JPWO2015129776A1 - Method for producing composite metal oxide polishing material and composite metal oxide polishing material - Google Patents

Method for producing composite metal oxide polishing material and composite metal oxide polishing material Download PDF

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Abstract

セリウムフリーの研磨材料において良好な研磨速度を有する研磨材料及び該研磨材料の簡便な製造方法を提供する。ストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムとを混合する混合工程と、上記混合工程により得られた混合物を焼成する焼成工程とを含むことを特徴とする複合金属酸化物研磨材料の製造方法。A polishing material having a good polishing rate in a cerium-free polishing material and a simple method for producing the polishing material are provided. A method for producing a composite metal oxide polishing material, comprising: a mixing step of mixing a strontium compound and zirconium oxide; and a baking step of baking the mixture obtained by the mixing step.

Description

本発明は、複合金属酸化物研磨材料の製造方法及び複合金属酸化物研磨材料に関する。 The present invention relates to a method for producing a composite metal oxide polishing material and a composite metal oxide polishing material.

レンズやプリズム等、高い透明性と精度を要求される精密な光学ガラス製品の研磨には、酸化セリウム系の研磨材が用いられている。この研磨材は、いわゆるレアアース(希土類)を多く含む鉱物を焼成して粉砕することによって製造される。 Cerium oxide-based abrasives are used for polishing precision optical glass products that require high transparency and accuracy, such as lenses and prisms. This abrasive is produced by firing and pulverizing minerals rich in so-called rare earths (rare earths).

しかしながら、レアアースはその需要が増大し、供給が不安定になっていることから、セリウムの使用量を低減させる技術と代替材料の開発が望まれている。このような代替研磨材として、特許文献1にはペロブスカイト型酸化物が研磨材として好適である旨が開示され、特許文献2には鉄系ペロブスカイト型の研磨材が開示され、特許文献3にはジルコニウム系ペロブスカイト型の研磨材が開示されている。 However, since the demand for rare earth has increased and the supply has become unstable, the development of technology and alternative materials that reduce the amount of cerium used is desired. As such an alternative abrasive, Patent Literature 1 discloses that a perovskite oxide is suitable as an abrasive, Patent Literature 2 discloses an iron-based perovskite-type abrasive, and Patent Literature 3 discloses. A zirconium-based perovskite-type abrasive is disclosed.

特開2001−107028号公報JP 2001-107028 A 特開2012−122042号公報JP 2012-124202 A 特開2013−82050号公報JP2013-82050A

しかしながら、特許文献1に開示された研磨材を用いてガラス研磨を行った場合、研磨後のガラスは平滑な表面が得られるものの、研磨速度が低いという問題があった。 However, when glass polishing is performed using the abrasive disclosed in Patent Document 1, the polished glass has a problem that the polishing rate is low although a smooth surface can be obtained.

また特許文献2に記載の研磨材は、噴霧熱分解法で製造されており、製造に特殊な設備と多大な時間を要するため大量生産に適していないことや、ニッケルやコバルト等のレアメタルを用いているため、酸化セリウムと同様の供給不安が懸念される等の問題があった。
特許文献3に記載の研磨材も、噴霧熱分解法で製造されており、大量生産には適していない。
Further, the abrasive described in Patent Document 2 is manufactured by spray pyrolysis, and requires special equipment and a great deal of time for manufacturing, so that it is not suitable for mass production, and rare metals such as nickel and cobalt are used. Therefore, there are problems such as concern about supply insecurity similar to cerium oxide.
The abrasive described in Patent Document 3 is also manufactured by the spray pyrolysis method and is not suitable for mass production.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、セリウムフリーの研磨材料において良好な研磨速度を有する研磨材料及び該研磨材料の簡便な製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a polishing material having a good polishing rate in a cerium-free polishing material and a simple method for producing the polishing material. .

上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、ストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムを混合、焼成して得られる複合金属酸化物研磨材料が、良好な研磨速度を示すことを見出し、本発明を完成させた。 In order to solve the above problems, the present inventors have conducted intensive studies and found that a composite metal oxide polishing material obtained by mixing and baking a strontium compound and zirconium oxide exhibits a good polishing rate. The present invention has been completed.

すなわち、本発明の複合金属酸化物研磨材料の製造方法(「本発明の製造方法」とも称す)は、ストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムとを混合する混合工程と、上記混合工程により得られた混合物を焼成する焼成工程とを含むことを特徴とする。 That is, the manufacturing method of the composite metal oxide polishing material of the present invention (also referred to as “the manufacturing method of the present invention”) includes a mixing step of mixing a strontium compound and zirconium oxide, and firing the mixture obtained by the mixing step. And a firing step.

本発明の製造方法では、原料としてストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムとを混合する混合工程と、上記混合工程により得られた混合物を焼成する焼成工程とを含む。
この製造方法では、Zr原料として酸化ジルコニウムを用いることにより、得られた複合金属酸化物研磨材料がZrOとSrZrOとの複合体を形成し、高い研磨速度を実現することができる。なお、ZrOとSrZrOとの複合体とは、ZrOとSrZrOとのそれぞれの一次粒子が部分的に焼結して形成された二次粒子のことを言う。例えば、複合体についてエネルギー分散X線分光法(EDS)による元素マッピングを行えば、SrとZrが検出される一次粒子とZrのみが検出される一次粒子とが、二次粒子を形成している様子が観察される。
このような方法を用いることで、セリウムフリーの研磨材料において良好な研磨速度を有する研磨材料を製造することができる。
なお、上記原料からもわかるように、本発明の製造方法は、固相反応法により行われる。
In the manufacturing method of this invention, the mixing process which mixes a strontium compound and a zirconium oxide as a raw material, and the baking process which bakes the mixture obtained by the said mixing process are included.
In this manufacturing method, by using zirconium oxide as the Zr raw material, the obtained composite metal oxide polishing material forms a composite of ZrO 2 and SrZrO 3, and a high polishing rate can be realized. Note that the complex of ZrO 2 and SrZrO 3, refers to secondary particles each of the primary particles of ZrO 2 and SrZrO 3 are formed by partially sintering. For example, when element mapping is performed on the composite by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), primary particles from which Sr and Zr are detected and primary particles from which only Zr is detected form secondary particles. The situation is observed.
By using such a method, it is possible to produce a polishing material having a good polishing rate in a cerium-free polishing material.
As can be seen from the above raw materials, the production method of the present invention is carried out by a solid phase reaction method.

本発明の製造方法では、上記混合工程におけるストロンチウム化合物は、炭酸ストロンチウム及び水酸化ストロンチウムからなる群から選択される少なくとも一種であることが望ましい。炭酸ストロンチウム及び水酸化ストロンチウムは、酸化ジルコニウムとの反応が容易に進行してジルコン酸ストロンチウム(SrZrO)を生成しやすい。In the production method of the present invention, the strontium compound in the mixing step is preferably at least one selected from the group consisting of strontium carbonate and strontium hydroxide. Strontium carbonate and strontium hydroxide easily react with zirconium oxide to easily produce strontium zirconate (SrZrO 3 ).

本発明の製造方法では、上記混合工程における酸化ジルコニウムの、線源としてCuKα線を用いたX線回折における2θ=27.00〜31.00°での最大ピークの半価幅が0.1〜3.0°であることが望ましく、0.1〜1.0°であることがより望ましく、0.1〜0.7°であることが更に望ましく、0.1〜0.4°であることが特に望ましい。上記半価幅が3.0°を超えると、得られる複合金属酸化物研磨材料に含まれるZrOの結晶性が低く、ZrOに由来する機械研磨作用が充分に得られないことがある。また、上記半価幅が0.1°未満では、原料とするZrOの結晶性が高く、ストロンチウム化合物との反応が起こりにくくなるため、研磨速度の良好な複合金属酸化物研磨材料が得られないことがある。In the production method of the present invention, the half-value width of the maximum peak at 2θ = 27.0 to 31.00 ° in X-ray diffraction of the zirconium oxide in the mixing step using CuKα ray as a radiation source is 0.1 to 3 °. 3.0 ° is desirable, 0.1 to 1.0 ° is more desirable, 0.1 to 0.7 ° is still more desirable, and 0.1 to 0.4 ° is desirable. It is particularly desirable. When the half width exceeds 3.0 °, the crystallinity of ZrO 2 contained in the obtained composite metal oxide polishing material is low, and the mechanical polishing action derived from ZrO 2 may not be sufficiently obtained. Further, if the half width is less than 0.1 °, the crystallinity of ZrO 2 as a raw material is high, and the reaction with the strontium compound hardly occurs, so that a composite metal oxide polishing material having a good polishing rate can be obtained. There may not be.

本発明の複合金属酸化物研磨材料は、ZrOの結晶相と、SrZrOの結晶相とを含み、かつ、線源としてCuKα線を用いたX線回折における斜方晶SrZrOの(040)面に由来するピークの半価幅が0.1〜3.0°であることを特徴とする。
上記半価幅は0.1〜1.0°であることが望ましく、0.1〜0.7°であることがより望ましく、0.1〜0.4°であることが更に望ましい。
研磨材料に含まれるZrOの結晶相が機械研磨作用を担い、SrZrOの結晶相が化学研磨作用を担うことで、良好な研磨速度を示すことができる。
更に、ZrOとSrZrOとが複合体を形成しているため、ZrOの結晶相による機械研磨作用とSrZrOの結晶相による化学研磨作用とが効果的に発揮される。
更に、上記半価幅が0.1〜3.0°であると、化学研磨作用を効果的に発揮するSrZrOの結晶性が程よく、化学研磨作用を充分に発揮することができる。
上記半価幅が3.0°を超えると、SrZrOの結晶性が低く、SrZrOに由来する化学研磨作用が充分に得られないことがある。また、上記半価幅が0.1°未満であると、SrZrOの結晶性が高すぎて、SrZrOに由来する化学研磨作用が充分に得られないことがある。
The composite metal oxide polishing material of the present invention includes a crystal phase of ZrO 2 and a crystal phase of SrZrO 3 , and (040) of orthorhombic SrZrO 3 in X-ray diffraction using CuKα rays as a radiation source. The half width of the peak derived from the surface is 0.1 to 3.0 °.
The half width is preferably 0.1 to 1.0 °, more preferably 0.1 to 0.7 °, and still more preferably 0.1 to 0.4 °.
Since the crystal phase of ZrO 2 contained in the polishing material is responsible for the mechanical polishing action and the crystal phase of SrZrO 3 is responsible for the chemical polishing action, a good polishing rate can be exhibited.
Furthermore, since ZrO 2 and SrZrO 3 form a composite, the mechanical polishing action by the crystal phase of ZrO 2 and the chemical polishing action by the crystal phase of SrZrO 3 are effectively exhibited.
Furthermore, when the half width is 0.1 to 3.0 °, the crystallinity of SrZrO 3 that effectively exhibits the chemical polishing action is moderate, and the chemical polishing action can be sufficiently exhibited.
When the half width is more than 3.0 °, low crystalline SrZrO 3, there is a chemical polishing action derived from SrZrO 3 can not be obtained sufficiently. If the half width is less than 0.1 °, the crystallinity of SrZrO 3 is too high, and the chemical polishing action derived from SrZrO 3 may not be sufficiently obtained.

本発明の複合金属酸化物研磨材料の製造方法により、セリウムフリーの研磨材料において良好な研磨速度を有する研磨材料を効率よく製造することができる。この本発明の製造方法は、固相反応法により行われるため、噴霧熱分解法よりも製造プロセスが簡便となり、特殊な設備を導入することなく低コストでの製造が可能となる。また、本発明の複合金属酸化物研磨材料は、良好な研磨速度を示すことができ、しかも近年のレアアース供給不足にも充分に対応できるため、工業的に極めて有利な材料といえる。 By the method for producing a composite metal oxide polishing material of the present invention, a polishing material having a good polishing rate in a cerium-free polishing material can be efficiently produced. Since the production method of the present invention is performed by a solid phase reaction method, the production process is simpler than that of the spray pyrolysis method, and the production can be performed at a low cost without introducing special equipment. In addition, the composite metal oxide polishing material of the present invention can exhibit a good polishing rate, and can sufficiently cope with the recent shortage of rare earth supply, and thus can be said to be an extremely advantageous material industrially.

図1は、実施例1で用いたZr原料である酸化ジルコニウムのX線回折パターンである。FIG. 1 is an X-ray diffraction pattern of zirconium oxide as a Zr raw material used in Example 1. 図2は、実施例1に係る複合金属酸化物研磨材料のX線回折パターンである。FIG. 2 is an X-ray diffraction pattern of the composite metal oxide polishing material according to Example 1. 図3は、実施例1に係る複合金属酸化物研磨材料のSEM画像である。FIG. 3 is an SEM image of the composite metal oxide polishing material according to Example 1. 図4は、参考例又は比較参考例で用いた各研磨材スラリーの、pHに対するゼータ電位の関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship of the zeta potential with respect to the pH of each abrasive slurry used in the reference example or the comparative reference example.

〔複合金属酸化物研磨材料の製造方法〕
本発明の複合金属酸化物研磨材料の製造方法は、ストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムとを混合する混合工程と、該混合工程により得られた混合物を焼成する焼成工程とを含む。そのため、複合金属酸化物研磨材料が高い研磨速度を実現することができる。
[Method for producing composite metal oxide polishing material]
The method for producing a composite metal oxide polishing material of the present invention includes a mixing step of mixing a strontium compound and zirconium oxide, and a baking step of baking the mixture obtained by the mixing step. Therefore, the composite metal oxide polishing material can achieve a high polishing rate.

まず、本発明の製造方法における原料の一つ、ストロンチウム化合物について説明する。
本発明の製造方法においては、ストロンチウム化合物が、炭酸ストロンチウム及び水酸化ストロンチウムからなる群から選択される少なくとも一種であることが望ましい。炭酸ストロンチウム及び水酸化ストロンチウムは、酸化ジルコニウムとの反応が容易に進行してジルコン酸ストロンチウム(SrZrO)を生成しやすい。
First, a strontium compound, one of the raw materials in the production method of the present invention, will be described.
In the production method of the present invention, the strontium compound is desirably at least one selected from the group consisting of strontium carbonate and strontium hydroxide. Strontium carbonate and strontium hydroxide easily react with zirconium oxide to easily produce strontium zirconate (SrZrO 3 ).

次に、原料の酸化ジルコニウムについて説明する。
原料の酸化ジルコニウムは、線源としてCuKα線を用いたX線回折における2θ=27.00〜31.00°での最大ピークの半価幅(以降、単にZrOの最大ピークの半価幅ともいう)が0.1〜3.0°であることが望ましく、0.1〜1.0°であることがより望ましく、0.1〜0.7°であることが更に望ましく、0.1〜0.4°であることが特に望ましい。
上記半価幅が3.0°を超えると、得られる複合金属酸化物研磨材料に含まれるZrOの結晶性が低く、ZrOに由来する機械研磨作用が充分に得られないことがある。また上記半価幅が0.1°未満では、原料とするZrOの結晶性が高く、ストロンチウム化合物との反応が起こりにくくなるため、研磨速度の良好な複合金属酸化物研磨材料が得られないことがある。
なお、本明細書において、X線回折の線源はすべてCuKα線を用いた。
Next, the raw material zirconium oxide will be described.
Zirconium oxide as a raw material has a half-width of the maximum peak at 2θ = 27.0 to 31.00 ° in X-ray diffraction using CuKα ray as a radiation source (hereinafter, simply referred to as a half-width of the maximum peak of ZrO 2 ). Is preferably 0.1 to 3.0 °, more preferably 0.1 to 1.0 °, still more preferably 0.1 to 0.7 °, It is particularly desirable to be ~ 0.4 °.
When the half width exceeds 3.0 °, the crystallinity of ZrO 2 contained in the obtained composite metal oxide polishing material is low, and the mechanical polishing action derived from ZrO 2 may not be sufficiently obtained. Further, if the half width is less than 0.1 °, the crystallinity of ZrO 2 as a raw material is high and the reaction with the strontium compound hardly occurs, so that a composite metal oxide polishing material having a good polishing rate cannot be obtained. Sometimes.
In this specification, CuKα rays were used for all X-ray diffraction sources.

原料の酸化ジルコニウムは、その比表面積が2.0〜200m/gであることが望ましく、2.0〜180m/gであることがより望ましく、2.0〜160m/gであることが更に望ましい。酸化ジルコニウムの比表面積が2.0〜200m/gである場合、程よい結晶性のSrZrO相を効率よく生成しやすくなる。
酸化ジルコニウムの比表面積が2.0m/g未満である場合、ストロンチウム化合物との反応性が低下してしまうことがある。また、酸化ジルコニウムの比表面積が200m/gを超える場合、酸化ジルコニウムの反応性が高くなり過ぎて、ストロンチウム化合物との反応制御が困難となり、研磨速度の良好な複合金属酸化物研磨材料が得られにくいことがある。
It zirconium oxide raw material, it is desirable that a specific surface area of 2.0~200m 2 / g, and more desirably 2.0~180m 2 / g, a 2.0~160m 2 / g Is more desirable. When the specific surface area of zirconium oxide is 2.0 to 200 m 2 / g, it becomes easy to efficiently produce a moderately crystalline SrZrO 3 phase.
When the specific surface area of zirconium oxide is less than 2.0 m 2 / g, the reactivity with the strontium compound may be lowered. Further, when the specific surface area of zirconium oxide exceeds 200 m 2 / g, the reactivity of zirconium oxide becomes too high, and the reaction control with the strontium compound becomes difficult, and a composite metal oxide polishing material having a good polishing rate is obtained. It may be difficult to get it.

本明細書中、比表面積(SSAとも称す)は、BET比表面積を意味する。
BET比表面積とは、比表面積の測定方法の一つであるBET法により得られた比表面積のことをいう。なお、比表面積とは、ある物体の単位質量あたりの表面積のことをいう。
BET法は、窒素などの気体粒子を固体粒子に吸着させ、吸着した量から比表面積を測定する気体吸着法である。具体的には、圧力Pと吸着量Vとの関係からBET式によって、単分子吸着量VMを求めることにより、比表面積を定める。
In the present specification, the specific surface area (also referred to as SSA) means the BET specific surface area.
The BET specific surface area refers to a specific surface area obtained by the BET method, which is one method for measuring the specific surface area. The specific surface area refers to the surface area per unit mass of a certain object.
The BET method is a gas adsorption method in which gas particles such as nitrogen are adsorbed on solid particles and the specific surface area is measured from the amount adsorbed. Specifically, the specific surface area is determined by obtaining the monomolecular adsorption amount VM by the BET equation from the relationship between the pressure P and the adsorption amount V.

原料の酸化ジルコニウムの結晶形態としては、単斜晶、正方晶、立方晶のいずれかの結晶構造、又は、これら結晶構造の混晶であることが望ましい。 The crystal form of the raw material zirconium oxide is preferably a monoclinic, tetragonal or cubic crystal structure, or a mixed crystal of these crystal structures.

次に、混合工程について説明する。
本発明の製造方法は、酸化ジルコニウムとストロンチウム化合物とを混合する混合工程を含む。混合する際の原料の割合は、酸化物換算の重量比でSrO:ZrO=10:90〜43:57であることが望ましい。混合の方法は、特に限定されず、湿式混合であっても、乾式混合であってもよいが、混合性の観点から、湿式混合が望ましい。湿式混合に用いる分散媒としては、特に限定されず、水や低級アルコールを用いることができるが、製造コストの観点から水が望ましく、イオン交換水がより望ましい。湿式混合の場合、ボールミルやペイントコンディショナー、サンドグラインダーを用いてもよい。湿式混合では、分散剤を1種又は2種以上添加してもよい。分散剤としては、特に限定されず、カチオン系、ノニオン系、アニオン系、両性、非イオン性等の界面活性剤を用いることができる。また、分散媒を除去するために湿式混合に続いて乾燥工程を行うことが望ましい。
Next, the mixing process will be described.
The production method of the present invention includes a mixing step of mixing zirconium oxide and a strontium compound. It is desirable that the ratio of the raw materials when mixing is SrO: ZrO 2 = 10: 90 to 43:57 in terms of weight ratio in terms of oxide. The mixing method is not particularly limited and may be wet mixing or dry mixing, but wet mixing is desirable from the viewpoint of mixing properties. The dispersion medium used for the wet mixing is not particularly limited, and water or lower alcohol can be used. However, water is preferable from the viewpoint of production cost, and ion-exchanged water is more preferable. In the case of wet mixing, a ball mill, a paint conditioner, or a sand grinder may be used. In wet mixing, one or more dispersants may be added. The dispersant is not particularly limited, and cationic, nonionic, anionic, amphoteric and nonionic surfactants can be used. Further, it is desirable to perform a drying step following the wet mixing in order to remove the dispersion medium.

湿式混合では、ビーズ等のメディアを用いた混合を行うことが望ましい。メディアを用いて混合することで、酸化ジルコニウムとストロンチウム化合物とが充分に混合されることから、得られる複合金属酸化物研磨材料中の未反応のストロンチウム化合物が残存するおそれを充分に低減できる。湿式混合に用いるメディアとしては、特に限定されず、ジルコニアビーズ、ジルコンビーズ、チタニアビーズ、アルミナビーズ、ガラスビーズ、ナイロンボールを用いることができるが、コンタミを抑制する観点からジルコニアビーズが望ましい。 In wet mixing, it is desirable to perform mixing using media such as beads. By mixing using the media, the zirconium oxide and the strontium compound are sufficiently mixed, so that the risk of remaining unreacted strontium compound in the obtained composite metal oxide polishing material can be sufficiently reduced. The medium used for the wet mixing is not particularly limited, and zirconia beads, zircon beads, titania beads, alumina beads, glass beads, and nylon balls can be used, but zirconia beads are preferable from the viewpoint of suppressing contamination.

湿式混合において、酸化ジルコニウムとストロンチウム化合物との混合粉末の濃度(この濃度を「混合スラリー濃度」とも称す)は、分散剤の添加量等によっても異なり、特に限定されないが、例えば、50〜500g/Lであることが望ましく、100〜450g/Lであることがより望ましく、150〜400g/Lであることが更に望ましい。一層望ましくは200〜400g/L、特に望ましくは250〜400g/L、最も望ましくは270〜400g/Lである。混合スラリー濃度が50〜500g/Lである場合、程よい結晶性のSrZrO相を効率よく生成しやすくなる。
上記混合スラリー濃度が50g/L未満である場合、分散媒を浪費して生産性をより向上できないことがある他、酸化ジルコニウムとストロンチウム化合物それぞれの粉砕が進み過ぎて反応制御をより適切に行うことが困難となり、研磨速度の良好な複合金属酸化物研磨材料が得られにくいことがある。また、混合スラリー濃度が500g/Lを超える場合、スラリーの粘度が高くなり過ぎてハンドリング性が良好にはならないことがある他、酸化ジルコニウムとストロンチウム化合物が充分に混合されないことから、得られる複合金属酸化物研磨材料中に未反応のストロンチウム化合物が残存することがある。
In the wet mixing, the concentration of the mixed powder of zirconium oxide and strontium compound (this concentration is also referred to as “mixed slurry concentration”) varies depending on the amount of dispersant added and the like, and is not particularly limited. L is desirable, 100 to 450 g / L is more desirable, and 150 to 400 g / L is even more desirable. More desirably, it is 200 to 400 g / L, particularly desirably 250 to 400 g / L, and most desirably 270 to 400 g / L. When the mixed slurry concentration is 50 to 500 g / L, it becomes easy to efficiently generate a moderately crystalline SrZrO 3 phase.
When the above mixed slurry concentration is less than 50 g / L, the dispersion medium may be wasted and productivity may not be improved, and the pulverization of each of the zirconium oxide and the strontium compound proceeds so that the reaction control is performed more appropriately. It may be difficult to obtain a composite metal oxide polishing material having a good polishing rate. Also, when the mixed slurry concentration exceeds 500 g / L, the viscosity of the slurry becomes too high and handling properties may not be good, and the resulting composite metal is not sufficiently mixed with zirconium oxide and strontium compound. An unreacted strontium compound may remain in the oxide polishing material.

混合工程において、酸化ジルコニウムとストロンチウム化合物との混合時間は、混合スラリー濃度等によっても異なり、特に限定されないが、例えば、0分を超えて100分以内とすることが好ましい。混合時間をこの範囲内にすることで、酸化ジルコニウムとストロンチウム化合物とが充分に混合され、かつ粉砕が進みすぎることがないため、得られる複合金属酸化物研磨材料の研磨速度をより向上することができる。より好ましくは5分以上、更に好ましくは15分以上、特に好ましくは20分以上であり、また、より好ましくは80分以下、更に好ましくは60分以下、特に好ましくは40分以下である。 In the mixing step, the mixing time of the zirconium oxide and the strontium compound varies depending on the concentration of the mixed slurry and is not particularly limited. For example, the mixing time is preferably more than 0 minutes and within 100 minutes. By setting the mixing time within this range, the zirconium oxide and the strontium compound are sufficiently mixed and the pulverization does not proceed excessively, so that the polishing rate of the obtained composite metal oxide polishing material can be further improved. it can. More preferably, it is 5 minutes or more, More preferably, it is 15 minutes or more, Especially preferably, it is 20 minutes or more, More preferably, it is 80 minutes or less, More preferably, it is 60 minutes or less, Especially preferably, it is 40 minutes or less.

続いて、乾燥工程について説明する。
乾燥工程によって、混合工程で得られたスラリーから分散媒を除去して乾燥させる。スラリーを乾燥させる方法は、混合時に用いた溶媒を除去できれば特に限定されず、例えば、減圧乾燥、加熱乾燥等が挙げられる。また、スラリーをそのまま乾燥してもよく、濾過してから乾燥してもよい。
なお、乾燥工程は必要に応じて行えばよく、混合物の乾燥物を乾式粉砕してもよい。
Then, a drying process is demonstrated.
In the drying step, the dispersion medium is removed from the slurry obtained in the mixing step and dried. The method for drying the slurry is not particularly limited as long as the solvent used at the time of mixing can be removed, and examples thereof include drying under reduced pressure and drying by heating. Further, the slurry may be dried as it is, or may be dried after being filtered.
In addition, a drying process should just be performed as needed and the dry thing of a mixture may be dry-pulverized.

続いて、焼成工程について説明する。
焼成工程では、酸化ジルコニウムとストロンチウム化合物の混合物を焼成させることで、複合金属酸化物研磨材料を得る。焼成雰囲気は特に限定されない。
Then, a baking process is demonstrated.
In the firing step, a composite metal oxide polishing material is obtained by firing a mixture of zirconium oxide and a strontium compound. The firing atmosphere is not particularly limited.

焼成工程においては、混合工程により得られた原料混合物や乾燥工程によって得られた乾燥物を、そのまま焼成してもよいし、所定の形状(例えばペレット状)に成型してから焼成してもよい。 In the firing step, the raw material mixture obtained in the mixing step and the dried product obtained in the drying step may be fired as they are, or may be fired after being molded into a predetermined shape (for example, a pellet shape). .

焼成工程における焼成温度とは、焼成工程での最高到達温度のことを意味する。この焼成温度は、ストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムとの反応に充分な温度であればよく、700〜1300℃であることが望ましく、730〜1270℃であることがより望ましく、750〜1250℃であることが更に望ましい。焼成温度が700℃未満である場合、ストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムとの反応が充分に進まないことがある。また、焼成温度が1300℃を超える場合、生成したジルコン酸ストロンチウムが激しく焼結し、研磨速度が低下することがある。 The firing temperature in the firing step means the highest temperature reached in the firing step. The firing temperature may be a temperature sufficient for the reaction between the strontium compound and zirconium oxide, preferably 700 to 1300 ° C, more preferably 730 to 1270 ° C, and more preferably 750 to 1250 ° C. Is more desirable. When the firing temperature is lower than 700 ° C., the reaction between the strontium compound and zirconium oxide may not sufficiently proceed. Further, when the firing temperature exceeds 1300 ° C., the produced strontium zirconate may be vigorously sintered and the polishing rate may be reduced.

上記焼成温度での保持時間は、ストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムとの反応に充分な時間であればよく、5分〜24時間であることが望ましく、7分〜22時間であることがより望ましく、10分〜20時間であることが更に望ましい。保持時間が5分未満の場合、ストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムが充分に反応しないことがある。また、保持時間が24時間を超える場合、生成したジルコン酸ストロンチウムが激しく焼結し、研磨速度が低下することがある。 The holding time at the calcination temperature may be a time sufficient for the reaction between the strontium compound and zirconium oxide, preferably 5 minutes to 24 hours, more preferably 7 minutes to 22 hours. More desirably, it is from minutes to 20 hours. When the holding time is less than 5 minutes, the strontium compound and zirconium oxide may not sufficiently react. Moreover, when holding time exceeds 24 hours, the produced | generated strontium zirconate sinters violently and a polishing rate may fall.

上記焼成工程において、最高温度(焼成温度)に達するまでの昇温時の昇温速度は、0.2〜15℃/分であることが望ましく、0.5〜12℃/分であることがより望ましく、1.0〜10℃/分であることが更に望ましい。昇温速度が0.2℃/分未満の場合、昇温にかかる時間が長時間となり過ぎ、エネルギーと時間を浪費してしまうことになる。また、15℃/分を超える場合、炉内容物の温度が設定温度に追随できず、炉内部に温度むらが発生し、焼成むらの原因となることがある。 In the firing step, the rate of temperature rise during the temperature rise until reaching the maximum temperature (firing temperature) is preferably 0.2 to 15 ° C./min, and preferably 0.5 to 12 ° C./min. More desirably, it is further desirably 1.0 to 10 ° C./min. When the rate of temperature increase is less than 0.2 ° C./min, the time required for temperature increase becomes too long, and energy and time are wasted. Moreover, when it exceeds 15 degreeC / min, the temperature of the furnace content cannot follow preset temperature, temperature unevenness generate | occur | produces inside a furnace, and it may become a cause of baking unevenness.

続いて、粉砕工程について説明する。
粉砕工程では、焼成工程により得られた焼成物を粉砕するが、粉砕方法及び粉砕条件は特に限定されず、例えば、ボールミルやライカイ機、ハンマーミル、ジェットミル等を用いてもよい。
なお、粉砕工程は必要に応じて行えばよい。
Next, the grinding process will be described.
In the pulverization step, the fired product obtained in the calcination step is pulverized, but the pulverization method and pulverization conditions are not particularly limited, and for example, a ball mill, a reiki machine, a hammer mill, a jet mill, or the like may be used.
In addition, what is necessary is just to perform a grinding | pulverization process as needed.

本発明の製造方法において、焼成工程は1回だけ行ってもよく、2回以上行ってもよい。 In the production method of the present invention, the firing step may be performed only once or twice or more.

以上のように、本発明の製造方法においては、固相反応法が用いられる。固相反応法を用いることで、噴霧熱分解法よりも製造プロセスが簡便となり、特殊な設備を導入することなく低コストでの製造が可能となる。
また、上記方法により製造された複合金属酸化物研磨材料は、ZrOの結晶相と、SrZrOの結晶相とを含み、かつ、線源としてCuKα線を用いたX線回折における斜方晶SrZrOの(040)面に由来するピークの半価幅(以降、単にSrZrO(040)半価幅ともいう)が0.1〜3.0°となる。
As described above, the solid phase reaction method is used in the production method of the present invention. By using the solid-phase reaction method, the manufacturing process becomes simpler than that of the spray pyrolysis method, and it is possible to manufacture at a low cost without introducing special equipment.
Further, the composite metal oxide polishing material produced by the above method includes a crystal phase of ZrO 2 and a crystal phase of SrZrO 3 , and an orthorhombic SrZrO in X-ray diffraction using CuKα rays as a radiation source. 3 of the peak derived from the (040) plane (hereinafter, also simply referred to as SrZrO 3 (040) half width) is 0.1 to 3.0 °.

〔複合金属酸化物研磨材料〕
続いて、本発明の複合金属酸化物研磨材料について説明する。
本発明の複合金属酸化物研磨材料は、ZrOの結晶相と、SrZrOの結晶相とを含み、かつ、線源としてCuKα線を用いたX線回折における斜方晶SrZrOの(040)面に由来するピークの半価幅が0.1〜3.0°であることを特徴とする。
上記半価幅は0.1〜1.0°であることが望ましく、0.1〜0.7°であることがより望ましく、0.1〜0.4°であることが更に望ましい。
研磨材料に含まれるZrOの結晶相が機械研磨作用を担い、SrZrOの結晶相が化学研磨作用を担うことで、良好な研磨速度を示すことができる。
更に、上記半価幅が0.1〜3.0°であると、化学研磨作用を効果的に発揮するSrZrOの結晶性が程よく、化学研磨作用を充分に発揮することができる。
上記半価幅が3.0°を超えると、SrZrOの結晶性が低く、SrZrOに由来する化学研磨作用が充分に得られないことがある。また、上記半価幅が0.1°未満であると、SrZrOの結晶性が高すぎて、SrZrOに由来する化学研磨作用が充分に得られないことがある。
[Composite metal oxide polishing material]
Next, the composite metal oxide polishing material of the present invention will be described.
The composite metal oxide polishing material of the present invention includes a crystal phase of ZrO 2 and a crystal phase of SrZrO 3 , and (040) of orthorhombic SrZrO 3 in X-ray diffraction using CuKα rays as a radiation source. The half width of the peak derived from the surface is 0.1 to 3.0 °.
The half width is preferably 0.1 to 1.0 °, more preferably 0.1 to 0.7 °, and still more preferably 0.1 to 0.4 °.
Since the crystal phase of ZrO 2 contained in the polishing material is responsible for the mechanical polishing action and the crystal phase of SrZrO 3 is responsible for the chemical polishing action, a good polishing rate can be exhibited.
Furthermore, when the half width is 0.1 to 3.0 °, the crystallinity of SrZrO 3 that effectively exhibits the chemical polishing action is moderate, and the chemical polishing action can be sufficiently exhibited.
When the half width is more than 3.0 °, low crystalline SrZrO 3, there is a chemical polishing action derived from SrZrO 3 can not be obtained sufficiently. If the half width is less than 0.1 °, the crystallinity of SrZrO 3 is too high, and the chemical polishing action derived from SrZrO 3 may not be sufficiently obtained.

本発明の複合金属酸化物研磨材料は、体積基準粒度分布のシャープさの指標となるD90のD10に対する比(D90/D10)が1.5〜50であることが望ましく、1.5〜45であることがより望ましく、1.5〜40であることが更に望ましい。この値(D90/D10)が大きい程、粒度分布がブロードであることを意味し、この値が小さい程、粒度分布がシャープであることを意味する。D90/D10が50を超える場合、粒子径のバラツキが大きすぎるため、研磨材料と研磨対象となる物体との接触が充分に得られず、研磨速度が低下することがある。D90/D10が1.5未満の場合、粒子径のバラツキが小さすぎるため、研磨材料と研磨対象となる物体との接触が充分に得られず、研磨速度が低下することがある。
なお、D10、D90はそれぞれ、粒度分布を測定することによって得られる値である。D10とは体積基準での10%積算粒径を意味し、D90とは体積基準での90%積算粒径を意味する。
Composite metal oxide abrasive of the present invention, it is desirable ratio D 10 of D 90 indicative of sharpness of volume-based particle size distribution (D 90 / D 10) is 1.5 to 50, 1. It is more desirably 5 to 45, and further desirably 1.5 to 40. A larger value (D 90 / D 10 ) means that the particle size distribution is broader, and a smaller value means that the particle size distribution is sharper. When D 90 / D 10 exceeds 50, the particle size variation is too large, so that sufficient contact between the polishing material and the object to be polished cannot be obtained, and the polishing rate may decrease. When D 90 / D 10 is less than 1.5, the variation in particle diameter is too small, so that sufficient contact between the polishing material and the object to be polished cannot be obtained, and the polishing rate may decrease.
D 10 and D 90 are values obtained by measuring the particle size distribution. It means 10% cumulative particle diameter on a volume basis and D 10, and D 90 refers to the 90% cumulative particle diameter on a volume basis.

本発明の複合金属酸化物研磨材料は、SrがSrO換算で10〜43重量%含まれることが望ましく、11〜43重量%含まれることがより望ましく、12〜43重量%含まれることが更に望ましい。Sr含有量がSrO換算で10重量%未満の場合、SrZrOの含有量が低下し、化学研磨作用が低下することがある。また、Sr含有量がSrO換算で43重量%を超える場合、ZrOの含有量が相対的に低下し、機械研磨作用が低下することがある。The composite metal oxide polishing material of the present invention preferably contains 10 to 43% by weight of Sr in terms of SrO, more preferably 11 to 43% by weight, and still more preferably 12 to 43% by weight. . When the Sr content is less than 10% by weight in terms of SrO, the content of SrZrO 3 may be reduced and the chemical polishing action may be reduced. Also, if the Sr content exceeds 43 wt% in terms of SrO, ZrO 2 content is relatively reduced, mechanical polishing action may be decreased.

本発明の複合金属酸化物研磨材料は、比表面積が1.0〜50m/gであることが望ましく、1.0〜45m/gであることがより望ましく、1.0〜40m/gであることが更に望ましい。比表面積が1.0m/g未満の場合、研磨材料の比表面積が小さすぎて、研磨対象となる物体と充分に接触できず、研磨できないことがある。また、比表面積が50m/gを超える場合には、研磨材料を構成する砥粒が小さすぎて、機械研磨作用が低下することがある。Composite metal oxide abrasive of the present invention is desirably a specific surface area of 1.0~50m 2 / g, and more desirably 1.0~45m 2 / g, 1.0~40m 2 / More desirably, it is g. When the specific surface area is less than 1.0 m 2 / g, the specific surface area of the polishing material may be too small to sufficiently contact the object to be polished, and may not be polished. Moreover, when a specific surface area exceeds 50 m < 2 > / g, the abrasive grain which comprises polishing material is too small, and a mechanical polishing effect | action may fall.

本発明の複合金属酸化物研磨材料は、各種の研磨対象に適用できる。例えば、従来、酸化セリウム、酸化クロム及びベンガラ(Fe)等が研磨材料として用いられていた研磨対象に適用できる。研磨対象は特に限定されず、例えば、ガラス基板、金属板、石材、サファイア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ガリウム、ヒ化ガリウム、ヒ化インジウム、及びリン化インジウム等が挙げられる。The composite metal oxide polishing material of the present invention can be applied to various polishing objects. For example, the present invention can be applied to a polishing object in which cerium oxide, chromium oxide, bengara (Fe 2 O 3 ), or the like has been conventionally used as a polishing material. The object to be polished is not particularly limited, and examples thereof include a glass substrate, a metal plate, a stone, sapphire, silicon nitride, silicon carbide, silicon oxide, gallium nitride, gallium arsenide, indium arsenide, and indium phosphide.

本発明の複合金属酸化物研磨材料は、用途に応じて、適宜他の成分と混合して使用してもよい。例えば、本発明の複合金属酸化物研磨材料は、分散媒と混合してもよいし、添加剤と混合してもよいし、分散媒及び添加剤を同時に混合してもよい。
本発明の複合金属酸化物研磨材料を分散媒及び/又は添加剤と混合した際の形態は特に限定されず、例えば、粉末状、ペースト状、スラリー状等の形態で使用することができる。
The composite metal oxide polishing material of the present invention may be used by appropriately mixing with other components depending on the application. For example, the composite metal oxide polishing material of the present invention may be mixed with a dispersion medium, may be mixed with an additive, or the dispersion medium and the additive may be mixed simultaneously.
The form at the time of mixing the composite metal oxide polishing material of the present invention with a dispersion medium and / or an additive is not particularly limited, and for example, it can be used in the form of powder, paste, slurry or the like.

分散媒は、特に限定されないが、例えば、水、有機溶媒及びこれらの混合物等が挙げられる。有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール等の1価の水溶性アルコール;エチレングリコール、グリセリン等の2価以上の水溶性アルコール;アセトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が挙げられ、本発明の効果を妨げない範囲でこれらを2種以上併用して使用してもよい。
添加剤としては、例えば、酸、アルカリ、キレート化剤、消泡剤、pH調整剤、分散剤、粘度調整剤、凝集防止剤、潤滑剤、還元剤、防錆剤、公知の研磨材料等が挙げられ、本発明の効果を妨げない範囲でこれらを1種又は2種以上併用してもよい。
The dispersion medium is not particularly limited, and examples thereof include water, an organic solvent, and a mixture thereof. Examples of the organic solvent include monovalent water-soluble alcohols such as methanol, ethanol, and propanol; divalent or higher water-soluble alcohols such as ethylene glycol and glycerin; acetone, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, tetrahydrofuran, and dioxane. Two or more of these may be used in combination as long as the effects of the invention are not impaired.
Examples of additives include acids, alkalis, chelating agents, antifoaming agents, pH adjusting agents, dispersants, viscosity adjusting agents, anti-aggregating agents, lubricants, reducing agents, rust preventing agents, and known polishing materials. These may be used alone or in combination of two or more in a range not impeding the effects of the present invention.

〔研磨方法〕
次に、本発明の複合金属酸化物研磨材料を用いる研磨方法の一例を述べる。
本発明の複合金属酸化物研磨材料は、上述したように各種の研磨対象に適用できるが、このうち負帯電性基板を研磨対象とする場合は、以下の研磨方法に適用することが好適である。なお、本発明の複合金属酸化物研磨材料を用いる研磨方法は、以下の研磨方法にのみ限定されるものではない。
すなわち、本発明の複合金属酸化物研磨材料を含むスラリー(以下、研磨材スラリーとも称す)のゼータ電位が正となる条件下で負帯電性基板を研磨する研磨工程aと、該研磨材スラリーのゼータ電位が負となる条件下で負帯電性基板を研磨する研磨工程bとを、それぞれ少なくとも1回ずつ実施する研磨方法である。
[Polishing method]
Next, an example of a polishing method using the composite metal oxide polishing material of the present invention will be described.
As described above, the composite metal oxide polishing material of the present invention can be applied to various types of polishing targets. When a negatively chargeable substrate is to be polished, it is preferable to apply the polishing method described below. . The polishing method using the composite metal oxide polishing material of the present invention is not limited only to the following polishing method.
That is, a polishing step a for polishing a negatively-charged substrate under a condition in which a zeta potential of a slurry containing the composite metal oxide polishing material of the present invention (hereinafter also referred to as an abrasive slurry) is positive, and the abrasive slurry This is a polishing method in which the polishing step b for polishing the negatively chargeable substrate under a condition where the zeta potential is negative is performed at least once each.

本明細書中、負帯電性基板とは、pHが4より大きい水溶液中で常に負に帯電している基板であることが好ましく、例えば、ガラス基板(ガラスの等電点=約2.0)が挙げられる。その他、炭化ケイ素基板(炭化ケイ素の等電点=約4.0)等も挙げられる。
なお、ガラス基板としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の透明又は半透明のものが挙げられる。
In the present specification, the negatively chargeable substrate is preferably a substrate that is always negatively charged in an aqueous solution having a pH higher than 4, for example, a glass substrate (isoelectric point of glass = about 2.0). Is mentioned. In addition, a silicon carbide substrate (isoelectric point of silicon carbide = about 4.0) is also included.
In addition, as a glass substrate, transparent or semi-transparent things, such as soda-lime glass, an alkali free glass, borosilicate glass, quartz glass, are mentioned, for example.

上記研磨方法では、研磨材スラリーのゼータ電位が正となる条件下で負帯電性基板を研磨する研磨工程aと、研磨材スラリーのゼータ電位が負となる条件下で負帯電性基板を研磨する研磨工程bとを、それぞれ少なくとも1回ずつ実施する。これらの研磨工程の順序は特に限定されず、研磨工程aの後に研磨工程bを行ってもよいし、研磨工程bの後に研磨工程aを行ってもよい。中でも、表面平滑性により優れた負帯電性基板を得るには、研磨工程aを少なくとも1回行った後、研磨工程bを少なくとも1回行うことが特に好適である。また、各研磨工程を複数回行ってもよいし、研磨工程aと研磨工程bとを交互に実施してもよい。研磨工程aを複数回行う場合、研磨材スラリーのゼータ電位が正である限り、ゼータ電位を変更して実施してもよいし、変えないで実施してもよい。研磨工程bを複数回行う場合も同様であり、研磨材スラリーのゼータ電位が負である限り、ゼータ電位を変更して実施してもよいし、変えないで実施してもよい。
本明細書中、「研磨材スラリーのゼータ電位」とは、後述する実施例に記載の測定条件下で求められる値である。
In the above polishing method, the polishing step a for polishing the negatively chargeable substrate under a condition where the zeta potential of the abrasive slurry is positive, and the negatively chargeable substrate is polished under a condition where the zeta potential of the abrasive slurry is negative. Each of the polishing steps b is performed at least once. The order of these polishing steps is not particularly limited, and the polishing step b may be performed after the polishing step a, or the polishing step a may be performed after the polishing step b. Among them, in order to obtain a negatively chargeable substrate having better surface smoothness, it is particularly preferable to perform the polishing step a at least once and then perform the polishing step b at least once. In addition, each polishing step may be performed a plurality of times, or the polishing step a and the polishing step b may be performed alternately. When the polishing step a is performed a plurality of times, as long as the zeta potential of the abrasive slurry is positive, the zeta potential may be changed or may be changed. The same applies when the polishing step b is performed a plurality of times, and as long as the zeta potential of the abrasive slurry is negative, the zeta potential may be changed or may be changed.
In the present specification, “the zeta potential of the abrasive slurry” is a value obtained under the measurement conditions described in the examples described later.

上記研磨方法では、研磨工程aにおいて静電引力による作用が発揮され、研磨工程bにおいて静電斥力による作用が発揮されることで、これらの相乗効果により、高い研磨速度と、研磨後の負帯電性基板における優れた表面平滑性とを実現することになると推測される。通常、研磨前の負帯電性基板の表面には、微細な傷や穴等からなる凹部が存在する。研磨工程aでは、研磨対象である基板は負に帯電しているのに対し、研磨材スラリーは正に帯電しているため、静電引力により研磨材が凹部の深くまで浸透し、研磨を促進するために、研磨速度が高められると考えられる。一方、研磨工程bでは、研磨対象である基板も研磨材スラリーも負に帯電しているため、静電斥力により研磨材は凹部の深くまでは浸透しないものの、研磨パッドと基板との間にかかる圧力によって、研磨材が基板表面の凸部に多く存在することになり、これにより基板表面が平滑化されると考えられる。したがって、研磨対象が負帯電性基板であれば同様の作用機構となるため、上記研磨方法は、ガラス基板だけでなく、各種の負帯電性基板に適用することができる。 In the above polishing method, the action due to electrostatic attraction is exhibited in the polishing step a, and the action due to electrostatic repulsion is exhibited in the polishing step b. Thus, a high polishing rate and a negative charge after polishing due to these synergistic effects. It is estimated that excellent surface smoothness in the conductive substrate will be realized. Usually, the surface of the negatively chargeable substrate before polishing has a recess made of fine scratches or holes. In the polishing step a, the substrate to be polished is negatively charged, whereas the abrasive slurry is positively charged, so that the abrasive penetrates deep into the recesses by electrostatic attraction and promotes polishing. Therefore, it is considered that the polishing rate is increased. On the other hand, in the polishing step b, since the substrate to be polished and the abrasive slurry are both negatively charged, the abrasive does not penetrate deep into the recess due to electrostatic repulsion, but is applied between the polishing pad and the substrate. It is considered that a large amount of abrasive is present on the convex portion of the substrate surface due to the pressure, thereby smoothing the substrate surface. Therefore, if the object to be polished is a negatively chargeable substrate, the same working mechanism is obtained. Therefore, the above polishing method can be applied not only to a glass substrate but also to various negatively chargeable substrates.

上記研磨工程a及び研磨工程bのいずれの工程も、研磨材スラリーの存在下で研磨を行う。研磨工程aと研磨工程bとでは、同じ研磨材スラリーを使用、すなわち連続使用(再利用)して、該スラリーのゼータ電位の制御のみを行うこととしてもよいし、ゼータ電位がを正又は負となる研磨材スラリーをそれぞれ別個に用意して、各研磨工程で研磨材スラリーを切り替えてもよい。いずれの場合も、研磨材スラリーとして、本発明の複合金属酸化物研磨材料を含むものを用いればよい。このように上記研磨方法では、研磨材スラリーを連続使用(再利用)でき、切り替える場合でも種類が大きく異なる研磨材スラリーを用意する必要がないので、従来の手法のように研磨材切り替え時に必要となる洗浄作業や専用装置等が不要となる。また、酸化セリウムを必須に用いなくても高い研磨速度と優れた表面平滑性とを実現できるため、上記研磨方法は、従来の研磨方法に比べて非常に有利な手法といえる。 In both the polishing step a and the polishing step b, polishing is performed in the presence of an abrasive slurry. In the polishing step a and the polishing step b, the same abrasive slurry may be used, that is, continuously used (reused) to control only the zeta potential of the slurry, and the zeta potential may be positive or negative. It is also possible to prepare each abrasive slurry separately and switch the abrasive slurry in each polishing step. In either case, a slurry containing the composite metal oxide polishing material of the present invention may be used as the abrasive slurry. Thus, in the above polishing method, the abrasive slurry can be used continuously (reused), and even when switching, it is not necessary to prepare abrasive slurry of greatly different types. This eliminates the need for cleaning work and dedicated equipment. In addition, since the high polishing rate and the excellent surface smoothness can be realized without using cerium oxide, the above polishing method can be said to be a very advantageous method compared to the conventional polishing method.

上記研磨工程aは、研磨材スラリーのゼータ電位が正となる条件下で、該研磨材スラリーを用いて負帯電性基板を研磨する工程である。この研磨工程では、従来の酸化セリウム系の研磨材を用いた場合とほぼ同等の高い研磨速度を実現することができ、しかも酸化セリウム系の研磨材を用いた場合よりも負帯電性基板の表面平滑性を高めることもできる。 The polishing step a is a step of polishing the negatively chargeable substrate using the abrasive slurry under conditions where the zeta potential of the abrasive slurry is positive. In this polishing process, it is possible to achieve a high polishing rate almost equal to that when using a conventional cerium oxide-based abrasive, and the surface of the negatively charged substrate is higher than when using a cerium oxide-based abrasive. Smoothness can also be improved.

上記研磨工程bは、研磨材スラリーのゼータ電位が負となる条件下で、該研磨材スラリーを用いて負帯電性基板を研磨する工程である。この研磨工程では、従来のコロイダルシリカを用いた精密研磨工程よりも著しく高い研磨速度を実現しながら、コロイダルシリカを用いた精密研磨工程とほぼ同等の精密な研磨を実施でき、研磨後の負帯電性基板において高い表面平滑性を実現することができる。 The polishing step b is a step of polishing a negatively chargeable substrate using the abrasive slurry under conditions where the zeta potential of the abrasive slurry is negative. In this polishing process, while achieving a significantly higher polishing speed than the precision polishing process using conventional colloidal silica, it is possible to carry out precise polishing that is almost the same as the precision polishing process using colloidal silica. High surface smoothness can be realized in the conductive substrate.

上述のとおり研磨工程aでは研磨材スラリーのゼータ電位が正となる条件下で、研磨工程bでは研磨材スラリーのゼータ電位が負となる条件下で、それぞれ負帯電性基板を研磨することになるが、研磨材スラリーのゼータ電位の絶対値がそれぞれ5mV以上となる条件下で各研磨工程を行うことが好適である。それぞれ、より好ましくは10mV以上、更に好ましくは15mV以上、特に好ましくは20mV以上である。また、各工程での当該絶対値の上限は特に限定されないが、例えば制御しやすさ(例えば、研磨工程aでゼータ電位が過大すぎると、ガラス基板表面に研磨材が残留付着する可能性があるため、これを防止する等、また例えば、研磨工程bでゼータ電位が過小すぎると、負帯電性基板と研磨材スラリーの静電斥力が強く働きすぎて、研磨速度を充分に高めることができない可能性があるため、これを防止する等)の観点から、それぞれ、100mV以下であることが好ましい。 As described above, the negatively chargeable substrate is polished under the condition where the zeta potential of the abrasive slurry is positive in the polishing step a and under the condition where the zeta potential of the abrasive slurry is negative in the polishing step b. However, it is preferable to perform each polishing step under conditions where the absolute value of the zeta potential of the abrasive slurry is 5 mV or more. Each is more preferably 10 mV or more, further preferably 15 mV or more, and particularly preferably 20 mV or more. In addition, the upper limit of the absolute value in each step is not particularly limited, but for example, it is easy to control (for example, if the zeta potential is too large in the polishing step a, there is a possibility that the abrasive remains on the glass substrate surface. Therefore, for example, if the zeta potential is too low in the polishing step b, the electrostatic repulsion between the negatively chargeable substrate and the abrasive slurry is too strong and the polishing rate cannot be sufficiently increased. From the viewpoint of preventing this, etc., it is preferably 100 mV or less.

研磨材スラリーのゼータ電位は、該研磨材スラリーのpHを調整することで制御することができる。研磨材スラリーが本発明の複合金属酸化物研磨材料を含むものであれば、研磨材スラリーのpHを該研磨材スラリーの等電点未満に調整すると、そのゼータ電位は正となる一方で、研磨材スラリーのpHを該研磨材スラリーの等電点を超える範囲に調整すると、そのゼータ電位は負となる。なお、これまでの研磨材は、研磨速度を高める、又は、表面平滑性を高めるといったことを重視していたが、本発明の複合金属酸化物研磨材料は、pHだけで研磨性を簡単にコントロールすることができるものであり、この点で従来技術からは着想し得ない特異な効果を発揮し得るものである。 The zeta potential of the abrasive slurry can be controlled by adjusting the pH of the abrasive slurry. If the abrasive slurry contains the composite metal oxide abrasive of the present invention, adjusting the pH of the abrasive slurry to less than the isoelectric point of the abrasive slurry, while its zeta potential becomes positive, When the pH of the material slurry is adjusted to a range exceeding the isoelectric point of the abrasive slurry, the zeta potential becomes negative. In the past, the abrasives emphasized increasing the polishing rate or increasing the surface smoothness, but the composite metal oxide polishing material of the present invention can easily control the abrasiveness only by pH. In this respect, a unique effect that cannot be conceived from the prior art can be exhibited.

pHの調整は、研磨材スラリーにpH調整剤を添加することで行ってもよいし、pH緩衝液を用いて研磨材スラリーのpHを調整してもよい。
なお、既に研磨材スラリーのpHが研磨に好ましい領域にある場合は、pH調整を行わなくてもよい。
The pH may be adjusted by adding a pH adjusting agent to the abrasive slurry, or the pH of the abrasive slurry may be adjusted using a pH buffer solution.
In addition, when the pH of the abrasive slurry is already in a region preferable for polishing, pH adjustment may not be performed.

上記pH調整剤としては、酸やアルカリを用いることができる。酸を用いれば研磨材スラリーのpHを酸性側に調整することができ、アルカリを用いれば研磨材スラリーのpHをアルカリ側に調整することができる。酸としては、例えば、硝酸、硫酸、塩酸、過塩素酸、リン酸等の無機酸;シュウ酸、クエン酸等の有機酸;が好ましく、アルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液、アンモニア水、炭酸水素ナトリウム水溶液等のアルカリ性水溶液が好ましい。 An acid or an alkali can be used as the pH adjuster. If an acid is used, the pH of the abrasive slurry can be adjusted to the acidic side, and if an alkali is used, the pH of the abrasive slurry can be adjusted to the alkali side. The acid is preferably, for example, an inorganic acid such as nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, perchloric acid or phosphoric acid; an organic acid such as oxalic acid or citric acid; and the alkali is, for example, an aqueous sodium hydroxide solution or potassium hydroxide. Alkaline aqueous solutions, such as aqueous solution, calcium hydroxide aqueous solution, sodium carbonate aqueous solution, ammonia water, sodium hydrogen carbonate aqueous solution, are preferable.

上記研磨方法では、研磨工程aを、研磨材スラリーのpHが、上記負帯電性基板の等電点より大きく、かつ該研磨材スラリーの等電点未満となる条件下で実施することが好ましい。これにより、強酸によって研磨材が溶解することが充分に抑制されて、研磨材による研磨作用がより発揮される他、研磨機・装置への負担を軽減することもできる。研磨工程aにおける研磨材スラリーのpHの下限値として具体的には、2以上であることが好ましい。より好ましくは3以上、更に好ましくは4以上である。 In the above polishing method, it is preferable that the polishing step a is performed under the condition that the pH of the abrasive slurry is larger than the isoelectric point of the negatively chargeable substrate and less than the isoelectric point of the abrasive slurry. Thereby, the dissolution of the abrasive by the strong acid is sufficiently suppressed, and the polishing action by the abrasive is more exhibited, and the burden on the polishing machine / device can be reduced. Specifically, the lower limit of the pH of the abrasive slurry in the polishing step a is preferably 2 or more. More preferably, it is 3 or more, More preferably, it is 4 or more.

また研磨工程bを、研磨材スラリーのpHが、該研磨材スラリーの等電点より大きく、かつ13以下となる条件下で実施することが好ましい。これにより、強塩基によって本発明の複合金属酸化物研磨材料が溶解することが充分に抑制されて、該研磨材料による研磨作用がより発揮される他、研磨機・装置への負担を軽減することもできる。研磨工程bにおける研磨材スラリーのpHの上限値は、12以下であることが好ましい。より好ましくは11以下である。 Moreover, it is preferable to implement the grinding | polishing process b on the conditions from which pH of an abrasive slurry is larger than the isoelectric point of this abrasive slurry, and is 13 or less. As a result, dissolution of the composite metal oxide polishing material of the present invention by the strong base is sufficiently suppressed, and the polishing action by the polishing material is further exhibited, and the burden on the polishing machine / device is reduced. You can also. The upper limit of the pH of the abrasive slurry in the polishing step b is preferably 12 or less. More preferably, it is 11 or less.

研磨材スラリー(及び本発明の複合金属酸化物研磨材料)の等電点とは、研磨材スラリー中の砥粒(本発明の複合金属酸化物研磨材料)に帯びた電荷の代数和がゼロである点、すなわち砥粒に帯びた正電荷と負電荷とが等しくなる点をいい、その点における研磨材スラリーのpHで表すことができる。 The isoelectric point of the abrasive slurry (and the composite metal oxide polishing material of the present invention) means that the algebraic sum of the charge on the abrasive grains (the composite metal oxide polishing material of the present invention) in the abrasive slurry is zero. A certain point, that is, a point at which the positive charge and the negative charge on the abrasive grains become equal, can be expressed by the pH of the abrasive slurry at that point.

上記研磨材スラリー中、本発明の複合金属酸化物研磨材料の含有量は、例えば、研磨材スラリー100重量%中、0.001〜90重量%であることが好ましい。より好ましくは0.01〜30重量%である。 The content of the composite metal oxide polishing material of the present invention in the abrasive slurry is preferably 0.001 to 90% by weight in 100% by weight of the abrasive slurry, for example. More preferably, it is 0.01-30 weight%.

上記研磨材スラリーは、更に、分散媒を含むことが好ましい。分散媒については上述したとおりである。また必要に応じて添加剤を含んでもよいが、上記研磨方法による効果を高める観点からは、pH調整剤以外の添加剤の含有量は少ないほど好ましい。例えば、研磨材スラリーの総量100重量%に対し、pH調整剤以外の添加剤の含有量が5重量%以下であることが好ましい。言い換えると、研磨材スラリーの総量100重量%中、本発明の複合金属酸化物研磨材料、分散媒及びpH調整剤が90重量%以上であることが好ましく、より好ましくは95重量%以上、更に好ましくは99重量%以上である。 It is preferable that the abrasive slurry further contains a dispersion medium. The dispersion medium is as described above. Moreover, although an additive may be included as needed, it is so preferable that content of additives other than a pH adjuster is small from a viewpoint of improving the effect by the said grinding | polishing method. For example, the content of additives other than the pH adjuster is preferably 5% by weight or less with respect to 100% by weight of the total amount of the abrasive slurry. In other words, in the total amount of abrasive slurry of 100% by weight, the composite metal oxide polishing material of the present invention, the dispersion medium and the pH adjuster are preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, and still more preferably. Is 99% by weight or more.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
(1)Zr原料準備工程
オキシ塩化ジルコニウム8水和物(昭和化学株式会社製)3.0kgを、イオン交換水6.7Lに撹拌しながら溶解させた。この溶液を撹拌しながら25℃に調整し、この温度を維持しながら、180g/Lの水酸化ナトリウム水溶液を、pH9.5になるまで1時間かけて撹拌しながら添加し、更に1時間撹拌した。このスラリーをろ過水洗し、洗液の電気伝導度が100μS/cm以下になるまで水洗することにより、水酸化ジルコニウムケーキを得た。
この水酸化ジルコニウムケーキ500gを120℃の温度で充分に乾燥した。次いで得られた乾燥品のうち40gを、外径55mm、容量60mLのアルミナ製るつぼに入れて、電気マッフル炉(ADVANTEC社製、KM−420)を用いて焼成し、酸化ジルコニウムを得た。焼成条件は、室温から800℃まで240分間かけて昇温し、800℃で300分間保持し、その後ヒーターへの通電を中止し室温まで冷却した。なお、焼成は大気中で行った。
Example 1
(1) Zr raw material preparation step Zirconium oxychloride octahydrate (made by Showa Chemical Co., Ltd.) (3.0 kg) was dissolved in 6.7 L of ion-exchanged water with stirring. The solution was adjusted to 25 ° C. with stirring, and while maintaining this temperature, 180 g / L of an aqueous sodium hydroxide solution was added over 1 hour with stirring until pH 9.5, and the mixture was further stirred for 1 hour. . The slurry was washed with filtered water, and washed with water until the electric conductivity of the washing became 100 μS / cm or less to obtain a zirconium hydroxide cake.
500 g of this zirconium hydroxide cake was sufficiently dried at a temperature of 120 ° C. Next, 40 g of the obtained dried product was put into an alumina crucible having an outer diameter of 55 mm and a capacity of 60 mL, and baked using an electric muffle furnace (manufactured by ADVANTEC, KM-420) to obtain zirconium oxide. As firing conditions, the temperature was raised from room temperature to 800 ° C. over 240 minutes, held at 800 ° C. for 300 minutes, and then the heater was turned off and cooled to room temperature. The firing was performed in the air.

(2)混合工程
Sr原料として炭酸ストロンチウム(堺化学工業株式会社製:SW−P−N)26.1gと、Zr原料として上記(1)Zr原料準備工程により得られた酸化ジルコニウム31.3gを300mLマヨネーズ瓶に計り取り、イオン交換水172mLと1mmφジルコニアビーズ415gを添加してペイントコンディショナー(レッドデビル社製:5110型)を用いて、30分間混合した。
(2) 21.6 g of strontium carbonate (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd .: SW-PN) as the Sr raw material and 31.3 g of zirconium oxide obtained in the above (1) Zr raw material preparation step as the Zr raw material. Weighed into a 300 mL mayonnaise bottle, added 172 mL of ion exchange water and 415 g of 1 mmφ zirconia beads, and mixed for 30 minutes using a paint conditioner (manufactured by Red Devil: Model 5110).

(3)乾燥工程
上記(2)混合工程により得られたスラリーを、400メッシュ(目開き38μm)の篩にかけてジルコニアビーズを除去し、続いて濾過して得られた混合物のケーキを120℃の温度で充分に乾燥することにより混合物の乾燥物を得た。
(3) Drying step The slurry obtained in the above (2) mixing step is passed through a sieve of 400 mesh (aperture 38 μm) to remove zirconia beads and subsequently filtered to obtain a cake of the mixture at a temperature of 120 ° C. And dried sufficiently to obtain a dry product of the mixture.

(4)焼成工程
上記(3)乾燥工程により得られた混合物の乾燥物のうち30gを、外径55mm、容量60mLのアルミナ製るつぼに入れて、電気マッフル炉(ADVANTEC社製、KM−420)を用いて焼成し、焼成物を得た。焼成条件は、室温から950℃まで285分間かけて昇温し、950℃で180分間保持し、その後ヒーターへの通電を中止し室温まで冷却した。なお、焼成は大気中で行った。
(4) Firing step 30 g of the dried product of the mixture obtained in the above (3) drying step is put in an alumina crucible having an outer diameter of 55 mm and a capacity of 60 mL, and an electric muffle furnace (ADVANTEC, KM-420). Was fired to obtain a fired product. As firing conditions, the temperature was raised from room temperature to 950 ° C. over 285 minutes, held at 950 ° C. for 180 minutes, and then the heater was turned off and cooled to room temperature. The firing was performed in the air.

(5)粉砕工程
上記(4)焼成工程により得られた焼成物を10g、自動乳鉢(ライカイ機)(日陶科学株式会社製:ANM−150)に仕込み、10分間粉砕することにより、複合金属酸化物研磨材料を得た。
(5) Grinding step 10 g of the fired product obtained in the above (4) firing step is charged in an automatic mortar (Laikai machine) (manufactured by Nichito Kagaku Co., Ltd .: ANM-150), and ground for 10 minutes, thereby composite metal An oxide polishing material was obtained.

(実施例2〜27)
上記(1)Zr原料準備工程における焼成温度、上記(2)混合工程における酸化ジルコニウムの使用量、上記(2)混合工程における混合時間、及び/又は、上記(4)焼成工程における焼成温度を表1に示すように変更したほかは、実施例1と同様の手順で複合金属酸化物研磨材料を得た。
(Examples 2 to 27)
The firing temperature in the (1) Zr raw material preparation step, the amount of zirconium oxide used in the (2) mixing step, the mixing time in the (2) mixing step, and / or the firing temperature in the (4) firing step are shown. A composite metal oxide polishing material was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the changes were made as shown in FIG.

(比較例1)
(1)Zr原料準備工程
オキシ塩化ジルコニウム8水和物(昭和化学株式会社製)3.0kgと、硫酸アンモニウム(東亞合成株式会社製)0.70kgとを、イオン交換水6.7Lに撹拌しながら溶解させた。この溶液を撹拌しながら25℃に調整し、この温度を維持しながら、180g/Lの水酸化ナトリウム水溶液を、pH9.5になるまで1時間かけて撹拌しながら添加し、更に1時間撹拌した。このスラリーをろ過水洗し、洗液の電気伝導度が100μS/cm以下になるまで水洗することにより、水酸化ジルコニウムケーキを得た。
(Comparative Example 1)
(1) Zr raw material preparation step Zirconium oxychloride octahydrate (manufactured by Showa Chemical Co., Ltd.) 3.0 kg and ammonium sulfate (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) 0.70 kg are stirred in 6.7 L of ion-exchanged water. Dissolved. The solution was adjusted to 25 ° C. with stirring, and while maintaining this temperature, 180 g / L of an aqueous sodium hydroxide solution was added over 1 hour with stirring until pH 9.5, and the mixture was further stirred for 1 hour. . The slurry was washed with filtered water, and washed with water until the electric conductivity of the washing became 100 μS / cm or less to obtain a zirconium hydroxide cake.

(2)混合工程
Sr原料として炭酸ストロンチウム(堺化学工業株式会社製:SW−P−N)26.1gと、Zr原料として上記(1)Zr原料準備工程により得られた水酸化ジルコニウムケーキ73.4g(ZrO換算21.9g)を300mLマヨネーズ瓶に計り取り、イオン交換水124mLと1mmφジルコニアビーズ415gを添加してペイントコンディショナー(レッドデビル社製:5110型)を用いて、30分間混合した。
上記(3)乾燥工程以降は、上記(4)焼成工程における焼成温度を800℃としたほかは、実施例1と同様の手順で、比較用研磨材料を得た。上記(2)混合工程における水酸化ジルコニウムの使用量、及び、上記(4)焼成工程における焼成温度を表1に示す。
(2) Mixing step As the Sr raw material, 26.1 g of strontium carbonate (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd .: SW-PN), and as the Zr raw material, the zirconium hydroxide cake 73. 4 g (21.9 g in terms of ZrO 2 ) was weighed into a 300 mL mayonnaise bottle, 124 mL of ion-exchanged water and 415 g of 1 mmφ zirconia beads were added, and mixed for 30 minutes using a paint conditioner (manufactured by Red Devil: Model 5110).
After the (3) drying step, a comparative polishing material was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the firing temperature in the (4) firing step was 800 ° C. Table 1 shows the amount of zirconium hydroxide used in the (2) mixing step and the firing temperature in the (4) firing step.

(比較例2)
実施例1の(2)混合工程における酸化ジルコニウムの使用量を表1に示すように変更したほかは、実施例1と同様の手順で、比較用研磨材料を得た。
(Comparative Example 2)
A comparative polishing material was obtained in the same procedure as in Example 1 except that the amount of zirconium oxide used in the mixing step (2) of Example 1 was changed as shown in Table 1.

(性能評価)
以下の手順により、各実施例及び比較例で作製した研磨材料及びその原料の性能を評価した。
(Performance evaluation)
The performance of the polishing materials and the raw materials prepared in each Example and Comparative Example was evaluated by the following procedure.

(粉末X線回折の測定)
各実施例及び比較例で用いたZr原料、並びに、各実施例及び比較例に係る研磨材料について、以下の条件により粉末X線回折パターン(単にX線回折パターンともいう)を測定した。
使用機:株式会社リガク製 RINT−UltimaIII
線源:CuKα
電圧:40kV
電流:40mA
試料回転速度:回転しない
発散スリット:1.00mm
発散縦制限スリット:10mm
散乱スリット:開放
受光スリット:開放
走査モード:FT
計数時間:2.0秒
ステップ幅:0.0200°
操作軸:2θ/θ
走査範囲:10.0000〜70.0000°
積算回数:1回
単斜晶ZrO:JCPDSカード 00−037−1484
正方晶ZrO:JCPDSカード 00−050−1089
立方晶ZrO:JCPDSカード 00−049−1642
斜方晶SrZrO:JCPDSカード 00−044−0161
(Measurement of powder X-ray diffraction)
A powder X-ray diffraction pattern (also simply referred to as an X-ray diffraction pattern) was measured under the following conditions for the Zr raw materials used in each Example and Comparative Example and the polishing materials according to each Example and Comparative Example.
Use machine: RINT-UltimaIII made by Rigaku Corporation
Radiation source: CuKα
Voltage: 40 kV
Current: 40 mA
Sample rotation speed: non-rotating divergent slit: 1.00 mm
Divergence length restriction slit: 10 mm
Scattering slit: Open light receiving slit: Open scanning mode: FT
Counting time: 2.0 seconds Step width: 0.0200 °
Operation axis: 2θ / θ
Scanning range: 10.000 to 70.0000 °
Integration count: 1 time monoclinic ZrO 2 : JCPDS card 00-037-1484
Tetragonal ZrO 2 : JCPDS card 00-050-1089
Cubic ZrO 2 : JCPDS card 00-049-1642
Orthorhombic SrZrO 3 : JCPDS card 00-044-0161

実施例1で用いたZr原料である酸化ジルコニウムのX線回折パターンを図1に示す。
実施例1に係る複合金属酸化物研磨材料のX線回折パターンを図2に示す。
図2に示すX線回折パターンは、ピーク位置が既知のデータベース(JCPDSカード)におけるZrOとSrZrOのピークの両方を含んでいた。そのため、実施例1に係る複合金属酸化物研磨材料は、SrZrOの結晶相とZrOの結晶相を有していることがわかった。これは全ての実施例及び比較例1で同様であった。
比較例2で得た研磨材料についても、実施例1と同様にX線回折パターンを測定した。測定結果は図示していないものの、この測定結果から、比較例2で得た研磨材料は、SrZrOの結晶相のみを有し、ZrOの結晶相を有していないことがわかった。
FIG. 1 shows an X-ray diffraction pattern of zirconium oxide as a Zr raw material used in Example 1.
An X-ray diffraction pattern of the composite metal oxide polishing material according to Example 1 is shown in FIG.
The X-ray diffraction pattern shown in FIG. 2 contained both ZrO 2 and SrZrO 3 peaks in a database (JCPDS card) with known peak positions. Therefore, it was found that the composite metal oxide polishing material according to Example 1 had a crystal phase of SrZrO 3 and a crystal phase of ZrO 2 . This was the same in all Examples and Comparative Example 1.
For the polishing material obtained in Comparative Example 2, the X-ray diffraction pattern was measured in the same manner as in Example 1. Although the measurement results are not shown, it was found from the measurement results that the polishing material obtained in Comparative Example 2 had only the crystal phase of SrZrO 3 and did not have the crystal phase of ZrO 2 .

(半価幅の測定)
各実施例及び比較例で用いたZr原料のX線回折の測定により得られた回折パターンからZrOの2θ=27.00〜31.00°での最大ピークの半価幅を測定し、各実施例及び比較例に係る研磨材料のX線回折の測定により得られた回折パターンから斜方晶SrZrO(040)半価幅を測定した。結果を表2に示す。
なお、線源としてCuKα線を用いたX線回折において、単斜晶ZrOの最大ピークである(−111)面に由来するピークは2θ=28.14°付近にあり、正方晶ZrOの最大ピークである(011)面に由来するピークは2θ=30.15°付近にあり、立方晶ZrOの最大ピークである(111)面に由来するピークは2θ=30.12°付近にあり、斜方晶SrZrOの(040)面に由来するピークは2θ=44.04°付近にある。
図1に示すように、実施例1に用いた酸化ジルコニウムのX線回折パターンでは単斜晶ZrOの(−111)面に由来するピークが確認され、2θ=27.00〜31.00°での最大ピークの半価幅は0.38°であった。
図2に示すように、実施例1に係る複合金属酸化物研磨材料のX線回折パターンでは斜方晶SrZrOの(040)面に由来するピークが確認され、その半価幅は0.33°であった。
(Measurement of half width)
The half-value width of the maximum peak at 2θ = 27.0 to 31.00 ° of ZrO 2 was measured from the diffraction pattern obtained by the X-ray diffraction measurement of the Zr raw material used in each example and comparative example. The orthorhombic SrZrO 3 (040) half width was measured from the diffraction patterns obtained by the X-ray diffraction measurement of the polishing materials according to the examples and the comparative examples. The results are shown in Table 2.
In the X-ray diffraction using CuKα ray as the radiation source, the peak derived from the (−111) plane, which is the maximum peak of monoclinic ZrO 2 , is in the vicinity of 2θ = 28.14 °, and the tetragonal ZrO 2 The peak derived from the (011) plane which is the maximum peak is in the vicinity of 2θ = 30.15 °, and the peak derived from the (111) plane which is the maximum peak of the cubic ZrO 2 is in the vicinity of 2θ = 30.12 °. The peak derived from the (040) plane of orthorhombic SrZrO 3 is in the vicinity of 2θ = 44.04 °.
As shown in FIG. 1, a peak derived from the (−111) plane of monoclinic ZrO 2 was confirmed in the X-ray diffraction pattern of zirconium oxide used in Example 1, and 2θ = 27.00 to 31.00 °. The full width at half maximum of the peak was 0.38 °.
As shown in FIG. 2, a peak derived from the (040) plane of orthorhombic SrZrO 3 was confirmed in the X-ray diffraction pattern of the composite metal oxide polishing material according to Example 1, and the half-value width was 0.33. °.

(比表面積の測定)
各実施例及び比較例に係る研磨材料、並びに、各実施例及び比較例で用いたZr原料について、以下の条件により比表面積の測定を行った。結果を表2に示す。
使用機:株式会社マウンテック社製 Macsorb Model HM−1220
雰囲気:窒素ガス(N
外部脱気装置の脱気条件:200℃−15分
比表面積測定装置本体の脱気条件:200℃−5分
(Measurement of specific surface area)
With respect to the polishing materials according to the examples and comparative examples, and the Zr raw materials used in the examples and comparative examples, the specific surface area was measured under the following conditions. The results are shown in Table 2.
Used machine: Macsorb Model HM-1220 manufactured by Mountec Co., Ltd.
Atmosphere: Nitrogen gas (N 2 )
Degassing condition of external degassing device: 200 ° C.-15 minutes Degassing condition of specific surface area measuring device main body: 200 ° C.-5 minutes

(電子顕微鏡画像の測定)
各実施例及び比較例に係る研磨材料について、走査型電子顕微鏡(SEM)(日本電子株式会社製:型番JSM−6510A)によりSEM画像を撮影した。実施例1に係る複合金属酸化物研磨材料のSEM画像を図3に示す。
図3に示すように、実施例1に係る複合金属酸化物研磨材料は、複数の一次粒子がランダムに集合した不定形の二次粒子を形成している。
(Measurement of electron microscope images)
About the polishing material which concerns on each Example and a comparative example, the SEM image was image | photographed with the scanning electron microscope (SEM) (The JEOL Co., Ltd. make: Model number JSM-6510A). An SEM image of the composite metal oxide polishing material according to Example 1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the composite metal oxide polishing material according to Example 1 forms amorphous secondary particles in which a plurality of primary particles are randomly gathered.

(元素分析)
各実施例及び比較例に係る研磨材料について、蛍光X線分析装置(株式会社リガク製:型番 ZSX PrimusII)の含有元素スキャニング機能であるEZスキャンにより元素分析を行った。測定サンプル台にプレスしたサンプルをセットし、次の条件を選択(測定範囲:F−U、測定径:30mm、試料形態:酸化物、測定時間:長い、雰囲気:真空)し、Sr含有量(SrO換算)を測定した。結果を表2に示す。
(Elemental analysis)
About the polishing material which concerns on each Example and a comparative example, elemental analysis was performed by the EZ scan which is a contained element scanning function of a fluorescent X-ray-analysis apparatus (Rigaku Corporation make: model number ZSX PrimusII). Set the pressed sample on the measurement sample stage and select the following conditions (measurement range: FU, measurement diameter: 30 mm, sample form: oxide, measurement time: long, atmosphere: vacuum), and Sr content ( SrO conversion) was measured. The results are shown in Table 2.

(粒度分布のシャープさ(D90/D10))
各実施例及び比較例に係る研磨材料について、レーザー回折・散乱式粒度分析計(日機装株式会社製:型番 マイクロトラックMT3300EX)により粒度分布測定を行った。まず、研磨材料0.1gにイオン交換水60mLを加え、ガラス棒を用いて室温にてよく撹拌することにより、研磨材料の懸濁液を準備した。なお、超音波を用いた分散操作は行わなかった。この後、イオン交換水180mLを試料循環器に準備し、透過率が0.71〜0.94になるように上記懸濁液を滴下して、流速50%にて、超音波分散をさせずに循環させながら測定を行った。結果を表2に示す。
(Sharpness of the particle size distribution (D 90 / D 10))
About the polishing material which concerns on each Example and a comparative example, the particle size distribution measurement was performed with the laser diffraction and the scattering type particle size analyzer (the Nikkiso Co., Ltd. make: model number Microtrac MT3300EX). First, 60 mL of ion-exchanged water was added to 0.1 g of the polishing material, and a suspension of the polishing material was prepared by thoroughly stirring at room temperature using a glass rod. In addition, the dispersion | distribution operation using an ultrasonic wave was not performed. Thereafter, 180 mL of ion-exchanged water is prepared in a sample circulator, and the suspension is dropped so that the transmittance is 0.71 to 0.94, and ultrasonic dispersion is not performed at a flow rate of 50%. The measurement was carried out while circulating. The results are shown in Table 2.

(研磨材スラリーの作製)
各実施例及び比較例で作製した研磨材料を用いて研磨材スラリーを作製した。
研磨材料の濃度が5.0重量%になるように、研磨材料をイオン交換水に添加した。更に、高速ミキサーを用いて分散し、水分散系の研磨材スラリーを作製した。
(Preparation of abrasive slurry)
An abrasive slurry was produced using the abrasive material produced in each Example and Comparative Example.
The polishing material was added to ion-exchanged water so that the concentration of the polishing material was 5.0% by weight. Further, the slurry was dispersed using a high-speed mixer to prepare a water-dispersed abrasive slurry.

(ガラス板研磨試験)
以下の条件により、各研磨材スラリーを用いてガラス板の研磨を行った。
使用ガラス板:ソーダライムガラス(松浪硝子工業株式会社製、サイズ36×36×1.3mm 比重2.5g/cm
研磨機:卓上型研磨機(株式会社エム・エー・ティ製、MAT BC−15C、研磨定盤径300mmφ)
研磨パッド:発泡ポリウレタンパッド(ニッタ・ハース株式会社製、MHN−15A、セリア含浸なし)
研磨圧力:101g/cm
定盤回転数:70rpm
研磨材組成物の供給量:100mL/min
研磨時間:60min
(Glass plate polishing test)
The glass plate was polished using each abrasive slurry under the following conditions.
Glass plate used: Soda lime glass (manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd., size 36 × 36 × 1.3 mm, specific gravity 2.5 g / cm 3 )
Polishing machine: Desktop polishing machine (manufactured by MT Corporation, MAT BC-15C, polishing surface plate diameter 300 mmφ)
Polishing pad: Polyurethane foam pad (Nitta Haas, MHN-15A, no ceria impregnation)
Polishing pressure: 101 g / cm 2
Plate rotation speed: 70rpm
Abrasive composition supply amount: 100 mL / min
Polishing time: 60 min

(研磨速度評価)
ガラス板研磨試験前後のガラス板の重量を電子天秤で測定した。重量減少量、ガラス板の面積、ガラス板の比重からガラス板の厚さ減少量を算出し、研磨速度(μm/min)を算出した。
3枚のガラス板を同時に研磨し、60分研磨後にガラス板と研磨材スラリーを交換した。この操作を3回行い、計9枚の研磨速度を平均した値を各実施例及び比較例における研磨速度の値とし、結果を表2にまとめて示した。
研磨速度が0.29μm/min以上であれば極めて良好(◎)、0.10μm/min以上0.29μm/min未満であれば良好(○)、0.10μm/min未満であれば不良(×)である。
(Polishing rate evaluation)
The weight of the glass plate before and after the glass plate polishing test was measured with an electronic balance. From the weight reduction amount, the area of the glass plate, and the specific gravity of the glass plate, the thickness reduction amount of the glass plate was calculated, and the polishing rate (μm / min) was calculated.
Three glass plates were polished at the same time, and after polishing for 60 minutes, the glass plate and the abrasive slurry were exchanged. This operation was performed three times, and a value obtained by averaging the polishing rate of a total of 9 sheets was used as the polishing rate value in each example and comparative example. The results are shown in Table 2.
Very good (◎) if the polishing rate is 0.29 μm / min or more, good (◯) if the polishing rate is 0.10 μm / min or more and less than 0.29 μm / min, and defective if it is less than 0.10 μm / min (× ).

実施例1〜27に係る複合金属酸化物研磨材料は、SrZrOの結晶相とZrOの結晶相を有しており、かつ、X線回折における斜方晶SrZrO(040)半価幅が0.1〜3.0°であるため、研磨速度に優れることがわかった。また、D90/D10が1.5〜50となっており、体積基準粒度分布が程よく、複合金属酸化物研磨材料に適していた。
比較例1に係る比較用研磨材料は、斜方晶SrZrO(040)半価幅が3.0を超え、D90/D10が50を超えており、研磨速度が不良(×)であった。
比較例2に係る比較用研磨材料は、SrZrOの結晶相を有するものの、ZrOの結晶相を有しておらず、複合体ではなかった。この場合、研磨速度が不良(×)であった。
なお、表には示していないが、比較例3として、上記(2)混合工程における炭酸ストロンチウムの使用量を0gとした(すなわち、炭酸ストロンチウムを使用しなかった)こと以外は、実施例1と同様の手順を行うことで、ZrOの結晶相のみを有し、SrZrOの結晶相を有さない比較用研磨材料を得た。この比較用研磨材料について、実施例1と同様にして研磨速度を評価したところ、研磨速度が不良(×)であった。
以上のことから、本発明の複合金属酸化物研磨材料の製造方法は、セリウムフリーの研磨材料において良好な研磨速度を有する研磨材料を提供することができることがわかった。
The composite metal oxide polishing materials according to Examples 1 to 27 have a crystal phase of SrZrO 3 and a crystal phase of ZrO 2 , and an orthorhombic SrZrO 3 (040) half-value width in X-ray diffraction. Since it was 0.1-3.0 degrees, it turned out that it is excellent in polishing rate. Further, D 90 / D 10 has a 1.5 to 50, moderately volume based particle size distribution, it was suitable for complex metal oxide abrasive.
The comparative polishing material according to Comparative Example 1 had an orthorhombic SrZrO 3 (040) half width exceeding 3.0, D 90 / D 10 exceeding 50, and the polishing rate was poor (x). It was.
The comparative polishing material according to Comparative Example 2 had a crystal phase of SrZrO 3 , but did not have a crystal phase of ZrO 2 and was not a composite. In this case, the polishing rate was poor (x).
Although not shown in the table, as Comparative Example 3, Example 1 and Example 2 except that the amount of strontium carbonate used in the mixing step (2) was set to 0 g (that is, strontium carbonate was not used). By performing the same procedure, a comparative polishing material having only a ZrO 2 crystal phase and no SrZrO 3 crystal phase was obtained. For this comparative polishing material, the polishing rate was evaluated in the same manner as in Example 1. The polishing rate was poor (x).
From the above, it was found that the method for producing a composite metal oxide polishing material of the present invention can provide a polishing material having a good polishing rate in a cerium-free polishing material.

表には示していないが、実施例1の(2)混合工程において、ビーズを用いた混合ではなく、羽根撹拌下で混合したこと以外は、実施例1と同様にして複合金属酸化物研磨材料を得た。この研磨材料について実施例1と同様にして研磨速度を評価したところ、研磨速度は0.23μm/minであった。この研磨材料についても、実施例1と同様にX線回折パターンを測定した。測定結果は図示していないものの、この測定結果から、この研磨材料は、SrZrOの結晶相とZrOの結晶相に加えて、未反応の炭酸ストロンチウムに由来するピークも確認された。Although not shown in the table, in the mixing step of Example 1 (2), the composite metal oxide polishing material was the same as Example 1 except that the mixing was not performed using beads but was mixed under blade stirring. Got. When this polishing material was evaluated for the polishing rate in the same manner as in Example 1, the polishing rate was 0.23 μm / min. For this polishing material, the X-ray diffraction pattern was measured in the same manner as in Example 1. Although the measurement results are not shown, from this measurement result, in addition to the crystal phase of SrZrO 3 and the crystal phase of ZrO 2 , a peak derived from unreacted strontium carbonate was also confirmed in this polishing material.

(参考例1)
実施例1で作製した複合金属酸化物研磨材料を用い、研磨材スラリーAを作製した。
具体的には、研磨材20.0gをイオン交換水380.0gに分散させ、25℃にて10分間撹拌した。このようにして研磨材スラリーAを得た。
研磨材スラリーAについて、以下の条件によりゼータ電位の測定を行った。この研磨材スラリーの、pHに対するゼータ電位の関係を図4に示す。また、研磨材スラリーAの等電点は6.4であった。ここで、等電点とは、研磨材スラリー中の砥粒(複合金属酸化物研磨材料)に帯びた電荷の代数和がゼロである点、すなわち砥粒に帯びた正電荷と負電荷とが等しくなる点をいい、その点における研磨材スラリーのpHで表すことができる。
(Reference Example 1)
Using the composite metal oxide polishing material prepared in Example 1, an abrasive slurry A was prepared.
Specifically, 20.0 g of the abrasive was dispersed in 380.0 g of ion exchange water and stirred at 25 ° C. for 10 minutes. In this way, an abrasive slurry A was obtained.
For the abrasive slurry A, the zeta potential was measured under the following conditions. The relationship of the zeta potential with respect to pH of this abrasive slurry is shown in FIG. Further, the isoelectric point of the abrasive slurry A was 6.4. Here, the isoelectric point is the point where the algebraic sum of the charge on the abrasive grains (composite metal oxide polishing material) in the abrasive slurry is zero, that is, the positive and negative charges on the abrasive grains. The point which becomes equal is said and can be represented by the pH of the abrasive slurry at that point.

(ゼータ電位の測定条件)
測定機:大塚電子株式会社製、ゼータ電位測定システム、型番ELSZ−1
pHタイトレーター:大塚電子株式会社製、型番ELS−PT
研磨材スラリー6gをイオン交換水を用いて5倍希釈し、ガラス棒で撹拌しながら超音波洗浄機にて1分間分散させた。このスラリー10ccにイオン交換水50ccを加え、超音波ホモジナイザー(US−600、日本精機製作所製)を用いて、強度をV−LEVEL3に設定して1分間分散処理を行った。このようにして得たゼータ電位測定用研磨材スラリー30ccをゼータ電位測定機に充填した。
なお、コロイダルシリカを用いた研磨材スラリーCは、研磨材スラリーC60ccを超音波ホモジナイザー(US−600、日本精機製作所製)を用いて、強度をV−LEVEL3に設定して1分間分散処理を行った。このようにして得たゼータ電位測定用研磨材スラリー30ccをゼータ電位測定機に充填した。
(Zeta potential measurement conditions)
Measuring instrument: manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., zeta potential measurement system, model number ELSZ-1
pH titrator: manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., model number ELS-PT
6 g of the abrasive slurry was diluted 5 times with ion-exchanged water, and dispersed with an ultrasonic cleaner for 1 minute while stirring with a glass rod. 50 cc of ion-exchanged water was added to 10 cc of this slurry, and using an ultrasonic homogenizer (US-600, manufactured by Nippon Seiki Seisakusho), the strength was set to V-LEVEL 3 and dispersion treatment was performed for 1 minute. A zeta potential measuring machine was charged with 30 cc of the abrasive slurry for zeta potential measurement thus obtained.
In addition, the abrasive slurry C using colloidal silica was subjected to a dispersion treatment for 1 minute using an ultrasonic homogenizer (US-600, manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) for the abrasive slurry C60cc and setting the strength to V-LEVEL3. It was. A zeta potential measuring machine was charged with 30 cc of the abrasive slurry for zeta potential measurement thus obtained.

なお、研磨材スラリーのpH調整のために、必要に応じて以下のpH調整剤を用いた。
酸性側pH調整溶液:塩酸水溶液、0.1mol/L
アルカリ性側pH調整溶液:水酸化ナトリウム水溶液、1mol/L
In addition, in order to adjust the pH of the abrasive slurry, the following pH adjusters were used as necessary.
Acid side pH adjustment solution: hydrochloric acid aqueous solution, 0.1 mol / L
Alkaline side pH adjustment solution: sodium hydroxide aqueous solution, 1 mol / L

(1)第1研磨工程
上述のようにして得た研磨材スラリーAのゼータ電位が表3に示す値になるよう、スラリーのpHを調整した。このスラリーの存在下で、実施例1の「ガラス板研磨試験」と同様の研磨条件にてガラス板の研磨を行った。この工程での研磨材スラリーAのpH値を表3に示す。また、実施例1の「研磨速度評価」試験と同様に、第1研磨工程での研磨速度を測定した。更に、第1研磨工程後のガラス基板の表面粗さを、以下の方法に従って評価した。結果を表3に示す。
(2)第2研磨工程
上記第1研磨工程で使用した研磨材スラリーAをそのまま連続使用し、そのゼータ電位が表3に示す値になるようにスラリーのpHを調整した後、このスラリーの存在下で、第1研磨工程と同じ研磨条件にてガラス基板の研磨を行った。この工程での研磨材スラリーAのpH値を表3に示す。また、実施例1の「研磨速度評価」と同様に、第2研磨工程での研磨速度を測定した。更に、第2研磨工程後のガラス基板の表面粗さを、以下の方法に従って評価した。結果を表3に示す。
(1) First Polishing Step The pH of the slurry was adjusted so that the zeta potential of the abrasive slurry A obtained as described above became a value shown in Table 3. In the presence of this slurry, the glass plate was polished under the same polishing conditions as in the “glass plate polishing test” of Example 1. Table 3 shows the pH value of the abrasive slurry A in this step. Further, similarly to the “polishing rate evaluation” test of Example 1, the polishing rate in the first polishing step was measured. Furthermore, the surface roughness of the glass substrate after the first polishing step was evaluated according to the following method. The results are shown in Table 3.
(2) Second polishing step The abrasive slurry A used in the first polishing step is continuously used as it is, and after adjusting the pH of the slurry so that the zeta potential becomes the value shown in Table 3, the presence of this slurry Below, the glass substrate was grind | polished on the same grinding | polishing conditions as a 1st grinding | polishing process. Table 3 shows the pH value of the abrasive slurry A in this step. Further, similarly to the “polishing rate evaluation” in Example 1, the polishing rate in the second polishing step was measured. Furthermore, the surface roughness of the glass substrate after the second polishing step was evaluated according to the following method. The results are shown in Table 3.

(ガラス基板の表面平滑性の測定)
各研磨工程後のガラス板について、以下の条件により表面粗さの測定を行った。
測定機:ZYGO株式会社製、白色干渉顕微鏡、型番NewViewTM7100
水平解像度:<0.1nm
対物レンズ:50倍
フィルター:なし
測定視野サイズ:X=186μm、Y=139μm
評価方法:研磨後のガラス基板に対し、中心点、及び、中心点から半径6mm、12mmの同心円とガラス基板の対角線の交点の計9点のRaを測定し、平均値を算出した。この操作を上記の研磨速度の測定に用いた計9枚のガラス基板に対して行い、各ガラス基板のRaの平均値を用いて平均することにより、表面粗さを評価した。
(Measurement of surface smoothness of glass substrate)
About the glass plate after each grinding | polishing process, the surface roughness was measured on condition of the following.
Measuring instrument: manufactured by ZYGO Corporation, white interference microscope, model number NewView 7100
Horizontal resolution: <0.1nm
Objective lens: 50 times filter: None Measurement field size: X = 186 μm, Y = 139 μm
Evaluation method: For the polished glass substrate, Ra was measured at a total of 9 points including the center point and the intersection of a concentric circle having a radius of 6 mm and 12 mm from the center point and the diagonal line of the glass substrate, and the average value was calculated. This operation was performed on a total of nine glass substrates used for the above-described polishing rate measurement, and the surface roughness was evaluated by averaging using the average value of Ra of each glass substrate.

(参考例2)
第1研磨工程の後に研磨材スラリーAを取り出し、新しい研磨材スラリーA(但し、当該スラリーのpHを表3に示す値に調整する)に切り替えて第2研磨工程を行ったこと以外は、参考例1と同様にして第1研磨工程及び第2研磨工程を実施した。各工程での、研磨材スラリーのpH、ゼータ電位、研磨速度及びガラス基板の表面粗さを表3に示す。
(Reference Example 2)
Except that the abrasive slurry A was taken out after the first polishing step and switched to a new abrasive slurry A (however, the pH of the slurry was adjusted to the value shown in Table 3) and the second polishing step was performed. In the same manner as in Example 1, the first polishing step and the second polishing step were performed. Table 3 shows the pH, zeta potential, polishing rate, and surface roughness of the glass substrate of the abrasive slurry in each step.

(比較参考例1)
(1)第1研磨工程
研磨材としてガラス研磨用酸化セリウム質研磨材(昭和電工株式会社製、SHOROX(R)A−10、酸化セリウム含有量:60重量%、等電点:10.4)を用いたこと以外は、参考例1と同様にして研磨材スラリーBを作製した。この研磨材スラリーBのゼータ電位が表3に示す値になるよう、スラリーのpHを調整した後、このスラリーの存在下で、実施例1の「ガラス板研磨試験」と同様の研磨条件にてガラス板の研磨を行った。この工程での研磨材スラリーBのpH値を表3に示す。また、第1研磨工程での研磨速度、及び、第1研磨工程後のガラス基板の表面粗さを、参考例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
(2)第2研磨工程
上記第1研磨工程で用いた研磨材スラリーBを研磨機から取り出し、研磨機の洗浄を行った。
別途、コロイダルシリカ(扶桑化学工業株式会社、クォートロン(R)PL−7、等電点:5.8)52.2gをイオン交換水347.8gに分散させ、25℃にて10分間撹拌した。これを研磨材スラリーCとして用意した。この別途用意しておいた研磨材スラリーCのゼータ電位が表3に示す値になるようにpHを調整した後、この研磨材スラリーCの存在下で第1研磨工程と同じ研磨条件にてガラス基板の研磨を行った。この工程での研磨材スラリーCのpH値を表3に示す。また、第2研磨工程での研磨速度、及び、第2研磨工程後のガラス基板の表面粗さを、参考例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
なお、研磨材スラリーB、Cそれぞれの、pHに対するゼータ電位の関係を図4に示す。
(Comparative Reference Example 1)
(1) Cerium oxide abrasive for glass polishing as a first polishing process abrasive (Showa Denko KK, SHOROX®-10, cerium oxide content: 60% by weight, isoelectric point: 10.4) An abrasive slurry B was prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that was used. After adjusting the pH of the slurry so that the zeta potential of this abrasive slurry B becomes the value shown in Table 3, in the presence of this slurry, under the same polishing conditions as the “glass plate polishing test” of Example 1 The glass plate was polished. Table 3 shows the pH value of the abrasive slurry B in this step. Further, the polishing rate in the first polishing process and the surface roughness of the glass substrate after the first polishing process were evaluated in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 3.
(2) Second polishing step The abrasive slurry B used in the first polishing step was taken out from the polishing machine, and the polishing machine was cleaned.
Separately, 52.2 g of colloidal silica (Fuso Chemical Co., Ltd., Quarton (R) PL-7, isoelectric point: 5.8) was dispersed in 347.8 g of ion-exchanged water and stirred at 25 ° C. for 10 minutes. This was prepared as an abrasive slurry C. After adjusting the pH so that the zeta potential of the separately prepared abrasive slurry C becomes the value shown in Table 3, the glass is subjected to the same polishing conditions as in the first polishing step in the presence of the abrasive slurry C. The substrate was polished. Table 3 shows the pH value of the abrasive slurry C in this step. Further, the polishing rate in the second polishing step and the surface roughness of the glass substrate after the second polishing step were evaluated in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 3.
In addition, the relationship of the zeta potential with respect to pH of each of the abrasive slurry B and C is shown in FIG.

上記参考例及び比較参考例より以下のことが確認された。
参考例1、2と比較参考例1とでは、最終的に得られた基板(第2研磨工程後の基板)の表面粗さはほぼ同等であるにも関わらず、参考例1、2では、比較参考例1に比べて研磨速度が著しく向上されている。したがって、上述した好ましい研磨方法(すなわち、本発明の複合金属酸化物研磨材料を含むスラリーのゼータ電位が正となる条件下で負帯電性基板を研磨する研磨工程aと、該研磨材スラリーのゼータ電位が負となる条件下で負帯電性基板を研磨する研磨工程bとを、それぞれ少なくとも1回ずつ実施する研磨方法)は、セリウムフリーの研磨材料において高い研磨速度と優れた表面平滑性とを実現できることが分かった。また、比較参考例1においては、第1研磨工程では酸化セリウム系の研磨材を、第2研磨工程ではコロイダルシリカを使用しているため、研磨機の洗浄作業等を行う必要があったが、参考例1、2では第1研磨工程と第2研磨工程とで同種類の研磨材スラリーAを使用しているため、研磨機の洗浄作業等が不要となり、作業面、設備面で非常に有利であった。
From the above reference examples and comparative reference examples, the following was confirmed.
In Reference Examples 1 and 2 and Comparative Reference Example 1, although the surface roughness of the finally obtained substrate (substrate after the second polishing step) is almost equal, in Reference Examples 1 and 2, The polishing rate is remarkably improved as compared with Comparative Reference Example 1. Therefore, the preferred polishing method described above (that is, the polishing step a for polishing the negatively chargeable substrate under the condition that the zeta potential of the slurry containing the composite metal oxide polishing material of the present invention is positive, and the zeta of the abrasive slurry) A polishing method in which the polishing step b for polishing the negatively chargeable substrate under a condition where the potential is negative is performed at least once each in a cerium-free polishing material with a high polishing rate and excellent surface smoothness. It turns out that it can be realized. Further, in Comparative Reference Example 1, since a cerium oxide-based abrasive was used in the first polishing step and colloidal silica was used in the second polishing step, it was necessary to perform a cleaning operation of the polishing machine, In Reference Examples 1 and 2, since the same type of abrasive slurry A is used in the first polishing step and the second polishing step, no cleaning work for the polishing machine is required, which is extremely advantageous in terms of work and equipment. Met.

なお、参考例1の第2研磨工程では第1研磨工程で使用した研磨材スラリーAをそのまま連続使用したのに対し、参考例2の第2研磨工程では、第1研磨工程で使用した研磨材スラリーAと同じものではあるが、新しい研磨材スラリーAに切り替えて研磨を行った点において、参考例1と参考例2とは相違する。だが、この相違は、研磨速度及び得られる基板の表面平滑性に殆ど影響を与えないことが分かった。
In the second polishing step of Reference Example 1, the abrasive slurry A used in the first polishing step was continuously used as it was, whereas in the second polishing step of Reference Example 2, the abrasive used in the first polishing step. Although it is the same as the slurry A, Reference Example 1 is different from Reference Example 2 in that polishing is performed by switching to a new abrasive slurry A. However, this difference has been found to have little effect on the polishing rate and the surface smoothness of the resulting substrate.

Claims (4)

ストロンチウム化合物と酸化ジルコニウムとを混合する混合工程と、
前記混合工程により得られた混合物を焼成する焼成工程とを含むことを特徴とする複合金属酸化物研磨材料の製造方法。
A mixing step of mixing a strontium compound and zirconium oxide;
A method for producing a composite metal oxide polishing material, comprising a firing step of firing the mixture obtained by the mixing step.
前記混合工程におけるストロンチウム化合物は、炭酸ストロンチウム及び水酸化ストロンチウムからなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載の複合金属酸化物研磨材料の製造方法。 The method for producing a composite metal oxide polishing material according to claim 1, wherein the strontium compound in the mixing step is at least one selected from the group consisting of strontium carbonate and strontium hydroxide. 前記混合工程における酸化ジルコニウムの、線源としてCuKα線を用いたX線回折における2θ=27.00〜31.00°での最大ピークの半価幅が0.1〜3.0°であることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合金属酸化物研磨材料の製造方法。 The half-value width of the maximum peak at 2θ = 27.0 to 31.00 ° in X-ray diffraction using CuKα rays as a radiation source of zirconium oxide in the mixing step is 0.1 to 3.0 °. The method for producing a composite metal oxide polishing material according to claim 1 or 2. ZrOの結晶相と、SrZrOの結晶相とを含み、かつ、線源としてCuKα線を用いたX線回折における斜方晶SrZrOの(040)面に由来するピークの半価幅が0.1〜3.0°であることを特徴とする複合金属酸化物研磨材料。The half-value width of a peak derived from the (040) plane of orthorhombic SrZrO 3 in X-ray diffraction including a crystal phase of ZrO 2 and a crystal phase of SrZrO 3 and using CuKα rays as a radiation source is 0. A composite metal oxide polishing material characterized by having an angle of 1 to 3.0 °.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6458554B2 (en) * 2015-02-26 2019-01-30 堺化学工業株式会社 Method for producing composite metal oxide polishing material and composite metal oxide polishing material
JP6788988B2 (en) * 2016-03-31 2020-11-25 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition
JP6924660B2 (en) * 2017-09-21 2021-08-25 株式会社フジミインコーポレーテッド Method for manufacturing polishing composition

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03232724A (en) * 1990-02-09 1991-10-16 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Zirconia spherical particle and production thereof
US5669941A (en) * 1996-01-05 1997-09-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive article
WO2009075022A1 (en) * 2007-12-10 2009-06-18 Asahi Glass Company, Limited Ceria-zirconia solid solution crystal fine grain and process for producing the same
JP2013082050A (en) * 2011-10-12 2013-05-09 Japan Fine Ceramics Center Polishing material, polishing composition, and polishing method
WO2015118927A1 (en) * 2014-02-06 2015-08-13 アサヒ化成工業株式会社 Polishing abrasive particle, production method therefor, polishing method, polishing device, and slurry
JP2015147922A (en) * 2014-11-26 2015-08-20 アサヒ化成工業株式会社 Composite abrasive grain, method for manufacturing the same, polishing method and polishing device
JP2015165001A (en) * 2014-02-06 2015-09-17 アサヒ化成工業株式会社 Abrasive grains, manufacturing method thereof, polishing method, polishing device, and slurry

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03232724A (en) * 1990-02-09 1991-10-16 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Zirconia spherical particle and production thereof
US5669941A (en) * 1996-01-05 1997-09-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Coated abrasive article
WO2009075022A1 (en) * 2007-12-10 2009-06-18 Asahi Glass Company, Limited Ceria-zirconia solid solution crystal fine grain and process for producing the same
JP2013082050A (en) * 2011-10-12 2013-05-09 Japan Fine Ceramics Center Polishing material, polishing composition, and polishing method
WO2015118927A1 (en) * 2014-02-06 2015-08-13 アサヒ化成工業株式会社 Polishing abrasive particle, production method therefor, polishing method, polishing device, and slurry
JP2015165001A (en) * 2014-02-06 2015-09-17 アサヒ化成工業株式会社 Abrasive grains, manufacturing method thereof, polishing method, polishing device, and slurry
JP2015147922A (en) * 2014-11-26 2015-08-20 アサヒ化成工業株式会社 Composite abrasive grain, method for manufacturing the same, polishing method and polishing device

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FINE CERAMICS REPORT, vol. Vol.30, No.3(夏号), JPN6015012051, 20 July 2012 (2012-07-20), pages 112 - 114, ISSN: 0003929868 *
HONMA T., CERAMIC TRANSACTIONS, JPN6018047126, 2013, pages 13 - 20, ISSN: 0003929871 *
HONMA, T. ET AL.: "Development of SrZrO3/ZrO2 nano-composite abrasive for glass polishing", JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN, vol. 120, JPN6015012047, 1 July 2012 (2012-07-01), JP, pages 295 - 299, ISSN: 0003929866 *
MATERIALS INTEGRATION, vol. 第25巻,第06号, JPN6015012053, 20 June 2012 (2012-06-20), pages 45 - 50, ISSN: 0003929869 *
SUDA S., JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN, vol. 122[4], JPN6018047123, 2014, pages 244 - 249, ISSN: 0003929870 *
未来材料, vol. 13, no. 1, JPN6015012050, 10 January 2013 (2013-01-10), pages 48 - 52, ISSN: 0003929867 *

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