KR20220148919A - Cerium-based abrasive slurry stock solution and manufacturing method thereof, and polishing solution - Google Patents

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토모유키 마수다
마사키 후카야마
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쇼와 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

유리재에 대하여 양호한 연마 성능을 갖고, 또한 생산성이 우수한 세륨계 연마재 슬러리 원액 및 그 제조 방법, 및 연마액을 제공한다. 본 발명의 세륨계 연마재 슬러리 원액은 혼합 산화희토 입자 및 물을 포함하는 세륨계 연마재 슬러리 원액으로서, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 음이온성 수용성 폴리머 및 인산 화합물을 포함하고, 전체 희토류 원소의 산화물 환산 함유량(TREO)이 10.0∼40.0질량%이고, 상기 TREO 중의 세륨의 산화물 환산 함유량이 50.0질량% 이상이고, 상기 음이온성 수용성 폴리머의 함유량이 상기 TREO 100질량부에 대하여 1.5∼10.0질량부이고, 슬러리 입자의 레이저 회절 산란법에 의한 입도 분포에 있어서의 누적 체적 50%에서의 입경(D50)이 0.10∼0.35㎛이다.Disclosed are a cerium-based abrasive slurry stock solution, a method for producing the same, and a polishing solution having good polishing performance for glass materials and excellent productivity. The cerium-based abrasive slurry stock solution of the present invention is a cerium-based abrasive slurry stock solution containing mixed rare earth oxide particles and water. The cerium-based abrasive slurry stock solution includes an anionic water-soluble polymer and a phosphoric acid compound, and the total rare earth element oxide content (TREO) is 10.0-40.0 mass %, the oxide-converted content of cerium in the TREO is 50.0 mass % or more, the content of the anionic water-soluble polymer is 1.5 to 10.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the TREO, the slurry particles The particle diameter (D 50 ) at 50% of the cumulative volume in the particle size distribution by the laser diffraction scattering method is 0.10 to 0.35 μm.

Description

세륨계 연마재 슬러리 원액 및 그 제조 방법, 및 연마액Cerium-based abrasive slurry stock solution and manufacturing method thereof, and polishing solution

본 발명은 액정 패널, 하드 디스크, 특정 주파수 컷용 필터 등에 사용되는 유리 기판, 광학 렌즈용 유리 기판 등의 유리재의 연마에 사용되는, 세륨계 연마재 슬러리 원액 및 그 제조 방법, 및 연마 액체에 관한 것이다.The present invention relates to a cerium-based abrasive slurry stock solution, a method for producing the same, and a polishing liquid used for polishing glass materials such as glass substrates used for liquid crystal panels, hard disks, filters for specific frequency cut, and the like, and glass substrates for optical lenses.

유리재는 다양한 용도로 사용되고 있고, 그 용도에 따라서는 표면 연마가 필요한 경우가 있다. 특히, 액정 패널, 하드 디스크, 특정 주파수 컷용 필터 등에 사용되는 유리 기판, 광학 렌즈용 유리 기판 등의 유리재는 높은 평활도 및 고효율로의 표면 연마 가공이 요구되고 있다.Glass materials are used for various purposes, and surface polishing may be required depending on the use. In particular, glass materials such as glass substrates used for liquid crystal panels, hard disks, filters for specific frequency cut, and the like, glass substrates for optical lenses, etc., are required to be surface polished with high smoothness and high efficiency.

이러한 우수한 연마 성능이 요구되는 유리재의 표면 연마 가공에 있어서는 예를 들면, 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같은 세륨계 연마재가 다용되고 있다.In the surface polishing of glass materials requiring such excellent polishing performance, for example, cerium-based abrasives as described in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are widely used.

또한, 유리재의 연마면의 고정밀도화의 요구가 진행됨에 따라, 유리재의 표면 거칠기를 작게 하고, 보다 평활화하기 위해, 입자가 미세한 세륨계 연마재 슬러리(연마액)의 수요가 높아지고 있다.In addition, as the demand for higher precision of the polished surface of the glass material progresses, the demand for a cerium-based abrasive slurry (polishing liquid) having fine particles is increasing in order to reduce the surface roughness of the glass material and to further smooth it.

국제 공개 제2019/049932호International Publication No. 2019/049932 일본특허공개 2019-208029호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2019-208029

그러나, 세륨계 연마재 슬러리는 그 슬러리 중의 입자가 미세해지면, 연마 속도나 평활화하는 연마력을 유지하는 것이 어려워지고, 유리재에 대한 연마 성능이 저하되는 경우도 있었다. 또한, 세륨계 연마재 슬러리 원액의 생산성이 저하되어 상기 슬러리 원액의 제조 비용이 증대된다는 과제도 발생하고 있었다.However, in the case of a cerium-based abrasive slurry, when the particles in the slurry become finer, it becomes difficult to maintain a polishing rate or a smoothing polishing force, and the polishing performance of the glass material is sometimes deteriorated. In addition, the productivity of the cerium-based abrasive slurry stock solution is lowered, and there has also been a problem that the manufacturing cost of the slurry stock solution is increased.

따라서, 유리재의 연마 속도 및 평활화하는 연마력을 고수준으로 유지할 수 있고, 게다가, 제조 비용이 억제되고, 생산성이 우수한 세륨계 연마재 슬러리 원액이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a cerium-based abrasive slurry stock solution capable of maintaining a high level of polishing rate and smoothing power of the glass material, and suppressing manufacturing cost and excellent productivity.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이고, 유리재에 대하여 양호한 연마 성능을 갖고, 또한 생산성이 우수한 세륨계 연마재 슬러리 원액 및 그 제조 방법, 및 연마액을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a cerium-based abrasive slurry stock solution, a method for producing the same, and a polishing solution having good polishing performance for glass materials and excellent productivity.

본 발명은 연마 지립으로서 혼합 산화희토 입자를 사용한 세륨계 연마재 슬러리에 있어서, 소정량의 음이온성 수용성 폴리머 및 인산 화합물을 병용함으로써, 양호한 연마 성능이 얻어지고, 또한 양호한 연마 성능을 갖는 세륨계 연마재 슬러리(연마액)의 원액을 높은 생산성으로 제조할 수 있는 것을 발견한 것에 기초한다.According to the present invention, in a cerium-based abrasive slurry using mixed rare earth oxide particles as abrasive grains, good polishing performance is obtained and good polishing performance is obtained by using a predetermined amount of an anionic water-soluble polymer and a phosphoric acid compound in combination. It is based on the discovery that the stock solution of (polishing liquid) can be manufactured with high productivity.

즉, 본 발명은 이하의 [1]∼[8]을 제공하는 것이다.That is, the present invention provides the following [1] to [8].

[1] 혼합 산화희토 입자 및 물을 포함하는 세륨계 연마재 슬러리 원액으로서, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 음이온성 수용성 폴리머 및 인산 화합물을 포함하고, 전체 희토류 원소의 산화물 환산 함유량(TREO)은 10.0∼40.0질량%이고, 상기 TREO 중의 세륨의 산화물 환산 함유량은 50.0질량% 이상이고, 상기 음이온성 수용성 폴리머의 함유량은 상기 TREO 100질량부에 대하여 1.5∼10.0질량부이고, 슬러리 입자의 레이저 회절 산란법에 의한 입도 분포에 있어서의 누적 체적 50%에서의 입경(D50)은 0.10∼0.35㎛인 세륨계 연마재 슬러리 원액.[1] A cerium-based abrasive slurry stock solution containing mixed rare earth oxide particles and water, wherein the cerium-based abrasive slurry stock solution includes an anionic water-soluble polymer and a phosphoric acid compound, and the total rare earth element oxide equivalent content (TREO) is 10.0 to 40.0 mass %, the oxide equivalent content of cerium in the TREO is 50.0 mass % or more, the content of the anionic water-soluble polymer is 1.5 to 10.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the TREO, and the laser diffraction scattering method of the slurry particles A cerium-based abrasive slurry stock solution having a particle diameter (D 50 ) of 0.10 to 0.35 μm at 50% of the cumulative volume in the particle size distribution.

[2] 불소 원자 함유량이 0.1질량% 이하인 상기 [1]에 기재된 세륨계 연마재 슬러리 원액.[2] The cerium-based abrasive slurry stock solution according to the above [1], wherein the fluorine atom content is 0.1% by mass or less.

[3] 상기 음이온성 수용성 폴리머가 폴리카르복실산계 폴리머인 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 세륨계 연마재 슬러리 원액.[3] The cerium-based abrasive slurry stock solution according to the above [1] or [2], wherein the anionic water-soluble polymer is a polycarboxylic acid-based polymer.

[4] 상기 폴리카르복실산계 폴리머가 아크릴산, 및 아크릴산과 말레산의 코폴리머, 및 이것들의 알칼리 금속염으로부터 선택되는 1종 이상인 세륨계 연마재 슬러리 원액.[4] A cerium-based abrasive slurry stock solution, wherein the polycarboxylic acid-based polymer is at least one selected from acrylic acid, a copolymer of acrylic acid and maleic acid, and alkali metal salts thereof.

[5] 상기 인산 화합물은 트리폴리인산, 피로인산 및 헥사메타인산, 및 이것들의 알칼리 금속염으로부터 선택되는 1종 이상인 상기 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 세륨계 연마재 슬러리 원액.[5] The cerium-based abrasive slurry stock solution according to any one of [1] to [4], wherein the phosphoric acid compound is at least one selected from tripolyphosphoric acid, pyrophosphoric acid and hexametaphosphoric acid, and alkali metal salts thereof.

[6] 상기 인산 화합물의 함유량은 상기 TREO 100 질량부에 대하여 0.5∼10.0질량부인 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 세륨계 연마재 슬러리 원액.[6] The cerium-based abrasive slurry stock solution according to any one of [1] to [5], wherein the content of the phosphoric acid compound is 0.5 to 10.0 parts by mass based on 100 parts by mass of TREO.

[7] 상기 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 세륨계 연마재 슬러리 원액의 제조 방법으로서, 상기 혼합 산화희토 입자, 물 및 상기 음이온성 수용성 폴리머를 포함하는 혼합 원료를 습식 분쇄하여 분쇄 슬러리를 얻는 공정과, 상기 분쇄 슬러리를 습식 분급하여 분급 슬러리를 얻는 공정과, 상기 분급 슬러리에, 물 및 상기 인산 화합물을 첨가하고 혼합하여 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액을 얻는 공정을 포함하는 세륨계 연마재 슬러리 원액의 제조 방법.[7] The method for producing the cerium-based abrasive slurry stock solution according to any one of [1] to [6], wherein a mixed raw material comprising the mixed rare earth oxide particles, water and the anionic water-soluble polymer is wet-pulverized to obtain a grinding slurry A cerium-based abrasive slurry comprising: a step of obtaining a classification slurry by wet classifying the grinding slurry to obtain a classification slurry; and a step of adding and mixing water and the phosphoric acid compound to the classification slurry to obtain the cerium-based abrasive slurry stock solution Method for preparing the stock solution.

[8] 상기 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 세륨계 연마재 슬러리 원액은 물로 희석된 연마액이고, 상기 TREO는 0.1∼10.0질량%인 연마액.[8] The cerium-based abrasive slurry stock solution according to any one of [1] to [6] is a polishing solution diluted with water, and the TREO is 0.1 to 10.0 mass%.

본 발명의 세륨계 연마재 슬러리 원액은, 생산성이 우수하고, 또한 유리재에 대하여 양호한 연마 성능을 갖는 연마액을 제공할 수 있다.The cerium-based abrasive slurry stock solution of the present invention can provide a polishing solution having excellent productivity and good polishing performance for glass materials.

또한, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액을 적합하게 제조할 수 있다.In addition, according to the manufacturing method of the present invention, the cerium-based abrasive slurry stock solution can be suitably prepared.

따라서, 본 발명의 세륨계 연마재 슬러리 원액을 사용하여 얻어지는 연마액은, 유리재에 대한 양호한 연마 성능을 유지하면서, 제조 비용을 억제할 수 있다.Therefore, the polishing liquid obtained by using the cerium-based abrasive slurry stock solution of the present invention can suppress the manufacturing cost while maintaining good polishing performance for the glass material.

이하, 본 발명의 세륨계 연마재 슬러리 원액 및 그 제조 방법, 및 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액을 사용하여 얻어지는 연마액의 실시형태를 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the cerium-based abrasive slurry stock solution of the present invention, a method for producing the same, and a polishing solution obtained using the cerium-based abrasive slurry stock solution will be described in detail.

[세륨계 연마재 슬러리 원액][Cerium-based abrasive slurry stock solution]

본 실시형태의 세륨계 연마재 슬러리 원액은 혼합 산화희토 입자 및 물을 포함하는 슬러리이고, 음이온성 수용성 폴리머 및 인산 화합물을 포함한다. 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액의 전체 희토류 원소의 산화물 환산 함유량(TREO; Total Rare Earth Oxides의 약칭)이 10.0∼40.0질량%이고, 상기 TREO 중의 세륨의 산화물(CeO2) 환산 함유량(이하, 「Ce량」이라고 표기한다)이 50.0질량% 이상이다. 상기 슬러리 중의 상기 음이온성 수용성 폴리머의 함유량은 상기 TREO 100 질량부에 대하여 1.5∼10.0 질량부이다. 그리고, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은, 슬러리 입자의 레이저 회절 산란법에 의한 입도 분포에 있어서의 누적 체적 50%에서의 입경(D50)이 0.10∼0.35㎛인 것을 특징으로 하고 있다.The cerium-based abrasive slurry stock solution of the present embodiment is a slurry containing mixed rare-earth oxide particles and water, and contains an anionic water-soluble polymer and a phosphoric acid compound. The total rare earth element oxide content (TREO; abbreviation for Total Rare Earth Oxides) of the cerium-based abrasive slurry stock solution is 10.0 to 40.0 mass %, and the cerium oxide (CeO 2 ) equivalent content in the TREO (hereinafter, “Ce amount”) is ') is 50.0 mass% or more. Content of the said anionic water-soluble polymer in the said slurry is 1.5-10.0 mass parts with respect to 100 mass parts of said TREO. The cerium-based abrasive slurry stock solution is characterized in that the particle diameter (D 50 ) at 50% of the cumulative volume in the particle size distribution of the slurry particles by the laser diffraction scattering method is 0.10 to 0.35 μm.

또한, 본 발명에 있어서의 「세륨계 연마재」란, 연마재 중의 TREO에 대한 세륨의 산화물 환산 함유량이 50.0질량% 이상인 연마재를 말한다.In addition, the "cerium-based abrasive" in the present invention refers to an abrasive having an oxide-converted content of cerium with respect to TREO in the abrasive of 50.0% by mass or more.

(혼합 산화희토 입자)(Mixed rare earth particles)

본 실시형태에 있어서의 혼합 산화희토 입자의 혼합 산화희토의 「혼합」이란, 복수 종의 희토류 원소가 포함되어 있는 것을 의미한다. 상기 혼합 산화희토에는 Ce 이외의 희토류 원소가 포함되어 있어도 된다. 상기 희토류 원소로서는, 예를 들면, La, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 등이 열거된다.In the present embodiment, "mixing" of mixed rare earth oxide with mixed rare earth particles means that a plurality of types of rare earth elements are contained. The mixed rare earth oxide may contain rare earth elements other than Ce. Examples of the rare earth element include La, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and the like.

상기 혼합 산화희토 입자 중의 TREO는, 유리재의 표면 연마 가공에 적합한 세륨계 연마재 슬러리 원액의 생산성 향상의 관점에서, 바람직하게는 80.0질량% 이상, 보다 바람직하게는 85.0질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90.0∼100질량%이다.TREO in the mixed rare earth particles is preferably 80.0 mass % or more, more preferably 85.0 mass % or more, further preferably 90.0 mass % or more, from the viewpoint of improving the productivity of a cerium-based abrasive slurry stock solution suitable for surface polishing of glass materials. -100 mass %.

동일한 관점에서, 혼합 산화희토 입자는 함유하는 전체 희토류 원소 중 Ce를 주성분으로 하고, TREO 중의 Ce량(Ce량/TREO)은 바람직하게는 50.0질량% 이상, 보다 바람직하게는 60.0질량% 이상, 더욱 바람직하게는 65.0∼100질량%이다.From the same viewpoint, the mixed rare earth particles contain Ce as a main component among all the rare earth elements contained, and the amount of Ce in TREO (Ce amount/TREO) is preferably 50.0 mass % or more, more preferably 60.0 mass % or more, further Preferably it is 65.0-100 mass %.

또한, TREO는 옥살산염 침전, 소성 및 중량법에 의해 측정할 수 있고, 구체적으로는 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.In addition, TREO can be measured by oxalate precipitation, calcination, and a gravimetric method, and can be measured by the method specifically described in the Example mentioned later.

또한, Ce 등의 각 희토류 원소의 함유량은, 고주파 유도 결합 플라즈마(ICP) 분석이나 형광 X선 분석 등의 기기 분석에 의해 측정할 수 있고, 본 실시형태에서는, ICP 발광 분광 분석(ICP-AES))에 의한 측정값으로부터, 각 희토류 원소를 산화물로서 환산한 값을 산화물 환산량으로 한다.Incidentally, the content of each rare earth element such as Ce can be measured by instrumental analysis such as high-frequency inductively coupled plasma (ICP) analysis and fluorescence X-ray analysis, and in this embodiment, ICP emission spectroscopy (ICP-AES) ), a value obtained by converting each rare earth element into an oxide is taken as the oxide conversion amount.

상기 혼합 산화희토는, 예를 들면, 혼합 탄산희토나 혼합 모노옥시 탄산희토, 혼합 옥살산희토, 혼합 수산화희토 등의 혼합 경희토(輕希土) 화합물을 소성함으로써 얻을 수 있다. 또한, 여기서 말하는 「혼합」도, 상술한 혼합 산화희토의 「혼합」과 동의이다.The mixed rare earth oxide can be obtained by, for example, calcining a mixed hard rare earth compound such as mixed rare earth carbonate, mixed monooxy carbonate rare earth, mixed oxalate rare earth, mixed rare earth hydroxide, or the like. In addition, "mixing" here is synonymous with "mixing" of the mixed rare earth oxide mentioned above.

상기 혼합 경희토 화합물로서는, 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 및 방사성 물질 등의 비희토류 성분의 불순물 성분, 및 중중희토(中重希土)의 함유량이 저감되어 있는 것이 바람직하고, Ce를 주성분으로 하고 있는 것이 보다 바람직하다. 혼합 경희토 화합물로서는, 예를 들면, TREO가 45∼55질량%, 상기 TREO 중의 Ce량(Ce량/TREO)이 약 65질량%인 혼합 탄산희토가 바람직하게 사용된다.The mixed light rare earth compound preferably has a reduced content of impurities of non-rare earth components such as alkali metals, alkaline earth metals and radioactive substances, and heavy rare earths, and has Ce as the main component. more preferably. As the mixed rare earth compound, for example, mixed rare earth carbonate having a TREO content of 45 to 55 mass% and a Ce content (Ce content/TREO) in the TREO of about 65 mass% is preferably used.

또한, 본 명세서에 있어서, 중중희토란, Pm보다 원자 번호가 큰 희토류 원소를 나타내고, 중중희토 이외의 희토류 원소를 경희토라 말하는 것으로 한다.Incidentally, in this specification, the heavy rare earth refers to a rare earth element having an atomic number greater than that of Pm, and rare earth elements other than the heavy rare earth are referred to as light rare earth.

혼합 경희토 화합물의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다. 혼합 경희토 화합물은, 예를 들면, 희토류 원소를 포함하는 광석으로부터 희토류 원소 이외의 불순물 성분 및 중중희토의 함유량을 화학적 처리에 의해 분리하여 저감시킴으로써 얻어진다.The method for producing the mixed hard rare earth compound is not particularly limited. The mixed light rare earth compound is obtained, for example, by separating and reducing the content of impurities other than rare earth elements and heavy rare earth from ore containing rare earth elements by chemical treatment.

희토류 원소를 포함하는 광석으로서는, 예를 들면, Ce를 많이 포함하는 천연 모나자이트(monazite)나 바스네사이트(bastnaesite) 등의 원료 광석으로부터 얻어지는 희토 정광 등이 바람직하게 사용된다.As the ores containing rare earth elements, for example, rare earth concentrates obtained from raw ores such as natural monazite and bastnaesite containing a large amount of Ce are preferably used.

혼합 경희토 화합물의 조제에 있어서, 불순물 성분의 함유량을 저감시키는 화학적 처리 방법으로서는, 황산 배소가 일반적인 방법이다. 황산 배소는 분쇄된 상기 원료 광석을 황산과 함께 배소하여 황산염(황산 희토)을 생성하고, 이 황산염을 물에 용해하여 황산 희토 용액으로 하고, 불용물인 불순물 성분을 여과 등에 의해 제거하는 방법이다. 혼합 경희토 화합물 중의 불순물 성분의 함유량은 1.0질량% 이하까지로 저감되는 것이 바람직하다.As a chemical treatment method for reducing the content of impurity components in the preparation of a mixed light rare earth compound, sulfuric acid roasting is a common method. Sulfuric acid roasting is a method in which the pulverized raw ore is roasted with sulfuric acid to produce sulfate (rare earth sulfate), the sulfate is dissolved in water to make a sulfuric acid rare earth solution, and insoluble impurity components are removed by filtration or the like. The content of the impurity component in the mixed light rare earth compound is preferably reduced to 1.0 mass% or less.

또한, 중중희토의 함유량을 저감시키는 화학적 처리 방법으로서는, 예를 들면, 상기 황산 배소 후의 황산 희토 용액에 탄산염을 첨가하여, 조 탄산 희토로 한 후, 이것에 염산을 가하고, 혼합 염화희토 수용액으로 하고, 유기 용매를 사용하여 용매 추출함으로써 행할 수 있다. 용매 추출에 있어서는, 필요에 따라, 추출 정도의 조정이나 첨가제 등의 사용 등의 공지의 방법을 이용하여, Ce 및 그 외의 경희토의 각 함유량을 조정할 수 있다. 혼합 경희토 화합물 중의 중중희토의 함유량은 1.0질량% 이하로까지 저감되는 것이 바람직하다.In addition, as a chemical treatment method for reducing the content of heavy rare earth, for example, carbonate is added to the sulfuric acid rare earth solution after roasting the sulfuric acid to obtain a crude carbonate rare earth, then hydrochloric acid is added thereto to obtain a mixed chloride rare earth solution. , by solvent extraction using an organic solvent. In solvent extraction, each content of Ce and other hard rare earth can be adjusted as needed using well-known methods, such as adjustment of the extraction degree and use of an additive. The content of the heavy rare earth in the mixed light rare earth compound is preferably reduced to 1.0% by mass or less.

혼합 경희토 화합물은, 불순물 성분의 함유량을 저감시키는 처리를 행한 후에, 탄산 나트륨이나 중탄산 암모늄 등을 사용하여 탄산염으로 한 혼합 탄산희토, 및/또는 옥살산 등 사용하여 옥살산염으로 한 혼합 옥살산희토를 포함하고 있어도 된다.Mixed rare earth compounds include mixed rare earth carbonates made into carbonates using sodium carbonate or ammonium bicarbonate, and/or mixed rare earth oxalates made into oxalates using oxalic acid or the like after treatment to reduce the content of impurity components. may be doing

혼합 경희토 화합물을 소성하여 혼합 산화희토를 얻을 때의 소성 온도는 혼합 경희토 화합물의 조성에 따라 적절히 조정되지만, 600∼1200℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 700∼1150℃, 더욱 바람직하게는 800∼1100℃이다. 소성 시간은 0.5∼48시간인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼40시간, 더욱 바람직하게는 1.5∼30시간이다. 소성 분위기는 대기 분위기 중인 것이 바람직하다.The calcination temperature when calcining the mixed hard rare earth compound to obtain the mixed rare earth compound is appropriately adjusted depending on the composition of the mixed hard rare earth compound, but is preferably 600 to 1200°C, more preferably 700 to 1150°C, still more preferably is 800 to 1100 °C. The calcination time is preferably 0.5 to 48 hours, more preferably 1 to 40 hours, still more preferably 1.5 to 30 hours. It is preferable that the firing atmosphere is in an atmospheric atmosphere.

소성하여 얻어진 혼합 산화희토는, 레이저 회절 산란법으로 측정한 D50이 바람직하게는 20㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3∼18㎛, 더욱 바람직하게는 5∼15㎛의 입자이다. 또한, 소성 후에, 기계적인 방법으로 해쇄하여, 상기와 같은 입경의 입자로 조정해도 된다.The mixed rare earth oxide obtained by firing preferably has a D 50 measured by laser diffraction scattering method of 20 µm or less, more preferably 3 to 18 µm, and still more preferably 5 to 15 µm. Moreover, after calcination, it may pulverize by a mechanical method, and you may adjust to the particle|grains of the same particle size as the above.

또한, 혼합 산화희토 입자는, 시판도 되어 있고, 시판품을 원료로 이용해도 된다. 시판품의 혼합 산화희토 입자 중에는, 그 제조 원료인 혼합 탄산희토나 혼합 모노옥시 탄산희토, 혼합 옥살산희토 등이 잔존하고 있는 경우도 있다.In addition, mixed rare-earth particles are commercially available, and a commercially available product may be used as a raw material. In some commercially available mixed rare earth oxide particles, mixed rare earth carbonate, mixed monooxy rare earth carbonate, mixed oxalate rare earth, and the like, which are raw materials for production, remain.

본 실시형태의 세륨계 연마재 슬러리 원액은, 환경에 대한 부하 저감의 관점에서, 불소 원자 함유량이 0.1질량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.01질량% 이하이다. 불소 원자 함유량이 0.1질량% 이하이면, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 실질적으로 불소 원자를 포함하지 않는 것이라고 말해진다.The cerium-based abrasive slurry stock solution of this embodiment preferably has a fluorine atom content of 0.1% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less, still more preferably 0.01% by mass or less from the viewpoint of reducing the load on the environment. . When the fluorine atom content is 0.1 mass % or less, it is said that the cerium-based abrasive slurry stock solution contains substantially no fluorine atoms.

또한, 본 실시형태의 세륨계 연마재 슬러리 원액에 포함될 수 있는 불소 원자는, 혼합 산화희토 입자로부터 유래하는 것만으로 간주하고, 음이온성 수용성 폴리머, 인산 화합물 및 물에서 유래하는 불소 원자는 0질량%인 것으로 간주한다. 따라서, 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 불소 원자 함유량은, 이 슬러리의 제조에 사용한 혼합 산화희토 입자 중의 불소 원자 함유량의 측정값으로부터 추정하는 것으로 한다.In addition, the fluorine atoms that can be contained in the cerium-based abrasive slurry stock solution of the present embodiment are considered only derived from the mixed rare-earth particles, and the fluorine atoms derived from the anionic water-soluble polymer, the phosphoric acid compound and water are 0% by mass. considered to be Accordingly, the fluorine atom content in the cerium-based abrasive slurry stock solution is estimated from the measured value of the fluorine atom content in the mixed rare-earth oxide particles used to prepare the slurry.

혼합 산화희토 입자 중의 불소 원자 함유량은, 상기 혼합 산화희토 입자를 알칼리 용융하여 수용액화하고, 이온 전극법에 의해 측정할 수 있다.The content of fluorine atoms in the mixed rare-earth particles can be measured by the ion electrode method by melting the mixed rare-earth particles with an alkali to form an aqueous solution.

(TREO)(TREO)

본 실시형태의 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 TREO는, 혼합 산화희토 입자를 유래로 하는 것이고, 생산성 및 연마 성능 등의 관점에서, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액 중, 10.0∼40.0질량%이고, 바람직하게는 15.0∼35.0질량%, 보다 바람직하게는 20.0∼30.0질량%이다.The TREO in the cerium-based abrasive slurry stock solution of the present embodiment is derived from mixed rare-earth particles, and from the viewpoint of productivity and polishing performance, etc., in the cerium-based abrasive slurry stock solution, TREO is 10.0 to 40.0 mass%, preferably It is 15.0-35.0 mass %, More preferably, it is 20.0-30.0 mass %.

(물)(water)

상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 물을 포함하는 슬러리이고, 물을 분산매로 한다. 또한, 슬러리 입자의 분산성 등의 관점에서, 물은 연수 또는 순수를 사용하는 것이 바람직하다.The cerium-based abrasive slurry stock solution is a slurry containing water, and water is used as a dispersion medium. In addition, it is preferable to use soft water or pure water as water from a viewpoint of the dispersibility of a slurry particle, etc.

분산매로서, 물 이외의 수계 분산 매체(예를 들면, 알코올, 아세톤, 테트라히드로푸란 등의 수용성 유기 용매 등)를, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 포함하고 있어도 되지만, 통상은 물만인 것이 바람직하다.As the dispersion medium, an aqueous dispersion medium other than water (for example, a water-soluble organic solvent such as alcohol, acetone, tetrahydrofuran, etc.) may be included in the range that does not impair the effects of the present invention, but usually only water desirable.

상기 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 물의 함유량은, TREO가 40.0질량% 이하가 되는 양이고, 유리재의 소망의 연마 가공에 따라 적절히 조정된다. 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 물 이외의 성분의 균일 분산성이나 점성 등의 관점에서, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 물의 함유량은 바람직하게는 60질량% 이상, 보다 바람직하게는 65.0∼90.0질량%, 보다 바람직하게는 70.0∼85.0질량%이다.The content of water in the cerium-based abrasive slurry stock solution is such that the TREO is 40.0% by mass or less, and is appropriately adjusted according to the desired polishing processing of the glass material. From the viewpoint of uniform dispersibility and viscosity of components other than water in the cerium-based abrasive slurry stock solution, the water content in the cerium-based abrasive slurry stock solution is preferably 60% by mass or more, more preferably 65.0 to 90.0% by mass, More preferably, it is 70.0-85.0 mass %.

(음이온성 수용성 폴리머)(anionic water-soluble polymer)

본 실시형태의 음이온성 수용성 폴리머란, 이온 교환수 중에서 해리하여 음전하의 이온 분위기를 형성하고, 25℃에서 물 100g에 대하여 10g 이상 용해하는 폴리머를 말하는 것으로 한다.The anionic water-soluble polymer of the present embodiment refers to a polymer that dissociates in ion-exchanged water to form an ionic atmosphere of negative charge, and dissolves 10 g or more per 100 g of water at 25°C.

상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 음이온성 수용성 폴리머를 TREO 100질량부에 대하여 1.5∼10.0질량부 포함하는 것이고, 보다 바람직하게는 2.0∼8.0질량부, 더욱 바람직하게는 2.2∼5.0질량부 포함한다.The cerium-based abrasive slurry stock solution contains 1.5 to 10.0 parts by mass of the anionic water-soluble polymer based on 100 parts by mass of TREO, more preferably 2.0 to 8.0 parts by mass, and still more preferably 2.2 to 5.0 parts by mass.

상기 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 음이온성 수용성 폴리머의 함유량이 TREO 100질량부에 대하여 1.5질량부 이상이면, 균질한 슬러리를 제조하기 쉽고, 세륨계 연마재 슬러리 원액의 생산성의 향상이 도모된다. 또한, 상기 함유량이 10.0질량부 이하이면, 슬러리의 균질성이 유지되기 쉽고, 생산성이 우수한 세륨계 연마재 슬러리 원액이 되기 쉽다.When the content of the anionic water-soluble polymer in the cerium-based abrasive slurry stock solution is 1.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of TREO, it is easy to prepare a homogeneous slurry, and the productivity of the cerium-based abrasive slurry stock solution is improved. In addition, when the content is 10.0 parts by mass or less, the homogeneity of the slurry is easily maintained and a cerium-based abrasive slurry stock solution having excellent productivity is easily obtained.

상기 음이온성 수용성 폴리머로서는, 물 중에서 혼합 산화희토 입자를 분산시켜, 균질한 슬러리를 얻기 쉬운 등의 관점에서, 예를 들면, 폴리카르복실산계 폴리머, 폴리술폰산계 폴리머가 열거되고, 이들 중에서도, 폴리카르복실산계 폴리머가 바람직하다. 이들 중, 1종 단독으로 사용해도, 2종 이상을 병용해도 된다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 폴리카르복실산계 폴리머란, 구성 단량체 단위 100몰% 중, 불포화 카르복실산 유래의 모노머가 60몰% 이상인 폴리머를 말한다.Examples of the anionic water-soluble polymer include polycarboxylic acid-based polymers and polysulfonic acid-based polymers from the viewpoint of dispersing the mixed rare-earth oxide particles in water to easily obtain a homogeneous slurry. A carboxylic acid-based polymer is preferred. Among these, it may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. In addition, the polycarboxylic acid-type polymer in this embodiment means the polymer whose monomer derived from an unsaturated carboxylic acid is 60 mol% or more in 100 mol% of structural monomer units.

상기 폴리카르복실산계 폴리머로서는, 예를 들면 폴리(메타)아크릴산, 폴리히드록시(메타)아크릴산, (메타)아크릴산과 말레산의 코폴리머 등의 (메타)아크릴산 코폴리머, 올레핀과 말레산의 코폴리머, 말레산과 알릴알코올의 에틸렌옥사이드나 프로필렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드 부가물의 코폴리머, 알릴술폰산과 말레산의 코폴리머 등, 또는 이들의 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염이 열거된다. 이들 중에서도, 폴리아크릴산, 아크릴산과 말레산의 코폴리머, 또는 이들의 알칼리 금속염이 바람직하고, 아크릴산과 말레산의 코폴리머 또는 그 알칼리 금속염이 보다 바람직하다.Examples of the polycarboxylic acid-based polymer include (meth)acrylic acid copolymers such as poly(meth)acrylic acid, polyhydroxy(meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid and maleic acid copolymers, and olefin and maleic acid copolymers. polymers, copolymers of alkylene oxide adducts such as ethylene oxide and propylene oxide of maleic acid and allyl alcohol, copolymers of allylsulfonic acid and maleic acid, and alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts thereof. Among these, polyacrylic acid, a copolymer of acrylic acid and maleic acid, or an alkali metal salt thereof is preferable, and a copolymer of acrylic acid and maleic acid or an alkali metal salt thereof is more preferable.

(인산 화합물)(phosphoric acid compound)

상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 상기 음이온성 수용성 폴리머와 함께, 인산 화합물을 포함하는 것이다. 상기 인산 화합물을 상기 음이온성 수용성 폴리머와 병용함으로써, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액을 희석한 연마액의 유리재에 대한 양호한 연마 성능을 유지할 수 있다.The cerium-based abrasive slurry stock solution contains a phosphoric acid compound together with the anionic water-soluble polymer. By using the phosphoric acid compound in combination with the anionic water-soluble polymer, it is possible to maintain good polishing performance on the free material of the polishing liquid obtained by diluting the cerium-based abrasive slurry stock solution.

상기 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 상기 인산 화합물의 함유량은, 상기 연마액의 유리재에 대한 양호한 연마 성능의 유지의 관점에서, 상기 TREO 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.5∼10.0질량부, 보다 바람직하게는 0.8∼8.0질량부, 더욱 바람직하게는 1.0∼5.0질량부이다.The content of the phosphoric acid compound in the cerium-based abrasive slurry stock solution is preferably 0.5 to 10.0 parts by mass, more preferably 0.5 to 10.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the TREO from the viewpoint of maintaining good polishing performance of the polishing liquid with respect to the glass material. Preferably it is 0.8-8.0 mass parts, More preferably, it is 1.0-5.0 mass parts.

상기 인산 화합물로서는, 예를 들면 트리폴리인산, 피로인산, 테트라메타인산, 헥사메타인산, 오르토인산, 아인산의 무기 인산; 아미노트리메틸렌포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 에틸렌디아민테트라메틸렌포스폰산, 디에틸렌트리아민펜타메틸렌포스폰산 등의 유기 포스폰산; 또는 이들의 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염이 열거된다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도 트리폴리인산, 피로인산, 헥사메타인산, 또는 이들의 알칼리 금속염이 바람직하다.As said phosphoric acid compound, For example, inorganic phosphoric acid of tripolyphosphoric acid, pyrophosphoric acid, tetrametaphosphoric acid, hexametaphosphoric acid, orthophosphoric acid, and phosphorous acid; organic phosphonic acids such as aminotrimethylenephosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, and diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid; or alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts thereof. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Among these, tripolyphosphoric acid, pyrophosphoric acid, hexametaphosphoric acid, or alkali metal salts thereof are preferable.

또한, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 이것을 사용하여 조제되는 연마액의 연마 성능을 방해하지 않는 범위 내에서, 필요에 따라, 예를 들면, pH 조정제, 소포제, 방청제 등의 첨가제가 첨가되어 있어도 된다.In addition, the said cerium-based abrasive slurry stock solution may contain additives such as a pH adjuster, an antifoaming agent, and a rust preventive agent, if necessary, within a range that does not interfere with the polishing performance of the polishing solution prepared using the cerium-based abrasive slurry stock solution.

(D50)(D 50 )

상기 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 슬러리 입자의 입경은, D50이 0.10∼0.35㎛이고, 바람직하게는 0.15∼0.30㎛, 보다 바람직하게는 0.17∼0.28㎛이다.The particle diameter of the slurry particles in the cerium-based abrasive slurry stock solution is 0.10 to 0.35 µm, preferably 0.15 to 0.30 µm, more preferably 0.17 to 0.28 µm.

상기 D50은, 레이저 회절 산란법에 의해 측정되는 입도 분포로부터 구해지고, 구체적으로는, 하기 실시예에 기재된 마이크로트랙 입도 분포계로 측정된 값이다.The above D 50 is obtained from a particle size distribution measured by a laser diffraction scattering method, and specifically, a value measured by a Microtrac particle size distribution meter described in the following examples.

상기 D50이 0.10㎛ 이상이면, 세륨계 연마재 슬러리 원액을 양호한 생산성으로 제조할 수 있다. 또한, 상기 D50이 0.35㎛ 이하임으로써, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액을 사용하여 조제한 연마액을 사용하여, 연마면을 양호하게 평활화할 수 있어, 우수한 연마 성능이 얻어지기 쉽다.When the D 50 is 0.10 µm or more, the cerium-based abrasive slurry stock solution can be prepared with good productivity. Further, when the D 50 is 0.35 µm or less, the polishing surface can be favorably smoothed using the polishing liquid prepared using the cerium-based abrasive slurry stock solution, and excellent polishing performance is easily obtained.

[세륨계 연마재 슬러리 원액의 제조 방법][Method for preparing cerium-based abrasive slurry stock solution]

본 실시형태의 세륨계 연마재 슬러리 원액은, 혼합 산화희토 입자, 물 및 상기 음이온성 수용성 폴리머를 포함하는 혼합 원료를 습식 분쇄하여, 분쇄 슬러리를 얻는 공정(1)과, 상기 분쇄 슬러리를 습식 분급하여, 분급 슬러리를 얻는 공정(2)과, 상기 분급 슬러리에 물 및 상기 인산 화합물을 첨가하여 혼합해서, 세륨계 연마재 슬러리 원액을 얻는 공정(3)을 포함하는, 본 실시형태의 제조 방법에 의해, 적절하게 제조할 수 있다.The cerium-based abrasive slurry stock solution of the present embodiment is prepared by wet grinding a mixed raw material containing mixed rare earth oxide particles, water, and the anionic water-soluble polymer to obtain a grinding slurry (1); by the manufacturing method of this embodiment, comprising the step (2) of obtaining a classification slurry, and the step (3) of adding and mixing water and the phosphoric acid compound to the classification slurry to obtain a cerium-based abrasive slurry stock solution, can be appropriately prepared.

이하, 각 공정에 대해서 순서대로 설명한다.Hereinafter, each process is demonstrated in order.

(공정(1))(Process (1))

공정(1)에서는, 혼합 산화희토 입자, 물 및 상기 음이온성 수용성 폴리머를 포함하는 혼합 원료를 습식 분쇄하여, 분쇄 슬러리를 얻는다.In step (1), a mixed raw material containing mixed rare-earth oxide particles, water, and the anionic water-soluble polymer is wet-pulverized to obtain a pulverized slurry.

상기 혼합 원료에 대해서, 물을 분산매로 한 습식 분쇄를 행함으로써, 슬러리의 증점이 억제된 상태에서, 균질한 분쇄 슬러리를 효율적으로 제조할 수 있다.By performing wet grinding using water as a dispersion medium for the mixed raw material, a homogeneous grinding slurry can be efficiently produced in a state in which the thickening of the slurry is suppressed.

상기 습식 분쇄는, 균질한 분쇄 슬러리를 얻는 관점에서, 볼 밀이나 비즈 밀 등의 매체 밀에 의해 행하는 것이 바람직하다. 분산매로서는, 분산성 향상의 관점에서, 물 이외에, 알코올 등의 수용성 유기 용매를 혼합하여 사용해도 된다.It is preferable to perform the said wet grinding by media mills, such as a ball mill and a bead mill, from a viewpoint of obtaining a homogeneous grinding|pulverization slurry. As a dispersion medium, you may mix and use water-soluble organic solvents, such as alcohol, other than water from a viewpoint of a dispersibility improvement.

상기 혼합 원료는 예를 들면, 비즈밀을 이용한 습식 분쇄에 있어서, 혼합 산화희토 입자 농도가 50질량% 이상인 고농도라도, 밀의 내압 및 온도의 상승에 의해 안전 및 안정한 분쇄가 방해되거나 하는 일 없이, 분쇄 슬러리를 제조할 수 있어 생산성이 우수하다고 말해진다.In wet grinding using, for example, a bead mill, the mixed raw material can be pulverized without disturbing safe and stable pulverization due to increases in internal pressure and temperature of the mill even if the mixed rare earth oxide particle concentration is 50 mass % or higher. It is said that a slurry can be manufactured and it is excellent in productivity.

상기 습식 분쇄는 후 공정(2)에 있어서, 슬러리 입자의 D50이 0.10∼∼.35㎛인 분급 슬러리의 수율을 높이는 관점에서, 예를 들면, 비즈 밀을 사용하는 경우, 지르코니아제 비즈(비즈 지름 0.1∼0.5mm)를 사용하고, 밀 주속 5∼10m/s로 분쇄를 행함으로써, 분쇄 슬러리를 얻는 것이 바람직하다.The said wet grinding is a post-process (2) WHEREIN : From a viewpoint of raising the yield of the classified slurry whose D50 of the slurry particle is 0.10-.35 micrometer, for example, when using a bead mill, zirconia beads (beads) It is preferable to obtain a grinding slurry by using a diameter of 0.1 to 0.5 mm) and grinding at a mill peripheral speed of 5 to 10 m/s.

(공정(2))(Process (2))

공정(2)에서는, 상기 공정(1)에서 얻어진 분쇄 슬러리를 습식 분급하여 분급 슬러리를 얻는다.In a process (2), the grinding|pulverization slurry obtained in the said process (1) is wet-classified, and a classification slurry is obtained.

상기 습식 분급은, 상술한 바와 같이, 유리재에 대하여 양호한 연마 성능을 발휘하는 연마액을 얻는 관점에서, 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 슬러리 입자의 D50이 0.10∼0.35㎛가 되도록 행해진다. 또한, 상기 분급 슬러리 중의 슬러리 입자의 D50은 제조되는 세륨계 연마재 슬러리 원액 중의 슬러리 입자의 D50과 거의 동등하다고 간주할 수 있다.As described above, the wet classification is performed so that the D 50 of the slurry particles in the cerium-based abrasive slurry stock solution is 0.10 to 0.35 µm from the viewpoint of obtaining a polishing liquid exhibiting good polishing performance with respect to the glass material. In addition, it can be considered that D 50 of the slurry particles in the classification slurry is substantially equal to D 50 of the slurry particles in the prepared cerium-based abrasive slurry stock solution.

상기 습식 분급에 있어서는 적어도 입경 5.0㎛ 초과의 조대 입자를 제거하는 것이 바람직하다.In the wet classification, it is preferable to remove at least coarse particles having a particle diameter of more than 5.0 μm.

상기 습식 분급의 방법은 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 액체 사이클론, 원심 침강기, 슬러리 스크리너 등을 사용하여 행할 수 있다.The method of the said wet classification is not specifically limited, For example, it can perform using a liquid cyclone, a centrifugal settler, a slurry screener, etc.

(공정(3))(Process (3))

공정(3)에서는, 상기 공정(2)에서 얻어진 분급 슬러리에, 물 및 상기 인산 화합물을 첨가하여 혼합해서, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액을 얻는다.In the step (3), water and the phosphoric acid compound are added to the classification slurry obtained in the step (2) and mixed to obtain the cerium-based abrasive slurry stock solution.

본 실시형태의 세륨계 연마재 슬러리 원액은, 상기 음이온성 수용성 폴리머 및 상기 인산 화합물이 병용되는 것이지만, 상기 인산 화합물은, 음이온성 수용성 폴리머의 첨가와 동시 또는 먼저 첨가하면, 혼합하여 슬러리를 제조할 때, 현저하게 증점되기 쉬워진다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 상기 인산 화합물은, 상기 분급 슬러리에, 나중에 첨가하여, 세륨계 연마재 슬러리 원액을 제조한다.In the cerium-based abrasive slurry stock solution of the present embodiment, the anionic water-soluble polymer and the phosphoric acid compound are used in combination, but when the phosphoric acid compound is added simultaneously or first with the addition of the anionic water-soluble polymer, it is mixed to prepare a slurry , it becomes easy to thicken remarkably. For this reason, in this embodiment, the said phosphoric acid compound is added later to the said classification slurry, and the cerium-type abrasive|polishing material slurry stock solution is manufactured.

상기 인산 화합물의 첨가에 따른 증점을 억제하는 관점에서, 상기 인산 화합물과 아울러, 물도 상기 분급 슬러리에 첨가하여 혼합한다. 인산 화합물은 물에 용해시켜 첨가해도 된다.From a viewpoint of suppressing the thickening accompanying the addition of the said phosphoric acid compound, water is also added and mixed with the said phosphoric acid compound to the said classification slurry. The phosphoric acid compound may be added by dissolving it in water.

상기 혼합의 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 상기 인산 화합물을 물에 용해시킬 수 있는 정도로 교반 혼합할 수 있으면 된다. 예를 들면, 고속 전단기 등의 교반기로 혼합해도 되고, 볼 밀이나 비즈 밀 등의 매체 밀을 사용하여 혼합해도 된다.The method of the said mixing is not specifically limited, What is necessary is just stirring and mixing to the extent that the said phosphoric acid compound can be dissolved in water. For example, you may mix with stirrers, such as a high-speed shearing machine, and you may mix using media mills, such as a ball mill and a bead mill.

상기와 같이 하여 얻어진 세륨계 연마재 슬러리 원액은, 이것을 사용하여 조제한 연마액의 연마 성능을 방해하지 않는 범위 내에서, 필요에 따라, 예를 들면 pH 조정제, 소포제, 방청제 등의 첨가제를 첨가하여 조제하는 것이어도 된다.The cerium-based abrasive slurry stock solution obtained as described above is prepared by adding additives such as a pH adjuster, an antifoaming agent, and a rust preventive agent as necessary within a range that does not interfere with the polishing performance of the polishing liquid prepared using the cerium-based abrasive slurry. it may be

[연마액][Abrasive Fluid]

상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 사용하는 연마 장치나 요구되는 연마 성능 등에 따라, 물로 희석하여, 연마액으로서 조제된다. 상기 조제액은 유리재에 대한 양호한 연마 성능을 발휘시키는 관점, 또한 비용의 관점에서, TREO가 0.1∼10.0질량%의 범위 내에서 사용되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.5∼9.0질량%, 더욱 바람직하게는 1.0∼8.0질량%이다.The cerium-based abrasive slurry stock solution is prepared as a polishing solution by diluting it with water depending on the polishing apparatus used and the required polishing performance. The preparation liquid is preferably used within the range of 0.1 to 10.0 mass % of TREO from the viewpoint of exhibiting good polishing performance for glass materials and from the viewpoint of cost, more preferably 0.5 to 9.0 mass %, further Preferably it is 1.0-8.0 mass %.

또한, 상기 연마액은 연마 대상이나 연마 장치의 사양 등을 고려하여, 상기 연마액의 조제 시에, 필요에 따라서, 상기 연마액의 연마 성능을 방해하지 않는 범위 내에서, 예를 들면, pH 조정제, 소포제, 방청제 등의 첨가제가 첨가된 것이어도 된다.In addition, in consideration of the polishing object and specifications of the polishing apparatus, the polishing liquid is, if necessary, used in the preparation of the polishing liquid within a range that does not interfere with the polishing performance of the polishing liquid, for example, a pH adjuster Additives such as , an antifoaming agent and a rust preventive agent may be added.

상기 연마액을 이용한 연마 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지의 연마 장치 등을 사용한 방법을 적용할 수 있다. 상기 연마액은 예를 들면, 편면 연마기나 양면 연마기로, 유리재의 경면 연마 등의 마무리 연마할 때에 공지의 방법으로 사용할 수 있다.The grinding|polishing method using the said grinding|polishing liquid is not specifically limited, The method using a well-known grinding|polishing apparatus etc. is applicable. The said polishing liquid can be used by a well-known method, when finishing grinding|polishing, such as mirror grinding|polishing of a glass material, with a single-sided grinder or a double-sided grinder, for example.

상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 생산성이 뛰어난 것이고, 또한, 이것을 사용하여 조제된 연마액은 유리재에 대하여 양호한 연마 성능을 갖고 있고, 특히, 자기 디스크용의 유리 기판, 액정 디스플레이 용의 유리 기판, 컬러 필터나 포토 마스크용의 유리 기판, 광학 렌즈용의 유리 기판 등, 각종 유리재 및 유리 제품의 마무리 연마에 적합하게 사용할 수 있다.The above-mentioned cerium-based abrasive slurry stock solution is excellent in productivity, and the polishing solution prepared using it has good polishing performance on glass materials, and particularly, glass substrates for magnetic disks, glass substrates for liquid crystal displays, and color It can be conveniently used for finishing polishing of various glass materials, such as the glass substrate for filters and photomasks, and the glass substrate for optical lenses.

실시예Example

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples.

또한, 하기 실시예 및 비교예에 있어서의 TREO, 중중희토의 산화물 환산에서의 함유량, TREO에 대한 Ce의 산화물 환산량에서의 함유량(Ce량/TREO) 및 불소 원자 함유량은 이하과 같이 해서 구했다.In addition, TREO in the following Examples and Comparative Examples, the content in terms of oxide of heavy and heavy rare earth, content in terms of oxide of Ce with respect to TREO (Ce amount/TREO), and fluorine atom content were calculated as follows.

[TREO][TREO]

측정 시료를 산용해한 용액에, 암모니아수를 첨가하였다. 생성된 침전물을 여과 세정하여 알칼리 금속을 제거한 후, 다시 산용해시켰다. 이 용액에 옥살산을 첨가하고, 생성된 침전물을 대기 중에서 소성하여, 중량법으로 TREO를 구하였다.Ammonia water was added to the solution in which the measurement sample was dissolved in acid. The resulting precipitate was filtered and washed to remove alkali metals, and then acid-dissolved again. Oxalic acid was added to this solution, and the resulting precipitate was calcined in the air to determine TREO by a gravimetric method.

[중중희토의 산화물 환산에서의 함유량][Content in terms of oxides of heavy and heavy rare earth]

측정 시료를 산용해하고, ICP-AES법으로 각 희토류 원소량을 측정하고, 중중희토에 대하여 산화물로서 환산한 값을 합계함으로써 구하였다.The measurement sample was acid-dissolved, the amount of each rare earth element was measured by the ICP-AES method, and the values were calculated by summing the values converted as oxides with respect to the heavy and heavy rare earth.

[Ce량/TREO][Ce amount/TREO]

측정 시료를 산용해하고, ICP-AES법으로 측정된 Ce량을, 산화물로서 환산한 값의 TREO에 대한 값을 산출함으로써 구하였다.The measurement sample was acid-dissolved, and the amount of Ce measured by the ICP-AES method was calculated|required by calculating the value with respect to TREO of the value converted as oxide.

[불소 원자 함유량][Fluorine atom content]

측정 시료(혼합 산화희토 입자)를 알칼리 용융하여 온수 추출하고, 불소 이온계(HORIBA, Ltd. 제조; 이온 전극법)로 측정하였다. 또한, 음이온성 수용성 폴리머, 인산 화합물 및 물에는, 불소 원자는 포함되어 있지 않은 것으로 하고, 세륨계 연마재 슬러리 원액의 제조에 사용한 혼합 산화희토 입자 중의 불소 원자 함유량으로부터, 상기 연마재 슬러리 원액 중의 불소 원자 함유량을 추정했다.A measurement sample (mixed rare earth oxide particles) was dissolved in alkali, extracted with hot water, and measured by a fluorine ion meter (manufactured by HORIBA, Ltd.; ion electrode method). In addition, the anionic water-soluble polymer, phosphoric acid compound, and water do not contain fluorine atoms, and the fluorine atom content in the abrasive slurry stock solution is determined from the fluorine atom content in the mixed rare earth particles used for the preparation of the cerium-based abrasive slurry stock solution. estimated

[세륨계 연마재 슬러리 원액의 제조][Preparation of cerium-based abrasive slurry stock solution]

(실시예 1)(Example 1)

TREO를 47.0질량%, 중중희토를 산화물 환산으로 2.0질량% 포함하는 희토 정광(광석)을, 황산 배소법 및 용매 추출법에 의해 처리하고, 희토류 원소 이외의 불순물을 1.0질량% 이하, 중중희토를 산화물 환산으로 1.0질량% 이하로 저감시켜, 희토류 원소의 함유량을 조정한 혼합 경희토 화합물을 얻었다. 이 혼합 경희토류 화합물을, 중탄산 암모늄을 사용하여 탄산화하고, 혼합 탄산희토로 한 후, 상기 혼합 탄산희토를, 전기로에서, 대기 중, 900℃에서 10시간 소성하고, 혼합 산화희토 입자(D50:10㎛)로 하였다. 상기 혼합 산화희토 입자 중, TREO는 97.0질량%, 불소 원자 함유량은 0질량%이었다.Rare earth concentrate (ore) containing 47.0 mass % of TREO and 2.0 mass % of heavy rare earth in terms of oxide is treated by sulfuric acid roasting method and solvent extraction method, impurities other than rare earth elements are not more than 1.0 mass %, heavy rare earth is oxide A mixed light rare earth compound was obtained in which the content of the rare earth element was adjusted by reducing it to 1.0 mass % or less in terms of conversion. This mixed rare earth compound is carbonized using ammonium bicarbonate to obtain mixed rare earth carbonate, and then the mixed rare earth carbonate is calcined in an electric furnace at 900° C. in the air for 10 hours, and mixed rare earth oxide particles (D 50 : 10 µm). Among the mixed rare earth particles, the TREO content was 97.0 mass% and the fluorine atom content was 0 mass%.

상기 혼합 산화희토 입자 5000g에 연수 3475g 및 음이온성 수용성 폴리머로서 아크릴산과 말레산의 코폴리머의 나트륨염(「포이즈(등록 상표) 521」Kao Corporation 제조, 고형분 농도 40질량% 수용액(고형분을 폴리머 성분으로 간주한다.); 표 1 중 「AA-MA」)를, 상기 혼합 산화희토 입자 중의 TREO 100 질량부에 대하여 4.1질량부(고형분 환산)의 배합량으로 첨가하고(혼합 산화희토 입자 농도 55.7질량%), 비즈 밀(비즈: 지르코니아 제작, 직경 0.3mm; 밀 주속 8m/s)로 3시간 분쇄 처리하여, 분쇄 슬러리를 얻었다.To 5000 g of the mixed rare-earth particles, 3475 g of soft water and a sodium salt of a copolymer of acrylic acid and maleic acid as an anionic water-soluble polymer (“Poise (registered trademark) 521” manufactured by Kao Corporation, a solid content concentration of 40% by mass aqueous solution (solid content as a polymer component) "AA-MA" in Table 1) was added in an amount of 4.1 parts by mass (in terms of solid content) with respect to 100 parts by mass of TREO in the mixed rare earth oxide particles (mixed rare earth oxide particle concentration of 55.7% by mass) , and a bead mill (beads: manufactured by zirconia, diameter 0.3 mm; mill perimeter speed 8 m/s) for 3 hours and pulverized to obtain a pulverized slurry.

상기 분쇄 슬러리를 습식 분급하여, 조대 입자(입경 5.0㎛ 초과)를 제거해서 분급 슬러리를 얻었다. 상기 분급 슬러리에 인산 화합물(트리폴리인산나트륨)을 연수에 용해한 상태에서, 상기 혼합 산화희토 입자 중의 TREO 100질량부에 대하여 4.1질량부의 배합량으로 첨가해서 교반 혼합하고, TREO 함유량이 23.1질량%인 세륨계 연마재 슬러리 원액을 제조하였다.The pulverized slurry was wet-classified to remove coarse particles (more than 5.0 µm in particle size) to obtain a classification slurry. In a state in which a phosphoric acid compound (sodium tripolyphosphate) is dissolved in soft water in the classification slurry, it is added in an amount of 4.1 parts by mass to 100 parts by mass of TREO in the mixed rare earth oxide particles and stirred and mixed, and the TREO content is 23.1% by mass of cerium-based An abrasive slurry stock solution was prepared.

(실시예 2∼10 및 비교예 1∼5)(Examples 2 to 10 and Comparative Examples 1 to 5)

하기 표 1에 나타내는 원료 배합 조성으로 하고, 실시예 1과 동일하게 하여, 세륨계 연마재 슬러리 원액을 제조하였다.A cerium-based abrasive slurry stock solution was prepared in the same manner as in Example 1 with the raw material mixing composition shown in Table 1 below.

또한, 표 1에 있어서의 음이온성 수용성 폴리머의 「AA」란, 폴리아크릴산의 나트륨염(「포이즈(등록상표) 530, Kao Corporation 제조, 고형분 농도 40질량% 수용액(고형분을 폴리머 성분으로 간주한다.))이다. 또한, 「-」로의 표기는, 첨가되어 있지 않은 것을 나타내고 있다.In addition, "AA" of the anionic water-soluble polymer in Table 1 is a sodium salt of polyacrylic acid ("POISE (registered trademark) 530, manufactured by Kao Corporation, a solid content concentration of 40 mass % aqueous solution (a solid content is regarded as a polymer component). ))to be. In addition, the notation with "-" has shown that it is not added.

[평가 측정][Evaluation Measurement]

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 세륨계 연마재 슬러리 원액에 대해서, 이하에 나타내는 평가 측정을 행하였다. 또한, 연마 성능은 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액을 순수로 희석하여 조제한 연마액을 사용하여 평가를 행하였다.The cerium-based abrasive slurry stock solutions prepared in Examples and Comparative Examples were evaluated and measured below. In addition, polishing performance was evaluated using the polishing liquid prepared by diluting the said cerium-based abrasive slurry stock solution with pure water.

이들의 평가 측정 결과를 하기 표 1에 정리하여 나타낸다.These evaluation and measurement results are summarized in Table 1 below and shown.

[D50][D 50 ]

마이크로트랙 입도 분포계 「MT3300II」(Nikkiso Co., Ltd. 제조)로, 레이저 회절 산란법에 의해 슬러리 입자의 입도 분포 측정을 행하여, 누적 체적 50%에서의 입경(D50)을 구했다.With a Microtrac particle size distribution meter "MT3300II" (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), the particle size distribution of the slurry particles was measured by a laser diffraction scattering method to determine the particle size (D 50 ) at 50% of the cumulative volume.

[생산성][productivity]

세륨계 연마재 슬러리 원액의 제조에 있어서, 분쇄 슬러리의 조제에 있어서의 작업 부하가 가장 크고, 생산성에 미치는 영향이 큰 점에서, 분쇄 슬러리를 얻는 공정에 있어서의 하기의 평가를, 생산성의 평가로 간주하였다.In the production of the cerium-based abrasive slurry stock solution, the work load in preparing the grinding slurry is the largest and the effect on productivity is large, so the following evaluation in the process of obtaining the grinding slurry is regarded as an evaluation of productivity. did.

비즈 밀의 내압 및 온도가 상승하지 않고(내압 0.3MPa 이하, 온도 55℃ 이하), 분쇄 슬러리를 얻을 수 있는 혼합 산화희토 입자의 상한 농도를 조사하고, 그 상한 농도에 기초하여, 이하의 평가 기준으로 평가를 행했다.The upper limit concentration of mixed rare earth particles that can obtain a pulverized slurry without increasing the internal pressure and temperature of the bead mill (internal pressure 0.3 MPa or less, temperature 55 ° C or less) was investigated, and based on the upper limit concentration, the following evaluation criteria were used. evaluation was performed.

 (평가 기준)(Evaluation standard)

 A:농도 55질량% 이상A: Concentration 55% by mass or more

 B:농도 50질량% 이상 55질량% 미만B: Concentration of 50% by mass or more and less than 55% by mass

 C:농도 40질량% 이상 50질량% 미만C: Concentration 40% by mass or more and less than 50% by mass

 D:농도 40질량% 미만D: Concentration less than 40% by mass

평가 A 및 B의 경우는, 생산성이 우수하다고 말해진다. 한편, 평가 C 및 D의 경우는, 생산성이 열악한 것으로 판정했다.In the case of evaluations A and B, it is said that it is excellent in productivity. On the other hand, in the case of evaluations C and D, it was determined that productivity was inferior.

[연마 성능][Abrasive Performance]

세륨계 연마재 슬러리 원액을 순수로 희석하여, TREO가 5.0질량%인 연마액을 조제했다. 이 연마액을 사용하여, 편면 연마기로, 하기의 연마 조건에서, 연마 시험을 행하고, 이하와 같이 하여 연마 속도 및 표면 조도(산술 평균 조도 Ra)를 측정하였다.The cerium-based abrasive slurry stock solution was diluted with pure water to prepare a polishing solution having a TREO of 5.0% by mass. Using this polishing liquid, a polishing test was performed with a single-sided polishing machine under the following polishing conditions, and the polishing rate and surface roughness (arithmetic mean roughness Ra) were measured as follows.

연마 속도는, 연마 대상 시료 1장당 4개소씩, 연마 전후의 시료 두께를 마이크로미터로 측정하고, 산술 평균값으로서 구하였다.The polishing rate was determined as an arithmetic mean by measuring the thickness of the sample before and after polishing with a micrometer at four locations per one sample to be polished.

표면 조도(Ra)는, 120분간 연마 후의 시료의 연마면에 대해, 촉침식 프로파일러("P-12", KLA-Tencor사 제조)로 측정함으로써 구하였다.The surface roughness (Ra) was obtained by measuring the polished surface of the sample after polishing for 120 minutes with a stylus profiler ("P-12", manufactured by KLA-Tencor).

<연마 조건><Grinding conditions>

연마 대상 시료: 시판의 청판 유리(50mm×50mm×두께 1.10mm, 연마 면적 25cm2)Grinding target sample: commercially available blue plate glass (50mm×50mm×thickness 1.10mm, polished area 25cm 2 )

연마 패드: 스웨이드 패드Polishing Pad: Suede Pad

하정반 회전수: 260rpmLower wheel rotation speed: 260rpm

연마 시 압력: 80g/cm2 Grinding pressure: 80 g/cm 2

Figure pct00001
Figure pct00001

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 소정량의 음이온성 수용성 폴리머 및 인산 화합물을 병용하여 제조한 소정 입경의 세륨계 연마재 슬러리 원액(실시예 1∼10)은 생산성이 우수하다는 것이 확인되었다. 또한, 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액을 희석한 연마액에 의하면, 연마 시간이 120분 경과해도 연마 속도가 저하되는 경우가 없고, 연마력이 유지되고, 양호한 표면 조도(Ra)(가공 정밀도)에서의 연마를 행할 수 있는 것이 확인되었다.As can be seen from Table 1, it was confirmed that the cerium-based abrasive slurry stock solutions (Examples 1 to 10) having a predetermined particle size prepared by using a predetermined amount of an anionic water-soluble polymer and a phosphoric acid compound in combination were excellent in productivity. In addition, according to the polishing liquid obtained by diluting the cerium-based abrasive slurry stock solution, the polishing rate does not decrease even when the polishing time has elapsed after 120 minutes, the polishing power is maintained, and polishing at a good surface roughness (Ra) (machining accuracy) It has been confirmed that this can be done.

이로부터, 본 실시형태의 세륨계 연마재 슬러리 원액은, 생산성의 향상을 도모하고, 또한, 유리재에 대하여 양호한 연마 성능을 발휘하는 연마액을 제공할 수 있다고 말해진다.From this, it is said that the cerium-based abrasive slurry stock solution of the present embodiment can provide a polishing solution that improves productivity and exhibits good polishing performance for glass materials.

Claims (8)

혼합 산화희토 입자 및 물을 포함하는 세륨계 연마재 슬러리 원액으로서,
상기 세륨계 연마재 슬러리 원액은 음이온성 수용성 폴리머 및 인산 화합물을 포함하고,
전체 희토류 원소의 산화물 환산 함유량(TREO)은 10.0∼40.0질량%이고, 상기 TREO 중의 세륨의 산화물 환산 함유량은 50.0질량% 이상이고,
상기 음이온성 수용성 폴리머의 함유량은 상기 TREO 100질량부에 대하여 1.5∼10.0질량부이고,
슬러리 입자의 레이저 회절 산란법에 의한 입도 분포에 있어서의 누적 체적 50%에서의 입경(D50)은 0.10∼0.35㎛인 세륨계 연마재 슬러리 원액.
A cerium-based abrasive slurry stock solution comprising mixed rare earth oxide particles and water, comprising:
The cerium-based abrasive slurry stock solution includes an anionic water-soluble polymer and a phosphoric acid compound,
The oxide equivalent content (TREO) of all rare earth elements is 10.0 to 40.0 mass%, and the oxide equivalent content of cerium in the TREO is 50.0 mass% or more,
The content of the anionic water-soluble polymer is 1.5 to 10.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the TREO,
A cerium-based abrasive slurry stock solution having a particle size (D 50 ) of 0.10 to 0.35 µm at 50% of the cumulative volume in the particle size distribution by the laser diffraction scattering method of the slurry particles.
제 1 항에 있어서,
불소 원자 함유량은 0.1질량% 이하인 세륨계 연마재 슬러리 원액.
The method of claim 1,
A cerium-based abrasive slurry stock solution having a fluorine atom content of 0.1% by mass or less.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 음이온성 수용성 폴리머는 폴리카르복실산계 폴리머인 세륨계 연마재 슬러리 원액.
3. The method according to claim 1 or 2,
The anionic water-soluble polymer is a cerium-based abrasive slurry stock solution that is a polycarboxylic acid-based polymer.
제 3 항에 있어서,
상기 폴리카르복실산계 폴리머는 폴리아크릴산, 및 아크릴산과 말레산의 코폴리머, 및 이것들의 알칼리 금속염으로부터 선택되는 1종 이상인 세륨계 연마재 슬러리 원액.
4. The method of claim 3,
The polycarboxylic acid-based polymer is a cerium-based abrasive slurry stock solution of at least one selected from polyacrylic acid, a copolymer of acrylic acid and maleic acid, and alkali metal salts thereof.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인산 화합물은 트리폴리인산, 피로인산 및 헥사메타인산, 및 이것들의 알칼리 금속염으로부터 선택되는 1종 이상인 세륨계 연마재 슬러리 원액.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The phosphoric acid compound is tripolyphosphoric acid, pyrophosphoric acid and hexametaphosphoric acid, and at least one cerium-based abrasive slurry stock solution selected from alkali metal salts thereof.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인산 화합물의 함유량은 상기 TREO 100 질량부에 대하여 0.5∼10.0질량부인 세륨계 연마재 슬러리 원액.
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The content of the phosphoric acid compound is 0.5 to 10.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the TREO cerium-based abrasive slurry stock solution.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 세륨계 연마재 슬러리 원액의 제조 방법으로서,
상기 혼합 산화희토 입자, 물 및 상기 음이온성 수용성 폴리머를 포함하는 혼합 원료를 습식 분쇄하여 분쇄 슬러리를 얻는 공정과,
상기 분쇄 슬러리를 습식 분급하여 분급 슬러리를 얻는 공정과,
상기 분급 슬러리에, 물 및 상기 인산 화합물을 첨가하고 혼합하여 상기 세륨계 연마재 슬러리 원액을 얻는 공정을 포함하는 세륨계 연마재 슬러리 원액의 제조 방법.
A method for producing the cerium-based abrasive slurry stock solution according to any one of claims 1 to 6, comprising:
obtaining a pulverized slurry by wet pulverizing a mixed raw material comprising the mixed rare earth oxide particles, water, and the anionic water-soluble polymer;
a step of wet classifying the pulverized slurry to obtain a classified slurry;
and adding and mixing water and the phosphoric acid compound to the classification slurry to obtain the cerium-based abrasive slurry stock solution.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 세륨계 연마재 슬러리 원액은 물로 희석된 연마액이고, 상기 TREO는 0.1∼10.0질량%인 연마액.The cerium-based abrasive slurry stock solution according to any one of claims 1 to 6 is a polishing solution diluted with water, and the TREO is 0.1 to 10.0 mass%.
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