專利名稱：鈰類研磨材料及其制造方法
技術領域：
本發明涉及鈰類研磨材料及其制造方法，特別涉及研磨速度和研磨后表面性質良好的、研磨特性優異的鈰類研磨材料及其制造方法。
背景技術：
近年來，研磨材料被應用在各種各樣用途中。其中特別在研磨光盤用玻璃基板、磁盤用玻璃基板、用于半導體制造的光掩模用玻璃基板、LCD用玻璃基板等玻璃基板和光學用透鏡等時，需要高精度的表面研磨。
在進行這些表面研磨時，是用稀土類氧化物，尤其以氧化鈰為主要成分的鈰類研磨材料(以下記為鈰類研磨材料)。這是因為，在研磨玻璃時，氧化鈰的研磨特性優異于氧化鋯和二氧化硅。例如，氧化鈰的研磨速度大于氧化鋯、二氧化硅、氧化鋁等的研磨速度，所以能以更高速度進行研磨。另外，氧化鈰的硬度不太高，若用于研磨，研磨后可得到更光滑的玻璃表面。
但是，因鈰類研磨材料的研磨特性取決于氧化鈰和氟(F)等的含有率、比表面積等多種因素，所以，存在若要控制研磨特性，就必須對每個因素進行正確評估和綜合判斷之類的問題。
另外，鈰類研磨材料的制造條件也很重要。例如，作為最重要工序之一的制造過程后半的焙燒工序。焙燒工序為將鈰類研磨材料用原料置于氧化氣氛中，進行高溫處理的工序。該工序中，決定研磨特性的一個重要因素為氟，但它易從原料中釋放，由此，有必要對焙燒工序適當控制，特別是在使用可連續進行焙燒的裝置時，因很難較早確切判斷焙燒狀況，所以很難對工序進行控制。
針對以上問題，本發明的目的是提供一種研磨特性優異的鈰類研磨材料及其制造方法。

發明內容
在使用鈰類研磨材料進行研磨時，要求研磨速度快(研磨效率高)，同時沒有損傷，并且研磨后的殘留研磨材料有良好的洗凈性。為達到這樣的目的，本發明者對研磨粒子大小等各種物理性質及化學組成進行了探討，進行了各種最優化試驗。本發明者不受一直以來所持的研磨材料特性概念的影響，對具有良好的研磨評價的研磨材料進行了各種研究，結果發現鈰類研磨材料的色澤和研磨的評價有關聯性；研究還發現只要將鈰類研磨材料色澤調整到最合適的程度，就可以得到優異的研磨材料。基于上述發現而完成了本發明。
本發明是以氧化鈰為主要成分的鈰類研磨材料，其特征在于，在用L*a*b*色度體系來表示鈰類研磨材料的色澤時，L*值在65以上、90以下。
JIS Z8729所定義的L*a*b*(L*、a*、b*)色度體系常被用于產業領域中的色澤管理，以L*值、a*值、b*值(以下分別記為“L*值”、“a*值”、“b*值”)表示色澤。L*表示亮度，稱為“亮度指數”，a*和b*表示色調和色度，稱為“色度指數”。用L*a*b*色度體系時，L*值越大，色澤越白；越小，色澤越黑。而a*值偏向正側越大，紅色系越強；相反偏向正側越小(偏向負側越大)，綠色系越強。另外，b*值偏向正側越大，黃色系越強；偏向正側越小(偏向負側越大)，藍色系越強。若a*值和b*值同時為0時，無彩色。
研究結果發現鈰類研磨材料的L*值較小時，研磨材料粒子生長過度，處于粗粒子較多的狀態，粗粒子會在研磨時引起損傷。若使用這樣狀態的研磨材料，易產生研磨損傷，不能得到光滑的研磨表面。還發現若L*值大，研磨材料的粒子在焙燒時未充分生長，不能得到足夠的研磨速度，粒子很難均勻分散到分散劑中，大的凝集粒子殘留下來，易產生損傷。研究結果還發現若鈰類研磨材料的L*值在65以上、90以下，最好在70以上、80以下時，就很難產生損傷，有著良好的平滑性等，研磨特性優異。
L*a*b*色度體系中的a*值最好在0以上、15以下。
這是因為，若a*值小于該范圍時，氟含有率降低，就不能得到玻璃研磨時所需的化學反應，不能使研磨表面上的細微凹凸變平。相反，若a*值大于該范圍時，雖然研磨效果較好，但處于氟含量過剩的狀態，不理想。另外，粗粒子的含有率高，易產生研磨損傷。這被認為是由焙燒時粒子生長過度所致。綜合考慮到上述各點，a*值最好在5以上，15以下。
L*a*b*色度體系中的b*值最好在10以上、30以下。
這是因為，若b*值小于該范圍時，氟及氧化鐠的含有率降低，得不到玻璃研磨時所需的化學反應，不能將研磨表面上的細微凹凸磨平；相反，若b*值大于該范圍時，雖然研磨效果(研磨效率)高，但處于氟含量過剩狀態，或處于大量產生粗粒子的狀態，粗粒子會產生研磨損傷，不理想。這是因為焙燒時粒子生長過度的緣故。所以，對上述各點進行綜合考慮，b*值最好在20以上、25以下。
從以上說明可知，鈰類研磨材料的L*a*b*色度體系中的L*值在65以上、90以下；a*值在0以上、15以下；b*值在10以上、30以下時，研磨速度足夠快，研磨損傷少，并且幾乎不殘留研磨材料，能穩定地得到這些良好的研磨特性。因此，特別適合用于需要研磨后表面平滑性的精密研磨。另外，若L*值在70以下、80以上；a*值在5以上、15以下；b*值在20以下、25以下時，更加理想。另外，可利用目測和測定裝置來識別L*值、a*值及b*值，所以，例如，通過將鈰類研磨材料的色澤和標準品進行比較，使研磨材料的色澤進行特別指定，對產品品質進行判斷或管理等；或者可利用測定裝置來使色澤特別指定，可對產品品質進行判斷或管理。
將鈰類研磨材料規定為所希望的色澤來進行色澤管理就可實現對氟含有率、氧化鐠含有率的管理等。例如，通過測定制造過程的焙燒工序中研磨材料粉末的色澤，調整焙燒溫度、焙燒時間、焙燒爐內的氣體流動的狀態、供給焙燒爐內的供給速度等，就很容易將L*a*b*色度體系中的L*值、a*值及b*值保持在一定范圍內。通過將鈰類研磨材料的色澤控制在上述一定范圍內，就可以很容易控制研磨速度、研磨損傷、殘留研磨材料等相關的研磨特性。
然而，鈰類研磨材料中作為除氧化鈰(CeO2)以外的稀土類氧化物，還可以含有氧化鑭(La2O3)、氧化釹(Nd2O3)、氧化鐠(Pr6O11)、氧化釤(Sm2O3)等。雖因稀土類元素在化學、物理性質上較為相似而很難分離，但不會對作為研磨材料的效果有很大的影響。用作研磨材料的稀土類氧化物，是以氧化鈰為主要成分的。通常，氧化鈰占總稀土類氧化物(以下為TREO)的比例，即氧化鈰的含有率必須在30wt％以上。這是因為，若TREO中的氧化鈰的含有率不到30wt％時，就得不到足夠的研磨速度，作為研磨材料是不實用的；若該值在30wt％以上時，可用于研磨用途、特別可用于玻璃研磨。
鈰類研磨材料中除了含有稀土類氧化物以外，還殘留有含在氟碳鈰礦等礦石中的，例如Si、Al、Na、K、Ca、Ba等氧化物或除了氧化物的化合物。這些化合物具有作為研磨材料的功能，但較低，或會引起研磨損傷。為此，將鈰類研磨材料中的TREO的含有率規定在80wt％以上、99wt％以下。若TREO不到80％的話，有較多研磨損傷發生；若TREO超過99％，則為提高純度會使生產率降低。
鈰類研磨材料特別是在作為玻璃用研磨材料時，含有氟的成分很重要。這是因為，含有氟的成分就可以進行化學研磨，提高研磨表面的平滑性。
這樣研究的結果發現本發明的鈰類研磨材料中的TREO的含有率較好在80wt％以上、99wt％以下，并且相對于TREO的氟含有率更好在0.5wt％以上、10wt％以下。
這是因為，若相對于TREO的氟含有率在0.5wt％以上時，不僅有物理研磨，還有氟引起的化學反應，尤其在用于玻璃研磨時，利用該反應就可以得到良好的研磨效果。換言之，這是因為，若氟含有率不到0.5wt％時，研磨速度小，不實用；另外，若氟的含有率超過10wt％時，焙燒爐內易腐蝕，存在進行廢氣處理所產生的成本上升的問題。
氟的含有率是將測得TREO的同樣的試樣進行氟的量，換算成相對于TREO的含有率而所得的值。這樣作是因為在測定TREO時，大部分氟會喪失，所以就不能利用測過TREO的試樣來測定氟，否則，就不能得到準確數值。
鈰類研磨材料的TREO中的氧化鐠的含有率更好在1wt％以上、10wt％以下。
如上所述，鈰類研磨材料尤其是作為玻璃用研磨材料時，含有氟的成分是較為重要的。因此，若氟成分焙燒時過量釋放，研磨材料的含氟成分過低，不理想。因此，在對焙燒工序的研究中發現即使是焙燒條件不變，焙燒工序中氟成分的釋放程度是不同的。
另外，還對鈰以外的稀土元素和氟在焙燒時的化學行為進行了研究，結果發現能防止焙燒工序中氟釋放的有效成分是除鈰以外的各種輕稀土元素，其中，氧化鐠等鐠化合物的存在具有較優良的防止氟釋放的效果。例如，以鐠的含氟化物的形式來將氟固定時，這樣就可以得到研磨時所需的、起因于氟成分的化學研磨作用，得到更快的研磨速度，并且能得到優異的表面平滑性。
作為有效防止氟釋放的理由，如下所述首先，鐠化合物(例如，氧化鐠)中鐠的氧化數不僅是稀土類元素中所常見的+3，而是取得了比+3大的值，特別是在氧化鐠中氧化數比+3大時，該值較為穩定，鐠的氧化物和氟化物形成復合組合物，它對熱較為穩定等。
這樣的研究結果發現氧化鐠等鐠化合物可以防止氟在焙燒時釋放。因此，將氧化鐠的含有率控制在適當比例時，就可對鈰類研磨材料用原料的粒子生長進行控制。所以再對研磨所需的氟的含有率和氧化鐠的含有率作進一步研究。
其結果發現氧化鐠的含有率如上所述，更好是在1wt％以上、10wt％以下。這是因為，若氧化鐠的含有率不到1wt％時，不能防止氟在焙燒時的釋放。另外，含有率較低時，粒子生長不進行，所得的鈰類研磨材料不具有足夠的研磨速度。再者，在研磨材料的制造階段中，由于將氧化鐠的含有率控制在不到1wt％的水平，就必須進行除去氧化鐠等鐠化合物的特別處理，就會出現成本問題。相反，若氧化鐠的含有率超過10wt％時，雖然可將氟在焙燒工序中進行充分固定，得到足夠大的研磨速度，但是，出現粒子過度生長的問題。另外，由于氧化鐠的含有率過高，鈰類研磨材料的色澤過濃，特別是a*測色結果的差較小，很難通過測色來對研磨材料的品質進行管理。然而，和氧化鈰相比，氧化鐠的親水性較高，在成為研磨材料漿液時，會出現因pH變化而使研磨速度變化的問題。
鈰類研磨材料的研磨材料粒子的比表面積最好在1m2/g以上、30m2/g以下。
若比表面積不到1m2/g時，雖然研磨速度足夠大，但研磨精度較低，研磨損傷多。相反，比表面積超過30m2/g時，使用充分分散的漿液雖可在研磨后得到平滑的研磨表面，但配制充分分散的漿液本身是很難的。另外，由于得不到足夠的研磨速度，研磨玻璃等的操作效率變低，不實用。再者，因殘留研磨材料也很多，特別在作為精密研磨用研磨材料時是有問題的。
若比表面積的值處在上述范圍內時，研磨速度足夠大，研磨時不易產生研磨損傷，在研磨后可以形成更平滑的研磨表面，并且研磨后的研磨表面上殘留的研磨材料更少等，可以得到研磨特性更優異的研磨材料。
本發明的鈰類研磨材料的使用方法是將其和水或有機溶劑混合，使其分散而得到研磨材料漿液，利用該漿液進行研磨。研磨材料漿液中的鈰類研磨材料(固態成分)的濃度最好在1wt％以上、40wt％以下，更好在5wt％以上、30wt％以下。作為有機溶劑，可以用乙醇、多元醇、四氫呋喃等。將鈰類研磨材料的濃度規定在1wt％以上、40wt％以下的原因是若不到1wt％的話，漿液濃度較低，研磨效率差，還產生大量研磨廢液，不理想。相反，若超過40wt％，漿液的粘度變高，很難進行定量、均勻地供液，容易產生研磨不均勻，最終是不理想的。
該漿液研磨材料還可以包含分散劑、防止固化劑、pH調整劑等的添加劑，作為添加劑，可以用六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、結晶纖維素、磷酸氫鈣、β一萘磺酸鈉甲醛縮合物、合成二氧化硅、聚丙烯酸鈉等聚丙烯酸鹽、羧甲基纖維素、聚環氧乙烷、聚乙烯醇等。這些添加劑的使用方式為可以將其和鈰類研磨材料混合，再由含有添加劑的鈰類研磨材料調制成漿液；也可預先將添加劑溶解或分散于水或有機溶劑中后，再使鈰類研磨材料分散；還可以在將鈰類研磨材料和水或有機溶劑配制漿液時進行添加。相對于鈰類研磨材料(固態成分)重量，添加劑的重量通常在0.1wt％以上、4wt％以下。這是因為，不到0.1wt％，分散、防止固化、pH調整等的效果不夠，另外，若超過4wt％時，不但效果幾乎不增加，相反，有時效果還會降低。
為解決上述問題，就制造鈰類研磨材料的方法進行研究。對于鈰類研磨材料的制造，通過將鈰類研磨材料用原料粉碎、必要時進行氟的處理、焙燒、破碎、分級等各工序而制得。另外，對于氟處理，可以任意使用采用氫氟酸、氟化銨等公知的處理方法。
本發明者著眼于這些工序中的焙燒工序并進行研究。該焙燒工序雖能使粒子燒結而能促進粒子生長，但同時釋放氟。因此，在焙燒工序中，若能對粒子生長及氟的含有率兩者進行控制的話，就能制得研磨特性更加優異的鈰類研磨材料，較為理想。因此，對能控制氟的釋放的焙燒方法進行了研究。
結果發現雖然焙燒會使氟釋放，但可基于焙燒前的氟含有率來對焙燒后的氟含有率進行控制，進行穩定的研磨材料的燒結，并保持化學研磨所需的氟量。即，本發明者發現通過測定焙燒前后氟的含有率，控制其減少量，就能制得研磨特性及研磨評價優異的鈰類研磨材料。
本發明是包含焙燒鈰類研磨材料用原料的工序的鈰類研磨材料的制造方法，其特征在于，將焙燒前的相對于TREO的氟含有率記為F1(以下，簡單記為“F1”)，焙燒后的相對于TREO的氟含有率記為F2(以下，簡稱為“F2”)時，F2/F1之比在0.7以上，1以下。
這是因為，若F2/F1不到0.7時，粒子生長過度，引起研磨損傷的粗粒子是增多。這樣的問題是由例如，焙燒溫度過高、或者焙燒時間過長而產生的。再者，若F2/F1不到0.7時，會出現進行處理廢氣的成本上升的問題。另外，若沒有來自外部氟成分的加入，F2/F1之比不會超過1，通常不到1。再者，F2/F1最好在0.75以上，0.95以下。該比值在此范圍內時，就可以進行更穩定的焙燒操作。
利用該制造方法時，要使F2/F1在0.7以上，1以下，就要對焙燒溫度、焙燒時間、焙燒爐內的氣體流通狀態、供給焙燒爐中的供給速度等的調整、進行焙燒。由此，能簡單地對氟含有率進行控制，就可以對研磨特性和研磨評價適當進行調節。如此，研磨時就不會產生損傷，制成研磨后所得的被研磨面有良好的平滑性等，研磨特性優異的鈰類研磨材料。這樣，本發明的制造方法的特征是不必分別對焙燒工序中的焙燒溫度、焙燒時間、每小時的焙燒量、以及其他操作條件進行控制，只要著眼于氟含有率，只要對該比率進行控制。利用這樣的方法，就可極容易及極簡單地進行焙燒時的管理，較為理想。
另外，就利用該鈰類研磨材料的制造方法來對鈰類研磨材料的色澤加以管理進行了研究。鈰類研磨材料的色澤受到氟含有率、氧化程度、表示粒子大小等的比表面積等的影響。因此，對這些進行控制，將鈰類研磨材料用原料的色澤調到所希望的色澤，就可以制成研磨特性優異的鈰類研磨材料。然而，以往沒有較為簡單的色澤管理方法，特別沒有在焙燒工序中對色澤管理的簡單方法。例如，如上所述，通過調整焙燒工序中的焙燒溫度、焙燒時間、焙燒爐內的氣體的流通狀態、往焙燒爐的供給速度等就可以進行鈰類研磨材料的色澤的管理，但是不一定很確切地能將鈰類研磨材料的色澤調整為所希望的色澤。
研究的結果發現本發明的鈰類研磨材料的制造方法適合于對鈰類研磨材料的色澤進行管理。這是因為，如上所述，本制造方法利用了焙燒工序這樣極其容易及簡單的手段，就能較為容易地進行鈰類研磨材料色澤的調節。
例如，通過本發明的鈰類研磨材料的制造方法的焙燒工序，將F2/F1調整為0.7以上、1以下時，就可制成以L*a*b*色度體系表示時的L*值在65以上、90以下的色澤的鈰類研磨材料。這樣制成的鈰類研磨材料就如先前說明的，具有能得到足夠大的研磨速度，研磨損傷少、研磨精度良好的平滑研磨表面，且殘留的研磨材料少的優點。
作為本發明鈰類研磨材料的制造方法所用的鈰類研磨材料用原料最好用TREO中氧化鐠的含有率在1wt％以上、10wt％以下的、焙燒前的相對于TREO的氟含有率F1在0.5wt％以上、14.3wt％以下的原料。
鈰類研磨材料相對于TREO的氟含有率可假設為F2(焙燒后的相對于TREO的氟含有率)。因此，F2最好例如在0.5wt％以上、10wt％以下。這里，若考慮到先前說明過的“F2/F1在0.7以上、1以下”的制造條件，F1至少在0.5wt％以上、14.3wt％以下為最好，即，F1最好在0.5wt％以上、14.3wt％以下。另外，為更切實地使F2在0.5wt％以上、10wt％以下，F1就最好在0.7wt％以上、10wt％以下。在先前已說明了設定該最好范圍的理由。另外，在鈰類研磨材料的制造中，若氟含有率高，就出現必須進行焙燒時的廢氣處理，對爐內材料產生腐蝕的問題。從該點考慮的話，F1最好在10wt％以下。
在控制焙燒工序中的F2/F1之比的同時，還對原料中的TREO中的氧化鐠的含有率和焙燒前的相對于TREO的氟含有率F1進行控制，就容易制成不僅是L*值在65以上，90以下，而且a*值在0以上、15以下、b*值在10以上、30以下的研磨材料。
若相對于鈰類研磨材料用原料中的TREO的氟含有率不到0.5wt％時，或即使在0.5wt％以上，但相對于TREO相提高氟含有率的情況下，進行敘述過的氟化處理可以使F1達到0.5wt％以上、14.3wt％以下。另外，對制得的鈰類研磨材料的TREO的含有率、TREO中的氧化鈰、氧化鐠的含有率、氟含有率的說明如上述一樣。
可以假設TREO中的氧化鈰和氧化鐠等稀土類氧化物的含有率在鈰類研磨材料用原料和鈰類研磨材料之間沒有變化。因此，鈰類研磨材料用原料的TREO中的氧化鈰及氧化鐠的含有率最好使用在鈰類研磨材料優選的范圍的值。根據原料中的水分和碳酸根等的含有率，原料中的TREO的含有率雖然有時不到80wt％，但是通常因雜質較少，所以焙燒后的TREO的含有率在80wt％以上，不成為問題。
在焙燒工序中，焙燒溫度最好在600℃以上、1200℃以下，且焙燒時間在1小時以上、60小時以下。
在焙燒工序中，通過燒結可使原料即粒狀含鈰的稀土類粒子生長，成為能得到適當研磨速度的粒子大小。作為焙燒設備，可以用例如，電爐、回轉爐等。對于氣氛，最好用氧化性氣氛，例如可以用大氣來作為氛圍氣體。雖然通常在焙燒溫度高時，容易引起粒子的異常生長，研磨材料中的粗粒子的量容易增多，但是研究結果表明氧化鐠等鐠化合物能夠抑制粒子的異常生長，同時具有促進原料均勻焙燒的效果，具有抑制粗粒子的量的效果。因此，若使用了含有氧化鐠等鐠化合物的原料時，可以在較高的溫度下進行焙燒。在高溫下進行焙燒，則因燒結容易進行，所以對得到大的平均粒徑的研磨材料和得到平均粒徑大而且研磨速度足夠大的研磨材料是特別有效的。雖然對原料中的氧化鐠等鐠化合物的含有率無特別限制，但是研磨材料的TREO中的氧化鐠的最終含有率較適合為1wt％以上、10wt％以下。另外，雖然鈰類研磨材料的色澤也受焙燒溫度的影響，但是在上述溫度范圍內，色澤較好。
具體實施例方式
以下就本發明的具體實施方式
進行說明。
首先，采用濕式球磨機將鈰類研磨材料用原料粉碎，得到原料漿液。另外，作為原料，可以用氟碳鈰礦精礦、氧化稀土、氧化鈰。此后，對實施例1、實施例2和比較例2不進行氟處理；而為了使實施例3和比較例1中的氟含有率增多、使實施例4-實施例6和比較例3中的原料的氧化稀土中含有氟、使比較例4中的氧化鈰內含有氟，對其分別進行了氟處理。其后，將漿液過濾，在120℃干燥，得到粉末。分別將干燥后所得的粉末進行800-1100℃3小時的焙燒。然后，將焙燒后所得的粉末進行破碎，進行分級以盡可能使10μm以上的粗粒子減少，得到鈰類研磨材料。
測定焙燒前的氧化鈰(CeO2)、氧化鐠(Pr6O11)的含有率、焙燒前的氟含有率(＜F1＞)、焙燒后的氟含有率(＜F2＞)、焙燒后的TREO的含有率及經焙燒后氟的有效利用率(＜F2/F1＞)，將該測定結果表示在表1中。
氟含有率為用堿熔融·溫水提取·氟離子電極法測得的值。即為如下所述的測定法首先，將研磨材料或其原料作為試樣，經堿熔劑進行熔融，放置冷卻后，用溫水進行提取，定容。取適量，添加緩沖液后，將pH大致調整到5.3，定容，得到試樣溶液。再準備標準液。制備標準液的操作，除了不用上述試樣，在“取適量”后，添加氟標準液，使氟含有率調整到所希望的值以外，其他均與制備試樣溶液的步驟相同。變化氟濃度就得到多種的標準液。利用帶有氟離子電極的離子計對這樣制得的標準液及試樣溶液進行氟含有率的測定。具體地說，基于測定標準液所得的標準曲線來求得試樣溶液中的氟濃度，將該氟濃度換算成試樣的氟含有率。另外，用如下說明的試樣的TREO的含有率除所得的氟含有率，求得相對于TREO的氟含有率。對于焙燒前的氟含有率，將焙燒前的試樣進行120℃2小時的干燥，用該試樣，經和焙燒后的研磨材料同樣的操作來測得氟含有率。
如下所述測得TREO的含有率首先，用高氯酸和過氧化氫將試樣進行分解后，在溶液中加入草酸，將該溶液的pH保持在大約1.5，得到沉淀物。過濾該沉淀物，將所得的沉淀物在1000℃下焙燒，測定該焙燒物的重量，通過焙燒物的重量和試樣重量之比，求得TREO的含有率。
對于氧化鈰、氧化鐠的含有率，是用堿熔劑及ICP發射光譜法進行測定。首先，將試樣進行酸溶解或堿熔融，此后，取出適量，定容，得到試樣。另外，改變鈰等的濃度，制成多種標準試樣。然后，基于測定標準試樣所得的鈰等濃度的標準曲線，來定量試樣中的鈰等的含有率，并換算成氧化鈰、氧化鐠的含有率。從該試樣的氧化鈰、氧化鐠的含有率和試樣中的TREO的含有率來求得TREO中的氧化鈰、氧化鐠的含有率。
表1化學分析結果及氟的利用率

*1)不能算出有意義的數值。
從表1可知，實施例1-實施例6的氟利用率(F2/F1)都在0.7以上，這是因為氧化鈰、氧化鐠、氟含有率在所規定的范圍內。相反，比較例1的利用率較低，這是因為氟相對于氧化鐠過多的緣故。比較例3的氟的利用率較低，認為是由于焙燒溫度較高的緣故。比較例4的氟幾乎都釋放了，這是因為不含有氧化鐠，而不能在焙燒中防止氟的釋放。
對各個實施例及比較例所得的鈰類研磨材料進行了色澤的測定(色差色彩計CR-300，ミノルタ會社制造)和比表面積的測定(利用氮氣的BET比表面積測定裝置マルチソ-プ、湯淺ァィオニクス會社制造)。另外，為對最終得到的鈰類研磨材料的研磨特性進行測定進行了研磨試驗。將這些測定結果及研磨試驗的結果表示在表2中。然而，雖然色澤測定可以在焙燒、破碎后，即分級工序前進行，但是因分級前和分級后的研磨材料制品的色澤幾乎相同，所以在表2中，表示鈰類研磨材料的色澤。
在研磨試驗中，用了オスカ-型研磨試驗機(HSP-2I型、臺東精機株式會社制造)。研磨試驗機利用了使粉末狀鈰類研磨材料分散在水中而調制的研磨材料濃度為10wt％的鈰類研磨材料漿液。研磨對象為65mmφ的平板用玻璃材料，用了聚氨酯制造的研磨墊片。另外，研磨條件為玻璃材料的轉速為1700rpm、墊片的推擠壓力為98kPa(1kg/cm2)、研磨時間為10分鐘。
表2中的研磨值是根據測定研磨前后的玻璃材料的重量所算出的研磨量的值。是以實施例1為100用相對值來表示的。
如下所述，對研磨損傷進行評價。首先，用30萬勒克斯的鹵燈照射研磨后的平板用玻璃的表面，利用反射法來判別損傷數目和大小。然后，根據損傷數目和大小，利用從100點滿點開始進行減點的減點法來進行數值化。表2中，「◎」在95點以上，100點以下，非常適合于精密的研磨用，而「○」在90點以上，不到95點，適合于精密研磨用，「△」在80點以上，不到90點，可以用于一般的研磨，「×」為不到80點，不適合作為研磨材料。
對殘留研磨材料進行如下所述的評價。首先，利用超聲波洗凈機將研磨后的玻璃在純水中進行洗凈，于無塵狀態下進行干燥。此后，利用光學顯微鏡對玻璃的表面進行觀察，觀察玻璃表面上有無殘留研磨材料附著。表2中，「◎」表示幾乎無殘留研磨材料附著，非常適合作為研磨材料，「○」表示有少量殘留研磨材料，適合作為研磨材料，「×」表示附著有較多殘留研磨材料，不適合作為研磨材料。
表2鈰類研磨材料的色澤、比表面積及研磨特性

*1)研磨損傷的符號代表以下意思「◎」在95點以上，100點以下，非常適合于精密的研磨用。
「○」在90點以上，不到95點，適合于精密研磨用。
「△」在80點以上，不到90點，可以用作一般的研磨用。
「×」為不到80點，不適合作為研磨材料。
2)殘留研磨材料的符號所代表的意思「◎」表示非常適合作為研磨材料。
「○」表示適合作為研磨材料。
「×」表示不適合作為研磨材料。
從表2所示可知，實施例1-實施例6的L*a*b*色度體系中的L*值在65以上、90以下；a*值在0以上、15以下；b*值在10以上、30以下的范圍內；比表面積為1-30m2/g，所以研磨特性，即研磨值、研磨損傷、殘留研磨材料都有較好的結果。
但是，比較例1因含有較多的氟，比表面積較小，所以研磨損傷較多。雖然b*值為18.87，但是L*值比65小，且a*值大于15。
比較例2的比表面積大，研磨值非常小，殘留研磨材料較多。這是因為，它幾乎不含有氟的緣故。L*值為49.74，比65小，且a*值i為1.05，小于15，再者，b*值為9.36，小于10。
比較例3的研磨損傷較多，雖然b*值為19.28，但是，L*值為60.19，小于65，且a*值為19.41，大于15。
比較例4的殘留研磨材料較多。另外，L*值為94.53，大于90。這是因為，不含有氧化鐠的緣故。另外，a*值為-1.95，符號相反，往綠色的色澤發展，另外，b*值為2.40，比10小得多。
產業上應用的可能性本發明可以提供研磨速度足夠快，研磨損傷較少，殘留研磨材料很少的研磨特性優異的鈰類研磨材料。另外，還可以提供制造這樣的鈰類研磨材料的制造方法。所制成的研磨材料可用于光盤和磁盤用玻璃基板的制造等所需的高精度表面研磨。
權利要求
1.鈰類研磨材料，它是以氧化鈰為主要成分的鈰類研磨材料，其特征在于，用L*a*b*色度體系表示鈰類研磨材料的色澤時，L*值在65以上、90以下。
2.根據權利要求1所述的鈰類研磨材料，其特征在于，L*a*b*色度體系中的a*值在0以上、15以下。
3.根據權利要求1或2所述的鈰類研磨材料，其特征在于，L*a*b*色度體系中的b*值在10以上、30以下。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的鈰類研磨材料，其特征在于，鈰類研磨材料中的全部稀土類氧化物(TREO)的含有率在80wt％以上、99wt％以下，并且相對于TREO的氟含有率在0.5wt％以上、10wt％以下。
5.根據權利要求4所述的鈰類研磨材料，其特征在于，TREO中的氧化鐠的含有率在1wt％以上、10wt％以下。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的鈰類研磨材料，其特征在于，鈰類研磨材料粒子的比表面積在1m2/g以上、30m2/g以下。
7.鈰類研磨材料的制造方法，它是具有焙燒鈰類研磨材料用原料的工序的以氧化鈰為主要成分的鈰類研磨材料的制造方法，其特征在于，在將焙燒前的相對于TREO的氟含有率定為F1，焙燒后的相對于TREO的氟含有率定為F2時，F2/F1之比在0.7以上、1以下。
8.根據權利要求7所述的鈰類研磨材料的制造方法，其特征在于，鈰類研磨材料用原料的TREO中的氧化鐠的含有率在1wt％以上、10wt％以下，焙燒前的相對于TREO的氟含有率F1在0.5wt％以上、14.3wt％以下。
9.根據權利要求8所述的鈰類研磨材料的制造方法，其特征在于，焙燒工序中的焙燒溫度在600℃以上、1200℃以下，且焙燒時間在1小時以上、60小時以下。
全文摘要
本發明將研磨材料的色澤保持在一定范圍內，或使其穩定含氟來提供一種研磨速度足夠快、研磨缺陷較少的研磨特性優異的鈰類研磨材料及其制造方法。鈰類研磨材料可以為以下材料是以氧化鈰為主要成分的鈰類研磨材料，在用L*a*b*色度體系表示其色澤時，是L*值在65以上、90以下；a*值在0以上、15以下；b*值在10以上、30以下的鈰類研磨材料。
文檔編號C09K3/14GK1491269SQ02804596
公開日2004年4月21日 申請日期2002年1月31日 優先權日2001年2月7日
發明者伊藤昭文, 義, 望月直義, 幸, 渡邊廣幸, 內野義嗣, 嗣, 下河原明, 明 申請人:三井金屬 業株式會社, 三井金屬鉱業株式會社