TWI546370B - Composite particles for glass grinding - Google Patents

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TWI546370B TW101133920A TW101133920A TWI546370B TW I546370 B TWI546370 B TW I546370B TW 101133920 A TW101133920 A TW 101133920A TW 101133920 A TW101133920 A TW 101133920A TW I546370 B TWI546370 B TW I546370B
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Hirotaka KAWAGISHI
Tsutomu Yamamoto
Masaru Mikami
Atsuki Terabe
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Description

玻璃研磨用複合粒子
本發明係關於一種玻璃研磨用複合粒子。
於透鏡或稜鏡等要求高透明性與精度之精密光學玻璃之研磨、或顯示器玻璃或硬磁碟等所使用之玻璃基盤之研磨中，使用氧化鈰系之研磨材料。
該研磨材料係藉由煅燒大量包含所謂之稀土類(Rare Earth)之礦物並粉碎而製造。
使用氧化鈰之玻璃製品之研磨係藉由組合機械研磨與化學研磨之化學機械研磨(亦稱為CMP(Chemical Mechanical Polishing))而進行。
所謂化學機械研磨係指如下方法：利用研磨材料與為研磨對象物之玻璃進行化學反應而使玻璃變質之情況，使利用研磨材料之機械研磨容易產生。化學機械研磨可獲得較高之研磨速度，並且獲得平滑之平面，故適於要求高透明性與平滑性之精度之精密的光學玻璃或玻璃基盤之研磨。
於專利文獻1中，記載有一種玻璃研磨用研磨材，其係由氧化鈰研磨材與由氧化鋁及/或碳化矽所組成之硬質研磨材所構成者，並且相對於100重量份之氧化鈰研磨材，以0.5~50重量份之比率含有硬質研磨材。
又，於專利文獻2中，記載有一種玻璃之研磨方法， 其特徵在於：其係藉由包含氧化鈦微粒子之玻璃研磨用研磨材料組成物研磨經氧化鈰等研磨材料研磨之玻璃。
專利文獻1：日本特開2000-256657號公報
專利文獻2：日本特開2000-345143號公報
近年來，由於稀土類之需求增大而其供給變得不穩定，故期望減少鈰之使用量之技術與代替材料之開發。
專利文獻1所記載之玻璃研磨用研磨材並非僅由氧化鈰所構成之研磨材，但主要之研磨材為氧化鈰研磨材，故氧化鈰之使用量依然較多。
專利文獻2所記載之玻璃之研磨方法中，使用氧化鈦進行研磨。氧化鈦之莫氏硬度較高，但與為研磨對象物之玻璃之反應性較低，未產生所謂之化學研磨。因此，存在研磨速率變低之問題。
於專利文獻2中，記載有如下之主旨：較理想為於利用氧化鈦之研磨前，進行使用氧化鈰等研磨效率較高之研磨材料組成物之研磨。
即，專利文獻2所記載之玻璃之研磨方法必需將氧化鈰用作研磨材料，故並非可減少氧化鈰之使用量之研磨方法。
本發明之目的在於提供一種稀土類之鈰之使用量少，且具有可代替先前以來一直使用之氧化鈰之研磨性能的玻璃研磨用粒子。
即，本發明之第1態樣係關於一種玻璃研磨用複合粒子，其含有：基材粒子，其選自氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、硫酸鋇粒子、合成雲母、氧化鋅粒子、及碳酸鈣粒子；以及氧化鈰粒子，其載持於該基材粒子之表面。
本發明之玻璃研磨用複合粒子具有選自氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、硫酸鋇粒子、合成雲母、氧化鋅粒子、及碳酸鈣粒子之基材粒子。於將本發明之玻璃研磨用複合粒子用作玻璃研磨材料時，首先藉由載持於基材粒子之表面之氧化鈰粒子與玻璃表面相接觸而進行化學研磨，獲得與使用以氧化鈰為主成分之研磨材料之情形相同程度之研磨速率。由於基材粒子之莫氏硬度大，故而不會輕易地磨損而可維持研磨速率。
藉由使用本發明之玻璃研磨用複合粒子，可減少稀土類之鈰之使用量。
以下，對本發明之玻璃研磨用複合粒子進行說明。
本發明之玻璃研磨用複合粒子之特徵在於含有：基材粒子，其選自氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、硫酸鋇粒子、合成雲母、氧化鋅粒子、及碳酸鈣粒子；以及氧化鈰粒子，其載持於該基材粒子之表面。
上述氧化鈰粒子較佳為島狀地載持於上述基材粒子上。
圖1係本發明之玻璃研磨用複合粒子之電子顯微鏡照片之一例。
圖1所示之玻璃研磨用複合粒子1將氧化鈦粒子10作為基材粒子，並於氧化鈦粒子10之表面島狀地載持氧化鈰粒子20。
所謂「島狀地載持」係指氧化鈰粒子以可於電子顯微鏡照片中區分每個粒子之輪廓之狀態載持，且氧化鈰粒子自基材粒子之表面突出的狀態。具體而言，意味著存在自基材粒子之表面突出0.01 μm以上之氧化鈰粒子。
即，於將基材粒子之表面設為海之情形時，將氧化鈰粒子看上去成為浮於海上之島之狀態稱為「島狀」。
氧化鈦粒子於其製造方法、形狀、結晶型及粒徑方面並無特別限定。例如關於氧化鈦粒子之製造方法，可為藉由氯法而製造者，亦可為藉由硫酸法而製造者。
進而，若結晶型為金紅石型，則研磨速率變高，故較佳，且可為銳鈦礦型，亦可為板鈦礦型，又，亦可為該等之混合物。
於圖1所示之玻璃研磨用複合粒子中，基材粒子為氧化鈦粒子，但亦可使用氧化鋯粒子、硫酸鋇粒子、或合成雲母粒子來代替氧化鈦粒子。
上述氧化鋯粒子可為立方晶，可為正方晶，又，亦可為該等之混合物。
作為上述硫酸鋇粒子，並無特別限定，可列舉藉由稱為芒硝法或硫酸法之方法獲得之沈澱性硫酸鋇、及對重晶 石進行選礦、粉碎而獲得之簸性硫酸鋇。作為市售品之具體例，可列舉沈澱硫酸鋇BF-1(0.05 μm，堺化學工業股份有限公司製造)。
作為合成雲母粒子，並無特別限定，可列舉氟金雲母及四矽雲母。
進而，上述基材粒子亦可為氧化鋅粒子或碳酸鈣粒子。
作為氧化鋅粒子，可列舉日本工業規格1類、2類、3類之氧化鋅粒子。作為市售品之例，可列舉LPZINC-2(2 μm，堺化學工業股份有限公司製造)。
作為碳酸鈣粒子，可列舉粉碎石灰石而製作之所謂之重質碳酸鈣、及藉由化學反應而製作之合成碳酸鈣。作為市售品之例，可列舉合成碳酸鈣白豔華O(0.03 μm，白石工業股份有限公司製造)。
上述基材粒子之形狀可為球狀，可為板狀，亦可為針狀。尤其是於基材粒子為氧化鈦、硫酸鋇、合成雲母、及氧化鋅之情形時，亦可較佳地使用板狀粒子。其中，尤其是於將板狀之氧化鋅作為基材粒子之情形時，就研磨速率相對於球狀氧化鋅粒子較高之方面而言較佳。
又，上述基材粒子之平均一次粒徑並無特別限定，較佳為0.01~5 μm。更佳為0.1~3 μm，進而較佳為0.2~2 μm。若氧化鈦粒子之平均一次粒徑小於0.01 μm，則有研磨速率變低之情況。又，若氧化鈦粒子之平均一次粒徑超過5 μm，則刮痕性變差，存在劃傷玻璃表面之情況。
此處所謂粒子之平均一次粒徑，係指由穿透型電子顯微鏡(TEM，Transmission Electron Microscope)照片之2萬倍之視野下之固定方向直徑(挾持粒子之固定方向之二條平行線之間隔)所定義的粒徑(μm)，並且係測定TEM照片內未重疊之獨立之1000個粒子之固定方向直徑而求出平均值者。
上述基材粒子亦可進而利用氧化鋁進行表面處理。就提高研磨速率之方面而言，較佳為利用氧化鋁對基材進行表面處理，其後載持氧化鈰粒子，並以900℃~950℃左右之溫度進行煅燒而獲得之粒子。就進一步提高研磨速率之方面而言，較佳為進而以950℃~1000℃左右之溫度煅燒而獲得之複合粒子。
接著，對上述氧化鈰粒子進行說明。作為上述氧化鈰粒子之原料，並無特別限定，例如可列舉：鈰之氯化物、硝酸鹽、鹵化物、硫酸鹽、碳酸鹽、硝酸銨鹽等。藉由於該等原料之水溶液中添加氨水、氫氧化鈉等鹼、或硫酸、草酸等無機酸或有機酸，而獲得氫氧化物或者草酸鹽之沈澱，製成氧化鈰之前驅物。
若加熱煅燒該等氧化鈰前驅物，則成為氧化鈰粒子。或者亦可為藉由在高溫高壓下加熱所獲得之氧化鈰前驅物之所謂之溶劑熱法(solvothermal method)而製成氧化鈰的方法。
或者亦可與氧化鈰粒子之原料一併進而添加相對於氧化鈦100重量%以氧化物換算計為0.01~25重量%之氟化合 物或磷酸、鹼金屬鹽、鹼土類金屬鹽，接著添加鹼或無機酸、有機酸而獲得包含氟或磷、鹼金屬、鹼土類金屬之氧化鈰前驅物，並對其進行加熱煅燒，藉此形成與包含選自由氟、磷、鹼金屬、及鹼土類金屬所組成之群中之至少1種元素之化合物複合化的氧化鈰粒子。
再者，藉由將氧化鈰粒子與氟化合物或磷化合物、鹼金屬化合物、鹼土類金屬化合物複合化，從而具有提昇研磨速率之效果，但若添加之氟或磷、鹼金屬、鹼土類金屬以氧化物換算計超過25重量%，則添加之效果飽和，另一方面，基材粒子之比率變少，故存在研磨速率降低之情況。
載持於基材粒子表面上之島狀之氧化鈰粒子之平均一次粒徑較佳為0.02~0.10 μm。
氧化鈰粒子中之鈰之價數可為3價，亦可為4價，就進一步進行化學研磨之方面而言，本發明之複合粒子更佳為載持包含3價鈰之氧化鈰粒子。
若將本發明之玻璃研磨用複合粒子用作玻璃研磨材料，則首先藉由載持於基材粒子表面之氧化鈰粒子與玻璃表面相接觸而進行化學研磨。藉由化學研磨，可獲得與使用先前之以氧化鈰為主成分之玻璃研磨材料之情形相同之高研磨速率。由於上述基材粒子之莫氏硬度較高，故不會輕易地磨損而可有效地進行物理研磨。因此，可於長時間維持高研磨速率。
即，本發明之玻璃研磨用複合粒子係藉由組合利用與玻璃之反應性高之氧化鈰的化學研磨、及利用莫氏硬度較 高之上述基材粒子的物理研磨，而成為可於長時間維持高研磨速率，並且可減少氧化鈰之使用量的研磨材料。
以下，對製造本發明之玻璃研磨用複合粒子之方法之一例進行說明。
本發明之玻璃研磨用複合粒子可經由如下步驟而獲得：於選自氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、硫酸鋇粒子、合成雲母、氧化鋅粒子、及碳酸鈣粒子之基材粒子之表面被覆氧化鈰前驅物之步驟；以250~1200℃加熱煅燒被覆氧化鈰前驅物後之粒子之步驟；及粉碎上述加熱煅燒後之粒子之步驟。上述基材粒子亦可為經氧化鋁表面處理者。
作為上述步驟之具體方法，將基材粒子添加至水中，於溫度保持為20~90℃之漿料中添加氧化鈰前驅物之原料，接著使用氫氧化鈉水溶液等中和添加有氧化鈰前驅物之原料之漿料而將pH值調整為6~8。進而，花費10~60分鐘左右進行熟化。
接著，進行漿料之清洗，固液分離、乾燥。
較佳為將乾燥溫度、時間設為100~150℃、1~8小時左右。
藉此，於基材粒子之表面形成氧化鈰前驅物之被覆體。
相對於100重量%之基材粒子，氧化鈰前驅物之原料之添加量換算成氧化鈰較佳為1~50重量%。更佳為3~20重 量%，進而較佳為5~10重量%。
若氧化鈰前驅物之原料之添加量換算成氧化鈰未達1重量%，則氧化鈰之載持量不足而有降低研磨速率之情況。又，即便氧化鈰前驅物之原料之添加量換算成氧化鈰超過50重量%，亦不會獲得與添加量之增加相符之研磨速率，而增加氧化鈰之消耗量，故不佳。
繼而，進行加熱煅燒上述步驟所獲得之於基材粒子之表面被覆有氧化鈰前驅物之粒子的步驟。
藉由該步驟，氧化鈰前驅物成為氧化鈰粒子，並島狀地載持於基材粒子之表面而形成複合粒子。
藉由上述步驟而獲得之玻璃研磨用複合粒子之狀態係圖1所示之狀態。
加熱煅燒溫度較佳為250~1200℃。更佳為500~1000℃，進而較佳為700~1000℃。
再者，加熱煅燒時間較佳為0.5~3小時。
若加熱煅燒溫度未達250℃，則存在氧化鈰粒子未島狀地載持之情況，並存在研磨速率變低之情況。
若加熱煅燒溫度超過1200℃，則刮痕性變差，存在劃傷玻璃表面之情況。
圖2係於氧化鈦粒子表面被覆氧化鈰前驅物且未進行加熱煅燒處理的粒子之電子顯微鏡照片之一例。
再者，圖2所示之粒子係未進行加熱煅燒處理而經過粉碎步驟之粒子。
於圖2中，在氧化鈦粒子110之表面被覆有為1種氧 化鈰前驅物之氫氧化鈰120。氫氧化鈰120並非以粒子狀，而以如擴散之層之狀態被覆於氧化鈦粒子110之周圍。
如圖2所示，於將未進行加熱煅燒步驟，故而氧化鈦粒子表面上之氧化鈰前驅物未變成氧化鈰而被覆於基材粒子上的粒子用作研磨材料之情形時，研磨速率不會變高。
其原因在於，若利用氫氧化鈰之類的氧化鈰前驅物，則不會進行化學研磨。
繼而，為了緩和強烈之凝集，可視需要使用鎚磨機等進行粉碎，藉此獲得氧化鈰粒子島狀地載持於基材粒子之表面之玻璃研磨用複合粒子。
作為獲得本發明之玻璃研磨用粒子之其他方法，亦可為混合基材粒子與上述氧化鈰之原料及/或氧化鈰並以250~1200℃進行加熱煅燒的所謂固相法之方法。
就島狀之氧化鈰粒子均勻地形成於基材粒子表面上，其結果研磨速率變高之方面而言，更佳為將氧化鈰前驅物被覆於基材粒子表面，其後進行加熱煅燒之方法。
實施例
以下，對本發明之實施例進行說明，但本發明並不限定於該等實施例。再者，於以下之記載中，所謂「%」係指「重量%」。
(實施例1)
將利用硫酸法而獲得之平均一次粒徑為0.40 μm之金紅石型氧化鈦添加於水中，獲得TiO2濃度為400 g/L之水性漿料。一面攪拌0.5 L之該漿料一面調整為70℃，維持該 溫度，同時相對於100重量份之TiO2，添加以CeO2換算計相當於10重量份之量之40%硝酸鈰水溶液。接著，於利用氫氧化鈉水溶液將所獲得之漿料之pH值中和成7後，花費60分鐘熟化，於TiO2之表面上形成氫氧化鈰之被覆帶。對形成被覆帶後之漿料進行清洗、固液分離，並以120℃之溫度乾燥8小時。接著，於900℃之環境下加熱煅燒所獲得之乾燥品1小時。進而，使用鎚磨機進行粉碎，藉此獲得於由TiO2粒子所構成之基材粒子表面島狀地載持有氧化鈰之玻璃研磨用複合粒子。
(實施例2)
除將平均一次粒徑為0.40 μm之金紅石型氧化鈦設為平均一次粒徑為0.26 μm之金紅石型氧化鈦外，按照與實施例1相同之順序獲得玻璃研磨用複合粒子。
(實施例3)
除添加以CeO2換算計相當於5重量份之量之40%硝酸鈰水溶液外，按照與實施例1相同之順序獲得玻璃研磨用複合粒子。
(實施例4)
除添加以CeO2換算計相當於20重量份之量之40%硝酸鈰水溶液外，按照與實施例1相同之順序獲得玻璃研磨用複合粒子。
(實施例5)
除添加以CeO2換算計相當於50重量份之量之40%硝酸鈰水溶液外，按照與實施例1相同之順序獲得玻璃研磨 用複合粒子。
(實施例6)
於利用硫酸法獲得之平均一次粒徑為0.40 μm之金紅石型氧化鈦粉末中添加以CeO2換算計相當於10重量份之量之40%硝酸鈰水溶液，於以整體變均勻之方式充分混合後，在900℃之環境下加熱煅燒1小時。進而，使用鎚磨機進行粉碎，藉此獲得玻璃研磨用複合粒子。
即，實施例6中，藉由固相法而獲得玻璃研磨用複合粒子。
(實施例7)
除使用平均一次粒徑為1.00 μm之氧化鋯粒子來代替成為基材粒子之氧化鈦粒子外，按照與實施例3相同之順序獲得玻璃研磨用複合粒子。
(實施例8)
於實施例1中，添加40%硝酸鈰水溶液後，相對於100重量份之TiO2，添加以MgO換算計相當於5重量份之量之碳酸鎂，接著利用氫氧化鈉水溶液將所獲得之漿料之pH值中和成7，除此以外按照與實施例1相同之順序獲得玻璃研磨用粒子。
(實施例9)
將利用硫酸法獲得之平均一次粒徑為0.40 μm之金紅石型氧化鈦添加於水中，獲得TiO2之濃度為400 g/L之水性漿料。一面攪拌0.5 L之該漿料一面調整成70℃，並維持該溫度，同時相對於100重量份之TiO2，添加以Al2O3換 算計相當於10重量份之量之鋁酸鈉水溶液。接著，於利用30%硫酸將所獲得之漿料之pH值中和成7後，花費60分鐘熟化，於TiO2之表面上形成氫氧化鋁之被覆帶。對形成被覆帶後之漿料進行清洗、固液分離，並以120℃之溫度乾燥8小時。接著，使用流體能研磨機粉碎所獲得之乾燥品。進而，將該粉碎品添加於水中而獲得濃度為400 g/L之水性漿料。一面攪拌0.5 L之該漿料一面調整成70℃，維持該溫度，同時進行攪拌，並相對於100重量份之TiO2，添加以CeO2換算計相當於10重量份之量之40%硝酸鈰水溶液。接著，於利用氫氧化鈉水溶液將所獲得之漿料之pH值中和成7後，花費60分鐘熟化，於TiO2之表面上自內側依序形成氫氧化鋁及氫氧化鈰之被覆帶。對形成被覆帶後之漿料進行清洗、固液分離，並以120℃之溫度乾燥8小時。接著，於900℃之環境下加熱所獲得之乾燥品(A)1小時。進而，使用鎚磨機進行粉碎，藉此獲得於被覆有氧化鋁層之TiO2粒子上載持有氧化鈰的本發明之含氧化鈦之複合粒子。
(實施例10)
除於950℃之環境下加熱實施例9所獲得之乾燥品(A)1小時外，按照與實施例9相同之順序獲得玻璃研磨用複合粒子。
(實施例11)
除使用平均一次粒徑為2 μm之球狀氧化鋅(商品名LP-ZINC-2，堺化學工業股份有限公司製造)來代替金紅石型氧化鈦外，按照與實施例9相同之順序獲得玻璃研磨用 複合粒子。
(實施例12)
除使用平均一次粒徑為0.15 μm之碳酸鈣粒子來代替金紅石型氧化鈦外，按照與實施例9相同之順序獲得玻璃研磨用複合粒子。
(實施例13)
除使用平均一次粒徑為1.0 μm之六角板狀氧化鋅粒子來代替金紅石型氧化鈦外，按照與實施例9相同之順序獲得玻璃研磨用複合粒子。
(比較例1)
將平均一次粒徑為0.26 μm之金紅石型氧化鈦作為比較對象之玻璃研磨用粒子。
(比較例2)
將平均一次粒徑為0.40 μm之金紅石型氧化鈦作為比較對象之玻璃研磨用粒子。
(比較例3)
將利用硫酸法獲得之平均一次粒徑為0.26 μm之金紅石型氧化鈦添加於水中，獲得TiO2之濃度為400 g/L之水性漿料。一面攪拌0.5 L之該漿料一面調整為70℃，維持該溫度，同時相對於100重量份之TiO2，添加以Al2O3換算計相當於2重量份之量之150 g/L之鋁酸鈉水溶液。接著，於利用硫酸水溶液將所獲得之漿料之pH值中和成7後，花費60分鐘熟化，於TiO2之表面上形成氫氧化鋁之被覆帶。對形成被覆帶後之漿料進行清洗、固液分離，並以120℃之 溫度乾燥8小時。進而，使用鎚磨機進行粉碎，藉此獲得於由TiO2粒子所構成之基材粒子表面具備氫氧化鋁層的比較對象之玻璃研磨用粒子。
(比較例4)
將利用硫酸法獲得之平均一次粒徑為0.26 μm之金紅石型氧化鈦添加於水中，獲得TiO2之濃度為400 g/L之水性漿料。一面攪拌0.5 L之該漿料一面調整為70℃，維持該溫度，同時相對於100重量份之TiO2，添加以CeO2換算計相當於10重量份之量之40%硝酸鈰水溶液。接著，於利用氫氧化鈉水溶液將所獲得之漿料之pH值中和成7後，花費60分鐘熟化，於TiO2表面上形成氫氧化鈰之被覆帶。對被覆帶形成後之漿料進行清洗、固液分離，並於120℃之溫度下乾燥8小時。進而，使用鎚磨機進行粉碎，藉此獲得於由TiO2粒子所構成之基材粒子表面具備氫氧化鈰層的比較對象之玻璃研磨用粒子。
(比較例5)
以重量比計10比1混合平均一次粒徑為0.26 μm之金紅石型氧化鈦與玻璃研磨用氧化鈰SHOROX A-10(昭和電工股份有限公司製造)，獲得比較對象之玻璃研磨用粒子。
(比較例6)
將平均一次粒徑為1.00 μm之氧化鋯作為比較對象之玻璃研磨用粒子。
(比較例7)
將玻璃研磨用氧化鈰SHOROX A-10(昭和電工股份有限公司製造)作為比較對象之玻璃研磨用粒子。
(比較例8)
將平均一次粒徑為2.0 μm之球狀氧化鋅(LP-ZINC-2，堺化學工業股份有限公司製造)作為比較對象之玻璃研磨用粒子。
(比較例9)
將平均一次粒徑為1.0 μm之六角板狀氧化鋅粒子作為比較對象之玻璃研磨用粒子。
(性能評價)
藉由以下順序評價各實施例及比較例所製作之玻璃研磨用粒子之性能。
(研磨材料漿料之製作)
將各實施例及比較例所製作之玻璃研磨用粒子作為研磨材料而製作研磨材料漿料。
以研磨材料之濃度成為30重量%之方式，將研磨材料添加於純水中。
進而，使用高速混合機進行分散而製作水分散系之研磨材料漿料。
(玻璃板研磨試驗)
藉由以下條件，使用各研磨材料漿料而進行玻璃板之研磨。
使用玻璃板：鹼石灰系玻璃(松浪硝子股份有限公司製造，S-1111，尺寸76×26×0.8 mm)
研磨機：單軸桌上型研磨機(WINGO股份有限公司製造，L-1000，研磨壓盤直徑為205 mm)
研磨墊：鈰墊(WINGO股份有限公司製造)
研磨壓力：260 g/cm2
壓盤旋轉數：100 rpm
研磨材料漿料供給量：3 ml/min
研磨時間：30 min
(研磨速率評價)
利用電子天平測定玻璃板研磨試驗前後之玻璃板之重量。根據重量減少量、玻璃板之面積、玻璃板之比重算出玻璃板之厚度減少量，並算出每30分鐘研磨時間之平均研磨速率(μm/30 min)。
研磨10片玻璃板，將對10片之研磨速率進行平均之值設為各實施例及比較例中之研磨速率之值，並匯總表示於表1及表2。
(清洗性評價)
將各條件下之研磨後之玻璃板浸漬於溫度為70℃之20重量%硫酸中5分鐘，進而於純水、IPA(isopropenyl alcohol，異丙醇)中進行超音波清洗並乾燥後，觀察玻璃表面之殘留異物之有無。評價基準如下。
○：於相同條件研磨之10片玻璃板上完全無殘留異物。
×：觀察到殘留異物。括號內係觀察到異物之玻璃之片數。
(刮痕性評價)
利用目測觀察玻璃板研磨試驗後之玻璃板之研磨面，判斷是否產生刮痕，並將結果匯總表示於表1及表2。
無刮痕之情形係表示為○(=OK(良好))，存在刮痕之情形係表示為×(=Defect(缺陷))。
於將各實施例所製作之玻璃研磨用複合粒子作為研磨材料之情形時，研磨速率高至22.1 μm/30 min以上，未於玻璃研磨面上產生刮痕。
即，於各實施例中，雖然氧化鈰之使用量較少為研磨材料整體之5~50重量%，但仍可維持較高之研磨速率。
實施例9係與實施例1相比僅於在作為基材粒子之氧化鈦粒子表面具有氧化鋁層之方面不同的研磨用複合粒子。基材表面之氧化鋁係莫氏硬度高於氧化鈦之物質，且具有高於氧化鈦之機械研磨效果，故研磨速率高於實施例1。
實施例11及實施例12係將氧化鋅粒子、或碳酸鈣粒子代替實施例9之氧化鈦粒子作為基材粒子。氧化鋅粒子或碳酸鈣粒子係易溶於酸之物質，且於玻璃研磨中之清洗步驟中，清洗性優於比較例7之玻璃研磨用氧化鈰、或以氧化鈦粒子或氧化鋯為基材之研磨材料，異物完全未殘存殘留於清洗後之玻璃表面上。
實施例13係將板狀粒子作為基材粒子。實施例11與13均係將清洗性優異之氧化鋅作為基材，但與將球狀粒子作為基材粒子的實施例11相比，使用包含板狀之基材粒子之實施例13之粒子更可達成較高之研磨速率。
於將比較例1或2所製作之玻璃研磨用粒子作為研磨材料之情形時，在研磨材料中未包含氧化鈰，故未產生化學研磨而降低研磨速率。
又，於將比較例3所製作之玻璃研磨用粒子作為研磨 材料之情形時，在研磨材料中未包含氧化鈰，故未產生化學研磨而降低研磨速率。進而，由於存在氫氧化鋁層而於研磨面上產生刮痕。
於比較例4中，未進行被覆氧化鈰前驅物後之加熱煅燒步驟，而於玻璃研磨用粒子中，未於基材粒子之表面載持氧化鈰，故研磨速率變低。
於比較例5中，僅混合氧化鈦與氧化鈰，於玻璃研磨用粒子中，未於基材粒子之表面載持氧化鈰，故研磨速率變低。
於將比較例6所製作之玻璃研磨用粒子作為研磨材料之情形時，研磨速率高，但氧化鋯粒子表面直接與玻璃表面接觸，故於研磨面上產生刮痕。
比較例7係將玻璃研磨用氧化鈰用作研磨材料之情形。若比較比較例7與各實施例之結果，則可知：各實施例所獲得之玻璃研磨用粒子與玻璃研磨用氧化鈰相比，具有大致等同之性能。
於將比較例8所製作之玻璃研磨用粒子作為研磨材料之情形時，將易於溶解於酸之氧化鋅作為基材，故清洗性優異，但未於基材粒子之表面載持氧化鈰，故研磨速率變低。
比較例9係作為基材粒子之氧化鋅粒子且進而為板狀，故清洗性優異，相對於比較例8，研磨速率變高，但未於基材粒子之表面載持氧化鈰，故與實施例13相比研磨速率變低。
1‧‧‧玻璃研磨用複合粒子
10‧‧‧氧化鈦粒子
20‧‧‧氧化鈰粒子
110‧‧‧氧化鈦粒子
120‧‧‧氫氧化鈰
圖1係本發明之玻璃研磨用複合粒子之電子顯微鏡照片之一例。
圖2係於氧化鈦粒子表面被覆氧化鈰前驅物且未進行加熱煅燒處理的粒子之電子顯微鏡照片之一例。
1‧‧‧玻璃研磨用複合粒子
10‧‧‧氧化鈦粒子
20‧‧‧氧化鈰粒子

Claims (14)

  1. 一種玻璃研磨用複合粒子，其含有：基材粒子，其選自氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、硫酸鋇粒子、合成雲母、氧化鋅粒子、及碳酸鈣粒子；以及氧化鈰粒子，其載持於該基材粒子之表面；且上述氧化鈰粒子係島狀地載持於上述基材粒子上。
  2. 如申請專利範圍第1項之玻璃研磨用複合粒子，其中，載持於上述基材粒子表面上之島狀之氧化鈰粒子之平均一次粒徑為0.02~0.10μm。
  3. 如申請專利範圍第1項之玻璃研磨用複合粒子，其中，上述基材粒子之形狀為球狀或板狀。
  4. 如申請專利範圍第1項之玻璃研磨用複合粒子，其中，上述氧化鈰粒子係與包含選自由氟、磷、鹼金屬、及鹼土類金屬所組成之群中之至少1種元素之化合物複合化。
  5. 如申請專利範圍第2項之玻璃研磨用複合粒子，其中，上述氧化鈰粒子係與包含選自由氟、磷、鹼金屬、及鹼土類金屬所組成之群中之至少1種元素之化合物複合化。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之玻璃研磨用複合粒子，其中，上述基材粒子係經氧化鋁表面處理。
  7. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之玻璃研磨用複合粒子，其中，上述基材粒子之平均一次粒徑為0.01~5μm。
  8. 如申請專利範圍第6項之玻璃研磨用複合粒子，其中，上述基材粒子之平均一次粒徑為0.01~5μm。
  9. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項之玻璃研磨用複合粒子，其相對於100重量份之上述基材粒子，包含1~50重量份之上述氧化鈰粒子。
  10. 如申請專利範圍第6項之玻璃研磨用複合粒子，其相對於100重量份之上述基材粒子，包含1~50重量份之上述氧化鈰粒子。
  11. 如申請專利範圍第7項之玻璃研磨用複合粒子，其相對於100重量份之上述基材粒子，包含1~50重量份之上述氧化鈰粒子。
  12. 如申請專利範圍第8項之玻璃研磨用複合粒子，其相對於100重量份之上述基材粒子，包含1~50重量份之上述氧化鈰粒子。
  13. 一種粒子，其係經由如下步驟獲得：於選自氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、硫酸鋇粒子、合成雲母、氧化鋅粒子、及碳酸鈣粒子之基材粒子之表面被覆氧化鈰前驅物之步驟；以250~1200℃加熱煅燒上述被覆後之粒子，藉此上述氧化鈰前驅物成為氧化鈰粒子，上述氧化鈰粒子島狀地載持於上述基材粒子上之步驟；及粉碎上述加熱煅燒後之粒子之步驟。
  14. 如申請專利範圍第13項之粒子，其係藉由進而包含利用氧化鋁對上述基材粒子進行表面處理之步驟的方法而獲得。
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