セリウム系研摩材
【課題】研摩速度が大きく、研摩傷の発生を極力低減した研摩面を実現できるセリウム系研摩材を提供する。
【解決手段】本発明は、Ｆを含有し、希土類元素Ｃｅと、Ｃｅ以外の希土類元素Ｙ、Ｌａ・・・の１４種から選択される一種の希土類元素（ＲＥ＊）とを含有するセリウム系研摩材において、研摩材中のＦの含有量は５．０〜１５．０質量％であり、全希土類酸化物換算質量に占める酸化セリウムの質量の割合は４８質量％〜９０質量％で、全希土類酸化物換算質量に占める、ＲＥ＊の酸化物の質量の割合は８質量％〜５０質量％で、全希土類酸化物換算質量に占める、ＣｅＯ２とＲＥ＊の酸化物との合計の質量の割合は９８質量％以上で、Ｙ、Ｌａ・・・の１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素は、全希土類酸化物換算質量に占める、前記１３種のＯＲＥにおける各酸化物の質量の割合が０．５質量％以下の含有量であることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、Ｆを含有し、希土類元素Ｃｅと、Ｃｅ以外の希土類元素Ｙ、Ｌａ・・・の１４種から選択される一種の希土類元素（ＲＥ＊）とを含有するセリウム系研摩材において、研摩材中のＦの含有量は５．０〜１５．０質量％であり、全希土類酸化物換算質量に占める酸化セリウムの質量の割合は４８質量％〜９０質量％で、全希土類酸化物換算質量に占める、ＲＥ＊の酸化物の質量の割合は８質量％〜５０質量％で、全希土類酸化物換算質量に占める、ＣｅＯ２とＲＥ＊の酸化物との合計の質量の割合は９８質量％以上で、Ｙ、Ｌａ・・・の１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素は、全希土類酸化物換算質量に占める、前記１３種のＯＲＥにおける各酸化物の質量の割合が０．５質量％以下の含有量であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化セリウムを主成分とするセリウム系研摩材に関し、特にＦを含有した希土類酸化物を主成分とするセリウム系研摩材に関する。
【背景技術】
【０００２】
セリウム系研摩材は、例えば、セリウムをはじめとする希土類元素を豊富に含有するバストネサイト精鉱等の原料を、粉砕し、焙焼し、必要に応じて分級することによって製造される。製造されたセリウム系研摩材は、酸化セリウム（ＣｅＯ２等）を主成分とするものであり、これ以外に酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３等）など、セリウム以外の希土類元素の酸化物を含んでいる。また、より高い研摩速度が得られる研摩材としてフッ素（Ｆ）を含有するセリウム系研摩材がある（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１におけるフッ素を含有するセリウム系研摩材は、フッ素（Ｆ）、ならびに希土類元素としてセリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）を含有し、Ｆが０．５〜１０重量％、全希土類酸化物換算重量（以下、ＴＲＥＯと記載する）に占める酸化ネオジムの重量の割合（Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）は０．００１重量％〜５重量％、またＴＲＥＯに占める酸化ランタンの重量の割合（Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）は２重量％〜４５重量％、或いはＴＲＥＯに占める酸化プラセオジムの重量の割合（Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ）は０．１重量％〜１０重量％であり、そして、ＴＲＥＯに占める酸化セリウムの重量の割合（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ）は５０重量％〜９０重量％であることが好ましいとされている。ＴＲＥＯに占める、セリウム、ランタン、プラセオジムおよびネオジムの希土類酸化物の総重量の割合が９７重量％以上であるものが提案されている。
【０００４】
また、研摩速度が大きく、研摩傷が少ないセリウム系研摩材として希土類酸化物の、Ｃｕ−Ｋα線又はＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折により得られるピークに着目したセリウム系研摩材も知られている（特許文献２参照）。この特許文献２では、希土類元素Ｃｅを主成分とする希土類酸化物の、Ｃｕ−Ｋα線又はＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折により得られるピークのうち（１１１）面に基づくピークａの半値幅が、２θで０．１０〜１．００°であるセリウム系研摩材が提案されている。
【０００５】
これら先行技術におけるセリウム系研摩材は、研摩速度が比較的大きく、研摩傷の発生もある程度抑制されたものである。しかしながら、最近では、より精度の高い研摩面、すなわち、研摩傷の発生が極力低減された研摩面を仕上げることができるセリウム系研摩材が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】再表２００４−０９２２９７号公報
【特許文献２】特開２００７−１０６８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、研摩速度が大きいだけでなく、研摩傷の発生を極力低減した研摩面を実現できるセリウム系研摩材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者等は、セリウム系研摩材の研摩速度や研摩傷の発生について、Ｃｅ（セリウム）以外の希土類元素の影響を検討したところ、Ｃｅ以外の希土類元素の酸化物割合を制御することで、研摩速度が大きくなるだけでなく、研摩傷の発生を極力抑制できることを見出し、本発明に想到するに至った。
【０００９】
本発明は、Ｆ（フッ素）を含有し、希土類元素としてのＣｅ（セリウム）と、Ｃｅ以外の希土類元素であるＹ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ（イッテルビウム）、Ｌｕ（ルテチウム）の１４種から選択される一種の希土類元素（ＲＥ＊とする）を含有する、希土類酸化物を主成分とするセリウム系研摩材において、セリウム系研摩材中のＦの含有量は５．０〜１５．０質量％であり、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める酸化セリウム（ＣｅＯ２）の質量の割合（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ）は４８質量％〜９０質量％で、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、セリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）の質量の割合（ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯ）は８質量％〜５０質量％で、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、酸化セリウムとセリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）との合計の質量の割合（（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯ）は９８質量％以上であり、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素（ＯＲＥとする）が、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、前記１３種のＯＲＥにおける各酸化物（各ＯＲＥＯ）の質量の割合（（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯ）が、０．５質量％以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るセリウム系研摩材は、実質的に、希土類元素としてＣｅとＣｅ以外のＲＥ＊の２種類からなり、Ｆの含有量は５．０〜１５．０質量％であり、このようなセリウム系研摩材であると、先行技術におけるセリウム系研摩材と同等な高い研摩速度を有し、研摩傷の発生が極めて抑制されたものとなる。
【００１１】
本発明におけるＲＥ＊とは、Ｃｅ以外の希土類元素であるＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から選択される一種の希土類元素をいう。これらの希土類元素は研摩材の原料に含まれることがある。但し、希土類元素のＰｍ（プロメチウム）は天然には存在しない放射性元素であるため除外されている。通常、セリウム系研摩材は、Ｃｅ以外の希土類元素としてＬａやＰｒ、あるいはＮｄを含有する場合が多く、Ｓｍも含有されていることがある。本発明におけるＲＥ＊は、ＬａまたはＮｄのいずれか一種であることが好ましく、Ｆの保持能力が高いことから特にＬａが好ましい。ＬａまたはＮｄであると、研摩傷の発生の抑制効果が大きいからである。ＲＥ＊が、ＬａまたはＰｒのいずれか一種である場合、Ｃｅ−Ｌａ或いはＣｅ−Ｐｒの二成分系原料を溶媒抽出で容易に分離・精製することができる。ＲＥ＊が、ＬａまたはＰｒ以外の希土類酸化物である場合、ＲＥ＊とＣｅとをそれぞれ溶媒抽出で分離・精製して、液体状のまま、あるいは沈殿処理した後に混合する必要がある。
【００１２】
そして、本発明におけるＲＥ＊Ｏとは、Ｃｅ以外の希土類元素であるＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から選択される一種の希土類元素の酸化物であって、具体的には、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３から選択される一種をいう。
【００１３】
また、本発明におけるＯＲＥとは、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素をいう。
【００１４】
そして、本発明におけるＯＲＥＯとは、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３の１４種からＲＥ＊Ｏを除いた希土類酸化物をいう。
【００１５】
本発明において、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める酸化セリウム（ＣｅＯ２）の質量の割合（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ）は４８質量％〜９０質量％である。ＣｅＯ２／ＴＲＥＯは、５０質量％〜９０質量％が好ましく、５５質量％〜８５質量％がより好ましく、６０質量％〜８０質量％がさらに好ましい。ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが５０質量％未満であると、研摩速度が小さくなる傾向となり、９０質量％を超えると研摩傷の発生が多くなる傾向になる。
【００１６】
そして、本発明において、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、セリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）の質量の割合（ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯ）は８質量％〜５０質量％である。ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯは、１０質量％〜５０質量％が好ましく、１５質量％〜４５質量％がより好ましく、２０質量％〜４０質量％がさらに好ましい。ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯが、１０質量％未満であると、研摩傷の発生が多くなる傾向になり、５０質量％を超えると、研摩速度が小さくなる傾向になる。
【００１７】
本発明において、酸化セリウムとセリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）との合計の質量の割合（（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯ）は９８質量％以上である。（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯは、９９質量％以上が好ましく、９９．５質量％以上がより好ましい。（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯが９８質量％未満になると、研摩傷が多くなる傾向になる。この（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯは１００質量％であってもよい。
【００１８】
さらに、本発明において、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素は、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、前記１３種のＯＲＥにおける各酸化物（各ＯＲＥＯ）の質量の割合（（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯ）が、０．５質量％以下である。（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯが０．５質量％以下であることは、各ＯＲＥＯ、つまり、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種のすべての希土類元素において、その１３種のすべての酸化物が対象となる。具体的には、ＲＥ＊がＬａである場合、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３の各酸化物（各ＯＲＥＯ）が対象となる。（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯが０．５質量％を超えると、研摩傷が多くなる傾向になる。好ましくは、（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯ）が０．１質量％未満であり、０．０５質量％以下がより好ましい。
【００１９】
この（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯは、０．０１質量％以下、或いは０．００１質量％以下であっても実質的に問題ない。なお、通常の混合希土系のセリウム系研摩材は、希土類元素としてはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ以外はほとんど含まず、Ｃｅを最も多く含み、次にＬａを多く含むため、ＲＥ＊がＬａ（、ＲＥ＊ＯがＬａ２Ｏ３）である場合、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３について、それぞれの酸化物の質量割合が０．５質量％以下であることを確認すると、その他のＯＲＥＯについてもそれぞれ０．５質量％以下であると推定できる。同様に、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、について、それぞれの酸化物の質量割合が０．１質量％未満であることを確認すれば、その他のＯＲＥＯについてもそれぞれ０．１質量％未満と推定でき、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３のそれぞれの酸化物の質量割合が０．０５質量％以下であることを確認すれば、その他のＯＲＥＯについてもそれぞれ０．０５質量％未満と推定できる。
【００２０】
さらに加えて、本発明において、セリウム系研摩材中のＦの含有量は５．０〜１５．０質量％である。このＦの含有量は、５．０質量％〜１２．０質量％であることが好ましく、５．０質量％〜１０．０質量％であることがより好ましい。Ｆの含有量が５．０質量％未満であると、研摩速度が小さくなる傾向となり、１５質量％を超えると、研摩速度は大きくなるが研摩傷の発生がしやすくなる傾向となる。
【００２１】
本発明に係るセリウム系研摩材は、Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線またはＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折法によってＸ線ピーク強度を測定したときに２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅が、２θで０．１〜１．０ｄｅｇであることが好ましい。このピークの半値幅は、０．１５〜０．９ｄｅｇがより好ましく、０．２〜０．８ｄｅｇが特に好ましい。半値幅が０．１ｄｅｇ未満であると、研摩傷が発生しやすいセリウム系研摩材となる傾向があり、１．０ｄｅｇを超えると、研摩速度が小さいセリウム系研摩材となる傾向がある。
【００２２】
また、本発明に係るセリウム系研摩材は、Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線またはＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折法によってＸ線ピーク強度を測定したときに２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピーク強度（Ａ）に対する、２θ（回折角）＝２６．５ｄｅｇ付近の希土類オキシフッ化物のピーク強度（Ｂ）の強度比（Ｂ／Ａ）が、０．０５〜１．０であることが好ましい。このピークの強度比Ｂ／Ａは０．１〜０．８がより好ましく、０．１５〜０．７がさらに好ましい。ピークの強度比Ｂ／Ａが０．０５未満であると、研摩速度が小さいセリウム系研摩材となる傾向となり、１．０を超えると、研摩傷が発生しやすいセリウム系研摩材となる傾向がある。
【００２３】
そして、本発明に係るセリウム系研摩材は、レーザ回折・散乱法粒度分布測定における小粒径側からの累積体積５０％の平均粒径Ｄ５０が０．２〜３．５μｍであることが好ましい。この平均粒径Ｄ５０は０．３〜３．０μｍであることがより好ましく、０．４〜２．５μｍがさらに好ましい。平均粒径Ｄ５０が０．２μｍ未満になると、研摩速度が小さくなり、３．５μｍを超えると、研摩傷が多くなる傾向になる。
【００２４】
本発明に係るセリウム系研摩材は、水性液を用いてセリウム系研摩材スラリーとして用いることが好ましい。この場合の水性液としては、水、又は水と水に対する溶解度がある少なくとも１種以上の有機溶媒とを溶解度の範囲内で混合したものをいい、水を少なくとも１％含むものをいう。そして、有機溶媒としては、アルコールやケトン等が挙げられる。
【００２５】
本発明に使用可能なアルコールとしては、メタノール（メチルアルコール）、エタノール（エチルアルコール）、１−プロパノール（ｎ−プロピルアルコール）、２−プロパノール（ｉｓｏ−プロピルアルコール、ＩＰＡ）、２−メチル−１−プロパノール（ｉｓｏ−ブチルアルコール）、２−メチル−２−プロパノール（ｔｅｒｔ−ブチルアルコール）、１−ブタノール（ｎ−ブチルアルコール）、２−ブタノール（ｓｅｃ−ブチルアルコール）等が挙げられる。また、多価アルコールとしては、１，２−エタンジオール（エチレングリコール）、１，２−プロパンジオール（プロピレングリコール）、１，３−プロパンジオール（トリメチレングリコール）、１，２，３−プロパントリオール（グリセリン）が挙げられる。
【００２６】
また、本発明に使用可能なケトンとしては、プロパノン（アセトン）、２−ブタノン（メチルエチルケトン、ＭＥＫ）等が挙げられる。その他、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１，４−ジオキサン等も使用できる。
【００２７】
本発明に係るセリウム系研摩材と水性液と用いてセリウム系研摩材スラリーとして用いる場合、セリウム系研摩材含有量は０．１質量％〜５０質量％とすることが好ましく、０．５質量％〜４０質量％とすることがより好ましく、１質量％〜３０質量％とすることがさらに好ましい。
【００２８】
本発明に係るセリウム系研摩材は、概略的には、次のようにして製造することができる。図１にその製造工程の概略フローを示す。尚、図１において、カッコで囲まれた工程は、任意工程である。
【００２９】
まず、原料について説明する。研摩材の原料は、その形態として、炭酸塩、モノオキシ炭酸塩、水酸化炭酸塩、シュウ酸塩、水酸化物、酸化物（強熱減量１．０％未満）のいずれか一種または２種以上の混合物を用いることができる。そして、炭酸塩、モノオキシ炭酸塩、水酸化炭酸塩、シュウ酸塩の一種以上を焼成して、強熱減量（１０００℃、１ｈｒ）を１．０〜２０％に調整したものを用いることができる。形態が酸化物の原料では、強熱減量（１０００℃、１ｈｒ）が１．０％未満のものを用いることができる。また、原料の組成は、目的のセリウム系研摩材の組成と同様な希土類元素の組成であって、その組成量も酸化物換算量としてセリウム系研摩材と同じものを用いる。原料のＦ含有量は、特に制限はないが、原料に水分や炭酸根などを含む場合があるので、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に対するＦの質量の割合（Ｆ／ＴＲＥＯ）として見ると、０．５質量％以下であり、通常は、０．１質量％であることが多い。
【００３０】
上記した原料について製造方法としては、例えば、バストネサイト精鉱、モナザイト精鉱、中国複雑鉱精鉱などのＣｅ含有希土類精鉱を、硫酸分解法やアルカリ分解法などで処理し、分別沈澱、分別溶解などを行い、Ｆ、Ｕ、Ｔｈ及びその他の希土類元素を低減した後、溶媒抽出によって分離精製を行う。
【００３１】
原料の製造方法において、一般的には、溶媒抽出による分離・精製によって得られるＣｅ液（純度ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９９．９質量％以上、より好ましくは９９．９９質量％以上）及び、ＲＥ＊液（純度ＲＥＯ／ＴＲＥＯが９９．９質量％以上、より好ましくは９９．９９質量％以上）を得た後、そのＣｅ液とＲＥ＊液とを、目的のセリウム系研摩材の組成となるように混合して沈殿生成するか、或いは、Ｃｅ液とＲＥ＊液とを別々に沈殿剤を混合して沈殿物を得て、それぞれの沈殿物を目的のセリウム系研摩材の組成となるように混合する。
【００３２】
ＲＥ＊がＬａの場合、溶媒抽出により、Ｙ、Ｐｒ及びＰｒより原子番号が大きな希土類元素をほぼ完全に除去することにより、ＣｅとＬａとからなるＣｅ−Ｌａ液を得ることができる。但し、ＣｅとＬａとの割合を調整する場合は、Ｃｅの一部またはＬａの一部を除去することもできる。
【００３３】
沈殿剤としては、炭酸塩の原料を製造する場合は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、尿素、炭酸グアニジンなどを用いることができ、シュウ酸塩を製造する場合は、シュウ酸塩、シュウ酸アンモニウム、シュウ酸ナトリウムなどがあり、水酸化物を製造する場合はアンモニアなどを用いることができる。
【００３４】
炭酸塩の原料を製造する場合は、製造条件によって、一部または全部がモノオキシ炭酸塩及び／又は水酸化炭酸塩として得られる場合がある。例えば、炭酸塩を生成して過剰な沈殿剤が存在する場合や、ろ過した炭酸塩を水でリパルプしてから、６０〜１００℃に加熱（浸漬加熱処理）をした場合は、モノオキシ炭酸塩及び／又は水酸化炭酸塩の原料になりやすい傾向がある。また、強熱減量を１〜２０％に調整した原料の場合、炭酸塩、モノオキシ炭酸塩、水酸化炭酸塩、シュウ酸塩の一種以上を３００℃〜７００℃で焼成して強熱減量を調整した原料を製造することができる。さらに、酸化物の原料の場合、炭酸塩、モノオキシ炭酸塩、水酸化炭酸塩、シュウ酸塩の一種以上を７５０℃〜１１００℃で焼成して酸化物の原料を製造することができる。
【００３５】
図１の概略フローにおける粉砕は、レーザ回折・散乱法粒度分布測定における小粒径側からの累積体積５０％の平均粒径Ｄ５０が０．２〜３．０μｍにすることが好ましく、０．３〜２．５μｍであることがより好ましく、０．４〜２．０μｍであることがさらに好ましい。この粉砕処理には公知の手法を用いることができる。
【００３６】
図１の概略フローにおけるフッ化処理は、フッ化アンモニウム、フッ化水素、フッ化水素アンモニウム、フッ化希土のいずれか一種または２種以上を組み合わせて用いることができる。フッ化処理後のフッ素含有量としては、Ｆ／ＴＲＥＯで５．５質量％〜１６質量％が好ましく、５．５質量％〜１３質量％がより好ましく、５．５質量％〜１１質量％が特に好ましい。このフッ化処理では、上記した好適範囲含有量をはずれると、得られるセリウム系研摩材のフッ素含有量が本発明の範囲をはずれる恐れがある。尚、このフッ化処理後は、洗浄処理、固液分離処理を行うことが好ましい。ただし、フッ化希土は水に溶けない固体なので、使用前に粉砕された原料と同程度の平均粒径Ｄ５０になるまで粉砕してから使用することが好ましい。また、前記粉砕処理時にフッ化希土を原料に混ぜて粉砕することにより、粉砕処理とフッ化処理とを同時に行うこともできる。
【００３７】
図１の概略フローにおける焼成は、焼成前に乾燥処理を行うことが好ましい。この乾燥方法に特に制限はないが、例えば、ロータリーキルンで焼成を行う場合、乾燥処理は、ロータリーキルンの廃熱を利用したロータリードライヤーを使用することで省エネルギーが図れる。乾燥処理後に塊状物が含まれる場合には解砕することが好ましく、塊状物を解砕しておくと、熱を均一にかけることができるからである。焼成温度としては、７５０〜１１５０℃が好ましく、８００〜１１００℃がより好ましく、８５０〜１０５０℃が特に好ましい。また、焼成時間は、０．５〜４８時間が好ましく、１〜３６時間がより好ましく、２〜２４時間が特に好ましい。
【００３８】
図１の概略フローにおける解砕は、任意工程ではあるが、後工程の分級の効率を向上させるために行うことが好ましい。後工程の分級が乾式である場合には乾式解砕を行い、湿式分級の場合は湿式解砕を行うことが好ましい。
【００３９】
図１の概略フローにおける分級は、粗大粒子を除去するために行う。場合によっては粗大粒子のみならず、微細粒子も除去することもできる。この分級処理は乾式または湿式にて行うことが可能である。湿式分級を行う場合には、粉末状のセリウム系研摩材を得るためには乾燥処理が必要となる。
【００４０】
上記のような製造方法により得られた本発明のセリウム系研摩材をセリウム系研摩材スラリーとして用いる場合、本発明に係るセリウム系研摩材と水性液とを混合、或いは湿式粉砕することでスラリーとなる。または、上記した本発明のセリウム系研摩材の製造方法において、分級前の焼成品または焼成品を解砕したものを湿式粉砕したものをそのままスラリーとして用いることもできる。そして、上記した本発明のセリウム系研摩材の製造方法において、湿式分級を行ったものをそのままスラリーとして用いることもできる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、研摩速度が大きいだけでなく、研摩傷の発生を極力低減した研摩面を実現できるセリウム系研摩材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】セリウム系研摩材製造の概略フロー図。
【図２】実施形態における研摩材製造工程の概略フロー図。
【図３】溶媒抽出の工程概略図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に、実施例及び比較例を参照しながら本発明の実施形態について詳説する。
【００４４】
まず、本発明の実施形態に関するセリウム系研摩材の製造方法について説明する。図２に、本実施形態における製造工程の概略フローを示す。
【００４５】
図２に示す製造工程に従って、炭酸塩の原料を使用してセリウム系研摩材を製造した。実施例１の原料は、表１に示すように、炭酸セリウム（ＴＲＥＯ４５．２質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸ランタン（ＴＲＥＯ４３．０質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸プラセオジム（ＴＲＥＯ４４．６質量％、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸ネオジム（ＴＲＥＯ４３．３質量％、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸サマリウム（ＴＲＥＯ４４．２質量％、Ｓｍ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）を用いた。表１では、各実施例及び各比較例（実施例３６と、比較例１は除く）に使用した原料を示しているが、◎はセリウムの供給としての原料、●はＲＥ＊で、Ｃｅ以外の一種の希土類元素の供給としての原料、○はＯＲＥで、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素の供給のための原料であり、−は使用していない炭酸塩希土を示している。
【００４６】
そして、この実施例１の原料を、表３に示す実施例１のセリウム系研摩材の組成になるように秤量して混合した炭酸希土を原料として用いた。このような混合によって調整した原料により製造されるセリウム系研摩材は、原料組成と同じとなる。
【００４７】
そして、この炭酸希土の原料を、最初に４５０℃、１２時間の仮焼処理を行った。そして、アトライタ（日本コークス工業（株）製）により、湿式粉砕処理を行った。粉砕媒体としては、直径５ｍｍのステンレスボールを用い、粉砕した。この湿式粉砕処理後の原料の平均粒径Ｄ５０を測定したところ、１．２２μｍであった。
【００４８】
湿式粉砕処理後、５５％のフッ化水素溶液を用い、フッ化処理を行った。このフッ化処理により原料のフッ素濃度が、Ｆ／ＴＲＥＯで７．０質量％となるようにした。フッ化処理後、フィルタープレスを用いてろ過処理を行った。ろ過処理後、大気雰囲気中、１５０℃、２４時間の乾燥処理をして、ロールミルにより、解砕処理を行った。
【００４９】
解砕処理後、９５０℃、１０時間の焼成処理を行い、その後、サンプルミル（不二パウダル（株）製）を用いて、解砕処理を行った。最後に、精密空気分級機（ターボクラシファイアーＴＣ−２５Ｎ：日清エンジニアリング（株）製）を用いて、乾式分級処理をして、篩の下に落下したものを、実施例１のセリウム系研摩材として得た。
【００５０】
この実施例１のセリウム系研摩材について、組成、Ｘ線回折、平均粒径Ｄ５０を調査し、研摩速度及び研摩傷に関する研摩評価を行った（表２）。測定条件等を以下に説明する。
【００５１】
組成：得られたセリウム系研摩材について、全酸化希土（ＴＲＥＯ）、フッ素含有量、希土類酸化物含有量を測定した。セリウム系研摩材の全酸化希土（ＴＲＥＯ）は、シュウ酸塩沈殿・焼成・重量法により測定した（単位 固形物：質量％、液：ｇ／Ｌ）。前処理として、固形物（研摩材原料或いは研摩材）は過塩素酸及び過酸化水素により溶解し、煮沸して行った。測定対象が液である場合は、そのまま煮沸して行った。また、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯについては、上記した全酸化希土（ＴＲＥＯ）測定を行って得られたＴＲＥＯ試料を、過塩素酸及び過酸化水素により溶解し、ＩＣＰ−ＡＥＳ法により測定した（Ｙ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｓｍ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｅｕ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｇｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｔｂ４Ｏ７／ＴＲＥＯ、Ｄｙ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｈｏ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｅｒ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｔｍ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｙｂ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｌｕ２Ｏ３／ＴＲＥＯについても同様）。また、フッ素（Ｆ）含有量は、測定対象となる固形物（研摩材）を、アルカリ溶融・温湯抽出により溶液化してフッ化物イオン電極法により溶液のＦ濃度を測定し、固形物中のＦ含有量（質量％）を算出した。この組成調査では、ＲＥ＊Ｏ、ＯＲＥＯを得られた分析結果により算出した。尚、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯおよびＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯ（実施例３４はＮｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、実施例３５はＹ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、その他はＬａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）についての測定は、すべての実施例および比較例について実施した。しかし、以下で説明する実施例３６と比較例１とを除き、表３〜表６の各実施例、各比較例のＣｅＯ２／ＴＲＥＯおよびＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯの数値は、原料混合時の指示値（各実施例、各比較例の研摩材目標組成値）を記載した。
【００５２】
Ｘ線回折測定：Ｘ線回折装置（マックサイエンス（株）製、ＭＸＰ１８）を用いて、セリウム系研摩材についてＸ線回折分析を行い、回折Ｘ線強度を測定した。本測定では、銅（Ｃｕ）ターゲットを使用しており、Ｃｕ−Ｋα線を照射して得られたＣｕ−Ｋα１線による回折Ｘ線パターンに出現したピークについて解析した。なお、その他の測定条件は、管電圧４０ｋＶ、管電流１５０ｍＡ、測定範囲２θ＝５〜８０ｄｅｇ、サンプリング幅０．０２ｄｅｇ、走査速度４ｄｅｇ／ｍｉｎであった。また、セリウム系研摩材のＸ線回折測定結果から読み取った、２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅、２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピーク強度（Ａ）に対する、２θ（回折角）＝２６．５ｄｅｇ付近の希土類オキシフッ化物のピーク強度（Ｂ）の強度比（Ｂ／Ａ）を測定した。
【００５３】
平均粒径Ｄ５０の測定：レーザ回折・散乱法粒度分布測定装置（（株）堀場製作所製：ＬＡ−９２０）を使用してセリウム系研摩材の粒度分布を測定し、平均粒径Ｄ５０（小粒径側からの累積体積５０％における粒径）を求めた。
【００５４】
研摩評価：得られたセリウム系研摩材を用いて研摩試験を行い、研摩速度、得られる研摩面の研摩傷を調査した。研摩試験は、まず、粉末状のセリウム系研摩材粉末と純水を混合して、固形分濃度が１５重量％である研摩材スラリーを調製した。この研摩材スラリーを用い、研摩試験機（ＨＳＰ−２Ｉ型、台東精機（株）製）によって６５ｍｍφの平面パネル用ガラスの表面を研摩した。そして、研摩終了後、平面パネル用ガラスを純水で洗浄し無塵状態で乾燥させた。なお、この研摩試験機は、研摩対象面に研摩材スラリーを供給しながら研摩パッドで研摩対象面を研摩するものであり、研摩パッドとしてポリウレタン製のものを用いた。研摩面に対する研摩パッドの圧力は、５．９ｋＰａ（６０ｇ／ｃｍ２）とした。そして、研摩試験機の回転速度を１００ｒｐｍに設定した。また、研摩材スラリーの供給量は５リットル／分の割合であった。
【００５５】
研摩速度：研摩前後のガラス重量を測定して研摩によるガラス重量の減少量を求め、この値に基づき研摩値を求めた。本研摩試験では、この研摩値を用いて研摩速度を評価した。なお、本実施形態では、後述する比較例１によって得られたセリウム系研摩材を用いて研摩した場合の研摩値を基準（１００）とした。
【００５６】
研摩傷：研摩終了後、純水で洗浄し、無塵状態で乾燥させた研摩面について傷評価を行った。傷評価は、３０万ルクスのハロゲンランプを光源として用いる反射法でガラス表面を目視により観察し、２ｍｍ以上の傷をカウントすることにより行った。この研摩傷は、５０本を超える傷が確認された場合は、セリウム系研摩材としては実用的でないことの指標となる。また、精密研摩用には２０本以下が好ましく、１０本以下が特に好ましい。
【００５７】
上記した実施例１の製造工程と同じ手順で、種々の条件を変更して実施例２〜３６のセリウム系研摩材を製造した。
【００５８】
この実施例２〜３５の原料については、表１に示すように、炭酸セリウム（ＴＲＥＯ４５．２質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸ランタン（ＴＲＥＯ４３．０質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸プラセオジム（ＴＲＥＯ４４．６質量％、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸ネオジム（ＴＲＥＯ４３．３質量％、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸イットリウム（ＴＲＥＯ３６．０質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）を用い、表３〜６に示す各セリウム系研摩材の組成になるように秤量して混合した炭酸希土を原料として用いた。このような混合によって調整した原料により製造されるセリウム系研摩材は、原料組成と同じとなる。
【００５９】
各原料は、混合したものを最初に４５０℃、１２時間の仮焼処理を行った。そして、アトライタ（日本コークス工業（株）製）により、湿式粉砕処理を行った。粉砕媒体としては、直径５ｍｍのステンレスボールを用い、粉砕した。尚、この湿式粉砕処理は、表２に示す平均粒径Ｄ５０の値を目標に行った。
【００６０】
そして、各組成の炭酸希土原料を用い、図２で示す工程フローに従い、各セリウム系研摩材を製造した。また、各実施例のセリウム系研摩材の製造条件を表２に示す。
【００６１】
各実施例の製造条件の違いを説明する。実施例１〜６は、ＯＲＥＯ／ＴＲＥＯの含有量を変化させたものである。そして、ＣｅＯ２とＲＥ＊Ｏ（Ｌａ２Ｏ３）との比率をＣｅＯ２：ＲＥ＊Ｏ＝７：３にしたものである。実施例７〜１１は、希土類酸化物の含有量を一定にして、フッ素含有量を変化させたため、ほぼ同じ平均粒径となるように焼成温度を調整したものである。実施例１２〜１７は、希土類酸化物の含有量（ＲＥ＊Ｏ）を変化させ、ほぼ同じフッ素含有量にするため、フッ化水素の添加量を一定にするとともに、ほぼ同じ平均粒径となるように焼成温度を調整したものである。実施例１８〜２５は、得られるセリウム系研摩材のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅を変化させるため焼成温度を変化したもので、焼成温度が高い場合にはフッ素が揮発しやすいため、フッ化水素の使用量も調整したものである。実施例２６〜３３は、仮焼処理後の湿式粉砕時間を変化させ、平均粒径を調整したものである。実施例３４、３５は、ＲＥ＊（ＲＥ＊Ｏ）としてＬａ（Ｌａ２Ｏ３）ではないものを採用したもので、実施例３４がＮｄ（Ｎｄ２Ｏ３）、実施例３５がＹ（Ｙ２Ｏ３）としたものである。
【００６２】
実施例３６は、以下に示す比較例１の原料（一般的な研摩材原料である中国酸炭酸希土（ＴＲＥＯ４５質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ６２．５質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ３１．６質量％、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ５．３質量％、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ０．６質量％、Ｆ／ＴＲＥＯ＜０．１質量％））を次のような手順を行って炭酸希土の原料とした。
【００６３】
上記した中国産炭酸希土を、塩酸により溶解して、真空ろ過処理して得られた溶解ろ液を用いて、図３に示す溶媒抽出分離精製を行った。図３には、溶媒抽出の工程概略図を示している。この溶媒抽出では５０段のミキサーセトラーを使用した。１段目に、２．０Ｌ／ｍｉｎで溶媒を供用した。抽出剤は、市販品のＰＣ−８８Ａ（大八化学工業（株）製）を用い、希釈剤は、市販品のＩＰソルベント２０２８（出光興産（株）製）を用いた。この抽出剤と希釈剤との混合比率は、抽出剤が３０ｖｏｌ％となるようにした。また、２０段目には、溶解ろ液（ＴＲＥＯ１００ｇ／Ｌ）を１．０Ｌ／ｍｉｎで供用した。４０段目には１ｍｏｌ／Ｌ塩酸を０．２Ｌ／ｍｉｎで供用し、５０段目には４ｍｏｌ／Ｌ塩酸を０．５Ｌ／ｍｉｎで供用し、また、５段目と１０段目には、１ｍｏｌ／Ｌアンモニア水を０．２Ｌ／ｍｉｎで供用した。１段目からはＣｅ−Ｌａ液が産出され、４１段目からはＰｒ−Ｎｄ液が産出される。５０段目から産出される溶媒はサービスタンクに戻り、１段目に供用するようにした。
【００６４】
そして、得られた精製液（Ｃｅ−Ｌａ液）を、ＴＲＥＯが５０ｇ／Ｌになるように水で希釈し、液温５０℃になるまで加熱し、５０ｇ／Ｌ濃度の炭酸水素アンモニウム水溶液をｐＨ７．０になるまで約１時間かけて添加して、添加終了後１０分間撹拌を継続し、その後真空ろ過処理をして、水洗することで、実施例３６の炭酸希土原料（ＴＲＥＯ４５質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ６６．１質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ３３．９質量％）とした。この炭酸希土の原料を４００℃、１２時間の仮焼処理した後、表２に示す条件で、実施例３６のセリウム系研摩材を製造した。
【００６５】
比較のために、比較例１〜１３のセリウム系研摩材を製造した。比較例１は、一般的な研摩材原料である中国酸炭酸希土（ＴＲＥＯ４５質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ６２．５質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ３１．６質量％、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ５．３質量％、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ０．６質量％、Ｆ／ＴＲＥＯ＜０．１質量％））を炭酸希土の原料を４００℃、１２時間の仮焼処理を行い使用した。この比較例１の製造条件は表２に示す。
【００６６】
また、比較例２〜１３は、表１に示す原料を用い、上記実施例２〜３５で説明した同じ要領で表３〜表５に示す各比較例のセリウム系研摩材と同じ組成の炭酸希土の原料を用いた。各組成の炭酸希土原料を４００℃、１２時間の仮焼処理した後、図２で示す工程フローに従い、比較例２〜１３のセリウム系研摩材を製造した（各比較例のセリウム系研摩材の製造条件を表２に示す）。
【００６７】
比較例１〜１３の製造条件の相違について説明する。比較例１〜５は、実施例１〜６と同様にＯＲＥＯ／ＴＲＥＯの含有量を変化させたものである。比較例６、７は、実施例７〜１１と同様で、希土類酸化物の含有量を一定にして、フッ素含有量を変化させたため、ほぼ同じ平均粒径となるように焼成温度を調整したものである。比較例８、９は、実施例１２〜１７と同様で、希土類酸化物の含有量（ＲＥ＊Ｏ）を変化させ、ほぼ同じフッ素含有量にするため、フッ化水素の添加量を一定にするとともに、ほぼ同じ平均粒径となるように焼成温度を調整したものである。比較例１０、１１は、実施例１８〜２５と同様で、得られるセリウム系研摩材のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅を変化させるため焼成温度を変化したもので、焼成温度が高い場合にはフッ素が揮発しやすいため、フッ化水素の使用量も調整したものである。比較例１２、１３は、実施例２６〜３３と同様で、仮焼処理後の湿式粉砕時間を変化させ、平均粒径を調整したものである。
【００６８】
実施例１〜３６、比較例１〜１３のセリウム系研摩材について、組成、Ｘ線回折、平均粒径Ｄ５０を調査した結果、研摩速度及び研摩傷に関する研摩評価結果を表３〜表６に示す。尚、実施例６については、データの比較基準として、表中の数カ所に記載した。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【００７１】
【表３】
【００７２】
【表４】
【００７３】
【表５】
【００７４】
【表６】
【００７５】
表３〜表６の結果より次のことが判明した。各ＯＲＥＯ／ＴＲＥＯが０．５質量％以下、但し合計が２質量％以下（（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊）／ＴＲＥＯが９８％以上）であれば、研摩傷の発生が少ない。各ＯＲＥＯ／ＴＲＥＯは小さいと研摩傷の発生が少ない（実施例１〜６、比較例１〜５）。
比較例５については、各ＯＲＥＯ／ＴＲＥＯが０．５質量％以下であるが、（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊）／ＴＲＥＯが９８％未満であり、実施例１と比較すると研摩傷の発生が多い結果となった。
【００７６】
Ｆ含有量については、５〜１５質量％が研摩傷の発生が少なく、特に５〜１０質量％が好ましいことが判明した。
【００７７】
ＣｅＯ２／ＴＲＥＯについては、研摩傷の発生を抑制できるという点からすると、５０〜９０質量％が好ましく、５５〜８５質量％がさらに好ましく、６０〜８０質量％が特に好ましいことが判明した（実施例１２〜１７、比較例８、９）。ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯについては、研摩傷の発生を抑制できるという点からすると、１０〜５０質量％が好ましく、１５〜４５質量％がさらに好ましく、２０〜４０質量％が特に好ましいことが判明した（実施例１２〜１７、比較例８、９）。
【００７８】
次に、Ｘ線回折測定におけるＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅については、研摩傷の発生を抑制できるという観点からすると、０．１０ｄｅｇ以上が好ましく、０．１５ｄｅｇ以上がさらに好ましく、０．２０ｄｅｇ以上が特に好ましいことが判明した。また、研摩速度が大きいという観点からすると、１．０ｄｅｇ以下が好ましくは０．９０ｄｅｇ以下がさらに好ましく、０．８０ｄｅｇ以下が特に好ましいことが判明した（実施例１８〜２５、比較例１０、１１）。
【００７９】
平均粒径Ｄ５０については、研摩速度が大きいという観点からすると、０．２μｍ以上が好ましく、０．３μｍ以上がさらに好ましく、０．４μｍ以上が特に好ましいことが判明した（実施例２６〜３３、比較例１２、１３）。そして、研摩傷の発生の観点からすると、３．５μｍ以下が、３．０μｍ以下がさらに好ましく、２．５μｍ以下が特に好ましいことが判明した。
【００８０】
ＲＥ＊Ｏについては、実施例３４、３５、実施例６の結果より、Ｌａ２Ｏ３以外も使用可能であることが判明した。但し、研摩傷の発生を抑制する観点からすると、Ｌａ２Ｏ３が最も好ましいものであった。
【００８１】
実施例３６の結果より、高純度希土類炭酸塩を複数種類混合しなくても、溶媒抽出により分離・精製を行えば同様な原料を製造できることが確認された。Ｃｅ−Ｌａ系の場合は、特に溶媒抽出による製造が容易であり、低コストが実現できる。そして、比較例１の原料についても、原料提供地において溶媒抽出により分離・精製して製造されているものであるので、炭酸塩にすることなく、精製液を実施例３６と同様な溶媒抽出にて分離・精製することができる。尚、通常入手可能な原料である中国産炭酸希土を用いた比較例１のセリウム系研摩材は、各実施例のセリウム系研摩材に比べると、研摩傷の発生が多い結果となっているが、特に精度を要求されない場合では実用可能な研摩速度、研摩傷レベルである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によれば、研摩速度が大きいだけでなく、研摩傷の発生を極力低減した研摩面を実現できるセリウム系研摩材を提供することができる。そのため、より精度の高い研摩面、すなわち、研摩傷の発生が極力低減された研摩面を高速に仕上げることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化セリウムを主成分とするセリウム系研摩材に関し、特にＦを含有した希土類酸化物を主成分とするセリウム系研摩材に関する。
【背景技術】
【０００２】
セリウム系研摩材は、例えば、セリウムをはじめとする希土類元素を豊富に含有するバストネサイト精鉱等の原料を、粉砕し、焙焼し、必要に応じて分級することによって製造される。製造されたセリウム系研摩材は、酸化セリウム（ＣｅＯ２等）を主成分とするものであり、これ以外に酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３等）など、セリウム以外の希土類元素の酸化物を含んでいる。また、より高い研摩速度が得られる研摩材としてフッ素（Ｆ）を含有するセリウム系研摩材がある（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１におけるフッ素を含有するセリウム系研摩材は、フッ素（Ｆ）、ならびに希土類元素としてセリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）を含有し、Ｆが０．５〜１０重量％、全希土類酸化物換算重量（以下、ＴＲＥＯと記載する）に占める酸化ネオジムの重量の割合（Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）は０．００１重量％〜５重量％、またＴＲＥＯに占める酸化ランタンの重量の割合（Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）は２重量％〜４５重量％、或いはＴＲＥＯに占める酸化プラセオジムの重量の割合（Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ）は０．１重量％〜１０重量％であり、そして、ＴＲＥＯに占める酸化セリウムの重量の割合（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ）は５０重量％〜９０重量％であることが好ましいとされている。ＴＲＥＯに占める、セリウム、ランタン、プラセオジムおよびネオジムの希土類酸化物の総重量の割合が９７重量％以上であるものが提案されている。
【０００４】
また、研摩速度が大きく、研摩傷が少ないセリウム系研摩材として希土類酸化物の、Ｃｕ−Ｋα線又はＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折により得られるピークに着目したセリウム系研摩材も知られている（特許文献２参照）。この特許文献２では、希土類元素Ｃｅを主成分とする希土類酸化物の、Ｃｕ−Ｋα線又はＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折により得られるピークのうち（１１１）面に基づくピークａの半値幅が、２θで０．１０〜１．００°であるセリウム系研摩材が提案されている。
【０００５】
これら先行技術におけるセリウム系研摩材は、研摩速度が比較的大きく、研摩傷の発生もある程度抑制されたものである。しかしながら、最近では、より精度の高い研摩面、すなわち、研摩傷の発生が極力低減された研摩面を仕上げることができるセリウム系研摩材が要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】再表２００４−０９２２９７号公報
【特許文献２】特開２００７−１０６８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、研摩速度が大きいだけでなく、研摩傷の発生を極力低減した研摩面を実現できるセリウム系研摩材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の発明者等は、セリウム系研摩材の研摩速度や研摩傷の発生について、Ｃｅ（セリウム）以外の希土類元素の影響を検討したところ、Ｃｅ以外の希土類元素の酸化物割合を制御することで、研摩速度が大きくなるだけでなく、研摩傷の発生を極力抑制できることを見出し、本発明に想到するに至った。
【０００９】
本発明は、Ｆ（フッ素）を含有し、希土類元素としてのＣｅ（セリウム）と、Ｃｅ以外の希土類元素であるＹ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリウム）、Ｙｂ（イッテルビウム）、Ｌｕ（ルテチウム）の１４種から選択される一種の希土類元素（ＲＥ＊とする）を含有する、希土類酸化物を主成分とするセリウム系研摩材において、セリウム系研摩材中のＦの含有量は５．０〜１５．０質量％であり、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める酸化セリウム（ＣｅＯ２）の質量の割合（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ）は４８質量％〜９０質量％で、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、セリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）の質量の割合（ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯ）は８質量％〜５０質量％で、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、酸化セリウムとセリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）との合計の質量の割合（（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯ）は９８質量％以上であり、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素（ＯＲＥとする）が、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、前記１３種のＯＲＥにおける各酸化物（各ＯＲＥＯ）の質量の割合（（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯ）が、０．５質量％以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るセリウム系研摩材は、実質的に、希土類元素としてＣｅとＣｅ以外のＲＥ＊の２種類からなり、Ｆの含有量は５．０〜１５．０質量％であり、このようなセリウム系研摩材であると、先行技術におけるセリウム系研摩材と同等な高い研摩速度を有し、研摩傷の発生が極めて抑制されたものとなる。
【００１１】
本発明におけるＲＥ＊とは、Ｃｅ以外の希土類元素であるＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から選択される一種の希土類元素をいう。これらの希土類元素は研摩材の原料に含まれることがある。但し、希土類元素のＰｍ（プロメチウム）は天然には存在しない放射性元素であるため除外されている。通常、セリウム系研摩材は、Ｃｅ以外の希土類元素としてＬａやＰｒ、あるいはＮｄを含有する場合が多く、Ｓｍも含有されていることがある。本発明におけるＲＥ＊は、ＬａまたはＮｄのいずれか一種であることが好ましく、Ｆの保持能力が高いことから特にＬａが好ましい。ＬａまたはＮｄであると、研摩傷の発生の抑制効果が大きいからである。ＲＥ＊が、ＬａまたはＰｒのいずれか一種である場合、Ｃｅ−Ｌａ或いはＣｅ−Ｐｒの二成分系原料を溶媒抽出で容易に分離・精製することができる。ＲＥ＊が、ＬａまたはＰｒ以外の希土類酸化物である場合、ＲＥ＊とＣｅとをそれぞれ溶媒抽出で分離・精製して、液体状のまま、あるいは沈殿処理した後に混合する必要がある。
【００１２】
そして、本発明におけるＲＥ＊Ｏとは、Ｃｅ以外の希土類元素であるＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から選択される一種の希土類元素の酸化物であって、具体的には、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３から選択される一種をいう。
【００１３】
また、本発明におけるＯＲＥとは、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素をいう。
【００１４】
そして、本発明におけるＯＲＥＯとは、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３の１４種からＲＥ＊Ｏを除いた希土類酸化物をいう。
【００１５】
本発明において、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める酸化セリウム（ＣｅＯ２）の質量の割合（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ）は４８質量％〜９０質量％である。ＣｅＯ２／ＴＲＥＯは、５０質量％〜９０質量％が好ましく、５５質量％〜８５質量％がより好ましく、６０質量％〜８０質量％がさらに好ましい。ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが５０質量％未満であると、研摩速度が小さくなる傾向となり、９０質量％を超えると研摩傷の発生が多くなる傾向になる。
【００１６】
そして、本発明において、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、セリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）の質量の割合（ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯ）は８質量％〜５０質量％である。ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯは、１０質量％〜５０質量％が好ましく、１５質量％〜４５質量％がより好ましく、２０質量％〜４０質量％がさらに好ましい。ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯが、１０質量％未満であると、研摩傷の発生が多くなる傾向になり、５０質量％を超えると、研摩速度が小さくなる傾向になる。
【００１７】
本発明において、酸化セリウムとセリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）との合計の質量の割合（（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯ）は９８質量％以上である。（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯは、９９質量％以上が好ましく、９９．５質量％以上がより好ましい。（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯが９８質量％未満になると、研摩傷が多くなる傾向になる。この（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯは１００質量％であってもよい。
【００１８】
さらに、本発明において、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素は、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、前記１３種のＯＲＥにおける各酸化物（各ＯＲＥＯ）の質量の割合（（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯ）が、０．５質量％以下である。（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯが０．５質量％以下であることは、各ＯＲＥＯ、つまり、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種のすべての希土類元素において、その１３種のすべての酸化物が対象となる。具体的には、ＲＥ＊がＬａである場合、Ｙ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔｂ４Ｏ７、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｅｒ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、Ｙｂ２Ｏ３、Ｌｕ２Ｏ３の各酸化物（各ＯＲＥＯ）が対象となる。（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯが０．５質量％を超えると、研摩傷が多くなる傾向になる。好ましくは、（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯ）が０．１質量％未満であり、０．０５質量％以下がより好ましい。
【００１９】
この（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯは、０．０１質量％以下、或いは０．００１質量％以下であっても実質的に問題ない。なお、通常の混合希土系のセリウム系研摩材は、希土類元素としてはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ以外はほとんど含まず、Ｃｅを最も多く含み、次にＬａを多く含むため、ＲＥ＊がＬａ（、ＲＥ＊ＯがＬａ２Ｏ３）である場合、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３について、それぞれの酸化物の質量割合が０．５質量％以下であることを確認すると、その他のＯＲＥＯについてもそれぞれ０．５質量％以下であると推定できる。同様に、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、について、それぞれの酸化物の質量割合が０．１質量％未満であることを確認すれば、その他のＯＲＥＯについてもそれぞれ０．１質量％未満と推定でき、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３のそれぞれの酸化物の質量割合が０．０５質量％以下であることを確認すれば、その他のＯＲＥＯについてもそれぞれ０．０５質量％未満と推定できる。
【００２０】
さらに加えて、本発明において、セリウム系研摩材中のＦの含有量は５．０〜１５．０質量％である。このＦの含有量は、５．０質量％〜１２．０質量％であることが好ましく、５．０質量％〜１０．０質量％であることがより好ましい。Ｆの含有量が５．０質量％未満であると、研摩速度が小さくなる傾向となり、１５質量％を超えると、研摩速度は大きくなるが研摩傷の発生がしやすくなる傾向となる。
【００２１】
本発明に係るセリウム系研摩材は、Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線またはＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折法によってＸ線ピーク強度を測定したときに２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅が、２θで０．１〜１．０ｄｅｇであることが好ましい。このピークの半値幅は、０．１５〜０．９ｄｅｇがより好ましく、０．２〜０．８ｄｅｇが特に好ましい。半値幅が０．１ｄｅｇ未満であると、研摩傷が発生しやすいセリウム系研摩材となる傾向があり、１．０ｄｅｇを超えると、研摩速度が小さいセリウム系研摩材となる傾向がある。
【００２２】
また、本発明に係るセリウム系研摩材は、Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線またはＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折法によってＸ線ピーク強度を測定したときに２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピーク強度（Ａ）に対する、２θ（回折角）＝２６．５ｄｅｇ付近の希土類オキシフッ化物のピーク強度（Ｂ）の強度比（Ｂ／Ａ）が、０．０５〜１．０であることが好ましい。このピークの強度比Ｂ／Ａは０．１〜０．８がより好ましく、０．１５〜０．７がさらに好ましい。ピークの強度比Ｂ／Ａが０．０５未満であると、研摩速度が小さいセリウム系研摩材となる傾向となり、１．０を超えると、研摩傷が発生しやすいセリウム系研摩材となる傾向がある。
【００２３】
そして、本発明に係るセリウム系研摩材は、レーザ回折・散乱法粒度分布測定における小粒径側からの累積体積５０％の平均粒径Ｄ５０が０．２〜３．５μｍであることが好ましい。この平均粒径Ｄ５０は０．３〜３．０μｍであることがより好ましく、０．４〜２．５μｍがさらに好ましい。平均粒径Ｄ５０が０．２μｍ未満になると、研摩速度が小さくなり、３．５μｍを超えると、研摩傷が多くなる傾向になる。
【００２４】
本発明に係るセリウム系研摩材は、水性液を用いてセリウム系研摩材スラリーとして用いることが好ましい。この場合の水性液としては、水、又は水と水に対する溶解度がある少なくとも１種以上の有機溶媒とを溶解度の範囲内で混合したものをいい、水を少なくとも１％含むものをいう。そして、有機溶媒としては、アルコールやケトン等が挙げられる。
【００２５】
本発明に使用可能なアルコールとしては、メタノール（メチルアルコール）、エタノール（エチルアルコール）、１−プロパノール（ｎ−プロピルアルコール）、２−プロパノール（ｉｓｏ−プロピルアルコール、ＩＰＡ）、２−メチル−１−プロパノール（ｉｓｏ−ブチルアルコール）、２−メチル−２−プロパノール（ｔｅｒｔ−ブチルアルコール）、１−ブタノール（ｎ−ブチルアルコール）、２−ブタノール（ｓｅｃ−ブチルアルコール）等が挙げられる。また、多価アルコールとしては、１，２−エタンジオール（エチレングリコール）、１，２−プロパンジオール（プロピレングリコール）、１，３−プロパンジオール（トリメチレングリコール）、１，２，３−プロパントリオール（グリセリン）が挙げられる。
【００２６】
また、本発明に使用可能なケトンとしては、プロパノン（アセトン）、２−ブタノン（メチルエチルケトン、ＭＥＫ）等が挙げられる。その他、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１，４−ジオキサン等も使用できる。
【００２７】
本発明に係るセリウム系研摩材と水性液と用いてセリウム系研摩材スラリーとして用いる場合、セリウム系研摩材含有量は０．１質量％〜５０質量％とすることが好ましく、０．５質量％〜４０質量％とすることがより好ましく、１質量％〜３０質量％とすることがさらに好ましい。
【００２８】
本発明に係るセリウム系研摩材は、概略的には、次のようにして製造することができる。図１にその製造工程の概略フローを示す。尚、図１において、カッコで囲まれた工程は、任意工程である。
【００２９】
まず、原料について説明する。研摩材の原料は、その形態として、炭酸塩、モノオキシ炭酸塩、水酸化炭酸塩、シュウ酸塩、水酸化物、酸化物（強熱減量１．０％未満）のいずれか一種または２種以上の混合物を用いることができる。そして、炭酸塩、モノオキシ炭酸塩、水酸化炭酸塩、シュウ酸塩の一種以上を焼成して、強熱減量（１０００℃、１ｈｒ）を１．０〜２０％に調整したものを用いることができる。形態が酸化物の原料では、強熱減量（１０００℃、１ｈｒ）が１．０％未満のものを用いることができる。また、原料の組成は、目的のセリウム系研摩材の組成と同様な希土類元素の組成であって、その組成量も酸化物換算量としてセリウム系研摩材と同じものを用いる。原料のＦ含有量は、特に制限はないが、原料に水分や炭酸根などを含む場合があるので、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に対するＦの質量の割合（Ｆ／ＴＲＥＯ）として見ると、０．５質量％以下であり、通常は、０．１質量％であることが多い。
【００３０】
上記した原料について製造方法としては、例えば、バストネサイト精鉱、モナザイト精鉱、中国複雑鉱精鉱などのＣｅ含有希土類精鉱を、硫酸分解法やアルカリ分解法などで処理し、分別沈澱、分別溶解などを行い、Ｆ、Ｕ、Ｔｈ及びその他の希土類元素を低減した後、溶媒抽出によって分離精製を行う。
【００３１】
原料の製造方法において、一般的には、溶媒抽出による分離・精製によって得られるＣｅ液（純度ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９９．９質量％以上、より好ましくは９９．９９質量％以上）及び、ＲＥ＊液（純度ＲＥＯ／ＴＲＥＯが９９．９質量％以上、より好ましくは９９．９９質量％以上）を得た後、そのＣｅ液とＲＥ＊液とを、目的のセリウム系研摩材の組成となるように混合して沈殿生成するか、或いは、Ｃｅ液とＲＥ＊液とを別々に沈殿剤を混合して沈殿物を得て、それぞれの沈殿物を目的のセリウム系研摩材の組成となるように混合する。
【００３２】
ＲＥ＊がＬａの場合、溶媒抽出により、Ｙ、Ｐｒ及びＰｒより原子番号が大きな希土類元素をほぼ完全に除去することにより、ＣｅとＬａとからなるＣｅ−Ｌａ液を得ることができる。但し、ＣｅとＬａとの割合を調整する場合は、Ｃｅの一部またはＬａの一部を除去することもできる。
【００３３】
沈殿剤としては、炭酸塩の原料を製造する場合は、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、尿素、炭酸グアニジンなどを用いることができ、シュウ酸塩を製造する場合は、シュウ酸塩、シュウ酸アンモニウム、シュウ酸ナトリウムなどがあり、水酸化物を製造する場合はアンモニアなどを用いることができる。
【００３４】
炭酸塩の原料を製造する場合は、製造条件によって、一部または全部がモノオキシ炭酸塩及び／又は水酸化炭酸塩として得られる場合がある。例えば、炭酸塩を生成して過剰な沈殿剤が存在する場合や、ろ過した炭酸塩を水でリパルプしてから、６０〜１００℃に加熱（浸漬加熱処理）をした場合は、モノオキシ炭酸塩及び／又は水酸化炭酸塩の原料になりやすい傾向がある。また、強熱減量を１〜２０％に調整した原料の場合、炭酸塩、モノオキシ炭酸塩、水酸化炭酸塩、シュウ酸塩の一種以上を３００℃〜７００℃で焼成して強熱減量を調整した原料を製造することができる。さらに、酸化物の原料の場合、炭酸塩、モノオキシ炭酸塩、水酸化炭酸塩、シュウ酸塩の一種以上を７５０℃〜１１００℃で焼成して酸化物の原料を製造することができる。
【００３５】
図１の概略フローにおける粉砕は、レーザ回折・散乱法粒度分布測定における小粒径側からの累積体積５０％の平均粒径Ｄ５０が０．２〜３．０μｍにすることが好ましく、０．３〜２．５μｍであることがより好ましく、０．４〜２．０μｍであることがさらに好ましい。この粉砕処理には公知の手法を用いることができる。
【００３６】
図１の概略フローにおけるフッ化処理は、フッ化アンモニウム、フッ化水素、フッ化水素アンモニウム、フッ化希土のいずれか一種または２種以上を組み合わせて用いることができる。フッ化処理後のフッ素含有量としては、Ｆ／ＴＲＥＯで５．５質量％〜１６質量％が好ましく、５．５質量％〜１３質量％がより好ましく、５．５質量％〜１１質量％が特に好ましい。このフッ化処理では、上記した好適範囲含有量をはずれると、得られるセリウム系研摩材のフッ素含有量が本発明の範囲をはずれる恐れがある。尚、このフッ化処理後は、洗浄処理、固液分離処理を行うことが好ましい。ただし、フッ化希土は水に溶けない固体なので、使用前に粉砕された原料と同程度の平均粒径Ｄ５０になるまで粉砕してから使用することが好ましい。また、前記粉砕処理時にフッ化希土を原料に混ぜて粉砕することにより、粉砕処理とフッ化処理とを同時に行うこともできる。
【００３７】
図１の概略フローにおける焼成は、焼成前に乾燥処理を行うことが好ましい。この乾燥方法に特に制限はないが、例えば、ロータリーキルンで焼成を行う場合、乾燥処理は、ロータリーキルンの廃熱を利用したロータリードライヤーを使用することで省エネルギーが図れる。乾燥処理後に塊状物が含まれる場合には解砕することが好ましく、塊状物を解砕しておくと、熱を均一にかけることができるからである。焼成温度としては、７５０〜１１５０℃が好ましく、８００〜１１００℃がより好ましく、８５０〜１０５０℃が特に好ましい。また、焼成時間は、０．５〜４８時間が好ましく、１〜３６時間がより好ましく、２〜２４時間が特に好ましい。
【００３８】
図１の概略フローにおける解砕は、任意工程ではあるが、後工程の分級の効率を向上させるために行うことが好ましい。後工程の分級が乾式である場合には乾式解砕を行い、湿式分級の場合は湿式解砕を行うことが好ましい。
【００３９】
図１の概略フローにおける分級は、粗大粒子を除去するために行う。場合によっては粗大粒子のみならず、微細粒子も除去することもできる。この分級処理は乾式または湿式にて行うことが可能である。湿式分級を行う場合には、粉末状のセリウム系研摩材を得るためには乾燥処理が必要となる。
【００４０】
上記のような製造方法により得られた本発明のセリウム系研摩材をセリウム系研摩材スラリーとして用いる場合、本発明に係るセリウム系研摩材と水性液とを混合、或いは湿式粉砕することでスラリーとなる。または、上記した本発明のセリウム系研摩材の製造方法において、分級前の焼成品または焼成品を解砕したものを湿式粉砕したものをそのままスラリーとして用いることもできる。そして、上記した本発明のセリウム系研摩材の製造方法において、湿式分級を行ったものをそのままスラリーとして用いることもできる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、研摩速度が大きいだけでなく、研摩傷の発生を極力低減した研摩面を実現できるセリウム系研摩材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】セリウム系研摩材製造の概略フロー図。
【図２】実施形態における研摩材製造工程の概略フロー図。
【図３】溶媒抽出の工程概略図。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下に、実施例及び比較例を参照しながら本発明の実施形態について詳説する。
【００４４】
まず、本発明の実施形態に関するセリウム系研摩材の製造方法について説明する。図２に、本実施形態における製造工程の概略フローを示す。
【００４５】
図２に示す製造工程に従って、炭酸塩の原料を使用してセリウム系研摩材を製造した。実施例１の原料は、表１に示すように、炭酸セリウム（ＴＲＥＯ４５．２質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸ランタン（ＴＲＥＯ４３．０質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸プラセオジム（ＴＲＥＯ４４．６質量％、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸ネオジム（ＴＲＥＯ４３．３質量％、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸サマリウム（ＴＲＥＯ４４．２質量％、Ｓｍ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）を用いた。表１では、各実施例及び各比較例（実施例３６と、比較例１は除く）に使用した原料を示しているが、◎はセリウムの供給としての原料、●はＲＥ＊で、Ｃｅ以外の一種の希土類元素の供給としての原料、○はＯＲＥで、Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素の供給のための原料であり、−は使用していない炭酸塩希土を示している。
【００４６】
そして、この実施例１の原料を、表３に示す実施例１のセリウム系研摩材の組成になるように秤量して混合した炭酸希土を原料として用いた。このような混合によって調整した原料により製造されるセリウム系研摩材は、原料組成と同じとなる。
【００４７】
そして、この炭酸希土の原料を、最初に４５０℃、１２時間の仮焼処理を行った。そして、アトライタ（日本コークス工業（株）製）により、湿式粉砕処理を行った。粉砕媒体としては、直径５ｍｍのステンレスボールを用い、粉砕した。この湿式粉砕処理後の原料の平均粒径Ｄ５０を測定したところ、１．２２μｍであった。
【００４８】
湿式粉砕処理後、５５％のフッ化水素溶液を用い、フッ化処理を行った。このフッ化処理により原料のフッ素濃度が、Ｆ／ＴＲＥＯで７．０質量％となるようにした。フッ化処理後、フィルタープレスを用いてろ過処理を行った。ろ過処理後、大気雰囲気中、１５０℃、２４時間の乾燥処理をして、ロールミルにより、解砕処理を行った。
【００４９】
解砕処理後、９５０℃、１０時間の焼成処理を行い、その後、サンプルミル（不二パウダル（株）製）を用いて、解砕処理を行った。最後に、精密空気分級機（ターボクラシファイアーＴＣ−２５Ｎ：日清エンジニアリング（株）製）を用いて、乾式分級処理をして、篩の下に落下したものを、実施例１のセリウム系研摩材として得た。
【００５０】
この実施例１のセリウム系研摩材について、組成、Ｘ線回折、平均粒径Ｄ５０を調査し、研摩速度及び研摩傷に関する研摩評価を行った（表２）。測定条件等を以下に説明する。
【００５１】
組成：得られたセリウム系研摩材について、全酸化希土（ＴＲＥＯ）、フッ素含有量、希土類酸化物含有量を測定した。セリウム系研摩材の全酸化希土（ＴＲＥＯ）は、シュウ酸塩沈殿・焼成・重量法により測定した（単位 固形物：質量％、液：ｇ／Ｌ）。前処理として、固形物（研摩材原料或いは研摩材）は過塩素酸及び過酸化水素により溶解し、煮沸して行った。測定対象が液である場合は、そのまま煮沸して行った。また、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯについては、上記した全酸化希土（ＴＲＥＯ）測定を行って得られたＴＲＥＯ試料を、過塩素酸及び過酸化水素により溶解し、ＩＣＰ−ＡＥＳ法により測定した（Ｙ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｓｍ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｅｕ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｇｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｔｂ４Ｏ７／ＴＲＥＯ、Ｄｙ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｈｏ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｅｒ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｔｍ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｙｂ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｌｕ２Ｏ３／ＴＲＥＯについても同様）。また、フッ素（Ｆ）含有量は、測定対象となる固形物（研摩材）を、アルカリ溶融・温湯抽出により溶液化してフッ化物イオン電極法により溶液のＦ濃度を測定し、固形物中のＦ含有量（質量％）を算出した。この組成調査では、ＲＥ＊Ｏ、ＯＲＥＯを得られた分析結果により算出した。尚、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯおよびＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯ（実施例３４はＮｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、実施例３５はＹ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、その他はＬａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）についての測定は、すべての実施例および比較例について実施した。しかし、以下で説明する実施例３６と比較例１とを除き、表３〜表６の各実施例、各比較例のＣｅＯ２／ＴＲＥＯおよびＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯの数値は、原料混合時の指示値（各実施例、各比較例の研摩材目標組成値）を記載した。
【００５２】
Ｘ線回折測定：Ｘ線回折装置（マックサイエンス（株）製、ＭＸＰ１８）を用いて、セリウム系研摩材についてＸ線回折分析を行い、回折Ｘ線強度を測定した。本測定では、銅（Ｃｕ）ターゲットを使用しており、Ｃｕ−Ｋα線を照射して得られたＣｕ−Ｋα１線による回折Ｘ線パターンに出現したピークについて解析した。なお、その他の測定条件は、管電圧４０ｋＶ、管電流１５０ｍＡ、測定範囲２θ＝５〜８０ｄｅｇ、サンプリング幅０．０２ｄｅｇ、走査速度４ｄｅｇ／ｍｉｎであった。また、セリウム系研摩材のＸ線回折測定結果から読み取った、２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅、２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピーク強度（Ａ）に対する、２θ（回折角）＝２６．５ｄｅｇ付近の希土類オキシフッ化物のピーク強度（Ｂ）の強度比（Ｂ／Ａ）を測定した。
【００５３】
平均粒径Ｄ５０の測定：レーザ回折・散乱法粒度分布測定装置（（株）堀場製作所製：ＬＡ−９２０）を使用してセリウム系研摩材の粒度分布を測定し、平均粒径Ｄ５０（小粒径側からの累積体積５０％における粒径）を求めた。
【００５４】
研摩評価：得られたセリウム系研摩材を用いて研摩試験を行い、研摩速度、得られる研摩面の研摩傷を調査した。研摩試験は、まず、粉末状のセリウム系研摩材粉末と純水を混合して、固形分濃度が１５重量％である研摩材スラリーを調製した。この研摩材スラリーを用い、研摩試験機（ＨＳＰ−２Ｉ型、台東精機（株）製）によって６５ｍｍφの平面パネル用ガラスの表面を研摩した。そして、研摩終了後、平面パネル用ガラスを純水で洗浄し無塵状態で乾燥させた。なお、この研摩試験機は、研摩対象面に研摩材スラリーを供給しながら研摩パッドで研摩対象面を研摩するものであり、研摩パッドとしてポリウレタン製のものを用いた。研摩面に対する研摩パッドの圧力は、５．９ｋＰａ（６０ｇ／ｃｍ２）とした。そして、研摩試験機の回転速度を１００ｒｐｍに設定した。また、研摩材スラリーの供給量は５リットル／分の割合であった。
【００５５】
研摩速度：研摩前後のガラス重量を測定して研摩によるガラス重量の減少量を求め、この値に基づき研摩値を求めた。本研摩試験では、この研摩値を用いて研摩速度を評価した。なお、本実施形態では、後述する比較例１によって得られたセリウム系研摩材を用いて研摩した場合の研摩値を基準（１００）とした。
【００５６】
研摩傷：研摩終了後、純水で洗浄し、無塵状態で乾燥させた研摩面について傷評価を行った。傷評価は、３０万ルクスのハロゲンランプを光源として用いる反射法でガラス表面を目視により観察し、２ｍｍ以上の傷をカウントすることにより行った。この研摩傷は、５０本を超える傷が確認された場合は、セリウム系研摩材としては実用的でないことの指標となる。また、精密研摩用には２０本以下が好ましく、１０本以下が特に好ましい。
【００５７】
上記した実施例１の製造工程と同じ手順で、種々の条件を変更して実施例２〜３６のセリウム系研摩材を製造した。
【００５８】
この実施例２〜３５の原料については、表１に示すように、炭酸セリウム（ＴＲＥＯ４５．２質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸ランタン（ＴＲＥＯ４３．０質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸プラセオジム（ＴＲＥＯ４４．６質量％、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸ネオジム（ＴＲＥＯ４３．３質量％、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）、炭酸イットリウム（ＴＲＥＯ３６．０質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ９９．９９質量％）を用い、表３〜６に示す各セリウム系研摩材の組成になるように秤量して混合した炭酸希土を原料として用いた。このような混合によって調整した原料により製造されるセリウム系研摩材は、原料組成と同じとなる。
【００５９】
各原料は、混合したものを最初に４５０℃、１２時間の仮焼処理を行った。そして、アトライタ（日本コークス工業（株）製）により、湿式粉砕処理を行った。粉砕媒体としては、直径５ｍｍのステンレスボールを用い、粉砕した。尚、この湿式粉砕処理は、表２に示す平均粒径Ｄ５０の値を目標に行った。
【００６０】
そして、各組成の炭酸希土原料を用い、図２で示す工程フローに従い、各セリウム系研摩材を製造した。また、各実施例のセリウム系研摩材の製造条件を表２に示す。
【００６１】
各実施例の製造条件の違いを説明する。実施例１〜６は、ＯＲＥＯ／ＴＲＥＯの含有量を変化させたものである。そして、ＣｅＯ２とＲＥ＊Ｏ（Ｌａ２Ｏ３）との比率をＣｅＯ２：ＲＥ＊Ｏ＝７：３にしたものである。実施例７〜１１は、希土類酸化物の含有量を一定にして、フッ素含有量を変化させたため、ほぼ同じ平均粒径となるように焼成温度を調整したものである。実施例１２〜１７は、希土類酸化物の含有量（ＲＥ＊Ｏ）を変化させ、ほぼ同じフッ素含有量にするため、フッ化水素の添加量を一定にするとともに、ほぼ同じ平均粒径となるように焼成温度を調整したものである。実施例１８〜２５は、得られるセリウム系研摩材のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅を変化させるため焼成温度を変化したもので、焼成温度が高い場合にはフッ素が揮発しやすいため、フッ化水素の使用量も調整したものである。実施例２６〜３３は、仮焼処理後の湿式粉砕時間を変化させ、平均粒径を調整したものである。実施例３４、３５は、ＲＥ＊（ＲＥ＊Ｏ）としてＬａ（Ｌａ２Ｏ３）ではないものを採用したもので、実施例３４がＮｄ（Ｎｄ２Ｏ３）、実施例３５がＹ（Ｙ２Ｏ３）としたものである。
【００６２】
実施例３６は、以下に示す比較例１の原料（一般的な研摩材原料である中国酸炭酸希土（ＴＲＥＯ４５質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ６２．５質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ３１．６質量％、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ５．３質量％、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ０．６質量％、Ｆ／ＴＲＥＯ＜０．１質量％））を次のような手順を行って炭酸希土の原料とした。
【００６３】
上記した中国産炭酸希土を、塩酸により溶解して、真空ろ過処理して得られた溶解ろ液を用いて、図３に示す溶媒抽出分離精製を行った。図３には、溶媒抽出の工程概略図を示している。この溶媒抽出では５０段のミキサーセトラーを使用した。１段目に、２．０Ｌ／ｍｉｎで溶媒を供用した。抽出剤は、市販品のＰＣ−８８Ａ（大八化学工業（株）製）を用い、希釈剤は、市販品のＩＰソルベント２０２８（出光興産（株）製）を用いた。この抽出剤と希釈剤との混合比率は、抽出剤が３０ｖｏｌ％となるようにした。また、２０段目には、溶解ろ液（ＴＲＥＯ１００ｇ／Ｌ）を１．０Ｌ／ｍｉｎで供用した。４０段目には１ｍｏｌ／Ｌ塩酸を０．２Ｌ／ｍｉｎで供用し、５０段目には４ｍｏｌ／Ｌ塩酸を０．５Ｌ／ｍｉｎで供用し、また、５段目と１０段目には、１ｍｏｌ／Ｌアンモニア水を０．２Ｌ／ｍｉｎで供用した。１段目からはＣｅ−Ｌａ液が産出され、４１段目からはＰｒ−Ｎｄ液が産出される。５０段目から産出される溶媒はサービスタンクに戻り、１段目に供用するようにした。
【００６４】
そして、得られた精製液（Ｃｅ−Ｌａ液）を、ＴＲＥＯが５０ｇ／Ｌになるように水で希釈し、液温５０℃になるまで加熱し、５０ｇ／Ｌ濃度の炭酸水素アンモニウム水溶液をｐＨ７．０になるまで約１時間かけて添加して、添加終了後１０分間撹拌を継続し、その後真空ろ過処理をして、水洗することで、実施例３６の炭酸希土原料（ＴＲＥＯ４５質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ６６．１質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ３３．９質量％）とした。この炭酸希土の原料を４００℃、１２時間の仮焼処理した後、表２に示す条件で、実施例３６のセリウム系研摩材を製造した。
【００６５】
比較のために、比較例１〜１３のセリウム系研摩材を製造した。比較例１は、一般的な研摩材原料である中国酸炭酸希土（ＴＲＥＯ４５質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ６２．５質量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ３１．６質量％、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ５．３質量％、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ０．６質量％、Ｆ／ＴＲＥＯ＜０．１質量％））を炭酸希土の原料を４００℃、１２時間の仮焼処理を行い使用した。この比較例１の製造条件は表２に示す。
【００６６】
また、比較例２〜１３は、表１に示す原料を用い、上記実施例２〜３５で説明した同じ要領で表３〜表５に示す各比較例のセリウム系研摩材と同じ組成の炭酸希土の原料を用いた。各組成の炭酸希土原料を４００℃、１２時間の仮焼処理した後、図２で示す工程フローに従い、比較例２〜１３のセリウム系研摩材を製造した（各比較例のセリウム系研摩材の製造条件を表２に示す）。
【００６７】
比較例１〜１３の製造条件の相違について説明する。比較例１〜５は、実施例１〜６と同様にＯＲＥＯ／ＴＲＥＯの含有量を変化させたものである。比較例６、７は、実施例７〜１１と同様で、希土類酸化物の含有量を一定にして、フッ素含有量を変化させたため、ほぼ同じ平均粒径となるように焼成温度を調整したものである。比較例８、９は、実施例１２〜１７と同様で、希土類酸化物の含有量（ＲＥ＊Ｏ）を変化させ、ほぼ同じフッ素含有量にするため、フッ化水素の添加量を一定にするとともに、ほぼ同じ平均粒径となるように焼成温度を調整したものである。比較例１０、１１は、実施例１８〜２５と同様で、得られるセリウム系研摩材のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅を変化させるため焼成温度を変化したもので、焼成温度が高い場合にはフッ素が揮発しやすいため、フッ化水素の使用量も調整したものである。比較例１２、１３は、実施例２６〜３３と同様で、仮焼処理後の湿式粉砕時間を変化させ、平均粒径を調整したものである。
【００６８】
実施例１〜３６、比較例１〜１３のセリウム系研摩材について、組成、Ｘ線回折、平均粒径Ｄ５０を調査した結果、研摩速度及び研摩傷に関する研摩評価結果を表３〜表６に示す。尚、実施例６については、データの比較基準として、表中の数カ所に記載した。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【００７１】
【表３】
【００７２】
【表４】
【００７３】
【表５】
【００７４】
【表６】
【００７５】
表３〜表６の結果より次のことが判明した。各ＯＲＥＯ／ＴＲＥＯが０．５質量％以下、但し合計が２質量％以下（（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊）／ＴＲＥＯが９８％以上）であれば、研摩傷の発生が少ない。各ＯＲＥＯ／ＴＲＥＯは小さいと研摩傷の発生が少ない（実施例１〜６、比較例１〜５）。
比較例５については、各ＯＲＥＯ／ＴＲＥＯが０．５質量％以下であるが、（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊）／ＴＲＥＯが９８％未満であり、実施例１と比較すると研摩傷の発生が多い結果となった。
【００７６】
Ｆ含有量については、５〜１５質量％が研摩傷の発生が少なく、特に５〜１０質量％が好ましいことが判明した。
【００７７】
ＣｅＯ２／ＴＲＥＯについては、研摩傷の発生を抑制できるという点からすると、５０〜９０質量％が好ましく、５５〜８５質量％がさらに好ましく、６０〜８０質量％が特に好ましいことが判明した（実施例１２〜１７、比較例８、９）。ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯについては、研摩傷の発生を抑制できるという点からすると、１０〜５０質量％が好ましく、１５〜４５質量％がさらに好ましく、２０〜４０質量％が特に好ましいことが判明した（実施例１２〜１７、比較例８、９）。
【００７８】
次に、Ｘ線回折測定におけるＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅については、研摩傷の発生を抑制できるという観点からすると、０．１０ｄｅｇ以上が好ましく、０．１５ｄｅｇ以上がさらに好ましく、０．２０ｄｅｇ以上が特に好ましいことが判明した。また、研摩速度が大きいという観点からすると、１．０ｄｅｇ以下が好ましくは０．９０ｄｅｇ以下がさらに好ましく、０．８０ｄｅｇ以下が特に好ましいことが判明した（実施例１８〜２５、比較例１０、１１）。
【００７９】
平均粒径Ｄ５０については、研摩速度が大きいという観点からすると、０．２μｍ以上が好ましく、０．３μｍ以上がさらに好ましく、０．４μｍ以上が特に好ましいことが判明した（実施例２６〜３３、比較例１２、１３）。そして、研摩傷の発生の観点からすると、３．５μｍ以下が、３．０μｍ以下がさらに好ましく、２．５μｍ以下が特に好ましいことが判明した。
【００８０】
ＲＥ＊Ｏについては、実施例３４、３５、実施例６の結果より、Ｌａ２Ｏ３以外も使用可能であることが判明した。但し、研摩傷の発生を抑制する観点からすると、Ｌａ２Ｏ３が最も好ましいものであった。
【００８１】
実施例３６の結果より、高純度希土類炭酸塩を複数種類混合しなくても、溶媒抽出により分離・精製を行えば同様な原料を製造できることが確認された。Ｃｅ−Ｌａ系の場合は、特に溶媒抽出による製造が容易であり、低コストが実現できる。そして、比較例１の原料についても、原料提供地において溶媒抽出により分離・精製して製造されているものであるので、炭酸塩にすることなく、精製液を実施例３６と同様な溶媒抽出にて分離・精製することができる。尚、通常入手可能な原料である中国産炭酸希土を用いた比較例１のセリウム系研摩材は、各実施例のセリウム系研摩材に比べると、研摩傷の発生が多い結果となっているが、特に精度を要求されない場合では実用可能な研摩速度、研摩傷レベルである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によれば、研摩速度が大きいだけでなく、研摩傷の発生を極力低減した研摩面を実現できるセリウム系研摩材を提供することができる。そのため、より精度の高い研摩面、すなわち、研摩傷の発生が極力低減された研摩面を高速に仕上げることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆを含有し、
希土類元素としてのＣｅと、
Ｃｅ以外の希土類元素であるＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から選択される一種の希土類元素（ＲＥ＊とする）を含有する、希土類酸化物を主成分とするセリウム系研摩材において、
セリウム系研摩材中のＦの含有量は５．０〜１５．０質量％であり、
全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める酸化セリウム（ＣｅＯ２）の質量の割合（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ）は４８質量％〜９０質量％で、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、セリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）の質量の割合（ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯ）は８質量％〜５０質量％で、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、酸化セリウムとセリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）との合計の質量の割合（（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯ）は９８質量％以上であり、
Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素（ＯＲＥとする）は、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、前記１３種のＯＲＥにおける各酸化物（各ＯＲＥＯ）の質量の割合（（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯ）が０．５質量％以下の含有量であることを特徴とするセリウム系研摩材。
【請求項２】
Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線またはＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折法によってＸ線ピーク強度を測定したときに２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅が、２θで０．１〜１．０ｄｅｇである請求項１に記載のセリウム系研摩材。
【請求項３】
レーザ回折・散乱法粒度分布測定における小粒径側からの累積体積５０％の平均粒径Ｄ５０が０．２〜３．５μｍである請求項１または請求項２に記載のセリウム系研摩材。
【請求項４】
ＲＥ＊がＬａである請求項１〜請求項３いずれか一項に記載のセリウム系研摩材。
【請求項５】
（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯが、０．１質量％未満である請求項１〜請求項４いずれか一項に記載のセリウム系研摩材。
【請求項６】
Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線またはＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折法によってＸ線ピーク強度を測定したときに２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピーク強度（Ａ）に対する、２θ（回折角）＝２６．５ｄｅｇ付近の希土類オキシフッ化物のピーク強度（Ｂ）の強度比（Ｂ／Ａ）が、０．０５〜１．０である請求項１〜請求項５いずれか一項に記載のセリウム系研摩材。
【請求項７】
請求項１〜請求項６いずれか一項に記載のセリウム系研摩材と水性液とを含むセリウム系研摩材スラリー。
【請求項１】
Ｆを含有し、
希土類元素としてのＣｅと、
Ｃｅ以外の希土類元素であるＹ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から選択される一種の希土類元素（ＲＥ＊とする）を含有する、希土類酸化物を主成分とするセリウム系研摩材において、
セリウム系研摩材中のＦの含有量は５．０〜１５．０質量％であり、
全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める酸化セリウム（ＣｅＯ２）の質量の割合（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ）は４８質量％〜９０質量％で、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、セリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）の質量の割合（ＲＥ＊Ｏ／ＴＲＥＯ）は８質量％〜５０質量％で、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、酸化セリウムとセリウム以外の一種の希土類元素の酸化物（ＲＥ＊Ｏ）との合計の質量の割合（（ＣｅＯ２＋ＲＥ＊Ｏ）／ＴＲＥＯ）は９８質量％以上であり、
Ｙ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕの１４種から希土類元素ＲＥ＊を除いた１３種から選択される希土類元素（ＯＲＥとする）は、全希土類酸化物換算質量（ＴＲＥＯ）に占める、前記１３種のＯＲＥにおける各酸化物（各ＯＲＥＯ）の質量の割合（（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯ）が０．５質量％以下の含有量であることを特徴とするセリウム系研摩材。
【請求項２】
Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線またはＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折法によってＸ線ピーク強度を測定したときに２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピークの半値幅が、２θで０．１〜１．０ｄｅｇである請求項１に記載のセリウム系研摩材。
【請求項３】
レーザ回折・散乱法粒度分布測定における小粒径側からの累積体積５０％の平均粒径Ｄ５０が０．２〜３．５μｍである請求項１または請求項２に記載のセリウム系研摩材。
【請求項４】
ＲＥ＊がＬａである請求項１〜請求項３いずれか一項に記載のセリウム系研摩材。
【請求項５】
（各ＯＲＥＯ）／ＴＲＥＯが、０．１質量％未満である請求項１〜請求項４いずれか一項に記載のセリウム系研摩材。
【請求項６】
Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線またはＣｕ−Ｋα１線を用いたＸ線回折法によってＸ線ピーク強度を測定したときに２θ（回折角）＝２８ｄｅｇ付近のＣｅＯ２を主成分とする希土類酸化物のピーク強度（Ａ）に対する、２θ（回折角）＝２６．５ｄｅｇ付近の希土類オキシフッ化物のピーク強度（Ｂ）の強度比（Ｂ／Ａ）が、０．０５〜１．０である請求項１〜請求項５いずれか一項に記載のセリウム系研摩材。
【請求項７】
請求項１〜請求項６いずれか一項に記載のセリウム系研摩材と水性液とを含むセリウム系研摩材スラリー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−６６３７０（Ｐ２０１２−６６３７０Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１５１５３（Ｐ２０１０−２１５１５３）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【特許番号】特許第４８７６１８３号（Ｐ４８７６１８３）
【特許公報発行日】平成２４年２月１５日（２０１２．２．１５）
【出願人】（０００００６１８３）三井金属鉱業株式会社 (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【特許番号】特許第４８７６１８３号（Ｐ４８７６１８３）
【特許公報発行日】平成２４年２月１５日（２０１２．２．１５）
【出願人】（０００００６１８３）三井金属鉱業株式会社 (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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