研磨材粒子的品質評估方法，玻璃研磨方法及玻璃研磨用研磨材組成物的製作方法

2024-03-26 21:10:05

專利名稱：研磨材粒子的品質評估方法，玻璃研磨方法及玻璃研磨用研磨材組成物的製作方法
技術領域：
本發明涉及玻璃研磨用研磨材，詳言之，涉及適於各種玻璃材料的精研磨，特別可維持以含有氧化鈰的稀土類氧化物為主要成份的玻璃研磨用研磨材的高研磨速度，且可減少研磨玻璃時產生的損傷(特別是潛傷)至從所未有的程度的玻璃研磨用研磨材及其品質的評估方法。
背景技術：
近年來玻璃材料使用於各種用途上，不僅是光學透鏡等光學用途用玻璃材料，也使用於液晶用玻璃基板；磁碟、光碟等記錄介質用玻璃基板；及LSI光罩用玻璃基板等電路製造用的領域中，其基本上均要求高精度地進行表面研磨。
以往，於所述玻璃基板的表面研磨所使用的研磨材是使用以稀土類氧化物，特別是以氧化鈰為主要成份的研磨材。此是因為相比於氧化鋯或氧化矽，作為研磨粒的氧化鈰的玻璃研磨效率優異的優點。然而，受到近年來數碼家電產品等的生產急速成長，在其骨架裝置(基幹デバイス)的例如液晶顯示器等FPD方面，顯示畫面逐漸大型化，或可攜式終端般的小型面板也有必要鮮明地顯示彩色影像圖等，而要求更精細的製品。
此外，在磁碟等HDD編入諸如DVD記錄器的情形時，也為了對電視節目等進行長時間錄影，而對應有100～200G程度的高密度記錄器成為標準，碟用玻璃基板的表面精度是逐漸要求進行高精度的表面研磨以做成高平滑性者。由此，要求研磨材的研磨能力更高品質者。
另外，玻璃研磨用的以氧化鈰為主要成分的研磨材是如後所述，一般以提高研磨性能為由而含有氟。
在以所述氧化鈰為主要成分的研磨材中，已知道例如研磨材粒子的粒徑是影響研磨速度、平均粗糙度(表面平滑度)及擦傷或損傷(顯傷及潛傷)等的發生等的研磨性能。
例如，日本專利特開2000-273443號中記載有將特定粗大粒子(6μm以上)設定在300ppm以下，由此減少潛傷的數目。此外，日本專利特開2001-72962號中揭露有在關於由幾乎為純態的鈰所形成的研磨粒的膠體粒子的情況下，將其一次粒子凝集體的平均二次粒徑(中間徑median)設定為偏小(0.1～0.5μm左右)，由此保持研磨速度且可使表面粗糙度變小。
此外，在日本專利特開2003-261861號中，著眼於乾燥狀態的研磨材粒子凝集度低者，其分散性良好，由此提出表徵其凝集狀態的指標。也即，在研磨材粒子中，利用BET法所測得的研磨材粒子的粒徑(DN)(相當於一次粒子的粒徑)與利用透氣法所測得的研磨材粒子的粒徑(DA)(近似於凝集粒子的粒徑)的比率滿足1＜＝DA/DN＜＝10的關係的研磨材粒子，是凝集少且在水性介質中的分散性良好，故可得穩定的研磨特性。
然而，上述表徵研磨材粒子的粒徑或凝集特性的方法中，日本專利特開2000-273443號完全不區分作為對象的粗大粒子為一次粒子的粒徑或凝集體粒子的粒徑；而日本專利特開2001-72962號則規定有凝集體粒子的粒徑(二次粒徑)，但與上述凝集體同樣地，並未檢討關於該凝集體粒子在水性介質中可再分散為何種程度的一次粒子。實質上，研磨材粒子即使在乾燥狀態下含有某種程度的凝集體粒子，若該凝集體粒子為可容易於水性介質中分散(或分解粉碎)者的話，並無再特地花費工夫將其去除至必要以上的意義。依經濟合理性而言，以進行所必要的最小限度處理，並得到最大效果為佳。
另外，關於日本專利特開2003-261861號所記載的顯示凝集的參數，是僅為顯示乾燥狀態的研磨材粒子的凝集程度大小(凝集大小)。因此，並非為直接顯示將該粒子分散於水性介質中時的分散容易度或分散困難度(分散性)。
基本上，玻璃研磨用的研磨材是將研磨材粒子(研磨粒)於使用時分散於水性介質中以作成研磨材組成物(也稱研磨材漿液)。此時，不僅要求提升所謂高研磨速度及其研磨速度的維持/持續性的研磨步驟的生產性，也要求所謂保持研磨麵的高品質水準的生產性及品質二者的較高水準。然而，提升研磨速度及保持高品質是屬相互矛盾的要求，難以兩立。例如可容易理解的是，增加研磨材粒的粗粒量的話，則研磨速度變快，但其研磨麵的刮傷等損傷將容易增加。
關於研磨麵的品質方面，特別在關於為重要評估對象的研磨麵的細微損傷方面，先前是以顯傷(在照射可見光線之下，利用顯微鏡觀察已乾燥的研磨麵而所認定的損傷)的多寡便足以充分評估研磨麵損傷的多寡。但是，如上所述，對應例如液晶監視器等持續高精細且大畫面化的電子產業的進步發展現況，相比於背景技術，其關於液晶用玻璃基板或硬碟用玻璃基板等品質的要求水準已達超過預期的水準，並持續提升中。
隨著更進一步要求其研磨麵的高品質，除了當然沒有顯傷之外，更要求研磨麵的細微損傷的評估法嚴謹評估潛傷的數目。此處所謂「潛傷」是指利用稀薄氟酸水溶液蝕刻研磨麵，使乾燥後的研磨麵損傷明確化，以顯微鏡(例如，奧林巴斯公司制，是統金屬顯微鏡，BHT型等)觀察研磨麵而被認定的起初在上述顯傷評估法中難以發現的細微損傷。由此，現在要求以潛傷的數目多寡進行評估的更為嚴謹的研磨麵的品質評估方法。
關於先前的以氧化鈰為主要成分的乾燥粉末的研磨材(研磨材粒子)，即便使粗粒徑或凝集體粒子量在上述公開專利公報所揭示的較佳範圍內時，從玻璃研磨中繼續/持續高研磨速度並達成考慮潛傷數目的研磨麵的高品質方面而言，也非屬於一定滿足者。
本發明的目的在於提供一種玻璃研磨用研磨材，其是特別在以含有氧化鈰的稀土類氧化物為主要成份的玻璃研磨用研磨材中，可維持高研磨速度，且將發生在研磨玻璃時的損傷，特別是潛傷減少至前所未達的程度，以及提供針對研磨材粒子，特別是針對關於潛傷的品質進行評估關於粉末的品質評估方法。

發明內容
本發明的目的在於提供[1]一種品質評估方法，是評估玻璃研磨用研磨材粒子在水性介質中的分散性的方法，其特徵為，準備由將被測量對象的研磨材粒子添加入水性介質所構成的研磨材粒子水性介質分散液，對該分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於該超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量，超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))，ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積))。
一種玻璃研磨方法，是利用研磨材粒子研磨玻璃的方法，其特徵為，準備由將被測量對象的研磨材粒子添加入水性介質所構成的研磨材粒子水性介質分散液，對該分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於該超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量，超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))，ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後之上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積))；對通過式(1)的方法所測得的分散率ξ為特定值ξ0(％)以上的研磨材粒子進行調整、選擇或判別，並利用該特定研磨材粒子進行玻璃研磨。
如[2]的玻璃研磨方法，其中，ξ0為30(％)。
一種玻璃研磨用研磨材組成物，是含有研磨材粒子的玻璃研磨用研磨材組成物，其特徵為，該研磨材粒子為，對由將該研磨材粒子添加入水性介質所構成的研磨材粒子水性介質分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於該超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量，超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))，ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後之的上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積))，將通過式(1)的方法所測得的分散率ξ為特定值ξ0(％)以上的研磨材粒子分散於水性介質中者。
如[4]的玻璃研磨用研磨材組成物，其中，ξ0為30(％)。
一種高分散性玻璃研磨用的研磨材粒子，是以含有氧化鈰的稀土類氧化物為主要成份的研磨材粒子，其特徵為，該研磨材中的SO4換算的金屬硫酸鹽量為0.070(摩爾/kg)以下，且該研磨材粒子為，對由將該研磨材粒子添加入水性介質所構成的研磨材粒子水性介質分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於該超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量，超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))，ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積))，通過式(1)的方法所測得的分散率ξ為特定值ξ0(％)以上的研磨材粒子。
如[6]的高分散性玻璃研磨用的研磨材粒子，其中，ξ0為30(％)。
如[6]或[7]的研磨材粒子，其中，含有氟化合物。
一種玻璃研磨用研磨材組成物，其特徵為，至少含有水性介質與[6]至[8]中任一項所述的研磨材粒子。
一種玻璃研磨方法，其特徵為，使用如[9]的玻璃研磨用研磨材組成物。
具體實施例方式
以下詳細說明用以實施本發明的最佳形態。
(水性介質中的粗粒子量及凝集強弱的評估)在本發明中，如下所述進行關於玻璃研磨用研磨材粒子在水性介質中的分散性的品質評估，通過超聲波照射以評估研磨材粒子的凝集強弱、進而評估由凝集體所構成的粗粒子量。
也即，準備將被測量對象的研磨粒子添加入水性介質的研磨材水性介質分散液，對該水性介質分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於該超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量，超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))。
ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積))。
上述(1)式的技術性意義如下所述。也即，以含有氧化鈰的稀土類氧化物為主要成份的研磨材粒子是一般已知構成為其一次粒子(此處所謂一次粒子是指不為單結晶，而實際上為多結晶體粒子所構成者。以下均同。)凝集的凝集體粒子。此外，該研磨材粒子是即使在水性介質中的組成物中，也具有粒徑分布者，本案發明者等經詳細檢討的結果，發現在對研磨麵的損傷(顯傷及潛傷)有著不小影響的因子中，水性介質中的研磨材粒子中的粒徑在一定值(α0)以上的粗大粒子(例如，粒徑α0＝10μm以上的粒子)的極微(數ppm～數百ppm)含量是屬重要因子。
通常關於玻璃研磨用的研磨材粒子，平均粒徑一般為0.3～3μm左右，此類粒徑10μm以上、特別是粒徑10～50μm左右的粗大粒子(粗粒子)的含量是極微量。
另外，α0值一般是以所使用的研磨材粒子種類、平均粒徑及作為目的的研磨品質等，予以實驗性地決定的值，而本發明所使用的研磨材粒子是如後述實施例所示，若設定為α0＝10μm，則可得到充分的結果。
然而，於此應注意所謂粗大粒子是在一次粒子本身為粗大的情況之外，也有一次粒子凝集的凝集體粒子為粗大的情況。然後，經本發明者等進一步詳細檢討，發現在粉體狀態形成粗大凝集體粒子中，於水性介質中容易分解至為構成粒子的一次粒子者；與因強力凝集而即使於水性介質中，實際上仍可保持在該粗大凝集體粒子的狀態，且不易分散於一次粒子者。也即，重點並非在於上述粗大粒子的凝集體粒子的粒徑或含量，而是在於其凝集強弱程度(對水性介質中的凝集體的一次粒子的解體容易程度或解體困難程度)強烈影響研磨麵品質(顯傷及潛傷)，並發現有評估該項的必要。
由此，根據本發明者等的見解，是如上述各專利公開公報所記載般，僅單純限定一次粒子為粗粒的情況，或乾燥狀態下凝集體粒子的粒徑或量，無法充分用以評估研磨材粒子的潛傷程度的品質。
(研磨材粒子中的粗粒子的分離/濃縮方法)在本發明中，為了評估水性介質中研磨材粒子的粗粒子凝集的強弱，首先，將研磨材粒子中所微量存在的粗粒子分離/濃縮，對所得的粗粒子進行凝集強弱的評估。
研磨材粒子中的微量粗粒子的分離/濃縮方法，可利用在水中每個研磨材粒子的粒徑的沉降速度差加以進行。以下敘述其具體的方法例。
也即，添加200g研磨材粒子於含有120(mg/L)的焦磷酸鈉(分散劑)的10L水中，並攪拌使之分散。靜置30分鐘後，慢慢地取出上澄液。接著重新添加含有120(mg/L)的焦磷酸鈉的水至恢復原有液體容量為止，重複同樣的操作5次。最後將堆積於容器底部的粗粒子回收，並製成乾燥粉末。此粗粒子的粒徑為約10μm(＝α0)以上。
若將此粗粒子的質量除以最初的研磨材粒子質量，將算出研磨材粒子中的粗粒子(於此為約10μm以上)的含有比例。
(經分離/濃縮的粗粒子的凝集強弱的評估方法及ξ的計算)本發明的凝集體粒子(粒徑為10μm的凝集體粒子)是如下所述進行超聲波照射，根據照射前後的該粒徑的粒子含有比例的變化，如下所述計算出分散率ξ。
也即，將上述經分離/濃縮的粗粒子50mg添加至裝有50mL水的燒杯中。接著將1.8L水加入至具有2.6L容量的超聲波照射浴，並將上述裝有水50mL及粗粒子50mg的燒杯浸漬其中。以頻率38KHz、輸出190W的超聲波(亞姿灣公司制，商品名超聲波清洗機US-2)照射10分鐘。針對超聲波照射前後的粒子，以雷射散射儀(レ一ザ一散亂測定器例如，日機裝公司制，商品名麥可羅拓克9320-X100型)，利用雷射散射法測量粒徑分布(體積基準)，通過式(1)計算出粒徑10μm以上粒子的超聲波照射所造成的分散率ξ。
ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％)(1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)。)本發明的分散率ξ是如後述實施例所示，至少30(％)以上，以50(％)以上為佳，70(％)以上更佳，80(％)以上最佳。
因此，通過將利用式(1)的方法所測得的分散率ξ特定值ξ0％)的例如30(％)以上的研磨材粒子進行調整、選擇或判別，並使用於玻璃研磨，則可以潛傷較少的條件來實施玻璃的研磨。
(研磨材粒子)當以氧化物換算質量％來表示本發明的研磨材粒子的主要成分組成時，則以例如CeO250～65％、La2O325～35％、Pr6O115～6.5％、Nd2O30.3～15％程度者為佳。也即，所謂由混合氧化稀土類粒子所構成者。
本發明的研磨材粒子中的氟素(F)含量是以3～9質量％為佳，以5～8質量％更佳。一般若氟素(F)含量過少，則因無法將強鹼性的氧化鑭變化/固定化為充分氟化的鑭，故研磨速度變慢。反之若氟素(F)過多，則過剩的氟化稀土類在燒成中將發生燒結而不佳。
本發明的研磨材粒子的平均粒徑(d50)是以0.3～3μm為佳，而以0.5～2μm較佳，0.5～1.5μm更佳。此平均粒徑可通過雷射散射法(例如，使用日機裝社制，雷射散射法，商品名麥可羅拓克9320-X100型)而加以測量。
進而關於研磨材粒子的粒徑分布，在累積粒度分布中，由小粒徑將10％、90％的粒徑(μm)分別設定為d10、d90時的d90/d10，以15以下者為佳，以10以下更佳，5以下最佳。
關於研磨材粒子的結晶學物性，是在使用CuKa射線的粉末X射線衍射分析所得波峰中，在2θ為28.3deg附近出現立方晶複合氧化稀土類的最大波峰(A)與在2θ為26.6deg附近出現氟氧化稀土類的波峰(B)，二者波峰的B/A的波峰高度比率，以0.2～0.8為佳，以0.3～0.6更佳。
另外，此處所謂「波峰高度」是表示由波峰曲線的基線至波峰頂點為止的高度(以下均同)。
而關於以鈰為主要成份的氧化稀土類的其他物性，是如下所述。
晶體粒徑(依照Scherrer法)以150～300為佳，以170～250更佳。
關於研磨材粒子的細孔構造，是依BET法的比表面積(例如，使用島津製作所制，裝置名Micro Meritics Flow SorbII 2300等加以測量)1～10(m2/g)為佳，而以1.5～6(m2/g)更佳。
(金屬硫酸鹽含量)本發明的研磨材粒子中SO4換算的金屬硫酸鹽含量以0.070(摩爾/Kg)以下為佳，0.050(摩爾/Kg)以下更佳，0.035(摩爾/Kg)以下最佳。
另外，本發明的SO4分析方法是以含有硝酸及過氧化氫的水溶液來溶解研磨材粒子，利用感應耦合電漿發光光譜儀(ICP)分析S的方法。
金屬硫酸鹽的金屬元素是以鈣、鎂、鋇等鹼土類金屬或輕稀土元素中的鑭等為主的物質，所述元素的硫酸鹽是即使在後述的研磨材粒子製造步驟的燒成步驟中，也完全不會熱分解而以硫酸鹽的形式殘留。
根據本發明人的發現，SO4換算的金屬硫酸鹽的量是與研磨材凝集體粒子的分解容易度極為相關。
此是被認為是因為在上述燒成步驟中，當所述元素的硫酸鹽存在有上述特定量以上時，經過燒成處理的凝集體粒子引起較弱的燒結，故凝集粒子的凝集強度增加。此外，若該硫酸鹽為特定量以上，則凝集體粒子的機械性強度增加，故於將研磨材凝集粒子分散在水性介質中而使用的情況下，在利用研磨時所施加於凝集粒子的剪切力等機械力之下將變得不易粉碎或分散，故該凝集體被認為出現變得難以分解的現象。另外，SO4換算的金屬硫酸鹽的量是依上述觀點而以少量為佳，但無需完全去除，由達成本發明的目的的觀點言之，調整為上述數值以下即足夠充分。
然後，如後述實施例所示般，例如，通過將金屬硫酸鹽的量設為0.070(摩爾/Kg)以下，則可確保分散率ξ＝30(％)以上，進一步通過將金屬硫酸鹽的量設為0.050(摩爾／Kg)以下，則可確保分散率ξ＝50(％)以上。
(研磨材粒子的製造)本發明的研磨材、特別是分散率(ξ)為本發明所規定範圍的研磨材粒子是依如下所述方法製造。
本發明的以氧化鈰為主要成份的研磨材原料是主要由氟碳鈰礦(bastnaesite)、獨居石(monazite)、磷釔礦(xenotime)、中國複雜礦等含稀土類礦石所製造，當然並未限定於所述物質。
首先，對所述含稀土類礦石進行選礦後，得到氟碳鈰礦精礦、獨居石精礦、中國複雜礦等稀土類精礦，對所得的稀土類精礦進行化學處理，以去除放射性元素等不必要的礦物，及視情況進行溶劑抽出後，進行沉澱、過濾，再通過組合燒成等的現有所用的步驟，而得到屬於以氧化鈰為主要成分的研磨材原料，如碳酸稀土類、氧化稀土類、羥化稀土類、氟化稀土類等。
另外，為氟化稀土類時，一般為將氟酸添加入氯化稀土類水溶液中，使氟化稀土類的沉澱生成而製造的方法。
本發明的較佳研磨材粒子的製造方法例，為加熱分解碳酸稀土類，將所得的氧化稀土類與氟化稀土類作為起始原料的方法，但是並非限定於此方法。
也即，在含有氧氣環境下，首先將從上述原礦石得到的碳酸稀土類在400～840℃下進行30分鐘～48小時、最好為1～24小時左右的燒成(預燒成)，並進行加熱分解作成氧化稀土類。如此，並非使碳酸稀土類直接進行燒成(主燒成)，利用較後述主燒成溫度低的溫度進行預燒成而作成氧化稀土類者，為較佳步驟之一。此外，於此氧化稀土類殘存部分碳酸稀土類也可。
此處，進行燒成(預燒成)碳酸稀土類，作為所得到的氧化稀土類與碳酸稀土類的混合物，全稀土類氧化物換算質量(TREO)以50～97質量％為佳，以70～95質量％較佳，80～93質量％更佳。
另一方面，關於氟化稀土類，一般最好使用如上述般的將氟酸添加入氯化稀土類水溶液中、使氟化稀土類的沉澱生成的製法，但當然並不限定於此。
關於經預燒成的氧化稀土類如下所述，通常進行氟化稀土類添加、原料混合漿液化、溼式粉碎、乾燥、燒成、分解粉碎、分級等步驟。
首先，添加氟化稀土類至經上述預燒成所得的氧化稀土類中。氟化稀土類的添加量是最終所得研磨材粒子中的含量如已敘述般，為(F)換算量以形成為3～9質量％為佳，以5～8質量％更佳(氟化稀土添加步驟)。
如此添加氟化稀土類於氧化稀土類中之後，加水混合以製成固形分濃度為30～60質量％的漿液，將該漿液進行1～10小時左右的溼式粉碎，作成粒徑為0.2～10μm左右的粒子所構成的漿液(原料混合漿液化步驟、溼式粉碎步驟)。
接著在乾燥該經溼式粉碎的漿液後，在含有氧氣環境下進行燒成。此燒成相對於上述預燒成，而稱為主燒成，作為燒成條件是以將加熱溫度500℃以上的升溫溫度設為0.3～5(℃/min)，保持高溫如850～1100℃，及使在該高溫範圍內的保持時間為0.5～6小時為佳。
進而，作為燒成條件是最好將加熱溫度500℃以上的升溫速度設為0.5～3.5(℃/min)，保持的高溫設為900～1000℃，及使在該高溫範圍內的保持時間設為2～5小時。
作為用以實施預燒成或主燒成的燒成裝置，若為收容上述粉碎/乾燥原料、以此規定的溫度升溫且保持該高溫而燒成，則任何形式的爐均可，例如，可適用批次式或連續式的箱型爐、旋轉爐、隧道式爐等，此外，加熱方法可適用電加熱式、明火加熱式(燃料為瓦斯或燃料油等)任一種(乾燥步驟、燒成步驟)。
如此燒成後，進行分解粉碎，依照期望進行分級，即可得具有指定粒徑範圍的研磨材粒子(分解粉碎步驟、分級步驟)。
另外，也可採用下述方法，是使用碳酸稀土類作為原料用以取代如上述的分別調製的氧化稀土類與氟化稀土類並予以混合者，利用氟酸水溶液使該一部分進行部分氟化。在此製法的情況下，添加水於碳酸稀土類並進行漿液化，於此添加氟化氫進行部分氟化，並將此同上述般進行溼式粉碎、乾燥、燒成、分解粉碎、分級等步驟即可。
(金屬硫酸鹽含量的調整)本發明是如上所述，作為研磨材粒子中所存在的SO4換算的金屬硫酸鹽含量為0.070(摩爾/Kg)以下，以0.050(摩爾/Kg)以下為佳，以0.035(摩爾/Kg)以下更佳。
使研磨材粒子中所存在的SO4換算的金屬硫酸鹽含量在上述範圍時，並無特別限定，而可採用諸如下述方法。也即，其一是以調製使用作為原料的輕稀土類原料的純度為在上述規定範圍中的方式，使所得研磨材中的SO4換算含量在上述範圍內。或者，採用利用使用作為原料的輕稀土類原料而得到SO4換算含量小的原料後，在製造研磨材粒子途中的步驟中，將經調整添加量的鹼土類金屬等金屬硫酸鹽(例如，硫酸鈣、硫酸鎂等)予以預先調配/共存，且應用已敘及的製造步驟，將研磨材粒子中所存在的SO4換算含量調整在上述較佳範圍內的手段也可。
(研磨材組成、漿液的pH等)在本發明中，以水漿液型式使用研磨材粒子，關於該水漿液的pH，是固形分濃度10質量％水漿液在室溫下的pH，以6.0～9.0為佳，6.2～8.0更佳，6.5～7.5最佳。
另外，在本發明的研磨材漿液中，為使於水性介質中粒子的分散性更好，也可添加例如高分子聚羧酸銨鹽或高分子聚磺酸銨等有機高分子是分散劑並使用的。此外，SO4的分析方法是如已說明般，為利用含有硝酸及過氧化氫的水溶液來溶解研磨材粒子，並使用感應耦合電漿發光光譜儀(ICP)分析S(發光光線波長180.731nm)的方法。
(發明的效果)根據本發明，是在玻璃研磨用研磨材，特別為以含有氧化鈰的稀土類氧化物為主要成份的玻璃研磨用研磨材中，可提供維持高研磨速度，且可減少研磨玻璃時產生的損傷(特別是潛傷)至從所未有的程度的玻璃研磨用研磨材。此外，根據本發明，可提供針對研磨材粒子，特別是關於潛傷的品質進行確實評估關於粉末的品質評估方法。
另外，在實際的研磨設備中，本發明的研磨材組成物是使用作為研磨材水性介質分散液(所謂研磨材漿液)，在使用該研磨材漿液時，確認到伴隨有預期外的效果，是大幅減少在先前成為問題的漿液流路中因沉降所造成的堆積。
實施例以下通過實施例說明本發明。但其僅為實施例，並非用以限定本發明的所可解釋的技術範圍。另外，在未特別說明的情況下，％是指質量％。
實施例1(研磨材粒子中的SO4含量為0.015(摩爾/Kg)(＝0.144質量％))(研磨材粒子的調製)(i)使用中國產碳酸稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)42質量％，CeO2/TREO 60質量％，SO4含量0.063質量％]45kg作為原料，置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石(mullite)制)中，在空氣環境下，以加熱溫度750℃進行2小時的燒成(預燒成)，得到全稀土類氧化物換算質量(TREO)90.5質量％、SO4含量0.063質量％的氧化稀土類燒成品。
(ii)接著，秤取上述燒成品16kg與中國產的氟化稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)83質量％，CeO2/TREO 61質量％，F含量25質量％，SO4含量0.125質量％，平均粒徑10μm]5.0kg，並將二者置入裝有水27.2kg的攪拌槽中，進行攪拌製成漿液。將該漿液循環供給至使用粉碎介質球的溼式粉碎機，進行約5小時的溼式粉碎，使粒徑粉碎成0.2～6μm。
(iii)經溼式粉碎後的漿液放在託盤上，使用箱型乾燥機在120℃下進行20小時的乾燥。乾燥後的粉體置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下進行燒成。也即，使加熱溫度500℃以上的加溫速度以2.3(℃/min)保持為高溫至950℃，並以上述溫度保持3.0小時進行燒成。燒成後的粉體是以分解粉碎機進行分解粉碎後，使用風力分級機進行分級，而得到研磨材粒子14.0kg。
(粒子組成及諸物性值)(i)當以氧化物換算質量％表示此研磨材粒子的組成時，為TREO(＝CeO2+La2O3+Nd2O3+Pr6O11)95.3質量％，相對於TREO的上述各氧化物的質量比率是CeO262.1％，La2O330.4％，Pr6O116.5％，Nd2O31.0％及氟成分(F)含量為5.7％。此外，SO4含量為0.015(摩爾/Kg)(＝0.144質量％)。
(ii)平均粒徑(d50)為0.95μm(通過雷射散射儀(日機裝公司制，商品名麥卡羅吐拉古，9320-X100型)，並以雷射散射法測量)。另外，粒徑分布的測量是與下述實施例及比較例以相同方法進行。
此外，關於粒徑分布是於累積粒徑分布中，由小粒徑開始分別將10％、90％的粒徑(μm)設為d10、d90時，d90/d10為3.2。
(iii)該粒子的使用粉末X射線衍射裝置(粒凱咕公司制，CuKa射線，Rint-2000型，下述實施例及比較例均同)的X射線衍射光譜的分析結果是如下所述。
立方晶複合氧化稀土類的最大波峰(A)在2θ為28.3deg附近出現，氧氟化稀土類的波峰(B)在2θ為26.6deg附近出現(另外，在下述實施例及比較例中，二者的波峰出現2θ約略相同)。相對于波峰高度(A)的波峰高度(B)的波峰高度的比率(B/A)為0.49。
另外，在X射線衍射分析測量中，完全沒有確認到氟化鈰的結晶波峰。
(iv)此外，該粒子的其他物性是如下所述。
a)結晶徑(Scherrer法)為197。
b)由粒子的BET法所得的比表面積(島津製作所制，依裝置名Micro Meritics Flow SorbII 2300所測量，下述實施例及比較例均同)為2.8(m2/g)。
c)該粒子的水漿液(固形濃度10質量％，下述實施例及比較例均同)的pH為7.0。
d)關於特別會影響玻璃研磨麵的損傷的粒徑10μm(＝α0)以上的粒子，在進行評估其凝集性的強弱時，通過下述方法進行研磨材粒子中粗粒子的分離/濃縮，使該粗粒子分散於水中並照射超聲波，通過超聲波照射而分解粉碎/分散的分散率ξ，是可由超聲波照射前後的粒徑分布(體積基準)的變化通過(1)式求得。
此處的研磨材粒子中粗粒子的分離/濃縮是依照已說明的方法如下般進行(下述實施例及比較例均同)。也即，將研磨材粒子200g添加於含有120(mg/L)焦磷酸鈉(分散劑)的水10L中，攪拌並分散，靜置30分鐘後，緩慢取出上澄液。接著重新添加含有120(mg/L)焦磷酸鈉的水至回到原有液體容量為止，並以同樣的操作反覆進行5次。最終回收堆積於容器底部的粗粒子，並將的作成乾燥粉末。
將此經分離/濃縮的粗粒子50mg添加入裝有水50mL的燒杯中。接下來，在有2.6L容量的超聲波照射浴中加入水1.8L，並將該燒杯浸漬於其中。使用超聲波洗淨機(亞知汪公司制，商品名超聲波洗淨機US-2)，照射頻率38KHz、輸出功率190W的超聲波10分鐘。
關於超聲波照射前後的粒子，通過雷射散射儀(例如，日機裝公司制，商品名麥卡羅吐拉古，9320-X100型)，並以雷射散射法測量粒徑分布(體積基準)，以粒徑10μm以上的粒子的超聲波照射所得的分散率ξ，可依(1)式求得。
ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的粒徑α0(＝10μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後的上述α0(＝10μm)以上的粒子含量(累積容積)。)
以上述方法所求得的以粒徑10μm以上的粒子的超聲波照射所得的分散率ξ為78％。
(研磨試驗)研磨試驗是以下述方法/條件進行(下述實施例及比較例均同)。
研磨試驗機是使用華爾朵拉普公司制、兩面研磨機WS-6PB型。使用於研磨的被研磨玻璃板是使用旭硝子公司制的無鹼玻璃(商品名AN-100，玻璃組成中的SiO2含量為約60質量％，試驗板尺寸(正方形)70mm/70mm/0.7mm)。
研磨墊片是使用發泡聚氨酯制，研磨壓力為92(g/cm2)，將下定盤旋轉數固定為70rpm，並以上定盤與下定盤的旋轉數比率為1∶3的條件下，進行研磨試驗。研磨材漿液中的研磨材濃度為20質量％。
(研磨麵的損傷(潛傷)的評估方法)經研磨後的玻璃表面的細微損傷的評估方法是以下述方法進行(下述實施例及比較例均同)。
將研磨後的玻璃浸漬在置入於樹脂制墊片中的濃度0.1質量％HF水溶液中30秒。以鑷子夾起玻璃板並以純水充分洗淨後，將玻璃板乾燥。
接著，利用暗視野顯微鏡(奧霖巴斯公司制，是統金屬顯微鏡，BHT型，100倍)觀察並評估玻璃經研磨過的表面。
對研磨後的玻璃面進行下述3階段評估，關於潛傷皆無大損傷或細微傷則為合適。
◎全未見有大損傷或細微傷，是前所未達的程度者，判斷為極適於作為研磨材。
○未見有大損傷，但有極少數細微傷的狀態，是具有相當水準者，判斷為適於作為研磨材。
×雖幾乎沒有大損傷，但有多數細微傷，判斷為不適於作為研磨材。
(試驗結果)研磨材中的SO4換算含量、超聲波照射的分散率ξ、研磨試驗後的玻璃表面的評估結果是示於表1。
實施例2(研磨材粒子中的SO4含量為0.021(摩爾/Kg)(＝0.202質量％))(研磨材粒子的調製)(i)使用中國產碳酸稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)42質量％，CeO2/TREO 60質量％，SO4含量0.089質量％]45kg作為原料置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，以加熱溫度750℃進行2小時的燒成(預燒成)，得到全稀土類氧化物換算質量(TREO)90.8質量％、SO4含量0.192質量％的氧化稀土類燒成品。
(ii)接著，秤取上述燒成品16kg與中國產的氟化稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)83質量％，CeO2/TREO 61質量％，F含量25質量％，SO4含量0.175質量％，平均粒徑10μm]5.0kg，並將二者置入裝有水27.2kg的攪拌槽中，進行攪拌製成漿液。接著，將該漿液循環供給至使用粉碎介質球的溼式粉碎機，進行約5小時的溼式粉碎，使粒徑粉碎成0.2～6μm。
(iii)經溼式粉碎後的漿液放在託盤上，使用箱型乾燥機在120℃下進行20小時的乾燥。乾燥後的粉體置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，進行燒成。也即，使加熱溫度500℃以上的加溫速度以2.3(℃/min)保持為高溫至950℃，並以上述溫度保持3.0小時進行燒成。燒成後的粉體是以分解粉碎機進行分解粉碎後，使用風力分級機進行分級，而得到研磨材粒子13.8kg。
(粒子組成及諸物性值)(i)當以氧化物換算質量％表示此研磨材粒子的組成時，為TREO(＝CeO2+La2O3+Nd2O3+Pr6O11)95.7質量％，相對於TREO的上述各氧化物的質量比率是CeO262.1％，La2O330.4％，Pr6O116.5％，Nd2O31.0％及氟成分(F)含量為5.9％。此外，SO4含量為0.021(摩爾/Kg)(＝0.202質量％)。
(ii)平均粒徑(d50)為0.93μm。此外，關於粒徑分布，d90/d10為3.8。
(iii)相對于波峰高度(A)的波峰高度(B)的波峰高度比率(B/A)為0.50。
另外，在X射線衍射分析測量中，完全沒有確認到氟化鈰的結晶波峰。
(iv)此外，該粒子的其他物性是如下所述。
a)結晶徑(Scherrer法)為200。
b)由粒子的BET法所得的比表面積為3.0(m2/g)。
c)該粒子的水漿液的pH為7.1。
以與實施例1相同的方法評估10μm以上粒子的超聲波照射的分散率ξ。
玻璃研磨試驗及研磨後玻璃表面的評估是以與實施例1相同的方法評估。研磨材中的SO4換算含量、超聲波照射的分散率ξ、研磨試驗後的玻璃表面的評估結果是示於表1。
實施例3(研磨材粒子中的SO4含量為0.045(摩爾/Kg)(＝0.432質量％))(研磨材粒子的調製)(i)使用中國產碳酸稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)42質量％，CeO2/TREO 60質量％，SO4含量0.190質量％]45kg作為原料，置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，以加熱溫度750℃進行2小時的燒成(預燒成)，得到全稀土類氧化物換算質量(TREO)90.8質量％、SO4含量0.192質量％的氧化稀土類燒成品。
(ii)接著，秤取上述燒成品16kg與中國產的氟化稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)83質量％，CeO2/TREO 61質量％，F含量25質量％，SO4含量0.375質量％，平均粒徑10μm]5.0kg，並將二者置入裝有水27.2kg的攪拌槽中，進行攪拌製成漿液。接著，將該漿液循環供給至使用粉碎介質球的溼式粉碎機，進行約5小時的溼式粉碎，使粒徑粉碎成0.2～6μm。
(iii)經溼式粉碎後的漿液放在託盤上，使用箱型乾燥機在120℃下進行20小時的乾燥。乾燥後的粉體置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，進行燒成。也即，使加熱溫度500℃以上的加溫溫度以2.3(℃/min)保持為高溫至950℃，並以上述溫度保持3.0小時進行燒成。燒成後的粉體是以分解粉碎機進行分解粉碎後，使用風力分級機進行分級，而得到研磨材粒子14.1kg。
(粒子組成及諸物性值)
(i)當以氧化物換算質量％表示此研磨材粒子的組成時，為TREO(＝CeO2+La2O3+Nd2O3+Pr6O11)95.5質量％，相對於TREO的上述各氧化物的質量比率是CeO261.2％，La2O331.9％，Pr6O116.0％，Nd2O30.9％及氟成分(F)含量為5.7％。此外，SO4含量為0.045(摩爾/Kg)(＝0.432質量％)。
(ii)平均粒徑(d50)為0.95μm。
此外，關於粒徑分布，d90/d10為4.2。
(iii)相對于波峰高度(A)的波峰高度(B)的波峰高度比率(B/A)為0.45。
另外，在X射線衍射分析測量中，完全沒有確認到氟化鈰的結晶波峰。
(iv)此外，該粒子的其他物性是如下所述。
a)結晶徑(Scherrer法)為205。
b)由粒子的BET法所得的比表面積為2.8(m2/g)。
c)該粒子的水漿液的pH為7.0。
研磨材中的SO4換算含量、超聲波照射的分散率ξ、研磨試驗後的玻璃表面的評估結果是示於表1。
實施例4(研磨材粒子中的SO4含量為0.010(摩爾/Kg)(＝0.096質量％))(研磨材粒子的調製)(i)使用中國產碳酸稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)42質量％，CeO2/TREO 60質量％，SO4含量0.042質量％]45kg作為原料，置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，以加熱溫度750℃進行2小時的燒成(預燒成)，得到全稀土類氧化物換算質量(TREO)90.8質量％、SO4含量0.192質量％的氧化稀土類燒成品。
(ii)接著，秤取上述燒成品16kg與中國產的氟化稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)83質量％，CeO2/TREO 61質量％，F含量25質量％，SO4含量0.083質量％，平均粒徑10μm]5.0kg，並將二者置入裝有水27.2kg的攪拌槽中，進行攪拌製成漿液。接著，將該漿液循環供給至使用粉碎介質球的溼式粉碎機，進行約5小時的溼式粉碎，使粒徑粉碎成0.2～6μm。
(iii)經溼式粉碎後的漿液放在託盤上，使用箱型乾燥機在120℃下進行20小時的乾燥。乾燥後的粉體置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下進行燒成。也即，使加熱溫度500℃以上的加溫速度以2.3(℃/min)保持為高溫至950℃，並以上述溫度保持3.0小時進行燒成。燒成後的粉體是以分解粉碎機進行分解粉碎後，使用風力分級機進行分級，而得到研磨材粒子13.9kg。
(粒子組成及諸物性值)(i)當以氧化物換算質量％表示此研磨材粒子的組成時，為TREO(＝CeO2+La2O3+Nd2O3+Pr6O11)95.5質量％，相對於TREO的上述各氧化物的質量比率是CeO261.2％，La2O331.9％，Pr6O116.0％，Nd2O30.9％及氟成分(F)含量為5.7％。此外，SO4含量為0.010(摩爾/Kg)(＝0.096質量％)。
(ii)平均粒徑(d50)為0.93μm。此外，關於粒徑分布，d90/d10為5.0。
(iii)相對于波峰高度(A)的波峰高度(B)的波峰高度比率(B/A)為0.44。另外，在X射線衍射分析測量中，完全沒有確認到氟化鈰的結晶波峰。
(iv)此外，該粒子的其他物性是如下所述。
a)結晶徑(Scherrer法)為203。
b)由粒子的BET法所得的比表面積為2.7(m2/g)。
c)該粒子的水漿液的pH為7.1。
研磨材中的SO4換算含量、超聲波照射的分散率ξ、研磨試驗後的玻璃表面的評估結果是示於表1。
實施例5(研磨材粒子中的SO4含量為0.003(摩爾/Kg)(＝0.029質量％))(研磨材粒子的調製)(i)使用中國產碳酸稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)42質量％，CeO2/TREO 60質量％，SO4含量0.013質量％]45kg作為原料，置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，以加熱溫度750℃進行2小時的燒成(預燒成)，得到全稀土類氧化物換算質量(TREO)90.8質量％、SO4含量0.192質量％的氧化稀土類燒成品。
(ii)接著，秤取上述燒成品16kg與中國產的氟化稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)83質量％，CeO2/TREO 61質量％，F含量25質量％，SO4含量0.025質量％，平均粒徑10μm]5.0kg，並將二者置入裝有水27.2kg的攪拌槽中，進行攪拌製成漿液。接著，將該漿液循環供給至使用粉碎介質球的溼式粉碎機，進行約5小時的溼式粉碎，使粒徑粉碎成0.2～6μm。
(iii)經溼式粉碎後的漿液放在託盤上，使用箱型乾燥機在120℃下進行20小時的乾燥。乾燥後的粉體置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，進行燒成。也即，使加熱溫度500℃以上的加溫速度以2.3(℃/min)保持為高溫至950℃，並以上述溫度保持3.0小時進行燒成。燒成後的粉體是以分解粉碎機進行分解粉碎後，使用風力分級機進行分級，而得到研磨材粒子14.0kg。
(粒子組成及諸物性值)(i)當以氧化物換算質量％表示此研磨材粒子的組成時，為TREO(＝CeO2+La2O3+Nd2O3+Pr6O11)95.4質量％，相對於TREO的上述各氧化物的質量比率是CeO261.1％，La2O331.9％，Pr6O116.0％，Nd2O31.0％及氟成分(F)含量為5.6％。此外，SO4含量為0.003(摩爾/Kg)(＝0.029質量％)。
(ii)平均粒徑(d50)為0.93μm。
此外，關於粒徑分布，d90/d10為3.5。
(iii)相對于波峰高度(A)的波峰高度(B)的波峰高度比率(B/A)為0.44。
另外，在X射線衍射分析測量中，完全沒有確認到氟化鈰的結晶波峰。
(iv)此外，該粒子的其他物性是如下所述。
a)結晶徑(Scherrer法)為195。
b)由粒子的BET法所得的比表面積為2.9(m2/g)。
c)該粒子的水漿液的pH為7.1。
研磨材中的SO4換算含量、超聲波照射的分散率ξ、研磨試驗後的玻璃表面的評估結果是示於表1。
實施例6(研磨材粒子中的SO4含量為0.070(摩爾/Kg)(＝0.672質量％))(研磨材粒子的調製)(i)使用中國產碳酸稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)42質量％，CeO2/TREO 60質量％，SO4含量0.296質量％]45kg作為原料，置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，以加熱溫度750℃進行2小時的燒成(預燒成)，得到全稀土類氧化物換算質量(TREO)90.8質量％、SO4含量0.640質量％的氧化稀土類燒成品。
(ii)接著，秤取上述燒成品16kg與中國產的氟化稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)83質量％，CeO2/TREO 61質量％，F含量25質量％，SO4含量0.584質量％，平均粒徑10μm]5.0kg，並將二者置入裝有水27.2kg的攪拌槽中，進行攪拌製成漿液。接著，將該漿液循環供給至使用粉碎介質球的溼式粉碎機，進行約5小時的溼式粉碎，使粒徑粉碎成0.2～6μm。
(iii)經溼式粉碎後的漿液放在託盤上，使用箱型乾燥機在120℃下進行20小時的乾燥。乾燥後的粉體置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下進行燒成。也即，使加熱溫度500℃以上的加溫速度以2.3(℃/min)保持為高溫至950℃，並以上述溫度保持3.0小時進行燒成。燒成後的粉體是以分解粉碎機進行分解粉碎後，使用風力分級機進行分級，而得到研磨材粒子14.1kg。
(粒子組成及諸物性值)(i)當以氧化物換算質量％表示此研磨材粒子的組成時，為TREO(＝CeO2+La2O3+Nd2O3+Pr6O11)95.7質量％，相對於TREO的上述各氧化物的質量比率是CeO263.0％，La2O329.9％，Pr6O116.0％，Nd2O31.1％及氟成分(F)含量為5.6％。此外，SO4含量為0.070(摩爾/Kg)(＝0.672質量％)。
(ii)平均粒徑(d50)為0.93μm。
此外，關於粒徑分布，d90/d10為3.8。
(iii)相對于波峰高度(A)的波峰高度(B)的波峰高度比率(B/A)為0.47。
另外，在X射線衍射分析測量中，完全沒有確認到氟化鈰的結晶波峰。
(iv)此外，該粒子的其他物性是如下所述。
a)結晶徑(Scherrer法)為208。
b)由粒子的BET法所得的比表面積為2.7(m2/g)。
c)該粒子的水漿液的pH為7.1。
研磨材中的SO4換算含量、超聲波照射的分散率ξ、研磨試驗後的玻璃表面的評估結果是示於表1。
比較例1(研磨材粒子中的SO4含量為0.085(摩爾/Kg)(＝0.816質量％))(研磨材粒子的調製)(i)使用中國產碳酸稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)42質量％，CeO2/TREO 60質量％，SO4含量0.359質量％]45kg作為原料，置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，以加熱溫度750℃進行2小時的燒成(預燒成)，得到全稀土類氧化物換算質量(TREO)90.5質量％、SO4含量0.774質量％的氧化稀土類燒成品。
(ii)接著，秤取上述燒成品16kg與中國產的氟化稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)83質量％，CeO2/TREO 61質量％，F含量25質量％，SO4含量0.709質量％，平均粒徑10μm]5.0kg，並將二者置入裝有水27.2kg的攪拌槽中，進行攪拌製成漿液。接著，將該漿液循環供給至使用粉碎介質球的溼式粉碎機，進行約5小時的溼式粉碎，使粒徑粉碎成0.2～6μm。
(iii)經溼式粉碎後的漿液放在託盤上，使用箱型乾燥機在120℃下進行20小時的乾燥。乾燥後的粉體置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下進行燒成。也即，使加熱溫度500℃以上的加溫速度以2.3(℃/min)保持為高溫至950℃，並以上述溫度保持3.0小時進行燒成。燒成後的粉體是以分解粉碎機進行分解粉碎後，使用風力分級機進行分級，而得到研磨材粒子13.9kg。
(粒子組成及諸物性值)(i)當以氧化物換算質量％表示此研磨材粒子的組成時，為TREO(＝CeO2+La2O3+Nd2O3+Pr6O11)95.6質量％，相對於TREO的上述各氧化物的質量比率是CeO263.0％，La2O329.8％，Pr6O116.1％，Nd2O31.1％及氟成分(F)含量為5.6％。此外，SO4含量為0.085(摩爾/kg)(＝0.816質量％)。
(ii)平均粒徑(d50)為0.93μm。此外，關於粒徑分布，d90/d10為4.0。
(iii)相對于波峰高度(A)的波峰高度(B)的波峰高度比率(B/A)為0.47。另外，在X射線衍射分析測量中，完全沒有確認到氟化鈰的結晶波峰。
(iv)此外，該粒子的其他物性是如下所述。
a)結晶徑(Scherrer法)為208。
b)由粒子的BET法所得的比表面積為2.9(m2/g)。
c)該粒子的水漿液的pH為7.0。
研磨材中的SO4換算含量、超聲波照射的分散率ξ、研磨試驗後的玻璃表面的評估結果是示於表1。
比較例2(研磨材粒子中的SO4含量為0.160(摩爾/Kg)(＝1.536質量％))(研磨材粒子的調製)(i)使用中國產碳酸稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)42質量％，CeO2/TREO 60質量％，SO4含量0.676質量％]45kg作為原料，置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下，以加熱溫度750℃進行2小時的燒成(預燒成)，得到全稀土類氧化物換算質量(TREO)90.8質量％、SO4含量1.461質量％的氧化稀土類燒成品。
(ii)接著，秤取上述燒成品16kg與中國產的氟化稀土類[全稀土類氧化物換算質量(TREO)83質量％，CeO2/TREO 61質量％，F含量25質量％，SO4含量1.335質量％，平均粒徑10μm]5.0kg，並將二者置入裝有水27.2kg的攪拌槽中，進行攪拌製成漿液。接著，將該漿液循環供給至使用粉碎介質球的溼式粉碎機，進行約5小時的溼式粉碎，使粒徑粉碎成0.2～6μm。
(iii)經溼式粉碎後的漿液放在託盤上，使用箱型乾燥機在120℃下進行20小時的乾燥。乾燥後的粉體置入小型蒸發容器(富鋁紅柱石制)中，在空氣環境下進行燒成。也即，使加熱溫度500℃以上的加溫速度以2.3(℃/min)保持為高溫至950℃，並以上述溫度保持3.0小時進行燒成。燒成後的粉體是以分解粉碎機進行分解粉碎後，使用風力分級機進行分級，而得到研磨材粒子14.0kg。
(粒子組成及諸物性值)(i)當以氧化物換算質量％表示此研磨材粒子的組成時，為TREO(＝CeO2+La2O3+Nd2O3+Pr6O11)95.3質量％，相對於TREO之上述各氧化物的質量比率是CeO262.0％，La2O330.5％，Pr6O116.5％，Nd2O31.0％及氟成分(F)含量為5.6％。此外，SO4含量為0.160(摩爾/kg)(＝1.536質量％)。
(ii)平均粒徑(d50)為0.93μm。
此外，關於粒徑分布，d90/d10為3.8。
(iii)相對于波峰高度(A)的波峰高度(B)的波峰高度比率(B/A)為0.50。
另外，在X射線衍射分析測量中，完全沒有確認到氟化鈰的結晶波峰。
(iv)此外，該粒子的其他物性是如下所述。
a)結晶徑(Scherrer法)為210。
b)由粒子的BET法所得的比表面積為2.8(m2/g)。
c)該粒子的水漿液的pH為7.0。
研磨材中的SO4換算含量、超聲波照射的分散率ξ、研磨試驗後的玻璃表面的評估結果是示於表1。
表1

另外，表1中比較例1的研磨材的研磨速度等級是設定為以清美化學公司制的高速度速率對應品(商品名陸咪諾克斯TE-303)為準的等級，表中的實施例1～6、比較例2的研磨速度是業已將比較例1作為基準並維持在與此約略相同的高等級。
(產業上的可利用性)根據本發明，可提供一種玻璃研磨用研磨材，是特別在以含有氧化鈰的稀土類氧化物為主要成份的玻璃研磨用研磨材中，充分維持該研磨速度在可與先前所得的高研磨速度同等級，且將發生在研磨玻璃時的潛傷減少至前所未達的程度。
此外，根據本發明，可提供針對研磨材粒子，特別是關於潛傷的品質進行確實評估關於粉末的品質評估方法。
另外，根據本發明，在實際的研磨設備中，使用本發明的研磨材粒子作為研磨材水性介質分散液時，伴隨著預期之外的絕大效果，其是可大幅減少在先前成為問題的漿液流路中因沉降所造成的堆積，故在產業上的可利用性極大。
權利要求
1.一種關於玻璃研磨用研磨材粒子在水性介質中的分散性的品質評估方法，評估玻璃研磨用研磨材粒子在水性介質中的分散性，其特徵為，準備由將被測量對象的研磨材粒子添加入水性介質所形成的研磨材粒子水性介質分散液，對該分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於該超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量，超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積))。
2.一種玻璃研磨方法，利用研磨材粒子研磨玻璃，其特徵為，準備由將被測量對象的研磨材粒子添加入水性介質所形成的研磨材粒子水性介質分散液，對該分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於該超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量，超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積))；對通過式(1)的方法所測得的分散率ξ為特定值ξ0(％)以上的研磨材粒子進行調整、選擇或判別；並利用該特定研磨材粒子進行玻璃研磨。
3.根據權利要求2所述的玻璃研磨方法，其中，ξ0為30(％)。
4.一種玻璃研磨用研磨材組成物，含有研磨材粒子，其特徵為，該研磨材粒子是，對由將該研磨材粒子添加入水性介質所形成的研磨材粒子水性介質分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於該超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量，超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積))；並將通過式(1)的方法所測得的分散率ξ為特定值ξ0(％)以上的研磨材粒子分散於水性介質中而得。
5.根據權利要求4所述的玻璃研磨用研磨材組成物，其中，ξ0為30(％)。
6.一種高分散性玻璃研磨用的研磨材粒子，以含有氧化鈰的稀土類氧化物為主要成份，其特徵為，該研磨材中的SO4換算的金屬硫酸鹽量為0.070(摩爾/Kg)以下，且該研磨材粒子是，對由將該研磨材粒子添加入水性介質所形成的研磨材粒子水性介質分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於該超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量，超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))ξ＝[(V0-Vt)/V0]×100(％) (1)(式中，V0為超聲波照射前的特定粒徑α0(μm)以上的粒子含量(累積容積)，Vt為超聲波照射後的上述α0(μm)以上的粒子含量(累積容積))；並通過式(1)的方法所測得的分散率ξ為特定值ξ0(％)以上的研磨材粒子。
7.根據權利要求6所述的高分散性玻璃研磨用的研磨材粒子，其中，ξ0為30(％)。
8.根據權利要求6或7所述的研磨材粒子，其中，含有氟化合物。
9.一種玻璃研磨用研磨材組成物，其特徵為，至少含有水性介質與權利要求6至8中任一項所述的研磨材粒子。
10.一種玻璃研磨方法，其特徵為，使用權利要求9所述的玻璃研磨用研磨材組成物。
全文摘要
本發明提供實際上高度維持研磨速度，且將潛傷發生率抑制至極限為止的研磨材粒子及其評估方法，對將被測量對象的研磨材粒子添加入水性介質的研磨材水性介質分散液照射超聲波，並測量由式(1)所示的相對於超聲波照射前的特定粒徑以上的粒子含量，超聲波照射後的該粒子通過超聲波照射作用所消失的比例(定義為分散率(ξ))，選擇使用分散率為特定值以上，ξ＝[(V
文檔編號G01N15/00GK1957253SQ20058001621
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月2日 優先權日2004年5月20日
發明者小宮廣嗣, 一杉哲也, 筱塚隆廣, 遠藤一明 申請人:清美化學股份有限公司