WO2004092297A1 - セリウム系研摩材 - Google Patents

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cerium
rare earth
polishing
abrasive
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Hideo Kuroda
Yasuhide Yamaguchi
Hiroyuki Watanabe
Shigeru Kuwabara
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Mitsui Kinzoku Co Ltd
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives

Definitions

  • the present invention relates to a so-called cerium-based abrasive containing cerium oxide as a main component.
  • Cerium-based abrasives are produced by, for example, pulverizing, roasting, and classifying as necessary raw materials such as pastenesite concentrates rich in rare earth elements such as cerium.
  • the produced cerium-based abrasive is mainly composed of cerium oxide (such as CeO 2 ) (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-266183).
  • L a 2 ⁇ 3, etc.), etc. includes Sani ⁇ of rare earth elements other than cerium.
  • an abrasive capable of obtaining a higher polishing rate there is a cerium-based abrasive containing fluorine (F) (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-097447).
  • abrasives that have as high an abrasive power as possible and that provide a smooth surface after polishing.
  • the polishing power is indicated by, for example, the level of the polishing speed. In other words, abrasives with higher polishing rates are required.
  • a polishing material that can produce a smooth polished surface and that does not easily cause scratches on the polished surface.
  • cerium-based abrasives containing fluorine-containing abrasives do not always have satisfactory performance in terms of polishing speed and scratch generation.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a cerium-based abrasive having a higher polishing rate and less occurrence of scratches.
  • the inventor of the present invention has been studying the polishing speed and the occurrence of scratches of the ceramic-based abrasive, and when the content of neodymium oxide is set to a predetermined ratio, the polishing speed of the ceramic-based abrasive becomes higher and more scratches are generated.
  • the present inventors have found that it becomes difficult to accomplish this, and have arrived at the present invention.
  • the present invention comprises a rare earth oxide containing fluorine (F) and at least cerium (Ce), lanthanum (La), praseodymium (Pr) and neodymium (Nd) as rare earth elements.
  • the total rare earth oxide equivalent weight (hereinafter referred to as TREO) weight ratio of Sani ⁇ neodymium accounted for (Nd 2 0 Roh TREO) is 0.001 wt% to 5 wt 0/0 This is a certain ceramic abrasive.
  • TREO refers to the total weight of each rare earth element contained in the target object when converted to a rare earth oxide (converted), and is determined by analyzing and calculating the composition of the target substance.
  • TREO performs pretreatment such as dissolution and dilution on the sample as necessary, and then precipitates all rare earth elements as oxalate. Further, it can be determined by a method of filtering, drying, roasting to obtain a rare earth oxide and then measuring the mass.
  • the weight ratio (hereinafter sometimes referred to as a content ratio) of oxidized neodymium in TREO is about 9%.
  • the cerium-based abrasive according to the present invention has a very low content of hin neodymium.
  • a cerium-based abrasive having a proportion of the weight of the hineomium acid in TREO within the above range had a higher polishing rate and had a property of less easily causing scratches.
  • the polishing can be performed in a shorter time than in the case where the conventional cerium-based abrasive is used.
  • scratches on the polished surface obtained by polishing can be more reliably suppressed.
  • the ratio of the weight of neodymium oxide occupying the TR EO is preferably 2 wt 0/0 or less, 0.5 wt % Or less, more preferably 0.1% by weight or less.
  • cerium-based abrasives are obtained by pulverizing raw materials such as bastnaesite concentrate and rare earth carbonates or rare earth oxides containing cerium as a main component, and subjecting them to mineral acid treatment or fluorination treatment as necessary.
  • the raw materials of the cerium-based abrasive according to the present invention include rare earth concentrates such as bastnaesite concentrates, monazite concentrates, and complex ore concentrates in China.
  • a treatment such as sulfuric acid treatment or alkali treatment and a treatment such as fractional precipitation treatment or fractional dissolution treatment to obtain a rare earth solution in which impurities other than rare earth elements are reduced, the solution is separated and purified by solvent extraction.
  • a low-neodymium rare earth solution (purified liquid) obtained by the above is mixed with a precipitant such as ammonium bicarbonate or ammonia water to form a precipitate, and the precipitate is separated by filtration or the like to perform a series of treatments.
  • a rare earth compound for example, a rare earth carbonate
  • a roasted product thereof for example, a rare earth oxide
  • Nd 2 0 3 / TREO rare earth is separated and purified by conventional solvent extraction solution (refining liquid) is usually 10 wt% or more
  • N d 2 0 3 / TREO predetermined range as in the present invention
  • a low neodymium rare earth solution is created by enhancing the reduction of rare earth on the side of heavy rare earth from neodymium and neodymium. It is more preferable to obtain less than 5% by weight).
  • the cerium-based abrasive according to the present invention is preferably one in which the ratio of the total weight of the rare earth oxides of cerium, lanthanum, praseodymium and neodymium to TREO is 97% by weight or more. This is because a high level, a high polishing speed, and a scratch generation preventing effect can be obtained more reliably. From the viewpoint that these effects can be more reliably obtained, the value of the ratio is more preferably 98% by weight or more, and more preferably 99% by weight or more. Preferred.
  • the weight ratio of cerium oxide to TREO is 50% by weight to 90% by weight. Is preferred. This is because cerium oxide is the most abrasive substance among all rare earth oxides, and if the weight ratio is less than the lower limit, a sufficient polishing rate cannot be obtained. On the other hand, if it is attempted to exceed the upper limit, lanthanum must be sufficiently reduced in the raw material refining process, which increases labor and cost, and deteriorates production. For this reason, the ratio of cerium oxide to TREO by weight is more preferably 55% by weight to 85% by weight, and further preferably 60% by weight to 80% by weight.
  • Weight ratio of the acid Ihirantan occupied in TREO is preferably a double amount% to 45 wt%.
  • Lanthanum oxide is considered to be the most fluorine-retaining substance among all rare-earth oxides, and is present in rare-earth oxides containing cerium as a main component or as oxyfluoride (La). considered to be present in the cerium-based abrasive in the state of the oF and C e L a 2 0 3 F 3).
  • the fluorine component held by lanthanum oxyfluoride (La OF) or the like has the effect of gradually releasing fluoride ions during polishing, particularly during glass polishing, to promote the chemical action and increase the polishing rate.
  • the weight ratio of dihylantanic acid to TREO is less than the lower limit, the effect of moderating the above chemical action is reduced, and the polished surface obtained by polishing becomes rather rough. I will. On the other hand, if it exceeds the upper limit, a sufficient polishing speed cannot be obtained.
  • the ratio of the weight of Sanigata lanthanum to TREO is more preferably 5% by weight to 40% by weight, and still more preferably 10% by weight to 37.5% by weight.
  • the ratio of the weight of Sirani Praseodymium to TREO was 0.1 weight. /. Preferably to 10 weight 0/0, and more preferably 1% to 8% by weight.
  • the fluorine content in the cerium-based abrasive is preferably 0.5% by weight to 10% by weight. If the lower limit is not reached, a sufficient polishing rate may not be obtained, and if the upper limit is exceeded, polishing scratches are likely to occur. And polishing speed and polishing
  • the fluorine content is more preferably from 1% by weight to 8% by weight, and more preferably from 2% by weight to 7% by weight, in that a higher effect is obtained for both the wounds.
  • the molar ratio (F / (L a + P r)) of fluorine (F) contained in the cerium-based abrasive to lanthanum (La) and praseodymium (P r) contained therein is 0.2 to 3 is preferred. If it is less than the lower limit, hydroxyl-based substances will be generated during storage and polishing of cerium-based abrasives, especially during polishing. Abrasives in the state where hydroxides are formed have the disadvantage that the polishing speed (polishing force) is low. In addition, if hydroxides are easily formed during polishing, there is a problem that the polishing rate is reduced in a short time from the start of polishing.
  • an abrasive whose molar ratio exceeds the upper limit has a disadvantage that the chemical action of fluorine during polishing is too strong and the polished surface obtained after polishing is roughened.
  • 2 ⁇ (diffraction angle) 20 deg to 30 deg.
  • the intensity ratio between the strongest X-ray peak intensity of the rare earth oxyfluoride and the strongest X-ray peak intensity of the xycerium oxyfluoride (rare earth oxyfluoride / oxidized
  • a cerium-based abrasive having a cerium content of 0.05 to 0.6 is more preferable.
  • the rare earth oxyfluoride (LnOF) for example, lanthanum oxyfluoride (LaOF) can be mentioned.
  • the X-ray peak intensity of acid Ihiseriumu here, more particularly, is that of a diffraction X-ray peak intensity of cubic rare earth Sani ⁇ mainly composed of cerium (Ln x O y) .
  • Ln x O y is usually 1.
  • 5 ⁇ yZx 2 der is, for example, C E_ ⁇ 2, C e 0. 5 Nd 0 . 5 0 ⁇ 75
  • Arui is Rei_6 0. 75 Nd 0. ⁇ ⁇ ⁇ 87 5 to be identified.
  • the Nd 2 ⁇ 3 / TREO be small Ln 2 0 3 / TREO large abrasive, Ln x O y is, C e-Nd-O-based compound (C e 0. 5 Nd 0 . 5 OL 75 or C e 0. 75 Nd 0. 875 ) to be identified.
  • the characteristic X-ray as described above is incident on a sample (cerium-based abrasive), and the detector (counter tube or the like) is placed along the circumference around the sample. Is to measure the intensity of diffracted X-rays while scanning a semiconductor detector, and analyze the obtained X-ray diffraction intensity curve to identify substances.
  • Cu as an X-ray source—Hydraulic or Ji! !
  • the maximum diffraction X-ray peak intensity of the rare earth oxyfluoride when the diffraction angle (20) is in the range of 20 deg to 3 O deg is usually in the range of 26.5 deg ⁇ 0.5 deg. appeared in the largest X-ray peak intensities for cerium oxide (Ce_ ⁇ 2) in the same range, it appears in the range of 28. 1 deg ⁇ 1. 0 deg .
  • the rare-earth fluoride (LnF 3 ) mentioned here includes, for example, lanthanum fluoride (L a F 3 ), and the diffraction angle (20 )
  • L a F 3 lanthanum fluoride
  • the maximum peak for rare earth fluoride appears not in the range of 24.2 ⁇ 0.5 deg but at a position close to the maximum peak of cerium oxide.
  • Targets used in X-ray diffraction measurement include copper (Cu), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), tungsten (W), and silver (Ag).
  • Cu copper
  • Mo molybdenum
  • Fe iron
  • Co cobalt
  • W tungsten
  • Ag silver
  • a copper target is preferable in that the maximum peak intensity can be obtained and more accurate measurement can be performed.
  • the pore volume of the cerium-based abrasive material lay preferred is 0. 002 cm 3 Zg ⁇ 0. 1 cm 3 Roh g, 0. 005 cm 3 Zg ⁇ 0. 08 cm 3 / g is more preferable. Below the lower limit This is because, although the polishing rate is high, polishing scratches are likely to occur. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the polishing speed is too low and a sufficient polishing speed cannot be obtained. As described above, the cerium-based abrasive according to the present invention has a higher polishing rate and less damage.
  • the content of impurities other than the rare earth oxide in each of the prepared rare earth oxides was less than 0.1%.
  • the purity (proportion of the weight of the target rare earth oxide in the TREO) of each of the rare earth oxides is not less than 99.99% by weight, and excluding neodymium oxide in the prepared rare earth oxides.
  • each rare earth oxide in the raw material is omitted because it can be considered to be the same as the weight ratio of each rare earth oxide in TREO in the abrasives to be produced (see Table 1). Note that, in Comparative Example 1, the raw material was not mixed with hinedodymium acid. Further, in Examples 6 to 8 in Table 1 (Ce0 2 + La 2 0 3 + P r eOn + NdsOs) / TREO (4 kinds meters) but is not at 100%, which is samarium oxide in the raw material Are mixed Means that
  • the obtained raw material (a mixture of rare earth oxides) and twice the weight of the raw material were mixed with pure water and wet-milled with an attritor to obtain a slurry.
  • an attritor a stainless steel ball with a diameter of 5 mm was used as a grinding medium.
  • the milling time was 8 hours.
  • the fluorine content of the cerium-based abrasives obtained in each Example and Comparative Example was measured. Except for the abrasive obtained in Comparative Example 5, the fluorine concentration was measured, and the alkali analysis, hot water extraction, and fluorine ion electrode method were used for fluorine analysis.
  • the fluorine concentration of the abrasive obtained in Comparative Example 5 was measured using a thermally hydrolyzed lanthanum-arizarin complexone spectrophotometer. The measurement results are as shown in each table.
  • Abrasive test Polishing tests were performed using the serium-based abrasives obtained in each of the examples and comparative examples, and the polishing rate, the scratches on the obtained polished surface, and the cleaning properties were evaluated. The evaluation results are as shown in each table.
  • a powdery cerium-based abrasive powder and pure water were mixed to prepare an abrasive slurry having a solid content of 15% by weight.
  • the surface of a 65 mm ⁇ flat panel glass was polished by a polishing tester (HSP-21 type, manufactured by Taito Seiki Co., Ltd.). After the polishing, the flat panel glass was washed with pure water and dried in a dust-free state.
  • the polishing target surface was polished with a polishing pad while supplying the polishing slurry to the polishing target surface, and a polyurethane polishing pad was used.
  • the pressure of the polishing pad against the polishing surface was 5.9 kPa (60 g / cm 2 ). Then, the rotation speed of the polishing tester was set to 100 rpm. The supply rate of the abrasive slurry was 5 liter / min. Evaluation of polishing speed
  • the weight of the glass before and after polishing was measured to determine the amount of reduction in the glass weight due to polishing, and the polishing value was determined based on this value.
  • the polishing rate was evaluated using this polishing value.
  • the polishing value when polishing was performed using the polishing material obtained in Comparative Example 3 was set as a reference (100). Evaluation of abrasive scratches
  • the flaw evaluation is a method of observing the glass surface by a reflection method using a halogen lamp of 300,000 lux as a light source, scoring the number of large flaws and fine flaws, and evaluating 100 points as a perfect score. I went in.
  • the polishing accuracy required for finish polishing of a glass substrate for a hard disk or an LCD was used as a criterion.
  • ⁇ means 98 points or more (very suitable for finish polishing of HD and LCD glass substrates), and “ ⁇ ” means 98 points Less than 95 points (suitable for finish polishing of HD ⁇ LCD glass substrates), “ ⁇ ” is less than 95 points 90 points or more (used for finish polishing of HD ⁇ LCD glass substrates) Is possible) And “X” indicates that the score is less than 90 points (cannot be used for finishing polishing of HD and LCD glass substrates). Evaluation of detergency
  • the slide glass for optical microscopic observation which had been washed and dried, was immersed in the abrasive slurry, pulled up, dried once at 50 ° C, and then immersed in a container containing pure water. Ultrasonic cleaning was performed for 5 minutes, and after ultrasonic cleaning, the slide glass removed from the container was washed with running pure water to obtain a slide glass to be observed. Thereafter, the detergency was evaluated by observing the remaining amount of abrasive particles remaining on the surface of the slide glass with an optical microscope.
  • ⁇ indicates that no abrasive particles remained and was very suitable for finish polishing
  • ⁇ indicates that abrasive particles remained.
  • the symbol “X” indicates that the amount of the abrasive particles remained is small and is suitable for finish polishing, and that a large amount of abrasive particles remained was observed and was unsuitable for finish polishing.
  • Example 2 As shown in Table 1: The abrasives of Comparative Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 have different weight ratios of neodymium oxide (Nd 2 ⁇ 3 ) in TREO. Of these, the abrasives of Examples 1 to 5 had a high polishing rate and were hard to generate abrasive flaws. On the other hand, the polishing material of Comparative Example 1 in which Sidani Neodymium was not mixed had a high polishing rate, but was slightly scratched.
  • the proportion by weight of neodymium in TREO is preferably 2% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, and even more preferably 0.1% by weight or less.
  • the abrasive material of Example 6-8, 4 oxide occupying the TREO each "Sani ⁇ cerium (Ce_ ⁇ 2), lanthanum oxide (La 2 ⁇ 3), praseodymium oxide (P REC ⁇ !), Neodymium oxide (Nd 2 ⁇ 3 ) ” is 100% by weight or less, and the content of the ratio differs for each example.
  • Examples 1 to 8 including these examples if the proportion of the total weight was 96% by weight, the polishing speed required for the abrasive was secured, and the generation of polishing scratches could be prevented. It was also found that if the total content was 97% by weight or more, a higher polishing rate was secured, and the occurrence of scratches was more reliably prevented.
  • Examples 9 and 11 is Nd 2 ⁇ 3 ZTRE_ ⁇ is a suitable value, C e0 2 / TREO, L a 2 0 3 ZTRE_ ⁇ , at least one of P r eOu / TREO One was not a suitable value, and at least one of the polishing rate, the polishing scratches, and the detergency was inferior to Examples 4 and 10.
  • N d 2 O 3 / TR Comparative Example EO is not a suitable value 1 to Comparative Example 3.
  • the abrasive of Comparative Example 4 did not contain praseodymium at all, and PreOu / TREO was not a suitable value, so that the abrasive performance was inferior to that of Example 5.
  • the abrasives of Examples 2, 12, and 13 and Comparative Examples 5 and 6 have different fluorine (F) contents in the abrasives.
  • the abrasives of Examples 2, 12, and 13 were excellent in polishing speed and hardly caused abrasive flaws.
  • the polishing material of Comparative Example 5 containing almost no fluorine had a significantly lower polishing rate.
  • the content of fluorine in the cerium-based abrasive was preferably 0.5% by weight to 10% by weight.
  • the fluorine content was more preferably 2% by weight to ⁇ % by weight, since higher effects were obtained in both the polishing rate and the polishing flaw. Also, the molar ratio of the fluorine content to the total content of lanthanum and praseodymium (F / )
  • a preferred embodiment of the cell-based abrasive according to the present invention manufactured using a raw material different from the raw material used in the first embodiment will be described.
  • a rare earth carbonate (made in China) containing cerium as a main component was prepared.
  • the rare-earth carbonate, TREO is 52.3 wt%
  • C e O 2 / TR ⁇ ⁇ is 52 ⁇ 1%
  • L a 2 0 3 ZTRE_ ⁇ is 26. 7%
  • Nd 2 0 3 / TREO was 0% 13..
  • Example 14 to 17 and Comparative Examples 7 to 10 of the present embodiment in Comparative Example 7, this rare earth carbonate was used as a raw material as it was.
  • the rare earth carbonate was dissolved with hydrochloric acid, and the obtained carbonate solution was separated and purified by a solvent extraction method to reduce neodymium perlanthanum.
  • a rare earth solution (purified solution) is obtained, and the obtained rare earth solution is mixed with an aqueous solution of ammonium bicarbonate (precipitant) to form a precipitate of rare earth carbonate, which is then filtered using a centrifugal separator and washed with water. to obtain a rare earth carbonate used as raw materials (Nd 2 0 3 / TREO is 0.1% to 6. 3 by weight%).
  • Example 16 part of the lanthanum was left in the aqueous solution.
  • almost all of the rare earth elements were extracted into the organic solvent.
  • the extraction was adjusted by changing the flow rate of the aqueous sodium hydroxide solution added during the countercurrent multistage extraction.
  • the organic solvent containing the rare earth element is brought into countercurrent multistage contact (30 steps) with a 3mo 1 / L hydrochloric acid aqueous solution to form neodymium or a rare earth element which is more easily extracted into the organic solvent than neodymium (from samarium to heavy rare earth).
  • yttrium Most of the yttrium (Y)) was left in the organic solvent, and most of lanthanum, cerium, praseodymium and part of neodymium were extracted into aqueous hydrochloric acid to obtain a purified solution.
  • the extraction amount was adjusted by changing the flow rate of the aqueous hydrochloric acid solution (the flow rate of the organic solvent was constant).
  • a cerium-based abrasive was manufactured by using the same steps as in the first embodiment.
  • the raw materials of the second embodiment Compared to the raw material of the first embodiment, the ratio of TREO of the raw material to the total weight of the raw material is low.However, in the second embodiment, as in the first embodiment, the raw material is mixed with twice as much pure water as the raw material weight. The resulting mixture was wet-milled with an attritor to obtain a slurry. The wet milling time with a lighter was 10 hours.
  • the weight ratio (F / (TREO + F)) of the fluorine component in the slurry becomes 7%
  • Preparations were made as follows.
  • the roasting temperature in the roasting step was 950 ° C. as in the first embodiment except for Examples 17 and 18 and Comparative Examples 9 and 10. Other than these, the roasting temperature was 650 ° C in Comparative Example 9, 750 ° C in Example 17, 1100 ° C in Example 18, and 1200 ° C in Comparative Example 10.
  • Other abrasive production conditions were the same as in the first embodiment. Therefore, the description of the abrasive production process is omitted here.
  • the cerium-based abrasive material manufactured diffracted X-ray intensity (Intensity), the average particle size (D 50), was measured to measure the pore volume.
  • the cerium-based abrasive was subjected to X-ray diffraction analysis using an X-ray diffractometer (MXP18, manufactured by Mac Science Corporation), and the diffraction X-ray intensity was measured.
  • MXP18 X-ray diffractometer
  • a copper (Cu) target was used, and the diffraction angle (2 ⁇ ) of the diffraction X-ray pattern by Cu—K rays obtained by irradiating Cu—— ⁇ rays was 20 deg to 30 degrees. The peak that appeared at deg was analyzed.
  • the particle size distribution of the cerium-based abrasive was measured using a laser diffraction / scattering method particle size distribution analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation: SALD-200 OA), and the average particle size ( D5Q: from the small particle size side) was measured. The particle size at a cumulative volume of 50%) was determined. Measurement of pore volume
  • the abrasives of Examples having a pore volume of 0.002 cm 3 Zg to 0.1 cm 3 / g were excellent in that the polishing rate was high and abrasive scratches were hardly generated.
  • the polishing rate of Comparative Example 9 abrasive having a large pore volume was extremely low.
  • the abrasive of Comparative Example 10 having a small pore volume was scratched. As a result, it was found that an abrasive having a pore volume of 0.002 ⁇ 3 ⁇ to 0.1 cms / g is preferable.
  • the cerium-based abrasive according to the present invention has a higher polishing rate and generates less scratches.
  • polishing can be performed in a shorter time than when a conventional cerium-based abrasive is used.
  • the generation of scratches on the polished surface can be more reliably suppressed. Therefore, it is suitable for applications such as surface polishing of precision equipment, electronic equipment, and parts thereof.

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Abstract

より研摩速度が高く、より傷の発生が少ないセリウム系研摩材を提供することを課題とする。本発明に係るセリウム系研摩材は、フッ素ならびに希土類元素として少なくともセリウム、ランタン、プラセオジムおよびネオジムを含有する、希土類酸化物を主成分とするセリウム系研摩材であって、全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）の含有量に占める酸化ネオジムの含有量の割合（Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）が０．００１重量％～５重量％であるセリウム系研摩材である。当該研摩材を用いてガラス等の研摩対象面を研摩すると、従来のセリウム系研摩材を用いる場合と比べてより短時間で研摩を行うことができる。しかも、研摩によって得られる研摩面での傷発生をより確実に抑制できる。

Description

明細書
セリウム系研摩材 技術分野
本発明は、酸ィ匕セリウムを主成分とする、いわゆるセリウム系研摩材に関する。 背景技術
セリウム系研摩材は、 例えば、 セリウムをはじめとする希土類元素を豊富に含 有するパストネサイト精鉱等の原料を、 粉碎し、 焙焼し、 必要に応じて分級する ことによって製造される。 製造されたセリウム系研摩材は、 酸化セリウム （C e O 2等） を主成分とするもの （例えば、 特開平 1一 2 6 6 1 8 3号公報参照） で あり、 これ以外に酸化ランタン （L a 2〇3等） など、 セリウム以外の希土類元素 の酸ィ匕物を含んでいる。 また、 より高い研摩速度が得られる研摩材としてフッ素 ( F ) を含有するセリゥム系研摩材がある （例えば、特開 2 0 0 2 - 0 9 7 4 5 7 号公報参照)。
ところで、 研摩材としては、 できるだけ研摩力に優れ、 研摩後にできるだけ滑 らかな研摩面が得られるものが求められている。 研摩力は例えば研摩速度の高低 で示されるものである。 つまり、 研摩材としては、 より高い研摩速度を有すもの が求められている。 また、 滑らかな研摩面が得られる研摩材として、 研摩面に傷 を発生させにくいものが求められている。
ところが、 フッ素を含有する研摩材を含む従来のセリウム系研摩材は、 研摩速 度および傷発生の面で、 必ずしも満足な性能を有するものでない。 例えば、 セリ ゥム系研摩材の需要が増大している分野として、 精密機器、 電子機器あるいはそ れらの部品を製造する分野があり、 当該分野では、 部品などの表面研摩等の用途 で研摩速度がより高く、 より傷が発生しにくい研摩材が求められている。 発明の開示
本発明は、 以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、 より研摩速度が 高く、 より傷の発生が少ないセリウム系研摩材を提供することを課題とする。 本発明の発明者は、セリゥム系研摩材の研摩速度や傷発生について検討を重ね、 酸化ネオジムの含有率を所定割合にするとセリゥム系研摩材の研摩速度がより高 くなり、 しかも傷がより発生しにくくなることを見出し、 本発明に想到するに至 つた。 本発明は、フッ素（F)ならびに希土類元素として少なくともセリウム（C e)、 ランタン （La)、 プラセオジム （P r) およびネオジム （Nd) を含有する、 希 土類酸ィ匕物を主成分とするセリウム系研摩材において、 全希土類酸化物換算重量 (以下、 TREOと記載する） に占める酸ィ匕ネオジムの重量の割合 (Nd20ノ TREO)は 0. 001重量％〜5重量0 /0であるセリゥム系研摩材である。なお、 TREOとは、 対象物に含まれている各希土類元素を希土類酸化物とした （換算 した） 場合の重量の合計重量のことであり、 対象物質の組成を分析し、 計算する ことで求めることができる。 また、 対象物質の組成が解っていないような場合、 T R E Oは、試料に対して必要に応じて溶解、希釈等の前処理を実施し、その後、 全ての希土類元素をシユウ酸塩として沈殿させ、 さらに濾過、 乾燥、 焙焼して希 土類酸化物とした後 質量を測定するという方法で求めることができる。
例えば特許文献 1に記載されている従来のセリゥム系研摩材では、 TREOに 占める酸ィ匕ネオジムの重量の割合 （以下、 含有率と記載することがある） は 9% 程度であり、 これに比べると、 本発明に係るセリウム系研摩材における酸ィヒネオ ジムの含有率はかなり低い。 検討の結果、 TREO中の酸ィヒネオジムの重量の割 合が上記範囲内であるセリウム系研摩材は、 より高い研摩速度を有し、 より傷を 発生させにくい性質を有することが解った。 したがって、 本発明に係る研摩材を 用いてガラス等の研摩対象面を研摩すると、 従来のセリゥム系研摩材を用いる場 合と比べてより短時間で研摩を行うことができる。 しかも、 研摩によって得られ る研摩面での傷発生をより確実に抑制できる。 なお、 先に説明したように、 本発 明のセリゥム系研摩材において、 TREOに占める酸化ネオジムの重量の割合（N d 203/TREO) の範囲は 0. 001重量％以上、 5重量％以下である。 0. 001重量％未満では、 傷が発生しやすくなるからである。 他方、 5重量％を超 えると、 研摩速度が低く、 研摩傷も発生しやすくなるからである。 そして、 研摩 速度および研摩傷の両方についてより高い性能が得られるようにするには、 TR EOに占める酸化ネオジムの重量の割合 （Nd2〇3ZTREO) は 2重量0 /0以下 が好ましく、 0. 5重量％以下がより好ましく、 0. 1重量％以下がさらに好ま しい。 なお、 セリウム系研摩材は、 概略的には、 バストネサイト精鉱やセリウムを主 成分とする希土類炭酸塩あるいは希土類酸化物などの原料を粉砕し、 必要に応じ て鉱酸処理やフッ化処理などの湿式処理を行い、 焙焼し、 必要に応じて分級する ことによって製造されるものである。 そして、 本発明に係るセリウム系研摩材の 原料としては、 バストネサイト精鉱、 モナザィト精鉱、 中国複雑鉱精鉱などの希 土類精鉱に、 例えば次のような一連の処理、 すなわち、 硫酸処理やアルカリ処理 などの処理と分別沈澱処理や分別溶解処理などの処理を施して、 希土類元素以外 の不純物が低減された希土類溶液を得た後、 当該溶液を溶媒抽出によって分離精 製することにより得られる低ネオジム希土類溶液 （精製液） と炭酸水素アンモニ ゥム、 ァンモニァ水などの沈澱剤とを混合して沈澱物を生成し、 当該沈澱物を濾 過等によって分離するといつた一連の処理を行うことによって得られる、 低ネオ ジムである希土類化合物 （例えば希土類炭酸塩） やその焙焼物 （例えば希土類酸 化物）が好ましい。なお、従来の溶媒抽出によって分離精製される希土類溶液（精 製液） の Nd 203/TREOは通常 10重量％以上であるが、 本発明のように N d 203/TREOが所定範囲の値であるセリウム系研摩材用の原料を精製する 際の溶媒抽出では、 ネオジムやネオジムより重希土側の希土類の低減を強化して 低ネオジム希土類溶液
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が 5重量％以下のもの） を得 るようにすることがより好ましレ、。 そして、 本発明に係るセリウム系研摩材としては、 TREOに占める、 セリウ ム、 ランタン、 プラセオジムおよびネオジムの希土類酸化物の総重量の割合が 9 7重量％以上であるものが好ましい。 高レ、研摩速度および傷発生防止効果がより 確実に得られるからである。 そして、 これらの効果がさらに確実に得られるとい う点で、 当該割合の値は 98重量％以上がより好ましく、 99重量％以上がさら に好ましい。
TRE O中の各希土類酸ィヒ物の好ましい含有率を、 各希土類酸化物ごとに説明 すれば、 TREOに占める酸化セリウムの重量の割合 (C e Oノ TREO) は 50重量％〜90重量％が好ましい。 酸ィ匕セリウムは全希土類酸ィ匕物の中で最も 研摩作用を有する物質であり、 この重量割合が下限値未満では十分な研摩速度が 得られないからである。 その一方で、 上限値を超えるようにしょうとすると、 原 料精製工程においてランタンの低減も十分行う必要があるなど手間ゃコストがか かり、 生産†生が悪くなる。 このようなことから、 TREOに占める酸化セリウム の重量の割合は 55重量％〜 85重量％がより好ましく、 60重量％〜 80重 量％がさらに好ましい。
TREOに占める酸ィヒランタンの重量の割合 (L a 203/TREO) は 2重 量％〜45重量％が好ましい。 酸化ランタンは、 全希土類酸ィ匕物の中で最もフッ 素保持力を有する物質であると考えられており、 セリウムを主成分とする希土類 酸化物中に存在していたり、 ォキシフッ化物 （L a OFや C e L a 203F3) の 状態でセリウム系研摩材中に存在していると考えられる。 そして、 ォキシフッ化 ランタン （La OF) 等によって保持されたフッ素成分は、 研摩時、 特にガラス 研摩時にフッ化物イオンを徐々に放出して化学作用を促し、 研摩速度を高める効 果を有する。 ところが、 TREOに占める酸ィヒランタンの重量の割合が上記の下 限値未満では、 上記化学作用を穏やかにする効果が低くなつてしまい、 研摩によ つて得られる研摩面がかえって荒れた面になってしまう。 一方、 上限値を超える と十分な研摩速度が得られない。 このようなことから、 TREOに占める酸ィ匕ラ ンタンの重量の割合は 5重量％〜 40重量％がより好ましく、 10重量％〜 37 · 5重量％がさらに好ましい。 また、 TREOに占める酸ィ匕プラセオジムの重量の 割合（P r eOu/TREO)は 0. 1重量。/。〜 10重量0 /0が好ましく、 1重量％ 〜8重量％がより好ましい。 また、 セリゥム系研摩材中のフッ素の含有率は 0. 5重量％〜 10重量％が好 ましい。 下限値未満では十分な研摩速度が得られないことがあるからであり、 上 限値を超えると研摩傷が発生しやすいからである。 そして、 研摩速度および研摩 傷の両方について、 より高い効果が得られるという点で、 フッ素含有率は、 1重 量％〜 8重量％がより好ましく、 2重量％〜 7重量％がさらに好ましレ、。
さらに、 セリウム系研摩材に含有されるフッ素 （F) と、 含有されるランタン (L a) およびプラセオジム （P r) とのモル比 (F/ (L a +P r)) は 0. 2 〜 3が好ましい。 下限値未満では、 セリウム系研摩材保管時や研摩時、 特に研摩 時に水酸ィヒ物が生成しゃすいからである。 水酸化物が生成された状態の研摩材は 研摩速度 （研摩力） が低いという不具合がある。 また、 研摩中に水酸化物が生成 されやすいと、 研摩開始から短時間で研摩速度が低くなるという不具合がある。 その一方で、 前記モル比が上限値を超えた研摩材は、 研摩時のフッ素の化学作用 が強過ぎ、 研摩後に得られる研摩面が荒れてしまうという不具合がある。 そして、 X線源として C u—K ,锒または C u— Κ α 線を用いた X線回折法 によって X線ピーク強度を測定したときに 2 Θ (回折角） =20 d e g〜30 d e gの範囲に出現する、.希土類ォキシフッ化物についての X線ピーク強度のうち 最強の X線ピーク強度と、 酸ィヒセリウムについての X線ピーク強度のうち最強の X線ピーク強度との強度比 （希土類ォキシフッ化物/酸化セリウム） が 0. 0 5 〜0. 6であるセリウム系研摩材がより好ましい。 なお、 ここでいう希土類ォキ シフッ化物 (LnOF) としては、 例えば、 ォキシフッ化ランタン (L a OF) などを挙げることができる。 また、 ここでいう酸ィヒセリウムの X線ピーク強度と は、 より具体的には、 セリウムを主成分とする立方晶希土類酸ィ匕物 （LnxOy) の回折 X線ピーク強度のことである。 LnxOyは、 通常 1. 5≤yZx 2であ り、例えば C e〇2， C e 0. 5Nd0. 50^ 75ぁるぃは〇60. 75Nd0. ^Ο^ 87 5と同定される。 ただし、 Nd2〇3/TREOが小さくても Ln203/TREO が大きい研摩材では、 LnxOyは、 C e—Nd—O系化合物 (C e 0. 5Nd0. 5 OL 75または C e 0. 75Nd0. 875) と同定される。 この場合、 C e—N d— O系化合物と同定された LnxOyは、 C eや Nd以外の希土類元素（L a等） をも含有する酸化物であると推定される。 上記強度比が下限値未満では、 研摩に 悪影響を及ぼすオレンジピールが発生しやすく好ましくないことが見出されたか らである。 また、 強度比が上限値を超えると研摩速度が低下してしまう。 このよ うなことから、 前記強度比は 0. 1〜0. 5がより好ましく、 0. 2〜0. 4が さらに好ましい。
なお、 上記 X線回折測定は、 概略的には、 上記したような特性 X線を試料 （セ リウム系研摩材） に入射し、 試料を中心にした円周に沿って検出器 （計数管また は半導体検出器） を走査しながら回折した X線の強度を測定し、 得られた X線回 折強度曲線を解析して物質の同定等を行うものである。 例えば X線源として Cu — ひ線またはじ！！一 镍を用ぃた場合、 回折角 （20) が 20 d e g〜3 O d e gの範囲における希土類ォキシフッ化物についての最大の回折 X線ピーク 強度は、 通常、 26. 5 d e g±0. 5 d e gの範囲に出現し、 同範囲における 酸化セリウム （Ce〇2) についての最大の X線ピーク強度は、 28. 1 d e g ±1. 0 d e gの範囲に出現する。
また、 上記 X線回折測定法によって測定される回折 X線ピーク強度のうち、 出 現すれば 26 (回折角） =24. 2±0. 5 d e gの範囲の最大ピークである希 土類フッ化物についての X線ピーク強度と、 C e 02についての X線ピーク強度 のうち最強の X線ピーク強度との強度比 （LnFsZCeOj ,は 0. 04未満が 好ましい。当該強度比がこれ以上の場合、研摩傷が多く発生しやすいからである。 なお、 ここでいう希土類フッ化物 （LnF3) としては、 例えば、 フッ化ランタ ン （L a F3) を挙げることができる。 そして、 回折角 （20) が 20 d e g〜 30 d e gの範囲における希土類フッ化物についての最大ピークは 24. 2± 0. 5 d e gの範囲ではなく酸ィ匕セリウムの最大ピークに近接する位置に出現するの であるが、 酸ィ匕セリウムの最大ピークの影響で希土類フッ化物の最大ピークにつ いて、 その強度等を正確に判定しにくい場合がある。 そこで、 本発明では、 希土 類フッ化物については、 24. 2±0. 5 d e gの範囲の最大ピークを使用する。
X線回折測定で用いるターゲットとしては、 銅 （Cu) をはじめとして、 モリ プデン （Mo)， 鉄 （Fe)， コバルト （Co), タングステン （W), 銀 （Ag) などの使用が考えられるが、 最も大きなピーク強度が得られ、 より正確な測定を 行いうるという点で、 銅ターゲットが好ましい。
セリウム系研摩材の細孔容積は 0. 002 cm3Zg〜0. 1 cm3ノ gが好ま しく、 0. 005 cm3Zg〜0. 08 cm3/ gがより好ましい。 下限値未満で は、 研摩速度は大きいものの、 研摩傷が発生しやすいからである。 また、 上限値 を超えると、 研摩速度が低く過ぎ、 十分な研摩速度が得られないからである。 以上のように、 本発明に係るセリゥム系研摩材は、 より研摩速度が高く、 より 傷の発生が少ないものである。 したがって、 これを用いてガラス等の研摩対象面 を研摩すると、 従来のセリゥム系研摩材を用いる場合と比べてより短時間で研摩 を行うことができ、 しかも研摩面における傷発生をより確実に抑制できる。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明に係るセリウム系研摩材の好適な実施形態について説明する。 第 1実施形態
まず、 高純度の酸化セリウム （Ce〇2)、 酸化ランタン （La 203)、 酸化プ ラセオジム （P r eOu) 酸化ネオジム （Nd 203)、 酸化サマリウム （Sm2 03) として各々 850°Cにて 24時間焙焼するという条件で焼成されたものを 用意した。用意した各希土類酸化物中の希土類酸ィヒ物以外の不純物の含有率は 0. 1%未満であった。 そして、 いずれの希土類酸ィ匕物においてもその純度 （TRE O中の対象希土類酸化物の重量の割合） は 99. 99重量％以上であり、 用意し た希土類酸化物のうち、 酸化ネオジムを除く各希土類酸化物における T R E O中 のネオジムの重量の割合 （Nd203ZTREO) は 0. 001%未満であった。 また、 フッ素 （F) の含有率は 0. 001重量％未満であった。 これらの希土類 酸ィ匕物を適量秤量して混合した原料を 10 k g用意した。 このように、 本実施形 態では、 酸化セリウム、 酸化ランタン、 酸化プラセオジム、 酸化ネオジム等の含 有率が異なる種々のセリウム系研摩材について研摩性能等を評価するために、 高 純度の希土類酸化物を混合することによって原料を調製した。 原料中の各希土類 酸化物の含有率は、 製造される研摩材における T R E O中の各希土類酸化物の重 量の割合と同じであると考えて良いので表示を省略した（表 1参照)。 なお、比較 例 1では原料中に酸ィヒネオジムを混合しなかった。 また、 表 1の実施例 6〜実施 例 8において （Ce02 + La 203 + P r eOn + NdsOs) /TREO (4種 計） が 100%になっていないが、 これは原料に酸化サマリウムが混合されてい ることを意味する。
得られた原料 （希土類酸化物の混合物） と、 当該原料重量の 2倍の重量の純水 とを混合してアトライタで湿式粉碎しスラリーを得た。 アトライタでは、 粉碎媒 体として直径 5 mmのステンレスボールを用いた。 また、 粉碎時間は 8時間であ つた。
次に、 得られたスラリーに 10%フッ化水素酸を添カ卩して、 スラリー中のフッ 素成分の重量比 (F/ (TREO + F)) を調製し、 このスラリーを 30分間撹拌 した （フッ化処理)。 なお、 実施例 12， 13を除く各実施例と比較例 5， 6を除 く各比較例では、 フッ素成分の重量比 (F/ (TREO + F)) が 6%になるよう に調製した。 そして、 実施例 12では 1. 5 %に、 実施例 13では 10 %に、 そ して比較例 6では 15 %に、 各々なるようにフッ素成分の重量比を調製した。 ま た、 比較例 5では当該フッ化処理を行わなかった。
その後、 固形分を沈降させて上澄み液を抜出し、 純水を加えるという、 いわゆ るリパルプ洗浄を行い、 洗浄後のスラリーをフィルタプレス法にて濾過した。 そ して、 得られた濾過ケーキを 140°Cにて 48時間乾燥した。 さらに、 得られた 乾燥ケーキを、 ロールクラッシャにて解碎し、 得られた解碎品を 950°Cにて 1 8時間焙焼した。 この焙焼品をサンプルミルで粉碎し、 得られた粉枠品をターボ. クラッシファイア （分級点を 3 /zmに設定） にて分級してセリウム系研摩材を得 た。 得られたセリウム系研摩材における TREO中の各希土類酸ィ匕物の重量の割 合を表 1に示す。 , フッ素濃度の測定
各実施例おょぴ比較例で得られたセリゥム系研摩材について、 フッ素含有率を 測定した。 フッ素濃度の測定には、 比較例 5で得られた研摩材を除き、 フッ素分 析には、 アルカリ溶融 ·温湯抽出 ·フッ素イオン電極法を用いた。 また比較例 5 で得られた研摩材のフッ素濃度の測定には、 熱加水分解ランタン ·ァリザリンコ ンプレクソン吸光光度法を用いた。 測定結果は各表に示すとおりである。 研摩試験 各実施例および比較例で得られたセリゥム系研摩材を用いて研摩試験を行い、 研摩速度、 得られる研摩面の傷評価および洗浄性評価を行った。 評価結果は各表 に示す通りである。
まず、 粉末状のセリウム系研摩材粉末と純水を混合して、 固形分濃度が 1 5重 量％である研摩材スラリーを調製した。 この研摩材スラリーを用い、 研摩試験機 (H S P— 2 1型、 台東精機 （株） 製） によって 6 5 mm φの平面パネル用ガラ スの表面を研摩した。 そして、 研摩終了後、 平面パネル用ガラスを純水で洗浄し 無塵状態で乾燥させた。 なお、 この研摩試験機は、 研摩対象面に研摩材スラリー を供給しながら研摩パッドで研摩対象面を研摩するものであり、 研摩パッドとし てポリウレタン製のものを用いた。 研摩面に対する研摩パッドの圧力は、 5 . 9 k P a ( 6 0 g / c m2) とした。 そして、研摩試験機の回転速度を 1 0 0 r p m に設定した。 また、 研摩材スラリーの供給量は 5リットル/分の割合であった。 研摩速度の評価
研摩前後のガラス重量を測定して研摩によるガラス重量の減少量を求め、 この 値に基づき研摩値を求めた。 本研摩試験では、 この研摩値を用いて研摩速度を評 価した。 なお、 ここでは、 比較例 3によって得られた研摩材を用いて研摩した場 合の研摩値を基準 （1 0 0 ) とした。 研摩傷の評価
そして、 研摩終了後、 純水で洗浄し、 無塵状態で乾燥させた研摩面について傷 評価を行った。 傷評価は、 3 0万ルクスのハロゲンランプを光源として用いる反 射法でガラス表面を観察し、 大きな傷および微細な傷の数を点数ィヒし、 1 0 0点 を満点として減点評価する方式で行つた。 この傷評価では、 ハードディスク用あ るいは L C D用のガラス基板の仕上げ研摩で要求される研摩精度を判断基準とし た。 具体的には表 1〜表 4中、 「◎」 は、 9 8点以上 （HD用 · L C D用ガラス基 板の仕上げ研摩に非常に好適）であることを、 「〇」は、 9 8点未満 9 5点以上（H D用 · L C D用ガラス基板の仕上げ研摩に好適） であることを、 「△」 は、 9 5点 未満 9 0点以上 （HD用 · L C D用ガラス基板の仕上げ研摩に使用可能） である ことを、 そして 「X」 は、 9 0点未満 （HD用 · L C D用ガラス基板の仕上げ研 摩に使用不可） であることを示す。 洗浄性の評価
また、 研摩材の洗浄性について試験を行った。 洗浄性評価では、 まず、 洗浄' 乾燥された光学顕微鏡観察用のスライドグラスを、 研摩材スラリー中に浸漬する と共に引き上げて 5 0 °Cで一旦乾燥させ、 その後、 純水入りの容器に浸漬させて 超音波洗浄を 5分間行い、 超音波洗浄後、 容器から取り出したスライ ドグラスを 純水で流水洗して観察対象のスライ ドグラスを得た。 その後、 スライ ドグラス表 面に残存する研摩材粒子の残存量を光学顕微鏡で観察することで洗浄性を評価し た。 具体的には、表 1〜表 4中、 「〇」 は、研摩材粒子の残存が観察されず仕上げ 研摩用として非常に好適であることを、 「△」は、研摩材粒子の残存が観察された がわずかであり仕上げ研摩用として好適であることを、 「X」 は、 研摩材粒子の 残存が非常に多く観察され仕上げ研摩用として不適であることを示す。
【表 1】
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※，）研摩材重量に占めるフッ素元素重量の割合である。
※2)研摩材重量に対する TREO換算重量の割合である。 表 1に示されるように、 実施例：！〜 5と比較例 1〜 3の研摩材は、 それぞれ T REO中の酸化ネオジム （Nd2〇3) の重量の割合が異なる。 これらのうち、 実 施例 1〜5の研摩材は、 研摩速度が高く研摩傷が発生しにくかった。 これらに対 し、酸ィ匕ネオジムを混合しなかった比較例 1の研摩材は、研摩速度は高かったが、 傷が発生しゃすかった。また、 TRE O中の酸ィヒネオジムの重量の割合が 5重量％ を超える比較例 2および比較例 3の研摩材は、 研摩速度が低く、 研摩傷も発生し やすかつた。 これらの結果、 セリウム系研摩材における、 TREOに占める酸化 ネオジムの重量の割合 （Nd203/TREO) は 0. 001重量％〜5重量％が 好ましいことが解った。 また研摩速度について各実施例を比較すると解るように
TREO中のネオジムの重量の割合は 2重量％以下が好ましく、 0. 5重量％以 下がより好ましく、 0. 1重量％以下がさらに好ましいことが解った。
そして、 実施例 6〜 8の研摩材は、 それぞれ TREOに占める 4酸化物 「酸ィ匕 セリウム （Ce〇2)、 酸化ランタン （La2〇3)、 酸化プラセオジム （P reC^ ！), 酸化ネオジム （Nd2〇3)」 の総重量の割合が 100重量％以下であり、 各 実施例ごとに当該割合の値がそれぞれ含有率が異なる。 これらの実施例を含む実 施例 1〜 8から解るように、 総重量の割合が 96重量％あれば、 研摩材として必 要な研摩速度が確保され、 研摩傷の発生も防止できた。 そして総含有率が 97重 量％以上あれば、 より高い研摩速度が確保され、 傷発生がより確実に防止される ことが角つた。
実施例 4と実施例 10は、 TREOに占める酸ィ匕ネオジムの割合 （Nd2〇3/ TREO) が好適な値であるだけでなく、 Ce〇2ZTREO、 L a 203/TR EO、 P r eOu/TREOも好適な値であり、 研摩速度が高く、 研摩傷がほと んど発生せず、 研摩材の残存も観察されなかった。 これに対し、 実施例 9と実施 例 11は、 Nd2〇3ZTRE〇は好適な値であるが、 C e02/TREO、 L a 2 03ZTRE〇、 P r eOu/TREOのうちの少なくとも 1つが好適な値でなく、 研摩速度、 研摩傷、 洗浄性のうちの少なくとも 1つは実施例 4や実施例 10より も劣っていた。 ただし、 N d 2 O 3/TR E Oが好適な値でない比較例 1〜比較例 3よりも優れていた。比較例 4の研摩材は、プラセオジムを全く含有しておらず、 P r eOu/TREOは好適な値でないため、 研摩性能が実施例 5よりも劣って いた。
セリゥム系研摩材中のフッ素および各希土類の研摩材 1 k g当たりのモル量 (mo 1/L) 基づき、 セリウム系研摩材中のフッ素の含有率とランタンおよ びプラセオジムの総含有率とのモル比 （Fノ（La+P r)) を算出した。算出し た値を表 2に示す。 なお、 表 2に示される実施例およぴ比較例のセリゥム系研摩 材は、 全て C e 02/TREOが 65. 0重量0/。、 L a 2 O 3,T R E Oが 30. 9重量0 /0、 P r eQu/TREOが 4. 0重量0 /0、 そして N d 2 O 3ZT R E Oが 0. 1重量％である。 【表 2】
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※"！）研摩材重量に占めるフッ素元素重量の割合である。
※2)研摩材重量に対する TREO換算重量の割合である。
【0038】
表 2に示されるように、 実施例 2 , 12, 13と比較例 5， 6の研摩材は、 そ れぞれ研摩材中のフッ素（F)の含有率が異なる。これらのうち実施例 2, 12, 13の研摩材は、 研摩速度が高く、 しかも研摩傷も発生しにくく良好なものであ つた。 これらに対し、 フッ素をほとんど含有していない比較例 5の研摩材は、 研 摩速度が著しく低かった。 また、 フッ素の含有率が高い比較例 6の研摩材は、 研 摩速度は高かったが、 研摩傷が発生しやすかつた。 これらの結果、 セリウム系研 摩材におけるフッ素の含有率は 0. 5重量％〜 10重量％が好ましいことが解つ た。 そして、 研摩速度および研摩傷の両方について、 より高い効果が得られるこ とからフッ素の含有率は 2重量％〜 Ί重量％がさらに好ましいことが解つた。 ま た、 フッ素の含有率とランタンおよびプラセオジムの総含有率とのモル比 (F/
(La+P r)) は、 0. 2〜3が好ましかった。 第 2実施形態
第 1実施形態で用いた原料とは異なる原料を用レ、て製造した本発明に係るセリ ゥム系研摩材の好適な実施形態について説明する。 まず、 セリウムを主成分とする希土類炭酸塩 （中国産） を用意した。 当該希土 類炭酸塩は、 TREOが 52. 3重量％であり、 C e O 2/T R Ε Οが 52 · 1 %、 L a 203ZTRE〇が 26. 7%、 P r 6〇 E Oが 7. 2%、 Nd203 /TREOが 13. 0%であった。 本実施形態の実施例 14〜17および比較例 7〜 10 (後に掲載した表 3およぴ表 4参照） のうち、 比較例 7では、 この希土 類炭酸塩をそのまま原料として使用した。 また、 実施例 14〜17および比較例 8〜10では、 当該希土類炭酸塩を塩酸にて溶解し、 得られた炭酸塩溶解液を溶 媒抽出法によつて分離精製してネオジムゃランタンを低減した希土類溶液 （精製 液） を得て、 得られた希土類溶液と炭酸水素アンモニゥム水溶液 （沈澱剤） を混 合して希土類炭酸塩の沈澱を生成した後、 遠心分離機を用いて濾過'水洗し、 原 料として用いる希土類炭酸塩 （Nd 203/TREOが 0. 1重量％〜6. 3重 量％) を得た。
ここで、 本実施形態の溶媒抽出の概略を説明する。 当該溶媒抽出では、 有機溶 媒として、 抽出剤 （PC— 88A：大八化学工業所製） と希釈剤 (ィブゾール： 出光石油化学製） を液量比 （抽出剤/希釈剤） 力 Z2になる割合で混合したも のを用いた。 そして、 当該有機溶媒と炭酸塩溶解液 (TREO240 g/L) と を流量比 （有機溶媒/炭酸塩溶解液） が 8Z1になる状態で向流多段接触 （30 段） させて希土類元素を有機溶媒に抽出した。 このとき、 実施例 16においては ランタンの一部を水溶液中に残留させた。 また、 これ以外の実施例おょぴ比較例 においては希土類元素のほぼ全量を有機溶媒に抽出させた。 抽出の調整は向流多 段抽出の途中で添加する水酸化ナトリゥム水溶液の添加流量を変えることにより 行った。 この後、 希土類元素を含む有機溶媒と 3mo 1/L塩酸水溶液とを向流 多段接触 （30段） させ、 ネオジムおよびネオジムよりも有機溶媒に抽出されや すい希土類元素（サマリウムから重希土おょぴィットリウム （Y)) の大半を有機 溶媒に残し、 ランタン、 セリウム、 プラセオジムの大部分とネオジムの一部を塩 酸水溶液中に抽出して精製液を得た。 なお、 抽出量の調整は塩酸水溶液の流量を 変えることによって行った （有機溶媒の流量は一定)。
得られた原料 （希土類炭酸塩） を、 第 1実施形態と同様の工程を用いてセリウ ム系研摩材を製造した。 上述の記載から解るように、 第 2実施形態の原料は、 第 1実施形態の原料と比較すると、 原料の総重量に対する原料の TREOの割合が 低いが、 第 2実施形態においても第 1実施形態同様、 原科重量の 2倍の重量の純 水と原料を混合して得た混合物をアトライタで湿式粉碎してスラリーを得た。 ァ トライタによる湿式粉碎時間は 10時間であつた。 また、 湿式粉辟によって得ら れたスラリーに 10 %フッ化水素酸を添加するフッ化処理では、 スラリー中のフ ッ素成分の重量比 (F/ (TREO + F)) が 7%になるように調製を行った。 そ して、 焙焼工程における焙焼温度は、 実施例 17， 18および比較例 9， 10以 外は、 第 1実施形態同様 950°Cであった。 これら以外のうち、 焙焼温度は、 比 較例 9では 650 °C、 実施例 17では 750 °C、 実施例 18では 1100 °C、 そ して比較例 10では 1200°Cであった。 これら以外の研摩材製造条件は第 1実 施形態と同じであった。 したがって、 ここでは、 研摩材製造工程の説明を省略す る。
【表 3】
Figure imgf000016_0001
※ 研摩材重量に占めるフッ素元素重量の割合である。
※ ） 研摩材重量に対する TREO換算重量の割合である。 第 2実施形態の当初原料である希土類炭酸塩 （中国産） の NdsOs/TREO は 5%を超えているが、 溶媒抽出によってネオジムを低減した実施例 14〜16 の研摩材 （Nd2〇3ZTREOは 5%以下） では高い研摩性能が得られた。 これ に対し、 Nd2〇3/TREOが 5%を超える比較例 7， 8の研摩材は、 実施例の 研摩材に比べて研摩速度、 傷評価およぴ洗浄性が劣っていた。
また、 製造したセリウム系研摩材について、 回折 X線強度 (Intensity), 平均 粒径 （D50)、 細孔容積の測定を測定した。
X,锒回折測定
X線回折装置 （マックサイエンス （株） 製、 MXP 1 8) を用いて、 セリウム 系研摩材について X線回折分析を行い、 回折 X線強度を測定した。 本測定では、 銅 （Cu) ターゲットを使用しており、 Cu— Κα線を照射して得られた Cu— K 線による回折 X線パターンのうち回折角 (2 Θ ) が 2 0 d e g〜3 0 d e gに出現したピークについて解析した。 なお、 その他の測定条件は、 管電圧 4 0 k V、 管電流 1 5 0 mA、 測定範囲 2 0 = 5〜8 O d e g、 サンプリング幅 0. 0 2 d e g、 走査速度 4 d e g/m i nであった。 また、 各実施例および比較例 のセリゥム系研摩材の X線回折測定結果から読み取った、 酸ィ匕セリウム （C e O 2) の X線ピーク強度に対するォキシフッ化ランタン （L a OF) の X線ピーク 強度およぴフッ化ランタン （L a F3) の X線ピーク強度の比のデータを表 4に 示す。 平均粒径 （Dsn) の測定
レーザ回折 ·散乱法粒度分布測定装置 ( (株） 島津製作所製： SALD- 20 0 OA) を使用してセリウム系研摩材の粒度分布を測定し、 平均粒径 （D5Q :小粒 径側からの累積体積 5 0%における粒径） を求めた。 細孔容積の測定
細孔容積測定装置 （COULTER SA3 1 00) を用いてセリウム系研摩 材の細孔容積を測定した。 【表 4】
Figure imgf000018_0001
※"！）研摩材重量に占めるフッ素元素重量の割合である。
※2)研摩材重量に対する TREO換算重量の割合である。 表 4に示される実施例および比較例の研摩材のうち、 X線ピーク強度の強度比 (L a OFZC e〇2) が 0. 05〜0. 6である実施例の研摩材は、 研摩速度 が高く、 しかも研摩傷も発生しにくく良好なものであった。 これらに対し、 強度 比（LaOF/CeOj が小さレ、比較例 9の研摩材は、研摩速度が著しく低く、 傷が発生した。また強度比が大きレヽ比較例 10の研摩材は研摩速度は高かつたが、 著しく傷が発生した。 この結果、 X線ピーク強度の強度比 （LaOFZC eO が 0. 05〜0. 6である研摩材が好ましいことが解った。
また、 細孔容積が 0. 002 cm3Zg〜0. 1 cm 3/ gである実施例の研摩 材は、 研摩速度が高く、 しかも研摩傷も発生しにくく、 良好であった。 これらに 対し、 細孔容積が大きい比較例 9研摩材は、 研摩速度が著しく低かった。 また細 孔容積が小さい比較例 10の研摩材は、傷が発生した。この結果、細孔容積が 0. 002 οπι3 ^〜0. 1 cms/gである研摩材が好ましいことが解った。 産業上の利用の可能性
本発明に係るセリウム系研摩材は、 より研摩速度が高く、 より傷の発生が少な いものである。 これを用いてガラス等の研摩対象面を研摩すると、 従来のセリウ ム系研摩材を用いる場合と比べてより短時間で研摩を行うことができ、 しかも研 摩面における傷発生をより確実に抑制できる。 したがって、 精密機器、 電子機器 あるいはそれらの部品などの表面研摩等の用途に好適である。

Claims

請求の範囲
1. フッ素 （F) ならびに希土類元素として少なくともセリウム （Ce)、 ランタ ン （La)、 プラセオジム （P r) およびネオジム （Nd) を含有する、 希土類 酸化物を主成分とするセリウム系研摩材において、
全希土類酸化物換算重量（TREO)に占める酸化ネオジムの重量の割合（N d2〇ノ TREO) は 0. 001重量0/。〜 5重量0 /0であるセリウム系研摩材。
2. 全希土類酸化物換算重量に占める、 セリウム、 ランタン、 プラセオジムおよ びネオジムの希土類酸ィヒ物の総重量の割合は 97重量％以上である請求の範囲 第 1項に記載のセリゥム系研摩材。
3. 全希土類酸化物換算重量に占める酸化セリウムの重量の割合 （Ce〇2/T REO) は 50重量％〜 90重量％であり、
全希土類酸ィヒ物換算重量に占める酸ィ匕ランタンの重量の割合（L a 203/T REO) は 2重量％~ 45重量％であり、
全希土類酸ィ匕物換算重量に占める酸化プラセオジムの重量の割合（P r ! TREO) は 0. 1重量％〜10重量％である、 請求の範囲第 1項または 請求の範囲第 2項に記載のセリウム系研摩材。
4. フッ素の含有率は 0. 5重量。/。〜 10重量。 /0である、 請求の範囲第 1項から 請求の範囲第 3項のいずれか一項に記載のセリウム系研摩材。
5. 含有されるフッ素 （F) と、 含有されるランタン （La) およぴプラセォジ ム （P r) とのモル比 （FZ (La+P r)) は 0. 2〜 3である請求の範囲第 1項から請求の範囲第 4項のいずれか一項に記載のセリゥム系研摩材。
6. X線源として C u— Kひ線または C u— K 線を用いた X線回折法によつ て X線ピーク強度を測定したときに 20 (回折角） =20 d e g〜30 d e g の範囲に出現する、 希土類ォキシフッ化物についての X線ピーク強度のうち最 強の X線ピーク強度と、 酸ィヒセリウムについての X線ピーク強度のうち最強の X線ピーク強度との強度比 （希土類ォキシフッ化物 酸化セリウム） が 0. 0 5〜 0. 6である請求の範囲第 1項から請求の範囲第 5項のいずれか一項に記 載のセリウム系研摩材。
7. 細孔容積が 0. 002 cm3/g〜0. 1 c m3/ gである請求の範囲第 1項 から請求の範囲第 6項のいずれか一項に記載のセリゥム系研摩材<
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