特許 6044550 研磨剤の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044550

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】研磨剤の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C09K 3/14 20060101AFI20161206BHJP

【ＦＩ】

   C09K3/14 550D

   C09K3/14 550Z

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-551215(P2013-551215)

(86)(22)【出願日】2012年12月14日

(86)【国際出願番号】JP2012008026

(87)【国際公開番号】WO2013099143

(87)【国際公開日】20130704

【審査請求日】2015年7月3日

(31)【優先権主張番号】特願2011-289539(P2011-289539)

(32)【優先日】2011年12月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100162765

【弁理士】

【氏名又は名称】宇佐美 綾

(72)【発明者】

【氏名】中江 葉月

【審査官】 上條 のぶよ

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−２５４６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１０５７１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０９９１９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−２８００６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−００９７２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３８２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０４３２５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０９Ｋ ３／１４

Ｂ２４Ｂ ３７／００

Ｂ２４Ｂ ５７／０２

Ｂ２４Ｂ ５５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分散剤を含み、酸化セリウムを主たる研磨材成分として含有する研磨剤の製造方法であって、
酸化セリウムを含む使用済み研磨材スラリーに対して、六配位換算におけるイオン半径が８０〜１６０ｐｍである第一族元素又は第二族元素の陽イオンを用いて塩析処理し、前記酸化セリウムを凝集沈殿させて固液分離することにより研磨剤成分を回収する工程、及び
回収後の研磨剤成分に、アニオン性の高分子を有する分散剤を添加する工程を含むことを特徴とする研磨剤の製造方法。

【請求項2】

前記陽イオンは、六配位換算におけるイオン半径が８０〜１２０ｐｍであることを特徴とする、請求項１に記載の研磨剤の製造方法。

【請求項3】

前記陽イオンは、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンからなる群より選択される少なくとも一つの陽イオンであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の研磨剤の製造方法。

【請求項4】

前記分散剤は、分子内にカルボキシル基を有する高分子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研磨剤の製造方法。

【請求項5】

前記分散剤は、重量平均分子量（Ｍｗ）が１００〜１００００であるアクリル酸／マレイン酸共重合体であることを特徴とする、請求項４に記載の研磨剤の製造方法。

【請求項6】

前記分散剤の添加量は研磨剤全量に対して０．０５〜２質量％であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の研磨剤の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨剤の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気情報記録装置は、磁気、光及び光磁気等を利用することによって、情報を情報記録媒体に記録させるものである。その代表的なものとしては、例えば、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤという。）装置が挙げられる。

【0003】

近年のＨＤＤ装置には、高容量・小径化が求められ記録密度を上げるために磁気ヘッドの浮上量を低下させたり、単位記録面積を小さくすることが強いられている。それに伴い、ＨＤＤ用ガラス基板の製造工程においても研磨後に要求される表面粗さ、微小うねり等の表面品質は年々基準が厳しくなってきており、ヘッドの低浮上に対応する高度な研磨品質が求められている。

【0004】

ＨＤＤ用ガラス基板の研磨品質を安定化させるために酸化セリウムを主成分とする研磨剤を用いると、ガラス成分との関係性から加工レートが他の研磨剤よりも高くなることが知られている。

【0005】

一方、近年は省エネルギーの観点から前記研磨剤の使用量の低減や再利用（リサイクル）などが積極的に検討されている。例えば、特許文献１には、研摩力が低下したセリウム系研磨材スラリーを、簡易な再生処理により研磨剤としての性能を再生させてリサイクルすることができる方法について記載されている。

【0006】

しかしながら、上記製造方法においては研磨剤のリサイクルを行うのに多くの時間を要していた。また、スラッジ等の被研磨材微粒子を取り除いても完全に不純物を取り除くことができず、焼結工程において残存する不純物が研磨材の粒径や結晶構造に影響し、リサイクル前に比べて研磨性が劣ることがあり、問題となる場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−１４１８７号公報

【発明の概要】

【0008】

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、使用済み研磨材スラリーを再使用する研磨剤の製造方法であって、分散性及び研磨能力の高い研磨剤の製造方法を提供することを目的とする。

【0009】

前記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討を行った結果、下記構成の製造方法によって回収後の研磨剤成分を再使用し、分散性及び研磨能力の高い研磨剤を容易に得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0010】

すなわち、本発明は、分散剤を含み、酸化セリウムを主たる研磨材成分として含有する研磨剤の製造方法であって、酸化セリウムを含む使用済み研磨材スラリーに対して、六配位換算におけるイオン半径が８０〜１６０ｐｍである第一族元素又は第二族元素の陽イオンを用いて塩析処理し、前記酸化セリウムを凝集沈殿させて固液分離することにより研磨材成分を回収する工程、及び回収後の研磨材成分に、アニオン性の高分子を有する分散剤を添加する工程を含むことを特徴とする、研磨剤の製造方法に関する。なお、本発明において、研磨剤とは被研磨物である基板に対して研磨作用を及ぼす研磨材（研磨砥粒と呼ぶ場合もある）と、その分散媒である溶媒（研磨液という場合もある）を含有する溶液（分散液）全体を意味し、研磨材スラリーと同義であるが、本発明においては、便宜上、研磨工程で仕様後の研磨剤を研磨材スラリーと呼び区別する場合がある。

【0011】

本発明によれば、使用済み研磨材スラリーを再使用する研磨剤の製造方法であって、効率よく、分散性及び研磨能力の高い研磨剤を製造できる方法を提供することができる。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

【0013】

本実施形態に係る研磨剤の製造方法は、分散剤を含み、酸化セリウムを主たる研磨材成分として含有する研磨剤の製造方法であって、使用済み研磨材スラリーに対して、六配位換算におけるイオン半径が８０〜１６０ｐｍである第一族元素又は第二族元素の陽イオンを用いて塩析処理し、前記酸化セリウムを凝集沈殿させて固液分離することにより研磨材成分を回収する工程、及び回収後の研磨材成分に、カルボン酸を有するアニオン性の高分子を有する分散剤を添加する工程を含むことを特徴とする。

【0014】

（研磨材スラリー）
上述のように、本実施形態において研磨材スラリーとは、酸化セリウムを主成分とする研磨材と溶媒を含むものであり、研磨剤と同義であるが、以下においては、便宜上、成分調整後の研磨材スラリーを研磨剤と呼び、研磨工程で使用後で成分調整前の研磨材スラリーを単に研磨材スラリーとして区別する場合がある。前記酸化セリウムは、通常研磨剤に用いられるものであれば、特に限定されない。

【0015】

酸化セリウムの含有量は、基板用研磨剤全量に対して１〜１０質量％であることが好ましく、３〜５質量％であることがより好ましい。酸化セリウムの含有量が１質量％未満であると、研磨が進行しない場合や、研磨した基板の形状が悪くなる場合があり、１０質量％を超えると、生産コストがかかる場合がある。

【0016】

前記酸化セリウムの平均粒径（Ｄ_５０）は、０．５〜１．５μｍであることが好ましく、０．７〜１．２μｍであることがより好ましい。酸化セリウムの平均粒径（Ｄ_５０）が０．５μｍ未満であると、研磨速度が低下する可能性があり、１．５μｍを超えると、研磨工程後のガラス基板に傷などが増えるおそれがある。

【0017】

ここで、前記平均粒径（Ｄ_５０）とは、ＪＩＳ Ｒ １６２９−１９９７「ファインセラミックス原料のレーザー回折・散乱法による粒子径分布測定方法」に倣い、体積基準の積算分率で５０％（Ｄ_５０）に相当する粒子径を意味し、金属超微粉の平均粒径を表すものとして一般に用いられている。

【0018】

また、前記研磨材の他に、酸、酸化剤、殺菌剤、抗菌剤、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質及びｐＨ調整剤等を含んでもよい。

【0019】

（使用済み研磨材スラリー）
よって、本実施形態において使用済み研磨材スラリーとは、前記研磨材スラリーを一回又は複数回に渡り研磨工程において使用し、その後に回収したものである。回収方法としては、例えば研磨機に備えられた貯留部に溜まっている研磨材スラリーを研磨終了後に抜き取る方法等が挙げられる。

【0020】

また、使用済み研磨材スラリーは前記研磨剤同様、酸化セリウムを主成分とする研磨材を含むものである。使用済み研磨材スラリーとしては、通常、水に対して質量比１〜１０％の研磨材及びガラス成分が分散している。

【0021】

使用済み研磨材スラリーには、上記の酸化セリウム、ガラス成分以外に、分散剤や不純物成分（Ａｌ成分、Ｆｅ成分等）等が含まれている場合がある。

【0022】

以下、本実施形態に係る研磨剤の製造方法を各段階に分けて説明する。

【0023】

本実施形態では、上述したような研磨材スラリーであって、研磨工程において使用された使用済みの前記スラリーを回収し、回収した使用済スラリーを再度用いて研磨剤を製造する。

【0024】

〔研磨材成分回収工程〕
まず、上記したような手段によって回収した使用済み研磨材スラリーに対して、六配位換算におけるイオン半径が８０〜１６０ｐｍである第一族元素又は第二族元素の陽イオンを用いて塩析処理を行う。

【0025】

本実施形態の製造方法に係る塩析処理とは、使用済み研磨材スラリーに対して上記のようなイオン半径を有する第一族元素又は第二族元素の陽イオンを添加し、使用済み研磨材スラリーに含まれている分散剤との相互作用によって、セリウムを主成分とする研磨材を陽イオンと共に凝集させ、研磨材を沈殿させて固液分離することにより研磨材成分を得る処理のことである。

【0026】

（陽イオン）
前記陽イオンの六配位換算におけるイオン半径は８０〜１６０ｐｍであるが、８０〜１２０ｐｍであることがさらに好ましい。前記イオン半径が８０ｐｍ未満である場合、イオンと分散剤の相互作用が少なく、塩析処理の効率が悪くなるおそれがある。また、前記イオン半径が１６０ｐｍを超える場合、イオンと分散剤の相互作用が強くなりすぎ、分散剤が研磨材に対して作用するよりも陽イオンに対して優先的に作用するため、残存する分散材同士の相互作用が低くなりすぎることによって、塩析処理の際に研磨材の凝集性が悪化するおそれがある。

【0027】

六配位換算におけるイオン半径は８０〜１６０ｐｍである陽イオンとしては、例えば、アルカリ金属イオン、マグネシウムイオン、アルカリ土類金属イオンなどが挙げられる。より具体的には、リチウムイオン（六配位換算におけるイオン半径：９０ｐｍ）、ナトリウムイオン（六配位換算におけるイオン半径：１１６ｐｍ）、カリウムイオン（六配位換算におけるイオン半径：１５２ｐｍ）、マグネシウムイオン（六配位換算におけるイオン半径：８６ｐｍ）、カルシウムイオン（六配位換算におけるイオン半径：１１４ｐｍ）、ストロンチウムイオン（六配位換算におけるイオン半径：１３２ｐｍ）、バリウムイオン（六配位換算におけるイオン半径：１４９ｐｍ）などが挙げられる。

【0028】

また、本実施形態の製造方法における塩析処理は前記第一族元素又は第二族元素の陽イオンで行う。前記第一族および第二族の元素は、水溶液中にて安定して陽イオンで存在することができるため、塩析処理が円滑に行える。

【0029】

なかでも、前記陽イオンとしては、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンからなる群より選択される少なくとも一つの陽イオンを用いることが好ましい。これらの陽イオンを用いることによって、より効率の良い塩析処理を行うことができる。

【0030】

前記陽イオンの対イオンとしての陰イオンは、塩化物イオンや炭酸イオン等を用いることができる。そして、前記陽イオンと陰イオンからなる塩は、使用済み研磨材スラリー中の研磨剤成分を凝集沈殿させるための凝集沈殿剤として好適に用いられる。

【0031】

前記凝集沈殿剤のうち、溶液のｐＨ変化が小さく、沈降した研磨材及び廃液の処理が容易であるという理由から、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、ヨウ化カリウム、炭酸ナトリウム等がより好ましい。

【0032】

さらに、前記使用済み研磨材スラリーに対して凝集沈殿剤を添加する際、使用済み研磨材スラリー液中の陽イオン濃度が１〜１００ｍｍｏｌ／Ｌの範囲内になるように添加することが好ましい。前記陽イオン濃度が１ｍｍｏｌ／Ｌ未満であると、凝集効果が得られにくいため塩析処理の効率が悪くなりおそれがあり、１００ｍｍｏｌ／Ｌを超えると、再利用する際に塩が基板に残存し、分散剤を添加しても分散が行えず研磨材として使用ができなくなる可能性がある。

【0033】

（固液分離）
次に、使用済み研磨材スラリー中の研磨材と前記陽イオンとを凝集させ、研磨材を沈殿させる固液分離について説明する。

【0034】

陽イオンは前述のように凝集沈殿剤として、使用済み研磨材スラリーに添加される。使用済み研磨材スラリーに前記陽イオンを含む凝集沈殿剤を添加する手段（装置など）としては、収容した使用済み研磨材スラリーの研磨材を沈殿させることなく、良好に分散した状態で凝集沈殿剤と効果的に反応を進行させることができるものであれば、特に限定されない。

【0035】

例えば、前記添加装置としては、撹拌手段、加熱手段、温度制御手段、研磨材スラリーや凝集沈殿剤の供給手段等を備えた撹拌槽型の反応容器を用いることができる。また、研磨材スラリーと凝集沈殿剤の攪拌は、特に制限されず、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機及び湿式ボールミル等の撹拌機等を用いて行うことができる。

【0036】

続いて、凝集沈殿剤を添加された使用済み研磨材スラリーは、研磨材成分（研磨材由来の成分）と上澄み液（濾液）に固液分離される。前記上澄み液には、研磨剤中のガラス成分（Ｓｉ成分）、その他の不純物成分（Ａｌ成分、Ｆｅ成分等）の大部分、分散剤の一部が可溶化又は遊離して移行している。

【0037】

固液分離の方法として、具体的には、シックナー等の沈降槽中で、前述の凝集沈殿剤を添加された使用済み研磨材スラリーを静置して研磨材粒子を沈降させて分離し、上澄み液をデカントまたは槽からオーバーフローさせる方法がある。または、機械的に、遠心分離、遠心沈降分離、濾過等により固液分離する方法がある。さらに、沈降分離と濾過等を組み合わせて固液分離を行ってもよい。なお、濾過分離の場合、研磨材粒子の粒径に応じて、濾布、セラミックフィルター、濾紙等適当な濾材を使用することができる。

【0038】

以上に説明した工程により、研磨剤成分と濾液とが固液分離される。

【0039】

（研磨剤成分）
前記回収工程において回収された研磨材成分は、酸化セリウムを主たる研磨材成分として含有する。また、回収された研磨材成分としては、前記酸化セリウムの他に凝集沈殿剤、分散剤、ガラス成分等を含むものである。

【0040】

また、本実施形態の製造方法においては、前記回収工程後の研磨材成分中における酸化セリウムの回収率は、８０〜９９％である。前記回収率は、研磨工程前の研磨材スラリー中の酸化セリウムの質量と、回収後の研磨材成分中の酸化セリウムの質量から求めることができる。本実施形態の製造方法では、前記範囲の回収率を達成できるため、収率良く研磨材スラリーを再使用することができる。

【0041】

（溶媒添加）
前記回収工程後の研磨材成分は、さらに溶媒を添加して研磨剤に調整してもよい。

【0042】

本実施形態の溶媒として、例えば水を使用することができる。前記水としては、蒸留水、イオン交換水、純水及び超純水等が挙げられる。本実施形態の研磨材スラリー中の溶媒の含有量は、研磨材スラリーの取扱いがさらに容易になるため、５５質量％以上であることが好ましく、７５質量％以上であることがより好ましい。

【0043】

前記溶媒は、下記の分散剤添加工程にて添加されてもよい。

【0044】

〔分散剤添加工程〕
本実施形態の分散剤添加工程は、前記回収後の研磨材成分にアニオン性の高分子を主成分とする分散剤を添加する工程である。

【0045】

本実施形態の分散剤は、前記アニオン性の高分子を含有する分散剤を添加、攪拌する方法等が挙げられる。前記研磨剤の攪拌は、特に制限されず、ホモミキサー、ホモジナイザー、超音波分散機及び湿式ボールミル等の撹拌機等を用いて行うことができる。

【0046】

前記分散剤の添加量は、研磨剤全量に対して０．０５〜２質量％であることが好ましく、０．１〜１質量％であることがより好ましい。前記分散剤の添加量が０．０５質量％未満であると、分散効果が低くなりおそれがあり、２質量％を超えると、研磨液の物性に影響し研磨に悪影響を及ぼす可能性があるため好ましくない。

【0047】

また前記分散剤は、アニオン性の高分子を主成分とするものであるが、具体的には８０〜１００質量％含有することが好ましい。このような範囲の前記高分子を含有することによって、本発明の効果をより高めることができる。

【0048】

前記アニオン性の高分子の具体的な例としては、アクリル酸／マレイン酸共重合体、ポリスチレンスルホン酸、スチレン／スチレンスルホン酸共重合体、ポリ｛２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸｝、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸／スチレン共重合体、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸／アクリルアミド共重合体、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸／（メタ）アクリル酸共重合体、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸／（メタ）アクリル酸／アクリルアミド共重合体、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸／スチレン／アクリルアミド共重合体、２−（メタ）アクリロイルアミノ−２，２−ジメチルエタンスルホン酸／スチレン／（メタ）アクリル酸共重合体、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メチルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ジメチルナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、アントラセンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、アニリンスルホン酸−フェノール−ホルムアルデヒド縮合物及びこれらの塩等が挙げられる。

【0049】

また、これらの中でも、研磨材の凝集を防ぐことでき、かつ分散性を高めることができることから、分子内にカルボキシル基を有する高分子であることがより好ましい。

【0050】

また、前記分散剤は、アクリル酸／マレイン酸共重合体が最も好ましい。これは、アクリル酸／マレイン酸共重合体におけるアニオン部位がカルボキシル基であるため、酸化セリウムの分散性に有効であるからである。

【0051】

前記アクリル酸／マレイン酸共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は１００〜１００００であることが好ましく、１０００〜５０００であることがより好ましい。前記分子量（Ｍｗ）が１００未満であると、分散性が悪化して研磨加工性が悪化する可能性があり、１００００を超えると、研磨材スラリーの粘性が上がり、研磨特性が悪化するおそれがある。

【0052】

本実施形態の製造方法では、上記研磨成分、分散剤、溶媒に加えて、酸、酸化剤、殺菌剤、抗菌剤、増粘剤、分散剤、防錆剤、塩基性物質及びｐＨ調整剤等を添加してもよい。

【0053】

また、最終的に得られる研磨剤において、主たる研磨材成分（研磨材）である酸化セリウムの含有量は、通常、前記研磨剤成分全量に対して１〜１０質量％となるように、上記溶媒や上記添加剤の量を調製することが好ましい。酸化セリウムの含有量がこのような範囲であると、研磨加工性を維持できる点で好ましい。

【0054】

このようにして、本実施形態の製造方法により、分散剤を含み、酸化セリウムを主たる研磨材成分として含有する研磨剤を、使用済み研磨材スラリーを再使用することによって、効率よく製造することができる。

【0055】

本実施形態の製造方法により得られた研磨剤は、基板の製造方法におけるあらゆる研磨工程に使用できるが、その中でも基板の製造方法における粗研磨工程での使用に適している。

【0056】

本実施形態に係る研磨剤は、そのまま使用してもよいし、濃縮液であれば希釈して使用すればよい。前記濃縮液を希釈する場合、その希釈倍率は、特に制限されず、前記濃縮液における各成分の濃度（研磨材の含有量等）や研磨条件等に応じて適宜決定できる。

【0057】

本実施形態に係る研磨剤によって研磨される被研磨基板は、特に制限されないが、記録媒体として使用される記録ディスク用の基板、例えば、ＨＤＤ用ガラス基板を製造するための被研磨基板が好ましい。

【0058】

本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。

【0059】

本発明の一局面である研磨剤の製造方法は、分散剤を含み、酸化セリウムを主たる研磨材成分として含有する研磨剤の製造方法であって、使用済み研磨材スラリーに対して、六配位換算におけるイオン半径が８０〜１６０ｐｍである第一族元素又は第二族元素の陽イオンを用いて塩析処理し、前記酸化セリウムを凝集沈殿させて固液分離することにより研磨材成分を回収する工程、及び回収後の研磨材成分に、アニオン性の高分子を有する分散剤を添加する工程を含むことを特徴とする。

【0060】

このような構成によれば、研磨材のリサイクルをより効率的に行うことができる。

【0061】

また、本発明の研磨剤の製造方法において、前記陽イオンは、六配位換算におけるイオン半径が８０〜１２０ｐｍであることが好適である。このような構成によれば、上記効果をより発揮し得る。

【0062】

また、本発明の研磨剤の製造方法において、前記陽イオンは、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンからなる群より選択される少なくとも一つの陽イオンであることが好適である。

【0063】

このような構成によれば、研磨特性に優れた研磨材のリサイクルをより容易に行うことができる。

【0064】

また、本発明の研磨剤の製造方法において、前記分散剤は、分子内にカルボキシル基を有する高分子であることが好適である。

【0065】

このような構成によれば、さらに、研磨材の凝集を防ぐことでき、かつその分散性を高めることができる。

【0066】

また、本発明の研磨剤の製造方法において、前記分散剤は、分子量（Ｍｗ）が１００〜１００００であるアクリル酸／マレイン酸共重合体であることが好適である。

【0067】

このような構成によれば、より研磨材の凝集を防ぐことができ、かつその分散性をより高めることができる。

【0068】

さらに、本発明の研磨剤の製造方法において、前記分散剤の添加量は研磨剤全量に対して０．０５〜２質量％であることが好適である。

【0069】

このような構成によれば、よりいっそう凝集を防ぐことができ、かつ分散性をより高めることができる。

【実施例】

【0070】

以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0071】

＜実施例１＞
〔ガラス基板〕
以下の各工程によって製造されたガラス基板を用意した。

【0072】

（円盤加工工程）
ガラス素材として、ガラス素材（組成は表１参照）を用い、溶融したガラス素材をプレス成形して、外径が約６６ｍｍの円板状のブランクスを作製した。ブランクスの厚みは１．０５ｍｍとした。

【0073】

【表1】

【0074】

（円盤加工工程）
円筒状のダイヤモンド砥石を備えたコアドリルを用いてブランクスの中心部に直径が２０．５ｍｍの円形の孔（中心孔）を開けた。次に、鼓状のダイヤモンド砥石を用いて、ブランクスの外周端面および内周端面を外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍに内・外径加工を行った。続いて、上記円盤加工工程後のガラス基板の外周端面および内周端面を、内外周加工機（ＴＫＶ−１、舘野機械製作所製）により研削した。

【0075】

（研削工程）
前記内外周端面研削工程後のガラス基板の主表面を、両面研削機を使用して主表面の平坦度が１０μｍとなるよう、３５μｍの取り代で主表面を研削した。次に、前記ガラス基板の両表面を再び研削加工し、ガラス基板の平坦度が３μｍとなるように、５０μｍの取り代で主表面を研削した。

【0076】

（研磨工程）
研磨材として酸化セリウムを５質量％、分散剤としてアクリル酸／マレイン酸共重合体を０．１質量％、溶媒として水を約９５質量％攪拌し、研磨材スラリーを調製した。前記研磨材スラリーの平均粒径（Ｄ_５０）を、レーザー回折粒度分布測定機（島津製作所株式会社製）にて測定を行うと、１．２μｍであった。

【0077】

続いて、この研磨材スラリーを用いて、前述の各工程によって得られたガラス基板を以下の研磨条件により研磨した。

【0078】

（研磨条件）
研磨機：両面研磨機（ＨＡＭＡＩ株式会社製）
研磨パッド：厚み０．８ｍｍ、平均開孔径３０μｍ
研磨した被研磨ガラス基板の総枚数：１０００００枚
前記研磨工程により使用した研磨材スラリーを回収し、使用済み研磨材スラリーとして以下用いた。

【0079】

〔固液分離〕
以上の研磨工程によって使用された研磨材スラリーをタンクに５０Ｌ用意し、これに対して５ｍｏｌ／Ｌに調製したマグネシウムイオンを有する塩化マグネシウム水溶液を徐々に添加して塩析を行い、凝集沈殿物を生成させた。

【0080】

凝集沈殿が起こったか否かの判断は、添加、撹拌後１８０分間静置する間に、沈降物と上澄みの界面が生じるかを確認することで行った。

【0081】

凝集沈殿物が確認された使用済み研磨材スラリーを、上澄み液をデカントすることによって上澄み液と凝集沈殿物とに分けた。そして、凝集沈殿物である研磨剤成分２７００ｇを回収した。前記研磨剤成分は、酸化セリウムを２５００ｇ含有していた。

【0082】

ここで、研磨前に含まれていた酸化セリウムと、回収した研磨剤成分中に含まれる酸化セリウムの質量により酸化セリウムの回収率を求めると９３％であった。

【0083】

次に、酸化セリウムの含有量が、研磨材スラリー全量に対して５質量％となるように、回収した前記研磨剤成分１０００ｇを水で希釈した。その後、分散剤として重量平均分子量（Ｍｗ）が５００であるアクリル酸／マレイン酸共重合体を２ｇ添加し、スリーワンモーター（新東科学株式会社製）を用いて攪拌し、研磨剤１とした。

【0084】

〔分散性の評価〕
前記研磨剤１の粒径をレーザー回折粒度分布測定機（島津製作所株式会社製）で測定し、以下の評価基準で判定を行った。

【0085】

評価判定は以下の通りである。
◎：使用前の研磨材スラリーの粒径（Ｄ_５０）との変化量が１０％未満である。
○：使用前の研磨材スラリーの粒径（Ｄ_５０）との変化量が１０％以上２０％未満である。
×：使用前の研磨材スラリーの粒径（Ｄ_５０）との変化量が２０％以上である。

【0086】

＜実施例２〜８、比較例１〜３＞
実施例２〜８、比較例１〜３では、下記表２に示すような陽イオン（塩）の種類、イオン半径、陽イオン添加量、分散剤の種類、その分子量及びその添加量を代えて研磨材成分を分散させた他は前記実施例１と同様にして研磨剤２〜１１を調製した。

【0087】

そして、実施例２〜８、比較例１〜３の前記各研磨剤２〜１１を用いたこと以外は、前記実施例１と同様に酸化セリウムの回収率を求め、かつ粒径測定を行い前述の評価を行った。

【0088】

以上の実施例１〜８，比較例１〜３によって得られた結果を下記表２に示す。

【0089】

【表2】

【0090】

上記表２に示すとおり、実施例１〜４の研磨剤１〜４は、六配位換算におけるイオン半径が８０〜１６０ｐｍであるマグネシウムイオンを用いて塩析を行い、凝集沈殿物である研磨材成分を分散剤としてアニオン性の高分子を有するアクリル酸／マレイン酸共重合体を用いて分散させたため、使用前の研磨材スラリーと比較しても回収率が良好であり、分散性の劣らない研磨剤を得ることができた。特に、分子量（Ｍｗ）が１０００〜５０００のアクリル酸／マレイン酸共重合体を用いて分散させた実施例２，３は、使用前の研磨材スラリーと同等の分散性を得ることができたため、研磨能力の高い研磨剤を得ることができたと考えられる。

【0091】

また、実施例５〜６のカルボキシル基を有さないアニオン性の高分子を主成分とする分散剤を用いた研磨剤５〜６についても、分散性の劣らない研磨剤を得ることができたと考えられる。さらに、実施例７〜８の研磨剤７〜８についても、六配位換算におけるイオン半径が８０〜１６０ｐｍであるカルシウムイオン、カリウムイオンを用いて塩析を行ったため、分散性の劣らない研磨剤を得ることができたと考えられる。

【0092】

一方で、比較例１の研磨剤９は、塩析を行わずに濾過により研磨剤成分を、実施例３に用いた分散剤と同様の分散剤により分散させたが、回収率が悪く、また、不純物によって研磨物の粒度分布が大きく崩れる結果となった。また、比較例２の研磨剤１０は、六配位換算におけるイオン半径が１６６ｐｍである塩化ルビジウムイオンを用いて塩析を行ったが、スラリーの回収率が悪く、再利用できなかった。また、比較例３の研磨剤１１は、研磨材成分を水で希釈し、分散剤を使用しなかったため、分散性に劣る結果となった。

【0093】

この出願は、２０１１年１２月２８日に出願された日本国特許出願特願２０１１−２８９５３９を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

【0094】

本発明を表現するために、前述において図面等を参照しながら実施形態を通して本発明を適切かつ十分に説明したが、当業者であれば前述の実施形態を変更及び／又は改良することは容易になし得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本発明は、基板用研磨剤および基板の技術分野において、広範な産業上の利用可能性を有する。