JP2004175964A - 高純度酸化セリウム研摩材の製造方法及びそれにより得られた高純度酸化セリウム研摩材 - Google Patents

Abstract

【課題】粗大粒子濃度がより低く、かつより高い研摩力が確保されており、しかも被研摩面の洗浄性に優れる高純度酸化セリウム系研摩材の製造方法を提供する。
【解決手段】セリウム系研摩材原料の粉砕工程と、粉砕後の原料の焙焼工程および焙焼後の原料の解砕工程とを有する高純度酸化セリウム研摩材の製造方法において、セリウム系研摩材原料として、ＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ ９０％以上のセリウム系希土類炭酸塩を用い、原料の粉砕工程は、セリウム系希土類炭酸塩からモノオキシ炭酸セリウムを生成して、該モノオキシ炭酸セリウムに機械的粉砕を施し、 その後の焙焼工程において６００℃〜１２００℃の加熱温度で焙焼する
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高純度の酸化セリウム研摩材の製造方法に関し、特に、粗大粒子が少なく、高い研摩力を備えた高純度酸化セリウム研摩材を低コスト製造できる技術に関するものであり、ガラス研摩用途を含む各種用途に好適な高純度酸化セリウム研摩材を提供せんとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
酸化セリウム研摩材（以下、単に研摩材とも称する）は、従来から、光学レンズの研摩に多用されているが、近年、ハードディスク等の磁気記録媒体用ガラスや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のガラス基板といった電気・電子機器で用いられるガラス材料用の研摩材としても広く用いられている。
【０００３】
この酸化セリウム研摩材は、例えば、バストネサイト鉱や中国産複雑鉱から得られるセリウム系希土類炭酸塩（以下、炭酸希土とも称する）、または炭酸希土を予め高温で仮焼することにより得られるセリウム系希土類酸化物（以下、酸化希土とも称する）をセリウム系研摩材原料として製造される。
【０００４】
具体的には、まず、これらのセリウム系研摩材の原料（以下、単に原料ともいう）をアトライタ、ボールミル、ビーズミルなどの粉砕装置によって湿式粉砕し、その後、化学処理（湿式処理）を施して、濾過、乾燥する。その後、加熱して焙焼することで原料粒子同士を適度に焼結させ、焼結後の原料を、上述したような粉砕装置を用いて乾式あるいは湿式で解砕（再粉砕）すると共に解砕後の原料を分級する。このようにして所望の粒径、粒度分布を有する研摩材を得ている。なお、ここでいう化学処理とは、焙焼時に異常粒成長の原因となるナトリウム等のアルカリ金属を除去する処理（鉱酸処理）のこと、およびセリウム系研摩材の研摩力の確保や被研摩面の平滑性の確保を目的としてフッ素成分を添加する処理（フッ化処理）のことである。上記したような製造法についての先行技術として例えば特許文献１〜５が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ９７／２９５１０パンフレット
【特許文献２】特開平１１−１８１４０４号公報
【特許文献３】特開平７−８１９３２号公報
【特許文献４】特開２０００−２７３４４３号公報
【特許文献５】特開平９−１８３９６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の研摩材は、低価格の原料を用いＣｅＯ_２／ＴＲＥＯが５０〜７０％の低純度酸化セリウム研摩材を用いられることが多かった。そして、このような低価格のセリウム系研摩材の原料には、ランタンなどのセリウム以外の希土類元素を含んでおり、このランタンのようなセリウム以外の希土類元素は、研摩材製造工程の中の焙焼時に酸化セリウム単結晶粒子の焼結を適度に抑制しながら適度な硬さを有する凝集粒子を形成させるため、研摩傷の少ない研摩材を製造することには好適なものといえた。
【０００７】
一方、研摩時の研摩速度は、研摩材に含まれる酸化セリウムの品位が高くなれば大きくなることが一般的に知られている。そのため、酸化セリウムの品位をより高くした研摩材、即ち、高純度酸化セリウム研摩材の開発が行われてきたが、酸化セリウムの品位を高くすると焙焼時における酸化セリウムの焼結が進行し易く、研摩傷の少ない研摩材にするためには、焙焼工程以降の焙焼品の粉砕作業及び分級処理の強化が必要で、製造工程的に困難を伴い、コスト的にも割高になる傾向があった。
【０００８】
しかしながら、昨今の研摩材市場においては、ガラス研摩用途のみならず各種用途における酸化セリウム研摩材について、さらなる研摩特性の向上が要求されており、適度な凝集粒子を有し、且つ粗大粒子も少なく、優れた研摩特性を有する高純度酸化セリウム研摩材を、低コストで製造できる技術の確立を強く求められているのが現状である。
【０００９】
本発明は、上述したような背景の下になされたものであり、適度な凝集粒子を有し、且つ粗大粒子も少なく、優れた研摩特性を備える高純度酸化セリウム研摩材を、低コストで製造できる技術を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来の粉砕方法に拘泥することなく広く粉砕手段を検討し、アトライタなどの粉砕装置を用いず、特定の原料を用いた場合に、原料を水溶液中に浸漬させた状態で加熱することによって原料を粉砕する浸漬加熱処理という原料粉砕方法を既に開発している（先行文献１参考）。そして、この先行技術に基づき、さらなる検討を行った結果、本発明を想到したのである。
【００１１】
【先行文献１】特願２００１−１６０６４４
【００１２】
本発明は、セリウム系研摩材原料の粉砕工程と、粉砕後の原料の焙焼工程および焙焼後の原料の解砕工程とを有する高純度酸化セリウム研摩材の製造方法において、セリウム系研摩材原料として、ＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ（酸化セリウム換算重量／全希土類酸化物換算重量）９０％以上のセリウム系希土類炭酸塩を用い、原料の粉砕工程は、セリウム系希土類炭酸塩からモノオキシ炭酸セリウムを生成して、該モノオキシ炭酸セリウムに機械的粉砕を施し、その後の焙焼工程において６００℃〜１２００℃の加熱温度で焙焼するものである。
【００１３】
本発明におけるセリウム系研摩材原料の粉砕工程では、セリウム系希土類炭酸塩を原料とし、この原料からモノオキシ炭酸塩を生成する。セリウム系希土類炭酸塩からモノオキシ炭酸セリウム〔（Ｃｅ_２Ｏ（ＣＯ_３）_２・ｘＨ_２Ｏ（ｘ＝１〜６））を生成するためには、セリウム系希土類炭酸塩を６０℃以上の水に接触させることにより実現できる。６０℃以上の水に接触させると、原料中の炭酸根の一部が分解して二酸化炭素を放出し、モノオキシ炭酸セリウムが形成されるのである。原料と水との接触方法は、特に制限はないが、例えば、原料を６０℃以上の水に浸漬する方法や、原料を６０℃以上の高湿度雰囲気に放置する方法などが挙げられる。
【００１４】
このようにセリウム系希土類炭酸塩からモノオキシ炭酸セリウムを生成すると、その際に原料自体の粉砕が生じる。つまり、原料中の炭酸根の一部が二酸化炭素となって放出する際に、原料自体が粉砕するのである。
【００１５】
本発明で用いるセリウム系研摩材原料は、水との接触による原料自体の粉砕を有効に行えることを考慮すると、炭酸セリウム〔（Ｃｅ_２（ＣＯ_３）_３・ｘＨ_２Ｏ（ｘ＝１〜８））を主成分とする希土類炭酸塩を用いるもので、特に、ＣｅＯ_２／ＴＲＥＯが９０％以上の炭酸セリウムを用いることが望ましい。
【００１６】
そして、その原料の大きさは、厳密に限られるものではないが、通常、レーザー回折法による重量累積粒度分布測定から得られる平均粒径Ｄ_５０が１０００μｍ以下になるまで粗粉砕された原料や、市販されているセリウム系希土類炭酸塩（Ｄ_５０が１０〜１０００μｍ）を用いることが可能である。本発明者の研究によると、原料の平均粒径Ｄ_５０が３０μｍ程度であると、６０℃以上の水との接触により粉砕して生成されるモノオキシ炭酸セリウムは３〜１０μｍの微細な粒子となることを確認している。
【００１７】
この粉砕工程においては、６０℃以上の水との接触を行う前の原料、或いは生成したモノオキシ炭酸セリウムに、必要に応じて機械的粉砕を施し、さらに微細な粒子に整えることも可能である。この場合の機械的粉砕は、アトライタ、ボールミル、ビーズミルなどの粉砕装置によって行うことが可能である。
【００１８】
そして、得られたモノオキシ炭酸セリウムは、６００℃〜１２００℃の加熱温度により焙焼工程が施される。本発明の製造方法では、このような高温における焙焼を行っても、粗大粒子は生成されず、適度な凝集粒子を形成した高純度の酸化セリウム研摩材を得ることができる。焙焼工程における加熱温度は、６００℃未満であると、適度な凝集粒子が形成されず、研摩速度も遅くなり実用的な研摩特性を満足しない研摩材となる。一方、１２００℃を越えると、凝集が進行しすぎ易くなり、粗大な粒子が形成されて、研摩傷などの問題が生じる傾向がある。
【００１９】
本発明の高純度酸化セリウム研摩材の製造方法によると、セリウム純度の高い原料を使用しても、粗大な粒子を多量に形成しない理由を、本発明者は次にように推測している。セリウムの含有量が少ない原料は、一般的にセリウム以外の希土類元素（例えばＬａ）を多く含むため、高温による焙焼工程ではこのセリウム以外の希土類元素が固溶体を生成するものと考えられる。そして、このセリウム以外の希土類元素の固溶体が焼結速度を低下させることになり、粗大粒子の発生が抑制されていると考えられる。この焼結速度に影響を与えるセリウム以外の希土類元素が少ない原料、すなわちセリウムの純度が高い原料においては、高温の焙焼処理において粗大粒子を多量に発生し易いのでのである。一方、本発明の製造方法では、従来のようにセリウム系炭酸希土塩を直接焙焼せずに、モノオキシ炭酸セリウムという状態にして焙焼工程を行うため、セリウムの純度が高い原料を使用しても、粗大粒子の発生が抑制されているものではないかと考えている。つまり、本発明の製造方法と従来の製造方法では焙焼時における原料の化学組成が異なっているため、焙焼後における粗大粒子の発生量に大きく差異を生じるものと推測される。
【００２０】
本発明の製造方法に用いるセリウム系希土類炭酸塩は、ＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ ９０％以上のものを用いる必要がある。このような高純度のセリウム系希土類炭酸塩原料から製造される高純度酸化セリウム研摩材は、研摩速度が大きく、例えば、ガラス等の表面（被研摩面）を非常に平滑に精度高く仕上げることが可能となるからである。
【００２１】
本発明の製造方法における粉砕工程では、セリウム系希土類炭酸塩からモノオキシ炭酸セリウムを生成する処理として、原料を水溶液中に浸漬させた状態で加熱すること（以下、浸漬加熱処理ともいう）が好ましい。モノオキシ炭酸セリウムを生成する方法として、原料を高湿度雰囲気に放置し加熱する方法もあるが、原料を水溶液中に浸漬させた状態で加熱する方法が、原料全体を均等かつ確実に加熱することができ、原料全体を均等に粉砕できるからである。高湿度雰囲気下で加熱する方法は、伝熱が浸漬加熱ほど均一にならないことや、比較的長時間の加熱を要することが考えられる。加えて、高湿度下での加熱を実現するには、恒温恒湿器あるいはスチーム導入が可能な乾燥機など、高価な装置が必要であるという生産コストを増加させる要因もある。従って、浸漬加熱処理を採用する方が、高い生産性を可能とし、より低コストで高純度酸化セリウム研摩材を製造できる。
【００２２】
この浸漬加熱処理においては、原料と水溶液との混合比率（重量比率）は特に限定されるものではないが、水溶液は原料（原料がスラリーの場合はその固形成分）の０．５倍〜１０倍が好ましい。水溶液の量が０．５倍より少ないと原料を均等に加熱できないおそれがあり、他方、１０倍より多くしても加熱の均一性は向上せず、加熱時間やエネルギーを浪費することになるからである。なお、原料を浸漬させる水溶液には、水（純水、工業用水、水道水等）そのものや、例えばアルコール、アセトンなどの水溶性の有機溶媒が混合された溶液が含まれる。こられの溶液を用いて原料を浸漬加熱粉砕できるからである。
【００２３】
原料を水溶液中に浸漬させた状態で加熱する態様としては、加熱前の水溶液中に原料を浸漬させた後これらを加熱する態様、加熱した水溶液中に原料を浸漬させる態様、加熱した水溶液中に原料を浸漬させた後さらに加熱する態様等が考えられる。また、浸漬加熱粉砕の際に撹拌によって原料を水溶液中に分散させると原料の加熱をより均等に行うことができるため好ましい。
【００２４】
また、浸漬加熱処理においては、水溶液の加熱温度を６０℃〜１００℃とすることが望ましい。６０℃未満では十分にモノオキシ炭酸セリウムが生成されないことがあるからである。これに対して、加熱温度の上限温度は特に制約がないものの、原料を浸漬させた水溶液の沸点は常圧下では１００℃前後であり、これ以上の温度で加熱するにはオートクレーブ等の特殊な装置が必要となるなど工業的にみて不利であるため、少なくとも６０℃以上であれば、原料からモノオキシ炭酸セリウムを十分に生成できることが確認された。
【００２５】
そして、浸漬加熱処理における処理時間は、１〜９０分間であればよいことを確認している。この浸漬加熱処理時間は、原料や水溶液の条件により左右されるものではあるが、１分間という極めて短時間でも、浸漬加熱処理によってモノオキシ炭酸セリウムが生成できることが解った。様々な条件下において浸漬加熱処理を行ったところ、要は原料であるセリウム系希土類炭酸塩が、モノオキシ炭酸セリウムに変化してしまえばそれ以上の処理時間は必要がないことであった。原料がモノオキシ炭酸セリウムへ変化したことの確認は、原料を水と接触させた際に発生する炭酸ガスの泡の発生が無くなることを見定めることで可能である。例えば、セリウム系希土類炭酸塩を水に分散させて加熱すると、８０℃を越えるあたりから炭酸ガス（泡）が発生し、９０℃で１時間程度経過すると、その泡の発生は止まる。その後処理時間を経過させても、さらなる泡の発生は生じない。そして、この泡の発生が終了した時点の原料をＸ線回折により調べたところ、炭酸セリウム由来のＸ線ピークは確認されず、モノオキシ炭酸セリウムに由来するＸ線ピークが確認された。また、加熱温度を高くすればするほど、モノオキシ炭酸セリウムへの変化は素早く完了することも確認された。このような結果から、浸漬加熱処理の処理時間は、加熱温度にもよるが、好ましくは１〜９０分間、より望ましくは６０分間以下にすることである。
【００２６】
以上説明した本発明の酸化セリウム研摩材の製造方法によれば、Ｘ線回折測定によるメインピークにおける半値幅が０．７°以下、５μｍ以上の粗大粒子含有量が５００ｐｐｍ以下である高純度酸化セリウム研摩材を、生産性高く、低コストで製造することが可能となる。従来の製造方法では、高純度の酸化セリウム研摩材を生産する際に、過度の解砕処理や過度の分級処理を行わなければ、上記したような高純度酸化セリウム研摩材を製造することができないものであったが、本発明の製造方法によると、極めて生産性よく、低コストで製造することが可能となるのである。
【００２７】
Ｘ線回折測定におけるメインピークとは、回折角度２θ＝２８．６°付近に見られるＣｅＯ_２の［１１１］面を示すピーク（以上及び以下において、単にメインピークと称する）であり、その半値幅は焙焼時における加熱温度との相関がある。つまり、得られた酸化セリウム研摩材のＸ線回折測定でのメインピークの半値幅は、研摩材の凝集粒子の硬さを表す指標となるのである。ガラスのような被研摩対象物の場合、研摩速度を高く維持する必要があるので、ある程度の凝集粒子の存在を要する。その際の半値幅としては、０．７°以下であればよく、このような半値幅を持つメインピークを示す研摩材で有れば高い研摩速度を実現できる。半値幅が０．７°を越えると、研摩速度を高く維持できなくなる。また、半値幅が０．３°未満になる場合は、必要以上に高い焙焼温度とすることになり、凝集粒子が多くそして硬いものとなるため、ガラスのような研摩対象物には研摩傷を発生し易くなる。
【００２８】
また、本発明の製造方法により得られた高純度酸化セリウム研摩材は、研摩傷の発生原因である粗大粒子が非常に低い含有率、即ち、５μｍ以上の粗大粒子の含有量が５００ｐｐｍ以下のものとなる。
【００２９】
さらに、本発明の製造方法により得られた高純度酸化セリウム研摩材では、ガラス用途として用いる場合、その平均粒径Ｄ_５０（レーザー回折法による重量累積粒度分布測定から得られる平均粒径）が、０．３〜２．０μｍであることが望ましい。０．３μｍ未満の平均粒径では、ガラス用途の研摩材として研摩力が低下しすぎ、逆に２．０μｍを越えると研摩傷を生じ易い研摩材となる。一方、研摩力をガラスの場合のように必要としない半導体用途に用いる場合、その平均粒径Ｄ_５０は０．１〜０．３μｍであることが好ましい。焙焼温度を高くした場合、半値幅が０．７°以下の範囲、特に０．３°未満となると、Ｄ_５０が２．０μｍを越える傾向にあるが、このような研摩材であれば必要に応じて機械的粉砕を行うことで微粒な高純度酸化セリウム研摩材にすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を実施例及び比較例に基づいて説明する。
【００３１】
本実施形態では、表１に示す実施例１〜６の原料を用いて高純度酸化セリウム研摩材を製造した。この高純度酸化セリウム研摩材の原料は、次のようにして準備したものである。セリウムを含有する鉱物を酸により溶解してセリウムを酸化した後、溶媒抽出法或いはイオン交換法を繰り返し用いて、その他の希土類元素からセリウムを分離して、重炭酸アンモニウム等の炭酸塩を加えることで炭酸セリウムを沈殿させて、濾過、乾燥することで製造したものである。
【００３２】
まず、実施例１では、原料としてＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ＝９９％の高純度のセリウム系希土類炭酸塩を使用した（Ｄ_５０３０μｍ、Ｄ_ｍａｘ２００μｍ）。そして、固形分濃度として５０ｗｔ％となるように純水を加えてスラリー化した。このスラリーの一部を加熱して９０℃で６０分間保持し、浸漬加熱処理を行った。この浸漬加熱処理が終わった段階の原料をＸ線回折測定したところ、検出されるピークはモノオキシ炭酸セリウム由来のものであることが確認され、レーザー回折法による累積粒度分布測定（島津製作所 ＳＡＬＤ２０００）よる平均粒径はＤ_５０が７μｍ、Ｄ_ｍａｘ６０μｍであった。ここで、浸漬加熱処理により原料自体の粉砕が不十分で粗大な粒子が残る場合には、原料のセリウム系希土類炭酸塩に対して必要に応じて予備的な機械粉砕を行い、ある程度の微細な状態に調整することも可能である。
【００３３】
その後ビーズミルを用いて機械的粉砕処理を行い、Ｄ_５０が１μｍ程度になるまで粉砕を行った。この粉砕工程を経た粉砕スラリーを濾過して、残渣を乾燥した後、電気炉で１０００℃、４時間放置して、室温まで冷却する焙焼工程を行った。焙焼工程を経て得られたものをハンマーミルで解砕した。この解砕した酸化セリウム研摩材（以下単に解砕品と称する）をＸ線回折によるメインピークにおける半値幅測定、累積重量粒度分布測定、及び解砕品に含まれる５μｍ以上の粗大粒子の含有率を測定した。
【００３４】
ここで、５μｍ以上の粗大粒子の含有率測定方法について説明する。この粗大粒子の含有率を求めるために粗大粒子の分離を次ぎのようにして行った。まず、０．１ｗｔ％ヘキサメタ燐酸ナトリウム水溶液に解砕品を加えろ過用スラリーを作製し、そのろ過用スラリーに超音波を加えて超音波分散を行い、その後、ＪＩＳ Ｚ８８０１―３（２０００）に規定される目開き５μｍの電成ふるいを用いてろ過をして５μｍ以上の粗大粒子を分離した。この場合のろ過はスラリー濃度を配慮して、最初のろ過用スラリーにおいて超音波分散をした後、５分間ほど放置してスラリーの沈降を待ち、その上澄み分（ろ過用スラリー全量の２／３程度）を電成ふるいでろ過した。そして、ろ過をしていない残分（１／３）には、さらに０．１ｗｔ％ヘキサメタ燐酸ナトリウム水溶液を加え、この新たに作製したろ過用スラリーに超音波分散をして、上述したように超音波停止後５分間放置、上澄み分のろ過を行った。このようなろ過処理を連続して１０回繰り返し、１０回目のろ過用スラリーについてはその全量をろ過して、連続して１０回繰り返し行われたろ過によって、電成ふるい上に回収された粗大粒子を１００℃で乾燥して、５μｍ以上の粗大粒子の重量を測定した。
【００３５】
また、実施例２〜６については、表１に示すＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ値の原料を用い、表１の条件に従い上述したようにして解砕品を得て、Ｘ線回折によるメインピークにおける半値幅測定、累積重量粒度分布測定、及び解砕品に含まれる５μｍ以上の粗大粒子の含有率を測定した。なお、各実施例の粉砕工程後の原料についてＸ線回折測定をした結果、炭酸セリウム由来のピークが消え、モノオキシ炭酸セリウム由来のピークが確認された。
【００３６】
さらに、比較として、比較例１ではＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ＝６０％の低純度のセリウム系希土類炭酸塩を用い、その他の処理工程は上述実施例と同様にした。比較例２ではＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ＝９９％の高純度のセリウム系希土類炭酸塩を用い、浸漬加熱処理を行うことなしに機械的粉砕処理後、焙焼工程を行った（表１）。このようにして得られた比較例の解砕品について実施例と同様の各測定を行った。表２に、実施例１〜６、比較例１，２の測定結果を示す。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【表２】

【００３９】
表２を見ると判るように、累積重量平均粒径Ｄ_５０の値は大差が見られないものの、５μｍより大きな粗大粒子の含有率は浸漬加熱処理を行う粉砕工程による解砕品の方が非常に優れていることが判明した。また、Ｘ線回折によるメインピークの半値幅は、焙焼温度が高いとその値も小さく、Ｄ_５０は逆に大きめの数値を示すことが確認された。
【００４０】
続いて、上記のようにして得られた各解砕品を用いて研摩特性を調査した結果について説明する。この研摩特性調査では、各解砕品を乾式風力分級機（安川電機社製 ワイエムマイクロカット）を用いて５μｍ以上の粗大粒子を除去できるように所定の分級設定を行い、分級後の微粒側研摩材製品に含まれる５μｍ以上の粗大粒子の含有量が１００ｐｐｍ以下となるまで、必要に応じて微粒側研摩材製品に対してハンマーミルによる粉砕と風力分級による分級を繰り返し行った。尚、各解砕品における１回目の分級操作において、解砕品の供給重量に対する分級後の微粒側研摩材製品の産出重量（分級効率）を求めた（表３参照）。
【００４１】
各解砕品より得られた分級後の酸化セリウム研摩材（以下、分級品と称す）をレーザー回折法による累積重量粒度分布測定、及び水簸法により５μｍ以上の粗大粒子の含有率を測定した。また、以下に説明する研摩試験により、各分級品の研摩特性を示す研摩値、傷評価を調査した。その結果を表３に示す。
【００４２】
研摩試験は、高速研摩試験機を試験装置として用い、６５ｍｍφの平面パネル用ガラス（ＢＫ−７）を被研摩材とし、このガラスをポリウレタン製の研摩パッドを用いて研摩した。研摩材は、得られた分級品を水に分散させてスラリー濃度が１０重量％の研摩材スラリーを調製した。研摩条件は、調製した研摩材スラリーを５Ｌ／ｍｉｎで供給し、研摩面に対する圧力を９．８ｋＰａ（１００ｇ／ｃｍ^２）に設定し、研摩試験機の回転速度を１００ｒｐｍに設定した。研摩後のガラス材料は、純水で洗浄し無塵状態で乾燥させた。
【００４３】
研摩値の評価：上述の研摩試験において、研摩前のガラス重量と、所定時間研摩を行った後のガラス重量とを測定することにより求められたガラス重量の減少量に基づいて、研摩値を求めた。ここで、研摩値の基準は、比較例１で製造された研摩材を用いて研摩試験を行い、その結果より得られたガラス重量の減少量を１００とした。そして、各分級品の研摩値は、この基準の相対値として算出したものである。
【００４４】
傷評価：被研摩面の状態を評価したものである。被研摩面の傷の有無を基準として傷の評価を行った。具体的には、研摩後のガラスの表面に３０万ルクスのハロゲンランプを照射し、反射法にてガラス表面を観察して、傷の程度（大きさおよび個数）を見極めて点数化し、１００点満点からの減点方式にて評価点を定めた。
【００４５】
【表３】

【００４６】
表３で示すように、実施例１〜６のどの研摩材においても、研摩値、傷評価の特性は非常に優れていることが判明した。一方、比較例１ではすべての実施例よりも研摩値は小さかった。さらに、比較例２では、粉砕分級を６回繰り返したにもかかわらず、粗大粒子含有量はもっとも多く、その結果としてガラス表面への傷の発生が非常に多いものであった。また、浸漬加熱処理を行った場合には、分級効率も非常に高いことが判った。それに対し、浸漬加熱処理を行わない比較例２においては、分級効率が非常に低いものであった。従って、浸漬加熱処理を行う本実施例の製造方法は、優れた研摩特性を備える高純度の酸化セリウム研摩材を高い生産効率で得られることが判る。
【００４７】
最後に、焙焼工程後の研摩材についてＳＥＭ観察を行った結果について説明する。図１に、比較例２で説明した浸漬加熱処理を全く行わないで焙焼工程を施した場合の研摩材を観察したＳＥＭ写真（倍率２０００）を示したものであり、図２は実施例１で説明した浸漬加熱処理を行った後に焙焼工程を施した場合の研摩材を観察したＳＥＭ写真（倍率２０００）を示したものである。
【００４８】
図１を見ると判るように、従来のように浸漬加熱処理を行わない場合にあっては、数十ミクロンの大きな粗大粒子が非常に多く存在していることが確認された。一方、図２で示されるように、浸漬加熱処理を経て焙焼工程を行った場合、浸漬加熱処理による原料自体の粉砕が進行している結果、数μｍ以下の微細な粒子状態の研摩材になっていることが判明した。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、高純度酸化セリウム研摩材を高い生産性で、且つ低コストで製造できる。そして、粗大粒子濃度がより低く、かつより高い研摩力が確保され、ガラス研摩用はもとより、半導体用途などの各種用途に好適な高純度酸化セリウム研摩材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】比較例２における焙焼工程後の研摩材のＳＥＭ観察写真。
【図２】実施例１における焙焼工程後の研摩材のＳＥＭ観察写真。

Claims (5)

1. セリウム系研摩材原料の粉砕工程と、粉砕後の原料の焙焼工程および焙焼後の原料の解砕工程とを有する高純度酸化セリウム研摩材の製造方法において、
   セリウム系研摩材原料として、ＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ ９０％以上のセリウム系希土類炭酸塩を用い、
   原料の粉砕工程は、セリウム系希土類炭酸塩からモノオキシ炭酸セリウムを生成し、
   その後の焙焼工程において６００℃〜１２００℃の加熱温度で焙焼することを特徴とする高純度酸化セリウム研摩材の製造方法。
2. 粉砕工程におけるセリウム系希土類炭酸塩からモノオキシ炭酸セリウムを生成する処理は、原料を水溶液中に浸漬させた状態で加熱するものである請求項１に記載の高純度酸化セリウム研摩材の製造方法。
3. 水溶液の加熱温度は、６０℃〜１００℃である請求項２に記載の高純度酸化セリウム研摩材の製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の高純度酸化セリウム系研摩材の製造方法により製造される高純度酸化セリウム系研摩材であって、
   Ｘ線回折測定によるメインピークにおける半値幅が０．７°以下である高純度酸化セリウム系研摩材。
5. ５μｍ以上の粗大粒子含有量が５００ｐｐｍ以下である請求項４に記載の高純度酸化セリウム研摩材。

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