本發(fā)明涉及一種研磨用組合物。

背景技術(shù)：

合金是指相對(duì)于1種金屬元素，共存1種以上金屬元素或碳、氮、硅等非金屬元素而得到的共存體，是出于與純金屬相比提高機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)藥品性、耐腐蝕性、耐熱性等性質(zhì)的目的而被制造的。其中，鋁合金由于輕量且具有優(yōu)異的強(qiáng)度，因此，除了被用于建筑材料、容器等的結(jié)構(gòu)材料、汽車、船舶、航空器等運(yùn)輸設(shè)備以外，還被用于各種電化制品、電子部件等各種用途。另外，鈦合金由于不僅輕量而且耐腐蝕性優(yōu)異，因此被廣泛地用于精密儀器、裝飾品、工具、運(yùn)動(dòng)用品、醫(yī)療部件等。另外，作為鐵系合金的不銹鋼、鎳合金由于具有優(yōu)異的耐腐蝕性，因此除了在結(jié)構(gòu)材料、運(yùn)輸設(shè)備中使用以外，還在工具、機(jī)械器具、烹飪用具等各種用途中使用。另外，銅合金不僅導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性優(yōu)異、加工性優(yōu)異，而且外觀美麗，因此被廣泛地用于裝飾品、餐具、樂器、電氣材料的部件等。進(jìn)而，最近在如上所述的用途中，還使用包含樹脂的材料。

對(duì)上述那樣的合金或樹脂、進(jìn)而金屬、半金屬、其氧化物等材料的表面，以平滑化為主要目的，進(jìn)行使用了研磨用組合物的研磨。

例如，專利文獻(xiàn)1中公開了一種研磨劑漿料，其是將平均粒徑為0.05～1μm的磨粒分散于0.1～10重量％水性介質(zhì)中而得到的，且研磨劑漿料中的粒徑為5μm以上的磨粒的含量為50ppm以下。另外，專利文獻(xiàn)2中公開了一種研磨用組合物，其包含研磨材料、研磨促進(jìn)劑、以及羥丙基纖維素和羥基烷基烷基纖維素中的至少一者。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000-15560號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特表2003-510446號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，上述專利文獻(xiàn)1及2中記載的研磨用組合物由于磨粒的分散性差，因此存在如下問題：研磨性能不穩(wěn)定，另外在研磨用組合物的制造中、使用中磨粒在配管、漿料供給管內(nèi)沉降而堵塞配管等。進(jìn)而還存在長期保存后的磨粒的再分散性也差的問題。

本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于提供維持研磨性能并且提高磨粒的分散性的方法。

另外，本發(fā)明的又一目的在于，提供維持研磨性能并且提高磨粒的再分散性的方法。

用于解決問題的方案

為了解決上述問題，本發(fā)明人反復(fù)進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用包含磨粒、層狀硅酸鹽化合物、以及分散介質(zhì)的研磨用組合物，可解決上述問題。然后，基于上述見解，完成了本發(fā)明。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，可提供維持研磨性能并且提高磨粒的分散性的方法。另外，根據(jù)本發(fā)明，可提供維持研磨性能并且提高磨粒的再分散性的方法。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明為包含磨粒、層狀硅酸鹽化合物、以及分散介質(zhì)的研磨用組合物。具有這樣的構(gòu)成的本發(fā)明的研磨用組合物能夠維持高的研磨速度、減小研磨對(duì)象物的表面粗糙度這種研磨性能，并且提高磨粒的分散性。另外，具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的研磨用組合物能夠維持高的研磨速度、減小研磨對(duì)象物的表面粗糙度這種研磨性能，并且提高磨粒的再分散性。

[研磨對(duì)象物]

對(duì)本發(fā)明的研磨對(duì)象物沒有特別限制，優(yōu)選包含選自由合金材料及樹脂材料組成的組中的至少1種。

以下，對(duì)合金材料及樹脂材料進(jìn)行說明。

〔合金材料〕

合金材料含有作為主成分的金屬種類和與主成分不同的金屬種類。

合金材料是基于作為主成分的金屬種類而命名的。作為合金材料，例如可以舉出：鋁合金、鐵合金、鈦合金、鎳合金及銅合金等。這些合金材料可以單獨(dú)應(yīng)用或組合2種以上而應(yīng)用。其中，優(yōu)選包含選自由鋁合金及鐵合金組成的組中的至少1種。

鋁合金以鋁為主成分，作為與主成分不同的金屬種類，優(yōu)選含有選自由鎂、硅、銅、鋅、錳、鉻及鐵組成的組中的至少1種。對(duì)鋁合金中的與上述主成分不同的金屬種類的含量的下限沒有特別限制，優(yōu)選相對(duì)于鋁合金整體為0.1質(zhì)量％以上。另外，對(duì)鋁合金中的與上述主成分不同的金屬種類的含量的上限沒有特別限制，優(yōu)選相對(duì)于鋁合金整體為10質(zhì)量％以下。

作為鋁合金的具體例，例如可以舉出：JIS H4000：2006中記載的Al-Cu系、Al-Cu-Mg系的合金編號(hào)2000系列、Al-Mn系的合金編號(hào)3000系列、Al-Si系的合金編號(hào)4000系列、Al-Mg系的合金編號(hào)5000系列、Al-Mg-Si系的合金編號(hào)6000系列、Al-Zn-Mg系的合金編號(hào)7000系列、Al-Fe-Mn系的合金編號(hào)8000系列等。

鐵合金以鐵為主成分，作為與主成分不同的金屬種類，優(yōu)選含有選自由鉻、鎳、鉬及錳組成的組中的至少1種。對(duì)鐵合金中的與上述主成分不同的金屬種類的含量的下限沒有特別限制，優(yōu)選相對(duì)于鐵合金整體為10質(zhì)量％以上。另外，對(duì)鐵合金中的與上述主成分不同的金屬種類的含量的上限沒有特別限制，優(yōu)選相對(duì)于鐵合金整體為50質(zhì)量％以下。

鐵合金優(yōu)選為不銹鋼。作為不銹鋼的具體的例子，例如可以舉出：JIS G4303：2005中記載的種類的記號(hào)中的SUS201、SUS303、303Se、SUS304、SUS304L、SUS304NI、SUS305、SUS305JI、SUS309S、SUS310S、SUS316、SUS316L、SUS321、SUS347、SUS384、SUSXM7、SUS303F、SUS303C、SUS430、SUS430F、SUS434、SUS410、SUS416、SUS420J1、SUS420J2、SUS420F、SUS420C、SUS631J1等。

鈦合金以鈦為主成分，作為與主成分不同的金屬種類，例如含有鋁、鐵及釩等。鈦合金中的與主成分不同的金屬種類的含量相對(duì)于鈦合金整體例如為3.5質(zhì)量％以上且30質(zhì)量％以下。作為鈦合金，例如可以舉出：JIS H4600：2012中記載的種類中的11～23種、50種、60種、61種、及80種的合金。

鎳合金以鎳為主成分，作為與主成分不同的金屬種類，例如含有選自鐵、鉻、鉬及鈷中的至少1種。鎳合金中的與主成分不同的金屬種類的含量相對(duì)于鎳合金整體例如為20質(zhì)量％以上且75質(zhì)量％以下。作為鎳合金，例如可以舉出JIS H4551：2000中記載的合金編號(hào)中的NCF600、601、625、750、800、800H、825、NW0276、4400、6002、6022等。

銅合金以銅為主成分，作為與主成分不同的金屬種類，例如含有選自鐵、鉛、鋅及錫中的至少1種。銅合金中的與主成分不同的金屬種類的含量相對(duì)于銅合金整體例如為3質(zhì)量％以上且50質(zhì)量％以下。作為銅合金，例如可以舉出：JIS H3100：2006中記載的合金編號(hào)中的C2100、2200、2300、2400、2600、2680、2720、2801、3560、3561、3710、3713、4250、4430、4621、4640、6140、6161、6280、6301、7060、7150、1401、2051、6711、6712等。

〔樹脂材料〕

作為樹脂材料的種類，沒有特別限制，為熱固性樹脂、熱塑性樹脂均可。

作為熱固性樹脂的例子，例如可以舉出：環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、氨基樹脂、不飽和聚酯樹脂、熱固性聚氨酯樹脂等。

作為熱塑性樹脂的例子，例如可以舉出：聚苯乙烯樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物樹脂(ABS樹脂)、(甲基)丙烯酸類樹脂、有機(jī)酸乙烯基酯樹脂或其衍生物、乙烯基醚樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯等含鹵素樹脂、聚乙烯、聚丙烯等烯烴樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚萘乙二醇酯等飽和聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、熱塑性聚氨酯樹脂、聚砜樹脂(聚醚砜、聚砜等)、聚苯醚樹脂(2,6-二甲酚的聚合物等)、纖維素衍生物(纖維素酯類、纖維素氨基甲酸酯類、纖維素醚類等)、有機(jī)硅樹脂(聚二甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷等)等。

上述樹脂可以單獨(dú)使用或組合使用2種以上。這些樹脂之中，從耐沖擊性、耐候性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選熱塑性樹脂、更優(yōu)選聚碳酸酯樹脂。

包含樹脂材料的研磨對(duì)象物例如可以為由樹脂材料形成的構(gòu)件(樹脂制構(gòu)件)的形態(tài)、也可以為在金屬基板等的表面具有樹脂涂膜的復(fù)合材料的形態(tài)，沒有特別限制。作為涂膜中使用的樹脂，可以舉出熱固性聚氨酯樹脂、(甲基)丙烯酸類樹脂等。樹脂涂膜可以是透明的透明涂膜。

接著，詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的研磨用組合物的構(gòu)成進(jìn)行說明。

[磨粒]

本發(fā)明的研磨用組合物包含磨粒。磨粒具有對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行機(jī)械研磨的作用。

作為本發(fā)明中使用的磨粒的具體的例子，例如可以舉出：氧化鋁(alumina)、氧化硅(二氧化硅)、氧化鈰(二氧化鈰)、氧化鋯、氧化鈦(二氧化鈦)、氧化錳等金屬氧化物；碳化硅、碳化鈦等金屬碳化物；氮化硅、氮化鈦等金屬氮化物；硼化鈦、硼化鎢等金屬硼化物等。該磨?？梢詥为?dú)使用或混合2種以上來使用。另外，該磨?？梢允褂檬惺燮芬部梢允褂煤铣善贰?/p>

這些磨粒之中，從能夠容易地獲得具有各種粒徑的磨粒、能得到優(yōu)異的研磨速度的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選選自由金屬氧化物及金屬碳化物組成的組中的至少1種、更優(yōu)選氧化鋁或碳化硅。

磨粒的體積平均粒徑的下限優(yōu)選為2.0μm以上、更優(yōu)選為2.5μm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為3.0μm以上、特別優(yōu)選3.5μm以上。隨著磨粒的體積平均粒徑變大，研磨對(duì)象物的研磨速度會(huì)提高。另外，磨粒的體積平均粒徑的上限優(yōu)選為25.0μm以下、更優(yōu)選為15.0μm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為9.5μm以下、特別優(yōu)選9.0μm以下。隨著磨粒的體積平均粒徑變小，變得容易獲得低缺陷且粗糙度小的表面。根據(jù)上述，磨粒的體積平均粒徑進(jìn)一步優(yōu)選為3.0μm以上且9.5μm以下、特別優(yōu)選3.5μm以上且9.0μm以下。

作為金屬材料的鏡面化的方法，通常可以舉出依次進(jìn)行如下工序的方法：用于高速去除因金屬材料的機(jī)械研削等而產(chǎn)生的深的損傷(劃痕)、或用于提高平滑性的粗研磨工序；和，在該粗研磨工序之后用于使金屬材料表面成為鏡面的鏡面研磨工序等。

例如，在通常的粗研磨工序中，將由金屬材料形成的基體(研磨對(duì)象物)夾在研磨裝置的上下平板間，邊自上部進(jìn)行按壓，邊供給分散在水等溶劑中的氧化鋁磨粒、碳化硅磨粒、氧化硅磨粒等游離磨粒即研磨液，并使上下平板旋轉(zhuǎn)，由此能夠?qū)w進(jìn)行粗研磨。通過進(jìn)行該粗研磨工序，能夠去除因基體的機(jī)械研削等而產(chǎn)生的深的損傷、或提高平滑性。為上述那樣的磨粒的體積平均粒徑的范圍時(shí)，能夠形成適合用于這樣的粗研磨工序的研磨用組合物，獲得去除深的損傷、提高平滑性這樣的效果。

需要說明的是，在本說明書中，磨粒的體積平均粒徑定義為基于體積基準(zhǔn)的粒度分布的累積50％粒徑(D₅₀)。磨粒的D₅₀可以利用市售的粒度測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)定。所述粒度測(cè)定裝置可以是基于動(dòng)態(tài)光散射法、激光衍射法、激光散射法、或孔電阻法等任意手法的裝置。作為D₅₀的測(cè)定方法及測(cè)定裝置的一例，可以舉出實(shí)施例中記載的測(cè)定方法及測(cè)定裝置。

研磨用組合物中的磨粒的含量的下限優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為5質(zhì)量％以上、進(jìn)一步優(yōu)選為10質(zhì)量％以上。隨著磨粒的含量變多，研磨速度會(huì)上升。

另外，研磨用組合物中的磨粒的含量的上限優(yōu)選為50質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為40質(zhì)量％以下。隨著磨粒的含量變少，不僅研磨用組合物的制造成本減少，而且通過使用了研磨用組合物的研磨容易獲得損傷等缺陷少的表面。

[層狀硅酸鹽化合物]

本發(fā)明的研磨用組合物包含層狀硅酸鹽化合物。本發(fā)明的研磨用組合物中，層狀硅酸鹽化合物由于能在磨粒的顆粒間以成為立體位阻的狀態(tài)存在，因此具有提高磨粒的分散性、再分散性的作用。該層狀硅酸鹽化合物為具有如下特征的結(jié)構(gòu)體：硅酸四面體在平面上連接而成的結(jié)構(gòu)為基本，在單元結(jié)構(gòu)中包含1張或2張硅酸四面體片和1張氧化鋁八面體片。在該層間(單元結(jié)構(gòu)間)，存在鈉、鉀、鈣等的陽離子。另外，該層狀硅酸鹽化合物為晶體較薄、且具有可剝離性質(zhì)的物質(zhì)。

本發(fā)明中使用的層狀硅酸鹽化合物可以為天然產(chǎn)物、可以為合成品、可以為市售品、也可以為它們的混合物。作為層狀硅酸鹽化合物的合成方法，例如可以舉出：水熱合成反應(yīng)法、固相反應(yīng)法、熔融合成法等。

作為該層狀硅酸鹽化合物的具體的例子，可以舉出：滑石、葉蠟石、蒙脫石(smectite)(皂石、鋰蒙脫石、鋅蒙脫石、硅鎂石、膨潤土、蒙脫石(montmorillonite)、貝得石、綠脫石等)、蛭石、云母(金云母、黑云母、鐵鋰云母、白云母、橙玄玻璃、綠鱗石、海綠石等)、綠泥石(斜綠泥石、鮞綠泥石、鎳綠泥石、錳鋁綠泥石、鋁綠泥石、須藤石等)、脆云母(綠脆云母、珍珠云母等)、錳黝簾石(thulite)、蛇紋石(葉蛇紋石、利蛇紋石、纖蛇紋石、鎂綠泥石、綠錐石、磁綠泥石(berthierine)、鐵蛇紋石、暗鎳蛇紋石等)、高嶺土(高嶺石、地開石、珍珠陶土、埃洛石等)等。

這些層狀硅酸鹽化合物可以單獨(dú)使用或組合2種以上來使用。其中，從觸變性、溶脹性優(yōu)異、容易進(jìn)一步提高磨粒的分散性、再分散性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選層間離子為鈉離子的膨潤土(鈉膨潤土)、鋰蒙脫石(鈉鋰蒙脫石)、云母(鈉四硅云母)，更優(yōu)選層間離子為鈉離子的膨潤土(鈉膨潤土)。

研磨用組合物中的層狀硅酸鹽化合物的含量的下限優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上。另外，研磨用組合物中的層狀硅酸鹽化合物的含量的上限優(yōu)選為5質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為2質(zhì)量％以下。為這樣的范圍時(shí)，能高效地獲得上述本發(fā)明的效果。

[分散介質(zhì)]

本發(fā)明的研磨用組合物包含用于使各成分分散的分散介質(zhì)。作為分散介質(zhì)，優(yōu)選水。從抑制對(duì)其它成分的作用的阻礙的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選盡量不含有雜質(zhì)的水，具體而言，優(yōu)選以離子交換樹脂去除雜質(zhì)離子后，通過過濾器去除了異物的純水、超純水、或蒸餾水。

[研磨用組合物的pH]

對(duì)本發(fā)明的研磨用組合物的pH的下限沒有特別限制，優(yōu)選為2.0以上、更優(yōu)選為2.3以上、進(jìn)一步優(yōu)選為2.5以上。另外，對(duì)pH的上限沒有特別限制，優(yōu)選為12.0以下、更優(yōu)選為10.0以下、進(jìn)一步優(yōu)選為7.0以下、特別優(yōu)選為4.0以下。

研磨對(duì)象物為合金材料(例如鋁合金、鐵合金、鈦合金、鎳合金及銅合金等)時(shí)，若pH為酸性區(qū)域，則研磨速度變快，是優(yōu)選的。另外，研磨對(duì)象物為樹脂材料時(shí)也與上述同樣，若pH為酸性區(qū)域，則研磨速度變快，是優(yōu)選的。

研磨用組合物的pH為堿性區(qū)域時(shí)，可以通過增加層狀硅酸鹽化合物的添加量來提高磨粒的分散性和/或再分散性。從減少層狀硅酸鹽化合物的添加量，進(jìn)一步提高磨粒的分散性和/或再分散性的觀點(diǎn)出發(fā)，研磨用組合物的pH優(yōu)選為酸性區(qū)域。即，本發(fā)明的研磨用組合物的pH進(jìn)一步優(yōu)選為2.0以上且7.0以下。認(rèn)為層狀硅酸鹽化合物由于在層表面具有負(fù)電荷，因此若pH為酸性區(qū)域，則磨粒和層狀硅酸鹽化合物容易形成立體結(jié)構(gòu)，即使層狀硅酸鹽化合物的添加量少，也容易提高磨粒的分散性和/或再分散性。

研磨用組合物的pH可以通過添加下述說明的酸或其鹽、堿或其鹽來調(diào)節(jié)。

[酸或其鹽]

本發(fā)明的研磨用組合物優(yōu)選包含酸或其鹽。酸或其鹽起到調(diào)節(jié)研磨用組合物的pH的作用。

作為酸，無機(jī)酸及有機(jī)酸均可以使用。作為無機(jī)酸的例子，例如可以舉出：鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸、硼酸、碳酸、次亞磷酸、亞磷酸及磷酸等。另外，作為有機(jī)酸，例如可以舉出：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、2-甲基丁酸、正己酸、3,3-二甲基丁酸、2-乙基丁酸、4-甲基戊酸、正庚酸、2-甲基己酸、正辛酸、2-乙基己酸、苯甲酸、乙醇酸、水楊酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、二乙醇酸、2-呋喃羧酸、2,5-呋喃二羧酸、3-呋喃羧酸、2-四氫呋喃羧酸、甲氧基乙酸、甲氧基苯基乙酸、苯氧基乙酸、甲磺酸、乙磺酸、磺基琥珀酸、苯磺酸、甲苯磺酸、苯基膦酸、羥基乙烷-1,1-二膦酸等。進(jìn)而，作為鹽，可以舉出：第1族元素鹽、第2族元素鹽、鋁鹽、銨鹽、胺鹽及季銨鹽等。這些酸或其鹽可以單獨(dú)使用或混合使用2種以上。這些之中，優(yōu)選硝酸、檸檬酸。

研磨用組合物中的酸或其鹽的含量以成為上述的pH范圍的方式進(jìn)行適宜調(diào)整即可。

[堿或其鹽]

為了調(diào)整為上述pH的范圍，可以使用堿或其鹽。作為堿或其鹽的例子，可以舉出：脂肪族胺、芳香族胺等胺；氫氧化季銨等有機(jī)堿；氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿金屬的氫氧化物；氫氧化鎂、氫氧化鈣等第2族元素的氫氧化物、及氨等。

研磨用組合物中的堿或其鹽的含量以成為上述的pH的范圍的方式進(jìn)行適宜調(diào)整即可。

[其它成分]

本發(fā)明的研磨用組合物可以根據(jù)需要還包含使研磨對(duì)象物的表面氧化的氧化劑、作用于研磨對(duì)象物的表面、磨粒表面的水溶性高分子、用于抑制研磨對(duì)象物的腐蝕的防腐蝕劑、螯合劑、具有其它功能的防腐劑、防霉劑等其它成分。

作為氧化劑的例子，可以舉出：過氧化氫、過乙酸、過碳酸鹽、過氧化脲、高氯酸鹽、過硫酸鹽等。

作為水溶性高分子的例子，可以舉出：聚丙烯酸等聚羧酸、聚膦酸、聚苯乙烯磺酸等聚磺酸、黃原膠、藻酸鈉等多糖類、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素等纖維素衍生物、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、山梨糖醇酐單油酸酯、具有一種或多種氧化烯單元的氧化烯系聚合物等。另外，上述的化合物的鹽也可以適合用作水溶性高分子。

作為防腐蝕劑的例子，可以舉出：胺類、吡啶類、四苯基鏻鹽、苯并三唑類、三唑類、四唑類、苯甲酸等。作為螯合劑的例子，可以舉出：葡萄糖酸等羧酸系螯合劑；乙二胺、二亞乙基三胺、三甲基四胺等胺系螯合劑；乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、羥基乙基乙二胺三乙酸、三亞乙基四胺六乙酸、二亞乙基三胺五乙酸等多氨基多羧酸系螯合劑；2-氨基乙基膦酸、1-羥基乙叉基-1,1-二膦酸、氨基三(亞甲基膦酸)、乙二胺四(亞甲基膦酸)、二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、甲烷羥基膦酸、1-膦酰丁烷-2,3,4-三羧酸等有機(jī)膦酸系螯合劑；苯酚衍生物、1,3-二酮等。

作為防腐劑的例子，可以舉出次氯酸鈉等。作為防霉劑的例子，可以舉出噁唑烷-2,5-二酮等噁唑啉等。

[研磨用組合物的制造方法]

對(duì)本發(fā)明的研磨用組合物的制造方法沒有特別限制，例如，可以通過將磨粒、層狀硅酸鹽化合物、及根據(jù)需要的其它成分在分散介質(zhì)中攪拌混合來獲得。

對(duì)混合各成分時(shí)的溫度沒有特別限制，優(yōu)選10℃以上且40℃以下，也可以為了提高溶解速度而進(jìn)行加熱。另外，對(duì)混合時(shí)間也沒有特別限制。

[研磨方法]

如上所述，本發(fā)明的研磨用組合物適合用于包含合金材料和/或樹脂材料的研磨對(duì)象物的研磨。

使用本發(fā)明的研磨用組合物對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行研磨時(shí)，可以使用通常的金屬研磨中使用的裝置、條件來進(jìn)行。作為通常的研磨裝置，有單面研磨裝置、雙面研磨裝置，在單面研磨裝置中，用被稱作承載器(carrier)的保持具保持研磨對(duì)象物(優(yōu)選為基板狀的研磨對(duì)象物)，邊供給研磨用組合物，邊將貼附有研磨布的平板按壓在研磨對(duì)象物的單面并使平板旋轉(zhuǎn)，由此對(duì)研磨對(duì)象物的單面進(jìn)行研磨。在雙面研磨裝置中，用被稱作承載器的保持具保持研磨對(duì)象物，邊從上方供給研磨用組合物，邊將貼附有研磨布的平板按壓在研磨對(duì)象物的相對(duì)面并使它們沿相反方向旋轉(zhuǎn)，由此對(duì)研磨對(duì)象物的雙面進(jìn)行研磨。此時(shí)，通過由研磨墊及研磨用組合物與研磨對(duì)象物的摩擦產(chǎn)生的物理作用和研磨用組合物給研磨對(duì)象物帶來的化學(xué)作用進(jìn)行研磨。

作為本發(fā)明的研磨方法中的研磨條件，可以舉出研磨載荷。通常載荷越高，則由磨粒帶來的摩擦力越高，機(jī)械加工力提高，因此研磨速度上升。對(duì)本發(fā)明的研磨方法中的研磨載荷的下限沒有特別限定，優(yōu)選為20g/cm²以上、更優(yōu)選為50g/cm²以上。隨著研磨載荷變高，機(jī)械加工特性提高，因此研磨速度提高。另外，該研磨載荷的上限優(yōu)選為1000g/cm²以下、更優(yōu)選為500g/cm²以下。隨著研磨載荷變低，研磨面的表面粗糙被抑制。

另外，作為本發(fā)明的研磨方法中的研磨條件，可以舉出研磨中的線速度(研磨線速度)。通常研磨墊的轉(zhuǎn)速、承載器的轉(zhuǎn)速、研磨對(duì)象物的大小、研磨對(duì)象物的數(shù)量等會(huì)影響線速度，線速度大時(shí)，施加于研磨對(duì)象物的摩擦力變大，因此變得容易對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行機(jī)械研磨。另外，有時(shí)由于摩擦而產(chǎn)生摩擦熱，由研磨用組合物帶來的化學(xué)作用變大。對(duì)本發(fā)明的研磨方法中的研磨線速度的下限沒有特別限定，優(yōu)選為10m/分鐘以上、更優(yōu)選為20m/分鐘以上。另外，研磨線速度的上限優(yōu)選為300m/分鐘以下、更優(yōu)選為150m/分鐘以下。為該范圍時(shí)，不僅能獲得足夠高的研磨速度，而且能夠給研磨對(duì)象物賦予適度的摩擦力。即，在本發(fā)明中，研磨線速度優(yōu)選為10m/分鐘以上且300m/分鐘以下、更優(yōu)選為20m/分鐘以上且150m/分鐘以下。

在使用本發(fā)明的研磨用組合物的研磨方法中使用的研磨墊除了例如聚氨酯型、發(fā)泡聚氨酯型、無紡布型、絨面革型等材質(zhì)的不同以外，還有其硬度、厚度等物性的不同、進(jìn)而有包含磨粒的研磨墊、不包含磨粒的研磨墊等各種研磨墊，可以沒有限制地使用它們。

本發(fā)明的研磨方法中，可以在研磨工序后具有使用其它研磨用組合物的精研磨工序。以下，對(duì)精研磨工序中使用的精研磨用組合物進(jìn)行說明。

作為精研磨用組合物中所含的磨粒，優(yōu)選為氧化硅(二氧化硅)、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯、氧化鈦、氧化錳、碳化硅或氮化硅。其中，優(yōu)選氧化硅(二氧化硅)，具體而言，例如可以舉出膠體二氧化硅、氣相二氧化硅、溶膠凝膠法二氧化硅等。其中，從更有效地獲得合金表面的平滑性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選氣相二氧化硅或膠體二氧化硅。

作為膠體二氧化硅的制造方法，可以舉出公知的方法。例如可以舉出：作花濟(jì)夫著“溶膠凝膠法的科學(xué)(ゾル－ゲル法の科學(xué))”(Agne承風(fēng)社出版)的第154～156頁中記載的利用烷氧基硅烷的水解的方法；日本特開平11-60232號(hào)公報(bào)中記載的、將硅酸甲酯或硅酸甲酯與甲醇的混合物滴加至包含水、甲醇和氨、或氨和銨鹽的混合溶劑中，使硅酸甲酯與水反應(yīng)的方法；日本特開2001-48520號(hào)公報(bào)中記載的、用酸催化劑將烷基硅酸酯水解后，加入堿催化劑進(jìn)行加熱，進(jìn)行硅酸的聚合而使顆粒生長的方法；日本特開2007-153732號(hào)公報(bào)中記載的、在烷氧基硅烷的水解時(shí)以特定的量使用特定種類的水解催化劑的方法等。另外，也可以舉出通過使硅酸鈉進(jìn)行離子交換來制造的方法。

作為氣相二氧化硅的制造方法，可以舉出使用將四氯化硅氣化并使其在氫氧焰中燃燒的氣相反應(yīng)的公知的方法。進(jìn)而，氣相二氧化硅可以通過公知的方法制成水分散液，作為制成水分散液的方法，例如可以舉出日本特開2004-43298號(hào)公報(bào)、日本特開2003-176123號(hào)公報(bào)、日本特開2002-309239號(hào)公報(bào)中記載的方法。

精研磨用組合物中所含的磨粒的平均一次粒徑優(yōu)選為5nm以上、更優(yōu)選為10nm以上、進(jìn)一步優(yōu)選為15nm以上。磨粒的平均一次粒徑處于上述范圍內(nèi)時(shí)，研磨對(duì)象物的研磨速度提高。精研磨用組合物中所含的磨粒的平均一次粒徑優(yōu)選為400nm以下、更優(yōu)選為300nm以下、進(jìn)一步優(yōu)選為200nm以下、最優(yōu)選為100nm以下。磨粒的平均一次粒徑處于上述范圍內(nèi)時(shí)，容易獲得低缺陷并且表面粗糙度小的表面。在研磨后的研磨對(duì)象物上殘留有大粒徑的磨粒的情況成為問題時(shí)，優(yōu)選使用不含大粒徑的小粒徑磨粒。需要說明的是，精研磨用組合物中所含的磨粒的平均一次粒徑可以根據(jù)由氮吸附法(BET法)得到的比表面積的測(cè)定值來算出。

精研磨用組合物中的磨粒的含量優(yōu)選為1質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為2質(zhì)量％以上。磨粒的含量處于上述范圍內(nèi)時(shí)，利用精研磨用組合物的研磨對(duì)象物的研磨速度提高。精研磨用組合物中的磨粒的含量優(yōu)選為50質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為40質(zhì)量％以下。磨粒的含量處于上述范圍內(nèi)時(shí)，不僅精研磨用組合物的制造成本降低，而且容易得到劃痕少的研磨面。另外，殘留在研磨后的研磨對(duì)象物表面上的磨粒的量減少、表面的清潔性提高。

精研磨用組合物的pH根據(jù)被研磨的研磨對(duì)象物的種類而不同。精研磨用組合物中的pH通過公知的酸、堿、或它們的鹽來調(diào)節(jié)。其中，作為堿，可以舉出脂肪族胺、芳香族胺等胺；氫氧化季銨等有機(jī)堿；氫氧化鉀等堿金屬的氫氧化物；堿土金屬的氫氧化物；以及氨等，這些之中，從獲取容易性出發(fā)，優(yōu)選氫氧化鉀或氨。

精研磨用組合物的pH的下限優(yōu)選為2以上、更優(yōu)選為8以上。隨著精研磨用組合物的pH變大，磨粒(例如二氧化硅顆粒)的分散性提高。另外，精研磨用組合物的pH的上限優(yōu)選為12.0以下、更優(yōu)選為11.5以下。隨著精研磨用組合物的pH變小，精研磨用組合物的安全性進(jìn)一步提高，而且從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)也優(yōu)選。

精研磨用組合物與本發(fā)明的研磨用組合物同樣，根據(jù)需要還可以包含使研磨對(duì)象物的表面氧化的氧化劑、作用于研磨對(duì)象物的表面、磨粒表面的水溶性高分子、用于抑制研磨對(duì)象物的腐蝕的防腐蝕劑、螯合劑、具有其它功能的防腐劑、防霉劑等其它成分。

使用本發(fā)明的研磨用組合物對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行研磨時(shí)，可以回收曾經(jīng)在研磨中使用的研磨用組合物并再次用于研磨。作為研磨用組合物的再次使用的方法的一例，可以舉出如下方法：將從研磨裝置排出的研磨用組合物回收至容器內(nèi)，使其再次向研磨裝置內(nèi)循環(huán)而使用。循環(huán)使用研磨用組合物在通過減少作為廢液排出的研磨用組合物的量從而能夠減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)的方面、和通過減少使用的研磨用組合物的量從而能夠抑制研磨對(duì)象物的研磨所花費(fèi)的制造成本的方面是有用的。

循環(huán)使用本發(fā)明的研磨用組合物時(shí)，可以將因研磨而消耗·損失的磨粒、層狀硅酸鹽化合物、及其它添加劑的一部分或全部作為組合物調(diào)整劑而添加到循環(huán)使用中。在這種情況下，作為組合物調(diào)整劑，可以以任意混合比率混合磨粒、層狀硅酸鹽化合物、及其它添加劑的一部分或全部。通過追加添加組合物調(diào)整劑，可以將研磨用組合物調(diào)整為適于再次利用的組合物，研磨得以適當(dāng)?shù)鼐S持。組合物調(diào)整劑中所含有的磨粒、層狀硅酸鹽化合物、及其它添加劑的濃度是任意的，沒有特別限定，優(yōu)選根據(jù)循環(huán)容器的大小、研磨條件進(jìn)行適宜調(diào)整。

本發(fā)明的研磨用組合物可以為單組分型，也可以為以雙組分型為首的多組分型。另外，本發(fā)明的研磨用組合物可以通過使用水等稀釋液將研磨用組合物的原液稀釋至例如10倍以上來制備。

[實(shí)施例]

用以下的實(shí)施例及比較例進(jìn)一步詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限定于以下的實(shí)施例。

(研磨用組合物的制備)

用水進(jìn)行稀釋以使磨粒成為30質(zhì)量％的含量，分散劑(層狀硅酸鹽化合物或替代其的其它化合物)以成為0.5質(zhì)量％的含量的方式加入，在室溫(25℃)下進(jìn)行攪拌、制備分散液。接著，向前述的分散液中加入作為酸的檸檬酸或硝酸，邊用pH計(jì)確認(rèn)邊調(diào)節(jié)至下述表1～6中記載的pH。

<磨粒>

氧化鋁：α化率為90～100％(氧化鋁顆粒的α化率是使用X射線分析裝置(Ultima-IV、Rigaku Corporation制)、由基于X射線衍射測(cè)定的(113)面衍射線的積分強(qiáng)度比算出的)

碳化硅：GC#3000(D₅₀：4.0μm)、GC#1200(D₅₀：9.9μm)

磨粒的D₅₀用MULTISIZER III(Beckman Coulter,Inc.制)通過孔電阻法來測(cè)定。

<層狀硅酸鹽化合物>

Na膨潤土：鈉膨潤土、粘度300mPa.s(4質(zhì)量％水分散液下的測(cè)定值、BM型粘度計(jì)、60rpm、25℃)、溶脹力63ml/2g

硅鎂石：粘度1000mPa.s(4質(zhì)量％水分散液下的測(cè)定值、BM型粘度計(jì)、60rpm、25℃)、溶脹力12ml/2g

Na鋰蒙脫石：鈉鋰蒙脫石、粒徑3μm(利用激光衍射計(jì)得到的測(cè)定值)、長徑比1000

Na四硅云母：鈉四硅云母、粒徑11μm(利用激光衍射計(jì)得到的測(cè)定值)、長徑比2000。

(磨粒的分散性的評(píng)價(jià))

向容量100ml的比色管(AS ONE Corporation.制)中加入研磨用組合物至100ml的刻度，然后靜置1小時(shí)。靜置后，測(cè)定磨粒層與上清液的界面的高度與靜置前相比下降的程度或下降的刻度數(shù)。該值越小，分散性越良好。

(磨粒的再分散性的評(píng)價(jià))

向容量50ml的PP容器(AS ONE Corporation.制)中加入45ml的研磨用組合物，然后靜置60小時(shí)。靜置后，將PP容器上下翻轉(zhuǎn)，測(cè)定底部的磨粒脫落的次數(shù)，次數(shù)越少，再分散性越良好。

(研磨的評(píng)價(jià))

用各實(shí)施例及各比較例的研磨用組合物，在下述研磨條件下進(jìn)行研磨并求出研磨速度。另外，通過下述方法測(cè)定研磨后的各研磨對(duì)象物的表面粗糙度。

<研磨條件>

研磨裝置：單面研磨裝置(平板直徑380mm)

研磨墊：無紡布型(有槽)

研磨載荷：150g/cm²

平板轉(zhuǎn)速：50rpm

研磨線速度：30m/分鐘

研磨時(shí)間：8分鐘

研磨用組合物的供給速度：35ml/分鐘

<研磨對(duì)象物>

Al合金6000系列：將3張3.2cm×3.2cm見方、厚度5mm大小的基板沿旋轉(zhuǎn)方向以等間隔安裝在上述研磨裝置的圓形夾具表面上。

Al合金7000系列：將1張5.0cm×5.0cm見方、厚度5mm大小的基板安裝在上述研磨裝置上。

SUS304：將3張直徑1英寸、厚度5mm大小的基板沿旋轉(zhuǎn)方向以等間隔安裝在上述研磨裝置的圓形夾具表面上。

聚碳酸酯樹脂(硅氧烷共聚級(jí)、AG1950)：將3張3.2cm×3.2cm見方、厚度5mm大小的基板沿旋轉(zhuǎn)方向以等間隔安裝在上述研磨裝置的圓形夾具表面上。

<研磨速度>

由研磨前后的研磨對(duì)象物的質(zhì)量之差算出研磨速度。

<表面粗糙度Ra>

使用非接觸表面形狀測(cè)定機(jī)(激光顯微鏡、VK-X200、KEYENCE CORPORATION制)測(cè)定研磨后的研磨對(duì)象物的表面粗糙度Ra。需要說明的是，表面粗糙度Ra為表示粗糙度曲線的高度方向的振幅的平均的參數(shù)，表示在一定視場內(nèi)的研磨對(duì)象物表面的高度的算術(shù)平均。利用非接觸表面形狀測(cè)定機(jī)的測(cè)定范圍設(shè)為285μm×210μm。

(各種分散劑的比較)

分別在使用D₅₀為3.1μm的磨粒的情況(表1)及使用D₅₀為8.0μm的磨粒的情況(表2)下進(jìn)行包含層狀硅酸鹽化合物或其它化合物的研磨用組合物的磨粒的分散性及再分散性的評(píng)價(jià)、以及研磨的評(píng)價(jià)。另外，比較例15將乙二醇的添加量設(shè)為10質(zhì)量％。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于下述表1及表2。需要說明的是，下述表1～6中的“-”表示沒有添加該成分。

[表1]

[表2]

由上述表1及表2可明確，使用包含層狀硅酸鹽化合物的研磨用組合物的情況下(表1的實(shí)施例1、表2的實(shí)施例2、3、4、5)，對(duì)于磨粒的分散性及再分散性、以及研磨性能而言，得到了良好的結(jié)果。特別是可知，與未添加層狀硅酸鹽化合物的比較例(表1的比較例1、表2的比較例7)相比，維持研磨速度、Ra等研磨性能并且磨粒的分散性提高。另外可知，與使用了其它分散劑的比較例(表1的比較例2～6、表2的比較例8～15)相比，實(shí)施例1的研磨用組合物維持研磨性能并且磨粒的再分散性也提高。

(pH及磨粒的D₅₀)

改變研磨用組合物的pH，對(duì)磨粒的分散性及再分散性、以及研磨性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，改變磨粒的D₅₀，對(duì)磨粒的分散性及再分散性、以及研磨性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。需要說明的是，實(shí)施例9將鈉膨潤土的添加量設(shè)為0.8質(zhì)量％。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于下述表3及表4。為了進(jìn)行比較，分別在表3中示出上述實(shí)施例2及比較例7的結(jié)果，在表4中示出上述實(shí)施例1和2以及比較例1和7的結(jié)果。

[表3]

[表4]

由上述表3明確可知，對(duì)于各種pH，實(shí)施例的包含層狀硅酸鹽化合物的研磨用組合物與未添加層狀硅酸鹽化合物的比較例的研磨用組合物相比，維持研磨性能并且提高磨粒的分散性。另外，可知對(duì)于實(shí)施例6及9的研磨用組合物，與相同pH的比較例(比較例17、比較例18)相比，磨粒的再分散性也提高。

進(jìn)而，由上述表4明確可知，在改變磨粒的D₅₀的情況下實(shí)施例的研磨用組合物的磨粒的分散性也提高。實(shí)施例10的研磨用組合物與比較例19的研磨用組合物相比，磨粒的再分散性也提高。

(碳化硅、研磨對(duì)象物)

使用碳化硅作為磨粒，對(duì)分散性及再分散性、以及研磨性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于下述表5。

另外，對(duì)研磨對(duì)象物進(jìn)行各種改變并評(píng)價(jià)研磨性能。使用的研磨用組合物為實(shí)施例2及比較例7的研磨用組合物。為了進(jìn)行比較，還示出實(shí)施例2及比較例7的結(jié)果。將評(píng)價(jià)結(jié)果示于下述表6。

[表5]

[表6]

由上述表5明確可知，在使用碳化硅作為磨粒的情況下實(shí)施例的研磨用組合物也維持研磨性能并且磨粒的分散性提高。實(shí)施例12的研磨用組合物與比較例21的研磨用組合物相比，磨粒的再分散性也提高。

另外，由上述表6明確可知，與比較例7的研磨用組合物相比，實(shí)施例2的研磨用組合物為維持對(duì)各種研磨對(duì)象物的研磨性能并且磨粒的分散性也顯著提高了的組合物。