專利名稱：拋光組合物及拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拋光組合物，用于拋光由合成樹脂等制成的物品例如塑料透鏡，以及使用該拋光組合物的拋光方法。
背景技術(shù)：
日本公開專利公報No.2004-300347中公開了一種含有氧化鋁、聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷)甘油醚、硝酸鋁和水的拋光組合物，用于拋光由合成樹脂制成的物品。但所述拋光組合物的問題在于生物需氧量(BOD)和化學(xué)需氧量(COD)較高，因此拋光廢料處理耗時耗力。

發(fā)明內(nèi)容
在這樣的情形下，本發(fā)明的目的在于提供一種更適用于拋光由合成樹脂制成的物品的拋光組合物，以及使用該拋光組合物的拋光方法。
為了達(dá)到上述以及其他目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于拋光由合成樹脂制成的物品的拋光組合物。該組合物含有如下述通式(1)所示的化合物以及研磨顆粒。
X表示由含有活性氫原子和環(huán)氧烷烴的化合物衍生的聚醚多醇(具有乙氧基含量為20～90mass％的環(huán)氧乙烷聚醚鏈)的殘基。m表示2～8的整數(shù)，等于聚醚多醇單分子中所含的羥基數(shù)量。Y和Z分別表示通過加成聚合而加入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的低級醇?xì)埢?、烷基或亞烴基。n為3或更大的整數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了一種用于拋光由合成樹脂制成的物品的拋光組合物。該拋光組合物含有如上述通式(1)所示的化合物，并且pH值為3～8。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供了一種用于拋光由合成樹脂制成的物品的拋光組合物。該拋光組合物含有如上述通式(1)所示的化合物，并且粘度為3～9mPa·s。
根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，提供了一種通過使用上述任何一種拋光組合物拋光由合成樹脂制成的物品的方法。
以下將通過例舉發(fā)明原理的方式對本發(fā)明的其他方面和優(yōu)勢作進一步的描述。
具體實施例方式
以下將說明本發(fā)明的第一實施方式。
根據(jù)第一實施方式的拋光組合物是通過在水中混合化合物A和研磨顆粒而制得，基本由化合物A、研磨顆粒和水組成。該拋光組合物是用于拋光由合成樹脂制成的物品，如塑料透鏡。
第一實施方式的拋光組合物中含有的化合物A是由以下通式(1)所示的聚氨酯表面活性劑?；衔顰具有抑制拋光廢料和墊片碎屑粘附在研磨顆粒和拋光對象上的功能，從而改進了根據(jù)第一實施方式的拋光組合物對物品的拋光效果。
在通式(1)中，X表示由含有活性氫原子和環(huán)氧烷烴的化合物衍生的聚醚多醇(具有環(huán)氧乙烷含量為20～90mass％的聚醚鏈)的殘基。m表示與聚醚多醇單分子中所含的羥基數(shù)量相等的2～8的整數(shù)。Y和Z分別表示通過加成聚合而加入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的低級醇?xì)埢?、烷基或亞烴基。并且n為3或更大的整數(shù)。
而化合物A的例子可以由AKZO NOBEL生產(chǎn)的BERMODOL PUR系列的化合物、Asahi Denka Kogyo KK生產(chǎn)的Adecanol UH系列的化合物、以及Rohm Haas生產(chǎn)的Primal系列的化合物所組成。
當(dāng)根據(jù)第一實施方式的拋光組合物中化合物A的含量小于0.005mass％，更具體地，小于0.02mass％時，拋光組合物對由合成樹脂制成的物品的拋光效果不能被顯著提高。因此，為了獲得較高的拋光率，第一實施方式的拋光組合物中化合物A的含量優(yōu)選為不小于0.005mass％，并且進一步優(yōu)選為不小于0.02mass％。另一方面，當(dāng)?shù)谝粚嵤┓绞降膾伖饨M合物中化合物A的含量大于10mass％，更具體地，大于3mass％時，拋光組合物的BOD和COD增大，拋光廢料的處理耗時耗力。從BOD和COD考慮，第一實施方式的拋光組合物中化合物A的含量優(yōu)選為不超過10mass％，并且進一步優(yōu)選為不超過3mass％。
當(dāng)?shù)谝粚嵤┓绞降膾伖饨M合物中化合物A的平均分子量小于2,000，更具體地，小于5,000時，拋光組合物對由合成樹脂制得的物品的拋光效果不能被顯著提高。因此，為了獲得較高的拋光率，第一實施方式的拋光組合物中化合物A的平均分子量優(yōu)選為2,000或以上，并且進一步優(yōu)選為5,000或以上。另一方面，當(dāng)?shù)谝粚嵤┓绞降膾伖饨M合物中化合物A的平均分子量大于50,000，更具體地，大于20,000時，拋光組合物容易起泡。因此，第一實施方式的拋光組合物中化合物A的平均分子量優(yōu)選為50,000或更小，并且進一步優(yōu)選為20,000或更小。
研磨顆粒具有機械拋光效果，作用在于提高第一種實施方式的拋光組合物拋光由合成樹脂制得的物品的效果。而包含在第一種實施方式的拋光組合物中的研磨顆粒，可以是氧化鋁顆粒，例如α-氧化鋁、δ-氧化鋁、θ-氧化鋁、κ-氧化鋁、和無定形氧化鋁顆粒，以及由其他非氧化鋁的物質(zhì)形成的研磨顆粒，例如二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈰、和二氧化鈦。然而，為了獲得較高的拋光率，優(yōu)選為氧化鋁顆粒。在氧化鋁顆粒中進一步優(yōu)選為α-氧化鋁。
當(dāng)?shù)谝环N實施方式的拋光組合物中研磨顆粒的含量小于3mass％，更具體地，小于5mass％，并且再具體地，小于10mass％時，拋光組合物對由合成樹脂制得的物品的拋光效果不能被顯著提高。因此，為了獲得較高的拋光率，第一種實施方式的拋光組合物中研磨顆粒的含量優(yōu)選為不小于3mass％，進一步優(yōu)選為不小于5mass％，并且更進一步優(yōu)選為不小于10mass％。另一方面，當(dāng)?shù)谝环N實施方式的拋光組合物中研磨顆粒的含量大于30mass％，更具體地，大于25mass％，并且再具體地，大于20mass％時，拋光組合物的粘度增大，增大了粘附在拋光對象上并被帶離拋光系統(tǒng)的拋光組合物的量。這種現(xiàn)象從經(jīng)濟上不適宜。從經(jīng)濟性考慮，第一種實施方式的拋光組合物中研磨顆粒的含量優(yōu)選為不超過30mass％，進一步優(yōu)選為不超過25mass％，并且更進一步優(yōu)選為不超過20mass％。
平均粒徑小于0.015μm的研磨顆粒在對由合成樹脂制得的物品進行拋光中不能顯示出優(yōu)異的效果。因此，為了獲得較高的拋光率，包含在第一實施方式的拋光組合物中的研磨顆粒其平均粒徑優(yōu)選為0.015μm或更大。另一方面，當(dāng)?shù)谝粚嵤┓绞降膾伖饨M合物中研磨顆粒的平均粒徑大于12μm，表面粗糙度增大或產(chǎn)生劃痕，可能會降低拋光對象的表面質(zhì)量。因此，為了保持拋光對象的表面質(zhì)量，第一實施方式的拋光組合物中所含研磨顆粒的平均粒徑優(yōu)選為12μm或更小。
當(dāng)氧化鋁顆粒的平均粒徑小于0.5μm，更具體地，小于0.6μm，再具體地，小于0.7μm時，在對由合成樹脂制得的物品進行拋光時無法顯示較高的效果。因此，當(dāng)?shù)谝粚嵤┓绞降膾伖饨M合物含有氧化鋁顆粒時，為獲得較高的拋光率，氧化鋁顆粒的平均粒徑優(yōu)選為0.5μm或更大，并且進一步優(yōu)選為0.7μm或更大。另一方面，當(dāng)?shù)谝环N實施方式的拋光組合物中氧化鋁顆粒的平均粒徑大于8μm，更具體地，大于4μm，再具體地，大于2μm時，表面粗糙度增大或產(chǎn)生劃痕，可能會降低拋光對象的表面質(zhì)量。因此，為了保持拋光對象的表面質(zhì)量，第一實施方式的拋光組合物中所含研磨顆粒的平均粒徑優(yōu)選為8μm或更小，進一步優(yōu)選為4μm或更小，并且更進一步優(yōu)選為2μm或更小。
根據(jù)第一實施方式，可以獲得以下優(yōu)點。
通式(1)所示的化合物A具有抑制拋光廢料和拋光墊廢料粘附在研磨顆粒以及待拋光對象上。因此，根據(jù)第一實施方式的含有化合物A的拋光組合物，能夠不受粘附在研磨顆粒和待拋光對象上的拋光廢料和拋光墊廢料的妨礙，以較高的拋光率對由合成樹脂制成的拋光對象進行拋光。化合物A抑制拋光廢料和拋光墊廢料在研磨顆粒以及待拋光對象上粘附的原因相信是由于化合物A作用于拋光廢料和拋光墊廢料的表面，因此提高了它們的分散性。
與化合物B例如聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷)甘油醚(將在后面描述)相比，化合物A在提高用于拋光由合成樹脂制得的物品的拋光組合物的拋光效果上更加有效。這是因為化合物B是通過適當(dāng)?shù)卦黾訏伖饨M合物的粘度，從而提高拋光組合物的拋光效果。與之相對，化合物A是通過抑制拋光廢料和拋光墊廢料在研磨顆粒和待拋光對象上的粘附來提高拋光組合物的拋光效果。化合物A和B在拋光效果上的區(qū)別是由于它們的作用機制不同。因此，即使第一實施方式的拋光組合物中化合物A的含量相對較小，拋光組合物也能夠以高的拋光率對由合成樹脂制得的物品進行拋光。所以，根據(jù)第一實施方式，能夠提供一種與傳統(tǒng)的含有聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷)甘油醚的拋光組合物相比，具有低BOD和COD并且廢液易于處理的拋光組合物。
下面描述第二實施方式。
第二實施方式的拋光組合物是通過在水中混合化合物A、化合物B和研磨顆粒而制得，基本上由化合物A、化合物B、研磨顆粒和水組成。即，第二實施方式的拋光組合物與第一實施方式的拋光組合物的區(qū)別在于化合物B的含量。第二實施方式的拋光組合物也用于拋光由合成樹脂形成的拋光對象例如塑料透鏡。
包含在第二實施方式的拋光組合物中用于進一步提高拋光率的化合物B，可以是通過將聚環(huán)氧烷烴和甲烷系烴、甘油、1，2，3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反應(yīng)而得到的化合物，或是聚環(huán)氧烷烴例如丙二醇。聚環(huán)氧烷烴能夠與甲烷系烴、甘油、1，2，3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯發(fā)生的脫烷反應(yīng)或脫醇反應(yīng)。通過將聚環(huán)氧烷烴和甲烷系烴等反應(yīng)而獲得的化合物的例子包括聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷)甘油醚和聚乙二醇單丁基醚。
而與甲烷系烴或類似物反應(yīng)的聚環(huán)氧烷烴，可以是聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、或環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的共聚物。與使用其他聚環(huán)氧烷烴不同，當(dāng)使用這些聚環(huán)氧烷烴時，拋光組合物的粘度不會過度增大。
而與聚環(huán)氧烷烴反應(yīng)的化合物，可以是甲烷系烴、甘油、1，2，3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、和乙酸甲酯。其中優(yōu)選為甘油。與使用其他化合物不同，當(dāng)使用甘油時，拋光組合物的粘度不會過度增大。
當(dāng)?shù)诙嵤┓绞降膾伖饨M合物中化合物B的含量小于1mass％，更具體地，小于3mass％時，拋光率不能顯著提高。因此，為了獲得較高的拋光率，第二實施方式的拋光組合物中化合物B的含量優(yōu)選為不小于1mass％，并且進一步優(yōu)選為不小于3mass％。另一方面，當(dāng)?shù)诙嵤┓绞降膾伖饨M合物中的化合物B含量大于30mass％，更具體地，大于20mass％時，拋光組合物的粘度增大，增大了粘附在拋光對象上并被帶離拋光系統(tǒng)的拋光組合物的量。這種現(xiàn)象從經(jīng)濟上不適宜。從經(jīng)濟性考慮，第二實施方式的拋光組合物中化合物B的含量優(yōu)選為不超過30mass％，并且進一步優(yōu)選為不超過20mass％。
當(dāng)?shù)诙嵤┓绞降膾伖饨M合物中化合物B的平均分子量小于50時，拋光率不能顯著提高。因此，為了獲得較高的拋光率，第二實施方式的拋光組合物中化合物B的平均分子量優(yōu)選50或更大。另一方面，當(dāng)拋光組合物中化合物B的平均分子量大于10,000，更具體地，大于5,000時，拋光組合物的粘度增大，增大了粘附在拋光對象上并被帶離拋光系統(tǒng)的拋光組合物的量。這種現(xiàn)象從經(jīng)濟上不適宜。從經(jīng)濟性考慮，第二實施方式的拋光組合物中化合物B的平均分子量優(yōu)選為不超過10,000，并且進一步優(yōu)選為不超過5,000。
根據(jù)第二實施方式，可以獲得以下優(yōu)點。
第二實施方式的拋光組合物能夠以較高的拋光率拋光由合成樹脂制得的物品。這是因為，化合物A抑制拋光廢料和拋光墊廢料粘附在研磨顆粒和拋光對象上，另外，化合物B適當(dāng)?shù)卦黾訏伖饨M合物的粘度，結(jié)果使得拋光組合物中所含的研磨顆粒的分散性提高，同時，在拋光過程中拋光墊所保有的研磨顆粒的含量增大。
根據(jù)第二實施方式的拋光組合物中含有化合物A，通過抑制拋光廢料和拋光墊廢料在研磨顆粒和由合成樹脂制得的對象上的粘附，從而提高拋光組合物拋光由合成樹脂制得的對象的拋光效果。因此，即使化合物B的含量相對較小，組合物也能夠以較高的速率拋光由合成樹脂制得的物品。所以，根據(jù)本實施方式，能夠提供一種比傳統(tǒng)拋光組合物具有更低的BOD和COD并且廢液易于處理的拋光組合物。
下面說明第三實施方式。
第三實施方式的拋光組合物是通過在水中混合化合物A、化合物C和研磨顆粒而制得，基本由化合物A、化合物C、研磨顆粒和水組成。即，第三實施方式的拋光組合物與第一實施方式的拋光組合物的區(qū)別在于化合物C的含量。第三實施方式的拋光組合物也用于拋光由合成樹脂制得的拋光對象，例如塑料透鏡。
包含在第三實施方式的拋光組合物中用于進一步提高拋光率的化合物C，可以是無機酸的金屬鹽、有機酸的金屬鹽、無機酸的氨鹽、有機酸的氨鹽。無機酸可以是硝酸、硫酸和鹽酸中的任意一種。有機酸可以是草酸、乳酸、乙酸、甲酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、葡糖酸、羥基乙酸和丙二酸中的任意一種。金屬鹽可以是鋁鹽、鎳鹽、鋰鹽、鎂鹽、鈉鹽和鉀鹽中的任意一種。從化學(xué)拋光能力考慮，化合物C優(yōu)選為硝酸、硫酸、鹽酸或乳酸的鋁鹽，并且進一步優(yōu)選為硝酸鋁。
當(dāng)?shù)谌龑嵤┓绞降膾伖饨M合物中化合物C的含量小于0.5mass％，更具體地，小于1mass％，并且再具體地，小于3mass％時，拋光率不能顯著提高。因此，為了獲得較高的拋光率，第三實施方式的拋光組合物中化合物C的含量優(yōu)選為不小于0.5mass％，進一步優(yōu)選為不小于1mass％，并且更進一步優(yōu)選為不小于3mass％。另一方面，當(dāng)?shù)谌龑嵤┓绞降膾伖饨M合物中的化合物C含量大于20mass％，更具體地，大于15mass％，并且再具體地，大于8mass％時，拋光組合物的pH降低，結(jié)果使得拋光機易被腐蝕。從防止腐蝕拋光機考慮，第三實施方式的拋光組合物中化合物C的含量優(yōu)選為不超過20mass％，進一步優(yōu)選為不超過15mass％，并且更進一步優(yōu)選為不超過8mass％。
根據(jù)第三實施方式，可以獲得以下優(yōu)點。
第三實施方式的拋光組合物能夠以較高的拋光率拋光由合成樹脂制得的物品。這不僅是由于化合物A抑制了拋光廢料和拋光墊廢料粘附在研磨顆粒和拋光對象上，而且還由于拋光組合物中含有的化合物C對拋光對象的機械拋光。
第一至第三實施方式可以作以下修改。
第一實施方式的拋光組合物可以含有化合物B和化合物C。在這種情況下，由于化合物B和C的功效可以獲得更加高的拋光率。
第一至第三實施方式的拋光組合物可以分別含有不少于兩種的化合物A。
第二實施方式的拋光組合物可以含有不少于兩種的化合物B。
第三實施方式的拋光組合物可以含有不少于兩種的化合物C。
第一至第三實施方式的拋光組合物可以分別含有不少于兩種的研磨顆粒。
如果需要的話，第一至第三實施方式的拋光組合物可以分別含有消泡劑，例如硅酮系消泡劑、醚系消泡劑、和醇系消泡劑。加入拋光組合物中的消泡劑優(yōu)選具有較強的抑制拋光組合物起泡的消泡功能，以及較強的破壞已經(jīng)產(chǎn)生的氣泡的破泡功能。拋光組合物中消泡劑的含量優(yōu)選為不超過1mass％，并且進一步優(yōu)選為不超過0.1mass％。
如果需要的話，第一至第三實施方式的拋光組合物可以分別含有膠態(tài)粒子，例如膠態(tài)二氧化硅或纖維素例如羥乙基纖維素。
第一至第三實施方式的拋光組合物可以分別通過在使用時稀釋拋光組合物的母液來制備。這樣利于存儲和運輸。上述第一至第三實施方式的拋光組合物中化合物A到C以及研磨顆粒的優(yōu)選含量范圍指的是使用時拋光組合物中的含量范圍。
關(guān)于第一至第三實施方式的拋光組合物的實施例和對照例將在下面說明。
根據(jù)實施例1～35和對照例1～10的拋光組合物是通過在水中適當(dāng)?shù)鼗旌匣衔顰、B和C以及α-氧化鋁，并且進一步添加0.7mass％的硅酮系消泡劑而制得。每一個拋光組合物中含有的化合物A至C和α-氧化鋁具體如表1和2所示。
在如表3所示的拋光條件下，使用實施例1～35和對照例1～10的各個拋光組合物對塑料透鏡進行拋光。測定拋光操作前后的塑料透鏡的重量，從而獲得重量差異。結(jié)果如表1的“拋光率”一欄所示。
在如表3所示的拋光條件下，使用實施例1～35和對照例1～10的各個拋光組合物對塑料透鏡進行拋光。之后，用配備有放大50倍的物鏡的非接觸式表面粗糙度測定儀MicroXAM(Phase Shift生產(chǎn))對塑料透鏡的表面粗糙度(Ra)進行測定。根據(jù)測定結(jié)果，評價由各個拋光組合物所拋光的塑料透鏡的表面粗糙度(Ra)。結(jié)果如表1的“表面粗糙度”一欄所示。在該欄中，“1”表示表面粗糙度(Ra)小于110，“2”表示表面粗糙度(Ra)為110或更大。
表1

表2

表3

在表1和表2各自的“化合物A”欄中，A1指的是通式(1)所示的平均分子量為10,000，并且粘度為3,000cps的化合物，并且A2指的是通式(1)所示的平均分子量為8,000，并且粘度為63,000cps的化合物。化合物A的粘度指的是化合物A的水溶液(30mass％)在25℃時由BH型旋轉(zhuǎn)粘度計測得的粘度。在表1和表2各自的“化合物B”中欄，B1指的是丙二醇；B2為聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷)甘油醚(平均分子量約2,800)；B3為聚環(huán)氧烷烴單丁基醚(平均分子量約2,300)；并且B4為聚環(huán)氧烷烴單丁基醚(平均分子量約3,750)。在表1和表2各自的“化合物C”欄中，C1指的是硝酸鋁；并且C2指的是氯化鋁。各個拋光組合物中含有的α-氧化鋁顆粒的平均粒徑可以采用Coulter Counter法測定，其中，所述粒徑如表1和2的“α-氧化鋁”一欄所示。
如表1和表2所示，在實施例1～35的拋光組合物中，從實用性考慮，拋光率和表面粗糙度是令人滿意的。并且在對照例1～10中，拋光率和表面粗糙度也基本令人滿意；然而，盡管拋光率不是很高，BOD和COD卻很高。
以下，將說明本發(fā)明的第四實施方式。
第四實施方式的拋光組合物是通過在水中混合化合物A和研磨顆粒從而使pH值為3～8，基本由化合物A、研磨顆粒和水組成。即，第四實施方式的拋光組合物與第一實施方式的拋光組合物的區(qū)別在于其pH值為3～8。第四實施方式的拋光組合物也用于拋光由合成樹脂制成的拋光對象，例如塑料透鏡。
第四實施方式的拋光組合物的pH值為3～8。當(dāng)拋光組合物的pH值低于3時，拋光機容易被腐蝕。當(dāng)拋光組合物的pH值大于8時，拋光組合物拋光由合成樹脂制得的物品的效果不充分，拋光組合物的再分散性能有下降的趨勢。根據(jù)第四實施方式的拋光組合物，由于具有3～8的pH值，能夠較好地拋光由合成樹脂制得的物品而不腐蝕拋光機。然而，即使pH值在3～8的范圍內(nèi)，隨著第四實施方式的拋光組合物的pH值下降，拋光機仍有被腐蝕的趨勢。為了切實防止拋光機的腐蝕，第四實施方式的拋光組合物的pH值優(yōu)選為5或更大。而且，為了獲得特別滿意的再分散性，第四實施方式的拋光組合物的pH值優(yōu)選為7或更小。
根據(jù)第四實施方式，除了第一實施方式的優(yōu)點以外，還可以得到以下優(yōu)點。
由于第四實施方式的拋光組合物的pH值為3～8，能夠較好地拋光由合成樹脂制得的物品而不腐蝕拋光機。
以下，將說明本發(fā)明的第五實施方式。
第五實施方式的拋光組合物是通過在水中混合化合物A、化合物B和研磨顆粒從而使pH值為3-8，基本由化合物A、化合物B、研磨顆粒和水組成。即，第五實施方式的拋光組合物與第二實施方式的拋光組合物的區(qū)別在于其pH值為3～8。第五實施方式的拋光組合物也用來拋光由合成樹脂制成的拋光對象，例如塑料透鏡。
為了能夠與第四實施方式同樣適用于拋光由合成樹脂制得的物品，第五實施方式的拋光組合物的pH值必須為3～8。為了切實地防止拋光機的磨損，第五實施方式的拋光組合物的pH值優(yōu)選為5或更大。為了獲得特別滿意的再分散性，第五實施方式的拋光組合物的pH值優(yōu)選為7或更小。
根據(jù)第五實施方式，除了第二實施方式的優(yōu)點以外，還可以得到以下優(yōu)點。
由于第五實施方式的拋光組合物的pH值為3～8，能夠較好地拋光由合成樹脂制得的物品而不腐蝕拋光機。
第四和第五實施方式可以作以下修改。
第四和第五實施方式的拋光組合物分別可以含有不少于兩種化合物A。
第五實施方式的拋光組合物分別可以含有不少于兩種化合物B。
第四和第五實施方式的拋光組合物分別可以含有不少于兩種研磨顆粒。
第四和第五實施方式的拋光組合物都不必要含有研磨顆粒。即使在這樣的情況下，由于化合物A和B的功能，依然可以確保拋光組合物拋光由合成樹脂制得的物品的效果。然而為了獲得較高的拋光率，第四和第五實施方式的拋光組合物優(yōu)選含有研磨顆粒。
如果需要的話，第四和第五實施方式的拋光組合物都可以含有pH值調(diào)節(jié)劑，例如無機酸、有機酸、無機酸的金屬鹽、和有機酸的金屬鹽。無機酸可以是硝酸、硫酸、和鹽酸中的任意一種。有機酸可以是草酸、乳酸、乙酸、甲酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、葡糖酸、羥基乙酸、和丙二酸中的任意一種。金屬鹽可以是鋁鹽、鎳鹽、鋰鹽、鎂鹽、鈉鹽和鉀鹽。即使添加了pH值調(diào)節(jié)劑，第四和第五實施方式的拋光組合物各自的pH值必須為3～8。
如果需要的話，第四和第五實施方式的拋光組合物都可以含有消泡劑，例如硅酮系消泡劑、醚系消泡劑、和醇系消泡劑。加入拋光組合物中的消泡劑優(yōu)選具有較強的抑制拋光組合物起泡的消泡功能以及較強的破壞已經(jīng)產(chǎn)生的氣泡的破泡功能。拋光組合物中消泡劑的含量優(yōu)選為不超過1mass％，并且進一步優(yōu)選為不超過0.1mass％。
如果需要的話，第四和第五實施方式的拋光組合物都可以含有膠態(tài)粒子，例如膠態(tài)二氧化硅或纖維素例如羥乙基纖維素。
第四和第五實施方式的拋光組合物可以通過在使用時稀釋拋光組合物的母液來制備。這樣利于存儲和運輸。上述第四和第五實施方式的拋光組合物中化合物A、B以及研磨顆粒的優(yōu)選范圍指的是使用時拋光組合物中的含量范圍。
關(guān)于第四和第五實施方式的拋光組合物的實施例和對照例將在下面說明。
根據(jù)實施例101～117和對照例101～107的拋光組合物是通過在水中適當(dāng)?shù)鼗旌匣衔顰、B、α-氧化鋁以及硅酮系消泡劑，并根據(jù)需要進一步添加pH值調(diào)節(jié)劑來獲得希望的pH值。每個拋光組合物中含有的化合物A、B、α-氧化鋁和pH調(diào)節(jié)劑的含量以及各自的pH值具體如表4所示。每個拋光組合物中的硅酮系消泡劑的含量為0.7mass％。
在表5所示的拋光條件下，使用實施例101～117和對照例101～107的各拋光組合物對塑料透鏡進行拋光。分別測定塑料透鏡在拋光操作前后的重量以獲得重量差。結(jié)果如表4的“拋光速度”一欄所示。
將實施例101～117和對照例101～107的各拋光組合物(200cc)放置在放有黃銅板(長2cm×寬2cm×厚0.5mm)的燒杯中，然后靜置48小時。接著，取出黃銅板用水洗凈。目測黃銅板表面是否存在腐蝕。根據(jù)目測，評價各個拋光組合物的腐蝕水平。結(jié)果如表4的“腐蝕”一欄所示。在該欄中，“1”表示既沒有觀察到由于腐蝕產(chǎn)生的陰影部分也沒有觀察到由于腐蝕而變黑；“2”表示觀察到陰影部分但沒有觀察到變黑；“3”表示觀察到變黑。
將實施例101～117和對照例101～107的各拋光組合物(500cc)放置在聚合物容器中(1L)，靜置一個月。然后，逐漸將聚合物容器推向一旁。接著，測定研磨顆粒開始從聚合物容器底部移動所需的時間。根據(jù)該結(jié)果，評價各個拋光組合物的再分散性。再分散性的評價結(jié)果如表4的“再分散性”一欄所示。在該欄內(nèi)，“1”表示研磨顆粒在10秒之內(nèi)開始移動；“2”表示研磨顆粒在10至30秒之內(nèi)開始移動；“3”表示研磨顆粒在30秒之后開始移動。
表4

表5


在表4的“化合物A”一欄中，A1指的是通式(1)所示的化合物，并且平均分子量為10,000，粘度為30,000cps，化合物A2指的是通式(1)所示的化合物，并且平均分子量為8,000，粘度為6,000cps。化合物A的粘度指的是在25℃時由BH型旋轉(zhuǎn)粘度計測定化合物A的水溶液(30mass％)得到的粘度。在表4的“化合物B”一欄中，B1代表丙二醇；B2為聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷)甘油醚(平均分子量約2,800)；B3為聚環(huán)氧烷烴單丁基醚(平均分子量約2,300)；并且B4為聚環(huán)氧烷烴單丁基醚(平均分子量約3,750)。在表4的“pH值調(diào)節(jié)劑”一欄中，C1表示硝酸鋁，C2表示氯化鋁，C3表示氫氧化鉀，C4表示氫氧化鈉，C5表示硝酸，C6表示鹽酸。每個拋光組合物中含有的α-氧化鋁顆粒的平均粒徑可以采用Coulter Counter法測定，其粒徑如表4的“α-氧化鋁”一欄所示。
如表4所示，實施例101～117的各拋光組合物中，拋光率、腐蝕和再分散性從實用性考慮是令人滿意的。與之相對，在pH值小于3的對照例101、102、104、106和107中，關(guān)于腐蝕這一點不能得到令人滿意的結(jié)果。而且，在pH值大于8的對照例103和105中，拋光率和再分散性從實用性考慮不能令人滿意。
以下，將說明第六實施方式。
第六實施方式的拋光組合物是通過在水中混合化合物A和研磨顆粒從而使其粘度為3～9mPa·s，基本由化合物A、研磨顆粒和水組成。即第六實施方式的拋光組合物與第一實施方式的拋光組合物的區(qū)別在于其粘度為3～9mPa·s。第六實施方式的拋光組合物也用于拋光由合成樹脂制成的拋光對象，如塑料透鏡。
第六實施方式的拋光組合物的粘度為3～9mPa·s。當(dāng)拋光組合物的粘度低于3mPa·s時，不能獲得充分的拋光率，并且當(dāng)重復(fù)用于拋光操作時拋光組合物的拋光效果降低。另外，對于拋光墊片來說在拋光操作中保持研磨顆粒變得很難。結(jié)果是不能獲得較高的拋光率，而且拋光后在拋光物品的表面可能會產(chǎn)生諸如劃痕這樣的缺陷。另一方面，當(dāng)拋光組合物的粘度高于9mPa·s時，拋光后拋光組合物容易粘附在拋光對象表面。結(jié)果是要花時間來清洗拋光對象。而且，粘附在拋光對象上并被從帶離拋光體系的拋光組合物(研磨顆粒)的量增大。因此，拋光組合物必須經(jīng)常補充或更換以保持研磨顆粒的恒定濃度，特別是當(dāng)拋光組合物反復(fù)使用時。
除了第一實施方式的優(yōu)點以外，第六實施方式還具有以下優(yōu)點。
由于第六實施方式的拋光組合物具有3～9mPa·s的粘度，即使拋光組合物反復(fù)使用，拋光組合物的量和效果也幾乎不會降低，因此，第六實施方式的拋光組合物適用于拋光由合成樹脂制成的物品。
以下，將說明第七實施方式。
第七實施方式的拋光組合物是通過在水中混合化合物A、化合物C和研磨顆粒使其粘度為3～9mPa·s，基本由化合物A和C、研磨顆粒和水組成。即，第七實施方式的拋光組合物與第三實施方式的拋光組合物的區(qū)別在于其粘度為3～9mPa·s。第七實施方式的拋光組合物也用于拋光由合成樹脂制成的拋光對象，例如塑料透鏡。
除了第三實施方式的優(yōu)點以外，第七實施方式還具有以下優(yōu)點。
由于第七實施方式的拋光組合物具有3～9mPa·s的粘度，即使第七實施方式的拋光組合物被反復(fù)使用，拋光組合物的量和效果也幾乎不會降低，因此，第七實施方式的拋光組合物適用于拋光由合成樹脂制成的物品。
第六和第七實施方式可以作以下修改。
第六和第七實施方式的拋光組合物分別可以含有不少于兩種化合物A。
第七實施方式的拋光組合物分別可以含有不少于兩種化合物C。
第六和第七實施方式的拋光組合物分別可以含有不少于兩種研磨顆粒。
第六和第七實施方式的拋光組合物都不必要含有研磨顆粒。即使在這樣的情況下，由于化合物A和C的功能，依然可以保證拋光組合物拋光由合成樹脂制得的物品的效果。然而，為了獲得較高的拋光率，第六和第七實施方式的拋光組合物優(yōu)選含有研磨顆粒。
如果需要的話，第六和第七實施方式的拋光組合物可以含有增稠劑。向拋光組合物中添加增稠劑可以適當(dāng)?shù)卦龃笳扯?，從而提高拋光組合物的穩(wěn)定性及其拋光率。更具體地，作為添加到拋光組合物中的增稠劑，可以是通過將聚環(huán)氧烷烴和甲烷系烴、甘油、1，2，3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反應(yīng)而得到的化合物，或可以是聚環(huán)氧烷烴例如丙二醇。聚環(huán)氧烷烴能夠與甲烷系烴、甘油、1，2，3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯發(fā)生的脫烷反應(yīng)或脫醇反應(yīng)。通過將聚環(huán)氧烷烴和甲烷系烴等反應(yīng)而獲得的化合物的例子包括聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷)甘油醚和聚乙二醇單丁基醚。即使添加增稠劑，第六和第七種施方式的各個拋光組合物的粘度也必須為3～9mPa·s。
如果需要的話，第六和第七實施方式的拋光組合物都可以含有消泡劑，例如硅酮系消泡劑、醚系消泡劑、和醇系消泡劑。加入拋光組合物中的消泡劑優(yōu)選具有較強的抑制拋光組合物起泡的消泡功能以及較強的破壞已經(jīng)產(chǎn)生的氣泡的破泡功能。拋光組合物中消泡劑的含量優(yōu)選為不超過1mass％，并且進一步優(yōu)選為不超過0.1mass％。
如果需要的話，第六和第七實施方式的拋光組合物都可以含有膠態(tài)粒子，例如膠態(tài)二氧化硅或纖維素例如羥乙基纖維素。
第六和第七實施方式的拋光組合物可以通過在使用時稀釋拋光組合物的母液來制備。這樣有利于存儲和運輸。上述的第六和第七實施方式的拋光組合物中化合物A、C以及研磨顆粒的優(yōu)選范圍是指在使用時的拋光組合物中的含量范圍。
關(guān)于第六和第七實施方式的拋光組合物的實施例和對照例將在下面說明。
根據(jù)實施例201～215和對照例201～205的拋光組合物是通過在水中適當(dāng)?shù)鼗旌匣衔顰、C、α-氧化鋁以及硅酮系消泡劑，并根據(jù)需要進一步添加增稠劑來獲得希望的粘度值。各個拋光組合物中含有的化合物A、C、α-氧化鋁和pH值調(diào)節(jié)劑的含量以及各自的粘度具體如表6所示。各個拋光組合物中的硅酮系消泡劑的含量為0.7mass％。
在如表7所示的拋光條件下，使用實施例201～215和對照例201～205的各拋光組合物對塑料透鏡進行拋光。在第50次拋光操作后，收集拋光組合物并測定拋光組合物的量來確定質(zhì)量減少率。根據(jù)該結(jié)果，對各個拋光組合物的質(zhì)量減少率和重復(fù)使用情況進行評價。結(jié)果如表6的“質(zhì)量減少率”一欄所示。在該欄中，“1”表示拋光組合物的質(zhì)量降低率小于20mass％；“2”表示拋光組合物的質(zhì)量降低率在20mass％(包括)至30mass％(不包括)之間；“3”表示質(zhì)量降低率為30mass％或更高。
在表7所示的拋光條件下，將實施例201～215和對照例201～205分別重復(fù)使用50次拋光塑料透鏡。將第50次拋光操作的拋光率除以第一種次拋光操作的拋光率得到拋光率保持率。根據(jù)拋光率保持率的結(jié)果，評價各個拋光組合物拋光性能的降低。結(jié)果如表6的“拋光率保持率”一欄所示。在該欄中，“1”表示拋光率保持率為90％或更大；“2”表示拋光率保持率在90％(不包括)至85％(包括)之間；“3”表示拋光率保持率小于85％。
表6

表7


在表6的“化合物A”一欄中，A1指的是通式(1)所表示的化合物，并且平均分子量為10,000，粘度為30,000cps，A2指的是通式(1)所表示的化合物，并且平均分子量為8,000，粘度為6,000cps?；衔顰的粘度指的是在25℃下由BH型旋轉(zhuǎn)粘度計測定化合物A的水溶液(30mass％)得到的粘度。在表6的“化合物C”一欄中，C1表示硝酸鋁，C2表示氯化鋁。在表6的“增稠劑”一欄中，B1表示丙二醇；B2表示聚(環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷)甘油醚(平均分子量約2,800)；B3為聚環(huán)氧烷烴單丁基醚(平均分子量約2,300)；B4為聚環(huán)氧烷烴單丁基醚(平均分子量約3,750)。各個拋光組合物中含有的α-氧化鋁顆粒的平均粒徑可以采用Coulter Counter法測定，其粒徑如表6的“α-氧化鋁”一欄所示。
如表6所示，實施例201～215的各個拋光組合物中，拋光率、質(zhì)量降低率和拋光率保持率從實用性考慮是令人滿意的。與之相對，粘度大于9mPa·s的對照例201～205，其質(zhì)量降低率從實用性考慮是不如人意的。
權(quán)利要求
1.一種用于拋光由合成樹脂制得的物品的拋光組合物，其含有如通式(1)所示的化合物 其中，X表示由含有活性氫原子和環(huán)氧烷烴的化合物而衍生的聚醚多醇的殘基，所述聚醚多醇具有環(huán)氧乙烷含量為20～90mass％的聚醚鏈；m表示2～8的整數(shù)，等于聚醚多醇單分子中所含的羥基數(shù)量；Y和Z分別表示通過加成聚合而加入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的低級醇?xì)埢?、烷基或亞烴基；并且n為3或更大的整數(shù)；以及研磨顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于，進一步含有至少一種選自通過將聚環(huán)氧烷烴與甲烷系烴、甘油、1，2，3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反應(yīng)而得到的化合物、以及聚環(huán)氧烷烴中的化合物。
3.如權(quán)利要求2所述的拋光組合物，其特征在于，所述與甲烷系烴、甘油、1，2，3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反應(yīng)的聚環(huán)氧烷烴為聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、或環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的共聚物。
4.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于，進一步含有至少一種選自無機酸的金屬鹽、有機酸的金屬鹽、無機酸的氨鹽、和有機酸的氨鹽中的化合物。
5.如權(quán)利要求2所述的拋光組合物，其特征在于，進一步含有至少一種選自無機酸的金屬鹽、有機酸的金屬鹽、無機酸的氨鹽、和有機酸的氨鹽中的化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于，所述研磨顆粒含有氧化鋁。
7.如權(quán)利要求6所述的拋光組合物，其特征在于，所述研磨顆粒含有α-氧化鋁。
8.一種用于拋光由合成樹脂制得的物品的拋光組合物，其含有如通式(1)所示的化合物 其中，X表示由含有活性氫原子和環(huán)氧烷烴的化合物而衍生的聚醚多醇的殘基，所述聚醚多醇具有環(huán)氧乙烷含量為20～90mass％的聚醚鏈；m表示2～8的整數(shù)，等于聚醚多醇單分子中所含的羥基數(shù)量；Y和Z分別表示通過加成聚合而加入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的低級醇?xì)埢?、烷基或亞烴基；并且n為3或更大的整數(shù)，其中，所述組合物的pH值為3～8。
9.如權(quán)利要求8所述的拋光組合物，其特征在于，其pH值為5～7。
10.如權(quán)利要求8所述的拋光組合物，其特征在于，進一步含有至少一種選自通過將聚環(huán)氧烷烴與甲烷系烴、甘油、1，2，3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反應(yīng)而得到的化合物、以及聚環(huán)氧烷烴中的化合物。
11.如權(quán)利要求10所述的拋光組合物，其特征在于，所述與甲烷系烴、甘油、1，2，3-三甲氧基丙烷、二乙基醚、或乙酸甲酯反應(yīng)的聚環(huán)氧烷烴為聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、或環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的共聚物。
12.如權(quán)利要求8所述的拋光組合物，其特征在于，進一步含有研磨顆粒。
13.如權(quán)利要求12所述的拋光組合物，其特征在于，所述研磨顆粒含有氧化鋁。
14.如權(quán)利要求13所述的拋光組合物，其特征在于，所述研磨顆粒含有α-氧化鋁。
15.如權(quán)利要求10所述的拋光組合物，其特征在于，進一步含有研磨顆粒。
16.一種用于拋光由合成樹脂制得的物品的拋光組合物，其特征在于，其含有如通式(1)所示的化合物 其中，X表示由含有活性氫原子和環(huán)氧烷烴的化合物而衍生的聚醚多醇的殘基，所述聚醚多醇具有環(huán)氧乙烷含量為20～90mass％的聚醚鏈；m表示2～8的整數(shù)，等于聚醚多醇單分子中所含的羥基數(shù)量；Y和Z分別表示通過加成聚合而加入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的低級醇?xì)埢?、烷基或亞烴基；并且n為3或更大的整數(shù)，其中，所述組合物具有3～9mPa·s的粘度。
17.如權(quán)利要求16所述的拋光組合物，其特征在于，進一步含有至少一種選自無機酸的金屬鹽、有機酸的金屬鹽、無機酸的氨鹽、和有機酸的氨鹽中的化合物。
18.如權(quán)利要求16所述的拋光組合物，其特征在于，進一步含有研磨顆粒。
19.如權(quán)利要求18所述的拋光組合物，其特征在于，所述研磨顆粒含有氧化鋁。
20.如權(quán)利要求19所述的拋光組合物，其特征在于，所述研磨顆粒含有α-氧化鋁。
21.如權(quán)利要求17所述的拋光組合物，其特征在于，進一步含有研磨顆粒。
22.一種使用如權(quán)利要求1～21中的任意一種拋光組合物拋光由合成樹脂制成的物品的拋光方法。
全文摘要
一種拋光組合物，包含由通式(1)所示的化合物和研磨顆粒。在通式(1)中，X表示由含有活性氫原子和環(huán)氧烷烴的化合物而衍生的聚醚多醇(具有環(huán)氧乙烷的含量為20～90mass％的聚醚鏈)的殘基；m表示2～8的整數(shù)，等于聚醚多醇單分子中所含的羥基數(shù)量；Y和Z分別表示通過加成聚合而加入環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的低級醇?xì)埢?、烷基或亞烴基；并且n為3或更大的整數(shù)。
文檔編號B24B37/00GK1923935SQ20061012679
公開日2007年3月7日 申請日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者山田英一 申請人:福吉米株式會社