(57)【要約】選択可能なサイズ特性の粒子化合物の生成のための方法が提供され、この方法は、スラリー化された粒子前駆体を多孔質担持体上に担持することと、粒子化合物の凝集体が生成されるよう、担持体を加熱することと、凝集体をデアグロメレーションしてそれらの成分粒子とすることとを有する。好ましい実施形態では、スラリーが多孔質担持体の隙間の少なくとも一部を占めるよう、アルファ遷移を経なかったアルミナ粒子の水性スラリーは、空孔及び空洞サイズを画定する多孔質担持体と接触する。アルミナ前駆体スラリーがアルファ遷移を経るように、スラリー及び担持体は加熱される。アルファアルミナ製品は、次いで粒子化される。担持体は、それが加熱の間に燃焼を通して失われるような材料であり、またはそうでなければ、多孔質担持体によって与えられる粒子特性を破壊することなく粒子化の間やその後等の加熱の後除去可能である。その上、さらに別の実施形態では、望ましい性質を粒子化された製品に与えるために、共通成分がスラリーに加えられる。【選択図】図１０
2016507454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粒子を調製するプロセスであって、前記プロセスは、以下のステップ、
ａ）多孔質ポリマー担持体に遷移可能な材料を塗布することと、
ｂ）派生微粒子または派生集塊を与える時間の間、塗布された遷移可能な材料及び担持体の温度を、１つ以上の温度に上げることと、
ｃ）派生集塊がｂ)で与えられたなら、前記派生集塊の一部または全部をデアグロメレーションして、派生微粒子を与えることと（吸収体実施形態）、
を有し、
ここで、前記多孔質担持体は高分子であり、前記多孔質支持体の一部もしくは全部は、ｂ)において燃焼もしくは熱分解を通して減少するか、または、派生集塊が生成され、前記多孔質担持体は、前記集塊で粒子化され、その後、前記担持体の一部もしくは全部が、前記派生微粒子から隔てられる、プロセス。
【請求項２】
遷移可能な材料は、遷移前粒子スラリーであり、これは前記ｂ)の結果として相遷移を経て、前記集塊を与える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記遷移前粒子スラリーは、ギブサイトα-Αｌ（ΟΗ）3、バイエライトβ-Αｌ（ΟΗ）3、ノルドストランダイトγ-Αｌ（ΟΗ）3、ジアスポアα-ＡｌＯＯＨ、ベーマイトγ-ΑｌΟΟΗ、χ-アルミナ、η-アルミナ、γ-アルミナ、δ-アルミナ、κ-アルミナ、θ-アルミナ及びα-Αｌ2Ｏ3、の相の１つ以上の粒子アルミナのスラリーを含む、請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記遷移前粒子スラリーは、粒子の化学量論的二成分または三成分の混合物を含む、請求項２に記載のプロセス。
【請求項５】
前記遷移可能な材料は、粒子形成溶液であり、これは、前記ｂ)の結果、粒子形成を経て粒子を形成し、かつ任意に前記粒子の相遷移を経て前記派生微粒子を与える、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
粒子形成溶液は、シード粒子を含む、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記粒子形成溶液は、ＮａＦ、Ｎａ2ＰＯ3Ｆ、ＮａＢF４、ＣａＦ2、ＡｌＦ3、セリウムアセテート、ランタンカーボネート、塩化ランタン、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3及びシリカから成る群より選択される添加剤を含む、請求項６に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、アルミニウム塩及びその他のアルミニウム化合物前駆体からのアルファアルミナ微粒子の調製に関する。より一般には、本発明は、加熱による微粒子または溶液前駆体からの微粒子の生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルファアルミナ粉末は、凝集した／集塊のアルミナ前駆体から焼成によってルーチン的に生成される。多くのこの前駆体は、未加工のアルミニウムを含む鉱石を精製するバイエル方法を含むプロセス等、既知のプロセスによって調製可能である。しかしながら、前駆体をアルファアルミナへ移行させるためには高温が必要であり、この高温が、粉末アルファアルミナ製品の生産を複雑にする。概して緩く配置された粉末塊の中を通過する熱伝導が不規則であるため、粒径や粒径分布等の特性を制御することは、困難である。典型的には、焼成プロセスでは、固い集塊及び凝集体を生成することができる。この凝集製品は一般に、ミリングその他の粒子化または微粉砕ステップによってさらに処理される必要があり、これはさらなる時間及びエネルギーを必要とする。
【０００３】
一般に、疎な微粒子の高温での熱焼成は、結果として凝集体や集塊を生成する傾向がある。細粉の焼成またはアニールが困難である理由の１つとしては、粉末中に大量のダストが、高温への曝露の前に必ず存在すること、または、焼成プロセス中に生成されること、あるいはその両方が挙げられる。
【０００４】
特に直接燃焼を行うガス炉の場合、原料または前駆体がアルファ遷移を経るために必要である高温により、大規模な凝集や凝塊形成を引き起こし得るため、軽く凝集した小片を単にばらばらに破壊するのではなく、粉砕プロセスを実際に用いて、集塊を粉砕して新しい粒子にする必要がある。その結果、最終生産物において、形状、粒径、粒径分布等、原料／前駆体に固有の粒子特性が、概して再現されなくなる。焼成及びアルファ遷移に必要な加熱の間に、緩く粉末化した原料／前駆体の中の熱伝導が均一ではないことにより、表面性状等の粒子特性も影響を受ける。
【０００５】
アルファアルミナ遷移を経ていない（または全く経ていない）、または、熱遷移シーケンスが、得られたアルファアルミナ（例えば、ギブサイトα-Αｌ（ΟΗ）3、バイエライトβ-Αｌ（ΟΗ）3、ノルドストランダイトγ-Αｌ（ΟΗ）3、ジアスポアα-ＡｌΟＯＨ、ベーマイトγ-ΑｌΟΟΗ、χ-アルミナ、η-アルミナ、γ-アルミナ、δ-アルミナ、κ-アルミナ、θ-アルミナ、α-Ａｌ2Ｏ3）より低い、Ａｌ2Ｏ3原料または前駆体からのアルミナ粉末の調製は、湿潤状態では乾燥状態に比べてより簡単に達成されないと、今までしばしば当業者により考えられてきた。何故なら、温度を相転移の開始に要求されるレベルまで上げることが、遷移温度に達する前に液相ウェルを蒸発させてしまうからである。したがって、水の使用に関係して見込まれるあらゆる利点、たとえば均一な加熱や、その結果としてのより少ない凝集等は、実現しないだろう。
【０００６】
上記に概説される問題は、得られた鉱物の相の状態が原料の状態より高い限りにおいて、一般化され、別々のアルミナ相間での熱介在遷移及びこれらの間の状態を包含するようになる。その結果、必要な高温に関連した凝集及びその他の問題が発生し続けることになる。
【０００７】
アルミナ微粒子の凝集に関する他の問題も、生じていた。アルファアルミナ微粒子の調製方法では、比較的大型の粒子の発生率を有する粒径分布をしばしば与える。例えば、１
００ミクロンを上回る、そして多くの場合５ミクロンを上回る粒子が、少し発生するだけで、微粒子のポリシング能力が損なわれ得るのであり、それにより、例えば表面研摩等に代表される表面工学用途の多くが不適当になってしまう。例えば、ニッケルめっきハードディスク用の研磨スラリーは、一般に、粒子が１μｍよりかなり小さなスラリーで遂行されなければならない。しばしばこの粒子は、粒径分布の異常値を示し、焼成の後に一般に行われる等の、機械研削または微粉砕の生成物となり得る。ある状況では、たとえば原料中に現れるオーバーサイズ粒子等のこの大径粒子は、アルファアルミナの調製における初期ステップで生成され得る。
【０００８】
全体として、出所に関係なく、オーバーサイズ粒子は、精度が必要とされる能力に対する微粒子の全体的な有用性を損ない得る。例えば、ポリシング、研削及び他の微粒子等、表面エンジニアリング薬剤として用いることを目的とする微粒子に、この大径粒子が存在するならば、表面に損害を引き起こすことがあり得る。しかしながら、このオーバーサイズ微粒子の除去は、コストがかかり、かつ、時間がかかり、余分な処理段階を必要とする。
【０００９】
シード粒子の有無に関わらず、溶液から微粒子を生成する方法においては、アルファアルミナ微粒子を調製する際に、さらに他の問題が生じる。凝集の問題があるだけでなく、最初の粒度調整のさらなる問題も存在する。粒子サイズが、用いる前駆体の粒子サイズに関連する状況とは異なり、プレアルファアルミナの微粒子は、同じ温度勾配で生成かつ焼成される。したがって、生成と凝集とは、あまり区別ができない。それにもかかわらず、この状況では概して、活発なデアグロメレーションが少なくとも必要であり、そして、概して、研削が必要である。
【００１０】
凝集及び大粒子を生成する他のメカニズムを最小にし、かつ、粒子を生成する両方の方法に対応する柔軟性を有するアルファアルミナ粒子の生成方法は、当該技術分野で大きな前進になる。
【発明の概要】
【００１１】
アルファ遷移を経ていない微小なサイズのアルミナ前駆体が、スラリー化され、スラリーの少なくとも一部が、多孔質担持体の隙間に存在し、その後加熱されてアルファ遷移を経るように、連続気泡多孔質担持体に塗布され、あるいはこれと接触する場合に、得られたアルファアルミナ製品は、緩く結合して容易にデアグロメレーション可能な粒子へと、簡単に粒子化され、この粒子は、前駆体及び空孔の相対的なサイズに応じて、１）微小なサイズの前駆体のサイズ及びその他の性能、または２）多孔質担持体の空孔及び空洞サイズ特性のいずれかに関連する特性を有することが、見出された。多孔質担持体は、好ましくは、加熱操作中に燃焼により失われるような材料である。したがって、本願は、無機粒子の調製のためのプロセスに関し、前記プロセスは、
ａ）遷移可能な材料を多孔性重合担持体に適用するステップと、
ｂ）派生微粒子または派生集塊が得られる時間の間、適用された遷移可能な材料及び担持体の温度を、１つ以上の温度に上げるステップと、
ｃ）派生集塊がｂ)で得られたなら、前記派生集塊の一部または全部をデアグロメレーションして、派生微粒子を得るステップとを含み、
ここで、前記多孔質担持体は高分子であり、前記多孔質支持体の一部もしくは全部は、ｂ)において燃焼または熱分解を通して減少し、または、派生集塊が生成され、前記多孔質担持体は、前記集塊で粒子化され、その後、前記担持体の一部もしくは全部が、前記派生粒子から分離される。
【００１２】
「遷移可能な材料」とは、加熱により、ここに記載される加熱処理に応じて相遷移を経る能力を有する材料のことを意味する。本願の一例は、熱処理への曝露により、たとえば
アルファアルミナへの相遷移を経るような、サブアルファアルミナ粒子を含んだスラリーである。ここに挙げられる他の実施例は、適用される熱に応じて結晶が相遷移を経ているか否かに関係無く、加熱処理がなされることによりアルミナ微粒子を生成する溶液である。ある実施形態では、溶液は、粒子成長のためのシードの役割をする粒子を含む。更なる実施例は、共に無機構造体への遷移を経る2つ以上の異なる微粒子の混合物のスラリーを含む。前述は、非限定的な例である。
【００１３】
驚くべきは、アルファ遷移温度への温度上昇の間にスラリーの液相が比較的低温で速く失われるのが予想できたため、スラリーを担持体と組み合わせることにより、この凝集は低減または除去されるはずであり、沈降物が乾燥して粉末になったり、高温で固い凝塊が生成されたりするといった、問題のある挙動が導かれてしまう。更に、スラリー／担持体錯体を通しての熱伝導は、担持体の内側中空壁により妨げられるか、あるいは、担持体が燃焼を通して失われる場合は遷移温度及び特にアルファ遷移温度で大規模な凝集がありうることが、予想された。
【００１４】
また、上記の方法は、担持体は、連続気泡担持体中の空孔のサイズと相関したサイズよりも大きな粒子を顕著にまたは効率良く除外することができるという利点を有することが見出された。最終的なデアグロメレーションされた製品中の「オーバーサイズ」粒子を最少化することや、粒子を排除したりすることができることは、除かれる。
【００１５】
液体中に原料を懸濁または分散させ、スラリーを生成し、それを多孔質担持体に塗布し、担持された微粒子に対して、温度及び時間を制御した焼成プロセスを受けさせて、相遷移または反応を引き起こすことにより、最も小さな画分、前方法で凝集の可能性を増加させた画分の粒子さえも、完全に利用することが可能になる。この方法は、とりわけ、オーバーサイズ粒子は、坦持体の粒子より小さい空孔には概して嵌まらないため、焼成段階の前で除外されることを更に可能にする。概して、オーバーサイズ粒子を除去または研削してより小さな粒子にする必要がないため、このような初期段階において超微粉末を使用することにより、結果として微粉砕操作のエネルギー支出が少なくなる。この一様な微細粉末の焼成及び得られた後焼成製品の特性は、触媒作用、吸着、充填剤、高性能セラミック及び高性能の表面処理等、幅広い範囲の潜在的な用途を開く。
【００１６】
本願は、アルファアルミナ粒子製品の生成にのみ限定されないことに留意する必要がある。より一般には、粒子の前駆体が多孔質担持体上で熱介在相遷移を経る際に生成される製品の粒子の粒度分布を制御する方法が、開示される。本方法は、製品の相よりも、相遷移階層が低い微粒子からの、サブアルファ相のアルミナ粒子製品の生成に適用できる。一実施形態では、ここに示されるように、本方法は、また、サブアルファアルミナ微粒子間の熱介在相転移のために適用できる。
【００１７】
別の実施形態では、例えば２成分または３成分微粒子系からのスピネル化合物等、無機化合物の生成に関してここに記載されるように、本願は、一つ以上の化合物の微粒子を含んだ粒子複合材からの製品粒子の熱介在生成にも適用できる。
【００１８】
さらに別の実施形態では、上記のように、本願はその範囲内に、溶液から、及び／またはある実施形態では結晶核入り溶液からの、多孔質担持体上の溶液の加熱による粒子の熱介在生成を含んでいる。
【００１９】
別の実施形態では、前駆体は、2以上の成分相（ある実施形態ではアルファアルミナも含む）または相の複合物を含むことができる。製品の成分相の少なくとも一つの最終段階は、より高い熱段階にあり、または別の実施形態では、化学変化させた複合製品が生成される。
【００２０】
本発明は、単にアルファアルミナを含まない原料のみに限定されない。アルファアルミナは、原料として配備されることもでき、または「多成分の」無機化合物の生成における反応パートナーとして参加することができる。アルファアルミナ原料が非アルファ相を多く含む場合、熱的に反応した製品は、より高いアルファアルミナ相材料の特徴をそれぞれ提供し、残りの非アルファ相は、アルファ相へと移動される。純粋相アルファアルミナ粒子も、熱的に改質され、結晶成長のパターン及び／または歪んだ結晶のキュレーションを示し得る。更に、ドーパント／無機物化剤の熱的な使用及び／または高温によって、粒形の変化が生じる。そのほか、第２の無機相の使用は、固溶体の生成に好都合である。
【００２１】
無機物化剤ＮａＢＦ4と組み合わせたアルファアルミナの使用を示す実施例３３及び４１を参照する。開始成分ＭＲＳ-１は、＞９５重量％のアルファ含有率及び３．５ｍ2／ｇの比表面積（ＢＥＴ）を有する。熱処理後、ＢＥＴは１ｍ2／ｇである。これは、結晶成長及び結晶形状の変化を示す。ＳＥＭ写真が利用可能である。アルファアルミナＭＲＳ-１を反応物として、Ｍｇ（ＯＨ）2粉体と共に使用して、マグネシウムスピネルを生成する事を示す実施例３９及び４４を参照する。ＳＥＭが利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】アルミナの焼成に用いた典型的粒子の原料を示す。
【図２】乾燥粉末原料の焼成を含む方法によって準備される未粉砕焼成アルミナを示す。
【図３】図２の焼成アルミナ製品をジェットミルすることにより生じる微粒子の粒度分析を示す。
【図４】乾燥粉末の焼成によって生成される造粒物から調製される、ジェットミルされた微粒子を示す。
【図５】図４のアルミナをジェットミルして得られる微粒子の粒度分析を示す。
【図６】凝集体及び集塊が基本的に無い微小な沈殿原料粒子を示す。
【図７】図６に例示される粒子の原料の粒径分布を示す。
【図８．１】図６及び７の微粒子から調製されるポストデアグロメレーションアルファアルミナ粒子を示す。
【図８．２】被験体８．１、アルファアルミナへの相遷移からの、凝集されたナノレベル以下の大きさの一次粒子、の高解像画像を示す。
【図９】図６および７の微粒子から調製されるポストデアグロメレーションアルファアルミナ製品の粒径を示す。
【図１０】本発明の方法に従い、０．５重量％ ＮａＢＦ4を添加して調製される微粒子を示す。
【図１１】本発明の方法に従い、０．５重量％ ＡｌＦ3を添加して調製される微粒子を示す。
【図１２】本発明の方法に従って、２重量％ Ｎａ2ＰＯ3Ｆに処理された粒子原料ＯＬ-１０７ＬＥＯから生成される微粒子を示す。
【図１３】発明の方法に従って、１２００℃で熱処理されたシードされてないアルミニウムホルメート溶液（５重量％のＡｌ2Ｏ3）から生成される微粒子を示す。
【図１４】本発明に従って、アルファアルミナシードを２ｇ添加したアルミニウムジホルメート溶液（１０重量％のＡｌ2０3）から生成される微粒子を示す。
【図１５】アルミナ相及び遷移温度のチャートを示す。
【図１６】原料ＰＮ-２０２、大部分は８５重量％程度のアルファ相及びこれに対応する１５重量％のサブアルファ相を示す。
【図１７】アルファ生成の閾値を大きく越える温度領域でのＡｌＦ３による処理による、ＰＮ-２０２のより高い熱遷移により、アルファアルミナ相が９９重量％以上の製品が得られる事を示す。
【図１８】アルファアルミナベースで、アルファ相が９５重量％よりも大きな原料ＭＲＳ-１を示す。
【図１９】アルファ生成の閾値を大きく越える温度領域でのＮａＢＦ４による処理による、ＭＲＳ-１のより高い熱遷移により、アルファアルミナ相が９９重量％以上の製品が得られる事を示す。
【図２０】二酸化マグネシウムによるＭＲＳ-１（アルファ相アルミナ）によるスピネル生成であり、この熱反応生成スピネルは、アルファ移行のより高いアルミナ原料ＭＲＳ-１よりも微小であることが示される。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
多くの実施形態では、製品粒子の特徴が、原料粒子の特徴に対応しているが、加熱により生成する担持体の空孔のサイズは、デアグロメレーションされていない凝集体のサイズに対する効果を一般に有していることも、真である。ここに説明されるサイズ排他的な効果に加えて、担持体は、サイズ及びサイズ分布の面で、多孔質担持体の近似空孔寸法特性に対応する凝集体になることもできる。上記のように、次いでこれらの凝集体は、原料粒子のそれらと関連したサイズ特性を有する微粒子にデアグロメレーションされることができる。担持体がない場合、微粒子が液状成分（すなわちスラリー）を有するか否かを問わず、相転移温度への曝露の結果、デアグロメレーションまたは研削しなければならないほどの硬いケークが一般に得られる。
【００２４】
微粉砕の後の製品の粒径は、粒子の前駆体の初期粒径分布によって、一般に決定され得る。「一般に決定される」とは、製品粒子の粒度分布が、前駆体粒子散布と相関していることを意味する。この相関関係は、正確でなくてもよい。例えば、相における特定の変化が、体積の変化を伴ってもよい。例えば、ギブサイトからコランダム等のアルファアルミナへの遷移を経たほぼ球状の初期に２μｍの粒子（凝集体でない）の場合を考える。比重の変化が考慮されるならば、径の損失が約１５ ％と認めることができる。
【００２５】
この変化は大きいものの、このような変化は、製品の粒子粒度分布を計測し、粒径変化の程度を評価することができるテストランをすることにより、説明することができる。粒子粒度分布の決定のための典型的方法は、例えばＣｉｌａｓ  １０６４等のレーザー粒度計などの、レーザー回折による測定である。通常、ＢＥＴ測定は、ＧｅｍｉｎｉＶＩによって実行することができる。相転移を経た特定の材料の粒径変化が一旦確認されれば、適切なサイズの前駆体を選択することにより、所望の粒径及び粒度分布を得ることができる。一般に、本発明の方法は、既知の粒径及び粒度分布特性を有する前駆体から開始することにより、生成された粒子の粒子及び粒子粒度分布を制御する能力を提案する。
【００２６】
本願は、シード粒子を任意に含む粒子生成溶液が、多孔質担持体に塗布されまたは曝露され、アルミナの焼成に共通である温度上昇が行われるという修正の下で実行することができる。焼成と共に（すなわち相遷移）、シード粒子上で、粒子の生成が生じ、その後、より高温で粒子体積中で生成される。
【００２７】
シーディング材料は、適用された熱状況下で相遷移を経ないよう、安定であることが好ましい。これらは、コランダムと類似の結晶構造を有していることが好ましい。アルファアルミナのシードは、アルミナ化合物のみの含まれる系では好ましいが、アルファ酸化第二鉄及びアルファ酸化クロム等、コランダムに関連した結晶構造を有する他の化合物を用いることもできる。
【００２８】
シードは、低濃度で、アルファアルミナへの相遷移に影響を及ぼすことができる。原料の約０．１重量％以下のシード含有率では、遷移温度を２０〜３０℃程度も低減することができる。シード含有率をより高くすれば、さらに遷移温度の低下を促進する。シード含
有率が原料の約１０重量％となれば、遷移温度が１００℃以上も大きく低減できる。
【００２９】
金属の酸化物形態に熱的に分解する酸化物または塩の形態での金属含有改質剤は、相乗剤に適用可能である。任意に、相乗剤はそれ自体により、または他の鉱物酸化物化合物と共同して、用いることができる。金属酸化物が１つの酸化物成分のみで生成される化合物である必要はない。それは、たとえばアルミン酸マグネシウム（ＭｇＯ. Ａｌ2Ｏ3）、チタン酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＯ2）、コージェライト（Ｍｇ,Ｆｅ2+）2（Ａｌ2Ｓｉ）[4]［Ａｌ2Ｓｉ4Ｏ18］その他の、一つ以上の酸化物成分を有する化合物であってもよく、１つの金属イオンが他のカチオンで置換される鉱物酸化物の固溶体、または、化学平衡に従う液相の成分であってもよい。相乗剤は、酸化鉄、酸化マンガン、酸化クロム、酸化ランタン、バナジア、セリア、イットリア、マグネシア、ジルコニア、シリカ、チタニア等または関連した塩類を含み、これらは酸化物形態に熱的に転移することができる。
【００３０】
製品の粒子の粒径は、原料の固有の特性に相関する。粒子生成の実施形態の場合、シードのサイズ及び数（荷重配分比）は、所与の熱処理に対して、遷移温度を低下させること及びアルファ生成の程度を増加させることに対して、影響を与え、シード含有率が高くなれば、遷移温度も低下する。一般に、シーディングは、アルファアルミナへの変化エンタルピーを低下させ、アルファシードの表面上では、アルファアルミナ生成のための多数のサイトが利用可能である。
【００３１】
シードがない場合、核形成は、熱処理温度プロファイル、時間及び最高温度に影響を受ける。熱処理は、遷移及び最終的な粒径の程度に影響を及ぼす。担持体の空孔寸法は、緩く結合した集塊のサイズを制限する。理論に束縛されることを望むものではないが、重合担持体の空孔系の相互接続物が、その端部及び接点で、成核剤として機能すると考えられる。より高温で焼成された担持体のカーボン残存物は、成核剤として機能するとも考えられる。したがって、一般に、担持体はより高温で分解するため、粒径に対しての制約が減らされ、遷移の温度が高ければ高いほど、平均最終粒径は大きくなる。
【００３２】
本発明の方法は、どの材料が担持体に適用されるかに関して多様な実施形態を含む。ある実施形態では、熱を受ければ遷移を経る粒子を有するスラリーまたは加熱中に溶液から生成する粒子のための核の役割をするシード粒子を有するスラリーが、塗布される。別の実施形態では、溶液が担持体に塗布され、加熱の間、溶液から粒子が生成される。下記に示すように、相変換された微粒子から開始する実施形態と微粒子を生成する実施形態の両方が（生成された微粒子が熱処理中に続いて相変換されるか否かを問わず）、担持体への「遷移可能な材料」の適用を構成する。この語は、例えばここに記載されるような添加剤を含むが、これに限定されるものではない。
【００３３】
その上、さらなる実施態様では、粒子化された製品にさらなる特性を与えるために、共通成分がスラリーに加えられる。共通成分は、アルファアルミナ遷移温度を低減することができる。特に、粒子生成の実施形態（シードされたまたはシードされてない）の場合、共通成分を含めることができ、これは、粒径、粒度分布、アスペクト比等に影響を及ぼす。例えば、粒子形態に対する影響を有する添加剤は、Ｈ3ＢＯ3、Ｎａ2［Ｂ4Ｏ5（ＯＨ）4］・８Ｈ2Ｏ、ＮａＣａ［Ｂ5Ｏ6（ＯＨ）6］.５Ｈ2Ｏ、（Ｍｇ,Ｆｅ）3［ＣｌＢ7Ｏ13］等のホウ素化合物及び塩、ＮａＦ、Ｎａ3［ＡｌＦ6］、ＫＦ、Ｋ3［ＡｌＦ6］、Ｎａ2ＰＯ3Ｆ、ＮａＢF４、ＢＦ3、ＣａＦ2、ＡｌＦ3、ＣｅＦ3、ＶＦ3、ＶＦ5、ＶＯＦ3、ＡｌＣｌ3、ポリ塩化アルミニウム等のニッケルシュツルンツフッ化物、その他のハライド及びハロゲン含有塩類、化合物及びガス（Ｃｌ2、Ｆ2等）を含む。セリウムアセテート、ランタンカーボネート、塩化ランタン、塩化イットリウム等の希土類鉱物の塩類／化合物、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、シリカ等の相乗剤（図１０〜１２を参照）である。
【００３４】
この共通成分は、ある場合と同様に、最終生産物中に必ずしも存在しなくてもよく、これらは、熱プロセスの間に蒸発してもよい。しかしながら、この化合物は、スラリー中では、粒子原料の表面を変える表面活性化合物として機能することができる。有機及び無機酸、例えば、ギ酸、酢酸、クエン酸、硝酸、塩酸、硫酸等を、表面改質剤として用いることができ、これはプロセスの初期段階に存在するが、熱処理のために消失する。この酸は好ましくは、スラリーを酸性化するために用いられ、約５未満、好ましくは約２．５未満のｐＨ値を有するようにする。理論に束縛されることを望むものではないが、例えば硫酸アルミニウム、酢酸アルミニウム等、対応するアルミニウム塩類のナノサイズの「シェル」を生成する際に、酸は、アルミナ原料または他の微粒子の表面と反応すると考えられる。スラリーが熱的に処理されてバルクの粉末になり、そして変換された後、「コア」とは異なる組成物の「シェル」は、「コア」のアルファアルミナとはパターンが異なるアルファアルミナに変換される。アルファアルミナへのアルミニウム塩状表面の変形は、コアよりも低い温度で発生し得る。例えば、この効果は、プラスチック、金属及び無機の材料表面の高光沢研磨用途に適用可能である。硬い「シェル」は、表面欠陥の除去率を高めることができ、シェルが摩耗した後に、より柔らかいコア材料が、平面材料の表面を平滑化し平坦化する。
【００３５】
また、硫酸及び硫酸アンモニウムの組合せは、水酸化アルミニウム粒子の表面を改質し、これを表面改質剤と考えることができる。アンモニウムの使用は、単独でも有効である。実施例２は、表面の改質剤としての酸の使用を示し、実施例２７及び２８ではさらに、酢酸セリウムと組み合わせる。
【００３６】
本プロセスは、アルファアルミナ粒子、活性アルミナ／遷移アルミナその他の無機化合物の生成のための他の方法に勝る多くの利点を与える。遷移後の製品は、他の方法を用いるより容易にデアグロメレーションされ、しばしば観察される固く、凝集し、固まって、圧縮された製品の代わりに、アルファアルミナ製品は、粒子、顆粒または比較的疎な集塊等の微細な形態に容易に分離され、この形態は一般に、粒子の前駆体の粒径特性、多孔質担持体の空孔寸法特性、または両方に相関する。
【００３７】
サッガーの使用に関して、スラリーは、疎な粉末より一般に濃度が高いので、サッガーのアルミナ含有率は、疎な粉末の場合に観察されるよりも高くすることができる。更に、多孔質担持体を用いれば、アルミナの沈降がさらに引き下げられる。したがって、加熱前または加熱中にサッガー中のアルミナレベルが多孔質担持体のトップより下に下降する危険が最小にされる。
【００３８】
スラリー及び多孔質担持体を使う更なる利点としては、製品のポスト遷移処理の容易さに参照される。担持体を用いることで、サッガー排出が容易になる。製品のデアグロメレーションは、アルファアルミナ粒子を生成するために用いられる他のプロセスよりも少ないエネルギーで済む。
【００３９】
更に、スラリーの多孔質担持体との使用は、放置すれば、ガス燃焼キルン内で対流に曝露されてしまうダスト生成を最小にする。この材料は、担持体に静止して保たれ、担持体が燃焼した後、疎なバルクは、ある程度の凝集を有して、サッガーの中に残る。アルファアルミナ製品は、原料の特性及び熱プロセスの改善された特性により比較的予測可能なサイズ及び粒度分布を有する粒子に、容易に縮小することができる。
【００４０】
この新規な方法の利点は、緩くアニールされたバルク／造粒を生成することによって、ウルトラミクロン（例えば約０．１μｍ〜約５μｍ）及びセミミクロン例えば約５μｍ〜約２００μｍ）を含めた有用な粒径範囲の粒子のアルミナ及び他の化合物を便利に調製することを含み、このバルク／造粒は、穏やかなデアグロメレーション手法のみを適用する
ことにより微粒子に縮小可能である。本方法は、０．１μｍ〜２００μｍの範囲のサイズを有する等超微粒の原料の使用を可能にし、必要に応じて、この原料は、単独で研削することによって得るのが困難である特徴的な粒径分布を有することができる。例えば、急でかつ狭い粒径分布、すなわち、平均粒子径の近くに粒径範囲を有している粒径分布を、形成することが可能である。粒度分布から外れる大きな粒子等の、粒径分布の共通問題は、ほぼ排除することができる。
【００４１】
さらなる実施形態では、本発明のプロセスは、非常に微小な原料（平均粒度＜１μｍ）及びナノサイズの原料／前駆体（平均粒度＜１００ｎｍ）と共に用いることが可能であり、その結果、制御可能な、予測可能な、一貫した及び望ましい特性が導かれる。したがって、粒子の前駆体の選択または製作は、品質を決定するステップとして用いることができる。ダスト発生精密研削または他のバルク微粉砕ステップの必要性は、一般に縮小されるか排除される。更に、原料粒子、特にダストを発生し得る超微粒子は、多孔質担持体の内部でスラリーとして懸濁または分散される。ダスト生成は縮小または予防され、それは、ダストをハンドリングするための操作を縮小すると共に、製品のより活用率を一般に向上させることが出来る点で、有益である。
【００４２】
ここに記載されるプロセスでは、高熱処理の間の、粉砕が一般に面倒である固化及び固い凝集体の生成が、ドライなアルミナ原料の加熱が関与する既存のプロセスに比較して、抑えられる。たとえば間接燃焼ロータリーキルンの使用等、凝集の傾向を縮小するために、超微粉原料と共に熱プロセスを用いていたことに留意する必要がある。しかしながら、このプロセスは、ダスト生成ならびにキルンライニングへの材料の固着により、ハンディキャップを負う。従って、このプロセスは、望ましい製品特性への制御が一般に困難になる。
【００４３】
本プロセスでは一般に、集塊をその成分粒子に縮小するためには、アニーリングの後、疎でバルキーな二次的に生成された集塊の容易に実行されたデアグロメレーション（すなわち、前駆体中に存在せず遷移温度の間に生成した）のみが必要である。ここに説明されるように、相遷移には、体積収縮が関与してもよく、そして、したがって、製品の粒子は、製品の微粒子に関するサイズパラメータや効果が異なり得るのであり、その効果は、原料粒子特性の選択に考慮することができる。
【００４４】
デアグロメレーションは、ジェットミルまたはピンミル等の手段により達成することができる。例えば、原料は、原料の超微細析出等、正確な粒子化手段または選別／分離手段により、及び／または原料材料を粉砕することにより、サイズ設定することが可能である。エネルギー需要、及び従って全粉砕コスト及び後処理コストは、低減される。ポスト焼成分離手順の必要性は、最小にされるか、排除される。本願の別の実施形態では、上述の微粒子の更なる粉砕が関与するステップを実行して、さらに平均粒度を低減することができ、あるいはそうでなければ粒子粒度分布に影響を及ぼす。
【００４５】
本発明を制限するものではないが、固体含有率を最大にしつつも粘度が最小になるスラリーは、１）サッガーを充填すること、スラリーを多孔質担持体に塗布すること、及びスラリーで基質の空孔を透過すること、に対する容易性を向上する等の利点を一般に提示することが見出された。充填の度合いが高くなれば、基体上の物質の量が増加し、生産率が上昇する。更に、キルン内の物の量が多くなれば、熱伝導率は一般に上昇する。例えば、約１００ｍＰａｓと同程度に低い粘度及び７０重量％よりも高い固体含有率を有するアルミニウム三水酸化スラリーが用いられてきた。
【００４６】
本発明のプロセスは、たとえばコバルトアルミン酸塩等のアルミン酸塩ミネラル等、たとえばアルミニウムを含む他の鉱物等、アルミナ製品以外の、微粒子及び凝集した無機製
品の生成への一般化が可能である。他の非アルミナ、アルミニウム含有材料、たとえばセラミックスピネル顔料等が、特に三水酸化アルミニウム（aluminium trihydroxide）前駆体から調製可能である。
【００４７】
別の実施形態では、本発明のプロセスは、無機質の単体、二成分、三成分のまたはより多成分の混合物であるスラリーを、担持体上に担持される間に熱することによる、無機化合物の調製を、その範囲内に含む。この担持体は、ある実施形態では、燃焼して失われる。あるいは、別の実施形態では、保持され、かつ、無機製品から分離されるか、たとえばここに開示される吸着剤材料の調製における等の機能要素として保持されるかのいずれかである。更に、ある実施形態では、熱的に処理された微粒子／担持体錯体は、絶縁物材料、ヒートシンク、比吸着特性によるフィルタとして用いることができる。
【００４８】
図１は、ロータリーキルンにおけるアルファアルミナの焼成に用いることができる典型的な原料を表す。この粗く沈殿した三水酸化アルミニウムは、バイヤー法によって生成され、一次粒子によって生成される構造体を有し、この三水酸化アルミニウムは目にみえて凝集して、ドメインに、そしてさらに、約９０ミクロンのメジアン径を有するより大きな集塊になる。焼成を妨害し得るダストが発生するため、この粒子は、しばしば粉砕されずまたは、そうでなければ焼成の後まで粒子化されない。図示の相は、ソーダ含有率が０．２ 重量％、メジアン凝集サイズが９０ミクロン、比表面積（ＢＥＴ）が約０．５ｍ2／グラムのギブサイトである。
【００４９】
図１の原料は、ドライな粉体原料の焼成を含む方法により、図２の未粉砕のポスト焼成アルミナを調製するために用いられる。ロータリーキルンにおける焼成からの、この未粉砕の焼成アルファアルミナは、原料水和物の外観を提示する。一次アルファアルミナ粒子は、平均直径がおよそ０．６μｍである。一般に、これまで、直接燃焼ロータリーキルンに使用するアルミナ原料は、平均径が好ましくは少なくとも３０μｍである合理的な粒径を有し、そうでなければ均一性及び焼成の度合いの制御を困難にするに十分大量のダストが発生し、広範囲にわたる比表面積を有する粒子を含んだ不均質焼成製品を与え、その結果、焼成度合いが広範に変動する不均質な製品になる。本発明の方法以前は、小粒子の生成は、大型の粒子前駆体からの開始が、必然的に関与していたが、この大型の粒子前駆体は、アルファ遷移または他のターゲット遷移を経ていたが、キルン内のダスト発生を予防するために、遷移の後まで研削されなかった。
【００５０】
図１及び２のアルミナに由来する焼成アルファアルミナ（ジェットミル品）微粒子の粒径分布が、図３に表される。それは、オーバーサイズ粒子（大粒径の方にピークがある）の相当な部分を示し、これは固く凝集された物であり、研磨済面を傷つけてしまい得る。粒子粒度分布は、「超微細粉体範囲」において、レーザー回折（Ｃｉｌａｓ  １０６４）によって計測された。
【００５１】
１２００℃の固定炉でアニール処理された特別に粗いベーマイト原料（メジアン凝集体サイズ＞０．５ｍｍ）に由来した通常の超粉砕アルファアルミナ（ジェットミル品）が、図４に表される。粒径分布は、図５に示されており、これはオーバーサイズ粒子の比率を示し（大粒径の方のピークが小さくなっている）、このオーバーサイズ粒子は、ジェットミルによってサイズ低減されず、ポリシング中に表面に損害を与え得る。一次粒子の粒径は、２００〜 ３００ｎｍの範囲にある。粗い凝集体は、２４μｍまで存在する。
【００５２】
図５は、上記図４の固定炉でアニールされたジェット粉砕アルファアルミナの粒子粒度分布を表しているが、ジェットミル後のより粗い粒子画分のさらなる詳細なパターンを提供する。
【００５３】
図６は、バイヤー法−アルファアルミナ焼成用の特定の原料−から結晶化する超微細水和物を表し、これは、静止キルン中で多孔質担持体を用いて処理される。微小な沈降三水酸化アルミニウムは、本質的には凝集体／凝集がフリーである。
【００５４】
図７は、図６の原料の粒径分布を表し、超微細粒度分布を明らかに示すものである。分布は急峻であり、Ｄ１００が６μｍである。ここでＤ１００とは、約１００重量％の粒子が直径６ミクロン未満であると言う意味である。
【００５５】
図８．１及び８．２は、ＪＥＯＬ６４００により撮影されたＳＥＭデータを表し、
電圧は、粉体の微細さに応じて、１０〜２５ｋＶであり、粉体がより微小になれば、より高い電圧を必要とする（担持体：ポリエーテルスポンジＰＰＩ８０、平均孔径０．３ｍｍ）。アルファアルミナ相のデアグロメレーションがなされジェットミルされ熱的に処理されたポリシングアルミナは、一次凝集体を有し、そしてそれは微細沈殿原料三水酸化アルミニウム（図６）としてサイズ設定される。凝集体の内側には、平均一次粒径が２００〜３００ｎｍ（図８．２）で用意されるナノサイズの一次粒子がある。凝集体は、原料の一次粒子である。凝集体中の一次粒子は、アルファアルミナへの熱遷移によって生成される。アルファアルミナへの遷移温度がより低いほど、一次粒子はより小さくなる。高温では、限定的なケースとしては、成長した一次粒子のサイズは、凝集体のサイズと等しい。ポリシングの間、凝集体は砕けて、ポリシング強度を上昇させることができる。しかしながら、アニールされた粉体をより小さな凝集体のサイズで得る意向があるならば、より微小な原料または強められた粉砕が必要である。
【００５６】
なお、凝集体のサイズは、Ｍａｒｔｉｎａｌ ＯＬ- １０７ ＬＥＯにおける原料水酸化物粒子粒度分布とほぼ同一である。約１００％の粒子が、レーザー粒度計Ｃｉｌａｓ  １０６４によって計測されるように６ミクロン未満である。粒子製品は、固体含有率が７２重量％の水性懸濁液により生成された。この高固形分含有率は、この具体的な場合において、Ｚｓｃｈｉｍｍｅｒ＆Ｓｃｈｗａｒｚ社の合成高分子電解質Ｄｏｌａｐｉｘ  ＰＣ-２１が濃度０．２５重量部含まれる分散剤を必要とした。空孔寸法が１／１０インチ（ＰＰＩ  １０）のポリエーテルスポンジが、用いられた。スポンジは、耐熱性サッガー内部に挿入された。アニーリングの加熱速度は、毎時１００℃であった。最高温度１２００℃における停留時間は、５時間であった。
【００５７】
酸は、室温またはこれより適度に高い温度で原料スラリーの調製により、初期段階で、分散剤及び表面修飾剤として用いることも可能である。焼成前に酸性水性懸濁液が存在すること、たとえば唯一の液体として２０重量％の酢酸を使用すれば、水相での酢酸アルミニウムの生成により、得られたアルファアルミナの表面特性へ影響を与える。１０００℃を超える高温での熱処理で、ナノスケールのアルファアルミナ粒子が酢酸アルミニウムから、特に凝集体の表面に生成される。焼成後製品の外殻状表面は、表面除去を向上させる。
【００５８】
図９は、図６及び図７の粒子から調製されるポスト-デアグロメレーション製品のアルファアルミナ製品の粒径を表す。原料水和物の粒径分布（図７）と、ジェットミル内でのデアグロメレーション後の対応するアニールされたアルファアルミナ（図９）とを比較すれば、ほぼ同一の分布が観察できる。三水酸化アルミニウムからアルファアルミナへの相変換における体積収縮という事実により、アニールされた製品の分布は、多少小さめである。
【００５９】
上記の方法は、視覚的に直径５〜１５μｍの既知の粒径を有するアルファアルミナの製造にも適用可能である。図１０は、ＮａＢＦ4を０．５重量％ 添加して、本発明の方法に従って調製される微粒子の走査電子顕微鏡の写真である。
【００６０】
０．７ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積による得られた板状のラッピングアルミナが、固定電気炉内でアニールされた。アニーリングとは、単に熱処理のことであり、その間、粒子化合物は焼成を経る。焼成では、製品に変化が生じる。粒子は、鋭角を示すことで、スラリーベースの研摩剤として用いられるときに、微粒子の「除去」能力をさらに促進する。アルミナ（Ｍａｒｔｉｎａｌ）原料へＮａＢＦ4を０．４重量％添加することにより、アルファアルミナが、Ｍａｒｔｉｎａｌ ＯＬ-１０７ ＬＥＯ原料から生成される。固体含有率が７２重量％の水性スラリーが、サッガー中に保持され、多孔質担持体（ポリエーテル1インチにつき１０個の空孔）上に担持され、そして、１２００℃のキルン内に直接２時間置かれた。ＮａＢＦ4が一次結晶の成長を促進し制御することが、観察された。この例では、アルミナ微粒子が、Ｍａｒｔｉｎａｌ原料粒子から成長し、粒子生成及び焼成温度上昇の間にＮａＢＦ4を用いて、鋭角の生成を促進する。粒子のオーバーサイズ化は、超微細原料の使用によって予防され、そしてそれは過度の結晶成長を制限する。ジェットミルまたはピンミルにより、デアグロメレーション容易に実現される。一次物品は、平均アスペクト比（形状因子）が３よりも大きい。アスペクト比とは、粒子の長軸の長さを、粒子の短軸の高さで除したものを意味する。したがって、アスペクト比は、粒子生成の間に存在するＮａＢＦ4等の添加剤によって制御することができる粒子特性である。
【００６１】
以下の実験及び写真によって示されるように、アスペクト比は、用いられる添加物に応じて変化する。図１０と図１２を比較し、添加剤を含むフッ化物の影響の差と、結晶粒成長及び形態に対するこれらの影響とが示される。ＮａＢＦ4の使用を例示する図１０は、さらにコンパクトな小板形の粒子を示し、他方、Ｎａ2ＰＯ3Ｆの使用を例示する図１２は、大きな小板を実証する。結晶成長の制御は、無機物化添加剤の含有率、温度及び温度勾配によって実現可能である。蒸発性添加剤が用いられる場合、低温での揮発のために無機物化剤を失うことを回避するため、遅い加熱期間で行われることが一般に推奨される。無機物化剤の組合せまたは多成分塩類の使用は、具体的な粒子のサイズ、形状、硬さ及び強靭性をデザインするために選択可能である。例えば、０．１重量％よりも高いフッ素濃度は、それぞれ閾値より高く、有効でありほぼ最適である。１重量％より高いフッ素濃度では、装置に対して腐食性が高く、かつ、最終生産物に対して化学的に逆効果であると、考えられる。
【００６２】
これまで、正確な望ましいサイズ特性を有する粒子の調製が一般に困難であったため、粒子を既知の画分に分離することによってラッピング粉体を調製する（既存の方法によって調製される）ことが必要であった。本願では、原料サイズを制御することにより、微粒子の粒度分布を制御することが可能である。望ましい粒径及び形状特性を有する高度にデアグロメレーションされた粉体として、微細にサイズ設定された粒子、特にアルミナ粒子の調製が、実証される。
【００６３】
図１０の製品と同様に、図１１は、ＮａＢＦ4３成分塩の代わりに、 ＡｌＦ3２成分塩を、０．４重量％添加する本発明の方法に従って調製される微粒子を表す。アニール条件は、ＮａＢＦ4を用いた前記の実施例に同じであった（担持体：ポリエーテルスポンジＰＰＩ８０、平均孔径０．３ｍｍ）。得られた粒子（小板）は、よりブロック状であり、より丸い形状を有し、より厚みがある。結晶の形状が、関連した粒子の摩損性を一般に低減する原因になるため、そのような特性は、例えばプラスチックフィラー等、フィラー用途で使用するためにより大きな適合性を粒子に与える。注入装置は、摩滅によって損害を被り得る。更に、丸い粗粒子では、プラスチック化合物の充填率がより高くなり、板状粒子では、大きな板状面の接触により、より高い伝熱を促進する。示された粒子の粒径は一般に、２〜６μｍであり、一次結晶の厚みは、１〜１．５μｍで変化した。ＢＥＴ表面積を計測し、０．７ｍ2／ｇであった。過度の結晶成長は、観察されなかった。ＡｌＦ3は、結晶成長プロモータとして作用し、すなわち、より大きい結晶は、小さい結晶の代価で成長
する。しかしながら、ＮａＢＦ4と比較して、ＡｌＦ3に対する効果は、比較的大きな面の発生を制限する。得られた製品は、容易にデアグロメレーションされる。ポスト-デアグロメレーション粒子は、２よりも大きな平均アスペクト比を示す。
【００６４】
図１２は、本願の方法に従って、２重量％ のＮａ2ＰＯ3Ｆで処理される粒子原料ＯＬ-１０７ＬＥＯから生成される微粒子を表す（担持体：ポリエーテルスポンジＰＰＩ８０、平均孔径０．３ｍｍ）。前記のフッ化物制御の実施例と同様に、微小沈殿原料ＯＬ-１０７ ＬＥＯは、直前の実施例と同じ条件で、１．５重量％のＮａ2ＰＯ3Ｆで処理され、およそ１５μｍの径及び約１μｍの厚みを有する薄い板状の結晶が生成した。ＢＥＴ表面積が計測され、１．５ｍ2／ｇであった。小板形態が高反射面を有しているため、この製品の粒子は、顔料用担体としてまたは塗料のフィラーとして用いることができる。アスペクト比は一般に、１０よりも大きい。
【００６５】
図１３は、シードされてないアルミニウムホルメート溶液から本発明の方法に従って生成される微粒子を表す。アルミニウムホルメート溶液（５重量％のＡｌ2Ｏ3、得られた５重量％のＡｌ2Ｏ3と等価なアルミニウムホルメート）は、本スポンジ方法（ポリエーテルスポンジＰＰＩ８０、平均孔径０．３ｍｍ）の使用により、１２００℃で熱処理（加熱速度毎時３３０°Ｋ，最高温度での滞留時間が２時間）がなされた。その結果、凝集体は、およそ５〜１０μｍとなるように生成され、最も小さなサイズが与えられた一次結晶が数百ｎｍのサイズである。ＢＥＴ表面積は、８．３ｍ2／ｇ（ＧｅｍｉｎｉＶＩ）である。
【００６６】
図１４は、本願に従って、アルファアルミナシード粒子を添加したアルミニウムジホルメート溶液（１０重量％のＡｌ2Ｏ3）から生成される微粒子を表す。アルファアルミナシード２ｇを添加したアルミニウムジホルメート溶液１００ｇ（１０重量％のＡｌ2Ｏ3、得られた１０重量％のＡｌ2Ｏ3と等価なアルミニウムホルメート）が、本多孔質担持体方法（ポリエーテルスポンジ、ＰＰＩ１０、平均孔径２．５ｍｍ）を用いて、１１００℃で熱処理（加熱速度毎時３３０°Ｋ，最高温度での滞留時間が２時間）された。得られた凝集アルファアルミナは、およそ２μｍの凝集体を含み、凝集体内部で最も小さなサイズの一次結晶は、およそ４００ｎｍのサイズであった。ＢＥＴ表面積は、６．２ｍ2／ｇ（ＧｅｍｉｎｉＶＩ）である。このアルファアルミナシードは、一次結晶成長を促進する。ＸＲＤ（Ｘ線回折）パターンは、粒子がコランダム相アルミナを含んでいることを明確に示している。液体前駆体によるアルミナ調製のこの方法は、純度の高いアルミナを合成するために用いることができる。この材料は、ポリシングに用いることができ、そして、デアグロメレーション（平均粒子径＜０．３μｍ）の後、微粒子は、高性能セラミック用の原料として用いることができる。
【００６７】
本発明の方法は、アルファアルミナ粒子、ならびにその他の微粒子または凝集した無機化合物の調製用として、一般に有用である。純粋な酸化アルミニウム（ある実施形態では、純粋なアルファアルミナ、別の実施形態では、アルミナ相の混合物）は、シード材料（例えばサブミクロンのアルファアルミナ粒子）の存在下または不存在下で、アルミナ前駆体またはアルミニウム塩から製造することが可能である。例えば、ギブサイト、バイエライト、非晶質三水酸化アルミニウム、ジアスポア、沈殿ベーマイト、（再）結晶化水熱ベーマイト、コロイダルベーマイト、疑似ベーマイト、χ-アルミナ、η-アルミナ、γ-アルミナ、δ-アルミナ、κ-アルミナ、θ-アルミナ、α-Αｌ2Ｏ3等のアルミナ温度相順における化学前駆体、または例えば、塩化アルミニウム六水和物、アンモニウムミョウバン、アルミニウムホルメート、酢酸アルミニウム、硝酸アルミニウム等のアルミニウム塩、を、超微粒子、サブミクロン粒子の調製のために展開することができる。
【００６８】
原料の純度が重要であり、具体的な用途で比較的高い純度の製品を必要とし得るものの、必要な相転移を経る微粒子の能力は、不純物の存在によって、一般にはさほど損なわれ
ないことが明らかである。原料に応じて、材料の化学純度は、Ａｌ2Ｏ3の重量％として計測され、９９．９９９重量％であってもよい。また、９９．５重量％のＡｌ2Ｏ3の範囲の最終的な焼成アルミナ製品も適当である。共通の不純物は、Ｎａ2Ｏ（＜０．４ ％）、ＳｉＯ2（＜０．１ ％）、ＣａＯ（＜０．１ ％）、Ｆｅ2Ｏ3（＜０．１ ％）である。例えば１つ以上の無機物化剤／焼成添加剤等、添加剤の存在により製造される製品は、添加物によってわずかに汚染され得る。
アルファアルミナ相製品
【００６９】
アルミナ前駆体分散液を、約１０００℃より高い温度で多孔質担持体内において熱処理すれば、一般に、アルファアルミナを生成し、これはデアグロメレーションされてサブミクロン粉体になることが可能で、この粉体は、特定のポリシング及び高性能セラミック用途に適切である。前記製品は、その純度、一次結晶子サイズ及び粒径分布に応じて、サファイヤ及びその他のタイプのコランダム、エンジニアリングセラミックス、バイオセラミックス、透光性セラミックスの合成、高性能ポリシング、並びに、リン塩類及び希土類化合物のための担体及び封入剤として等を含む用途に有用である。
【００７０】
本方法は、高純度（例えば、５０〜１００重量％のアルファ相純度以上、及び９９．９９９重量％のＡｌ2Ｏ3の化学純度以上）のアルファアルミナを提供することができるが、本願は、高純度相アルファアルミナの生産に限定されず、比較的より低い相純度のアルファアルミナ粒子を調製するために用いることができる（例えば、２０重量％以下のアルファアルミナ）。このような低い純度のアルミナは、低レベルの焼成によるアルファアルミナを含む。
【００７１】
この相不純物含有率の非常に小さな、不完全焼成アルミナは、アルミナの遷移シーケンスにおいて、上記の発明の処理によって、より高い焼成度合いのアルファアルミナに変換されるように機能することもでき、この処理は、無機物化剤及び温度上昇により促進可能である。たとえば、フッ化物化合物の量を、不完全焼成アルミナの高固形分含有率懸濁液に加えて、アルファアルミナへの遷移を促進することが可能である。
【００７２】
本願の中に用いることができる遷移アルミナ型は、ガンマ相、イータ-相、他の非アルファ相ギブサイト、バイエライト、ノルドストランダイト、非晶質三水酸化アルミニウム、ベーマイト、水熱ベーマイト、疑似ベーマイト、ジアスポア、及びアルファアルミナ相を含む。アルミナ水和物、水の消失により生成される遷移アルミナ及びアルミナは、水酸化アルミニウム及びオキシ水酸化物の熱分解により得ることができる。一般に、直接、または１つ以上の中間体の生成を通して、高温でのアルファアルミナへの遷移を経るまたは部分的に経ることができる化合物は、本願においては、前駆体として用いることができる。三水酸化アルミニウム以外に、比較的共通のアルミナ化合物は、酸化アルミニウム水酸化物、疑似ベーマイト、沈殿ベーマイト、コロイダルベーマイト、水熱ベーマイト、アモルファスベーマイト、結晶性ベーマイト、ジアスポア等を含む。
【００７３】
粒子アルミナ化合物のタイプ、特にアルミナ水酸化物、または非限定的な例として酸化アルミニウム水酸化物及び酸化物が挙げられる前駆体として使用可能な他の形態としては、コロイダル、沈殿、水熱、「微小沈殿」、アモルファス、例えば粗砕、研削、粉砕、音波処理や振動等により形成した等「超研削」等の機械的分離を挙げることができる。一般に、粒子生成実施形態に関して、アルファアルミナシードは、相転移温度を低下させることにより、シード粒子上での堆積物のアルファアルミナ遷移を促進することができる。
【００７４】
得られた製品より熱シーケンスが低くアルファ相のレベルが低いアルファ相アルミナ、または、無機化合物向けまたは相平衡向けの反応物としてアルファアルミナを、原料とし
て用いることができる。実施例３３、３９、４１及び４４を参照のこと。
【００７５】
商業的に入手可能な原料の非限定的な例としては、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１  ＬＥ、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０４  ＬＥＯ、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０７  ＬＥＯ、Ｍａｒｔｉｇｌｏｓｓ（商標）、Ｍａｒｔｉｆｉｎ（商標）ＯＬ-００５、Ｍａｒｔｉｎａｌ  ＯＳ、Ｇｅｌｏｘａｌ（商標）１０、ＢＫジュリーニアルミニウムホルメート溶液、シグマアルドリッチ硫酸アルミニウムアンモニウム十二水化物、Ａｐｙｒａｌ（商標）４０ＣＤ、Ａｐｙｒａｌ（商標）ＡＯＨ、Ｓａｓｏｌ  Ｄｉｓｐｅｒａｌ（商標）Ｐ２、Ｍａｒｔｏｘｉｄ（商標）ＡＮ／Ｉ-４０６、Ｍａｒｔｏｘｉｄ（商標）ＭＲ-７０、Ｍａｒｔｏｘｉｄ（商標）ＭＲ-４２、Ｍａｒｔｏｘｉｄ（商標）ＰＮ-２０２、ＲＴＡ  Ｐ１７２ＳＢ、Ａｌｍａｔｉｓ  ＣＴ-３０００  ＳＧ、Ａｌｍａｔｉｓ  ＣＬ３７０等が挙げられる。
【００７６】
一般に、直接に、または１つ以上の中間体を通して、高温でのアルファアルミナへの遷移を経るまたは部分的に経ることができる化合物は、本願においては、前駆体として用いることができる。
非アルファアルミナ相製品
【００７７】
また、本発明の方法は、ガンマアルミナ基、デルタアルミナ基及びその他等、アルファアルミナよりも低い遷移温度を有する粒子または凝集したアルミナ相を調製するために、用いることもできる。前駆体は、アルミニウム塩、アルミニウムを含む前駆体、水酸化アルミニウム相、及び沈殿ベーマイト、（再）結晶化水熱ベーマイト、コロイダルベーマイト、高純度疑似ベーマイト、ジアスポア、ガンマ相、デルタ相等の熱的により高い生成相から選択することができる。生成可能な、または前駆体として作用可能な他の相としては、χ-アルミナ、η-アルミナ、κ-アルミナ、θ-アルミナがある。一般に、イータ及びシータ相アルミナ前駆体と全く「相純粋な」化合物を実現することは、困難である。
【００７８】
アルファアルミナに移行可能な粒子遷移アルミナ化合物は、例えば、一般に１０００℃を越えるようなアルファ遷移温度等の高温への加熱等において、本発明の方法での前駆体として有用である。図１５は、アルミナの熱階層を相転移温度及び温度領域に対して例示する。チャートから分かるように、熱処理に応じて、空気中のアルミナ水和物の脱水順序に従い、活性アルミナが生じる（Ｗａｌｔｅｒ  Ｈ．  Ｇｉｔｚｅｎ，  １９７０，  ｐ．１７，  Ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｅｒａｍｉｃ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  ＩＳＢＮ：
０−９１６０９４−４６−４）。
【００７９】
本発明のプロセスは、例えば、担持体の燃焼を引き起こすのに十分な高さの遷移温度を有するガンマアルミナ等の中間アルミナ相等、低温アルミナ相の調製に適用することができる。したがって、現在の発明の方法に従った凝集体または粒子の調製では、この場合、全ての実施形態においてアルファ遷移温度への加熱を必要としない。例えば、原料としてのギブサイトは、約２５０℃でベーマイトへの遷移を一般に経て、約５００℃の温度で、ガンマアルミナへ更に遷移する。カイアルミナ等の遷移アルミナは、７００℃でカッパアルミナに変換可能である。アルミナの変換シーケンスの低い変換相は、触媒及び他の用途に有用となり得る。例えば、ベーマイトは、過酸化水素プロセスにおける触媒及び吸着剤として用いることができる。ガンマアルミナは、水素処理法触媒として用いることができる。
【００８０】
アルファアルミナ微粒子を形成するために用いることができるアルミナ型の前駆体の例としては、三水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム水酸化物及び酸化アルミニウム及びその他のアルミナまたはアルミニウム化合物が挙げられる。これらはアルファ遷移温度で
アルファ遷移を経ることもでき、または、直接または間接に化合物を生成することができる。また、アルファ遷移温度になりまたはその温度に上がれば、アルファ遷移を経ることができる。「遷移アルミナ」化合物として一般に知られているものが、好適である。別の実施形態では、粒子当たり入り混じった組成物を含み、またはそれぞれ前記化合物の１つを含んだ粒子の混合物を含む、上記の化合物１つまたは複数の混合物を含んだ微粒子を用いることができる。
【００８１】
典型的原料及び前駆体は、例えばギブサイト、バイエライト、ノルドストランダイト、アモルファスＡＴＨを含む三水酸化アルミニウム相；結晶性ベーマイト、コロイダルベーマイト、ゼリー状ベーマイト、疑似ベーマイト、ジアスポア遷を含む移アルミナ相、並びに、カイ、カッパ、イータ、ガンマ、デルタ、シータ等の他の下位アルファアルミナ相を含む。
【００８２】
最終的な「遷移」製品は、原料品質（一次粒子、イニシャル凝集体のサイズ、多孔性、すなわち、比表面積［ＢＥＴ］）の影響を受ける。反応性超微粉原料を使用すれば、粉体の化学的及び焼結反応性に影響を与え、これを改善する。懸濁液中の原料粒子の高度な分散度及び一様な分布は、最終生産物の均一性に貢献する。
【００８３】
アルファアルミナ原料が、サブアルファアルミナ原料の混入により品質が下がれば、相純度、得られた製品の結晶のサイズ及び結晶の形状が影響を受けるが、その逆もまた同様である。アルファ遷移の閾値より高い熱処理では、サブアルファ相のアルファ変換と、おそらく、すでに存在するアルファ相の更なる反応とを与える。アルファアルミナ含有原料の不純物混入は、２重量％〜９８重量％のアルファ相の範囲で生じ得ると共に、逆に２重量％〜９８重量％のサブアルファ相に生じ得る。
【００８４】
増大する結晶化により、大粒径の製品において相純粋なアルファアルミナを移動することも可能である。実施例３２及び３３を参照のこと。ＡｌＦ３及びＮａＢＦ４を添加することにより、アルファアルミナは、大きく進行する遷移の原料として用いられる。実施例２４及び２５は、二水酸化原料傍白マグネシウムとしてアルファ相アルミナＭＲＳ-１を用いた、アルミン酸マグネシウム（スピネル）の生成に関する。熱反応生成物スピネルは、実施例３３の高アルファ遷移アルミナより微小である。
アルミニウム含有、またはアルミニウム非含有の両方の無機製品
【００８５】
ある実施形態では、複数の粒状化成分を有する系は、共にスラリー化され、加熱されて、粒状化または凝集した無機製品を与える。ターゲット鉱物の結晶の要求が満たされるよう、スラリーの成分微粒子の相対的なモル量は、化学量論的に調整される。この方法により、アルミナ及び非アルミナ前駆体の混合物からアルミニウム含有無機製品を調製するために、本願を用いることができる。粒子セラミックスピネル顔料、例えばコバルトブルーは、コバルトアルミン酸塩または青いスピネルとも呼ばれているが、三水酸化アルミニウムを含む前駆体から、容易に製造することができる。コバルト化合物及びアルミナ前駆体粒子を理論混合比で懸濁し、高温（例えば１２００℃）で焼成することにより、合成スピネルの生成に至ることができる。したがって、異なる着色のスピネルタイプ及びこれらの固溶体、例えばクロマイト、ＦｅＣｒ2Ｏ4（黄色がかった色）、Ｚｎ（Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ）2Ｏ4、（茶色−Ａｌ含有率は、より淡い色を促進する）及びその他の要素、たとえば式（Ｍｇ,Ｍｎ,Ｆｅ2+）（Ａｌ,Ｆｅ3+）2Ｏ4、を製造することは可能である。本発明のプロセスは、他のスピネルタイプ、例えばＭｇＡｌ2Ｏ3、プレオナスタ（Ｍｇ,Ｆｅ2+）（Ａｌ,Ｆｅ3+）2Ｏ4、ピコティタイト（Ｍｇ,Ｆｅ2+）（Ａｌ,Ｃｒ,Ｆｅ3+）2Ｏ4及びそれらの固溶体、またはスピネル構造体（例えばチタン酸アルミニウム）と異なる無機化合物及びそれらの固溶体、コージェライト（Ｍｇ,Ｆｅ2+）2（Ａｌ2Ｓｉ）[4]［Ａｌ2Ｓｉ4Ｏ
18］及びその誘導体等を調製するために用いることができる。ガーネットは、広範にわたる組成物によるネソケイ酸塩鉱物である。それらは、式Ｘ3Ｙ2（Ｓｉ０4）3によって一般に記載される。結晶格子は、八面体／四面体のフレームワークによって造られ、これは［ＳｉＯ4］4-であり、四面体を占める。Ｘサイトは二価のカチオン（Ｃａ2+，Ｍｇ2+，Ｆｅ2+）が典型的には占めており、Ｙサイトには三価カチオン（Ａｌ3+，Ｆｅ3+，Ｃｒ3+）が入る。合成ガーネットは、工業用途のために開発されてきた。Ｓｉ-原子は、Ｇｅ、Ｇａ、Ｎｄ、Ａｌ、Ｖ及びＦｅで置換することができる。イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）は、式Ｙ3Ａｌ2（ＡｌＯ４）3を有する。Ｎｄ3+ドープＹＡＧは、レーザー用途のための高性能の材料である。この無機製品の他の例としては、ムライト、アルミノケイ酸塩、アルミニウム含有酸化物鉱物等が挙げられる。
【００８６】
一般に、本願の実施形態は、一方のアルミナ相から他方への熱変換を介した、アルファ及びアルミナの他の相の生成に関するが、二成分系からのスピネルの生産等の本発明の他の実施形態では、アルミナ遷移でない遷移、例えば高温への加熱によって生じる二成分系からスピネル構造体への遷移が関与することにも留意する必要がある。
【００８７】
２成分を含んだ系に対して、好ましいアルミニウム成分は、アルミナ化合物、例えばギブサイト（Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０４  Ｌｅ、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１  Ｌｅ、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＮ、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＳ、Ｍａｒｔｉｇｌｏｓｓ（商標）００５）、非晶質三水酸化アルミニウムＧｅｌｏｘａｌ（商標）１０、産業的に製造された三水酸化物等、ハイドロサーマルベーマイト、コロイダルハイドロサーマルベーマイト、熱処理からの結晶性ベーマイト、水酸化アルミニウムからのフラッシュ焼成疑似ベーマイト、Ａｌ-イソプロピル酸化物ルートによるアルミニウム金属からの沈殿疑似ベーマイト、アンモニウムミョウバン、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム六水和物、アルミニウムポリ水和物、アルミニウムホルメート等のアルミニウム塩が挙げられる。好ましい非アルミナ共通成分としては、ＬｉＨＣＯ3、Ｎａ2Ｏ、Ｍｇ（ＯＨ）2、ＣａＣＯ3、ＳｒＣＯ3、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、Ｈ3ＰＯ4、ＴｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｎＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｏ(ＩＩ)ＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、Ｎｉ(ＩＩ)ＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、Ｃｕ（ＮＯ3）2、Ｚｎ(ＩＩ)ＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、ＺｒＯ2、セリウムアセテート等が挙げられ、これらは好ましくは塩、アモルファス、コロイダルまたは粉末状の材料として加えられる。均質な、すなわち高分散の、スラリーを用いることが好ましいが、それが不可欠というわけではない。
【００８８】
要求される最高温度は一般に、約１０分〜約１００時間の範囲の時間に対して、約６００〜１３５０Ｃ及びそれ以上の範囲である。一般に、約１〜５時間の範囲の時間が、より一般的に用いられる。アルミナの調製と同様に、例えば、低温、たとえば室温からの温度上昇を用いることができる。温度上昇速度プロフィルは、時間当たり約１０〜約１５００℃の範囲の１つ以上の速度とすることができる。
【００８９】
一般に、本願の方法に従って調製可能な無機製品としては、コバルトアルミン酸塩、アルミン酸マグネシウム、亜鉛アルミン酸塩等のスピネル、クロマイト、マグネシオクロマイト、チタン酸塩、その他及び液相線を含む。用いることができる成分のペアの例としては、Ｃｏ(ＩＩ)ＳＯ4及びＡｌ（ＯＨ）3（Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１  ＬＥ）;Ｃｏ(ＩＩ)ＳＯ4及びＡｌ（ＯＨ）3（Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１  ＬＥ）;ＴｉＯ2（Ｋｒｏｎｏｓ（商標）１００１）及びＡｌＯＯＨ（Ａｐｙｒａｌ（商標）ＡＯＨ２０）;Ｃｏ(ＩＩ)ＳＯ4及びＺｎ(ＩＩ)ＳＯ4及びＡｌ（ＯＨ）3（Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０４ＬＥＯ）;Ｍｇ（ＯＨ）2（Ｍａｇｎｉｆｉｎ（商標）Ｈ１０）及びＡｌ（ＯＨ）3（Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-ｌ０４  ＬＥＯ;ＭｇＣＯ3及びＣｒ2Ｏ3（Ａｌ（ＯＨ）3（Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１  ＬＥ））;アルファＦｅＯＯＨ及びＺｎ(ＩＩ)ＳＯ4及びＡｌ（ＯＨ）3（Ｍａｒｔｉｇｌｏｓｓ（商標）-００５）;Ｃｏ
(ＩＩ)ＳＯ4及びＣｕ（ＮＯ3）2、並びに、ＡｌＯＯＨ（Ｓａｓｏｌ  Ｄｉｓｐｅｒａｌ
Ｐ２）;微粒状にした石英粉末（Ｓｉｋｒｏｎ（商標））及びＭｇ（ＯＨ）2  Ｍａｇｎｉｆｉｎ  （商標）Ｈ１０及びＦｅＣｌ2、及びアルファＡｌ2Ｏ3（Ｍａｒｔｏｘｉｄ  ＭＲ-７０）等が挙げられる。
【００９０】
本願は、超微小なサイズの粉体及び／または対応する原料塩類により、非アルミニウム含有無機製品を調製するために用いることもできる。焼結ＭｇＯ（ペリクレース）、ＺｒＯ2（二酸化ジルコニウム、ジルコニア）として一つの成分を、不安定な、化学的部分的安定な、及び完全に安定な、形態に製造する。ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｙ2Ｏ3、及びその他のドーパント、例えばＣｅＯ2、ＳｃＯ3及びＹｂＯ3等を数モル％程度で、立方修正は一般に安定する。非アルミニウム含有前駆体から誘導される別の錯体固溶体の例としては、クロマイト（ＦｅＯ・Ａｌ2Ｏ3）、マグネシオクロマイト（ＭｇＯ・Ｃｒ2Ｏ3）（リムスピネル（ＬｉＭｎ2Ｏ4））、または、たとえばＣＯ0.46Ｚｎ0.55（Ｔｉ0.064Ｃｒ0.91）2Ｏ4等の［Ａ2+Ｂ23+Ｏ42-］Ｃｏ,Ｚｎ（Ｔｉ,Ｃｒ）2Ｏ4等の、スピネルタイプ鉱物、たとえば成分ＺｒＯ2、ＳｉＯ2、メタバナジウム酸アンモニウム及びＮａＦから製造されるジルコン−バナジウムブルーＺｒＳｉＯ4-Ｖ等、有色顔料ＺｒＳｉＯ4-Ｐｒ、ＺｒＳｉＯ4-Ｖ、ＺｒＳｉＯ4-Ｆｅとして作用するネソシリケートジルコンＺｒ［ＳｉＯ4］、等を含む無機製品が挙げられる。他の実施例は、イットリウム鉄ガーネット（Ｙ3Ｆｅ2（ＦｅＯ4）3）、ガドリニウムガリウムガーネット（Ｇｄ3Ｇａ（ＧａＯ4）3）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、イットリウムアルミニウムペロブスカイト（ＹＡｌＯ3）を含み、これらはエレクトロニクス分野での高性能用途の製品である。スピネルタイプ、ペロブスカイトタイプ、疑似板チタン石タイプ等に存在する酸化物及びケイ酸塩及びこれらの様々な結晶タイプの固溶体の、その他の錯体化合物は、本願の撤回において生成することができる。表１は、本願の方法を用いて生成可能な典型的な化合物の実施例のリストを提示する。
【表１】
2016507454.tif 000003
【表２】
2016507454.tif 000004
【００９１】
アルミン酸マグネシウム、コバルトアルミン酸塩、マグネシオクロマイト、ピコティタイトまたはプレオナスタの固溶体等、アルミニウム酸化物を有するスピネル化合物、並びに、チタン酸アルミニウム、イットリウムアルミニウムガーネット、イットリウムアルミニウムペロブスカイト等のアルミニウム含有酸化物化合物は、以下をベースとする前駆体及び成分によって製造可能である。
・一般にアルミナ、アルミニウム塩
・酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、マグネシウム塩類、ＭｇＣＯ3等、マグネシウム含有前駆体
・コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、パラジウム、銀、クロミウム、マンガン、チタン、鉄、ホウ素、リン、リチウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジム、ガドリニウム、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、バリウム、ビスマス、鉛等を含む塩類及び酸化物等の金属前駆体。
【００９２】
コージェライト（Ｍｇ,Ｆｅ2+）2（Ａｌ2Ｓｉ）[4]［Ａｌ2Ｓｉ4Ｏ18］等のケイ酸塩、シンタームライト、ガーネットＸ3Ｙ2（ＳｉＯ4）3等の無機化合物は、以下を１つまたは複数含む前駆体によって合成可能である。
・一般にアルミナ、アルミニウム塩
・シリコン、ジルコニウム、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、パラジウム、銀、クロミウム、マンガン、チタン、鉄、ホウ素、リン、リチウム、ナトリウム、カリウム、バリウム、ストロンチウム、マグネシウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ネオジム、ガドリニウム、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、バリウム、ビスマス、鉛等の塩類、酸化物等の、前駆体を含む金属
・シリケート及び、クロマイト（ＦｅＣｒ2Ｏ4）、スポジュメン（ＬｉＡｌ［Ｓｉ2Ｏ6］）、カオリンＡｌ2Ｓｉ2Ｏ5（ＯＨ）4等の金属鉱物を含む他の原料化合物。
【００９３】
任意の一つの化合物及び同時化合物は、酸化アルミニウムを含まず、ペリクレース（ＭｇＯ）、ルチル／アナターゼ（ＴｉＯ2）ジルコニア（ＺｒＯ2、ＭｇＯ、ＣａＯやＹ2Ｏ3と共にでも安定）；クロマイト（ＦｅＣｒ2Ｏ3）、ＬｉＭｎスピネル（ＬｉＭｎ2Ｏ4）等のスピネル化合物；チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、チタン酸リチウム（Ｌｉ2ＴｉＯ3）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3、Ｍｇ2ＴｉＯ4、Ｍｇ2ＴｉＯ5）、チタン酸ビスマス（Ｂｉ4Ｔｉ3Ｏ12）等のチタン酸塩；イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ）、ガドリニウムガリウムガーネット（ＧＧＧ）等のガーネット、を含んで製造可能である。
【００９４】
例えば安定剤等更なる添加剤を、とりわけ、本願ではスラリーと共に、用いることができる。以下の多くは、ＢＴＣ、Ｃｏａｔｅｘ、Ｔｏｐｃｈｉｍ、Ｚｓｃｈｉｍｍｅｒ  ＆
Ｓｃｈｗａｒｚ等の供給元から入手可能である。
・分散剤：クエン酸、ポリアクリラート、アクリルポリマー、ポリカルボン酸塩、有機酸、マレイン酸、キサントゲン酸エステル及び他のヒドロゾル。
・共通成分：ギ酸、酢酸、クエン酸、硝酸、塩酸、硫酸等の有機及び無機酸、これらはスラリー中に存在し、粒子の最終生産物特性に影響を及ぼすが、熱プロセスまでに消失する。
・レオロジ／粘度調整剤（レオロジ改質剤）／固体含有率上昇剤：クエン酸、有機酸、ポリアクリラート、アクリルポリマー、ポリカルボン酸塩、有機酸、マレイン酸、キサントゲン酸エステル、その他のヒドロゾル、アモルファス分散性アルミナ、非晶質シリカ。
・界面活性物質及び安定剤、またはｐＨ及び等電点制御剤：クエン酸、ヒドロゾル、ポリアクリラート、有機酸、アンモニア、苛性ソーダ、グリコール、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、アラビアゴム、多糖類、カルボキシル酸、スルホン酸、消泡剤：１-オクタノール、ポリグリコール、ポリアクリラート、界面活性剤、有機ゲル化／シックナー剤：セルロース、デンプン、アラビアゴム、アモルファス分散性アルミナ、非晶質シリカ、キサントゲン酸エステル及び他のヒドロゾル、遷移製品の破砕性に影響を及ぼす添加剤：オレイン酸、ポリグリコール、脂肪酸、バクテリア生成に対して用いられる防腐剤及び殺生物剤：ベンゾアート、ソルビン酸塩、アセテート、イソチアゾリン誘導体等の殺生物剤、ブロモニトロプロパンジオール、これらはＨ2Ｏ2と組み合わせて用いられる。
【００９５】
調製可能な微粒子及び高次構造製品は、シリコンウエハ用等のラッピング粉体として適切な、大粒径遊離物の無い一様分布の微小な研削材及び研摩粉や、高光沢研摩粉としての用途を有している。本発明の方法は、アルミニウム含有及び非アルミニウム含有スピネル顔料及び粒子化合物（特に超微粒子のセラミックグレード）、難燃剤、エンジニアリングセラミックス（例えばチタン酸アルミニウム）、ポリマー用のフィラー材料、及び冷却媒体メンテナンス用の冷媒コアを調製するために用いることができる。
非粒子化製品
【００９６】
本願は、製品を生成するために、粒子化ステップを実行することなく、すなわちその凝集した状態で、実行可能である。例えば、例えばリン酸アルミニウム、非晶質三水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム（再）水和物、疑似ベーマイト、ペプチド化可能なベーマイト、非晶質シリカ、水ガラス、コンクリート、並びに、ベントナイト等の無機ゲル等の、結合相を含む前駆体から調製される場合である。
【００９７】
別の実施形態では、粒子化ステップを実行することなく、本願を実行して、凝集した状態でも有用な製品を生成することができる。例えば、ある実施形態では、担持体は、燃焼では完全に失われず、水の浄化等の用途において吸着剤として機能する。
【００９８】
一般に、この実施形態では、ペプチド化可能なベーマイト、リン酸アルミニウム、非晶質三水酸化アルミニウム、疑似ベーマイト、酸化アルミニウム（再）水和物、シルセスキオキサン、非晶質シリカ、水ガラス、セメント、アルミン酸カルシウム等のバインダー、及び、ベントナイト等の無機ゲル等が、粒子前駆体と共に含まれる。吸着剤または触媒としての使用は、製品の吸着活性が重要であるという事実のため、４００℃以上での熱処理を一般に必要とする。３００℃前後で、ベーマイトは、無機相で、約２００ｍ2／ｇを超える高い比表面積（ＢＥＴ）で、及び良い吸着特性を有して、生成される。
【００９９】
バインダーは、分散物または非常に微細なサイズ（ある実施形態では、平均粒径は約５
μｍよりもかなり小さい）の懸濁液の形態で粒子中に一般に含まれる。水硬結合剤及びセメント及びアルミン酸カルシウム等の粒子バインダーが、より粗くサイズ設定された懸濁質として慣習的に加えられる（この実施形態では、平均粒径は、約５０μｍ未満である）。最高温度の熱処理は、３０分間と短くする必要がある。
温度は、３５０℃を超える必要がある。５００℃未満の温度では、最終生産物は、重合担持体のカーボン残存物を一般に含む。ある実施形態では、バインダーは、吸着能に影響を及ぼし得る。
【０１００】
得られた集塊は、その吸収機能を実行するためにデアグロメレーションされる必要は一般にはない。しかしながら、集塊がパッチで付着し合う場合は、比較的穏やかな機械的分離を実行することが望ましいかもしれない。この凝集した製品は、水または他の精製のための吸着剤として、または、たとえばＨ2Ｏ2の生産におけるＡＯプロセスの間の触媒として、用いることができる。
【０１０１】
非粒子化された製品に関し、バインダー等、集塊サイズに影響を及ぼす添加剤が用いられることが好ましい。バインダーは、スラリーの固体成分基準で、約２重量％から、好ましくは少なくとも５重量％から、最大で約１００重量％までの範囲で、粒子前駆体中に存在することが好ましい。好ましくは、熱的に安定な無機相ベースのバインダーは、良好な圧縮強度を有する顆粒を得るために用いられる。凝集のためのバインダーは、リン酸アルミニウム、疑似ベーマイト、酸化アルミニウム水和物、非晶質シリカ、水ガラス、コンクリート、及びベントナイト等の無機ゲルを含む。使用可能な分散物／懸濁液安定剤及び粒子表面安定剤は、ポリアクリラート、ポリエチレングリコール、酢酸、クエン酸、オレイン酸、非晶質シリカ、キサントゲン酸エステル等を含む。
【０１０２】
一般に、原料実施形態及び粒子生成実施形態の両方に関し、集塊を形成する粒子間の接続は、バインダーの存在に影響を受ける。空孔内成長は、即ち、粒剤間で、「強力な」バインダー製剤を用いて、強化可能であり、例えば、より粗い粒剤を促進し、その後望ましい粒剤画分に破砕される必要がある。
【０１０３】
しかしながら、粒状体の生産は、担持体の孔径分布に相関し、バインダーの同時使用にも影響を受け得る。ここで「バインダー」とは、温度上昇中に、微粒子間接続を確立する添加物のことを意味する。バインダーは、プロセスの粒状製品のサイズを増大するために、一般に用いられる。従って、粒子生成の実施形態の場合、バインダーと連携して多孔質担持体を使用すれば、担持体の孔径あたりの凝集塊が相互連結空孔系内に、空孔遷移地域で相互に緩く結合される大きな凝集単位にも一般に生じる。これらの緩く結合した集塊は、容易に研削され粒状体になり、それはだいたい担持体の孔径と一致する。バインダーの実施例は、疑似ベーマイト、リン酸アルミニウム、水ガラス等のアルミナ相等を一般に含むことができる。
【０１０４】
ここでの実施例のいくつかでは、多孔質担持体の使用及び強力な結合剤（疑似ベーマイト）の存在により、強化された粒状化製品が得られる事が示される。メッシュサイズによる１０〜８０ＰＰＩの孔径の重合担持体は、６〜４８メッシュ（ＡＳＴＭ）の粒径であることが理想的であり、これは典型的吸着質及び触媒用途に一致する（８０ｐｐｉの空孔濃度は約４５メッシュの粒子に対応し、５０ｐｐｉは約３５メッシュの粒子に対応する）。
粒子生成の実施形態
【０１０５】
さらなる実施形態では、溶液、分散物または懸濁液からの粒子の生成が、本願の範囲に含まれる。微粒子は、温度上昇の間または焼成温度の適用の間に、生成可能である。さらなる実施形態では、溶液は、シード粒子を含む。シード粒子の存在下または非存在下で、溶液は、アルミニウムホルメートまたはアルミニウムジホルメート等のアルミナ前駆体を
含み、そしてそれはアルミナ微粒子を生成することができる。使用可能なアルミナ前駆体の幅広いリストには、アルミニウム塩及び無機及び有機由来のそれらの水和物が含まれ、これは例えば、アルミニウムホルメート、酢酸アルミニウム、アルミニウムプロピレート、硝酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸アルミニウム、アンモニウムミョウバン、アルミニウムクロライド、塩化アルミニウム六水和物等が挙げられる。
【０１０６】
一実施形態では、焼成温度になる前に沈殿が生じ、そして焼成温度への温度上昇を受ける際に、沈殿した微粒子は、部分的にまたは完全に焼成を経る。別の実施形態では、アルファアルミナ粒子等のシード粒子の存在により、沈殿が促進される。ある実施形態では、シード粒子は、５０〜１０００ｎｍ、好ましくは１００〜４００ｎｍの範囲の平均径によって特徴付けられる。溶液またはスラリーは、多孔質担持体に塗布され、温度上昇を経る。一般に、塊が生じ、そしてそれはアニールの程度を有し、頻繁に緩くアニールされて、一般に、微粒子に比較的容易にデアグロメレーションされることができる。前出の実施形態と異なり、この「粒子生成」の実施形態は、粒径特性に対して一般に前駆体に依存しない粒子を生成する。そのかわりに、連続気泡担持体の孔径特性が凝集体のサイズに対して影響を及ぼすと考えられる。凝集体は担持体上及び担持体内に溶液、分散物またはスラリーが存在する間に、それらに含まれて形成する。
【０１０７】
シードが含まれる溶液の場合、アルミニウムホルメート、アンモニウムミョウバン等の溶液から調製される微粒子の特性が、シード材料の存在によって制御される。その粒径分布、シードの量、純度、化学特性及び表面活性が、アルファの程度（アルファ相の純度）、比表面積、表面電荷、表面再水和の程度及び他の特性によって示される。アニール温度、それぞれ適用された温度プロファイルが、同様に沈殿及び遷移への影響を与える。シーディングは、１μｍよりもかなり小さい一次結晶のサイズでは、必要に応じて、アルファ生成の遷移温度を低減し、中程度で制御された結晶粒成長を引き起こす。シードが小さくなり、かつ、シードの数が多くなれば、製品の微粒子化はより小さくなり、遷移温度はより低くなる。
【０１０８】
シードのない溶液からの粒子化に対して、一般に、溶液の状況（濃度、固体アルミナ化合物への遷移点及び望ましいアルミナ相への相遷移シーケンス）及び適用されたプロセスの熱処理は、熱処理された最終製品の一次粒径生成において役割を担う。また、非均質核形成が、核の生成のためのプロモータとして機能し得る重合担持体及び焼成物への接触サイトにより、効率的に引き起こされる。孔径がより小さな担持体は、空孔が粗い担持体よりも効率良く核形成を促進する。
【０１０９】
アルミナ化合物は、原料またはシード粒子基体として機能する他、またはこの機能に加えて、本発明の文脈において、他の機能を成し遂げることができる。疑似ベーマイトまたはゼリー状の水酸化アルミニウムは、例えば、共反応物、結合相剤及び／または分散度制御剤として機能することができる。例えば、アモルファス及びペプチド化可能な水酸化アルミニウム及びベーマイトは、スラリー安定化のための分散剤として用いることができ、アルミナ原料粒子の分散性の改善が得られ、ならびに沈降に対して改善された安定化が与えられる。比較的低い重量パーセント（０．５〜５重量％）を、任意にトレース量の一価無機酸またはギ酸または酢酸（２〜５重量％）と組み合わせて、ゲル化及びスラリーの静電安定化に影響を及ぼすことができる。疑似ベーマイトの含有率が、分散物の飽和限度、例えば約１５重量％まで、高くなれば、原料の粒子を付着させるバインダーとして機能することができる。遷移シーケンスに従って温度を上昇することにより、バインダーは、化学遷移を経ることができ、物理的かつ化学的に、最終生産物の性能に貢献する。得られた粒状体は、吸着用途に機能し得るものであり（実施例４２、４３及び４４を参照）、そして、高温（約１，０００℃を超える）では、実施例１６、１９及び２２〜３０で記載されるように、アモルファスアルミナは、アルファ遷移の範囲内で、他のアルミナ相とのセラ
ミック反応における共反応物として機能し得る。前述のアルミナ共通成分の使用の利点は、得られたアルミナ製品またはアルミナ含有製品の非アルミニウム汚染を引き起こさないことによる、種固有性である。
【０１１０】
粒子前駆体が、非アルファアルミナ含有物（または、上記のようにアルファアルミナ温度でアルファアルミナ遷移を経るか、または直接または間接的に化合物を生成するかのいずれかが可能な１つ以上の化合物の含有物）または他の遷移可能な材料を含む一方、微粒子がこの化合物だけから成る必要はないことに留意する必要がある。
【０１１１】
微粒子は、例えば共通成分等の他の化合物を含むことができ、この共通成分は、例えば分散性の程度、浮遊粒子の均一性のグレード、懸濁液または懸濁及び分散成分のブレンドの中での浮遊粒子の沈降及び湿潤挙動等の、分散物またはスラリーの作業条件に影響を及ぼす。添加剤及び共通成分は、初期スラリー及び最終生産物の化学及び物理特性に影響を及ぼし得る。共通成分は、固溶体及び他の無機相の生成において、特定の化学反応を経てもよい。
【０１１２】
プロセスの初期段階で、共通成分は分散度制御剤として機能することができ、高固形分含有率を達成し、浮遊粒子の沈降を予防する。本願で必要とされる熱処理と同時に、特定の共通成分は、特定の反応を促進するためのパートナーとして機能することができる。それらは、相遷移、反応度、表面積、丸くまたは板状の形状の粒子を促進する特定の粒子形状の生成、粒子のアスペクト比、破砕性、硬さ、摩損性、粉体の化学反応性及び純度、等に影響を及ぼすことができる。
【０１１３】
例えば、ＮａＦ、ＮａＢＦ4、ＫＡｌＦ6等のフッ化物は、アルファ相転移温度を低下させ粒子成長及び変形を促進することにより、無機物化剤として一般に機能することができる。フッ化物は、主に扁平形状の粒子の生成のためのプロモータとして機能する。粒子幅は、高さ寸法の２倍またはそれ以上の速度で成長することができるので、実施例７、８及び３１〜３３で実証されているように、そのような扁平な粒子が生成される。対照的に、ホウ素添加剤は、丸い粒子の生成を促進する。
【０１１４】
Ｍｇ（ＯＨ）2またはＭｇＣＯ3等のマグネシウム化合物は、粒子成長抑制剤として機能し得る。理論に束縛されることを望むものではないが、化合物は、粒子境界線において、スピネルの部分的なまたは不完全な生成により挙動すると推測される。
【０１１５】
コバルト塩、鉄塩、クロム塩及び化合物は、顔料の生成、特にスピネル種の生産に、具体的に用いられてもよく、コバルトとしてＣｏＡｌ2Ｏ4アルミン酸塩（青っぽい色）、Ｃｏ（Ａｌ、Ｃｒ）2Ｏ4、（Ｚｎ、Ｃｏ）（Ｃｒ、Ａｌ）2Ｏ4、（Ｃｏ、Ｚｎ）Ａｌ2Ｏ4、クロマイト、ＦｅＣｒ2Ｏ4（黄色がかった色）、Ｚｎ（Ｆｅ、Ｃｒ、Ａｌ）2Ｏ4（茶色、置換基としてＡｌは、より淡い色を促進する）及びその他の一員、たとえば式（Ｍｇ,Ｍｎ,Ｆｅ2+）（Ａｌ,Ｆｅ3+）2Ｏ4等、として関連した固溶体を含む。スピネル種自体は、結晶格子の特定の位置で統合されることにより、原料スピネルの式と異なるカチオンによる相平衡における反応パートナーとして機能することもできる。
特定の無機物化剤及び無機添加物
【０１１６】
無機物化剤は、焼成プロセスの間の影響により、製品の最終性質に影響を与えるために用いられる。それらは、粒径及び粒子形状に影響を及ぼす物質である。
【０１１７】
特に、フッ化物は結晶成長を促進し、フッ化物なしで焼成された製品と比較して、粒子形状を改質する。有意であるが程度の小さな効果が、塩化物及び酸化ホウ素／酸／塩類に
よって引き起こされる。
【０１１８】
強度の効果による成長因子―最も大きな強度からより少ない強度までおよそ、以下を含む：
板状形状成形：
・ＫＢＦ4、ＮａＢＦ4、ＢＦ3、ＶＯ3Ｆ、ＶＦ3、ＶＦ5、Ｎａ3［ＡｌＦ6］、ＫＦ、ＮａＦ、ＣａＦ3、ＺｎＦ2、ＴａＦ5、ＡｌＦ3、Ｎａ2ＰＯ3Ｆ等
丸形状成形：
・酸化ホウ素／酸／塩
・Ｃｌ2、ＮＨ4Ｃｌ、ＡｌＣｌ3
【０１１９】
無機物化剤は、組合せで用いることもできる。たとえば１つの化合物としてＮａＢＦ4は、熱によりＮａＦ及びＢＦ3に分解し、または２以上のＣａＦ3及びＡｌＦ3及び／またはＢ2Ｏ3の使用である。フッ化物は、傾向として優勢な効果を有する。一方、ホウ素は粒子端部のさらなる丸みを促進する傾向がある。
【０１２０】
無機物化剤は、粒子製品に対して異なる効果を有する。Ｎａ2ＰＯ3Ｆは、幅広く非常に薄い小板に好都合である。ＮａＢＦ４は、比較的高い引き延ばしで一次結晶の厚みを促進する傾向がある。一般に無機物化剤は、遷移温度を低減するように作用することができ、これは他の無機物化剤より一般に大きなフッ化物の影響によるものである。
【０１２１】
他の無機物化剤は、最終生産物に対する影響を有し、成長制御及び粒子の硬化に用いることができる。物質としては、酸化コバルト、酸化クロム、酸化第二鉄、酸化ニッケル、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化ナトリウム、酸化カリ、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化リン、酸化セリウム、酸化ランタン等を含む。酸化セリウムにより、小さな一次粒子を与える良好な結果が実現され、それは形状促進のためにＮａＢＦ4と組み合わせて用いることができる。
【０１２２】
セラミック用途では、ＭｇＯ、ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3及びＣｒ2Ｏ3等の阻害剤が、ミクロ構造の結晶粒成長を制御するために用いられる。
【０１２３】
すでに記載されるように、成長「シード」は、非均質核形成に対し、低温かつアルファアルミナへのより高い速度で相遷移を制御及び促進することへの影響を及ぼす。
担持体
【０１２４】
本発明に有用な担持体は、ポリマースポンジまたは「連続気泡（オープンセル）の」構造体を有する他の多孔性ポリマー材料等のポリマー担持体を含むことができる。「連続気泡」とは、担持体中のセルの多くが相互接続していることを意味する。そのような特性は、担持体に塗布されるスラリーが担持体を透過するために必要とされる。「連続気泡」の担持体は、ここでの目的のために、用いられる分散物、スラリーまたは溶液は、スポンジの凹所に浸透することができるように、流体接続が実現されている。連続気泡構造体は、空孔容積の１００ ％である必要はない。一般に、浸透が大きな程度の方が、小さな程度よりも好まれる。
【０１２５】
非限定的な例としては、ポリマー担持体、フォーム、スポンジ、布、シートまたは他の多孔性部材、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエチレン、テレフタル酸塩、ニトリルブタジエンゴム、バイオポリマー、ポリスチレン、ポリアミド、セルロース、デンプン、多糖類等から製造される連
続気泡担持体等が挙げられる。一般に、スラリー液相または溶液により大きな湿潤性を有するポリマーは、投入するのがより容易であり、より大きな程度でより容易に充填される。好ましい実施形態では、連続気泡の担持体は、用いられるスラリーまたは溶液によって浸漬されることができる。一般に、担持体は、1インチにつき１０〜８０の空孔（ＰＰＩ）の範囲で商業的に入手可能である。約１５〜３０ｋｇ／ｍ3の低い容積測定重量及び良好な形状回復を示す、１０〜３０のＰＰＩの多孔性を提供するポリエーテル及びポリウレタンベースのフィルタ-フォームにより、良好な結果が実現された。大きな容積測定重量、例えば約２００ｋｇ／ｍ3であれば、コスト、使用可能なスペース及び湿潤性において、不利となり得る。４０ ％圧縮（４０ ％の体積低減に要する圧力）での圧縮強度が、約５ｋＰａ以下であることが好ましいが、これより高い圧縮強度を有する場合も、同様に用いることができる。使用可能なポリマー担持体は、以下のスポンジを含む：ポリエーテルスポンジ、ＰＰＩ１０、平均孔径２．５ｍｍ;ポリウレタンスポンジＰＰＩ４０、平均孔径０．６ｍｍ;ポリウレタンスポンジ、ＰＰＩ６０、平均孔径０．４ｍｍ;ポリエーテルスポンジ、ＰＰＩ６０、平均孔径０．４ｍｍ;ポリウレタンスポンジ、ＰＰＩ８０、平均孔径０．３ｍｍ;ポリエーテルスポンジ、ＰＰＩ８０、平均孔径０．３  ｍｍ；ポリウレタンスポンジ、超微小、平均孔径０．１５ｍｍ。
【０１２６】
大部分の実施形態では、担持体は、熱介在プロセス、好ましくは例えば燃焼等により、ある程度に失われることが好ましい。さらに好ましい実施形態では、焼成温度に温度上昇している間に、担持体の大部分が燃焼で失われるよう、担持体は、低いまたは最小の灰化速度で燃焼される。別の実施形態では、プロセスは、無酸素空気、還元空気または不活性ガス雰囲気中で実行できる。
【０１２７】
別の実施形態では、フォーム成形品が生成されるよう、担持体は、ポリオールイソシアネート及び無機成分の同時ブレンディングによって、その場で製造される。さらに別の実施態様では、これはその後押し出し法で成形され、フォーム及び無機成分の連続的に成形された原料を得る。
【０１２８】
一般に、担持体の燃焼は、５００〜８００℃の温度領域で完了し、理想的には、担持体は焼成温度の前に完全に燃焼してしまう。一部の吸着質または触媒の用途に対し、不完全燃焼により与えられるべきカーボン残存物が、有利となり得る場合がある。しかしながら、一般に、所与の温度で遷移によって生成される製品は、製品が生成されるまでに、完全に燃焼した担持体上（すなわちあらゆる残存物は不燃性である）で生成される。
【０１２９】
別の実施形態では、担持体は燃焼せずまたは完全には燃焼せず、または不燃材料から調製され、この不燃材料としては例えば、ミネラルウールのブロック、ガラス繊維または鉱物繊維のマット、たとえばＩｎｓｕｌｆｒａｘ  Ｓブランケット（Ｕｎｉｆｒａｘ）、ラミネートマットＭＬ  ３（Ｉｓｏｖｅｒ）、ミネラルウールマットＭＤ  ２（Ｉｓｏｖｅｒ）等が挙げられ、これらは、最終的な化合物の反応物として、または化学的不活性の場合には最終生産物中の共通成分として、機能する。円筒形または長方形のチャネル（Ｖｅｓｕｖｉｕｓ Ｇｒｏｕｐ−Ｆｏｓｅｃｏ、Ｒｏｄｅｘシリーズ）による微小なストレーナーコアとしてのセラミック不燃性多孔質担持体が、触媒及び吸着培地の担体として適用可能である。このようなセラミックフィルタは、多孔性基体と同様に機能することが可能である。反応生成物は抽出及び洗浄可能であり、またはそうでなければ、超音波発生装置等を用いて基体から分離可能である。
【０１３０】
担持体の隙間の少なくともその一部が材料で充填されるよう、スラリーまたは粒子形成材料が担持体に塗布される。スラリーまたは十分な粘度のその他の材料の場合、担持体に直接材料を塗布することは望ましい場合があり、粘度が、材料と担持体との接触を保持し、かつ、分散物／スラリーが部分的または完全に吸い込まれるには、十分であると思われ
るからである。多孔質担持体の隙間に十分に進入するために担持体上に一旦配置されれば、スラリーへの加圧が必要となることがある。担持体の真空引き及び親水剤によるプレコンディショニングによって、担持体の湿潤及び充填を改良することも可能である。分散物／スラリーは、流動学的性質の制御のために、親水性及び表面張力低減剤を含むことができる。担持体の浸透は、手作業または自動化された方法で行うことができる。
【０１３１】
アニールプロセスは、例えば固定式または連続的に動作可能な電気またはガス加熱のキルン／炉等、閉じた高温環境で実行されることが好ましい。この例としては、ローラーキルン、トンネルキルン、フード炉、エレベーター炉、チャンバ炉等を含む一般的に用いられるキルンが挙げられる。一実施形態では好ましくは、コランダム、コージェライト、炭化ケイ素等の耐熱性材料から製造されるセラミックサッガー等の長方形のケース内部に、長方形のポリマー担持体が置かれる。さらに別の実施形態では、側面から囲まれた担持体（側面及び／または底部が防液コーティングされるか、表面が熱に直接露出されないよう、可燃性の物によってカバーされる）を用いることができる。
【０１３２】
耐熱性の材料、例えば耐熱性のコランダム等、から製造されるサッガーは、担持体のためのコンテナとして用いることができる。その他の材料としては、ライニングとの反応が最小限である限りにおいて、炭化ケイ素、ケイ酸アルミニウム（ムライト、紅柱石等）、コージェライト、シリカ黒鉛等を含む。典型的なサッガーは、開いた最上部を有する長方形の中空体である。典型的なサッガーは、以下の寸法を有する。外側寸法は、(ｌ) ０．２２５ｍ×(ｂ) ０．１６２ｍ×(ｈ) ０．１５３ｍ。肉厚は、約０．０１３ｍ。内部寸法は、(ｌ) ０．２ｍ×(ｂ) ０．１３４ｍ×(ｈ) ０．１３２ｍ。そして、最大使用可能高さは、約０．１２ｍである。
【０１３３】
担持体として使用可能な典型的なスポンジは、ポリエチレンから製造され、それらの体形状及び寸法を維持するため、パラメータ「圧縮荷重曲げ撓み」によって示される十分な弾力を提供する。典型的な孔径範囲は、２．５ｍｍ（図６〜１２）から０．３ｍｍ（図１３および１４）までの孔径を含み、これはそれぞれ、1インチにつき８０の空孔、及び、1インチにつき１０の空孔（一般に、ＰＰＩ  ８０、ＰＰＩ  １０）として略される）の仕様に等しい。挿入されたスポンジ、例えば製品のラインＡＩＸＰＯＲ  ＦＩＬＴＲＥＮからのスポンジの典型的な寸法は、(１) ０．２ｍ×(ｂ) ０．１３３ｍ×(ｈ) ０．０９６ｍであり、これは、約２．５ｌの体積に対応する。スポンジは、サッガーの内部表面に触れるよう、サッガーにフィットすることができる。
【０１３４】
ポリエーテルから製造される適切な担持体は、以下の仕様を有する：
（１）ＰＰＩ  １０、網状：インチ当たりの空孔：１０〜１４セル;容積測定重量：２２．５〜２７．５ｋｇ／ｍ3（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ８４５）;圧縮荷重曲げ撓み：３．２〜４．８ｋＰａ（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ  ３３８６-１）;引張強度：６０〜１００ｋＰａ（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ  １７９８）;破断時の伸び：４０〜６０ ％（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ  １７９８）;及び
(2)ＰＰＩ  ６０、網状：インチ当たりの空孔：５５〜７０セル;容積測定重量：２７〜３３ｋｇ／ｍ3（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ  ８４５）;圧縮荷重曲げ撓み：２〜４ｋＰａ（ＤＩＮ
ＥＮ ＩＳＯ  ３３８６-１）;引張強度：２２０ｋＰａ（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ  １７９８）;破断時の伸び：２００ ％（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ  １７９８）。
【０１３５】
別の実施形態では、担持体は燃焼せずまたは完全には燃焼せず、または、ガラス繊維または無機繊維のマット等の不燃材料から調製され、これは最終的な化合物の反応物として機能し、または最終生産物中の共通成分として化学的不活性である。
【０１３６】
スラリーの液相、好ましくは水が、概して加熱により速く失われるという事実とは関係
なく、沈降はほとんど目立たず、また粒子の特性は、例えばドライな粒子の加熱において存在する等、不均等な熱伝導率に関係した障害が、驚くほど存在しないことが、観察された。プロセスの初期に水相が消失するという予想外の利点には、アルファアルミナ粒子生成の間に前駆体の沈降が無い事及び温度上昇の間の前駆体熱均一性の増加が含まれ、これにより、諸性質の均一性が向上する。望ましい性質を有する粒子を与えるために、添加剤は、上記の方法に容易に用いることができることが見出された。
多孔質担持体の孔径及び孔径分布の効果
【０１３７】
ポリマー担持体、フォーム、スポンジまたはその他の多孔連続気泡担持体は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリエチレンテレフタラート、ニトリルブタジエンゴム、バイオポリマー等から製造され得る。懸濁液に対する優れた浸漬性質は、１０〜２０ＰＰＩの範囲の粗い空孔を提供するフィルタフォームによって実現された。溶液及び分散物は、８０ＰＰＩまで、容易に吸収される。孔径及び孔径分布は、焼成製品の一次凝集体のサイズにさほど影響を及ぼさず、これは、原料の初期凝集体のサイズと一致する。しかしながら、バルクの疎な凝集は、孔径と相関する。
【０１３８】
例えば、微小沈殿三水酸化アルミニウムＭａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０７  ＬＥＯ、酸化アルミニウム水酸化物Ａｐｙｒａｌ（商標）ＡＯＨ  ２０またはガンマアルミナＭａｒｔｏｘｉｄ（商標）（ＡＮ／Ｉ-４０６）で、１２００℃の温度で処理された場合、最初の粒径は最終生産物に維持され、ポリシング粉体として使用可能である。同様に、超微粒化された三水酸化アルミニウムのこの粒子構造体及びその熱誘導体（遷移シーケンスで）は、コバルトブルーと呼ばれる色素地の熱生成において、硫酸コバルトの使用中においても維持される。
【０１３９】
本発明の方法が、生産のための改善された方法を提供する状況の一例としては、ゾルゲルコランダムの生産が挙げられる。ゾル-ゲルコランダムは、これまで、非晶質三水酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム水酸化物から大量に生成されてきた。アルファアルミナシード疑似ベーマイトまたはアルミナ前駆体がゲル化された後、それは通常ケークとして乾燥し、その後粉砕され、篩掛けされ、適切なアニール温度で燃焼され、そして、要請された粒子に分級される（たとえばＵＳ４５１８３９７号）。ゾルゲルと比較して、本出願は、より簡単なハンドリングを提供し、連続的遷移においてのみ、ワンステップ操作に関与する。高濃縮ゾル ―シードの有る無し共に―は、多孔質担持体の上に注がれる。加熱プロセスの間に、水の一部が失われて、ゲルが、担持体の空孔及び空洞内に生成される。担持体の熱消失及び更なる焼成の後、疎なバルクの粒剤は、ポリシング助剤、研磨助剤、フィラーまたは高性能のセラミック原料としての特定の性質を有して得られる。特定の要求に応じて、粒度設定が、さらなる篩分けや粉砕によって行われもよい。
【０１４０】
前駆体は、スラリーとして多孔質担持体に塗布される。実施形態では、スラリーは、少なくとも小量で、水を含む。好ましい実施形態では、スラリーは、水性スラリーである。「水性スラリー」とは、約１０重量％〜約９５重量％の範囲で水を含むスラリーのことを意味する。好ましい実施形態では、スラリーは、約１０重量％〜約８０重量％の範囲で水を含む。さらに好ましい実施形態では、スラリーは、約２５重量％〜約７５重量％の範囲で水を含む。
【０１４１】
アルミナ前駆体は、約５〜約９０重量％の範囲で存在する。好ましい実施形態では、アルミナ前駆体は、約２０〜約８０重量％の範囲で存在する。さらに好ましい実施形態では、アルミナ前駆体は、約２５〜約７５重量％の範囲で存在する。
【０１４２】
ベーマイトベースのゾルゲルコランダムの調製において、本発明の多孔質担持体方法は、アルファアルミナシード、Ｙ2Ｏ3等の相乗剤、またはランタニド、例えばＭｇＯ、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、ＺｒＯ2等の成長抑制剤及び現状技術として知られている他の成分等の懸濁した共通成分を収めることが容易にできる。
【０１４３】
用語「成分」は、スラリー中に存在する化合物に対して用いられる。この化合物は、それらの不安定性及び限定された化学不活性のために、最終生産物中に必ずしも現れるというわけではない。成分は、原材料（原料）、または分散添加物、テクスチャー形成添加物、無機物化剤／アニール焼成添加物、及びバインダーとして機能し得る。簡易な系では、超微細三水酸化アルミニウムが７２ ％、水が２８ ％、及び微量のポリアクリラート等の分散剤から成っていてもよい。この配合は、担持体に塗布され約３０分間以上１１５０℃の熱を受ければ、大きな「遊離物」粒子が無視できる発生率または完全に存在しない新規なポリシングアルファアルミナになる。ホウフッ化ソーダ（ＮａＢＦ4）等の添加剤を含んだフッ化物のさらなる使用は、比較的大きな扁平状一次結晶［００１１］の生成を促進し、これはフィラー用途（レジン、ゴム、プラスチック）に対して、これらの系の機械的強度及び熱伝導率を改善するために有用である。ラッピング用途では、板状結晶は、材料表面の除去／カット速度を改良する。
【０１４４】
系は、たとえば分散相水（３１．３重量％）、バインダーとして機能するリン酸アルミニウム（５重量％）、６３μｍ未満の粒径を有する鉄粉（１１．４重量％）、及び微小沈殿三水酸化アルミニウムのアルミナ原料（５２．３重量％）から成る、さらに複雑な系として定義されてもよい。６００℃で熱処理を行うことにより、活性アルミナを含む粒状体が得られ、それはヒ素汚染された地下水の浄化のために用いることができる。
【０１４５】
おそらくあらゆるアルミニウム含有化合物なしで配合を考えることができる。１３００℃では、化学量論的マグネシオクロマイトは、以下の大まかな配合に従い、水に懸濁した超微小なＭｇＣＯ3及び酸化クロム(ＩＩＩ)粉体により合成することができる（６６．８重量％の水、１１．８重量％の ＭｇＣＯ3、２１．３重量％ のＣｒ2Ｏ3）。フッ化アルミニウムは、アルミナ原料が０．５重量％の濃度で無機物化剤及び表面活性剤として有効であることが見出されるべきである。マグネシウムスピネルの場合には、Ｍｇ（ＯＨ）2が１ｍｏｌ及びＡｌ（ＯＨ）3が２ｍｏｌの化学量論比が、適切である。
【０１４６】
一実施形態では、スラリーは、添加剤を、約５〜約９０重量％の範囲で含む。好ましい実施形態では、スラリーが、添加剤を、約２０〜約８０重量％の範囲で含む。さらに好ましい実施形態では、スラリーが、添加剤を、約２５〜約７５重量％の範囲で含む。
【０１４７】
本願のスラリーは、例えば水等の液相を、粉体化し、分散及び／または溶解した前駆体及び添加剤と組み合わせて調製できる。分散剤、例えば、ポリアクリラートまたはポリグリコール、及び、湿潤剤／界面活性剤、例えばスルホン酸またはカルボン酸エステルにより、原料の高固形物を可能にすることができ、低粘度でスラリーを安定化させることができる。液相―好ましくは水、使用可能なものとして酸、アルコールまたは有機液体―を、バルク前駆体に加えてもよく、代替的には、前駆体を大量に、または適度に水相に加えてもよい。場合により、安定した混合が好ましく、または望ましい。混合、分散及び均質化は、ホモジナイザ、例えばＵｌｔｒａ Ｔｕｒｒａｘ等により、行うことができる。
【０１４８】
粉末成分は、１〜２μｍの範囲の超微粉末として、好都合に加えることができる。酸化物成分の同時粉砕は、加熱処理（アニール）の前に機械的活性化により熱反応性を促進し得る。代替的には、疑似ベーマイト等の原料を、例えばゾルのように、さらに分散した形態で加えることができる。金属塩が、通常水溶液として好都合に加えることができる。例えば、硫酸銅七水和物は熱水（８０℃）中で溶解可能であり、そしてスラリーの成分とし
て用いられる。無機物化剤は、微細に研削された粉体として用いることができる。無機物化剤の中には、ＮａＢＦ4等、水と接触すれば容易に溶解するものがある。
【０１４９】
スラリーは多孔性、好ましくはポリマー担持体と接触し、あるいは塗布される。担持体はスラリーのための吸着材として好ましくは作用し、そして好ましくは、担持体の空孔を透過する。担持体は、サッガーまたは他の着脱自在または包囲するフレームワークまたは担体内にあってもよく、それは必要に応じて、加熱を含む次のステップの前及びその間、担持体の接触を保持するよう、適用されたスラリーの流れまたはその他の動きを抑制する。
【０１５０】
多孔質担持体は、好ましくは、スラリーを吸着可能なポリマーフォームまたはその他の多孔質担持体である。本発明の方法で使用可能な好ましいポリマーフォームまたはその他の多孔性高分子担持体は、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリエステル類、ポリアミド、ポリスチレン、セルロース、デンプン、多糖類または他の構造的材料を含む。
【０１５１】
この担持体は、好ましくは、相転移反応より前に、燃焼により失われ及び／または熱分解される。しかしながら、多孔質担持体が、燃焼や熱分解で消え去らず、凝集の後、最終生産物からの分離を必要とする実施形態が、本願の範囲内に含まれる。別の実施形態では、熱処理の後の担持体に粒子が残存し、多孔質担持体から、例えば超音波法で、または、水による洗浄／浸出によって分離される。またさらなる実施形態では、多孔質担持体は、その場で生成される。この一例としては、反応性担持体成形成分の水性スラリーへの添加であり、これはイソシアネートの添加等が挙げられ、水と反応してポリ尿素、そして、その後ビウレットフレームワークを生成し、またはポリオール化合物を加えることによりポリウレタンを生成する。基体を満たしたフォームの成形は、押し出しによって実行することができる。
【０１５２】
用いられる多孔性基体は、好ましくは、製品の生成反応が発生した後、スラリーから分離可能なものである。別の実施形態では、分離は、アルファアルミナ製品の粒子化の前に行われ、または固相反応前に、例えば完全燃焼によって行われる。前記の実施形態では、分離は、担持体の熱分解または燃焼、例えばアルファアルミナまたは望ましい無機化合物の生成を引き起こすために達成される高温により、行われる。別の実施形態では、分離は、アルファアルミナ製品または得られた鉱物学的製品の粒子化の、後またはその際に、発生する。例えば、担持体は、無機製品とともに、粒子へと小型化されてもよい。
【０１５３】
担持体は、好ましくは「連続気泡（オープンセル）」構造である。「連続気泡」とは、担持体中表面の空孔の少なくとも一部が、担持体の本体内部でセルと空間的に連続し、このセルの少なくとも一部は、相互に空間的に連続することを意味する。一般に、このような構造は、ポリマーフォームまたはスポンジ、並びに、保持された気体の泡から生じる空洞を有するその他の材料一般に見られる。保持されたガスの気泡以外のメカニズムで生成される他のタイプの多孔質担持体を、用いることが可能である。例えば、木、木材パルプ、粒子セルロースから作られる等のセルロース含有担持体を、用いることが可能である。
【０１５４】
一実施形態では、担持体は、アルファ遷移または専用の無機相を生じさせる加熱、例えば温度上昇等の間に、燃焼により失われる。この実施形態では、残留物が最小になるように、担持体は完全に可燃性であってもよい。別の実施形態では、担持体の燃焼は、残留物を残し得るが、これは必要に応じて、洗浄または化学プロセスを含むプロセスにより除去可能である。別の実施形態では、担持体はアルファアルミナ製品とともに粒子化され、その後外へ分離される。重合炭化水素または完全に可燃性であるその他の材料等の有機物が、好ましい。ポリシング用途に用いられる製品の場合、灰の存在は問題を示さないことが多い点に留意する必要がある。
【０１５５】
ある実施形態では、アルミナ原料の処理温度は、アルファ遷移温度よりも低い。防炎用途に関する一実施形態では、アルミナ前駆体は、少なくとも８０℃の温度に加熱される。吸着剤及び触媒としての活性アルミナとして使用される他の実施形態では、温度は、好ましくは約３００℃〜約１０００℃の範囲にある。アルミナ前駆体の一部もしくは全部がアルファ遷移を経て、結晶の成長が抑制または促進される時間中、アルミナ前駆体は、１つまたは複数の温度に加熱される。ポリシング、フィラーまたはセラミック用途のためのアルファアルミナとして配備する実施形態では、熱処理は、約８００℃〜約１４００℃のアルファ変換の連続的な範囲で行われる。さらなる実施形態では、一次粒子の遷移及び関連した結晶成長を実現するため、アルミナ前駆体は、適切な温度で少なくとも１０分間、アルファ遷移温度より高い１つまたは複数の温度サイクルまで加熱される。
【０１５６】
水性スラリーは、スラリー化アルミナの濃度／粘度及び固体含有率に応じた様々なモードで、担持体に塗布することができる。フォーム、スポンジまたは他のスラリー吸着材料である担持体の浸漬、含浸、充填プロセスは、真空、圧力、超音波、及び／または湿潤剤により、促進可能である。ここに説明される等の手段により充填を最大にすることは、一般に有利である。高濃縮スラリーから生成される集塊製造の改善された経済性の他に、得られた製品は、バルクで濃度が高く、この材料は、引き続いた処理工程でのハンドリングを容易にできる。低粘度のスラリー及び低界面張力を与える条件は、さらに完全な飽和を好む傾向がある。一実施形態では、スラリー化アルミナは、担持体に吸い込まれるように担持体に塗布される。
【０１５７】
押圧による担持体の前変形により、担持体に吸い込まれるスラリーの量を増大することができる。別の実施形態では、それが外支持空孔に押しやられるように、スラリーは担持体に塗布される。一般に、担持体の装入は、熱処理の前に行われ、しばしば１分間よりもかなり短い時間内に完了でき、孔径が大きいと一般に、装入が容易かつ高速になる。トンネルキルンまたはローラーキルン等の連続的に投入及び駆動を行う炉では、装入担持体は、それ自体、または別々のボックスもしくはエンクロージャー内で、適切にハンドリング可能である。特に薄く／低粘性となるよう最適化されるスラリーまたは迅速に担持体に接着しないスラリーに対して特に有効である一実施形態では、担持体は「最上部の開いた」サッガー内に置くか、封入される。スラリーは、好ましくは挿入された担持体の側部上へ、そして、任意に挿入された担持体の横向きに、サッガーに充填される。一実施形態では、サッガーがスラリーで満たされた後、担持体をサッガー内に置く。好ましい実施形態では、担持体はサッガーの中に置かれ、スラリーによってその後全体が埋められる。炉の可能出力の最適な使用のため、それは、充填されたサッガーを積み重ねることが有利になり得る。ある実施形態では、表面活性物質、分散剤、湿潤剤、界面張力低減添加剤、バインダー、無機物化剤―後者は結晶形状及び結晶サイズ制御添加剤として用いられる―は、スラリーの主要な成分である。液体で担持体を濡らすこと及び液体含有物を引き続き絞り出すことによる湿潤剤の使用は、スラリーの浸漬の前に行うことができる。適切にしかし必然的にではなく、スラリーは、液体の沸点に近い温度に、または、いずれかの添加剤の揮発温度に近い温度に予熱することができる。サッガー封入担持体は、次いで加熱のステップを受ける。
【０１５８】
デアグロメレーション等の粒子化プロセスを経ていない製品に対し、担持体の空孔／空洞の径は、最終生産物へ決定的な影響を有する。担持体の空孔径の選択は、一般に用途によって必要とされる凝集サイズに従わなければならない。得られた集塊は、担持体の孔径分布をおおよそ再現する。逆に、最終生産物を粒子とする場合は、デアグロメレーションは、おそらく必要とされるだろう。この最終生産物は、広範囲にわたる空孔径特性を有する担持体により、一般に製造することができる。引き続き、デアグロメレーションは、凝集体のサイズまたは一次粒径の状態への粉砕により実行することができ、得られた粒子の
サイズは、担持体の孔径及び熱処理した中間製品の凝集サイズとは無関係である。しかしながら、凝集製品が粉砕過程を経る場合は、担持体の微細なサイズの孔径及び緩く圧縮された多孔粒状体は、粉砕に対する費用を低減することに対して役立ち得る。保存のためには、スラリーが、保存条件で少なくとも貯積時間に対して沈降なしで保存する能力を有することが、好ましいが必須ではないことを、注記すべきである。
【０１５９】
更なる粉砕が関与する用途に対して、微小な孔径を選択することができ、その粉砕は、超音波、インパクトミル、ピンミル、ジェットミル、ボールミル、アトリションミルでの微粉砕により行うことができ、また、単に乳鉢と乳棒等による研磨／摩擦の手段で行うことができる。粗い径は、例えば、汚染された液体の精製または殆どもしくは全く微粉砕を必要としない他の用途等の吸着の使用に適切である。
【０１６０】
担持体の充填プロセスを促進するため、より広い孔径が一般に好適である。一般に、非常に大雑把であるが排他的でないガイドとして、スラリーの最も粗い粒子画分の少なくとも２倍の空孔径が推奨される。最も小さな空孔径のサイズの原料中の粗い粒子は、空洞の結合性を低下させ、その結果、スラリーと担持体の親和性を低減することにより、飽和を損ない得る。
【０１６１】
ここに示されるように、固形分充填率が高いスラリー及び充填率又飽和性の高い担持体を使用することにより、一般に経済性が高まる。高固形分スラリー中に存在する粉体に充填される粒子は、機械的に高圧で乾燥押圧された同じ粉体のそれと比較して、しばしば濃度が高い。そのような結果は、スラリー中の粒子のさらなる理想的な空間分布によって説明され、それは粒子のより精密なパッケージを促進し、結果として多孔性が小さくなる。得られた製品の特性、すなわち集塊の多孔性及びそのサイズ等、に対する構造上の効果は、担持体の空孔径及びスラリーの固体含有率に関連する。固体の充填性が低くなれば一般に、多孔性が高くなり、粒状体の微小さは、検出可能であるが決定的ではない。演繹的に、原料の粒径は、最終生産物及びその微小構造に対する決定的な効果を有する。しかしながら、得られた製品の微孔構造上最も大きな影響が、実効温度及びそのプロフィルによって誘発されて促進される。例えば、水酸化アルミニウムからベーマイトへ、またはその後遷移アルミナへの転移の範囲で最終的なアルミナ製品が製造される場合、温度は、比表面積／微孔構造性に対して大きな影響を及ぼす。＞＞１５００℃の高温でゼロになる傾向があるが、アルファアルミナへのより高い遷移温度では、増大する結晶化及び結晶成長により、比表面積は著しく小さくなる。無機物化剤、たとえば、アルファ転移範囲で用いられるアニール添加剤を含むフッ化物は一般に、結晶成長を促進することによって、多孔性を低減し、比表面積を低下させる。
【０１６２】
温度の効果の実例として、図１０は、１００ ％＜６μｍの粒子粒度分布を有する製品のアルファアルミナに対応し、これは、原料水酸化アルミニウムＭａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０７  ＬＥＯの初期粒子粒度分布に、かなり密接に関連する。プレデアグロメレーション製品（１２００℃で熱処理される）は、原料の最初の粒径に一致する凝集体のサイズにピンミルで粉砕することにより、簡易且つ容易にデアグロメレーションされた。このデアグロメレーションされたアルファアルミナ粉体は、ポリシング用途に使用される。走査顕微鏡写真に示すように、アルファアルミナへの遷移のため、平均一次粒径はおよそ２５０ｎｍであり、これは１．７μｍ程度の個別の凝集体より相当小さい。ある非常に高性能のセラミック用途のために、ｄ50が＜０．４μｍのナノ粉砕粉体が必要とされ、これは凝集体を破壊して一次結晶とするために、さらに激しい粉砕を必要とする。一次結晶へのダウンサイジングは、粉砕の大きな量を必要とし、大部分はナノミル、すなわち、特別装備の一種のアトリションミルにより実現される。そのような粉体は、機械的に強化されたセラミックのために、または、ゾルゲル生産の中にシードとしての、セラミック原料として機能することができる。［００１２、図１１］とは対照的に、Ｍａｒｔｉｎａｌ  
（商標）、ＯＬ-１０７  ＬＥＯは、無機物化剤ＡｌＦ3（成長促進剤）の存在下で、１２００℃で処理された。走査顕微鏡写真によって実証されるように、原料の初期粒径及びアニール添加剤による影響は、温度の他の決定的な因子であった。［０００９、図１０］で示される増大する結晶化のために、一次結晶は少なくとも凝集体のサイズを達成し、部分的に凝集体のサイズを上回った。一次結晶への微粉砕に要する粉砕エネルギーは、比較的小さい。そのような製品は、好ましくはフィラー添加剤としての機能を果たす。
【実施例】
【０１６３】
実施例は、以下の通りに実施形態に対応する：
ポリシング／研削材
実施例１
実施例２（酢酸で改質される表面）
実施例３（分散剤）
実施例４、５、６（ＰＥＧ、破砕性）
実施例９、１０（シーディング）
実施例１１：（ポリマー担持体中の変化）
実施例１３：疑似ベーマイト（バインダー）のみ、ゾルゲル
実施例１５：疑似ベーマイト（バインダー）、シード、ゾルゲル
実施例１７：三水酸化アルミニウム（ＡＴＨ）、疑似ベーマイト（バインダー）、シード、ゾルゲル
実施例１９：ＡＴＨ、疑似ベーマイト（バインダー）、シード、ゾルゲル、破砕性
実施例２０及び２１：シード
実施例２２及び２３：ＡＴＨ、疑似ベーマイト（バインダー）、シード、ゾルゲル
実施例２４及び２５：ＡＴＨ、疑似ベーマイト（バインダー）、シード、ゾルゲル、破砕性
実施例２７及び２８;スラリーの濃化、セリウムアセテート
実施例２９：Ｔｉドープアルミナ
実施例３０：Ｍｎドープアルミナ
実施例３４：アルミニウム塩から
実施例４３：ＡＴＨ、疑似ベーマイト（バインダー）
実施例４６：分散した疑似ベーマイトと未分散
実施例４７：疑似ベーマイト、マグネシウムクロリド（粒剤強度、スラリー粘度）
実施例５１：疑似ベーマイト、ＡＴＨ、マグネシウムクロリド（粒剤強度、スラリー粘度）
実施例５２：ゾルゲル（粒剤強度）
実施例５３：ゾルゲル（粒剤強度、セラミックミクロ構造）。
【０１６４】
ラッピング／フィラー
実施例７：（フッ素処理／ＮａＢＦ4相遷移、粒子成長、粒子形状）
実施例８：（フッ素処理／ＮａＢＦ4、セリウムアセテート、相遷移、粒子成長、粒子形状）
実施例３１：ＡｌＦ3
実施例３２：ＡｌＦ3、アルファアルミナの偽和剤
実施例３３：ＮａＢＦ4、アルファアルミナの偽和剤
【０１６５】
非粒子用途
実施例１２：疑似ベーマイト（バインダー）のみ、ゾルゲル
実施例１４：疑似ベーマイト（バインダー）、シード、ゾルゲル
実施例１６：ＡＴＨ、疑似ベーマイト（バインダー）、シード、ゾルゲル
実施例１８：ＡＴＨ、疑似ベーマイト（バインダー）、シード、ゾルゲル、破砕性
実施例４１：アルミニウムリンバインダー
実施例４２：ＡＴＨ、疑似ベーマイト（バインダー）
実施例４４：集合酸化鉄（塩から）及びアルミナ
実施例４５：集合酸化鉄（鉄粉から）及びアルミナ
実施例４６：分散した疑似ベーマイトと未分散
実施例４８：疑似ベーマイト、マグネシウムクロリド（粒剤強度、スラリー粘度）
実施例５０：疑似ベーマイト、ＡＴＨ、マグネシウムクロリド（粒剤強度、スラリー粘度）
【０１６６】
多成分の鉱物
実施例２６：マグネシウムクロリドと共にアルミン酸マグネシウム
実施例３５：顔料コバルトブルー
実施例３６及び３７：マグネシウム脊骨
実施例３８：マグネシオクロマイト
実施例３９：アルミン酸マグネシウム
実施例４０：Ｓｉドープチタン酸アルミニウム
表２は、各々の実施例に関する詳細を伝える。
【表３】
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【表４】
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【表５】
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【表６】
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【表７】
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【表８】
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【表９】
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【表１０】
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【表１１】
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【表１２】
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【表１３】
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実施例１
【０１６７】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特に高光沢研磨用途に適切である。スラリーは、６８重量％のＡｌ（ＯＨ）3及び３２重量％の脱イオン水を含むＭａｒｔｉｇｌｏｓｓ（商標）から生成された。化合物は、均一に混合され、２．５ｍｍの平均孔径で多孔性ポリエーテルスポンジ担持体を含むサッガーの上に注がれた。流入口-サッガーサポート・システムは、工業用ガス燃焼ボックスキルン内で、１００°Ｋ／ｈの速度で室温から１１５０°まで加熱された。最高温度の保持時間は、５時間であった。分級設備の無いエアジェットミルでのデアグロメレーションの後、ｄ90が１．２μｍ、ｄ90が３μｍの粒子粒度分布が、レーザー粒度計Ｃｉｌａｓ（商標）（１０６４）で測定された。ＢＥＴは
、１４ｍ2／ｇ（ＧｅｍｉｎｉＶＩ）と測定された。
実施例２
【０１６８】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特に高光沢研磨用途に適切である。スラリーは、２４．６重量％の脱イオン水を含む、７１．９重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０７  ＬＥＯから生成された。表面改質剤及び分散剤として機能する、３．５重量％の酢酸が、粉体の添加の前に、脱イオン水に加えられた。
【０１６９】
スラリーを均一に混合した後に、スラリーは、実施例１と同じタイプのサッガー包囲スポンジ及び同じ方法で塗布される。サンプルは、１００°Ｋ／ｈの加熱傾斜を受け、１２００℃の最高温度の保持時間が５時間であった。エアジェットミルによるデアグロメレーションの後、ｄ50が１．６μｍ、ｄ90が３μｍの粒子粒度分布が、レーザー粒度計Ｃｉｌａｓ（商標）１０６４で計測された。ＢＥＴ表面は、７ｍ2／ｇ（ＧｅｍｉｎｉＶＩ）と測定された。
【０１７０】
粉砕は、エアジェットミル（Ａｌｐｉｎｅ ＡＦＧ ２００）で行われた。処理条件は：ミルの粉砕パラメータ：
ノズル径、４ｍｍ
圧力、８ｂａｒ
充填程度、１６ｋｇ
処理量、７０〜１００ｋｇ／ｈ
風力分級器のパラメータ：
回転、３０００〜３２００ｒｐｍ
電流消費、２．８〜３．０Ａ。
【０１７１】
それらの成分粒子に分離された集塊が、本質的には分離されるように、このデアグロメレーション設定は選択されたが、成分粒子のサイズは、本質的には低減されなかった。
実施例３
【０１７２】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特に高光沢研磨用途に適切である。
【０１７３】
スラリーは、７１．７重量％のＡｌ（ＯＨ）3Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０７  ＬＥＯ、０．３重量％のＤｏｌａｐｉｘ（商標）ＰＣ  ２１（分散剤、解膠剤）、及び２８重量％の脱イオン水により、生成された。化合物は、均一に混合され、２．５ｍｍの平均孔径の、サッガーが挿入された多孔性ポリエーテルスポンジ担持体の上に注がれた。スポンジ流入口−サッガー系は、工業用ガス燃料ボックスキルン内で、室温から１１５０℃まで１００°Ｋ／ｈの速度で加熱された。最高温度の保持時間は、５時間であった。スポンジ及びサンプルの調製は、実施例１と同様であった。
【０１７４】
ジェットミルでのデアグロメレーションの後、ｄ50が１．６μｍ、ｄ90が３μｍの粒子粒度分布が、レーザー粒度計Ｃｉｌａｓ（商標）１０６４で測定された。ＢＥＴは、１０ｍ2／ｇ（Ｇｅｍｉｎｉ（商標），ＶＩ）と測定された。
実施例４
【０１７５】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特にポリシング及びセラミックの調製に適切である。Ｍａｒｔｉｆｉｎ  ＯＬ-００５、固体含有率７０重量％の水性三水酸化アルミニウムスラリーが、ＰＥＧ  ２００００（固体含有率１．４重量％）と、ＰＥＧが溶
解されるまで均一に混合された。その後、スラリーは、０．６ｍｍの空孔径平均のサッガー挿入ポリウレタンスポンジ上に注がれた。サッガー／担持体／スラリーの組合せは、固定電気炉内に置かれ、１時間で、室温から１２００℃まで加熱された。１２００℃での保持時間は、さらに１時間であった。
【０１７６】
粒剤は、孔径の径を有し、強度が少し高められたことにより、ハンドリングが容易である。粒剤は、反回転するピンミルで完全にデアグロメレーションされる。集塊が本質的には低減され、得られた凝集体は、初期凝集体のサイズを反映する。
【０１７７】
ＳＥＭ写真によれば、大部分の粒子は、１〜６μｍの範囲内にある。一次結晶は、１００〜３００ｎｍの範囲である。焼成粒状体の粒剤サイズの径は、４０重量％＜２５０μｍである。
実施例５
【０１７８】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特にポリシング及びセラミックの調製に適切である。スラリーは、５２．７重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１  ＬＥ、２．１重量％のＰＥＧ  ２００００、及び４５．２重量％の脱イオン水から生成された。ＰＥＧ  ２００００は、Ｕｌｔｒａ Ｔｕｒｒａｘで、ＰＥＧが溶解するまで、水中で撹拌された。次のステップでは、三水酸化アルミニウムが加えられ、懸濁液が均一に混合された。その後、スラリーは、０．６ｍｍの空孔径平均のサッガー挿入ポリエーテルスポンジ上に注がれた。サッガー／担持体／スラリーの組合せは、固定電気炉の中に置かれた。加熱は、３段階で実行された。
室温から４００℃までが４０分以内であり、保持時間が１時間。
４００℃から８００℃までが４０分以内であり、保持時間が１時間。
８００℃から１２００℃までが４０分以内であり、保持時間が２時間。
熱処理が、１２００℃の最高温度で、２時間行われた。
粒剤の焼成後径は、３５重量％＜０．２５ｍｍと測定された。
実施例６
【０１７９】
実施例５の実験は、２．５ｍｍの平均孔径を有する多孔性ポリエーテルスポンジ担持体で繰り返された。粒剤の焼成後径は、５３重量％＜１．２５ｍｍと測定された。
実施例７
【０１８０】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特にシリコンウエハのラッピング等の用途に適切である。成分量は以下の通りである：
７１．２重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０７  ＬＥＯ
０．４重量％ のＮａＢＦ４
０．３重量％の Ｄｏｌａｐｉｘ（商標）ＰＣ  ２１
２８重量％の脱イオン水。
全ての成分は、均一に混合され、スラリーは、サッガー内に挿入されるポリエーテル多孔質担持体（２．５ｍｍの平均孔径）の上に注がれた。サッガー挿入サポート系は、１２００℃の固定電気炉の中に直接置かれた。この温度の保持時間は、２時間であった。得られた粉体は、乳鉢と乳棒を介してデアグロメレーションされた。ＮａＢＦ4促進一次結晶は、原料サイズに対して、及びプロモータフリーのアルファ遷移と比較して成長が示された。得られた一次結晶は、５〜１５μｍ（ＳＥＭにより示される）であった。
結晶のＢＥＴ表面積は、０．７ｍ2／ｇと測定された。
実施例８
【０１８１】
実施例７と同様に、三水酸化アルミニウムは、無機物化剤組合せＮａＢＦ4及びセリウムアセテートの存在下で熱処理された。この実施例の方法によって調製される粒子は、特にシリコンウエハのラッピング等の用途に適切である。成分量は以下の通りである：
５５．０重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０７  ＬＥＯ
０．３重量％のＮａＢＦ4
０．７の重量％の酢酸セリウム（ＩＩ）水和物
４４重量％の脱イオン水。
全ての成分は、均一に混合され、サッガーに挿入されたポリエーテル多孔質担持体（２．５ｍｍの平均孔径）の上に注がれた。サッガー／担持体／スラリーの組合せは、１２００℃で固定電気炉内に直接置かれた。この温度の保持時間は、２時間であった。得られた粉体は、乳鉢と乳棒を介してデアグロメレーションされた。ＮａＢＦ4／酢酸セリウムで促進された結晶は、原料サイズに対して、及びプロモータフリーのアルファ遷移と比較して成長が示された。得られた一次結晶は、５〜１５μｍ（ＳＥＭによって示される）であった。結晶のＢＥＴ表面積は、０．９ｍ2／ｇと測定された。この特定の無機物化剤の組合せの使用は、鋭利な、板状の形状の初晶の生成をもたらした。
実施例９及び１０
【０１８２】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特にポリシング及び研削材等の用途に適切である。成分量は以下の通りであった：
３９重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０７  ＬＥＯ
４重量％のアルファアルミナシード
６．６重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ（商標）Ｐ３
５０．４重量％の脱イオン水。
【０１８３】
Ｄｉｓｐｅｒａｌ  Ｐ３（疑似ベーマイトゾル）を脱イオン水中に拡散させた。その後、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）、ＯＬ-１０７  ＬＥＯ及びアルファアルミナシードが加えられ、全ての化合物は一緒に均一に混合された。水性スラリーが、０．４ｍｍの平均孔径を有する多孔性ポリエーテル担持体の上に注がれた。サッガー／担持体／スラリーの組合せは、固定電気炉の中に置かれ、１時間で、室温から１０００℃まで加熱された。１０００℃での保持時間は、１時間であった。得られた粒子は、ｍｏｒｔｕｌａｒグラインダーにより１５分間粉砕され、ＢＥＴが３０ｍ2／ｇであり、高い熱転移範囲に属すがアルファ相遷移よりも低かった。
【０１８４】
比較すれば、１２００℃で１時間保持した間の２回目の処理及びその前の１時間の室温から１２００℃への温度上昇によれば、コランダム相として６ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を示すことが明らかに示される。このさらに強い熱処理は、アルファへの相遷移及び関連した結晶成長を実証する。実施例９〜１０と実施例１４〜１５の１０００℃の処理を比較すれば、後者は、疑似ベーマイト及びシードに基づくのみであり、コランダム相への反応は、ギブサイトの存在によって阻止され、１９ｍ2／ｇに対してＢＥＴ３０ｍ2／ｇの比表面積を検出されることができた。
実施例１１
【０１８５】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特にポリシング等の用途に適切である。６０重量％の比較的粗い三水酸化アルミニウムＭａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＳ（ｄ50が約３０μｍで、＜１００μｍでトップカット、すなわち、１００ミクロン以上の粒子が無い）を、４０重量％の脱イオン水中に懸濁してスラリーを製造した。スラリーは、多孔質担
持体（０．４ｍｍの平均空孔径によるポリウレタンスポンジ）に塗布され、担持体の空孔の中に吸着された。担持されたスラリーは次いで、固定電気炉内で１時間以内に、室温から１２００℃まで加熱され、その後、１２００℃でアルファアルミナへ１時間アニールされた。焼成製品のＢＥＴは、８ｍ2／ｇと計測された。初期のＭａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＳの凝集物サイズは、焼成製品の粒径に影響する。さらに粉砕ステップは、柔らかいバルクのデアグロメレーション及び初期原料凝集体の残存状態により、要請された最終的な粒子／凝集体のサイズ並びに、焼成製品及びそのより微小な粒子の一次粒径に従って実行できる。過度の粉砕は、最終的な粒径の決定的な因子である。
実施例１２及び１３
【０１８６】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング及び研削材、ならびに水または他のイオン及び化合物のための吸着剤等の用途に特に適切である。
【０１８７】
８５ ％の脱イオン水に対してバランスする疑似ベーマイト（１５重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ  Ｐ３）の分散物／ゾルは、０．１５ｍｍの平均空孔径を有するポリウレタンスポンジに塗布される。充填されたスポンジを有するサッガーは、固定電気炉の中に置かれ、次いで、２０℃から１ｈ以上かけて望ましい温度へ昇温した後、６００℃で１時間処理される。このバージョンは、吸着用途（得られたＢＥＴ表面積が２３０ｍ2／ｇ）が目的である。
【０１８８】
他のオプションは、２０℃から１２００℃への昇温時間が１時間、及びその後のアニールが１２００℃で１時間であることを基礎とする。高温サンプルは、９ｍ2／ｇで得られたＢＥＴ表面積をもって乳鉢内で粉砕（２分）され、高度なアルファアルミナ（＞８５重量％）を示した。ポリシング用途の目的に応じて、粒状体は必要な粒子粒度分布に粉砕されることが可能である。
実施例１４及び１５
【０１８９】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特にポリシング及び研削材等の用途に適切である。
【０１９０】
＜０．３０μｍの平均微小度を有するアルファアルミナシード５．８重量％が、疑似ベーマイトＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３（１１．５重量％）と、２:１の重量比で混合され、その余は、８２．７重量％の脱イオン水であった。これら成分は、Ｕｌｔｒａ-Ｔｕｒｒａｘ Ｔ２５で５分間均一に撹拌され、懸濁した分散物を与えた。懸濁した分散物は、２つの画分に分けられた。各々は、０．４ｍｍの平均空孔径を有するサッガー挿入ポリウレタン担持体に、それぞれ塗布された。両方のサンプルは、固定電気炉の中で加熱された。最初の試みに対し、加熱傾斜は、最高温度１０００℃まで１時間であった。
【０１９１】
第２の場合、加熱は、最高温度１２００℃まで１時間であった。最高温度での独立した処理が、それぞれ１時間の保持時間で行われ、それぞれ、１９ｍ2／ｇ及び８ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有するアルファ相アルミナを与えた。ＢＥＴ測定の前にサンプルは、２〜３秒間乳鉢内で乳棒によりわずかに粉砕された。
実施例１６及び１７
【０１９２】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング、研削材及びセラミック等の用途に特に適切である。
【０１９３】
均質化配合の成分として、超微小サイズの三水酸化アルミニウムＭａｒｔｉｎａｌ ＯＬ-１０７ ＬＥＯがＭａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１ ＬＥで置換された点を除き、実施例１４及び１５と同様に混合物が生成された。成分量は以下の通りである：
４９重量％の脱イオン水
６．６重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３
３．９重量％のアルファアルミナシード
４０．５重量％のＭａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１ ＬＥ。
これら成分は、Ｕｌｔｒａ-Ｔｕｒｒａｘ Ｔ２５で５分間均一に混合され、懸濁した分散物が与えられた。懸濁した分散物は、２つの画分に分けられた。各々は、０．４ｍｍの平均空孔径を有するサッガー挿入ポリウレタン担持体に、それぞれ塗布された。両方のサンプルは、固定電気炉の中で加熱された。最初の試みに対し、加熱傾斜は、最高温度１０００℃まで１時間であった。第２の場合、加熱は、最高温度１２００℃まで１時間であった。最高温度での独立した処理が、それぞれ１時間の保持時間で行われ、それぞれ、２９ｍ2／ｇ及び５．５ｍ2／ｇのＢＥＴ表面積を有するアルファ相アルミナを与えた。ＢＥＴ測定の前にサンプルは、２〜３秒間乳鉢内乳棒でわずかに粉砕された。
実施例１８及び１９
【０１９４】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング、研削材及びセラミック等の用途に特に適切である。
【０１９５】
オレイン酸が加えられた点以外は、実施例１６及び１７と同様に混合物が生成された。成分量は以下の通りである：
４７重量％の脱イオン水
１．３重量％のオレイン酸
６．５重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３
２．９重量％のアルファアルミナシード
４２．３重量％のＭａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１ ＬＥ。
Ｄｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３は、脱イオン水中に拡散された。その後、粉末状のギブサイトＭａｒｔｉｎａｌ（商標） ＯＬ-１１１ ＬＥ及びアルファアルミナシードが加えられ、そして、オレイン酸を含む全ての化合物が、共に均一に混合された。スラリーは、２つの代替的な熱処理のために２つの画分に分けられた。水性スラリーは、０．６ｍｍの平均空孔径を有するサッガー挿入ポリウレタン担持体の上に注がれた。スポンジ流入口−サッガー系は、固定電気炉の中に置かれ、１つの実行では室温から１０００℃の最高温度まで、他の実行では１２００℃の最高温度まで、１時間以内でそれぞれ加熱され、さらなる時間、この最高温度に保持された。１０００℃及び１２００℃のアニールの後の結果は、実施例１６及び１７の比表面積に一致し、それぞれ、３４ｍ2／ｇ及び６ｍ2／ｇのＢＥＴ測定値であった。ＢＥＴ測定の前にサンプルは、２〜３秒間乳鉢内で乳棒によりわずかに粉砕された。実施例１８及び１９の粒状体は、わずかに固い粒剤テクスチャーを提供する傾向がある。
実施例２０及び２１
【０１９６】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング、研削材及びセラミック等の用途に特に適切である。２２重量％のアルファアルミナシードは、脱イオン水（７８重量％）中で懸濁された。懸濁液は、２つの代替的な熱処理のために２つの画分に分けられた。水性の懸濁液は、０．３ｍｍの平均空孔径を有するサッガー挿入ポリウレタン担持体の上に注がれた。サッガー／担持体／スラリーの組合せは、固定電気炉の中に置かれて加熱され、一方は、２０℃から１２００℃の最終温度まで１時間以内で最高温度での保持時間が１時間、他方は、最高１４００℃まで１時間以内で、最高温度での保持が１時間であっ
た。サンプルは、乳鉢を用いて１分間手でデアグロメレーションされた。乳鉢処理した試料の測定ＢＥＴはそれぞれ、７ｍ2／ｇ及び２．５ｍ2／ｇであり、それらは、粒子成長がこの高い温度レベルで発生したことを示す。
実施例２２及び２３
【０１９７】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング、研削材及びセラミック等の用途に特に適切である。
【０１９８】
この方法の経済状態は、ここでなされる手段により改善可能であり、固体含有率及び三水酸化アルミニウム含有率を上昇させる。実施例１６及び１７との比較成分量は以下の通りである：
３５．１重量％の脱イオン水
４．７重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３
２．２重量％のアルファアルミナシード
５８重量％のＭａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ- １１１ ＬＥ。
Ｄｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３は、脱イオン水中に分散され、分散物が生成された。ギブサイトＭａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１ ＬＥ粉体及びアルファアルミナシードが分散物に加えられ、全ての化合物は共に均一に混合された。懸濁液は、２つの代替的な熱処理のために２つの画分に分けられた。水性の懸濁液は、０．６ｍｍの平均空孔径を有するサッガー挿入ポリウレタン担持体の上に注がれた。スポンジ流入口−サッガー系は固定電気炉の中に置かれて加熱され、一方は室温から１０００℃の温度まで、他方は室温から１２００℃の温度まで加熱された。両方の場合において、加熱の期間は１時間であり、保持時間はさらに１時間であった。得られた粒子は、乳鉢グラインダーを介して５分間粉砕され、３２ｍ2／ｇのＢＥＴ（１０００℃サンプル）及び６ｍ2／ｇのＢＥＴ（１２００℃サンプル）が得られた。１０００℃及び１２００℃でアニールした後の結果はそれぞれ、実施例６．１及び６．２、１０．１及び１０．２、１１．１及び１１．２で決定したＢＥＴ値に従っており、３０ｍ2／ｇ及び６ｍ2／ｇの同じＢＥＴ範囲でも計測された。超微小サイズの水酸化アルミニウムが、この配合の１つの主要な成分であるという点が、全ての実施例で共通である。
実施例２４及び２５
【０１９９】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング、研削材及びセラミック等の用途に特に適切である。
【０２００】
実施例２２及び２３と同様に、少量のオレイン酸が加えられた。オレイン酸は、凝集したネットワークのテクスチャー及び得られた粒子及び一次結晶のサイズに影響を及ぼすために用いた。成分量は以下の通りである：
３９．４重量％の脱イオン水
０．９重量％のオレイン酸
４．４重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３
２重量％のアルファアルミナシード
５３．３重量％のＭａｒｔｉｎａｌ（商標） ＯＬ-１１１ ＬＥ。
【０２０１】
Ｄｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３は、脱イオン水中に分散され、分散物が生成された。Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１  ＬＥ及びアルファアルミナシードが分散物に加えられ、オレイン酸を含む全ての化合物が、共に均一に混合された。水性スラリーは、０．６ｍｍの平均空孔径を有する２つのポリウレタン担持体（スポンジ）の上に注がれた。各々のスポンジ流入口−サッガー系は、固定電気炉の中にそれぞれで置かれ、そして、１時間内に
、室温から１０００℃及び１２００℃最高温度まで、それぞれ加熱された。サンプルは、さらに１時間、それらのそれぞれの最高温度に保たれ、得られた粒子は、乳鉢グラインダーを介して５分間粉砕され、それぞれ、ＢＥＴに３４ｍ2／ｇ及び６ｍ2／ｇの表面積を与えた。１０００℃及び１２００℃のアニールの後の結果は、実施例９及び１０、１６及び１７、１８及び１９、２２及び２３と、ＢＥＴ値が近く、それぞれ、３０ｍ2／ｇ及び６ｍ2／ｇのＢＥＴ範囲を提供した。超微小サイズの水酸化アルミニウム、配合の主要な成分である。テクスチャーに目に見える変化は、観察できなかった。実施例２４及び２５を参照のこと。結晶の成長制御による粒子の形状及びそのサイズへの影響につき、それが抑制または促進であるかどうかにかかわらず、ポリシングの能力は向上する。更なる相乗効果として、粒界の硬さ、なめらかさ、摩損性、テクスチャー、機械強靭性の向上についても、制御された結晶成長条件に左右される。
【０２０２】
ＭｇＯは、Ａｌ2Ｏ3成分と組み合わせて、砥粒のための相乗剤としてアルミン酸マグネシウムの生成におけるドーパントとして用いることができるが、代替として、唯一の相としてスピネルＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3を添加することにより、同様の性質を促進することができる。
【０２０３】
原料がアルファアルミナ遷移を経る場合、一次結晶成長が関与される。アルファ遷移よりも低温−たとえば、フッ化物、リン酸塩またはヒ素等の溶液等、危険なイオンの吸着に用いられるガンマアルミナ製品の温度域−で系が機能するならば、その場合、粒子成長は、重要な役割を演じない。低温の領域では、多孔性及び比表面積は、性能を評価するための決定的な性質である。
【０２０４】
分散した疑似ベーマイトマトリックス中のアルファアルミナ／コランダムのシードは、疑似ベーマイトからアルファアルミナへの遷移を促進する。遷移は、低下した温度で発生し得るとともに、結晶の成長は、低下した温度でのアニール中に制御され得る。溶解された疑似ベーマイトは、シードのまわりに配置され固化し、シードのコランダム格子は、低エネルギー準位でコランダム結晶格子に従い、アルファアルミナの生成に影響を及ぼす。
【０２０５】
焼成製品の粒子サイズは、原料の固有の性質によって制御される。非均質核形成の場合、シードのサイズ及びシード数（重量比）は、遷移温度を下げる事及びアルファ生成の程度を高める作用があるが、これらはほぼ完全である。シード含有率が高くなれば、遷移温度の低下も大きくなる。シーディングのため、１０００／１１００℃での相互連結したシータ相の生成は、抑えられる。アルファへの変換エンタルピーは低下し、複数の核形成サイトが、アルファシードの表面上でアルファアルミナ生成に対して利用できる。
【０２０６】
逆の場合、シードが存在せず、均質核形成は、熱処理温度プロファイル、時間及び最高温度の程度によって制御される。熱処理は、遷移及び最終的な粒径の程度に影響を及ぼす。遷移がより高いほど、得られた粒子サイズはより粗い。担持体の空孔寸法は、緩く結合した集塊のサイズを制限する。ポリマー担持体の使用により、空孔系の端部及び接点との相互接続物は核形成助剤として機能することが、推定される。炭素の燃焼残留物も、核形成物質として機能する。
実施例２６
【０２０７】
本実施例では、スラリー中に、マグネシウム塩成分が含まれていた。この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング、研削材、セラミック基体、セラミックるつぼ等の用途及びオキサイドセラミックスのための同時原料として、特に適切である。成分量は以下の通りである：
８２．２重量％の脱イオン水
１０．４重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ  Ｐ３
０．３５重量％のアルファアルミナシード
７．１重量％ のＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ。
【０２０８】
Ｄｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３は、脱イオン水中に分散され、分散物が生成された。その後、アルファアルミナシードが加えられた、及び、ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏを含む全ての化合物が、共に均一に混合された。水性スラリーは、２．５ｍｍの平均孔径を有するサッガー挿入多孔性ポリエーテル担持体に塗布された。スラリーの粘性が非常に高かったため、担持体へ強く手で押圧し、浸漬によってスポンジに塗布した。スポンジ流入口−サッガー系は、固定電気炉内に置かれ、約１時間で温度は室温から１０００℃まで上昇し、さらに１時間、１０００℃でアニールされた。得られた集塊は、３６ｍ2／ｇのＢＥＴを有した。
実施例２７及び２８
【０２０９】
ある種の塩は、界面二重層に影響を及ぼし（ＤＬＶＯ理論）、ある場合にそれは濃化（ゲル化）に至る。また、分散物／懸濁液の等電点も、濃化に影響を及ぼす。
【０２１０】
本実施例では、セリウム塩成分が含まれていた。この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング、研削材及びセラミック等の用途に特に適切である。成分量は以下の通りである：
８９．０重量％の脱イオン水
９．６重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ  Ｐ３
０．３重量％のアルファアルミナシード
水中に０．７重量％の酢酸セリウム水和物（０．４重量％ ＣｅＯ2）、及び０．４重量％の酢酸。
【０２１１】
酢酸セリウム水和物は水の全量中に均一に混合され、それは６０℃に加熱され、酢酸塩の一部を溶解して水性の懸濁液を生成するため、酢酸でコンディショニングされた。次のステップでは、Ｄｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３を水懸濁液に加え、分散した。その後、アルファアルミナシードが加えられ、全ての化合物が、更に５分間、一緒に均一に（Ｕｌｔｒａ-Ｔｕｒｒａｘで）混合された。スポンジは、サッガー内に置かれた。水性スラリーは、２．５ｍｍの平均孔径を有する多孔性ポリエーテル担持体に塗布された。スラリーの粘度が高かったため、手で押圧し、その後浸漬することにより、スポンジに塗布された。スポンジ流入口−サッガー系は、固定電気炉の中に置かれ、１時間で、室温から１０００℃まで加熱された。サンプルは、この温度に１時間加熱された。得られた集塊は、５３ｍ2／ｇのＢＥＴを有した。Ｘ線回折パターンでは、３つの相、すなわちコランダム相、デルタアルミナ相及びセリアナイト相の存在を示す。
【０２１２】
他のアニール実験は、同様に行われたが、唯一の違いは、１２００℃の最高温度に加熱され、この温度に２時間維持されたことであり、８．１ｍ2／ｇのＢＥＴが得られた。Ｘ線回折パターンは、２つの相、すなわちコランダム相及びセリアナイト相を表す。この高温バージョンの一次結晶は、凝集体中、非常に均一に分散され、一次結晶は、２００〜３５０μｍの狭い範囲で存在する。
【０２１３】
前記の実施例７とは対照的に、フッ化物遊離無機物化剤及び成長制御添加剤が用いられた。たとえば、セリウムアセテートは、サブミクロンのフィラー及び研磨剤を製造することを促進する。
実施例２９
【０２１４】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング及び技術的セラミック、シリコンウエハのラッピング等の用途に特に適切である。成分量は以下の通りである：
４４．６重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１ ＬＥ
０．２６重量％のＴｉＯ2
５５．１重量％の脱イオン水。
全ての成分は、均一に混合され、サッガーに挿入されたポリエーテル多孔質担持体（２．５ｍｍの平均孔径）の上に注がれた。サッガー挿入サポート・システムは、固定電気炉の中に直接置かれた。
【０２１５】
加熱は、３つの段階で実行された。
室温から４００℃までが４０分以内であり、保持時間が１時間。
４００℃から８００℃までが４０分以内であり、保持時間が１時間。
８００℃から１２００℃までが４０分以内であり、保持時間が２時間。
【０２１６】
集塊は、１０分間、乳鉢グラインダー内で粉砕された。熱処理により、１０ｍ2／ｇのＢＥＴが得られ、粒子サイズは以下の値で計測された：ｄ10 = ０．７μｍ;ｄ50 = ２．５μｍ;ｄ90 = １４μｍ;ｄ100 = ３２μｍ。Ｘ線回折により、コランダム相が７３ ％、カッパ相が１９ ％、シータ相が８ ％で特定された。
実施例３０
【０２１７】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング及び技術的セラミック、シリコンウエハのラッピング等の用途に特に適切である。成分量は以下の通りである：
４１．４重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１ＬＥ
０．７５重量％のＭｎＣｌ2・４Ｈ2Ｏ
５７．８重量％の脱イオン水。
【０２１８】
全ての成分は、均一に混合され、サッガーに挿入されたポリエーテル多孔質担持体（２．５ｍｍの平均孔径）の上に注がれた。サッガー挿入サポート・システムは、固定電気炉の中に直接置かれた。
【０２１９】
加熱は、３つの段階で実行された。
室温から４００℃までが４０分以内であり、保持時間が１時間。
４００℃から８００℃までが４０分以内であり、保持時間が１時間。
８００℃から１２００℃までが４０分以内であり、保持時間が２時間。
【０２２０】
集塊は、１０分間、乳鉢グラインダー内で粉砕された。熱処理により、８．５ｍ2／ｇのＢＥＴが得られた。コランダム相は、Ｘ線回折によって＞９５ ％で測定された。ＳＥＭ写真は、およそ０．２μｍの一次粒子サイズを示す。
実施例３１
【０２２１】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ラッピング及びポリアミドにおける充填剤等の用途に特に適切である。成分量は以下の通りである：
７１．２重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１０７  ＬＥＯ
０．５重量％のＡｌＦ2
０．３重量％の Ｄｏｌａｐｉｘ（商標）ＰＣ  ２１
２８重量％の脱イオン水。
【０２２２】
Ｄｏｌａｐｉｘが、水中に分散され、分散物を生成した。水酸化物及びフッ化物が、こ
の分散物に加えられた。化合物は、均一に混合され、０．３ｍｍの平均孔径を有する、サッガーに挿入された多孔性ポリエーテル担持体の上に注がれた。スポンジ流入口−サッガー系は、１２００℃で電気炉内に直接置かれた。最高温度の保持時間は、２時間であった。粉体は、乳鉢の中で乳棒により穏やかにデアグロメレーションされた。得られた一次結晶は、ＳＥＭによって示されるように、２〜６μｍのサイズである。ＢＥＴは、０．７ｍ2／ｇと測定された。
【０２２３】
焼成程度の低いアルファアルミナは、アルミナの遷移シーケンスにおいて、より高い焼成程度のアルファアルミナに変換されるように機能することもでき、これは無機物化剤及び温度上昇により促進可能である。実施例３２及び３３の両方では、フッ化物化合物（ＡｌＦ3、無機物化剤）のある量が、アルファアルミナの高固形分含有率懸濁液に加えられた。アルファアルミナ原料を含む均質化懸濁液は、浸漬によっておよそ０．６ｍｍの空孔径を有しているサッガー挿入ポリウレタン担持体に塗布され、１２００℃で１時間直接燃焼され、この温度は、一般に、または好ましくは、既にアルファ変換されたアルミナ原料の製造温度のほぼ近くまたはそれよりも低い温度である。無機物化剤を、高い温度と一緒に用いることで、アルファ相の量が増加したアルファアルミナの焼成を促進することができる。更に、温度の増加だけでも、結晶成長を促進することができるが、無機物化剤の存在下の場合に比べれば、著しく少ない範囲に終わる。最高温度後の処理が比較的低い場合（すなわち、その前の製造温度のレベルである１２５０〜１３５０℃の範囲，またはこれよりも最大で１００℃低い）でも、結晶の生成反応は、添加剤によりより強く誘発され得る。
【０２２４】
アルファ遷移及び結晶成長に影響を及ぼす無機物化剤は、気相／ガスとしてまたは液体若しくは固体状態で用いられても、アルファアルミナの結晶成長を促進する。フッ化物は、例えば、結晶格子の１つの面における成長を優先して促進することで、粒子が板状形状に成長する要因になる。ホウ素タイプ添加剤、例えばＨ3ＢＯ3、３ＺｎＯ・３Ｂ2Ｏ3・３.５Ｈ2Ｏ、Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ等は、さらに球状形状を促進する。ＮａＢＦ4等のフッ化ホウ素を含有する化合物の場合には、小板状の生成において、優勢な効果がフッ化物に起因して生じる。塩化物含有添加剤、例えば、Ｃｌ2、（ＮＨ）4Ｃｌ、ＡｌＣｌ3等は一般に、より丸い形状を有するアルファアルミナの成長を促進する。例えば、無機物化はＣｌ2ガスでなされ得る。
【０２２５】
一般的問題として、無機物化剤の添加は、シーディング／結晶開始を代償にして粒子成長をしばしば促進し、より大きな結晶をもたらす。
実施例３２
【０２２６】
実施例３２の方法によって調製される粒子は、ラッピング及び充填剤等の用途に特に適切である。成分量は以下の通りである：
４０重量％の脱イオン水
５９．５重量％の粉砕アルファ酸化アルミニウム、Ｍａｒｔｏｘｉｄ（商標）ＰＮ-２０２（ＢＥＴ約１２ｍ2／ｇ）
０．５重量％のＡｌＦ3、結晶の成長促進剤（無機物化剤）としての超微細粉体。
この実施例では、アルファアルミナ、すなわち約８５ ％アルファ相の高相変換原料は、変換の度合いが９８ ％以上のアルファ相とより高い、アルファ酸化アルミニウムの生成のための反応物として用いられた。Ｍａｒｔｏｘｉｄ ＰＮ-２０２を脱イオン水に混合して形成されるアルファアルミナの高固形分含有率懸濁液に、ＡｌＦ3が加えられた。均質化懸濁液は、およそ０．６ｍｍの空孔径を有するサッガー挿入ポリウレタン担持体に浸漬された。浸漬されたポリウレタン担持体は、１２００℃で１時間、直接燃焼された。最終生産物は、初期の１２ｍ2／ｇと比較して著しく低い０．６ｍ2／ｇの比表面積（ＢＥＴ）
を有する。
【０２２７】
ＰＮ-２０２は、一次結晶を含んだ３〜４μｍの凝集体により、３００〜４００μｍの範囲で構成される。ポスト焼成後のＰＮ-２０２はより大きく成長した一次結晶を顕著に有し、そのうちのある小板は約１５μｍである。成長の抑制された小さな一次結晶は、１〜２μｍに拡大したサイズを示す。
実施例３３
【０２２８】
実施例３３の方法によって調製される粒子は、ラッピング及び充填剤等の用途に特に適切である。成分量は以下の通りである：
３０重量％の脱イオン水
６９．５重量％のアルファ酸化アルミニウム（コランダム相）Ａｌ2Ｏ3、Ｍａｒｔｏｘｉｄ（商標） ＭＲＳ-１（BET約３．５ｍ2／ｇ）
０．５重量％ のＮａＢＦ4、水中に溶解（無機物化剤）。
【０２２９】
この実施例では、アルファアルミナ、すなわち約９５ ％アルファ相の高相変換原料は、変換の度合いが９８ ％以上のアルファ相とより高い、アルファ酸化アルミニウムの生成のための反応物として用いられた。Ｍａｒｔｏｘｉｄ ＭＲＳ-１を脱イオン水に混合して形成されるアルファアルミナの高固形分含有率懸濁液に、ＮａＢＦ4が加えられた。ＮａＢＦ4は、水相中に溶解した。均質化懸濁液は、およそ０．６ｍｍの空孔径を有するサッガー挿入ポリウレタン担持体に浸漬された。浸漬されたポリウレタン担持体は、１２００℃で１時間、直接燃焼された。乳棒で穏やかに粉砕して得られた粒子は、原料ＭＲＳ-１の３．５ｍ2／ｇと比較して、１ｍ2／ｇのＢＥＴを有していた。
【０２３０】
ＭＲＳ-１は、０．５〜２μｍの初晶により構成される。それは、完全にデアグロメレーションされる。ポスト焼成後のＭＲＳ-１は、より大きく成長した一次結晶を多く有している。成長因子は、約２である。ホウ素及びフッ化物の影響で、丸い形状及び部分的に板状の形状の個々の粒子が存在する。純粋な酸化アルミニウムは、純粋なアルミニウムを含んだ原料から製造可能である。これらの化合物は、アルファコランダムのシードの存在に関わらず、アルミニウム塩及びアルミナ化合物とすることができる。例えば、塩化アルミニウム六水和物、アンモニウムミョウバン、アルミニウムホルメート、酢酸アルミニウム、硝酸アルミニウム等の様々なアルミニウム塩、沈殿ベーマイト、（再）結晶化水熱ベーマイト、コロイダルベーマイト、疑似ベーマイト等のアルミナ化合物、及び、加水分解されたアルミニウムアルコキシド等の化学前駆体を、超微粒子、サブミクロン粒子の調製のために用いることが可能である。アルミナ前駆体分散物は、１０００℃より高い温度で多孔質担持体中において熱処理され、概してアルファアルミナを生成し、これはデアグロメレーションされて、サブミクロンの粉体になり、そしてこれは特定のポリシング及び高性能セラミック用途に適切である。前記製品は、サファイヤ合成、エンジニアリングセラミックス、バイオセラミックス、透光性セラミックス、高性能ポリシングのため、純度、一次結晶子サイズ及び粒子粒度分布に応じて応用でき、また、リン塩や希土類化合物等のための担体及びカプセル材料として用いることができる。
【０２３１】
塩溶液に対して、温度上昇速度と、保持時間（温度プロファイル）を含む実現する最終的な温度領域とが、重要／決定的であり、それぞれは、限定因子及び決定因子である。温度が上昇される限り、液体は揮発／蒸発される。シード（サイズ及びシード数の増加）の成長及び結晶性物の生成は、連続的に進行し、いくぶん自由な方法でシード成長、ドメイン成長及び凝集体成長に影響を及ぼす（図１３）。材料は、いくつかの相転移を経ることがある。燃焼するポリマー担持体の空孔自体及び残存物は、シーディングプロモータとして作用することがある。各々の種類の汚染物は、シードとして機能する。アルファ範囲で
は、結晶の成長は、合成及び異なるアルファアルミナシードの添加によって制御される。幾何級数的なアプローチがある。径０．３μｍのシードは、体積が０．０１４μｍ3である。径が０．６μｍに結晶成長すれば、体積は０．１１３μｍ3となり、これは８倍大きい。
【０２３２】
図１４に示すようにアルミニウムトリホルメートは、純粋なアルミナのための原料として機能することができ、他の種類のアルミナ及び無機化合物と組み合わせても、機能することができる。前述の一つの例は実施例３４である。
実施例３４
【０２３３】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング用途に特に適切である。成分量は以下の通りである：
４０重量％のＯＬ-１０７ ＬＥＯ
６０重量％のアルミニウムホルメート溶液（４０重量％が活性ホルメート）である。
４０重量％のＯＬ-１０７ ＬＥＯは、４０重量％の活性ホルメート含有物を提供する６０重量％のアルミニウムホルメート溶液の中に均一に懸濁された。溶液は、およそ２．５ｍｍの平均孔径を有しているサッガー挿入多孔性ポリエーテルスポンジに、スポンジの隙間を満たすように塗布された。スポンジ流入口−サッガー系は、固定電気炉の中に置かれた。加熱は、３つの段階で実行された。
室温から４００℃までが４０分以内であり、保持時間が１時間。
４００℃から８００℃までが４０分以内であり、保持時間が１時間。
８００℃から１１５０℃までが４０分以内であり、保持時間が２時間。
【０２３４】
アニールされた製品は、三水酸化アルミニウムからのＡｌ2Ｏ3が約８０重量％及びアルミニウムトリホルメートからのＡｌ2Ｏ3が約２０重量％のドライな物質に対応する。集塊は、乳鉢グラインダーの中で５分間粉砕された。ＢＥＴは、１２．７ｍ2／ｇと測定された。ディスク振動ミル（Ｓｉｅｂｔｅｃｈｎｉｋ）で１５秒間粉砕の後の粒子粒度分布は：ｄ10 = ０．７μｍ;ｄ50 = １．７μｍ;ｄ90 = ３．３μｍ;ｄ100 = ６μｍ。
【０２３５】
三水酸化アルミニウム前駆体からのセラミックスピネル顔料、例えばコバルトブルーは、容易に製造することができる。理論混合比のコバルト化合物及びアルミナ前駆体を懸濁し、１２００℃で焼成して、合成スピネルを生成する。異なる着色のスピネルタイプは、化学物質の変化で作られる。ＭｇＯ・Ａｌ2Ｏ3等他のスピネルタイプの固溶体の調製、または、チタン酸アルミニウム、コージェライトその他、スピネル以外の他の結晶構造に属する無機化合物及びそれらの固溶体の調製は、セラミック産業では共通である。
実施例３５
【０２３６】
この実施例の方法によって調製される粒子は、スピネル、スピネルベースの顔料及び色素地の調製等の用途に適切である。３９．２重量％のＣｏ(ＩＩ)ＳＯ4・７Ｈ2Ｏは、８０℃への加熱により、３９．１重量％の脱イオン水に溶解され、続いて、２１．８重量％のＡｌ（ＯＨ）3（Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標）ＯＬ-１１１  ＬＥ）を加えた。ＣｏＯ対Ａｌ2Ｏ3の理論混合比は、約１:１である。全ての成分は均一に混合され、０．３ｍｍの平均孔径のサッガー挿入ポリエーテル多孔質担持体の上に注がれた。スラリーは、担持体の空孔の中に吸着された。スポンジ流入口-サッガー系は、固定電気炉の中で、室温から１２００℃まで、毎時３３０°Ｋの速度で加熱された。最高温度の保持時間は、２時間であった。アニールされた製品のＸ線回折パターンでは、粒子は大部分がコバルトアルミン酸塩であり、小部分にアルファアルミナがあったことが、明らかにされた。対応するＢＥＴは、７．５ｍ2／ｇである。乳鉢グラインダー内で２分間滑らかなデアグロメレーションを
行った後の粒子粒度分布は、以下の通りである：ｄ10 = ０．５μｍ;ｄ50 = １．４μｍ;ｄ90 = ２６μｍ;ｄ100 = ５６μｍ。
実施例３６
【０２３７】
本願の方法によって調製される粒子は、スピネル（特に超微粒子のセラミックグレード）、スピネルベースの顔料及び色素地の調製等の用途に適切である。成分量は以下の通りであった：
１３．６重量％のＭｇ（ＯＨ）2、Ｍａｇｎｉｆｉｎ（商標） Ｈ１０
３６．４重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標） ＯＬ-１０４ ＬＥ
５０重量％の脱イオン水。
【０２３８】
全ての成分は、均一に混合され、０．４ｍｍの平均孔径のサッガー挿入ポリエーテル多孔質担持体の上に注がれた。スラリーは、担持体の隙間に吸収された。スポンジ流入口-サッガー系は、固定電気炉の中で、室温から１２００℃まで、毎時３３０°Ｋの速度で加熱された。最高温度の保持時間は、１時間であった。製品のＸ線回折パターンは、微量のペリクレースを含んだマグネシウムスピネルへの変換を明らかに示す。
実施例３７
【０２３９】
同じ熱消費率及び１４００℃の最高温度で１時間の第２の実験が、同様に実行され、マグネシウムスピネルのＸ線回折パターンが得られた。この製品は、乳鉢グラインダー内で５分間滑らかに粉砕され、以下の粒子粒度分布が得られた：ｄ10 = ０．５８μｍ;ｄ50 =
１．７７μｍ;ｄ90= ２６．９μｍ;ｄ100 = ５６μｍ。
実施例３８
【０２４０】
この実施例の方法によって調製される粒子は、スピネル、スピネルベースの顔料及び色素地の調製等の用途に適切である。成分量は以下の通りである：
１１．８重量％のＭｇＣＯ３、医薬品グレード、粒度分布はｄ50 = １１μｍ、４５μｍでトップカット
２１．３重量％のＣｒ2Ｏ3、プロ分析、粒度分布はｄ50 = １μｍ、２０μｍでトップカット
６６．８重量％の脱イオン水。
【０２４１】
全ての成分は、均一に混合された。凝集体の脆さを改善するため、分散物は、０．０３
％の量の分散剤Ａｎｔｉｐｒｅｘ  ６３４０（活性物質）で改質された。分散物は、０．４ｍｍの平均孔径を有するサッガー挿入ポリエーテル多孔質担持体の上に注がれた。スラリーは、担持体の隙間に吸収された。スポンジ流入口-サッガー系は、固定電気炉の中で、室温から１４００℃まで、毎時３３０°Ｋの速度で加熱された。最高温度の保持時間は、１時間であった。Ｘ線回折パターンは、５重量％の酸化クロムが少量共存する、９５の重量％のレベルでのマグネシオクロマイト相への変換を、明らかに示す。乳鉢グラインダー内での５分間の滑らかなデアグロメレーションの後の粒子粒度分布は、以下の通りである：ｄ10 = ０．８９μｍ;ｄ50 = ５．３μｍ;ｄ90 = １２．８μｍ;ｄ100 = ２４μｍ、１．９ｍ2／ｇのＢＥＴと一致する。
実施例３９
【０２４２】
本願の方法によって調製される粒子は、スピネル及び色素地の調製等の用途に適切である。成分量は、以下に与えられる。この実施例では、アルファアルミナ、すなわち高相変
換原料は、スピネルの生成のための反応物として用いられた。
１４．６重量％のＭｇ（ＯＨ）2; Ｍａｇｎｉｆin（商標） Ｈ１０
２５．５重量％のアルファ酸化アルミニウム（コランダム相）、Ａｌ2Ｏ3、Ｍａｒｔｏｘｉｄ  ＭＲＳ-１
５９．９重量％の脱イオン水。
【０２４３】
全ての成分は、全量が一度に加えられて均一に混合され、０．４ｍｍの平均孔径のサッガー挿入ポリエーテル多孔質担持体の上に注がれる。スラリーは、担持体の隙間に吸収された。スポンジ流入口-サッガー系は、固定電気炉の中で、室温から１４００℃まで、毎時３３０°Ｋの速度で加熱された。最高温度の保持時間は、１時間であった。製品のＸ線回折パターンによれば、マグネシウムスピネルへの変換を明らかに示す。アニールされた製品のＢＥＴは、２．７ｍ2／ｇである。
【０２４４】
得られたスピネルの粒子サイズは、ｄ50が約１．５μｍと評価されていたが、初期原料ＭＲＳ-１と比較して粒子サイズに著しい変化は無かったことが、ＳＥＭにより示される。代替的には、化学量論的スピネルは、アルファアルミナ原料を用いて生成可能である。それとは別に、実施例３５の条件が関係する。予想されるように、無機混合物が反応して、スピネル相を生成する。
実施例４０
【０２４５】
本願の方法によって調製される粒子は、エンジニアリングセラミックスに用いられる材料であるチタン酸アルミニウムの調製等の用途に適切である。それは、アナターゼ及びアルミナが１：１の理論混合比及び微量の非晶質シリカによって合成され、非晶質シリカは、チタン酸アルミニウムの結晶格子の分解を予防するために用いられた。反応物成分量は以下の通りである：
１８．３重量％のＴｉＯ2、Ｋｒｏｎｏｓ１００１、アナターゼ、Ｃｉｌａｓレーザー回折計によって計測される粒度分布はｄ50 = ０．５μｍ、４μｍでトップカット
３５．８重量％のＡｌ（ＯＨ）3、Ｍａｒｔｉｎａｌ（商標） ＯＬ-１１１ ＬＥ
０．１重量％のアモルファスＳｉＯ2、Ａｅｒｏｓｉｌ２００
４５．８重量％の脱イオン水。
【０２４６】
水性の懸濁液を生成するように、全ての成分は均一に混合され、懸濁液は、０．４ｍｍの平均孔径を有するサッガー挿入ポリエーテル多孔質担持体に浸透された。スラリーは、担持体の隙間に吸収された。スポンジ流入口−サッガー系は固定電気炉内に置かれ、室温から１４００℃まで１時間で加熱された。最高温度の保持時間は、１時間であった。Ｘ線回折パターンは、９９．４の重量％のレベルでのチタン酸アルミニウムへの変換と、残余が０．６重量％のルチルであることを明確に示す。未処理の最終生産物は、ＢＥＴが０．４ｍ2／ｇである。
【０２４７】
別の実施形態では、本願は、熱処理に続いて粒子化なしに、すなわちその凝集した状態で用いることができる。例えば、前駆体から調製される場合は、リン酸アルミニウム、非晶質三水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム（再）水和物、疑似ベーマイト、ペプチド化可能なベーマイト、非晶質シリカ、水ガラス、コンクリート、及びベントナイトとして無機ゲル等の結合相を含む。吸着剤または触媒としての使用は、一般に３５０℃で熱処理を必要し、吸着活性が必要な場合はもっと高い。得られた非デアグロメレーション集塊は、水の浄化のための吸着剤、またはたとえばＨ2Ｏ2の生産におけるＡＯプロセスの触媒として、等の用途に用いられてもよい。
【０２４８】
一般に、スラリー／分散物は、固体相の析出及び粒剤の熱強化のための空間要素として
担持体機能の空孔を飽和させた。
実施例４１
【０２４９】
この実施例で調製される粒状体は、触媒作用及び液体精製等の用途に使用可能な吸着剤等の用途に適切である。成分量は以下の通りである：
５．５重量％のリン酸アルミニウム（活性物質）Ｌｉｔｈｏｐｉｘ（商標） Ｐ１
５６．７重量％のＭａｒｔｉｎａｌ（商標）、ＯＬ-１１１ ＬＥ
３７．８重量％の脱イオン水。
【０２５０】
３つの成分が共に均一に混合されて、スラリーを得た。懸濁液が担持体の隙間に吸収されるように、サッガー挿入スポンジ（空孔径２．５ｍｍのポリエーテル）は懸濁液で飽和した。粒状化が、バインダーリン酸アルミニウムの使用によって達成された。スポンジ流入口−サッガー系は固定電気炉内に置かれ、室温から６００℃まで、１時間で加熱された。最高温度の保持時間は１時間であった。デアグロメレーションされない粒剤の７２重量％は、１．６ｍｍより大きい（ｄ72 =１．６ ｍｍ）。
デアグロメレーションされない粒状化サンプルのＢＥＴは、１５５ｍ2／ｇである。この実施例は、担持体を燃焼させ、液相を蒸発させて、結合剤により、残留物の強化された粒状化テクスチャーを達成することが可能であることを示している。
【０２５１】
担持体の孔径に近い粒剤サイズを有する適切な粒状体が得られる。粒剤サイズは、２．５ｍｍにかなり近い。
実施例４２
【０２５２】
この実施例で調製される粒状体は、触媒作用及び液体精製等の用途に使用可能な吸着剤等の用途に適切である。反応物成分は以下の通りである：
８．２重量％のＡｌＯＯＨ、Ｓａｓｏｌ Ｄｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３（商標）
４５．３重量％のＭａｒｔｉｎａｌ（商標） ＯＬ-１１１ ＬＥ
４６．５重量％の脱イオン水。
【０２５３】
実施例１２で論じられたように、結合能力を提供するＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３の分散物が、６００℃で熱処理された。この疑似ベーマイトに由来する得られた粒状体は、もっぱら低遷移アルミナシーケンスに属し、それは２３０ｍ2／ｇのＢＥＴによって示される。その前の実験に加えて、酸化アルミニウム三水和物が、疑似ベーマイト分散物に加えられた。サッガー挿入スポンジ（空孔径０．４ｍｍのポリエーテル）は懸濁液で飽和し、スラリーは担持体の隙間に吸収された。結合成分疑似ベーマイトＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３の使用により、粒状化が達成された。スポンジ流入口−サッガー系は固定電気炉内に置かれ、室温から６００℃まで、１時間で加熱された。最高温度の保持時間は、１時間であった。非デアグロメレーションの平均粒剤径は、０．４ｍｍに近く、これはスポンジの初期孔径とのかなり良く一致する。粒状化サンプルのＢＥＴは、１８８ｍ2／ｇであり、これはまた、すでに実施例１２の中に示した低遷移アルミナの範囲にも従っている。
【０２５４】
担持体の孔径に近い粒剤サイズを有する適切な粒状体が得られる。評価された平均粒剤サイズは、０．４ｍｍに近い。
【０２５５】
デアグロメレーションされない粒剤のサイズは、その範囲内で孔径と一致する。空孔は粒剤生成のための空間要素であるが、粒剤の収縮に対するスラリーの濃度がさらなる効果を与えることが、考慮されるべきである。スラリーの固体含有率が低ければ、液体混合物の蒸発の間の毛管力及び凝着力のため、粒剤は、多孔性が向上し、凝集によって収縮し得
る。
実施例４３
【０２５６】
さらにアニール実験が同様に行われたが、アルファアルミナ生成の範囲で行われた。スポンジ流入口−サッガー系は固定電気炉内に置かれ、室温から１２００℃まで、１時間で加熱された。最高温度の保持時間は、１時間であった。非デアグロメレーション粒状化サンプルのＢＥＴは、１２ｍ2／ｇであり、材料が得られた。粉砕された状態では、それは敏感な高性能ポリシングのために適切である。
実施例４４
【０２５７】
この実施例では調製される粒状体は、水の浄化等の用途に使用可能な吸着剤等の用途に適切である。反応物成分量は以下の通りである：
３．７重量％のＡｌＯＯＨ、Ｓａｓｏｌ Ｄｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３（商標）
１５．１重量％ ＦｅＣｌ2．４Ｈ2Ｏ、純粋グレード
２０．６重量％のＭａｒｔｉｎａｌ（商標） ＯＬ-１１１ ＬＥ
６０．６重量％の脱イオン水。
【０２５８】
化合物は、均一に混合された。粘性の高いスラリーの粘度を低減するため、分散剤Ｖｉｓｃｏｄｉｓ  １７７を０．３重量％加えた。懸濁液は０．４ｍｍの平均孔径を有するサッガー挿入多孔質ポリウレタン担持体の上に注がれ、スラリーは担持体の隙間に吸収された。スポンジ流入口−サッガー系は固定電気炉内に置かれ、室温から６００℃まで、１時間で加熱された。最高温度の保持時間は、１時間であった。実施例４２及び４３に従って、結合成分疑似ベーマイトＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３の使用によって造粒は達成された。非デアグロメレーション粒状体の測定ＢＥＴは、１１０ｍ2／ｇである。粒剤粒度分布は、６５重量％＞２５０μｍである。
実施例４５
【０２５９】
この実施例では調製される粒状体は、水の浄化等の用途の中に使用可能な吸着剤等の用途に適切である。反応物成分量は以下の通りである：
５重量％のリン酸アルミニウム（活性物質）Ｌｉｔｈｏｐｉｘ（商標） Ｐ１
１１．４重量％の鉄粉、１００ ％＜６３μｍ
５２．３重量％のＭａｒｔｉｎａｌ（商標） ＯＬ- １１１ ＬＥ
３１．３重量％の脱イオン水。
【０２６０】
鉄粉の添加以外は実施例４１と同様にして、化合物は、均一に混合された。懸濁液は０．４ｍｍの平均孔径を有するサッガー挿入多孔質ポリウレタン担持体の上に注がれ、スラリーは担持体の隙間に吸収された。スポンジ流入口−サッガー系は固定電気炉内に置かれ、室温から６００℃まで、１時間で加熱された。最高温度の保持時間は、１時間であった。実施例４１の手順に従い、粒状化が、バインダーリン酸アルミニウムの使用によって達成された。得られた非デアグロメレーション粒状体は１１５ｍ2／ｇのＢＥＴを有し、その粒剤サイズは７１重量％が２５０μｍより大きかった。
実施例４６
【０２６１】
この実施例では調製される粒状体は、ポリシング等の用途のため、ならびに水の浄化等の吸着剤用途のために適切である。
【０２６２】
疑似ベーマイトＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３は分散物に変換されなかったが、その代わりに、それは単に６０ ％の固体含有率の高く濃縮した水性スラリーとして懸濁された。スラリーは、サッガー内に挿入されたポリエーテル製の２．５ｍｍの孔径担持体内に押圧された。担持されたスラリーは、室温から５６０℃まで１時間で加熱された。熱処理は、５６０℃で行われ、２１０ｍ2／ｇのＢＥＴが得られた。粒状化製品は、最大１０ｍｍの粒剤径を有し、以下の写真によって示されるオープンな空孔間での成長相互作用を実証した。
実施例４７
【０２６３】
さらなる実験が、室温から１２００℃への１時間の加熱の後、１２００℃のアニール温度で、同じ配合で行われた。６ｍ2／ｇのＢＥＴは、アルファアルミナであることを示す。粒状体は、粉末状の柔らかいポリシング剤に粉砕することができる。
実施例４８
【０２６４】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング及び研削材、ならびに水または他のイオン及び化合物のための吸着剤等の用途に特に適切である。
【０２６５】
０．２重量％の酢酸、０．２重量％ ＡｌＣｌ3、０．２重量％ ＭｇＣｌ2．４Ｈ2Ｏ、及び８０．８重量％の脱イオン水と調和した疑似ベーマイト（１８．６重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３）の分散物／ゾルを、２．５ｍｍの平均空孔径を有するポリエーテルスポンジに塗布する。充填されたスポンジを有するサッガーは、固定電気炉の中に置かれ、次いで、２０℃から１ｈ以上かけて望ましい温度へ昇温した後、６００℃で１時間処理された。このバージョンは、吸着用途を目的とする。粒状体ＢＥＴ表面積は、２２０ｍ2／ｇと測定された。２ｍｍの径の粒剤は、ファイザー硬度試験機によって計測され、約２０Ｎの粒剤強度を示した。
実施例４９
【０２６６】
実施例４８と同様に調製された分散物／ゾルは、２．５ｍｍの平均空孔径を有するポリエーテルスポンジに塗布される。充填されたスポンジを有するサッガーは、固定電気炉の中に置かれ、次いで、２０℃から１ｈ以上かけて望ましい温度へ昇温した後、１４００℃で２時間処理される。このバージョンは、ポリシング及びセラミック用途を目的とする。粒状体のＢＥＴ表面積は、１．６ｍ2／ｇと測定された。２ｍｍの径の粒剤は、ファイザー硬度試験機によって計測され、約３０Ｎの粒剤強度を示した。
実施例５０
【０２６７】
この実施例の方法によって調製される粒子は、ポリシング及び研削材、ならびに水または他のイオン及び化合物の吸着剤等の用途に特に適切である。
【０２６８】
分散した疑似ベーマイト（１５．４重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３）と調和して１６．７重量％のＭａｒｔｉｎａｌＯＬ-１１１ ＬＥ、０．１重量％の酢酸、０．１５重量％の ＭｇＣｌ2・４Ｈ2Ｏ、及び６７．７重量％の脱イオン水が均一に混合された懸濁液が、２．５ｍｍの平均空孔径を有するポリエーテルスポンジに塗布される。充填されたスポンジを有するサッガーは、固定電気炉の中に置かれ、次いで、２０℃から１ｈ以上かけて望ましい温度へ昇温した後、６００℃で１時間処理される。このバージョンは、吸着用途を目的とする。粒状体ＢＥＴ表面積は、２００ｍ2／ｇと測定された。２ｍｍの径の粒剤は、ファイザー硬度試験機によって計測され、約３０Ｎの粒剤強度を示した。
実施例５１
【０２６９】
実施例５０として同様に調製された均一に混合された懸濁液が、２、５ｍｍの平均空孔径を有するポリエーテルスポンジに塗布される。充填されたスポンジを有するサッガーは、固定電気炉の中に置かれ、次いで、２０℃から１ｈ以上かけて望ましい温度へ昇温した後、１４００℃で２時間処理される。このバージョンは、ポリシング及びセラミック用途を目的とする。粒状体ＢＥＴ表面積は、３ｍ2／ｇと測定された。２ｍｍの径の粒剤は、ファイザー硬度試験機によって計測され、約３５Ｎの粒剤強度を示した。
実施例５２
【０２７０】
この実施例の方法によって調製される粒子は、特にポリシング及び研削材等の用途に適切である。
【０２７１】
分散した疑似ベーマイト（９．７重量％のＤｉｓｐｅｒａｌ Ｐ３）と調和して１４．９重量％のアルファシード、０．１重量％の酢酸、０．１重量％の ＭｇＣｌ2・４Ｈ2Ｏ、及び７５．２重量％の脱イオン水が均一に混合された懸濁液が、２．５ｍｍの平均空孔径を有するポリエーテルスポンジに塗布される。充填されたスポンジを有するサッガーは、固定電気炉の中に置かれ、次いで、２０℃から１ｈ以上かけて望ましい温度へ昇温した後、１４００℃で２時間処理される。粒状体ＢＥＴ表面積は、１．０ｍ2／ｇと測定された。２ｍｍの径の粒剤は、ファイザー硬度試験機によって計測され、約４０Ｎの粒剤強度を示した。
実施例５３
【０２７２】
実施例５２と同様に調製された均一に混合された懸濁液が、２．５ｍｍの平均空孔径を有するポリエーテルスポンジに塗布される。充填されたスポンジを有するサッガーは、固定電気炉の中に置かれ、次いで、２０℃から３ｈ以上かけて望ましい温度へ昇温した後、１６００℃で２時間処理される。２ｍｍの径の粒剤は、ファイザー硬度試験機によって計測され、約１５０Ｎの粒剤強度を示した。一次粒子は、大部分は１〜４μｍの間にある。
【０２７３】
明白に示された場合を除き、英語の「ａ」または「ａｎ」は、ここに用いられる場合は、限定の意図は無く、詳細な説明でも特許請求の範囲でも、単一の要素として限定するものと解釈されてはならない。むしろ、英語の「ａ」または「ａｎ」は、ここに用いられる場合は、文言で明白に指示しない限り、一つ以上の要素を指すものと意図される。
【０２７４】
この明細書のあらゆる部分に記載のあらゆる特許またはその他の出版物は、あたかもここに記載された如く、参照事項として、その全体が本願に包含されるものである。
【０２７５】
本発明は実施においてかなりのバリエーションを受けることがある。したがって、前述の説明は、制限的に意味されず、先に示される本発明の特定の実例に限定することとして解釈されてはならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８．１】
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【図８．２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2016507454.tif 000031
【図１６】
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【図１７】
2016507454.tif 000033
【図１８】
2016507454.tif 000034
【図１９】
2016507454.tif 000035
【図２０】
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【国際調査報告】
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