(57)【要約】セリウムの使用量が少なく、かつ、従来から使用されている酸化セリウムを用いた研磨材に代替え可能な、ガラス研磨用酸化物粒子を提供する。本発明は、球状又は板状の酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、合成マイカ、酸化亜鉛粒子、及び炭酸カルシウム粒子から選択される基材粒子と、該基材粒子の表面に担持された酸化セリウム粒子と、を含有するガラス研磨用酸化物粒子に関する。
2013042596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、合成マイカ、酸化亜鉛粒子、及び炭酸カルシウム粒子から選択される基材粒子と、
該基材粒子の表面に担持された酸化セリウム粒子と、
を含有するガラス研磨用複合粒子。
【請求項２】
前記基材粒子の形状が球状又は板状である請求項１に記載の粒子。
【請求項３】
前記酸化セリウム粒子は、前記基材粒子上にアイランド状に担持される、請求項１に記載の粒子。
【請求項４】
前記酸化セリウム粒子は、フッ素、リン、アルカリ金属、及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む化合物と複合化している請求項１〜３のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項５】
前記基材粒子がアルミナで表面処理されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の粒子。
【請求項６】
前記基材粒子の平均一次粒子径が０．０１〜５μｍである請求項１〜５のいずれかに記載の粒子。
【請求項７】
前記基材粒子１００重量部に対し、前記酸化セリウム粒子が１〜５０重量部含まれる請求項１〜６のいずれかに記載の粒子。
【請求項８】
酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、合成マイカ、酸化亜鉛粒子、及び炭酸カルシウム粒子から選択される基材粒子の表面に酸化セリウム前駆体を被覆する工程と、
前記被覆後の粒子を２５０〜１２００℃で加熱焼成する工程と、
前記加熱焼成後の粒子を粉砕する工程と
を経て得られる粒子。
【請求項９】
前記基材粒子をアルミナで表面処理する工程をさらに含む方法で得られる
請求項８記載の粒子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス研磨用複合粒子に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズやプリズム等、高い透明性と精度を要求される精密な光学ガラスの研磨や、ディスプレイガラスや磁気ハードディスク等に利用されるガラス基盤の研磨には、酸化セリウム系の研磨材が用いられている。
この研磨材は、いわゆるレアアース（希土類）を多く含む鉱物を焼成して粉砕することによって製造される。【０００３】
酸化セリウムを用いたガラス製品の研磨は、機械研磨と化学研磨とを合わせた、化学機械研磨（ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）とも呼ばれる）により行われる。
化学機械研磨とは、研磨材と研磨対象物であるガラスが化学反応することによりガラスが変質することを利用して、研磨材による機械的な研磨が起こりやすくなるようにする方法である。化学機械研磨は、高い研磨速度を得るとともに、平滑な平面を得ることができるため、高い透明性と平滑性の精度を要求される精密な光学ガラスやガラス基盤の研磨に適している。【０００４】
特許文献１には、酸化セリウム砥材と酸化アルミニウムおよび／または炭化ケイ素からなる硬質砥材とからなるガラス研磨用砥材であって、酸化セリウム砥材１００重量部に対し硬質砥材を０．５〜５０重量部の割合で含有するガラス研磨用砥材が記載されている。
また、特許文献２には、酸化セリウム等の研磨材で研磨されたガラスを、酸化チタン微粒子を含むガラス研磨用研磨材組成物で研磨することを特徴とするガラスの研磨方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２５６６５７号公報
【特許文献２】特開２０００−３４５１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、レアアースの需要が増大し、その供給が不安定になっていることから、セリウムの使用量を低減させる技術と代替材料の開発が望まれている。
特許文献１に記載されたガラス研磨用砥材は、酸化セリウムのみからなる砥材ではないものの、主たる砥材は酸化セリウム砥材であるため、酸化セリウムの使用量としては依然として多い。【０００７】
特許文献２に記載されたガラスの研磨方法では、酸化チタンを用いて研磨を行う。酸化チタンは、モース硬度は高いものの、研磨対象物であるガラスとの反応性が低く、いわゆる化学研磨が起こらない。そのため、研磨レートが低くなるという問題がある。
特許文献２では、酸化チタンによる研磨の前に、酸化セリウム等の研磨能率が高い研磨材組成物を用いた研磨を行うことが望ましい旨が記載されている。
すなわち、特許文献２に記載されたガラスの研磨方法は、酸化セリウムを研磨材として使用する必要があることから、酸化セリウムの使用量を少なくすることのできる研磨方法とはいえない。【０００８】
本発明は、レアアースであるセリウムの使用量が少なく、かつ、従来から使用されている酸化セリウムに代替え可能な研磨性能を有する、ガラス研磨用粒子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の第１の態様は、
酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、合成マイカ、酸化亜鉛粒子、及び炭酸カルシウム粒子から選択される基材粒子と、
該基材粒子の表面に担持された酸化セリウム粒子と、
を含有する、ガラス研磨用複合粒子に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガラス研磨用複合粒子は、酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、合成マイカ、酸化亜鉛粒子、及び炭酸カルシウム粒子から選択される基材粒子を有する。本発明のガラス研磨用複合粒子は、ガラス研磨材として使用されたとき、先ず、基材粒子の表面に担持された酸化セリウム粒子がガラス表面と接するので化学研磨が進み、酸化セリウムを主成分とする研磨材を用いた場合と同程度の研磨レートが得られる。基材粒子はモース硬度が大きいので容易に摩滅することがなく、研磨レートを維持することができる。
本発明のガラス研磨用複合粒子を用いることによって、レアアースであるセリウムの使用量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のガラス研磨用複合粒子の電子顕微鏡写真の一例である。
【図２】酸化チタン粒子表面に酸化セリウム前駆体を被覆し、加熱焼成処理を行っていない粒子の電子顕微鏡写真の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のガラス研磨用複合粒子について説明する。
本発明のガラス研磨用複合粒子は、酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、合成マイカ、酸化亜鉛粒子、及び炭酸カルシウム粒子から選択される基材粒子と、該基材粒子の表面に担持された酸化セリウム粒子とを含有することを特徴とする。
上記酸化セリウム粒子は、上記基材粒子上にアイランド状に担持されることが好ましい。
【００１３】
図１は、本発明のガラス研磨用複合粒子の電子顕微鏡写真の一例である。
図１に示すガラス研磨用複合粒子１は、酸化チタン粒子１０を基材粒子とし、酸化チタン粒子１０の表面に酸化セリウム粒子２０がアイランド状に担持されている。
【００１４】
「アイランド状に担持」とは、酸化セリウム粒子が、電子顕微鏡写真において１つ１つの粒子の輪郭が区別できる状態で担持されており、基材粒子の表面から酸化セリウム粒子が突出している状態を意味している。具体的には、基材粒子の表面から０．０１μｍ以上突出した酸化セリウム粒子が存在することを意味する。
すなわち、基材粒子の表面を海とした場合に、酸化セリウム粒子が海に浮かぶ島になっているように見える状態を「アイランド状」ということとする。
【００１５】
酸化チタン粒子は、その製法、形状、結晶型及び粒子径において特に限定されない。例えば、酸化チタン粒子の製法については、塩素法によって製造されたものでもよく、硫酸法によって製造されたものであってもよい。
更に、結晶型は、ルチル型であると研磨レートが高くなるため好ましいが、アナタース型であってもよく、ブルカイト型であってもよく、また、それらの混合物であってもよい。
【００１６】
図１に示すガラス研磨用複合粒子では、基材粒子は酸化チタン粒子であるが、酸化チタン粒子に代えて酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、又は合成マイカ粒子を用いてもよい。
【００１７】
上記酸化ジルコニウム粒子は、立方晶でも正方晶であってもよく、また、それらの混合物であってもよい。
【００１８】
上記硫酸バリウム粒子としては、特に限定されないが、芒硝法や硫酸法と呼ばれる方法で得られる沈降性硫酸バリウム、及び、重晶石を選鉱、粉砕して得られる簸性硫酸バリウムが挙げられる。市販品の具体例としては、沈降性硫酸バリウムＢＦ−１（０．０５μｍ、堺化学工業株式会社製）が挙げられる。
【００１９】
合成マイカ粒子としては、特に限定されないが、フッ素金雲母及び四珪素雲母が挙げられる。
【００２０】
さらに、上記基材粒子は酸化亜鉛粒子又は炭酸カルシウム粒子であってもよい。
【００２１】
酸化亜鉛粒子としては、日本工業規格１種、２種、３種の酸化亜鉛粒子が挙げられる。市販品の例としては、ＬＰＺＩＮＣ−２（２μｍ、堺化学工業株式会社製）が挙げられる。  
【００２２】
炭酸カルシウム粒子としては、石灰石を粉砕して作る、いわゆる重質炭酸カルシウム、及び化学反応によって作られる合成炭酸カルシウムが挙げられる。市販品の例としては、合成炭酸カルシウム白艶華Ｏ（０．０３μｍ、白石工業株式会社製）が挙げられる。
【００２３】
上記基材粒子の形状は、球状でも、板状でも、針状でもよい。特に基材粒子が酸化チタン、硫酸バリウム、合成マイカ、及び酸化亜鉛の場合、板状粒子も好ましく用いることができる。中でも特に板状の酸化亜鉛を基材粒子とした場合、球状酸化亜鉛粒子に対して研磨レートが高い点で好ましい。
【００２４】
また上記基材粒子の平均一次粒子径は特に限定されないものの、０．０１〜５μｍが好ましい。０．１〜３μｍであることがより好ましく、０．２〜２μｍであることがさらに好ましい。酸化チタン粒子の平均一次粒子径が０．０１μｍ未満であると、研磨レートが低くなることがある。また、酸化チタン粒子の平均一次粒子径が５μｍを超えると、スクラッチ性が悪くなり、ガラス表面に傷がついてしまうことがある。
【００２５】
ここで粒子の平均一次粒子径とは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）写真の２万倍の視野での一定方向径（粒子をはさむ一定方向の二本の平行線の間隔）で定義される粒子径（μｍ）であって、ＴＥＭ写真内の重なっていない独立した粒子１０００個の一定方向径を測定して平均値を求めたものである。
【００２６】
上記基材粒子は、さらにアルミナで表面処理されていてもよい。基材をアルミナで表面処理し、その後酸化セリウム粒子を担持させて９００℃〜９５０℃程度の温度で焼成して得られる粒子は、研磨レートが向上する点で好ましい。更に９５０℃〜１０００℃程度の温度で焼成して得られる複合粒子は、更に研磨レートが向上する点で好ましい。
【００２７】
次に上記酸化セリウム粒子について説明する。上記酸化セリウム粒子の原料としては、特に限定されるものではないが、例えば、セリウムの塩化物、硝酸塩、ハロゲン化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸アンモニウム塩などが挙げられる。これら原料の水溶液にアンモニア水、水酸化ナトリウムなどのアルカリや硫酸やシュウ酸などの無機酸や有機酸を加えることによって、得られた水酸化物あるいはシュウ酸塩の沈殿を得て、酸化セリウムの前駆体とする。
これらの酸化セリウム前駆体を加熱焼成すると、酸化セリウム粒子となる。
または、得られた酸化セリウム前駆体を高温高圧下で加熱する、いわゆるソルボサーマル法によって酸化セリウムとする方法でもよい。
または、酸化セリウム粒子の原料と共に、更に、酸化チタン１００重量％に対し、酸化物換算で０．０１〜２５重量％のフッ素化合物やリン酸、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩を加え、次いでアルカリや無機酸、有機酸を加えて、フッ素やリン、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含む酸化セリウム前駆体を得て、これを加熱焼成することで、フッ素、リン、アルカリ金属、及びアルカリ土類金属からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含む化合物と複合化している酸化セリウム粒子を形成してもよい。
なお、酸化セリウム粒子と、フッ素化合物やリン化合物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物とを複合化することで研磨レートが上がる効果があるが、添加するフッ素やリン、アルカリ金属、アルカリ土類金属が酸化物換算で２５重量％を超えると添加の効果が飽和する一方で、基材粒子の割合が少なくなるため、研磨レートが下がることがある。
基材粒子表面上に担持されたアイランド状の酸化セリウム粒子の平均一次粒子径は０．０２〜０．１０μｍであることが好ましい。
酸化セリウム粒子中のセリウムの価数は３価でも４価でもよく、より化学研磨が進む点で、本発明の複合粒子は、３価のセリウムを含む酸化セリウムの粒子を担持するのがより好ましい。
【００２８】
本発明のガラス研磨用複合粒子がガラス研磨材として使用されると、まず、基材粒子表面に担持された酸化セリウム粒子がガラス表面と接するので化学研磨が進む。化学研磨により、従来の酸化セリウムを主成分とするガラス研磨材を用いた場合と同様の高い研磨レートが得られる。上述の基材粒子はモース硬度が高いため、容易に磨滅することがなく、物理研磨を効果的に行うことができる。そのため、高い研磨レートを長時間にわたって維持することができる。
すなわち、本発明のガラス研磨用複合粒子は、ガラスとの反応性の高い酸化セリウムによる化学研磨と、モース硬度の高い上記基材粒子による物理研磨の組み合わせにより、高い研磨レートを長時間にわたって維持することができ、かつ、酸化セリウムの使用量を少なくすることのできる研磨材となる。
【００２９】
以下に、本発明のガラス研磨用複合粒子を製造する方法の一例について説明する。
本発明のガラス研磨用複合粒子は、
酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、合成マイカ、酸化亜鉛粒子、及び炭酸カルシウム粒子から選択される基材粒子の表面に酸化セリウム前駆体を被覆する工程と、
酸化セリウム前駆体被覆後の粒子を２５０〜１２００℃で加熱焼成する工程と、
上記加熱焼成後の粒子を粉砕する工程とを経て得られる。上記基材粒子はアルミナで表面処理されているものであってもよい。
【００３０】
上記工程の具体的な方法としては、基材粒子を水に添加し、温度２０〜９０℃に保持したスラリー中に酸化セリウム前駆体の原料を添加し、次いで、酸化セリウム前駆体の原料が添加されたスラリーを、水酸化ナトリウム水溶液等を用いて中和してｐＨを６〜８に調整する。さらに、１０〜６０分間程度かけて熟成する。
次いで、スラリーの洗浄、固液分離、乾燥を行う。
乾燥温度、時間は１００〜１５０℃、１〜８時間程度とすることが好ましい。
これにより、基材粒子の表面に酸化セリウム前駆体の被覆体が形成される。
【００３１】
酸化セリウム前駆体の原料の添加量は、基材粒子１００重量％に対し、酸化セリウムに換算して、１〜５０重量％が好ましい。より好ましくは３〜２０重量％であり、さらに好ましくは５〜１０重量％である。
酸化セリウム前駆体の原料の添加量が、酸化セリウムに換算して１重量％未満であると、酸化セリウムの担持量が不足して、研磨レートが低くなることがある。また、酸化セリウム前駆体の原料の添加量が、酸化セリウムに換算して５０重量％を超えたとしても、添加量の増加に見合う研磨レートが得られず、酸化セリウムの消費量が多くなるため好ましくない。
【００３２】
続いて、上記工程で得られた、基材粒子の表面に酸化セリウム前駆体が被覆された粒子を、加熱焼成する工程を行う。
この工程により、酸化セリウム前駆体は、酸化セリウム粒子となり、基材粒子の表面にアイランド状に担持されて複合粒子を形成する。
上記工程により得られるガラス研磨用複合粒子の状態は、図１に示された状態である。
【００３３】
加熱焼成温度は２５０〜１２００℃が好ましい。より好ましくは５００〜１０００℃であり、さらに好ましくは７００〜１０００℃である。
なお、加熱焼成時間は０．５〜３時間が好ましい。
加熱焼成温度が２５０℃未満であると、酸化セリウム粒子がアイランド状に担持されないことがあり、研磨レートが低くなることがある。
加熱焼成温度が１２００℃を超えると、スクラッチ性が悪くなり、ガラス表面に傷がついてしまうことがある。
【００３４】
図２は、酸化チタン粒子表面に酸化セリウム前駆体を被覆し、加熱焼成処理を行っていない粒子の電子顕微鏡写真の一例である。
なお、図２に示す粒子は、加熱焼成処理を行わずに粉砕工程を経た粒子である。
図２では、酸化チタン粒子１１０の表面に酸化セリウム前駆体の１種である水酸化セリウム１２０が被覆されている。水酸化セリウム１２０は、粒子状ではなく、広がった層のような状態で酸化チタン粒子１１０の周囲に被覆されている。
図２に示すように、加熱焼成工程を行わないために、酸化チタン粒子表面上の酸化セリウム前駆体が酸化セリウムにならずに基材粒子上に被覆されている粒子を研磨材として用いた場合には、研磨レートが高くならない。
その理由は、水酸化セリウムのような酸化セリウム前駆体では化学研磨が進まないためである。
【００３５】
続いて、強い凝集を緩和するために、必要に応じてハンマーミル等を用いて粉砕を行うことによって、基材粒子の表面に酸化セリウム粒子がアイランド状に担持されたガラス研磨用複合粒子が得られる。
【００３６】
本発明のガラス研磨用粒子を得る別の方法としては、基材粒子と上記酸化セリウムの原料および／または酸化セリウムとを混合し、２５０〜１２００℃で加熱焼成する、いわゆる固相法による方法でもよい。
アイランド状の酸化セリウム粒子が、均一に基材粒子表面上に形成され、その結果、研磨レートが高くなる点において酸化セリウム前駆体を基材粒子表面に被覆し、その後、加熱焼成する方法がより好ましい。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、以下の記載において、「％」とは、「重量％」を意味する。【００３８】
（実施例１）
硫酸法で得られた平均一次粒子径０．４０μｍのルチル型酸化チタンを水に添加して、ＴｉＯ２濃度４００ｇ／Ｌの水性スラリーを得た。このスラリー０．５Ｌを攪拌しながら７０℃に調整し、この温度を維持しながら、ＴｉＯ２１００重量部当たり、ＣｅＯ２換算で１０重量部に相当する量の４０％硝酸セリウム水溶液を添加した。次いで水酸化ナトリウム水溶液で、得られたスラリーのｐＨを７に中和した後、６０分間かけて熟成し、ＴｉＯ２表面上にセリウム水酸化物の被覆帯を形成した。被覆帯形成後のスラリーを洗浄、固液分離して、１２０℃の温度で８時間乾燥した。次いで得られた乾燥品を９００℃雰囲気で１時間加熱焼成した。更にハンマーミルを用いて粉砕することにより、ＴｉＯ２粒子からなる基材粒子表面に酸化セリウムがアイランド状に担持されたガラス研磨用複合粒子を得た。【００３９】
（実施例２）
平均一次粒子径０．４０μｍのルチル型酸化チタンを平均一次粒子径０．２６μｍのルチル型酸化チタンとすること以外は実施例１と同じ手順にてガラス研磨用複合粒子を得た。【００４０】
（実施例３）
ＣｅＯ２換算で５重量部に相当する量の４０％硝酸セリウム水溶液を添加すること以外は実施例１と同じ手順にてガラス研磨用複合粒子を得た。【００４１】
（実施例４）
ＣｅＯ２換算で２０重量部に相当する量の４０％硝酸セリウム水溶液を添加すること以外は実施例１と同じ手順にてガラス研磨用複合粒子を得た。【００４２】
（実施例５）
ＣｅＯ２換算で５０重量部に相当する量の４０％硝酸セリウム水溶液を添加すること以外は実施例１と同じ手順にてガラス研磨用複合粒子を得た。【００４３】
（実施例６）
硫酸法で得られた平均一次粒子径０．４０μｍのルチル型酸化チタン粉末にＣｅＯ２換算で１０重量部に相当する量の４０％硝酸セリウム水溶液を添加し、全体が均一になるようによく混合した後に９００℃雰囲気で１時間加熱焼成した。更にハンマーミルを用いて粉砕することによりガラス研磨用複合粒子を得た。
すなわち、実施例６では固相法によりガラス研磨用複合粒子を得た。【００４４】
（実施例７）
基材粒子となる酸化チタン粒子の代わりに平均一次粒子径１．００μｍの酸化ジルコニウム粒子を用いたこと以外は実施例３と同じ手順にてガラス研磨用複合粒子を得た。【００４５】
（実施例８）
実施例１において４０％硝酸セリウム水溶液を添加した後、ＴｉＯ２１００重量部当たり、ＭｇＯ換算で５重量部に相当する量の炭酸マグネシウムを添加し、次いで水酸化ナトリウム水溶液で、得られたスラリーのｐＨを７に中和すること以外は実施例１と同じ手順にてガラス研磨用粒子を得た。【００４６】
（実施例９）
硫酸法で得られた平均一次粒子径０．４０μｍのルチル型酸化チタンを水に添加して、ＴｉＯ２濃度４００ｇ／Ｌの水性スラリーを得た。このスラリー０．５Ｌを攪拌しながら７０℃に調整し、この温度を維持しながら、ＴｉＯ２１００重量部当たり、Ａｌ２Ｏ３換算で１０重量部に相当する量のアルミン酸ソーダ水溶液を添加した。次いで３０％硫酸で得られたスラリーのｐＨを７に中和した後６０分間かけて熟成し、ＴｉＯ２表面上にアルミナ水酸化物の被覆帯を形成した。被覆帯形成後のスラリーを洗浄、固液分離して、１２０℃の温度で８時間乾燥した。次いで得られた乾燥品を流体エネルギーミルを用いて粉砕した。更にこの粉砕品を水に添加して、濃度４００ｇ／Ｌの水性スラリーを得た。このスラリー０．５Ｌを攪拌しながら７０℃に調整し、この温度を維持しながら攪拌し、ＴｉＯ２１００重量部当たり、ＣｅＯ２換算で１０重量部に相当する量の４０％硝酸セリウム水溶液を添加した。次いで水酸化ナトリウム水溶液で、得られたスラリーのｐＨを７に中和した後、６０分間かけて熟成し、内側から順に、ＴｉＯ２表面上にアルミナ水酸化物およびセリウム水酸化物の被覆帯を形成した。被覆帯形成後のスラリーを洗浄、固液分離して、１２０℃の温度で８時間乾燥した。次いで得られた乾燥品（Ａ）を９００℃雰囲気で１時間加熱した。更にハンマーミルを用いて粉砕することにより、酸化アルミニウム層が被覆されたＴｉＯ２粒子に、酸化セリウムを担持した本発明の酸化チタン含有複合粒子を得た。【００４７】
（実施例１０）
実施例９において得られた乾燥品（Ａ）を９５０℃雰囲気で１時間加熱すること以外は実施例９と同じ手順にてガラス研磨用複合粒子を得た。【００４８】
（実施例１１）
ルチル型酸化チタンに代えて、平均粒子径２μｍの球状酸化亜鉛（商品名ＬＰ−ＺＩＮＣ−２、堺化学工業株式会社製）を使用すること以外は実施例９と同じ手順にてガラス研磨用複合粒子を得た。【００４９】
（実施例１２）
ルチル型酸化チタンに代えて、平均粒子径０．１５μｍの炭酸カルシウム粒子を使用すること以外は実施例９と同じ手順にてガラス研磨用複合粒子を得た。【００５０】
（実施例１３）
ルチル型酸化チタンに代えて、平均粒子径１．０μｍの六角板状酸化亜鉛粒子を使用すること以外は実施例９と同じ手順にてガラス研磨用複合粒子を得た。【００５１】
（比較例１）
平均一次粒子径０．２６μｍのルチル型酸化チタンを比較対象のガラス研磨用粒子とした。【００５２】
（比較例２）
平均一次粒子径０．４０μｍのルチル型酸化チタンを比較対象のガラス研磨用粒子とした。【００５３】
（比較例３）
硫酸法で得られた平均一次粒子径０．２６μｍのルチル型酸化チタンを水に添加して、ＴｉＯ２濃度４００ｇ／Ｌの水性スラリーを得た。このスラリー０．５Ｌを攪拌しながら７０℃に調整し、この温度を維持しながら、ＴｉＯ２１００重量部当たり、Ａｌ２Ｏ３換算で２重量部に相当する量の１５０ｇ／Ｌアルミン酸ソーダ水溶液を添加した。次いで硫酸水溶液で、得られたスラリーのｐＨを７に中和した後、６０分間かけて熟成し、ＴｉＯ２表面上にアルミナ水酸化物の被覆帯を形成した。被覆帯形成後のスラリーを洗浄、固液分離して、１２０℃の温度で８時間乾燥した。更にハンマーミルを用いて粉砕することにより、ＴｉＯ２粒子からなる基材粒子表面に水酸化アルミニウム層を備えた比較対象のガラス研磨用粒子を得た。【００５４】
（比較例４）
硫酸法で得られた平均一次粒子径０．２６μｍのルチル型酸化チタンを水に添加して、ＴｉＯ２濃度４００ｇ／Ｌの水性スラリーを得た。このスラリー０．５Ｌを攪拌しながら７０℃に調整し、この温度を維持しながら、ＴｉＯ２１００重量部当たり、ＣｅＯ２換算で１０重量部に相当する量の４０％硝酸セリウム水溶液を添加した。次いで水酸化ナトリウム水溶液で、得られたスラリーのｐＨを７に中和した後、６０分間かけて熟成し、ＴｉＯ２表面上にセリウム水酸化物の被覆帯を形成した。被覆帯形成後のスラリーを洗浄、固液分離して、１２０℃の温度で８時間乾燥した。更にハンマーミルを用いて粉砕することにより、ＴｉＯ２粒子からなる基材粒子表面に水酸化セリウム層を備えた比較対象のガラス研磨用粒子を得た。【００５５】
（比較例５）
平均一次粒子径０．２６μｍのルチル型酸化チタンとガラス研磨用酸化セリウムＳＨＯＲＯＸ  Ａ−１０（昭和電工株式会社製）を重量比で１０対１で混合し比較対象のガラス研磨用粒子を得た。【００５６】
（比較例６）
平均一次粒子径１．００μｍの酸化ジルコニウムを比較対象のガラス研磨用粒子とした。【００５７】
（比較例７）
ガラス研磨用酸化セリウムＳＨＯＲＯＸ  Ａ−１０（昭和電工株式会社製）を比較対象のガラス研磨用粒子とした。【００５８】
（比較例８）
平均粒子径２．０μｍの球状酸化亜鉛（ＬＰ−ＺＩＮＣ−２：堺化学工業株式会社製）を比較対象のガラス研磨用粒子とした。【００５９】
（比較例９）
平均粒子径１．０μｍの六角板状酸化亜鉛粒子を比較対象のガラス研磨用粒子とした。【００６０】
（性能評価）
以下の手順により、各実施例及び比較例で作製したガラス研磨用粒子の性能を評価した。【００６１】
（研磨材スラリーの作製）
各実施例及び比較例で作製したガラス研磨用粒子を研磨材として研磨材スラリーを作製した。
研磨材の濃度が３０重量％になるように、研磨材を純水に添加した。
さらに、高速ミキサーを用いて分散し、水分散系の研磨材スラリーを作製した。【００６２】
（ガラス板研磨試験）
以下の条件により、各研磨材スラリーを用いてガラス板の研磨を行った。
使用ガラス板：ソーダライム系ガラス（松浪硝子株式会社製、Ｓ−１１１１  サイズ７６×２６×０．８ｍｍ）
研磨機：一軸卓上型研磨機（株式会社ＷＩＮＧＯ製、Ｌ−１０００  研磨定盤径２０５ｍｍφ）
研磨パッド：セリウムパッド（株式会社ＷＩＮＧＯ製）
研磨圧力：２６０ｇ／ｃｍ２
定盤回転数：１００ｒｐｍ
研磨材スラリー供給量：３ｍｌ／ｍｉｎ
研磨時間：３０ｍｉｎ【００６３】
（研磨レート評価）
ガラス板研磨試験前後のガラス板の重量を電子天秤で測定した。重量減少量、ガラス板の面積、ガラス板の比重からガラス板の厚さ減少量を算出し、研磨時間３０分当たりの平均研磨レート（μｍ／３０ｍｉｎ）を算出した。
１０枚のガラス板を研磨して、１０枚の研磨レートを平均した値を各実施例及び比較例における研磨レートの値とし、表１及び表２にまとめて示した。【００６４】
（洗浄性評価）
各条件における研磨後のガラス板を温度７０℃の２０重量％硫酸に５分間浸漬し、更に純水、ＩＰＡで超音波洗浄し、乾燥した後、ガラス表面の残留異物の有無を観察した。評価基準は以下のとおりである。
○：同一条件研磨のガラス板１０枚に残留異物が全く無い。
×：残留異物が観察される。カッコ内は異物が観察されたガラスの枚数を示す。【００６５】
（スクラッチ性評価）
ガラス板研磨試験後のガラス板の研磨面を目視で観察し、スクラッチが生じているかを判断し、結果を表１及び表２にまとめて示した。
スクラッチがない場合は○（＝ＯＫ）、スクラッチがある場合は×（＝Ｄｅｆｅｃｔ）で示している。【００６６】
【表１】
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【００６７】
【表２】
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【００６８】
各実施例で作製したガラス研磨用複合粒子を研磨材とした場合、研磨レートが２２．１μｍ／３０ｍｉｎ以上と高く、ガラス研磨面にスクラッチは生じていなかった。
すなわち、各実施例では、酸化セリウムの使用量が研磨材全体の５〜５０重量％と少ないにも関わらず、高い研磨レートを維持できていた。【００６９】
実施例９は実施例１と比較して、基材粒子である酸化チタン粒子表面に酸化アルミニウム層を有する点でのみ異なる研磨用複合粒子である。基材表面の酸化アルミニウムは酸化チタンよりもモース硬度の高い物質であり、酸化チタンよりも更に高い機械研磨効果を有するために実施例１よりも研磨レートが高い。【００７０】
実施例１１及び実施例１２は実施例９の酸化チタン粒子の代わりに酸化亜鉛粒子、又は炭酸カルシウム粒子を基材粒子としている。酸化亜鉛粒子や炭酸カルシウム粒子は酸に易溶な物質であり、ガラス研磨における洗浄工程において比較例７のガラス研磨用酸化セリウムや酸化チタン粒子や酸化ジルコニウムを基材とする研磨材よりも洗浄性が優れており、洗浄後のガラス表面上に残留異物は全く残っていない。【００７１】
実施例１３は板状粒子を基材粒子としている。実施例１１と１３はいずれも洗浄性に優れる酸化亜鉛を基材としているが、板状の基材粒子を含む実施例１３の粒子を用いた方が、球状粒子を基材粒子とした実施例１１に比べ高い研磨レートを達成することができた。【００７２】
比較例１又は２で作製したガラス研磨用粒子を研磨材とした場合、研磨材に酸化セリウムが含まれていないため、化学研磨が起こらず、研磨レートが低くなっていた。
また、比較例３で作製したガラス研磨用粒子を研磨材とした場合、研磨材に酸化セリウムが含まれていないため、化学研磨が起こらず、研磨レートが低くなっていた。さらに、水酸化アルミニウム層の存在に起因して、研磨面にスクラッチが生じていた。
比較例４では、酸化セリウム前駆体を被覆した後の加熱焼成工程が行われておらず、ガラス研磨用粒子において基材粒子の表面に酸化セリウムが担持されていないため、研磨レートが低くなっていた。
比較例５では、酸化チタンと酸化セリウムが混合されただけであり、ガラス研磨用粒子において基材粒子の表面に酸化セリウムが担持されていないため、研磨レートが低くなっていた。
比較例６で作製したガラス研磨用粒子を研磨材とした場合、研磨レートは高いものの、酸化ジルコニウム粒子表面が直接ガラス表面に触れることから研磨面にスクラッチが生じていた。
比較例７では、ガラス研磨用酸化セリウムを研磨材として用いた場合である。比較例７と各実施例の結果を比較すると、各実施例で得られたガラス研磨用粒子が、ガラス研磨用酸化セリウムと比較してほぼ同等の性能を有することが分かる。【００７３】
比較例８で作製したガラス研磨用粒子を研磨材とした場合、酸に溶解しやすい酸化亜鉛を基材としているために洗浄性は優れているが、基材粒子の表面に酸化セリウムが担持されていないため、研磨レートが低くなっていた。
比較例９では、基材粒子である酸化亜鉛粒子でさらには板状であるために、洗浄性に優れており、比較例８に対しては研磨レートが高くなっているが、基材粒子の表面に酸化セリウムが担持されていないため、実施例１３と比較すると研磨レートが低くなっていた。
【符号の説明】
【００７４】
１  ガラス研磨用複合粒子
１０  酸化チタン粒子
２０  酸化セリウム粒子
１１０  酸化チタン粒子
１２０  水酸化セリウム
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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