JP4585991B2 - セリウム系研摩材 - Google Patents
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セリウム系希土類炭酸塩、セリウム系希土類酸化物、又はセリウム系希土類炭酸塩とセリウム系希土類酸化物との混合物のうちから選択されるいずれか一つからなる希土類成分含有物と、Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属塩と、または、Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属塩とアルカリ土類金属塩との混合物とから選択される金属含有塩(但し、珪酸塩を含まない)と、 を混合して焼成され、0.5wt%以下のフッ素を含有し、かつ、Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属と、または、Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属とアルカリ土類金属の混合物と のいずれかを含み、Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属塩を含む場合、元素換算で0.3〜5wt%含有し、Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属とアルカリ土類金属の混合物を含む場合、アルカリ金属とアルカリ土類金属とを、元素換算で合計して0.3〜5wt%含有するセリウム系研摩材とする。
また、本発明は、前記希土類成分含有物が、0.05〜3.0μmの平均粒径であるセリウム系研摩材とする。
また、本発明は、前記セリウム系研摩材が、0.1〜5.0μmの平均粒径であって、かつ0.1〜30m2/gの窒素ガスによるBET比表面積を有するセリウム系研摩材とする。
また、本発明は、前記Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属を含む場合、元素換算で0.3〜3wt%含有し、前記Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属とアルカリ土類金属の混合物を含む場合、アルカリ金属とアルカリ土類金属とを、元素換算で合計して0.3〜3wt%含有するセリウム系研摩材とする。
また、本発明は、前記セリウム系研摩材は、0.2wt%以下以下のフッ素を含有するセリウム系研摩材とする。
また、本発明は、前記セリウム系研摩材は、前記希土類成分含有物に、少なくとも珪酸塩を除くアルカリ土類金属塩(但しMg塩を除く)を混合して得られ、前記アルカリ土類金属の主成分は、Caであるセリウム系研摩材とする。
また、本発明は、前記セリウム系研摩材が、前記希土類成分含有物と、前記金属含有塩とを、湿式又は乾式の少なくともいずれかの方法で混合して焼成され、混合前の前記金属含有塩の平均粒径が、前記希土類成分含有物の平均粒径より小さいセリウム系研摩材とする。
また、本発明は、前記セリウム系研摩材は、600〜1100℃の温度で焼成して得られるセリウム系研摩材とする。
また、金属含有塩の量としては、希土類成分含有物の全希土酸化物換算量(TREO)に対して、0.5〜15wt%とする。
即ち、金属含有塩が、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩のいずれか一方からなる場合には、前記金属含有塩としてのアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩の量を、前記希土類成分含有物の全希土酸化物換算量(TREO)に対して、0.5〜15wt%とし、金属含有塩が、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩の双方からなる場合には、アルカリ金属塩の量とアルカリ土類金属塩の量との合計量を金属含有塩の量とし、この金属含有塩の量を、希土類成分含有物の全希土酸化物換算量(TREO)に対して0.5〜15wt%とする。
0.5wt%未満では、焼成効果がなく、得られる研摩材の研摩値が低い。15wt%を越えると、均一な焼結が困難となり異常粒成長を起こし、研摩キズの原因となる。
前記粉砕後の希土類成分含有物の平均粒径、金属含有塩の平均粒径、あるいはこれらの混合物の平均粒径(D50)が、0.05〜3.0μmであることが好ましい。平均粒径(D50)が、0.05μm未満では、粉砕に時間とコストがかかるようになる。また、平均粒径(D50)が、3.0μmを越えると希土類成分含有物の粒子表面に金属含有塩の粒子を均一に、物理的及び/又は化学的に吸着させることが困難になって、焼成時に異常粒成長を起こしやすくなる。希土類成分含有物の粒子表面に金属含有塩の粒子を均一に、物理的及び/又は化学的に吸着させることによって、焼成時に、焼結促進効果はそのままで、異常粒成長だけを抑制することが可能になり、均一に粒成長するものと考えられる。
従来は、希土類成分含有物の中に金属含有塩が多く含まれる場合は、除去されていた。これは、もともとバストネサイト精鉱等に偏在していたため異常粒成長を起こし均一な粒成長を阻害していたが、これらを希土類成分含有物の粒子表面に均一に分散させることで、異常粒成長を抑制し、均一な粒子を得ることができる。
このように、金属含有塩を粒子表面に均一に分布させて、焼成時の異常粒成長を抑えることができるために、平均粒径及びその粒径分布を制御することが容易であり、Fを含有しなくとも、研摩精度を低下させることなく、研摩速度を高くすることができる。
また、溶媒への溶解度が大きい金属含有塩の場合は、溶媒に溶かして、混合又は混合及び粉砕に供用することができる。湿式の溶媒としては、水や水溶性有機溶媒が好ましい。有機溶媒として、アルコール、多価アルコール、アセトン等がある。特に、水が好ましい。また、湿式混合機としては、適宜選択することができるが、湿式ボールミルが好ましい。
また、セリウム系研摩材としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルカリ金属及びアルカリ土類金属の双方を合計で、元素換算で0.3〜5wt%を含有する。
即ち、セリウム系研摩材がアルカリ金属又はアルカリ土類金属のいずれか一方を含む場合は、このアルカリ金属又はアルカリ土類金属を元素換算で0.3〜5wt%含有し、セリウム系研摩材がアルカリ金属とアルカリ土類金属の双方を含む場合は、アルカリ金属とアルカリ土類金属とを、元素換算で合計して0.3〜5wt%含有する。
F含有量が0.5wt%以下の場合に、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアルカリ金属及びアルカリ土類金属の双方の合計の含有量が0.3wt%以下では研摩値が小さく、5wt%を越えると研摩キズが多く発生する。
(実施例1)
セリウム系研摩材を、中国産の炭酸希土と酸化希土とを重量比(ここで、炭酸希土は乾燥重量である。)7:3で混合して使用する。希土類成分含有物の組成分析値を表1に示す。
実施例2では、アルカリ金属塩としてNaClを5wt%混合した以外は実施例1と同じである。実施例3、4及び5では、アルカリ土類金属としてCaCl2をそれぞれ2wt%、5wt%及び10wt%を混合した以外は実施例1と同じである。
比較例1は、金属含有塩を混合しなかった以外は実施例1と同じである。また、比較例2は、原料を湿式ボールミルで混合・粉砕した後に、7wt%のフッ酸で処理した以外は実施例1と同じである。また、比較例3は、アルカリ土類金属としてCaCl2を25wt%と、多量に混合した以外は実施例1と同じである。
希土類成分含有物と金属含有塩を乾式で混合して、セリウム系研摩材を製造する。希土類成分含有物を乾式ボールミルで、平均粒径が1.1μmになるまで粉砕した。希土類成分含有物は実施例1と同じものを用いる。次に、アルカリ金属塩として、NaCl(JT社製:工業用並塩95%)を粉砕して、平均粒径を0.5μmにした。この粉砕したNaClを希土類成分含有物に対して2wt%添加して、乾式のV型混合機で混合した。次に、電気炉で、950℃で10時間焼成した。焼成後、アトマイザーで粉砕し、風力分級機で分級して、平均粒径1.0μmのセリウム系研摩材を得る。
実施例7では、アルカリ金属塩としてNaClを5wt%、実施例8では、アルカリ金属塩としてKClを5wt%、実施例9ではアルカリ土類金属塩としてCaSO4を5wt%、実施例10ではアルカリ土類金属塩としてCaCO3を5wt%、実施例11ではアルカリ土類金属塩としてMgCl2を5wt%混合した以外は実施例6と同じである。
実施例12では酸化希土に、実施例13では炭酸希土に、NaClを5wt%を混合した以外は実施例6と同じである。
比較例4は、炭酸希土と酸化希土との混合物を原料として、アルカリ土類金属塩としてCaCO3を0.2wt%混合した以外は、実施例6と同じである。
Claims (8)
- 酸化セリウムを主成分とするセリウム系研摩材において、
セリウム系希土類炭酸塩、セリウム系希土類酸化物、又はセリウム系希土類炭酸塩とセリウム系希土類酸化物との混合物のうちから選択されるいずれか一つからなる希土類成分含有物と、
Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属塩と、または、
Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属塩とアルカリ土類金属塩との混合物とから選択される金属含有塩(但し、珪酸塩を含まない)と、 を混合して焼成され、
0.5wt%以下のフッ素を含有し、
かつ、Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属と、または、
Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属とアルカリ土類金属の混合物と のいずれかを含み、
Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属塩を含む場合、元素換算で0.3〜5wt%含有し、
Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属とアルカリ土類金属の混合物を含む場合、アルカリ金属とアルカリ土類金属とを、元素換算で合計して0.3〜5wt%含有する
ことを特徴とするセリウム系研摩材。 - 請求項1に記載のセリウム系研摩材において、
前記希土類成分含有物が、0.05〜3.0μmの平均粒径である
ことを特徴とするセリウム系研摩材。 - 請求項1又は2に記載のセリウム系研摩材において、
前記セリウム系研摩材が、0.1〜5.0μmの平均粒径であって、かつ0.1〜30m2/gの窒素ガスによるBET比表面積を有する
ことを特徴とするセリウム系研摩材。 - 請求項1ないし3に記載のセリウム系研摩材において、
前記Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属を含む場合、元素換算で0.3〜3wt%含有し、
前記Na、K又はこれらの混合物からなるアルカリ金属とアルカリ土類金属の混合物を含む場合、アルカリ金属とアルカリ土類金属とを、元素換算で合計して0.3〜3wt%含有する
ことを特徴とするセリウム系研摩材。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載のセリウム系研摩材において、
前記セリウム系研摩材は、0.2wt%以下のフッ素を含有する
ことを特徴とするセリウム系研摩材。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載のセリウム系研摩材において、
前記セリウム系研摩材は、
前記希土類成分含有物に、少なくとも珪酸塩を除くアルカリ土類金属塩を混合して得られ、
前記アルカリ土類金属の主成分は、Caである
ことを特徴とするセリウム系研摩材。 - 請求項1ないし6のいずれかに記載のセリウム系研摩材において、
前記セリウム系研摩材が、前記希土類成分含有物と、前記金属含有塩とを、湿式又は乾式の少なくともいずれかの方法で混合して焼成され、
混合前の前記金属含有塩の平均粒径が、前記希土類成分含有物の平均粒径より小さい
ことを特徴とするセリウム系研摩材。 - 請求項1ないし7のいずれかに記載のセリウム系研摩材において、
前記セリウム系研摩材は、600〜1100℃の温度で焼成して得られる
ことを特徴とするセリウム系研摩材。
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