は、ホスホネートである。例えば、ホスホネートは、グリシン−Ｎ，Ｎ−ジ（ＧＤＭＰ）、アミノトリ（ＡＴＭＰ）、Ｎ−２ヒドロキシエチル−Ｎ，Ｎ−ジ（ＨＥＭＰＡ）、エチレンジアミンテトラ（ＥＤＴＭＰＡ）、ヘキサメチレンジアミンテトラ、ジエチレントリアミンペンタ、ホスホノギ酸塩、ヒドロキシホスホノ酢酸（ＨＰＡ）、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、１−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）及びそれらの塩からなる群から選択されてもよい。本明細書に記載される特定の作用実施形態によれば、目詰まり防止剤は、少なくともＨＥＤＰを含む。
【００１７】
別の態様によれば、流体はまた、潤滑性要素を含んでもよく、その成分は、１）アルコール、チオール、エステル、アミド、アミン、アミンオキシド、又はイミド及びそれらの誘導体を含む、非イオン性官能性化学物質、２）ホスフェート、ホスホネート、スルフェート、スルホネート、又はカルボキシレート及びそれらの誘導体を含む、アニオン性官能性化学物質、３）第４級アミン又はアミン塩及びそれらの誘導体のようなカチオン性官能性化学物質、並びに４）プロプリオネート、ベタイン、グリシネート又はスルタイン（ｓｕｌｔａｉｎｅ）及びそれらの誘導体を含む、両性官能性化学物質、からなる群から選択される。
【００１８】
典型的には、潤滑性要素は、非イオン性及びアニオン性官能性化学物質から選択され、非イオン性官能性化学物質に関しては、アルコール、チオール、エステル、イミド、アミド、イミド及びそれらの誘導体からなる群から選択されてもよい。
【００１９】
流体は、好ましくは、担体溶媒として水を利用するが、グリコール、アルコール及びカーボネートのような他の適切な溶媒を使用してもよい。溶媒の使用において主に考慮されるのは、目詰まり防止剤及び潤滑性要素を可溶化する溶媒の能力である。溶媒はまた、溶媒和及び固定研磨材要素からの残渣を移動することによって目詰まり防止剤を補助する。目詰まり防止剤の具体的な濃度は、０．００１％ｗ／ｗ〜１０％ｗ／ｗ、例えば、０．１％ｗ／ｗ〜１．０％ｗ／ｗ（ｗ／ｗ＝目詰まり防止剤の質量／流体の質量）である。同様に、潤滑性要素は、典型的に、０．０１％ｗ／ｗ〜４９％ｗ／ｗの濃度で使用される。溶媒濃度は、１００％ｗ／ｗまでの濃度の差分であるとみなされる。ある実施形態において、溶媒及び潤滑性要素は、１００％ｗ／ｗまでの濃度の差分についてのエチレングリコールの使用の場合のように、同じものであると考えられる。使用できるｐＨ値、つまり、水素イオン濃度の負の対数は、１．０〜１４．０の範囲内であり、特定の流体についての特定のｐＨの範囲は、７．０〜１３．０である。流体のｐＨが、水に溶解された目詰まり防止剤のものを超える場合、塩基が所望のｐＨを達成するために使用される。本発明の目的のために、塩基はルイス塩基、又は電子密度を供与できる任意の化学物質とみなされる。適切な塩基の例としては、水酸化ナトリウム、アンモニア又はエタノールアミンが挙げられるが、多くの他のものも許容できる。好ましい塩基は、水酸化カリウムである。
【実施例】
【００２０】
組成物Ａ
０．１７５％  １−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）
０．１２５％  水酸化カリウム（ＫＯＨ）
９９．７００％  水
ｐＨ＝７．０
【００２１】
組成物Ｂ
０．１７５％  １−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）
０．１８５％  水酸化カリウム（ＫＯＨ）
０．１００％  Ｕｃｏｎ  ５０−ＨＢ−６６０
９９．５４０％  水
ｐＨ＝１１．０
【００２２】
組成物Ｃ
０．１７５％  １−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）
０．１８５％  水酸化カリウム（ＫＯＨ）
０．２００％  Ｔｏｍａｈ  ＡＯ−４０５
９９．４４０％  水
ｐＨ＝１１．０
【００２３】
組成物Ｄ
０．１７５％  １−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）
０．１２５％  水酸化カリウム（ＫＯＨ）
０．２２０％  Ａｃｕｓｏｌ  ４４５
９９．４８０％  水
ｐＨ＝７．０
【００２４】
試験装置は、固定研磨材パッドを備えた生産サイズの両面ラッピング機械（Ｓｐｅｅｄｆａｍ  １６Ｂ）であった。比較ラッピング試験を、担体流体として水及び冷却材のみで実施し、一方、上記の本発明の実施形態に対応する実施例では、上記の実施例に関連してリン含有有機化学物質、特にＨＥＤＰを組み込んだ。機械加工は、種々の光学ガラスであり、目的は、研磨工程前に迅速に材料（ｓｔｏｃｋ）を除去することであった。
【００２５】
比較ラッピング試験において、１回又は２回の生産サイクルの後、研磨パッドは、研削からの残渣を積み、１）平面性を悪化させ、２）研磨材をほとんど曝露させないため、材料除去を劇的に低下させるという２つの事柄を生じる。対照的に、ＨＥＤＰ添加剤により、１週間までの研削の間、材料除去性能が向上して維持された。さらに、ＨＥＤＰ添加剤により、潤滑剤を除いた場合、ただ水のみで効果的であることが見出された。
【００２６】
本明細書の実施形態によれば、出願人らは、上記のワークピースの特定の固定研磨材の機械加工用途に関して、目詰まり防止剤を組み込んだ機械加工流体の利用が、機械加工性能に重要な影響を与えていることを発見した。例えば、必要に応じて、材料除去及び削りくず除去に役立つ流体添加剤とともに、機械加工作業に関して固定研磨材を利用することが、機械加工産業内において一般に公知である。さらに、特定の機械加工作業において、材料除去に役立つため、及び必要に応じて、遊離研磨材を利用するＣＭＰ作業の場合のように、ワークピースの平坦化に役立つために、機械加工を受けるワークピースとの化学的相互作用を有する化学物質種を利用することが所望されることが、一般に理解されている。対照的に、本発明の実施形態によれば、固定研磨材の機械加工作業において、上記の特定の目詰まり防止剤の利用が、固定研磨材の目詰まりを防止するのに重要な影響を与えることが、発見されている。
【００２７】
ホウケイ酸ガラスを機械加工する特定の状況において、３Ｍ  Ｔｒｉｚａｃｔパッドのような固定ダイヤモンドパッドが、研削作業に利用されている。しかしながら、機械加工の間、多くの場合、このようなパッドは、時々、２〜３サイクルのみの範囲内でワークピース（基材）から除去された材料を全体に積むか、又は詰まらせる。このような目詰まりは、ワークピースの平坦化に悪い影響を与えるなど、著しい悪影響を与える。目詰まり及び積載の問題に対処するために、パッドは、目詰まりした材料を除去するために、アルミナ仕上げパッドのようなセラミック部品で仕上げられてもよい。しかしながら、このような仕上げパッドは、一般に、すぐに擦り切れ、それらが本質的に仕上げ用途の状況における消耗品であるという事実を考慮して、購入するのに費用がかかる。出願人らは、例えば、Ｓａｂｅｒｌｕｂｅ  ９０１６を含む、上記のような最先端の潤滑性流体と組み合わせて使用される場合でさえ、このようなパッドの多くの目詰まりを留意している。
【００２８】
ホウケイ酸ガラスの機械加工作業の状況における目詰まり防止剤の組み込みは、仕上げ作業の間の機械加工の期間を、非常に改良することが見出されている。実際、機械加工は、仕上げ処理をしない一週間全体で、作業可能であると見出され、１日あたり同じ数のサイクルでの当該分野の技術水準より９０％の向上を示す。
【００２９】
ホスホネート官能性化学物質のような官能性化学物質が、材料除去に役立つために、遊離研磨材スラリーを用いる機械加工作業の状況において利用されているが、本発明の態様は、固定研磨材機械加工の状況において目詰まり防止現象の利点がある。固定研磨材機械加工とのこのような組み合わせは、ガラス、ガラスセラミック及びセラミックのような無機、非金属ワークピースの処理可能性を著しく向上させる。
【００３０】
本発明の実施形態は、ホスホネートベースの目詰まり防止剤及びそれらを組み込んだ組成物として例示して記載されているが、本発明は、示された詳細に制限されると意図されない。なぜなら、種々の変更及び代替物が、本発明の範囲から決して逸脱せずになされ得るからである。例えば、さらなる又は等価の代替物が提供されてもよく、さらなる又は等価の生産工程が利用されてもよい。同様に、本明細書に開示される本発明のさらなる変更及び等価物は、慣例の実験のみを用いて当業者が想到でき、全てのこのような変更及び等価物は、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲内であると考えられるからである。
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月19日(2009.6.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定研磨材要素と、主にガラス、ガラスセラミック又はセラミック組成物を含むワークピースとの間に流体を適用し、該流体が目詰まり防止剤を含み、該目詰まり防止剤がリン含有有機化学物質を含む、工程、並びに該固定研磨材要素及び該ワークピースを互いに対して平行移動させて、該ワークピースから材料を除去する工程、を含む、該ワークピースを機械加工する方法。
【請求項２】
固定研磨材要素とガラスワークピースとの間に流体を適用し、該流体が目詰まり防止剤を含み、該目詰まり防止剤がホスホネート官能基を有する有機化学物質を含む、工程、並びに該固定研磨材要素及び該ガラスワークピースを互いに対して平行移動させて、該ワークピースから材料を除去する工程を含む、該ガラスワークピースを機械加工する方法。
【請求項３】
固定研磨材要素とガラスワークピースとの間に非研磨ラッピング流体を適用し、該ラッピング流体が、目詰まり防止剤及び潤滑性要素を含み、該目詰まり防止剤がホスホネート官能基を有する有機化学物質を含み、該潤滑性要素が、１）非イオン性官能性化学物質、２）アニオン性官能性化学物質、３）カチオン性官能性化学物質、及び４）両性官能性化学物質からなる群から選択される、工程、並びに該固定研磨材要素及び該ガラスワークピースを互いに対して平行移動させて、該ワークピースから材料を除去する工程、を含む、該ガラスワークピースを機械加工する方法。
【請求項４】
前記リン含有有機化学物質が、ホスホネート、ホスフェート、ホスホルアミド、ホスホンアミド、チオホスフェート、チオホスホネート及びホスファイトからなる群から選択される官能基を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記官能基が、グリシン−Ｎ，Ｎ−ジ（ＧＤＭＰ）、アミノトリ（ＡＴＭＰ）、Ｎ−２ヒドロキシエチル−Ｎ，Ｎ−ジ（ＨＥＭＰＡ）、エチレンジアミンテトラ（ＥＤＴＭＰＡ）、ヘキサメチレンジアミンテトラ、ジエチレントリアミンペンタ、ホスホノギ酸塩、ヒドロキシホスホノ酢酸（ＨＰＡ）、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、１−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）及びそれらの塩からなる群から選択される、ホスホネートを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ホスホネートが、１−ヒドロキシエチリジン−１，１’−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）及びそれらの塩を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記固定研磨材が砥粒を含み、該砥粒が、約１．５ミクロンから５０ミクロンまでの範囲内のメジアン粒径を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記固定研磨材が砥粒を含み、該砥粒が、約０．０１から１．５ミクロンまでの範囲内のメジアン粒径を有する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記流体が潤滑性要素を含み、該潤滑性要素が、１）アルコール、チオール、エステル、アミド、アミン、アミンオキシド又はイミド、及びそれらの誘導体を含む、非イオン性官能性化学物質、２）ホスフェート、ホスホネート、スルフェート、スルホネート又はカルボキシレート及びそれらの誘導体を含む、アニオン性官能性化学物質、３）第４級アミン又はアミン塩及びそれらの誘導体のようなカチオン性官能性化学物質、並びに４）プロプリオネート、ベタイン、グリシネート又はスルタイン及びそれらの誘導体を含む、両性官能性化学物質、からなる群から選択される、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記潤滑性要素が、前記１）非イオン性官能性化学物質及び２）アニオン性官能性化学物質からなる群から選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記潤滑性要素が、非イオン性官能性化学物質を含み、前記非イオン性官能性化学物質が、アルコール、チオール、エステル、アミド、アミン、アミンオキシド又はイミド、及びそれらの誘導体からなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記固定研磨材が被覆された研磨材を含み、該被覆された研磨材が、バインダーシステムによって裏打ち基材に結合された砥粒を有する該裏打ち基材を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記固定研磨材が結合研磨材を含み、該結合研磨材が、バインダーシステムによって同時に結合された砥粒を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記固定研磨材が、ダイヤモンド、炭化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化クロム、酸化鉄及びそれらの複合材からなる群から選択される固定砥粒を含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記ワークピースが、本質的に、シリカベースのガラスからなる、請求項２又は３に記載の方法。
【国際調査報告】
2010513693.tif 000002
2010513693.tif 000003
2010513693.tif 000004
2010513693.tif 000005
2010513693.tif 000006