(57)【要約】 【解決課題】  本願発明は、研摩傷の発生を抑制しつつ、研摩速度が大きく改良された、セリウム系研摩材の提供を目的とする。【解決手段】本願発明は、全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウム含有量が、９５質量％以上であるセリウム系研摩材であって、レーザ回折・散乱法による、小粒径側からの累積体積５０％の粒径（Ｄ５０）値が、１．３〜４．０μｍであることを特徴とするセリウム系研摩材に関する。また、本願発明のセリウム系研摩材は、Ｃｕ−Ｋα１線に基づくＸ線回折分析による、酸化セリウムの最大ピークの半値幅が、２θで０．１〜０．５°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が９５質量％以上であるセリウム系研摩材であって、
レーザ回折・散乱法による、小粒径側からの累積体積５０％の粒径（Ｄ５０）値が１．３〜４．０μｍであることを特徴とするセリウム系研摩材。
【請求項２】
Ｃｕ−Ｋα１線に基づくＸ線回折分析による、酸化セリウムの最大ピークの半値幅が、２θで０．１〜０．５°である、請求項１に記載のセリウム系研摩材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されたセリウム系研摩材を含む、セリウム系研摩材スラリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、高純度酸化セリウムを含むセリウム系研摩材、及びセリウム系研摩材スラリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
セリウム系研摩材（以下、単に研摩材と称することがある。）は、従来からガラス材料の研摩用として、広く使用されている。特に近年は、ハードディスクや、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、フォトマスク等の電気・電子機器の分野が急成長していることから、これらのガラス基板等における研摩材として、需要が増大している。
【０００３】
ここで、上記したような電気・電子機器等の分野では、小型化や高密度化が進行しており、基板等のガラス研摩面について、より高い研摩精度が要求されている。そこで、近年これらの分野では、セリウムの含有量が高い高純度セリウム系研摩材を用いられている。この高純度セリウム系研摩材は、セリウム以外の元素の含有量を低下させたものであり、環境問題が指摘されるフッ素等の含有量が低く、リサイクル性についても良好な研摩材である。
【０００４】
例えば、特許文献１や特許文献２等に、上述したような高純度セリウム系研摩材が開示されている。また、構造に特徴を有する高純度セリウム系研摩材として特許文献３に、酸化セリウム粒子が結晶子から構成された、結晶粒界を有する多結晶である半導体用研摩材が開示されている。この研摩材は、研摩の際に媒体と触れていない新面を生成して基板を研摩するため、研摩傷の発生を低減することができるものである。更に、特許文献４では、セリウム粒子の結晶性がＸ線回折の回折角度で規定されており、特許文献５においては、研摩傷の原因となる粗大粒子が少なく、適度な凝集粒子を有する、高純度セリウム系研摩材が示されている。
【特許文献１】特公昭６３−２７３８９号公報
【特許文献２】特開２００１−８９７４８号公報
【特許文献３】特許第３７２７２４１号明細書
【特許文献４】特開２０００−２６８４０号公報
【特許文献５】特開２００４−１７５９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、高純度セリウム系研摩材は、研摩精度が高く、リサイクル性も良好なものである。しかし、その研摩精度において、研摩傷の発生抑制については十分性能を有していても、研摩速度については改善が望まれている場合がある。例えば、特許文献１や特許文献２の研摩材は、用途によっては研摩速度がやや不足するため、製造時の焼成を高温で行って、研摩速度を改良することが想定される。しかしながら、本発明者によると、これらの研摩材について焼結が進行すると、粗大粒子が多く生成してしまい、研摩傷が発生しやすくなってしまう。また、特許文献３や特許文献４の研摩材については、ガラス基板等の研摩において、研摩速度が非常に小さいものであり、研摩速度を改良しようとすると、上記と同様に研摩傷が発生してしまう。そして、特許文献５には、研摩傷発生を抑制しつつ、研摩速度も改善された研摩材が開示されているが、特に大きな研摩速度が要求される場合には、研摩速度が若干不足するものであった。
【０００６】
そこで、本願発明は、研摩傷の発生を抑制しつつ、研摩速度を改善した、研摩精度のバランスがより改善されたセリウム系研摩材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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明者等は、研摩速度が改善するよう、様々な粒径の高純度セリウム系研摩材について鋭意検討を行った。その結果、セリウム系研摩材の粒径が所定の範囲内である場合、研摩傷の発生を抑制しつつ、大きな研摩速度が得られることを見出し、本願発明に想到した。
【０００８】
すなわち、本願発明は、全希土類酸化物（ＴＲＥＯ）に対する酸化セリウム含有量が９５質量％以上であるセリウム系研摩材であって、レーザ回折・散乱法による、小粒径側からの累積体積５０％の粒子径（Ｄ５０）値が１．３〜４．０μｍであることを特徴とするセリウム系研摩材に関する。
【０００９】
本願発明に係る研摩材は、その粒径が、レーザ回折・散乱法による粒子径分布測定(ＪＩＳ  Ｒ  １６２９−１９９７「ファインセラミックス原料のレーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法」参照)で測定した場合における、小粒径側からの累積体積５０％の粒子径（Ｄ５０）値が、１．３〜４．０μｍである。１．３μｍより小さいと、研摩速度が低下してしまい、４．０μｍを超えると、研摩傷の発生が増大してしまう傾向がある。このＤ５０値については、１．４〜３．５μｍであることがより好ましく、１．５〜３．０μｍであることが更に好ましい。
【００１０】
そして、本願発明において、酸化セリウム（ＣｅＯ２）の含有量ＣｅＯ２／ＴＲＥＯは、９５質量％以上である。好ましくは、９９質量％以上であり、９９．６質量％以上が更に好ましく、９９．９質量％以上が最も好ましい。９５質量％を下回る場合は、研摩速度が低下してしまう。また、品質面には問題がないが、原料が高価になるため、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯは９９．９９９質量％以下であることが好ましい。
【００１１】
ここで、本願発明のセリウム系研摩材は、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」に準拠して測定した比表面積が、０．８〜８ｍ２／ｇの範囲内であるものが好ましく、１〜７ｍ２／ｇがより好ましく、１．５〜６ｍ２／ｇが更に好ましい。０．８ｍ２／ｇを下回ると、研摩傷の発生量が多く、８ｍ２／ｇを超えると、研摩速度が低下してしまうことがある。
【００１２】
また、本願発明のセリウム系研摩材は、比較的粒径の大きいものであるが、本願で規定した粒径範囲よりも粗大な粒子は、その含有量が多すぎると研摩傷が発生しやすく、研摩面の微小うねりが大きくなりやすい傾向となる。よって、粒径１０μm以上の粗大粒子については、研摩材に対する含有量が、１０００質量ｐｐｍ以下が好ましく、５００質量ｐｐｍ以下がより好ましく、３００質量ｐｐｍ以下が更に好ましい。
【００１３】
そして、本願発明におけるセリウム系研摩材は、Ｃｕ−Ｋα１線に基づくＸ線回折分析により測定される、酸化セリウムの最大ピークの半値幅が２θで０．１〜０．５°であることが好ましく、０．１５〜０．４５°がより好ましく、０．２〜０．４°が更に好ましい。２θが０．１°未満では研摩傷の発生量が多く、０．５°を超えると、研摩速度が低下してしまう傾向となる。ここで、酸化セリウムの最大ピークは、（１１１）面のピークにおける２θで、約２８．６°に出現する。尚、Ｃｕ−Ｋα１線に基づくＸ線回折には、Ｃｕ−Ｋα１線を試料に照射する場合の他、Ｃｕ−Ｋα線を試料に照射し、得られる回折Ｘ線をＣｕ−Ｋα１線に基づくものとＣｕ−Ｋα２線に基づくものとに分離し、Ｃｕ−Ｋα１線に基づく回折Ｘ線について解析する場合を含む。
【００１４】
尚、セリウム系研摩材にはフッ素が含まれる場合があるが、フッ素を多く含むと、被研摩面の表面粗さが大きくなる傾向となる。よって、フッ素の含有量は、研摩材に対して０．５質量％以下が好ましく、０．２質量％以下がより好ましく、０．１質量％以下が更に好ましい。
【００１５】
また、研摩材に対するＴＲＥＯの含有量は、９７質量％以上が好ましく、９８質量％以上がより好ましい。９７質量％より少ない場合は、希土類元素以外の金属元素酸化物や酸化ケイ素等の不純物を多く含んでいるため、研摩傷が多く発生するか、あるいは焙焼不足で研摩材に炭酸根や水分が残存してしまい、研摩速度が小さいものとなることがある。
【００１６】
そして、本願発明の実施においては、上述したセリウム系研摩材を含むセリウム系研摩材スラリーを用いることが好ましい。セリウム系研摩材スラリー（以下、単に研摩材スラリーと称することがある。）は、少なくとも、上述のセリウム系研摩材と水等の分散媒とを含有するが、分散剤等の添加剤を含有していてもよい。ここで、分散媒としては、水、有機溶媒であって水に対する溶解度が５％以上のもの、又は、該有機溶媒を、溶解する範囲内で水と混合したものが好ましい。尚、有機溶媒としては、アルコール類、多価アルコール類、ケトン類、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等の使用が好適である。
【００１７】
また、研摩する際のスラリー濃度は、ＴＲＥＯが１〜７００ｇ／Ｌであることが好ましく、１０〜５００ｇ／Ｌがより好ましく、３０〜４００ｇ／Ｌが更に好ましい。一方、スラリー状態で製造、輸送、保管等を行う場合においては、研摩時と同じスラリー濃度でもよいが、あまり低濃度であると保管場所が多く必要となり、輸送コストも高くなってしまうことがある。よって、スラリー濃度がＴＲＥＯで１００〜１０００ｇ／Ｌであることが好ましく、１５０〜８５０ｇ／Ｌがより好ましく、２００〜７００ｇ／Ｌが更に好ましい。尚、研摩を行う前には、必要に応じてスラリーを希釈して使用することができる。
【００１８】
次に、本願発明のセリウム系研摩材を得るための、好ましい製造方法を示す。基本的な製造工程としては、炭酸セリウムを主体として、場合により蒸気処理や浸漬加熱処理等と仮焼とを行って得られた原料を用いて、粉砕、ろ過、乾燥等の工程を経て焙焼を行い、更に粉砕、分級して目的とする研摩材を得ることができる。
【００１９】
[原料]
本願発明におけるセリウム系研摩材の製造は、炭酸セリウム、炭酸セリウムと酸化セリウムとの混合物、又は、炭酸セリウムを完全に酸化物とならない程度に仮焼したもののいずれかであって、さらに、モノオキシ炭酸セリウム、又は水酸化炭酸セリウムの少なくとも一方を含有する原料を使用することが好ましい。上記した原料を使用すれば、高純度セリウム系研摩材であっても、焙焼時に焼結が均一かつ適度に進行し、粗大粒子含有量の少ないセリウム系研摩材が製造可能となる。
【００２０】
尚、炭酸セリウム及びモノオキシ炭酸セリウムを含む原料（水酸化炭酸セリウムを含有していても良い）は、強熱減量（対象物を１０５℃で十分乾燥した後の質量を基準とし、１０００℃で２時間加熱した後の質量減少率を示す。）が、２５〜４０質量％のものが好ましい。２５質量％未満では、モノオキシ炭酸セリウムの発生量が多すぎ、４０質量％を超えると、逆に、モノオキシ炭酸セリウムの発生量が少なすぎる傾向となる。また、該原料について、仮焼を行う場合には、強熱減量を５〜２０質量％とすると良い。尚、仮焼を行った原料の場合、仮焼後に水等を加えなければ、１０５℃での乾燥は行わなくてもよい。ここで、希土類化合物については、ＪＩＳ  Ｋ  ００６７−１９９２「化学製品の減量及び残分試験方法」に示されている、強熱温度の基準である６５０（±５０）℃では恒量になりにくく、何度も強熱を繰り返す必要がある。よって、本願発明における強熱温度は、１回の強熱でも十分に恒量とすることができる１０００℃で行うこととした。この強熱条件を行った場合、さらに強熱を行っても質量はほとんど変化せず、上記ＪＩＳに示される恒量の基準を満たすものである。
【００２１】
[原料の製造方法]
上記した、セリウム系研摩材の原料について、好ましい製造方法を示す。まず、セリウムを含有する希土類精鉱を、有機溶媒を用いた溶媒抽出等の公知な方法により、分解、精製し、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９５質量％以上のセリウム精製液を得ることが望ましい。このセリウム精製液と、炭酸水素アンモニウム等の炭酸系沈殿剤とを混合すると炭酸セリウムを得ることができる。ここで、本願発明において、炭酸セリウムそのものを原料として用いることも可能ではあるが、炭酸セリウムのみを原料として得られた研摩材によって研摩を行った場合、研摩傷を生じる等、研摩性能が劣る傾向となる。よって、以下の方法等によって、炭酸セリウムにモノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムを含有させることが好ましい。尚、上記の方法により製造された、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９５質量％以上の炭酸セリウムについては、中国等から入手することが可能である。
【００２２】
また、モノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムのいずれか又は両方を含有する炭酸セリウムは、上記した炭酸セリウムの製造工程において、セリウム精製液からの沈殿時の温度を調整する方法、炭酸セリウムを蒸気処理、又は穏やかな条件での浸漬加熱処理する方法、又は、炭酸セリウムをモノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムと混合する方法によって得ることができる。以下、モノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムを、炭酸セリウムに含有させる方法について説明する。
【００２３】
第一に、セリウム精製液への沈殿剤添加を、５０℃以上の温度で混合させて行うことで、モノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムを含有させることができる。通常、この場合はモノオキシ炭酸セリウムが生成するが、炭酸系沈澱剤を理論量の１．５倍以上使用すると、水酸化炭酸セリウムが生成しやすくなる。
【００２４】
第二に、炭酸セリウムを蒸気処理することでも、炭酸セリウムにモノオキシ炭酸セリウム等を含有させることができる。ここで用いる蒸気は、一般的な蒸気発生用ボイラーにて発生させた１００℃以上のものを使用することができ、蒸気使用量は、ＴＲＥＯ１ｋｇ当たり０．０５〜０．５ｋｇが好ましい。尚、蒸気処理によれば、モノオキシ炭酸セリウムが生成しやすい。
【００２５】
また、炭酸セリウムを水又はアルカリ性の水溶液に浸漬し、４０〜７０℃での加熱を行う浸漬加熱処理によっても、モノオキシ炭酸セリウム等を含有させることができ、仮焼を行って原料とすることができる。水への浸漬加熱処理を行った場合は、モノオキシ炭酸セリウムが生成しやすく、アルカリ性水溶液への浸漬加熱処理では、水酸化炭酸セリウムが生成しやすい。尚、浸漬加熱処理温度を、４０〜７０℃の低温で行うのは、一部のみをモノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムとするためであり、７０℃より高温で行うと、ほぼ全部がモノオキシ炭酸セリウムとなる傾向がある。
【００２６】
更に、炭酸セリウムにモノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムを混合することによっても良い。このとき、ＴＲＥＯ質量換算で、炭酸セリウムに対するモノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムの混合比が、２０：１〜１：５とすることが好ましい。ここでの混合に用いるモノオキシ炭酸セリウムは、炭酸セリウムを水に浸漬して、６０〜１００℃に加熱する処理によって得ることが可能であり、水酸化炭酸セリウムは、セリウム精製液に対して、炭酸系沈澱剤を過剰に混合して炭酸塩を生成させ、６０〜１００℃に加熱することによって得ることが可能である。この際、充分均一となるよう混合しないと、焙焼を行う際に、焼結が不均一となりやすいので、注意が必要である。
【００２７】
そして、上記の方法等で得られた、モノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムを含む炭酸セリウムは、そのままでも本願発明の原料として使用することができるが、仮焼して原料とすることもできる。このときの仮焼温度は、好ましくは２００〜６００℃であり、仮焼後の強熱減量は５〜２０質量％となるようにすることが好ましい。このとき、仮焼後の原料は、Ｘ線回折にてモノオキシ炭酸塩、又は、水酸化炭酸塩のピークが確認できることが好ましい。
【００２８】
また、上記したモノオキシ炭酸セリウム等を含む炭酸セリウムと、酸化セリウムとを混合して、原料に用いることも可能である。モノオキシ炭酸セリウム等を含む炭酸セリウムと、酸化セリウムとの混合比は、ＴＲＥＯ質量換算で１：４、又はこれより酸化セリウムの割合が低いことが好ましい。この際に用いる酸化セリウムは、好ましくは５５０〜７５０℃において、炭酸セリウムを長時間焼成して得られたものが好適である。
【００２９】
[原料粉砕]
上述の方法により得られた原料は、レーザ回折・散乱法による、小粒径側からの累積体積５０％の粒径（Ｄ５０）値が０．５〜４．０μｍとなるよう、粉砕を行うことが好ましい。粉砕には、湿式の媒体ミルを用いることが好ましく、粉砕媒体の大きさは直径０．２〜５ｍｍが好ましい。尚、湿式粉砕する場合には、焙焼前に、ろ過、乾燥、解砕するのが好ましい。
【００３０】
[焙焼]
粉砕後に行う焙焼の温度は、８００〜１２００℃が好ましく、８５０〜１１２０℃がより好ましい。８００℃未満では、研摩速度が低下してしまい、１２００℃を超えると、研摩傷が多く発生してしまう傾向がある。そして、焙焼時間は０．２〜７２時間が好ましく、０．５〜４８時間がより好ましい。０．２時間未満では、得られる研摩材の研摩速度が低くなる傾向があり、７２時間を超えても、得られる研摩材の特性はほとんど変化しない。
【００３１】
[粉砕・分級]
焙焼後には、乾式粉砕及び乾式分級を行なうことが好ましい。また、湿式粉砕又は湿式分級を行って、セリウム系研摩材スラリーを得ることもできる。研摩材粉末を水等の分散媒と混合することによっても研摩材スラリーを得ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上で説明したように、本願発明によれば、研摩傷を抑制しつつ研摩速度が改善された、バランスの良い研摩性能を有するセリウム系研摩材が提供される。また、本願発明のセリウム系研摩材は、研摩傷の発生原因となるフッ素や粗大粒子についても、含有量の少ないものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本願発明の好適な実施形態について説明する。
【００３４】
第１実施形態：本実施形態では、原料粉砕後に行う、焙焼温度を変化させた場合について、セリウム系研摩材の物性や研摩材性能等について説明する。
【００３５】
原料として、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９９．９質量％以上である中国産炭酸セリウムを用いて、ＴＲＥＯ１ｋｇに対する蒸気量が０．２ｋｇとなる割合で、蒸気処理を行った。その後、純水を加え、ＴＲＥＯが２００ｇ／Ｌとなるようにスラリー化し、湿式媒体ミルを用いて、直径４ｍｍのジルコニアで湿式粉砕を行った。このとき、粉砕された原料のＤ５０値は１．５μｍであった。
【００３６】
その後、フィルタープレスによってろ過を行い、１２０℃、４８時間の乾燥、そして解砕を経て、１２時間焙焼を行った。このときの焙焼温度を、７００〜１２８０℃で変化させた、それぞれのサンプルについて、更に乾式粉砕、分級を行って、目的とするセリウム系研摩材を得た。得られた研摩材の組成及び物性（１０μｍ以上の粗大粒子の含有量、ＢＥＴ法による比表面積、粒径（Ｄ５０）、Ｘ線回折による半値幅）について、以下のように行った。
【００３７】
〔ＴＲＥＯ、組成〕
ＴＲＥＯ濃度の分析は、まず、研摩材を酸溶解してシュウ酸を添加後、生じた沈殿を濾別し、焼成を行ってＴＲＥＯ酸化物を得た。そして、このＴＲＥＯ試料を質量測定し、これを基準としてＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３の含有量（ＣｅＯ２／ＴＲＥＯ、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｓｍ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）を求めた。ここで、Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ、Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ、Ｓｍ２Ｏ３／ＴＲＥＯについては、ＴＲＥＯ試料を酸溶解後、ＩＣＰ−ＡＥＳ法により求めた。そして、ＣｅＯ２については、直接測定を行わず、上記で求めた値を使用し、１００−｛（Ｌａ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）＋（Ｐｒ６Ｏ１１／ＴＲＥＯ）＋（Ｎｄ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）＋（Ｓｍ２Ｏ３／ＴＲＥＯ）｝の式により算出した。
【００３８】
また、フッ素成分の定量方法としては、試料をアルカリ溶融させて温水抽出し、フッ素イオン電極法により測定した。また、Ｆｅ、Ｃａ、Ｂａについては、酸で溶解させた後に、ＩＣＰ−ＡＥＳ法によって測定を行った。尚、この分析の結果、第１実施形態において得られた研摩材は、いずれも、Ｆが０．０５質量％以下、Ｆｅが０．０１質量％以下、Ｃａが０．０１質量％以下、Ｂａが０．０１質量％以下であった。
【００３９】
〔粗大粒子（１０μｍ以上）含有量〕
粗大粒子含有量の測定は、製造したセリウム系研摩材２００ｇを秤量採取し、これを０．１％ヘキサメタリン酸ナトリウム溶液に分散させ２分間攪拌しスラリーを製造した。このスラリーを孔径１０μｍのマイクロシーブで濾過し、篩上の残滓を回収した。回収した残滓を再度０．１％ヘキサメタリン酸ナトリウム溶液に分散させスラリー化した。このとき、分散は超音波攪拌を１分間行っている。そして、スラリーを孔径１０μｍのマイクロシーブで濾過した。この回収残滓の再スラリー化、濾過は２回行った。回収した粗粒子は、十分乾燥させた後秤量し、その含有量を計算した。
【００４０】
〔比表面積、粒径〕
前記した、ＪＩＳに規定されたＢＥＴ法による比表面積の測定方法に準拠して行い、キャリアガスには、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。平均粒径（Ｄ５０）は、レーザ回折・散乱法粒子径分布測定装置（株式会社  堀場製作所製：ＬＡ−９２０）を使用して、各研摩材原料及び各セリウム系研摩材の粒度分布を測定することにより、平均粒径（Ｄ５０：小粒径側からの累積質量５０質量％における粒径）を求めた。
【００４１】
〔半値幅〕
研摩材の半値幅は、Ｘ線分析装置（マックサイエンス株式会社製：ＭＸＰ１８）を使用して、Ｃｕターゲットにて、管電圧を４０ｋＶ、管電流１５０ｍＡ、測定範囲を２θで５〜８０°の範囲とし、サンプリング幅を０．０２ｄｅｇ、走査速度は４ｄｅｇ／ｍｉｎとして測定した。得られた回折Ｘ線は、ＣｕＫα１線に基づくものと、ＣｕＫα２線に基づくものとに分離し、ＣｕＫα１線に基づく回折Ｘ線について、酸化セリウムの最大ピークの半値幅を測定した。なお、粉砕・ろ過後、乾燥前の原料についてもＸ線回折による測定を行ったが、ＣｕＫα線により得られた回折Ｘ線を分離しなかったこと以外は、上記と同様の方法によって行った。
【００４２】
そして、研摩性能の評価については、得られたセリウム系研摩材に純水を加え、ＴＲＥＯが１００ｇ／Ｌとなるように調整した研摩材スラリーを用いた。研摩性能の評価としては、研摩速度、研摩傷の評価を行い、そして被研摩面の表面状態に関しては、平均表面粗さＲａ、微少うねりを測定した。以下、各測定方法の具体的な内容について説明する。
【００４３】
研摩機には、研摩試験機（台東精機株式会社製：ＨＳＰ−２Ｉ型）を用いた。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、研摩対象面を研摩パッドで研摩するものである。分散媒は水のみとし、研摩材スラリーの砥粒濃度は、１００ｇ／Ｌとした。そして、本研摩試験では、スラリー状の研摩材を５Ｌ／ｍｉｎ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１００ｍｉｎ−１（ｒｐｍ）に設定し、３０分の研摩処理を行った。
【００４４】
〔研摩速度、研摩傷〕
研摩値は、研摩前後のガラス重量を測定し、研摩によるガラス重量の減少率に基づき評価した。尚、この研摩値は比較例１を基準（１００）とし、その他の実施例については、相対評価値を算定した。次に、研摩傷は、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、研摩後のガラス表面を観察し、大きな傷及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評価を行った。本研摩評価においては、「◎」は９８点以上、「○」は９５点以上９８点未満、「△」は９０点以上９５点未満、そして「×」は９０点未満を示すこととする。
【００４５】
〔研摩精度〕
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、研摩精度の評価を行った。表面粗さは、研摩後のガラスの被研摩面について、１０×１０μｍの測定範囲において、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で表面粗さを測定し、その平均値Ｒａを算出した。また、微少うねりは、３次元表面構造解析顕微鏡（Ｚｙｇｏ社製ＮｅｗＶｉｅｗ２００）を用い、測定波長を０．２〜１．４ｍｍとして、白色光で研摩面を走査して測定した。第１実施形態についての測定結果を、以下の表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１より、Ｄ５０値が１．３〜４．０μｍである実施例１〜１０においては、比較例と対比すると、研摩傷が発生しにくく、研摩速度も大きいものであることがわかる。また、これらの研摩材は、表面粗さＲａと微少うねりが小さく研摩後の被研摩面の平滑性が示された。また、実施例１〜１０において、Ｄ５０値がより好ましいとされる１．４〜３．５μｍでは、すべての実施例について研摩傷の抑制が高まり、更に好ましいとされる１．５〜３．０μｍでは、研摩傷を抑制しつつ研摩速度がより大きなものとなった。更に、実施例１〜１０において、半値幅２θが０．１〜０．５°となるものは、研摩速度がより大きくなり、研摩傷がより発生しにくくなることが確認された。この半価幅２θは、０．１５〜０．４５°のものがより好ましく、０．２〜０．４°のものが更に好ましいことも確認できた。
【００４８】
尚、研摩速度と研摩傷とのバランスを考慮すると、粗大粒子含有量は、１０００質量ｐｐｍ以下が好ましく、５００質量ｐｐｍ以下がより好ましく、３００質量ｐｐｍ以下が更に好ましいこと、及び、比表面積は、０．８〜８ｍ２／ｇの範囲内であるものが好ましく、１〜７ｍ２／ｇがより好ましく、１．５〜６ｍ２／ｇが更に好ましいことが確認できた。また、上述のような研摩性能が好ましい研摩材を得るための焙焼温度としては、８００〜１２００℃とすることが好ましいことも確認された。
【００４９】
第２実施形態：次に、原料に用いる中国産炭酸セリウムについて、ＴＲＥＯ中の酸化セリウム含有量が異なる炭酸セリウムを用いた場合について説明する。
【００５０】
ＴＲＥＯ中の酸化セリウム含有量が、異なる原料を用いた以外は、第１実施形態と同様の方法を用いて行った。尚、焙焼温度はすべて９５０℃で行った。結果を、以下の表２に示す。尚、第２実施形態において得られた研摩材は、すべてについてＦが０．０５質量％以下、Ｆｅが０．０１質量％以下、Ｃａが０．０１質量％以下、Ｂａが０．０１質量％以下であった。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
表２より、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９５質量％以下の原料を用いた場合、製造された研摩材についても、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９５質量％以下となる。酸化セリウムが９５質量％以下である、比較例５及び比較例６は、Ｄ５０値が１．３μｍ以下であり、半値幅も０．５°を超えていることが示された。その結果、得られた研摩材は比表面積が８ｍ２／ｇを超えており、研摩性能においても、実施例と比べて研摩速度が小さく、研摩傷がやや多いものであった。
【００５３】
第３実施形態：本実施形態は、ＴＲＥＯ中の酸化セリウム含有量が異なる原料を用いて、粒径Ｄ５０値が本願発明の範囲内となるよう、焙焼温度を調整して研摩材を製造した場合について説明する。
【００５４】
第２実施形態と同様に、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが異なる原料を用いて、Ｄ５０値が第１実施形態の実施例４（１．５８μｍ）と同程度となるよう、焙焼時の温度を調整した。その他の方法については、第１実施形態と同様の方法を用いた。尚、第３実施形態において得られた研摩材は、すべてについてＦが０．０５質量％以下、Ｆｅが０．０１質量％以下、Ｃａが０．０１質量％以下、Ｂａが０．０１質量％以下であった。
【００５５】
【表３】
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【００５６】
表３の比較例７や比較例８のように、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９５質量％以下の原料を用いた場合には、粒径が本願発明の範囲内である１．６μｍ程度であっても、粗大粒子含有量が比較的多くなってしまい、研摩性能においては、研摩傷の発生量が多く、研摩速度も不足するものとなった。また、このときの焙焼温度は、１０００℃以上の高温とする必要があることが示された。よって、第２実施形態及び本実施形態より、本願発明は、ＣｅＯ２／ＴＲＥＯが９５質量％以上の高純度セリウム系研摩材であることを前提とすることが示された。
【００５７】
第４実施形態：本実施形態では、原料に蒸気処理や浸漬加熱処理等を行った場合について説明する。原料の製造方法以外については、第１実施形態と同様の方法で行った。尚、焙焼温度はすべて９５０℃とした。
【００５８】
実施例１７は、第１実施形態と同様の方法で、炭酸セリウムの蒸気処理を行って、モノオキシ炭酸セリウムを生成させた後、５００℃において、５時間仮焼し、強熱減量を９質量％としたものを原料とした。また、実施例１８は、炭酸セリウムを０．５ｍｏｌ／Ｌのアンモニア水と混合して、ＴＲＥＯが２００ｇ／Ｌのスラリーとし、５０℃において、３時間浸漬加熱処理をした後、ろ過、水洗したものを原料とした。
【００５９】
比較例９は、蒸気処理を行わず、湿式粉砕のみを行った炭酸セリウムを原料とした。比較例１０では、比較例９と同様に湿式粉砕のみ行った炭酸セリウムを５００℃において、５時間仮焼し、強熱減量を９質量％としたものを原料とした。比較例１１は、炭酸セリウムを純水と混合して、ＴＲＥＯが２００ｇ／Ｌのスラリーとし、９０℃において、１０時間浸漬加熱処理した後、ろ過を行ったものを原料とした。そして、比較例１２は、実施例１２に使用した炭酸セリウムを原料として、ジェットミルによる乾式粉砕のみを行い、７５０℃にて焙焼し、焙焼物を湿式分級して研摩材とした（この製造工程は、上記特許文献２の実施例２に準じている）。また、比較例１３は、実施例１２に使用した炭酸セリウムを原料として、湿式粉砕、ろ過、乾燥した後、電気炉で１０００℃において４時間保持後、室温まで放冷し、ハンマーミル粉砕、分級を６回繰り返して粗粒子の少ない研摩材を得た（この製造工程は、上記特許文献５の比較例２に準じている）。
【００６０】
【表４】
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【００６１】
実施例のように、蒸気処理や、アルカリ性水溶液での浸漬加熱処理を行った原料を用いた場合は、得られた研摩材をＸ線回折した結果、モノオキシ炭酸セリウム又は水酸化炭酸セリウムが含まれることが示された。そして、これら実施例の研摩材は、研摩傷が発生せず、研摩速度も大きな研摩性能を示した。これに対して、比較例９、比較例１２、及び比較例１３については、得られた研摩材は炭酸セリウムのみであり、比較例１０については酸化セリウムのみが含まれており、研摩性能がやや劣るものであった。また、比較例１１の研摩材性能は、モノオキシ炭酸セリウムのみからなり、研摩傷は目立たないものの、研摩速度が十分ではなかった。