200300404 A7 B7 五、發明説明（1 ) 一、 發明之技術領域 本發明係有關玻璃等硏磨用的鈽系硏磨材，詳細的說 ’玻璃製硬碟基板或液晶用玻璃基板，或硬質玻璃等硬度 比較高的玻璃基板之加工硏磨用氧化鈽爲主成分的鈽系硏 磨材。 二、 先行技術 近年來玻璃材料使用於種種用途，大多數必要硏磨表 面。例如光學鏡片用玻璃基板或光學鏡片要求表面精度如 鏡面。特別是，光碟或磁碟用玻璃基板、薄膜電晶體（TFT) 型液晶顯示器或扭轉向列型液晶顯示器等的液晶用玻璃基 、液晶電視用彩色過濾器、LSI光罩用玻璃基板等要求平坦 性或表面粗度小及無缺陷，要求更高精度的表面硏磨。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲滿足此等的薄型化或機械特性，改良玻璃的化學組 成或製法，以硅酸鋁爲主成分的玻璃基板可使用作爲液晶 用或磁碟用。又，磁碟用玻璃基板以硅酸鋰爲主成分的結 晶化玻璃基或石英結晶等的結晶化玻璃基板亦已開發。此 等的玻璃基板之加工性非常的差，向來的硏磨材加工速度 低生產性差。又作爲磁碟用玻璃基板，高精度的表面硏磨 的同時要求高硏磨速度。 可作爲玻璃基板的表面硏磨用硏磨材，因比氧化鐵或 氧化銷、或氧化硅的硏磨速度優數倍的理由，以使用稀土 類氧化物，特別是氧化鈽爲主成分作爲硏磨材。此等硏磨 材，一般硏磨粒以水等的液體分散後使用，向來的氧化鈽 --—------ 5 -___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 200300404 A7 B7 五、發明説明（2 ) 硏磨材，對上述的硬質的玻璃基板的硏磨速度有遲鈍的問 題點。 請 閲 讀 背 Λ 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 有關氧化鈽系硏磨材的硏磨機構，並未充分闡明’由 對具有氧化鈽的玻璃的化學效果及氧化鈽粒子該物之硬度 起因的機械效果的複合效果進行硏磨加工，確認其現象論 。但是，桂酸錦爲主成分之玻璃基板或桂酸鋰爲主成分的 的結晶化玻璃，因其耐藥性優硏磨材的化學效果未能充分 發揮。又，因爲此等的玻璃基板（被加工物）爲硬質容易引起 硏磨粒子破碎，對玻璃的機械效果不能充分維持，加工速 度因而下降。 爲能長期維持機械效果，須考慮硏磨材組成物中添加 具有比被硏磨物以上硬度的氧化鋁或鍩等的粉末粒子，氧 化铈粒子的濃度相對的降低，其化學效果變爲不足。又， 高硬度的粉末粒子對玻璃表面（被加工物表面）產生溝痕或傷 痕等的缺陷。 三、發明內容 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明爲解決上述向來技術的問題，本發明的目的爲 提供對硬質、不易得到高硏磨速度的玻璃，可長期維持硏 磨初期的硏磨速度，且，玻璃等的被加工物不產生溝痕、 傷痕等的表面缺陷，硏磨後的表面品質優的鈽系硏磨材的 製造方法及鈽系硏磨材。 本發明者爲解決上述課題，經深入硏究結果，達成本 發明。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 Χ297公釐） -6- 200300404 A7 B7 五、發明説明（3 以下即有關本發明的說明。 (1)以氧化鈽爲主成分的鈽系硏磨材，10量％硏磨材以 水分散時’得到沈降容積密度爲〇·8 g/ml〜1.〇 g/ml的範圍 爲其特徵的鈽系硏磨材。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (2) —次粒子徑爲40 nm 所記載的姉系硏磨材。 (3) 比表面積爲2 m2 /g， (2)項所記載的鈽系硏磨材。 (4) 含換算成氧化物的鈽爲35質量％的（1)〜（3)所記載 的姉系硏磨材。 (5) (1)〜（4)之任一項的鈽系硏磨材，以分散劑分散成 濃度爲5質量％〜30質量％的範圍的鈽系硏磨材淤漿。 (6) 以水作爲分散劑爲特徵的（5)所記載的鈽系硏磨材 派漿。 (7) 以有機溶媒作爲分散劑爲特徵的（5)所記載的鈽系 硏磨材淤漿。 (8) 有機媒係至少含一種由醇類、多價醇類、酮類、 四氫呋喃類所成之群中所選出者爲其特徵的（7)所記載的 鈽系硏磨材派獎。 (9) 鈽系硏磨材淤漿含界面活性劑的（5)〜（8)所記載的 鈽系硏磨材淤漿。 (10) 界面活性劑係至少含一種由陰離子系界面活性劑 及非離子系界面活性劑所成之群中所選出者爲其特徵的（9) 所記載的鈽系硏磨材淤漿。 8 0 nm的範圍爲特徵的（1)項 m2 /g的範圍爲特徵的（1)或 請 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ29?公釐） 200300404 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（4 (11)陰離子系界面活性劑係至少含一種由羧酸鹽、磺 酸鹽、硫酸酯鹽、磷酸酯鹽的低分子的化合物及高分子型 化合物所成之群中所選出者爲其特徵的（10)所記載的鈽系 硏磨材淤漿。 (1 2)非離子系界面活性劑係至少含一種由聚環氧乙烷 烷基酚醚、聚環氧乙烷烷基醚及聚環氧乙烷脂肪酸酯所成 之群中所選出者爲其特徵的（1 0)所記載的鈽系硏磨材淤漿 〇 (1 3)使用（5 )〜（1 2)的任一項記載的鈽系硏磨材淤漿爲 特徵的玻璃基板硏磨方法。 (14)使用（13)所記載的玻璃基板的硏磨方法爲特徵的 玻璃基板製造方法。 本發明的鈽系硏磨材，以氧化鈽爲主成分，10量％硏 磨材以水分散時，得到沈降容積密度爲0.8 g/ml〜1.0 g/ml 的範圍爲其特徵。 本發明的鈽系硏磨材，以氧化鈽爲主成分的硏磨材， 亦可含氧化鈽以外的物質，例如，鑭、銨、鐯或其氧化物 本明的沈降容積密度，係不含分散劑等的添加劑之硏 磨材分散於液體後，靜置該分散液，於液中沈降之硏磨材 的密度，依以下順序測定之。 將10 g硏磨材分散於離子交換水中，放入100 ml之量 筒中，將液面調至100 m卜此分散液充分攪拌後，靜置24 小時後測定粉體層的體積。利用此沈降體積依以下的算式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閱 讀 背 意 事 項 再 填 寫 本 頁 200300404 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __ B7 五、發明説明（5 ) 求取沈降體積密度。 沈降容積密度 （g/ml) = 10 (g) /沈降體積 （ml) 本發明的鈽系硏磨材，其沈降容積密度範圍必要在〇.8 g/ml〜1.〇 g/m卜鈽系硏磨材的沈降容積密度低於〇.8 g/ml 時對加工性低的硬質玻璃之硏磨速度慢不能達成本發明的 目的。又，鈽系硏磨材的沈降容積密度大於1 ·〇 g/ml硏磨 面容易發生括傷等不能成本發明的目的。又，本發明理想 的沈降容積密度爲0.85 g/ml〜0·95 g/ml的範圍時，可得到 更局的硏磨特性。 例如，氟碳鈽礦的淤漿乾燥後，焙燒、粉碎製造本發 明的鈽系硏磨劑時，沈降容積率密度可依焙燒的溫度加以 控制。粒徑約略爲類同時，高焙燒溫度所製造者沈降容積 密度愈高，低焙燒溫度所製造者沈降容積密度愈低。 本發明的鈽系硏磨材，其一次粒子徑爲40 nm〜 80 nm 的範圍，更理想的範圍爲50 nm〜70 nm。 本發明的鈽系硏磨材，其一次粒子徑的測定，由X線 衍射脊峰的半寬度依結晶子徑的計算式（Scherrei*式）進行 。即依下式決定一次粒子徑。 ε = 0.9 λ / /3 ι/2 / cos θ ε = —次粒子徑 λ ·測疋X線波長（A) /5 :衍射線的半寬度 又，本發明的鈽系硏磨材一次粒子徑的決定，出現於 2 (9 = 2 8〜2 8.4度附近，利用氧化铈的X線折射脊峰。 ___ 請 先 閱 背 5 意 事 項 再 寫 本 頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 200300404 A7 B7 五、發明説明（6 ) 本發明的鈽系硏磨材一次粒子徑低於40 nm時機械的 硏磨力弱，難以得到充分的硏磨速度。又本發明的鈽系硏 磨材一次粒子徑大於80 nm時，構成硏磨材的粒子，爲又 大又硬的結晶，硏磨面容易發生括傷。 本發明的鈽硏磨材，其理想的比表面積爲2 m2 /g〜10 m2/g的範圍，更理想爲2 m2 /g〜5 m2/g的範圍。硏磨材的 比表面積低於2 m2 /g時硏磨面容易發生括傷，又，5 m2/g 硏磨材的比表面積大於時硏磨速度降低。又，本發明的鈽 系硏磨材的比表面積的測定，以使用BET法爲理想。 本發明的鈽系硏磨材，以氧化铈爲主成分，此處的氧 化鈽的主成分係含有換算爲鈽氧化物時含35質量％以上， 理想爲含45質量％以上。換算爲铈氧化物時含量低於35質 量％時，難於得到充分的硏磨速度。換算爲鈽氧化物時含量 高於70質量％時，並未發現硏磨力顯著的向上提昇。因此 ，實用的換算爲鈽氧化物含量以35質量％〜70質量％爲理 想。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的鈽系硏磨材，通常以粉末狀操作，作爲硏磨 材使用時，以分散（淤漿）的形態使用爲光學用玻璃基板、光 碟或磁碟用玻璃基板、液晶用玻璃基板等的各種玻璃材料 或玻璃製品的加工硏磨爲理想。 例如以水等分散媒分散時，理想的濃度爲5〜30質量 %的範圍，更理想爲10質量％〜20質量％的範圍內以淤漿 狀態使用爲理想。又，水以外本發明使用的理想分散媒爲 有機溶媒，特別是以水溶性的有機溶媒爲理想。 _______=4XU___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 200300404 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 作爲有機溶媒可列舉如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、 丁醇等的碳數爲1乃至10的一價醇類。乙二醇、甘油等 的碳數爲3至10的多價醇，丙酮、二甲亞碾（DMSO)、二 甲基甲醯胺（DMF)、四氣咲喃、二D惡院等。其中，特別以使 用醇類、多價醇類、酮類、四氫呋喃爲理想。 對本發明作爲鈽系硏磨材淤漿中的分散劑以添加界面 活性劑爲理想。本發明使用的理想界面活性劑可列舉如陰 離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、非離子系界面 活性劑或兩性界面活性劑，此等可單獨一種或二種以上混 合使用。其中，本發明以陰離子系界面活性劑或非離子系 界面活性劑爲理想。 陰離子系界面活性劑可由公知的羧酸鹽（皂、N-醯基氨 基酸鹽、烷基醚羧酸鹽、醯基縮氨酸等）、磺酸鹽（烴磺酸鹽 (亦含烷基苯磺酸鹽）及烷萘基磺酸鹽、磺化琥珀酸鹽、α _ 烯烴磺酸鹽、Ν -醯基磺酸鹽等）、硫酸酯鹽硫酸化油、烷基 硫酸鹽、烷基醚硫酸鹽、烷基芳基醚硫酸鹽、烷基醯胺硫 酸鹽）、磷酸酯鹽（烷基磷酸鹽、烷基醚磷酸鹽、烷基芳基醚 磷酸鹽）中所選，含低分子的化合物或高分子的化合物。此 處的鹽係至少由鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、_鹽、鉋鹽中選擇一 種。 例如，皂爲碳數C 1 2〜C 1 8脂肪酸鹽，一般的脂肪酸基 可列舉如月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸等，Ν_醯基 氨基酸鹽爲碳數爲C12〜C18的Ν-醯基-Ν-甲基甘氨酸鹽或 Ν-醯基谷氨酸鹽等，烷基醚羧酸鹽可列舉如碳數爲^6〜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 Χ 297公釐） 41 200300404 A7 B7 五、發明説明（8 ) 請 先 閲 讀 背 fir 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 C18的化合物。磺酸鹽可列舉如上述碳數爲C6〜C18的化 合物例如烴磺酸鹽，月桂基磺酸、二辛基琥珀磺酸、苯磺 酸、十二烷基苯磺酸、肉豆蔻酸、KELLYL苯磺酸、硬脂基 酸等，硫酸酯鹽可列舉如碳數爲C6〜C 1 8的上述化合物月 桂基硫酸、二辛基琥珀基硫酸、肉豆蔻基硫酸、硬脂基硫 酸、等的烷基硫酸鹽，磷酸酯鹽可列舉如碳數爲C6〜C 1 8 的上述化合物。又，非離子系界面活性劑可列舉如聚環氧 乙烷酚醚、聚環氧乙烷烷醚、聚環氧乙烷脂肪酸醚等。更 且除上述離子系界面活性劑或非離子系界面活性劑以外可 使用的公知氟系界面活性劑。 高分子型界面活性劑，可舉例如特殊聚羧酸型化合物（ 曰本花王（株）製，商品名：POISE 530)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明的鈽系硏磨材淤漿，除了上述界面活性劑以外 ，爲了防止淤漿的沈降或提高安定性，必要可添加六偏磷 酸鹽等的磷酸鹽、曱基纖維、羧基甲基纖維素等的纖維素 酯類、聚乙烯醇等的水溶性高分子等的添加劑。此類添加 劑的添加量，一般對硏磨材以0.05〜20質量％範圍內爲理 想，特別理想爲0.1〜10質量％的範圍。 使用本發明的鈽系硏磨材或鈽系硏磨材淤漿所硏磨的 玻璃基板等，不產生溝痕、傷等的表面缺陷，可得到品質 優良的硏磨表面的同時，可得到充分的硏磨速度。又長時 間的硏磨亦可維持硏磨速度的效果。 四、實施方式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 42·:·· 200300404 A7 B7 五、發明説明（9 ) 以下以實施例具體的說明本發明，本發明不僅限定於 此實施例。 (實施例1) 使用美國Moricove公司製Bastnesite #4010作爲原料， 該原料1 k g與1公升水同時於濕式球磨機粉碎，成爲含 平均粒徑（D5 0)爲1.8// m粉體的淤漿。 美國Moricove公司製Bastnesite #4010的組成如以下所 0 氧化鈽 35質量％ 氧化鑭 24質量％ 氧化銨 8質量％ 氧化鐯 6質量％ 總稀土類氧化物 68〜73質量％ 灼熱減量 20質量％ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將此淤漿乾燥，使用電爐於1000°C焙燒2小時後，經 放冷、粉碎、分級的操作，製造成鈽系硏磨材。製造的鈽 系硏磨材中的鈽換算爲氧化物爲45質量％。 又，平均粒徑係使用Kolda Multicizer(日本Kolda(株） 製），30// m孔徑風洞測定，相當於體積分佈累積値50%爲 其粒徑。 其次，所得的鈽系硏磨材分散調成濃度1 〇質量％的硏 磨材淤漿。使用此硏磨材淤漿，硏磨薄膜晶體（TFT)用無鹼 玻璃，進行硏磨狀態評價。硏磨條件如下所示。 -^------. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） 200300404 A7 B7 五、發明説明（1〇 ) (硏磨條件） 硏磨機 加工物 加工片數 硏磨墊 下定盤回轉數 淤漿供給量 加工壓力 硏磨時間 :四向型兩面硏磨機 :5cm四方，無鹼玻璃，面 積 25 cm2 :3片/回，實施2回 :發泡聚氨基甲酸乙酯墊 ：90 rpm :60 ml/分鐘 ：156 g/ cm2 :30分鐘 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，6片的TFT面板用無鹼玻璃，每片以測微計測定4 點硏磨前後的厚度，以4點X 6片的平均測定値求出硏磨 速度（//m/分鐘）。又，使用20萬lux的鹵素燈爲光源，以 目視觀察玻璃表面，求出硏磨面的傷痕數。又，玻璃表面 的中心線平均粗度以Rank Taylor Hopson公司製Tally step 測定。 又，鈽系硏磨材10 g以純水分散，投入量筒，將液面 調至100 ml，充分攪拌後靜置24小時，測定粉體層的沈降 體積，求出沈降容積密度。 所得的結果與硏磨材的平均粒徑（D50)、BET法比表面 積、硏磨速度、沈降容積密度一同如1所示。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 44- 200300404 A7 _ B7 五、發明説明（11 ) (實施例2) 實施例1，除原料的濕式粉碎後的平均粒子徑爲1.6 // m以外，與實施例1同樣得到鈽系硏磨材。 與實施例1同樣，使用所得的鈽系硏磨材進行硏磨， 評價其硏磨狀態。其結果如表1所示。 (比較例1) 實施例1，除電爐的焙燒.溫度改爲80(TC以外，與實施 例1同樣得到鈽系硏磨材。 與實施例1同樣，使用所得的鈽系硏磨材進行硏磨， 評價其硏磨狀態。其結果如表1所示。 (比較例2) 實施例1，除電爐的焙燒溫度改爲1 200°C以外，與實 施例1同樣得到鈽系硏磨材。 與實施例1同樣，使用所得的鈽系硏磨材進行硏磨， 評價其硏磨狀態。其結果如表1所示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由表1可了解，實施例1及2，硏磨速度快，且被硏磨 物的無鹼玻璃表面沒發生傷痕，可得到硏磨面的品質良好 之鈽系硏磨材。 一方面，比較例1，沈降容積密度較低，故硏磨速度低 〇 比較例2則沈降容積密度過大，硏磨速度的提昇效果 降低。又，硏磨面發生傷痕，硏磨面的表面粗度，硏磨面 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 200300404 A7 五、發明説明（12 ) 的品質不良。 又，本發明的鈽系硏磨材淤漿，硏磨效果具長時間持 糸買的效果。 表1 硏磨材物性 平均粒徑 沈降容積密度 一次粒子徑 比表面積 (β m) (g/ml) (nm) (m2/g) 實施例1 1.86 0.87 60 2.8 實施例2 1.55 0.91 70 2.3 比較例1 1.78 0.75 30 5.5 比較例2 2.19 1.05 110 1.6 硏磨特性置中 使用開始30分後 使用開始240分後 硏磨速度 括傷 表面粗 硏磨 括傷 表面粗 (μιη/分） (條/面） 度Ra 速度 (條/面） 度Ra (A) (μηι/分） (A) 實施例1 2.35 0.17 12 2.28 0.08 11 實施例2 2.29 0.08 10 2.06 0.17 9 比較例1 1.99 0.08 9 1.18 0.08 8 比較例2 1.69 1.50 15 0.94 1.08 13 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 產業上之可利用性 _____-4& 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 200300404 A7 ___ B7 五、發明説明（13 ) 如以上的說明，使用本發明的姉系硏磨材，硏磨速度 快速，且經硏磨的研磨物，其硏磨面的傷痕少，表面粗度 的 率 效 高 可 間 時 長 續 持 可 度 速 磨 硏 又 〇 好 良 質 品 。 ， 磨 小硏 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29?公釐）