JP2003521435A

JP2003521435A - 溶融Ａｌ２Ｏ３−希土類酸化物共晶研磨粒子、研磨物品、ならびにそれらの製造方法および使用方法

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Publication number: JP2003521435A
Application number: JP2001556800A
Authority: JP
Inventors: アナトリー・ゼット・ローゼンフランツ; アーメット・セリッカヤ; ドナ・ダブリュー・バンジェ
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2003-07-15
Also published as: WO2001056946A1; AU2001234688A1; EP1257511A1; US6607570B1

Abstract

(57)【要約】酸化アルミニウム（１５１）−アルミニウム希土類（１５３）共晶材料（１５０）を含む溶融研磨粒子。この溶融研磨粒子は、被覆研磨材、結合研磨材、不織研磨材、および研磨ブラシなどの研磨製品に混入することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野本発明は、溶融研磨粒子と、その製造方法とに関する。本発明の溶融研磨粒子
は、結合研磨材、被覆研磨材、不織研磨材、および研磨ブラシなどの種々の研磨
物品に混入することができる。

【０００２】関連技術の説明当技術分野では様々な種類の研磨粒子（例えば、ダイヤモンド粒子、立方晶窒
化ホウ素粒子、溶融研磨粒子、および焼結セラミック研磨粒子（ゾル−ゲル誘導
研磨粒子を含む）が公知である。ある研磨用途では研磨粒子は遊離した形態で使
用されるが、別の用途では研磨製品（例えば、被覆研磨製品、結合研磨製品、不
織研磨製品、および研磨ブラシ）中に粒子が混入される。特定の研磨用途に使用
される研磨粒子の選択に使用される条件としては、研磨寿命、切削速度、基材の
表面仕上げ、研削効率、および製品コストが挙げられる。

【０００３】１９００年頃から１９８０年代半ば頃まで、被服研磨製品や結合研磨製品を使
用するような研磨用途に使用される最も重要な研磨粒子は一般には溶融研磨粒子
であった。大まかには、（１）溶融αアルミナ研磨粒子（例えば、米国特許第１
，１６１，６２０号（Ｃｏｕｌｔｅｒ）、第１，１９２，７０９号（Ｔｏｎｅ）
、第１，２４７，３３７号（Ｓａｕｎｄｅｒｓら）、第１，２６８，５３３号（
Ａｌｌｅｎ）、および第２，４２４，６４５号（Ｂａｕｍａｎｎら）を参照され
たい）と、（２）溶融（「共溶融」と呼ばれる場合もある）アルミナ−ジルコニ
ア研磨粒子（例えば、米国特許第３，８９１，４０８号（Ｒｏｗｓｅら）、第３
，７８１，１７２号（Ｐｅｔｔら）、第３，８９３，８２６号（Ｑｕｉｎａｎら
）、第４，１２６，４２９号（Ｗａｔｓｏｎ）、第４，４５７，７６７号（Ｐｏ
ｏｎら）、および第５，１４３，５２２（Ｇｉｂｓｏｎら）を参照されたい）（
さらには例えば、ある種のオキシナイトライド研磨粒子を報告している米国特許
第５，０２３，２１２号（Ｄｕｂｏｔｓら）および第５，３３６，２８０号（Ｄ
ｕｂｏｔｓら）も参照されたい）の２種類の溶融研磨粒子が存在する。溶融アル
ミナ研磨粒子は、アルミニウム鉱やボーキサイトなどのアルミナ源をその他の所
望の添加剤とともに加熱炉に装入し、融点よりも高温に材料を加熱し、溶融物を
冷却して凝固塊状物を得て、その凝固塊状物を粒子に粉砕し、粒子のふるい分け
と分級を行って所望の研磨粒径分布を得ることによって通常は製造される。溶融
アルミナ−ジルコニア研磨粒子は、アルミナ源とジルコニア源の両方を加熱炉に
装入し、溶融アルミナ研磨粒子の製造に使用される溶融物の場合よりも急速に溶
融物を冷却することを除けば通常は同様の方法で製造される。溶融アルミナ−ジ
ルコニア研磨粒子の場合、アルミナ源の量は通常約５０〜８０重量％であり、ジ
ルコニアの量は５０〜２０重量％のジルコニアである。溶融アルミナおよび溶融
アルミナ研磨粒子の製造方法には、冷却工程の前に溶融物からの不純物の除去が
含まれる場合もある。

【０００４】溶融αアルミナ研磨粒子および溶融アルミナジルコニア研磨粒子は研磨用途（
被服研磨製品および結合研磨製品を使用する用途を含む）に今も広く使用されて
いるが、１９８０年代半ば頃からの多くの研磨用途に使用される最も主要な研磨
粒子はゾル−ゲル誘導αアルミナ粒子（例えば、米国特許第４，３１４，８２７
号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒら）、第４，５１８，３９７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅ
ｒら）、第４，６２３，３６４号（Ｃｏｔｔｒｉｎｇｅｒら）、第４，７４４，
８０２号（Ｓｃｈｗａｂｅｌ）、第４，７７０，６７１号（Ｍｏｎｒｏｅら）、
第４，８８１，９５１号（Ｗｏｏｄら）、第４，９６０，４４１号（Ｐｅｌｌｏ
ｗら）、第５，１３９，９７８号（Ｗｏｏｄ）、第５，２０１，９１６号（Ｂｅ
ｒｇら）、第５，３６６，５２３号（Ｒｏｗｅｎｈｏｒｓｔら）、第５，４２９
，６４７号（Ｌａｒｍｉｅ）、第５，５４７，４７９号（Ｃｏｎｗｅｌｌら）、
第５，４９８，２６９号（Ｌａｒｍｉｅ）、第５，５５１，９６３号（Ｌａｒｍ
ｉｅ）、および第５，７２５，１６２号（Ｇａｒｇら）を参照されたい）である
。

【０００５】ゾル−ゲル誘導αアルミナ研磨粒子は、添加された二次的な相が存在する場合
もしない場合もある非常に微細なαアルミナ微結晶で構成される微細構造を有す
る場合もある。ゾル−ゲル誘導研磨粒子の金属に対する研削性能は研磨粒子を使
用して製造した研磨製品の寿命などによって測定されるが、従来の溶融アルミナ
研磨粒子から製造された製品よりも劇的に長い。

【０００６】通常、ゾル−ゲル誘導研磨粒子の製造工程は、従来の溶融研磨粒子の製造工程
よりも複雑でありより費用がかかる。一般に、ゾル−ゲル誘導研磨粒子は、水、
アルミナ一水和物（ベーマイト）、および任意に解膠剤（例えば硝酸などの酸）
を含む分散液またはゾルを調製し、分散液をゲル化させ、ゲル化させた分散液を
乾燥させ、乾燥させた分散液を粒子に粉砕し、希望通りに分粒した粒子を得るた
めにふるい分けを行い、揮発分を除去するために粒子を焼成し、焼成した粒子を
アルミナの融点よりも低温で焼結させ、所望の研磨粒径分布を得るために粒子の
ふるい分けと分級を行うことによって通常は製造される。焼結させた研磨粒子の
物理的性質および／または微細構造を変化あるいは改質させるために、焼結させ
た研磨粒子に金属酸化物改質剤を混入することが多い。

【０００７】多くの種類の研磨製品（「研磨物品」とも呼ばれる）が当技術分野で公知であ
る。通常、研磨製品はバインダーと、バインダーによって研磨製品内部に固定さ
れた研磨粒子とを含む。研磨製品の例としては、被覆研磨製品、結合研磨製品、
不織研磨製品、および研磨ブラシが挙げられる。

【０００８】結合研磨製品の例としては、研削ホイール、カットオフホイール、およびホー
ニング砥石）が挙げられる。結合研磨製品の製造に使用される結合系の主な種類
は、レジノイド、ビトリファイド、および金属である。レジノイド結合研磨材は
、有機バインダー系（例えば、フェノール樹脂バインダー系）を使用して研磨粒
子を互いに結合させて、成形塊状体を形成する（例えば、米国特許第４，７４１
，７４３号（Ｎａｒａｙａｎａｎら）、第４，８００，６８５号（Ｈａｙｎｅｓ
ら）、第５，０３８，４５３号（Ｎａｒａｙａｎａｎら）、および第５，１１０
，３３２号（Ｎａｒａｙａｎａｎら）を参照されたい）。もう１つの主となる種
類はビトリファイドホイールであり、これは研磨粒子を互いに結合させて塊状体
にするためにガラスバインダー系が使用される（例えば、米国特許第４，５４３
，１０７号（Ｒｕｅ）、第４，８９８，５８７号（Ｈａｙら）、第４，９９７，
４６１号（ＭａｒｋｈｏｆｆＭａｔｈｅｎｙら）、および第５，８６３，３０
８号（Ｑｉら）を参照されたい）。これらのガラス結合は通常９００℃〜１３０
０℃の間の温度で養生させる。現在、ビトリファイドホイールには溶融アルミナ
研磨粒子とゾル−ゲル誘導研磨粒子の両方が使用される。しかしながら、アルミ
ナ−ジルコニアの熱安定性などの理由で、一般に溶融アルミナ−ジルコニアはビ
トリファイドホイールには混入されない。ガラス結合を養生させる高温では、ア
ルミナ−ジルコニアの物理的性質の劣化が起こり、そのため研磨性能が有意に低
下する。金属結合研磨製品は、研磨粒子の結合のために焼成またはめっきした金
属を使用するのが一般的である。

【０００９】研磨産業では、より容易に製造される、より安価に製造される、および／また
は従来の研磨粒子および研磨製品よりも優れた性能を有する研磨粒子および研磨
製品が求められ続けている。

【００１０】発明の要約本発明は、（好ましくは、粒子の全金属酸化物体積を基準にして少なくとも２
０、３０、４０、５０、６０、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９８、９
９、または１００体積％）の共晶材料を含む溶融結晶質研磨粒子を提供し、この
共晶材料は、（ａ）結晶質Ａｌ_２Ｏ_３、（ｂ）結晶質希土類酸化物、（ｃ）第１
の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物、または（ｄ）第２の異なる種類の（す
なわち第１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物とは異なる）結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物の少なくとも２種類の共晶を含む。好ましくは、本発明によ
る溶融結晶質研磨粒子は、理論的酸化物に基づき、粒子の全金属酸化物含有量を
基準にして少なくとも３０重量％（あるいはさらには少なくとも４０、５０、６
０、７０、または８０重量％）のＡｌ_２Ｏ_３を含む。

【００１１】別の態様では、本発明は、微粒子から粗粒子の範囲までの粒径分布を有する複
数の粒子を提供し、これらの複数の粒子の少なくとも一部は本発明による溶融結
晶質研磨粒子である。

【００１２】本出願において、「単純金属酸化物」は、１つ以上の同じ金属元素と酸素とで構成される金属酸
化物（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、およびＹ_２Ｏ_３）を
意味し、「複合金属酸化物」は、２種類以上の異なる金属元素と酸素とで構成される金
属酸化物（例えば、ＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８、Ｄｙ_３Ａ１_５Ｏ_１２、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、およびＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）を意味し、「複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物」は、理論的酸化物に基づいた、Ａｌ_２Ｏ_３と
、Ａｌ以外の１種類以上の金属元素とで構成される複合金属酸化物（例えば、Ｃ
ｅＡｌ_１１Ｏ_１８、Ｄｙ_３Ａ１_５Ｏ_１２、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、およびＹ_３Ａｌ_５Ｏ _１２）を意味し、「複合Ａｌ_２Ｏ_３・Ｙ_２Ｏ_３」は、理論的酸化物に基づいた、Ａｌ_２Ｏ_３とＹ _２Ｏ_３とで構成される複合金属酸化物（例えば、Ｙ_３Ａ１_５Ｏ_１２）を意味し、「複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物」または「複合Ａｌ_２Ｏ_３・ＲＥＯ」は、理
論的酸化物に基づいて、Ａｌ_２Ｏ_３と希土類酸化物とで構成される複合金属酸化
物（例えば、ＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８およびＤｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）を意味し、「希土類酸化物」は、理論的酸化物に基づいた、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｅｒ _２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｈｏ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｌｕ_２Ｏ_３、Ｎｄ _２Ｏ_３、Ｐｒ_６Ｏ_１１、Ｓｍ_２Ｏ_３、Ｔｈ_４Ｏ_７、Ｔｍ_２Ｏ_３、およびＹｂ_２Ｏ _３を意味し、「ＲＥＯ」は希土類酸化物を意味し、「粒径」は粒子の最長寸法を意味する。

【００１３】別の態様では、本発明は、本発明による溶融結晶質研磨粒子の製造方法を提供
し、その方法は、少なくとも１種類のＡｌ_２Ｏ_３源と少なくとも１種類の希土類酸化物源とを溶
融させて溶融物にする工程と、その溶融物を溶融結晶質研磨粒子に加工する工程と、を含む。

【００１４】本発明による溶融研磨粒子は、被覆研磨材、結合研磨材、不織研磨材、および
研磨ブラシなどの種々の研磨物品に混入することができる。

【００１５】本発明は、表面の研磨方法も提供し、その方法は、少なくとも１つの本発明による溶融研磨粒子（好ましくは、複数の本発明によ
る溶融研磨粒子）を工作物の表面と接触させる工程と、表面の少なくとも一部を本発明による溶融研磨粒子によって研磨するために、
本発明による溶融研磨粒子か表面かの少なくとも一方を他方に対して移動させる
工程と、を含む。

【００１６】本発明による好ましい溶融研磨粒子は、従来の溶融研磨粒子よりも優れた研削
性能が得られる。本発明による好ましい溶融研磨粒子は、微細構造的および化学
的に十分安定であるため、ビトリファイド結合系と使用される従来の溶融アルミ
ナ−ジルコニア研磨粒子のようには研磨性能が有意に低下することなくビトリフ
ァイド結合系で使用することができる。

【００１７】詳細な説明本発明による溶融研磨粒子は、適切な金属酸化物源を加熱して溶融物、好まし
くは均一な溶融物を形成させ、次に溶融物を急速に冷却して凝固した塊状物を得
ることによって製造することができる。凝固した塊状物は、所望の粒径分布の研
磨粒子を得るために通常は粉砕される。

【００１８】より具体的には、本発明による溶融研磨粒子は、（理論的酸化物に基づいた）
Ａｌ_２Ｏ_３源、希土類酸化物源、およびその他の任意の添加剤（例えば、その他
の金属酸化物および加工助剤）源を加熱炉に装入することによって製造すること
ができる。金属酸化物源は、例えば、同時に加熱炉に加えて溶融させてもよいし
、連続的に加熱炉に加えて溶融させてもよい。

【００１９】複合金属酸化物を含有する溶融材料を凝固させる場合、凝固材料の形成工程中
に、溶融した金属酸化物源（すなわち溶融物）中に存在する金属酸化物の少なく
とも一部が反応して複合金属酸化物が生成する。例えば、Ａｌ_２Ｏ_３源およびＹ
ｂ_２Ｏ_３源が反応してＹｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２を生成する場合がある（すなわち、５
Ａｌ_２Ｏ_３＋３Ｙｂ_２Ｏ_３→２Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２。同様に、例えば、Ａｌ_２Ｏ _３源とＥｒ_２Ｏ_３が反応してＥｒ_３Ａ１_５Ｏ_１２を生成することもある。さらに
、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３源とＧｄ_２Ｏ_３源が反応してＧｄＡｌＯ_３を生成する場合
もある（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｇｄ_２Ｏ_３→２ＧｄＡｌＯ_３）。同様に、例え
ば、Ａｌ_２Ｏ_３源と、ＣｅＯ_２源、Ｄｙ_２Ｏ_３源、Ｅｕ_２Ｏ_３源、Ｌａ_２Ｏ_３源
、Ｎｄ_２Ｏ_３源、Ｐｒ_２Ｏ_３源、またはＳｍ_２Ｏ_３源とが反応して、それぞれＣ
ｅＡｌＯ_３、Ｄｙ_３Ａ１_５Ｏ_１２、ＥｕＡｌＯ_３、ＬａＡｌＯ_３、ＮｄＡｌＯ_３、ＰｒＡｌＯ_３、およびＳｍＡｌＯ_３を生成することもある。さらには、例えば
、Ａｌ_２Ｏ_３源とＬａ_２Ｏ_３源とが反応して、ＬａＡｌＯ_３（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３→２ＬａＡｌＯ_３）とＬａＡｌ_１１Ｏ_１８（すなわち、１１Ａ
ｌ_２Ｏ_３＋Ｌａ_２Ｏ_３→２ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８）を生成することがある。同様に
、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３源と、ＣｅＯ_２源、Ｅｕ_２Ｏ_３源、Ｎｄ_２Ｏ_３源、Ｐｒ_２Ｏ_３源、またはＳｍ_２Ｏ_３源とが反応して、それぞれＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８、Ｅｕ
Ａｌ_１１Ｏ_１８、ＮｄＡｌ_１１Ｏ_１８、ＰｒＡｌ_１１Ｏ_１８、およびＳｍＡｌ_１ _１Ｏ_１８を生成する場合もある。

【００２０】Ａｌ_２Ｏ_３および／または希土類酸化物の相対的な比率に依存して、得られる
凝固材料、そして最終的には溶融研磨粒子は、（ａ）結晶質Ａｌ_２Ｏ_３とともに結晶質Ａｌ_２Ｏ_３−複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸
化物（複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物は例えば、Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｅｒ_３Ａｌ _５Ｏ_１２、ＧｄＡｌＯ_３、またはＹｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２である）共晶、（ｂ）結晶質Ａｌ_２Ｏ_３−複合Ａｌ_２Ｏ_３金属酸化物（この場合も複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物は例えば、Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＧｄＡ
ｌＯ_３、またはＹｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２である）共晶、および／または（ｃ）結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物（この場合も複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属
酸化物は例えば、Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＧｄＡｌＯ_３、ま
たはＹｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２である）とともに結晶質Ａｌ_２Ｏ_３−複合Ａｌ_２Ｏ_３・
金属酸化物（この場合も複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物は例えば、Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ _１２、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＧｄＡｌＯ_３、またはＹｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２である）
共晶、を含む。

【００２１】Ａｌ_２Ｏ_３が希土類酸化物と反応して２種類の複合金属酸化物を生成する場合
は、得られる凝固材料、そして最終的には溶融研磨粒子は、Ａｌ_２Ｏ_３と希土類
酸化物の相対的比率に依存して、（ａ）第１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物（例えば、ＣｅＡｌＯ_３、Ｅ
ｕＡｌＯ_３、ＬａＡｌＯ_３、ＮｄＡｌＯ_３、ＰｒＡｌＯ_３、またはＳｍＡｌＯ_３）とともに第１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属（この場合も例えば、ＣｅＡｌＯ _３、ＥｕＡｌＯ_３、ＬａＡｌＯ_３、ＮｄＡｌＯ_３、ＰｒＡｌＯ_３、またはＳｍＡ
ｌＯ_３）−第２の異なる種類の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物（例えば、そ
れぞれＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８、ＥｕＡｌ_１１Ｏ_１８、ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８、ＮｄＡ
ｌ_１１Ｏ_１８、ＰｒＡｌ_１１Ｏ_１８、またはＳｍＡｌ_１１Ｏ_１８）共晶、（ｂ）第１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３金属酸化物（この場合も例えば、ＣｅＡｌ
Ｏ_３、ＥｕＡｌＯ_３、ＬａＡｌＯ_３、ＮｄＡｌＯ_３、ＰｒＡｌＯ_３、またはＳｍ
ＡｌＯ_３）−第２の異なる種類の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物（この場合
も例えば、それぞれＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８、ＥｕＡｌ_１１Ｏ_１８、ＬａＡｌ_１１Ｏ _１８、ＮｄＡｌ_１１Ｏ_１８、ＰｒＡｌ_１１Ｏ_１８、またはＳｍＡｌ_１１Ｏ_１８）
共晶、および／または（ｃ）第２の異なる種類の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物（この場合も例
えば、ＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８、ＥｕＡｌ_１１Ｏ_１８、ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８、ＮｄＡ
ｌ_１１Ｏ_１８、ＰｒＡｌ_１１Ｏ_１８、またはＳｍＡｌ_１１Ｏ_１８）とともに第１
の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物（この場合も例えば、ＣｅＡｌＯ_３、Ｅｕ
ＡｌＯ_３、ＬａＡｌＯ_３、ＮｄＡｌＯ_３、ＰｒＡｌＯ_３、またはＳｍＡｌＯ_３）
−第２の異なる種類の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物（この場合も例えば、
それぞれＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８、ＥｕＡｌ_１１Ｏ_１８、ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８、Ｎｄ
Ａｌ_１１Ｏ_１８、ＰｒＡｌ_１１Ｏ_１８、またはＳｍＡｌ_１１Ｏ_１８）共晶、を含む。

【００２２】しかしながら、形成される特定の相は、溶融物の組成や凝固条件などのいくつ
かの要因に依存することが分かる。通常、溶融物の組成および凝固条件は得られ
る凝固材料の大部分が共晶によって占有される（すなわち、凝固材料の形成が、
材料中に存在する種々の金属酸化物相の共晶の比率とよく対応する）ような条件
が好ましい。理論によって束縛しようと望むものではないが、凝固材料の形成中
のある準安定条件によって、別の共晶が形成される場合もある。例えば、通常の
安定条件下では形成される共晶はＡｌ_２Ｏ_３／Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２であるが、あ
る準安定条件下ではＡｌ_２Ｏ_３／Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２共晶の代わりあるいはこれ
に加えてＡｌ_２Ｏ_３／ＤｙＡｌＯ_３共晶が形成される場合もある。

【００２３】複合Ａｌ_２Ｏ_３・ＲＥＯ（例えば、Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＧｄＡｌＯ_３、Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、またはＬａＡｌ_１１Ｏ_１８）中の希土類
陽イオンおよび／またはアルミニウム陽イオンの一部が他の陽イオンで置き換え
られるのも本発明の範囲内である。例えば、複合Ａｌ_２Ｏ_３・ＲＥＯ中にＡｌ陽
イオンの一部は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｃｏ、およびそ
れらの組合せからなる群より選択される元素の少なくとも１つの陽イオンで置き
換えられてもよい。例えば、複合Ａｌ_２Ｏ_３・ＲＥＯ中の希土類陽イオンの一部
が、Ｙ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、
およびそれらの組合せからなる群より選択される元素の少なくとも１つの陽イオ
ンで置き換えられてもよい。同様に、アルミナ中のアルミニウム陽イオンの一部
が置き換えられることも本発明の範囲内である。例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｆ
ｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、およびＣｏで、アルミナ構造中のアルミニウムと置き換
えられる場合がある。上記のような陽イオンの置換が、研磨粒子の性質（例えば
、硬度、靭性、強度、熱伝導性など）に影響を与える場合がある。

【００２４】さらに、本開示内容を検討すればその他の共晶も当業者には明らかであろう。
例えば、種々の共晶を表す相図が当技術分野で公知である。

【００２５】共晶材料を含有する本発明による溶融研磨粒子は、共晶コロニーで構成されて
いることが多い。個々のコロニーはほぼ均一な微細構造特性（例えば、コロニー
内部の構成相の結晶のサイズおよび方位が同様）を有する。通常、本発明による
溶融結晶質研磨粒子中に不純物が存在する場合、この不純物はコロニーの境界に
分離する傾向にあり、単独で存在、および／または結晶相および／または非晶質
（ガラス）相として反応生成物として（例えば、複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物お
よび／または複合ＲＥＯ・金属酸化物として）存在する場合がある。

【００２６】共晶コロニーの構成は、（ａ）２種類の異なる単純金属酸化物（例えばＡｌ_２Ｏ_３相とＺｒＯ_２相）、（ｂ）単純金属酸化物（例えばＡｌ_２Ｏ_３相）および複
合金属酸化物（例えばＧｄＡｌＯ_３相）、または（ｃ）２種類の異なる複合金属
酸化物（例えば、ＬａＡｌＯ_３相とＬａＡｌ_１１Ｏ_１８相）を含むことができる
。Ａｌ_２Ｏ_３および複合Ａｌ_２Ｏ_３・ＲＥＯの場合に起こりうる共晶の例として
は、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２共晶、
Ａｌ_２Ｏ_３−ＧｄＡｌＯ_３共晶、またはＡｌ_２Ｏ_３−Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２共晶が
挙げられる。２種類の異なる複合金属酸化物の場合に起こりうる共晶の例として
はＲｅＡｌＯ_３−ＲｅＡｌ_１１Ｏ_１８共晶が挙げられ、ここでＲｅ＝Ｃｅ、Ｅｕ
、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｒ、またはＳｍである。

【００２７】別の態様では、共晶コロニーを構成する相は、（ａ）２種類の異なる金属酸化
物の単結晶（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３およびＹｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２のそれぞれの単結晶
）、（ｂ）１種類の金属酸化物の単結晶（例えば、単結晶Ａｌ_２Ｏ_３）および異
なる金属酸化物の複数の結晶（例えば、多結晶Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）、あるいは
（ｃ）２種類の異なる多結晶金属酸化物（例えば、多結晶Ａｌ_２Ｏ_３および多結
晶Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）を含む。

【００２８】コロニーは種々の形状の任意のものであってよく、通常は実質的に球状から円
柱状の範囲となりうる。各コロニーの組成、相、および／または微細構造（例え
ば、結晶性（すなわち単結晶または多結晶）および結晶サイズ）は、同じであっ
てもよいし異なっていてもよい。コロニー内部の結晶の方位は、コロニーごとに
異なっていてもよい。一部の共晶コロニーを構成する相は、例えば、棒状または
小板状から「漢字」状などの種々の形状で存在することができる。コロニー間の
このような差異は、近接するコロニー間でさえも存在しうる。一部の好ましい共
晶コロニーを構成する相は、相互侵入網目構造として存在することが多い。例え
ば、図４を参照すると、共晶コロニー１５０は第１の結晶質金属酸化物相１５１
と第２の結晶質金属酸化物相１５３を含む。これら２つの連続相は、絡み合った
３次元網目構造を形成している。

【００２９】コロニーの数、それらの寸法、および組成は、例えば溶融物の組成および凝固
条件の影響を受ける。理論によって束縛しようと望むものではないが、溶融物組
成が接近しているほど共晶組成が正確になり、形成されるコロニー数が少なくな
ると考えられる。しかしながら別の態様では、遅い一方向性の溶融物の凝固も、
形成されるコロニー数を最小化させる傾向にあるが、比較的速い冷却速度による
多方向性の凝固では形成されるコロニー数が増大する傾向にあると思われる。溶
融物の凝固速度（すなわち冷却速度）および／または溶融物の多方向性凝固は、
得られる溶融研磨粒子中に存在する微細構造の欠陥（例えば孔隙）の種類および
／または数に影響する傾向にある。例えば、理論によって束縛しようと望むもの
ではないが、比較的急速な凝固（すなわち、比較的速い冷却速度による凝固）お
よび／または多方向性凝固は、得られる溶融研磨粒子中に存在する微細構造の欠
陥（例えば孔隙）の種類および／または数を増大させる傾向にある。しかしなが
ら比較的遅い凝固は、凝固材料中に存在するコロニーおよび／または結晶のサイ
ズを増大させる傾向にあるが、冷却速度が遅く制御された冷却によって例えばコ
ロニーが形成しないようにすることが可能である。したがって、冷却速度および
／または多方向性凝固の程度を選択する場合は、種々の冷却速度と関連する望ま
しい微細構造特性と望ましくない微細構造特性の間のバランスを最適化するため
に、冷却速度を増加または減少させることが必要な場合がある。

【００３０】さらに、所与の組成において、コロニーのサイズおよびコロニー内部に存在す
る相の寸法は、溶融物の冷却速度が増加すると減少する傾向にある。通常、本発
明による研磨粒子中の共晶コロニーは、平均で１００μｍ未満であり、好ましく
は５０μｍ未満であり、所与のコロニーのこのような寸法は、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）で観察したコロニーの研磨断面で測定した２つの最大寸法の平均であ
る。通常、ＳＥＭで観察したコロニーの研磨断面について測定したコロニー中の
共晶を構成する結晶相の最小寸法は、最大１０μｍであり、好ましくは最大５μ
ｍであり、より好ましくは最大１μｍであり、さらには最大０．５μｍとなる場
合もある。

【００３１】本発明によるある研磨粒子は、研磨粒子の共晶成分を構成する少なくとも１種
類の金属酸化物相の初晶も含む。例えば、共晶部分が複合Ａｌ_２Ｏ_３・ＲＥＯ（
例えばＹｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２）相で構成される場合、その微細構造は複合Ａｌ_２Ｏ _３・ＲＥＯの初晶も含む場合があり、これは、研磨粒子が形成される溶融物の組
成がＲＥＯに富む（すなわち、理論的酸化物に基づくと共晶に対して過剰のＲＥ
Ｏを溶融物が含有する）場合に起こると考えられる。さらに、例えば、共晶部分
がＬａＡｌＯ_３相とＬａＡｌ_１１Ｏ_１８相で構成される場合、その微細構造はＬ
ａＡｌＯ_３の初晶も含む場合があり、これは、研磨粒子が形成される溶融物の組
成がＬａ_２Ｏ_３に富む（すなわち、理論的酸化物に基づくと共晶に対して過剰の
Ｌａ_２Ｏ_３を溶融物が含有する）場合に起こると考えられ、また共晶がＹｂ_３Ａ
ｌ_５Ｏ_１２相とＡｌ_２Ｏ_３で構成される場合、その微細構造はＡｌ_２Ｏ_３の初晶
も含む場合があり、これは、研磨粒子が形成される溶融物の組成がＡｌ_２Ｏ_３に
富む（すなわち、理論的酸化物に基づくと共晶に対して過剰のＡｌ_２Ｏ_３を溶融
物が含有する）場合に起こると考えられる。

【００３２】初晶の形成は、特定の共晶の比率からずれることによって起こると考えられる
。このずれが大きいほど、初晶の全体的な比率が大きくなる。初晶は、通常は棒
状構造から樹状構造までの範囲の種々の形状で見ることができる。理論によって
束縛しようと望むものではないが、コロニーに近接する初晶の存在および／また
は形成は、コロニー中に形成される微細構造の影響を受けることがあると考えら
れる。場合によっては、研磨粒子中に初晶（例えば、Ａｌ_２Ｏ_３の初晶）が存在
すると（例えば、研磨性能の向上に関して）好都合となる場合もある。しかしな
がら、初晶サイズが増加するにつれて研磨粒子の研磨性能が低下する傾向にある
とも考えられている。

【００３３】さらに、理論によって束縛しようと望むものではないが、共晶を構成している
もの以外の金属酸化物を少量添加（例えば５重量％未満）すると、コロニーの境
界に影響し、それによって研磨粒子の性質（例えば、硬度や靭性）に影響するこ
とがあると考えられている。

【００３４】本発明による研磨粒子を製造するための（理論的酸化物に基づいた）Ａｌ_２Ｏ _３源としては、従来の溶融アルミナ研磨粒子およびアルミナ−ジルコニア研磨粒
子の製造用の従来技術で公知のものが挙げられる。市販のＡｌ_２Ｏ_３源としては
、ボーキサイト（天然ボーキサイトおよび合成ボーキサイトの両方を含む）、焼
成ボーキサイト、水和アルミナ（例えば、ベーマイト、およびギブサイト）、バ
イヤー（Ｂａｙｅｒ）法アルミナ、アルミニウム鉱、γアルミナ、αアルミナ、
アルミニウム塩、硝酸アルミニウム、およびそれらの組合せが挙げられる。Ａｌ _２Ｏ_３源は、Ａｌ_２Ｏ_３を含有するものでもよいし、あるいはＡｌ_２Ｏ_３のみが
得られるものであってもよい。あるいは、Ａｌ_２Ｏ_３源は、Ａｌ_２Ｏ_３と、Ａｌ _２Ｏ_３以外の１種類以上の金属酸化物（例えば、複合Ａｌ_２Ｏ_３・金属酸化物（
例えば、Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８など）の
材料またはそれらを含有するもの）とを含有するものであってもよいし、あるい
はそれらが得られるものであってもよい。

【００３５】本発明による研磨粒子の製造のための市販の希土類酸化物源としては、希土類
酸化物粉末、希土類金属、希土類含有鉱石（例えば、バストネサイトやモナザイ
ト）、希土類塩、希土類硝酸塩、および希土類炭酸塩が挙げられる。希土類酸化
物源は、希土類酸化物を含有するものでもよいし、あるいは希土類酸化物のみが
得られるものであってもよい。あるいは、希土類酸化物源は、希土類酸化物と、
希土類酸化物以外の１種類以上の金属酸化物希土類酸化物（複合希土類酸化物・
その他の金属酸化物（例えば、Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８など）
の材料またはそれらを含有するもの）とを含有するものであってもよいし、ある
いはそれらが得られるものであってもよい。

【００３６】任意に、本発明による溶融研磨粒子は、その他の酸化金属酸化物（すなわち、
Ａｌ_２Ｏ_３および希土類酸化物以外の金属酸化物）をさらに含む。ある種の金属
酸化物を添加することによって、得られる溶融研磨粒子の結晶構造または微細構
造を変化させることができる。例えば、理論によって束縛しようと望むものでは
ないが、ある種の金属酸化物または金属酸化物含有化合物（使用されるとしても
比較的少量であり、例えば、溶融研磨粒子の全金属酸化物含有量に対して０．０
１〜５重量％である）は、共晶コロニー間の境界に存在しうると考えられる。こ
れらの金属酸化物が存在することによって（互いの反応生成物、あるいはＡｌ_２Ｏ_３および／または希土類酸化物との反応生成物の形態で存在しうる）溶融研磨
粒子の破壊特性および／または微細構造に影響を与える場合があり、さらに／ま
たは研磨粒子の研削特性に影響を与える場合もある。任意の金属酸化物は、例え
ば、溶融研磨粒子中の孔隙寸法および／または孔隙数を減少させることによって
溶融研磨粒子の密度を増加させる加工助剤として作用する場合もある。任意の金
属酸化物は、例えば、溶融物の溶融温度を実質的に上昇または低下させる加工助
剤として作用する場合もある。したがって、加工上の理由である種の金属酸化物
を添加することができる。

【００３７】ＺｒＯ_２を含む共晶の場合、ＺｒＯ_２の正方晶／立方晶の形態を安定化させる
ことが知られている金属酸化物（例えば、Ｙ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＣａＯ、および
ＭｇＯ）を添加すると望ましいことがある。例えば、ＬａＡｌＯ_３−ＬａＡｌ_１ _１Ｏ_１８−ＺｒＯ_２共晶の場合、例えばＹ_２Ｏ_３を使用することによってＺｒＯ _２を安定化させることができる。

【００３８】本発明による溶融研磨粒子は、各研磨粒子の全金属酸化物含有量に対して、通
常５０重量％未満（より一般的には２０重量％未満、場合によっては０．０１〜
５重量％の範囲、別の場合では０．１〜１重量％の範囲）のアルミナおよび希土
類酸化物以外の金属酸化物（理論的酸化物に基づく）を含む。これらのような他
の金属酸化物源も市販品を容易に入手可能である。

【００３９】任意の金属酸化物の例としては、理論的酸化物に基づいて、ＢａＯ、ＣａＯ、
Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｏＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、Ｌｉ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｎｉ
Ｏ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、Ｓｃ_２Ｏ_３、ＳｒＯ、Ｖ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、
Ｙ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、およびそれらの組合せが挙げられる。さらに、Ｙ_２Ｏ_３に
関しては、本発明による研磨粒子を製造するための市販の（理論的酸化物に基づ
いた）Ｙ_２Ｏ_３源としては、酸化イットリウム粉末、イットリウム、イットリウ
ム含有鉱石、およびイットリウム塩（例えば、イットリウムの炭酸塩、硝酸塩、
塩化物、水酸化物、およびそれらの組合せ）が挙げられる。Ｙ_２Ｏ_３源はＹ_２Ｏ _３を含有するものでもよいし、あるいはＹ_２Ｏ_３のみが得られるものであっても
よい。あるいは、Ｙ_２Ｏ_３源は、Ｙ_２Ｏ_３と、Ｙ_２Ｏ_３以外の１種類以上の金属
酸化物（複合Ｙ_２Ｏ_３・金属酸化物（例えば、Ｙ_３Ａ１_５Ｏ_１２）の材料または
それらを含有するもの）とを含有するものであってもよいし、あるいはそれらが
得られるものであってもよい。

【００４０】本発明による研磨粒子を製造するための金属酸化物源としては、同じ組成また
は異なる組成を有する溶融研磨粒子（例えば溶融アルミナ研磨粒子）またはその
他の溶融材料（例えば溶融アルミナ材料）が挙げられ、これらを残りの金属酸化
物源と合わせることで所望の組成の溶融研磨粒子が得られる。

【００４１】不純物を減少させるために、炭素源などの還元剤を溶融工程中に加えることが
できる。炭素源の例としては、石炭、黒鉛、石油コークスなどが挙げられる。通
常、加熱炉への装入材料に含まれる炭素の量は、装入材料の最大５重量％であり
、より一般的には最大３重量％であり、より一般的には最大２重量％である。不
純物の除去を促進するために、加熱炉装入材料に鉄を加えることもできる。鉄は
不純物と結び付いて、溶融物または粉砕した凝固材料から磁気的に除去可能な材
料を形成する場合がある。

【００４２】金属ホウ化物、炭化物、窒化物、およびそれらの組合せが、本発明による溶融
結晶質研磨粒子中に含まれることも本発明の範囲内である。このような材料は、
共晶材料内部に（例えば介在物として）存在してもよい。金属ホウ化物、炭化物
、および窒化物の例としては、二ホウ化チタン、炭化アルミニウム、窒化アルミ
ニウム、炭化チタン、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、および窒化ホウ素
を挙げることができる。このような材料は当技術分野では公知であり市販されて
いる。

【００４３】本発明による溶融研磨粒子を製造するための金属酸化物源およびその他の添加
剤の個別の選択に関しては、例えば、得られる研磨粒子に望まれる組成および微
細構造、得られる研磨粒子に望まれる物理的性質（例えば硬度または靭性）、有
害な不純物の混入の防止または最小化、得られる研磨粒子に望まれる研削特性、
および／または研磨粒子の製造に使用される特定の工程（装置、ならびに溶融お
よび／または凝固前および／またはその最中の原材料の精製を含む）が考慮され
るのが一般的である。

【００４４】金属酸化物源およびその他の添加剤は、研磨粒子の製造に使用される工程およ
び装置に好適となる任意の形態であってよい。原材料は、従来の溶融アルミナ研
磨粒子およびアルミナ−ジルコニア研磨粒子の製造に関して当技術分野で公知の
技術および装置を使用して溶融させることができる（例えば、米国特許第３，７
８１，１７２号（Ｐｅｔｔら）、第３，８９１，４０８号（Ｒｏｗｓｅら）、第
４，０３５，１６２号（Ｂｒｏｔｈｅｒｓら）、第４，０７０，７９６号（Ｓｃ
ｏｔｔ）、第４，０７３，０９６号（Ｕｅｌｔｚら）、第４，１２６，４２９号
（Ｗａｔｓｏｎ）、第４，４５７，７６７号（Ｐｏｏｎら）、第５，１４３，５
２２号（Ｇｉｂｓｏｎら）、およびＲｅ．３１，１２８号（Ｗａｌｋｅｒら）を
参照されたい）。

【００４５】金属酸化物源およびその他の添加剤を溶融させるための加熱炉の例としては、
アーク炉、銑炉（ｐｉｇｆｕｒｎａｃｅ）、アークタップ炉、電気炉、電気ア
ーク炉、およびガスだき炉が挙げられる。好適な電気炉としては、電極の下端が
溶融塊状物内部で接触しない「キシング・アーク（ｋｉｓｓｉｎｇａｒｃ）」
が生じるように電極が配列された電気炉や、溶融物を流れる電流によって抵抗加
熱するために溶融塊状物内に電極が浸漬する電気炉が挙げられる。

【００４６】加熱炉は、加熱炉内壁を覆うライニング（「シェル」または「スケルトン」と
呼ばれる場合もある）を有する場合もある。ライニングは、溶融研磨粒子とは異
なる組成の材料から製造することができる。しかしながら通常、加熱炉のライニ
ングは、溶融研磨粒子の組成と類似した組成または材料、時にはほぼ同一、ある
いは同一の組成または材料から製造されることが好ましい。したがって工程中に
、ライニングの外面（露出面）が溶融しても、溶融物が汚染される可能性が減少
するかあるいは最小限になる。

【００４７】一部の金属酸化物源およびその他の添加剤の場合、加熱炉に装入する前、また
はその他の方法で金属酸化物源およびその他の添加剤と混合する前に、供給材料
を予備加熱することが望ましい場合もある。例えば、金属酸化物源として炭酸塩
、硝酸塩、またはその他の塩が使用される場合、このような材料を焼成（例えば
約４００〜１０００℃の空気中で加熱）してから、その他の金属酸化物源材料を
これらに加えることが望ましい場合がある。

【００４８】一般に、金属酸化物源およびその他の添加剤が存在する場合、これらの材料は
溶融状態になるまで加熱され、溶融物が均一になるまで混合される。通常、溶融
物は、溶融物の融点よりも最低５０℃（好ましくは最低１００℃）高い温度に加
熱されその温度で維持される。溶融物の温度が低すぎると、溶融物の粘度が望ま
しくないほど高くなりすぎる場合があり、溶融物を構成する種々の金属酸化物源
およびその他の添加剤の均一化がより困難となるか、加熱炉から溶融物を注ぎ出
すまたはその他の方法で移すことがより困難となる。溶融物の温度が高温すぎる
、および／または溶融物の加熱時間が長すぎる場合は、エネルギーが無駄になり
、さらに溶融物の成分の望ましくない蒸発が発生することもある。

【００４９】場合によっては、金属酸化物源およびその他の添加剤（例えば、均一混合物ま
たはブレンドの形成を促進することができる揮発成分（例えば、水または有機溶
剤））が存在する場合、これらを互いに混合またはその他の方法でブレンドした
後に、溶融物を形成することが望ましいこともある。例えば、粒子状金属酸化物
源を粉砕（例えば、ボールミル粉砕）して材料を互いに混合し、同時に粒子状材
料の粒径を小さくすることができる。溶融物を形成する前に、金属酸化物源およ
びその他の添加剤が存在する場合にこれらを混合またはブレンドするためのその
他の方法としては、高剪断ミキサー、パドルミキサー、Ｖ型ブレンダー、タンブ
ラーなどが挙げられる。粉砕時間は数分間〜数時間の範囲を取ることができ、さ
らには数日間に及ぶ場合もある。任意に、溶融物の形成前に加熱を行うなどによ
って、水や有機溶剤などの揮発性材料を、金属酸化物源およびその他の添加剤の
混合物またはブレンドから除去することができる。取り扱いを容易にするために
、加熱炉に装入する前に金属酸化物源およびその他の添加剤を凝集させることも
できる。

【００５０】溶融物が存在する雰囲気は、大気圧であってもよいし、大気圧よりも高圧でも
よいし、大気圧よりも低圧であってよいが、大気圧よりも低い圧力が、得られる
凝固材料の孔隙数を減少させるためには好ましい場合がある。溶融物が存在する
雰囲気は、溶融物の化学的性質に影響しうる酸化雰囲気、還元雰囲気、または不
活性雰囲気となるように制御することもできる。

【００５１】溶融中の還元条件は、溶融物の精製を促進する場合がある。これに加えて、ま
たはこれとは別に、還元剤を溶融物に添加することによって、電気アーク溶融炉
で炭素電極を使用する場合に好適な還元条件を得ることができる。好適な還元条
件下では、ある不純物（例えば、シリカ、酸化鉄、およびチタニア）はそれぞれ
の溶融金属形態に変換し、そのため溶融物の比重が高くなる。このような遊離金
属不純物は後に加熱炉の底部に沈む傾向にある。

【００５２】別の態様では、溶融物を冷却する前（例えば、加熱炉から溶融物を注ぎ出す前
）に溶融物中に存在する遊離金属を酸化させることが望ましい場合もある。例え
ば、加熱炉から溶融物を注ぎ出す直前に酸素ランスを溶融物中に挿入することが
できる（例えば米国特許第９６０，７１２号を参照されたい）。

【００５３】溶融物は、当技術分野で公知の種々の方法の任意のものを使用して冷却するこ
とができる。通常、溶融物を含む加熱炉は傾けることができ、それによってヒー
トシンク上または内部に溶融物を注ぐことができる。ヒートシンクの例としては
、金属球（例えば、鋳鉄球または炭素鋼球）、金属棒、金属板、金属ロールなど
が挙げられる。場合によっては、冷却速度を増加させるためにこれらのヒートシ
ンク材料の内部を冷却することができる（例えば、水冷または好適な冷媒）。ヒ
ートシンク材料は、予備溶融研磨粒子（凝固させる材料と同じまたは異なる組成
を有する）の一部であってもよいし、その他の耐熱性材料であってもよい。

【００５４】さらにヒートシンクに関することであるが、溶融物は、複数の金属球の上また
はこれらの間に溶融物を注ぐことによって冷却することができる。これらの球は
直径が通常約１〜５０ｃｍの範囲であり、より一般的には５〜２５ｃｍの範囲で
ある。溶融物はブックモールドを使用して冷却することもできる。好適なブック
モールドは、互いに比較的狭い間隔で配置された複数の薄板（例えば、金属板ま
たは黒鉛板）からなる。これらの板は、通常１０ｃｍ未満の間隔で配置され、一
般には５ｃｍ未満の間隔、好ましくは１ｃｍ未満の間隔で配置される。溶融物は
、スラブを形成するための黒鉛型または鋳鉄型に注ぎ込むこともできる。冷却速
度がより速くなるようにするため、一般にこのような「スラブ」は比較的薄いこ
とが好ましい。

【００５５】冷却速度は、凝固材料、従って溶融研磨粒子の微細構造および物理的性質に影
響を与えると考えられる。冷却速度が増大するにつれて凝固材料の結晶相の寸法
が減少するので、溶融物は急速に冷却されることが好ましい。好ましい冷却速度
は少なくとも５００℃／分であり、より好ましくは少なくとも１０００℃／分で
あり、さらにより好ましくは少なくとも１５００℃／分である。冷却速度は、溶
融物の化学的性質、溶融物の融点、ヒートシンクの種類、ヒートシンクの材料な
どのいくつかの要因によって変動しうる。

【００５６】冷却中に所望の結晶相、酸化状態などを維持および／または支配するために、
急冷は、還元性、中性、または酸化性環境などの制御された雰囲気下で実施する
こともできる。

【００５７】溶融物の冷却に関するさらなる詳細は、例えば、米国特許Ｒｅ３１，１２８号
（Ｗａｌｋｅｒら）、第３，７８１，１７２号（Ｐｅｔｔら）、第４，０７０，
７９６号（Ｓｃｏｔｔら）、第４，１９４，８８７号（Ｕｅｌｔｚら）、第４，
４１５，５１０号（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ）、第４，４３９，８４５号（Ｒｉｃｈｍ
ｏｎｄ）、および第５，１４３，５２２号（Ｇｉｂｓｏｎら）に見ることができ
る。

【００５８】得られる（凝固）溶融材料は、研磨粒子に望まれる寸法よりも通常は大きい。
溶融材料は、ロールクラッシャー粉砕、カナリアミル粉砕（ｃａｎａｒｙｍｉ
ｌｌｉｎｇ）、ジョークラッシャー粉砕、ハンマーミル粉砕、ボールミル粉砕、
ジェットミル粉砕、インパクトクラッシャー粉砕などの当技術分野で公知の粉砕
および／または微粉砕方法を使用してより小さな破片に変化させることができ、
通常は実施される。場合によっては、２つ以上の粉砕工程を使用することが望ま
しい。例えば、溶融材料を凝固させた後では、比較的大きな塊状構造（例えば、
直径が５ｃｍを超える）の形態になる場合がある。第１の粉砕工程は、これらの
比較的大きな塊状物すなわち「チャンク」をより小さな破片に粉砕することを含
むことができる。これらのチャンクのこのような粉砕は、ハンマーミル、インパ
クトクラッシャー、またはジョークラッシャーによって実施することができる。
次に、これらのより小さい破片は、所望の粒径分布が得られるようにさらに粉砕
することができる。所望の粒径分布（グリットサイズまたはグレードと呼ばれる
こともある）を得るためには、複数の粉砕工程を実施することが必要な場合もあ
る。一般に、所望の粒子形状および粒径分布が得られるように粉砕条件が最適化
される。

【００５９】本発明による溶融研磨粒子の形状は、例えば、研磨粒子の組成および／または
微細構造、粒子が冷却された配置、および凝固材料が粉砕された方法（すなわち
、粉砕技術が使用される）に依存する。一般に、「ごつごつした」形状が好まし
い場合は、この形状を得るためにはより多くのエネルギーが必要となるであろう
。逆に、「鋭利な」形状が好ましい場合、この形状を得るためにはより少ないエ
ネルギーしか必要としないであろう。異なる所望の形状を得るために粉砕方法を
変更することもできる。あるいは、型に溶融物を注ぎ込むか型内部で成形するこ
とによって研磨粒子を直接所望の形状に成形することができる。

【００６０】研磨粒子の形状は、かさ密度やアスペクト比などの当技術分野で公知の種々の
方法によって測定することができる。研磨粒径が大きいほど、大きな粒径と関連
して質量が増加するためかさ密度が高くなる。したがって、かさ密度を比較する
場合、実質的に同一の粒径を有する研磨粒子に関して比較を行うべきである。一
般に、かさ密度の数値が大きいほど、研磨粒子の「ごつごつした」感じが強くな
ると考えられる。逆に、かさ密度の数値が小さいほど、研磨粒子がより「鋭利」
になると考えられる。鋭利さのもう１つの測定方法はアスペクト比による方法で
ある。例えばグレード３６のアスペクト比は、１：１〜約３：１の範囲、通常は
約１．２：１〜２：１の範囲となりうる。

【００６１】研磨粒子のかさ密度は、ＡＮＳＩＳｔａｎｄａｒｄＢ７４．４−１９９２
（１９９２）に準拠して測定することができる。一般に、かさ密度は、漏斗を使
用して研磨粒子試料を注ぎ、それによって漏斗を通過する研磨粒子が自由に流れ
るようにすることによって測定される。漏斗のすぐ下には捕集装置（通常はメス
シリンダー）が配置される。所定の体積の研磨粒子を捕集し、次に秤量する。か
さ密度は重量／体積から計算される。

【００６２】本発明による研磨粒子は、ＡＮＳＩ（ＡｍｅｒｉｃａｎＮａｔｉｏｎａｌ
ＳｔａｎｄａｒｄＩｎｓｔｉｔｕｔｅ（米国規格協会））ＦＥＰＡ（Ｆｅｄｅ
ｒａｔｉｏｎＥｕｒｏｐｅｅｎｎｅｄｅｓＦａｂｒｉｃａｎｔｓｄｅ
ＰｒｏｄｕｃｔｓＡｂｒａｓｉｆｓ（欧州研磨製品連盟））、およびＪＩＳ（
日本工業規格）などの業界で認識されている規格を使用するなどの当技術分野で
公知の方法によってふるい分けおよびグレード分けすることができる。本発明に
よる研磨粒子は広範囲の粒径で使用することができ、粒径の範囲は一般に約０．
１〜約５０００μｍ、より一般的には約１〜約２０００μｍ、好ましくは約５〜
約１５００μｍ、より好ましくは約１００〜約１５００μｍである。

【００６３】所与の粒径分布では、粗粒子から微粒子までのある範囲の粒径が存在する。研
磨技術分野ではこの範囲は、「粗粒」分画、「制御」分画、および「微粉」分画
と呼ばれる場合もある。業界で承認されているグレード分けの規格に準拠してグ
レード分けした研磨粒子は、ある数値範囲内で各規格グレードについての粒径分
布が規定される。このような業界で承認されているグレード分けの規格としては
、ＡｍｅｒｉｃａｎＮａｔｉｏｎａｌＳｔａｎｄａｒｄｓＩｎｓｔｉｔｕ
ｔｅ，Ｉｎｃ．（米国規格協会）（ＡＮＳＩ）規格、Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎｏ
ｆＥｕｒｏｐｅａｎＰｒｏｄｕｃｅｒｓｏｆＡｂｒａｓｉｖｅＰｒｏ
ｄｕｃｔｓ（欧州研磨製品連盟）（ＦＥＰＡ）規格、および日本工業規格（ＪＩ
Ｓ）の規格として知られる規格が挙げられる。ＡＮＳＩグレード名（すなわち、
規定の規格グレード）としては、ＡＮＳＩ４、ＡＮＳＩ６、ＡＮＳＩ８、
ＡＮＳＩ１６、ＡＮＳＩ２４、ＡＮＳＩ３６、ＡＮＳＩ４０、ＡＮＳＩ
５０、ＡＮＳＩ６０、ＡＮＳＩ８０、ＡＮＳＩ１００、ＡＮＳＩ１２
０、ＡＮＳＩ１５０、ＡＮＳＩ１８０、ＡＮＳＩ２２０、ＡＮＳＩ２４
０、ＡＮＳＩ２８０、ＡＮＳＩ３２０、ＡＮＳＩ３６０、ＡＮＳＩ４０
０、およびＡＮＳＩ６００が挙げられる。本発明による研磨粒子を含む好まし
いＡＮＳＩグレードはＡＮＳＩ８〜２２０である。ＦＥＰＡグレード名として
は、Ｐ８、Ｐ１２、Ｐ１６、Ｐ２４、Ｐ３６、Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０、Ｐ８０
、Ｐ１００、Ｐ１２０、Ｐ１５０、Ｐ１８０、Ｐ２２０、Ｐ３２０、Ｐ４００、
Ｐ５００、６００、Ｐ８００、Ｐ１０００、およびＰ１２００が挙げられる。本
発明による研磨粒子を含む好ましいＦＥＰＡグレードはＰ１２〜Ｐ２２０である
。ＪＩＳグレード名としては、ＪＩＳ８、ＪＩＳ１２、ＪＩＳ１６、ＪＩＳ２４
、ＪＩＳ３６、ＪＩＳ４６、ＪＩＳ５４、ＪＩＳ６０、ＪＩＳ８０、ＪＩＳ１０
０、ＪＩＳ１５０、ＪＩＳ１８０、ＪＩＳ２２０、ＪＩＳ２４０、ＪＩＳ２８０
、ＪＩＳ３２０、ＪＩＳ３６０、ＪＩＳ４００、ＪＩＳ４００、ＪＩＳ６００、
ＪＩＳ８００、ＪＩＳ１０００、ＪＩＳ１５００、ＪＩＳ２５００、ＪＩＳ４０
００、ＪＩＳ６０００、ＪＩＳ８０００、およびＪＩＳ１０，０００。本発明に
よる研磨粒子を含む好ましいＪＩＳグレードはＪＩＳ８〜２２０である。

【００６４】粉砕とふるい分けの後は、異なる研磨粒径分布またはグレードが通常は多数存
在する。これらの多数のグレードは、個々の場合では製造者または供給元のの要
求に適合しないことがある。商品構成を最小限にするために、要求に合わないグ
レードを溶融塊状物に再利用することが可能である。この再利用は、粉砕工程後
、粒子が特定の分布に振り分けられなかった大きなチャンクまたはより小さな破
片（「微粉」と呼ばれることもある）である場合に実施することができる。本発
明による溶融研磨粒子を製造するための加熱炉への装入材料は、およそ０〜１０
０重量％の再利用溶融研磨粒子からなり、通常は０〜５０重量％である。

【００６５】通常、本発明による溶融研磨粒子の真密度（比重と呼ばれることもある）は、
理論密度の少なくとも８０％となることが一般的であるが、真密度がより低い研
磨粒子でも研磨用途に有用となる場合がある。好ましくは、本発明による溶融研
磨粒子の真密度は、理論密度の少なくとも８５％であり、より好ましくは理論密
度の少なくとも９０％であり、さらにより好ましく理論密度の少なくとも９５％
である。

【００６６】通常、本発明による溶融研磨粒子は、平均硬度（すなわち、変形に対する抵抗
性、（「微小硬度」とも呼ばれる）が少なくとも１１ＧＰａであり、好ましくは
少なくとも１２、１３、または１４ＧＰａであり、より好ましくは少なくとも１
５ＧＰａであり、さらにより好ましくは少なくとも１６ＧＰａ、少なくとも１７
ＧＰａ、あるいはさらには少なくとも１８ＧＰａである。別の態様では、本発明
による溶融研磨粒子は平均靭性（すなわち、破損に対する抵抗性）が通常少なく
とも２．０ＭＰａ・ｍ^１／２であり、好ましくは少なくとも２．５ＭＰａ・ｍ^１ ^／２であり、より好ましくは少なくとも３．０ＭＰａ・ｍ^１／２であり、さらに
より好ましくは少なくとも３．３ＭＰａ・ｍ^１／２、少なくとも３．５ＭＰａ・
ｍ^１／２、あるいはさらには少なくとも３．８ＭＰａ・ｍ^１／２である。

【００６７】溶融研磨粒子に表面コーティングを施すことも本発明の範囲内である。表面コ
ーティングは、例えば、研磨物品中の研磨粒子とバインダーの間の接着性を向上
させることが知られている。このような表面コーティングは、例えば、米国特許
第１，９１０，４４４号（Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ）、第３，０４１，１５６号（Ｒ
ｏｗｓｅら）、第４，９９７，４６１号（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙら
）、第５，００９，６７５号（Ｋｕｎｚら）、第５，０４２，９９１号（Ｋｕｎ
ｚら）、および第５，０８５，６７１号（Ｍａｒｔｉｎら）に記載されている。
さらに、場合によっては、コーティングを付与することによって研磨粒子の研磨
特性が向上する。別の態様では、表面コーティングによって、本発明の研磨粒子
とバインダーとの間の接着性が向上することもある。

【００６８】別の態様では、本発明による研磨粒子が製造された後で、物理的性質および／
または研削性能を向上させるために研磨粒子をさらに熱処理することができる。
この熱処理工程は酸化雰囲気中で実施することができる。一般に、この熱処理工
程は約１１００℃〜１６００℃の温度で実施され、通常は１２００℃〜１４００
℃の温度で実施される。時間は、約１分間〜数日間の範囲とすることができ、通
常は約５分間〜１時間の範囲である。

【００６９】本発明による溶融研磨粒子の製造のためのその他の好適な製造方法は、本明細
書の開示内容、ならびに例えば、それぞれ２０００年２月２日に出願された米国
特許出願第０９，４９５，９７８号、第０９／４９６，４２２号、第０９／４９
６，６３８号、および第０９／４９６，７１３号、ならびにそれぞれ２０００年
７月１９日に出願された第０９／６１８，８７６号、第０９／６１９，１０６号
、第０９／６１９，１９１号、第０９／６１９，１９２号、第０９／６１９，２
１５号、第０９／６１９，２８９号、第０９／６１９，５６３号、第０９／６１
９，７２９号、第０９／６１９，７４４号、および第０９／６２０，２６２号を
参照すれば当業者には明らかとなるであろう。

【００７０】本発明による一部の溶融研磨粒子では、コロニーを構成する共晶相（例えば、
Ａｌ_２Ｏ_３−Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２−ＺｒＯ_２）は１つの結晶相（例えば、アルミ
ナ結晶）が三方晶系を示す層状配列を有する。さらに、隣接する層状部分の少な
くとも一部の方位（すなわち共晶結晶化の方位）は、約１２０°の角度の三方晶
（系相）の輪郭に沿ったものとなる。理論によって束縛しようと望むものではな
いが、三元共晶またはほぼ三元共晶の組成の溶融物の結晶化中に、１つの（例え
ば、アルミナ）の初晶が、三方晶の種結晶として最初に結晶化するのであろうと
考えられている。その結果、層状形態の共晶の連動した成長は、少なくとも最初
はこの種結晶の方位に従う。続いて共晶コロニーは、同じ方位の種結晶（例えば
、アルミナ種結晶）（または１つの種結晶）が共晶層状構造とともに成長する。
さらに、コロニーの境界は、比較例Ａで観察されるような二元共晶（コロニーの
境界のごく近傍の共晶相の結晶の有意な粗大化によって明らかとなる）が観察さ
れる相の粗大化を示さない場合がある。

【００７１】本発明による好ましい研磨粒子は、従来の溶融アルミナジルコニア材料（例え
ば、ＮｏｒｔｏｎＣｏｍｐａｎｙ（Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ、マサチューセッツ州
）より商品名「ＮＯＲＺＯＮ」で入手可能なアルミナ−ジルコニア研磨粒子）よ
りも高温で熱安定性である。ＮｏｒｔｏｎＣｏｍｐａｎｙ（Ｗｏｒｃｅｓｔｅ
ｒマサチューセッツ州）より商品名「ＮＯＲＺＯＮ」で入手可能なアルミナジル
コニア共晶研磨粒子を例えば最低約３５０℃で空気中で加熱すると、通常はジル
コニアの少なくとも一部分で正方晶および／または立方晶から単斜晶への相変態
が起こる。この相変態は、ジルコニア結晶相の体積変化を伴うため、アルミナ−
ジルコニア材料の構造完全性に対して通常は有害となる。さらに、このような相
変態は、共晶コロニーの境界において優先的に発生することが観察されており、
それによって境界が弱くなる傾向にあり、そのため材料の機械的性質（すなわち
、硬度、強度など）の有意な劣化が起こる。さらに、通常は溶融物の凝固中に共
晶コロニーの境界中に分離する種々の不純物は体積的な構造変化（例えば、酸化
のため）が起こり、それによって材料の機械的性質（すなわち、硬度、強度など
）のさらなる劣化が起こる場合もある。

【００７２】対照的に、通常本発明による好ましい研磨粒子は、空気中で最高１０００℃（
さらに場合によっては最高１４００℃）まで加熱した場合に共晶相の相変態を示
さず、したがって熱的に安定である。理論によって束縛するしようと望むもので
はないが、このように熱安定性であるために、このような研磨粒子をビトリファ
イド結合研磨材に混入することができると考えられる。

【００７３】本発明によるある好ましい研磨粒子の熱安定性は、示差熱分析（ＤＴＡ）、熱
重量分析（ＴＧＡ）、Ｘ線回折、硬度測定、微細構造分析、変色、およびガラス
結合部との相互作用などの種々の方法を使用して測定あるいは実証することがで
きる。研磨粒子の熱安定性は、例えば、組成、粒子の化学的性質、および工程条
件によって変動しうる。

【００７４】本発明によるある好ましい研磨粒子の熱安定性を測定する試験の１つでは、空
気中１０００℃で４時間空気中で加熱する前および後に研磨粒子の平均硬度を測
定する（この試験のさらなる詳細は実施例２（後述）を参照されたい）。空気中
１０００℃で４時間加熱した後で平均微小硬度がある程度低下する場合があるが
、空気中１０００℃で４時間加熱した後の本発明による好ましい研磨粒子は、そ
のような加熱前の研磨粒子の微小硬度の少なくとも８５％（好ましくは少なくと
も９０％、より好ましくは少なくとも９５％、さらにより好ましくは約１００％
以上）である。

【００７５】本発明によるある好ましい研磨粒子の熱安定性は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
を使用して観察することもでき、この場合、平均微細構造（例えば、多孔度、結
晶構造、コロニーサイズ、および結晶サイズ（共晶結晶、および存在する場合は
初晶）、および研磨粒子の完全性が、空気中１０００℃で４時間加熱する前およ
び後に調べられる。本発明によるある好ましい研磨粒子の微細構造は、空気中１
０００℃で４時間加熱する前および後で実質的に同一である。

【００７６】さらに、本発明によるある好ましい研磨粒子の熱安定性は、空気中１０００℃
で４時間加熱する前および後の研磨粒子の色を比較することによっても示すこと
ができる。本発明によるある好ましい研磨粒子の微細構造は、空気中１０００℃
で４時間加熱する前および後で実質的に同一である。

【００７７】本発明によるある好ましい研磨粒子の熱安定性は、空気中１０００℃で４時間
加熱する前および後の研磨粒子の粉末ＸＲＤ結果を比較することによっても示す
ことができる。前述したように、アルミナ−ジルコニア共晶材料を空気中で加熱
した場合、通常はジルコニアの少なくとも一部分で正方晶および／または立方晶
から単斜晶への相変態が進行する。通常この相変態の影響は粉末ＸＲＤによって
観察されるほど十分顕著である。対照的に、本発明によるある好ましい研磨粒子
の共晶相は空気中１０００℃で加熱した場合にそのような相変態を示さず、従っ
て共晶相のそのような変態はＸＲＤ結果からは観察されない。

【００７８】本発明による溶融研磨粒子は、被覆研磨製品、結合研磨製品（ビトリファイド
研削ホイール、レジノイド研削ホイール、および金属結合研削ホイール、カット
オフホイール、マウンテッドポイント、ならびにホーニング砥石）、不織研磨製
品、および研磨ブラシなどの従来の研磨製品に使用することができる。通常、研
磨製品（すなわち、研磨物品）はバインダーと研磨粒子を含み、研磨粒子の少な
くとも一部は本発明による溶融研磨粒子であり、バインダーによって研磨製品内
に固定される。このような研磨製品の製造方法および研磨製品の使用方法は当業
者には公知である。さらに、本発明による溶融研磨粒子は、研磨用コンパウンド
（例えばポリッシングコンパウンド）、研削媒体、ショットブラスト媒体、振動
ミル媒体などの結合されていない研磨粒子を使用する研磨用途にも使用すること
ができる。

【００７９】一般に被覆研磨製品は、バッキングと、研磨粒子と、バッキング上に研磨粒子
を保持するための少なくとも１種類のバインダーとを含む。バッキングは、織物
、ポリマーフィルム、繊維、不織ウェブ、紙、それらの組合せ、ならびにそれら
を処理したものなどの任意の好適な材料であってよい。バインダーは、無機バイ
ンダーまたは有機バインダー（熱硬化性樹脂や放射線硬化性樹脂など）などの任
意の好適なバインダーであってよい。研磨粒子は、被覆研磨製品の１層中または
２層中に存在することができる。

【００８０】被覆研磨製品の一例を図１に示す。この図を参照すると、被覆研磨製品１はバ
ッキング（基材）２と研磨層３を有する。研磨層３は、メイクコート５とサイズ
コート６とによってバッキング２の主面に固定された本発明による溶融研磨粒子
４を含む。場合によっては、スーパーサイズコート（図示されていない）が使用
される。

【００８１】通常、結合研磨製品は、有機バインダー、金属バインダー、またはビトリファ
イドバインダーによって互いに保持された研磨粒子の成形塊状物を含む。このよ
うな成形塊状物は、例えば研削ホイールやカットオフホイールなどのホイールの
形態であってもよい。研削ホイールの直径は通常約１ｃｍ〜１ｍを超え、カット
オフホイールの直径は約１ｃｍ〜８０ｃｍを超え（より一般的には３ｃｍ〜約５
０ｃｍ）である。カットオフホイールの厚さは通常約０．５ｍｍ〜約５ｃｍであ
り、より一般的には約０．５ｍｍ〜約２ｃｍである。成形塊状物は、例えばホー
ニング砥石、セグメント、マウンテッドポイント、ディスク（例えばダブルディ
スクグラインダー）、またはその他の従来の結合研磨材の形状などの形態であっ
てもよい。通常、結合研磨製品は、結合研磨製品の全体積を基準にして、約３〜
５０体積％の結合材料と、約３０〜９０体積％の研磨粒子（また粒子混合物）と
、最大５０体積％の添加剤（研削助剤など）と、最大７０体積％の孔隙とを含む
。

【００８２】好ましい形態は研削ホイールである。図２を参照すると、ホイールに成形され
ハブ１２上に取り付けられた本発明による溶融研磨粒子１１を含む研削ホイール
１０が示されている。

【００８３】通常、不織研磨製品は、開放孔隙を有しかさ高く弾力性のあるポリマーフィラ
メント構造を含み、その構造全体に、本発明による溶融研磨粒子が有機バインダ
ーによって接着結合した状態で分散している。フィラメントの例としては、ポリ
エステル繊維、ポリアミド繊維、およびポリアラミド繊維が挙げられる。図３に
、代表的な不織研磨製品の約１００倍に拡大した概略図を示す。このような不織
研磨製品は、基材としての繊維マット５０を含み、その上にはバインダー５４に
よって本発明による溶融研磨粒子５２が接着されている。

【００８４】有用な研磨ブラシとしては、バッキングと一体となった複数の剛毛を有する研
磨ブラシが挙げられる（例えば、米国特許第５，４２７，５９５号（Ｐｉｈｌら
）、第５，４４３，９０６号（Ｐｉｈｌら）、第５，６７９，０６７号（Ｊｏｈ
ｎｓｏｎら）、および第５，９０３，９５１号（Ｉｏｎｔａら）を参照されたい
）。好ましくはこのようなブラシは、ポリマーと研磨粒子の混合物を射出成形す
ることによって製造される。

【００８５】研磨製品の製造のための好適な有機バインダーとしては、熱硬化性有機ポリマ
ーが挙げられる。好適な熱硬化性有機ポリマーの例としては、フェノール樹脂、
尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ウレタン樹脂
、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ペンダントα，β−不飽和カルボニル
基を有するアミノプラスト樹脂、エポキシ樹脂、アクリル化ウレタン、アクリル
化エポキシ、およびそれらの組合せが挙げられる。バインダーおよび／または研
磨製品は、繊維、潤滑剤、湿潤剤、揺変性材料、界面活性剤、顔料、染料、帯電
防止剤（例えば、カーボンブラック、酸化バナジウム、黒鉛など）、カップリン
グ剤（例えば、シラン類、チタン酸塩、ジルコアルミン酸塩など）、可塑剤、懸
濁剤などの添加剤も含むことができる。これらの任意の添加剤の量は、所望の性
質が得られるように選択される。カップリング剤は、研磨粒子および／または充
填剤に対する接着性を向上させることができる。バインダー化合物は、熱硬化さ
せたり、放射線硬化させたり、またはそれらの組合せを実施したりすることがで
きる。バインダーの化学的性質のさらなる詳細は、米国特許第４，５８８，４１
９号（Ｃａｕｌら）、第４，７５１，１３７号（Ｔｕｍｅｙら）、および第５，
４３６，０６３号（Ｆｏｌｌｅｔｔら）に見ることができる。

【００８６】ビトリファイド結合研磨材に関してさらに具体的に述べると、非晶質構造を有
し通常は硬質であるガラス質結合材料が当技術分野で公知である。場合によって
は、ガラス質結合材料は結晶相を含む。本発明による結合ビトリファイド研磨製
品は、ホイールの形状（カットオフホイールなど）、ホーニング砥石の形状、マ
ウンテッドポイントの形状、またはその他の従来の結合研磨材の形状などであっ
てよい。本発明による好ましいビトリファイド結合研磨製品は研削ホイールであ
る。

【００８７】ガラス質結合材料の製造に使用される金属酸化物の例としては、シリカ、ケイ
酸塩、アルミナ、ソーダ、カルシア、ポタシア、チタニア、酸化鉄、酸化亜鉛、
酸化リチウム、マグネシア、ボリア、ケイ酸アルミニウム、ホウケイ酸ガラス、
ケイ酸アルミニウムリチウム、およびそれらの組合せなどが挙げられる。通常、
ガラス質結合材料は、１０〜１００％のガラスフリットを含む組成物から製造す
ることができるが、より一般的にはこの組成物は２０％〜８０％のガラスフリッ
ト、あるいは３０％〜７０％のガラスフリットを含む。ガラス質結合材料の残り
の部分は非フリット材料であってよい。あるいは、ガラス質結合が非フリット含
有組成物から誘導される場合もある。通常ガラス質結合材料は、約７００℃〜約
１５００℃の範囲の温度で養生が行われ、通常は約８００℃〜約１３００℃の範
囲内の温度、場合によっては約９００℃〜約１２００℃の温度、さらには約９５
０℃〜約１１００℃の範囲内の温度で養生が行われる。結合が養生される厳密な
温度は、例えば個々の結合の化学的性質によって変動する。

【００８８】好ましいビトリファイド結合材料としては、シリカ、アルミナ（好ましくは少
なくとも１０重量％のアルミナ）、およびボリア（好ましくは少なくとも１０重
量％のボリア）を含むビトリファイド結合材料を挙げることができる。ほとんど
の場合、ビトリファイド結合材料は、アルカリ金属酸化物（例えば、Ｎａ_２Ｏお
よびＫ_２Ｏ）場合によっては少なくとも１０重量％のアルカリ金属酸化物）をさ
らに含む。

【００８９】バインダー材料は、通常は粒子状材料の形態である充填材料または研削助剤も
含むことができる。通常、このような粒子状材料は無機材料である。本発明に有
用な充填剤の例としては、金属炭酸塩（例えば、炭酸カルシウム（例えば、チョ
ーク、方解石、マール、トラバーチン、大理石、および石灰石）、炭酸カルシウ
ムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム）、シリカ（例えば、石英
、ガラスビーズ、ガラスバブル、およびガラス繊維）、ケイ酸塩（例えば、タル
ク、クレイ、（モンモリロナイト）長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ
酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム）、金属硫酸塩（
例えば、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウムアル
ミニウム、硫酸アルミニウム）、石膏、バーミキュライト、木粉、酸化アルミニ
ウム三水和物、カーボンブラック、金属酸化物（例えば、酸化カルシウム（石灰
）、酸化アルミニウム、二酸化チタン）、および金属亜硫酸塩（例えば、亜硫酸
カルシウム）が挙げられる。

【００９０】一般に、研削助剤を添加することによって研磨製品の可使時間が延長される。
研削助剤は、研磨の化学的過程および物理的過程に対して有意な影響を与え、そ
れによって性能を向上させる材料である。理論によって束縛しようと望むもので
はないが、研削助剤は、（ａ）研磨粒子と研磨される工作物との間の摩擦を減少
させる、（ｂ）研磨粒子の「キャッピング」を防止する（すなわち、研磨粒子の
上部に金属粒子が溶着するのを防止する）か、あるいは研磨粒子のキャッピング
の傾向を少なくとも軽減する、（ｃ）研磨粒子と工作物の間の海面温度を低下さ
せる、および／または（ｄ）研削力を軽減すると考えられている。

【００９１】研削助剤は広範囲の種々の材料を含み、無機系であっても有機系であってもよ
い。研削助剤の化合物の種類の例としては、ワックス、有機ハロゲン化化合物、
ハロゲン化物塩、ならびに金属およびそれらの合金が挙げられる。有機ハロゲン
化化合物は、通常は研磨中に分解し、ハロゲン酸または気体のハロゲン化化合物
を放出する。このような材料の例としては、テトラクロロナフタレン、ペンタク
ロロナフタレン、およびポリ塩化ビニルなどの塩素化ワックスが挙げられる。ハ
ロゲン化物塩の例としては、塩化ナトリウム、カリウム氷晶石、ナトリウム氷晶
石、アンモニウム氷晶石、テトラフルオロホウ酸カリウム、テトラフルオロホウ
酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、および塩化マグネシウムが挙げら
れる。金属の例としては、スズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミ
ウム、および鉄チタンが挙げられる。その他の種々雑多な研削助剤としては、硫
黄、有機硫黄化合物、黒鉛、および金属硫化物が挙げられる。異なる研削助剤を
組み合わせて使用することも本発明の範囲内であり、場合によってはこのことで
相乗効果が得られる場合もある。好ましい研削助剤は氷晶石であり、最も好まし
い研削助剤はテトラフルオロホウ酸カリウムである。

【００９２】研削助剤は、被覆研磨製品および結合研磨製品に特に有用となりうる。被覆研
磨製品の場合、研磨粒子の表面に適用されるスーパーサイズコート中に研削助剤
が使用されるのが一般的である。しかし、場合によっては研削助剤がサイズコー
トに加えられる。通常、被覆研磨製品に混入される研磨助剤の量は約５０〜３０
０ｇ／ｍ^２（好ましくは約８０〜１６０ｇ／ｍ^２）である。ビトリファイド結合
研磨製品の場合、研削助剤は製品の孔隙内に含浸させるのが一般的である。

【００９３】本発明の研磨製品は、１００％本発明による溶融研磨粒子を含有することがで
きるし、あるいはこのような研磨粒子とその他の研磨粒子および／または希釈粒
子との混合物を含有することもできる。しかしながら、研磨製品中の研磨粒子の
少なくとも約２重量％、好ましくは少なくとも約５重量％、より好ましくは約３
０〜１００重量％は本発明による研磨粒子であるべきである。場合によっては、
本発明による研磨粒子は、別の研磨粒子および／または希釈粒子と、５重量％対
７５重量％、約２５重量％対７５重量％、約４０重量％対６０重量％、または約
５０重量％対５０重量％（すなわち、重量で同量）の間の比で混合することがで
きる。好適な従来の研磨粒子の例としては、溶融酸化アルミニウム（白色溶融ア
ルミナ、熱処理酸化アルミニウム、および褐色酸化アルミニウムなど）、炭化ケ
イ素、炭化ホウ素、炭化チタン、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ガーネット
、溶融アルミナ−ジルコニア、およびゾル−ゲル誘導研磨粒子などが挙げられる
。ゾル−ゲル誘導研磨粒子は種結晶を加えてもよいし加えなくてもよい。同様に
、ゾル−ゲル誘導研磨粒子は、不規則な形状であってもよいし、棒や三角形など
の種結晶と関連する形状であってもよい。ゾルゲル研磨粒子の例としては、米国
特許第４，３１４，８２７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒら）、第４，５１８，３９
７号（Ｌｅｉｔｈｅｉｓｅｒら）、第４，６２３，３６４号（Ｃｏｔｔｒｉｎｇ
ｅｒら）、第４，７４４，８０２号（Ｓｃｈｗａｂｅｌ）、第４，７７０，６７
１号（Ｍｏｎｒｏｅら）、第４，８８１，９５１号（Ｗｏｏｄら）、第５，０１
１，５０８号（Ｗａｌｄら）、第５，０９０，９６８号（Ｐｅｌｌｏｗ）、第５
，１３９，９７８号（Ｗｏｏｄ）、第５，２０１，９１６号（Ｂｅｒｇら）、第
５，２２７，１０４号（Ｂａｕｅｒ）、第５，３６６，５２３号（Ｒｏｗｅｎｈ
ｏｒｓｔら）、第５，４２９，６４７号（Ｌａｒｍｉｅ）、第５，４９８，２６
９号（Ｌａｒｍｉｅ）、および第５，５５１，９６３号（Ｌａｒｍｉｅ）に記載
のものが挙げられる。原材料源としてアルミナ粉末を使用して製造した焼結アル
ミナ研磨粒子に関するさらなる詳細は、例えば、米国特許第５，２５９，１４７
号（Ｆａｌｚ）、第５，５９３，４６７号（Ｍｏｎｒｏｅ）、および第５，６６
５，１２７号（Ｍｏｌｔｇｅｎ）に見ることができる。場合によっては、研磨粒
子の混合物によって、いずれかの種類の研磨粒子を１００％含む研磨製品よりも
向上した研削性能を示す研磨物品が得られる場合もある。

【００９４】研磨粒子が混合物である場合、混合物を形成する研磨粒子の種類は同じ粒径の
ものであってよい。あるいは研磨粒子の種類は異なる粒径のものであってもよい
。例えば、より大きな粒径の研磨粒子が本発明による研磨粒子であり、より小さ
な粒径の粒子がもう一方の種類の研磨粒子であってもよい。逆に、例えば、より
小さな粒径の研磨粒子が本発明による研磨粒子であり、より大きな粒径の粒子が
もう一方の種類の研磨粒子であってもよい。

【００９５】好適な希釈粒子の例としては、大理石、石膏、フリント、シリカ、酸化鉄、ケ
イ酸アルミニウム、ガラス（ガラスバブルやガラスビーズなど）、アルミナバブ
ル、アルミナビーズ、および希釈凝集体が挙げられる。本発明による溶融研磨粒
子は、研磨凝集体内に組み込んだりこれと混合したりすることもできる。研磨凝
集粒子は複数の研磨粒子と、バインダーと、任意の添加剤とを含むのが一般的で
ある。バインダーは有機および／または無機であってよい。研磨凝集体は不規則
な形状であってもよいし、それらと関連する所定の形状であってもよい。この形
状は、ブロック、円柱、角錐、コイン、正方形などであってよい。研磨凝集粒子
の粒径は通常約１００〜約５０００μｍの範囲であり、一般には約２５０〜約２
５００μｍの範囲である。研磨凝集粒子に関するさらなる詳細は、例えば、米国
特許第４，３１１，４８９号（Ｋｒｅｓｓｎｅｒ）、第４，６５２，２７５号（
Ｂｌｏｅｃｈｅｒら）、第４，７９９，９３９号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒら）、第５
，５４９，９６２号（Ｈｏｌｍｅｓら）、および第５，９７５，９８８号（Ｃｈ
ｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ）に見ることができる。

【００９６】本発明の研磨粒子は、研磨物品中に均一に分散させることができるし、あるい
は研磨物品の選択した領域または部分に集中させることもできる。例えば、被覆
研磨材の場合、研磨粒子の層が２つ存在してもよい。第１の層は本発明による研
磨粒子以外の研磨粒子を含み、第２の（最外）層は本発明による研磨粒子を含む
。同様に結合研磨材の場合は、研削ホイールで２つの別々の区画が存在してもよ
い。その最外区画は本発明による研磨粒子を含むことができ、一方最内区画は本
発明による研磨粒子を含まない。あるいは、本発明による研磨粒子を結合研磨物
品全体に均一に分散させることができる。

【００９７】被覆研磨製品に関するさらなる詳細は、例えば、米国特許第４，７３４，１０
４号（Ｂｒｏｂｅｒｇ）、第４，７３７，１６３号（Ｌａｒｋｅｙ）、第５，２
０３，８８４号（Ｂｕｃｈａｎａｎら）、第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅ
ｒら）、第５，３７８，２５１号（Ｃｕｌｌｅｒら）、第５，４１７，７２６号
（Ｓｔｏｕｔら）、第５，４３６，０６３号（Ｆｏｌｌｅｔｔら）、第５，４９
６，３８６号（Ｂｒｏｂｅｒｇら）、第５，６０９，７０６号（Ｂｅｎｅｄｉｃ
ｔら）、第５，５２０，７１１号（Ｈｅｌｍｉｎ）、第５，９５４，８４４号（
Ｌａｗら）、第５，９６１，６７４号（Ｇａｇｌｉａｒｄｉら）、および第５，
９７５，９８８号（Ｃｈｒｉｓｔｉｎａｓｏｎ）に見ることができる。結合研磨
製品に関するさらなる詳細は、例えば、米国特許第４，５４３，１０７号（Ｒｕ
ｅ）、第４，７４１，７４３号（Ｎａｒａｙａｎａｎら）、第４，８００，６８
５号（Ｈａｙｎｅｓら）、第４，８９８，５９７号（Ｈａｙら）、第４，９９７
，４６１号（Ｍａｒｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙら）、第５，０３８，４５３号
（Ｎａｒａｙａｎａｎら）、第５，１１０，３３２号（Ｎａｒａｙａｎａｎら）
、および第５，８６３，３０８号（Ｑｉら）に見ることができる。ガラス質結合
研磨材に関するさらなる詳細は、例えば、米国特許第４，５４３，１０７号（Ｒ
ｕｅ）、第４，８９８，５９７号（Ｈａｙ）、第４，９９７，４６１号（Ｍａｒ
ｋｈｏｆｆ−Ｍａｔｈｅｎｙら）、第５，０９４，６７２号（Ｇｉｌｅｓら）、
第５，１１８，３２６号（Ｓｈｅｌｄｏｎら）、第５，１３１，９２６号（Ｓｈ
ｅｌｄｏｎら）、第５，２０３，８８６号（Ｓｈｅｌｄｏｎら）、第５，２８２
，８７５号（Ｗｏｏｄら）、第５，７３８，６９６号（Ｗｕら）、および第５，
８６３，３０８号（Ｑｉ）に見ることができる。不織研磨製品に関するさらなる
詳細は、例えば、米国特許第２，９５８，５９３号（Ｈｏｏｖｅｒら）に見るこ
とができる。

【００９８】本発明による研磨粒子を使用する研磨方法は、スナッギング（すなわち、高圧
高研削量）からつや出し（例えば、医療用インプラントの被覆研磨ベルトを使用
したつや出し）までおよび、通常後者はより細かいグレード（例えば、ＡＮＳＩ
２２０未満、およびより細いもの）の研磨粒子を使用して実施される。研磨粒
子は、ビトリファイド結合ホイールなどを使用したカムシャフトの研削などの精
密研磨用途にも使用することができる。個々の研磨用途に使用される研磨粒子の
粒子系は当業者には明らかであろう。

【００９９】本発明による研磨粒子を使用した研磨は、乾式でも湿式でも実施することがで
きる。湿式研磨の場合、完全にあふれ出るように弱いミストの形態で液体を供給
して導入することができる。一般に使用される液体の例としては、水、水溶性油
、有機潤滑剤、およびエマルションが挙げられる。このような液体は、研磨に伴
う熱の軽減および／または潤滑剤としての作用を得ることができる。これらの液
体は殺菌剤、消泡剤などの少量の添加剤を含有することができる。

【０１００】本発明による研磨粒子は、アルミニウム金属、炭素鋼、軟鋼、工具綱、ステン
レス鋼、硬化鋼、チタン、ガラス、セラミックス、木材、木材様材料、塗料、塗
装表面、有機被覆表面などの工作物の研磨に使用することができる。研磨中に加
えられる力は通常約１〜約１００ｋｇの範囲である。

【０１０１】実施例以下の実施例によって本発明をさらに説明するが、これらの実施例に記載され
る個々の材料およびそれらの量、ならびにその他の条件および詳細は、本発明を
不当に制限するために構成されたものではない。本発明の種々の変形および変更
は当業者には明らかであろう。他に明記しない限り、すべての部およびパーセン
テージは重量を基準にしている。

【０１０２】実施例１ポリエチレンボトルに、２４２．５ｇのアルミナ粉末（商品名「ＡＰＡ−０．
５」としてＣｏｎｄｅａＶｉｓｔａ（Ｔｕｃｓｏｎ、アリゾナ州）より入手）
、２５７．５ｇの酸化ガドリニウム粉末（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．（Ｂｒｅ
ａ、カリフォルニア州）より入手）、０．６ｇの分散剤（商品名「ＤＵＲＡＭＡ
ＸＤ−３０００５」としてＲｏｈｍａｎｄＨａａｓＣｏｍｐａｎｙ（Ｄ
ｅａｒＰａｒｋ、テキサス州）より入手）、および１５０．６ｇの蒸留水を装
入した。粉末は、７７モル％のＡｌ_２Ｏ_３および２３モル％のＧｄ_２Ｏ_３となる
量で存在した。約４５０ｇのアルミナ粉砕媒体（直径１０ｍｍ、９９．９％アル
ミナ、ＵｎｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ（Ａｋｒｏｎ、オハイオ州）より入手）を容
器に加え、混合物を４時間粉砕して成分を十分に混合した。粉砕後、粉砕媒体を
除去し、得られたスラリーをガラス（「ＰＹＲＥＸ（登録商標）」）皿に移し、
皿の上約４６ｃｍ（１８インチ）に固定したヒートガンを使用して乾燥させた。
完全に乾燥する前に粉末が沈降するのを防止するために乾燥中に皿をゆっくりと
振動させた。ヒートガンによる乾燥の後、皿を９０℃以上の乾燥オーブンにさら
に３０分間入れて、材料をより完全に乾燥させた。乾燥した粉末の層にスパチュ
ラを使用して切れ目を入れ、皿からかき出すと、材料の小さなフレークが得られ
た。各フレークの重さは約０．５〜３ｇであった。これらのフレークを、約１℃
／分の速度で６００℃まで加熱した後６００℃で１時間維持し、その後加熱炉出
力への電源を切り、室温まで加熱炉を冷却することによって焼成した。

【０１０３】いくつかの焼成フレークを、アーク放電炉（ＭｏｄｅｌＮｏ．１−ＶＡＭＦ
−２０−２２−４５；ＡｄｖａｎｃｅｄＶａｃｕｕｍＳｙｓｔｅｍｓ（Ａｙ
ｅｒ、マサチューセッツ州）製）中で溶融させた。約１５ｇの焼成フレークを炉
室内部に配置される冷却銅板上に配置した。炉室を減圧し、２６０ｔｏｒｒの圧
力でアルゴンガスを充填した。電極と板の間にアークを差し込んだ、アーク放電
によって得られた温度は、焼成フレークを迅速に溶融させるのに十分高温であっ
た。完全に溶融させた後、材料を溶融状態で約３０秒間維持して溶融物を均一化
させた。アークの電源を遮断して、溶融物を放冷することによって、得られた溶
融物を急冷した。試料の質量が小さく銅板を冷却する水のヒートシンク容量が大
きいために急冷が可能であった。加熱炉の電源を遮断してから１分間以内に加熱
炉から溶融材料を取り出した。理論によって束縛しようと望むものではないが、
水冷銅板の表面上の溶融物の冷却速度は１５００℃／分であったと推定される。
溶融材料は黄白色であった。

【０１０４】図９は、溶融した実施例１の材料の研磨断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に
よる顕微鏡写真である。研磨断面は、従来の取り付けおよび研磨方法を使用して
製造した。試料は、ポリッシャー（Ｂｕｅｈｌｅｒ（ＬａｋｅＢｌｕｆｆ、イ
リノイ州）より入手した商品名「ＥＣＯＭＥＴ３ＴＹＰＥＰＯＬＩＳＨＥ
Ｒ−ＧＲＩＮＤＥＲ」）を使用して研磨した。試料は、ダイヤモンドホイールを
使用して約３分間研磨した後、それぞれ４５μｍ、３０μｍ、１５μｍ、９μｍ
、および３μｍのダイヤモンドスラリーを使用して３分間研磨した。研磨した試
料を金−パラジウムの薄層でコーティングし、ＪＥＯＬＳＥＭ（Ｍｏｄｅｌ
ＪＳＭ８４０Ａ）で観察した。再び図９を参照すると、この顕微鏡写真は、複
数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニーのサイ
ズは約５〜２０μｍであった。実施例１の材料の一部の粉末Ｘ線回折に基づき、
後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真の白色部
分は結晶ＧｄＡｌＯ_３であり、暗部はα−Ａｌ_２Ｏ_３であったと考えられる。研
磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約０．７μｍであった。溶融材料中に
多くの孔隙が存在することも注目される。

【０１０５】実施例１の溶融材料を、「Ｃｈｉｐｍｕｎｋ」ジョークラッシャー（Ｔｙｐｅ
ＶＤ、ＢＩＣＯＩｎｃ．（Ｂｕｒｂａｎｋ、カリフォルニア州）製造）を使
用して（研磨）粒子に粉砕し、−２５＋３０メッシュ分画および−３０＋３５メ
ッシュ分画（ＵＳＡＳｔａｎｄａｒｄＴｅｓｔｉｎｇＳｉｅｖｅｓ）が残
るように分級した。これら２つのメッシュ分画を混合して５０／５０混合物を得
た。−２５＋３０メッシュ分画と−３０＋３５メッシュ分画の５０／５０混合物
３０ｇを被覆研磨ディスクに組み込んだ。この被覆研磨ディスクは従来手順に従
って製造した。従来の炭酸カルシウム充填フェノール系メイク樹脂（４８％のレ
ゾールフェノール樹脂、５２％の炭酸カルシウム、水とグリコールエーテルで固
形分８１％まで希釈した）と従来の氷晶石充填フェノール系サイズ樹脂（３２％
のレゾールフェノール樹脂、２％の酸化鉄、６６％の氷晶石、水とグリコールエ
ーテルで固形分７８％まで希釈した）を使用して、直径１７．８ｃｍ、厚さ０．
８ｍｍのバルカナイズドファイバーバッキング（中央に直径２．２ｃｍの穴を有
する）に溶融研磨粒子を結合させた。未乾燥時のメイク樹脂重量は約１８５ｇ／
ｍ^２であった。メイクコートを適用した直後に、溶融研磨粒子を静電コーティン
グした。メイク樹脂を８８℃で１２０分間予備硬化させた。続いて、氷晶石充填
フェノール系サイズコートを、メイクコートと研磨粒子の上にコーティングした
。未乾燥時のサイズ樹脂重量は約８５０ｇ／ｍ^２であった。サイズ樹脂を９９℃
で１２時間硬化させた。試験前に被覆研磨ディスクを湾曲させた。

【０１０６】実施例２（ａ）ポリエチレンボトルに、１４５．６ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．
５」）、１５１．２ｇの酸化ランタン粉末（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．（Ｂｒ
ｅａ、カリフォルニア州）より入手した）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡ
ＸＤ−３０００５」）、および１２９．５ｇの蒸留水を装入したことと、（ｂ
）粉末が７５モル％のＡｌ_２Ｏ_３および２５モル％のＬａ_２Ｏ_３となる量で存在
したこととを除けば、実施例１に記載のようにして実施例２の溶融材料、研磨粒
子、およびディスクを製造した。溶融材料は赤白色であったが、一部の研磨粒子
は他の粒子よりも赤かった。

【０１０７】図１０は、溶融した実施例２の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製造
した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写真
は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニー
のサイズは約５〜３０μｍであった。実施例２の材料の一部の粉末Ｘ線回折に基
づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真の
白色部分は結晶ＬａＡｌＯ_３であり、暗部は結晶ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８であったと
考えられる。研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約０．５μｍであった
。さらに、樹枝状結晶の形態で存在する大型の初晶（ＬａＡｌＯ_３であると思わ
れる）が研磨断面の一部の領域で観察されたが、これは組成が厳密な共晶組成か
らＬａ_２Ｏ_３の多い組成に逸脱しうることを示している。

【０１０８】実施例２の研磨粒子（実施例３および４の研磨粒子とともに）（サイズは約１
０メッシュ）を取り付け樹脂（ＢｕｅｈｌｅｒＬｔｄ．（ＬａｋｅＢｌｕｆ
ｆ、イリノイ州）より入手した商品名「ＥＰＯＭＥＴ」）中にゆるく取り付けて
、実施例２の研磨粒子の平均微小硬度測定した。得られた樹脂の円柱は直径約２
．５ｃｍ（１インチ）であり、高さ約１．９ｃｍ（０．７５インチ）であった。
この取り付けた試料を、従来のグラインダー／ポリッシャー（Ｂｕｅｈｌｅｒ
Ｌｔｄ．より商品名「ＥＰＯＭＥＴ」で入手した）と従来のダイヤモンドスラリ
ーを使用して研磨し、最終研磨工程では１μｍのダイヤモンドスラリー（Ｂｕｅ
ｈｌｅｒＬｔｄ．より入手した商品名「ＭＥＴＡＤＦ」）を使用し、試料の研
磨断面を得た。

【０１０９】ビッカース圧子を取り付けた従来の微小硬度試験器（ミツトヨ（Ｍｉｔｕｔｏ
ｙｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（東京）より入手した商品名「ＭＩＴＵＴＯＹ
ＯＭＶＫ−ＶＬ」）を使用し５００ｇの圧入荷重を使用して微小硬度測定を行
った。この微小硬度測定は、ＡＳＴＭＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄＥ３８４Ｔ
ｅｓｔＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＭｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓｏｆＭａｔ
ｅｒｉａｌｓ（材料の微小硬度試験方法）（１９９１）に記載の指針に従って実
施した。微小硬度値は２０回の測定の平均値とした。平均微小硬度は１５．０Ｇ
Ｐａであった。

【０１１０】いくつかの実施例２の研磨粒子（実施例３および４の研磨粒子とともに）を白
金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１０００℃まで加熱し、１０００℃で４時間
維持し（空気中）、続いて約１００℃／時で室温まで冷却した。加熱後の実施例
２の研磨粒子の色は加熱前と同じ（すなわち赤白色）であった。加熱後の実施例
２の研磨粒子の平均微小硬度は１４．１ＧＰａであった。微小硬度測定のために
製造した研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱後の実
施例２の研磨粒子で観察した微細構造は、加熱前に観察した微細構造と実質的に
同一であった。

【０１１１】さらに、いくつかの実施例２研磨粒子（実施例３および４の研磨粒子とともに
）を白金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１０００℃まで加熱し、１０００℃で
８時間維持し（空気中）、続いて約１００℃／時で室温まで冷却した。加熱後の
実施例２の研磨粒子の色は加熱前と同じ（すなわち赤白色）であった。加熱後の
実施例２の研磨粒子の平均微小硬度は１４．３ＧＰａであった。微小硬度測定の
ために製造した研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱
後の実施例２の研磨粒子で観察した微細構造は、加熱前に観察した微細構造と実
質的に同一であった。

【０１１２】実施例２の研磨粒子に対する２種類のビトリファイド結合材料の影響を以下の
ようにして評価した。プラスチックびん（直径４３／８インチ（１１．１ｃｍ
）、高さ４３／８インチ（１１．１ｃｍ））に、７０部のガラスフリット（３
７．９％のＳｉＯ_２、２８．５％のＢ_２Ｏ_３、１５．６％のＡｌ_２Ｏ_３、１３．
９％のＮａ_２Ｏ、および４．１％のＫ_２Ｏ、ＦｅｒｒｏＣｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、オハイオ州）より入手した商品名「ＦＥＲＲＯＦＲ
ＩＴ３２２７」）、２７部のＫｅｎｔｕｃｋｙＢａｌｌＣｌａｙ（Ｎｏ
６ＤＣ、ＯｌｄＨｉｃｋｏｒｙＣｌａｙＣｏｍｐａｎｙ（Ｈｉｃｋｏｒ
ｙ、ケンタッキー州）より入手した）、３．５部のＬｉ_２ＣＯ_３（ＡｌｆａＡ
ｅｓａｒＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（ＷａｒｄＨｉｌｌ、マサチュ
ーセッツ州）より入手した）、３部のＣａＳｉＯ_３（ＡｌｆａＡｅｓａｒＣ
ｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙより入手した）、および６２５ｇの直径１．３
ｃｍ（０．５インチ）のプラスチック被覆鋼製媒体を装入し、続いて内容物を９
０ｒｐｍで７時間乾式粉砕して、第１のビトリファイド結合材料を製造した。こ
の組成物は、約４５％のＳｉＯ_２、約１９％のＡｌ_２Ｏ_３、約２０％のＢ_２Ｏ_３、約１０％のＮａ_２Ｏ、約３％のＫ_２Ｏ、約１．５％のＬｉ_２Ｏ、および約１．
５％のＣａＯを含むビトリファイド結合材料が得られるように配合した。この乾
燥粉砕材料と実施例２の研磨粒子（ならびに実施例３および４の研磨粒子）を、
３．２ｃｍ×０．６ｃｍ（１．２５インチ×０．２５インチ）のペレットに圧縮
した。このペレットを５０℃／時で１０００℃まで加熱し、１０００℃で８時間
維持し（空気中）、続いて約１００℃／時で室温まで冷却した。ペレットは、２
６部の実施例２、３、および４の研磨粒子（すなわち、実施例２、３、および４
の研磨粒子を互いに混合したが、色によって目視で区別可能であり、組成からＳ
ＥＭによって区別可能であった）（−２０＋３０メッシュ）、０．２４部の加水
分解でんぷん（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｌｗ
ａｕｋｅｅ、ウィスコンシン州）より入手した商品名「ＤＥＸＴＲＩＮ」）、０
．０２部のグリセリン（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ）
、０．７２部の水、３．１４部の乾式粉砕材料、および０．４部の加水分解でん
ぷん（「ＤＥＸＴＲＩＮ」）をこの順番で混合することによって製造した。ペレ
ットは２２７３ｋｇ（５０００ポンド）の荷重下で加圧した。微小硬度測定に関
して前述したようにして製造した研磨断面について、二次電子モードでＳＥＭを
使用して検査した。加熱後に観察した微細構造は、加熱前に観察した微細構造と
実質的に同一であった。ビトリファイド結合材料とともに加熱した後の実施例２
の研磨粒子の色は加熱前と同じ（すなわち、赤白色）であった。

【０１１３】プラスチックびん（直径４３／８インチ（１１．１ｃｍ）、高さ４３／８
インチ（１１．１ｃｍ））に、４５部のＫｅｎｔｕｃｋｙＢａｌｌＣｌａｙ
（Ｎｏ６ＤＣ、ＯｌｄＨｉｃｋｏｒｙＣｌａｙＣｏｍｐａｎｙより入手
した）、２８部のの四ホウ酸ナトリウム（ＡｌｆａＡｅｓａｒＣｈｅｍｉｃ
ａｌＣｏｍｐａｎｙより入手した）、２５部の長石（ＦｅｌｄｓｐａｒＣｏ
ｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ａｔｌａｎｔａ、ジョージア州）より入手した商品名「Ｇ
−２００Ｆｅｌｄｓｐａｒ」）、３．５部のＬｉ_２ＣＯ_３（ＡｌｆａＡｅｓ
ａｒＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙより入手した）、２．５部のＣａＳｉ
Ｏ_３（ＡｌｆａＡｅｓａｒＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙより入手した
）、および６２５ｇのの直径１．３ｃｍ（０．５インチ）のプラスチック被覆鋼
製媒体を装入し、続いて内容物を９０ｒｐｍで７時間乾式粉砕して、第２のビト
リファイド結合材料を製造した。この組成物は、約４５％のＳｉＯ_２、約１９％
のＡｌ_２Ｏ_３、約２０％のＢ_２Ｏ_３、約１０％のＮａ_２Ｏ、約３％のＫ_２Ｏ、約
１．５％のＬｉ_２Ｏ、および約１．５％のＣａＯを含むビトリファイド結合材料
が得られるように配合した。この乾燥粉砕材料と実施例２の研磨粒子を、３．２
ｃｍ×０．６ｃｍ（１．２５インチ×０．２５インチ）のペレット）に圧縮した
。このペレットを５０℃／時で１０００℃まで加熱し、１０００℃で８時間維持
し（空気中）、続いて約１００℃／時で室温まで冷却した。ペレットは、２６部
の実施例２、３、および４の研磨粒子（すなわち、実施例２、３、および４の研
磨粒子を互いに混合した（−２０＋３０メッシュ、０．２４部の加水分解でんぷ
ん（「ＤＥＸＴＲＩＮ」）、０．０２部のグリセリン（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅ
ｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙより入手した）、０．７２部の水、３．１４部の乾
式粉砕材料、および０．４部の加水分解でんぷん（「ＤＥＸＴＲＩＮ」）をこの
順番で混合することによって製造した。ペレットは２２７３ｋｇ（５０００ポン
ド）の荷重下で加圧した。微小硬度測定に関して前述したようにして製造した研
磨断面について、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱後に観察し
た微細構造は、加熱前に観察した微細構造と実質的に同一であった。ビトリファ
イド結合材料とともに加熱した後の実施例２の研磨粒子の色は加熱前と同じ（す
なわち、赤白色）であった。

【０１１４】実施例３（ａ）ポリエチレンボトルに、１４３．６ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．
５」）、１４７．６ｇの酸化ネオジム粉末（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．（Ｂｒ
ｅａ、カリフォルニア州）より入手した）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡ
ＸＤ−３０００５」）、および１３８．５ｇの蒸留水を装入したことと、（ｂ
）粉末が７５モル％のＡｌ_２Ｏ_３および２５モル％のＮｄ_２Ｏ_３となる量で存在
したこととを除けば、実施例１に記載のようにして実施例３の溶融材料、研磨粒
子、およびディスクを製造した。溶融材料は青白色であったが、一部の研磨粒子
は他の粒子よりも青かった。

【０１１５】図１１は、溶融した実施例３の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製造
した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写真
は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニー
のサイズは約１０〜４０μｍであった。実施例３の材料の一部の粉末Ｘ線回折に
基づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真
の白色部分は結晶ＮｄＡｌＯ_３であり、暗部は結晶ＮｄＡｌ_１１Ｏ_１８であった
と考えられる。研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約約０．５μｍであ
った。さらに、樹枝状結晶の形態で存在する大型の初晶（ＮｄＡｌＯ_３であると
考えられる）が研磨断面の一部の領域で観察されたが、これは組成が厳密な共晶
組成からＮｄ_２Ｏ_３の多い組成に逸脱しうることを示している。

【０１１６】実施例２で前述したようにして測定した実施例３の研磨粒子の平均微小硬度は
１４．５ＧＰａであった。

【０１１７】いくつかの実施例３の研磨粒子（実施例２および４の研磨粒子とともに）を白
金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１０００℃まで加熱し、１０００℃で４時間
維持し（空気中）、続いて約１００℃／時で室温まで冷却した。加熱後の実施例
３の研磨粒子の色は加熱前と同じ（すなわち青白色）であった。加熱後の実施例
３の研磨粒子の平均微小硬度は１４．１ＧＰａであった。微小硬度測定のために
製造した研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱後の実
施例３の研磨粒子で観察した微細構造は、加熱前に観察した微細構造と実質的に
同一であった。

【０１１８】さらに、いくつかの実施例３の研磨粒子（実施例２および４の研磨粒子ととも
に）を白金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１０００℃まで加熱し、１０００℃
で８時間維持し（空気中）、続いて約１００℃／時で室温まで冷却した。加熱後
の実施例３の研磨粒子の色は加熱前と同じ（すなわち青白色）であった。加熱後
の実施例３の研磨粒子の平均微小硬度は１４．５ＧＰａであった。微小硬度測定
のために製造した研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加
熱後の実施例３の研磨粒子で観察した微細構造は、加熱前に観察した微細構造と
実質的に同一であった。

【０１１９】実施例３の研磨粒子に対する２種類のビトリファイド結合材料の影響を実施例
２に記載のようにして評価した。研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用し
て検査した。加熱後に観察した微細構造は、加熱前に観察した微細構造と実質的
に同一であった。ビトリファイド結合材料とともに加熱した後の実施例３の研磨
粒子の色は加熱前と同じ（すなわち、青白色）であった。

【０１２０】実施例４炭酸ランタン粉末（ＡｐｔｅｃｈＳｅｒｖｉｃｅｓ，ＬＬＣ（Ｈｏｕｓｔｏ
ｎ、テキサス州）より入手、ロット番号ＳＨ９９−５−７）を９００℃まで加熱
して、酸化ランタンおよび一部は酸化セリウム（ＩＶ）に変換させた（製造元に
よる変換の規格値は９５％のＬａ_２Ｏ_３および４．１９％のＣｅＯ_２であり、炭
酸塩から酸化物への収率は４９．８５重量％の金属酸化物であった）。（ａ）ポ
リエチレンボトルに、１４８．６ｇの酸化ランタン／酸化セリウム粉末、１４６
．４ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．５」）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡ
ＭＡＸＤ−３０００５」）、および１４１．３ｇの蒸留水を装入したことと、
（ｂ）粉末が７５モル％のＡｌ_２Ｏ_３および２５モル％のＬａ_２Ｏ_３／Ｃｅ_２Ｏ _３となる量で存在したこととを除けば、実施例１に記載のようにして実施例４の
溶融材料、研磨粒子、およびディスクを製造した。得られたスラリーは実施例２
のスラリーよりも有意により粘稠であった。得られた溶融材料は明るいオレンジ
色であった。

【０１２１】図１２は、溶融した実施例４の材料の研磨断面（実施例２に記載のように製造
した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写真
は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニー
のサイズは約５〜２５μｍであった。実施例４の材料の一部の粉末Ｘ線回折に基
づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真の
白色部分は結晶ＬａＡｌＯ_３であり、暗部は結晶ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８であったと
考えられる。研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約０．５μｍであった
。さらに、樹枝状結晶の形態で存在する大型の初晶（ＬａＡｌＯ_３であると思わ
れる）が研磨断面の一部の領域で観察されたが、これは組成が厳密な共晶組成か
らＬａ_２Ｏ_３の多い組成に逸脱しうることを示している。

【０１２２】実施例２で前述したようにして測定した実施例４の研磨粒子の平均微小硬度は
１４．８ＧＰａであった。

【０１２３】いくつかの実施例４の研磨粒子（実施例２およ３の研磨粒子とともに）を白金
るつぼ中に配置し、５０℃／時で１０００℃まで加熱し、１０００℃で４時間維
持し（空気中）、続いて約１００℃／時で室温まで冷却した。加熱後の実施例４
の研磨粒子の色は加熱前と同じ（すなわち明るいオレンジ色）であった。加熱後
の実施例４の研磨粒子の平均微小硬度は平均微小硬度は１４．７ＧＰａであった
。微小硬度測定のために製造した研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用し
て検査した。加熱後の実施例４の研磨粒子で観察した微細構造は、加熱前に観察
した微細構造と実質的に同一であった。

【０１２４】さらに、いくつかの実施例４の研磨粒子（実施例２および３の研磨粒子ととも
に）を白金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１０００℃まで加熱し、１０００℃
で８時間維持し（空気中）、続いて約１００℃／時で室温まで冷却した。加熱後
の実施例４の研磨粒子の色は加熱前と同じ（すなわち明るいオレンジ色）であっ
た。加熱後の実施例４の研磨粒子の平均微小硬度は１４．１ＧＰａであった。微
小硬度測定のために製造した研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検
査した。加熱後の実施例４の研磨粒子で観察した微細構造は、加熱前に観察した
微細構造と実質的に同一であった。

【０１２５】実施例４の研磨粒子に対する２種類のビトリファイド結合材料の影響を実施例
２に記載のようにして評価した。研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用し
て検査した。加熱後に観察した微細構造は、加熱前に観察した微細構造と実質的
に同一であった。２種類のビトリファイド結合材料中で加熱した後の実施例４の
研磨粒子の平均微小硬度はそれぞれ１４．２ＧＰａと１４．３ＧＰａであった。
２種類のビトリファイド結合材料のそれぞれととともに加熱した後の実施例４の
研磨粒子の色は加熱前と同じ（すなわち明るいオレンジ色）であった。

【０１２６】比較例Ａ熱処理溶融アルミナ研磨粒子（Ｔｒｉｅｂａｃｈｅｒ（Ｖｉｌｌａｃｈ、オー
ストリア）より入手した商品名「ＡＬＯＤＵＲＢＦＲＰＬ」）を実施例１の溶
融研磨粒子の代わりに使用したことを除けば、実施例１に記載のようにして比較
例Ａの被覆研磨ディスクを製造した。

【０１２７】比較例Ｂアルミナ−ジルコニア研磨粒子（共晶組成が５３％のＡｌ_２Ｏ_３および４７％
のＺｒＯ_２である、ＮｏｒｔｏｎＣｏｍｐａｎｙ（Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ、マサ
チューセッツ州）より入手した商品名「ＮＯＲＺＯＮ」）を実施例１の溶融研磨
粒子の代わりに使用したことを除けば、実施例１に記載のようにして比較例Ｂの
被覆研磨ディスクを製造した。

【０１２８】実施例２で前述したようにして測定した比較例Ｂの研磨粒子の平均微小硬度は
１６．０ＧＰａであった。比較例Ｂの研磨粒子は灰色〜ネービーブルーであった
。

【０１２９】いくつかの比較例Ｂの研磨粒子を白金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１００
０℃まで加熱し、１０００℃で４時間維持し（空気中）、続いて約１００℃／時
で室温まで冷却した。加熱後の研磨粒子の色はベージュ色であった。加熱後の研
磨粒子の平均微小硬度は１２．９ＧＰａであった。微小硬度測定のために製造し
た研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱前の比較例Ｂ
の研磨粒子のＳＥＭ顕微鏡写真を図１７に示す。加熱後の比較例Ｂの研磨粒子の
ＳＥＭ顕微鏡写真を図１８に示す。加熱後に観察した微細構造は、加熱前に観察
した微細構造と異なっていた。ほとんど大部分の相違がコロニーの境界で観察さ
れた。

【０１３０】さらに粉末Ｘ線回折（ＰｈｉｌｌｉｐｓＸＲＧ３１００Ｘ線回折計に、１
．５４０５０オングストロームの銅Ｋα１放射線を使用）を使用して、２θ＝３
０°付近における立方晶および／または正方晶の反射の１１１のピーク強度を約
２θ＝２８°付近の単斜晶反射の１１１のピーク強度と比較することによって、
前述の加熱処理前および後の比較例Ｂの研磨粒子中に存在する相を定性的に測定
した。参考のため、「ＰｈａｓｅＡｎａｌｙｓｉｓｉｎＺｉｒｃｏｎｉａ
Ｓｙｓｔｅｍｓ（ジルコニア系の相分析）」，Ｇａｒｖｉｅ，Ｒ．Ｃ．ａｎｄ
Ｎｉｃｈｏｌｓｏｎ，Ｐ．Ｓ．，ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉ
ｃａｎＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙ，ｖｏｌ５５（６），ｐｐ．３０３
−３０５，１９７２を参照されたい。試料を粉砕し、−１２０メッシュ粉末を分
析に使用した。加熱処理していない比較例Ｂの研磨粒子は、単斜晶および立方晶
および／または正方晶のジルコニア相を含有した。加熱処理した試料の場合、立
方晶および／または正方晶の相の含有率が減少し、これに対応して単斜晶相の含
有率が増加した。

【０１３１】いくつかの比較例Ｂの研磨粒子を白金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１００
０℃まで加熱し、１０００℃で８時間維持し（空気中）、続いて約１００℃／時
で室温まで冷却した。加熱後の研磨粒子の色はベージュ色であった。加熱後の研
磨粒子の平均微小硬度は１２．８ＧＰａであった。微小硬度測定のために製造し
た研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱後の比較例Ｂ
の研磨粒子のＳＥＭ顕微鏡写真を図１９に示す。加熱後に観察した微細構造は、
加熱前に観察した微細構造と異なっていた。この相違は１０００℃で４時間加熱
処理した場合よりも大きく、今回の場合もほとんど大部分の相違がコロニーの境
界で観察された。

【０１３２】２６部ではなく２０部の比較例Ｂの研磨粒子（−２０＋３０メッシュ）を使用
したことを除けば、実施例２に記載のようにして比較例Ｂの研磨粒子に対する２
種類のビトリファイド結合材料の影響を評価した。第１のビトリファイド結合材
料中で加熱した後の研磨粒子の平均微小硬度は１３．６ＧＰａであったが、比較
例Ｂの研磨粒子の一部では微小硬度測定を効率的に行えないほど（粒子の部分が
弱すぎた）激しい劣化が見られた。加熱処理した研磨粒子の色にばらつきがあっ
たが、粒子の大部分はベージュ色であった。微小硬度測定のために製造した研磨
断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱後の比較例Ｂの研磨
粒子のＳＥＭ顕微鏡写真を図２０に示す。加熱後に観察した微細構造は、加熱前
に観察した微細構造と異なっていた。この相違は１０００℃で４時間加熱処理し
た場合よりも大きく、今回の場合もほとんど大部分の相違がコロニーの境界で観
察された。

【０１３３】第２のビトリファイド結合材料中で加熱した後の研磨粒子の平均微小硬度は１
３．４ＧＰａであったが、比較例Ｂの研磨粒子の一部では微小硬度測定を効率的
に行えないほど（粒子の部分が弱すぎた）激しい劣化が見られた。加熱処理した
研磨粒子の色にばらつきがあったが、粒子の大部分はベージュ色であった。微小
硬度測定のために製造した研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査
した。加熱後に観察した微細構造は、加熱前に観察した微細構造と異なっていた
。この相違は１０００℃で４時間加熱処理した場合よりも大きく、今回の場合も
ほとんど大部分の相違がコロニーの境界で観察された。

【０１３４】比較例Ｃゾル−ゲル誘導研磨粒子（３ＭＣｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ミネソタ
州）より商品名「３２１ＣＵＢＩＴＲＯＮ」で市販される）を実施例１の溶融
研磨粒子の代わりに使用したことを除けば、実施例１に記載のようにして比較例
Ｃの被覆研磨ディスクを製造した。

【０１３５】実施例１〜４および比較例Ａ〜Ｃの研削性能実施例１〜４および比較例Ａ〜Ｃの被覆研磨ディスクの研削性能を以下のよう
に評価した。面取りしたアルミニウムバックアップパッド上に各被覆研磨ディス
クを取り付け、あらかじめ秤量した１．２５ｃｍ×１８ｃｍ×１０ｃｍの１０１
８軟鋼工作物の表面の研削に使用した。ディスクは５，０００ｒｐｍで駆動させ
、バックアップパッドの面取り端部の上にあるディスク部分を８．６ｋｇの荷重
で工作物と接触させた。各ディスクを使用して、個々の工作物を１分間隔で連続
して研削した。試験時間全体で工作物から除去された材料の量の合計を全切削量
とした。１２分間の研削後の各試料の全切削量、ならびに１２回目の１分間の切
削量（すなわち最終切削量）を以下の表１に示す。

【０１３６】

【表１】表１

【０１３７】実施例５（ａ）ポリエチレンボトルに、１４４．５ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．
５」）、１４７．４ｇの酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ_２）粉末（Ａｌｄｒｉｃ
ｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ウィ
スコンシン州）より入手した）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡＸＤ−３
０００５」）、および１３７．５ｇの蒸留水を装入したことと、（ｂ）粉末が７
５モル％のＡｌ_２Ｏ_３および２５モル％のＣｅ_２Ｏ_３となる量で存在したことと
を除けば、実施例１に記載のようにして実施例５の溶融材料および研磨粒子を製
造した。この溶融材料は濃い黄緑色であった。

【０１３８】図１３は、溶融した実施例５の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製造
した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写真
は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニー
のサイズは約５〜３０μｍであった。実施例５の材料の一部の粉末Ｘ線回折に基
づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真の
白色部分は結晶ＣｅＡｌＯ_３および結晶ＣｅＯ_２であり、暗部は結晶ＣｅＡｌ_１ _１Ｏ_１８であったと考えられる。研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約
０．５μｍであった。さらに、樹枝状結晶の形態で存在する大型の初晶（ＣｅＡ
ｌＯ_３および／またはＣｅＯ_２であると思われる）が研磨断面の一部の領域で観
察されたが、これは組成が厳密な共晶組成からＣｅＡｌＯ_３および／またはＣｅ
Ｏ_２の多い組成に逸脱しうることを示している。

【０１３９】実施例６（ａ）ポリエチレンボトルに、１４６．５ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．
５」）、１４７．４ｇの酸化ジスプロシウム粉末（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉ
ｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ウィスコンシン州）
より入手した）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡＸＤ−３０００５」）、
および１３６．３ｇの蒸留水を装入したことと、（ｂ）粉末が７８モル％のＡｌ _２Ｏ_３および２２モル％のＤｙ_２Ｏ_３となる量で存在したこととを除けば、実施
例１に記載のようにして実施例６の溶融材料および研磨粒子を製造した。この溶
融材料は白色であった。

【０１４０】図１４は、溶融した実施例６の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製造
した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写真
は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニー
のサイズは約５〜２０μｍであった。実施例６の材料の一部の粉末Ｘ線回折に基
づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真の
白色部分は結晶Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２であり、暗部はα−Ａｌ_２Ｏ_３であったと考
えられる。研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約１μｍであった。初晶
は観察されなかった。

【０１４１】実施例７（ａ）ポリエチレンボトルに、１４６．３ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．
５」）、１４８．４ｇの酸化イッテルビウム粉末（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉ
ｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．より入手した）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵ
ＲＡＭＡＸＤ−３０００５」）、および１３９．６ｇの蒸留水を装入したこと
と、（ｂ）粉末が７８．６モル％のＡｌ_２Ｏ_３および２１．４モル％のＹｂ_２Ｏ _３となる量で存在したこととを除けば、実施例１に記載のようにして実施例７の
溶融材料および研磨粒子を製造した。この溶融材料は灰色であった。

【０１４２】図１５は、溶融した実施例７の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製造
した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写真
は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニー
のサイズは約５〜２５μｍであった。実施例７の材料の一部の粉末Ｘ線回折に基
づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真の
白色部分は結晶Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２であり、暗部はα−Ａｌ_２Ｏ_３であったと考
えられる。研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約１μｍであった。さら
に、樹枝状結晶の形態で存在する大型の初晶（α−Ａｌ_２Ｏ_３であると思われる
）が研磨断面の一部の領域で観察されたが、これは組成が厳密な共晶組成からＡ
ｌ_２Ｏ_３の多い組成に逸脱しうることを示している。

【０１４３】比較例Ｄ（ａ）ポリエチレンボトルに、１４９．５ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．
５」）、１４９．４ｇのイットリア安定化酸化ジルコニア粉末（公称組成は９４
重量％のＺｒＯ_２（＋ＨｆＯ_２）および５．４重量％のＹ_２Ｏ_３；Ｚｉｒｃｏｎ
ｉａＳａｌｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｍａｒｉｅｔｔａ、ジョージア州）より入手した
商品名「ＨＳＹ３．０」）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡＸＤ−３０
００５」）、および１３６．５ｇの蒸留水を装入したことと、（ｂ）粉末が５４
．８モル％のＡｌ_２Ｏ_３および４５．２モル％のＺｒＯ_２となる量で存在したこ
ととを除けば、実施例１に記載のようにして比較例Ｄの溶融材料および研磨粒子
を製造した。この溶融材料は白色であった。

【０１４４】図１６は、溶融した比較例Ｄの材料の研磨断面（実施例１に記載のように製造
した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写真
は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニー
のサイズは約５〜４０μｍであった。比較例Ｄの材料の一部の粉末Ｘ線回折に基
づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真の
白色部分は結晶ＺｒＯ_２であり、暗部はα−Ａｌ_２Ｏ_３であったと考えられる。
研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約０．５μｍであった。

【０１４５】実施例２で前述したようにして測定した比較例Ｄの研磨粒子の平均微小硬度は
１５．３ＧＰａであった。

【０１４６】いくつかの比較例Ｄの粒子を白金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１０００℃
まで加熱し、１０００℃で４時間維持し（空気中）、続いて約１００℃／時で室
温まで冷却した。加熱後の研磨粒子の色は白色であった。加熱後の研磨粒子の平
均微小硬度は１５．０ＧＰａであった。微小硬度測定のために製造した研磨断面
を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱前の比較例Ｄの研磨粒子
のＳＥＭ顕微鏡写真を図２１に示す。加熱後に観察した微細構造は、加熱前に観
察した微細構造と実質的に同一であった。

【０１４７】さらに、比較例Ｂで前述したように粉末Ｘ線回折を使用して、２θ＝３０°付
近における立方晶および／または正方晶の反射の１１１のピーク強度を約２θ＝
２８°付近の単斜晶反射の１１１のピーク強度と比較することによって、上記の
加熱処理前および後の比較例Ｄの研磨粒子中に存在する相を定性的に測定した。
加熱処理していない比較例Ｄの材料は、加熱処理の前後で主に立方晶および／ま
たは正方晶のジルコニアを含有した（すなわち、Ｘ線回折結果からは有意差は認
められなかった）。

【０１４８】さらに、いくつかの比較例Ｄの粒子を白金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１
０００℃まで加熱し、１０００℃で８時間維持し（空気中）、続いて約１００℃
／時で室温まで冷却した。加熱後の研磨粒子の色は白色であった。加熱後の研磨
粒子の平均微小硬度は１５．０ＧＰａであった）。微小硬度測定のために製造し
た研磨断面を、二次電子モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱後に観察した
微細構造は、加熱前に観察した微細構造とごくわずかに異なっていた。加熱後の
比較例ＤのＳＥＭ顕微鏡写真を図２２に示す。加熱処理した材料中、多くはＺｒ
Ｏ_２の初晶近傍にいくつかの亀裂が観察された。

【０１４９】実施例２および３ならびに比較例Ｄおよび比較例Ｂの研磨粒子／材料の示差熱
分析（ＤＴＡ）および熱重量分析（ＴＧＡ）実施例２および比較例Ｄの溶融材料、ならびに比較例Ｂの研磨粒子のそれぞれ
について示差熱分析（ＤＴＡ）および熱重量分析（ＴＧＡ）を実施した。乳鉢と
乳棒で各在留を粉砕し、４００〜５００μｍの範囲の粒径の粒子が残るようにふ
るい分けした。

【０１５０】ふるい分けした各試料についてＤＴＡ／ＴＧＡ（ＮｅｔｚｓｃｈＩｎｓｔｒ
ｕｍｅｎｔｓ（Ｓｅｌｂ、ドイツ）より入手した商品名「ＮＥＴＺＳＣＨＳＴ
Ａ４０９ＤＴＡ／ＴＧＡ」の装置を使用）を実施した。ふるい分けした各試
料の１００μｌのＡｌ_２Ｏ_３試料ホルダーに入れた量はそれぞれ１２７．９ｍｇ
（実施例２）、１２５．８ｍｇ（比較例Ｄ）、１２７．３ｍｇ（比較例Ｂ）であ
った。各試料は、静止空気中１０℃／分の速度で室温（約２５℃）から１３００
℃まで加熱した。

【０１５１】図５を参照すると、線１６７は実施例２の材料のＤＴＡデータをプロットした
ものであり、線１６９はＴＧＡデータをプロットしたものである。図６を参照す
ると、線１９７は実施例３の材料のＤＴＡデータをプロットしたものであり、線
１９９はＴＧＡデータをプロットしたものである。図７を参照すると、線１７７
は比較例Ｄの材料のＤＴＡデータをプロットしたものであり、線１７９はＴＧＡ
データをプロット下ものである。図８を参照すると、線１８７は比較例Ｂの材料
のＤＴＡデータをプロットしたものであり、線１８９はＴＧＡデータをプロット
したものである。ＴＧＡ測定全体での試料の重量変化は、実施例２で０．２２％
、実施例３で０．２２％、比較例Ｄで０．７３％、比較例Ｂで１．１６％であっ
た。

【０１５２】実施例８ポリエチレンボトルに、１２２．４ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．５」）
と、酸化ガドリニウム粉末の代わりに１３２．６ｇの酸化イッテルビウム粉末（
ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃより入手した）と
、４５ｇの酸化ジルコニウム粉末（公称組成は１００重量％のＺｒＯ_２（＋Ｈｆ
Ｏ_２）；ＺｉｒｃｏｎｉａＳａｌｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｍａｒｉｅｔｔａ、ジョー
ジア州）より入手した商品名「ＤＫ−２」）と、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡ
ＭＡＸＤ−３０００５」）と、１４０．２ｇの蒸留水とを装入したことを除け
ば、実施例１に記載のようにして実施例８の溶融材料および研磨粒子を製造した
。この溶融材料は灰白色であった。

【０１５３】図２３は、溶融した実施例８の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製造
した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写真
は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニー
のサイズは約５〜２５μｍであった。実施例８の材料の一部の粉末Ｘ線回折に基
づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真の
白色部分は結晶Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２であり、暗部は結晶α−Ａｌ_２Ｏ_３であった
と考えられる。ＺｒＯ_２微結晶の形状は顕微鏡写真からは容易に識別することが
できなかった。研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約１μｍであった。

【０１５４】実施例９ポリエチレンボトルに、１２７．２５ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．５」
）、１２７．７５ｇの酸化ガドリニウム粉末（ｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍＭ
ｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．）、４５ｇの酸化ジルコニウム粉末（「ＤＫ−２」）
、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡＸＤ−３０００５」）、および１５０ｇ
の蒸留水を装入したことを除けば、実施例１に記載のようにして実施例９の溶融
材料、研磨粒子、およびディスクを製造した。

【０１５５】図２４は、溶融した実施例９の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製造
した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写真
は、共晶由来の微細構造を示している。実施例９の材料の一部の粉末Ｘ線回折に
基づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写真
の白色部分は結晶ＧｄＡｌＯ_３であり、暗部はα−Ａｌ_２Ｏ_３であったと考えら
れる。ＺｒＯ_２微結晶の形状は顕微鏡写真からは容易に識別することができなか
った。研磨断面で観察される相の結晶の幅は最大約１μｍであった。

【０１５６】実施例１０ポリエチレンボトルに、１２４．５ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．５」）
、１２５．３ｇの酸化ジスプロシウム粉末（ＡｌｄｒｉｃｈＣｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．より入手した）、４５ｇの酸化ジルコニウム粉末（
「ＤＫ−２」）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡＸＤ−３０００５」）、
および１４０ｇの蒸留水を装入したことを除けば、実施例１に記載のようにして
実施例１０の溶融材料および研磨粒子を製造した。

【０１５７】図２５は、溶融した実施例１０の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製
造した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写
真は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニ
ーのサイズは約５〜１５μｍであった。実施例１０の材料の一部の粉末Ｘ線回折
に基づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写
真の白色部分は結晶Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２であり、暗部はα−Ａｌ_２Ｏ_３であった
と考えられる。ＺｒＯ_２微結晶の形状は顕微鏡写真からは容易に識別することが
できなかった。研磨断面で観察される相の結晶の幅は最大約１μｍであった。

【０１５８】実施例２で前述したようにして測定した実施例１０の研磨粒子の平均微小硬度
は１４．８ＧＰａであった。

【０１５９】いくつかの実施例１０の研磨粒子を白金るつぼ中に配置し、５０℃／時で１０
００℃まで加熱し、１０００℃で８時間維持し（空気中）、続いて約１００℃／
時で室温まで冷却した。加熱後の実施例１０の研磨粒子の平均微小硬度は１５．
６ＧＰａであった。微小硬度測定のために製造した研磨断面を、二次電子モード
でＳＥＭを使用して検査した。加熱後の実施例１０の研磨粒子で観察した微細構
造は、加熱前に観察した微細構造と実質的に同一であった。

【０１６０】実施例１１ポリエチレンボトルに、１４７．９ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．５」）
、１３７．１ｇの酸化ランタン粉末（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．より入手した
）、１５ｇの酸化ジルコニウム粉末（「ＤＫ−２」）、０．６ｇの分散剤（「Ｄ
ＵＲＡＭＡＸＤ−３０００５」）、および１４５ｇの蒸留水を装入したことを
除けば、実施例１に記載のようにして実施例１１の溶融材料および研磨粒子を製
造した。

【０１６１】図２６は、溶融した実施例１１の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製
造した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写
真は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニ
ーのサイズは約５〜２０μｍであった。実施例１１の材料の一部の粉末Ｘ線回折
に基づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写
真の白色部分は結晶ＬａＡｌＯ_３であり、暗部は結晶ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８であり
、灰色部分は結晶の単斜晶ＺｒＯ_２であったと考えられる。研磨断面で観察され
るこれらの相の幅は最大約１．５μｍであった。

【０１６２】実施例１２ポリエチレンボトルに、１０９ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．５」）、１
０１ｇの酸化ランタン粉末（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．より入手した）、９０
ｇの酸化ジルコニウム粉末（「ＤＫ−２」）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭ
ＡＸＤ−３０００５」）、および１４５ｇの蒸留水を装入したことを除けば、
実施例１に記載のようにして実施例１２の溶融材料、研磨粒子、およびディスク
を製造した。

【０１６３】図２７は、溶融した実施例１２の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製
造した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写
真は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。実施例１２の材
料の一部の粉末Ｘ線回折に基づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料
を観察すると、顕微鏡写真の白色部分は結晶ＬａＡｌＯ_３であり、暗部は結晶Ｌ
ａＡｌ_１１Ｏ_１８であり、灰色部分はＬａ_２Ｚｒ_２Ｏ_７であったと考えられる。
さらに、粉末Ｘ線回折に基づくと、この材料は単斜晶ＺｒＯ_２および２種類の異
なる立方晶ＺｒＯ_２も含有していた。ＺｒＯ_２微結晶の形状および位置は顕微鏡
写真からは容易に識別することができなかった。

【０１６４】実施例２で前述したようにして測定した実施例１２の研磨粒子の平均微小硬度
は１２．０ＧＰａであった。

【０１６５】また、いくつかの実施例１２の研磨粒子を白金るつぼ中に配置し、５０℃／時
で１０００℃まで加熱し、１０００℃で８時間維持し（空気中）、続いて約１０
０℃／時で室温まで冷却した。加熱後の実施例１２の研磨粒子の平均微小硬度は
１１．８ＧＰａであった。微小硬度測定のために製造した研磨断面を、二次電子
モードでＳＥＭを使用して検査した。加熱後の実施例１２の研磨粒子で観察した
微細構造は、加熱前に観察した微細構造と実質的に同一であった。

【０１６６】実施例１〜４および比較例Ａ〜Ｃに関して前述したのと同様に、実施例９、１
２および比較例Ａ〜Ｃの被覆研磨ディスクの研削性能を評価した。結果を以下の
表２に示す。

【０１６７】

【表２】表２

【０１６８】実施例１３ポリエチレンボトルに、１０９ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．５」）、１
０１ｇの酸化ランタン粉末（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．より入手した）、９ｇ
の酸化イットリウム粉末（Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ，（Ｎｅｗｔｏｎ、マサチュー
セッツ州）より入手した）、８１ｇの酸化ジルコニウム粉末（「ＤＫ−２」）、
０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡＸＤ−３０００５」）、および１４５ｇの
蒸留水を装入したことを除けば、実施例１に記載のようにして実施例１３の溶融
材料および研磨粒子を製造した。

【０１６９】図２８は、溶融した実施例１３の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製
造した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写
真は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。実施例１３の材
料の一部の粉末Ｘ線回折に基づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料
を観察すると、顕微鏡写真の白色部分は結晶ＬａＡｌＯ_３であり、暗部は結晶Ｌ
ａＡｌ_１１Ｏ_１８であり、灰色部分は立方晶ＺｒＯ_２であったと考えられる。Ｚ
ｒＯ_２微結晶の形状および位置は顕微鏡写真からは容易に識別することができな
かった。

【０１７０】実施例１４ポリエチレンボトルに、１１７ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．５」）、９
３ｇの酸化ネオジム粉末（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．より入手した）、９０ｇ
の酸化ジルコニウム粉末（「ＤＫ−２」）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡ
ＸＤ−３０００５」）、および１３８ｇの蒸留水を装入したことを除けば、実
施例１に記載のようにして実施例１４の溶融材料および研磨粒子を製造した。

【０１７１】図２９は、溶融した実施例１４の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製
造した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写
真は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。実施例１４の材
料の一部の粉末Ｘ線回折に基づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料
を観察すると、顕微鏡写真の白色部分は結晶ＮｄＡｌＯ_３であり、暗部は結晶Ｎ
ｄＡｌ_１１Ｏ_１８であったと考えられる。研磨断面で観察されるこれらの相の幅
は最大約３μｍであった。さらに、粉末Ｘ線回折に基づくと、この材料は２種類
の異なる立方晶ＺｒＯ_２も含有している。ＺｒＯ_２微結晶の形状および位置は顕
微鏡写真からは容易に識別することができなかった。

【０１７２】実施例１５ポリエチレンボトルに、１０６．１ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．５」）
、１０３．９ｇの酸化セリウム（ＩＶ）（ＣｅＯ_２）粉末（ＡｌｄｒｉｃｈＣ
ｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．より入手した）、９０ｇの酸化ジル
コニウム粉末（「ＤＫ−２」）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡＸＤ−３
０００５」）、および１３９．５ｇの蒸留水を装入したことを除けば、実施例１
に記載のようにして実施例１５の溶融材料および研磨粒子を製造した。

【０１７３】図３０は、溶融した実施例１５の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製
造した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写
真は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。実施例１５の材
料の一部の粉末Ｘ線回折に基づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料
を観察すると、顕微鏡写真の白色部分は結晶ＣｅＡｌＯ_３であり、暗部は結晶Ｃ
ｅＡｌ_１１Ｏ_１８であり、灰色部分はＣｅ_２Ｚｒ_２Ｏ_７であったと考えられる。
研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約５μｍであった。さらに、粉末Ｘ
線回折に基づくと、この材料は単斜晶ＺｒＯ_２および２種類の異なる立方晶Ｚｒ
Ｏ_２も含有していた。ＺｒＯ_２微結晶の形状および位置は顕微鏡写真からは容易
に識別することができなかった。さらに、樹枝状結晶の形態で存在する大型の初
晶（ＣｅＡｌＯ_３および／またはＣｅＯ_２であると思われる）が研磨断面の一部
の領域で観察されたが、これは組成が厳密な共晶組成からＣｅＡｌＯ_３および／
またはＣｅＯ_２の多い組成に逸脱しうることを示している。

【０１７４】実施例１６（ａ）ポリエチレンボトルに、１５５．６ｇのアルミナ粉末（「ＡＰＡ−０．
５」）、１４４．３ｇの酸化ランタン粉末（Ｍｏｌｙｃｏｒｐ，Ｉｎｃ．（Ｂｒ
ｅａ、カリフォルニア州）より入手した）、０．６ｇの分散剤（「ＤＵＲＡＭＡ
ＸＤ−３０００５」）、および１３０ｇの蒸留水を装入したことと、（ｂ）粉
末が７７．５モル％のＡｌ_２Ｏ_３および２２．５モル％のＬａ_２Ｏ_３となる量で
存在したこととを除けば、実施例１に記載のようにして実施例１６の溶融材料、
研磨粒子、およびディスクを製造した。この溶融材料は赤白色であったが、一部
の研磨粒子は他の粒子よりも赤かった。

【０１７５】図３１は、溶融した実施例１６の材料の研磨断面（実施例１に記載のように製
造した）の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真である。この顕微鏡写
真は、複数のコロニーを含む共晶由来の微細構造を示している。これらのコロニ
ーのサイズは約５〜３０μｍであった。実施例１６の材料の一部の粉末Ｘ線回折
に基づき、後方散乱モードでＳＥＭを使用して研磨試料を観察すると、顕微鏡写
真の白色部分は結晶ＬａＡｌＯ_３であり、暗部は結晶ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８であっ
たと考えられる。研磨断面で観察されるこれらの相の幅は最大約０．５μｍであ
った。さらに、樹枝状結晶の形態で存在する大型の初晶（ＬａＡｌＯ_３であると
思われる）が研磨断面の一部の領域で観察されたが、これは組成が厳密な共晶組
成からＬａ_２Ｏ_３の多い組成に逸脱しうることを示している。

【０１７６】実施例１〜４および比較例Ａ〜Ｃに関して前述したのと同様に、実施例１６お
よび比較例Ａ〜Ｃの被覆研磨ディスクの研削性能を評価した。結果を以下の表３
に示す。

【０１７７】

【表３】表３

【０１７８】本発明の範囲および意図から逸脱しない本発明の種々の変形および変更は当業
者には明らかとなるであろうし、本明細書に記載の説明的実施態様に本発明が不
当に制限されるべきではないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による溶融研磨粒子を含む被覆研磨物品の部分断面概略図
である。

【図２】本発明による溶融研磨粒子を含む結合研磨物品の斜視図である。

【図３】本発明による溶融研磨粒子を含む不織研磨物品の拡大概略図であ
る。

【図４】共晶コロニーの相互侵入相の典型的な部分の概略図である。

【図５】実施例２の溶融材料の示差熱分析（ＤＴＡ）プロットおよび熱重
量分析（ＴＧＡ）プロットである。

【図６】実施例３の溶融材料の示差熱分析（ＤＴＡ）プロットおよび熱重
量分析（ＴＧＡ）プロットである。

【図７】比較例Ｄの溶融材料のＤＴＡプロットおよびＴＧＡプロットであ
る。

【図８】比較例Ｂの研磨粒子のＤＴＡプロットおよびＴＧＡプロットであ
る。

【図９】実施例１の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図１０】実施例２の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図１１】実施例３の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図１２】実施例４の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図１３】実施例５の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図１４】実施例６の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図１５】実施例７の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図１６】比較例Ｄの溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真で
ある。

【図１７】比較例Ｂの研磨粒子の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真で
ある。

【図１８】ある加熱条件に曝露した後の比較例Ｂの研磨粒子の研磨粒子の
研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図１９】ある加熱条件に曝露した後の比較例Ｂの研磨粒子の研磨粒子の
研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図２０】ビトリファイド結合材料に曝露した後の比較例Ｂの研磨粒子の
研磨粒子の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である。

【図２１】比較例Ｄの材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真である
。

【図２２】特定の加熱条件に曝露した後の比較例Ｄの材料の研磨した断面
の走査型電子顕微鏡写真である。

【図２３】実施例８の溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真で
ある。

【図２４】実施例９の溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真で
ある。

【図２５】実施例１０の溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真
である。

【図２６】実施例１１の溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真
である。

【図２７】実施例１２の溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真
である。

【図２８】実施例１３の溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真
である。

【図２９】実施例１４の溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真
である。

【図３０】実施例１５の溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真
である。

【図３１】実施例１６の溶融材料の研磨した断面の走査型電子顕微鏡写真
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ドナ・ダブリュー・バンジェアメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス33427 Ｆターム(参考） 3C047 FF00 GG20 3C063 AA02 AA07 BB03 BC05 BG07 BG08 CC01 FF23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融結晶質研磨粒子であって、前記粒子の全金属酸化物体積
を基準にして少なくとも２０体積％の共晶材料を含み、前記共晶材料が、（ａ）
結晶質Ａｌ_２Ｏ_３、（ｂ）結晶質希土類酸化物、（ｃ）第１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物、または（ｄ）第２の異なる種類の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・
希土類酸化物の少なくとも２種類の共晶を含む溶融結晶質研磨粒子。
【請求項２】前記粒子の全体積を基準にして少なくとも５０体積％の前記
共晶材料を含む請求項１に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項３】理論的酸化物を基準にして、前記粒子の全金属酸化物含有量
に対して少なくとも４０重量％のＡｌ_２Ｏ_３を含む請求項２に記載の溶融結晶質
研磨粒子。
【請求項４】前記希土類酸化物が、理論的酸化物を基準にして、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３、Ｅｒ_２Ｏ_３、Ｅｕ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ_３、Ｐｒ_６Ｏ_１１、ＳＭ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、およびそれらの組合せからなる群よ
り選択される請求項３に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項５】前記溶融結晶質研磨粒子が前記共晶のコロニーを含み、前記
コロニーの平均サイズが１００μｍ未満である請求項３に記載の溶融結晶質研磨
粒子。
【請求項６】前記コロニーの平均サイズが５０μｍ未満である請求項５に
記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項７】前記溶融結晶質研磨粒子が前記共晶のコロニーを含み、前記
コロニーを構成する結晶のサイズが平均で最大１０μｍである請求項３に記載の
溶融結晶質研磨粒子。
【請求項８】前記結晶のサイズが平均で最大１μｍである請求項７に記載
の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項９】前記共晶が、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２共晶、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２共晶、Ａｌ_２Ｏ_３−ＧｄＡｌＯ_３共晶、およびＡｌ_２Ｏ_３−Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２共晶からなる群より選択される請求項３に記載の溶融
結晶質研磨粒子。
【請求項１０】前記溶融結晶質研磨粒子がＡｌ_２Ｏ_３の初晶をさらに含む
請求項９に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項１１】前記共晶が、ＣｅＡｌＯ_３−ＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、Ｅ
ｕＡｌＯ_３−ＥｕＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、ＬａＡｌＯ_３−ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８共晶
、ＮｄＡｌＯ_３−ＮｄＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、ＰｒＡｌＯ_３−ＰｒＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、およびＳｍＡｌＯ_３−ＳｍＡｌ_１１Ｏ_１８共晶からなる群より選択される
請求項３に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項１２】前記共晶がＬａＡｌＯ_３−ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８共晶である
請求項３に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項１３】前記溶融結晶質研磨粒子が結晶質Ｙ_２Ｏ_３または結晶質複
合Ａｌ_２Ｏ_３・Ｙ_２Ｏ_３の少なくとも１つをさらに含む請求項３に記載の溶融結
晶質研磨粒子。
【請求項１４】前記溶融結晶質研磨粒子が、結晶質ＢａＯ、ＣａＯ、Ｃｒ _２Ｏ_３、ＣｏＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、Ｌｉ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、ＮｉＯ、
ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、ＳｒＯ、Ｓｃ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、Ｚｒ
Ｏ_２、またはそれらの金属酸化物とＡｌ_２Ｏ_３との複合体の少なくとも１つをさ
らに含む請求項３に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項１５】前記溶融結晶質研磨粒子の平均微小硬度が少なくとも１３
ＧＰａである請求項３に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項１６】前記複合Ａｌ_２Ｏ_３・ＲＥＯが、Ａｌ陽イオンと希土類陽
イオン以外の陽イオンをさらに含む請求項３に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項１７】前記複合Ａｌ_２Ｏ_３・ＲＥＯのＡ１陽イオンの一部が、Ｃ
ｒ、Ｔｉ、Ｓｃ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｃｏ、およびそれらの組合せからな
る群より選択される少なくとも１種類の元素の陽イオンで置換される請求項３に
記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項１８】前記複合Ａｌ_２Ｏ_３・ＲＥＯの希土類陽イオンの一部が、
Ｃｅ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｌａ、Ｌｕ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｔｈ、
Ｔｍ、Ｙｂ、およびそれらの組合せからなる群より選択される少なくとも１種類
の元素の陽イオンで置換される請求項３に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項１９】前記複合Ａｌ_２Ｏ_３・Ｙ_２Ｏ_３の希土類陽イオンの一部が
、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、および
それらの組合せからなる群より選択される少なくとも１種類の元素の陽イオンで
置換される請求項３に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項２０】前記共晶がＡｌ_２Ｏ_３−Ｄｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２共晶、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２共晶、Ａｌ_２Ｏ_３−ＧｄＡｌＯ_３共晶、およびＡｌ_２Ｏ_３−Ｙｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２共晶からなる群より選択され、前記溶融結晶質研磨粒
子が前記共晶に対応する金属酸化物の初晶をさらに含み、前記初晶がＤｙ_３Ａｌ _５Ｏ_１２、Ｅｒ_３Ａｌ_５Ｏ_１２、ＧｄＡｌＯ_３、およびＹｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２から
なる群より選択される請求項２に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項２１】前記共晶がＣｅＡｌＯ_３−ＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、Ｅｕ
ＡｌＯ_３−ＥｕＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、ＬａＡｌＯ_３−ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、
ＮｄＡｌＯ_３−ＮｄＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、ＰｒＡｌＯ_３−ＰｒＡｌ_１１Ｏ_１８共
晶、およびＳｍＡｌＯ_３−ＳｍＡｌ_１１Ｏ_１８共晶からなる群より選択され、前
記溶融結晶質研磨粒子が前記共晶に対応する金属酸化物の初晶をさらに含み、前
記初晶がＣｅＡｌＯ_３、ＥｕＡｌＯ_３、ＬａＡｌＯ_３、ＮｄＡｌＯ_３、ＰｒＡｌ
Ｏ_３、およびＳｍＡｌＯ_３からなる群より選択される請求項２に記載の溶融結晶
質研磨粒子。
【請求項２２】前記共晶がＣｅＡｌＯ_３−ＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、Ｅｕ
ＡｌＯ_３−ＥｕＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、ＬａＡｌＯ_３−ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、
ＮｄＡｌＯ_３−ＮｄＡｌ_１１Ｏ_１８共晶、ＰｒＡｌＯ_３−ＰｒＡｌ_１１Ｏ_１８共
晶、およびＳｍＡｌＯ_３−ＳｍＡｌ_１１Ｏ_１８共晶からなる群より選択され、前
記溶融結晶質研磨粒子が前記共晶に対応する金属酸化物の初晶をさらに含み、前
記初晶がＣｅＡｌ_１１Ｏ_１８、ＥｕＡｌ_１１Ｏ_１８、ＬａＡｌ_１１Ｏ_１８、Ｎｄ
Ａｌ_１１Ｏ_１８、ＰｒＡｌ_１１Ｏ_１８、およびＳｍＡｌ_１１Ｏ_１８からなる群よ
り選択される請求項２に記載の溶融結晶質研磨粒子。
【請求項２３】微粒子から粗粒子までの範囲の粒径分布を有する複数の粒
子であって、前記複数の粒子の少なくとも一部が、それぞれの粒子の全体積を基
準にして少なくとも２０体積％の共晶材料を含む溶融結晶質研磨粒子であり、前
記共晶材料が、（ａ）結晶質Ａｌ_２Ｏ_３、（ｂ）結晶質希土類酸化物、（ｃ）第
１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物、または（ｄ）第２の異なる種類の結
晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物の少なくとも２種類の共晶を含む複数の粒子
。
【請求項２４】特定の公称グレードを有する複数の研磨粒子であって、前
記複数の研磨粒子が微粒子から粗粒子までの範囲の粒径分布を有し、前記研磨粒
子の少なくとも一部が複数の溶融結晶質研磨粒子であり、前記溶融研磨粒子がそ
れぞれの粒子の全体積を基準にして少なくとも２０体積％の共晶材料を含み、前
記共晶材料が、（ａ）結晶質Ａｌ_２Ｏ_３、（ｂ）結晶質希土類酸化物、（ｃ）第
１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物、または（ｄ）第２の異なる種類の結
晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物の少なくとも２種類の共晶を含む複数の研磨
粒子。
【請求項２５】溶融結晶質研磨粒子の製造方法であって、前記溶融結晶質
研磨粒子がそれぞれの粒子の全体積を基準にして少なくとも２０体積％の共晶材
料を含み、前記共晶材料が、（ａ）結晶質Ａｌ_２Ｏ_３、（ｂ）結晶質希土類酸化
物、（ｃ）第１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物、または（ｄ）第２の異
なる種類の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物の少なくとも２種類の共晶を含
み、少なくとも１種類のＡｌ_２Ｏ_３源と少なくとも１種類の希土類酸化物源とを溶
融させて溶融物を得る工程と、前記溶融物を前記溶融結晶質研磨粒子に変換させる工程と、を含む方法。
【請求項２６】変換させる工程が、前記溶融物を冷却して凝固材料を得る工程と、前記凝固材料を粉砕して前記溶融結晶質研磨粒子を得る工程と、を含む請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】前記溶融物を冷却する工程が、金属板を使用して前記溶融
物を冷却する工程を含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】前記溶融物を冷却する工程が、金属球を使用して前記溶融
物を冷却する工程を含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】バインダーおよび複数の研磨粒子を含む研磨物品であって
、前記研磨粒子の少なくとも一部が、それぞれの粒子の全体積を基準にして少な
くとも２０体積％の共晶材料を含む溶融結晶質研磨粒子であり、前記共晶材料が
、（ａ）結晶質Ａｌ_２Ｏ_３、（ｂ）結晶質希土類酸化物、（ｃ）第１の結晶質複
合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物、または（ｄ）第２の異なる種類の結晶質複合Ａｌ _２Ｏ_３・希土類酸化物の少なくとも２種類の共晶を含む研磨物品。
【請求項３０】前記物品が被覆研磨物品であり、バッキングをさらに含む
請求項２９に記載の研磨物品。
【請求項３１】前記物品が結合研磨物品である請求項２９に記載の研磨物
品。
【請求項３２】前記物品が不織研磨物品であり、不織ウェブをさらに含む
請求項２９に記載の研磨物品。
【請求項３３】ビトリファイド結合材料によって互いに結合した複数の研
磨粒子を含むビトリファイド結合研磨物品であって、前記複数の研磨粒子の少な
くとも一部が、それぞれの粒子の全体積を基準にして少なくとも２０体積％の共
晶材料を含む溶融結晶質研磨粒子であり、前記共晶材料が、（ａ）結晶質Ａｌ_２Ｏ_３、（ｂ）結晶質希土類酸化物、（ｃ）第１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類
酸化物、または（ｄ）第２の異なる種類の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物
の少なくとも２種類の共晶を含むビトリファイド結合研磨物品。
【請求項３４】前記ビトリファイド結合材料が、シリカ、アルミナ、およ
びボリアを含む請求項３３に記載のビトリファイド結合研磨物品。
【請求項３５】前記ビトリファイド結合材料が少なくとも１０重量％の前
記アルミナを含む請求項３４に記載のビトリファイド結合研磨物品。
【請求項３６】前記ビトリファイド結合材料が少なくとも１０重量％の前
記ボリアを含む請求項３５に記載のビトリファイド結合研磨物品。
【請求項３７】それぞれの粒子の全体積を基準にして少なくとも２０体積
％の共晶材料を含む溶融結晶質研磨粒子の少なくとも１つを、工作物表面と接触
させる工程と、前記表面の少なくとも一部を前記溶融研磨粒子で研磨するために、前記溶融研
磨粒子または前記表面の少なくとも一方を他方に対して移動させる工程と、を含み、前記共晶材料が、（ａ）結晶質Ａｌ_２Ｏ_３、（ｂ）結晶質希土類酸化物
、（ｃ）第１の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物、または（ｄ）第２の異な
る種類の結晶質複合Ａｌ_２Ｏ_３・希土類酸化物の少なくとも２種類の共晶を含む
表面の研磨方法。