JP2002129146A - ガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材及びそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】酸化セリウム系研摩材原料と粘土とを混合
して得られるガラス用研摩材であって、焼結助剤の役割
を果たすことのできる粘土を用いたことを特徴とするガ
ラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材とし、この製造方
法を確立することにより、排水系を汚染することのない
ガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の市場供給を可
能とするのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本件発明は、ガラス用低フッ
素酸化セリウム系研摩材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より用いられてきた、ガラス用の酸
化セリウム系研摩材は、酸化セリウム系研摩材原料と水
とを混ぜ合わせた混合原料とし、当該混合原料を混合粉
砕機を用いて混合粉砕し粉砕スラリーとし、当該粉砕ス
ラリーとフッ化水素酸溶液とを混合し含フッ素粉砕スラ
リーとし、当該含フッ素粉砕スラリーを濾過してケーキ
を濾取し、当該濾取したケーキを乾燥して７５０〜１０
００℃前後の温度で焙焼して粉体とし、当該粉体を粉砕
整粒して分級することにより製造されてきた。

【０００３】また、ガラス用の酸化セリウム系研摩材
は、自然原料であるバストネサイト精鉱を用いる場合も
あり、バストネサイト精鉱には当初から約６％前後のフ
ッ素が含有されているため、この鉱石を粉砕し、化学処
理し、濾過し、焙焼することで得られる粉体を粉砕整粒
して分級することにより製造される場合も、フッ素が残
留する恐れがある。

【０００４】ここでフッ素は、焙焼する際に含有した希
土類元素と化合物を形成し、低温での焙焼を可能とし、
焙焼時の結晶粒成長を促進する役割を果たすものとして
作用するものである。また、フッ素はガラス研摩を行う
際に、化学的作用によりガラス表面を僅かに溶解させる
役割を果たし、ガラス研摩がより円滑に行えるよう作用
するものと考えられてきた。従って、酸化セリウム系ガ
ラス用研摩材によるガラス研摩は、一種のトライボロジ
ー研摩に相当するものであり、むしろ積極的にフッ素を
含有させ、若しくは残留させてきたのである。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、近年の環境問
題に対する意識の高まりにより、フッ素の排水系に与え
る影響が問題となってきた。そのため、市場において
は、フッ素の含有していない若しくは低フッ素含有量の
ガラス用研摩材に対する要求が高まっている。

【０００６】これらの要求に答えようと、種々の研究が
なされ報告が行われている。例えば、特開昭６０−３５
０７５号公報には主に希土類酸化物若しくはその混合物
のみで構成した研摩材を開示しており、特開昭６０−４
４５７７号公報にはレアアース酸化物に珪酸塩の酸化誘
導体を組み合わせた研摩材が開示されており、特開平１
０−１８３１０３号公報にはレアアース炭酸塩とＳｉ酸
化誘導体とを組み合わせた研摩材が開示されている。

【０００７】ところが、本件研究者等が、確認実験を行
ったところ、これらの開示された発明は、フッ素を含ま
ないと言う点においては本件発明と共通するものである
が、十分な研摩力が得られない、十分な研摩力が確認で
きても、安定した研摩性能を引き出すことが困難との印
象が得られた。従って、ハードディスク、液晶ディスプ
レイ等に用いるガラス基板の仕上げ研摩に使えるほどの
精密研摩は出来ないものと考えた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、本件発明者等
は、鋭意研究の結果、酸化セリウム系研摩材原料と粘土
とを混合して得られるガラス用研摩材とすることで、最
終製品に含有するフッ素は酸化セリウム系研摩材原料に
当初から混入した不純物量レベルとできることに想到し
たのである。希土類元素は、原鉱石中に複数種が混合し
た状態で含まれており、抽出した希土類元素も複数種が
混合した形で得られ、この中に０．１％未満〜６．０％
程度のフッ素を含有するのである。以下、本件発明に関
して、説明する。

【０００９】請求項１には、酸化セリウム系研摩材原料
と粘土とを混合して得られるガラス用研摩材であって、
焼結助剤の役割を果たすことのできる粘土を用い、フッ
素含有量が０．５ｗｔ％未満であることを特徴とするガ
ラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材としている。この
請求項１から分かるように、ここで用いる粘土には、焼
結助剤の役割を果たすことのできる粘土でなければなら
ない、そのためには鉱物学的に粘土に分類される全ての
ものを用いることができるのではなく、粘土を構成する
主成分として、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）とシリカ（Ｓｉ
Ｏ_２）とを含む粘土を使用することが好ましいのであ
る。

【００１０】これらは、一般的に広く研摩材として用い
られる成分であり、フッ素の含有量の低い、本件発明に
係るガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材では、フッ
素によるガラス表面の化学的研摩効果は期待できず、ア
ルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）とシリカ（ＳｉＯ_２）とがガラス
表面をアブレッシブに掻き出し、酸化セリウムを主成分
とする希土類酸化物が微細な精度の高い研摩に資するこ
とで、トータルで見た際にガラス表面を効率よく研摩す
ることが可能であり、従来のフッ素を含有した酸化セリ
ウム系研摩材と同等若しくはそれ以上の研摩力を得るこ
とが可能となるのである。

【００１１】また、ここで用いる粘土は、焼結助剤とし
て働くと共に、ガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材
の増量剤としての役割を果たすのである。従って、酸化
セリウム系研摩材原料の一部を粘土に置き換えたものと
なり、原料コストの低減に寄与することとなり、より安
価で高品質のガラス用研摩材に提供が可能となるのであ
る。

【００１２】このような構成の酸化セリウム系研摩材原
料と粘土とを混合して製造される研摩材は、その製造プ
ロセスにおいて、後述するようにフッ化水素酸等のフッ
素含有物質を用いずに製造可能である。従って、酸化セ
リウム系研摩材原料として、各種希土類精鉱から化学処
理等によりフッ素を低減した原料を用いれば、最終製品
において、粘土を混合することにより、より低いフッ素
量とすることが可能となるのである。フッ素含有量は、
環境への影響を考えれば、少なければ少ないほど好まし
い。本件発明者等の確認した限りにおいて、０．５ｗｔ
％以上のフッ素含有量となると、環境へ与える負荷が大
きく、廃棄段階でのコストも非常に大きくなる。従っ
て、酸化セリウム系研摩材原料として、上述したように
０．１％未満〜６．０％程度のフッ素が不可避的に含ま
れていること、及び研磨力等に研磨精度を考え合わせて
混合可能な粘土量を考慮した結果、請求項１におけるフ
ッ素含有量を０．５ｗｔ％未満としたのである。この範
囲において酸化セリウム系研摩材原料の初期フッ素含有
量、混合粘土量に応じて任意のフッ素含有量とすること
が可能となるのである。

【００１３】請求項２には、焼結助剤の役割を果たすこ
とのできる粘土はアルミナとシリカとのトータル含有量
が７５．０ｗｔ％以上である請求項１に記載のガラス用
低フッ素酸化セリウム系研摩材としている。前述したよ
うに主成分として、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）とシリカ
（ＳｉＯ_２）とでなる粘土としていたが、これは粘土中
には種々の微量成分が含まれているためである。

【００１４】その他微量成分としては、例えば、酸化
鉄、酸化ナトリウム、酸化マグネシウム、酸化カリウ
ム、酸化カルシウム、二酸化マンガン等である。最終製
品である研摩材中にこれらの物質を多く含むと、ガラス
研摩を行った後に洗浄を行っても、微量の不純物がガラ
ス表面に残留し、ガラスの性能に悪影響を及ぼすため、
これらの最終製品に対する混入を極力防止することを考
えなければならない。従って、本来ガラス研摩に寄与す
る成分であるアルミナとシリカとのトータル含有量が一
定以上であり、粘土として自然界から採取できるものの
性質を考慮して、アルミナとシリカとのトータル含有量
が７５．０ｗｔ％以上とここに明記したのである。

【００１５】そして、この条件に合致する粘土として、
請求項３にあるように、焼結助剤の役割を果たすことの
できる粘土は、ベントナイト、ボールクレイ、カオリン
の少なくとも１種を用いることが好ましいのである。ベ
ントナイトはアルミナが１４ｗｔ％、シリカが６３ｗｔ
％程度含まれ、ボールクレイはアルミナが２８ｗｔ％、
シリカが５５ｗｔ％程度含まれ、カオリンはアルミナが
３８ｗｔ％、シリカが４４ｗｔ％程度含まれ、それぞれ
その他微量成分は、上述したと同様のものが含まれてい
る。

【００１６】請求項４には、酸化セリウム系研摩材原料
は酸化セリウム品位ＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ＝５０％以上で
ある酸化希土類原料である請求項１〜請求項３のいずれ
かに記載のガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材とし
ている。確かに、酸化セリウムによるガラス表面の研摩
効果を重点的に得ようとすると、酸化セリウム含有量が
多ければ多いほど望ましいものとなる。しかしながら、
コスト的な意味合いにおいては、極めて高価なものとな
らざるを得ない。従って、本件発明者等が、ガラス用低
フッ素酸化セリウム系研摩材として用いる場合、最低限
ＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ＝５０％が確保できていれば粘土と
組み合わせて用いても、従来の酸化セリウム系研摩材と
同等の研摩力及び研摩精度を得ることが可能である。そ
して、同一のＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ品位であれば、粘土を
用いることで製品コストの低減を図ることが可能となる
のである。

【００１７】以下、本件発明に係る請求項１〜請求項４
に記載したガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製
造方法について説明する。請求項５には、請求項１〜請
求項４のいずれかに記載のガラス用低フッ素酸化セリウ
ム系研摩材の製造方法であって、酸化セリウム系研摩材
原料、粘土及び水とを混ぜ合わせた混合原料とし、当該
混合原料を混合粉砕機を用いて所定時間攪拌しつつ粉砕
スラリーとし、当該粉砕スラリーを濾過してケーキを濾
取し、当該濾取したケーキを乾燥し焙焼して粉体とし、
当該粉体を整粒して分級することにより製造することを
特徴とするガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製
造方法としている。

【００１８】即ち、酸化セリウム系研摩材原料と粘土と
を混ぜ合わせて使用することで、従来実施していたフッ
化水素酸等によるフッ化処理を行うことなく、ガラス用
の酸化セリウム系研摩材の製造を行うことが可能とな
り、フッ素含有量を著しく低減させることが可能となる
のである。この製造方法を採用すると、従来のフッ化処
理した場合のフッ素含有量が１〜１０ｗｔ％程度である
のに対し、０．５ｗｔ％未満、より好ましくは０．２ｗ
ｔ％以下、最も好ましくは０．１ｗｔ％以下に迄低減さ
せることが可能となるのである。

【００１９】この製造方法において、特に重要となるの
は、混合粉砕機を用いて粉砕スラリーを得るときの粉砕
時間と、焙焼温度である。前者の粉砕時間は、最終製品
であるガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材を仕上げ
研摩用とするか、粗研摩用とするか、又はその中間研摩
用とするかにより異なる設定がなされる。このとき、酸
化セリウム系研摩材原料に比べ、粘土の方が粉砕され易
い。従って、混合粉砕という作業自体が、一定の整粒効
果を期待するものでもあることを考えれば、粉砕時間に
も留意を要することとなる。

【００２０】また、混合粉砕機で粉砕を行う手順とし
て、酸化セリウム系研摩材原料と水とのみを混合粉砕機
内に入れ、所定時間の攪拌を行った後に、粘土を添加す
る等の手法を採用することが可能となる。より具体的に
言えば、酸化セリウム系研摩材原料と水とを混合粉砕機
内に入れ、１〜２時間の攪拌を行った後に、粘土を加
え、更に１〜３時間の混合攪拌を行う等である。

【００２１】本件明細書において、酸化セリウム系研摩
材原料とは、酸化希土類若しくは炭酸希土類等の粉状物
のことであり、焙焼することにより希土類元素が酸化物
の状態で残留するものを意味している。粘土には、上述
したベントナイト、ボールクレイ、カオリンのいずれか
一種若しくは２種以上を混合して用いるのである。

【００２２】混合粉砕機とは、高エネルギーボールミル
等の内部に納められたものを混合して粉砕出来るもので
あれば、特に限定されるものではない。この混合粉砕処
理を行うことで粉砕スラリーを得て、この粉砕スラリー
を濾過してケーキを濾取するのである。このときの濾過
方法については、特に限定を要するものではなく、一般
的な高圧濾過法を用いて、いわゆるケーキの状態で濾取
することができる。

【００２３】続いて、この濾取したケーキを乾燥し焙焼
して粉体を得るのであるが、このときの手順自体は、従
来の製造方法と同様である。しかしながら、本件発明に
係るガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の研摩力
を、従来のフッ素を含有したガラス用酸化セリウム系研
摩材と同等の研摩力とするためには、焙焼条件が非常に
重要となってくる。焙焼温度が低いと仕上げ研摩用のガ
ラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材が得られ、焙焼温
度を高くすると粗研摩用のガラス用低フッ素酸化セリウ
ム系研摩材が得られることになるのである。

【００２４】即ち、通常のフッ素を含有したガラス用酸
化セリウム系研摩材を得るための焙焼温度は、７５０〜
１０００℃が採用されている。これに対し、塩酸処理を
行わない場合には請求項７に記載したように、焙焼温度
が８５０℃〜１１００℃の範囲を用いることが望まし
い。一方、塩酸処理を行う場合には、請求項８に記載し
たように焙焼温度が７５０℃〜１１００℃の範囲を用い
ることが望ましい。粘土を焼結材として用いるために
は、やや高温領域での焙焼が必要であり、また可能とも
言えるのである。焙焼可能温度が、広いと言うことは、
研摩材としての粒径分布を広範な領域で制御できると言
うことを意味することになるのである。

【００２５】焙焼後の粉体は、再度粉砕して整粒し、い
わゆる風力分級機を用いて分級処理して最終製品のガラ
ス用低フッ素酸化セリウム系研摩材が得られるのであ
る。

【００２６】また、本件発明に係るガラス用低フッ素酸
化セリウム系研摩材は、請求項６に記載した方法でも、
より研摩力に優れた製品を得ることが可能となるのであ
る。即ち、請求項６には、請求項１〜請求項４のいずれ
かに記載のガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製
造方法であって、酸化セリウム系研摩材原料、粘土及び
水とを混ぜ合わせた混合原料とし、当該混合原料を混合
粉砕機を用いて粉砕スラリーとし、当該粉砕スラリーと
塩酸溶液とを混合し含塩酸粉砕スラリーとし、当該含塩
酸粉砕スラリーを濾過してケーキを濾取し、この濾取し
たケーキを乾燥して焙焼して粉体とし、当該粉体を整粒
して分級することにより製造することを特徴とするガラ
ス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製造方法としてい
る。

【００２７】請求項６に記載の製造方法と請求項５に記
載の製造方法との相違点は、混合原料を混合粉砕機を用
いて粉砕スラリーとした後に、当該粉砕スラリーと塩酸
溶液とを混合し含塩酸粉砕スラリーとするか否かの点の
みである。従って、重複した記載となる説明は省略し、
相違点についてのみ説明を行うこととする。

【００２８】請求項６に記載の製造方法において、粉砕
スラリーと塩酸溶液とを混合し含塩酸粉砕スラリーとす
るのは、塩酸により粘土中のアルミニウム及び珪素の成
分を一旦溶液中に溶出させ、酸化セリウム系研摩材原料
及び粘土の表面にアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）若しくはシリ
カ（ＳｉＯ_２）の形で吸着析出させることで、後に行う
焙焼における焼結駆動力を大きくして、研摩能力に優れ
たガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製造を可能
とするのである。

【００２９】このときに用いる塩酸は、請求項９に記載
しているように、粉砕スラリーと混ぜ合わせた状態での
塩酸濃度が０．１ｍｏｌ／ｌ〜３．０ｍｏｌ／ｌの範囲
となるようにすることが望ましい。濃度０．１ｍｏｌ／
ｌを下回る濃度では、粘土中のアルミニウム及び珪素の
成分を溶液中に溶出させることが困難であり、濃度３．
０ｍｏｌ／ｌを越える濃度としても粘土中のアルミニウ
ム及び珪素の溶出効率は何ら変わらないからである。そ
の他の点においては、請求項５に記載の製造方法と同様
である。即ち、塩酸濃度の範囲は、最も効率よく粘土中
のアルミニウム及び珪素の成分を溶液中に溶出させるこ
とが可能な範囲として定まるものである。

【００３０】請求項１０には、酸化セリウム系研摩材原
料、粘土及び水とを混ぜ合わせた混合原料は、当該酸化
セリウム系研摩材原料と粘土との混合割合は粘土が０．
１〜２０ｗｔ％である請求項５〜請求項８のいずれかに
記載のガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製造方
法としている。これは、酸化セリウム系研摩材原料と粘
土とを合わせた重量を１００ｗｔ％としたときの粘土の
混合割合を定めたものである。即ち、粘土の混合割合が
多くなるほど、微細で良好な研摩は困難となってくる。
従って、２０ｗｔ％を越える量の粘土を混合すると傷が
発生しやすく、ガラス用途での研摩材としての使用が困
難となってくるのである。一方、０．１ｗｔ％に足らな
い量の粘土の混合だと焙焼時の焼結助剤としての役割を
果たさなくなり、結果として研磨力が不足するのであ
る。

【００３１】これを粘土にカオリンを用いて、塩酸処理
を行わない請求項５に記載の低フッ素酸化セリウム系研
磨剤を製造し、研摩値と研磨により発生した傷の評価と
を表１に示した。

【００３２】

【表１】

【００３３】この表１から分かるように、８５０℃〜１
１００℃の焙焼温度範囲において、カオリンを０．１ｗ
ｔ％含有させたところで、研摩値が前述した基準値２５
μｍをクリアできるようになり、２０ｗｔ％迄は同様の
傾向を示している。そして、傷の評価に関しても、同様
の範囲においては、９０点以上の評価結果が得られてい
ることが分かる。表１には、粘土にカオリンを用いた場
合を代表的に用いているが、ボールクレイ、ベントナイ
トを用いた場合にも同様の結果が得られるのである。

【００３４】ここで言う傷の評価は、いわゆる減点法を
用いており、満点を１００点として評価するものであ
る。傷評価の方法は、研磨後のガラスを純水中で１分間
超音波洗浄し、さらに純水による流水洗浄を行い、無塵
状態で乾燥させた。そして、研磨表面の傷の有無につい
ては、研磨後のガラス表面に光源として３０万ルクスの
ハロゲンランプを照射して、反射法にて観察した。傷に
関しては、傷の程度、個数を観察して点数付けを行い、
１００点から減点するものとして評価値を得るのであ
る。一般に高精度の研磨には、この評価方法により得ら
れる評価点が９０点以上であることが要求されるのであ
る。

【００３５】請求項１１には、酸化セリウム系研摩材原
料、粘土及び水とを混ぜ合わせた混合原料は、当該酸化
セリウム系研摩材原料、粘土及び水の総重量を１００ｗ
ｔ％とした場合の、水が３０〜６０ｗｔ％となる様に調
整するものである請求項５〜請求項９のいずれかに記載
のガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製造方法と
している。

【００３６】このように酸化セリウム系研摩材原料、粘
土及び水とを混ぜ合わせた混合原料中に加える、水の量
を規定したのは、混合攪拌する際には酸化セリウム系研
摩材原料と粘土とを細かく粉砕するという目的もあり、
水の添加量が多くなると、単なる混合は容易であるが、
細かく粉砕するという効果を得るのに時間を要すること
となる。一方で、水の添加量が少なすぎると攪拌抵抗が
大きくなり、混合撹拌装置に大きな負荷を与えると共
に、均一に混合するという目的自体の達成が困難となる
のである。従って、本件発明者等は、上述した様な理由
から、当該酸化セリウム系研摩材原料、粘土及び水の総
重量を１００ｗｔ％とした場合に、水が３０〜６０ｗｔ
％となる様に調整することが望ましいと判断したのであ
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本件発明に係るガラス用低
フッ素酸化セリウム系研摩材の製造方法を説明し、得ら
れた研摩材のガラス研摩時の研摩値を示すことで、本件
発明に関して、より詳細に説明する。本明細書における
研摩材中のフッ素の分析方法は、試料をアルカリ融剤に
て融解し、放冷後温水にて抽出し、定容する。その適量
を分取し、バッファー液を添加後、ｐＨを約３．５に調
整し、定容して試料溶液とする。標準液は、試料を用い
ないこと及び分取後フッ素標準液を添加すること以外
は、試料と同様に操作したものをフッ素濃度を変えて数
種類準備した。標準液及び試料溶液をフッ素イオン電極
を取り付けたイオンメーターにて測定し、標準液測定に
よって得られる検量線から試料溶液のフッ素濃度を求
め、それを試料のフッ素含有量に換算することで行っ
た。

【００３８】第１実施形態： ここでは、図１に示した
フローであって、請求項５に記載の製造方法により、ガ
ラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材を製造し、ガラス
研摩を行った際の研摩値を示すこととする。

【００３９】酸化セリウム系研摩材原料として、炭酸希
土類を７５０℃で仮焼した酸化希土類であって、酸化セ
リウム品位がＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ＝６０％、初期フッ素
含有量０．１ｗｔ％のものを２．７ｋｇ用いた。そし
て、粘土にはカオリンを０．３ｋｇ、即ち、酸化セリウ
ム系研摩材原料と粘土との総重量の１０ｗｔ％分として
用いた。

【００４０】そして、これらの酸化セリウム系研摩材原
料２．７ｋｇと粘土０．３ｋｇとに、３リットルの水を
加えて混合原料とし、この混合原料を高エネルギーボー
ルミル（いわゆるアトライター）に入れ、４時間混合粉
砕して粉砕スラリーを得た。

【００４１】続いて、当該粉砕スラリーを濾過してケー
キを濾取した。ここでの濾過は、フィルタープレスを用
いて行った。その後、濾取したケーキを、１２０℃の温
度にて２４時間乾燥させた。

【００４２】乾燥させた後に、そのケーキを焙焼して、
ミル粉砕し、風力分級することでガラス用低フッ素酸化
セリウム系研摩材を得た。このときの焙焼条件は、７５
０℃、８５０℃、９５０℃、１１００℃の４種類の温度
で１２時間の焙焼条件とし、４種類のガラス用低フッ素
酸化セリウム系研摩材を得たのである。このときのフッ
素含有量は０．１ｗｔ％以下であった。

【００４３】更に、本件発明者等は、ここで用いたカオ
リンに替え、ボールクレイ及びベントナイトを用いて同
様の方法及び条件でガラス用低フッ素酸化セリウム系研
摩材を製造した。これらも併せて、表２にガラスを研摩
した際の研摩値及び傷の評価値を示すものとする。この
評価に用いたガラスは、直径６０ｍｍの平面パネル用ガ
ラスを用い、研摩条件は、高速研磨機を用いて、研摩圧
力１５．７ｋｇ／ｃｍ ^２、研摩材スラリー濃度１０ｗｔ
％とした。また、表中には粘土成分を入れず、酸化セリ
ウム系研摩材原料のみを３．０ｋｇ用いて、上述と同様
の方法と条件で製造した研摩材を「粘土成分なし」と表
示し、フッ化処理した場合とフッ化処理していない場合
とを比較用に掲載している。また、本件明細書における
研摩値とは、研摩前後のガラスの重量を測定し、ガラス
の比重及びガラス径から研磨したガラス量を厚さに換算
したものである。ここでは研摩値が、２５μｍあれば、
実用に耐えるものとして判断した。

【００４４】

【表２】

【００４５】この表２から分かるように、粘土成分を全
く入れなかった場合と比較して、低温側での焙焼品が研
摩値として僅かに劣るものの、高温側での焙焼品はむし
ろ高い研摩値を示しており、粘土成分としてカオリン、
ボールクレイ、ベントナイトのいずれを用いても、ほぼ
同等の研摩値を示すものと認められ、いずれの場合もガ
ラスに実用上問題となる傷が発生することもなかった。
これに対して、粘土成分を入れなかった場合は、フッ素
処理しなければ研磨力を得ることが出来ず、フッ素処理
した場合でも焙焼温度１１００℃の製品では、ガラスに
傷が発生していた。また、粘土成分を含まずフッ化処理
した研摩材であって、１１００℃で焙焼したものには、
高精度研磨に求められる傷レベルを達成し得ないものと
なっている。

【００４６】表２から更に分かるのは、一応の目安とし
て定めた研摩値２５μｍをクリア出来るのは、８５０℃
以上の温度領域であり、請求項７に記載した温度範囲が
適正であることが裏付けられるのである。

【００４７】第２実施形態： ここでは、図２に示した
フローであって、第１実施形態とほぼ同様であるが、請
求項７に相当する製造方法であって、第１実施形態の酸
化セリウム系研摩材原料２．４ｋｇと粘土０．６ｋｇ
に、３リットルの水を加えて混合原料とし、この混合原
料を高エネルギーボールミル（いわゆるアトライター）
に入れ、４時間混合粉砕して粉砕スラリーを得た後の、
粉砕スラリーに塩酸溶液を加えて、塩酸濃度が２ｍｏｌ
／ｌとなるようにし、攪拌しつつ１時間処理し、その後
濾過を行ったのである。

【００４８】以上の点において、第１実施形態と相違す
るのみであるため、その他の説明は重複したものとなる
ため、ここでは省略する。また、本件発明者等は、ここ
でも第１実施形態と同様にカオリンに替え、ボールクレ
イ及びベントナイトを用いて同様の方法及び条件でガラ
ス用低フッ素酸化セリウム系研摩材を製造した。これら
も併せて、表２にガラスを研摩した際の研摩値を示すも
のとする。この評価に用いたガラス及び研摩条件は第１
実施形態の場合と同様である。また、表中には粘土成分
を入れず、酸化セリウム系研摩材原料のみを３．０ｋｇ
用いて、上述と同様の方法と条件で製造した研摩材を
「粘土成分なし」と表示して比較用に掲載した点も同様
である。

【００４９】

【表３】

【００５０】この表３から分かるように、粘土成分を全
く入れなかった場合と比較して、低温側での焼成品で
も、高温側での焙焼品でも高い研摩値を示しており、粘
土成分としてカオリン、ボールクレイ、ベントナイトの
いずれを用いても、ほぼ同等の研摩値を示すものと認め
られる。この表３から分かるように、塩酸処理を行わな
かった表２の場合と比べると、低温焙焼（７５０℃）で
の研磨力が向上していることが分かる。なお、本実施形
態に係る酸化セリウム系研磨剤原料のフッ素含有量も
０．１ｗｔ％以下であった。

【００５１】

【発明の効果】本発明に係るガラス用低フッ素酸化セリ
ウム系研摩材は、０．５ｗｔ％未満という極めて微量の
フッ素しか含んでいないため、廃水処理を容易とし、環
境保全に極めて効果的な研摩材となる。また、ガラス用
研摩材として用いる酸化希土類の一部を安価な粘土に置
き換えることで、研摩材としても、より安価な製品をし
て市場に供給することが可能となるのである。また、こ
の本件発明に係る研摩材は、従来のガラス研摩用に用い
られてきた酸化セリウム系研摩材とほぼ同等の研摩力を
有し、トータルバランスに優れた研摩材となるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製造
フローを表す概念図。

【図２】ガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製造
フローを表す概念図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G076 AA02 AA05 AB21 AC10 BA38 CA02 DA30

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化セリウム系研摩材原料と粘土とを
   混合して得られるガラス用研摩材であって、 焼結助剤の役割を果たすことのできる粘土を用い、フッ
   素含有量が０．５ｗｔ％未満であることを特徴とするガ
   ラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材。
2. 【請求項２】 焼結助剤の役割を果たすことのできる
   粘土はアルミナとシリカとのトータル含有量が７５．０
   ｗｔ％以上である請求項１に記載のガラス用低フッ素酸
   化セリウム系研摩材。
3. 【請求項３】 焼結助剤の役割を果たすことのできる
   粘土は、ベントナイト、ボールクレイ、カオリンの少な
   くとも１種を用いたことを特徴とする請求項１及び請求
   項２に記載のガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材。
4. 【請求項４】 酸化セリウム系研摩材原料は酸化セリ
   ウム品位ＣｅＯ_２／ＴＲＥＯ＝５０％以上である酸化希
   土類原料である請求項１〜請求項３のいずれかに記載の
   ガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載
   のガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製造方法で
   あって、 酸化セリウム系研摩材原料、粘土及び水とを混ぜ合わせ
   た混合原料とし、 当該混合原料を混合粉砕機を用いて混合粉砕し粉砕スラ
   リーとし、 当該粉砕スラリーを濾過してケーキを濾取し、 当該濾取したケーキを乾燥し焙焼して粉体とし、 当該粉体を整粒して分級することにより製造することを
   特徴とするガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製
   造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載
   のガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製造方法で
   あって、 酸化セリウム系研摩材原料、粘土及び水とを混ぜ合わせ
   た混合原料とし、 当該混合原料を混合粉砕機を用いて混合粉砕し粉砕スラ
   リーとし、 当該粉砕スラリーと塩酸溶液とを混合し含塩酸粉砕スラ
   リーとし、 当該含塩酸粉砕スラリーを濾過してケーキを濾取し、 当該濾取したケーキを乾燥し焙焼して粉体とし、 当該粉体を整粒して分級することにより製造することを
   特徴とするガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製
   造方法。
7. 【請求項７】 焙焼の温度が８５０℃〜１１００℃で
   ある請求項５に記載のガラス用低フッ素酸化セリウム系
   研摩材の製造方法。
8. 【請求項８】 焙焼の温度が７５０℃〜１１００℃で
   ある請求項６に記載のガラス用低フッ素酸化セリウム系
   研摩材の製造方法。
9. 【請求項９】 粉砕スラリーと混ぜ合わせ状態での塩
   酸濃度が０．１ｍｏｌ／ｌ〜３．０ｍｏｌ／ｌである請
   求項６に記載のガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材
   の製造方法。
10. 【請求項１０】 酸化セリウム系研摩材原料、粘土及び
    水とを混ぜ合わせた混合原料は、 当該酸化セリウム系研摩材原料と粘土との混合割合は粘
    土が０．１ｗｔ％〜２０ｗｔ％である請求項５〜請求項
    ９のいずれかに記載のガラス用低フッ素酸化セリウム系
    研摩材の製造方法。
11. 【請求項１１】 酸化セリウム系研摩材原料、粘土及び
    水とを混ぜ合わせた混合原料は、 当該酸化セリウム系研摩材原料、粘土及び水の総重量を
    １００ｗｔ％とした場合の、水が３０〜６０ｗｔ％とな
    る様に調整するものである請求項５〜請求項９のいずれ
    かに記載のガラス用低フッ素酸化セリウム系研摩材の製
    造方法。