Состав для полирования оптического стекла

Авторы патента:

C09G1/02 - содержащие абразивные или измельчающие агенты

Владельцы патента RU 2686923:

Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" (RU)

Изобретение может быть использовано для изготовления инструмента для полирования линз из оптического стекла. Описан состав для полирования оптического стекла, содержащий канифоль, пек древесный, мыло канифольное и наполнитель в виде полирующего порошка, отличающийся тем, что в качестве древесного пека он содержит сосновый пек, а в качестве наполнителя - полирующий порошок церокс и дополнительно содержит воск пчелиный и скипидар при следующем соотношении компонентов, мас. %: канифоль - 40,3-50,2; пек сосновый - 32,6-43,5; мыло канифольное - 3,5-4,4; воск пчелиный - 0,7-0,9; церокс - 9,7-11; скипидар - 1,4-1,8. Технический результат: повышение износостойкости полировального инструмента, расширение температурного диапазона его использования, увеличение выхода годных деталей с первого предъявления. 3 табл.

Изобретение относится к производству оптических деталей из оптического стекла и может быть использовано в качестве состава для изготовления полировального инструмента, применяемого для полирования линз из оптического стекла.

Известны составы для полирования оптического стекла, используемые в полировальных инструментах, содержащие канифоль, древесный пек и пчелиный воск, применяемые при температуре 20-25°С (Сулим А.В. Производство оптических деталей. Издательство «Высшая школа», Москва, 1969г., стр. 65-67).

Данные составы обладают способностью течь под действием нагрузки, они чувствительны к температурным изменениям в зоне обработки, имеют низкую износостойкость, неспособность сохранять форму рабочей поверхности полировального инструмента при длительной эксплуатации, что ограничивает температурный интервал применения таких составов и возможность интенсификации процесса полирования. Такие составы не могут использоваться для полирования оптических деталей из твердого стекла, имеющего коэффициент сошлифовывания более 1,0.

Известен состав для полирования оптического стекла по а.с. № 1423570 от 24.07.1986г., содержащий мас. %: канифоль 35-50, воск пчелиный 0,5-2,0, глицерин 0,5-3,0, сахарозу 0,2-2,0, скипидар 0,5-4,0, пек сосновый - остальное. Указанный состав применяется для полирования плоскопараллельных пластин больших размеров, порядка 700 мм, из твердых стекол: кварцевого стекла и ситалла, имеющих коэффициенты сошлифовывания 1,44-1,78.

Данный состав не может использоваться для полирования мелких оптических деталей со сферической поверхностью диаметром 25-100мм, требующих интенсивных режимов полирования, т.к. состав имеет высокую пластичность из-за отсутствия в составе наполнителя. При больших скоростях быстро заплывают риски полировального инструмента, что приводит к значительным зональным ошибкам по точности формы полируемой поверхности.

Кроме того, состав не может использоваться для полирования оптических деталей из твердого стекла, имеющего коэффициент сошлифовывания менее 1,44: твердого боролантановго стекла с коэффициентом сошлифовывания в диапазоне 1,02-1,18, т.к. из-за высокой пластичности состава на полируемой поверхности остаются следы рельефного слоя в виде царапин и точек, следовательно, не обеспечивается требуемое качество полирования поверхности, т.е. требуемый класс чистоты РШ.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому - прототипом - является состав для полирования оптического стекла по а.с. №197057 от 27.09.1965г., содержащий мае. %: канифоль - 28, древесный пек - 19, мыло канифольное - 3, полирит - 50.

Данный состав может применяться для полирования оптических деталей со сферической поверхностью из твердого боролантанового стекла при интенсивных режимах полирования. Однако он имеет следующие недостатки:

1. Состав имеет низкую износостойкость, неспособность сохранять форму рабочей поверхности полировального инструмента при длительной эксплуатации, а также высокую хрупкость, что вызывает скалывание состава при подрезках рабочей поверхности. Срок использования состава небольшой, при использовании такой состав на полировальном инструменте для регулирования радиуса кривизны требуется часто подрезать или заменять.

2. Состав имеет ограниченный температурный диапазон применения, т.к. из-за высокого содержания наполнителя (полирита) и отсутствия пластифицирующих компонентов он недостаточно пластичен, поэтому чувствителен к температурным изменениям.

3. Из-за высокого содержания в составе наполнителя при высокой скорости обработки на полируемой поверхности остаются следы рельефного слоя в виде царапин и точек, следовательно, не обеспечивается требуемое качество полированной поверхности, т.е. класс чистоты PIII и точность формы полированной поверхности. Процент годных деталей с первого предъявления низкий, значительная часть деталей подвергается дополнительной перешлифовке и переполировке.

Техническая проблема заключается в создании состава для полирования линз из твердого боролантанового стекла с получением следующего технического результата: повышение износостойкости полировального инструмента, расширение температурного диапазона его использования, увеличение выхода годных деталей с первого предьявления.

Указанный технический результат достигается следующим образом. Состав для полирования оптического стекла, как и прототип, содержит канифоль, пек древесный, мыло канифольное и наполнитель в виде полирующего порошка. В отличие от прототипа в качестве пека древесного он содержит пек сосновый, а в качестве наполнителя - полирующий порошок церокс и дополнительно содержит воск пчелиный и скипидар при следующем соотношении компонентов, мас. %: канифоль - 40,3-50,2; пек сосновый - 32,6-43,5; мыло канифольное-3,5-4,4; воск пчелиный - 0,7-0,9; церокс 9,7-11; скипидар - 1,4-1,8.

Полирующий порошок церокс имеет близкий полирующему порошку полириту состав с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Церокс состоит из окислов редкоземельных металлов церия и лантана, содержит фтор и может содержать окись фосфора.

Приготовление состава для полирования осуществляется следующим образом. Сначала проводят подготовку пека соснового, смешивая в котле в расплавленном состоянии мягкий пек (марка «Б») и твердый пек (марка «А») для получения твердости 81-105 ед. МИВСК. Изготавливают мыло канифольное путем омыления канифоли при нагревании раствором гидроокиси калия. Канифоль загружают в варочный котел и расплавляют при температуре 140-150°С, затем вводят мыло канифольное и после прекращения пенообразования добавляют пек сосновый и воск пчелиный. После расплавления всех компонентов состав тщательно размешивают, фильтруют через латунную сетку и разливают в пергаментные коробки, вставленные в металлические формы. Затем остывшую массу разогревают, добавляют в нее скипидар и церокс. Готовый расплавленный состав наливают слоем требуемой толщины на полировальный инструмент с последующим формованием на шлифовально-полировальных станках типа 9ШП-50 шлифованным блоком.

Для проверки заявляемого состава проведено большое количество экспериментов с изменением в широких пределах процентного соотношения всех компонентов состава. Использованы канифоль сосновая первого сорта ГОСТ 19113-84, пек сосновый марки «А» и «Б» ТУ 13-360-83, церокс (Cerox) марки 1670 производства Франции, скипидар ГОСТ1571-82, воск пчелиный пасечный ГОСТ 21179-2000. В составе могут быть использованы и другие марки компонентов.

Подготовленные составы опробованы в производственных условиях для полирования линз из стекол СТК19, N-LAK8 с выпуклой поверхностью диаметром от 27 до 30 мм, радиусом от 15 до 19 мм с относительной кривизной 0,59-0,66. Требования по точности формы N=3, Δ N=0,3, по чистоте РШ. В качестве полирующего порошка использован порошок полировальный ПРМ ТУ 20.13.65-001-66371672-18. Полирование проводилось на станке 9ШП-50 с автопитанием при интенсивных режимах. Удельное давление полировального инструмента на стекло - 50-100 /см² скорость вращения 200-250 об/мин, частота качания поводка 100-120 двойных ходов в минуту.

В результате проведенных экспериментов определено оптимальное процентное соотношение компонентов, в т.ч. содержание пластифицирующих добавок и наполнителя для получения оптимальной пластичности состава.

В таблице 1 приведены компоненты трех составов, в таблице 2 — технические характеристики составов и прототипа, в таблице 3 - свойства составов и прототипа.

Как следует из таблицы 3, составы 2 и 3 обладают значительными преимуществами перед прототипом. Сочетание оптимального содержания наполнителя и пластифицирующих добавок придают составу вязкостные свойства (твердость и упругость), которые проявляются в рабочем слое полировального инструмента.

Использование наполнителя в небольшом количестве обеспечивает повышение пластичности, т.к. уменьшается сопротивление сдвигу и хрупкость состава. Благодаря этому состав хорошо держит форму рабочей полирующей поверхности полировального инструмента в течение длительного времени. По сравнению с прототипом за счет уменьшения количества подрезок в 2 раза повышены износостойкость и срок использования полировального инструмента. Кроме того, снижена чувствительность состава к температурным изменениям, что позволяет использовать его в более широком температурном диапазоне.

При этом содержание наполнителя достаточно для того, чтобы вязкостные свойства состава не способствовали замедлению процесса полирования. Процесс полирования происходит оптимально интенсивно для того, чтобы сполировывался рельефный слой, обеспечивая класс чистоты РШ и необходимую точность формы сферической поверхности, определяемой по количеству колец N: N=3, ΔN=0,3. Уменьшается количество дефектов полированных поверхностей, увеличивается процент выхода годных деталей и сокращается количество деталей, подлежащих перешлифовке и переполировке.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить износостойкость полировального инструмента, расширить температурный диапазон его использования и увеличить выход годных деталей из твердого боролантанового стекла с первого предьявления.

Состав для полирования оптического стекла, содержащий канифоль, пек древесный, мыло канифольное и наполнитель в виде полирующего порошка, отличающийся тем, что в качестве древесного пека он содержит сосновый пек, а в качестве наполнителя - полирующий порошок церокс и дополнительно содержит воск пчелиный и скипидар при следующем соотношении компонентов, мас. %:

канифоль - 40,3-50,2;

пек сосновый - 32,6-43,5;

мыло канифольное - 3,5-4,4;

воск пчелиный - 0,7-0,9;

церокс - 9,7-11;

скипидар - 1,4-1,8.

Изобретение относится к водным полирующим композициям. Водная полирующая композиция содержит (i) от 10 до 50% по массе воды, (ii) от 0,5 до 20% по массе одной или более солей одной или более С1-С6 карбоновых кислот, (iii) от 0,5 до 10% эмульгаторов, (iv) от 10 до 60% одного или более углеводородов, (v) от 20 до 40% неорганических частиц, содержащих оксиды металлов, (vi) одну или более дополнительных добавок, при этом общее количество ингредиентов выбрано таким образом, чтобы получить 100% по массе.

Композиция для химико-механической полировки (cmp), содержащая бензотриазольные производные в качестве ингибиторов коррозии // 2669598

Изобретение относится к композиции для химико-механической полировки. Описана композиция для химико-механичекой полировки, содержащая(А) одно или более соединений формулы (1) где пары пунктирных линий в формуле (1) либо каждая обозначает двойную связь, либо обозначает одинарную связь, где (i) когда каждая пара пунктирных линий в формуле (1) обозначает двойную связь, один из R1 и R2 представляет собой водород и другой из R1 и R2 выбирается из группы, включающей хлор, бром, алкил, содержащий от трех до шести атомов углерода, бензоил и -COOR3, где R3 выбирается из группы, включающей алкилы, содержащие от трех до шести атомов углерода, или R3 представляет собой заместитель, содержащий структурную единицу, выбранную из группы, включающей -(СН2-СН2-O)n-Н и -(CH2-CH2-O)n-CH3, где n, в каждом случае, представляет собой целое число в интервале от 1 до 15, или R1 и R2 оба независимо выбираются из группы, включающей бром и хлор, и (ii) когда каждая пара пунктирных линий в формуле (1) обозначает одинарную связь, R1 и R2 представляют собой водород, или один из R1 и R2 представляет собой водород, и другой из R1 и R2 выбирается из группы, включающей хлор, бром, алкил, содержащий от трех до шести атомов углерода, бензоил и -COOR3, где R3 выбирается из группы, включающей алкилы, содержащие от трех до шести атомов углерода, или R3 представляет собой заместитель, содержащий структурную единицу, выбранную из группы, включающей -(СН2-СН2-O)n-Н и -(СН2-СН2-O)n-СН3, где n, в каждом случае, представляет собой целое число в интервале от 1 до 15, или R1 и R2 оба независимо выбираются из группы, включающей бром и хлор, причем общее количество одного или нескольких соединений формулы (1) лежит в диапазоне от 0,0001 до 1 мас.% на основе общей массы соответствующей композиции для химико-механической полировки,(В) неорганические частицы, органические частицы, или их композит, или смесь, которые находятся в форме кокона, где общее количество катионов, выбранных из группы, включающей магний и кальций, составляет менее 1 части на миллион на основе общей массы соответствующей композиции.

Композиция для смр, содержащая абразивные частицы, содержащие диоксид церия // 2661571

Группа изобретений относится к полимерной химии и может быть использована в полупроводниковой промышленности. Композиция для химико-механической полировки содержит (А) абразивные частицы диоксида церия; (В) один или более полимеров.

Композиция химического механического полирования для полирования поверхности сапфира и способы ее применения // 2661219

Изобретение относится к композиции химического механического полирования для обработки наружной сапфировой поверхности и способу полирования сапфировой подложки.

Полировальная суспензия // 2655902

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для обработки оптических материалов. Полировальная суспензия содержит водную суспензию полирующего порошка - полирита, полиоксиалкиленгликоль в качестве пеногасящей добавки и цинк сернокислый семиводный, сокращающий время обработки оптических заготовок, при следующем соотношении компонентов, вес.%: цинк сернокислый 0,5; полиоксиалкиленгликоль 0,01-0,03; водная суспензия полирующего порошка в виде 10%-ной суспензии с плотностью 1,02-1,04 г/см3 - остальное.

Композиция для химико-механической полировки (смр), содержащая неионное поверхностно-активное вещество и карбонатную соль // 2643541

Изобретение относится к композиции для химико-механической полировки (СМР). Композиция содержит (А) неорганические частицы, органические частицы или их смесь, или их композит, где частицы находятся в форме кокона, (В) амфифильное неионное поверхностно-активное вещество на основе полиоксиэтилен-полиоксипропиленового алкилового простого эфира в виде смеси молекул, содержащих в среднем алкильную группу, имеющую от 10 до 16 атомов углерода, от 5 до 20 оксиэтиленовых мономерных звеньев (b21) и от 2 до 8 оксипропиленовых мономерных звеньев (b22) в случайном распределении, (C) карбонатную или гидрокарбонатную соль, (D) спирт и (М) водную среду.

Композиция для химико-механической полировки (смр), содержащая неионное поверхностно-активное вещество и ароматическое соединение, содержащее по меньшей мере одну кислотную группу // 2636511

Изобретение по существу относится к композиции для химико-механической полировки (СМР). Композиция содержит: (А) неорганические частицы, органические частицы, или их смесь, или их композит, где частицы находятся в форме кокона, (В) амфифильное неионное поверхностно-активное вещество полиоксиэтилен-полиоксипропилен алкиловый простой эфир как смесь молекул, содержащую, в среднем, алкильную группу, имеющую от 10 до 16 атомов углерода, от 5 до 20 оксиэтиленовых мономерных звеньев (b21) и от 2 до 8 оксипропиленовых мономерных звеньев (b22) в случайном распределении, (С) ароматическое соединение, содержащее на ароматическое кольцо по меньшей мере одну кислотную группу (Y) и по меньшей мере одну другую функциональную группу (Z), которая отлична от кислотной группы (Y), и (М) водную среду.

Полировальная суспензия для сапфировых подложек // 2635132

Изобретение относится к водным суспензиям для полирования сапфировых подложек. Полирующая суспензия содержит, мас.

Композиция для химико-механического полирования (смр), содержащая белок // 2631875

Изобретение относится к композиции для химико-механического полирования (СМР) и ее применению при полировании подложек полупроводниковой промышленности. Композиция содержит частицы оксида церия, белок, содержащий цистеин в качестве аминокислотной единицы, и водную среду.

Абразивный порошок для обработки поверхностей и его применение // 2627413

Изобретение относится к составам на основе оксидов для абразивной обработки поверхностей и может быть использовано для удаления загрязнений и коррозии, окалины, старой краски, струйной очистки зданий и сооружений, нефтеналивных емкостей, отложений морских и речных судов.

Способ химико-механической полировки толстых слоев кобальтсодержащих сплавов // 2687649

Изобретение относится к химико-механической полировке толстых слоев ферромагнитных кобальтсодержащих сплавов и может применяться при изготовлении элементов приборов и устройств в микро- и наноэлектронике. Способ химико-механической полировки толстого слоя ферромагнитного кобальтсодержащего сплава на поверхности пластины из оксида кремния с вытравленной канавкой включает обработку пластины полировальником в присутствии суспензии в два этапа, обеспечивающую равномерный съем материала и получение заданной толщины сплава в упомянутой канавке. На первом этапе полирование проводят со скоростью 400-600 нм/мин при давлении 6,9-10,3 кПа и при скорости подачи суспензии 150 мл/мин, при этом используют полирующую кислотную суспензию, содержащую оксид алюминия, диоксид кремния аморфный, азотную кислоту и воду, в которую добавляют Н2О2 до достижения концентрации Н2О2 0,6-1,8 мас. % и рН 2-3. На втором этапе полирование проводят при давлении 15,9-19,3 кПа и при скорости подачи суспензии 300 мл/мин, при этом используют полирующую щелочную суспензию, содержащую диоксид кремния, неорганический гидроксид и воду, в которую добавляют Н2О2 до достижения концентрации 0,8-1,2 мас. % и рН 9,5-11,2. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.