KR20120006494A - 취성 재료용 가공액 및 경질 재료용 가공액 - Google Patents

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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 (A) 물, (B) 산소 함유기를 갖는, 수 평균 분자량이 6,000 내지 3,000,000인 수용성 고분자 화합물, 및 (C) 1 질량％ 수용액에 있어서의 담점이 10 내지 70 ℃인 비이온 계면 활성제를 배합하여 이루어지는 취성 재료용 가공액, 및 경질 재료용 가공액으로서, 유리 지립 방식에 있어서는 가공 간극에 충분히 슬러리를 공급할 수 있고, 지립 분산 안정성이 우수함과 동시에, 절삭 부스러기의 세정ㆍ분산성이 우수하고, 한편 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에서는 고정 지립이 박리되기 어렵기 때문에, 절삭 부스러기의 세정ㆍ분산성이 우수한 취성 재료 및 경질 재료용 물 함유 가공액을 제공한다.

Description

취성 재료용 가공액 및 경질 재료용 가공액{WORKING FLUID FOR BRITTLE MATERIAL AND WORKING FLUID FOR HARD MATERIAL}
본 발명은 취성 재료용 가공액 및 경질 재료용 가공액에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리(遊離) 지립을 이용한 와이어 톱 또는 고정 지립 와이어 톱으로 취성 재료 및 경질 재료를 절단할 때에 바람직하게 이용되는, 취성 재료용 및 경질 재료용 물 함유 가공액에 관한 것이다.
반도체 제품의 제조에 있어서는 취성 재료인 실리콘 잉곳을 정밀도 좋게 가공하는 것이 중요하고, 그의 홈 삽입이나 절단에 있어서는 그의 가공 정밀도 및 생산성 측면에서 일반적으로 와이어 톱 가공이 이용되고 있다.
한편, 세라믹, 석영, 사파이어 등의 난삭재인 경질 재료의 홈 삽입이나 절단에 있어서는, 예를 들면 다이아몬드 지립이나 입방정 질화붕소(cBN) 지립 등의 초경 지립을 이용한 와이어 톱 가공이 이용되고 있다.
와이어 톱 가공 방법으로서는 피가공물과 와이어의 접동부에 유리 지립을 공급하면서, 홈 삽입이나 절단, 내면 연마 가공 등을 행하는 방식과, 와이어의 표면에 직접 지립이 고착된 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식이 있다.
전자의 유리 지립 방식의 와이어 톱 가공에 있어서는 유리 지립을 가공액 중에 분산시킨 슬러리가 이용되어, 피아노선 등으로 이루어지는 와이어 톱에 의해 취성 재료 또는 경질 재료가 절단된다. 따라서, 당해 가공액에 대해서는 윤활 성능이나 냉각 성능 이외에 유리 지립의 분산 성능이나 가공 후의 세정의 용이성 등이 요구된다. 특히, 최근 들어, 반도체 제품 등은 대형화, 고집적도화되는 경향이 있어, 이에 따라 가공액의 추가적인 성능 향상이 요구되고 있다.
한편, 후자의 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에서는 와이어 톱으로서 피아노선 등의 코어선에 전착에 의해 지립을 고정한 전착 와이어 톱이나, 고분자 재료를 결합제로서 지립을 고정한 레진 본드 와이어 톱 등이 이용된다. 이러한 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에서는 가공액으로서, 특히 고정 지립의 박리를 방지하기 위해서 마찰 계수가 낮은 것이 요구된다.
또한, 양 방식의 와이어 톱 가공에 있어서는 절삭 부스러기의 세정ㆍ분산성이 우수하여, 노즐이나 가공 간극 등에 절삭분이 가득차기 어렵고, 안정된 가공 처리를 행할 수 있는 가공액이 요구된다.
지금까지 이들 용도에 있어서 이용되는 가공액으로서는 가공유(기유로서 광유나 합성유를 사용하는 유계의 가공액)가 주로 이용되어 왔다. 그러나, 가공유에는 환경 문제나 안전성의 문제가 있기 때문에, 최근 들어 수계의 가공액, 특히 물 함유율이 높은 가공액이 요망되고 있다.
물을 함유하는 가공액에 대해서는, 예를 들면 특허문헌 1은 수분 1 내지 20 중량％를 함유하는 비수용성 분산매 조성물을 개시하고, 특허문헌 2는 특정한 아민 화합물을 함유하는 수용성 금속 가공유제 조성물을 개시한다. 이들은 물을 함유하는 가공액이긴 하지만, 주성분으로서 광유 등의 기유가 이용되는 것으로, 상기한 환경 문제나 안전성의 문제를 완전히 해결할 만한 것은 아니다. 또한 특허문헌 3은 벤토나이트의 수 분산액 및 특정한 첨가제를 함유하는 절삭액을 개시하고, 특허문헌 4는 친수성 다가 알코올계 화합물과 친유성 다가 알코올계 화합물과 물을 포함하는 분산매 중에 규산 콜로이드 입자가 분산되어 이루어지는 수성 조성물을 개시한다. 이들은 광유 등의 기유를 함유할 만한 것은 아니지만 물 함유율은 높지는 않다. 특히 특허문헌 4의 실시예에서는 물을 많게 한 경우에 성능의 저하를 볼 수 있다.
일본 특허 공개 (평)11-100590호 공보 일본 특허 공개 제2002-285186호 공보 일본 특허 공개 (평)8-60176호 공보 일본 특허 공개 (평)11-302681호 공보
상기한 바와 같이 물을 함유하는 가공액은 지금까지도 알려져 있지만, 종래의 가공액을 이용하여 물 함유율을 높이면, 유리 지립 방식으로는 지립이 침강하기 쉬워져서 가공 간극에 지립을 균일하게 공급하는 것이 어려워진다. 또한 가공액의 점도를 올림으로써 지립이 침강되기 어려워지는 것이 기대되지만, 이 경우, 점도가 너무 크면 충분한 양의 가공액을 가공 간극에 공급하는 것이 어려워진다. 또한, 종래의 가공액을 이용하여 물 함유율을 높이면, 마찰 계수가 높아져서, 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에서는 고정 지립을 박리하기 쉬워진다.
따라서, 가공액으로서의 높은 성능을 가지면서, 환경 문제나 안전성의 문제를 해결하는 것이 요구된다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유리 지립 방식으로 가공 간극에 충분히 슬러리를 공급할 수 있고, 지립 분산 안정성이 우수함과 동시에, 절삭 부스러기의 세정ㆍ분산성이 우수한 물 함유 가공액을 제공하는 것을 목적으로 하고, 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식으로는 고정 지립이 박리되기 어렵기 때문에, 절삭 부스러기의 세정ㆍ분산성이 우수한 물 함유 가공액을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 특정한 첨가제를 배합하여 이루어지는 가공액에 의해서 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하였다. 본 발명은 이러한 지견에 기초하여 완성한 것이다.
즉 본 발명은
1. 하기 성분 (A) 내지 (C)를 배합하여 이루어지는 경취성(硬脆性) 재료용 가공액:
(A) 물
(B) 산소 함유기를 갖는, 수 평균 분자량이 6,000 내지 3,000,000인 수용성 고분자 화합물
(C) 1 질량％ 수용액에 있어서의 담점이 10 내지 70 ℃인 비이온 계면 활성제,
2. 제1항에 있어서, 상기 성분 (B)에 있어서의 산소 함유기가 카르복실기, 수산기, 옥시에틸렌기 및 옥시프로필렌기로부터 선택되는 어느 하나의 기인 경취성 재료용 가공액,
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성분 (B)가 카르복실산계 고분자 화합물 및/또는 알킬렌글리콜계 고분자 화합물인 경취성 재료용 가공액,
4. 제3항에 있어서, 상기 성분 (B)가 카르복실산계 고분자 화합물 및 알킬렌글리콜계 고분자 화합물의 조합인 경취성 재료용 가공액,
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분 (C)가 옥시프로필렌기를 함유하고, 수 평균 분자량이 70 내지 5,000인 비이온 계면활성제인 경취성 재료용 가공액,
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가공액 전량 기준으로, 상기 성분 (A)의 배합량이 50 내지 99 질량％, 상기 성분 (B)의 배합량이 0.01 내지 30 질량％, 상기 성분 (C)의 배합량이 0.1 내지 20 질량％인 경취성 재료용 가공액,
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, pH가 2 내지 10인 경취성 재료용 가공액, 및
8. 제7항에 있어서, 산 성분과 알칼리 성분을 포함하며, 상기한 산 성분과 알칼리 성분의 배합비의 조정에 의해 pH를 조정하여 얻어지는 경취성 재료용 가공액
을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 와이어 톱 가공에 있어서의 유리 지립 방식에서는 가공 간극에 충분히 슬러리를 제공할 수 있고, 지립 분산 안정성이 우수함과 동시에, 절삭 부스러기의 세정(분산)성이 우수하다는 물 함유 가공액을 제공할 수 있어, 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에서는 고정 지립이 박리되기 어렵기 때문에, 절삭 부스러기의 세정(분산)성이 우수한 물 함유 가공액을 제공할 수 있다.
본 발명의 경질 재료 및 취성 재료(이하, 「경취성 재료」라고 칭하는 경우가 있음)용 가공액은 (A) 물, (B) 특정한 수용성 고분자 화합물, (C) 특정한 비이온 계면활성제를 배합하여 이루어지는 가공액이다.
본 발명의 경취성 재료용 가공액의 성분 (A)인 물로서는 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 바람직하게는 정제수가 이용되고, 특히 탈이온수가 바람직하다. 물의 배합량은 가공액 전량을 기준으로서 통상 50 내지 99 질량％, 바람직하게는 60 내지 95 질량％이다. 50 질량％ 이상임으로써, 인화성이 내려가기 때문에 안전성이 향상됨과 동시에 환경면에서도 바람직하다. 상한에 대해서는 특별히 이유는 없고, 다른 성분의 배합량과의 관계에서 통상은 99 질량％ 이하이다.
본 발명의 경취성 재료용 가공액의 성분 (B)인 수용성 고분자 화합물은, 산소 함유기를 갖는 수 평균 분자량이 6,000 내지 3,000,000의 수용성 고분자 화합물이다. 본 발명에서는 성분 (B)를 배합함으로써 가공액의 점도를 조정하고, 이 점도 조정에 의해, 유리 지립 방식에서는 슬러리 중의 지립의 분산 안정성이나 절삭 부스러기의 세정성을 향상시키고, 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에서는 와이어에 가공액이 부착되기 쉽고, 가공 간극에 침투하여, 절단 속도가 빨라지기 때문에, 지립의 박리를 억제할 수 있다. 수 평균 분자량이 6,000 미만이면 이 점도 조정 효과가 얻어지기 어렵고, 3,000,000을 초과하면, 유리 지립 방식에서는 점도가 커져 가공 간극에 충분히 슬러리를 공급하는 것이 곤란하게 된다. 당해 관점에서, 수 평균 분자량은 바람직하게는 10,000 내지 1,500,000이다.
상기 산소 함유기로서는, 예를 들면 카르복실기, 수산기 및 옥시에틸렌기, 및 옥시프로필렌기를 들 수 있다. 여기서, 이 카르복실기나 수산기는 탈양성자화나 중화에 의해서 음이온으로 되어 있는 것도 포함한다.
또한, 수용성 고분자 화합물이란 물에 녹는 고분자 화합물이고, 통상 물에 대한 용해도(20 ℃)가 0.1 g/물 100 g 이상인 고분자 화합물을 말한다. 또한, 본 명세서에 있어서 슬러리란 가공액 및 지립을 함유하는 혼합물을 말한다.
상기 성분 (B) 중에서, 점도 조정 효과뿐만 아니라 분산제나 절삭 부스러기의 세정성 향상제로서도 우수한 점에서 카르복실산계 고분자 화합물이나 알킬렌글리콜계 고분자 화합물이 바람직하다.
상기 카르복실산계 고분자 화합물은 중합성기를 갖는 불포화 카르복실산을 중합하여 얻어지는 고분자 화합물이다. 불포화 카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 무수 말레산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산 및 이타콘산 등을 들 수 있다. 카르복실산계 고분자 화합물의 구체예로서는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리크로톤산, 폴리이타콘산, 폴리말레산, 폴리푸마르산, 아크릴산-메타크릴산 공중합체, 아크릴산-이타콘산 공중합체, 아크릴산-말레산 공중합체, 아크릴산-아크릴아미드 공중합체, 아크릴산-아크릴산에스테르 공중합체, 아크릴산-메타크릴산에스테르 공중합체, 아크릴산-술폰산계 단량체 공중합체, 아크릴산-비닐피롤리돈 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 카르복실산계 고분자 화합물은 이들 중합체의 염일 수도 있고, 예를 들면 폴리아크릴산나트륨, 폴리아크릴산칼륨, 폴리아크릴산암모늄 등을 들 수 있다.
상기 알킬렌글리콜계 고분자 화합물은 알킬렌글리콜의 중합체로서, 예를 들면 폴리알킬렌글리콜이나 그의 유도체 등을 들 수 있다. 알킬렌글리콜계 고분자 화합물의 구체예로서는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 산화에틸렌 및 산화프로필렌의 블록 공중합체, 및 이들 중합체의 유도체(예를 들면 에스테르 유도체, 에테르 유도체 등)를 들 수 있다. 이들 중에서 옥시에틸렌기를 갖는 중합체가 바람직하다.
본 발명에서, 성분 (B)의 수용성 고분자 화합물은 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 특히, 유리 지립 방식에서는 지립 분산 안정성이나 침강 지립 유동성이 크게 향상되기 때문에, 카르복실산계 고분자 화합물 및 알킬렌글리콜계 고분자 화합물을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 경취성 재료용 가공액에 있어서, 성분 (B)의 수용성 고분자 화합물의 배합량은 가공액 전량을 기준으로서 통상 0.01 내지 30 질량％, 바람직하게는 0.1 내지 20 질량％이다. 0.01 질량％ 이상임으로써 충분한 점도 조정 효과가 얻어지고, 30 질량％ 이하임으로써 점도가 너무 커지지 않고, 유리 지립 방식에서는 가공 간극에 충분히 슬러리를 공급할 수 있고, 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에서는 가공액을 가공 간극에 충분히 공급할 수 있다.
본 발명의 경취성 재료용 가공액의 성분 (C)인 비이온 계면활성제는 1 질량％ 수용액에 있어서의 담점이 10 내지 70 ℃이고, 바람직하게는 25 내지 60 ℃이다. 본 발명에서는 성분 (C)를 배합함으로써, 유리 지립 방식에서는 지립의 분산 안정성이나 절삭 부스러기의 세정성이 향상되고, 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에서는 절삭 부스러기의 세정성이 향상됨과 동시에, 가공액의 마찰 계수가 작아져, 고정 지립의 박리를 억제할 수 있다. 담점이 10 ℃ 미만이면 용해성이 나쁘고, 70 ℃를 초과하면 기포성이 높아진다.
상기 성분 (C)로서는 바람직한 것으로서, 옥시프로필렌기를 함유하는 비이온 계면활성제(이하, PO 함유 비이온 계면활성제라고 생략하는 경우가 있음)를 들 수 있다. PO 함유 비이온 계면활성제로서는, 예를 들면 폴리프로필렌글리콜, 프로필렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜의 에스테르 유도체, 프로필렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜의 에테르 유도체, 및 산화프로필렌과 산화에틸렌과의 블록 공중합물(EO-PO 블록 공중합체)을 들 수 있고, 분산성이나 저기포성 측면에서 EO-PO 블록 공중합체가 특히 바람직하다.
PO 함유 비이온 계면활성제는 수 평균 분자량이 70 내지 5,000의 화합물이 바람직하고, 100 내지 4,000의 화합물이 보다 바람직하다. PO 함유 비이온 계면활성제는 옥시프로필렌기가 분자 전체의 40 내지 90 질량％를 차지하는 것이 바람직하고, 50 내지 80 질량％를 차지하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에서, 성분 (C)의 비이온 계면활성제는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 성분 (C)의 비이온 계면활성제의 배합량은 가공액 전량을 기준으로서 통상 0.1 내지 20 질량％, 바람직하게는 0.5 내지 10 질량％이다. 0.1 내지 20 질량％임으로써, 유리 지립 방식에 있어서는 충분한 지립 분산 효과나 절삭 부스러기의 세정ㆍ분산 효과가 얻어지고, 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에서는 가공액의 마찰 계수가 작아져 고정 지립의 박리가 억제됨과 동시에, 절삭 부스러기의 세정ㆍ분산성이 향상되는 등의 효과가 얻어진다.
본 발명의 경취성 재료용 가공액에 있어서는 본 발명의 목적에 반하지 않는 범위에서 방청제, 소포제, 산화 방지제, 금속 불활성화제 및 살균제ㆍ방부제 등의 공지된 첨가제를 배합할 수 있다. 방청제로서는 알킬벤젠술포네이트, 디노닐나프탈렌술포네이트, 알케닐숙신산에스테르, 다가 알코올 에스테르 등을 들 수 있다. 소포제로서는 실리콘유, 플루오로 실리콘유 및 플루오로알킬에테르 등을 들 수 있다. 산화 방지제로서는 페놀계 산화 방지제나 아민계 산화 방지제를 들 수 있다. 금속 불활성화제로서는 이미다졸린, 피리미딘 유도체, 티아디아졸, 벤조트리아졸 및 티아디아졸 등을 들 수 있다. 살균제ㆍ방부제로서는 파라히드록시벤조산에스테르류(파라벤류) 이외에, 벤조산, 살리실산, 소르브산, 디히드로아세트산, p-톨루엔술폰산 및 이들의 염류, 페녹시에탄올 등을 들 수 있다.
이들 첨가제의 배합량은 목적에 따라서 적절하게 선정할 수 있지만, 이들 첨가제의 합계가 가공액 전량을 기준으로 하여, 통상 0.01 내지 5 질량％ 정도이다.
본 발명의 경취성 재료용 가공액은 pH가 2 내지 10인 것이 바람직하고, pH가 4 내지 8인 것이 보다 바람직하다. pH가 2 이상임으로써, 방청성이 양호하고, 10 이하임으로써 규소 등의 부식을 피할 수 있다. pH는 경취성 재료용 가공액에 가하는 산 성분과 알칼리 성분의 배합비의 조정에 의해서, 조정할 수 있다. 상기 각종 첨가제 중에는 산 성분이나 알칼리 성분에 해당하는 것이 있고, 예를 들면 산 성분으로서는 폴리아크릴산, 이소노난산을 들 수 있고, 알칼리 성분으로서는 N-메틸디에탄올아민, 시클로헥실디에탄올아민을 들 수 있다.
본 발명의 경취성 재료용 가공액의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 물의 함유량이 적은 농축 상태에 있는 경취성 재료용 가공액을 제조하고, 사용 전에 물을 가하여 농도를 조정한다는 양태를 들 수 있다. 이러한 양태는 운반, 판매 등의 용이함이나, 사용시의 농도 조절이 용이함 측면에서 바람직하다. 이러한 농축 상태에 있는 경취성 재료용 가공액으로서는, 예를 들면 성분 (B) 1 질량부에 대하여 성분 (C) 0.001 내지 50 질량부(바람직하게는 0.01 내지 30 질량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 15 질량부)를 함유하고, 당해 가공액 전량을 기준으로서, 성분 (B)와 성분 (C)의 합계 함유량 x(질량％)가 5≤x<100(바람직하게는 80≤x≤99)의 가공액을 들 수 있다.
본 발명의 경취성 재료용 가공액을 함유하는 슬러리의 점도는 통상 25 ℃에서 40 내지 200 mPaㆍs이고, 보다 바람직하게는 50 내지 180 mPaㆍs이다. 슬러리의 점도가 상기 범위임으로써, 균일성이 높은 슬러리를 가공 간극에 충분히 공급할 수 있어, 우수한 가공성이 얻어진다.
상기한 바와 같이 본 발명의 경취성 재료용 가공액을 함유하는 슬러리는 비교적 낮은 점도를 갖는 것이고, 또한 통상, 물 함유율은 높아진다. 일반적으로 이러한 경우에는, 유리 지립 방식에서는 지립이 침강하기 쉬워지지만, 본 발명의 경취성 재료용 가공액은 상기한 성분 (B)와 성분 (C)를 병용하는 것으로, 이에 따라 우수한 지립 분산 안정성이 얻어진다.
본 발명의 경취성 재료용 가공액은 와이어 톱이나 멀티 와이어 톱 등을 이용하여 취성 재료 또는 경질 재료를 와이어 톱 가공할 때에 바람직하게 이용된다. 취성 재료로서는 규소, 수정 및 탄소 등을 들 수 있으며, 경질 재료로서는 세라믹, 석영, 사파이어 등을 들 수 있다. 와이어 톱 가공에 있어서의 유리 지립 방식에 있어서는 본 발명의 경취성 재료용 가공액 및 유리 지립을 혼합하여 경취성 재료용 가공액 조성물(슬러리)을 제조한다. 유리 지립으로서는 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들면 SiC(탄화규소) 지립, 알루미나 지립, cBN 지립, 다이아몬드 지립 등을 들 수 있다. 유리 지립의 배합량은 목적에 합쳐서 적절하게 결정할 수 있지만, 통상은 질량비로 경취성 재료용 가공액:유리 지립이 95:5 내지 10:90, 바람직하게는 90:10 내지 30:70이다.
<실시예>
다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하는데, 본 발명은 이들 예에 의해 어떠한 한정이 되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 6
제1 표에 나타내는 조성의 가공액을 제조하였다. 또한, 표 중의 값은 질량부를 나타낸다.
Figure pct00001
수용성 고분자 화합물 1: 폴리알킬렌글리콜 유도체〔니찌유(주) 제조, 상품명 유닐부 75DE-3800〕(수 평균 분자량 18,200, 중량 평균 분자량 18,500)
수용성 고분자 화합물 2: 폴리아크릴산〔니혼 쇼쿠바이(주) 제조, 상품명 아쿠아릭 AS58〕(수 평균 분자량 106,000, 중량 평균 분자량 798,000)
수용성 고분자 화합물 3: 폴리아크릴산나트륨〔니혼 쇼쿠바이(주) 제조, 상품명 아쿠아릭 DL365〕(수 평균 분자량 2,500, 중량 평균 분자량 5,400)
비이온 계면활성제 1: 1 질량％ 수용액에 있어서의 담점이 30 ℃의 EO-PO 블록 공중합체, 분자 전체에서의 옥시프로필렌기의 비율 79 질량％〔산요 가세이 고교(주) 제조, 상품명 뉴폴 PE62〕(수 평균 분자량 2,500)
비이온 계면활성제 2: 1 질량％ 수용액에 있어서의 담점이 56 ℃의 EO-PO 블록 공중합체, 분자 전체에서의 옥시프로필렌기의 비율 59 질량％〔산요 가세이 고교(주) 제조, 상품명 뉴폴 PE74〕(수 평균 분자량 3,400)
또한, 수 평균 분자량 및 중량 평균 분자량은 GPC(겔 투과 크로마토그래피)법에 의해서 얻어진 값이다. (분자량 표준 샘플: 폴리아크릴산나트륨)
제1 표에 있어서의 자원 절약성(물의 함유량)의 평가 기준
A: 수분 80 질량％ 이상
B: 수분 40 질량％ 이상, 80 질량％ 미만
C: 수분 40 질량％ 미만
[지립 분산 안정성 시험]
얻어진 가공액에 대해서, 이하에 나타내는 방법으로 지립 분산 안정성 시험을 행하였다.
지립((주)후지미 인코포레이티드 제조 GC#1500)과 가공액을 1:1의 질량비로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 제조 직후의 슬러리 100 ml를 실린더(내경: 28 mm, 용량 120 ml)에 넣고, 30 ℃에서 정치하였다. 5시간 후에, 액 분리층(지립과 가공액이 분리된 층)의 비율을 이하의 계산식에 의해 구하였다.
액 분리층의 비율(％)=액 분리층의 부피(ml)/전체의 부피(ml)×100
결과를 제2 표에 나타내었다.
[침강 지립의 유동성 시험]
지립 분산 안정성 시험과 동일한 방법에 의해서 슬러리를 제조하여, 100 ml의 슬러리를 실린더(내경: 28 mm, 용량 120 ml)에 넣고 정치하였다. 24시간 후에 실린더를 반전시켜, 퇴적하고 있었던 지립이 유동한 양(ml)을 1시간 후에 측정하였다. 결과를 제2 표에 나타내었다.
[슬러리의 점도]
지립((주)후지미 인코포레이티드 제조 GC#1500)과 가공액을 1:1의 질량비로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 제조 직후의 슬러리의 25 ℃에서의 점도를, B형 회전 점도계〔도끼 산교(주) 제조 TVB-10〕를 이용하여 측정하였다. 결과를 제2 표에 나타내었다.
[왕복 운동 마찰 시험]
시험 조건
시험기: (주)오리엔텍 제조 「F-2100」
공: 3/16인치 SUJ2
시험판: 다결정 규소
접동 속도: 20 mm/s
접동 거리: 2 cm
하중: 1.96 N
상기 시험 조건으로 왕복 운동 마찰 시험을 행하여, 마찰 계수를 측정하였다. 결과를 제2 표에 나타내었다.
Figure pct00002
제2 표로부터 분명한 바와 같이, 실시예의 가공액은 지립 분산 안정성이 양호하고, 슬러리 점도가 낮기 때문에, 유리 지립 방식에 의한 와이어 톱 가공시의 가공 정밀도나 가공 효율이 높고, 작업성도 우수하다. 또한, 슬러리 교반 정지 후, 침강한 지립의 재분산성도 우수하다.
또한, 실시예의 가공액은 왕복 운동 마찰 시험에 의한 마찰 계수가 0.10 내지 0.12로 낮고, 따라서 고정 지립 와이어 톱을 이용하는 방식에 있어서는 고정 지립의 박리를 억제할 수 있고, 절단 저항도 감소시킬 수 있다.
본 발명의 경취성 재료용 물 함유 가공액은 유리 지립 방식의 와이어 톱 가공에 있어서 가공 간극에 충분히 슬러리를 공급할 수 있고, 지립 분산 안정성이 우수함과 동시에, 절삭 부스러기의 세정(분산)성이 우수하고, 또한 고정 지립 방식의 와이어 톱을 이용하는 방식에 있어서는 고정 지립이 박리되기 어렵기 때문에, 절삭 부스러기의 세정ㆍ분산성이 우수하다는 특징을 갖고, 더구나 환경 문제나 안전성의 문제를 해결할 수 있다.

Claims (8)

  1. 하기 성분 (A) 내지 (C)를 배합하여 이루어지는 경취성(硬脆性) 재료용 가공액:
    (A) 물
    (B) 산소 함유기를 갖는, 수 평균 분자량이 6,000 내지 3,000,000인 수용성 고분자 화합물
    (C) 1 질량％ 수용액에 있어서의 담점이 10 내지 70 ℃인 비이온 계면 활성제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성분 (B)에 있어서의 산소 함유기가 카르복실기, 수산기, 옥시에틸렌기 및 옥시프로필렌기로부터 선택되는 어느 하나의 기인 경취성 재료용 가공액.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 성분 (B)가 카르복실산계 고분자 화합물 및/또는 알킬렌글리콜계 고분자 화합물인 경취성 재료용 가공액.
  4. 제3항에 있어서, 상기 성분 (B)가 카르복실산계 고분자 화합물 및 알킬렌글리콜계 고분자 화합물의 조합인 경취성 재료용 가공액.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분 (C)가 옥시프로필렌기를 함유하고, 수 평균 분자량이 70 내지 5,000인 비이온 계면활성제인 경취성 재료용 가공액.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가공액 전량 기준으로, 상기 성분 (A)의 배합량이 50 내지 99 질량％, 상기 성분 (B)의 배합량이 0.01 내지 30 질량％, 상기 성분 (C)의 배합량이 0.1 내지 20 질량％인 경취성 재료용 가공액.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, pH가 2 내지 10인 경취성 재료용 가공액.
  8. 제7항에 있어서, 산 성분과 알칼리 성분을 포함하며, 상기한 산 성분과 알칼리 성분의 배합비의 조정에 의해 pH를 조정하여 얻어지는 경취성 재료용 가공액.
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