(57)【要約】  合成樹脂製品等を研磨する用途においてより好適に使用可能な研磨用組成物を提供すること、及び研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨する研磨方法を提供する。砥粒、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、ピロリドン化合物又はカプロラクタム化合物及び水を含有し、ｐＨが７．０以下である、研磨用組成物を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、ピロリドン化合物又はカプロラクタム化合物、及び水を含有し、ｐＨが７．０以下である、研磨用組成物。
【請求項２】
ｐＨが４．５以下である、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
ｐＨが３．４以下である、請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
前記砥粒がアルミナである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
前記アルミナの体積基準の平均粒子径が０．１μｍ以上０．５μｍ以下である、請求項４に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
前記アルミナのＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇ以上５０ｍ２／ｇ以下である、請求項４または５に記載の研磨用組成物。
【請求項７】
前記アルミナのα化率が５０％以上である、請求項４〜６のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項８】
前記砥粒がシリカである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項９】
前記シリカの体積基準の平均粒子径が０．０２μｍ以上０．３μｍ以下である、請求項８に記載の研磨用組成物。
【請求項１０】
前記価数が１価の酸のアルミニウム塩の含有量が５質量％以上１５質量％以下である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項１１】
前記価数が１価の酸のアルミニウム塩が硝酸アルミニウムまたは塩化アルミニウムから選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項１２】
合成樹脂の研磨に使用される請求項１〜１１のいずれか１項に記載の研磨用組成物。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の研磨用組成物を用いて合成樹脂研磨する、合成樹脂研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨用組成物、特に合成樹脂製品等を研磨する用途に適した研磨用組成物、及び研磨用組成物を用いて合成樹脂製品等を研磨する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される研磨用組成物は、アルミナからなる砥粒、硝酸アルミニウムやグリコール類等を含む研磨促進剤、及び水を含有し、合成樹脂製品等を研磨する用途に用いられる。また、特許文献２に開示される研磨用組成物は、砥粒、及びピロリドン化合物／又はポリビニルカプロラクタムの水分散液を含み、有機高分子眼科基材を研磨する用途に用いられる。【０００３】
これら研磨用組成物には、研磨対象物を迅速に研磨する能力（即ち、高い研磨能力）を有することが求められている。しかしながら、例えば、特許文献１の研磨用組成物においては、アルミナを増量して研磨能力を高めているが、原料コストが増大し、アルミナの粒子径を大きくした場合には研磨後の研磨対象物の表面粗さが大きくなる。また、硝酸アルミニウムを増量した場合には研磨機の腐食及び手あれの問題が生じ、グリコール類を増量した場合にはアルミナの場合と同様、原料コストが増大する。特許文献２の研磨用組成物においても、研磨能力の向上は図られているが、研磨後の研磨対象物の表面性状や研磨用組成物の研磨能力の安定性については明らかではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１１２３９号公報
【特許文献２】特表２００８−５３７７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、好適に使用可能な研磨用組成物、特に合成樹脂製品等を研磨する用途においてより好適に使用可能な研磨用組成物を提供すること、及び研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨する研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、砥粒、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、ピロリドン化合物又はカプロラクタム化合物及び水を含有し、ｐＨが７．０以下である、研磨用組成物を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、好適に使用可能な研磨用組成物、特に合成樹脂製品等を研磨する用途においてより好適に使用可能な研磨用組成物が提供される。また本発明によれば、このような研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨する研磨方法も提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る研磨用組成物は、砥粒、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、ピロリドン化合物又はカプロラクタム化合物及び水を含有し、ｐＨが７．０以下である。研磨対象物は特に限定されないが、合成樹脂を研磨するために好ましく用いることができる。研磨用組成物は、例えば、合成樹脂基板あるいは合成樹脂製品を得るための半製品を研磨する用途に用いられる。合成樹脂としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられ、熱可塑性樹脂としては、アクリル樹脂（ポリメチルメタアクリル）、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン、アクリロニトリル・スチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニルエーテル、ポリブチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルサルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの完全フッ素化樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などの部分フッ素化樹脂、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などのフッ素化樹脂共重合体）等が挙げられる。また熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリウレタン等が挙げられる。これらの中でも、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂を研磨する用途に好適に使用でき、特にアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂を研磨する用途に一層好適に使用することができる。【０００９】
また、研磨対象物の成形方法は特に限定されないが、熱可塑性樹脂の成形方法としては、例えば、射出成形、ブロー成形、押出し成形、Ｔダイ法、インフレーション法、真空成形、圧空成形、カレンダー成形等が挙げられる。また熱硬化性樹脂の成形方法としては、例えば、注型、真空成形、圧空成形、圧縮成形、プレス成形、ハンドレイアップ、圧縮成形、プレス成形、射出成成形等が挙げられる。本発明の一実施形態に係る研磨用組成物は、これらの成形方法により成形された合成樹脂を研磨する用途に好適に使用することができ、具体的にはこれらの成形方法により成形、また加工された合成樹脂に生じる加工痕などの欠陥やうねりを除去し、低欠陥、平坦、平滑な表面を得ることができる。【００１０】
砥粒は、研磨対象物を機械的に研磨する役割を担う。砥粒は、アルミナ、シリカ、酸化セリウム、ジルコニア、チタニア、酸化鉄、酸化マンガンなどのケイ素及び金属元素の酸化物からなる粒子を用いることができる。なかでもアルミナ及びシリカが好適である。アルミナは、α−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、κ−アルミナ、及び非晶質アルミナのいずれであってもよい。また、例えば、アルミナ等の砥粒に加えて、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、コロイダルジルコニア、コロイダルチタニア、フュームドシリカ、フュームドアルミナ、フュームドジルコニア、フュームドチタニア、シリカゾル、アルミナゾル、ジルコニアゾル、及びチタニアゾルなどを少なくとも１種含有してもよい。コロイド状の金属酸化物は、研磨用組成物中においてコロイド状に分散することによって研磨用組成物の粘度を増大する。これにより、研磨用組成物中の砥粒の分散性が向上し、砥粒のケーキングが抑制される。これらの金属酸化物はまた、研磨用組成物中において、砥粒同士の凝集を抑制する。これにより、凝集した砥粒に起因するスクラッチの発生が抑制される。【００１１】
砥粒の体積基準の平均粒子径（以下「Ｄ５０」と記すこともある）は、特に制限はないが、例えばアルミナの場合は０．１μｍ以上が好ましく、０．２μｍ以上がより好ましい。またシリカの場合は０．０５μｍ以上が好ましく、０．１５μｍ以上がより好ましく、０．２μｍ以上がさらに好ましい。この範囲であれば、高い研磨速度を有することができる。また、砥粒の体積基準の平均粒子径は、研磨速度の観点からは、例えばアルミナの場合は５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましく、１．５μｍ以下がさらに好ましい。またシリカの場合は、１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましい。また、表面性状の観点からは、例えばアルミナの場合は、１．０μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましく、０．３μｍ以下がさらに好ましい。またシリカの場合は０．３μｍ以下が好ましく、０．２５μｍ以下がより好ましく、０．２μｍ以下がさらに好ましい。なお、本発明において体積基準の平均粒子径とはレーザー回折散乱式粒子径分布測定装置で測定した累積中央値を示す。【００１２】
砥粒の体積基準の積算粒子径分布における１０％粒子径（小粒径側からの積算度数が１０％となる粒子径。以下「Ｄ１０」と記すこともある）は、例えばアルミナの場合は０．０５μｍ以上が好ましく、０．１μｍ以上がより好ましく、０．１５μｍ以上がさらに好ましい。この範囲であれば、高い研磨速度を有することができる。また、Ｄ１０は例えばアルミナの場合は１μｍ以下が好ましく、０．７μｍ以下がより好ましく、０．５μｍ以下がより好ましく、０．３μｍ以下がさらに好ましく、０．２５μｍ以下がさらにより好ましく、０．２μｍ以下が最も好ましい。この範囲であれば、表面性状が良好になる。【００１３】
砥粒の体積基準の積算粒子径分布における９０％粒子径（小粒径側からの積算度数が９０％となる粒子径。以下「Ｄ９０」と記すこともある）は、例えばアルミナの場合は０．１５μｍ以上が好ましく、０．２μｍ以上がより好ましく、０．２５μｍ以上がさらに好ましく、０．３μｍ以上が最も好ましい。この範囲であれば、高い研磨速度を有することができる。また、Ｄ９０は例えばアルミナの場合は８μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好ましく、２μｍ以下がさらに好ましく、１μｍ以下がより好ましく、０．６μｍ以下がさらに好ましく、０．５μｍ以下がさらにより好ましく、０．４μｍ以下が最も好ましい。この範囲であれば、表面性状が良好になる。【００１４】
砥粒のＤ５０に対するＤ９０の比率（Ｄ９０／Ｄ５０）は、例えばアルミナの場合は１．１以上が好ましく、１．２以上がより好ましい。この範囲であれば、高い研磨速度を有することができる。また、Ｄ９０／Ｄ５０は例えばアルミナの場合は２．５以下が好ましく、１．７以下がより好ましく、１．５以下がさらに好ましい。この範囲であれば、表面性状が良好になる。【００１５】
砥粒のＤ１０に対するＤ９０の比率（Ｄ９０／Ｄ１０）は、例えばアルミナの場合は１．２以上が好ましく、１．３以上がより好ましく、１．５以上がさらに好ましく、１．７以上が最も好ましい。この範囲であれば、高い研磨速度を有することができる。また、Ｄ９０／Ｄ１０は例えばアルミナの場合は６．５以下が好ましく、３．０以下がより好ましく、２．５以下がさらに好ましく、２．１以下が最も好ましい。この範囲であれば、表面性状が良好になる。【００１６】
砥粒のＤ１０に対するＤ５０の比率（Ｄ５０／Ｄ１０）は、例えばアルミナの場合は１．１以上が好ましく、１．２以上がより好ましい。この範囲であれば、高い研磨速度を有することができる。また、Ｄ５０／Ｄ１０は例えばアルミナの場合は２．０以下が好ましく、１．８以下がより好ましく、１．６以下がさらに好ましい。この範囲であれば、表面性状が良好になる。【００１７】
また、砥粒のＢＥＴ比表面積については、特に制限はないが、例えばアルミナの場合は５ｍ２／ｇ以上が好ましく、１０ｍ２／ｇ以上がより好ましく、１５ｍ２／ｇ以上がさらに好ましい。また、２５０ｍ２／ｇ以下が好ましく、５０ｍ２／ｇ以下がより好ましく、２５ｍ２／ｇ以下がさらに好ましい。この範囲であれば、良好な表面形状を保ちながら高い研磨速度を有することができる。なお、ＢＥＴ比表面積は例えばマイクロメリテックス社製のＦｌｏｗＳｏｒｂII２３００を用いて測定することができる。砥粒に吸着させるガスとしては窒素、アルゴン、クリプトン等を使用することができる。【００１８】
また、砥粒としてアルミナを用いる場合、そのα化率は特に制限はないが、３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましい。この範囲であれば、良好な表面形状を保ちながら高い研磨速度を有することができる。なお、α化率は例えばＸ線回折測定による（１１３）面回折線の積分強度比から求めることができる。【００１９】
また、本発明の研磨液中に含有される砥粒の濃度は、特に制限はないが、例えばアルミナの場合は、通常、０．１質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、３質量％以上がさらに好ましい。またシリカの場合は０．１質量％以上が好ましく、１質量％以上がより好ましく、３質量％以上がさらに好ましい。この範囲であれば、高い研磨速度を有することができる。また砥粒の濃度は、例えばアルミナの場合は、４０質量％以下が好ましく、２０質量％以下がより好ましく、１５質量％以下がさらに好ましい。またシリカの場合は４０質量％以下が好ましく、３０質量％以下がより好ましく、２５質量％以下がさらに好ましい。この範囲であれば、研磨用組成物のコストが適切となる。【００２０】
価数が１価の酸のアルミニウム塩は研磨促進剤としての機能、および被研磨面の面品質を向上する機能を有する。価数が１価の酸のアルミニウム塩を少量しか含有しない研磨用組成物は、研磨能力が低い。従って、研磨用組成物の研磨能力をより確実に向上させるという観点から見た場合、研磨用組成物中の価数が１価の酸のアルミニウム塩の含有量は、０．０１質量％以上であることが必要であり、２質量％以上が好ましく、４質量％以上がより好ましく、４質量％超がさらに好ましく、５質量％以上が最も好ましい。一方、研磨用組成物の価数が１価の酸のアルミニウム塩を大量に含有しても性能の大幅な向上は得られずコストの面で不利となるため、１５質量％以下とする。これらの含有量は、価数が１価の酸のアルミニウム塩が水和水を有する場合は、水和水を除いた含有量である。なお、価数が１価の酸のアルミニウム塩の好ましい例として、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム等が挙げられる。【００２１】
前記実施態様に係る研磨用組成物は、研磨促進剤として硝酸アルミニウム以外に、無機酸、有機酸、またはこれらの塩を含んでもよい。無機酸の具体例としては、リン酸、硝酸、硫酸、塩酸、次亜リン酸、ホスホン酸、ホウ酸、スルファミン酸等が挙げられる。有機酸の具体例としては、クエン酸、マレイン酸、リンゴ酸、グリコール酸、コハク酸、イタコン酸、マロン酸、イミノ二酢酸、グルコン酸、乳酸、マンデル酸、酒石酸、クロトン酸、ニコチン酸、酢酸、アジピン酸、ギ酸、シュウ酸、プロピオン酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、シクロヘキサンカルボン酸、フェニル酢酸、安息香酸、クロトン酸、メタクリル酸、グルタル酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、グリコール酸、タルトロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ酢酸、ヒドロキシ安息香酸、サリチル酸、イソクエン酸、メチレンコハク酸、没食子酸、アスコルビン酸、ニトロ酢酸、オキサロ酢酸、グリシン、アラニン、グルタミン酸、アスパラギン酸、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、システイン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、チロシン、プロリン、シスチン、グルタミン、アスパラギン、リシン、アルギニン、ニコチン酸、ピコリン酸、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、エチルグリコールアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、フィチン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノトリ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、エタン−１，１−ジホスホン酸、エタン−１，１，２−トリホスホン酸、エタン−１−ヒドロキシ−１，１−ジホスホン酸、エタンヒドロキシ−１，１，２−トリホスホン酸、エタン−１，２−ジカルボキシ−１，２−ジホスホン酸、メタンヒドロキシホスホン酸、２−ホスホノブタン−１，２−ジカルボン酸、１−ホスホノブタン−２，３，４−トリカルボン酸、α−メチルホスホノコハク酸、アミノポリ（メチレンホスホン酸）、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、アミノエタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸等が挙げられる。【００２２】
塩の例としては、上述した無機酸や有機酸の、金属塩（例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩）、アンモニウム塩（例えば、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩等の第四級アンモニウム塩）、アルカノールアミン塩（例えば、モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩）等が挙げられる。塩の具体例としては、リン酸三カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム等のアルカリ金属リン酸塩およびアルカリ金属リン酸水素塩；上記で例示した有機酸のアルカリ金属塩；その他、グルタミン酸二酢酸のアルカリ金属塩、ジエチレントリアミン五酢酸のアルカリ金属塩、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸のアルカリ金属塩、トリエチレンテトラミン六酢酸のアルカリ金属塩；等が挙げられる。これらのアルカリ金属塩におけるアルカリ金属は、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等であり得る。【００２３】
前記実施態様に係る研磨用組成物は、水溶性ポリマーとしてピロリドン化合物又はカプロラクタム化合物を含む。水溶性ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは３０００以上であり、より好ましくは５０００以上であり、さらに好ましくは１００００以上であり、最も好ましくは３００００以上である。これにより、スラリーの分散性向上との技術的効果がある。また、水溶性ポリマーの重量平均分子量は、好ましくは５０万以下、より好ましくは３０万以下、さらに好ましくは１０万以下である。これにより、安定性が向上する技術的効果を有する。【００２４】
前記実施態様に係る研磨組成物において用いられる好適なピロリドン化合物は、ポリビニルピロリドン（以下、ＰＶＰという。）である。本発明におけるスラリー組成物に用いられるＰＶＰの重量平均分子量は３，０００以上が好ましく、１０，０００以上がより好ましい。また、６０，０００以下が好ましく、５０，０００以下がより好ましい。これらの範囲内の重量平均分子量をもつＰＶＰは様々な化学製品供給業者から容易に入手できる。【００２５】
ピロリドン化合物はＰＶＰ以外の化合物として、例えば、Ｎ−オクチル−２−ピロリドン、Ｎ−ドデシル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−シクロヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、Ｎ−ブチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヘキシル−２−ピロリドン、Ｎ−デシル−２−ピロリドン、Ｎ−オクタデシル−２−ピロリドン、Ｎ−ヘキサデシル−２−ピロリドン、ポリビニルピロリドンのコポリマーが挙げられ、これらを組み合わせても構わない。【００２６】
ピロリドン化合物は該スラリー組成物中の含有量は、０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１質量％以上がさらに好ましい。また、５質量％以下が好ましく、２質量％以下がより好ましく、１質量％以下がさらに好ましい。ピロリドン化合物は、価数が１価の酸のアルミニウム塩と共に含有されることにより合成樹脂の研磨促進に有効に働く。【００２７】
カプロラクタム化合物はε−カプロラクタムと呼ばれる含窒素有機化合物であり、そのほとんどが、ナイロン６の製造に使用されている。カプロラクタムはピロリドン化合物の代替として使用することができる。カプロラクタム化合物の含有量は、スラリー組成物中０．０１質量％以上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、０．１質量％以上がさらに好ましい。また、５質量％以下が好ましく、２質量％以下がより好ましく、１質量％以下がさらに好ましい。ε−カプロラクタムの合成法は、シクロヘキサノンからシクロヘキサノンオキシムを合成し、これをベックマン転位によりε−カプロラクタムに転換する方法が主要な工業的方法として知られている。シクロヘキサノンからシクロヘキサノンオキシムを合成する方法としては、例えば、チタノシリケート触媒の存在下に、シクロヘキサノン、過酸化水素、及びアンモニアを反応させることによりシクロヘキサノンオキシムを製造する際に、反応系から使用済み触媒を取り出し、この使用済み触媒と未使用の触媒を併用して反応を行う方法等がある。【００２８】
前記実施態様に係る研磨組成物は、水溶性ポリマーとして、ピロリドン化合物又はカプロラクタム化合物に加えてこれ以外の水溶性ポリマーを含んでもよい。例えば、ポリアルキレンオキサイドアルキルエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのグリコール類や、セルロース誘導体、デンプン誘導体、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリアルキレンオキサイド等であってもよい。【００２９】
水は、研磨用組成物中の水以外の成分を分散又は溶解する媒質としての役割を担う。水は、工業用水、水道水、蒸留水、又はそれらをフィルター濾過したものであってもよく、不純物をできるだけ含有しないことが好ましい。【００３０】
研磨用組成物のｐＨは７．０以下であり、６．０以下が好ましく、５．０以下がより好ましく、４．５以下がさらに好ましい。また２．０以上が好ましく、２．３以上がより好ましい。また、研磨能力の向上の観点から、ｐＨは２．５以上が好ましく、３．０以上がより好ましく、３．６以上がさらに好ましい。また、４．５以下が好ましく、４．４以下がより好ましく、４．３以下がさらに好ましい。研磨用組成物のｐＨがこの範囲であれば、研磨用組成物の研磨能力が向上される。また、長期保管時の経時変化に対する安定性の観点からは２．８以上が好ましく、３．０以上がより好ましい。また、３．６以下が好ましく、３．４以下がより好ましい。研磨用組成物のｐＨがこの範囲であれば、長期に亘って安定した研磨性能を保持することができる。なお、ｐＨは前述の酸、または水酸化カリウム等の公知のアルカリを適宜加えることで調整することができる。【００３１】
研磨用組成物のゼータ電位は０ｍＶ以上が好ましい。研磨用組成物のゼータ電位がこの範囲であれば、研磨用組成物の研磨能力が向上され、また研磨用組成物の安定性が向上する。【００３２】
研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨するときには、研磨パッドを研磨対象物に押し付けた状態で、研磨用組成物を研磨パッドに供給しながら研磨パッド及び研磨対象物のいずれか一方を他方に対して摺動させる。研磨時に供給する研磨用組成物の温度が低すぎる場合には、研磨用組成物が凍結したり、研磨用組成物の冷却コストが嵩んだりする虞がある。【００３３】
前記実施形態の研磨用組成物は、消泡剤、防カビ剤、界面活性剤、防錆剤等をさらに含有してもよい。【００３４】
前記実施形態に係る研磨用組成物は、使用時の濃度よりも高い濃度にて希釈用原液を製造し、その希釈用原液を水で希釈することによって調製されてもよい。使用時の濃度よりも高い濃度にて希釈用原液を製造することにより、研磨用組成物の輸送コストや保管場所を抑えることができる。
【実施例】
【００３５】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１）
実施例１〜１〜１−２１においては、アルミナ、ポリビニルピロリドン、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩である研磨促進剤、及び水を混合して研磨用組成物を調製した。実施例１−１〜１−２１の各研磨用組成物中のアルミナ、ポリビニルピロリドン、研磨促進剤の含有量、アルミナの体積基準の平均粒子径および水溶性ポリマーの重量平均分子量、各研磨組成物のゼータ電位の正負およびｐＨは表１に示すとおりである。比較例１−１〜１−２５においては、表２に示されるアルミナ、水溶性ポリマー、研磨促進剤及び水を混合して研磨用組成物を調製した。ｐＨは、硝酸、または水酸化カリウムを適宜加えて調整した。なお、アルミナの体積基準の平均粒子径は株式会社堀場製作所社製のレーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置ＬＡ−９５０で、研磨用組成物のゼータ電位は協和界面化学株式会社製の電気音響法高濃度ゼータ電位計ＺｅｔａＰｒｏｂｅで正負を測定し、ｐＨは株式会社堀場製作所社製のｐＨメーターＦ−７２で測定した。【００３６】
【表１】
2020122191.tif 000002
【００３７】
【表２】
2020122191.tif 000003
【００３８】
実施例１−１〜１−２１及び比較例１−１〜１−２５の研磨用組成物を用いて以下の研磨条件にてアクリル樹脂を研磨した。
研磨対象物：アクリル樹脂（ロックウェル硬度Ｍ８５）
研磨機：日本エンギス株式会社製ＥＪ−３８０ＩＮ
研磨パッド：フジボウ愛媛株式会社製スエードパッドＮ１７
研磨荷重：１５０ｇ／ｃｍ２（１４．７ｋＰａ）
研磨時間：３分
研磨用組成物の使用量：４５ｍｌ
研磨用組成物の供給量：１５ｍｌ／分【００３９】
アクリル樹脂の研磨速度は、メトラー・トレド株式会社製電子秤ＸＳ２０５により、研磨前後のアクリル樹脂の重量差から算出した。得られた研磨速度値を表１及び表２に示した。研磨後のアクリル樹脂の研磨面を株式会社キーエンス社製レーザー顕微鏡ＶＫ−Ｘ２００、対物・接眼レンズともに２０倍、観測視野角５２８×７０５μｍにより観察することにより、表面性状を評価した。表面にスクラッチが全く観察されない場合をＡ、前述視野角におけるスクラッチの数が１〜２本の場合をＢ、３〜１０本の場合をＣ、１１本以上の場合をＤで表示した。【００４０】
また、研磨用組成物の安定性は、８０℃に加温したＹａｍａｔｏ社製送風定温恒温器ＤＫ６００Ｔに研磨用組成物を７日間保管した後、研磨速度を測定し、保管前後の研磨速度から変化率を算出した。研磨速度の変化率が１０％以内の場合をＡ、１０〜２０％の場合をＢ、２０％以上の場合をＣで表示した。研磨用組成物の安定性を評価していないものは−で表示した。【００４１】
表１から明らかなように、アルミナ、ポリビニルピロリドン、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、及び水を混合して研磨用組成物を使用した実施例１−１〜１−２１では、研磨速度が１．５０μｍ／分を上回り、かつスクラッチが少なく表面性状が良好であった。さらに、ｐＨが２．８〜４．０の範囲にある実施例１−３、１−１２〜１−１４は研磨用組成物の安定性が良好で、特に、ｐＨ３．２の実施例１−１３は安定性が極めて良好であった。これに対して、表２に示されるように、水溶性ポリマーがポリビニルピロリドン以外である比較例１−５〜１−１２、水溶性ポリマーを含まない比較例１−１および１−３、研磨促進剤が価数が１価の酸のアルミニウム塩以外である比較例１−１３〜１−２１、研磨促進剤を含まない比較例１−１および１−２、価数が１価の酸のアルミニウム塩の含有量が１５質量％を超える比較例１−４、ｐＨが７．０よりも高い比較例１−２２〜１−２４、砥粒を含まない比較例１−２５では、研磨速度が低いか、スクラッチが多く表面性状が良好でない結果であった。驚くべきことに、砥粒とポリビニルピロリドンからなる比較例１−２の研磨速度が１．２４μｍ／ｍｉｎ、砥粒と価数が１価の酸のアルミニウム塩からなる比較例１−３の研磨速度が１．３０μｍ／ｍｉｎであるのに対し、砥粒に加えてポリビニルピロリドンと硝酸アルミニウムを混合した実施例１−３では研磨速度が３．８０μｍ／ｍｉｎと特異的に高い研磨速度が得られることが確認できた。【００４２】
（実施例２）
実施例２−１においては、表３に示されるシリカ、ポリビニルピロリドン、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩である研磨促進剤、及び水を混合して研磨用組成物を調製した。各研磨用組成物中のシリカ、ポリビニルピロリドン、研磨促進剤の含有量、アルミナの体積基準の平均粒子径および水溶性ポリマーの重量平均分子量、各研磨組成物のゼータ電位の正負およびｐＨは表３に示すとおりである。
比較例２−１〜２−３においては、表３に示されるシリカ、水溶性ポリマー、研磨促進剤及び水を混合して研磨用組成物を調製した。ｐＨは、硝酸、または水酸化カリウムを適宜加えて調整した。なお、シリカの体積基準の平均粒子径は株式会社堀場製作所社製のレーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置ＬＡ−９５０で、研磨用組成物のゼータ電位は協和界面化学株式会社製の電気音響法高濃度ゼータ電位計ＺｅｔａＰｒｏｂｅで正負を測定し、ｐＨは株式会社堀場製作所社製のｐＨメーターＦ−７２で測定した。評価条件は実施例１と同様の条件とし、評価を行った。【００４３】
【表３】
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【００４４】
表３から明らかなように、シリカ、ポリビニルピロリドン、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、及び水を混合して研磨用組成物を使用した実施例２−１では、研磨速度が１．００μｍ／分を上回り、かつスクラッチが少なく表面性状が良好であった。これに対して、水溶性ポリマーを含まない比較例２−３、研磨促進剤を含まない比較例２−２、水溶性ポリマーおよび研磨促進剤を含まない比較例２−１では、研磨速度が低く、スクラッチも実施例２−１に比べるとやや劣る結果であった。【００４５】
（実施例３）
実施例３−１および３−２、並びに比較例３−１〜３−３では、実施例１と同様に、表４に示されるアルミナ、水溶性ポリマー、研磨促進剤、及び水を混合して研磨用組成物を調製した。得られた研磨用組成物を使用して以下の研磨条件にてポリカーボネート樹脂を研磨した。なお、表４には、表１及び表２と同様に、各研磨用組成物中のアルミナ、ポリビニルピロリドン、価数が１価の酸のアルミニウム塩の含有量、アルミナの体積基準の平均粒子径および水溶性ポリマーの重量平均分子量、各研磨組成物のゼータ電位およびｐＨが示されている。
研磨対象物：ポリカーボネート樹脂（ロックウェル硬度Ｍ７０）
研磨機：日本エンギス株式会社製ＥＪ−３８０ＩＮ
研磨パッド：フジボウ愛媛株式会社製スエードパッドＮ１７
研磨荷重：１５０ｇ／ｃｍ２（１４．７ｋＰａ）
研磨時間：３分
研磨用組成物の使用量：４５ｍｌ
研磨用組成物の供給量：１５ｍｌ／分【００４６】
ポリカーボネート樹脂の研磨速度は、メトラー・トレド株式会社製電子秤ＸＳ２０５により、研磨前後のポリカーボネート樹脂の重量差から算出した。得られた研磨速度値を表４に示した。研磨後のポリカーボネート樹脂の研磨面を株式会社キーエンス社製レーザー顕微鏡ＶＫ−Ｘ２００、対物・接眼レンズともに２０倍、観測視野角５２８×７０５μｍにより観察することにより、表面性状を評価した。表面にスクラッチが全く観察されない場合をＡ、前述視野角におけるスクラッチの数が１〜２本の場合をＢ、３〜１０本の場合をＣ、１１本以上の場合をＤで表示した。また、研磨用組成物の安定性は、実施例１と同様に評価を行った。【００４７】
【表４】
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【００４８】
表４から明らかなように、アルミナ、ポリビニルピロリドン、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、及び水を混合して研磨用組成物を使用した実施例３−１および３−２では、研磨速度が０．８μｍ／分を上回り、かつスクラッチが少なかった。これに対して、ポリビニルピロリドン及び／又は価数が１価の酸のアルミニウム塩を含まない比較例３−１〜３−３では、研磨速度が低いか、スクラッチが多く表面性状が良好でない結果であった。【００４９】
（実施例４）
実施例４−１〜４−２、並びに比較例４−１〜４−６では、実施例１、実施例２と同様に、表５に示されるアルミナまたはシリカ、水溶性ポリマー、研磨促進剤、及び水を混合して研磨用組成物を調製した。得られた研磨用組成物を使用して以下の研磨条件にてポリイミド樹脂を研磨した。
研磨対象物：ポリイミド樹脂（ロックウェル硬度Ｍ５０）
研磨機：日本エンギス株式会社製ＥＪ−３８０ＩＮ
研磨パッド：フジボウ愛媛株式会社製スエードパッドＮ１７
研磨荷重：２００ｇ／ｃｍ２（１４．７ｋＰａ）
研磨時間：３０分
研磨用組成物の使用量：４５ｍｌ
研磨用組成物の供給量：１５ｍｌ／分
なお、表５には、表１と同様に、各研磨用組成物中のアルミナまたはシリカ、ポリビニルピロリドン、価数が１価の酸のアルミニウム塩の含有量、アルミナの体積基準の平均粒子径および水溶性ポリマーの重量平均分子量、各研磨組成物のゼータ電位およびｐＨが示されている。【００５０】
ポリイミド樹脂の研磨速度は、メトラー・トレド株式会社製電子秤ＸＳ２０５により、研磨前後のポリイミド樹脂の重量差から算出した。得られた研磨速度値を表５に示した。研磨後のポリイミド樹脂の研磨面を株式会社キーエンス社製レーザー顕微鏡ＶＫ−Ｘ２００、対物・接眼レンズともに２０倍、観測視野角５２８×７０５μｍにより観察することにより、表面性状を評価した。表面にスクラッチが全く観察されない場合をＡ、前述視野角におけるスクラッチの数が１〜２本の場合をＢ、３〜１０本の場合をＣ、１１本以上の場合をＤで表示した。また、研磨用組成物の安定性は、実施例１と同様に評価を行った。【００５１】
【表５】
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【００５２】
表５から明らかなように、アルミナまたはシリカ、ポリビニルピロリドン、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、及び水を混合して研磨用組成物を使用した実施例４−１〜４−２では、研磨速度が０．１μｍ／分を上回り、かつスクラッチが少なかった。これに対して、ポリビニルピロリドン及び／又は価数が１価の酸のアルミニウム塩を含まない比較例４−１〜４−６では、研磨速度が低く、またスクラッチも実施例４−１〜４−２に比べるとやや劣る結果であった。【００５３】
（実施例５）
実施例５−１、並びに比較例５−１〜５−３では、実施例１と同様に、表６に示されるアルミナ、水溶性ポリマー、研磨促進剤、及び水を混合して研磨用組成物を調製した。得られた研磨用組成物を使用して以下の研磨条件にてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を研磨した。
研磨対象物：ポリテトラフルオロエチレン（ロックウェル硬度Ｒ２０）
研磨機：日本エンギス株式会社製ＥＪ−３８０ＩＮ
研磨パッド：フジボウ愛媛株式会社製スエードパッドＮ１７
研磨荷重：１５０ｇ／ｃｍ２（１４．７ｋＰａ）
研磨時間：３分
研磨用組成物の使用量：４５ｍｌ
研磨用組成物の供給量：１５ｍｌ／分【００５４】
ポリテトラフルオロエチレンの研磨速度は、メトラー・トレド株式会社製電子秤ＸＳ２０５により、研磨前後のポリテトラフルオロエチレンの重量差から算出した。得られた研磨速度値を表４に示した。研磨後のポリテトラフルオロエチレンの研磨面を株式会社キーエンス社製レーザー顕微鏡ＶＫ−Ｘ２００、対物・接眼レンズともに２０倍、観測視野角５２８×７０５μｍにより観察することにより、表面性状を評価した。表面にスクラッチが全く観察されない場合をＡ、前述視野角におけるスクラッチの数が１〜２本の場合をＢ、３〜１０本の場合をＣ、１１本以上の場合をＤで表示した。また、研磨用組成物の安定性は、実施例１と同様に評価を行った。【００５５】
【表６】
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【００５６】
表６から明らかなように、アルミナ、ポリビニルピロリドン、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、及び水を混合して研磨用組成物を使用した実施例５−１では、研磨速度が０．５０μｍ／分以上となり、かつスクラッチが少なかった。これに対して、ポリビニルピロリドン及び／又は価数が１価の酸のアルミニウム塩を含まない比較例５−１〜５−３では、研磨速度が低いか、スクラッチが多く表面性状が良好でない結果であった。【００５７】
（実施例６）
実施例６−１、並びに比較例６−１〜６−３では、実施例１と同様に、表７に示されるアルミナ、水溶性ポリマー、研磨促進剤、及び水を混合して研磨用組成物を調製した。得られた研磨用組成物を使用して以下の研磨条件にてエポキシ樹脂を研磨した。
研磨対象物：エポキシ樹脂（ロックウェル硬度Ｍ８０−１１０）
研磨機：日本エンギス株式会社製ＥＪ−３８０ＩＮ
研磨パッド：フジボウ愛媛株式会社製スエードパッドＮ１７
研磨荷重：１５０ｇ／ｃｍ２（１４．７ｋＰａ）
研磨時間：３分
研磨用組成物の使用量：４５ｍｌ
研磨用組成物の供給量：１５ｍｌ／分【００５８】
エポキシ樹脂の研磨速度は、メトラー・トレド株式会社製電子秤ＸＳ２０５により、研磨前後のエポキシ樹脂の重量差から算出した。得られた研磨速度値を表４に示した。研磨後のエポキシ樹脂の研磨面を株式会社キーエンス社製レーザー顕微鏡ＶＫ−Ｘ２００、対物・接眼レンズともに２０倍、観測視野角５２８×７０５μｍにより観察することにより、表面性状を評価した。表面にスクラッチが全く観察されない場合をＡ、前述視野角におけるスクラッチの数が１〜２本の場合をＢ、３〜１０本の場合をＣ、１１本以上の場合をＤで表示した。また、研磨用組成物の安定性は、実施例１と同様に評価を行った。【００５９】
【表７】
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【００６０】
表７から明らかなように、アルミナ、ポリビニルピロリドン、０．０１質量％以上１５質量％以下の価数が１価の酸のアルミニウム塩、及び水を混合して研磨用組成物を使用した実施例６−１では、研磨速度が０．８０μｍ／分を上回り、かつスクラッチが少なかった。これに対して、ポリビニルピロリドン及び／又は価数が１価の酸のアルミニウム塩を含まない比較例６−１〜６−３では、研磨速度が低いか、スクラッチが多く表面性状が良好でない結果であった。
【国際調査報告】
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