(57)【要約】【課題】粗大粒子濃度が低く高精度の研摩面を形成することができ、かつより高い研摩力が確保されているセリウム系研摩材の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明は、セリウム系研摩材の原料を粉砕する工程、粉砕後の原料を焙焼する工程、焙焼後の原料を湿式処理する工程、を有するセリウム系研摩材の製造方法において、湿式処理後に、湿式処理後の原料を２００〜７００℃で加熱する低温再焙焼工程を有することを特徴とするセリウム系研摩材の製造方法である。本願発明においては、湿式処理後の原料を乾燥工程で十分に乾燥させ、この乾燥原料について低温再焙焼工程を行なうことにより、特に好ましい特性を有する研摩材を製造することができる。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セリウム系研摩材の原料を粉砕する工程、粉砕後の原料を焙焼する工程、焙焼後の原料を湿式処理する工程、を有するセリウム系研摩材の製造方法において、
湿式処理後に、湿式処理後の原料を２００〜７００℃で加熱する低温再焙焼工程を有す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２】
湿式処理として、湿式粉砕及び／又は湿式分級を行う請求項１記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項３】
低温再焙焼工程の加熱時間は０．５〜６０時間とする請求項１又は請求項２記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項４】
湿式処理工程後、低温再焙焼工程前に乾燥工程を有する請求項１〜請求項３記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項５】
乾燥工程は、湿式処理で得られる研摩材スラリーを噴霧し加熱することによる請求項４記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項６】
噴霧により形成された研摩材スラリーの液滴を乾燥させる雰囲気の温度は１２０℃〜３００℃である請求項５に記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項７】
乾燥工程は、研摩材スラリーに振動を加えた状態で、該研摩材スラリーを加熱することによる請求項４記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項８】
研摩材スラリーの雰囲気温度は、３０℃〜２００℃である請求項７記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項９】
研摩材スラリーは、有機溶剤を含有している請求項４〜請求項８記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項１０】
乾燥開始時の研摩材スラリーの溶媒中の有機溶剤濃度は、０．１重量％〜３０重量％である請求項９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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セリウム系研摩材の製造方法に関し、特に、原料の焙焼後の処理において特徴を有するセリウム系研摩材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セリウム系研摩材（以下、単に研摩材とも称する）は、従来から、光学レンズの研摩に多用されているが、近年、ハードディスク等の磁気記録媒体用ガラスや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のガラス基板といった電気・電子機器で用いられるガラス材料用の研摩材としても広く用いられている。
【０００３】
セリウム系研摩材は、例えば、バストネサイト鉱や中国産複雑鉱をから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）を原料として、次のようにして製造される。
【０００４】
まず、これらのセリウム系研摩材の原料を粉砕し、その後、化学処理（焙焼時に異常粒成長の原因となるナトリウム等のアルカリ金属を除去する処理（鉱酸処理）、及び、セリウム系研摩材の研摩力の確保や被研摩面の平滑性の確保を目的としてフッ素成分を添加する処理（フッ化処理）を示す。）を施して、濾過し、乾燥する。その後、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、焼結後の原料を再度粉砕（再粉砕）すると共に再粉砕の原料を分級し所望の粒径、粒度分布の研摩材を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、研摩材製品に要求される特性としては、傷のない高精度の研摩面を形成できることである。特に最近の高密度、高速度記録に対応できる磁気記録媒体用のガラス基板の研摩面は、その平滑性などについて、非常に高い精度が要求されている。そして、この研摩面の平滑性には、研摩材中の粗大粒子の有無が関連していると考えられており、研摩材には粗大粒子が含まれていないことが望まれる。
【０００６】
そこで、この研摩材中の粗粒子の含有量を低減する手法が検討されており、例えば、上記製造工程において焙焼、再粉砕後の原料の分級条件を適宜調整する方法や粗粒子除去のための工程を追加する方法等が報告されている。ここで、粗粒子含有量低減のための比較的簡易な手法として、焙焼後の原料の処理として湿式処理を行なう手段が知られている。この湿式処理とは、例えば、焙焼後の原料に対しアトライタ、ボールミル、ビーズミル等を粉砕機を用いて溶媒中での粉砕（湿式粉砕）や、焙焼後の原料を乾式又は湿式で粉砕して湿式で分級する（湿式分級）といったものである。これらの湿式処理は、溶媒中に原料を適度に分散させつつ粉砕、分級することにより粗大粒子を残留させることなく処理が可能である。そして、湿式処理後の原料を乾燥又することで研摩材を製造することができる。
【０００７】
この湿式処理により得られる研摩材は、粗粒子含有量が低減され、研摩傷の発生を抑えて高精度の研摩面を形成することができる。しかしながら、その反面、研摩力に劣り研摩速度において必ずしも満足できるものが得られないという問題があることが本発明者等の検討により明らかとなっている。この研摩力は、研摩工程における研摩作業効率を考慮すると無視できない特性である。
【０００８】
本発明は、以上のような背景の下になされたものであり、粗大粒子濃度が低く高精度の研摩面を形成することができ、かつより高い研摩力が確保されているセリウム系研摩材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者等は、上記課題を解決すべく、まず、焙焼後原料の処理として湿式処理を経て製造される研摩材につき検討を行ない、研摩力との関連を調査した。そして、その結果、湿式処理を経た研摩材中には希土類（セリウム等）の水酸化物が含まれていることを見出した。この希土類水酸化物が発生する要因としては、研摩材原料は焙焼により希土類酸化物となるが、その後の湿式処理において溶媒と反応することにより一部の酸化物が水酸化物に変化することによるものと考えられる。そして、湿式処理で生じた水酸化物は、乾燥工程では全てが酸化物に戻ることはなく一部が水酸化物として残留するのである。本発明者等によれば、この希土類水酸化物は軟質であり研摩作用はない。従って、湿式処理を経た研摩材は、有用な（研摩作用を有する）研摩粒子の含有率が低く、その結果、研摩力が低いのである。
【００１０】
そこで、本発明者等は、より研摩力の高い研摩材を得るためには、湿式処理により生じた水酸化物を研摩材製品にする前に酸化物に変化させる工程を追加することが必要であると考察した。そして、その手段として、湿式処理後の原料を所定温度で熱処理する工程（低温再焙焼工程）を行なうことが有用であることを見出し本発明に想到した。
【００１１】
即ち、本発明は、セリウム系研摩材の原料を粉砕する工程、粉砕後の原料を焙焼する工程、焙焼後の原料を湿式で処理する工程、を有するセリウム系研摩材の製造方法において、湿式処理後の原料を２００〜７００℃で加熱する低温再焙焼工程を有することを特徴とするセリウム系研摩材の製造方法である。
【００１２】
この低温再焙焼工程とは、湿式処理後の原料に対し、焙焼工程における焙焼温度以下の温度を与えることにより、湿式処理で生じた希土類水酸化物を酸化物に変化させるものである。そして、この低温再焙焼工程の条件は、２００〜７００℃とする。２００℃未満では希土類水酸化物の酸化物への変化が生じ難く研摩材の研摩速度向上を図ることができないからであり、７００℃を超えて加熱すると、原料の焼結が生じ粗大粒子が増加し研摩傷の原因となるからである。この加熱温度の特に好ましい範囲は、２００〜５００℃である。
【００１３】
そして、加熱時間については、０．５〜６０時間とするのが好ましい。０．５時間未満では酸化物への変化が生じないからであり、６０時間を超えて加熱しても効果に変化はみられずむしろ傷発生のおそれが生じるからである。そして、製造効率も考慮すればこの加熱時間は１〜４０時間とするのが特に好ましい。尚、この加熱時間は、加熱温度との関連で調整することとし、加熱温度が比較的高い場合には加熱時間を短くすることが好ましい。
【００１４】
この低温再焙焼工程のための装置としては、最初の焙焼工程と同様の装置、例えば、静置炉、ロータリーキルン等で行うことができる。
【００１５】
ここで、本発明における低温再焙焼工程は、湿式処理後の原料（スラリー状態の原料又はスラリーからろ過、脱水して得られる原料）に対して行なうこともでき、湿式処理後の原料の乾燥と低温再焙焼とを同時に行なうことができる（つまり、乾燥工程における乾燥温度を本願発明の低温焙焼温度とすることで、乾燥工程と低温再焙焼工程とを同時に行なうができる。）。後者の場合、低温焙焼工程は乾燥工程で使用する乾燥装置内（スプレードライヤー等）でも行なうこととなり、研摩材の効率的な製造が可能となる。
【００１６】
但し、乾燥工程と低温再焙焼工程とを同時に行う場合、処理温度によっては原料粒子の乾燥凝集が生じ粗大粒子が生じるおそれがある。また、乾燥工程と低温再焙焼工程とを同時に行う場合には、低温再焙焼のための熱量に加え、乾燥のための熱量が更に必要となることから、上記加熱温度で加熱しても水酸化物の酸化が十分生じないおそれがある。そこで、本願発明においては、低温再焙焼工程の前に湿式処理後の原料を乾燥させる乾燥工程を別に備えることが好ましい。即ち、湿式処理後の原料をまず低温で十分に乾燥させ、この乾燥させた原料を更に加熱して低温再焙焼を行なうことにより、より好ましい特性を有する研摩材を製造することができるのである。
【００１７】
ここで、本願において乾燥とは、湿式処理後の原料の付着水分を蒸発除去させる工程であって、ＪＩＳ−Ｋ００６７に規定されている乾燥減量試験（大気圧下１０５℃２時間での乾燥条件下での試験）における乾燥減量が３重量％以下となるまで処理する工程をいう。そして、この乾燥工程については、湿式処理後の原料をろ過、脱水して炉中で静置して加熱する一般的な方法によっても良いが、粗大粒子の発生抑制の観点から本発明者等は以下の２つの乾燥方法が好ましいとする。
【００１８】
第１の好ましい乾燥方法としては、湿式処理で得られる研摩材スラリーを噴霧し加熱する乾燥方法である。この噴霧による乾燥（以下、噴霧乾燥ともいう）とは、湿式処理後のスラリーをろ過等せずに乾燥対象とするものであり、スラリーを回転円板式やノズル式の噴霧手段によって乾燥室（チャンバ）内に噴霧し、噴霧されて霧状になった研摩材スラリーを加熱気体に接触させて乾燥させるものである。この噴霧乾燥によれば、スラリー中の研摩材粒子は、瞬時に他の粒子と離れた状態で乾燥され、乾燥時の凝集が抑制され、粗大粒子の生成が防止された研摩材を得ることができる。また、噴霧乾燥によれば、霧状の研摩材スラリーを加熱気体中に放出することにより、極短時間内に乾燥させて研摩材粉末を得ることができ、通常の乾燥工程におけるろ過・脱水を行なうことなく効率的な乾燥を行なうことができる。
【００１９】
この噴霧乾燥の具体的方法としては、湿式処理後の原料スラリーを、回転円板式や、二流体ノズル式あるいは圧力ノズル式といったノズル式の噴霧手段により、スプレードライヤ（噴霧乾燥装置）といった乾燥室内に噴霧して乾燥させるものである。尚、この噴霧するときのスラリーは、湿式粉砕で得られるスラリーをそのまま噴霧しても良いが、固形分（原料粒子）が１重量％〜５０重量％（好ましくは１０重量％〜４０重量％）のスラリーとするのが好ましい。
【００２０】
また、研摩材スラリーの噴霧手段としては、回転円板式や、二流体ノズル式あるいは圧力ノズル式といったノズル式のものを用いることができるが、回転円板式及び二流体ノズル式が好ましい。研摩材スラリーを噴霧により霧状にしやすく、乾燥凝集が確実に防止されるからである。そして、回転円板式スプレーを用いる場合、一般的には円板の外周縁の周速は、１０〜２００ｍ／ｓｅｃの範囲とするのが好ましい（５０ｍ／ｓｅｃ以上が好ましく、１００ｍ／ｓｅｃ以上がより好ましい）。この周速は、速いほど微細な液滴が得られ、乾燥時の粗大な凝集粒子の生成が抑制される。また、二流体ノズル式スプレーを用いる場合、スラリー供給圧力（供給ポンプの吐出圧）は、０．２９ＭＰａ〜０．９８ＭＰａが好適であり、噴霧圧力（気体（通常は空気）の圧力）は、０．２９ＭＰａ〜０．９８ＭＰａが好適である。いずれかの圧力が下限圧力未満になると、噴霧時の分散が不十分で得られる粒子が大きくなりすぎるからである。そして、上限圧力を超えると、噴霧が不均一になり、微粒子と粗粒子ともに多くなるためやはり好ましくない。なお、同様の理由で、圧力ノズル式スプレーを用いる場合、噴霧圧力は、０．９８ＭＰａ〜２９．４ＭＰａが好ましい。
【００２１】
そして、ノズル式の噴霧手段を用いる場合、ノズル径は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。これより大径では、研摩材スラリーを乾燥させるにしては、生成される液滴が大きすぎ、乾燥時に研摩材粒子の凝集が生じやすいからである。生産性、詰まり具合、液滴の大きさなどを総合的に考慮すると、ノズル径は、０．１ｍｍ〜１ｍｍがより好ましい。
【００２２】
また、噴霧により形成された研摩材スラリーの液滴を乾燥させる雰囲気の温度、つまり、乾燥室（チャンバ）内の温度は、１２０℃〜３００℃とするのが好ましい。３００℃を超えると、乾燥凝集により粗大な粒子が生じ易いからである。このようなことからすれば、２００℃以下がより好ましく、より確実に粗大な凝集粒子の生成を防止するには雰囲気の最高温度は１５０℃以下がさらに好ましい。尚、スプレードライヤには、噴霧の向き及び熱風の流れる向きによって、並流型、向流型、並向流型（混合型）等があり、いずれの形式を用いることも可能である。
【００２３】
第２の好ましい乾燥方法としては、研摩材スラリーに振動を加えた状態で、研摩材スラリーを加熱する方法である。この振動を加えた状態での乾燥（以下、振動乾燥ともいう）とは、例えば、乾燥対象の湿式処理後の研摩材スラリーを振動可能に設置された乾燥容器内に投入し、該乾燥容器を振動させて乾燥容器内のスラリーを動かしながら行うような乾燥のことである。また、多孔板を用いた流動床上に研摩材スラリーを供給し、この流動床を振動させながら乾燥させる手段もある。このように乾燥時に研摩材スラリーを振動させると、研摩材粒子の凝集が防止されるため、研摩傷が生じ難い研摩材を製造することができる。
【００２４】
振動乾燥における振動数は、２０Ｈｚ以上、特に２５Ｈｚ以上が好ましい。乾燥凝集の抑制に関し、より高い効果が得られるからである。また、振動乾燥開始時の研摩材スラリーの固形分は５重量％〜５０重量％が好ましい。固形分の濃度が５重量％未満であると迅速な乾燥が難しく乾燥コストが高くなりすぎるからである。また５０重量％を超えるスラリーを得るには、別途、加熱蒸発などによる濃縮工程が必要になるなど、乾燥工程が却って複雑になるからである。乾燥時間は、スラリー濃度、乾燥温度、乾燥時の雰囲気の圧力等によって変わるが１時間〜２４時間が好ましい。なお、乾燥時の研摩材スラリーの雰囲気温度は２００℃以下が好ましい。これより高いと乾燥凝集が生じやすいからである。ただし雰囲気温度は３０℃以上が好ましい。これより低いと乾燥に要する時間が長くなり、作業効率が低下するからである。
【００２５】
一方、上記２つの乾燥工程においては、研摩材スラリーの雰囲気を真空雰囲気、即ち大気圧よりも圧力が低い雰囲気下とするのが好ましい。溶媒の蒸発が促進されやすい環境であり、迅速な乾燥が可能であり、しかも乾燥凝集が生じ難いと考えられる。
【００２６】
また、より乾燥凝集を抑制する方法としては、乾燥対象の研摩材スラリーに有機溶剤を含有させるのがより好ましい。この有機溶剤は、溶液に対する溶解度が１％以上のものであれば、特に限定されるものではない。例えば、水又は水を主成分とする溶液（水系溶媒）が溶媒として用いられている場合は、水に対する溶解度が１％以上の有機溶剤が好ましい。溶解度が１％未満のものは、水との親和力が低すぎ、乾燥凝集を抑制する十分な効果が得られない場合があるからである。この点で、溶解度が高い有機溶剤により好ましいものが多いことが解っている。なお、好ましい有機溶剤としては、例えばメタノール、エタノール、１−プロパノール（ｎ−プロピルアルコール）、２−プロパノール（イソプロピルアルコール）、２−メチル−１−プロパノール（イソブチルアルコール）、２−メチル−２−プロパノール（ｔｅｒｔ−ブチルアルコール）、１−ブタノール（ｎ−ブチルアルコール）、２−ブタノール（ｓｅｃ−ブチルアルコール）等のアルコール、１，２−エタンジオール（エチレングリコール）、１，２−プロパンジオール（プロピレングリコール）、１，３−プロパンジオール（トリメチレングリコール）、１，２，３−プロパントリオール（グリセリン）等の多価アルコール、アセトン、２−ブタノン（メチルエチルケトン）等のケトン、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、１，４−ジオキサン等を挙げることができる。
【００２７】
そして、乾燥開始時における研摩材スラリーの溶媒中の有機溶剤濃度は０．１重量％〜３０重量％であるのが好ましい。溶媒中の有機溶剤の濃度が０．１重量％より低いと、研摩材粒子の凝集を防止する効果が十分に得られないことがあるからである。そして、３０重量％を超えて有機溶剤を含有させても、完全に水を除去した有機溶剤を１００重量％使用しない限りは、凝集を防止する効果はほとんど変化しないでコストが高くなるからである。
【００２８】
尚、有機溶剤を添加する場合、乾燥工程における研摩材スラリーの雰囲気温度は、含有させた有機溶剤の沸点温度より低いのが好ましい。一般的には３０℃〜１００℃が好ましい。
【００２９】
このように本発明によれば、焙焼後の原料を湿式処理することを基本としているので、粗大粒子の発生を抑制し研摩傷の発生させることのない研摩面を形成することのできる研摩材を製造することができる。そして、本発明の特徴である低温再焙焼は、この湿式処理により生じた希土類水酸化物を酸化物とするものであり、これにより研摩材の研摩力を確保することができる。この湿式処理と低温再焙焼との組み合わせにより、両者の効果が相乗された優れた研摩特性を有するセリウム系研摩材を得ることができる。また、本発明は、乾燥工程と組み合わせることにより、粗大粒子の発生をさらに抑制しより好ましい研摩材を製造することができる。
【００３０】
尚、本発明においては、焙焼後の原料を湿式処理し、この湿式処理後に低温再焙焼を行う点において特徴を有する。従って、湿式処理前の工程においては特に制限されるものではない。例えば、原料の粉砕工程については、乾式粉砕、湿式粉砕のいずれの方式を採用しても良く（一般的には湿式粉砕が適用される）、湿式粉砕についてもアトライタ、ボールミル、ビーズミル等の粉砕機のいずれによっても良い。また、このような一般的な機械的粉砕の他、セリウム系研摩材の原料としてセリウム系希土類炭酸塩、又はセリウム系希土類炭酸塩とセリウム系希土類酸化物とが混在するものが用いられる場合には、原料を水溶液中に浸漬させた状態で加熱する粉砕方法が有用であることが本願出願人により確認されているが、この粉砕方法を適用しても良い（この粉砕方法の詳細については特願２００１−１６０６４４参照）。更に、焙焼工程についても一般的なセリウム研摩材の製造方法において採用される装置、条件が適用できる。
【００３１】
また、焙焼後の湿式処理としては、湿式粉砕、つまり、アトライタ、ボールミル、ビーズミル中での湿式での粉砕や、焙焼後の原料を乾式粉砕又は湿式粉砕しこれを湿式で分級する方法が好ましい。尚、湿式粉砕する場合でも焙焼工程により原料は全体的に又は部分的に凝集・固化していることがあることから、この湿式粉砕の前工程として焙焼後の原料を乾式で粉砕（解砕）を行うことで、湿式粉砕の粉砕効率を向上させることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００３３】
第１実施形態：原料としてセリウム系希土類酸化物（中国産）を用意した。なお、原料のＴＲＥＯは９９％、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯは６０％であった。この原料２５ｋｇ、純水２５ｋｇ及び粉砕媒体１４０ｋｇを湿式ボールミルの粉砕容器に投入して粉砕を行った。なお、粉砕媒体は、直径５ｍｍのジルコニア（ＹＴＺ）ボールであり、粉砕容器は容量が１００Ｌ（リットル）のものであった。また、粉砕時間は８時間であった。
【００３４】
粉砕後、フィルタープレス法による濾過を行い、濾別された研摩材原料を、ＰＴＦＥ製のパットに入れた状態で、１２０℃、２４時間静置乾燥させた。静置乾燥後、得られた研摩材原料をロールクラッシャで乾式粉砕した。そして、乾式粉砕により得られた研摩材原料を石英製の皿に載置した状態で電気炉により９００℃、１２時間焙焼した。焙焼後、サンプルミル（不二パウダル（株）製）により１パス（１回）、乾式粉砕を行った。
【００３５】
そして、当該乾式粉砕後に得られた研摩材原料のうちの１８ｋｇと純水７２ｋｇとを混合して調製したスラリーを、ミルを用いて３時間粉砕（解砕）した。用いたミルは「三井鉱山（株）製、砕王：ＳＣ２２０／７０型」であり、粉砕媒体として、直径０．８ｍｍのジルコニアボールを２．７ｋｇ用いた。また、ミル内に設置されるロータの回転数は１５００ｒｐｍとした。なお、このミルは、ホールディングタンク内のスラリーを、ミルの粉砕容器内に供給すると共に粉砕容器内で粉砕されたスラリーを再びホールディグタンクに戻して循環させながら粉砕するものであり、スラリーの循環量は１５リットル／分であった。
【００３６】
以上の工程を経て、固形分が２０重量％の研摩材スラリー（以下、単にスラリーとも称する）を得た。なお、このスラリー中の研摩材粒子について粒径に関する測定を行った結果、直径が１０μｍ以上の研摩材粒子の含有率が４０ｐｐｍ、平均粒径（Ｄ５０）が０．７６μｍ、最大粒径が３．０６μｍであった。これらの値の測定には後述する各方法を用いた。
【００３７】
次にこのスラリーを噴霧させて乾燥した。噴霧乾燥には、いわゆる並流型のスプレードライヤ（大河原化工機（株）製、Ｌ−８型）を用いた。並流型の装置は、スラリーを乾燥用のチャンバ（乾燥室）内にスプレーし、これに平行して熱風（乾燥用の空気）を吹きかけることでスラリーを乾燥させるものである。そして、本実施形態では噴霧手段として回転円板式のものを用いた。噴霧条件は、回転円板（アトマイザ）直径５０ｍｍ、円板回転数３５０００ｒｐｍ（周速９２ｍ／ｓｅｃ）、噴出量３０ｍＬ（ミリリットル）／分、熱風のチャンバ入口温度（回転円板位置温度）１５０℃、出口温度が５０℃とした。
【００３８】
そして、乾燥した原料を低温再焙焼処理した。低温再焙焼処理は、乾燥後の原料を静置型電気炉に封入して加熱した。このときの加熱条件は、加熱温度２００℃で加熱時間５時間とした。
【００３９】
第２〜第４実施形態：第１実施形態と同様の工程で乾燥工程まで処理した、乾燥原料につき低温再焙焼の条件を変更して研摩材を製造した。低温再焙焼の条件は、加熱温度を３００、５００、７００℃とし、加熱時間を５時間とした。
【００４０】
第５実施形態：第１実施形態と同様の工程で湿式粉砕工程まで処理し、乾燥対象のスラリーを、噴霧による乾燥ではなく、振動させながら乾燥させて低温再焙焼処理した実施形態である。具体的には、振動乾燥機（中央化工機（株）製：ＶＵ型）を用いて乾燥対象のスラリーを乾燥させた。この乾燥機は、乾燥対象のスラリーが投入される容器を振動させる加振手段を備えており、容器内のスラリーを振動させながら乾燥させることができる。また、この乾燥機の容器は、いわゆるジャケット構造になっており、容器を構成する材料は、その内部に温水などの液体（熱源）を流通させることが可能な隙間を有している。従って、ジャケット内に熱媒体を流通させることで容器内を加熱できる。本実施形態では、加振手段によって容器を振動させ、ジャケット内に温水を流通させて容器を加熱しながらスラリーを乾燥させた。なお、乾燥条件は、容器の振動数が３０Ｈｚ、乾燥時の容器温度６０℃、容器内の内圧０．００６７ＭＰａであった。
【００４１】
そして、低温再焙焼処理は、加熱温度３００℃で加熱時間５時間とした。その他の条件は第１実施形態と同様とした。
【００４２】
第６実施形態：本実施形態では、第１実施形態と同様の工程により得られる乾燥対象のスラリーに有機溶剤（添加剤）を加えて、スラリーを乾燥させ低温再焙焼した実施形態である。具体的には、真空混合乾燥機（（株）ダルトン製：ＡＭＶ型）を用いて研摩材スラリーを乾燥させた。この乾燥機は、スラリーが投入されるジャケット構造の容器と、投入されたスラリーを撹拌する手段とを備える。また、この乾燥機は真空ポンプを備えており、必要に応じて容器内を密閉し減圧して（真空にして）スラリーを乾燥させることができる。
【００４３】
本実施形態では、まず、乾燥対象の研摩材スラリーを１０ｋｇ（うち溶媒が８ｋｇ）取り分け、これにエタノール（有機溶剤）０．４２ｋｇを加えて溶媒中のエタノール含有率が約５．０％の研摩材スラリーを調製した。このスラリーを乾燥機の容器に投入して乾燥させた。乾燥条件は、容器の隙間に流通させる水の水温が５０℃、容器内圧力が０．００６７ＭＰａであった。また、容器を自転２３０ｒｐｍ、公転１５９ｒｐｍで回転させてスラリーを撹拌した。
【００４４】
そして、低温再焙焼処理は、加熱温度３００℃で加熱時間５時間とした。その他の条件は第１実施形態と同様とした。
【００４５】
第１〜第６実施形態に対する比較として、以下の比較例を用意した。これらの比較例は、上記実施形態で行った低温再焙焼工程を行うことなく乾燥のみで研摩材としたものと、低温再焙焼工程は行うが、その条件を好ましい範囲から外れた条件で行ったものとからなる。
【００４６】
比較例１〜比較例３：比較例１は、第１実施形態と同様の工程にて乾燥工程までを行い、これを研摩材としたものである。同様に比較例２は第５実施形態に、比較例３は第６実施形態に対応し、それぞれで行った低温再焙焼工程を行うことなく研摩材としたものである。
【００４７】
比較例４、５：これらの比較例は第１実施形態に対して、低温再焙焼工程の条件を好ましい範囲より外れた値で行ったものである。具体的には、第１実施形態と同様の工程にて乾燥させた原料を、加熱温度１００℃、加熱時間６０時間及び加熱温度８００℃、加熱時間５時間として低温再焙焼工程を行った。この条件以外の低温再焙焼工程の方法は第１実施形態と同様である。
【００４８】
以上の各実施形態及び各比較例で得られた研摩材について、粗粒子濃度、平均粒径、最大粒径を測定した、測定結果に基づいて研摩材スラリーにおける研摩材粒子の分散性能を評価した。また、各研摩材を用いて調製された研摩材スラリーで研摩試験を行い、各研摩材粉末の研摩性能を評価した。
【００４９】
粗粒子濃度の測定：まず、研摩材粉末２００ｇと純水８００ｇとを混合して測定対象の研摩材スラリーを調製した。その後、この研摩材スラリーと、０．１８％ヘキサメタ燐酸ナトリウム水溶液１ｋｇとを混合し、２分間撹拌した。この撹拌後のスラリーを目開きが１０μｍのマイクロシーブ（電成ふるい）で濾過し、篩上の残滓を回収した。回収された残滓を０．１％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に分散させスラリー化した。なお、通常行われる超音波攪拌は行わなかった。そして、このスラリーを目開きが１０μｍのマイクロシーブで濾過して残滓を回収した。この後、回収された残滓の再スラリー化、濾過を２回行って粗粒子（粒径１０μｍ以上の粒子）を回収した。この粗粒子を十分乾燥させて秤量し、この粗粒子重量から粗粒子濃度を求めた。
【００５０】
平均粒径及び最大粒径の測定：レーザ回折・散乱法粒度分布測定装置（（株）島津製作所製：ＳＡＬＤ−２０００Ａ）を使用して粒度分布を測定し、平均粒径（Ｄ５０：小粒径側からの累積体積５０％における粒径）を求めた。なお、本測定法における測定対象は、エマルジョン中などに存在する、分散状態の多数の粒子からなる分散粒子群である。本測定法では、この分散粒子群にレーザビームを照射した際に生ずる回折・散乱光の光強度分布パターンを検出、解析して粒度分布を求めており、求められた分布を基に最大粒径（Ｄｍａｘ）を求めることができる。このように、最大粒径（Ｄｍａｘ）は、先に説明した粗粒子濃度とは全く異なる測定法で測定された値であり単純に比較はできないが、参考になるデータであり、平均粒径（Ｄ５０）と併せて表１に示した。
【００５１】
研摩試験：研摩材粉末をスラリー化した研摩材スラリーを用いてガラス面を研摩する試験を行い、研摩値の測定及び被研摩面の評価（傷の評価）を行った。研摩試験では、高速研摩試験機を用い、６５ｍｍφの平面パネル用ガラスの表面（被研摩面）をポリウレタン製の研摩パッドを用いて研摩した。用いた研摩材スラリーの固形分の濃度は１０重量％であった。これを５リットル／分の割合で供給しながら研摩を行った。研摩面に対する研摩パッドの圧力を１．５４ＭＰａ（１５．７ｋｇ／ｃｍ２）であった。また、研摩試験機の回転速度を１０００ｒｐｍに設定した。そして、研摩終了後、ガラス材料を純水で洗浄し無塵状態で乾燥させた。
【００５２】
研摩値の評価：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。ここでは、焙焼後の湿式解砕により得られた乾燥前の研摩材スラリーをそのまま用いて研摩した場合の研摩値を基準（１００）とした。
【００５３】
傷の評価：研摩により得られたガラス表面（被研摩面）の状態を評価したものである。ガラス表面の傷の有無を基準として傷の評価を行った。具体的には、研摩後のガラスの表面に３０万ルクスのハロゲンランプを照射し、反射法にてガラス表面を観察して、大きな傷及び微細な傷の数を点数化し、１００点満点からの減点方式にて評価点を定めた。なお、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精度を判断基準として用いた。
【００５４】
洗浄性の評価：各実施形態及び比較例で得られたセリウム系研摩材を用いて研摩した被研摩面の洗浄性試験を行った。まず、光学顕微鏡観察用のガラス製スライドグラスを用意し、超音波洗浄によって洗浄し乾燥させた。次に、セリウム系研摩材粉末を水に分散させて、濃度１０重量％の研摩材スラリーを調製した。この研摩材スラリーに、乾燥させたスライドグラスを浸漬させた後引き上げて乾燥機で十分に乾燥させ、スライドグラス表面に研摩材を付着させて洗浄性試験用の試験片を得た。なお、乾燥時のスライドグラス雰囲気の温度は５０℃とした。得られた試験片をビーカー内の純水に浸漬させた状態で、超音波洗浄を５分間行った。洗浄後、スライドグラスをビーカー内から取り出して、純水で流水洗浄した。そして、流水洗浄後のスライドグラスの表面を光学顕微鏡にて観察し、表面に残存している研摩材粒子の残存量を評価した。
【００５５】
以上の粗粒子濃度、平均粒径及び最大粒径、分散性、研摩性能の評価結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
2004026847.tif 000002
【００５７】
表１に示される粗粒子濃度は、各実施形態や比較例のセリウム系研摩材粉末と純水とを単に混合、撹拌させて調製される研摩材スラリー中の粗粒子濃度である。実施形態の研摩材を用いれば、単に研摩材と水を混合、撹拌させるだけで粗粒子濃度が低い研摩材スラリーを調製できることがわかった。
【００５８】
そして、各実施形態に係るセリウム系研摩材を用いて研摩すると、微細な傷のほとんどない良好な研摩面が得られることがわかった。
【００５９】
一方、研摩力（研摩値）について比較すると、各実施形態に係る低温再焙焼処理を行った研摩材は、低温再焙焼処理を行っていない比較例１〜比較例３よりも高い研摩値を示し、優れた研摩力を発揮することがわかった。従って、各実施形態に係る研摩材と比較例１〜比較例３とを比較すると、いずれも湿式粉砕を行っていることから傷の発生の有無においては同等であるが、低温再焙焼の有無により研摩力が異なり、各実施形態に係る研摩材の方が総合的に優れていることが確認された。
【００６０】
尚、比較例４、５のように、湿式粉砕、乾燥後に低温再焙焼したものであっても、その条件を適当な範囲から逸脱したものについては、加熱温度が低い場合（比較例４）では、傷の発生はないが研摩力に劣り、加熱温度が高すぎる場合（比較例５）では、研摩力は高いが傷の発生が見られた。これは、低温では水酸化物の酸化物への変化が十分生じない一方、高温では原料粒子の焼結が進行し粗大粒子が発生するためと考えられる。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、高精度の研摩面を形成することができ、高い研摩力を有するセリウム系研摩材を製造することができる。本発明に係る方法により製造される研摩材は、特に、最近の高密度、高速度記録可能な磁気記録媒体用のガラス基板のように、平滑性に厳しい精度が要求される部材の研摩を効率的に行うことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月7日(2003.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セリウム系研摩材の原料を粉砕する工程、粉砕後の原料を焙焼する工程、焙焼後の原料を湿式処理する工程、を有するセリウム系研摩材の製造方法において、
湿式処理後に、湿式処理後の原料を２００〜７００℃で加熱する低温再焙焼工程を有す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２】
湿式処理として、湿式粉砕及び／又は湿式分級を行う請求項１記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項３】
低温再焙焼工程の加熱時間は０．５〜６０時間とする請求項１又は請求項２記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項４】
湿式処理工程後、低温再焙焼工程前に乾燥工程を有する請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項５】
乾燥工程は、湿式処理で得られる研摩材スラリーを噴霧し加熱することによる請求項４記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項６】
噴霧により形成された研摩材スラリーの液滴を乾燥させる雰囲気の温度は１２０℃〜３００℃である請求項５記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項７】
乾燥工程は、研摩材スラリーに振動を加えた状態で、該研摩材スラリーを加熱することによる請求項４記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項８】
研摩材スラリーの雰囲気温度は、３０℃〜２００℃である請求項７記載のセリウム系研摩材の製造方法。
【請求項９】
研摩材スラリーは、有機溶剤を含有している請求項４〜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】
乾燥開始時の研摩材スラリーの溶媒中の有機溶剤濃度は、０．１重量％〜３０重量％である請求項９に記載のセリウム系研摩材の製造方法。