研磨用组合物及其制造方法以及磁研磨方法与流程

文档序号:11624529阅读:294来源:国知局

本发明涉及研磨用组合物及其制造方法以及磁研磨方法



背景技术:

作为以高精度对材料的表面进行精加工的研磨方法(例如镜面精加工),已知有磁研磨方法。磁研磨方法为使用在磁性流体、磁粘滞性流体、磁性混合流体等在磁场中会发生反应的功能性流体中混合非磁性的研磨颗粒而得到的浆料作为研磨用组合物的研磨方法,对研磨用组合物施加磁场而形成磁粒簇,使磁粒簇作为研磨工具接触研磨对象物,由此进行研磨。

例如专利文献1中公开了使用含有磁性颗粒、研磨颗粒、用于使胶体尺寸的颗粒稳定的稳定剂、用于调节粘性的添加剂、及载体流体的研磨用组合物的磁研磨方法。另外,专利文献2中公开了使用颗粒分散型混合功能性流体作为研磨用组合物的磁研磨方法。

但是,对于专利文献1、2中公开的研磨用组合物,作为磁性颗粒的铁粉会因与水的接触等而在研磨用组合物中氧化,因此有研磨用组合物的研磨性能经时降低的问题。另外,会由于铁粉的氧化而产生氢气,因此在安全性方面也存在问题。

专利文献3、4中公开了为了抑制磁性颗粒的氧化,用聚合物材料等的保护层被覆磁性颗粒的表面的技术,但其效果不能说充分。另外,由于用保护层被覆磁性颗粒,因此还有需要成本、功夫的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特表2002-544318号公报

专利文献2:日本特开2010-214505号公报

专利文献3:日本特开2005-40944号公报

专利文献4:日本特开2007-326183号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

因此,本发明的课题在于,解决上述那样的现有技术所具有的问题,提供磁性颗粒不易发生氧化的研磨用组合物及其制造方法以及磁研磨方法。

用于解决问题的方案

为了解决前述问题,本发明的一个方案的研磨用组合物的主旨在于,含有磁性颗粒、用于抑制磁性颗粒的氧化的抗氧化剂、和水。

另外,本发明的又一方案的磁研磨方法的主旨在于,其是使用上述一个方案的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨的磁研磨方法,所述研磨方法包含如下工序:对所述研磨用组合物施加磁场而形成含有磁性颗粒的磁粒簇,使磁粒簇接触研磨对象物而对研磨对象物进行研磨。

进而,本发明的又一方案的研磨用组合物的制造方法的主旨在于,其是制造上述一个方案的研磨用组合物的方法,所述制造方法包含将含有磁性颗粒的第1成分和含有水的第2成分混合的工序。

发明的效果

本发明的研磨用组合物的磁性颗粒不易发生氧化。另外,本发明的研磨用组合物的制造方法能够得到磁性颗粒不易发生氧化的研磨用组合物。进而,本发明的磁研磨方法由于磁性颗粒不易发生氧化,因此能够以高精度对研磨对象物进行精加工的研磨。

附图说明

图1为说明本发明的磁研磨方法的一个实施方式的图。

附图标记说明

1研磨用组合物

3磁粒簇

5研磨对象物

具体实施方式

对本发明的一个实施方式详细地进行说明。需要说明的是,以下的实施方式示出本发明的一例,但本发明不限定于本实施方式。另外,可以对以下的实施方式添加各种变更或改良,本发明中也可以包含其添加了各种变更或改良的形态。

本实施方式的研磨用组合物含有磁性颗粒、用于抑制磁性颗粒的氧化的抗氧化剂、和水。若对本实施方式的研磨用组合物施加磁场,则作为磨粒起作用的磁性颗粒沿磁感线排列成链状而形成磁粒簇。磁粒簇作为研磨工具而起作用,因此本实施方式的研磨用组合物可以用于磁研磨方法。即,若一边对本实施方式的研磨用组合物施加磁场一边使磁粒簇和研磨对象物接触并使其相对移动,则能以高精度对研磨对象物进行精加工的研磨(例如镜面精加工)。

例如,使用了研磨刀具的磁研磨方法中可以使用本实施方式的研磨用组合物。对于研磨刀具,例如形成棒状,在顶端具备产生磁场的磁场产生部(例如永磁体、电磁体),并且具备使磁场产生部旋转的旋转驱动部。使本实施方式的研磨用组合物附着于研磨刀具的顶端,在磁场产生部产生磁场而使研磨用组合物内形成磁粒簇后,使附着于研磨刀具的顶端的研磨用组合物接触研磨对象物。然后,边通过旋转驱动部使磁场产生部旋转,边使研磨刀具的顶端与研磨对象物进行相对移动时,通过磁粒簇与研磨对象物的滑动接触能够对研磨对象物进行研磨。

进而,由于本实施方式的研磨用组合物含有用于抑制磁性颗粒的氧化的抗氧化剂,因此磁性颗粒不易发生由水、氧、氧化剂等导致的氧化。因此,由于磁性颗粒的饱和磁化强度被维持为较高,因此磁研磨中的研磨用组合物不易发生研磨性能的经时降低。需要说明的是,该机理是由推测得到的,本发明不受上述机理的任何限定。

另外,对于本实施方式的研磨用组合物,磁性颗粒不易发生氧化,因此长期保存也成为可能。进而,也不易发生由磁性颗粒的氧化导致的氢的产生,因此本实施方式的研磨用组合物的安全性高。

进而,通过抗氧化剂的作用,未施加磁场时的磁性颗粒的聚集被抑制,因此对于本实施方式的研磨用组合物,不易发生磁性颗粒的聚集,即使发生了聚集,再分散性也优异。

以下,更详细地对本实施方式的研磨用组合物、磁研磨方法等进行说明。

1.关于研磨对象物

对研磨对象物的材质没有特别限定,例如可以举出:金属、合金、氧化物、树脂等。作为金属的具体例,可以举出:铁、铜、铝、钛、锆、钌、钨等。作为合金的具体例,可以举出:铝合金、铁合金(不锈钢等)、镁合金、钛合金、铜合金、铬合金、钴合金等。作为金属氧化物的具体例,可以举出:氧化铝、氧化锆、氧化硅、氧化镁、氧化钛、氧化镓、氧化钇、氧化锗等。对金属氧化物的形态没有限定,除了陶瓷材料、结晶性材料(蓝宝石、水晶等)、玻璃以外,也可以为前述金属、前述合金发生氧化而生成的物质。作为树脂的具体例,可以举出:超级工程塑料、例如聚苯砜树脂(ppsu)、聚苯硫醚树脂(pps)、聚醚醚酮树脂(peek)、聚酰胺酰亚胺树脂(pai)。这些之中特别优选合金、金属氧化物。另外,也可以为包含多种所述材料的研磨对象物,例如,可以为金属或合金的一部分(例如表面)发生氧化而形成了金属氧化物的研磨对象物。

2.关于磁性颗粒

作为磁性颗粒,例如可以举出:由硬质磁性材料、软磁性材料构成的颗粒。作为由软质磁性材料构成的颗粒,可以举出铁磁性颗粒、顺磁性颗粒。对磁性颗粒的材质没有特别限定,例如可以举出:铁、镍、钴、及它们的氧化物(例如磁铁体等氧化铁)、它们的氮化物、它们的合金。另外,也可以使用包含钐、钕、铈等稀土金属的磁性颗粒。这些之中,从磁性较大、处理容易的观点出发,优选铁、镍、钴及它们的氧化物、它们的合金。

需要说明的是,磁性颗粒可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。另外,在本发明中,磁性是指对磁场发生感应,例如是指被磁体吸引的性质。

磁性颗粒的平均1次粒径优选为200μm以下、更优选为150μm以下。平均1次粒径为200μm以下时,磁性颗粒在研磨用组合物中的分散性优异。另外,磁性颗粒的平均1次粒径优选为0.01μm以上、更优选为1μm以上。平均1次粒径为0.01μm以上时,能具有充分的磁性。

另外,对于磁性颗粒的平均1次粒径,在特别重视表面品质的精加工研磨的情况下,优选为15μm以下、更优选为10μm以下、进一步优选为5μm以下。如果磁性颗粒的平均1次粒径为这样的范围,则能抑制研磨对象物的划痕并且得到平滑的表面。另外,在重视加工效率的粗精加工研磨、或粗精加工/中精加工研磨的情况下,优选为10μm以上、更优选为20μm以上、进一步优选为50μm以上。如果磁性颗粒的平均1次粒径为这样的范围,则能够以非常高的效率进行研磨。需要说明的是,磁性颗粒的平均1次粒径例如可以基于通过bet法测定的磁性颗粒的比表面积来计算。另外,也可以通过动态光散射法进行测定。

在先实施了重视加工效率的中精加工研磨后进行重视表面品质的精加工研磨等的分多个阶段进行研磨的情况下,可以在每个阶段中使用平均1次粒径不同的磁性颗粒。

本实施方式的研磨用组合物中的磁性颗粒的含量优选为80质量%以下、更优选为60质量%以下。磁性颗粒的含量为80质量%以下时,可发挥确保研磨用组合物的稳定性、流动性和由此带来的维持研磨精度的效果。另外,本实施方式的研磨用组合物中的磁性颗粒的含量优选为10质量%以上、更优选为20质量%以上。磁性颗粒的含量为10质量%以上时,可发挥改善研磨速度、表面品质的效果。

3.关于抗氧化剂

通常的研磨用组合物中也添加抗氧化剂,但通常的研磨用组合物的情况是出于抑制研磨对象物的氧化的目的而添加抗氧化剂。与此相对,在本发明中,是出于抑制磁性颗粒的氧化的目的而添加抗氧化剂。因此,对抑制氧化有效的抗氧化剂的种类在本发明的研磨用组合物与通常的研磨用组合物中是不同的,用于抑制金属制的研磨对象物的氧化的抗氧化剂有时不适于本发明的研磨用组合物。

磁性颗粒有时因氧化而发生溶解或产生气体等。因此,可以通过磁性颗粒的氧化、溶解、或气体的产生等而得知研磨用组合物中添加的抗氧化剂的效果的水平。在本发明中,抗氧化剂在磁性颗粒的表面吸附或发生反应,从而能够抑制磁性颗粒的氧化、溶解、气体的产生等。

对于抗氧化剂的种类,只要能够抑制磁性颗粒的氧化就没有特别限定,例如可以举出:烯基琥珀酸衍生物、联吡啶衍生物、二氮杂菲衍生物、三唑衍生物、苯并三唑衍生物、及分子中不具有碳-碳多重键的胺。

烯基琥珀酸衍生物可以包含下述式(1)、(2)、或(3)所示的化合物。

上述式(1)所示的化合物的r1及r2各自独立地表示氢原子、或者直链状或支链状的碳数20以下的烯基。其中,r1及r2不同时为氢原子。烯基的碳数超过20时,有抗氧化剂在水中的溶解性降低的倾向。碳数小于4时,抗氧化剂的制造工艺的成本上升,难以实现经济的生产,因此r1及r2的碳数的下限优选4。具体而言,作为优选的烯基,可以举出:戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基、叔己烯基、2-乙基己烯基、2,4,6-三甲基庚烯基、2,4,6,8-四甲基壬烯基等。

上述式(1)所示的化合物的x1各自独立地表示氢原子或阳离子(例如钠离子、钾离子等金属离子、或铵离子、单乙醇铵离子、季铵离子等胺的阳离子)。x1为离子(阳离子)的情况下,x1所结合的coo基也是离子(阴离子)。

上述式(2)所示的化合物的r11及r14各自独立地表示氢原子、或者直链状或支链状的碳数20以下的烯基。其中,r11及r14不同时为氢原子。烯基的碳数超过20时,有抗氧化剂的在水中的溶解性降低的倾向。碳数小于4时,抗氧化剂的制造工艺的成本上升,难以实现经济的生产,因此r11及r14的碳数的下限优选4。具体而言,优选的烯基与上述式(1)所示的化合物的r1及r2的情况相同。

r12及r13各自独立地表示氢原子、碳数10以下的烷基、碳数10以下的烯基、羟基烷基、羟基烯基、聚氧乙烯基(-(ch2ch2o)n-ch2ch2oh)、或聚氧丙烯基(-(ch2chch3o)m-ch2chch3oh)。上述聚氧乙烯基的n表示氧化乙烯基的平均加成摩尔数,为1以上且19以下。上述聚氧丙烯基的m表示氧化丙烯基的平均加成摩尔数,为1以上且19以下。

其中,为了对上述式(2)所示的化合物赋予在水中的溶解性、分散性,优选r12及r13中至少一者为羟基烷基、羟基烯基、聚氧乙烯基(-(ch2ch2o)n-ch2ch2oh)、或聚氧丙烯基(-(ch2chch3o)m-ch2chch3oh)。

更优选r12及r13中任一者为羟基烷基或羟基烯基、进一步优选为碳数5以下的羟基烷基。从原材料获得的容易性出发,碳数2或3的羟基烷基是最优的。羟基烷基可以为直链状、支链状中的任意种。羟基烷基、羟基烯基所具有的羟基的个数可以为1个,也可以为2个以上。

上述式(2)所示的化合物的x11表示氢原子或阳离子(例如钠离子、钾离子等金属离子、或铵离子、单乙醇铵离子、季铵离子等胺的阳离子)。x11为离子(阳离子)的情况下,x11所结合的coo基也为离子(阴离子)。

上述式(3)所示的化合物的r31及r36各自独立地表示氢原子、或者直链状或支链状的碳数20以下的烯基。其中,r31及r36不同时为氢原子。烯基的碳数超过20时,有抗氧化剂在水中的溶解性降低的倾向。碳数小于4时,抗氧化剂的制造工艺的成本上升,难以实现经济的生产,因此r31及r36的碳数的下限优选4。具体而言,优选的烯基与上述式(1)所示的化合物的r1及r2的情况相同。

r32、r33、r34、及r35各自独立地表示氢原子、碳数10以下的烷基、碳数10以下的烯基、羟基烷基、羟基烯基、聚氧乙烯基(-(ch2ch2o)r-ch2ch2oh)、或聚氧丙烯基(-(ch2chch3o)s-ch2chch3oh)。上述聚氧乙烯基的r表示氧化乙烯基的平均加成摩尔数,为1以上且19以下。上述聚氧丙烯基的s表示氧化丙烯基的平均加成摩尔数,为1以上且19以下。

其中,为了对上述式(3)所示的化合物赋予在水中的溶解性、分散性,优选r32、r33、r34、及r35中至少一者为羟基烷基、羟基烯基、聚氧乙烯基(-(ch2ch2o)r-ch2ch2oh)、或聚氧丙烯基(-(ch2chch3o)s-ch2chch3oh)。

更优选r32、r33、r34、及r35中任一者为羟基烷基或羟基烯基、进一步优选为碳数5以下的羟基烷基。从原材料获得的容易性出发,碳数2或3的羟基烷基是最优的。羟基烷基可以为直链状、支链状中的任意种。羟基烷基、羟基烯基所具有的羟基的个数可以为1个,也可以为2个以上。

作为上述式(1)所示的烯基琥珀酸衍生物的具体例,可以举出:戊烯基琥珀酸、己烯基琥珀酸、庚烯基琥珀酸、辛烯基琥珀酸、壬烯基琥珀酸、癸烯基琥珀酸、十一碳烯基琥珀酸、十二碳烯基琥珀酸、十三碳烯基琥珀酸、十四碳烯基琥珀酸、十五碳烯基琥珀酸、十六碳烯基琥珀酸、十七碳烯基琥珀酸、十八碳烯基琥珀酸、十九碳烯基琥珀酸、二十碳烯基琥珀酸、叔己烯基琥珀酸、2-乙基己烯基琥珀酸、2,4,6-三甲基庚烯基琥珀酸、2,4,6,8-四甲基壬烯基琥珀酸、或它们的盐。

作为上述式(2)所示的烯基琥珀酸衍生物的具体例,可以举出:n,n-双(2-羟基乙基)戊烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)己烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)庚烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)辛烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)壬烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)癸烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)十一碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)十二碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)十三碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)十四碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)十五碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)十六碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)十七碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)十八碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)十九碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基乙基)二十碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(3-羟基丙基)戊烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(2-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(3-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(3-羟基丙基)十二碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(3-羟基丙基)十五碳烯基琥珀酰胺酸、n-(2-羟基乙基)戊烯基琥珀酰胺酸、n-(2-羟基乙基)辛烯基琥珀酰胺酸、n-(2-羟基乙基)十二碳烯基琥珀酰胺酸、n-(2-羟基乙基)十五碳烯基琥珀酰胺酸、n-(3-羟基丙基)戊烯基琥珀酰胺酸、n-(2-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺酸、n-(3-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺酸、n-(3-羟基丙基)十二碳烯基琥珀酰胺酸、n-(3-羟基丙基)十五碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(聚氧乙烯)辛烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(聚氧丙烯)辛烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(聚氧乙烯)十二碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(聚氧丙烯)十二碳烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(甲基)辛烯基琥珀酰胺酸、n,n-双(乙基)辛烯基琥珀酰胺酸、n-(乙基)辛烯基琥珀酰胺酸。

作为上述式(3)所示的烯基琥珀酸衍生物的具体例,可以举出:n,n-双(2-羟基乙基)戊烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)己烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)庚烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)辛烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)壬烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)癸烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)十一碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)十二碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)十三碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)十四碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)十五碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)十六碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)十七碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)十八碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)十九碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基乙基)二十碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(3-羟基丙基)戊烯基琥珀酰胺、n,n-双(2-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺、n,n-双(3-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺、n,n-双(3-羟基丙基)十二碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(3-羟基丙基)十五碳烯基琥珀酰胺、n-(2-羟基乙基)戊烯基琥珀酰胺、n-(2-羟基乙基)辛烯基琥珀酰胺、n-(2-羟基乙基)十二碳烯基琥珀酰胺、n-(2-羟基乙基)十五碳烯基琥珀酰胺、n-(3-羟基丙基)戊烯基琥珀酰胺、n-(2-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺、n-(3-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺、n-(3-羟基丙基)十二碳烯基琥珀酰胺、n-(3-羟基丙基)十五碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(聚氧乙烯)辛烯基琥珀酰胺、n,n-双(聚氧丙烯)辛烯基琥珀酰胺、n,n-双(聚氧乙烯)十二碳烯基琥珀酰胺、n,n-双(聚氧丙烯)十二碳烯基琥珀酰胺、n,n,n’-三(2-羟基乙基)辛烯基琥珀酰胺、n,n,n’,n’-四(2-羟基乙基)辛烯基琥珀酰胺、n,n,n’,n’-四(2-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺、n,n,n’,n’-四(3-羟基丙基)辛烯基琥珀酰胺。

为了提高烯基琥珀酸衍生物在水中的溶解性、分散性,可以采用上述式(1)、(2)所示的化合物的x1、x11、x21作为阳离子(例如钠离子、钾离子等金属离子、或铵离子、单乙醇铵离子、季铵离子等胺的阳离子)。在这种情况下,可以通过在研磨用组合物中配混x1、x11、x21为氢原子的化合物,向其中加入与羧基发生中和反应的碱性物质使其反应,来将x1、x11、x21转化为金属离子或阳离子。

作为碱性物质,例如可以举出:氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属的氢氧化物。另外可以举出:单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、正丁胺、二正丁胺、三正丁胺、叔丁胺、乙二胺、n-乙基乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1,2-二氨基丙烷、四甲基氢氧化铵、环己胺、n,n,n’,n’-四甲基乙二胺、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吡啶、吡嗪、1,2-环己二胺、1,4-环己二胺、单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、n,n-双(2-羟基乙基)-n-环己基胺、n,n,n’,n’-四(2-羟基乙基)乙二胺、n,n,n’,n’-四(2-羟基乙基)-1,6-六亚甲基二胺、二环己胺、环己基二乙醇胺、吗啉、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、单乙醇二异丙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺、n,n-二乙基乙醇胺等胺。

联吡啶衍生物可以含有下述式(4)所示的化合物。

需要说明的是,上述式(4)所示的化合物的r41、r42、r43、r44、r45、r46、r47、及r48各自独立地表示氢原子、烷基、烯基、苯基、羟基、氨基、羧基、磺基、硝基、卤素基团、羟基烷基、羟基烯基、烷基氨基、烯基氨基、羧基烷基、羧基烯基、烷基磺基、烯基磺基、烷基硝基、烯基硝基、烷氧基、乙酰基、烷基醚基、烯基醚基、卤代烷基、卤代烯基。

作为联吡啶衍生物的具体例,可以举出:2,2’-联吡啶、4,4’-二甲醇-2,2’-联吡啶、5,5’-二羧酸-2,2’-联吡啶、3-羟基-4,4’-二甲基-2,2’-联吡啶、6-甲氧基-2,2’-联吡啶、3,3’-二羟基-2,2’-联吡啶、6,6’-二羟基-2,2’-联吡啶、3-羧基-2,2’-联吡啶、4-羧基-2,2’-联吡啶、6-羧基-2,2’-联吡啶、6-溴-2,2’-联吡啶、6-氯-2,2’-联吡啶、6,6’-二氨基-2,2’-联吡啶、6,6’-二甲基-2,2’-联吡啶、6,6’-二砜-2,2’-联吡啶等2,2’-联吡啶衍生物及其盐。

二氮杂菲衍生物可以包含下述式(5)所示的化合物。

需要说明的是,上述式(5)所示的化合物的r51、r52、r53、r54、r55、r56、r57、及r58各自独立地表示氢原子、烷基、烯基、苯基、羟基、氨基、羧基、磺基、硝基、卤素基团、羟基烷基、羟基烯基、烷基氨基、烯基氨基、羧基烷基、羧基烯基、烷基磺基、烯基磺基、烷基硝基、烯基硝基、烷氧基、乙酰基、烷基醚基、烯基醚基、卤代烷基、卤代烯基。

作为二氮杂菲衍生物的具体例,可以举出:1,10-邻二氮杂菲、2-氯-1,10-邻二氮杂菲、5-氯-1,10-邻二氮杂菲、2-溴-1,10-邻二氮杂菲、3-溴-1,10-邻二氮杂菲、5-溴-1,10-邻二氮杂菲、3,8-二溴-1,10-邻二氮杂菲、2,9-二甲基-1,10-邻二氮杂菲、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲、3,4,7,8-四甲基-1,10-邻二氮杂菲、5-氨基-1,10-邻二氮杂菲、4,7-二羟基-1,10-邻二氮杂菲、3,4,7,8-四羟基-1,10-邻二氮杂菲、1,10-邻二氮杂菲-2,9-二羧酸、5-硝基-1,10-邻二氮杂菲-2,9-二羧酸、1,10-邻二氮杂菲-2,9-二磺酸、4,7-二苯基-1,10-邻二氮杂菲-2,9-二磺酸、1,10-邻二氮杂菲-5,6-二酮、及其盐、以及其水合物。

作为三唑衍生物,可以举出具有三唑结构的化合物及其盐。作为具体的例子,例如可以举出:1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、1-甲基-1,2,4-三唑、3-硝基-1,2,4-三唑、1h-1,2,4-三唑-3-硫醇、4-(1,2,4-三唑-1-基)苯酚、甲基-1h-1,2,4-三唑-3-羧酸酯、1,2,4-三唑-3-羧酸、1,2,4-三唑-3-羧酸甲酯、3-氨基-1h-1,2,4-三唑、3-氨基-5-苄基-4h-1,2,4-三唑、3-氨基-5-甲基-4h-1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑-5-硫醇、3,5-二氨基-1h-1,2,4-三唑、3-溴-5-硝基-1,2,4-三唑、4-氨基-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二丙基-4h-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二甲基-4h-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二庚基-4h-1,2,4-三唑、5-甲基-1,2,4-三唑-3,4-二胺。

作为苯并三唑衍生物,可以举出具有苯并三唑结构的化合物及其盐。作为具体的例子,例如可以举出:苯并三唑、2,2’-[[(甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]二乙醇、5-氯苯并三唑、1h-苯并三唑-1-甲醇、5-甲基-1h-苯并三唑、5-硝基苯并三唑、5-羧基苯并三唑、5-氨基苯并三唑、5,6-二甲基-1h-苯并三唑、1-(1”,2’-二羧基乙基)苯并三唑、1-[n,n-双(羟基乙基)氨基甲基]苯并三唑、1-[n,n-双(羟基乙基)氨基甲基]-5-甲基苯并三唑、1-[n,n-双(羟基乙基)氨基甲基]-4-甲基苯并三唑。

作为分子中不具有碳-碳多重键的胺,例如可以包含下述式(6)、(7)、(8)、(9)所示的化合物。

需要说明的是,上述式(6)所示的化合物的r61、r62、r63各自独立地为氢原子、烷基、或羟基烷基,或者各自独立地为羧基烷基、膦酸烷基、或磺酸烷基。r61、r62、r63可以碳原子彼此键合而形成环状结构(环状烷烃)。其中,r61、r62、r63这三者不同时为氢原子。r61、r62、r63所具有的碳链可以为直链状,也可以为支链状。若r61、r62、r63中的至少一者为羟基烷基,则磁性颗粒的抗氧化效果变高,因此优选。羟基烷基所具有的羟基的个数可以为1个,也可以为2个以上。

作为上述式(6)所示的化合物的具体例,例如可以举出:甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、正丁胺、叔丁胺、二丁基胺、三丁基胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、3-甲基氨基-1,2-丙二醇、二异丙醇胺、次氮基三亚甲基膦酸、次氮基三乙酸、3,3’,3”-次氮基三丙酸、吡咯烷、1-甲基吡咯烷、2-甲基吡咯烷、1-乙基吡咯烷、2-乙基吡咯烷、1-(2-羟基乙基)吡咯烷、2-(羟基甲基)吡咯烷、2-(2-羟基乙基)-1-甲基吡咯烷、哌啶、3,5-二甲基哌啶、2-乙基哌啶、2-甲基哌啶、4-甲基哌啶、1-哌啶乙醇、1-乙醇-4-丙醇哌啶、3-喹宁醇、环己胺、n,n-双(2-羟基乙基)异丙醇胺、n,n-二甲基乙醇胺。

上述式(7)所示的化合物的r71、r72、r73、r74各自独立地表示氢原子、烷基、或羟基烷基。r71、r72、r73、r74可以碳原子彼此键合而形成环状结构(环状烷烃)。上述式(7)所示的化合物的r75表示碳数2以上且10以下的亚烷基。r71、r72、r73、r74、r75所具有的碳链可以为直链状、支链状、环状中的任意种。若r71、r72、r73、r74中的至少一者为羟基烷基,则磁性颗粒的抗氧化效果变高,因此优选。羟基烷基所具有的羟基的个数可以为1个,也可以为2个以上。

作为上述式(7)所示的化合物的具体例,例如可以举出:乙二胺、n-甲基乙二胺、n-乙基乙二胺、n,n-二甲基乙二胺、n,n-二乙基乙二胺、n,n’-二乙基乙二胺、n,n,n’,n’-四甲基乙二胺、1,2-二氨基丙烷、2-甲基-1,2-丙二胺、n-(2-羟基乙基)乙二胺、n,n’-双(2-羟基乙基)乙二胺、n-(2-羟基丙基)乙二胺、n,n,n’,n’-四(2-羟基乙基)乙二胺、1,3-二氨基丙烷、2,2-二甲基-1,3-丙二胺、2-甲基-1,3-丙二胺、n-甲基-1,3-丙二胺、n,n-二甲基-1,3-丙二胺、n,n-二乙基-1,3-丙二胺、n,n-双(2-羟基乙基)-1,3-二氨基丙烷、哌嗪、1-甲基哌嗪、1-乙基哌嗪、n,n’-二甲基哌嗪、1-(2-羟基乙基)哌嗪、4-甲基哌嗪-1-乙醇、1,4-双(2-羟基乙基)哌嗪、1,2-环己二胺、1,4-环己二胺。

上述式(8)所示的化合物的r81、r82、r83、r84、r85各自独立地表示氢原子、烷基、或羟基烷基。r81、r82、r83、r84、r85可以碳原子彼此键合而形成环状结构(环状烷烃)。上述式(8)所示的化合物的r86、r87表示碳数2以上且10以下的亚烷基。r81、r82、r83、r84、r85、r86、r87所具有的碳链可以为直链状、支链状、环状中的任意种。若r81、r82、r83、r84、r85中的至少一者为羟基烷基,则磁性颗粒的抗氧化效果变高,因此优选。羟基烷基所具有的羟基的个数可以为1个,也可以为2个以上。

作为上述式(8)所示的化合物的具体例,例如可以举出:二亚乙基三胺、n,n,n’,n”,n”-五甲基二亚乙基三胺、n,n,n’,n”,n”-五(2-羟基丙基)二亚乙基三胺、3,3’-二氨基二丙基胺、n-(3-氨基丙基)-n-甲基-1,3-丙二胺、n’-[3-(二甲基氨基)丙基]-n,n-二甲基-1,3-丙二胺、2,6,10-三甲基-2,6,10-三氮杂十一烷、n-(2-氨基乙基)哌嗪、1,4,7-三氮杂环壬烷、n,n,n’,n”,n”-五(2-羟基丙基)二亚乙基三胺。

上述式(9)所示的化合物的r91、r92、r93、r94、r95、r96各自独立地表示氢原子、烷基、或羟基烷基。r91、r92、r93、r94、r95、r96可以碳原子彼此键合而形成环状结构(环状烷烃)。上述式(9)所示的化合物的r97、r98、r99表示碳数2以上且10以下的亚烷基。r91、r92、r93、r94、r95、r96、r97、r98、r99所具有的碳链可以为直链状、支链状、环状中的任意种。若r91、r92、r93、r94、r95、r96中的至少一者为羟基烷基,则磁性颗粒的抗氧化效果变高,因此优选。羟基烷基所具有的羟基的个数可以为1个,也可以为2个以上。

作为上述式(9)所示的化合物的具体例,例如可以举出:三亚乙基四胺、n,n,n’,n”,n”’,n”’-六甲基三亚乙基四胺、1,4-双(3-氨基丙基)哌嗪、1,4,7,10-四氮杂环十二烷。

烯基琥珀酸衍生物、联吡啶衍生物、二氮杂菲衍生物、三唑衍生物、苯并三唑衍生物中也包括烯基琥珀酸、2,2’-联吡啶、1,10-邻二氮杂菲、三唑、苯并三唑。抗氧化剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

本实施方式的研磨用组合物中的抗氧化剂的含量优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下。抗氧化剂的含量为5质量%以下时,可发挥保护研磨对象物的表面并且维持研磨速度的效果。另外,本实施方式的研磨用组合物中的抗氧化剂的含量优选为0.01质量%以上、更优选为0.1质量%以上。抗氧化剂的含量为0.01质量%以上时,磁性颗粒的抗氧化效果优异。

4.关于水

本实施方式的研磨用组合物含有液态介质作为用于将磁性颗粒、抗氧化剂等各成分分散或溶解的分散介质或溶剂。对液态介质的种类没有特别限定,可以举出水、有机溶剂等,从防爆对策、减少环境负担的观点出发,优选含有水。从抑制对其他各成分的作用的阻碍的观点出发,优选尽量不含有杂质的水。具体而言,优选在利用离子交换树脂去除了杂质离子后通过过滤器去除了异物的纯水、超纯水、或蒸馏水。

5.关于非磁性的研磨颗粒

本实施方式的研磨用组合物可以还含有非磁性的研磨颗粒。若研磨用组合物含有非磁性的研磨颗粒,则在对研磨用组合物施加磁场而形成磁粒簇时,研磨颗粒与磁性颗粒一起形成磁粒簇,因此本实施方式的研磨用组合物的研磨性能、研磨速度提高,并且研磨对象物的被研磨面的表面品质变得更良好。

对研磨颗粒的种类没有特别限定,例如可以举出:无机颗粒、有机颗粒、有机无机复合颗粒。作为无机颗粒的具体例,可以举出:由二氧化硅、氧化铝、二氧化铈、二氧化钛等金属氧化物形成的颗粒、氮化硅颗粒、碳化硅颗粒、氮化硼颗粒。作为有机颗粒的具体例,可以举出聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)颗粒。研磨颗粒可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。另外,可以使用市售品,也可以使用合成品。上述研磨颗粒之中,更优选二氧化硅、氧化铝。

进而,研磨颗粒可以实施过表面修饰。实施过表面修饰的研磨颗粒例如可以通过将铝、钛、锆等金属或它们的氧化物与磨粒混合,使铝、钛、锆等金属或它们的氧化物掺杂到磨粒的表面;将有机酸固定化在磨粒的表面上来获得。实施过表面修饰的研磨颗粒之中,特别优选的是固定化有有机酸的胶态二氧化硅。

有机酸在胶态二氧化硅的表面的固定化例如可以通过使有机酸的官能团化学键合在胶态二氧化硅的表面上来进行。仅通过使胶态二氧化硅和有机酸简单地共存不会实现有机酸在胶态二氧化硅上的固定化。如果将作为有机酸的一种的磺酸固定化在胶态二氧化硅上,则例如可以通过“sulfonicacid-functionalizedsilicathroughquantitativeoxidationofthiolgroups”,chem.commun.246-247(2003)中记载的方法进行。具体而言,使3-巯基丙基三甲氧基硅烷等具有巯基的硅烷偶联剂与胶态二氧化硅偶联后,用过氧化氢将巯基氧化,由此可以得到在表面固定化有磺酸的胶态二氧化硅。

或者,如果将羧酸固定化在胶态二氧化硅上,则例如可以通过“novelsilanecouplingagentscontainingaphotolabile2-nitrobenzylesterforintroductionofacarboxygrouponthesurfaceofsilicagel”,chemistryletters,3,228-229(2000)中记载的方法进行。具体而言,使含有光反应性2-硝基苄酯的硅烷偶联剂与胶态二氧化硅偶联后,进行光照射,由此可以得到表面固定化有羧酸的胶态二氧化硅。

另外,也可以使用日本特开平4-214022号公报中公开那样的、添加碱性铝盐或碱性锆盐而制造的阳离子性二氧化硅。

研磨颗粒的平均1次粒径优选为100μm以下、更优选为50μm以下。平均1次粒径为100μm以下时,即使在浆料状的研磨用组合物的保存中磁性颗粒发生沉降,也容易再分散。另外,研磨颗粒的平均1次粒径优选为5nm以上、更优选为10nm以上、进一步优选为50nm以上。如果研磨颗粒的平均1次粒径为这样的范围,则能够高效地对研磨对象物进行研磨。

在重视表面品质的精加工研磨的情况下,研磨颗粒的平均1次粒径优选为1000nm以下、更优选为500nm以下、进一步优选为300nm以下。如果研磨颗粒的平均1次粒径为这样的范围,则不仅能够实现高效的研磨,而且能够进一步抑制在使用研磨用组合物进行了研磨后的研磨对象物的表面上产生划痕。

另外,在重视加工效率的中精加工研磨的情况下,研磨颗粒的平均1次粒径优选为1μm以上、更优选为5μm以上、进一步优选为10μm以上。如果研磨颗粒的平均1次粒径为这样的范围,则能够以非常高的效率进行研磨。

研磨颗粒的平均1次粒径例如基于通过bet法测定的研磨颗粒的比表面积来算出。另外,也可以通过动态光散射法进行测定。

在先实施了重视加工效率的中精加工研磨后进行重视表面品质的精加工研磨等的分多个阶段进行研磨的情况下,可以在每个阶段中使用平均1次粒径不同的研磨颗粒。

本实施方式的研磨用组合物中的研磨颗粒的含量优选为40质量%以下、更优选为20质量%以下。研磨颗粒的含量为40质量%以下时,可发挥确保研磨用组合物的稳定性、流动性和由此带来的维持研磨精度的效果。另外,本实施方式的研磨用组合物中的研磨颗粒的含量优选为1质量%以上、更优选为5质量%以上。研磨颗粒的含量为1质量%以上时,可发挥改善研磨速度、表面品质的效果。

6.关于研磨用组合物的ph

对本实施方式的研磨用组合物的ph没有特别限定。其中,根据抗氧化剂的种类,可以设为5以上,也可以设为7以上。另外,本实施方式的研磨用组合物的ph根据抗氧化剂的种类可以设为小于14、也可以设为12以下。ph为该范围的研磨用组合物不易产生磁性颗粒的聚集,能够高效地对研磨对象物进行研磨。需要说明的是,在使用铁粉作为磁性颗粒的情况下,研磨用组合物的ph更优选为5以上且12以下、进一步优选为7以上且12以下。

研磨用组合物的ph可以通过添加ph调节剂来调节。为了将研磨用组合物的ph调节到期望的值,根据需要而使用的ph调节剂可以为酸及碱中的任意种,另外,也可以为无机化合物及有机化合物的中的任意种。

对于作为ph调节剂的碱的具体例,可以举出:碱金属的氢氧化物或其盐、碱土金属的氢氧化物或其盐、氢氧化季铵或其盐、氨、胺等。

作为碱金属的具体例,可以举出钾、钠等。另外,作为碱土金属的具体例,可以举出钙、锶等。进而,作为盐的具体例,可以举出:碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、乙酸盐等。进而,作为季铵的具体例,可以举出四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵等。

作为氢氧化季铵化合物,包含氢氧化季铵或其盐,作为具体例,可以举出:四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵等。

进而,作为胺的具体例,可以举出:甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、单乙醇胺、n-(β-氨基乙基)乙醇胺、六亚甲基二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、无水哌嗪、哌嗪六水合物、1-(2-氨基乙基)哌嗪、n-甲基哌嗪、胍等。

对于作为ph调节剂的酸,可以举出:无机酸、有机酸。作为无机酸的具体例,可以举出:硫酸、硝酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸、磷酸等。另外,作为有机酸的具体例,可以举出: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、水杨酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、马来酸、邻苯二甲酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸等羧酸、甲磺酸、乙磺酸、羟乙基磺酸等有机硫酸等。这些ph调节剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

7.关于研磨用组合物的电导率

对本实施方式的研磨用组合物的电导率没有特别限定,优选20ms/cm以下、更优选10ms/cm以下、进一步优选5ms/cm以下。电导率为这样的范围时,磁性颗粒更不易发生氧化,因此能够进一步延长研磨用组合物的寿命。电导率可以通过添加到研磨用组合物中的盐化合物的种类、添加量等进一步控制。

8.关于其他添加剂

本实施方式的研磨用组合物中可以根据需要进而添加氧化剂(例如含有卤素原子的氧化剂)、络合剂、金属防腐蚀剂、表面活性剂、水溶性高分子、防腐剂、防霉剂等其他添加剂。以下,对其他添加剂进行说明。

(1)关于氧化剂

本实施方式的研磨用组合物中可以包含氧化剂。对氧化剂的种类没有特别限定,作为例子,可以举出:过氧化氢、过乙酸、过碳酸盐、过氧化尿素、高氯酸盐、过硫酸盐等。但是,为了抑制磁性颗粒的氧化,本实施方式的研磨用组合物中的氧化剂的含量优选为10质量%以下、更优选为5质量%以下。而且,在使用铁粉作为磁性颗粒的情况下,研磨用组合物进一步优选实质上不含有氧化剂。

需要说明的是,实质上不含有氧化剂是指至少有意使其不含有氧化剂。因此,此处所说的实质上不含有氧化剂的研磨用组合物的概念可以包含不可避免地含有源自原料、制法等微量(例如研磨用组合物中的氧化剂的摩尔浓度为0.0005摩尔/l以下、优选0.0001摩尔以下、更优选0.00001摩尔/l以下、特别优选0.000001摩尔/l以下)的氧化剂的研磨用组合物。

(2)关于金属防腐蚀剂

本实施方式的研磨用组合物中可以含有金属防腐蚀剂。为了抑制研磨对象物的腐蚀,通过添加金属防腐蚀剂,能够防止金属的溶解。通过使用金属防腐蚀剂,能够抑制研磨对象物的表面的表面粗糙度等的恶化。

对可使用的金属防腐蚀剂没有特别限定,优选杂环式化合物。对杂环式化合物中的杂环的元数没有特别限定。另外,杂环式化合物可以为单环化合物,也可以为具有稠合环的多环化合物。金属防腐蚀剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。另外,金属防腐蚀剂可以使用市售品,也可以使用合成品。进而,也可以使用具有防止磁性颗粒氧化效果的防腐蚀剂。

作为能用作金属防腐蚀剂的杂环化合物的具体例,可以举出:吡咯化合物、吡唑化合物、咪唑化合物、三唑化合物、四唑化合物、吡啶化合物、吡嗪化合物、哒嗪化合物、氮茚化合物、中氮茚化合物、吲哚化合物、异吲哚化合物、吲唑化合物、嘌呤化合物、喹嗪化合物、喹啉化合物、异喹啉化合物、萘啶化合物、酞嗪化合物、喹喔啉化合物、喹唑啉化合物、噌啉化合物、布替利嗪化合物、噻唑化合物、异噻唑化合物、噁唑化合物、异噁唑化合物、呋咱化合物等含氮杂环化合物。

若举出更具体的例子,则作为吡唑化合物的例子,可以举出:1h-吡唑、4-硝基-3-吡唑羧酸、3,5-吡唑羧酸、3-氨基-5-苯基吡唑、5-氨基-3-苯基吡唑、3,4,5-三溴吡唑、3-氨基吡唑、3,5-二甲基吡唑、3,5-二甲基-1-羟基甲基吡唑、3-甲基吡唑、1-甲基吡唑、3-氨基-5-甲基吡唑、4-氨基-吡唑并[3,4-d]嘧啶、别嘌醇、4-氯-1h-吡唑并[3,4-d]嘧啶、3,4-二羟基-6-甲基吡唑并(3,4-b)-吡啶、6-甲基-1h-吡唑并[3,4-b]吡啶-3-胺等。

作为咪唑化合物的例子,可以举出:咪唑、1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、1,2-二甲基吡唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-异丙基咪唑、苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑、2-氨基苯并咪唑、2-氯苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、2-(1-羟乙基)苯并咪唑、2-羟基苯并咪唑、2-苯基苯并咪唑、2,5-二甲基苯并咪唑、5-甲基苯并咪唑、5-硝基苯并咪唑、1h-嘌呤等。

作为三唑化合物的例,可以举出:1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、1-甲基-1,2,4-三唑、甲基-1h-1,2,4-三唑-3-羧酸酯、1,2,4-三唑-3-羧酸、1,2,4-三唑-3-羧酸甲基、1h-1,2,4-三唑-3-硫醇、3,5-二氨基-1h-1,2,4-三唑、3-氨基-1,2,4-三唑-5-硫醇、3-氨基-1h-1,2,4-三唑、3-氨基-5-苄基-4h-1,2,4-三唑、3-氨基-5-甲基-4h-1,2,4-三唑、3-硝基-1,2,4-三唑、3-溴-5-硝基-1,2,4-三唑、4-(1,2,4-三唑-1-基)苯酚、4-氨基-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二丙基-4h-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二甲基-4h-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二庚基-4h-1,2,4-三唑、5-甲基-1,2,4-三唑-3,4-二胺、1h-苯并三唑、1-羟基苯并三唑、1-氨基苯并三唑、1-羧基苯并三唑、5-氯-1h-苯并三唑、5-硝基-1h-苯并三唑、5-羧基-1h-苯并三唑、5-甲基-1h-苯并三唑、5,6-二甲基-1h-苯并三唑、1-(1’,2’-二羧基乙基)苯并三唑、1-[n,n-双(羟乙基)氨基甲基]苯并三唑、1-[n,n-双(羟乙基)氨基甲基]-5-甲基苯并三唑、1-[n,n-双(羟乙基)氨基甲基]-4-甲基苯并三唑等。

作为四唑化合物的例子,可以举出:1h-四唑、5-甲基四唑、5-氨基四唑、5-苯基四唑等。

作为吲唑化合物的例子,可以举出:1h-吲唑、5-氨基-1h-吲唑、5-硝基-1h-吲唑、5-羟基-1h-吲唑、6-氨基-1h-吲唑、6-硝基-1h-吲唑、6-羟基-1h-吲唑、3-羧基-5-甲基-1h-吲唑等。

作为吲哚化合物的例子,可以举出:1h-吲哚、1-甲基-1h-吲哚、2-甲基-1h-吲哚、3-甲基-1h-吲哚、4-甲基-1h-吲哚、5-甲基-1h-吲哚、6-甲基-1h-吲哚、7-甲基-1h-吲哚、4-氨基-1h-吲哚、5-氨基-1h-吲哚、6-氨基-1h-吲哚、7-氨基-1h-吲哚、4-羟基-1h-吲哚、5-羟基-1h-吲哚、6-羟基-1h-吲哚、7-羟基-1h-吲哚、4-甲氧基-1h-吲哚、5-甲氧基-1h-吲哚、6-甲氧基-1h-吲哚、7-甲氧基-1h-吲哚、4-氯-1h-吲哚、5-氯-1h-吲哚、6-氯-1h-吲哚、7-氯-1h-吲哚、4-羧基-1h-吲哚、5-羧基-1h-吲哚、6-羧基-1h-吲哚、7-羧基-1h-吲哚、4-硝基-1h-吲哚、5-硝基-1h-吲哚、6-硝基-1h-吲哚、7-硝基-1h-吲哚、4-腈基-1h-吲哚、5-腈基-1h-吲哚、6-腈基-1h-吲哚、7-腈基-1h-吲哚、2,5-二甲基-1h-吲哚、1,2-二甲基-1h-吲哚、1,3-二甲基-1h-吲哚、2,3-二甲基-1h-吲哚、5-氨基-2,3-二甲基-1h-吲哚、7-乙基-1h-吲哚、5-(氨基甲基)吲哚、2-甲基-5-氨基-1h-吲哚、3-羟基甲基-1h-吲哚、6-异丙基-1h-吲哚、5-氯-2-甲基-1h-吲哚等。

这些之中优选的杂环化合物为三唑化合物,特别优选1h-苯并三唑、5-甲基-1h-苯并三唑、5,6-二甲基-1h-苯并三唑、1-[n,n-双(羟乙基)氨基甲基]-5-甲基苯并三唑、1-[n,n-双(羟乙基)氨基甲基]-4-甲基苯并三唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑。

这些杂环化合物对研磨对象物的表面的化学吸附力或物理吸附力高,因此能够在研磨对象物的表面形成更加牢固的保护膜。这在使利用本实施方式的研磨用组合物进行了研磨后的研磨对象物的表面的平坦性提高方面是有利的。

研磨用组合物中的金属防腐蚀剂的含量优选为0.0001质量%以上、更优选为0.0005质量%以上。随着金属防腐蚀剂的含量变多,能够防止金属的溶解、能够提高高度差消除性。另外,研磨用组合物中的金属防腐蚀剂的含量优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。随着金属防腐蚀剂的含量变少,研磨速度提高。

(3)关于表面活性剂

本实施方式的研磨用组合物中可以含有表面活性剂。表面活性剂由于通过对研磨后的被研磨面赋予亲水性,使研磨后的被研磨面的清洗效率良好,因此能够防止污物在被研磨面的附着等。对表面活性剂的种类没有特别限定,可以为阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、两性表面活性剂及非离子性表面活性剂中的任意种。这些表面活性剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

作为阴离子性表面活性剂的例子,可以举出:聚氧乙烯烷基醚乙酸、聚氧乙烯烷基硫酸酯、烷基硫酸酯、聚氧乙烯烷基醚硫酸、烷基醚硫酸、烷基苯磺酸、烷基磷酸酯、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯磺基琥珀酸、烷基磺基琥珀酸、烷基萘磺酸、烷基二苯基醚二磺酸、及它们的盐等。

作为阳离子性表面活性剂的例,可以举出:烷基三甲基铵盐、烷基二甲基铵盐、烷基苄基二甲基铵盐、烷基胺盐等。

作为两性表面活性剂的例子,可以举出:烷基甜菜碱、烷基胺氧化物等。

作为非离子性表面活性剂的例子,可以举出:聚氧乙烯烷基醚、聚氧亚烷基烷基醚、山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺、烷基链烷醇酰胺等。

研磨用组合物中的表面活性剂的含量优选为0.0001质量%以上、更优选为0.001质量%以上。随着表面活性剂的含量变多,研磨后的被研磨面的清洗效率进一步提高。另外,研磨用组合物中的表面活性剂的含量优选为1质量%以下、更优选为0.1质量%以下。随着表面活性剂的含量变少,表面活性剂在被研磨面的残留量减少、清洗效率进一步提高。

(4)关于水溶性高分子

本实施方式的研磨用组合物中可以含有水溶性高分子。若在研磨用组合物中添加水溶性高分子,则磁性颗粒及研磨颗粒的再分散性变得更良好。对水溶性高分子的种类没有特别限定,作为具体例,可以举出:聚苯乙烯磺酸盐、聚异戊二烯磺酸盐、聚丙烯酸盐、聚马来酸、聚衣康酸、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甘油、聚乙烯基吡咯烷酮、异戊二烯磺酸与丙烯酸的共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮-聚丙烯酸共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物、萘磺酸-福尔马林缩合物的盐、二烯丙基胺盐酸盐-二氧化硫共聚物、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素的盐、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、α-纤维素、β-纤维素、γ-纤维素、支链淀粉、壳聚糖、壳聚糖盐类。这些水溶性高分子可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

研磨用组合物中的水溶性高分子的含量优选为0.0001质量%以上、优选为0.001质量%以上。随着水溶性高分子的含量变多,磁性颗粒及研磨颗粒的再分散性变得更良好。另外,研磨用组合物中的水溶性高分子的含量优选为1质量%以下、更优选为0.1质量%以下。随着水溶性高分子的含量变少,高分子在被研磨面上的残留量减少、清洗效率进一步提高。

(5)关于防腐剂、防霉剂

本实施方式的研磨用组合物中可以含有防腐剂、防霉剂。对防腐剂及防霉剂的种类没有特别限定,作为具体例,可以举出:2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮等异噻唑啉系防腐剂、对羟基苯甲酸酯类、苯氧基乙醇等。这些防腐剂及防霉剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。

9.关于研磨用组合物的制造方法

对本实施方式的研磨用组合物的制造方法没有特别限定,例如,可以通过将磁性颗粒、抗氧化剂等各成分在水中搅拌混合来制造。对将各成分混合时的温度没有特别限制,优选10℃以上且40℃以下,为了提高溶解速度,可以进行加热。另外,对混合时间也没有特别限定。

或者也可以通过另外分别制备含有磁性颗粒的第1成分和含有水的第2成分,将所述两成分混合来制造研磨用组合物。此时,抗氧化剂可以包含于第1成分中,也可以包含于第2成分中,也可以包含于两成分中。或者,可以在第1成分和第2成分的混合物中添加抗氧化剂,也可以将第1成分和第2成分和抗氧化剂同时混合。

若磁性颗粒与水接触,则会推进磁性颗粒的氧化,因此第1成分和第2成分的混合优选在研磨对象物的研磨以前进行,更优选在尽可能接近研磨开始时期的时间点进行。具体而言,第1成分和第2成分的混合优选在研磨开始时的1周前及之后进行、更优选在研磨开始时的2天前及之后进行、进一步优选在研磨开始时的24小时前及之后进行、特别优选在即将开始研磨之前(例如1小时前及之后、30分钟前及之后)进行。

如果在即将开始研磨之前进行将第1成分和第2成分混合的工序,则基本不会推进磁性颗粒的氧化,因此基本不会发生研磨用组合物的研磨性能的经时降低。因此,如果使用这样制造的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨,则能够以高精度对研磨对象物进行精加工的研磨。另外,也能够将氢的产生量抑制为少量。进而,由于预先将制备的第1成分和第2成分分开保存,在即将开始研磨之前进行混合即可,因此保存稳定性非常优异、也能长期保存。

10.关于磁研磨方法

对使用本实施方式的研磨用组合物的研磨对象物的研磨方法没有特别限定,本实施方式的研磨用组合物通过磁场的施加能够沿磁感线形成刷状的磁粒簇,因此可以用于磁研磨方法。

通过施加磁场,在研磨用组合物内形成含有磁性颗粒的磁粒簇后,在使磁粒簇接触研磨对象物的被研磨面的基础上,使研磨对象物及磁粒簇中的一者或两者移动,使磁粒簇与研磨对象物的被研磨面滑动接触。于是,由于磁粒簇与研磨对象物的被研磨面的接触部位的剪切应力,研磨对象物的被研磨面得到研磨。由于磁粒簇也能追随复杂的形状、凹凸形状而发生变形,因此不仅能实现平面的研磨,也能实现三维形状的面的研磨。

此处,参照图1,对磁研磨方法的一例进行说明。图1中示出的磁研磨装置具备:用于容纳研磨用组合物1的容器10、对容纳于容器10中的研磨用组合物1施加磁场的磁场施加部12、用于保持研磨对象物5的保持部14、使与保持部14连结的自转轴16旋转的第一驱动部18、可旋转地连接了自转轴16的圆板20、以及使圆板20旋转从而使保持部14公转的第二驱动部22。

磁场施加部12设置在设置于容器10的底部的圆板状的研磨平板24上,使得能够对容纳于容器10的研磨用组合物1施加磁场。对于研磨平板24,只要能够对容纳于容器10的研磨用组合物1施加磁场,则可以设置于容器10内、也可以设置于容器10外。对磁场施加部12的构成没有特别限定,例如可以由永磁体、电磁体构成。在图1的例子中,磁场施加部12由永磁体构成,在研磨平板24上安装有多个永磁体。对施加的磁场的强度没有特别限定,可以以磁场施加部12之中与磁粒簇3接触的面的表面磁通密度为100mt以上且3000mt以下(即1000高斯以上且300000高斯以下)的方式进行调整。

另外,以磁感线指向相对于研磨平板24的板面呈垂直的方向(以下有时记为“垂直方向”)的方式,以使同种磁极朝向垂直方向的同一方向侧的方式将所有的永磁体安装于研磨平板24。因此,在研磨用组合物1内形成的磁粒簇3在相对于研磨平板24的板面呈垂直的方向上延伸。但是,也可以以磁感线指向相对于研磨平板24的板面呈水平的方向的方式将永磁体安装于研磨平板24。例如,分成使s极(也可以为n极)朝向垂直方向的一方向侧(例如上方侧)而安装的永磁体和使s极(也可以为n极)朝向垂直方向的另一方向侧(例如下方侧)而安装的永磁体,对于相邻的永磁体,如果使s极互相指向垂直方向的相反方向,则磁感线会指向相对于研磨平板24的板面呈水平的方向。

将保持于保持部14的研磨对象物5以在与研磨平板24之间隔开垂直方向的间隔而配置。此时,研磨对象物5与研磨平板24之间的垂直方向的间隔为研磨对象物5与磁粒簇3接触的大小。接着,利用第一驱动部18使沿垂直方向延伸的自转轴16旋转,并且利用第二驱动部22使与研磨平板24呈平行的圆板20旋转。由于自转轴16安装在比圆板20的中心更靠外径侧,因此通过一边使自转轴16旋转一边使圆板20旋转,能够使研磨对象物5(保持部14)相对于研磨平板24的板面保持平行并且一边自转、一边公转。第一驱动部18和第二驱动部22例如可以由马达构成。

通过这样的研磨对象物5的自转运动和公转运动,研磨对象物5与磁粒簇3接触并进行相对移动,因此磁粒簇3与研磨对象物5的被研磨面进行滑动接触,从而能以高精度对研磨对象物5的被研磨面进行精加工(例如镜面精加工)。

需要说明的是,作为磁研磨装置,可以利用cnc磨削装置。另外,图1的磁研磨装置是使研磨对象物5移动但磁场施加部12不移动的构成,也可以是与此相反地使磁场施加部12移动但研磨对象物5不移动的构成的磁研磨装置。或者,也可以是使研磨对象物5和磁场施加部12这两者移动的构成的磁研磨装置。

可以在先实施了重视加工效率的粗精加工/中精加工研磨后,实施重视表面品质的精加工研磨等、分多个阶段进行研磨。

〔实施例〕

以下示出实施例,更具体地对本发明进行说明。首先,关于表1~6中示出的各种抗氧化剂,调查抑制作为磁性颗粒的铁颗粒的氧化的性能和抑制作为磁性颗粒的铁颗粒的聚集的性能。以下对评价方法进行说明。

在抗氧化剂0.25质量份、水59.75质量份的混合物中加入适量氢氧化钾或硝酸而将ph调节为9.5,进而加入平均1次粒径3μm的铁颗粒40质量份,准备浆料。

将该浆料400g容纳于容量500ml的容器中,在23℃、35℃、43℃各温度下保存72小时后,用气体检测器(rikenkeikico.,ltd.制的gp-1000)测定容器内的气体中的氢气浓度。将结果示于表1~6。需要说明的是,将在温度35℃下保存72小时后的容器内的气体中的氢气浓度小于0.01体积%的情况记为合格。

接着,将浆料400g容纳于容量500ml的容器中,在23℃、35℃、43℃各温度下保存72小时。然后,由于生成铁颗粒的聚集沉降物,因此对容器进行振荡,由此对铁颗粒的聚集沉降物是否破碎并再分散进行评价。将结果示于表1~6。需要说明的是,在表1~6中,将铁颗粒的聚集沉降物破碎并再分散的情况用符号“○”表示,将未再分散的情况用符号“×”表示。将在温度35℃保存72小时后生成的聚集沉降物再分散的情况记为合格。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

由表1~6可知,对于烯基琥珀酸衍生物、联吡啶衍生物、二氮杂菲衍生物、三唑衍生物、苯并三唑衍生物、及分子中不具有碳-碳多重键的胺,氢气的产生少,抑制了磁性颗粒的氧化。另外可知,铁颗粒的聚集沉降物能再分散。

与此相对,对于作为铁的防腐蚀剂的通常的磷酸系化合物、苯并噻唑衍生物、在金属研磨中用作抗氧化剂的含氮化合物(四唑衍生物、吡唑衍生物、咪唑衍生物、吲哚衍生物、肼衍生物)、以往的用于磁研磨的研磨用组合物中所使用的表面活性剂、水溶性高分子等,抑制磁性颗粒的氧化的性能和抑制磁性颗粒的聚集的性能低。

接着,对抗氧化剂的浓度与上述效果(氧化抑制效果和聚集抑制效果)的相关性进行评价。评价方法除了抗氧化剂的浓度不同这点以外,其它与上述同样。将结果示于表7。

[表7]

由表7可知,对于烯基琥珀酸衍生物、联吡啶衍生物、二氮杂菲衍生物、三唑衍生物、苯并三唑衍生物、及分子中不具有碳-碳多重键的胺,浓度越高,上述效果越提高。与此相对,对于以往的用于磁研磨的研磨用组合物中所使用的抗氧化剂,即使提高浓度,也得不到实用上能够使用的水平的效果。

接着,对组合使用多种抗氧化剂时的效果进行评价。评价方法除了使用多种抗氧化剂这点以外,其它与上述同样。将结果示于表8。

[表8]

接着,使用各种研磨用组合物对各种研磨对象物进行磁研磨,测定研磨速度(单位为μm/分钟)。另外,对研磨时是否产生氢气、在研磨后聚集的磁性颗粒是否再分散进行调查。进而,对研磨对象物的被研磨面的光泽和损伤进行评价。

对于再分散性的评价,收集研磨中使用的研磨用组合物,通过与表1~6的情况同样的前述方法(保存条件为35℃、72小时)进行。然后,将产生的氢气量小于0.01体积%的情况评价为氢气“未产生”。另外,将研磨后的研磨用组合物中的磁性颗粒通过振荡容易再分散的情况评价为再分散性“良好”,将基于振荡的再分散不充分但能实现没有问题的程度的分散的情况评价为再分散性“可”,将产生了不容易通过振荡再分散的聚集的情况评价为再分散性“不良”。

对于研磨速度,用电子天平测量研磨前后的研磨对象物的质量,由其差值求出。对于研磨对象物的被研磨面的光泽,将得到镜面的情况评价为“良好”,将得到镜面但可观察到部分起雾的情况评价为“可”,将未得到镜面的情况评价为“不良”。对于研磨对象物的被研磨面的划痕,将没有能够以目视确认的损伤的情况评价为“未产生”,将能够以目视确认的损伤的数量在5个以内的情况评价为“可”,将能够以目视确认的损伤的数量为6个以上的情况评价为“不良”。

研磨用组合物为通过如下得到的浆料:向磁性颗粒50质量份、研磨颗粒11.9质量份、抗氧化剂0.157质量份、α-纤维素1.25质量份、水36.693质量份的混合物中加入适量氢氧化钾或硝酸,将ph调节为表9~23中所记载那样。其中,关于氧化剂的栏中记载有数值的实施例,作为氧化剂,仅含有表9~23中示出的量的过氧化氢。另外,关于水溶性高分子的栏中为空栏的实施例,不含有α-纤维素。

磁性颗粒为羰基铁或雾化铁,其平均1次粒径如表9~23中所记载。研磨颗粒为二氧化硅或氧化铝,其平均2次粒径如表9~23中所记载。抗氧化剂如表9~23所示。

需要说明的是,表9~23的ta为1,2,4-三唑,bta为苯并三唑,osaa为n,n-双(2-羟基乙基)辛烯基琥珀酰胺酸(辛烯基琥珀酸二乙醇酰胺),btye为2,2’-[[(甲基-1h-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]二乙醇,pt为1,10-邻二氮杂菲。

[表9]

[表10]

[表11]

[表12]

[表13]

[表14]

[表15]

[表16]

[表17]

[表18]

[表19]

[表20]

[表21]

[表22]

[表23]

使用这些研磨用组合物进行磁研磨。使用的研磨装置为对eguroltd.制的cnc磨削机进行了改造的装置,其结构与图1中示出的装置同样。另外,研磨对象物为具有阳极氧化皮膜的铝制的试验片、黄铜c2600制的试验片、黄铜c2801制的试验片、sus304制的试验片、sus316制的试验片、铝6063制的试验片、或聚亚苯基砜(ppsu)制的试验片。这些试验片为边长60mm、厚度8mm的正方形状的板。研磨条件如下。

将研磨对象物为具有阳极氧化皮膜的铝制的试验片的情况下的试验结果示于表9~13,将为黄铜c2600制的试验片的情况下的试验结果示于表14,将为黄铜c2801制的试验片的情况下的试验结果示于表15,将为sus304制的试验片的情况下的试验结果示于表16,将为sus316制的试验片的情况下的结果示于表17,将为铝6063制的试验片的情况下的结果示于表18~21,将为聚亚苯基砜(ppsu)制的试验片的情况下的结果示于表22、23。

<研磨条件>

研磨对象物与研磨平板表面的距离:2mm

公转速度:10rpm

自转速度:250rpm

研磨用组合物的用量:600g

研磨时间:30分钟

永磁体的表面磁通密度:350mt

如表7~23所示,使用了各实施例的研磨用组合物的情况下,研磨速度高,并且能够防止氢气的产生,进而,聚集的磁性颗粒的再分散性良好。进而,作为磁性颗粒的铁粉的平均1次粒径为10μm以下的情况下,研磨对象物的被研磨面的光泽特别良好,得到了不产生损伤的适宜的被研磨面。与此相对,可知使用了比较例的研磨用组合物的情况下,产生氢气,不能防止磁性颗粒的氧化。另外,聚集的磁性颗粒缺乏再分散性。

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