(57)【要約】  製造時の結粒を抑制でき、かつ、高い研削性能を実現できる電融アルミナ粒を提供する。  本発明の電融アルミナ粒はタングステン及びモリブデンのうち少なくとも一方を含有する。
2019123833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステン及びモリブデンのうち少なくとも一方を含有する、電融アルミナ粒。
【請求項２】
ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量とＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計が、０．０５〜３．００質量％である、請求項１に記載の電融アルミナ粒。
【請求項３】
ジルコニウムを含有する、請求項１又は２に記載の電融アルミナ粒。
【請求項４】
ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、電融アルミナ粒中で、０．０１〜２．００質量％である、請求項３に記載の電融アルミナ粒。
【請求項５】
ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、４０ｍｏｌ〜６７ｍｏｌである、請求項３又は４に記載の電融アルミナ粒。
【請求項６】
前記電融アルミナ粒のＣ段かさ比重をｘ、及び前記電融アルミナ粒のＣ係数をｙとしたとき、以下の式（１）を満たす、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電融アルミナ粒。
ｙ＜−１．５０６ｘ＋３．６０５                    （１）
【請求項７】
アルミナ原料と、タングステン化合物及びモリブデン化合物のうち少なくとも一方を含む原料を混合して混合物原料を作製する工程（Ａ）、
電気溶融法によって前記混合物原料からインゴットを作製する工程（Ｂ）、
前記インゴットを粉砕して粉砕粉を作製する工程（Ｃ）、
前記粉砕粉を所定粒度に整粒して整粒粒子を作製する工程（Ｄ）、及び
前記整粒粒子を１０００℃以上１９００℃以下の加熱温度で加熱処理して電融アルミナ粒を得る工程（Ｅ）を含む、電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項８】
前記混合物原料を作製する工程（Ａ）における前記タングステン化合物及びモリブデン化合物の配合量が、前記インゴット中で、ＷＯ３及びＭｏＯ３換算での前記タングステン化合物及びモリブデン化合物の含有量が、０．０５〜３．００質量％となるように換算した配合量である、請求項７に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項９】
前記混合物原料を作製する工程（Ａ）が、アルミナ原料と、ジルコニウム化合物と、タングステン化合物及びモリブデン化合物のうち少なくとも一方を混合して混合物原料を作製する工程である、請求項７又は８に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項１０】
前記混合物原料を作製する工程（Ａ）における前記ジルコニウム化合物の配合量が、前記インゴット中で、ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、０．０１〜２．００質量％となるように換算した配合量である、請求項９に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項１１】
前記混合物原料を作製する工程（Ａ）における前記ジルコニウム化合物の配合量が、前記インゴット中で、ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算でのモリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、４０ｍｏｌ〜６７ｍｏｌとなるように換算した配合量である、請求項９又は１０に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項１２】
前記電融アルミナ粒を得る工程（Ｅ）の加熱温度が１２００℃以上１７００℃以下である、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電融アルミナ粒を含む砥石。
【請求項１４】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の電融アルミナ粒を含む研磨布紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電融アルミナ粒及びその電融アルミナ粒の製造方法、並びにその電融アルミナ粒を用いた砥石及び研磨布紙に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＩＳ  Ｒ  ６１１１−２００５に規定されるアルミナ質研削材は人造研削材と呼ばれており、研削砥石や研磨布紙等の構成要素として使用される。ＪＩＳ  Ｒ６１１１−２００５に規定されるようにアルミナ質研削材には、白色アルミナ研削材（ＷＡ）、淡紅色アルミナ研削材（ＰＡ）及び解砕形アルミナ研削材（ＨＡ）等がある。これらは、バイヤー法で精製したアルミナからなるアルミナ質原料を電気炉で溶融（すわなち、電融）し、凝固させた塊を粉砕し整粒したもの、又は解砕し整粒したものである。これらの靭性はＨＡ＞ＰＡ＞ＷＡの関係にある。
これら従来のアルミナ研削材は、難被削材の研削加工の用途には、その研削性能が十分でない場合がある。このため、アルミナ研削材の研削性能の改善が試みられている（特許文献１、２等）。【０００３】
特許文献１には、アルミナ含有量が９９．０％以上の高純度の溶融アルミナ砥粒を１６００〜１８５０℃で３０分〜２時間加熱処理してアルミナ研削材の研削性能を改善する方法が記載されている。溶融アルミナのインゴットの粉砕時には、砥粒に欠陥や、微細な傷及びクラックが発生し、砥粒の圧壊強度が低下するが、特許文献１の技術では、砥粒を所定条件で加熱処理して原子の拡散や再配列を促したり、砥粒に含まれるＮａ２Ｏを揮散させることで、砥粒の圧壊強度を改善している。しかし、この技術による砥粒を用いた砥石によっても未だ十分満足すべき研削性能を得られず、更に高い研削性能が求められている。【０００４】
同文献には、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２等の不純物の含有量が多い溶融アルミナ砥粒の場合、１０００〜１３００℃程度の温度で焼成することによって砥粒のひび割れが消滅し、砥粒の圧壊強度が増す一方、不純物の含有量が多い溶融アルミナ砥粒を１４００℃以上で高温処理すると強度がかえって低下することや、不純物の含有量が多い砥粒を高温処理すると砥粒同士の焼結（以下、結粒）が発生して、解砕操作が必要となり厄介であることが記載されている。【０００５】
特許文献２には、酸化チタンを含有する電融アルミナ粒に加熱処理を施すことによって生成するチタン酸アルミニウムで該電融アルミナ粒の表面を被覆して、該電融アルミナ粒の強度及び靱性を向上させることが記載されている。同文献には、この手法で製造された電融アルミナ粒は、Ｃ係数が小さくなっていること（すなわち靭性が向上していること）、及び、マイクロビッカース硬度が向上していることが開示されている。また、同文献には、この電融アルミナ粒を研削砥石として使用することで、従来の白色電融アルミナ研削材や単結晶電融アルミナ研削材と比べて優れた研削性能が得られることが開示されている。このことから、電融アルミナ粒の靱性及びマイクロビッカース硬度を高めることが研削性能向上に効果的であることがわかる。しかし、同文献の実施例に記載のように、酸化チタンを含有する電融アルミナ粒を加熱処理すると粒同士が固着（すなわち結粒が発生）する。このため解砕操作が必要となり手間がかかる問題や、またこの解砕操作によって狙いの粒度の電融アルミナ粒の収率が低くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５０−８０３０５号公報
【特許文献２】特開平７−２１５７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来技術では、製造時の結粒を抑制でき、かつ、高い研削性能を実現できる電融アルミナ粒は得られていない。本発明は、製造時の結粒を抑制でき、かつ、高い研削性能を実現できる電融アルミナ粒及びその電融アルミナ粒の製造方法、並びにその電融アルミナ粒を用いた砥石及び研磨布紙を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究の結果、電融アルミナ粒にタングステン及びモリブデンのうち少なくとも一方を含有させることにより、製造時の結粒を抑制でき、かつ、高い研削性能を実現できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下のとおりである。【０００９】
［１］タングステン及びモリブデンのうち少なくとも一方を含有する、電融アルミナ粒。
［２］ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量とＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計が、０．０５〜３．００質量％である、上記［１］に記載の電融アルミナ粒。
［３］ジルコニウムを含有する、上記［１］又は［２］に記載の電融アルミナ粒。
［４］ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、電融アルミナ粒中で、０．０１〜２．００質量％である、上記［３］に記載の電融アルミナ粒。
［５］ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、４０ｍｏｌ〜６７ｍｏｌである、上記［３］又は［４］に記載の電融アルミナ粒。
［６］前記電融アルミナ粒のＣ段かさ比重をｘ、及び前記電融アルミナ粒のＣ係数をｙとしたとき、以下の式（１）を満たす、上記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の電融アルミナ粒。
ｙ＜−１．５０６ｘ＋３．６０５                    （１）
［７］アルミナ原料と、タングステン化合物及びモリブデン化合物のうち少なくとも一方を含む原料を混合して混合物原料を作製する工程（Ａ）、電気溶融法によって前記混合物原料からインゴットを作製する工程（Ｂ）、前記インゴットを粉砕して粉砕粉を作製する工程（Ｃ）、前記粉砕粉を所定粒度に整粒して整粒粒子を作製する工程（Ｄ）、及び前記整粒粒子を１０００℃以上の加熱温度で加熱処理して電融アルミナ粒を得る工程（Ｅ）を含む、電融アルミナ粒の製造方法。
［８］前記混合物原料を作製する工程（Ａ）における前記タングステン化合物及びモリブデン化合物の配合量が、前記インゴット中で、ＷＯ３及びＭｏＯ３換算での前記タングステン化合物及びモリブデン化合物の含有量が、０．０５〜３．００質量％となるように換算した配合量である、上記［７］に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
［９］前記混合物原料を作製する工程（Ａ）が、アルミナ原料と、ジルコニウム化合物と、タングステン化合物及びモリブデン化合物のうち少なくとも一方を混合して混合物原料を作製する工程である、上記［７］又は［８］に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
［１０］前記混合物原料を作製する工程（Ａ）における前記ジルコニウム化合物の配合量が、前記インゴット中で、ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、０．０１〜２．００質量％となるように換算した配合量である、上記［９］に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
［１１］前記混合物原料を作製する工程（Ａ）における前記ジルコニウム化合物の配合量が、前記インゴット中で、ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算でのモリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、４０ｍｏｌ〜６７ｍｏｌとなるように換算した配合量である、上記［９］又は［１０］に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
［１２］前記電融アルミナ粒を得る工程（Ｅ）の加熱温度が１２００℃以上１７００℃以下である、上記［７］〜［１１］のいずれか１つに記載の電融アルミナ粒の製造方法。
［１３］上記［１］〜［６］のいずれか１つに記載の電融アルミナ粒を含む砥石。
［１４］上記［１］〜［６］のいずれか１つに記載の電融アルミナ粒を含む研磨布紙。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、製造時に結粒が生じず、かつ、研削性能に優れた電融アルミナ粒及びその電融アルミナ粒の製造方法、並びにその電融アルミナ粒を用いた砥石及び研磨布紙を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】横軸を電融アルミナ粒のＣ段かさ比重、縦軸を電融アルミナ粒のＣ係数として、実施例１〜８及び比較例１〜３のＣ段かさ比重及びＣ係数をプロットしたグラフである。
【図２】ＪＩＳ  Ｒ  ６００１−１９９８に規定されているＦ３６、Ｆ８０、Ｆ１２０の３種の粒度のＳＡ砥粒（昭和電工（株）製）を用いて、各粒度につき、２０点測定した結果から得た近似一次関数を示すグラフである。ＳＡ砥粒は、アルミナ単結晶砥粒であり、主に難被削材の研削加工に使用される研削材である。ＳＡ砥粒は、９９．６質量％のＡｌ２Ｏ３、０．０３質量％のＳｉＯ２、０．０３質量％のＦｅ２Ｏ３及び０．３質量％のＴｉＯ２を含有する。
【図３】実施例４のエネルギー分散型Ｘ線分光分析による元素マッピング分析の結果を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明において、数値範囲を示す「Ａ〜Ｂ」の記載は、端点であるＡ及びＢを含む数値範囲を示す。すなわち、「Ａ以上Ｂ以下」（Ａ＜Ｂである場合）、又は「Ａ以下Ｂ以上」（Ａ＞Ｂである場合）を意味する。
【００１３】
［電融アルミナ粒］
本明細書において、電融アルミナ粒とは、バイヤー法で精製したアルミナ等の原料をアーク炉等の電気炉で溶融し凝固させて得られたインゴットを粉砕し整粒して得られたアルミナ粒、又は前記インゴットを解砕し整粒して得られたアルミナ粒である。
本発明の電融アルミナ粒は、タングステン及びモリブデンのうち少なくとも一方を含有する。これにより、製造時に結粒が生じず、かつ、研削性能に優れた電融アルミナ粒を得ることができる。
【００１４】
本発明の電融アルミナ粒は、更に、ジルコニウムを含有することが好ましい。
【００１５】
（タングステン及びモリブデンの含有量）
ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量とＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計が、０．０５〜３．００質量％であることが好ましく、０．１０〜２．５０質量％であることがより好ましく、０．２０〜２．００質量％であることが更に好ましい。ここで含有量とは、後述する実施例に記載の分析方法で測定したものを意味する。
ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量とＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計を、０．０５質量％以上とすることで、高靭性化が達成できる。
ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量とＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計を、３．００質量％以下とすることで、アルミナ本来の高い硬度を保つことができる。
ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量とＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計を、０．０５〜３．００質量％の範囲とすることで、高い硬度と高い靭性を両立することができる。そして高い硬度と高い靭性の両立により、優れた研削性能を実現することができる。
【００１６】
（結粒防止に対するタングステン及びモリブデンの効果）
電融アルミナ粒にタングステン及びモリブデンのうち少なくとも一方を含有させると、製造時に結粒の発生が回避できるのは、以下の原理によるものと推測される。特許文献２に記載されるような電融アルミナ粒は、熱処理時にアルミナとの反応性が比較的高いチタン化合物が表面に析出するため、結果として結粒が生じる。一方で本発明ではアルミナとの反応性が比較的低いタングステン及びモリブデンのうち少なくとも一方を含有させているため、熱処理後に結粒が生じないことが予想されるとともに、高い硬度と高い靭性を両立した結果、研削性能が優れる。
【００１７】
（ジルコニウムの含有量）
電融アルミナ粒中のジルコニウムの含有量がＺｒＯ２換算で０．０１〜２．００質量％であることが好ましく、より好ましくは０．０２〜１．７５質量％であり、さらに好ましくは０．０３〜１．５０質量％である。ここで含有量とは、後述する実施例に記載の分析方法で測定したものを意味する。
ジルコニウムの含有量を、ＺｒＯ２換算で０．０１質量％以上とすることで、共添加による高靭性化が達成できる。
ジルコニウムの含有量を、ＺｒＯ２換算で２．００質量％以下とすることで、アルミナ本来の高い硬度を保つことができる。
【００１８】
ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、４０〜６７ｍｏｌであることが好ましく、より好ましくは４２〜６３ｍｏｌであり、さらに好ましくは４３〜５９ｍｏｌである。
ジルコニウムの含有量を、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、４０ｍｏｌ以上とすることで、共添加による十分な高靭性化が確認できる。
ジルコニウムの含有量を、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、６７ｍｏｌ以下とすることで、製造時に結粒が生じず、さらにアルミナ本来の高いビッカース硬度を保持することができる。
【００１９】
（研削性能の改善に対するタングステン及びモリブデンの効果）
電融アルミナ粒にタングステン及びモリブデンのうち少なくとも一方を含有させると、電融アルミナ粒の研削性能が改善するのは、以下の原理によるものと推測される。電融アルミナ粒の粒内、粒界、表面に存在するタングステン及びモリブデンのうち一部は、負の熱膨張係数をもつＺｒＷ２Ｏ８及びＺｒＭｏ２Ｏ８の状態で存在していると予想される。これによって、熱処理後の電融アルミナ粒に圧縮応力がはたらき、高靭性化すると考えられる。また、タングステン及びモリブデンはアルミナ中にほとんど固溶しないため、硬度も低下しない。
【００２０】
（Ｃ係数及びＣ段かさ比重）
本発明の電融アルミナ粒は、ｘ＝電融アルミナ粒のＣ段かさ比重、及びｙ＝電融アルミナ粒のＣ係数、としたとき、以下の式（１）を満たすことが好ましく、以下の式（２）を満たすことがより好ましく、以下の式（３）を満たすことがさらに好ましく、以下の式（４）を満たすことが特に好ましく、以下の式（５）を満たすことが最も好ましい。これにより、本発明の電融アルミナ粒の研削性能を高めることができる。
ｙ＜−１．５０６ｘ＋３．６０５                    （１）
ｙ＜−１．５０６ｘ＋３．５９５                    （２）
ｙ＜−１．５０６ｘ＋３．５８５                    （３）
ｙ＜−１．５０６ｘ＋３．５７５                    （４）
ｙ＜−１．５０６ｘ＋３．５６５                    （５）
【００２１】
Ｃ係数は、ＪＩＳ  Ｒ６１２８−１９８７（人造研削材の靭性の試験方法（ボールミル法））に定義されているＣ係数と同じものである。Ｃ係数の測定方法は、後述の実施例の項目で詳細に説明する。
【００２２】
Ｃ段かさ比重は、Ｃ係数測定時にＪＩＳ  Ｒ６００１−１９８７に規定される標準篩を用いて篩い分けた３段目の篩に留まった試料のかさ比重を、ＪＩＳ  Ｒ６１２６−１９７０に規定される方法よって測定した値として定義する。Ｃ段かさ比重の測定方法については、後述の実施例の項目で詳細に説明する。
【００２３】
一般に粒度が細かいほどＣ段かさ比重の値は小さく、粒度が粗いほどＣ段かさ比重の値は大きくなる。しかし、電融アルミナ粒のように整粒して同程度の粒度に揃えられた試料の場合は、粒の形状によってＣ段かさ比重の値が変わる。そして、尖った粒や扁平な粒が多いほど自由落下による充填率が低くなるためＣ段かさ比重の値は小さくなり、球に近い粒が多いほど自由落下による充填率が高くなるためＣ段かさ比重の値は大きくなる。
【００２４】
Ｃ係数とＣ段かさ比重の値との間には負の相関がある（図２参照）。前述の通りＣ段かさ比重が小さい試料には尖った粒や扁平な粒が多い。このため、これらを用いてＣ係数を測定すると、ボールミルによる粉砕が容易に進行し、これによりＣ係数の値は大きく（低靱性）なる。一方、Ｃ段かさ比重が大きい試料には球に近い形状の粒が多い。このため、これらを用いてＣ係数を測定すると、ボールミルによる粉砕が進行しづらく、Ｃ係数の値は小さく（高靱性）なる。
【００２５】
上述したように、本発明の電融アルミナ粒は、上述の式（１）を満たすことが好ましい。ｘ＞０及びｙ＞０であることを考慮すると、上述の式（１）を満たすｘ（Ｃ段かさ比重）−ｙ（Ｃ係数）平面の領域は、ｘ（Ｃ段かさ比重）の値も、ｙ（Ｃ係数）の値も小さな値の領域である。このことは、本発明の電融アルミナ粒は尖った粒又は扁平な粒であり、本発明の電融アルミナ粒の靱性は高いことを示している。球に近い形状の粒よりも尖った粒又は扁平な粒の方が、研削性能が高いこと、及び靱性が高い粒の方が研削性能が高いことから、上述の式（１）を満たす本発明の電融アルミナ粒の研削性能はより高いことがわかる。
【００２６】
（アルミニウム、酸素、チタン及びマグネシウム以外の元素）
本発明の電融アルミナ粒は、アルミニウム、酸素、ジルコニウム、タングステン及びモリブデン以外の元素を含んでもよい。本発明の電融アルミナ粒におけるアルミニウム、酸素、ジルコニウム、タングステン及びモリブデン以外の元素の含有量の合計は、好ましくは、酸化物に換算して１．５原子モル％以下である。アルミニウム、酸素、ジルコニウム、タングステン及びモリブデン以外の元素の含有量の合計が酸化物に換算して１．５原子モル％以下であると、本発明の電融アルミナ粒は十分な研削性能を有する。アルミニウム、酸素、ジルコニウム、タングステン及びモリブデン以外の元素の含有量の合計は、より好ましくは酸化物に換算して１．０原子モル％以下であり、更に好ましくは酸化物に換算して０．５原子モル％以下であり、最も好ましくは酸化物に換算して０原子モル％である。アルミニウム、酸素、ジルコニウム、タングステン及びモリブデン以外の元素には、たとえば、ナトリウム、ケイ素、カルシウム、鉄、クロム等がある。
【００２７】
［電融アルミナ粒の製造方法］
本発明の電融アルミナ粒の製造方法は、アルミナ原料と、タングステン化合物及びモリブデン化合物のうち少なくとも一方を含む原料を混合して混合物原料を作製する工程（Ａ）、電気溶融法によって前記混合物原料からインゴットを作製する工程（Ｂ）、インゴットを粉砕して粉砕粉を作製する工程（Ｃ）、粉砕粉を所定粒度に整粒して整粒粒子を作製する工程（Ｄ）、及び整粒粒子を１０００℃以上の加熱温度で加熱処理して電融アルミナ粒を得る工程（Ｅ）を含む。これにより、製造時に結粒の発生を回避することができ、研削性能の優れた本発明の電融アルミナ粒を製造することができる。
【００２８】
（工程（Ａ））
工程（Ａ）では、アルミナ原料と、タングステン化合物及びモリブデン化合物のうち少なくとも一方を含む原料を混合して混合物原料を作製する。例えば、所定の配合比率に秤量したアルミナ原料と、タングステン化合物及びモリブデン化合物のうち少なくとも一方を含む原料を、混合機やボールミルなどを用いて機械的に混合したり、スコップ等を用いて人の手で混合したりする。
工程（Ａ）では、アルミナ原料と、ジルコニウム化合物と、タングステン化合物及びモリブデン化合物のうち少なくとも一方を混合して混合物原料を作製することが好ましい。
【００２９】
＜アルミナ原料＞
本発明の電融アルミナ粒の製造方法に使用されるアルミナ原料として、例えばバイヤー法で精製したアルミナが挙げられる。
【００３０】
＜タングステン化合物及びモリブデン化合物＞
本発明の電融アルミナ粒の製造方法に使用されるタングステン化合物としては、例えば、酸化タングステン、タングステン、硫化タングステン、タングステン酸アンモニウム、タングステン酸などが挙げられる。このうち、特に、酸化タングステンの三酸化タングステンを使用することが好ましい。
本発明の電融アルミナ粒の製造方法に使用されるモリブデン化合物としては、例えば、酸化モリブデン、モリブデン、硫化モリブデン、モリブデン酸アンモニウム、二モリブデン酸アンモニウム、七モリブデン酸六アンモニウム、モリブデン酸などが挙げられる。このうち、特に、酸化モリブデンの三酸化モリブデンを使用することが好ましい。
工程（Ａ）におけるタングステン化合物及びモリブデン化合物の配合量は、前記インゴット中で、ＷＯ３及びＭｏＯ３換算でのタングステン及びモリブデンの含有量が、０．０５〜３．００質量％となるように換算した配合量であることが好ましく、より好ましくは０．１０〜２．５０質量％となるように換算した配合量であり、さらに好ましくは０．２０〜２．００質量％となるように換算した配合量である。
【００３１】
＜ジルコニウム化合物＞
本発明の電融アルミナ粒の製造方法に使用されるジルコニウム化合物として、例えば、酸化ジルコニウム、ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、硫化ジルコニウム等が挙げられる。のうち、特に、酸化ジルコニウムを使用することが好ましい。
【００３２】
工程（Ａ）におけるジルコニウム化合物の配合量は、前記インゴット中で、ＺｒＯ２換算でのジルコニウムの含有量が、０．０１〜２．００質量％となるように換算した配合量であることが好ましく、より好ましくは０．０２〜２．００質量％となるように換算した配合量であり、さらに好ましくは０．０３〜１．７５質量％となるように換算した配合量である。
【００３３】
工程（Ａ）におけるジルコニウム化合物の配合量は、前記インゴット中で、ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算でのモリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、４０〜６７ｍｏｌとなるように換算した配合量であるであることが好ましく、より好ましくは、４２〜６３ｍｏｌとなるように換算した配合量であり、さらに好ましくは、４３〜５９ｍｏｌとなるように換算した配合量であり、特に好ましくは、４５〜５６ｍｏｌとなるように換算した配合量である。
【００３４】
（工程（Ｂ））
工程（Ｂ）では、電気溶融法によって混合物原料からインゴットを作製する。電気溶融法とは、電気アーク炉等の電気溶融炉を使用して混合原料を、例えば約２０００〜約２５００℃の加熱温度で溶融する方法である。溶融が完了すると、例えば、電気溶融炉を傾け、炉壁に設けた注出口より溶融物を流し出し、予め準備された鋳型等に注入して、インゴットを作製する。インゴットはアルミナの多結晶体である。
【００３５】
（工程（Ｃ））
工程（Ｃ）では、インゴットを粉砕して粉砕粉を作製する。インゴットは、例えば、ロールブレーカー及びドロップハンマー等を用いて荒割りし、肉眼選別の後、インペラーブレーカー、ジョークラッシャー、ロールクラッシャー、エッジランナー及びコニカルボールミル等の粉砕機を用いて粉砕する。粉砕粉の粒径は、各製品で求められる粒度に応じて、５０μｍ〜８ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００３６】
（工程（Ｄ））
工程（Ｄ）では、粉砕粉を所定粒度に整粒して整粒粒子を作製する。例えば、製造される電融アルミナ粒がＪＩＳ  Ｒ  ６００１−１９９８に規定されている粗粒に該当する場合は、ふるい分け工程を経て粉砕粉を所定粒度に整粒する。また、製造される電融アルミナ粒がＪＩＳ  Ｒ  ６００１−１９９８に規定されている微粉に該当する場合は、粉砕粉をボールミル及びエアミル等を用いて微粉砕した後、精製工程を経て粉砕粉を所定粒度に整粒する。
【００３７】
（工程（Ｅ））
工程（Ｅ）では、整粒粒子を１０００〜１９００℃の加熱温度で加熱処理して電融アルミナ粒を得る。これにより、電融アルミナ粒の強度及び靱性を高くすることができる。
【００３８】
例えば、整粒粒子を箱さや等の容器に入れマッフル炉等の電気炉又はトンネル式連続焼成炉で加熱処理するか、又は整粒粒子をロータリーキルン等の焼成装置で直接、加熱処理する。
【００３９】
工程（Ｅ）における加熱温度は、１０００〜１９００℃であり、好ましくは１０００〜１８００℃であり、より好ましくは１２００〜１６００℃であり、さらに好ましくは１３００〜１５００℃である。
加熱温度が１０００℃以上であると、電融アルミナの強度が高くなる。加熱温度が１９００℃以下であると、整粒粒子同士が焼結することなく加熱処理を施すことができる。加熱処理時の加熱の保持時間は、好ましくは６０分以上である。加熱処理時の雰囲気は、好ましくは大気雰囲気である。
【００４０】
（その他の工程）
工程（Ｃ）と工程（Ｄ）との間に、工程（Ｃ）で生じた微粉及び磁性物等の不純物を除去し、必要に応じて酸洗及び／又は水洗を行う工程を追加してもよい。これにより、工程（Ｅ）の加熱処理で、整粒粒子内に不純物が拡散することを抑制できる。
【００４１】
工程（Ｅ）の後に、得られた電融アルミナ粒をさらに整粒してもよい。整粒の方法は、例えば、工程（Ｄ）と同じ方法であってもよい。これにより、粒度がさらに整った電融アルミナ粒を得ることができる。
【００４２】
［砥石］
本発明の砥石は、本発明の電融アルミナ粒を含む。これにより、研削性能が優れた砥石を得ることができる。具体的には、本発明の砥石は、本発明の電融アルミナ粒を結合剤で固めたものであり、主に、電融アルミナ粒、結合剤及び気孔から成り立っている。砥石は、例えば、ビトリファイドボンド、メタルボンド又はレジンボンド等の結合剤で電融アルミナ粒を成形硬化させることによって製造される。結合剤は、好ましくはビトリファイドボンドである。ビトリファイドボンドは長石、陶石、ホウ砂、粘土等を適宜混合して調製される一般的にフリットといわれるもので、その成分は、例えばＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏ等である。ビトリファイドボンドを用いた砥石（ビトリファイド砥石）は、ビトリファイドボンドに若干のデキストリンやフェノール樹脂等の成形助剤を入れて、電融アルミナ粒と混合し、プレス成形した後、焼成して製造される。この焼成温度は９５０〜１１５０℃が好ましい。本発明の電融アルミナ粒は、ビトリファイド砥石以外にも、レジノイド砥石、ゴム砥石、シリケート砥石、シェラック砥石、マグネシア砥石等の砥石の砥粒として用いることができる。
【００４３】
［研磨布紙］
本発明の研磨布紙は、本発明の電融アルミナ粒を含む。これにより、研削性能の優れた研磨布紙を得ることができる。研磨布紙は、電融アルミナ粒を基材に、接着剤を用いて接着させることにより製造される。優れた研磨性能を得られること及び耐水性が優れていることから好ましい接着剤はフェノール樹脂系接着剤である。また、レゾルシノール又はその誘導体をフェノール樹脂系接着剤と併用することによりフェノール樹脂系接着剤の硬化条件を緩和することもできる。基材には、例えば紙、織布及び不織布等が挙げられる。重研削用の研削ベルト等に対しては、ポリエステル繊維による織布も用いられ、その他、研磨不織布にはナイロン等合成繊維による不織布が基材として用いられる。研磨布紙には、製品規格としてＪＩＳに制定されているものとして、研磨布（Ｒ６２５１−２００６）、研磨紙（Ｒ６２５２−２００６）、耐水研磨紙（Ｒ６２５３−２００６）、研磨ディスク（Ｒ６２５５−２０１４）、研磨ベルト（Ｒ６２５６−２００６）及び円筒研磨スリーブ（Ｒ６２５７−２００６）等が挙げられる。しかし、本発明の研磨布紙はこれらに限定されるものではない。ＪＩＳの制定がない用途で本発明の研磨布紙にとって重要な用途は研磨不織布である。これは、研磨材、繊維（ナイロン、ポリエステル繊維等）及び接着剤の３構成要素によって、研磨用の不織布として構成された可撓性研磨材料（研磨布）である。これは、不規則に交錯する構成要素繊維の三次元網状組織と大きな容積の連通空隙を持ち、厚さ２〜８ｍｍ程度で可撓性及び圧縮復元性に優れた構造特性を具備している。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例及び比較例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら制限されるものではない。【００４５】
［実施例及び比較例の電融アルミナ粒の評価］
実施例及び比較例の電融アルミナ粒に対して以下の評価を実施した。【００４６】
（Ｃ段かさ比重）
ＪＩＳ  Ｒ６１２６−１９７０に従って、漏斗、ストッパー、シリンダー及びその支持台からなる装置を用いて、以下の手順でＣ段かさ比重を測定した。
（１）シリンダーの容積Ｖ（ｍｌ）を測定。
（２）漏斗の出口をストッパーでふさぎ、試料約１２０ｍｌを漏斗内に入れた後、シリンダーを漏斗の真下に配置。
（３）ストッパーを引き抜き、試料の全量をシリンダー内に落とし、シリンダーの上面に盛り上がった試料を軽くすくい取るようにして除いた後、シリンダーに入った試料の重さを測定。
（４）同一試料について（２）及び（３）の操作を繰り返して、３つの測定値Ｗ１（ｇ）、Ｗ２（ｇ）、及びＷ３（ｇ）を取得。
（５）（１）で得られたシリンダーの容積Ｖ（ｍｌ）と、（４）で得られた３つの測定値Ｗ１（ｇ）、Ｗ２（ｇ）、及びＷ３（ｇ）とから、下記の式（７）を用いてＣ段かさ比重を算出。
Ｃ段かさ比重（ｇ／ｍｌ）＝｛（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３）／３｝／Ｖ    （７）【００４７】
（Ｃ係数）
電融アルミナ粒２５０ｇをＪＩＳ  Ｒ６００１−１９８７に規定される標準篩を用いてロータップ試験機によって１０分間篩い分けた。３段目の篩に留まった試料の全量をさらに１０分間篩い分け、再び３段目の篩に留まった電融アルミナ粒１００ｇを供試試料とした。この供試試料をＪＩＳ  Ｒ６１２８−１９７５に規定される方法でボールミル粉砕して粉砕試料を作製した。標準篩を用いて粉砕試料を５分間篩い分け、４段目の篩に留まった粉砕試料の重量をＲ（ｘ）とした。また、標準試料としてＪＩＳ  Ｒ６１２８−１９７５に規定される黒色炭化ケイ素質研削材のＦ６０を用いて同様の操作を行い、ボールミル粉砕後４段目に留まったＦ６０の重量をＲ（ｓ）とし、次式（６）によりＣ係数を算出した。
Ｃ係数＝ｌｏｇ（１００／Ｒ（ｘ））／ｌｏｇ（１００／Ｒ（ｓ））      （６）
なお、ボールミルによって粉砕される程度が小さいほど（靱性が高いほど）Ｒ（ｘ）が大きくなるため、靱性が高いほどＣ係数の値は小さくなる。【００４８】
（マイクロビッカース硬度）
装置として（株）アカシ製、機種名「ＭＶＫ−ＶＬ、Ｈａｒｄｎｅｓｓ  Ｔｅｓｔｅｒ」を用い、測定は、荷重０．９８Ｎ、圧子の打ち込み時間１０秒の条件とし、１５点の測定値の平均値をマイクロビッカース硬度とした。【００４９】
（結粒）
ＪＩＳ  Ｒ６００１−１９９８に規定されているＦ６０に整粒した加熱処理前の電融アルミナ粒を箱さやに入れ、１５００℃で１時間加熱処理をした。５００ｇの得られた電融アルミナ砥粒を目開き５００μｍの篩を用いてロータップ試験機によって衝撃を加えながら１分間ふるい分けた。その後、篩上の電融アルミナ砥粒の質量を計りとり、５ｇ以上であった場合に結粒ありと判断した。【００５０】
（エネルギー分散型Ｘ線分光分析による元素マッピング）
実施例４で作製した複合焼結体を透明樹脂粉末（リファインテック株式会社製、アクリル樹脂：９５〜１００質量％、メタクリル酸メチル：０〜５質量％、ジベンゾイルペルオキシド：０〜１質量％）中に含ませ、この樹脂を熱硬化成形後に切断し、切断面を鏡面研磨処理し、白金蒸着処理を行い、試料表面を含む断面について元素マッピング分析を行った。実施例４の研磨面におけるタングステンおよびジルコニウム元素の分布状態を、エネルギー分散型Ｘ線分光器（日本電子（株）社製、機種名ＪＥＤ−２３００）を用いて元素マッピング分析により測定した。【００５１】
［実施例及び比較例の電融アルミナ粒］
各原料を、その含有量が表１に示す値となるように配合し、バイヤー法アルミナ粉末と混合して混合原料を作製した。そして、混合原料を電気アーク炉で溶融し（溶融条件：電気アーク炉の消費電力：９．０ｋＷｈ、加熱時間：２０分、雰囲気ガス：大気）、得られた溶湯を冷却することによりインゴットを得た。
各原料は、以下のものを用いた。
酸化チタン：関東化学株式会社製、「酸化チタン（ＩＶ）ルチル型」、規格「特級」
酸化ジルコニウム：関東化学株式会社製、「酸化ジルコニウム、３Ｎ」、規格「高純度試薬」
酸化モリブデン：関東化学株式会社製、「酸化モリブデン（ＶＩ）」、規格「鹿特級」
酸化タングステン：関東化学株式会社製、「酸化タングステン（ＶＩ）」、規格「鹿1級」【００５２】
ジョークラッシャーを用いて得られたインゴットを粗粉砕し、その後ロールミルで粉砕して粉砕粉を作製した。そして、ＪＩＳＲ６００１−１９９８の研磨材の粒度に規定されている粒度Ｆ８０に対応する目開きの篩網を用いて粉砕粉を整粒して整粒粒子を作製した。【００５３】
粒度Ｆ８０の整粒粒子を３００ｇアルミナ坩堝に入れ、電気炉（大気雰囲気）内で１５００℃まで３時間かけて昇温し、１５００℃にて１時間保持し、加熱を停止し炉内で放冷した。室温まで冷却後、２５０〜１５０μｍの篩網を用いて整粒し、粒同士が固着して粗くなった粒や微細粒を取り除き、Ｆ８０のアルミナ研削材に相当する実施例１〜１０の電融アルミナ粒及び比較例１〜３の電融アルミナ粒を得た。【００５４】
比較例１は、粒度Ｆ８０の昭和電工（株）製ＳＡ砥粒である。ＳＡ砥粒は、アルミナ単結晶砥粒であり、主に難被削材の研削加工に使用される研削材である。ＳＡ砥粒は、９９．６質量％のＡｌ２Ｏ３、０．０３質量％のＳｉＯ２、０．０３質量％のＦｅ２Ｏ３及び０．３質量％のＴｉＯ２を含有する。【００５５】
比較例２は、粒度Ｆ８０の昭和電工（株）製ＷＡ砥粒である。ＷＡ砥粒は、白色電融アルミナ砥粒であり、発熱を嫌う用途に適した研削材である。ＷＡ砥粒は、９９．８質量％のＡｌ２Ｏ３、０．０２質量％のＳｉＯ２、０．０２質量％のＦｅ２Ｏ３を含有し、残部の０．１６質量％は、Ｎａ２Ｏである。【００５６】
（化学分析）
実施例及び比較例の電融アルミナ粒におけるＷＯ３換算のタングステン含有量、ＭｏＯ３換算のモリブデン含有量、ＺｒＯ２換算のジルコニウム含有量、ＴｉＯ２換算のチタン含有量を、蛍光Ｘ線元素分析法によって測定した。測定機器は、（株）リガク製「ＺＳＸ  Ｐｒｉｍｕｓ」を用いた。
測定結果を表１に示す。
表１における質量比は、全て、アルミナ粒に対する重量比を意味する。【００５７】
【表１】
2019123833.tif 000003
【００５８】
［評価結果］
実施例１〜１０の電融アルミナ粒及び比較例１〜３の電融アルミナ粒のＣ段かさ比重（表中「Ｃ段カサ」）、Ｃ係数、マイクロビッカース硬度、結粒の評価結果を以下の表２に示す。【００５９】
【表２】
2019123833.tif 000004
【００６０】
実施例１〜１０と比較例１〜３の比較から、タングステン及びモリブデンの少なくとも一方を含有することによって、電融アルミナ粒の製造時の熱処理によっても結粒が生じず、かつ、研削性能が優れた電融アルミナ粒を得ることが確認できた。
実施例１と実施例４の比較から、タングステンとジルコニウムの共添加によって、タングステン単独添加よりもＣ係数が低下すること、すなわち電融アルミナ粒が頑丈になることが確認できた。
実施例２と実施例７の比較から、モリブデンとジルコニウムの共添加によって、モリブデン単独添加の場合よりもＣ係数が低下すること、すなわち電融アルミナ粒が頑丈になることが確認できた。【００６１】
横軸を電融アルミナ粒のＣ段かさ比重、縦軸を電融アルミナ粒のＣ係数として、実施例１〜１０及び比較例１〜３のＣ段かさ比重及びＣ係数をプロットしたグラフを図１に示す。このグラフから、実施例１〜１０の電融アルミナ粒は、上述の式（１）を満たし、研削性能に優れるものであることが確認できる。【００６２】
前記のように、Ｃ係数とＣ段かさ比重の値には負の相関がある。これらの相関は横軸をＣ段かさ比重、縦軸をＣ係数としてグラフにすると、傾きが負、切片が正の一次関数で表すことができ、同一の砥材であれば異なる粒度やＣ段かさ比重の試料を測定してもおおよそ同一直線付近に分布する。例として、Ｆ３６、Ｆ８０、Ｆ１２０の３種の粒度のＳＡ砥粒（昭和電工（株）製）を用いて、各粒度につき、２０点測定した結果から得た近似一次関数を図２に示す。【００６３】
ここで、「高性能の砥粒」を、尖った形状（＝かさ比重が小さい）かつ高靱性（＝Ｃ係数の値も小さい）と定義する。つまり、図２のグラフにおいて左下にある砥粒ほど高性能であることを意味する。具体的には、酸化チタンをＴｉＯ２換算で０．３０質量％含有する解砕型電融アルミナ研削材（昭和電工（株）製ＳＡ）が図２に示す相関関係にあり、その近似一次関数の式は次の式（９）である。
ｙ＝−１．５０６ｘ＋３．６０５          （９）
（ｘ＝Ｃ段かさ比重、ｙ＝Ｃ係数）【００６４】
実施例１〜１０の電融アルミナ粒が上述の式（１）を満たすということは、実施例１〜１０の電融アルミナ粒は、上述のＳＡ砥粒（高性能品）に比べて尖った粒や扁平な粒が多く、靱性も優れる高性能の砥粒であり、上述のＳＡ砥粒（高性能品）よりも研削性能が優れていることを意味する。このことは、図１において、比較例２及び比較例３が式（１）を満たす範囲内にないことからも正しいと考えられる。【００６５】
図３に実施例４のエネルギー分散型Ｘ線分光分析による元素マッピングの結果を示す。この結果より、タングステンとジルコニウムのうち一部は、同一領域に存在していることが分かり、タングステン-ジルコニウム化合物の状態で存在していることが示唆された。
【図１】
2019123833.tif 000005
【図２】
2019123833.tif 000006
【図３】
2019123833.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月12日(2019.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タングステン及びモリブデンのうち少なくとも一方を含有し、
ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量とＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計が、０．０５〜３．００質量％であり、
ジルコニウムを含有する、電融アルミナ粒。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、電融アルミナ粒中で、０．０１〜２．００質量％である、請求項１に記載の電融アルミナ粒。
【請求項５】
ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算での前記モリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、４０ｍｏｌ〜６７ｍｏｌである、請求項１又は４に記載の電融アルミナ粒。
【請求項６】
前記電融アルミナ粒のＣ段かさ比重をｘ、及び前記電融アルミナ粒のＣ係数をｙとしたとき、以下の式（１）を満たす、請求項１、４、５のいずれか１項に記載の電融アルミナ粒。
ｙ＜−１．５０６ｘ＋３．６０５                    （１）
【請求項７】
アルミナ原料と、ジルコニウム化合物と、タングステン化合物及びモリブデン化合物のうち少なくとも一方を含む原料を混合して混合物原料を作製する工程（Ａ）、
電気溶融法によって前記混合物原料からインゴットを作製する工程（Ｂ）、
前記インゴットを粉砕して粉砕粉を作製する工程（Ｃ）、
前記粉砕粉を所定粒度に整粒して整粒粒子を作製する工程（Ｄ）、及び
前記整粒粒子を１０００℃以上１９００℃以下の加熱温度で加熱処理して電融アルミナ粒を得る工程（Ｅ）を含む、電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項８】
前記混合物原料を作製する工程（Ａ）における前記タングステン化合物及びモリブデン化合物の配合量が、前記インゴット中で、ＷＯ３及びＭｏＯ３換算での前記タングステン化合物及びモリブデン化合物の含有量が、０．０５〜３．００質量％となるように換算した配合量である、請求項７に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記混合物原料を作製する工程（Ａ）における前記ジルコニウム化合物の配合量が、前記インゴット中で、ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、０．０１〜２．００質量％となるように換算した配合量である、請求項７に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項１１】
前記混合物原料を作製する工程（Ａ）における前記ジルコニウム化合物の配合量が、前記インゴット中で、ＺｒＯ２換算での前記ジルコニウムの含有量が、ＷＯ３換算での前記タングステンの含有量及びＭｏＯ３換算でのモリブデンの含有量の合計含有量１００ｍｏｌに対し、４０ｍｏｌ〜６７ｍｏｌとなるように換算した配合量である、請求項７又は１０に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項１２】
前記電融アルミナ粒を得る工程（Ｅ）の加熱温度が１２００℃以上１７００℃以下である、請求項７、８、１０、１１のいずれか１項に記載の電融アルミナ粒の製造方法。
【請求項１３】
請求項１、４、５、６のいずれか１項に記載の電融アルミナ粒を含む砥石。
【請求項１４】
請求項１、４、５、６のいずれか１項に記載の電融アルミナ粒を含む研磨布紙。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
［１３］上記［１］〜［６］のいずれか１つに記載の電融アルミナ粒を含む砥石。
［１４］上記［１］〜［６］のいずれか１つに記載の電融アルミナ粒を含む研磨布紙。
発明の効果
［００１０］
本発明によれば、製造時に結粒が生じず、かつ、研削性能に優れた電融アルミナ粒及びその電融アルミナ粒の製造方法、並びにその電融アルミナ粒を用いた砥石及び研磨布紙を提供することができる。
［図面の簡単な説明］
［００１１］
［図１］横軸を電融アルミナ粒のＣ段かさ比重、縦軸を電融アルミナ粒のＣ係数として、参考例１〜２、実施例３〜８、参考例９〜１０及び比較例１〜３のＣ段かさ比重及びＣ係数をプロットしたグラフである。
［図２］ＪＩＳ  Ｒ  ６００１−１９９８に規定されているＦ３６、Ｆ８０、Ｆ１２０の３種の粒度のＳＡ砥粒（昭和電工（株）製）を用いて、各粒度につき、２０点測定した結果から得た近似一次関数を示すグラフである。ＳＡ砥粒は、アルミナ単結晶砥粒であり、主に難被削材の研削加工に使用される研削材である。ＳＡ砥粒は、９９．６質量％のＡｌ２Ｏ３、０．０３質量％のＳｉＯ２、０．０３質量％のＦｅ２Ｏ３及び０．３質量％のＴｉＯ２を含有する。
［図３］実施例４のエネルギー分散型Ｘ線分光分析による元素マッピング分析の結果を示す写真である。
［発明を実施するための形態］
［００１２］
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明において、数値範囲を示す「Ａ〜Ｂ」の記載は、端点であるＡ及びＢを含む数値範囲を示す。すなわち、「Ａ以上Ｂ以下」（Ａ＜Ｂである場合）、又は「Ａ以下Ｂ以上」（Ａ＞Ｂである場合）を意味する。
［００１３］
［電融アルミナ粒］
本明細書において、電融アルミナ粒とは、バイヤー法で精製したアルミナ
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
８０のアルミナ研削材に相当する参考例１〜２、実施例３〜８、参考例９〜１０の電融アルミナ粒及び比較例１〜３の電融アルミナ粒を得た。
［００５４］
比較例１は、粒度Ｆ８０の昭和電工（株）製ＳＡ砥粒である。ＳＡ砥粒は、アルミナ単結晶砥粒であり、主に難被削材の研削加工に使用される研削材である。ＳＡ砥粒は、９９．６質量％のＡｌ２Ｏ３、０．０３質量％のＳｉＯ２、０．０３質量％のＦｅ２Ｏ３及び０．３質量％のＴｉＯ２を含有する。
［００５５］
比較例２は、粒度Ｆ８０の昭和電工（株）製ＷＡ砥粒である。ＷＡ砥粒は、白色電融アルミナ砥粒であり、発熱を嫌う用途に適した研削材である。ＷＡ砥粒は、９９．８質量％のＡｌ２Ｏ３、０．０２質量％のＳｉＯ２、０．０２質量％のＦｅ２Ｏ３を含有し、残部の０．１６質量％は、Ｎａ２Ｏである。
［００５６］
（化学分析）
実施例及び比較例の電融アルミナ粒におけるＷＯ３換算のタングステン含有量、ＭｏＯ３換算のモリブデン含有量、ＺｒＯ２換算のジルコニウム含有量、ＴｉＯ２換算のチタン含有量を、蛍光Ｘ線元素分析法によって測定した。測定機器は、（株）リガク製「ＺＳＸ  Ｐｒｉｍｕｓ」を用いた。
測定結果を表１に示す。
表１における質量比は、全て、アルミナ粒に対する重量比を意味する。
［００５７］
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
［表１］
2019123833.tif 000008
［００５８］
［評価結果］
参考例１〜２、実施例３〜８、参考例９〜１０の電融アルミナ粒及び比較例１〜３の電融アルミナ粒のＣ段かさ比重（表中「Ｃ段カサ」）、Ｃ係数、マイクロビッカース硬度、結粒の評価結果を以下の表２に示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
［００５９］
［表２］
2019123833.tif 000009
［００６０］
参考例１〜２、実施例３〜８、参考例９〜１０と比較例１〜３の比較から、タングステン及びモリブデンの少なくとも一方を含有することによって、電融アルミナ粒の製造時の熱処理によっても結粒が生じず、かつ、研削性能が優れた電融アルミナ粒を得ることが確認できた。
参考例１と実施例４の比較から、タングステンとジルコニウムの共添加によって、タングステン単独添加よりもＣ係数が低下すること、すなわち電融アルミナ粒が頑丈になることが確認できた。
参考例２と実施例７の比較から、モリブデンとジルコニウムの共添加によって、モリブデン単独添加の場合よりもＣ係数が低下すること、すなわち電融アルミナ粒が頑丈になることが確認できた。
［００６１］
横軸を電融アルミナ粒のＣ段かさ比重、縦軸を電融アルミナ粒のＣ係数として、参考例１〜２、実施例３〜８、参考例９〜１０及び比較例１〜３のＣ段かさ比重及びＣ係数をプロットしたグラフを図１に示す。このグラフから、参考例１〜２、実施例３〜８、参考例９〜１０の電融アルミナ粒は、上述の式（１）を満たし、研削性能に優れるものであることが確認できる。
［００６２］
前記のように、Ｃ係数とＣ段かさ比重の値には負の相関がある。これらの相関は横軸をＣ段かさ比重、縦軸をＣ係数としてグラフにすると、傾きが負、切片が正の一次関数で表すことができ、同一の砥材であれば異なる粒度やＣ段かさ比重の試料を測定してもおおよそ同一直線付近に分布する。例とし
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
て、Ｆ３６、Ｆ８０、Ｆ１２０の３種の粒度のＳＡ砥粒（昭和電工（株）製）を用いて、各粒度につき、２０点測定した結果から得た近似一次関数を図２に示す。
［００６３］
ここで、「高性能の砥粒」を、尖った形状（＝かさ比重が小さい）かつ高靱性（＝Ｃ係数の値も小さい）と定義する。つまり、図２のグラフにおいて左下にある砥粒ほど高性能であることを意味する。具体的には、酸化チタンをＴｉＯ２換算で０．３０質量％含有する解砕型電融アルミナ研削材（昭和電工（株）製ＳＡ）が図２に示す相関関係にあり、その近似一次関数の式は次の式（９）である。
ｙ＝−１．５０６ｘ＋３．６０５          （９）
（ｘ＝Ｃ段かさ比重、ｙ＝Ｃ係数）
［００６４］
参考例１〜２、実施例３〜８、参考例９〜１０の電融アルミナ粒が上述の式（１）を満たすということは、参考例１〜２、実施例３〜８、参考例９〜１０の電融アルミナ粒は、上述のＳＡ砥粒（高性能品）に比べて尖った粒や扁平な粒が多く、靱性も優れる高性能の砥粒であり、上述のＳＡ砥粒（高性能品）よりも研削性能が優れていることを意味する。このことは、図１において、比較例２及び比較例３が式（１）を満たす範囲内にないことからも正しいと考えられる。
［００６５］
図３に実施例４のエネルギー分散型Ｘ線分光分析による元素マッピングの結果を示す。この結果より、タングステンとジルコニウムのうち一部は、同一領域に存在していることが分かり、タングステン−ジルコニウム化合物の状態で存在していることが示唆された。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
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【国際調査報告】
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