研磨用组合物和研磨方法与流程
1.本发明涉及研磨用组合物和研磨方法。
背景技术：
2.磷酸盐玻璃或氟磷酸玻璃是基本不含或完全不含二氧化硅的玻璃，被称为蓝玻璃或红外截止滤光片。磷酸盐玻璃和氟磷酸玻璃具有校正颜和视觉灵敏度的功能，以使传感器的灵敏度更接近于人眼、形成更自然的颜。因此，被广泛用于智能手机、数码相机、监控摄像头、车载摄像头等，以用于图像传感器的彩校正。
3.一直以来，蓝玻璃的表面是通过精磨研磨而平坦化的。然而，利用使用以往的研磨剂的方法有时无法有效地得到表面粗糙度低的高品质的表面。
4.例如，专利文献1中公开了使用铈系研磨剂对用于磁盘基板等的要求平坦性的玻璃基板进行研磨，但研磨后的表面粗糙度、研磨效率不充分。
5.另外，例如专利文献2中公开了通过使用粒径0.01～100μm的氧化铝、氧化铈、氧化锆等，使由氟磷酸玻璃或磷酸盐玻璃所形成的玻璃球的表面波纹度为50μm以下，但如果加快研磨速度，则只能进行粗加工，不足以提高研磨效率且不足以提高研磨后的表面精度。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：国际公开2013/118648号
9.专利文献2：日本特开2005-272292号公报
技术实现要素：
10.发明要解决的问题
11.因此，本发明要解决上述现有技术所具有的问题，其课题在于，提供：能以充分的研磨速度对磷酸盐玻璃或氟磷酸玻璃(以下，也有时记作“蓝玻璃”)的表面进行研磨、能得到高品质的表面的研磨用组合物和研磨方法。
12.用于解决问题的方案
13.为了解决前述课题，本发明的一方式的研磨用组合物的主旨在于，包含磨粒和水，该磨粒的新莫氏硬度为9以上且13以下，该磨粒的粒径为0.15μm以上且3μm以下。
14.发明的效果
15.根据本发明，能以充分的研磨速度对磷酸盐玻璃或氟磷酸玻璃的表面进行研磨，另外，能得到高品质的表面。
具体实施方式
16.对本发明的一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，且本发明不限定于本实施方式。另外，可以对以下的实施方式施加各种变更或改良，施加了这样的变更或改良的方式也能包含于本发明。
17.1.磨粒
18.＜种类＞
19.本实施方式的研磨用组合物含有：新莫氏硬度为9以上且13以下的磨粒。新莫氏硬度只要具有9以上且13以下就对磨粒的种类(组成)无限定。认为，通过在研磨用组合物中添加上述特定的磨粒，从而发挥本发明的所期望的效果。其机制尚未清楚，但推测如下。即，通常如果使用硬的磨粒，则有表面品质降低的倾向，但本发明中，使具有新莫氏硬度处于9以上且13以下的特定的高范围的硬度的磨粒(例如氧化铝或氧化锆等)与硬度低的研磨对象物(例如新莫氏硬度为5左右的磷酸盐玻璃或氟磷酸玻璃等)接触，从而可以提供类似于切削的必要且足够量的物理相互作用，并且可以有效地加工凸部。因此，推测通过使用新莫氏硬度为9以上且13以下的磨粒，从而有有效地改善对磷酸盐玻璃或氟磷酸玻璃等的研磨速度、研磨后的表面品质的倾向。需要说明的是，上述机制基于推测，本发明不受上述机制的任何限定。
20.＜新莫氏硬度＞
21.本实施方式的研磨用组合物中所含的磨粒的新莫氏硬度为9以上，更优选10以上。另外，磨粒的新莫氏硬度为13以下。本实施方式的研磨用组合物中所含的磨粒的新莫氏硬度如果处于上述范围，则对蓝玻璃进行研磨时，可以改善研磨速度，且改善表面粗糙度等表面特性。需要说明的是，作为具有本实施方式中的新莫氏硬度的磨粒，例如可以举出氧化铝、氧化锆等。需要说明的是，氧化铝具有12的新莫氏硬度，氧化锆具有11的新莫氏硬度。
22.＜粒径＞
23.上述磨粒的粒径如果为0.15μm以上且3μm以下，则对蓝玻璃进行研磨时，可以改善研磨速度，且改善表面粗糙度等表面特性。此处，磨粒的粒径是指，体积基准的累积粒径分布中的50％的平均二次粒径(以下，也有时记作“d50”)。在改善研磨速度的观点上，磨粒的粒径优选0.15μm以上、更优选0.17μm以上、进一步优选0.19μm以上、进一步更优选0.22μm以上。另外，在减少表面粗糙度、减少划痕等缺陷的观点上，磨粒的粒径优选3μm以下、更优选2.5μm以下、进一步优选2.0μm以下、特别优选1.8μm以下、最优选1.5μm以下，例如可以为1.3μm以下(典型地为1.0μm以下)。
24.＜平均一次粒径＞
25.本发明的一实施方式中，磨粒可以包含氧化铝或氧化锆中的至少1种。该情况下，氧化铝或氧化锆的平均一次粒径没有特别限定。在改善研磨速度的观点上，氧化铝的平均一次粒径优选10nm以上、更优选40nm以上、进一步优选60nm以上。另外，在减少表面粗糙度、减少划痕等缺陷的观点上，氧化铝的平均一次粒径优选1000nm以下、更优选900nm以下、进一步优选800nm以下、进一步更优选500nm以下、特别优选300nm以下。在改善研磨速度的观点上，氧化锆的平均一次粒径优选10nm以上、更优选40nm以上、进一步优选60nm以上。另外，在减少表面粗糙度、减少划痕等缺陷的观点上，氧化锆的平均一次粒径优选1000nm以下、更优选900nm以下、进一步优选800nm以下、进一步更优选500nm以下、特别优选300nm以下、最优选250nm以下，例如可以为200nm以下。氧化铝或氧化锆的平均一次粒径例如可以基于由hitachi high-tech co.,ltd.制s-4700等扫描型电子显微镜拍摄到的照片而算出。例如，从以倍率10000～50000倍拍摄到的氧化铝或氧化锆颗粒的电子显微镜照片中随机地选出规定数(例如100个以上)的颗粒。对于选出的颗粒，由电子显微镜照片的图像测量面积，求
出跟其面积为相同面积的圆的直径作为氧化铝或氧化锆颗粒的一次粒径。然而，算出其一次粒径的平均值(体积基准的累积分率中的50％粒径)作为平均一次粒径。需要说明的是，一次粒径和平均一次粒径的算出可以使用市售的图像解析装置而进行。
26.＜磨粒的含量＞
27.磨粒的含量没有特别限定，在改善研磨速度的观点上，优选0.1质量％以上、更优选0.25质量％以上、进一步优选0.5质量％以上。另外，在减少表面粗糙度、减少划痕等缺陷的观点上，磨粒的含量优选20质量％以下、更优选15质量％以下、进一步优选10质量％以下。
28.＜氧化铝磨粒的物性＞
29.使用氧化铝作为磨粒的情况下，可以具有以下的物性。需要说明的是，以下的特性不限定于这些，可以任意选择。
30.氧化铝的bet比表面积没有特别限定，在使研磨后的表面更平坦或平滑的观点上，优选1m2/g以上、更优选3m2/g以上、进一步优选5m2/g以上、进一步更优选10m2/g以上。另外，在得到充分的研磨速度的观点上，氧化铝的bet比表面积优选250m2/g以下、更优选150m2/g以下、进一步优选90m2/g以下、进一步更优选70m2/g以下、特别优选50m2/g以下、最优选35m2/g以下。需要说明的是，氧化铝的bet比表面积可以用micromeritex公司制的“flow sorb ii2300”而测定。测定比表面积时，作为吸附于氧化铝的气体，可以举出氮气、氩气、氪气等。
31.作为氧化铝，可以举出α-氧化铝、除α-氧化铝以外的中间氧化铝和它们的复合物。中间氧化铝是指，除α-氧化铝以外的氧化铝颗粒的统称，作为具体例，可以举出γ-氧化铝、δ-氧化铝、θ-氧化铝、η-氧化铝、κ-氧化铝和它们的复合物。使用α氧化铝的情况下，氧化铝的α化率没有特别限定，在得到充分的研磨速度的观点上，优选30％以上、更优选40％以上、进一步优选50％以上、进一步更优选60％以上、特别优选70％以上。另外，在改善表面粗糙度等表面特性的观点上，氧化铝的α化率优选100％以下、更优选99％以下、进一步优选98％以下、进一步更优选97％以下、特别优选60％以下、最优选50％以下。需要说明的是，氧化铝的α化率可以由基于x射线衍射测定的(113)面衍射线的积分强度比求出。
32.表示氧化铝的形状的圆形度没有特别限定，优选0.5以上、更优选0.55以上、进一步优选0.6以上。另外，氧化铝的圆形度优选1以下、更优选0.98以下、进一步优选0.93以下、进一步更优选0.8以下。本实施方式的研磨用组合物中所含的氧化铝的圆形度如果处于上述范围，则对蓝玻璃进行研磨时，可以改善研磨速度，且改善表面粗糙度等表面特性。需要说明的是，氧化铝的圆形度通过与颗粒的投影面积具有相同面积的圆的周长除以颗粒投影图的轮廓长度而求出，例如可以对由扫描型电子显微镜(sem)su8000(hitachi high-tech co.,ltd.制)拍摄到的磨粒的图像进行解析而求出。
33.＜氧化锆的物性＞
34.使用氧化锆作为磨粒的情况下，可以具有以下的物性。需要说明的是，以下的特性不限定于这些，可以任意选择。
35.氧化锆的bet比表面积没有特别限定，在使研磨后的表面更平坦或平滑的观点上，优选1m2/g以上、更优选3m2/g以上、进一步优选5m2/g以上、进一步更优选10m2/g以上。另外，在得到充分的研磨速度的观点上，氧化锆的bet比表面积优选90m2/g以下、更优选70m2/g以
下、进一步优选50m2/g以下、进一步更优选35m2/g以下。氧化锆的bet比表面积可以使用micromeritex公司制的“flow sorb ii 2300”而测定。测定比表面积时，作为吸附于氧化锆的气体，可以举出氮气、氩气、氪气等。
36.表示氧化锆的形状的圆形度没有特别限定，优选0.5以上、更优选0.55以上、进一步优选0.6以上、进一步更优选0.8以上。另外，氧化锆的圆形度优选1以下、更优选0.98以下、进一步优选0.93以下。本实施方式的研磨用组合物中所含的氧化锆的圆形度如果处于上述范围，则对蓝玻璃进行研磨时，可以改善研磨速度，且改善表面粗糙度等表面特性。需要说明的是，氧化锆的圆形度通过与颗粒的投影面积具有相同面积的圆的周长除以颗粒投影图的轮廓长度而求出，例如可以对由扫描型电子显微镜(sem)su8000(hitachi high-tech co.,ltd.制)拍摄到的磨粒的图像进行解析而求出。
37.2.分散介质或溶剂
38.本实施方式的研磨用组合物使用水作为使研磨材料分散、使其他成分分散或溶解的分散介质或溶剂。从抑制妨碍其他成分的作用的观点出发，优选为尽量不含有杂质的水。具体而言，优选的是用离子交换树脂去除杂质离子后、通过过滤器去除了异物的纯水、超纯水、或蒸馏水。另外，作为除水以外的分散介质，还可以示例甲醇、乙醇、乙二醇等醇类；丙酮等酮类等或它们的混合物等。
39.作为分散介质或溶剂的水在研磨用组合物中的含量没有特别限定，优选40质量％以上、更优选50质量％以上、进一步优选60质量％以上、进一步更优选70质量％以上。水在研磨用组合物中的含量如果变高，则有更有效地发挥本发明的效果的倾向。
40.上述分散介质或溶剂中的、水和水以外的含量的比例优选100：0～75：25、更优选100：0～85：15、进一步优选100：0～93：7。水和水以外的含量的比例如果为上述范围，则有更有效地发挥本发明的效果的倾向。
41.3.其他任意添加物
42.本实施方式的研磨用组合物的ph没有特别限定，优选13以下、更优选12以下、进一步优选11以下。另外，本实施方式的研磨用组合物的ph优选2以上、更优选3以上。研磨用组合物的ph如果处于上述范围，则有容易得到研磨用组合物的稳定性和操作上的安全性的倾向。进而，对于本发明的研磨用组合物的ph，在得到更高的研磨速度的观点上，ph优选2以上且7以下(例如3以上且6以下)，在防止研磨装置和其周边构件的腐蚀的观点上，ph优选7以上且13以下(例如8以上且12以下)。
43.本实施方式的研磨用组合物的ph的调整可以由作为添加剂的ph调节剂进行。ph调节剂用于调整研磨用组合物的ph，由此，可以控制研磨对象物的研磨速度、研磨材料的分散性等。ph调节剂可以单独使用1种，也可以混合2种以上而使用。作为ph调节剂，可以使用公知的酸、碱、或它们的盐。作为能用作ph调节剂的酸的具体例，可以举出有机酸或无机酸。作为能用作ph调节剂的盐的具体例，可以举出氢氧化钾、氨。ph调节剂的添加量没有特别限定，可以以研磨用组合物成为期望的ph的方式适宜进行调整。
44.本实施方式的研磨用组合物根据需要可以还含有金属盐以改善其性能。例如，研磨用组合物可以包含价态为一价的酸的铝盐作为具有进一步提高研磨速度和表面品质的作用的金属盐。作为价态为一价的酸的铝盐的优选例，可以举出硝酸铝(al(no3)3)、氯化铝(alcl3)。另外，作为金属盐，除价态为一价的酸的铝盐以外还可以举出硫酸铝等。
45.在进一步提高研磨速度的观点上，研磨用组合物中的价态为一价的酸的铝盐的含有率优选0.01质量％以上、更优选0.05质量％以上。另外，在减少表面粗糙度、减少划痕等缺陷的观点上，研磨用组合物中的价态为一价的酸的铝盐的含有率优选15质量％以下、更优选10质量％以下、进一步优选5质量％以下。价态为一价的酸的铝盐具有水合水的情况下，它们的含有率是除水合水之外的含有率。
46.本实施方式的研磨用组合物根据需要可以还含有除ph调节剂和金属盐以外的添加剂以改善其性能。例如，研磨用组合物可以含有具有进一步提高研磨速度的作用的添加剂。作为具有进一步提高研磨速度的作用的添加剂的例子，有：螯合剂、氧化剂、表面活性剂、有机酸等。另外，研磨用组合物可以还含有：作用于研磨对象物的表面、研磨材料的表面、且倾向于改善研磨对象物的表面品质的添加剂、或倾向于维持保存时或研磨时的研磨用组合物的稳定性的添加剂。作为倾向于改善表面品质的添加剂、或倾向于维持保存时或研磨时的稳定性的添加剂的例子，有：水溶性化合物(例如水溶性高分子、水溶性多元醇类)、表面活性剂等。进而，研磨用组合物可以含有具有提高研磨材料的分散性的作用的添加剂。作为具有提高研磨剂的分散性的作用的添加剂的例子，有：分散剂、分散助剂(提高研磨材料聚集体的再分散性的化合物)等。
47.作为螯合剂的例子，可以举出葡萄糖酸等羧酸系螯合剂、乙二胺、二亚乙基三胺、三甲基四胺等胺系螯合剂、乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、羟基乙基乙二胺三乙酸、三亚乙基四胺六乙酸、二亚乙基三胺五乙酸等多氨基多羧酸系螯合剂。另外，还可以举出2-氨基乙基膦酸、1-羟基乙叉基-1,1-二膦酸、氨基三(亚甲基膦酸)、乙二胺四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、乙烷-1,1-二膦酸、乙烷-1,1,2-三膦酸、甲烷羟基膦酸、1-膦酰基丁烷-2,3,4-三羧酸等有机膦酸系螯合剂、酚衍生物、1,3-二酮等作为螯合剂的例子。
48.螯合剂在研磨用组合物中的含量没有特别限定，在改善研磨速度的观点上，优选0.01质量％以上、更优选0.05质量％以上。另外，在减少表面粗糙度、减少划痕等缺陷的观点上，螯合剂的含量优选5质量％以下、更优选3质量％以下、进一步优选1质量％以下。
49.作为氧化剂的例子，可以举出过氧化氢等过氧化物；硝酸、作为其盐的硝酸铁、硝酸银、硝酸铝、作为其络合物的硝酸铈铵等硝酸化合物；过一硫酸、过二硫酸等过硫酸、作为其盐的过硫酸铵、过硫酸钾等过硫酸化合物；氯酸、其盐、高氯酸、作为其盐的高氯酸钾等氯化合物；溴酸、作为其盐的溴酸钾等溴化合物；碘酸、作为其盐的碘酸铵、高碘酸、作为其盐的高碘酸钠、高碘酸钾等碘化合物；铁酸、作为其盐的铁酸钾等铁酸类；高锰酸、作为其盐的高锰酸钠、高锰酸钾等高锰酸类；铬酸、作为其盐的铬酸钾、二铬酸钾等铬酸类；钒酸、作为其盐的钒酸铵、钒酸钠、钒酸钾等钒酸类；高钌酸或其盐等钌酸类；钼酸、作为其盐的钼酸铵、钼酸二钠等钼酸类；高铼酸或其盐等铼酸类；钨酸、作为其盐的钨酸二钠等钨酸类。它们可以单独使用1种，也可以适宜组合2种以上而使用。
50.氧化剂在研磨用组合物中的含量没有特别限定，在改善研磨速度的观点上，优选0.01质量％以上、更优选0.05质量％以上。另外，在减少表面粗糙度、减少划痕等缺陷的观点上，氧化剂的含量优选5质量％以下、更优选3质量％以下、进一步优选1质量％以下。
51.作为表面活性剂的例子，可以举出非离子性表面活性剂、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。作为非离子性表面活性剂的具体例，可以举出醚型、醚酯型、酯型、含氮型，作为阴离子性表面活性剂，可以举出羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸
酯盐。另外，作为阳离子性表面活性剂的具体例，可以举出脂肪族胺盐、脂肪族季铵盐、苯扎氯铵盐、苄索氯铵、吡啶鎓盐、咪唑鎓盐，作为两性表面活性剂的具体例，可以举出羧基甜菜碱型、氨基羧酸盐、咪唑鎓甜菜碱、卵磷脂、烷基胺氧化物。
52.表面活性剂在研磨用组合物中的含量没有特别限定，在减少表面粗糙度、减少划痕等缺陷的观点上，优选0.01质量％以上、更优选0.05质量％以上。另外，在改善研磨速度的观点上，表面活性剂的含量优选1质量％以下、更优选0.8质量％以下、进一步优选0.6质量％以下。
53.作为水溶性化合物的例子，没有特别限定，例如有：水溶性高分子、水溶性多元醇类。水溶性高分子的种类没有特别限定，可以举出多糖类、n-乙烯基化合物的(共)聚合物、含羟基(共)聚合物、其他水溶性高分子等。作为多糖类，可以举出纤维素衍生物、淀粉衍生物。作为n-乙烯基化合物的(共)聚合物，可以举出聚乙烯醇和其衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮和其衍生物等。作为其他水溶性高分子，可以举出聚丙烯酸(或其盐)、聚丙烯酰胺、聚乙烯基醇、聚乙烯亚胺、聚环氧烷、聚环氧烷烷基醚、己内酰胺化合物等。水溶性高分子提高了研磨用组合物去除有机物残渣的去除效果。推测该效果是源自于通过用水溶性高分子覆盖研磨对象物的表面，从而增强有机物残渣与表面处理对象物的电位排斥的作用，但该机制基于推测，本发明的一方式不受上述机制的任何限定。
54.作为水溶性多元醇类的例子，没有特别限制，例如可以举出乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、聚丙二醇等二醇类、甘油。其中，水溶性化合物如果为甘油，则可以维持研磨用组合物的稳定性。
55.在维持保存研磨用组合物时、或研磨时的研磨用组合物的稳定性的观点上，水溶性化合物的含量优选0.01质量％以上、更优选0.05质量％以上、进一步优选0.5质量％以上、进一步更优选1质量％以上、特别优选1.5质量％以上。另外，在改善研磨速度的观点上，水溶性化合物的含量优选15质量％以下、更优选10质量％以下、进一步优选6质量％以下、进一步更优选1质量％以下、特别优选0.8质量％以下、最优选0.6质量％以下。
56.作为分散助剂的例子，没有特别限定，可以举出焦磷酸盐、六偏磷酸盐等缩合磷酸盐等。作为防腐剂的例子，没有特别限制，可以举出表面活性剂、醇类、高分子、树脂、胺类、吡啶类、四苯基鏻盐、苯并三唑类、三唑类、四唑类、苯甲酸等。
57.分散助剂和防腐剂在研磨用组合物中的含量没有特别限定，分散助剂和防腐剂在研磨用组合物中的含量优选0.05质量％以上、更优选0.1质量％以上、进一步优选0.13质量％以上。另外，分散助剂和防腐剂在研磨用组合物中的含量优选1质量％以下、更优选0.8质量％以下、进一步优选0.6质量％以下。
58.本实施方式的研磨用组合物也可以含有防腐剂、防霉剂、防锈剂那样的公知的添加剂。作为防腐剂的例子，可以举出次氯酸钠等。另外，作为防霉剂的例子，可以举出噁唑烷-2,5-二酮等噁唑啉等。在许多专利文献等中已知这些各种添加剂作为通常可以添加到研磨用组合物中者，添加剂的种类和添加量没有特别限定。其中，添加这些添加剂时的添加量相对于研磨用组合物整体，优选分别低于1质量％、更优选分别低于0.5质量％。这些添加剂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
59.4.研磨用组合物的制造方法
60.本实施方式的研磨用组合物的制造方法没有特别限定，通过将磨粒和根据期望的
各种添加剂在水等液态溶剂中进行搅拌、混合，从而可以制造。例如，通过将氧化铝和ph调节剂等各种添加剂在水中进行搅拌、混合，从而可以制造。混合各成分时的温度没有特别限定，优选10℃以上且40℃以下，可以进行加热以改善溶解速度。另外，混合时间也没有特别限定。
61.本实施方式的研磨用组合物可以为单组分型，也可以为双组分型以上的多组分型。另外，如果为使用具有多个研磨用组合物的供给路径的研磨装置进行研磨对象物的研磨的情况，则可以如以下进行研磨。即，可以预先制备多种成为研磨用组合物的原料的原料组合物，将这些多种原料组合物借助供给路径供给至研磨装置内，在研磨装置内将这些多种原料组合物混合，以形成研磨用组合物的方式进行研磨。
62.(稀释)
63.本发明的一方式的研磨用组合物可以直接用于研磨，也可以将浓缩液(原液)状态的研磨用组合物稀释后使用。本实施方式的研磨用组合物可以通过用水稀释研磨用组合物的原液而制备。研磨用组合物为双组分型的情况下，成为研磨用组合物的原料的二种原料组合物的混合和稀释的顺序是任意的。例如，可以将一种原料组合物用水稀释后，与另一种原料组合物混合，也可以同时进行两种原料组合物的混合以及用水的稀释，或者还可以将两种原料组合物混合后用水进行稀释。
64.将浓缩液(原液)状态的研磨用组合物稀释而使用时的稀释倍率没有特别限定，相对于研磨用组合物的总量、以体积基准计优选2倍以上、更优选3倍以上、进一步优选4倍以上、进一步更优选5倍以上。另外，上述稀释倍率以体积基准计、优选大致50倍以下、更优选20倍以下、进一步优选10倍以下。此处公开的研磨用组合物通过用上述倍率进行稀释，从而可以由浓缩形态的研磨用组合物得到具有更适于研磨的组成的研磨用组合物。
65.5.研磨装置和研磨方法
66.本实施方式的研磨用组合物例如可以在通常用于研磨蓝玻璃的研磨装置和研磨条件下使用。作为研磨装置，可以使用一般的单面研磨装置、两面研磨装置。使用单面研磨装置进行研磨的情况下，使用被称为载体的保持工具保持研磨对象物，边供给研磨用组合物，边将粘贴有研磨垫的平板按压至研磨对象物的单面，使平板旋转，从而对研磨对象物的单面进行研磨。使用两面研磨装置进行研磨的情况下，使用载体保持研磨对象物，边供给研磨用组合物，边将粘贴有研磨垫的平板按压至研磨对象物的两面，使研磨垫与研磨对象物沿相反的方向旋转，从而对研磨对象物的两面进行研磨。使用任意研磨装置的情况下，均根据基于研磨垫和研磨用组合物与研磨对象物之间的摩擦的物理作用、和研磨用组合物带给研磨对象物的化学作用，从而对研磨对象物进行研磨。
67.(研磨压力)
68.对研磨条件中的研磨载荷(研磨时对研磨对象物负载的压力)没有特别限定，通常研磨载荷越大，研磨材料与研磨对象物之间的摩擦力越高。其结果，机械加工特性改善，研磨速度上升。在得到足够高的研磨速度的观点上，研磨载荷优选1g/cm2(0.098kpa)以上、更优选10g/cm2(0.98kpa)以上、进一步优选20g/cm2(1.96kpa)以上。另外，在减少研磨对象物的破损、表面缺陷的发生的观点上，研磨载荷优选500g/cm2(49kpa)以下、更优选250g/cm2(24.5kpa)以下、进一步优选150g/cm2(14.7kpa)以下。
69.(表面粗糙度)
70.本发明的研磨方法的用途没有特别限制，例如，优选的是对在后述的实施例中记载的条件下测得的表面粗糙度(算术平均粗糙度(ra))为1nm～500μm左右的磷酸盐玻璃或氟磷酸盐玻璃用的研磨对象物进行研磨，调整为研磨前的表面粗糙度的1/2以下的表面粗糙度ra的用途，更优选的是调整为研磨前的表面粗糙度的1/10以下的表面粗糙度ra的用途，进一步优选的是调整为研磨前的表面粗糙度的1/50以下的表面粗糙度ra的用途。另外，对于通过本发明的一方式的研磨方法研磨的磷酸盐玻璃或氟磷酸盐玻璃用的研磨对象物的表面粗糙度(算术平均粗糙度(ra))，从得到更高品质的表面的观点出发，优选的是调整为10nm以下的用途，更优选的是调整为5nm以下的用途，进一步优选的是调整为1nm以下的用途，进一步更优选的是调整为低于0.5nm的用途。
71.(研磨对象物)
72.本发明的一实施方式的研磨用组合物能用于具有各种形状的磷酸盐玻璃或氟磷酸玻璃的表面的研磨。磷酸盐玻璃或氟磷酸玻璃的表面的形状可以为平面、或具有曲面形状的面、例如棱镜那样的整体为曲面的形状、或进行了倒角那样的端部为曲面的形状。
73.研磨垫的种类没有特别限定，可以使用材质、厚度、硬度等物性各不相同者。例如可以使用聚氨酯型、无纺布型、绒面革型等各自材质的研磨垫。其中，在减少表面粗糙度、减少划痕等缺陷的观点上，研磨垫的材质优选为绒面革型。另外，也可以使用包含磨粒的研磨垫、不包含磨粒的研磨垫的任意研磨垫。
74.实施例
75.(实施例1)
76.以下示出实验例和比较例，对本发明进一步具体地进行说明。
77.作为实验例1～11和比较例1～15，与具有表1所示的种类和粒径(d50)的磨粒分别进行混合，添加硝酸或氢氧化钾作为ph调节剂，以成为表1所示的ph的方式进行调整，得到研磨用组合物。需要说明的是，本实施例、比较例中使用的磨粒的新莫氏硬度是氧化铝具有12、氧化锆具有11、氧化铈具有6、二氧化硅具有9～10。
78.[表1]
[0079][0080]
接着，使用表1所示的研磨用组合物进行表1所示的研磨对象物的研磨，测定研磨速度、被研磨面的表面粗糙度ra。研磨对象物如下：实验例1～11和比较例1～7、14、15中使用磷酸盐玻璃，比较例8～13中使用铝硅酸盐玻璃。将结果示于表1。
[0081]
研磨条件如以下所述。
[0082]
研磨装置：单面研磨装置(engis公司制ej-380n)
[0083]
研磨垫：绒面革型垫
[0084]
研磨载荷：100g/cm2(9.8kpa)
[0085]
平板的转速：80rpm(线速度：9.5m/分钟)
[0086]
研磨时间：15分钟
[0087]
研磨用组合物的供给速度：10ml/分钟
[0088]
研磨对象物的测定面积：0.143
×
0.107mm
[0089]
间距：0.164μm
[0090]
研磨速度的测定方法如下：测定研磨前后的基板的重量，由其差算出。
[0091]
研磨对象物研磨后的被研磨面的表面粗糙度(算术平均粗糙度(ra)使用ametec公司制的非接触式3d形状测定/表面粗糙度测定机“newview5032”、在视场角成为0.143
×
0.107mm的条件下进行测定。
[0092]
由表1所示的结果可知，如果使用包含具有新莫氏硬度12的氧化铝或具有新莫氏硬度11的氧化锆作为实验例1～11的磨粒的研磨用组合物，则可以以充分的研磨速度(0.57～1.24μm)研磨具有新莫氏硬度5左右的磷酸盐玻璃的表面，且表面粗糙度ra也良好。与此相对，比较例1～8使用新莫氏硬度低于9的氧化铈或二氧化硅作为磨粒，结果研磨速度不充分，或表面粗糙度ra不良。另外，比较例8～13使用氧化铝或氧化铈作为磨粒，对具有新莫氏硬度9～10的铝硅酸盐玻璃进行了研磨，但研磨速度、表面粗糙度均不充分。特别是，比较例11～13使用的是，将与实验例4～6相同的新莫氏硬度为12的氧化铝作为磨粒的研磨用组合物，但研磨对象物如果变更为具有新莫氏硬度9～10的铝硅酸盐玻璃，则研磨速度、表面粗糙度也均不充分。
[0093]
(实施例2)
[0094]
接着，作为实验例12～18和比较例8，将作为磨粒的具有表2所示的粒径(d50 0.3μm)的氧化铝或氧化铈、表2所示的添加物和水分别进行混合，添加氢氧化钾作为ph调节剂，以添加物的含量成为0.17重量％、ph成为11的方式进行调整，得到8种研磨用组合物。需要说明的是，本实施例、比较例中使用的磨粒的新莫氏硬度是氧化铝具有12、氧化铈具有6。
[0095]
[表2]
[0096][0097]
接着，使用8种研磨用组合物进行磷酸盐玻璃的研磨，测定研磨速度、被研磨面的表面粗糙度ra。将结果示于表2。
[0098]
研磨条件如以下所述。
[0099]
研磨装置：单面研磨装置(engis公司制ej-380n)
[0100]
研磨垫：绒面革型垫
[0101]
研磨载荷：40g/cm2(3.9kpa)
[0102]
平板的转速：11rpm(线速度：1.3m/分钟)
[0103]
研磨时间：10分钟
[0104]
研磨用组合物的供给速度：5ml/分钟
[0105]
研磨对象物的测定面积：0.17
×
0.17mm
[0106]
间距：0.164μm
[0107]
研磨速度的测定方法是测定研磨前后的基板的质量并由其差算出。
[0108]
研磨对象物研磨后的被研磨面的表面粗糙度ra使用ametec公司制的非接触式3d形状测定/表面粗糙度测定机“newview9000”、在视场角成为0.170
×
0.170mm的条件下进行测定。
[0109]
由表2所示的结果可知，实验例12～18如果使用包含具有新莫氏硬度12的氧化铝作为磨粒、且还包含有利于促进研磨等的添加物的研磨用组合物，则可以以充分的研磨速度(0.28～0.47μm)研磨具有新莫氏硬度5的磷酸盐玻璃的表面，且表面粗糙度ra也良好。与此相对，比较例16中，作为磨粒包含具有新莫氏硬度6的氧化铈，而不包含具有特别提高研磨速度的作用的添加物，因此，研磨速度不充分。
技术特征：
1.一种研磨用组合物，其为用于对磷酸盐玻璃或氟磷酸盐玻璃进行研磨的研磨用组合物，所述研磨用组合物包含磨粒和水，所述磨粒的新莫氏硬度为9以上且13以下，所述磨粒的粒径为0.15μm以上且3μm以下。2.根据权利要求1所述的研磨用组合物，其中，所述磨粒包含氧化铝或氧化锆中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的研磨用组合物，其中，所述磨粒为氧化铝、且所述氧化铝的α化率为30％以上。4.根据权利要求2所述的研磨用组合物，其中，所述氧化铝或氧化锆的圆形度为0.5以上且1.0以下。5.根据权利要求2或4所述的研磨用组合物，其中，所述氧化铝或氧化锆的bet比表面积为5m2/g以上且90m2/g以下。6.一种研磨方法，其为磷酸盐玻璃或氟磷酸盐玻璃的研磨方法，所述研磨方法具备：向所述磷酸盐玻璃或所述氟磷酸盐玻璃的单面或两面供给研磨用组合物；将研磨垫按压至所述磷酸盐玻璃或所述氟磷酸盐玻璃的单面或两面；使所述研磨垫与所述磷酸盐玻璃或所述氟磷酸盐玻璃沿相反的方向移动，所述研磨用组合物包含磨粒和水，所述磨粒的新莫氏硬度为9以上且13以下，所述磨粒的粒径为0.15μm以上且3μm以下。7.根据权利要求6所述的研磨方法，其中，所述磨粒包含氧化铝或氧化锆中的至少一种。8.根据权利要求6或7所述的研磨方法，其中，所述磨粒为氧化铝、且所述氧化铝的α化率为30％以上。9.根据权利要求7所述的研磨方法，其中，所述氧化铝或氧化锆的圆形度为0.5以上且1.0以下。10.根据权利要求7或9所述的研磨方法，其中，所述氧化铝或氧化锆的比表面积为5m2/g以上且90m2/g以下。
技术总结
[课题]提供：能以充分的研磨速度对磷酸盐玻璃或氟磷酸玻璃的表面进行研磨、能得到高品质的表面的研磨用组合物和研磨方法。[解决方案]作为用于对磷酸盐玻璃或氟磷酸盐玻璃进行研磨的研磨用组合物，提供一种研磨用组合物，其包含磨粒和水，前述磨粒的新莫氏硬度为9以上且13以下，前述磨粒的粒径为0.15μm以上且3μm以下。μm以下。
