JP2021534317A - 複数の研削粒子を含む組成物およびその使用方法 - Google Patents

複数の研削粒子を含む組成物およびその使用方法 Download PDF

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Abstract

アルミナを含む複数の研削粒子を有する組成物であって、複数の研削粒子が、少なくとも５５接合点／ミクロン２の平均メソ分岐指数および少なくとも５ミクロンのメジアン粒子径（Ｄ５０）を有するメソ多孔性を有する、組成物。

Description

以下は組成物、より具体的には、研削粒子を含む乾燥粉末組成物および／またはスラリーに関する。
材料除去作業における組成物の使用が知られている。そのような研削組成物は、研削粒子の集合が本体または基材に取り付けられた固定研削組成物を含むことができる。代替的に、ある特定の研削組成物は研削粒子が本体または基材に取り付けられていないが、スラリーまたは混合物などの液体担体内に含有される遊離研削材を含むことができる。材料除去作業のタイプに依存して、固定研削材を使用するか、または遊離研削材を使用するかを選択できる。
従来の研削スラリーは材料（例えば、ガラス、金属など）の研磨加工に最も多く使用される。電子デバイス製造業では、化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）のために研磨スラリーを使用する。典型的なＣＭＰプロセスでは、基材（例えばウエハ）は、移動研磨パッド、例えばプラテンに取り付けられた回転研磨パッドに接触して置かれる。スラリーの基板への相対的移動は、基板に対するパッドの移動の効果のために平坦化される基板膜との化学的および機械的な相互作用によって、平坦化（研磨加工）プロセスを補助する。
他の産業もまた、研磨組成物を必要としている。例えば自動車工業は、塗装の仕上げおよび保護コーティングを含む、様々な理由で研磨組成物を使用する。例えばクリアコートは、通常自動車（例えば、車、ボート、飛行機など）の着色塗膜の上部に噴霧される光沢および透明コーティングである。このクリアコートは、環境との最終的な界面を形成することができる。したがって、所望の光沢を塗装に提供する他に、クリアコートはまた車の塗装がフェードする原因となる紫外線に対する保護が提供でき、有害な化学物質、鳥の糞、酸性雨、小さなひっかき傷などの様々な形態からの色コートの保護を提供できる。クリアコートを塗布後、所望の仕上げを提供するために典型的には研磨される。
一態様では、本明細書に記載されるのは、ワークピースにおいて材料除去プロセスを実施するための方法であって、ワークピースに対して複数の研削粒子を移動させることを含み、複数の研削粒子が、アルミナを含み、かつ、ａ）少なくとも５５接合点（ｊｕｎｃｔｉｏｎ）／ミクロン２の平均メソ分岐指数（ｍｅｓｏ ｂｒａｎｃｈｉｎｇ ｉｎｄｅｘ）および少なくとも５ミクロンのメジアン粒子径（Ｄ５０）、ｂ）少なくとも５体積％の多孔性および７．５以下の半１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０、またはｃ）これらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つをさらに含む、方法である。
別の態様では、本明細書に記載されるのは、アルミナを含む複数の研削粒子を含む組成物であって、複数の研削粒子が、少なくとも５５接合点／ミクロン２の平均メソ分岐指数および少なくとも５ミクロンのメジアン粒子径（Ｄ５０）を有するメソ多孔性を含む、組成物である。
別の態様では、本明細書に記載されるのは、アルミナを含む複数の研削粒子を含む組成物であって、複数の研削粒子が、少なくとも５体積％の多孔性および７．５以下の半１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０を含む、組成物である。
添付の図面を参照することによって、本開示はより良く理解することができ、その多くの特徴および利点を当業者に明らかにする。
異なる段階の画像解析での実施形態による研削粒子の部分の画像を含む。 異なる段階の画像解析での実施形態による研削粒子の部分の画像を含む。 異なる段階の画像解析での実施形態による研削粒子の部分の画像を含む。 異なる段階の画像解析での実施形態による研削粒子の部分の画像を含む。
以下は複数の研削粒子、より具体的には研磨組成物を含む組成物に関する。研磨組成物は、例えば、自動車、飛行機、工業品、医療品、電子デバイスの製造、包装などを含むがこれらに限定されない、様々な用途に使用することができる。
一態様によれば、研磨組成物は、ある特定の微細構造的特徴および粒子径分布特性を有するアルミナを含む研削材の特定のタイプを含み得る。いくつかの例では、アルミナを含む研削粒子を形成するための出発物質は、酸化アルミニウム前駆体粉末であってよい。酸化アルミニウム前駆体粉末は、水酸化アルミニウム粉末であってよい。いくつかの実施形態では、水酸化アルミニウム粉末は、ギブサイト、ベーマイト、ダイアスポア、またはこれらの任意の組み合わせであってよい。いくつかの実施形態では、酸化アルミニウム前駆体粉末は、遷移性酸化アルミニウム相を含有する酸化アルミニウム粉末であってよい。例えば、酸化アルミニウム前駆体粉末は、ガンマ（γ）、イータ（η）、シータ（θ）、カイ（χ）、（カッパ）κ、および／またはデルタ（δ）相酸化アルミニウムを含むことができる。
酸化アルミニウム前駆体粉末の粒子は、５ミクロン未満の平均一次結晶子径を有する複数の結晶子を含むことができる。いくつかの実施形態では、酸化アルミニウム前駆体粉末の粒子は、少なくとも０．０１ミクロン〜５ミクロン以下の範囲内の平均一次結晶子径を有する複数の結晶子を含むことができる。酸化アルミニウム前駆体粉末はまた、少なくとも約１００ｍ２／ｇの比表面積および少なくとも約２ｇ／ｃｍ３の密度を有することができる。
アルミナを含む研削粒子を生成するために、上記の酸化アルミニウム前駆体粉末をか焼することができる。酸化アルミニウム前駆体粉末をか焼すると、酸化アルミニウムが形成される。しかしながら、酸化アルミニウムは、γ、η、θ、χ、κ、δ、および／またはアルファ（α）相を含む様々な相にあり得る。酸化アルミニウムの各相は、固有の結晶構造および特性を有することができる。
とりわけ、ロータリーキルン、スタティックキルン、マッフル炉、エレベータキルン、またはプッシャーキルンを含む様々なデバイスを、酸化アルミニウム前駆体粉末のか焼に使用することができる。か焼プロセスの温度は、約７００〜１６００℃、例えば約８００〜１５００℃、約９００〜１４００℃、約１０００〜１３００℃、または約１１００〜１３００℃であり得る。か焼時間は、約１〜４８時間、例えば約１２〜４８時間、約２４〜４８時間であり得る。
か焼粉末の粒子は、約５ミクロン未満、例えば、約２ミクロン未満、または約１ミクロン未満、または約０．５ミクロン未満の平均一次結晶子径を有する複数の結晶子を含むことができる。いくつかの実施形態では、か焼粉末の粒子は、約０．０１〜５ミクロン未満、約０．０５〜２ミクロン未満、約０．０７５〜１ミクロン未満、または約０．１〜０．５ミクロン未満の平均一次結晶子径を有する複数の結晶子を含むことができる。
か焼粉末はまた、約１〜２０ｍ２／ｇの比表面積（ＳＳＡ）および約３ｇ／ｃｍ３以上の、例えば少なくとも３ｇ／ｃｍ３かつ４ｇ／ｃｍ３以下を含む範囲内の密度を有することができる。
か焼粉末はまた、多孔性であり得る。具体的には、か焼粉末は、メソ多孔性およびマクロ多孔性であり得る。メソ多孔性およびマクロ多孔性は、細孔容積および細孔径によって定量化できる。例えば、か焼粉末の少なくとも一部は、０．００１〜０．５ｃｍ３／ｇの範囲内の細孔容積および約２〜５０ｎｍの細孔径を有するメソ多孔性であり得る。加えて、か焼粉末の少なくとも一部は、約０．０１〜０．２ｃｍ３／ｇの細孔容積および約５０〜５００ｎｍの細孔径を有するマクロ多孔性であり得る。
か焼後、粉末を微粉砕して、所望の粒子径分布を達成することができる。粒子径分布は、様々な特徴によって説明できる。とりわけ、垂直撹拌機、水平撹拌機、ロールミル、ジェットミル、または遊星ミルを含む様々なデバイスを、か焼粉末の微粉砕に使用することができる。加えて、微粉砕は湿式または乾式プロセスで行うことができる。
例えば、湿式プロセスには、スピンドルおよび微細媒体を採用する垂直撹拌機の使用が含まれ得る。垂直撹拌機における媒体：粉末の比率は約２：１であり得、垂直撹拌機のｒｐｍは約１００〜１５００ｒｐｍであり得、界面活性剤を使用してゼータ電位および分散を制御することができる。
乾式微粉砕プロセスの例には、ロールミルおよびジェットミルが含まれる。ロールミルには、異なる負荷の媒体および粉末を含めることができる。加えて、ローリングのＲＰＭを変化できる。ジェットミルは、粒子の圧搾空気衝撃を使用して粒子を微粉砕することができる。加えて、空気分級機をジェットミルとともに採用して、粒子の分布サイズを注意深く制御することができる。さらに、媒体を含有するセラミック容器内の粉末の回転衝撃微粉砕に依存する遊星ミルを使用することができる。
いくつかの実施形態では、微粉砕粉末は、液体担体に入れてスラリーを形成し得る複数の研削粒子として使用され得る。複数の研削粒子を液体担体に懸濁させることができる。液体担体は、水または他の材料であり得る。
１つの特定の態様では、研磨組成物中の複数の研削粒子は、ある特定の含有量のアルミナを含むことができ、これは、組成物の改善された性能を促進し得る。例えば、複数の研削粒子は、複数の研削粒子の総重量に対して、少なくとも６０重量％の、例えば、少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％のアルミナを含み得る。さらに別の実施形態では、複数の研削粒子は、複数の研削粒子の総重量に対して９９重量％以下のアルミナを含み得る。別の実施形態では、複数の研削粒子は、アルミナから本質的になり得る。複数の研削粒子内に微量の不純物が含まれている可能性はあるが、研削粒子は依然としてアルミナから本質的になると見なすことができることが理解されよう。
別の実施形態では、複数の研削粒子は、アルファアルミナを含み得る。特定の例では、複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得る特定の含有量のアルファアルミナを含み得る。例えば、複数の研削粒子は、複数の研削粒子の総重量に対して、少なくとも６０重量％の、例えば、少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％のアルファアルミナを含み得る。さらに、１つの非限定的な実施形態では、複数の研削粒子は、複数の研削粒子の総重量に対して９９重量％以下のアルファアルミナを有することができる。複数の研削粒子中のアルファアルミナの含有量は、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されよう。
ある特定の例において、複数の研削粒子は、遷移アルミナを含み得る。遷移アルミナ種には、シータ相、ガンマ相、およびデルタ相アルミナが含まれ得る。少なくとも１つの態様では、遷移アルミナは、シータ相アルミナの大部分の含有量を含み得る。より具体的には、遷移アルミナは、ガンマ（γ）、η、シータ（θ）、カイ（χ）、（カッパ）κ、および／またはデルタ（δ）相酸化アルミニウムを含む。少なくとも１つの特定の実施形態では、複数の研削粒子は、シータ相、ガンマ相、およびデルタ相アルミナを含むことができ、シータ相アルミナの含有量は、ガンマ相またはデルタ相アルミナの含有量より多くてもよい。研削粒子の特定の実施形態は、アルファアルミナおよび遷移アルミナを含み得る。より具体的には、少なくとも１つの実施形態では、複数の研削粒子は、アルファアルミナおよび遷移アルミナから本質的になり得る。研削粒子に存在する相の評価は、３０ｋＶおよび１５ｍＡで動作し、２度／分のスキャン速度を使用するＲｉｇａｋｕ Ｍｉｎｉｆｌｅｘ ＩＩを使用して収集されたＸ線回折データを介して完了する。アルファアルミナおよび遷移アルミナの含有量の定量化は、Ｂｒｕｋｅｒ製のＲｅｉｔｖｅｌｄ ＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔソフトウェアＴｏｐａｓ４．２を使用して実行する。
さらに、別の実施形態では、複数の研削粒子は、式Ｃｐ＝Ｃｔ／Ｃａによって定義される特定のアルミナ相含有比率（Ｃｐ）を有し得、式中、Ｃａは、複数の研削粒子中のアルファアルミナの含有量（体積％）を表し、Ｃｔは、遷移相の含有量（体積％）を表す。例えば、研削粒子に９０重量％のアルファアルミナおよび１０重量％の遷移相アルミナが含まれている場合、アルミナ相含有比率は（１０％／９０％）＝０．１１になる。研削粒子のアルミナ相含有比率は、組成物の改善された性能を促進し得る。ある特定の例において、複数の研削粒子は、遷移アルミナの含有量はない、０のアルミナ相含有比率を有し得る。さらに、他の例では、アルミナ相含有比率（ｃｐ）は、少なくとも０．０１、例えば、少なくとも０．０２、または少なくとも０．０３、または少なくとも０．０４、または少なくとも０．０５、または少なくとも０．０６、または少なくとも０．０７、または少なくとも０．０８、または少なくとも０．０９、または少なくとも０．１、または少なくとも０．１５、または少なくとも０．２、または少なくとも０．２５、または少なくとも０．３、または少なくとも０．３５、または少なくとも０．４、または少なくとも０．５、または少なくとも０．６、または少なくとも０．７、または少なくとも０．８、または少なくとも０．９、または少なくとも１、または少なくとも２、または少なくとも３、または少なくとも４、または少なくとも５、または少なくとも６、または少なくとも７、または少なくとも８、または少なくとも９、または少なくとも１０、または少なくとも２０、または少なくとも３０、または少なくとも４０、または少なくとも５０、または少なくとも６０、または少なくとも７０、または少なくとも８０、または少なくとも９０、または少なくとも１００であり得る。さらに、１つの非限定的な実施形態では、複数の研削粒子のアルミナ相含有比率は、１００以下、例えば、９０以下、または８０以下、または７０以下、または６０以下、または５０以下、または４０以下、または３０以下、または２０以下、または１０以下、または５以下、または１以下、または０．５以下、または０．２以下、または０．１以下、または０．０５以下であり得る。アルミナ相含有比率は、例えば、少なくとも０〜１００以下を含む範囲内、または少なくとも０〜５０以下の範囲内、または少なくとも０．０１〜２０以下の範囲内、または少なくとも０．０５〜１以下の範囲内を含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。
複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得る、ある特定の含有量の多結晶遷移アルミナを含み得る。例えば、複数の研削粒子は、複数の研削粒子の総重量に対して、少なくとも１重量％の、例えば、２重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも１０重量％、または少なくとも１２重量％、または少なくとも１５重量％、または少なくとも１８重量％、または少なくとも２０重量％の多結晶遷移アルミナを含み得る。さらに、１つの非限定的な実施形態では、複数の研削粒子は、複数の研削粒子の総重量に対して３０重量％以下の、例えば、２５重量％以下、または２２重量％以下、または２０重量％以下、または１８重量％以下、または１５重量％以下、または１２重量％以下、または１０重量％以下の多結晶遷移アルミナを有することができる。多結晶遷移アルミナの含有量は、上記の最小および最大パーセンテージのいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されよう。
特定の例では、複数の研削粒子はアルファアルミナから本質的になり得、より具体的には、複数の研削粒子は多結晶アルファアルミナから本質的になり得る。１つの特定の実施形態によれば、複数の研削粒子は、複数の研削粒子の総重量に対して少なくとも６０重量％の、例えば、少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％の多結晶アルファアルミナを含み得る。他の実施形態では、複数の研削粒子は、複数の研削粒子の総重量に対して、９９重量％以下の、例えば、９７重量％以下、または９５重量％以下、または９０重量％以下、または８８重量％以下、または８５重量％以下、または８３重量％以下、または８０重量％以下の多結晶アルファミナを含み得る。複数の研削粒子中の多結晶アルファアルミナ含有量は、記載された最小数および最大数のパーセンテージのいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されよう。
複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得る特定の粒子径分布を有し得る。一態様では、粒子径分布は、一峰性または単峰性の分布であり得る。本明細書で使用される場合、ある値ｍに対して、ｘ≦ｍで単調に増加し、ｘ≧ｍで単調に減少する場合、分布は一峰性または単峰性である。その場合、ｆ（ｘ）の最大値はｆ（ｍ）であり、他の極大値はない。
粒子径分布の特徴は、Ｈｏｒｉｂａ ＬＡ９５０を使用したレーザー散乱によって測定される。脱イオン水を循環浴媒体として使用する。０．０ｉの虚数値で１．６６の屈折率が使用される。水の屈折率は１．３３３である。試料は、ガラスビーカー内の３０ｍｌの脱イオン水に０．５ｇの試料を導入することによって調製する。水のｐＨは６．４に設定されている。分析装置は、ｐＨ６．４の脱イオン水で分析するために、ｐＨ６．４の追加の脱イオン水で２回リンスしてからバックフィリングすることによって調製される。Ｄａｒｖａｎ Ｃの１％溶液を３滴、試料チャンバに加える。分析装置の位置合わせをし、ブランクにした後、循環と撹拌を開始する。循環と撹拌はそれぞれ１５と５に保たれる。試料は、９０％〜９５％の透過率レベルが達成されるまで試料チャンバに導入される。データを取得する前に、試料を２分間循環させる。
分析からのデータは、統計分析を提供できる好適なコンピュータソフトウェアにインポートされる。この場合、Ｄ０〜Ｄ１００のすべてのデータがＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌにインポートされる。次に、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌのデータ分析機能を使用して、分布の詳細を分析する。
１つの特定の実施形態では、複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得るある特定のメジアン粒子径を有することができる。メジアン粒子径（Ｄ５０）は、粒子径分布の５０パーセンタイルでの粒子径である。例えば、複数の研削粒子のメジアン粒子径（Ｄ５０）は、少なくとも１ミクロン、例えば、少なくとも２ミクロン、少なくとも３ミクロン、少なくとも４ミクロン、少なくとも５ミクロン、少なくとも６ミクロン、少なくとも７ミクロン、または少なくとも８ミクロン、または少なくとも９ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１５ミクロン、または少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロン、または少なくとも４０ミクロン、または少なくとも４５ミクロン、または少なくとも５０ミクロン、または少なくとも５５ミクロン、または少なくとも６０ミクロン、または少なくとも８０ミクロン、または少なくとも１００ミクロン、または少なくとも２００ミクロン、または少なくとも３００ミクロン、または少なくとも４００ミクロン、または少なくとも５００ミクロン、または少なくとも８００ミクロン、または少なくとも１０００ミクロン、または少なくとも２０００ミクロン、または少なくとも３０００ミクロン、または少なくとも４０００ミクロン、または少なくとも５０００ミクロンであり得る。別の非限定的な実施形態では、複数の研削粒子のメジアン粒子径（Ｄ５０）は、６０００ミクロン以下、例えば、５０００ミクロン以下、または４０００ミクロン以下、または３０００ミクロン以下、または２０００ミクロン以下、または１０００ミクロン以下、または８００ミクロン以下、または５００ミクロン以下、または２００ミクロン以下、または１００ミクロン以下、または８０ミクロン以下、または７０ミクロン以下、６０ミクロン以下、または５０ミクロ以下であり得る。メジアン粒子径は、例えば、少なくとも３ミクロンかつ２００ミクロン以下を含む範囲内、または５ミクロンかつ１００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも５ミクロンかつ５０ミクロン以下を含む範囲内を含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。
いくつかの例では、複数の研削粒子は、１００パーセント分布値（Ｄ１００〜Ｄ０）を有することができ、それらは、組成物の改善された性能を促進し得る。１００パーセント分布値は、分布の全範囲の粒子径（ミクロン）を定義できる。例えば、複数の研削粒子は、少なくとも２０ミクロンの、例えば、少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロン、または少なくとも４０ミクロン、または少なくとも４５ミクロン、または少なくとも５０ミクロン、または少なくとも５５ミクロン、または少なくとも６０ミクロン、または少なくとも８０ミクロン、または少なくとも１００ミクロン、または少なくとも１２０ミクロン、または少なくとも１５０ミクロン、または少なくとも１８０ミクロン、または少なくとも２００ミクロン、または少なくとも３００ミクロン、または少なくとも５００ミクロン、または少なくとも８００ミクロン、または少なくとも１０００ミクロン、または少なくとも２０００ミクロン、または少なくとも３０００ミクロン、または少なくとも４０００ミクロン、または少なくとも５０００ミクロンの１００パーセント分布値を有し得る。さらに、別の非限定的な実施形態では、１００パーセント分布値は、２０，０００ミクロン以下、例えば、１５，０００ミクロン以下、または１０，０００ミクロン以下、または５０００ミクロン以下、または２０００ミクロン以下、または１０００ミクロン以下、または８００ミクロン以下、または５００ミクロン以下、または２００ミクロン以下、または１８０ミクロン以下、または１５０ミクロン以下、または１２０ミクロン以下、または１００ミクロン以下、または８０ミクロン以下であり得る。１００パーセント分布値は、例えば、少なくとも２０ミクロンかつ１０００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも２０ミクロンかつ５００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも２０ミクロンかつ２００ミクロン以下を含む範囲内を含む、上記で提供された最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。
さらに別の実施形態では、複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得る特定の８０パーセント分布値（Ｄ９０〜Ｄ１０）を有する粒子径分布を有し得る。Ｄ９０は、粒子径分布の９０パーセンタイルでの研削粒子の粒子径値であると理解されている。つまり、Ｄ９０は、分布内の粒子の８９％が小さい粒子径を有する値を説明する。Ｄ１０は、粒子径分布の１０パーセンタイルでの研削粒子の粒子径値であると理解されている。つまり、Ｄ１０は、分布内の粒子の８９％がより大きな粒子径を有する値を説明する。例えば、複数の研削粒子は、少なくとも６ミクロン、例えば、少なくとも７ミクロン、少なくとも８ミクロン、少なくとも９ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１５ミクロン、または少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロン、または少なくとも４０ミクロン、または少なくとも４５ミクロン、または少なくとも５０ミクロン、または少なくとも５５ミクロン、または少なくとも６０ミクロン、または少なくとも８０ミクロン、または少なくとも１００ミクロン、または少なくとも２００ミクロン、または少なくとも３００ミクロン、または少なくとも４００ミクロン、または少なくとも５００ミクロン、または少なくとも８００ミクロン、または少なくとも１０００ミクロン、または少なくとも２０００ミクロン、または少なくとも３０００ミクロン、または少なくとも４０００ミクロン、または少なくとも５０００ミクロン、または少なくとも６０００ミクロン、または少なくとも７０００ミクロンの８０パーセント分布値を有することができる。別の非限定的な実施形態では、８０パーセント分布値は、８０００ミクロン以下、例えば、７０００ミクロン以下、または６０００ミクロン以下、または５０００ミクロン以下、または４０００ミクロン以下、または３０００ミクロン以下、または２０００ミクロン以下、または１０００ミクロン以下、または８００ミクロン以下、または５００ミクロン以下、または２００ミクロン以下、または１００ミクロン以下、または８０ミクロン以下、または７０ミクロン以下、または６０ミクロン以下、または５０ミクロン以下であり得る。８０パーセント分布値は、例えば、少なくとも８ミクロンかつ８００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも８ミクロンかつ２００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも８ミクロンかつ１００ミクロン以下を含む範囲内を含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。
複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を容易にすることができる半８０パーセント分布値（（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０）を有し得る。例えば、複数の研削粒子の粒子径分布は、少なくとも０．０００２５の、例えば、少なくとも０．０００５、または少なくとも０．００１、または少なくとも０．００５、または少なくとも０．００８、または少なくとも０．０１、または少なくとも０．０５、または少なくとも０．０８、または少なくとも０．１、または少なくとも０．２、または少なくとも０．３、または少なくとも０．５、または少なくとも０．８、または少なくとも１、または少なくとも２、または少なくとも３、または少なくとも４、または少なくとも５、または少なくとも６、または少なくとも７、または少なくとも８、または少なくとも９または少なくとも１０、または少なくとも１１、または少なくとも２０、または少なくとも５０、または少なくとも１００、または少なくとも２００、または少なくとも４００、または少なくとも６００、または少なくとも８００、または少なくとも１０００の半８０％分布値を有し得る。さらに、非限定的な実施形態では、複数の研削粒子は、１５００以下の、例えば、１０００以下、または８００以下、または６００以下、または４００以下、または２００以下、または１００以下、または８０以下、または５０以下、または２０以下、または１０以下、または８以下、または６以下、または４以下、または２以下、または１．５以下、または１以下、または０．５以下、または０．１以下、または０．０５以下、または０．０１以下、または０．００５以下、または０．００１以下の半８０パーセント分布値を有することができる。半８０パーセント分布値は、例えば、少なくとも０．００２５かつ１０００以下を含む範囲内、または少なくとも０．１かつ１００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも０．５かつ２以下を含む範囲内を含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。
他の例では、複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得る特定の半１００パーセント分布値（（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０）を有する粒子径分布を有することができる。例えば、半１００パーセント分布値（（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０）は、少なくとも０．００１、例えば、少なくとも０．００５、または少なくとも０．０１、または少なくとも０．０５、または少なくとも０．１、または少なくとも０．５、または少なくとも０．８、または少なくとも１、または少なくとも２、または少なくとも４、または少なくとも６、または少なくとも８、または少なくとも１０、または少なくとも１５、または少なくとも２０、または少なくとも２５、または少なくとも３０、または少なくとも３５、または少なくとも２０、または少なくとも１００、または少なくとも２００、または少なくとも４００、または少なくとも６００、または少なくとも８００、または少なくとも１０００、または少なくとも２０００、または少なくとも３０００であってよい。他の例では、半１００パーセント分布値は、３５００以下、例えば、３０００以下、または２０００以下、または１０００以下、または８００以下、または５００以下、または２００以下、または１００以下、または８０以下、または５０以下、または４０以下、または３０以下、または２０以下、または１０以下、または５以下、または１以下、または０．５以下、または０．１以下、または０．０５以下、または０．０１以下であり得る。半１００パーセント分布値は、例えば、少なくとも０．００１かつ１０００以下を含む範囲内、または少なくとも０．１かつ１００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも０．１かつ５０以下を含む範囲内を含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。特定の実施形態では、半１００パーセント分布値は、少なくとも１かつ７．５以下であり得る。
ある特定の例では、複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得る特定の平均粒子径を有する粒子径分布を有することができる。本明細書で使用される場合、平均は算術平均（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｍｅａｎ）または平均（ａｖｅｒａｇｅ）である。例えば、複数の研削粒子は、少なくとも６ミクロンの、例えば、少なくとも７ミクロン、または少なくとも８ミクロン、または少なくとも９ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１５ミクロン、または少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロン、または少なくとも４０ミクロン、または少なくとも４５ミクロン、または少なくとも５０ミクロン、または少なくとも５５ミクロン、または少なくとも６０ミクロン、または少なくとも８０ミクロン、または少なくとも１００ミクロン、または少なくとも２００ミクロン、または少なくとも３００ミクロン、または少なくとも４００ミクロン、または少なくとも５００ミクロン、または少なくとも８００ミクロン、または少なくとも１０００ミクロン、または少なくとも２０００ミクロン、または少なくとも３０００ミクロン、または少なくとも４０００ミクロン、または少なくとも５０００ミクロンの平均粒子径を有し得る。さらに別の実施形態では、複数の研削粒子は、６０００ミクロン以下の、例えば、５０００ミクロン以下、または４０００ミクロン以下、または３０００ミクロン以下、または２０００ミクロン以下、または１０００ミクロン以下、または８００ミクロン以下、または５００ミクロン以下、または２００ミクロン以下、または１００ミクロン以下、または８０ミクロン以下、または７０ミクロン以下、または６０ミクロン以下、または５０ミクロン以下の平均粒子径を有し得る。さらに、複数の研削粒子は、少なくとも６ミクロンかつ１００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも６ミクロンかつ５０ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも６ミクロンかつ１５ミクロン以下を含む範囲内を含むがこれらに限定されない、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内の平均粒子径を有し得ることが理解されるであろう。
別の実施形態では、粒子径分布は、組成物の改善された性能を促進し得る特定の歪度を有し得る。例えば、複数の研削粒子は、少なくとも１の、例えば、少なくとも１．５、または少なくとも２、または少なくとも２．３、または少なくとも２．５、または少なくとも２．８、または少なくとも３、または少なくとも４、または少なくとも５、または少なくとも６、または少なくとも７、または少なくとも８、または少なくとも９、または少なくとも１０、または少なくとも１１、または少なくとも１２、または少なくとも１３、または少なくとも１４、または少なくとも１５の歪度を有し得る。さらに、別の非限定的な実施形態では、複数の研削粒子は、２０以下の、例えば、１９以下、または１８以下、または１７以下、または１６以下、または１５以下、または１４以下、または１３以下、または１２以下、または１１以下、または１０以下、または９以下、または８以下、または７以下、または６以下、または５以下、または４以下、または３以下、または２以下の歪度を有し得る。複数の研削粒子は、例えば、少なくとも１かつ２０以下の範囲内、または少なくとも２かつ１２以下の範囲内、または少なくとも２．３かつ５以下の範囲内を含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内の歪度を有し得ることが理解されるであろう。本明細書で使用される場合、歪度は、その平均に関する実数値確率変数の確率分布の非対称性の尺度である。本明細書での歪度値は、参照し易いように正の値としてのみ報告されている。しかしながら、歪度値は、平均からの非対称性に応じて、正の値または負の値のいずれかを有することができることが理解されよう。
別の実施形態では、粒子径分布は、組成物の改善された性能を促進し得る特定の尖度を有し得る。例えば、複数の研削粒子は、０より大きい尖度、例えば、少なくとも１、または少なくとも２、または少なくとも３、または少なくとも４、または少なくとも５、または少なくとも６、または少なくとも７、または少なくとも８、または少なくとも９、または少なくとも１０、または少なくとも１５、または少なくとも２０、または少なくとも２５、または少なくとも３０、または少なくとも３５、または少なくとも４０、または少なくとも４５、または少なくとも５０、または少なくとも５５、または少なくとも６０、または少なくとも６５、または少なくとも７０、または少なくとも７５、または少なくとも８０、または少なくとも８５、または少なくとも９０の尖度を有し得る。さらに、別の非限定的な実施形態では、複数の研削粒子は、１００以下の、例えば、または９０以下、または８０以下、または７０以下、または６０以下、または５０以下、または４０以下、または３０以下、または２０以下、または１５以下、または１２以下、または１０以下、または９以下、または８以下、または７以下、または６以下、または５以下、または４以下、または３以下の尖度を有し得る。粒子径分布は、例えば、少なくとも１〜１００以下の範囲内、または少なくとも２〜２０以下の範囲内、または少なくとも４．５〜１０以下の範囲内を含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内の尖度を有し得ることが理解されるであろう。尖度は、確率分布の形状の記述子であり、本明細書ではＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌの「尖度」関数を使用して測定される。
さらに別の実施形態では、本開示の複数の粒子の研削粒子の粒子径分布は、２０以下、例えば、１５以下、または１０以下、または８以下、または７以下、または６以下の分散を有することができる。別の態様では、粒子径分布は、少なくとも３、または少なくとも４、または少なくとも５の分散を有することができる。粒子径分布の分散は、上記の最小値および最大値のいずれかを含む値であり得る。特定の実施形態では、粒子径分布は、少なくとも４かつ１５以下の分散を有することができる。本明細書で使用される場合、分散は、平均値との差の２乗の平均として定義され、標準のＥｘｃｅｌ関数で計算できる。
ある特定の例では、複数の研削粒子は、ある特定の他の研削粒子と比較して比較的多孔性であり得る。例えば、複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得るある特定の多孔性を有し得る。ある特定の例において、複数の研削粒子は、少なくとも５体積％の、例えば、少なくとも８体積％、または少なくとも１０体積％、または少なくとも１２体積％、または少なくとも１５体積％、または少なくとも１８体積％、または少なくとも２０体積％、または少なくとも２２体積％、または少なくとも２５体積％、または少なくとも２７体積％、または少なくとも３０体積％、または少なくとも３２体積％、または少なくとも３５体積％、または少なくとも３８体積％、または少なくとも４０体積％、または少なくとも４２体積％、または少なくとも４５体積％、または少なくとも４７体積％、または少なくとも５０体積％、または少なくとも５５体積％、または少なくとも６０体積％、または少なくとも６５体積％、または少なくとも７０体積％、または少なくとも７５体積％、または少なくとも８０体積％の多孔性を有し得る。さらに、別の非限定的な実施形態では、複数の研削粒子は、複数の研削粒子の総体積に対して８０体積％以下、または７５体積％以下、または７０体積％以下、または６５体積％以下、または６０体積％以下、または５５体積％以下、または５０体積％以下、または４５体積％以下、または４０体積％以下、または３５体積％以下、または３０体積％以下、または２５体積％以下、または２０体積％以下、または１５体積％以下の多孔性を有し得る。さらに、複数の研削粒子は、上記の最小および最大パーセンテージのいずれかを含む範囲内の多孔性を有し得ることが理解されるであろう。特定の実施形態では、多孔性は、少なくとも４０体積％かつ５５体積％以下であり得る。
複数の研削粒子は、多孔性に関連するある特定の形態を有し得る。より特定の例では、研削粒子は、ある特定のサイズおよび形状を有するメソ多孔性として定義される非常に微細な細孔の含有量を有し得る。少なくとも１つの実施形態では、複数の研削粒子は、少なくとも２０接合点／ミクロン２の、例えば、少なくとも２５接合点／ミクロン２、または少なくとも３０接合点／ミクロン２、または少なくとも３５接合点／ミクロン２、または少なくとも４０接合点／ミクロン２、または少なくとも４５接合点／ミクロン２、または少なくとも５０接合点／ミクロン２、または少なくとも５５接合点／ミクロン２、または少なくとも６０接合点／ミクロン２、または少なくとも６５接合点／ミクロン２、または少なくとも７０接合点／ミクロン２、または少なくとも７５接合点／ミクロン２、または少なくとも８０接合点／ミクロン２、または少なくとも８５接合点／ミクロン２、または少なくとも９０接合点／ミクロン２の平均メソ分岐指数を有するメソ多孔性を有することができる。さらに、別の非限定的な実施形態では、平均メソ分岐指数は、１５０接合点／ミクロン２２以下、または１４０接合点／ミクロン２以下、または１３０接合点／ミクロン２以下、または１２０接合点／ミクロン２以下、または１１０接合点／ミクロン２以下、または１００接合点／ミクロン２以下、または９０接合点／ミクロン２以下、または８０接合点／ミクロン２以下、または７０接合点／ミクロン２以下であり得る。特定の実施形態では、平均メソ分岐指数は、少なくとも５５接合点／ミクロン２かつ８０接合点／ミクロン２以下であり得る。平均メソ分岐指数は、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内にあり得ることが理解されるであろう。
メソ多孔性およびメソ分岐指数は、以下のように評価される。走査型電子顕微鏡で評価するために、研削粒子の１つ以上の試料を調製する。試料の調製は、Ｂｕｅｈｌｅｒ ＡｕｔｏＭｅｔ３００を使用して完了される。試料を、２液型エポキシを使用して１．２５インチのカップに入れる。最初の研削ステップは、メタルボンドダイヤモンドディスクを使用して行われる。研磨ステップは、様々な研磨布と一緒にダイヤモンドペーストを使用して行われる。研磨された断面は、Ｑｕｏｒｕｍ Ｑ１５０Ｔ ＥＳを使用して、厚さ１０ｎｍのクロム層でコーティングされる。
画像化は、１０ｋＶ、電流２００Ｐｉｃｏアンペアで動作するＺｅｉｓｓ Ｍｅｒｌｉｎ走査型電子顕微鏡で、インレンズおよび二次電子検出器からの信号の５０：５０混合を利用して実行される。画像は、５ミクロンの画像幅を使用して取得された。図１は、本明細書の実施形態の研削粒子の代表的な画像を含む。ランダムに選択された粒子からの複数の画像を使用して、統計的に関連するデータセットを作成することができる。
画像は、ｈｔｔｐ：／／ｉｍａｇｅｊｄｏｃｕ．ｔｕｄｏｒ．ｌｕ／ｄｏｋｕ．ｐｈｐ？ｉｄ＝ｐｌｕｇｉｎ：ａｎａｌｙｓｉｓ：ａｎａｌｙｚｅｓｋｅｌｅｔｏｎ：ｓｔａｒｔで入手可能なスケルトン分析機能を有するＩｍａｇｅＪなどの画像分析ソフトウェアを使用して評価される。
画像処理のステップは次を含む：ａ）ＩｍａｇｅＪで画像を開く、ｂ）「プロセス」および「フィルター」メニューから「アンシャープマスク」機能を選択する。「アンシャープマスク」機能は、半径１．０ピクセル、マスクの重み０．６０で完了する。画像処理の次のステップには、プロセスメニューの「局所的コントラスト強調（ＣＬＡＨＥ）」機能が含まれる。局所的コントラスト強調機能は、１２７のブロックサイズ、２５６のヒストグラムビン、３．０の最大スロープ、およびマスクなしの基準を使用して完了する。次のステップには、「プロセス」および「フィルター」メニューから「メジアン」機能を選択することが含まれる。「メジアン」関数は、半径２．０ピクセルで評価される。
「メジアン」機能を実施した後、画像は「プロセス」および「バイナリ」メニューの「バイナリ作成」機能に従って処理される。図３は、「バイナリ作成」機能を使用した後の研削粒子の一部の代表的な画像である。
「バイナリ作成」機能を実施した後、「処理」および「ノイズ」メニューの「スペックル除去」機能に従って画像が処理される。画像のスペックル除去後、「処理」および「バイナリ」メニューの「スケルトン化」機能に従って処理される。図４は、「スケルトン化」機能を使用した後の研削粒子の一部の代表的な画像である。
「スケルトン化」機能を実施した後、「分析」および「スケルトン」メニューの「スケルトン分析」機能に従って画像が処理される。プルーンサイクル（ｐｒｕｎｅ ｃｙｃｌｅ）のドロップダウンメニュー内の「最短ブランチ」を選択する。「終了を削除」トグルボックスをオンにする。
プルーンサイクル法分析は、分岐指数を評価するのに好適なデータを提供する。「スケルトン分析」機能が完了した後、「＃接合点」列を合計することにより、接合点の総数が計算される。メソ分岐指数を計算するには、接合部の総数を顕微鏡写真画像の面積で割る。これにより、μｍ２あたりの接合点を得る。
別の実施形態では、複数の研削粒子は、非常に微細な細孔のある特定の含有量を作り出すメソ多孔性を有し得、組成物の改善された性能を促進し得る。例えば、複数の研削粒子は、少なくとも０．００１ミクロン、または少なくとも０．０１ミクロン、または少なくとも０．１ミクロン、または少なくとも１ミクロン、または少なくとも１０ミクロンの平均細孔径を有し得る。さらに、別の非限定的な実施形態では、複数の研削粒子は、１０ミクロン以下の、例えば、９ミクロン以下、または８ミクロン以下、または７ミクロン以下、または６ミクロン以下、または５ミクロン以下、または４ミクロン以下、または３ミクロン以下、または２ミクロン以下、または１ミクロン以下、または０．１ミクロン以下、または０．０１ミクロン以下の平均細孔径を有し得る。複数の研削粒子は、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内の平均細孔径を有することができることが理解されるであろう。
平均細孔径は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ａｕｔｏｐｏｒｅ ＩＶシステムを使用して評価される。研削粒子の多孔性のパーセンテージは、測定された多孔性が研削材間のものではなく、内部の研削材構造に固有であることを保証するために、５ミクロン未満の細孔分布データから取得される。平均細孔径範囲は、ｌｏｇ差分圧入（ｌｏｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ）対細孔直径から決定される。
複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得る特定の表面積を有し得る。例えば、複数の研削粒子は、少なくとも１ｍ２／ｇの、例えば、少なくとも２ｍ２／ｇ、または少なくとも４ｍ２／ｇ、または少なくとも６ｍ２／ｇ、または少なくとも８ｍ２／ｇ、または少なくとも１０ｍ２／ｇ、または少なくとも１２ｍ２／ｇ、または少なくとも１５ｍ２／ｇ、または少なくとも１８ｍ２／ｇ、または少なくとも２０ｍ２／ｇ、または少なくとも２２ｍ２／ｇ、または少なくとも２５ｍ２／ｇ、または少なくとも２８ｍ２／ｇの平均表面積を有し得る。さらに、別の非限定的な実施形態では、複数の研削粒子の平均表面積は、３０ｍ２／ｇ以下、例えば、２８ｍ２／ｇ以下、または２６ｍ２／ｇ以下、または２４ｍ２／ｇ以下、または２２ｍ２／ｇ以下、または２０ｍ２／ｇ以下、または１８ｍ２／ｇ以下、または１６ｍ２／ｇ以下、または１４ｍ２／ｇ以下、または１２ｍ２／ｇ以下、または１０ｍ２／ｇ以下であり得る。平均表面積は、例えば、少なくとも１ｍ２／ｇかつ３０ｍ２／ｇ以下を含む範囲内、例えば、少なくとも２ｍ２／ｇかつ２０ｍ２／ｇ以下を含む範囲内、または少なくとも４ｍ２／ｇかつ１０ｍ２／ｇ以下を含む範囲内を含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。表面積の測定値は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｔｒｉｓｔａｒ ＩＩ Ｐｌｕｓで窒素ＢＥＴ法を使用して測定される。
組成物は、複数の研削粒子の研削材以外に、他の成分を含み得る。例えば、ある特定の例において、組成物は、界面活性剤、分散剤、湿潤剤、増粘剤、消泡剤、抗菌剤、懸濁助剤、安定剤、潤滑剤、レオロジー調整剤、またはそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含み得る。例えば、ある特定の任意選択の添加剤は、酸化剤、分散剤、界面活性剤、潤滑剤、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。酸化剤のいくつかの好適な例には、過酸化物（例えば、Ｈ２Ｏ２）、過硫化物（例えば、Ｈ２Ｓ２）、過塩素酸塩（例えば、ＫＣｌＯ４）、過ヨウ素酸塩（例えば、ＫＩＯ４）、過臭素酸塩（例えば、ＫＢｒＯ４）、過マンガン酸塩（例えば、ＫＭｎＯ４）、クロム酸塩（例えば、Ｋ３ＣｒＯ８）、硝酸セリウムアンモニウム（例えば、（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６）、フェロシアニド（例えば、Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６）、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。分散剤のいくつかの好適な例には、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、ポリナフタレンスルホン酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸アンモニウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、リグノスルホン酸ナトリウムが含まれる。界面活性剤のいくつかの好適な例には、オレイン酸、臭化セチルトリメチルアンモニウム、ドデカンチオール、オレイルアミン、ドデシル硫酸ナトリウム、ヒドロキシルホスホノ酢酸、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。潤滑剤のいくつかの好適な例には、フッ素系界面活性剤、ステアリン酸亜鉛、二酸化マンガン、二硫化モリブデン、アルミノケイ酸塩、有機ケイ素コポリマー、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。
さらに、ある特定の他の例では、組成物は、乾燥または湿潤組成物であり得る。湿潤組成物は、担体中の複数の研削粒子の分散を促進する液相担体を使用することができる。すなわち、複数の研削粒子を液体担体中に懸濁させてスラリーを形成することができる。乾燥粉末組成物を形成した後、それを顧客に出荷することができ、顧客は、液体担体を添加して、スラリーの形態の研磨組成物を作り出すことができる。しかしながら、他の例では、乾燥粉末組成物は、顧客に送られる前に液体担体内に分散され得る。液体担体のいくつかの好適な例には、極性または非極性の液状物質が含まれ得る。一実施形態では、担体は水を含むことができ、水から本質的になり得、より具体的には、脱イオン水から本質的になり得る。
実施形態の組成物は、様々な産業、特に自動車産業で使用することができる。例えば、この組成物は、様々な自動車（例えば、車、ボート、飛行機など）のためのクリアコートおよび／またはハードコートに使用することができる。より具体的には、これらの研削研磨材は、自動車のクリアコートまたはハードコートを平らにするための粗い除去ステップで、および／または高仕上げ（ｈｉｇｈ ｆｉｎｉｓｈ）を得るための第２の仕上げステップで使用することができる。
ある特定の例において、複数の研削粒子は、例えば、シリカ、ジルコニア、炭化ケイ素、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、セリア、チタニア、イットリア、希土類酸化物、アルミノケイ酸塩、遷移金属酸化物、またはそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されないある特定の種の１重量％未満を含み得る。１つの特定の実施形態について、研削粒子は、シリカ、ジルコニア、炭化ケイ素、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、炭化ホウ素、セリア、チタニア、イットリア、希土類酸化物、アルミノケイ酸塩、遷移金属酸化物、またはそれらの任意の組み合わせを含まなくてもよい。
別の非限定的な実施形態では、複数の研削粒子は、組成物の改善された性能を促進し得るある特定の密度を有し得る。例えば、密度は、少なくとも２．５ｇ／ｃｍ３、または少なくとも２．４６ｇ／ｃｍ３、または少なくとも２．７ｇ／ｃｍ３であり得る。さらに１つの非限定的な実施形態では、研削粒子は、５．０ｇ／ｃｍ３以下、例えば、４．８ｇ／ｃｍ３以下、または４．５ｇ／ｃｍ３以下、または４．０ｇ／ｃｍ３以下の密度を有することができる。研削粒子の密度は、例えば、少なくとも２．３ｇ／ｃｍ３かつ５．０ｇ／ｃｍ３以下の密度を含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。密度は、Ｈｅ雰囲気を使用したＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ａｃｃｕｐｙｃ ＩＩ１３４０を使用して測定した。
一態様では、乾燥粉末組成物は、改善された材料除去作業を促進し得る研削粒子の特定の含有量を有することができる。例えば、研削粒子は、乾燥粉末組成物の総重量の少なくとも５０重量％の、例えば、少なくとも６０重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９２重量％、または少なくとも９４重量％、または少なくとも９５重量％、または少なくとも９６重量％の量で存在し得る。さらに、１つの非限定的な実施形態では、研削粒子は、乾燥組成物の総重量の９９．９重量％以下の、例えば、９９重量％以下、または９８重量％以下、または９７重量％以下、または９６重量％以下、または９５重量％以下、または９４重量％以下、または９３重量％以下、または９２重量％以下、または９１重量％以下、または９０重量％以下、または８５重量％以下の量で存在し得る。研削粒子は、例えば、少なくとも５０重量％かつ９９．９重量％以下の範囲内を含む、上記の最小および最大パーセンテージのいずれかを含む範囲内の量で存在し得ることが理解されるであろう。上記のように、組成物は、乾燥組成物中にも存在し得るある特定の添加剤を含み得る。別の実施形態によれば、乾燥粉末組成物は、酸化剤、分散剤、界面活性剤、潤滑剤、またはそれらの任意の粉砕物などの任意の添加物を含まなくてもよい。
本明細書に記載されているように、組成物は、液体担体を含む湿潤組成物であり得る。ある特定の例では、液体担体は、担体、研削粒子、および任意の添加剤を含む組成物の総重量に対して少なくとも４５重量％の量で存在することができる。他の例では、液体担体の含有量は、組成物の総重量に対して、例えば、少なくとも５０重量％、例えば、少なくとも５５重量％、または６０重量％、または少なくとも６５重量％、または少なくとも７０重量％、または少なくとも７５重量％、または少なくとも８０重量％より多い可能性がある。さらに別の非限定的な実施形態では、液体担体は、組成物の総重量に対して９７重量％以下の、例えば、９５重量％以下、または９０重量％以下、または８５重量％以下、または８０重量％以下、または７５重量％以下、または７０重量％以下の量で存在することができる。液体担体の含有量は、上記の最小および最大パーセンテージのいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。
組成物は、湿潤組成物の好適な形成を促進するために、研削粒子の特定の含有量を含み得る。例えば、研削粒子は、液体担体、研削粒子、および任意の添加剤を含む組成物の総重量に対して少なくとも２重量％の量で存在することができる。他の例では、研削粒子の含有量は、組成物の総重量に対して、例えば、少なくとも５重量％、例えば、少なくとも１０重量％、または１５重量％、または少なくとも２０重量％、または少なくとも２５重量％、または少なくとも３０重量％、または少なくとも３５重量％より多い可能性がある。さらに別の非限定的な実施形態では、研削粒子は、組成物の総重量に対して８０重量％以下の、例えば、６０重量％以下、または５０重量％以下、または４０重量％以下、または３０重量％以下、または２５重量％以下、または２０重量％以下の量で存在することができる。研削粒子の含有量は、上記の最小および最大パーセンテージのいずれかを含む範囲内にあり得ることが理解されるであろう。
１つ以上の任意選択の添加剤は、組成物中の特定の含有量で存在し得、例えば、組成物（湿潤または乾燥）の全含有量に対する全添加剤の少なくとも０．１重量％、例えば、少なくとも０．５重量％、または少なくとも１重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも４重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも６重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも８重量％、または少なくとも９重量％を含む。さらに、１つの非限定的な実施形態では、組成物中の添加剤の総量は、組成物の総重量に対して３０重量％以下、例えば、２５重量％以下、または２０重量％以下、または１５重量％以下、または１２重量％以下、または１０重量％以下、または８重量％以下、または６重量％以下、または４重量％以下、または３重量％以下、または２重量％以下、または１重量％以下、または０．８重量％以下、または０．５重量％以下、または０．２重量％以下であり得る。添加剤の含有量は、上記の最小および最大パーセンテージのいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。
湿潤組成物を採用するこれらの実施形態について、ｐＨを制御して、組成物の改善された性能を促進することができる。例えば、組成物は、酸性または塩基性のｐＨを有し得る。ある特定の例では、ｐＨは、少なくとも４、例えば、少なくとも５、または少なくとも６、または少なくとも７、または少なくとも８、または少なくとも９であり得る。さらに他の実施形態では、組成物のｐＨは、１２以下、例えば、１１以下、または１０以下、または９以下であり得る。組成物のｐＨは、例えば、少なくとも４かつ１２以下の範囲内のｐＨを含む、上記の最小値および最大値のいずれかを含む範囲内であり得ることが理解されるであろう。
多くの異なる態様および実施形態が可能である。それらの態様および実施形態のいくつかは、本明細書に記載されている。本明細書を読んだ後、当業者は、これらの態様および実施形態が例示にすぎず、本発明の範囲を限定しないことを理解するであろう。実施形態は、以下に列挙される実施形態のうちの任意の１つ以上に従うことができる。
実施形態
実施形態１．アルミナを含む複数の研削粒子を含む組成物であって、
複数の研削粒子が、少なくとも２０接合点／ミクロン２の平均メソ分岐指数および少なくとも５ミクロンのメジアン粒子径（Ｄ５０）を有するメソ多孔性を含む、組成物。
実施形態２．アルミナを含む複数の研削粒子を含む組成物であって、
複数の研削粒子が、少なくとも５体積％の多孔性および７．５以下の半１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０を含む、組成物。
実施形態３．複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総重量に対して少なくとも６０重量％の、または少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％のアルミナを含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４．複数の研削粒子が、アルミナから本質的になる、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５．複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総重量に対して少なくとも６０重量％の、または少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％のアルファアルミナを含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態６．複数の研削粒子が、遷移アルミナを含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態７．遷移アルミナが、シータ、ガンマ、およびデルタからなる群から選択される少なくとも１つの相を含む、実施形態６に記載の組成物。
実施形態８．遷移アルミナが、シータの大部分の含有量を含む、実施形態７に記載の組成物。
実施形態９．遷移アルミナが、シータ相アルミナ、ガンマ相アルミナ、およびデルタ相アルミナを含み、前タ相アルミナの含有量が、ガンマ相アルミナまたはデルタ相アルミナの含有量よりも多い、実施形態７に記載の組成物。
実施形態１０．複数の研削粒子が、アルファアルミナおよび遷移アルミナを含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態１１．複数の研削粒子が、アルファアルミナおよび遷移アルミナから本質的になる、実施形態１０に記載の組成物。
実施形態１２．複数の研削粒子が、式Ｃｐ＝Ｃｔ／Ｃｐによって定義されるような、少なくとも０．１のアルミナ相含有比率（Ｃｐ）を含み、式中、Ｃａは、複数の研削粒子中のアルファアルミナの含有量（体積％）を表し、Ｃｔは、複数の研削粒子中の遷移相アルミナの含有量（体積％）を表し、アルミナ相含有比率（Ｃｐ）が、少なくとも０．０１、または少なくとも０．０２、または少なくとも０．０３、または少なくとも０．０４、または少なくとも０．０５、または少なくとも０．０６、または少なくとも０．０７、または少なくとも０．０８、または少なくとも０．０９、または少なくとも０．１、または少なくとも０．１５、または少なくとも０．２、または少なくとも０．２５、または少なくとも０．３、または少なくとも０．３５、または少なくとも０．４、または少なくとも０．５、または少なくとも０．６、または少なくとも０．７、または少なくとも０．８、または少なくとも０．９、または少なくとも１、または少なくとも２、または少なくとも３、または少なくとも４、または少なくとも５、または少なくとも６、または少なくとも７、または少なくとも８、または少なくとも９、または少なくとも１０、または少なくとも２０、または少なくとも３０、または少なくとも４０、または少なくとも５０、または少なくとも６０、または少なくとも７０、または少なくとも８０、または少なくとも９０、または少なくとも１００、実施形態１０に記載の組成物。
実施形態１３．アルミナ相含有比率（Ｃｐ）が、１００以下、または９０以下、または８０以下、または７０以下、または６０以下、または５０以下、または４０以下、または３０以下、または２０以下、または１０以下、または５以下、または１以下、または０．５以下、または０．２以下、または０．１以下、または０．０５以下である、実施形態１２に記載の組成物。
実施形態１４．アルミナ相含有比率（Ｃｐ）が、少なくとも０．１〜１０以下を含む範囲内、または少なくとも１〜８以下の範囲内、または少なくとも２〜７以下の範囲内、または少なくとも３〜６以下の範囲内である、実施形態１２に記載の組成物。
実施形態１５．複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総重量に対して少なくとも１重量％の、または少なくとも２重量％、または少なくとも３重量％、または少なくとも５重量％、または少なくとも７重量％、または少なくとも１０重量％、または少なくとも１２重量％、または少なくとも１５重量％、または少なくとも１８重量％、または少なくとも２０重量％の多結晶遷移アルミナ含む、実施形態１０に記載の組成物。
実施形態１６．複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総重量に対して３０重量％以下の、または２５重量％以下、または２２重量％以下、２０重量％以下、または１８重量％以下、または１５重量％以下、または１２重量％以下、または１０重量％以下の多結晶遷移アルミナを含む、実施形態１０に記載の組成物。
実施形態１７．複数の研削粒子が、アルファアルミナから本質的になる、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態１８．複数の研削粒子が、多結晶アルファアルミナを含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態１９．複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総重量に対して少なくとも６０重量％の、または少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％、または少なくとも９０重量％、または少なくとも９５重量％の多結晶アルファアルミナを含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態２０．複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総重量に対して９９重量％以下の、または９７重量％以下、または９５重量％以下、または９０重量％以下、または８８重量％以下、または８５重量％以下、または８３重量％以下、または８０重量％以下の多結晶アルファアルミナを含む、実施形態１９に記載の組成物。
実施形態２１．複数の研削粒子のメジアン粒子径（Ｄ５０）が、少なくとも５ミクロンである、実施形態２に記載の組成物。
実施形態２２．メジアン粒子径が、少なくとも６ミクロン、または少なくとも７ミクロン、または少なくとも８ミクロン、または少なくとも９ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１５ミクロン、または少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロン、または少なくとも４０ミクロン、または少なくとも４５ミクロン、または少なくとも５０ミクロン、または少なくとも５５ミクロン、または少なくとも６０ミクロン、または少なくとも８０ミクロン、または少なくとも１００ミクロン、または少なくとも２００ミクロン、または少なくとも３００ミクロン、または少なくとも４００ミクロン、または少なくとも５００ミクロン、または少なくとも８００ミクロン、または少なくとも１０００ミクロン、または少なくとも２０００ミクロン、または少なくとも３０００ミクロン、または少なくとも４０００ミクロン、または少なくとも５０００ミクロンである、実施形態１および２１のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態２３．メジアン粒子径が、６０００ミクロン以下、または５０００ミクロン以下、または４０００ミクロン以下、または３０００ミクロン以下、または２０００ミクロン以下、または１０００ミクロン以下、または８００ミクロン以下、または５００ミクロン以下、または２００ミクロン以下、または１００ミクロン以下、または８０ミクロン以下、または７０ミクロン以下、または６０ミクロン以下、または５０ミクロン以下である、実施形態１および２１のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態２４．メジアン粒子径が、少なくとも５ミクロンかつ２００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも６ミクロンかつ１００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも６ミクロンかつ５０ミクロン以下を含む範囲内にある、実施形態１および２１のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態２５．複数の研削粒子が、７．５以下の半１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０を有する、実施形態１に記載の組成物。
実施形態２６．複数の研削粒子が、少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロン、または少なくとも４０ミクロン、または少なくとも４５ミクロン、または少なくとも５０ミクロン、または少なくとも５５ミクロン、または少なくとも６０ミクロン、または少なくとも８０ミクロン、または少なくとも１００ミクロン、または少なくとも１２０ミクロン、または少なくとも１５０ミクロン、または少なくとも１８０ミクロン、または少なくとも２００ミクロン、または少なくとも３００ミクロン、または少なくとも５００ミクロン、または少なくとも８００ミクロン、または少なくとも１０００ミクロン、または少なくとも２０００ミクロン、または少なくとも３０００ミクロン、または少なくとも４０００ミクロン、または少なくとも５０００ミクロンの１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ１０）を有する、実施形態２および２５のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態２７．複数の研削粒子が、２０，０００ミクロン以下、または１５，０００ミクロン以下、または１０，０００ミクロン以下、または５０００ミクロン以下、または２０００ミクロン以下、または１０００ミクロン以下、または８００ミクロン以下、または５００ミクロン以下、または２００ミクロン以下、または１８０ミクロン以下、または１５０ミクロン以下、または１２０ミクロン以下、または１００ミクロン以下、または８０ミクロン以下の１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ１０）を有する、実施形態２および２５のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態２８．複数の研削粒子が、少なくとも２０ミクロンかつ１０００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも２０ミクロンかつ５００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも２０ミクロンかつ２００ミクロン以下を含む範囲内に、１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ１０）を有する、実施形態２および２５のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態２９．複数の研削粒子の８０パーセント分布値（Ｄ９０−Ｄ１０）が、少なくとも８ミクロン、または少なくともまたは少なくとも９ミクロン、または少なくとも１０ミクロン、または少なくとも１５ミクロン、または少なくとも２０ミクロン、または少なくとも２５ミクロン、または少なくとも３０ミクロン、または少なくとも３５ミクロン、または少なくとも４０ミクロン、または少なくとも４５ミクロン、または少なくとも５０ミクロン、または少なくとも５５ミクロン、または少なくとも６０ミクロン、または少なくとも８０ミクロン、または少なくとも１００ミクロン、または少なくとも２００ミクロン、または少なくとも３００ミクロン、または少なくとも４００ミクロン、または少なくとも５００ミクロン、または少なくとも８００ミクロン、または少なくとも１０００ミクロン、または少なくとも２０００ミクロン、または少なくとも３０００ミクロン、または少なくとも４０００ミクロン、または少なくとも５０００ミクロン、または少なくとも６０００ミクロン、または少なくとも７０００ミクロンである、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態３０．複数の研削粒子の８０パーセント分布値（Ｄ９０−Ｄ１０）が、８０００ミクロン以下、または７０００ミクロン以下、または６０００ミクロン以下、または５０００ミクロン以下、または４０００ミクロン以下、または３０００ミクロン以下、または２０００ミクロン以下、または１０００ミクロン以下、または８００ミクロン以下、または５００ミクロン以下、または２００ミクロン以下、または１００ミクロン以下、または８０ミクロン以下、または７０ミクロン以下、または６０ミクロン以下、または５０ミクロン以下である、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態３１．複数の研削粒子が、少なくとも８ミクロンかつ８００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも８ミクロンかつ２００ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも８ミクロンかつ１００ミクロン以下を含む範囲内に、８０パーセント分布値（Ｄ９０−Ｄ１０）を有する、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態３２．複数の研削粒子が、少なくとも０．０００２５、または少なくとも０．０００５、または少なくとも０．００１、または少なくとも０．００５、または少なくとも０．００８、または少なくとも０．０１、または少なくとも０．０５、または少なくとも０．０８、または少なくとも０．１、または少なくとも０．２、または少なくとも０．３、または少なくとも０．５、または少なくとも０．８、または少なくとも１、または少なくとも２の半８０パーセント分布値（（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０）を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態３３．複数の研削粒子が、２以下、または１以下、または０．５以下、または０．１以下、または０．０５以下、または０．０１以下、または０．００５以下、または０．００１以下の半８０パーセント分布値（（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０）を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態３４．複数の研削粒子が、少なくとも０．００２５かつ２以下を含む範囲内、または少なくとも０．１かつ１．８以下を含む範囲内、または少なくとも０．１かつ１．５以下を含む範囲内の半８０パーセント分布値（（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０）を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態３５．複数の研削粒子が、少なくとも０．００１、または少なくとも０．００５、または少なくとも０．０１、または少なくとも０．０５、または少なくとも０．１、または少なくとも０．５、または少なくとも０．８、または少なくともまたは少なくとも１、または少なくとも２、または少なくとも４、または少なくとも６、または少なくとも７の半１００パーセント分布値（（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０）を含む、実施形態１および２５のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態３６．複数の研削粒子が、７以下以下、または６以下、または５以下、または４以下の半１００パーセント分布値（（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０）を含む、実施形態１および２５のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態３７．複数の研削粒子が、少なくとも０．００１かつ７．５以下を含む範囲内、または少なくとも０．１かつ７．０ミクロン以下を含む範囲内、または少なくとも０．１かつ５以下を含む範囲内の半１００パーセント分布値（（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０）を含む、実施形態１および２５のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態３８．複数の研削粒子が、少なくとも５ミクロンの平均粒子径を含む、実施形態１および２のいずれか１つの組成物。
実施形態３９．複数の研削粒子が、１０以下、または８ミクロン以下、または７ミクロン以下、または６ミクロン以下の平均粒子径を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４０．複数の研削粒子が、少なくとも５ミクロンかつ１０ミクロン以下を含む範囲内の平均粒子径を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４１．複数の研削粒子が、少なくとも１、または少なくとも１．５、または少なくとも２、または少なくとも２．５、または少なくとも２．８の歪度を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４２．複数の研削粒子が、５以下、または４以下、または３以下、または２．９以下の歪度を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４３．複数の研削粒子が、少なくとも１〜５以下の範囲内、または少なくとも２．３〜４以下の範囲内、または少なくとも２．４〜３．５以下の範囲内の歪度を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４４．複数の研削粒子が、少なくとも４．５、または少なくとも５、または少なくとも６、または少なくとも７の尖度を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４５．複数の研削粒子が、１０以下、または９以下、または８以下、または７．５以下の尖度を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４６．複数の研削粒子が、少なくとも１〜１０以下の範囲内、または少なくとも２〜９以下の範囲内、または少なくとも４．５〜８以下の範囲内の尖度を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４７．複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総体積に対して少なくとも３０体積％の多孔性を含む、実施形態１に記載の組成物。
実施形態４８．複数の研削粒子が、少なくとも３５体積％、または少なくとも３８体積％、または少なくとも４０体積％、または少なくとも４２体積％、または少なくとも４５体積％、または少なくとも４７体積％、または少なくとも５０体積％、または少なくとも５５体積％、または少なくとも６０体積％、または少なくとも６５体積％、または少なくとも７０体積％、または少なくとも７５体積％、または少なくとも８０体積％の多孔性を含む、実施形態２および４７のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態４９．複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総体積に対して、８０体積％以下、または７５体積％以下、または７０体積％以下、または６５体積％以下、または６０体積％以下、または５５体積％以下、または５０体積％以下、または４５体積％以下、または４０体積％以下、または３５体積％以下、または３０体積％以下の多孔性を含む、実施形態２および４７のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５０．複数の研削粒子が、少なくとも５５接合点／ミクロン２の平均メソ分岐指数を有するメソ多孔性を含む、実施形態２に記載の組成物。
実施形態５１．平均メソ分岐指数が、少なくとも５８接合点／ミクロン２または少なくとも６０接合点／ミクロン２である、実施形態１および５０のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５２．平均メソ分岐指数が、１５０接合点／ミクロン２以下、または１４０接合点／ミクロン２以下、または１３０接合点／ミクロン２以下、または１２０接合点／ミクロン２以下、または１１０接合点／ミクロン２以下、または１００接合点／ミクロン２以下、または９０接合点／ミクロン２以下、または８０接合点／ミクロン２以下、または７０接合点／ミクロン２以下、または６５接合点／ミクロン２以下、または６０接合点／ミクロン２以下、または５５接合点／ミクロン２以下である、実施形態１および５０のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５３．複数の研削粒子が、少なくとも０．００１ミクロン、または少なくとも０．０１ミクロン、または少なくとも０．１ミクロン、または少なくとも１ミクロンの平均細孔径を有する、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５４．複数の研削粒子が、２ミクロン以下、または１ミクロン以下、または０．１ミクロン以下、または０．０１ミクロン以下の平均細孔径を有する、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５５．複数の研削粒子が、少なくとも１ｍ２／ｇ、または少なくとも２ｍ２／ｇ、または少なくとも４ｍ２／ｇ、または少なくとも６ｍ２／ｇ、または少なくとも８ｍ２／ｇ、または少なくとも１０ｍ２／ｇ、または少なくとも１２ｍ２／ｇ、または少なくともｍ２／ｇ、または少なくとも１８ｍ２／ｇ、または少なくとも２０ｍ２／ｇ、または少なくとも２２ｍ２／ｇ、または少なくとも２５ｍ２／ｇまたは少なくとも２８ｍ２／ｇの平均表面積を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５６．複数の研削粒子が、３０ｍ２／ｇ以下、または２８ｍ２／ｇ以下、または２６ｍ２／ｇ以下、または２４ｍ２／ｇ以下、２２ｍ２／ｇ以下、または２０ｍ２／ｇ以下、または１８ｍ２／ｇ以下、または１６ｍ２／ｇ以下、または１４ｍ２／ｇ以下、または１２ｍ２／ｇ以下、または１０ｍ２／ｇ以下、または８ｍ２／ｇ以下の平均表面積を含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５７．界面活性剤、分散剤、湿潤剤、増粘剤、消泡剤、抗菌剤、懸濁助剤、酸化剤、またはそれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つをさらに含む、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５８．液体担体をさらに含み、複数の研削粒子が、液体担体中に懸濁されて研磨スラリーを形成する、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態５９．複数の研削粒子が、単峰性分布を定義する、実施形態１および２のいずれか１つに記載の組成物。
実施形態６０．ワークピースにおいて材料除去プロセスを実施するための方法であって、
ワークピースに対して複数の研削粒子を移動させることを含み、複数の研削粒子が、アルミナを含み、かつ
ａ）少なくとも２０接合点／ミクロン２の平均メソ分岐指数および少なくとも５ミクロンのメジアン粒子径（Ｄ５０）、
ｂ）少なくとも５体積％の多孔性および７．５以下の半１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０、または
ｃ）これらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つをさらに含む、方法。
実施形態６１．複数の研削粒子が、以下のうちの少なくとも１つをさらに含む、実施形態６０に記載の方法：
ａ）複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総重量に対して少なくとも６０重量％かつ９５重量％以下のアルミナを含む、
ｂ）複数の研削粒子が、遷移アルミナを含む、
ｃ）複数の研削粒子が、アルファアルミナを含む、
ｄ）複数の研削粒子が、式Ｃｐ＝Ｃａ／Ｃｔによって定義されるような、少なくとも０．１かつ１０以下のアルミナ相含有比率（Ｃｐ）を含み、式中、Ｃａは、複数の研削粒子中のアルファアルミナの含有量（体積％）を表し、Ｃｔは、複数の研削粒子中の遷移相アルミナの含有量（体積％）を表す、
ｅ）複数の研削粒子が、複数の研削粒子の総体積に対して少なくとも３０体積％〜５０体積％以下の範囲内の多孔性を含む、
ｆ）複数の研削粒子が、少なくとも５５接合点／ミクロン２〜１５０接合点／ミクロン２以下の範囲内の平均メソ分岐指数を有するメソ多孔性を含む、
ｇ）複数の研削粒子が、少なくとも０．００１ミクロン〜２ミクロン以下の範囲内の平均細孔径を有する、
ｈ）複数の研削粒子が、少なくとも１ｍ２／ｇ〜２０ｍ２／ｇ以下の範囲内の表面積を含む、
ｉ）またはこれらの任意の組み合わせ。
実施形態６２．複数の研削粒子が、以下のうちの少なくとも１つをさらに含む、実施形態６０および６１のいずれか１つに記載の方法：
ａ）メジアン粒子径が、少なくとも５ミクロンかつ６０００ミクロン以下の範囲内である、
ｂ）複数の研削粒子が、少なくとも８ミクロン〜２０，０００ミクロン以下の範囲内の１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ１０）を有する、
ｃ）複数の研削粒子の８０パーセント分布（Ｄ９０−Ｄ１０）が、少なくとも７ミクロン〜８０００ミクロン以下の範囲内にある、
ｄ）複数の研削粒子が、少なくとも０．０００２５〜１５００以下の範囲内の半８０パーセント分布値（（Ｄ９０−Ｄ１０）／Ｄ５０）を含む、
ｅ）複数の研削粒子が、少なくとも０．００１〜７以下の範囲内に半１００分布値（（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０）を含む、
ｆ）複数の研削粒子が、少なくとも５ミクロン〜６０００ミクロン以下の範囲内の平均粒子径を含む、
ｇ）複数の研削粒子が、少なくとも２．３〜１０以下の範囲内の歪度を含む、
ｈ）複数の研削粒子が、少なくとも４．５〜２０以下の範囲内の尖度を含む、
ｉ）複数の研削粒子が、単峰性分布を定義する、
ｊ）またはこれらの任意の組み合わせ。
実施形態６３．複数の研削粒子が、液体担体中に懸濁されている、実施形態６０に記載の方法。
実施形態６４．複数の研削粒子が、研磨組成物の一部である、実施形態６０に記載の方法。
実施形態６５．研磨組成物が、界面活性剤、分散剤、湿潤剤、増粘剤、消泡剤、抗菌剤、懸濁助剤、またはこれらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、実施形態６４に記載の方法。
実施形態６６．複数の研削粒子の粒子径分布が、少なくとも３．０、または少なくとも４．０、または少なくとも４．５、または少なくとも５．０の分散を有する、実施形態１または２に記載の組成物。
実施形態６７．複数の研削粒子の粒子径分布が、２０以下、または１５以下、または１０以下、または８以下、または７以下、または６以下の分散を有する、実施形態１または２に記載の組成物。
実施例１
アルファアルミナへの完全な変換に達するまでベーマイト材料をか焼することにより、出発物質を調製した。出発物質のアルファアルミナ粒子は、表１にまとめられる粒子特性を有していた。
Figure 2021534317
出発物質のアルファアルミナ粒子は、粒子分布を狭めるためにふるい分けプロセスにかけられた（試料Ｓ１）。得られたより狭い粒子の試料Ｓ１の要約も表１に示されている。
試料１の研削粒子はメソ多孔性を実証し、約６３接合点／ミクロン２のメソ分岐指数を有した。平均細孔径は約０．６ミクロンであり、研削粒子の多孔性は、研削粒子の総体積に対して約４７体積％であった。
実施例２
研磨性能の試験および比較。
実施例１の試料１の研削微粒子を１７重量％含む、スラリー（Ｓ１）を調製した。スラリーは、４３重量％の水、１１重量％のミネラルスピリット、１０．５重量％のＮｙｎａｓ Ｔ−４シャイニングオイル、１５重量％のＡｃｔｉｖｅ ＭｉｎｅｒａｌｓからのＡｃｔｉ−ｇｅｌ２０８、および約４重量％の乳化剤をさらに含んでいた。
比較スラリー（Ｃ１）は、Ｓ１に含有されるのと同じ基本組成で、試料１の１７重量％の研削粒子を、実施例１で出発物質として使用された１７重量％の研削材で置き換えることによって調製した。
スラリーＳ１とＣ１の研磨効率は、ＡＣＴ自動車試験パネル（ＡＣＴ製品番号６１５０８）上で標準化されたカットレート試験を実施することによって比較された。
これらのパネルは、２０００〜３０００Aの表面仕上げが達成されるまで１５００グリットのサンドペーパーで研磨された。その後、パネルは４×４インチのセクションにカットされた。
試験では、４×４インチの試験パネルをアプリケーションテストに取り付け、磁気的に所定の位置に保持した。３”のＤｙｎａｂｒａｄｅ Ｄｙｎａｂｕｆｆｅｒモデル：５７１２６を備えた固定研磨アームを取り付けて、制御された研磨実験を実行した。Ｎｏｒｔｏｎ３ ３−１／４”Ｎｏｒ−ｇｒｉｐ Ｏｒａｎｇｅ Ｆｏａｍ Ｂｕｆｆｉｎｇ Ｐａｄを研磨装置に取り付け、８．５グラムのスラリーをＮｏｒ−ｇｒｉｐパッドの表面に塗布した。次に、３．５ポンドの重りを使用して研磨装置を試験パネルに適用し、１０，０００ｒｐｍで１０秒間運転した。研磨後、試験パネルを水を使用して洗浄し、圧縮空気を使用して乾燥させた。パネルは最終的にイソプロピルアルコールを使用して洗浄された。カットレートを、研磨前後のパネルの質量変化を測定および計算して決定した。各試験を６回繰り返し、平均値を計算した。
材料除去率の計算では、研磨前後のパネルの質量変化を研磨に費やした時間で割った。パネルの重量を、ベンチトップスケールを使用して測定した。
研磨されたパネルの光沢およびヘイズを、ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ ＧｍｂＨ製のＭｉｃｒｏ−Ｈａｚｅ Ｐｌｕｓ Ｇｌｏｓｓ Ｍｅｔｅｒを使用して測定した。光沢ーヘイズ測定は、グロスヘイズメーターを研磨面を垂直に横切って移動させることによって実施した。光沢／ハブ測定は、研磨されたセクションにわたって０．２５インチごとに行われた。パネル上の上位５つの測定値は、平均光沢値の計算のために使用された。
研磨結果の結果を表２にまとめる。スラリーＳ１は、比較スラリーＣ１よりも約４０％高いカットレートを有していたことが分かり得た。加えて、スラリーＳ１は、６６．６５の高い光沢値を達成し、これは、比較スラリーＣ１で得られた光沢よりも約１０％高かった。
Figure 2021534317
上記に開示された主題は、例示的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の範囲内にあるそのようなすべての改変、強化、およびその他、実施形態を網羅することを意図する。したがって、法律で認められる最大限の範囲で、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲およびそれらの同等物の最も広い許容可能な解釈によって決定されるべきであり、前述の詳細な説明によって制限または限定されないものとすべきである。
開示の要約は、特許法に適合するために提供されており、特許請求の範囲の範囲または意味を解釈または限定するために使用されないことを理解した上で提出されている。加えて、前述の詳細な説明では、開示を合理化する目的で、様々な特徴を一緒にグループ化するか、または単一の実施形態で説明することができる。この開示は、請求された実施形態が各請求項に明示的に記載されているよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映していると解釈されるべきではない。むしろ、以下の特許請求の範囲が反映するように、本発明の主題は、開示された実施形態のいずれかのすべての特徴よりも少ないものに向けられ得る。したがって、以下の特許請求の範囲は詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、個別に請求された主題を定義するものとして独立している。

Claims (15)

  1. アルミナを含む複数の研削粒子を含む組成物であって、
    前記複数の研削粒子が、少なくとも５５接合点（ｊｕｎｃｔｉｏｎ）／ミクロン２の平均メソ分岐指数（ｍｅｓｏ ｂｒａｎｃｈｉｎｇ ｉｎｄｅｘ）および少なくとも５ミクロンのメジアン粒子径（Ｄ５０）を有するメソ多孔性を含む、組成物。
  2. アルミナを含む複数の研削粒子を含む組成物であって、
    前記複数の研削粒子が、少なくとも５体積％の多孔性および７．５以下の半１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０を含む、組成物。
  3. 前記複数の研削粒子が、少なくとも５５接合点／ミクロン２の平均メソ分岐指数および少なくとも５ミクロンのメジアン粒子径（Ｄ５０）を有するメソ多孔性を含む、請求項２に記載の組成物。
  4. 前記複数の研削粒子の粒子径分布が、少なくとも３．０かつ２０以下の分散を有する、請求項１、２、または３のいずれかに記載の組成物。
  5. 前記分散が、少なくとも３．０かつ８以下である、請求項４に記載の組成物。
  6. 前記複数の研削粒子が、アルファアルミナから本質的になる、請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 前記複数の研削粒子の前記メジアン粒子径（Ｄ５０）が、少なくとも５ミクロンかつ２０ミクロン以下である、請求項１または３に記載の組成物。
  8. 前記複数の研削粒子が、少なくとも２．５の歪度を含む、請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 前記複数の研削粒子が、少なくとも３０体積％かつ５５体積％以下の多孔性を含む、請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 前記複数の研削粒子が、少なくとも４ｍ２／ｇかつ２０ｍ２／ｇ以下の平均表面積を含む、請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 前記複数の研削粒子が、２０ミクロン以下の平均粒子径を有する、請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 液体担体と、請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の複数の粒子と、を含む、研削スラリー。
  13. 前記複数の研削粒子が、単峰性分布を定義する、請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の組成物。
  14. ワークピースにおいて材料除去プロセスを実施するための方法であって、
    ワークピースに対して複数の研削粒子を移動させることを含み、前記複数の研削粒子が、アルミナを含み、かつ
    ａ）少なくとも５５接合点／ミクロン２の平均メソ分岐指数および少なくとも５ミクロンのメジアン粒子径（Ｄ５０）、
    ｂ）少なくとも５体積％の多孔性および７．５以下の半１００パーセント分布値（Ｄ１００−Ｄ０）／Ｄ５０、または
    ｃ）これらの任意の組み合わせのうちの少なくとも１つをさらに含む、方法。
  15. 前記複数の研削粒子の粒子径分布が、少なくとも３．０かつ２０以下の分散を有する、請求項１４に記載の方法。
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