(57)【要約】【課題】  ガラスに対して高い研磨速度を持ち、研磨することによる傷も発生しない、安価な遊離砥粒研磨用研磨剤を提供すること。【解決手段】  平均２次粒子径が１から３μｍであり、２次粒子径１０μｍ以上が無く、２次粒子形状が球状又は等軸状である砥粒であり、造粒したＭｎ３Ｏ４を温度８００℃から１０００℃で焼成させたものであるＭｎ２Ｏ３砥粒からなる遊離砥粒研磨用研磨剤はガラスに対して高い研磨速度を有し、研磨による傷発生も無いことから、ガラスに対する研磨性能に優れる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
造粒したＭｎ３Ｏ４粉末を焼成して得られるＭｎ２Ｏ３砥粒であって、前記砥粒の平均２次粒子径が１〜３μｍであり、２次粒子径１０μｍ以上の前記砥粒が含まれていないことを特徴とする遊離砥粒研磨用研磨剤。
【請求項２】
前記砥粒のＢＥＴ法による比表面積が４．０ｍ２／ｇ以下であることを特徴とする請求項１に記載の遊離砥粒研磨用研磨剤。
【請求項３】
前記砥粒の平均１次粒子径が０．５〜２μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の遊離砥粒研磨用研磨剤。
【請求項４】
研磨加工対象物がガラスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遊離砥粒研磨用研磨剤。
【請求項５】
Ｍｎ３Ｏ４粉末を１〜５μｍに造粒させた後、平均２次粒子径１〜３μｍのＭｎ２Ｏ３砥粒へ焼成させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法。
【請求項６】
Ｍｎ３Ｏ４粉末をスプレードライ法で造粒することを特徴とする請求項５に記載の遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法。
【請求項７】
Ｍｎ３Ｏ４粉末を超音波ノズル又は圧縮空気によりスラリーを噴射する多流体ノズルを用いたスプレードライ法で造粒することを特徴とする請求項６に記載の遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法。
【請求項８】
スプレードライ法で用いるＭｎ３Ｏ４スラリーの濃度が２０〜５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項６または７に記載の遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法。
【請求項９】
スプレードライ法によって造粒したＭｎ３Ｏ４粉末のタップ密度が１．０〜１．３ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法。
【請求項１０】
焼成温度が８００℃〜１０００℃であることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法。
【請求項１１】
Ｍｎ２Ｏ３砥粒へ焼成させた後、前記Ｍｎ２Ｏ３砥粒を粉砕及び／又は解砕することを特徴とする請求項５〜１０のいずれかに記載の遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法。
【請求項１２】
分級によって１０μｍ以上のＭｎ２Ｏ３砥粒を除去することを特徴とする請求項５〜１１のいずれかに記載の遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル用や磁気ディスク、光学用ガラスなどを研磨するために使用する遊離砥粒研磨用研磨剤及び遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビやコンピューターの普及により、液晶パネルのマザーガラスやフォトマスク用石英ガラス、ハードディスク用強化ガラスなどのガラス材料の使用量が増大している。また、光学レンズにもガラスが用いられている。これらガラス材料の表面は、鏡面化することや平坦化させることが必要であることから、研磨が必須とされる。
【０００３】
ガラス材料の研磨には、機械的研磨作用ばかりでなく化学的研磨作用も発現することで大きい研磨速度を得ることができ、且つ研磨後の表面にスクラッチ等の傷が発生しにくいことから、近年は酸化セリウムが用いられるようになってきている。
【０００４】
例えば、液晶用フォトマスク基板である石英ガラスの研磨では、研磨工具にウレタン製研磨パッドを張り付け、酸化セリウム砥粒を水で分散させたスラリーを供給しながら研磨する方式が用いられている。
【０００５】
このように一般的にガラスの研磨に用いられている酸化セリウムであるが、酸化セリウムは高価な希土類酸化物であり、その価格も安定しないことから、酸化セリウムの代替となる研磨砥粒が求められていた。
【０００６】
半導体基板上の層間絶縁膜の平坦化に用いられる化学的機械的研磨技術（ＣＭＰ）用途として、安価な酸化マンガン砥粒が知られている。酸化マンガンの砥粒としては、例えばＭｎイオンを含む電解質溶液を電気分解して陽極上に析出したＭｎＯ２の塊を５００℃〜９００℃で加熱し、形成されたＭｎ２Ｏ３を粉砕し、その粒子を研磨砥粒とする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、ＭｎＯ２を焼成、粉砕して作成したＭｎ２Ｏ３を砥粒とした場合、酸化セリウムと比較して加工速度が低いという問題があった。
【０００７】
また、酸化マンガンソースとしてＭｎ３Ｏ４を用い、熱処理してＭｎ２Ｏ３とし、これを粉砕又は解砕することで研磨砥粒を製造する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）が、ガラス基板表面に発生する傷に関しては一切考察されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−６０４１５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、研磨加工において研磨速度に優れ、表面に傷の発生が無く、且つ経済的に有利な遊離砥粒研磨用研磨剤及び遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法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】
【００１０】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、造粒したＭｎ３Ｏ４粉末を焼成して得られるＭｎ２Ｏ３砥粒であって、前記砥粒の平均２次粒子径が１〜３μｍであり、２次粒子径１０μｍ以上の前記砥粒が含まれていないことを特徴とする遊離砥粒研磨用研磨剤は、研磨速度に優れると同時に、研磨加工時に被加工物の表面に傷が発生しないことを見出した。また、Ｍｎ３Ｏ４粉末の焼成温度を８００℃〜１０００℃とすることで、前記砥粒のＢＥＴ法による比表面積が４．０ｍ２／ｇ以下となり、特に研磨速度に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。さらに、前記砥粒の平均１次粒子径が０．５〜２μｍである遊離砥粒研磨用研磨剤は、さらに研磨速度に優れることを見出した。
【００１１】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明は、造粒したＭｎ３Ｏ４粉末を焼成して得られるＭｎ２Ｏ３砥粒であって、前記砥粒の平均２次粒子径が１〜３μｍであり、２次粒子径１０μｍ以上の前記砥粒が含まれていないことを特徴とする遊離砥粒研磨用研磨剤である。なお、遊離砥粒とは個々の研磨剤粒子が遊離状態になっているものを言う。
【００１３】
本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤は、主成分である平均２次粒子径が１〜３μｍのＭｎ２Ｏ３砥粒と分散媒を含んでなる。分散媒としては、蒸留水、イオン交換水、アルコール等を挙げることができるが、取り扱い上、水系であることが好ましい。また、必要に応じて本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤には分散剤等の添加、ｐＨ調整を行うこともできる。
【００１４】
主成分である平均２次粒子径が１〜３μｍのＭｎ２Ｏ３砥粒は、造粒したＭｎ３Ｏ４粉末を焼成して得られる。造粒したＭｎ３Ｏ４粉末を焼成することで、平均２次粒子径が１〜３μｍのＭｎ２Ｏ３砥粒となり、２次粒子径１０μｍ以上のＭｎ２Ｏ３砥粒が形成されにくくなる。
【００１５】
砥粒として用いるＭｎ２Ｏ３粒子は平均２次粒子径１〜３μｍである。平均２次粒子径が１μｍよりも小さいとガラスに対する研磨速度が低くなり、３μｍよりも大きいと研磨加工時に被加工物の表面に傷が発生することがあるからである。平均２次粒子径の測定方法としては、レーザー回折法や走査型電子顕微鏡による画像解析法がある。
【００１６】
なお、Ｍｎ２Ｏ３砥粒の２次粒子形状は、球状又は等軸状であることが好ましい。形状が球状又は等軸状であることで、研磨粉末の強度が高くなり、高い研磨速度を得ることができると考える。また、鋭利な部分が少ないため研磨加工時に被加工物の表面に傷が発生しにくくなるからである。
【００１７】
また、本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤の主成分であるＭｎ２Ｏ３砥粒の平均１次粒子径が０．５〜２μｍであることがさらに好ましい。Ｍｎ２Ｏ３砥粒の平均１次粒子径が０．５〜２μｍとなることで、砥粒の各粒子の硬さが増加すると考えられるために、研磨速度がさらに向上する。平均１次粒子径の測定方法としては、走査型電子顕微鏡による画像解析法がある。
【００１８】
また、本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤には、２次粒子径１０μｍ以上のＭｎ２Ｏ３砥粒が含まれていないことを特徴とする。研磨剤の中に２次粒子径１０μｍ以上のＭｎ２Ｏ３粒子が存在すると、研磨加工時に被加工物の表面に傷が発生しやすくなるからである。
【００１９】
なお、本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤は、Ｍｎ２Ｏ３砥粒のＢＥＴ法による比表面積が４．０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。比表面積が４．０ｍ２／ｇ以下とすることで、砥粒の粒子内部に気孔が少なくなり、粒子強度が向上し、研磨速度が高くなる。
【００２０】
次に、本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤の製造方法について説明する。
【００２１】
本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤は、Ｍｎ３Ｏ４粉末を１〜５μｍに造粒させた後、平均２次粒子径１〜３μｍのＭｎ２Ｏ３砥粒へと焼成を行い、得られたＭｎ２Ｏ３砥粒を分散媒に加えることで製造することができる。
【００２２】
Ｍｎ３Ｏ４粉末は、例えば金属マンガンの加水分解反応で生成する水酸化マンガンを酸化して得る方法や、硫酸マンガン塩を塩基性水溶液で中和、酸化する方法で得ることができるが、これに限定されない。Ｍｎ３Ｏ４粉末の大きさとしては、１次粒子径は０．０５〜３μｍ、平均２次粒子径で１〜５μｍのものが好ましい。平均２次粒子径が１μｍより小さいと、焼成後のＭｎ２Ｏ３の２次粒子径が小さくなり、研磨速度が低くなる。平均２次粒子径が５μｍより大きいと、焼成後のＭｎ２Ｏ３の２次粒子径が大きくなり、研磨加工時に被加工物の表面に傷が発生しやすくなるからである。平均２次粒子径の測定方法としては、レーザー回折法や走査型電子顕微鏡による画像解析法がある。
【００２３】
まず、Ｍｎ３Ｏ４粉末を造粒して平均粒子径１〜５μｍのＭｎ３Ｏ４の造粒粒子にする。造粒方法としては、例えばＭｎ３Ｏ４粉末をスラリー化してスプレードライする方法が挙げられる。スプレードライをする際にＭｎ３Ｏ４の凝集粒子がある場合は、事前にボールミルやビーズミルを行うことが好ましい。粉砕メディアとしては、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスが粉砕効率の高さから好ましい。
【００２４】
１次粒径の小さいＭｎ３Ｏ４粉末をスラリー化してスプレードライ法にて造粒する場合、スラリーはＭｎ３Ｏ４粉末が良く分散された状態でスプレードライすることが好ましい。分散媒としては、イオン交換水、蒸留水、アルコール等が挙げられる。分散したスラリーをスプレードライすることで、造粒粉末内の構成粒子が偏りなく均等に配置されるため、その後の焼成時にＭｎ２Ｏ３粒子の粒径が均一になる。Ｍｎ３Ｏ４粉末を分散する方法としては、スラリーのｐＨ調整や分散剤添加を行う方法を例示できる。
【００２５】
スプレードライの方式については、特に限定されることはないが、平均粒子径１〜５μｍの造粒粒子を作成するため、超音波ノズル方式や圧縮空気によりスラリーを噴射する多流体ノズルを用いたスプレードライヤーを使用することが好ましい。圧縮空気によりスラリーを噴射する多流体ノズルとは、例えば２流体ノズルや３流体ノズル、４流体ノズルを挙げる事ができる。
【００２６】
スプレードライを行う際のＭｎ３Ｏ４スラリーの濃度としては、２〜５０ｗｔ％とすることが好ましい。２ｗｔ％よりも低いと高密度の造粒粒子が得られず、５０ｗｔ％よりも高いとスラリー粘度が高くなりスプレードライ法を行えない。スラリー濃度を高くすると粘度が高くなるが、その場合、アニオン系、カチオン系、ノニオン系などの分散剤を適時添加して粘度を低下させても良い。
【００２７】
また、Ｍｎ３Ｏ４スラリーの濃度を２０〜５０ｗｔ％とすると、造粒粒子が高密度であるため、焼成時に造粒粒子内の各Ｍｎ３Ｏ４粒子の焼結が促進されて、平均１次粒子径０．５〜２μｍのＭｎ２Ｏ３砥粒となり、より好ましい。
【００２８】
スプレードライ法によって作成した平均粒子径１〜５μｍであるＭｎ３Ｏ４高密度造粒粒子は、タップ密度１．０〜１．３ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。タップ密度が１．０ｇ／ｃｍ３よりも低いと、造粒粒子内の各Ｍｎ３Ｏ４粒子が近接しておらず焼結の促進が少なく、１．３ｇ／ｃｍ３よりも高いと１次粒子径が大きくなり、遊離砥粒研磨用研磨剤として使用した際に傷の原因となる。
【００２９】
本発明のタップ密度は、市販のタップ密度測定装置（株式会社セイシン企業製、ＫＹＴ−２０００）を使用し、１００ｍＬのシリンダーに５０．００ｇの試料を投入し、タップ高さ２０ｍｍで３００回タップさせて測定した値である。
【００３０】
次に、造粒したＭｎ３Ｏ４粉末を焼成することでＭｎ２Ｏ３粒子とする。焼成温度は８００〜１０００℃が好ましい。焼成温度を８００〜１０００℃とすることで、Ｍｎ２Ｏ３への酸化が促されると同時に造粒粒子、２次粒子内の焼結が促進され、粒子強度が向上し、研磨速度が向上する。焼成温度が８００℃より低いと、粒子同士はネッキングされた状態であり、あまり焼結されていないため、気孔が多いことから粒子の強度も低く、研磨速度が低くなる傾向にある。
【００３１】
焼成する雰囲気としては、酸化される雰囲気、例えば大気中や空気流通の雰囲気、酸素ガス流通の雰囲気が挙げられる。還元性雰囲気は、Ｍｎ３Ｏ４からＭｎ２Ｏ３への酸化反応が発生しないため、好ましくない。構成相がＭｎ２Ｏ３であることは、Ｘ線回折法等を用いることで確認することができる。
【００３２】
構成相がＭｎ２Ｏ３となることで、ガラスに対する研磨速度が向上する。この原因については定かではないが、ガラスの構成分子であるＳｉＯ２とＭｎとの間で何らかの化学的相互作用が働いていると思われる。
【００３３】
Ｍｎ３Ｏ４粒子を焼成する方法としては、特に限定されることはないが、箱形炉や環状炉、ロータリーキルンを使用することが挙げられる。特に粉末にかかる温度の均一化や焼成による２次粒子同士の凝集を防ぐことができるため、ロータリーキルンが好ましい。
【００３４】
焼成することで得られるＭｎ２Ｏ３粒子は粒子同士が凝集している場合があるため、凝集された粒子を平均２次粒子径１〜３μｍとするため、焼成されたＭｎ２Ｏ３粒子をさらに粉砕及び／又は解砕することが好ましい。
【００３５】
粉砕及び／又は解砕する方法としては、ボールミルやビーズミルを挙げることができる。粉砕メディアとしては、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスが粉砕効率の高さから好ましい。
【００３６】
また、Ｍｎ２Ｏ３粒子の２次粒子形状は球状又は等軸状であることが好ましい。形状が球状又は等軸状であることで、Ｍｎ２Ｏ３粒子の強度が高くなり、高い研磨速度を得ることができると考える。また、鋭利な部分が少ないため、研磨加工時に被加工物の表面に傷が発生しにくくなるからである。
【００３７】
球状又は等軸状の砥粒を作成する方法としては、Ｍｎ３Ｏ４粉末のスラリーをスプレードライすることや、液中での合成によって球状となったＭｎ３Ｏ４粉末を熱処理することで得られる。また、熱処理後に粒子同士の凝集がある場合には、粉砕を行うことが好ましい。
【００３８】
また、本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤は、２次粒子径１０μｍ以上のＭｎ２Ｏ３粒子が無いことを特徴とする。研磨剤の中に２次粒子径１０μｍ以上のＭｎ２Ｏ３粒子が存在すると、研磨加工時に被加工物の表面に傷が発生しやすくなるからである。Ｍｎ３Ｏ４粉末を１〜５μｍに造粒させた後、平均２次粒子径１〜３μｍのＭｎ２Ｏ３砥粒へと焼成を行えば、２次粒子径１０μｍ以上のＭｎ２Ｏ３粒子はほとんど形成されないが、砥粒の粉砕及び／又は解砕することや、液中サイクロン等による分級を行うことで、２次粒子径１０μｍ以上のＭｎ２Ｏ３粒子を実質的になくすことができる。
【００３９】
本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤は、十分な研磨速度を有し、研磨加工時に被加工物の表面に傷が発生しにくいことから様々な材料の研磨工程に用いることができるが、特にマザーガラスやフォトマスク用石英ガラス、ハードディスク用強化ガラスなどのガラス材料に対して好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の遊離砥粒研磨用研磨剤は、十分な研磨速度を有し、研磨加工時に被加工物の表面に傷が発生しにくいことから様々な材料の研磨工程に用いることができ、しかも安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】Ｍｎ３Ｏ４を焼成した砥粒のＸ線回折パターンを示した図である。
【図２】超音波ノズルにて作製したＭｎ３Ｏ４粒子を焼成して製造した砥粒のＳＥＭ像である。
【図３】４５ｗｔ％の高濃度スラリーを使用して作製したＭｎ３Ｏ４粒子を９００℃にて焼成して製造した砥粒のＳＥＭ像である。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制限されるものではない。
【００４３】
（実施例１）
Ｍｎ３Ｏ４粉末として、東ソー製のブラウノックス（一次粒径０．０８μｍ）を用いた。Ｍｎ３Ｏ４粉末５０ｇに対してイオン交換した蒸留水を９５０ｇの割合で入れた。直径１０ｍｍのジルコニアボールを使用して４８時間のボールミルを実施し、Ｍｎ３Ｏ４スラリーを作成した。
【００４４】
前記スラリーを４流体ノズル方式であるスプレードライヤー（藤崎電機製、商品名「ＭＤＬ−０５０Ｍ」）を用いて入口温度２００℃、風量１．００ｍ３／ｍｉｎの条件で造粒・乾燥を行ない、Ｍｎ３Ｏ４造粒品を得た。粒度分布計（島津製作所製、商品名「ＳＡＬＤ−７１００」）により測定した平均粒径（Ｄ５０）は３．５μｍであった。
【００４５】
Ｍｎ３Ｏ４造粒品に対し、箱形電気炉を用いて５５０℃で２４時間の焼成を行った。焼成の雰囲気は大気とした。焼成で得られた粉末をＸ線回折装置（理学電機製、商品名「ＲＩＮＴ  Ｕｌｔｉｍａ1ＩＩＩ」）によって構成相の同定を行い、Ｍｎ２Ｏ３単相であることを確認した。
【００４６】
焼成して得られたＭｎ２Ｏ３粉末に対してＳＣミル（三井鉱山社製、商品名「ＳＣ１５０」）を用い、イオン交換した蒸留水とφ１ｍｍのジルコニアビーズを粉砕メディアとして使用して湿式のビーズミルを実施した。粉砕時間は固形分１ｋｇ当り１０分とした。得られた研磨用スラリーを粒度分布径（島津製作所製、商品名「ＳＡＬＤ−７１００」）で測定した結果、平均２次粒子径は２．３μｍであり、１０μｍ以上の砥粒は無かった。また、研磨用スラリーを乾燥した砥粒に対するＢＥＴ測定装置（湯浅アイオニクス社製、商品名「ＭＯＮＯＳＯＲＢ」）によるＢＥＴ比表面積は、７．７ｍ２／ｇであった。
【００４７】
（実施例２）
実施例１と同様の方法でＭｎ３Ｏ４造粒品を作製し、箱形電気炉を用いて７００℃で２４時間の焼成を行った。焼成の雰囲気は大気とした。焼成で得られた粉末をＸ線回折装置によって構成相の同定を行い、Ｍｎ２Ｏ３単相であることを確認した。
【００４８】
焼成して得られたＭｎ２Ｏ３粉末を実施例１と同様の方法で湿式のビーズミルを実施して研磨用スラリーを得た。平均２次粒子径は２．０μｍであり、１０μｍ以上の砥粒は無かった。また、ＢＥＴ比表面積は、５．８ｍ２／ｇであった。
【００４９】
（実施例３）
実施例１と同様の方法でＭｎ３Ｏ４造粒品を作製し、箱形電気炉を用いて８００℃で２４時間の焼成を行った。焼成の雰囲気は大気とした。焼成で得られた粉末をＸ線回折装置によって構成相の同定を行い、Ｍｎ２Ｏ３単相であることを確認した。
【００５０】
焼成して得られたＭｎ２Ｏ３粉末を実施例１と同様の方法で湿式のビーズミルを実施して研磨用スラリーを得た。平均２次粒子径は１．４μｍであり、１０μｍ以上の砥粒は無かった。また、ＢＥＴ比表面積は、４．０ｍ２／ｇであった。
【００５１】
（実施例４）
実施例１と同様の方法でＭｎ３Ｏ４造粒品を作製し、箱形電気炉を用いて９００℃で２４時間の焼成を行った。焼成の雰囲気は大気とした。焼成で得られた粉末をＸ線回折装置によって構成相の同定を行い、Ｍｎ２Ｏ３単相であることを確認した。図１に焼成した粉末のＸ線回折パターンを示す。
【００５２】
焼成して得られたＭｎ２Ｏ３粉末を実施例１と同様の方法で湿式のビーズミルを実施して研磨用スラリーを得た。平均２次粒子径は１．０μｍであり、１０μｍ以上の砥粒は無かった。また、ＢＥＴ比表面積は、１．６ｍ２／ｇであった。
【００５３】
（実施例５）
Ｍｎ３Ｏ４粉末として、東ソー製のブラウノックス（一次粒径０．０８μｍ）を用いた。Ｍｎ３Ｏ４粉末２０ｇに対してイオン交換した蒸留水９８０ｇを入れた。直径１０ｍｍのジルコニアボールを使用して４８時間のボールミルを実施し、Ｍｎ３Ｏ４スラリーを作成した。
【００５４】
前記スラリーを超音波ノズル方式であるスプレードライヤー（日本ビュッヒ製、商品名「Ｂ９０」）を用いて入口温度１２０℃、風量１２０Ｌ／ｍｉｎの条件で造粒・乾燥を行ない、Ｍｎ３Ｏ４造粒品を得た。この粉末のＳＥＭ画像から測定した平均粒径（Ｄ５０）は１．０μｍであった。
【００５５】
Ｍｎ３Ｏ４造粒品に対し、箱形電気炉を用いて９００℃、２４時間の焼成を行った。焼成の雰囲気は大気とした。焼成で得られた粉末をＸ線回折装置によって構成相の同定を行い、Ｍｎ２Ｏ３単相であることを確認した。
【００５６】
焼成して得られたＭｎ２Ｏ３粉末に対してＳＣミルを用い、イオン交換した蒸留水とφ１ｍｍのジルコニアビーズを粉砕メディアとして使用して湿式のビーズミルを実施した。粉砕時間は固形分１ｋｇ当り３分とした。得られた研磨用スラリーを乾燥させた粉末のＳＥＭ画像から測定した平均２次粒子径は１．０μｍであり、１０μｍ以上の砥粒は無かった。図２に９００℃で焼成した後、粉砕を行った粉末のＳＥＭ像を示す。形状は球状となっていた。また、ＢＥＴ比表面積は、２．６ｍ２／ｇであった。
【００５７】
（実施例６）
Ｍｎ３Ｏ４粉末として、東ソー製のブラウノックスを用いた。スラリー濃度が２０ｗｔ％となるようにＭｎ３Ｏ４粉末とイオン交換した蒸留水を投入し、アニオン系分散剤として花王製の商品名ポイズ５３０をＭｎ３Ｏ４粉末量に対して１．５ｗｔ％添加してボールミルを実施し、Ｍｎ３Ｏ４スラリーを作成した。このスラリーを実施例１と同様の装置、同様の条件でスプレードライを行い、Ｍｎ３Ｏ４造粒品を得た。実施例１と同様の粒度分布計により測定した平均粒径（Ｄ５０）は４．１μｍであった。
【００５８】
造粒した粒子のタップ密度を測定したところ、１．０１ｇ／ｃｍ３であった。
【００５９】
Ｍｎ３Ｏ４造粒品に対し、実施例１と同様の箱形電気炉を用いて９００℃で８時間の焼成を行った。焼成で得られた粉末を実施例１と同様の方法で構成相の同定を行い、Ｍｎ２Ｏ３単相であることを確認した。
【００６０】
焼成して得られた粉末を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、平均１次粒子径０．７μｍの粒子で構成されていた。
【００６１】
焼成して得られたＭｎ２Ｏ３粉末に対して実施例１と同様の方法で湿式のビーズミルを実施した。得られた研磨用スラリーを実施例１と同様の方法で測定したところ、平均２次粒子径は１．２μｍであり、１０μｍ以上の砥粒は無かった。また、ＢＥＴ比表面積は、１．５ｍ２／ｇであった。
【００６２】
（実施例７）
スラリー濃度を３０ｗｔ％とした以外は、実施例６と同様にしてスプレードライを行い、造粒した粒子のタップ密度を測定したところ、１．１８ｇ／ｃｍ３であった。得られたＭｎ３Ｏ４造粒品を実施例６と同様の条件で焼成を行った。焼成で得られた粉末をＸ線回折装置によって構成相の同定を行い、Ｍｎ２Ｏ３単相であることを確認した。
【００６３】
焼成して得られた粉末を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、平均１次粒子径１．０μｍの粒子で構成されていた。
【００６４】
焼成して得られたＭｎ２Ｏ３粉末に対して実施例１と同様の方法で湿式のビーズミルを実施した。得られた研磨用スラリーを実施例１と同様の方法で測定した平均２次粒子径は１．４μｍであり、１０μｍ以上の砥粒は無かった。また、ＢＥＴ比表面積は、１．３ｍ２／ｇであった。
【００６５】
（実施例８）
スラリー濃度を４５ｗｔ％とした以外は、実施例６と同様にしてスプレードライを行い、造粒した粒子のタップ密度を測定したところ、１．２４ｇ／ｃｍ３であった。得られたＭｎ３Ｏ４造粒品を実施例６と同様の条件で焼成を行った。焼成で得られた粉末をＸ線回折装置によって構成相の同定を行い、Ｍｎ２Ｏ３単相であることを確認した。
【００６６】
焼成して得られた粉末を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、平均１次粒子径１．２μｍの粒子で構成されていた。
【００６７】
焼成して得られたＭｎ２Ｏ３粉末に対して実施例１と同様の方法で湿式のビーズミルを実施した。得られた研磨用スラリーを実施例１と同様の方法で測定した平均２次粒子径は１．４μｍであり、１０μｍ以上の砥粒は無かった。図３に９００℃で焼成した後、粉砕を行った粉末のＳＥＭ像を示す。また、ＢＥＴ比表面積は、１．１ｍ２／ｇであった。
【００６８】
（比較例１）
東ソー製のブラウノックスを焼成することなく、そのまま研磨砥粒としてイオン交換した蒸留水を添加して２５％の濃度に調整し、研磨用スラリーとした。
【００６９】
（比較例２）
東ソー製ブラウノックスをスプレードライを行わずに箱形電気炉にて大気雰囲気で９００℃、２４時間の焼成を行った。焼成の雰囲気は大気とした。焼成で得られた粉末をＸ線回折装置によって構成相の同定を行い、Ｍｎ２Ｏ３単相であることを確認した。
【００７０】
焼成して得られたＭｎ２Ｏ３粉末に対してφ１０ｍｍのアルミナボールを用いた湿式のボールミルを５時間行った。得られた研磨用スラリーの粒度分布径による平均２次粒子径は５．２μｍであり、１０μｍ以上の砥粒も存在した。また、ＢＥＴ比表面積は、１．４ｍ２／ｇであった。
【００７１】
（研磨評価）
８００ｍｍ×９２０ｍｍの石英ガラス基板を片面大型研磨装置（岡本工作機械製、商品名「ＳＰＬ−１４００Ｒ」）に設置し、ＳＣミルによって得られた実施例１〜５及び比較例１，２のスラリーに対してイオン交換した蒸留水を添加して２５％の濃度に調整し、研磨用スラリーとした。前記スラリーを使用して２時間の遊離砥粒研磨加工を実施した。研磨パッドはニッタ・ハース製ＩＣ１０００を用い、研磨圧力は０．１ＭＰａ、ガラスと工具の回転数は４０ｒｐｍとした。
【００７２】
加工後のガラス基板は、研磨加工前後の重量変化から研磨速度を、目視観察から研磨による傷の有無を評価した。
【００７３】
結果を表１に示すが、実施例１〜５の各温度で焼成したＭｎ２Ｏ３粉末の研磨速度は、６〜１１μｍ／ｈであり、目視による傷も確認されなかった。特に、８００℃、９００℃で焼成した粉末の研磨速度が高かった。
【００７４】
比較例１では、加工速度が遅いものであった。また、比較例２では、研磨速度は１０μｍ／ｈと良好であったが、目視傷が存在した。
【００７５】
【表１】
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実施例６〜８で作製したスラリーについても実施例１と同様の条件で研磨評価を行った。結果を表２に示すが、研磨速度は１１〜１２μｍ／ｈであり、目視による傷も確認されなかった。
【００７６】
【表２】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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