专利名称：铈类研磨材料及其制造方法
技术领域：
本发明涉及铈类研磨材料及其制造方法，特别涉及研磨速度和研磨后表面性质良好的、研磨特性优异的铈类研磨材料及其制造方法。
背景技术：
近年来，研磨材料被应用在各种各样用途中。其中特别在研磨光盘用玻璃基板、磁盘用玻璃基板、用于半导体制造的光掩模用玻璃基板、LCD用玻璃基板等玻璃基板和光学用透镜等时，需要高精度的表面研磨。
在进行这些表面研磨时，是用稀土类氧化物，尤其以氧化铈为主要成分的铈类研磨材料(以下记为铈类研磨材料)。这是因为，在研磨玻璃时，氧化铈的研磨特性优异于氧化锆和二氧化硅。例如，氧化铈的研磨速度大于氧化锆、二氧化硅、氧化铝等的研磨速度，所以能以更高速度进行研磨。另外，氧化铈的硬度不太高，若用于研磨，研磨后可得到更光滑的玻璃表面。
但是，因铈类研磨材料的研磨特性取决于氧化铈和氟(F)等的含有率、比表面积等多种因素，所以，存在若要控制研磨特性，就必须对每个因素进行正确评估和综合判断之类的问题。
另外，铈类研磨材料的制造条件也很重要。例如，作为最重要工序之一的制造过程后半的焙烧工序。焙烧工序为将铈类研磨材料用原料置于氧化气氛中，进行高温处理的工序。该工序中，决定研磨特性的一个重要因素为氟，但它易从原料中释放，由此，有必要对焙烧工序适当控制，特别是在使用可连续进行焙烧的装置时，因很难较早确切判断焙烧状况，所以很难对工序进行控制。
针对以上问题，本发明的目的是提供一种研磨特性优异的铈类研磨材料及其制造方法。
发明内容
在使用铈类研磨材料进行研磨时，要求研磨速度快(研磨效率高)，同时没有损伤，并且研磨后的残留研磨材料有良好的洗净性。为达到这样的目的，本发明者对研磨粒子大小等各种物理性质及化学组成进行了探讨，进行了各种最优化试验。本发明者不受一直以来所持的研磨材料特性概念的影响，对具有良好的研磨评价的研磨材料进行了各种研究，结果发现铈类研磨材料的色泽和研磨的评价有关联性；研究还发现只要将铈类研磨材料色泽调整到最合适的程度，就可以得到优异的研磨材料。基于上述发现而完成了本发明。
本发明是以氧化铈为主要成分的铈类研磨材料，其特征在于，在用L*a*b*色度体系来表示铈类研磨材料的色泽时，L*值在65以上、90以下。
JIS Z8729所定义的L*a*b*(L*、a*、b*)色度体系常被用于产业领域中的色泽管理，以L*值、a*值、b*值(以下分别记为“L*值”、“a*值”、“b*值”)表示色泽。L*表示亮度，称为“亮度指数”，a*和b*表示色调和色度，称为“色度指数”。用L*a*b*色度体系时，L*值越大，色泽越白；越小，色泽越黑。而a*值偏向正侧越大，红色系越强；相反偏向正侧越小(偏向负侧越大)，绿色系越强。另外，b*值偏向正侧越大，黄色系越强；偏向正侧越小(偏向负侧越大)，蓝色系越强。若a*值和b*值同时为0时，无彩色。
研究结果发现铈类研磨材料的L*值较小时，研磨材料粒子生长过度，处于粗粒子较多的状态，粗粒子会在研磨时引起损伤。若使用这样状态的研磨材料，易产生研磨损伤，不能得到光滑的研磨表面。还发现若L*值大，研磨材料的粒子在焙烧时未充分生长，不能得到足够的研磨速度，粒子很难均匀分散到分散剂中，大的凝集粒子残留下来，易产生损伤。研究结果还发现若铈类研磨材料的L*值在65以上、90以下，最好在70以上、80以下时，就很难产生损伤，有着良好的平滑性等，研磨特性优异。
L*a*b*色度体系中的a*值最好在0以上、15以下。
这是因为，若a*值小于该范围时，氟含有率降低，就不能得到玻璃研磨时所需的化学反应，不能使研磨表面上的细微凹凸变平。相反，若a*值大于该范围时，虽然研磨效果较好，但处于氟含量过剩的状态，不理想。另外，粗粒子的含有率高，易产生研磨损伤。这被认为是由焙烧时粒子生长过度所致。综合考虑到上述各点，a*值最好在5以上，15以下。
L*a*b*色度体系中的b*值最好在10以上、30以下。
这是因为，若b*值小于该范围时，氟及氧化镨的含有率降低，得不到玻璃研磨时所需的化学反应，不能将研磨表面上的细微凹凸磨平；相反，若b*值大于该范围时，虽然研磨效果(研磨效率)高，但处于氟含量过剩状态，或处于大量产生粗粒子的状态，粗粒子会产生研磨损伤，不理想。这是因为焙烧时粒子生长过度的缘故。所以，对上述各点进行综合考虑，b*值最好在20以上、25以下。
从以上说明可知，铈类研磨材料的L*a*b*色度体系中的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以下时，研磨速度足够快，研磨损伤少，并且几乎不残留研磨材料，能稳定地得到这些良好的研磨特性。因此，特别适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以下时，更加理想。另外，可利用目测和测定装置来识别L*值、a*值及b*值，所以，例如，通过将铈类研磨材料的色泽和标准品进行比较，使研磨材料的色泽进行特别指定，对产品品质进行判断或管理等；或者可利用测定装置来使色泽特别指定，可对产品品质进行判断或管理。
将铈类研磨材料规定为所希望的色泽来进行色泽管理就可实现对氟含有率、氧化镨含有率的管理等。例如，通过测定制造过程的焙烧工序中研磨材料粉末的色泽，调整焙烧温度、焙烧时间、焙烧炉内的气体流动的状态、供给焙烧炉内的供给速度等，就很容易将L*a*b*色度体系中的L*值、a*值及b*值保持在一定范围内。通过将铈类研磨材料的色泽控制在上述一定范围内，就可以很容易控制研磨速度、研磨损伤、残留研磨材料等相关的研磨特性。
然而，铈类研磨材料中作为除氧化铈(CeO2)以外的稀土类氧化物，还可以含有氧化镧(La2O3)、氧化钕(Nd2O3)、氧化镨(Pr6O11)、氧化钐(Sm2O3)等。虽因稀土类元素在化学、物理性质上较为相似而很难分离，但不会对作为研磨材料的效果有很大的影响。用作研磨材料的稀土类氧化物，是以氧化铈为主要成分的。通常，氧化铈占总稀土类氧化物(以下为TREO)的比例，即氧化铈的含有率必须在30wt％以上。这是因为，若TREO中的氧化铈的含有率不到30wt％时，就得不到足够的研磨速度，作为研磨材料是不实用的；若该值在30wt％以上时，可用于研磨用途、特别可用于玻璃研磨。
铈类研磨材料中除了含有稀土类氧化物以外，还残留有含在氟碳铈矿等矿石中的，例如Si、Al、Na、K、Ca、Ba等氧化物或除了氧化物的化合物。这些化合物具有作为研磨材料的功能，但较低，或会引起研磨损伤。为此，将铈类研磨材料中的TREO的含有率规定在80wt％以上、99wt％以下。若TREO不到80％的话，有较多研磨损伤发生；若TREO超过99％，则为提高纯度会使生产率降低。
铈类研磨材料特别是在作为玻璃用研磨材料时，含有氟的成分很重要。这是因为，含有氟的成分就可以进行化学研磨，提高研磨表面的平滑性。
这样研究的结果发现本发明的铈类研磨材料中的TREO的含有率较好在80wt％以上、99wt％以下，并且相对于TREO的氟含有率更好在0.5wt％以上、10wt％以下。
这是因为，若相对于TREO的氟含有率在0.5wt％以上时，不仅有物理研磨，还有氟引起的化学反应，尤其在用于玻璃研磨时，利用该反应就可以得到良好的研磨效果。换言之，这是因为，若氟含有率不到0.5wt％时，研磨速度小，不实用；另外，若氟的含有率超过10wt％时，焙烧炉内易腐蚀，存在进行废气处理所产生的成本上升的问题。
氟的含有率是将测得TREO的同样的试样进行氟的量，换算成相对于TREO的含有率而所得的值。这样作是因为在测定TREO时，大部分氟会丧失，所以就不能利用测过TREO的试样来测定氟，否则，就不能得到准确数值。
铈类研磨材料的TREO中的氧化镨的含有率更好在1wt％以上、10wt％以下。
如上所述，铈类研磨材料尤其是作为玻璃用研磨材料时，含有氟的成分是较为重要的。因此，若氟成分焙烧时过量释放，研磨材料的含氟成分过低，不理想。因此，在对焙烧工序的研究中发现即使是焙烧条件不变，焙烧工序中氟成分的释放程度是不同的。
另外，还对铈以外的稀土元素和氟在焙烧时的化学行为进行了研究，结果发现能防止焙烧工序中氟释放的有效成分是除铈以外的各种轻稀土元素，其中，氧化镨等镨化合物的存在具有较优良的防止氟释放的效果。例如，以镨的含氟化物的形式来将氟固定时，这样就可以得到研磨时所需的、起因于氟成分的化学研磨作用，得到更快的研磨速度，并且能得到优异的表面平滑性。
作为有效防止氟释放的理由，如下所述首先，镨化合物(例如，氧化镨)中镨的氧化数不仅是稀土类元素中所常见的+3，而是取得了比+3大的值，特别是在氧化镨中氧化数比+3大时，该值较为稳定，镨的氧化物和氟化物形成复合组合物，它对热较为稳定等。
这样的研究结果发现氧化镨等镨化合物可以防止氟在焙烧时释放。因此，将氧化镨的含有率控制在适当比例时，就可对铈类研磨材料用原料的粒子生长进行控制。所以再对研磨所需的氟的含有率和氧化镨的含有率作进一步研究。
其结果发现氧化镨的含有率如上所述，更好是在1wt％以上、10wt％以下。这是因为，若氧化镨的含有率不到1wt％时，不能防止氟在焙烧时的释放。另外，含有率较低时，粒子生长不进行，所得的铈类研磨材料不具有足够的研磨速度。再者，在研磨材料的制造阶段中，由于将氧化镨的含有率控制在不到1wt％的水平，就必须进行除去氧化镨等镨化合物的特别处理，就会出现成本问题。相反，若氧化镨的含有率超过10wt％时，虽然可将氟在焙烧工序中进行充分固定，得到足够大的研磨速度，但是，出现粒子过度生长的问题。另外，由于氧化镨的含有率过高，铈类研磨材料的色泽过浓，特别是a*测色结果的差较小，很难通过测色来对研磨材料的品质进行管理。然而，和氧化铈相比，氧化镨的亲水性较高，在成为研磨材料浆液时，会出现因pH变化而使研磨速度变化的问题。
铈类研磨材料的研磨材料粒子的比表面积最好在1m2/g以上、30m2/g以下。
若比表面积不到1m2/g时，虽然研磨速度足够大，但研磨精度较低，研磨损伤多。相反，比表面积超过30m2/g时，使用充分分散的浆液虽可在研磨后得到平滑的研磨表面，但配制充分分散的浆液本身是很难的。另外，由于得不到足够的研磨速度，研磨玻璃等的操作效率变低，不实用。再者，因残留研磨材料也很多，特别在作为精密研磨用研磨材料时是有问题的。
若比表面积的值处在上述范围内时，研磨速度足够大，研磨时不易产生研磨损伤，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残留的研磨材料更少等，可以得到研磨特性更优异的研磨材料。
本发明的铈类研磨材料的使用方法是将其和水或有机溶剂混合，使其分散而得到研磨材料浆液，利用该浆液进行研磨。研磨材料浆液中的铈类研磨材料(固态成分)的浓度最好在1wt％以上、40wt％以下，更好在5wt％以上、30wt％以下。作为有机溶剂，可以用乙醇、多元醇、四氢呋喃等。将铈类研磨材料的浓度规定在1wt％以上、40wt％以下的原因是若不到1wt％的话，浆液浓度较低，研磨效率差，还产生大量研磨废液，不理想。相反，若超过40wt％，浆液的粘度变高，很难进行定量、均匀地供液，容易产生研磨不均匀，最终是不理想的。
该浆液研磨材料还可以包含分散剂、防止固化剂、pH调整剂等的添加剂，作为添加剂，可以用六偏磷酸钠、焦磷酸钠、结晶纤维素、磷酸氢钙、β一萘磺酸钠甲醛缩合物、合成二氧化硅、聚丙烯酸钠等聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素、聚环氧乙烷、聚乙烯醇等。这些添加剂的使用方式为可以将其和铈类研磨材料混合，再由含有添加剂的铈类研磨材料调制成浆液；也可预先将添加剂溶解或分散于水或有机溶剂中后，再使铈类研磨材料分散；还可以在将铈类研磨材料和水或有机溶剂配制浆液时进行添加。相对于铈类研磨材料(固态成分)重量，添加剂的重量通常在0.1wt％以上、4wt％以下。这是因为，不到0.1wt％，分散、防止固化、pH调整等的效果不够，另外，若超过4wt％时，不但效果几乎不增加，相反，有时效果还会降低。
为解决上述问题，就制造铈类研磨材料的方法进行研究。对于铈类研磨材料的制造，通过将铈类研磨材料用原料粉碎、必要时进行氟的处理、焙烧、破碎、分级等各工序而制得。另外，对于氟处理，可以任意使用采用氢氟酸、氟化铵等公知的处理方法。
本发明者着眼于这些工序中的焙烧工序并进行研究。该焙烧工序虽能使粒子烧结而能促进粒子生长，但同时释放氟。因此，在焙烧工序中，若能对粒子生长及氟的含有率两者进行控制的话，就能制得研磨特性更加优异的铈类研磨材料，较为理想。因此，对能控制氟的释放的焙烧方法进行了研究。
结果发现虽然焙烧会使氟释放，但可基于焙烧前的氟含有率来对焙烧后的氟含有率进行控制，进行稳定的研磨材料的烧结，并保持化学研磨所需的氟量。即，本发明者发现通过测定焙烧前后氟的含有率，控制其减少量，就能制得研磨特性及研磨评价优异的铈类研磨材料。
本发明是包含焙烧铈类研磨材料用原料的工序的铈类研磨材料的制造方法，其特征在于，将焙烧前的相对于TREO的氟含有率记为F1(以下，简单记为“F1”)，焙烧后的相对于TREO的氟含有率记为F2(以下，简称为“F2”)时，F2/F1之比在0.7以上，1以下。
这是因为，若F2/F1不到0.7时，粒子生长过度，引起研磨损伤的粗粒子是增多。这样的问题是由例如，焙烧温度过高、或者焙烧时间过长而产生的。再者，若F2/F1不到0.7时，会出现进行处理废气的成本上升的问题。另外，若没有来自外部氟成分的加入，F2/F1之比不会超过1，通常不到1。再者，F2/F1最好在0.75以上，0.95以下。该比值在此范围内时，就可以进行更稳定的焙烧操作。
利用该制造方法时，要使F2/F1在0.7以上，1以下，就要对焙烧温度、焙烧时间、焙烧炉内的气体流通状态、供给焙烧炉中的供给速度等的调整、进行焙烧。由此，能简单地对氟含有率进行控制，就可以对研磨特性和研磨评价适当进行调节。如此，研磨时就不会产生损伤，制成研磨后所得的被研磨面有良好的平滑性等，研磨特性优异的铈类研磨材料。这样，本发明的制造方法的特征是不必分别对焙烧工序中的焙烧温度、焙烧时间、每小时的焙烧量、以及其他操作条件进行控制，只要着眼于氟含有率，只要对该比率进行控制。利用这样的方法，就可极容易及极简单地进行焙烧时的管理，较为理想。
另外，就利用该铈类研磨材料的制造方法来对铈类研磨材料的色泽加以管理进行了研究。铈类研磨材料的色泽受到氟含有率、氧化程度、表示粒子大小等的比表面积等的影响。因此，对这些进行控制，将铈类研磨材料用原料的色泽调到所希望的色泽，就可以制成研磨特性优异的铈类研磨材料。然而，以往没有较为简单的色泽管理方法，特别没有在焙烧工序中对色泽管理的简单方法。例如，如上所述，通过调整焙烧工序中的焙烧温度、焙烧时间、焙烧炉内的气体的流通状态、往焙烧炉的供给速度等就可以进行铈类研磨材料的色泽的管理，但是不一定很确切地能将铈类研磨材料的色泽调整为所希望的色泽。
研究的结果发现本发明的铈类研磨材料的制造方法适合于对铈类研磨材料的色泽进行管理。这是因为，如上所述，本制造方法利用了焙烧工序这样极其容易及简单的手段，就能较为容易地进行铈类研磨材料色泽的调节。
例如，通过本发明的铈类研磨材料的制造方法的焙烧工序，将F2/F1调整为0.7以上、1以下时，就可制成以L*a*b*色度体系表示时的L*值在65以上、90以下的色泽的铈类研磨材料。这样制成的铈类研磨材料就如先前说明的，具有能得到足够大的研磨速度，研磨损伤少、研磨精度良好的平滑研磨表面，且残留的研磨材料少的优点。
作为本发明铈类研磨材料的制造方法所用的铈类研磨材料用原料最好用TREO中氧化镨的含有率在1wt％以上、10wt％以下的、焙烧前的相对于TREO的氟含有率F1在0.5wt％以上、14.3wt％以下的原料。
铈类研磨材料相对于TREO的氟含有率可假设为F2(焙烧后的相对于TREO的氟含有率)。因此，F2最好例如在0.5wt％以上、10wt％以下。这里，若考虑到先前说明过的“F2/F1在0.7以上、1以下”的制造条件，F1至少在0.5wt％以上、14.3wt％以下为最好，即，F1最好在0.5wt％以上、14.3wt％以下。另外，为更切实地使F2在0.5wt％以上、10wt％以下，F1就最好在0.7wt％以上、10wt％以下。在先前已说明了设定该最好范围的理由。另外，在铈类研磨材料的制造中，若氟含有率高，就出现必须进行焙烧时的废气处理，对炉内材料产生腐蚀的问题。从该点考虑的话，F1最好在10wt％以下。
在控制焙烧工序中的F2/F1之比的同时，还对原料中的TREO中的氧化镨的含有率和焙烧前的相对于TREO的氟含有率F1进行控制，就容易制成不仅是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。
若相对于铈类研磨材料用原料中的TREO的氟含有率不到0.5wt％时，或即使在0.5wt％以上，但相对于TREO相提高氟含有率的情况下，进行叙述过的氟化处理可以使F1达到0.5wt％以上、14.3wt％以下。另外，对制得的铈类研磨材料的TREO的含有率、TREO中的氧化铈、氧化镨的含有率、氟含有率的说明如上述一样。
可以假设TREO中的氧化铈和氧化镨等稀土类氧化物的含有率在铈类研磨材料用原料和铈类研磨材料之间没有变化。因此，铈类研磨材料用原料的TREO中的氧化铈及氧化镨的含有率最好使用在铈类研磨材料优选的范围的值。根据原料中的水分和碳酸根等的含有率，原料中的TREO的含有率虽然有时不到80wt％，但是通常因杂质较少，所以焙烧后的TREO的含有率在80wt％以上，不成为问题。
在焙烧工序中，焙烧温度最好在600℃以上、1200℃以下，且焙烧时间在1小时以上、60小时以下。
在焙烧工序中，通过烧结可使原料即粒状含铈的稀土类粒子生长，成为能得到适当研磨速度的粒子大小。作为焙烧设备，可以用例如，电炉、回转炉等。对于气氛，最好用氧化性气氛，例如可以用大气来作为氛围气体。虽然通常在焙烧温度高时，容易引起粒子的异常生长，研磨材料中的粗粒子的量容易增多，但是研究结果表明氧化镨等镨化合物能够抑制粒子的异常生长，同时具有促进原料均匀焙烧的效果，具有抑制粗粒子的量的效果。因此，若使用了含有氧化镨等镨化合物的原料时，可以在较高的温度下进行焙烧。在高温下进行焙烧，则因烧结容易进行，所以对得到大的平均粒径的研磨材料和得到平均粒径大而且研磨速度足够大的研磨材料是特别有效的。虽然对原料中的氧化镨等镨化合物的含有率无特别限制，但是研磨材料的TREO中的氧化镨的最终含有率较适合为1wt％以上、10wt％以下。另外，虽然铈类研磨材料的色泽也受焙烧温度的影响，但是在上述温度范围内，色泽较好。
具体实施例方式
以下就本发明的具体实施方式
进行说明。
首先，采用湿式球磨机将铈类研磨材料用原料粉碎，得到原料浆液。另外，作为原料，可以用氟碳铈矿精矿、氧化稀土、氧化铈。此后，对实施例1、实施例2和比较例2不进行氟处理；而为了使实施例3和比较例1中的氟含有率增多、使实施例4-实施例6和比较例3中的原料的氧化稀土中含有氟、使比较例4中的氧化铈内含有氟，对其分别进行了氟处理。其后，将浆液过滤，在120℃干燥，得到粉末。分别将干燥后所得的粉末进行800-1100℃3小时的焙烧。然后，将焙烧后所得的粉末进行破碎，进行分级以尽可能使10μm以上的粗粒子减少，得到铈类研磨材料。
测定焙烧前的氧化铈(CeO2)、氧化镨(Pr6O11)的含有率、焙烧前的氟含有率(＜F1＞)、焙烧后的氟含有率(＜F2＞)、焙烧后的TREO的含有率及经焙烧后氟的有效利用率(＜F2/F1＞)，将该测定结果表示在表1中。
氟含有率为用碱熔融·温水提取·氟离子电极法测得的值。即为如下所述的测定法首先，将研磨材料或其原料作为试样，经碱熔剂进行熔融，放置冷却后，用温水进行提取，定容。取适量，添加缓冲液后，将pH大致调整到5.3，定容，得到试样溶液。再准备标准液。制备标准液的操作，除了不用上述试样，在“取适量”后，添加氟标准液，使氟含有率调整到所希望的值以外，其他均与制备试样溶液的步骤相同。变化氟浓度就得到多种的标准液。利用带有氟离子电极的离子计对这样制得的标准液及试样溶液进行氟含有率的测定。具体地说，基于测定标准液所得的标准曲线来求得试样溶液中的氟浓度，将该氟浓度换算成试样的氟含有率。另外，用如下说明的试样的TREO的含有率除所得的氟含有率，求得相对于TREO的氟含有率。对于焙烧前的氟含有率，将焙烧前的试样进行120℃2小时的干燥，用该试样，经和焙烧后的研磨材料同样的操作来测得氟含有率。
如下所述测得TREO的含有率首先，用高氯酸和过氧化氢将试样进行分解后，在溶液中加入草酸，将该溶液的pH保持在大约1.5，得到沉淀物。过滤该沉淀物，将所得的沉淀物在1000℃下焙烧，测定该焙烧物的重量，通过焙烧物的重量和试样重量之比，求得TREO的含有率。
对于氧化铈、氧化镨的含有率，是用碱熔剂及ICP发射光谱法进行测定。首先，将试样进行酸溶解或碱熔融，此后，取出适量，定容，得到试样。另外，改变铈等的浓度，制成多种标准试样。然后，基于测定标准试样所得的铈等浓度的标准曲线，来定量试样中的铈等的含有率，并换算成氧化铈、氧化镨的含有率。从该试样的氧化铈、氧化镨的含有率和试样中的TREO的含有率来求得TREO中的氧化铈、氧化镨的含有率。
表1化学分析结果及氟的利用率
*1)不能算出有意义的数值。
从表1可知，实施例1-实施例6的氟利用率(F2/F1)都在0.7以上，这是因为氧化铈、氧化镨、氟含有率在所规定的范围内。相反，比较例1的利用率较低，这是因为氟相对于氧化镨过多的缘故。比较例3的氟的利用率较低，认为是由于焙烧温度较高的缘故。比较例4的氟几乎都释放了，这是因为不含有氧化镨，而不能在焙烧中防止氟的释放。
对各个实施例及比较例所得的铈类研磨材料进行了色泽的测定(色差色彩计CR-300，ミノルタ会社制造)和比表面积的测定(利用氮气的BET比表面积测定装置マルチソ-プ、汤浅ァィオニクス会社制造)。另外，为对最终得到的铈类研磨材料的研磨特性进行测定进行了研磨试验。将这些测定结果及研磨试验的结果表示在表2中。然而，虽然色泽测定可以在焙烧、破碎后，即分级工序前进行，但是因分级前和分级后的研磨材料制品的色泽几乎相同，所以在表2中，表示铈类研磨材料的色泽。
在研磨试验中，用了オスカ-型研磨试验机(HSP-2I型、台东精机株式会社制造)。研磨试验机利用了使粉末状铈类研磨材料分散在水中而调制的研磨材料浓度为10wt％的铈类研磨材料浆液。研磨对象为65mmφ的平板用玻璃材料，用了聚氨酯制造的研磨垫片。另外，研磨条件为玻璃材料的转速为1700rpm、垫片的推挤压力为98kPa(1kg/cm2)、研磨时间为10分钟。
表2中的研磨值是根据测定研磨前后的玻璃材料的重量所算出的研磨量的值。是以实施例1为100用相对值来表示的。
如下所述，对研磨损伤进行评价。首先，用30万勒克斯的卤灯照射研磨后的平板用玻璃的表面，利用反射法来判别损伤数目和大小。然后，根据损伤数目和大小，利用从100点满点开始进行减点的减点法来进行数值化。表2中，「◎」在95点以上，100点以下，非常适合于精密的研磨用，而「○」在90点以上，不到95点，适合于精密研磨用，「△」在80点以上，不到90点，可以用于一般的研磨，「×」为不到80点，不适合作为研磨材料。
对残留研磨材料进行如下所述的评价。首先，利用超声波洗净机将研磨后的玻璃在纯水中进行洗净，于无尘状态下进行干燥。此后，利用光学显微镜对玻璃的表面进行观察，观察玻璃表面上有无残留研磨材料附着。表2中，「◎」表示几乎无残留研磨材料附着，非常适合作为研磨材料，「○」表示有少量残留研磨材料，适合作为研磨材料，「×」表示附着有较多残留研磨材料，不适合作为研磨材料。
表2铈类研磨材料的色泽、比表面积及研磨特性
*1)研磨损伤的符号代表以下意思「◎」在95点以上，100点以下，非常适合于精密的研磨用。
「○」在90点以上，不到95点，适合于精密研磨用。
「△」在80点以上，不到90点，可以用作一般的研磨用。
「×」为不到80点，不适合作为研磨材料。
2)残留研磨材料的符号所代表的意思「◎」表示非常适合作为研磨材料。
「○」表示适合作为研磨材料。
「×」表示不适合作为研磨材料。
从表2所示可知，实施例1-实施例6的L*a*b*色度体系中的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以下的范围内；比表面积为1-30m2/g，所以研磨特性，即研磨值、研磨损伤、残留研磨材料都有较好的结果。
但是，比较例1因含有较多的氟，比表面积较小，所以研磨损伤较多。虽然b*值为18.87，但是L*值比65小，且a*值大于15。
比较例2的比表面积大，研磨值非常小，残留研磨材料较多。这是因为，它几乎不含有氟的缘故。L*值为49.74，比65小，且a*值i为1.05，小于15，再者，b*值为9.36，小于10。
比较例3的研磨损伤较多，虽然b*值为19.28，但是，L*值为60.19，小于65，且a*值为19.41，大于15。
比较例4的残留研磨材料较多。另外，L*值为94.53，大于90。这是因为，不含有氧化镨的缘故。另外，a*值为-1.95，符号相反，往绿色的色泽发展，另外，b*值为2.40，比10小得多。
产业上应用的可能性本发明可以提供研磨速度足够快，研磨损伤较少，残留研磨材料很少的研磨特性优异的铈类研磨材料。另外，还可以提供制造这样的铈类研磨材料的制造方法。所制成的研磨材料可用于光盘和磁盘用玻璃基板的制造等所需的高精度表面研磨。
权利要求
1.铈类研磨材料，它是以氧化铈为主要成分的铈类研磨材料，其特征在于，用L*a*b*色度体系表示铈类研磨材料的色泽时，L*值在65以上、90以下。
2.根据权利要求1所述的铈类研磨材料，其特征在于，L*a*b*色度体系中的a*值在0以上、15以下。
3.根据权利要求1或2所述的铈类研磨材料，其特征在于，L*a*b*色度体系中的b*值在10以上、30以下。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的铈类研磨材料，其特征在于，铈类研磨材料中的全部稀土类氧化物(TREO)的含有率在80wt％以上、99wt％以下，并且相对于TREO的氟含有率在0.5wt％以上、10wt％以下。
5.根据权利要求4所述的铈类研磨材料，其特征在于，TREO中的氧化镨的含有率在1wt％以上、10wt％以下。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的铈类研磨材料，其特征在于，铈类研磨材料粒子的比表面积在1m2/g以上、30m2/g以下。
7.铈类研磨材料的制造方法，它是具有焙烧铈类研磨材料用原料的工序的以氧化铈为主要成分的铈类研磨材料的制造方法，其特征在于，在将焙烧前的相对于TREO的氟含有率定为F1，焙烧后的相对于TREO的氟含有率定为F2时，F2/F1之比在0.7以上、1以下。
8.根据权利要求7所述的铈类研磨材料的制造方法，其特征在于，铈类研磨材料用原料的TREO中的氧化镨的含有率在1wt％以上、10wt％以下，焙烧前的相对于TREO的氟含有率F1在0.5wt％以上、14.3wt％以下。
9.根据权利要求8所述的铈类研磨材料的制造方法，其特征在于，焙烧工序中的焙烧温度在600℃以上、1200℃以下，且焙烧时间在1小时以上、60小时以下。
全文摘要
本发明将研磨材料的色泽保持在一定范围内，或使其稳定含氟来提供一种研磨速度足够快、研磨缺陷较少的研磨特性优异的铈类研磨材料及其制造方法。铈类研磨材料可以为以下材料是以氧化铈为主要成分的铈类研磨材料，在用L*a*b*色度体系表示其色泽时，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以下的铈类研磨材料。
文档编号C09K3/14GK1491269SQ02804596
公开日2004年4月21日 申请日期2002年1月31日 优先权日2001年2月7日
发明者伊藤昭文, 义, 望月直义, 幸, 渡边广幸, 内野义嗣, 嗣, 下河原明, 明 申请人:三井金属 业株式会社, 三井金属鉱业株式会社