(57)【要約】【課題】本発明は研磨用組成物とその製造方法を提供する。【解決手段】多数の研磨粒子、有機樹脂及び開始剤を混合、撹拌してスラリーとし、これら研磨粒子をスラリー中に均一に分布させ、スラリーを予め定めた形状の金型に注入して、スラリーを固形形状の研磨用組成物に成形する。研磨用組成物は研磨粒子含有量が高いことから、基材を速やかに研磨することでき、しかも基材表面に擦り傷を生じ難い。【選択図】図２
2009269165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形形状を有する研磨用組成物であって、前記研磨用組成物は少なくとも１種類の多数の研磨粒子、前記研磨粒子を一体に接着した少なくとも１種類の有機樹脂及び開始剤を含み、前記研磨粒子は前記研磨用組成物全体に均一に分布し、前記研磨粒子は酸化セリウム、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、炭酸バリウム、酸化チタン及びケイ素の中から少なくとも一つ選択し、前記有機樹脂はアクリル樹脂、ポリケトン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、有機ケイ素樹脂及びエポキシ樹脂の中から少なくとも一つ選択することを特徴とする研磨用組成物。
【請求項２】
前記研磨用組成物は研磨面を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
前記研磨粒子の粒径が０．５〜１００．０μｍに分布していることを特徴とする請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
研磨用組成物の製造方法であって、
少なくとも１種類の多数の研磨粒子、液状有機樹脂及び開始剤を混合撹拌してスラリーとし、前記研磨粒子は酸化セリウム、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、炭酸バリウム、酸化チタン及びケイ素の中のから一つ選択し、前記有機樹脂はアクリル樹脂、ポリケトン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、有機ケイ素樹脂及びエポキシ樹脂の中から少なくとも一つ選択する工程と、
前記スラリーを均質化して前記研磨粒子を前記スラリー内に均一に分布する工程と、
前記スラリーを予め定めた形状の金型内に注入する工程と、
前記スラリーを固形形状の研磨用組成物に成形する工程と、
からなることを特徴とする研磨用組成物の製造方法。
【請求項５】
前記スラリーを固形形状の研磨用組成物に成形する工程の後に、さらに前記研磨用組成物を加工して切削し、前記研磨用組成物が研磨面を有する工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項６】
前記研磨粒子の粒径が０.５〜１００.０μmであることを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項７】
前記研磨粒子は前記スラリーの重量の４０〜８５％を占めることを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項８】
前記有機樹脂は前記スラリーの重量の１５〜６０％を占めることを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項９】
前記スラリーを固形形状の研磨用組成物に成形する工程において、加熱方法で前記スラリーを成形し、加熱温度は摂氏６０〜１２０度の間で、加熱時間は２〜４時間であることを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項１０】
研磨粒子、有機樹脂及び開始剤を混合する工程において、さらに溶剤を混合する工程を含み、前記開始剤の含有量は０．５〜２．５％であることを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項１１】
研磨粒子、有機樹脂及び開始剤を混合する工程において、さらにハイドロキノンである抑制剤を混合する工程を含み、前記抑制剤の含有量は０．１〜１％であることを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項１２】
研磨粒子、有機樹脂及び開始剤を混合する工程において、さらにフタル酸ジブチル，フタル酸ジオクチル及びフタル酸ジ−ｎ−ブチルの中のから一つ選択した可塑剤を混合する工程を含み、前記可塑剤の含有量は２〜２０％であることを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項１３】
研磨粒子、有機樹脂及び開始剤を混合する工程において、さらにアミド、シアン酸塩及びアルデヒドの中のから一つ選択した硬化剤を混合する工程を含み、前記硬化剤の含有量は０．５〜５％であることを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【請求項１４】
前記スラリーを均質化する工程において、撹拌、プレス若しくはボールミル粉砕の方法によって、前記スラリーを均質化することを特徴とする請求項４に記載の研磨用組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用組成物とその製造方法に関し、特に研磨する基材を速やかに研磨でき、且つ擦り傷を生じにくい研磨用組成物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の研磨(Polish)の主要方法は、機械の動力によって水及び多数の研磨粒子10aを含むスラリー(Slurry)を動かし、基材100aの表面101aに対して研磨を行うもので、図１で示すように、通常の研磨粒子10aの形状には略球状(図１で示す)と略片状の２種類があり、研磨粒子10aの外面には基材100aを切削する能力があり、また研磨粒子10aの粒径が大きれば大きい程、その切削能力も高くなる。
【０００３】
前記スラリーは、図１中の矢印方向に向かって前記基材100aに圧力をかけ、前記スラリー(図略)が含む研磨粒子10aを利用して前記基材100aの表面101aで転がり、これによって前記基材100aは切削され、研磨工程を完成させる。
【０００４】
しかし、従来の技術を用いて研磨を行う際には、以下のような問題点がある。
1、研磨粒子の硬さが基材の硬さの制限を受けるため、研磨粒子の硬さは基材より少し高いものを選ぶ必要があるが、過度に高くてはならず、そうでなければ容易に擦り傷を生じる。
2、スラリーの中に異なる粒径の研磨粒子が混合している際、大きい粒径の研磨粒子は容易に基材上に擦り傷を作るため、使用の際には、必ず先に研磨粒子の粒径の選別を行い、同一粒径の研磨粒子を使う必要がある。
3、前記スラリーの中に含まれる研磨粒子は、通常その総重量の30％を超えないので、確実に切削能力を有する研磨粒子と基材の有効接触面積は実際には非常に小さく、このため比較的長い時間をかけて研磨しなければ表面を平らにならすことができない。
4、研磨する際には、研磨粒子の外周を用いて上記基材の表面を切削する点状切削の方式を採用するため、研磨粒子本体の切削能力を完全に発揮できるわけではなく、またその過程で常に大量の水や研磨粒子を補充する必要があり、水や研磨粒子を浪費しやすく、また廃棄するスラリーを排出する際、環境汚染をもたらす。
【０００５】
このため、本発明者は前記問題の改善のために、研究に専念し、学術原理と合わせて運用し、合理的かつ有効的に前記の問題を解決する本発明の設計を提出する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主要目的は、有機樹脂を用いて多数の研磨粒子を接着させ、比較的高い研磨粒子含量を有し、基材に対して研磨を行う際、前記研磨粒子と基材が接触する有効面積を比較的大きくし、このため研磨時間を大幅に短縮でき、更に擦り傷を生じにくい研磨用組成物を提供することにある。
【０００７】
本発明のもうひとつの目的は、有機樹脂や多数の研磨粒子、開始剤を混合させて研磨用組成物を形成し、研磨粒子を比較的緊密かつ均一に前記研磨用組成物内に分布させ、これによって前記研磨用組成物は常温で固形形状を形成でき、また基材に対して研磨を行うのに便利である研磨用組成物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は研磨用組成物を提供するが、前記研磨用組成物は常温で固形形状を有し、前記研磨用組成物は少なくとも１種類の多数の研磨粒子、前記研磨粒子を一体に接着した少なくとも１種類の有機樹脂、及び開始剤を含み、前記研磨粒子は、前記研磨用組成物全体に均等に分布し、その中で前記研磨粒子は酸化セリウム、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、炭酸バリウム、酸化チタン、及びケイ素の中から少なくとも１つ選択され、前記有機樹脂はアクリル樹脂、ポリケトン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、有機ケイ素樹脂、及びエポキシ樹脂の中から少なくとも１つ選択される。
【０００９】
本発明は他に、研磨用組成物の製造方法を提供し、以下の工程を含む。少なくとも１種類の多数の研磨粒子、液状を呈する有機樹脂、及び開始剤を混合攪拌してスラリーとし、そのうち前記研磨粒子は、酸化セリウム、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、炭酸バリウム、酸化チタン、及びケイ素の中から１つ選択され、前記有機樹脂はアクリル樹脂、ポリケトン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、有機ケイ素樹脂、及びエポキシ樹脂の中から１つ選択される。前記スラリーを均質化し、前記研磨粒子を前記スラリー内に均一に分布する。前記スラリーを予め定めた形状を有する金型内に注入する。前記スラリーを、固形形状を有する研磨用組成物に成形する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は以下の有益効果を有する。本発明は研磨粒子と有機樹脂の種類、または研磨粒子の粒径の大きさを調整することで、前記研磨用組成物の性質を変え、これによって異なる各基材上で使用できる。本発明は、異なる種類の研磨粒子を結合させ、切削能力を高め、擦り傷が生じるのを防ぐことができる。本発明は研磨粒子の粒径に対して厳格な制限を行う必要がなく、研磨粒子を有効且つ充分に利用し、研磨粒子の浪費を防ぎ、大幅に研磨時間を短縮し、生産量を増加するのみならず、更に環境汚染も防ぐことができる。
【００１１】
本発明が既定の目的を達成するために採用する技術や方法、効果を更に理解するために、以下のような本発明に関する詳細説明や図面を参照し、本発明の目的や特徴、特典を信頼し、より深く且つ具体的に理解することができるが、付属図面と付属文献は参考提供、且つ説明に使用されるのみで、本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】公知技術で研磨した場合の概略図である。
【図２】本発明の研磨用組成物実施例１の正面概略図である。
【図３】本発明の研磨用組成物実施例１の上面概略図である。
【図４】本発明の研磨用組成物実施例２の斜視概略図である。
【図５】本発明の研磨用組成物実施例２の断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施例１）
本発明は研磨用組成物の製造方法を提供し、以下の工程を含む。
(a)少なくとも１種類の多数の研磨粒子、液状の有機樹脂、及び開始剤(initiator)を混合攪拌させてスラリーとし、前記研磨粒子は同１種類、または多くの異なる種類を混合させて作ることができ、前記研磨粒子の粒径は0.5〜100.0μmで、且つ前記研磨粒子は前記スラリーの重量の40〜85％を占める。
【００１４】
そのうち前記研磨粒子は、酸化セリウム、酸化アルミニウム、ダイヤモンド、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、炭酸バリウム、酸化チタン、及びケイ素の中から少なくとも１つ選択する。前記有機樹脂は前記スラリーの重量の15〜60％を占め、且つ前記有機樹脂は、アクリル樹脂、ポリケトン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、有機ケイ素樹脂及びエポキシ樹脂の中から少なくとも１つ選択する。
【００１５】
前記開始剤は、過酸化ベンゾイル(BPO)、t-ブチルパーオキシネオデカノエート(TBPB)、ホスゲン(COCl2)、及び過酸化水素(H2O2)の中から１つ選択する。
(b)攪拌やプレス、ボールミル方式を通して前記スラリーを均質化し、前記スラリー中で有機樹脂によって生み出される塊を分散させ、それによって前記研磨粒子は前記スラリー内に均一に分布できる。
(c)前記スラリーを予め定めた形状の金型内に注入する。
(d)加熱方式を用いて、前記研磨粒子を前記有機樹脂によって一体に接着し、これによって前記スラリーから固形形状を有する研磨用組成物を形成し、また前記研磨粒子は前記研磨用組成物全体に均一に分布する。加熱温度は摂氏６０〜１２０度の間で、加熱時間は２〜４時間である。
(e)前記研磨用組成物を加工切削し、前記研磨用組成物の表面に必要な研磨面を形成し、前記研磨面は前記基材の外形と対応する。
【００１６】
上述の研磨粒子、有機樹脂、及び開始剤を混合させる工程(a)において、当然以下の成分または以下の成分の組合せを混合させて、前記スラリーの性質を変え、それによって使用者の各需要(スラリーの容易性の保存、硬さ増加等)に答えることができる。
1、溶剤を混合し、前記スラリーの形態を変えることができる。前記開始剤の含有量は前記スラリーの重量の０．５〜２．５％である。
2、ハイドロキノン(HQ)等の抑制剤を混合し、前記スラリーを容易に保存できるようにする。前記抑制剤の含有量は前記スラリーの重量の０．１〜１％である。
3、可塑剤を混合し、前記可塑剤はフタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジオクチル（DOP）、及びフタル酸ジ−ｎ−ブチル(BBP)の中から１つ選択する。前記可塑剤の含有量は前記スラリーの重量の２〜２０％である。
4、硬化剤を混合し、前記硬化剤はアミド(amide)、シアン酸塩(cyanate)、及びアルデヒドの中から１つ選択する。前記硬化剤の含有量は前記スラリーの重量の０．５〜５％である。例を挙げると、前記アミドは材料であって、そのうちＲ７４８という型のものなどを、前記シアン酸塩（ｃｙaｎａｔｅ）は材料であって、そのうちＮ７５という型のものなどを、アルデヒドはグルタルアルデヒド（Ｇｌｕｔａｒａｌｄｅｈｙｄｅ）などを使用することができる。
（実施例２）
図２及び図３で示すように、これは上述の製造方法を用いて製成する研磨用組成物1の第１実施例であるが、前記研磨用組成物1は研磨基材100を研磨するために使用され、前記基材100はガラス、レンズ、ウェハー、石英、サファイア(Sapphire)、陶磁、ソーラーパネル、鉄または建材であり得、本実施例では前記基材100はガラスである。
【００１７】
前記研磨用組成物1は、多数の研磨粒子10、少なくとも１種類の有機樹脂20、及び開始剤(図略)を含み、そのうち前記研磨粒子10は全て同一種類または異なる種類を混ぜたものからなり、また前記有機樹脂20は単一種類または異なる種類を混合したもので、前記有機樹脂20を用いて前記研磨粒子10を一体に接着でき、前記研磨粒子10は前記研磨用組成物1全体に均一に分布できる。
【００１８】
前記研磨用組成物1は常温で固形形状を有し、本実施例中では、前記研磨用組成物1はキューブ状を呈するが、これに制限されるわけでない。前記研磨用組成物1の上面は更に前記基材100と接触する研磨面30として形成し、前記研磨面30は方形を呈する平面で、一般の切削加工技術によって形成される。上述の組成を用いて本発明の研磨用組成物1を形成する。
【００１９】
前記研磨用組成物1を利用して、前記基材100に研磨を行う際、前記研磨用組成物1は不動を維持し、前記基材100(レンズ)から図２中の矢印方向に沿って前記研磨用組成物1に圧力をかけ、前記研磨用組成物1の研磨面30を利用して前記基材100の表面101を研磨する。
【００２０】
公知技術は研磨スラリー（研磨剤に加水したもの）で研磨動作を行うが、その研磨粒子が単一の粒径でなく、粒径分布現象を起こしているため、圧力を受けるとその力が不均一となる現象が起こり易くなってすり傷をつくり、長時間研磨すると研磨粒子が粉々になって研磨能力が低下する。これに対して、本願の発明は研磨粒子を研磨体に固形化し且つ平面にすることで、粒径分布現象が無くなり、加えて固形化後の研磨粒子の含有量が従来の研磨スラリーより高く、従って研磨速度を向上させ研磨時間を短縮することができる。
（実施例３）
図４及び図５図で示すように、これは本発明の研磨用組成物1の第２実施例で、第１実施例との差異は以下の通りである。
前記研磨用組成物1は丸い棒状を呈し、前記基材100はレンズで、且つ突出する断面略円弧状を呈す表面101を有し、前記研磨用組成物1の一端は切削加工を通じて前記基材100の表面101の形状に対応する研磨面30に形成し、本実施例中では、前記研磨面30はくぼみ状を呈する断面略円弧面である。
【００２１】
前記基材100(レンズ)に研磨を行う際、前記研磨用組成物1は不動を維持し、前記基材100からその軸方向を中心として連続的に旋回し、前記研磨用組成物1の研磨面30を前記基材100の表面101に接触させて、研磨の工程を達成する。
【００２２】
当然、上述の研磨用組成物1の形状に制限はなく、使用者の需要によって決めることができ、前記研磨面30は突出する断面略円弧面やその他の基材100の表面と対応かつ合わせることができる外形を呈することができ、研磨工程の実行に役立つ。
【００２３】
このように、本発明研磨用組成物を通じて、以下のような特徴及び効果を有することができる。
1、有機樹脂の選択と改変を通して、前記研磨用組成物は弾力性を有することができ、このため前記基材の硬さより高く出ている硬さを有する多くの研磨粒子を使用でき、必ず同じ大きさの粒径の研磨粒子を使って研磨を行うように制限されず、本発明は異なる各種類の研磨粒子を結合させ、切削能力を高め、擦り傷が生じるのを防ぐことができる。
2、研磨粒子は比較的小さい体積に圧縮され、研磨粒子が前記研磨用組成物中に均一に分布し、基材を密着させて重ね合わて摺動すれば、研磨効果を達成できる。これによって、使用可能な研磨粒子の粒径範囲を広くすることができる。
3、本発明の研磨用組成物は固形状で、含まれる研磨粒子は総重量の40％以上を占め、研磨粒子と基材が接触する有効接触面積は比較的大きく、このため大幅に研磨時間を短縮でき、同時に生産量を引き上げることができる。
4、本発明の研磨用組成物が研磨を行う際には、研磨面を用いて前記基材表面を切削する面状切削の方式を採用し、研磨する際、水を加えるだけで界面を潤滑させることができ、研磨粒子をさらに補充する必要がなく、研磨粒子を有効的かつ充分に利用でき、研磨粒子の大量浪費と汚染を防ぐ。
【００２４】
しかし、以上述べたことは本発明の比較的好ましい実行可能な実施例であるのみで、このために本発明の特許範囲を限定縮小するものではなく、総じて本発明の明細書、特許請求の範囲及び図面と同効果の技術変化を運用して、全て同様に本発明の範囲内に含まれ、言明する意味に適う。
【符号の説明】
【００２５】
［公知］
１０ａ    研磨粒子
１００ａ  基材
１０１ａ  表面
［本発明］
１    研磨用組成物
１０  研磨粒子
２０  有機樹脂
３０  研磨面
１００  基材
１０１  表面
【図１】
2009269165.tif 000003
【図２】
2009269165.tif 000004
【図３】
2009269165.tif 000005
【図４】
2009269165.tif 000006
【図５】
2009269165.tif 000007