(57)【要約】      （修正有）【課題】  フッ素を含有しないセリウム系研摩材において、研摩力に加え研摩精度がより改善されたものを提供する。【解決手段】  本発明は、酸化セリウムを全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対して３０重量％以上含有し、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度が０．５重量％以下であるセリウム系研摩材において、ナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属をＴＲＥＯに対して合計で０．０１〜３．０重量％含み、更に、ＴＲＥＯに対する塩素濃度が０．３重量％以下であることを特徴とするセリウム系研摩材である。このナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属濃度（ＴＲＥＯ基準）は、好ましくは０．０２〜１．０重量％であり、このときの塩素濃度は０．１重量％以下であるものが好ましい。【選択図】  図１
2006124566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化セリウムを全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対して３０重量％以上含有し、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度が０．５重量％以下であるセリウム系研摩材において、
ナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属をＴＲＥＯに対して合計で０．０１〜３．０重量％含み、
更に、ＴＲＥＯに対する塩素濃度が０．３重量％以下であることを特徴とするセリウム系研摩材。
【請求項２】
フッ素濃度がＴＲＥＯに対して０．１重量％以下である請求項１記載のセリウム系研摩材。
【請求項３】
ナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属をＴＲＥＯに対して合計で０．０２〜１．０重量％含み、ＴＲＥＯに対する塩素濃度が０．１重量％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。
【請求項４】
アルカリ金属がナトリウムである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のセリウム系研摩材。
【請求項５】
研摩材原料を焙焼する焙焼工程、該焙焼工程前に研摩材原料を粉砕する原料粉砕工程を有するセリウム系研摩材の製造方法において、
前記研摩材原料として、酸化セリウムをＴＲＥＯに対して３０重量％以上含有するセリウム系希土類炭酸塩を用い、
前記焙焼工程の前に、ナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属のＴＲＥＯに対する濃度が合計で０．０１〜３．０重量％未満となるように、ナトリウム、カリウム、リチウムの化合物を少なくとも1種、研摩材原料に添加する工程を有し、
添加する前記ナトリウム、カリウム、リチウムの化合物として、塩素とアルカリ金属との重量比（塩素／アルカリ金属）が０．２以下である化合物を用いることを特徴とするセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項６】
添加するナトリウム、カリウム、リチウムの化合物として、塩素を構成元素として含まない化合物を用いる請求項５記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項７】
焙焼前の研摩材原料を、乾燥基準の強熱減量が５〜２５重量％となるように仮焼する工程を有する請求項５又は請求項６記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項８】
原料中のナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属のＴＲＥＯに対する濃度が合計で０．０２〜１．０重量％となるように、ナトリウム、カリウム、リチウムの化合物を少なくとも1種添加する請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項９】
焙焼工程前にナトリウムの化合物を添加する請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項１０】
焙焼工程前に、研摩材原料を水を含む溶媒と混合して６０〜１００℃で加熱して、該研摩材原料を粉砕する請求項５〜請求項９のいずれか１項に記載の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、セリウム系研摩材その製造方法に関する。詳しくは、フッ素をほとんど含有しないセリウム系研摩材であって、研摩速度及び研摩面の精度に優れたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
セリウム系粒子を主成分として含有するセリウム系研摩材は、その優れた研摩作用によって、その用途を急速に広げている。現在では、従来の光学用ガラス研摩用途だけでなく、液晶用ガラス用、ハードディスクなどの磁気記録媒体用ガラス研摩用、フォトマスク用ガラス基板等の電子回路製造用といった分野にも使用されている。
【０００３】
セリウム系研摩材の製造工程は、研摩材原料を粉砕する工程と、粉砕後の原料を高温で加熱して焙焼することで原料粒子同士を適度に焼結させる工程とに大まかに説明され、更に適宜に分級処理する工程を経て所望の粒径、粒度分布の研摩材が得られている。そして、研摩材原料としては、従来はバストネサイト鉱等の天然の希土類精鉱が使用されていたが、近年ではこれに加えて、希土類精鉱を処理して得られるセリウム系希土類炭酸塩（以下、炭酸希土とも称する）、又は炭酸希土を予め高温で仮焼することにより得られるセリウム系希土類酸化物（以下、酸化希土とも称する）を原料とすることが多くなっている。
【０００４】
ところで、従来のセリウム系研摩材においては、フッ素が数％（全希土類酸化物基準（以下、ＴＲＥＯと称する））含まれている。セリウム系研摩材においてフッ素を含有させるのは、セリウム系研摩材の研摩力の確保のためである。即ち、従来のセリウム系研摩材においては、酸化セリウム等からなる研摩材粒子による機械的研摩作用が主ではあるが、これに加えて、含有するフッ素により被研摩材表面にフッ化物を形成させて被研摩材の侵食を促進するという化学的研摩作用も同時に発揮させて研摩力を向上させるためである。また、フッ素は、研摩材原料の焙焼工程時に既に含有されており、フッ素を含有した状態で焙焼して研摩材が製造される。フッ素は、この焙焼工程において研摩材粒子の焼結を適度に進行させ、これにより、研摩力の高い研摩材粒子が得られる。
【０００５】
そして、従来のセリウム系研摩材では、研摩材原料に応じてフッ素濃度が調整されたものが用いられている。即ち、バストネサイト精鉱は、６重量％程度フッ素を含んでいることから、バストネサイト精鉱を研摩材原料とする場合、特段の処理を施さなくてもフッ素含有の研摩材が製造できる。一方、研摩材原料として近年用いられている炭酸希土又は酸化希土は、その製造工程で大部分のフッ素が除去されていることから、研摩材の製造工程においてフッ化物を添加するなどしてフッ素濃度を調整して製品を製造している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のセリウム系研摩材は、上記説明したように、フッ素を含むことで高い研摩速度を確保し、また、優れた鏡面性を有する研摩面を製造できる。しかし、最近になって、環境問題の重視を背景に研摩材中のフッ素の存在が問題視され、フッ素を含有しないセリウム系研摩材の確立が要求されている。これは、研摩材製造時のフッ素の大気への放出や使用済み研摩材スラリーの排気処理を考慮するものであるが、これに加え、最近、使用済み研摩材のリサイクルの試みが検討されており、その際にもフッ素の存在が障害になっていることも考慮するものである。
【０００７】
フッ素をほとんど含有しないフッ素フリー型のセリウム系研摩材についての従来技術としては、特許文献１では、酸化セリウム４０〜９９．５重量％と、少なくとも１種の他の希土類元素の無色の酸化物を０．５〜６０重量％含むセリウム系研摩材が開示されている。また、本願出願人は、特許文献２において、０．５wt％以下のフッ素を含有し、かつアルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属を元素換算で０．３〜５wt％含有することを特徴とする酸化セリウムを主成分とするセリウム系研摩材を開示している。
【特許文献１】特公昭６３−２７３８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１５５２６９号公報
【０００８】
これら先行技術に関し、前者は、その構成成分としてフッ素を完全に排除し、これによりガラスに対するリサイクル性を確保するものである。しかし、本発明者等によれば、この研摩材は、研摩特性（研摩速度及び研摩面精度）の改善については別段の配慮がなされておらず、実際、研摩速度が低く、研摩傷を多く発生させ研摩面精度にも劣るという問題がある。一方、後者に関しては、研摩特性の改善には前者の先行技術より成功しており、特に、研摩速度の改善は明確にみられる。しかしながら、後者の研摩材についても改良の余地があり、研摩傷の発生についてはより改善が要求されるレベルにある。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、フッ素をほとんど含有しないセリウム系研摩材において、研摩力に加え研摩精度がより改善されたセリウム系研摩材及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、後者の先行技術について検討を行い、上記課題を解決可能な研摩材について検討した。その結果、フッ素を含有しない研摩材において、アルカリ金属及び塩素と研摩特性との関係に着目し、それらの好適な範囲を明確とすることで研摩速度と共に研摩精度を向上させることができることを見出し、本発明に想到した。
【００１１】
即ち、本発明は、酸化セリウムを全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対して３０重量％以上含有し、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度が０．５重量％以下であるセリウム系研摩材において、ナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属をＴＲＥＯに対して合計で０．０１〜３．０重量％含み、更に、ＴＲＥＯに対する塩素濃度が０．３重量％以下であることを特徴とするセリウム系研摩材である。
【００１２】
フッ素を含有しない（ほとんど含有しない）セリウム系研摩材において、その構成成分を希土類酸化物のみにすると、研摩材としての機能が不十分となることは上記で説明した通りである。希土類酸化物に研摩力を付与するためには何らかの添加元素が必要である。本発明では、この添加元素としてナトリウム、カリウム、リチウムといったアルカリ金属が有用であること、及び、塩素濃度低減の必要性を明らかにするものである。
【００１３】
そして、本発明では、研摩材中のアルカリ金属の濃度（ナトリウム、カリウム、リチウムの合計の濃度）を０．０１〜３．０重量％（ＴＲＥＯ基準）とする。０．０１重量％未満では、添加元素を実質的に含まないこととなり、十分な研摩速度が得られないからである。一方、アルカリ金属濃度の増加により、研摩速度の上昇はみられるが、３．０重量％を超えると研摩傷の発生が顕著となり研摩面精度が劣ることとなる。そして、研摩速度と研摩面精度とのバランスの観点からより好ましい範囲は、０．０２〜１．０重量％であり、更に好ましいのは、０．０３〜０．５重量％である。尚、研摩材中の酸化セリウム含有量が高くなると、アルカリ金属は低濃度でもより効果的に作用することができるようになり、例えば、酸化セリウム含有量が９９％（ＴＲＥＯ基準）とした場合、アルカリ金属を０．３重量％以下（ＴＲＥＯ基準）とすることで十分な研摩特性を発揮する。また、添加されるアルカリ金属としては、ナトリウムが特に好ましい。
【００１４】
一方、塩素の影響に関しては、アルカリ金属含有量が適切であっても、塩素を多く含む研摩材は十分な研摩速度が得られない。本発明者等によれば、研摩材中の塩素濃度は０．５重量％以下（ＴＲＥＯ基準）とすることが必要であり、０．１重量％以下が好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る研摩材では、酸化セリウム含有量は少なくとも３０重量％以上（ＴＲＥＯ基準）必要である。３０重量％未満の酸化セリウム含有量では、研摩速度が低く実用的でないからである。好ましくは５０重量％以上（ＴＲＥＯ基準）である。酸化セリウム含有量は、研摩速度の点からは高ければ高い程好ましく、１００％に限りなく近いものであっても良いが、コスト面から９９重量％以下のものが好ましい。
【００１６】
研摩材中のフッ素濃度はＴＲＥＯに対して０．５重量％以下（ＴＲＥＯ基準）であることが必要である。既に述べたように、フッ素は研摩材の製造、使用時において環境への悪影響が懸念されるからであり、また、研摩材のリサイクルにも障害となる成分だからである。そして、より好ましくは、フッ素濃度は０．１重量％以下のものが好ましい。
【００１７】
本発明に係る研摩材において、研摩粒子の特性について好ましいのは、Ｄ５０（レーザー回折・散乱法粒度分布測定による体積基準の積算分率における５０％径）で示される粒径が０．１〜３．０μｍであることが好ましく、０．２〜２．５μｍがより好ましく、０．３〜２．０μｍが更に好ましい。粒径が小さすぎる場合、十分な研摩速度が得られないからであり、逆に粒径が大きすぎると研摩傷の発生が顕著となるからである。
【００１８】
また、研摩粒子の比表面積については、特に限定はないが、１〜２００ｍ２／ｇが好ましい。比表面積と研摩特性との関係は、比表面積が大きいと研摩速度が低下する傾向にあり、比表面積が小さいと研摩傷の発生がみられる。そこで、研摩速度と研摩傷のとのバランスを考慮すると、１〜３０ｍ２／ｇが好ましく、２〜２５ｍ２／ｇがより好ましい。但し、例えば、仕上げ研摩用の研摩材等では、研摩傷の抑制が何より求められる場合がある。このような場合、研摩粒子の比表面積は、比表面積が３０ｍ２／ｇを超えることがあるが、本発明はこのような研摩材においても有効である。即ち、比表面積が大きい研摩材でも、アルカリ金属を含有するものは、含有しないものよりも研摩速度に改善がみられ、高い研摩精度を維持しつつ研摩速度を向上させることができる。
【００１９】
更に、本発明に係る研摩材では、粒径の粗大な粗粒子の少ない研摩材が好ましい。具体的には、ストークス径が５μｍ以上の粗粒子が１．０重量％以下（研摩材重量基準）であるものが好ましい。粗粒子の存在は、研摩傷の要因となるからである。尚、粗粒子含有量は、０．５重量％以下がより好ましく、更に、０．３重量％以下、０．１重量％以下と低い程好ましい。また、本発明において、ストークス径５μｍ以上の粗粒子の測定は、研摩材スラリーをストークスの式に従った計算時間沈降させ、上澄み液を捨てる作業を繰り返すことによって、ストークス径５μｍ以上の粒子を漏れなく分離し、その量を測定する方法により行うのが好ましい。この方法で行うのは、粒度分布測定装置にて１％程度或いは、それ以下しか含有されていない５μｍ以上の粒子の量を正確に測定することは困難であり、大きな誤差が出る。そして、粒径５μｍ以上の粒子をもれなく分離し、その量を測定する方法が測定結果の正確性の観点から好ましいからである。尚、粒径５μｍ以上の粒子を分離して測定する方法としては、上記方法の他、研摩材スラリーを目開き５μｍ以上の電成ふるいを通過させ、ふるい上の残留粒子を乾燥してその量を測定する方法もあるが、１０μｍ以上のふるいならともかく、５μｍのふるいを通過させるのは、かなりの長時間を要し現実的ではない。従って、上記方法が好ましい。
【００２０】
次に、本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法について説明する。本発明に係るセリウム系研摩材の製造においては、基本的に従来のセリウム系研摩材の製造方法に準じるものであり、研摩材原料の粉砕工程、粉砕した研摩材原料の焙焼工程、必要に応じて焙焼物を解砕、分級する工程とを含む。但し、本発明においては、第１に製品となるセリウム形研摩材中の酸化セリウム及びフッ素濃度の制御、第２にアルカリ金属濃度の調整において留意する必要がある。以下、これら留意点を踏まえつつ、本発明に係るセリウム系研摩材の製造方法を説明する。
【００２１】
まず、研摩材原料としては、酸化セリウムをＴＲＥＯに対して３０重量％以上含有するものが好ましい。特に、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度が製造目的の研摩材のＴＲＥＯに対するフッ素濃度より０．１重量％を超えて高くないセリウム系希土類炭酸塩を用いるのが好ましい。このように研摩材原料中のＴＲＥＯに対する酸化セリウム含有量を規定するのは、原料中の酸化セリウムは、その後の焙焼工程等においても減少することなく製品となる研摩材に存在することから、原料の段階から酸化セリウム含有量を規定することは、研摩材中の酸化セリウム含有量を制御することの取って便宜だからである。原料中の酸化セリウム含有量は、製品となる研摩材と同様、５０重量％以上（ＴＲＥＯ基準）が好ましい。また、高ければ高い程好ましく、１００％に限りなく近いものであっても良いが、コスト面から９９重量％以下のものが好ましい。
【００２２】
また、研摩材原料として、セリウム系希土類炭酸塩を用いるのは、本発明がフッ素をほとんど含まないことを目標としていることから、バストネサイトのような予めフッ素を含む原料ではなく、フッ素を含んでいない炭酸希土の適用が好ましいからである。そして、そのフッ素濃度を規定するのは、原料中のフッ素は、その後の焙焼工程において多少揮発除去されるものの、基本的にその大部分が製品となる研摩材に残留することから、原料中のフッ素濃度を規制することが研摩材のフッ素濃度を制御するために好ましいからである。更に、原料中のフッ素濃度が製造目的の研摩材のフッ素濃度より０．１重量％を超えて（ＴＲＥＯ基準）、高くないようにするのは、前述の焙焼時のフッ素の揮発除去によるフッ素濃度の減少量を考慮する場合、原料中のフッ素濃度にはある程度のマージンをとることができ、そのマージンとしては、焙焼温度が低く、フッ素の揮発が少ない場合でも０．１％であることによるものである。尚、製品となる研摩材のフッ素濃度と原料中のフッ素濃度との関連の例として、以下のような関係がある。
【００２３】
【表１】
2006124566.tif 000003
【００２４】
尚、炭酸希土の製造方法としては、例えば、バストネサイト精鉱、モナザイト精鉱、中国複雑鉱精鉱等のセリウム含有希土類精鉱を硫酸分解法やアルカリ分解法によって分解し、分別沈澱や分別溶解等の処理を行って、フッ素、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・除去することにより希土類溶液を得る。そして、得られた希土類溶液を必要に応じて有機溶媒を用いた溶媒抽出により分離・精製してセリウム含有量を高めた希土類溶液を得る。この溶媒抽出の程度によりＣｅＯ２／ＴＲＥＯを３０質量％〜ほぼ１００質量％まで調整することが可能である。特に高純度のものを製造する場合には、希土類溶液に酸化剤を加えてセリウム（ＩＩＩ）をセリウム（ＩＶ）としてから溶媒抽出を行う場合もある。セリウム（ＩＶ）は他の希土類元素（ＩＩＩ）と比べて有機溶媒への抽出挙動に大きな差があり分離・精製が容易となる。これらの希土類溶液と炭酸水素アンモニウムを混合して希土類炭酸塩を沈澱させ、濾過や水洗を行ってセリウム系希土類炭酸塩を得る。尚、このようにして製造される希土類炭酸塩は中国およびその他の国から容易に入手可能である。
【００２５】
そして、本発明に係る研摩材の製造においては、上記のようなセリウム系炭酸希土をそのまま用いても良いが、好ましくは、焙焼前に研摩材原料を、乾燥基準の強熱減量が５〜２５重量％となるように仮焼するのが好ましい。これにより得られる研摩材の研摩速度の向上が望めるからである。この研摩材原料の仮焼は、３００〜８００℃の温度で１０分〜２４時間加熱するのが好ましい。尚、仮焼は、研摩材原料の粉砕前後のいずれで行なっても良く、また、後述のアルカリ金属の化合物を添加する前後のいずれで行なっても良い。また、強熱減量とは、対象物を強熱した際の重量減少率をいう。強熱原料の測定方法としては、予め重量を測定したるつぼに１０５℃で十分乾燥した研摩材用原料を入れその重量を測定した後、炉中で１０００℃で１時間加熱した後乾燥雰囲気下で放冷し、放冷後るつぼの重量を測定し、下記計算式に従うことで求めることができる。
【００２６】
【数１】
2006124566.tif 000004
（Ｂ：強熱減量（％）、Ｗ１：加熱前の研摩材用原料とるつぼの重量（ｇ）、Ｗ２：加熱後の研摩材用原料とるつぼの重量（ｇ）、Ｗ３：るつぼの重量）
【００２７】
一方、研摩材のアルカリ金属の濃度は、焙焼工程前の原料に対し、ナトリウム、カリウム、リチウムの化合物を少なくとも1種添加することにより行なう。この際の化合物の添加量は、焙焼工程に供する研摩材原料中のナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属のＴＲＥＯに対する濃度が合計で０．０１〜３．０重量％となるような量を添加する。アルカリ金属の化合物を添加するのは、炭酸希土にはこれらアルカリ金属が含有されていないからである。添加するアルカリ金属化合物は、安価なナトリウムの化合物が好ましい。そして、その濃度を０．０１〜３．０重量％と研摩材中の最終的なアルカリ金属濃度を同一とするのは、これらのアルカリ金属濃度は、焙焼によっても減少することなく研摩材中に存在することとなるからである。従って、アルカリ金属化合物の添加量は、焙焼工程に供する研摩材原料中のナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属のＴＲＥＯに対する濃度が０．０２〜０．２５重量％とするのが好ましく、０．０３〜０．２０重量とするのがより好ましい。また、アルカリ金属化合物と研摩材原料とを水溶液中で混合し、ろ過することによりアルカリ金属化合物を添加する場合、ろ液中にアルカリ金属が含まれるような場合には、このろ液に残留するアルカリ金属量を考慮して添加するアルカリ金属化合物の量を調整する必要がある。
【００２８】
添加するアルカリ金属化合物としては、研摩特性への塩素の影響を考慮して、塩素とアルカリ金属との重量比（塩素／アルカリ金属）が０．２以下であるものが好ましく、また、その構成元素（化学式に含まれる元素）に塩素を含まないものが好ましい。このようなアルカリ金属化合物を用いることにより、塩素含有量の少ない研摩材を製造できる。アルカリ金属化合物の添加を行なうタイミングは、焙焼工程の前であれば特に限定されることはない。従って、粉砕工程の前後何れで行なっても良く、また、研摩材原料の仮焼を行なう場合にはその前後何れで行なっても良い。尚、添加するアルカリ金属化合物としては、水溶性のものが好ましい。水溶液状態としたほうが研摩材原料との混合を均一に行うことができるからである。好ましい化合物の例としては、アルカリ金属の水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩が挙げられる。特に、水酸化物が好ましい。
アルカリ金属化合物と研摩材原料とを水溶液中で混合し、ろ過することによりアルカリ金属化合物を添加する場合において、水酸化物の水溶液を適用すれば、ろ液中にアルカリ金属が残留せず、アルカリ金属を過剰に添加するおそれがないからである。また、水酸化物を適用することで、研摩速度の良好な研摩材を製造することができる。
【００２９】
焙焼工程前の研摩材原料の粉砕工程としては、通常は粉砕装置により行い、特に湿式粉砕装置により行なうのが一般的である。本発明においても粉砕装置による粉砕は有用であるが、粉砕の手法として、研摩材原料を水を含む溶媒と混合して６０〜１００℃で加熱して、該研摩材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高精度の研摩面を形成できるものとなる。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。従って、アルカリ金属化合物添加の前後何れで行なっても良い。また、研摩材原料の仮焼を行なう場合にはその前後何れで行なっても良いが、原料中の炭酸根が多い状態の方が粉砕効果が高いことから、仮焼前の実施が好ましい。尚、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。
【００３０】
尚、本発明においては、フッ素濃度が上記範囲を超えないことを条件として、フッ素濃度の調整を行っても良い。例えば、フッ素濃度が実質的にゼロである研摩材原料を用いる場合、焙焼前にフッ素化合物を添加してフッ素濃度を調整しても良い。フッ素濃度の増大は、研摩傷発生の問題があるが、その一方で研摩速度上昇の効果がある。また、フッ素濃度が上記範囲内にあるのであれば、研摩傷の問題もさほど大きくない。従って、研摩速度を重視してフッ素濃度を調整するのも有用である・フッ素濃度の調整は、フッ素化合物の添加によるのが好ましく、フッ素化合物としてはフッ化アンモニウム、フッ化水素アンモニウム、フッ化水素酸等が適用できる。また、フッ素濃度調整のタイミングは、焙焼工程前であれば特に限定されるものではない。
【００３１】
以上の、原料の準備（仮焼）及び粉砕工程の後、焙焼工程を経て本発明に係る研摩材が製造される。ここで焙焼工程における焙焼温度は、７００〜１１００℃とするのが好ましく、より好ましくは７５０〜１０５０℃である。また、焙焼時間は０．５〜４８時間が好ましく、より好ましくは１〜２４時間である。双方の条件共、下限値未満であると酸化セリウム粒子の焼結が不十分で研摩速度の低い研摩材となり、また、上限値を超えると粒成長により研摩傷の多い研摩材となるからである。但し、研摩精度に特に優れた高純度の研摩材を製造する場合、上記温度範囲より低い焙焼温度が適用される場合がある。例えば、酸化セリウムを９０重量％以上（ＴＲＥＯ基準）含有するセリウム系希土類炭酸塩を原料とし、これを浸漬加熱粉砕してモノオキシ炭酸塩とし、更に、１３０〜２５０℃で乾燥させて酸化セリウムとした後に焙焼して製造される研摩材は、研摩精度に優れた研摩材である。この研摩材の製造において、焙焼温度を３００〜６００℃と上記範囲より低い温度とすることが好ましいが、この研摩材においてもアルカリ金属を添加することで研摩速度の向上がみられる。従って、焙焼温度については、特に限定はないと考えるべきである。尚、原料の仮焼を行う場合、焙焼温度は仮焼温度より高くする必要がある。焙焼温度が仮焼温度以下であると、焼結が進行し難くなるからである。
【００３２】
焙焼工程後の研摩材については、焙焼物の解砕及び分級処理を行なうのが好ましい。凝集して粗大化した研摩材粒子を解砕すると共に、好適な粒度分布の研摩材とするためである。
【発明の効果】
【００３３】
以上説明したように本発明に係るセリウム系研摩材は、フッ素をほとんど含有しないにもかかわらず、研摩力に優れており、更に、研摩精度も改善された研摩材である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の好適な実施形態を比較例と共に説明する。本実施形態では原料の粉砕工程、焙焼工程を有する研摩材の製造工程において、浸漬加熱粉砕の有無、仮焼の有無、フッ素濃度調整の有無により、異なる数種類の製造工程を適用して研摩材を製造した。以下、それぞれについて説明する。
【００３５】
製造工程１
この製造工程は、原料である炭酸希土について浸漬加熱粉砕及び仮焼を行いつつ、フッ素濃度調整は行わずに研摩材を製造した。この製造工程の概略を図１に示す。この製造工程により製造される研摩材は、後述の実施例１〜１７、実施例２４〜３１、実施例３３〜４９、比較例１〜６、比較例８〜１１、比較例１５、１６に該当する。
【００３６】
ここでの研摩材原料は、ＴＲＥＯ  ４５重量％であり、酸化セリウム含有量６１重量％、フッ素濃度０．１重量%未満（いずれもＴＲＥＯ基準）の炭酸希土である。尚、この原料のアルカリ金属（ナトリウム、カリウム、リチウム）の濃度は、いずれも０．００２重量％未満（ＴＲＥＯ基準）であった。
【００３７】
また、研摩材中の酸化セリウム含有量による相違を検討するため、酸化セリウム含有量の異なる炭酸希土を調整し、これを研摩材原料とする研摩材の製造も行った。この場合の炭酸希土原料の調整は、酸化セリウム含有量９９．９９重量％（ＴＲＥＯ基準）の炭酸セリウム、酸化ランタン含有量９９．９９重量％（ＴＲＥＯ基準）の炭酸ランタン、酸化プラセオジム含有量９９．９９重量％（ＴＲＥＯ基準）の炭酸プラセオジム、酸化ネオジム含有量９９．９９重量％（ＴＲＥＯ基準）の炭酸ネオジム、酸化サマリウム含有量９９．９９重量％（ＴＲＥＯ基準）の炭酸サマリウム、酸化ガドリニウム含有量９９．９９重量％（ＴＲＥＯ基準）の炭酸ガドリニウムを下記のＴＲＥＯ混合割合で混合して、酸化セリウム含有量２５〜９９．９９重量％の炭酸希土原料を製造した（以下、このように調整された原料を調整原料と称する）。尚、この原料のアルカリ金属（ナトリウム、カリウム、リチウム）の濃度も、いずれも０．００２重量％未満（ＴＲＥＯ基準）であった。
【００３８】
【表２】
2006124566.tif 000005
【００３９】
研摩材の製造においては、まず、この研摩材原料を浸漬加熱粉砕した。浸漬加熱粉砕は、原料２０００ｋｇを純水５０００Ｌと混合し、これを攪拌しながら蒸気を吹き込み９０℃に到達してから４時間、この温度を維持した後に放冷することにより行った。そして、浸漬加熱粉砕後のスラリーをろ過した。この浸漬加熱粉砕は、２回（２バッチ）行っている。但し、調整原料を用いる場合には、ＴＲＥＯ相当で９０ｋｇの原料を純水４００Ｌと混合し、これについて浸漬加熱粉砕を行った。
【００４０】
次に、得られた浸漬加熱粉砕炭酸希土を仮焼した。この工程は、浸漬加熱粉砕炭酸希土を６００℃で２時間加熱した。仮焼後の仮焼炭酸希土は、強熱減量（強熱温度１０００℃）は、１５重量％であった。
【００４１】
そして、仮焼後の仮焼炭酸希土を純水を用いて５０００Ｌのスラリーとした後に湿式粉砕した。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３パス行った。粉砕後の５０００Ｌのスラリーを後の試料製造のために１００Ｌ単位に分割した（一部、後述の工程２での研摩材製造に供している。）。但し、調整原料を用いた場合には、仮焼後の原料を純水を用いて２００Ｌのスラリーとした後、同様に湿式粉砕し、粉砕後のスラリーを２分割した。
【００４２】
粉砕後のスラリーについて、アルカリ金属化合物を添加した。添加するアルカリ金属化合物は、実施例より水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、塩化ナトリウムを用いた。また、添加量も０．０００５〜０．５重量％（ＴＲＥＯ基準）と変化させたものを製造した。そして、アルカリ金属化合物添加後のスラリーは、ろ過、乾燥した。但し、塩化ナトリウムを添加したものについては、ろ過せずに全量乾燥して次の工程に供した。尚、実施例２６、２７、及び、比較例２８では、Ｃｌ／Ｎａの重量比がそれぞれ、０．１、０．２、０．２５となるように水酸化ナトリウムと塩化ナトリウムとを混合したものを添加した。また、実施例４９では、添加するアルカリ金属化合物として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムの３種を添加した。
【００４３】
以上の浸漬加熱粉砕、仮焼、アルカリ金属添加後の研摩材原料を焙焼した。ここでの焙焼条件は、焙焼温度６５０〜１１５０℃とし、時間を１２時間とした。最後に、焙焼後の焙焼物を解砕し、分級処理してセリウム系研摩材とした。
【００４４】
製造工程２
この製造工程は、原料である炭酸希土について浸漬加熱粉砕及び仮焼を行い、更にフッ素濃度の調整を行って研摩材を製造した。この製造工程の概略を図２に示す。この製造工程により製造される研摩材は、後述の実施例１８〜２０、比較例７に該当する。
【００４５】
製造工程２では、製造工程１において製造された粉砕仮焼炭酸希土スラリーを分割したものの一部を用いた。粉砕仮焼炭酸希土スラリー１００Ｌに１ｍｏｌ／Ｌのフッ化アンモニウムをフッ素濃度が０．２〜０．９重量％（ＴＲＥＯ基準）となるように添加し、これをろ過してフッ素添加原料とした。そして、この原料に純水を加えて１００Ｌのスラリーとし、後は上述の製造工程１と同様にアルカリ金属化合物の添加、焙焼、解砕、分級して研摩材とした。
【００４６】
製造工程３（ａ）〜（ｃ）
この製造工程では、炭酸希土原料について、浸漬加熱粉砕、仮焼の一方又は双方を行わずに研摩材を製造した。フッ素濃度の調整は行っていない。この製造工程の概略を図３（ａ）〜（ｃ）に示す。この製造工程により製造される研摩材は、後述の実施例２１〜２３に該当する。
【００４７】
製造工程３（ａ）（図３（ａ））では、製造工程１と同様過程にて浸漬加熱粉砕を行った原料をスラリー化し、これを仮焼を行わずに直径１．０ｍｍのジルコニアボールを用いたビーズミルにて３パスの粉砕を行い、このスラリーにアルカリ金属化合物（水酸化ナトリウム）を添加した。そして、その後の工程は製造工程１と同様として研摩材を製造した。
【００４８】
製造工程３（ｂ）（図３（ｂ））では、製造工程１と同様の炭酸希土原料１００ｋｇに純水２００Ｌを混合してスラリーとし、これを浸漬加熱粉砕を行わずに粉砕した。このときの粉砕方法は、直径３．０ｍｍのジルコニアボールを用いたアトライタを循環方式で８時間運転することにより行った。そして、粉砕後のスラリーをろ過した後、製造工程１と同様に、原料を仮焼した後、再度ビーズミルにて粉砕し、アルカリ金属化合物を添加し、焙焼して研摩材を製造した。
【００４９】
製造工程３（ｃ）（図３（ｃ））では、浸漬加熱粉砕も仮焼も行わずに研摩材を製造するものである。ここでは、原料１００ｋｇに純水２００Ｌを混合してスラリーとし、まず、直径３．０ｍｍのジルコニアボールを用いたアトライタを循環方式で８時間運転して粉砕を行い、更に、直径１．０ｍｍのジルコニアボールを用いたビーズミルにて３パスの粉砕を行った。そして、この粉砕炭酸希土スラリーについて製造工程１と同様にアルカリ金属化合物を添加し、焙焼して研摩材を製造した。
【００５０】
製造工程４
この製造工程は、上述の特許文献１（実施例２）の内容に従って研摩材を製造するものである。この製造工程により製造される研摩材は、後述の比較例１２、１３に該当する。
【００５１】
この製造方法では、まず、有効容積２０Ｌの攪拌機付反応槽と、反応槽からのオーバーフローが流入する有効容積２０Ｌの攪拌機付熟成槽とに純水に少量のアンモニア水でｐＨを７．６に調整した液を張った。そして、液を攪拌しながら、反応層に硝酸セリウム（ＩＩＩ）＋硝酸ランタン（ＩＩＩ）水溶液（ＴＲＥＯ  １７１ｇ／Ｌ、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ  ９２重量％、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ  ８％）を０．１６Ｌ／分の速度で添加した。また、この際、３ｍｏｌ／Ｌのアンモニア水を反応槽内のｐＨが７．６に保たれるように連続的に添加した。反応槽、熟成槽の液温は２０℃であった。そして、熟成槽からのオーバーフローをろ過してろ過ケーキを得た。
【００５２】
そして、ろ過ケーキを半分に分割し、一方を温度分布が入口温度１００℃から出口温度１０９０℃まで段階的に変化している回転炉に導入して乾燥、焙焼を行った。乾燥は１００℃〜６００℃で２時間、焙焼は６００〜１０９０℃で３時間であった。焙焼後の焙焼物は、製造工程１と同様に、解砕、分級を行い研摩材を製造した（比較例１２）。また、もう一方のろ過ケーキを、製造工程１と同様に、乾燥、焙焼（焙焼温度１１００℃）、解砕、分級を行い研摩材とした。
【００５３】
製造工程５
この製造工程では、ＴＲＥＯ  ４５重量％であり、酸化セリウム含有量９９．９重量％、フッ素濃度０．１重量%未満、アルカリ金属濃度０．００２重量％未満（いずれもＴＲＥＯ基準）の高純度炭酸セリウムを原料として用い、段落００３１の後半で説明した製造方法にて研摩材を製造した。この製造工程の概略を図４に示す。この製造工程により製造される研摩材は、後述の実施例３２、比較例１４に該当する。
【００５４】
ここでは、原料２００ｋｇを用意し、まず、浸漬加熱粉砕を行なった。浸漬加熱粉砕の条件は、製造工程１と同様とした。そして、これを直径１．０ｍｍのジルコニアボールを用いたビーズミルにて３パスの湿式粉砕を行って、スラリーを２分割した。一方のスラリー（比較例１４）は、直ちに２００℃  ４８時間で乾燥処理し、他方のスラリー（実施例３２）については、アルカリ金属化合物として水酸化ナトリウムを添加した後に、乾燥を行なった。乾燥後、５００℃  １２時間の焙焼を行い、焙焼物をアトマイザーにて乾式粉砕した。そして、粉砕物を純水にて１００Ｌのスラリーとし、最後に、これを直径０．８ｍｍのジルコニアボールを用いたビーズミルにて６パスの湿式粉砕を行ってスラリー研摩材とした。
【００５５】
各種特性の評価
以上の製造工程により製造されたセリウム系研摩材について、Ｄ５０の粒径、ＢＥＴ比表面積、粗大粒子含有量の測定を行い、更に、フッ素濃度、アルカリ金属（ナトリウム、カリウム、リチウム）濃度を測定した。そして、これら研摩材の研摩特性を評価すべく研摩試験を行った。
【００５６】
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。なお、スラリー研摩材についての測定では、当該スラリーを十分に乾燥（１０５℃に加熱）させることにより得られた乾燥品についてＢＥＴ法比表面積を測定した。
【００５７】
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、小粒径側からの累積質量５０質量％における粒径を求めることにより行った
【００５８】
粗大粒子（ストークス径が５μｍ以上の粒子）の含有率の測定は、まず、測定用の容器に、粉末状の測定対象物を２００ｇ入れると共に、０．１％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を容器の上部標線まで入れて十分に混合する。次に、容器を静置し、指定時間静置・沈降させる。指定時間経過後、上部標線から下部標線の間のスラリーを抜き出す。スラリーを抜出し終えると、また新たな０．１％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を容器の上部標線まで注ぎ足して十分に混合し、容器を指定時間、静置・沈降させた後、上部標線から下部標線の間のスラリーを抜き出す。このように、一連の操作（具体的には、ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液の注液、静置・沈降、スラリーの抜き出しからなる一連の操作）を繰り返した（本実施形態では更に６回（都合８回）繰り返した）後、最終的に、容器の下部標線以下に残留した粒子を１０５℃にて十分に乾燥する。このようにして得られた乾燥残留粒子の重量Ａ（ｇ）を精密天秤にて測定した。そして、ストークス径が５μｍ以上の粗大粒子の含有率Ｓ（重量％）を、算出式（Ｓ＝Ａ÷２００×１００）を用いて算出した。指定時間（静置・沈降時間）は、上部標線（スラリー上面）の位置にあるストークス径が５μｍの粒子が下部標線まで沈降するのに要する時間であり、上部標線と下部標線間の距離をストークスの式から算出される沈降速度で割ることにより算出される。上記一連の操作を１回だけしか行わないとすると、下部標線以下の部分にストークス径が５μｍ以下の粒子が多く混入してしまうが、多数回繰り返すと混入量が少なくなる。なお、測定対象物がスラリー研摩材の場合にあっては、ＢＥＴ法比表面積測定で乾燥品を得るときに、スラリー重量に対する乾燥品の重量の割合を測定しておき、この割合から、乾燥品２００ｇに相当するスラリー量を分取して試料として用いる。
【００５９】
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。アルカリ金属濃度の測定は、研摩材を酸溶解した後、原子吸光法にて測定した。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、溶液にアンモニア水を添加して沈殿物を生じさせ、この沈殿物をろ過、洗浄してアルカリ金属を除去した後、これを酸にて再溶解した後、溶液にシュウ酸を添加して沈殿物を生じさせ、この沈殿物を焼成して重量法にて測定した。
【００６０】
そして、研摩材試験については、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。
【００６１】
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、比較例１（アルカリ金属を含まない研摩材）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。
【００６２】
そして、研摩により得られた被研摩面について、純水で洗浄し、無塵状態で乾燥させた後、傷評価を行った。傷評価は、３０万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化し、１００点を満点として減点評価する方式で行った。この傷評価では、ハードディスク用あるいはＬＣＤ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。
【００６３】
本実施例で製造した研摩材の分析結果及び研摩試験の結果を表３〜表５に示す。尚、以下の表において、各実施例に係る研摩材のＴＲＥＯに対するアルカリ金属濃度については、ナトリウム、カリウム、リチウムのうち１種類しか記載されていないが、記載されていない他の２種類については、ナトリウム、カリウム、リチウムの３種を添加した実施例４９を除き、全て０．００２重量％未満であった。
【００６４】
【表３】
2006124566.tif 000006
【００６５】
【表４】
2006124566.tif 000007
【００６６】
【表５】
2006124566.tif 000008
【００６７】
評価１：アルカリ金属濃度による評価
表３は、アルカリ金属濃度による研摩特性の評価結果を示している。まず、アルカリ金属濃度（ナトリウム濃度）を変化させつつ、焙焼温度を９００℃と一定として製造された研摩材（実施例１〜９、比較例１〜３）についてみると、アルカリ金属濃度（ナトリウム濃度）の上昇に伴い、Ｄ５０粒径、粗粒子含有率が増大し、ＢＥＴ表面積は減少している。そして、ナトリウム濃度の上昇に伴い、研摩速度は上昇する傾向があり、ナトリウム濃度が０．０１重量％以上で急激に上昇している。一方、研摩傷評価については、ナトリウム濃度が低い程良好な結果を示している。比較例１、２で傷評価が良くないのは、研摩速度が低すぎるため、一旦傷が発生すると研摩により消すことができないため傷が残留してしまうことによる。
【００６８】
また、表３の下部の結果（実施例４、１０〜１７、比較例４〜６）は、ナトリウム濃度と焙焼温度を変更しつつ製造された研摩材に関する結果であるが、表１からわかるように、ここで設定された焙焼温度は、研摩材の粒径がほぼ一定になるように調整されたものである。この結果を見るとわかるように、ナトリウムの濃度が所定範囲を外れると、粒径をほぼ同じにしても研摩傷の発生がみられる。逆に、ナトリウム濃度を適正範囲にすることで、焙焼温度の適正範囲が広がることがわかる。
【００６９】
更に、実施例４９では、アルカリ金属としてナトリウム、カリウム、リチウムの３種を同時に含むものである。この実施例４９と、アルカリ金属濃度を除き同一条件で製造された実施例１〜６、比較例９とを比較すると、アルカリ金属を３種類含んでいてもその濃度が３重量％以下であれば、研摩特性が著しく劣ることはないことがわかる。
【００７０】
以上の結果から、研摩材中のアルカリ金属濃度は、０．０１〜３．０重量％（ＴＲＥＯ基準）が好ましく、０．０２〜１．０重量％（ＴＲＥＯ基準）がより好ましく、０．０３〜０．５重量％（ＴＲＥＯ基準）が更に好ましいことが確認された。
【００７１】
評価２：塩素濃度による評価
表４の中下部（実施例９、実施例２６、２７、比較例８、９）は、研摩材中の塩素濃度による評価結果を示すものである。この結果から、塩素濃度が増加するに従い、研摩速度が低下するのに加え、傷の発生も多くなる。従って、研摩材中の塩素濃度は、０．３重量％以下が好ましく、０．１重量％以下がより好ましいことが確認された。
【００７２】
評価３：フッ素濃度による評価
表４の上部（実施例４、１８〜２０、比較例７）は、研摩材中のフッ素濃度による評価結果を示すものである。この結果から、フッ素濃度が増加するに従い、研摩速度の上昇がみられるが、反面、傷発生が多くなる。よって、研摩速度と傷とのバランスを考慮すれば、フッ素濃度は、０．５重量％以下（ＴＲＥＯ基準）とすることが必要であり、０．２重量％以下（ＴＲＥＯ基準）とが好ましく、０．１重量％以下（ＴＲＥＯ基準）とがより好ましい。
【００７３】
評価４：浸漬加熱粉砕及び仮焼の有無による評価
表４の中上部（実施例４、２１〜２３）は、浸漬加熱粉砕、仮焼の有無による研摩特性を評価するものである。これらの研摩特性をみると、浸漬加熱粉砕及び仮焼は必ずしも必須の工程ではないことがわかる。但し、浸漬加熱粉砕を行うことで粗粒子の発生量が低減されており、研摩傷発生の抑制効果が確認され、また、仮焼の実施により研摩速度向上の効果が確認される。よって、両者を行うことが好ましい。
【００７４】
評価５：アルカリ金属の種類による評価
表４の中央部（実施例４、２４、２５）は、各種アルカリ金属化合物を添加して製造した研摩材の研摩特性を評価するものである。これらの研摩特性をみると、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムを用いた場合の効果はほぼ同等である。従って、アルカリ金属の種類による相違はさほどないといえる。尚、塩化ナトリウムを添加した場合には、研摩材中の素粒子含有率が高くなり、傷の発生が若干みられる。
【００７５】
評価６：焙焼温度による評価
表４の下部（実施例４、２８〜３１、比較例１０、１１）は、焙焼温度を種々変更して製造した研摩材の研摩特性を評価するものである。この表から、焙焼温度を高くすると、Ｄ５０粒径、粗粒子含有率が増大し、ＢＥＴ表面積は減少している。そして、焙焼温度の上昇に伴い、研摩速度は上昇するが、傷の発生も多くなる。
【００７６】
従って、同一のアルカリ金属濃度の範囲内においては、焙焼温度は、７００〜１１００℃が好ましく、７５０〜１０５０℃がより好ましい。また、Ｄ５０粒径は、０．１〜３．０μｍであることが好ましく、０．２〜２．５μｍが更に好ましい。そして、ＢＥＴ比表面積については、１〜３０ｍ２／ｇが好ましく、２〜２５ｍ２／ｇがより好ましい。
【００７７】
評価７：酸化セリウム含有量による評価
表５の中央部（実施例３３〜４０、比較例１５）は、焙焼温度を９００℃と一定にし、酸化セリウム含有量を変化させた研摩材の評価結果を示す。この結果から、酸化セリウム含有量の上昇に伴い、Ｄ５０粒径、粗粒子含有率が増大し、ＢＥＴ表面積は減少している。そして、酸化セリウム含有量の上昇に伴い、研摩速度は上昇する傾向があり、３０重量％以上で急激に上昇している。一方、研摩傷評価については、酸化セリウム含有量が低く、粗粒子が少ない程、良好な結果を示している。比較例１４で粗粒子が少ないにもかかわらず傷評価が良くないのは、研摩速度が低すぎるため、一旦傷が発生すると研摩により消すことができないことよる。
【００７８】
また、表５の下部の結果（実施例４１〜４８、比較例１６）は、酸化セリウム含有量と焙焼温度を変更しつつ製造された研摩材に関する結果であるが、ここで設定された焙焼温度は、研摩材の粒径がほぼ一定になるように調整されたものである。この結果を見るとわかるように、酸化セリウム含有量が低いと、焙焼温度を高めに設定して粒径を揃えても傷の発生が多い研摩材となる。以上を考慮すると、研摩材粒の酸化セリウム含有量は３０重量％以上（ＴＲＥＯ基準）とすることが好ましい。
【００７９】
比較例１２、１３に関する評価
比較例１２、１３は、本発明に係る方法とは全く異なる方法で製造された研摩材であるが、その評価結果（表５最上部）を見るとわかるように研摩傷の発生がみられる上に、研摩速度もさほど高くないことが確認された。また、そもそも、この製造方法は、手間がかかり工業的とはいい難い。
【００８０】
実施例３２、比較例１４に関する評価
実施例３２、比較例１４は、他の実施例に係る研摩材とは異なる原料、工程にて製造された研摩材である。その評価結果（表５上部）からわかるように、比較例１４の研摩材は、研摩面精度が極めて良好な研摩材であるが、研摩速度が比較的低いという問題がある。そこで、実施例３２は、研摩材にアルカリ金属を添加したものであるが、アルカリ金属の添加により、研摩速度の明確な改善が見られた。この際、良好な研摩面精度を損なうことはない。よって、アルカリ金属を含有させることは、かかる研摩材の研摩特性改善にも有効であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本実施形態の製造工程１の工程を示す図。
【図２】本実施形態の製造工程２の工程を示す図。
【図３】本実施形態の製造工程３（ａ）〜（ｂ）の工程を示す図。
【図４】本実施形態の製造工程５の工程を示す図。
【図１】
2006124566.tif 000009
【図２】
2006124566.tif 000010
【図３】
2006124566.tif 000011
【図４】
2006124566.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月19日(2004.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化セリウムを全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対して３０重量％以上含有し、ＴＲＥＯに対するフッ素濃度が０．５重量％以下であるセリウム系研摩材において、
ナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属をＴＲＥＯに対して合計で０．０１〜３．０重量％含み、
更に、ＴＲＥＯに対する塩素濃度が０．３重量％以下であることを特徴とするセリウム系研摩材。
【請求項２】
フッ素濃度がＴＲＥＯに対して０．１重量％以下である請求項１記載のセリウム系研摩材。
【請求項３】
ナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属をＴＲＥＯに対して合計で０．０２〜１．０重量％含み、ＴＲＥＯに対する塩素濃度が０．１重量％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。
【請求項４】
アルカリ金属がナトリウムである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のセリウム系研摩材。
【請求項５】
研摩材原料を焙焼する焙焼工程、該焙焼工程前に研摩材原料を粉砕する原料粉砕工程を有するセリウム系研摩材の製造方法において、
前記研摩材原料として、酸化セリウムをＴＲＥＯに対して３０重量％以上含有するセリウム系希土類炭酸塩を用い、
前記焙焼工程の前に、ナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属のＴＲＥＯに対する濃度が合計で０．０１〜３．０重量％となるように、ナトリウム、カリウム、リチウムの化合物を少なくとも1種、研摩材原料に添加する工程を有し、
添加する前記ナトリウム、カリウム、リチウムの化合物として、塩素とアルカリ金属との重量比（塩素／アルカリ金属）が０．２以下である化合物を用いることを特徴とするセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項６】
添加するナトリウム、カリウム、リチウムの化合物として、塩素を構成元素として含まない化合物を用いる請求項５記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項７】
焙焼前の研摩材原料を、乾燥基準の強熱減量が５〜２５重量％となるように仮焼する工程を有する請求項５又は請求項６記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項８】
原料中のナトリウム、カリウム、リチウムからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属のＴＲＥＯに対する濃度が合計で０．０２〜１．０重量％となるように、ナトリウム、カリウム、リチウムの化合物を少なくとも1種添加する請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項９】
焙焼工程前にナトリウムの化合物を添加する請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項１０】
焙焼工程前に、研摩材原料を水を含む溶媒と混合して６０〜１００℃で加熱して、該研摩材原料を粉砕する請求項５〜請求項９のいずれか１項に記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
従来のセリウム系研摩材は、上記説明したように、フッ素を含むことで高い研摩速度を確保し、また、優れた鏡面性を有する研摩面を製造できる。しかし、最近になって、環境問題の重視を背景に研摩材中のフッ素の存在が問題視され、フッ素を含有しないセリウム系研摩材の確立が要求されている。これは、研摩材製造時のフッ素の大気への放出や使用済み研摩材スラリーの廃棄処理を考慮するものであるが、これに加え、最近、使用済み研摩材のリサイクルの試みが検討されており、その際にもフッ素の存在が障害になっていることも考慮するものである。