(57)【要約】 【解決課題】フッ素濃度が低減されたセリウム系研摩材用原料について、研摩速度を維持しつつ高精度の研摩面を形成することができる研摩材の製造を可能とするものを提供すること。【解決手段】本発明は、全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウム含有量３０質量％以上、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下であり、且つ、炭酸根を含む希土類化合物を含むセリウム系研摩材用原料であって、ＴＲＥＯ濃度が１２６ｇ／Ｌとなるように純水と混合した原料スラリーを１０分間静置した際の沈降体積が、該原料スラリー１００ｍＬに対して３０ｍＬ以上であるセリウム系研摩材用原料である。また、この研摩材用原料は、１２０℃で１２時間乾燥後の静置法見掛け比容が、１．０〜３．０ｍＬ／ｇであることが好ましく、更に、塩酸に溶解した際に測定されるヘキサン抽出物質の含有量が、ＴＲＥＯ基準で７００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウム含有量３０質量％以上、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下であり、且つ、炭酸根を含む希土類化合物を含むセリウム系研摩材用原料であって、
ＴＲＥＯ濃度が１２６ｇ／Ｌとなるように純水と混合した原料スラリーを１０分間静置した際の沈降体積が、該原料スラリー１００ｍＬに対して３０ｍＬ以上であるセリウム系研摩材用原料。
【請求項２】
１２０℃で１２時間乾燥後の静置法見掛け比容（ＪＩＳ  Ｋ  ５１０１−１９９１による）が、１．０〜３．０ｍＬ／ｇである請求項１記載のセリウム系研摩材用原料。
【請求項３】
塩酸に溶解した際に測定されるヘキサン抽出物質の含有量が、ＴＲＥＯ基準で７００質量ｐｐｍ以下である請求項１又は請求項２記載のセリウム系研摩材用原料。
【請求項４】
セリウム系研摩材用原料の製造方法であって、
アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸グアニジン、カルバミン酸アンモニウム、及び、尿素からなる群から選択された少なくとも１種の炭酸系沈澱剤の水溶液を攪拌し、
全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウム含有量３０質量％以上であり、且つ、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下である希土類化合物水溶液を前記炭酸系沈澱剤の水溶液に添加して沈澱物を生成し、
前記沈澱物を分離及び洗浄する工程を含むセリウム系研摩材用原料の製造方法。
【請求項５】
セリウム系研摩材用原料の製造方法であって、
全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウム含有量３０質量％以上であり、且つ、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下である希土類化合物水溶液を周速１００ｍ／分以上で攪拌し、
アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸グアニジン、カルバミン酸アンモニウム、及び、尿素からなる群から選択された少なくとも１種の炭酸系沈澱剤の水溶液を、前記希土類化合物水溶液に添加して沈澱物を生成し、
前記沈澱物を分離及び洗浄する工程を含むセリウム系研摩材用原料の製造方法。
【請求項６】
希土類化合物水溶液は、下記（ａ）又は（ｂ）の少なくともいずれかの処理を行なうことにより、ヘキサン抽出物質が低減されたものである請求項４又は請求項５記載のセリウム系研摩材用原料の製造方法。
（ａ）希土類化合物水溶液を静置して、希土類化合物水溶液中のヘキサン抽出物質を分離除去する処理。
（ｂ）希土類化合物水溶液と油吸着剤とを接触させてヘキサン抽出物質を吸着除去する処理。
【請求項７】
請求項４〜請求項６のいずれか１項記載の方法により製造されるセリウム系研摩材用原料。
【請求項８】
請求項４又は請求項５記載の方法により製造される、請求項１又は請求項２記載のセリウム系研摩材用原料。
【請求項９】
請求項６に記載の方法により製造される、請求項３記載のセリウム系研摩材用原料。
【請求項１０】
請求項１〜請求項３のいずれか１項、又は、請求項７〜請求項９のいずれか１項記載のセリウム系研摩材用原料より製造されるセリウム系研摩材。
【請求項１１】
請求項１〜請求項３のいずれか１項、又は、請求項７〜請求項９のいずれか１項記載のセリウム系研摩材用原料を使用するセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜請求項３のいずれか１項、又は、請求項７〜請求項９のいずれか１項記載のセリウム系研摩材用原料を使用するセリウム系研摩材の製造方法であって、
焙焼工程、該焙焼工程前に行なう研摩材用原料の粉砕工程を含み、
前記粉砕工程は、アンモニア、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸グアニジン、カルバミン酸アンモニウム、及び、尿素からなる群から選択された少なくとも１種の化合物を含む水溶液、又は、水に前記研摩材用原料を浸漬し、６０〜１００℃で加熱して研摩材用原料を粉砕するものであるセリウム系研摩材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セリウム系研摩材用原料、その製造方法、及び、このセリウム系研摩材用原料により製造されるセリウム系研摩材に関する。
【背景技術】
【０００２】
セリウム系研摩材（以下、単に研摩材と称するときがある。）は、主成分である酸化セリウム（ＣｅＯ２）粒子と、他の希土類金属酸化物粒子とからなる研摩材粒子からなり、従来から種々のガラス材料の研摩に用いられている。特に最近では、ハードディスク等の磁気記録媒体用ガラス、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のガラス基板といった電気・電子機器で用いられているガラス材料の研摩にも用いられており、その応用分野が広がっている。
【０００３】
セリウム系研摩材の製造方法としては、まず、研摩材用原料を粉砕し、必要に応じて化学処理を施した後、高温加熱して焙焼することにより原料粒子同士を焼結し、これを再度粉砕して適宜に分級することで所望の粒径、粒度分布を有する研摩材が製造される。
【０００４】
ここで、セリウム系研摩材の原料としては、従来は、バストネサイトと呼ばれる希土鉱石を選鉱したバストネサイト精鉱という天然原料を使用するのが一般的であった。しかし、近年の環境問題に対する関心及び製造される研摩材の性能の改善を目的として、最近ではバストネサイト鉱や比較的安価な中国産複雑鉱より希土類化合物を分離抽出した研摩材用原料が使用されつつある。
【０００５】
例えば、特許文献１では、アルカリ金属、アルカリ土類金属、放射性物質の含量が低減されたセリウムを主成分とする軽希土類原料が開示されている。この研摩材用原料では、バストネサイトに含まれている放射性物質、フッ素を除去することにより環境問題への対応を考慮しており、また、研摩材としたとき研摩傷の発生に影響を与えるアルカリ金属、アルカリ土類金属を除去することで研摩材の性能改善を図っている。
【特許文献１】特開２００４−２８７０号公報
【０００６】
また、本願出願人は、研摩力および研摩精度に優れた研摩材用原料として、特許文献２記載の研摩材用原料を開示している。この研摩材用原料は、バストネサイト等から製造される希土類化合物（セリウム系希土類炭酸塩）を仮焼することにより、その一部をセリウム系希土類酸化物に変化させて製造され、１０００℃で１時間加熱した場合の強熱減量が乾燥質量基準で０．５〜２５％であるセリウム系研摩材用原料である。
【特許文献２】特許第３３６５９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、セリウム系研摩材に限らず研摩材全般には研摩面に傷を生じさせることなく高精度の研摩面を高い研摩速度で形成することができることが求められる。特に、セリウム系研摩材においては、上記のように磁気記録媒体用ガラス等の研摩への適用例が増えており、その要求が強い。
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１記載の研摩材用原料は、環境問題への配慮に関しては有用であるが、これにより製造される研摩材は研摩速度が低く、また、研摩傷の発生が十分抑制できない。また、特許文献２記載の原料についていえば、特許文献１記載の原料よりも研摩速度、研摩面精度に優れる研摩材を低コストで効率的に製造することができる。しかし、ハードディスク等の記録媒体の高密度化、ＬＣＤ板の高精度化・精密化に伴い、仕上げ研摩用の研摩材には、これまで以上に精度の高い研摩面を形成できるものが求められている。従って、この研摩材用原料にもより一層の改良が必要である。
【０００９】
本発明は、以上のような背景の下になされたものであり、セリウム系研摩材に適用される原料であって、研摩速度を維持しつつ高精度の研摩面を形成することができる研摩材の製造を可能とするものを提供することを目的とする。また、そのような研摩材用原料の製造方法についても明らかとすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明者等はセリウム系研摩材用原料の諸特性と研摩材とした際の研摩特性との関係について検討した。そして、研摩材用原料を水に混合し原料スラリー化した際の特性である沈降体積と研摩材の研摩特性との間に着目し、本発明に想到した。
【００１１】
即ち、本発明は、全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウム含有量３０質量％以上、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下であり、且つ、炭酸根を含む希土類化合物を含むセリウム系研摩材用原料であって、ＴＲＥＯ濃度が１２６ｇ／Ｌとなるように純水と混合した原料スラリーを１０分間静置した際の沈降体積が、該原料スラリー１００ｍＬに対して３０ｍＬ以上であるセリウム系研摩材用原料である。
【００１２】
研摩材用原料の沈降体積を、原料スラリー１００ｍＬに対して３０ｍＬ以上とするのは、３０ｍＬ未満であると、製造される研摩材の研摩精度が低くなり研摩傷発生の問題が生じるからである。一方、沈降体積の上限については、研摩精度の観点からは特に限定されるものではないが、沈降体積が大きすぎる場合、研摩速度が低くなり効率的な研摩作業ができなくなる。そこで、これらの点を考慮すると、沈降体積は、３０〜９０ｍＬが好ましく、３０〜７０ｍＬがより好ましく、４０〜６０ｍＬが更に好ましい。
【００１３】
また、本発明において沈降体積の測定基準となるスラリー濃度を１２６ｇ／Ｌとしたのは次の理由による。即ち、典型的なセリウム系研摩材用原料（ＴＲＥＯ４５質量％）の場合、原料と水とを質量比１対３で混合したスラリーにおいては、原料による沈降体積の差が明確に出易く、その結果、原料の沈降体積と、それから製造される研摩材の性能の差がわかり易い。そして、この原料と水とを質量比１対３で混合したスラリーのＴＲＥＯ濃度が約１２６ｇ／Ｌだからである。但し、本発明に係る研摩材用原料は水分を含む場合があり、スラリーのＴＲＥＯ濃度を正確に１２６ｇ／Ｌとするのは困難である。そこで、実際にはＴＲＥＯ濃度１２６ｇ／Ｌを目標にしつつ、１２６±５ｇ／Ｌの範囲内とすることで、測定される沈降体積の誤差は少なくなり、研摩材用原料の評価基準として使用可能な値を得ることができる。
【００１４】
沈降体積の測定法としては、セリウム系研摩材用原料と純水とを混合し、ＴＲＥＯ濃度１２６ｇ／Ｌになるように原料スラリーを調製し、十分混合させて原料スラリーを製造する。そして、原料スラリーを呼び容量１００ｍＬのメスシリンダーに１００ｍＬの線まで注ぎ、１０分間経過後の沈澱と液の界面を読み取り、沈澱の占める体積を沈降体積とする。尚、呼び容量１００ｍＬのメスシリンダーとしては、ＪＩＳ  Ｒ  ３５０５−１９９４「ガラス製体積計」に記載のクラスＡもしくはクラスＢのものまたは同等以上の精度を有するものを使用する。このとき、無栓形、有栓形いずれも使用可能である。また、沈降体積を測定する際の温度は、１０〜５０℃の一定温度で測定することが好ましく、より好ましくは、１５〜４０℃、更に好ましくは２０〜３０℃の一定温度で測定することが好ましい。そして、ＴＲＥＯ含有率がＡ（質量％）である研摩材用原料から、ＴＲＥＯ濃度１２６ｇ／Ｌの原料スラリーをＢ（ｍＬ）調整する場合、使用する研摩材用原料の量Ｃ（ｇ）は、下記の計算式に基づいて計算される。
【００１５】
【数１】
2006206870.tif 000002
【００１６】
尚、原料のＴＲＥＯ含有率Ａは、原料のＴＲＥＯを測定することで求めてもよいが、ＴＲＥＯの測定には手間と時間を要する。そこで、ＴＲＥＯよりは比較的測定が容易な強熱減量Ｄ（質量％）を求め、Ａ＝１００−Ｄとして求めてもよい。
【００１７】
そして、本発明に係る研摩材用原料は、更に、１２０℃で１２時間乾燥後の静置法見掛け比容が、１．０〜３．０ｍＬ／ｇであることが好ましい。見掛け比容が小さすぎる原料から製造される研摩材は平均表面粗さ（Ｒａ）が大きくなり易い一方、見掛け比容が大きい原料より製造される研摩材は、研摩速度が低くなる傾向があるからである。この見掛け比容は、ＪＩＳ  Ｋ  ５１０１−１９９１（顔料試験方法）の「２０．見掛け密度又は見掛け比容」の「２０．１  静置法」により得られる値である。見掛け比容のより好ましい範囲は１．３〜２．７ｍＬ／ｇであり、更に好ましい範囲は１．５〜２．５ｍＬ／ｇである。
【００１８】
また、見掛け比容の測定対象を乾燥後のものとするのは、本発明に係る研摩材用原料は、水分を含有している場合が多く、そのまま見掛け比容を測定すると、測定値が変動し、特に、水分量が非常に多い場合には測定が困難となり、研摩材用原料としての良否の判定基準とすることができなくなるからである。そこで、十分に水分を除去するため、１２０℃、１２時間で乾燥させることとしたのである。
【００１９】
本発明に係る研摩材用原料においては、ＴＲＥＯに対する酸化セリウム含有量が３０質量％以上であることが必要であるが、５０質量％以上が好ましい。原料中の酸化セリウム含有量は、そのまま研摩材中の酸化セリウム含有量に反映し、研摩材の研摩速度に影響を及ぼす。原料中の酸化セリウム含有量が３０質量％未満の場合、製造される研摩速度が低くなる。尚、酸化セリウム含有量の上限については特に制限はないが、原料コストの観点から９９．９％以下のものが好ましい。
【００２０】
また、原料中のフッ素濃度は、ＴＲＥＯに対して０．５質量％以下でありことが必要であり、０．２質量％以下が好ましく、０．１質量％以下がより好ましい。上記のように、フッ素についての環境問題等の観点から、フッ素成分の添加のない研摩材を製造する場合には当然に原料中のフッ素も低減されることが好ましいからである。また、フッ素成分を添加して研摩材を製造するような場合であっても、フッ素濃度が低い原料を用いた方がフッ素成分量の制御が容易となるからである。
【００２１】
尚、本発明において、「炭酸根を含む」とするのは、本発明に係る研摩材用原料がセリウム系希土類炭酸塩を含むものであることを明確にするものである。そして、本発明に係る研摩材用原料は、一部にモノオキシ炭酸塩、水酸化炭酸塩、水酸化物、酸化物を含有していても良い。
【００２２】
本発明に係る研摩材用原料は、塩素濃度が低減されているものが好ましく、具体的には、０．５質量％以下（ＴＲＥＯ基準）が好ましく、０．３質量％以下がより好ましく、０．１質量％以下が更に好ましい。研摩材用原料に塩素が含まれていると、研摩材としたときに研摩速度が低下する傾向があるからである。
【００２３】
そして、この研摩材用原料は、１０００℃で１時間加熱した場合の強熱減量が、２０％以上のものが好ましい。強熱減量とは、対象物を強熱した際の質量減少率をいう。本発明において強熱減量を２０質量％以上とするのは、強熱減量が２０質量％未満であると、原料中の炭酸根の含有量が少なく、研摩材製造工程で後述する浸漬加熱粉砕を行う際に、その効果が不十分になるからである。そして、この理由により、強熱減量の値は大きいことが好ましく、３５質量％以上がより好ましく、５０質量％以上が更に好ましい。また、上限については特に限定はないが、強熱減量が高すぎる場合、その運搬コストが上昇することとなるため、９０質量％以下のものが好ましく、７０質量％以下がより好ましく、６０質量％以下が更に好ましい範囲となる。
【００２４】
尚、強熱減量の測定方法としては、予め質量を測定したるつぼに研摩材用原料を入れ、その質量を測定した後、炉中で１０００℃で１時間強熱した後乾燥雰囲気下で放冷し、放冷後るつぼの質量を測定し、下記計算式に従うことで強熱減量を求めることができる。尚、原料が水分を多く含む場合、１０００℃で急に強熱すると、るつぼの外に原料が吹きこぼれて正確な測定ができないことがあるため、水分の多い原料では、予め質量を測定したるつぼに研摩材用原料を入れ、その質量を測定した後、１００〜１５０℃で加熱して水分量を低減させてから強熱すると良い。
【００２５】
【数２】
2006206870.tif 000003
【００２６】
また、本発明に係る研摩材用原料は、塩酸に溶解した際に測定されるヘキサン抽出物質の含有量が、ＴＲＥＯ基準で７００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。このヘキサン抽出物質は、原料を研摩材としたときの研摩特性に直接影響を及ぼすものではない。ただ、ヘキサン抽出物質が多いと研摩材用原料の沈降体積を測定する際の界面が見難くなるため、ヘキサン抽出物質は少ない方が好ましい。そして、ヘキサン抽出物質は、７００質量ｐｐｍ以下が好ましい。より好ましくは、２５０質量ｐｐｍ以下であり、１５０質量ｐｐｍ以下が更に好ましい。
【００２７】
ヘキサン抽出物質含有量の測定方法は、研摩材用原料を塩酸に溶解し、ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２：１９９８「工場排水試験方法」の「２４．ヘキサン抽出物質」の「２４．２  抽出法」に準じてヘキサン抽出物質の量を測定することで算出される。即ち、ＴＲＥＯ含有率Ａ（質量％）である研摩材用原料Ｄ（ｇ）を、塩酸に溶解し、この液について測定されたヘキサン抽出物質の量をＥ（ｍｇ）とすると、研摩材用原料中のＴＲＥＯ基準のヘキサン抽出物質（質量ｐｐｍ）は、Ｅ×１０００÷（Ｄ×Ａ÷１００）となる。
【００２８】
本発明に係る研摩材用原料の製造方法においては、製造された原料をスラリー化した際の沈降体積が所定範囲内となるようにする必要がある。本発明者等によれば、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸グアニジン、カルバミン酸アンモニウム、及び、尿素からなる群から選択された少なくとも１種の炭酸系沈澱剤の水溶液と、希土類化合物を含む水溶液とを混合することで沈降体積が制御された研摩材用原料が製造できるようになる。
【００２９】
ここで重要なのは、炭酸系沈澱剤の水溶液と希土類化合物を含む水溶液との混合の順序である。本発明に係る研摩材用原料は、沈降体積を３０ｍＬ（原料スラリー１００ｍＬに対して）以上となるように増大させることが必要となる。本発明者等によれば、これら水溶液の混合の順序によらずに、沈降体積が増大した原料を製造することはできるが、攪拌した炭酸系沈澱剤の水溶液に希土類化合物を含む水溶液を添加する場合（以下、説明を簡易にするため、この順序での混合を逆添加法と称する。）においては、炭酸系沈澱剤の水溶液の攪拌速度によらずに沈降体積が増大した原料を製造できる。
【００３０】
即ち、本発明に係る研摩材用原料を製造するための第１の方法は、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸グアニジン、カルバミン酸アンモニウム、及び、尿素からなる群から選択された少なくとも１種の炭酸系沈澱剤の水溶液を攪拌し、この水溶液に、全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウム含有量３０質量％以上、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下であり、且つ、炭酸根を含む希土類化合物を含む水溶液を混合して沈澱物を生成し、この沈澱物を分離及び洗浄するものである。
【００３１】
一方、上記逆添加法とは逆の混合順序、つまり、希土類化合物を含む水溶液を攪拌し、これに炭酸系沈澱剤の水溶液を添加する場合（以下、説明を簡易にするため、この順序での混合を正添加法と称する。）においては、順序）では、希土類化合物水溶液を攪拌する際の攪拌速度を速く、具体的には、１００ｍ／分以上とすることで、沈降体積が増大した原料を製造することができる。
【００３２】
即ち、本発明に係る研摩材用原料を製造するための第２の方法は、全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウム含有量３０質量％以上であり、且つ、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下である希土類化合物水溶液を周速１００ｍ／分以上で攪拌し、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸グアニジン、カルバミン酸アンモニウム、及び、尿素からなる群から選択された少なくとも１種の炭酸系沈澱剤の水溶液を、前記希土類化合物水溶液に添加して沈澱物を生成し、前記沈澱物を分離及び洗浄する工程を含むものである。
【００３３】
以下、本発明に係る２つの研摩材用原料の製造方法について説明する。尚、特に明示がない限り、以下の説明は、逆添加法、正添加法の双方に適用されるものである。本発明に係る方法においては、まず、炭酸系沈澱剤の水溶液と希土類化合物を含む水溶液の２つの水溶液を製造する。
【００３４】
希土類化合物を含む水溶液の製造は、例えば、モナザイト精鉱、バストネサイト精鉱等のセリウム含有希土類精鉱を硫酸分解法、アルカリ分解法にて分解し、分別沈澱、分別溶解等の処理を行い、ウラン、トリウム、カルシウム、バリウム、鉄、リン等の不純物を低減・除去して、必要に応じて溶媒抽出等によりＴＲＥＯ基準の酸化セリウム品位を高めることで製造できる。また、このようにして得られる塩酸系の希土類化合物水溶液を、煮詰めて冷却・固化して得られる塩化希土を水又は希塩酸で溶解しても良い。更に、上記のように天然のセリウム含有希土類精鉱を出発原料とするのではなく、製造済みの塩化希土、セリウム系希土類炭酸塩等の希土類化合物を入手し、これを塩酸等の酸で溶解し、適宜に成分調整して溶液としても良い。このとき、酸化セリウム含有量が本発明の対象外（３０質量％未満）であっても、酸で溶解した後、溶媒抽出等によりＴＲＥＯ基準の酸化セリウム含有量を高めることで本発明に使用することができる。
【００３５】
また、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下の研摩材用原料を製造するためには、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下の希土類化合物水溶液を使用することは当然である。但し、フッ素が含まれている希土類化合物溶液は、溶液中でフッ化希土類の沈澱が生じており、固形分をほとんど含んでいない希土類化合物溶液は、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度が０．５質量％以下である。そこで、固形分を含む希土類水溶液（即ち、フッ素が含まれている希土類化合物溶液）であっても、ろ過などにより固形分を除去することでＴＲＥＯに対するフッ素濃度０．５質量％以下の希土類化合物水溶液とすることができる。
【００３６】
希土類化合物水溶液中の希土類化合物の濃度は、ＴＲＥＯ基準で１０〜２５０ｇ／Ｌが好ましく、２０〜２００ｇ／Ｌがより好ましい。希土類化合物の濃度が低すぎる場合、多量の溶液が必要となり排水処理の観点から好ましくない。一方、希土類化合物の濃度が高すぎる場合、沈澱発生の反応が不均一になりやすく、粗粒子発生のおそれがある。
【００３７】
尚、上記説明から理解できるように、本発明で使用する希土類化合物水溶液の希土類化合物は、塩化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩等の形態が例示されるが、本発明で使用する希土類化合物水溶液は、希土類化合物が塩化物として存在するものが好ましい。塩化物水溶液から原料を製造すると、塩素の残留が懸念されるものの、残留塩素は後の洗浄工程での洗浄を十分行うことで容易に対応できるからである。この点、希土類化合物が硝酸塩として存在する水溶液を使用する場合においては、残留窒素除去のためには最近の窒素規制を考慮した高コストの排水処理が必要となる。
【００３８】
炭酸系沈澱剤の水溶液は、水（純水）に炭酸系沈澱剤を混合することで製造可能である。炭酸系沈澱剤は、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸グアニジン、カルバミン酸アンモニウム、及び、尿素の少なくともいずれかを含むものである。アルカリ金属炭酸塩及びアルカリ金属炭酸水素塩のアルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウムが好適である。炭酸系沈澱剤としては、アルカリ金属を含まないものが沈澱物中にアルカリ金属が混入しない点で好ましく、中でも、炭酸水素アンモニウムが好ましい。炭酸系沈澱剤の濃度は、０．２〜１．０ｍｏｌ／Ｌが好ましい。０．２ｍｏｌ／Ｌ未満では排水量が増えるからであり、１．０ｍｏｌ／Ｌを超えると反応が不均一となるおそれがあるからである。そして、炭酸系沈澱剤の水溶液の使用量は、希土類化合物水溶液の使用量（目的とする原料の製造量に関連する）による。炭酸系沈澱剤の量が、希土類化合物水溶液中の希土類元素及び過剰な酸に対して、化学量論量の０．９５〜２．５倍（好ましくは１．０〜２．０倍、より好ましくは１．１〜１．５倍）となるようにし、この量を基準として炭酸系沈澱剤濃度を考慮し、その水溶液の使用量を決定するのが好ましい。下限値未満では、希土類元素の沈澱が十分生じないため収率が低下することとなる。尚、希土類化合物水溶液の過剰な酸の量は、例えばブロモクレゾールグリーン−メチルレッド溶液を指示薬とした中和滴定により求めることができる。但し、希土類化合物水溶液のｐＨが１以上（特に２以上）の場合は、過剰な酸の量は少ないといえるため、無視してもほとんど影響はない。
【００３９】
そして、製造した炭酸系沈澱剤の水溶液と希土類化合物水溶液とを混合することにより沈澱が生成する。ここで、逆添加法、正添加法では、攪拌の対象及び混合の順序が異なる。逆添加法では、炭酸系沈澱剤の水溶液を攪拌し、これに希土類化合物水溶液を添加するが、この際の攪拌速度に制限はない。
【００４０】
一方、正添加法では、希土類化合物水溶液を攪拌しつつ、炭酸系沈澱剤の水溶液を添加するが、この際の攪拌速度は周速（攪拌羽根の攪拌軸から最も遠い部分の速度をいう）で１００ｍ／分以上とすることが必要である。これ以下の攪拌速度で攪拌しても沈降体積が３０ｍＬ未満の研摩材用原料が製造される可能性が高いからである。そして、正添加法における攪拌速度は、１２５ｍ／分以上がより好ましく、特に好ましいのは１５０ｍ／分以上である。攪拌速度の上限には制限はないが、攪拌装置のコストの観点から、４０００ｍ／分以下、好ましくは３０００ｍ／分以下、より好ましくは２０００ｍ／分以下が好ましい。
【００４１】
希土類化合物水溶液又は炭酸系沈澱剤の水溶液の添加時間は、５〜１２００分が好ましく、１０〜６００分がより好ましく、２０〜３００分が更に好ましい。あまりに素早く添加すると、生成する沈澱物が微粒となり、製造される研摩材の研摩速度が低下すると共に、生成する沈殿物が不均一となり、製造される研摩材の研摩精度も若干低下する。一方、あまりにゆっくりと添加しても、粗大な沈殿物が生成し、製造される研摩材の研摩精度が低下することとなる。また、混合時には、溶液を加温する必要は特にないが、加温しても良い。この場合、液温を６０℃以下とするのが好ましく、４０℃以下が特に好ましい。溶液が高温となると沈殿物が粗大となり、製造される研摩材の研摩精度が低下する。
【００４２】
以上の炭酸系沈澱剤の水溶液と希土類化合物水溶液との混合で生成した沈澱物を固液分離し、洗浄することで本発明に係る研摩材用原料とすることができる。洗浄後の研摩材用原料は、適宜に乾燥を行っても良い。
【００４３】
尚、上述のように、本発明に係る研摩材は、塩酸に溶解した際に測定されるヘキサン抽出物質の含有量が、ＴＲＥＯ基準で７００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。ヘキサン抽出物質は、研摩材用原料の製造工程で一般的に実施される溶媒抽出用いる有機溶媒に由来するものである。そこで、ヘキサン抽出物質を低減する方法としては、第１の方法として、ヘキサン抽出物質を含む希土類化合物水溶液を静置し、水溶液中のヘキサン抽出物質を分離させて除去する方法がある。また、第２の方法として、ヘキサン抽出物質を含む希土類化合物水溶液をポリプロピレン繊維、植物繊維、活性炭等の油吸着剤と接触させ、ヘキサン抽出物質を吸着除去する方法がある。これらのヘキサン抽出物質除去の工程は、少なくともいずれかが実施されることが好ましいが、第１の方法を実施した後に第２の方法を実施することで、一層効果的なものとなる。
【００４４】
また、ヘキサン抽出物質を低減するためには、上記第１、第２の方法いずれにおいてもｐＨが低い方が効率的である。具体的には、希土類化合物水溶液のｐＨは、３．０以下が好ましく、２．０以下がより好ましく、１．０以下が更に好ましい。但し、ｐＨを低くしすぎると、ヘキサン抽出物質除去の観点からは好ましいが、沈澱剤がより多く必要になる。したがって、ヘキサン抽出物質低減処理に供する希土類化合物水溶液のｐＨの下限値としては、０．０以上が好ましく、０．２以上がより好ましい。
【００４５】
本発明に係る研摩材用原料によりセリウム系研摩材を製造するためには、基本的に従来の方法が適用できる。即ち、研摩材用原料を粉砕した後、焙焼して適宜に粉砕・分級することで研摩材が製造できる。
【００４６】
ここで、焙焼工程前に行なう研摩材用原料の粉砕工程としては、一般的には粉砕装置、特に湿式粉砕装置により行なう。本発明においても粉砕装置による粉砕は有用である。但し、より有効な粉砕の手法として、アンモニア、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸グアニジン、カルバミン酸アンモニウム、及び、尿素からなる群から選択された少なくとも１種の化合物を含む水溶液、又は、水に研摩材用原料を混合し、これを６０〜１００℃で加熱して、研摩材用原料を粉砕しても良い（以下、このような粉砕方法を浸漬加熱粉砕と称する。）。この浸漬加熱粉砕を行なうことで、製造される研摩材は、研摩傷の少ないより高精度の研摩面を形成できるものとなる。この浸漬加熱粉砕のタイミングは、焙焼工程の前であれば特に限定されることはない。もっとも、浸漬加熱粉砕を行うことは、粉砕装置による粉砕を行なうことを妨げるものではない。従って、両方の粉砕法を適宜に組み合わせて行なっても良い。
【発明の効果】
【００４７】
以上説明したように、本発明に係るセリウム系研摩材用原料を用いることで、従来のセリウム系研摩材用原料を用いて製造した研摩材に対し、研摩速度を同等以上としつつ、より高精度の研摩面が形成可能なセリウム系研摩材を製造することができる。本発明に係る研摩材用原料は、その本来の性質としてフッ素などをほとんど含有していないことから、環境問題、研摩材のリサイクルにも対応できる。尚、本発明に係るセリウム系研摩材用原料は、フッ素成分を添加せずに研摩材を製造する場合に特に有用であるが、フッ素成分濃度を調整しつつフッ素成分を添加して研摩材を製造する場合にも利用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。本実施形態では、炭酸系沈澱剤水溶液と希土類化合物水溶液とを混合して研摩材用原料を製造する方法において、異なる出発原料、工程により複数の希土類化合物水溶液を製造し、これを炭酸系沈澱剤水溶液に添加・混合して複数の研摩材用原料を製造した。そして、これらからセリウム系研摩材を製造し、それらの研摩特性を評価した。
【００４９】
Ａ：希土類化合物水溶液の製造
以下の２種の工程により、複数の希土類化合物水溶液を製造した。
製造工程１
この製造工程は、出発原料として塩化希土を用いて希土類化合物水溶液を製造するものである。この製造工程により製造される希土類化合物水溶液から得られた研摩材用原料は、後述の実施例１〜３０、３６〜４４、比較例１、２、４に該当する。この製造工程の概要を図１（ａ）に示す。
【００５０】
塩化希土（ＴＲＥＯ４６質量％）を０．３ｍｏｌ／Ｌの塩酸で溶解してＴＲＥＯ濃度１５０ｇ／Ｌの溶解液とし、これを溶媒抽出する。溶媒抽出は、３０段（向流抽出１０段、向流逆抽出２０段）のミキサセトラーセトラー部有効容量：２００Ｌ／段）にて行った。有機溶媒は、容量６Ｌ／分で抽出部の第１段に入り第１０段から出て、そのまま逆抽出部の第１段に入り第２０段から出るようになっている。水相は、抽出部では溶解液を抽出部に第１０段に１Ｌ／分で入れ、２ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を抽出部の第１、３、５、７段に各０．３５Ｌ／分添加し、抽出部の第１段から出るようになっている。逆抽出部では、５．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸を逆抽出部第２０段から１Ｌ／分で入れ、第１１段から０．５６Ｌ／分抜出し、残りを逆抽出部第１段から抜出した。水酸化ナトリウムは、溶解液中の希土類元素をほぼ全量有機溶媒に抽出するために添加したものである。尚、有機溶媒は抽出剤（ＰＣ−８８Ａ（大八化学工業（株）製））と希釈剤（ＩＰソルベント（出光石油化学（株）製））を容量比で１：２で混合したものである。
【００５１】
次いで、溶媒抽出工程の逆抽出部の第１段から抜出した逆抽出液（ＴＲＥＯ濃度：２９１ｇ／Ｌ）について塩酸にてｐＨ調整を行い、ｐＨ＝０．９とし、これを２４時間静置し、油水分離した（但し、実施例２２では静置時間を３時間とし、実施例２１、２４では油水分離を行っていない。）。
【００５２】
そして、上記処理後の逆抽出液をポリプロピレン繊維が充填されたカラムに通して吸着剤処理を行った（但し、実施例２１〜２３では、吸着剤処理は行っていない。）。
【００５３】
以上の処理を行った逆抽出液（希土類化合物水溶液）について、純水にて適宜に濃度調整を行い、ＴＲＥＯ濃度５〜２７０ｇ／Ｌの希土類化合物水溶液とした。尚、以上の工程における、処理前の塩化希土（溶解液）に含まれるＴＲＥＯ中の組成、及び、溶媒抽出後の逆抽出液（希土類化合物水溶液）に含まれるＴＲＥＯ中の組成は以下のようになっていた。また、製造された希土類化合物水溶液のＴＲＥＯ１ｋｇあたりの希土類元素量は５．９２ｍｏｌであった。
【００５４】
【表１】
2006206870.tif 000004
【００５５】
製造工程２
この製造工程は、中国産の炭酸セリウム（ＴＲＥＯ４５質量％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ＞９９．９質量％：この炭酸セリウムからなる研摩材用原料を比較例３とする。）を用いて希土類化合物水溶液を製造した。この製造工程により製造される希土類化合物水溶液から得られた研摩材用原料は、後述の実施例３１〜３５に該当する。この製造工程の概要を図１（ｂ）に示す。
【００５６】
上記炭酸セリウムを０．２ｍｏｌ／Ｌの塩酸で溶解してろ過し、ＴＲＥＯ濃度１８０ｇ／Ｌの溶解液とした。そして、この溶解液について塩酸にてｐＨ調整を行い、ｐＨ＝０．９とし、これを２４時間静置し、油水分離した。
【００５７】
そして、上記処理後の溶解液をポリプロピレン繊維が充填されたカラムに通して吸着剤処理を行った。吸着剤処理後の溶液について、純水にて適宜に濃度調整を行い、ＴＲＥＯ濃度５０ｇ／Ｌの希土類化合物水溶液とした。尚、この希土類化合物水溶液の酸化セリウム濃度（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ）は９９．９質量％以上であった。また、製造された希土類化合物水溶液のＴＲＥＯ１ｋｇあたりの希土類元素量は５．８１ｍｏｌであった（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯを１００質量％として計算）。
【００５８】
Ｂ：炭酸系沈澱剤水溶液の製造
炭酸系沈澱剤の水溶液は、水に炭酸系沈澱剤（炭酸水素アンモニウム又は炭酸ナトリウム）を溶解させて製造した。炭酸系沈澱剤の溶解量は、各希土類化合物水溶液が含有する希土類元素に対する化学量論量と、中和滴定で求めた過剰の酸を中和するのに必要な化学量論量との合計量に対して１．２倍量とした。尚、各実施例の希土類化合物水溶液中の希土類元素は、ほとんどすべてが３価であるので、３価で計算した。
【００５９】
Ｃ：炭酸系沈澱剤水溶液と炭酸系沈澱剤水溶液との混合
そして、希土類化合物溶液と、炭酸系沈澱剤水溶液とを混合して沈澱生成し、これを洗浄して研摩材用原料を製造した。
【００６０】
実施例１〜４０では、逆添加法、つまり、炭酸系沈澱剤の水溶液を攪拌しつつ、希土類化合物水溶液をＴＲＥＯ３０ｋｇ分添加した。このときの添加時間としては、３〜１２００分と複数の添加時間を採用し、また、水溶液の攪拌速度（周速）として５０〜１７５ｍ／分と複数の速度を設定した。更に、添加時の溶液加熱については、行う場合（３０〜７０℃）と行わない場合についての双方で混合を行った。希土類化合物水溶液添加後の溶液は、次のろ過工程開始まで３０分間攪拌しておいた。
【００６１】
一方、実施例４１〜４４、比較例１、２、４では、正添加法、つまり、希土類化合物水溶液を攪拌しつつ、炭酸系沈澱剤の水溶液を添加する方法にて沈澱を生成した。この場合においても、攪拌速度として５０〜１７５ｍ／分と複数の速度を設定した。
【００６２】
尚、上記実施例においては、逆添加法、正添加法いずれの場合でも、炭酸系沈澱剤水溶液又は希土類化合物水溶液の攪拌速度は、特記しない限り７５ｍ／分とした。
【００６３】
Ｄ：固液分離、洗浄
炭酸系沈澱剤の水溶液と希土類化合物水溶液との攪拌により生成する沈澱を分離するため、溶液を真空ろ過した。そして、ろ別された沈澱物を洗浄し、セリウム系研摩材用原料とした。この洗浄は、１００Ｌ／回純水にて行い、０〜５回の洗浄を行った（比較例７のみ洗浄せず（０回））。
【００６４】
以上の工程により製造されたセリウム系研摩材用原料について、沈降体積、ヘキサン抽出物質含有量、ＴＲＥＯ濃度、フッ素濃度、塩素濃度、強熱減量、平均粒径（Ｄ５０粒径）を測定した。これらの特性の測定において、沈降体積、静置法見掛け比容、ヘキサン抽出物質含有量、強熱減量の測定は、上述の測定方法に従った。
【００６５】
フッ素濃度の測定は、研摩材をアルカリ溶融して温水抽出し、フッ化物イオン電極法により測定した。塩素濃度の測定は、研摩材を硝酸にて溶解後、Ｖｏｌｈａｒｄ滴定法にて測定した。また、これらの基準となるＴＲＥＯは、研摩材を酸溶解し、溶液にシュウ酸を添加して沈澱物を生じさせ、この沈澱物を焼成して重量法にて測定した。
【００６６】
平均粒径（Ｄ５０粒径）の測定は、レーザー回折・散乱法粒子径分布測定装置（（株）堀場製作所製：ＬＡ−９２０）を使用して粒度分布を測定することにより、体積基準の積算分率における５０質量％径を求めることにより行った。
【００６７】
表２〜表７は、本実施形態で製造した各種の研摩材用原料の諸特性を示す。
【００６８】
【表２】
2006206870.tif 000005
【００６９】
【表３】
2006206870.tif 000006
【００７０】
【表４】
2006206870.tif 000007
【００７１】
【表５】
2006206870.tif 000008
【００７２】
【表６】
2006206870.tif 000009
【００７３】
【表７】
2006206870.tif 000010
【００７４】
次に、製造した複数のセリウム系研摩材用原料を用いてセリウム系研摩材を製造した。研摩材製造工程では、まず、製造した研摩材用原料を浸漬加熱粉砕した。浸漬加熱粉砕は、容量３５０Ｌの槽で、研摩材用原料ＴＲＥＯ３０ｋｇを純水１５０Ｌと混合し、攪拌しながら蒸気を吹き込み９０℃に到達してから３時間この温度を維持し、その後放冷することにより行った。
【００７５】
そして、浸漬加熱粉砕後のスラリーをろ過し、研摩材用原料を１５０℃で４８時間乾燥を行い、アトマイザーにて乾式粉砕を行い、焙焼処理した。焙焼条件は、加熱温度を９８０℃（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ＞９９．９質量％の場合）、１０５０℃（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ  ６０質量％の場合）とし、時間を２４時間とした。
【００７６】
焙焼処理後、焙焼品を純水により６４Ｌのスラリーとした後、湿式粉砕した。湿式粉砕は、直径１．０ｍｍのジルコニアボールを用いたビーズミルにて５パス行った。そして、スラリーをろ過後、１５０℃で４８時間乾燥を行い、アトマイザーにて乾式粉砕を行うことでセリウム系研摩材とした。
【００７７】
研摩材の特性評価
そして、製造された各種のセリウム系研摩材について、平均粒径及びＢＥＴ表面積を測定すると共に、その研摩特性（研摩速度、研摩精度）を評価すべく研摩試験を行った。
【００７８】
ＢＥＴ法比表面積の測定は、ＪＩＳ  Ｒ  １６２６−１９９６（ファインセラミックス粉体の気体吸着ＢＥＴ法による比表面積の測定方法）の「６．２  流動法  の（３．５）一点法」に準拠して測定を行った。その際、キャリアガスであるヘリウムと、吸着質ガスである窒素の混合ガスを使用した。また、平均粒径（Ｄ５０粒径）の測定は原料の測定方法と同様とした。
【００７９】
研摩試験については、研摩試験機（ＨＳＰ−２Ｉ型、台東精機（株）製）を用意した。この研摩試験機は、スラリー状の研摩材を研摩対象面に供給しながら、当該研摩対象面を研摩パッドで研摩するものである。研摩試験に当たっては、研摩材と純水とを混合してＴＲＥＯ１００ｇ／Ｌのスラリー状の研摩材を２０Ｌ調製した。そして、研摩試験では、スラリー状の研摩材を５リットル／分の割合で供給することとし、研摩材を循環使用した。尚、研摩対象物は６５ｍｍφの平面パネル用ガラスとした。また、研摩パッドはポリウレタン製のものを使用した。研摩面に対する研摩パッドの圧力は９．８ｋＰａ（１００ｇ／ｃｍ2）とし、研摩試験機の回転速度は１００ｒｐｍに設定し、３０分間研摩した。
【００８０】
そして、研摩特性の評価は、まず、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、実施例１によって得られた試料を用いて研摩した場合の研摩値を基準（１００）とした。
【００８１】
そして、研摩により得られたガラスの被研摩面を純水で洗浄し、無塵状態で乾燥させた後、研摩精度を評価を行った。この評価は、研摩後のガラスの被研摩面について、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により表面粗さを測定し、Ｒａ（平均表面粗さ）を評価することにより行った。
【００８２】
製造した各種研摩材の物性、及び、研摩特性について、表８〜表１３にその結果を示す。
【００８３】
【表８】
2006206870.tif 000011
【００８４】
【表９】
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【００８５】
【表１０】
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【００８６】
【表１１】
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【００８７】
【表１２】
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【００８８】
【表１３】
2006206870.tif 000016
【００８９】
以上の各種製造工程により製造された研摩材用原料の物性値（表２〜表７）、及び、それらにより製造された研摩材の研摩特性（表８〜表１３）を基に対比を行うと、以下のように考察される。
【００９０】
評価１：沈降体積による評価
表８〜表１１は、製造条件を変化させつつ製造した沈降体積の異なる研摩材用原料を用いて製造した研摩材の特性の比較結果を示すものである。研摩材用原料の沈降体積は、その製造条件（希土類化合物水溶液の濃度、添加時間、沈澱物の洗浄回数）により変化するが（この点は後述する）、いずれの場合においても、沈降体積が３０ｍＬ未満の研摩材用原料から製造される研摩材は、研摩速度は高いものの、表面粗さが大きく研摩精度に劣る（傷の発生が確認された）。従って、研摩材用原料の沈降体積については、３０ｍＬ以上であることが必要であることがわかる。一方、沈降体積が９０ｍLを超える研摩材用原料から製造される研摩材は、研摩速度が低くなる。そこで、研摩速度と研摩精度とのバランスを考慮すると、沈降体積は、３０〜９０ｍＬが好ましく、３０〜７０ｍＬがより好ましく、４０〜６０ｍＬであるものが更に好ましいといえる。
【００９１】
尚、研摩材用原料の沈降体積を測定する際の温度の影響について補完的に検討した結果を表１４に示す。この検討は、実施例６で製造した研摩材用原料の沈降体積を測定する場合において、測定時の温度を変化させたときの測定値を調査したものである。
【００９２】
【表１４】
2006206870.tif 000017
【００９３】
表１４からわかるように、１０〜５０℃の測定温度の範囲においては、沈降体積の測定値に大きな差はない。従って、沈降体積の測定はこの温度範囲で行なうことがより好ましいといえる。尚、本実施形態で示す沈降体積の値は、いずれも２５℃で測定したものを示している。
【００９４】
評価２：静置法見掛け比容による評価
また、表８〜表１１では、静置法見掛け比容の値も示している（表中ＦＶで表記）。研摩材用原料の静置法見掛け比容は、沈降体積と同様、その製造条件により変化するが、静置法見掛け比容の値は、１．０〜３．０ｍＬ／ｇであるもの（実施例３〜１３）が、研摩速度と研摩精度とのバランスに特に優れている。そして、より好ましくは、１．３〜２．７ｍＬ／ｇであるものであり、更に好ましいのは、１．５〜２．５ｍＬ／ｇであるといえる。
【００９５】
評価３：ヘキサン抽出物質の濃度による評価
表９は、研摩材用原料のヘキサン抽出物質の濃度と研摩材の研摩特性との関係を示すものである。この表から、ヘキサン抽出物質は、研摩材の研摩特性を大きく損なうものではないといえるが、ヘキサン抽出物質の増加により、研摩材用原料の沈降体積測定の際に界面の見易さに影響を与えている。従って、ヘキサン抽出物質の濃度については、できるだけ少ないことが好ましい。
【００９６】
評価４：塩素濃度による評価
表１０は、研摩材用原料の塩素濃度と研摩材の研摩特性との関係を示すものである。この表から、原料中の塩素は、研摩材としたときに研摩速度、研摩精度の双方に対し影響を及ぼすことがわかる。そして、より好適な研摩材を製造するためには、研摩材用原料の塩素濃度は、０．５質量％以下とするが好ましく、０．３質量％以下がより好ましく、０．１質量％以下が更に好ましい。
【００９７】
評価５：原料製造条件の評価Ｉ（希土類化合物水溶液の添加時間・添加順序）
表２は、研摩材用原料の製造工程の条件中、炭酸系沈澱剤水溶液へ希土類化合物水溶液を添加する際の添加時間と、研摩材用原料の沈降体積との関係を示す。この結果からわかるように、希土類化合物水溶液の添加時間が長くなるに従い、沈降体積が減少する傾向があるが、比較的広い範囲としても、沈降体積が好適範囲内となることがわかる。但し、原料の沈降体積を上記した好適範囲内のものとするためには、添加時間は、５〜１２００分が好ましく、１０〜６００分がより好ましく、２０〜３００分が更に好ましい。
【００９８】
また、表６に示すように、逆添加法により沈澱生成する際の、炭酸系沈澱剤溶液の攪拌速度の影響について、炭酸系沈澱剤溶液の攪拌速度を広範囲で設定しても沈降体積に大きな変動はないことがわかる。
【００９９】
一方、表２の比較例１、２は、正添加法にて沈澱生成したものであるが、この比較例の研摩材用原料は沈降体積が３０未満となっている。この結果に関し、正添加法で希土類化合物水溶液の攪拌速度を変化させて沈澱を生成したときの結果を示すのが表７である。この結果から、正添加法を適用する場合には、攪拌速度を適当な範囲（１００ｍ／分以上）にすることで、沈降体積が３０ｍＬ以上の研摩材用原料が製造できることがわかる。
【０１００】
評価６：原料製造条件の評価ＩＩ（水溶液混合時の加熱の有無）
表３は、炭酸系沈澱剤水溶液と希土類化合物水溶液とを混合する際の加熱の有無、温度による研摩材用原料の物性を示す。この表から、水溶液混合時の加熱は、研摩材用原料の沈降体積を制御する上で必須ではないことがわかる。また、加温する場合でも液温を６０℃超とすると、沈降体積が低くなる傾向がある。従って、混合時の液温は６０℃以下とするのが好ましく、４０℃以下が特に好ましいといえる。
【０１０１】
評価７：原料製造条件の評価ＩＩＩ（希土類化合物水溶液の濃度）
表３では、研摩材用原料の製造工程の条件中、炭酸系沈澱剤へ希土類化合物水溶液を添加する際の希土類化合物の濃度（ＴＲＥＯ濃度）と、研摩材用原料の沈降体積との関係を示す。この結果からわかるように、希土類化合物水溶液の濃度の上昇に従い、沈降体積も上昇する傾向があるが、広い濃度範囲で好適な沈降体積の研摩材用原料が得られることがわかる。但し、より好ましい沈降体積の研摩材用原料を得るためには、希土類化合物水溶液の濃度は、ＴＲＥＯ基準で１０〜２５０ｇ／Ｌが好ましく、２０〜２００ｇ／Ｌがより好ましいといえる。
【０１０２】
評価８：原料製造条件の評価ＩＶ（希土類化合物水溶液の吸着処理）
また、表３は、希土類化合物水溶液の製造工程において、溶媒抽出後の残液について、静置処理及び吸着処理の有無による研摩材用原料の物性相違も示すものである。この結果からわかるように、静置処理及び吸着処理は、研摩材用原料中のヘキサン抽出物質の濃度を低減する効果がある。そして、上述のように、ヘキサン抽出物質は、研摩材としたときの特性に大きな影響は与えないものの、研摩材用原料の沈降体積測定の際に界面の見易さに影響を与える。従って、静置処理及び吸着処理の少なくともいずれかを行うことが好ましいといえる。
【０１０３】
評価９：原料製造条件の評価Ｖ（沈澱物の洗浄の効果）
表４は、炭酸系沈澱剤水溶液と希土類化合物水溶液とを混合して生成する沈澱物の洗浄の有無、回数と研摩材用原料の物性を示すものである。この表からわかるように、洗浄を行うことで研摩材用原料の塩素濃度が低減され、洗浄回数が多いほどその濃度は減少する。原料中の塩素濃度と研摩材の研摩特性は上述した通りである。研摩材用原料の製造工程においては、沈澱物の洗浄を十分行うことが好ましいといえる。
【０１０４】
評価１０：原料製造条件の評価ＶＩ（炭酸系沈澱剤の種類）
また、表４は、希土類化合物水溶液と混合する炭酸系沈澱剤水溶液の沈澱剤の種類による相違を示すものである。この表から、炭酸水素アンモニウム、炭酸ナトリウムいずれの炭酸系沈澱剤を使用しても、研摩材用原料の沈降体積は、好ましい範囲内にある。つまり、沈澱剤の種類により大きな差はない。
【０１０５】
評価１１：原料製造条件の評価ＶＩ（出発原料の種類）
本実施形態では、出発原料として塩化希土（実施例１〜３０）、中国産炭酸セリウム（実施例３１〜３５）の２種の出発原料を用いて希土類化合物溶液を製造し、研摩材用原料を製造し、研摩材としている。そして、比較のために、中国産炭酸セリウムをそのまま原料として（比較例３）研摩材を製造している。これらの出発原料の相違について検討するに、比較例３のような精製済の炭酸セリウムであっても、各実施例と比較すると、沈降体積、研摩材としたときの研摩特性が劣っていることがわかる。従って、このような純度の良好な炭酸セリウムであっても、本実施例のように、一度希土類化合物水溶液とすることが有効であることがわかる。一方、実施例１〜３０と実施例３１〜３５とを対比するとわかるように。実施例のように希土類化合物水溶液を経由させて原料を製造する場合においては、出発原料の相違によって特性の差異はないものといえる。
【０１０６】
ところで、本実施形態において、比較例１、２は、その製造条件（希土類化合物水溶液の添加順序）において、実施例とは異なる。そして、その結果製造された研摩材用原料は、沈降体積が好適範囲を超えたものとなっている。そこで、このような研摩材用原料については、これを再度、希土類化合物水溶液とすることで、好適な研摩材用原料を製造することができる（即ち、規格外の研摩材用原料であっても、それを出発原料として、再処理して好適な研摩材用原料とすることができる）。その一例として、下記実施例を示す。
【０１０７】
実施例４５、４６
比較例１、２で製造された研摩材用原料を塩酸にて溶解し、これをろ過したろ液を純水で希釈し、塩酸にてｐＨ０．９に調整し希土類化合物水溶液とした。このときのＴＲＥＯ濃度は、５０ｇ／Ｌであった。
【０１０８】
次に、攪拌している炭酸系沈澱剤水溶液（炭酸水素アンモニウム水溶液）に、この希土類化合物水溶液を添加時間６０分で添加した。生成した沈澱をろ別し、１００Ｌ／回の純水にて５回洗浄して研摩材用原料とした。尚、炭酸系沈澱剤水溶液の濃度等、その他の条件は上記と同様とした。
【０１０９】
そして、以上の工程で製造された研摩材用原料を、上記と同様の工程にてセリウム系研摩材を製造し、研摩特性を評価した。表１５は、その結果を示す。
【０１１０】
【表１５】
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【０１１１】
この結果を見るとわかるように、適正範囲を超えた研摩材用原料であっても希土類化合物水溶液にし、適正な処理を行うことで好ましい特性の研摩材用原料とすることができ、研摩材としたときの研摩特性も改善することができることが確認できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本実施形態における希土類化合物含有水溶液の製造工程１及び２を概略説明する図。
【図１】
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