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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024155680
(43)【公開日】2024-10-31
(54)【発明の名称】アルミナ顆粒
(51)【国際特許分類】
C01F 7/025 20220101AFI20241024BHJP
C04B 35/111 20060101ALI20241024BHJP
【ＦＩ】
C01F7/025
C04B35/111
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023160734
(22)【出願日】2023-09-25
(31)【優先権主張番号】P 2023070415
(32)【優先日】2023-04-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100206140
【弁理士】
【氏名又は名称】大釜 典子
(72)【発明者】
【氏名】尾▲崎▼ 大智
(72)【発明者】
【氏名】黒川 富支久
(72)【発明者】
【氏名】岸田 寛
【テーマコード（参考）】
4G076
【Ｆターム（参考）】
4G076AA02
4G076AB02
4G076AB13
4G076BA14
4G076BA43
4G076BB04
4G076BD02
4G076CA02
4G076CA28
4G076DA30
(57)【要約】
【課題】低温焼結性に優れたアルミナ顆粒を提供する。
【解決手段】１次アルミナ粒子をバインダーで結合して構成されたアルミナ顆粒であって、顆粒内部の細孔において、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径が０．０５５μｍ以下である、アルミナ顆粒。
【選択図】図１
【解決手段】１次アルミナ粒子をバインダーで結合して構成されたアルミナ顆粒であって、顆粒内部の細孔において、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径が０．０５５μｍ以下である、アルミナ顆粒。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１次アルミナ粒子をバインダーで結合して構成されたアルミナ顆粒であって、
顆粒内部の細孔において、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径が０．０５５μｍ以下である、アルミナ顆粒。
顆粒内部の細孔において、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径が０．０５５μｍ以下である、アルミナ顆粒。
【請求項2】
前記１次アルミナ粒子の比表面積径が９０ｎｍ以上２００ｎｍ未満である、請求項１に記載のアルミナ顆粒。
【請求項3】
前記１次アルミナ粒子の平均円形度が０．７４以上である、請求項１または２に記載のアルミナ顆粒。
【請求項4】
前記１次アルミナ粒子の平均アスペクト比が１．４０以下である、請求項１または２に記載のアルミナ顆粒。
【請求項5】
前記アルミナ顆粒中に含まれるアルミナの含有量１００質量％に対して、焼結助剤を、金属元素換算で１０～３０００ｐｐｍ含む、請求項１または２に記載のアルミナ顆粒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、アルミナ顆粒に関する。
【背景技術】
【0002】
セラミックス焼結体の製造方法として、セラミックス原料をプレス成形して成形体を形成し、その成形体を焼結する方法がある。プレス成形用のセラミックス原料として、セラミックス顆粒が知られている（例えば特許文献１～２）。
【0003】
特許文献１には、有機成分とセラミックス粉体を含むセラミックス顆粒であって、平均顆粒径Ｄｐが１０～９０μｍ、圧縮破壊強度σｐが０．１～５ＭＰａであって、かつ平均顆粒径Ｄｐと圧縮破壊強度σｐとが下式を満たすセラミックス顆粒が開示されている。
１０≦Ｄｐ×σｐ≦４５ [μｍ・ＭＰａ]
１０≦Ｄｐ×σｐ≦４５ [μｍ・ＭＰａ]
【0004】
特許文献２には、有機成分とセラミックス粉末とを含有するプレス成形用セラミックス顆粒において、該プレス成形用セラミックス顆粒の平均顆粒径が４０～１００μｍであり、かつ該プレス成形用セラミックス顆粒中の水分含有量が０．６～１．５重量％であることを特徴とするプレス成形用セラミックス顆粒が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００６－２７９１４号公報
【特許文献2】特開２００７－１９７２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
焼結時のエネルギー消費を低減する観点から、低い焼結温度で緻密なアルミナ焼結体を製造できる（つまり、低温焼結性に優れた）アルミナ顆粒が望ましい。しかしながら、特許文献１～２には、アルミナ顆粒の低温焼結性を向上することについて検討されていない。
【0007】
本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、低温焼結性に優れたアルミナ顆粒を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の態様１は、
１次アルミナ粒子をバインダーで結合して構成されたアルミナ顆粒であって、
顆粒内部の細孔において、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径が０．０５５μｍ以下である、アルミナ顆粒である。
１次アルミナ粒子をバインダーで結合して構成されたアルミナ顆粒であって、
顆粒内部の細孔において、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径が０．０５５μｍ以下である、アルミナ顆粒である。
【0009】
本発明の態様２は、
前記１次アルミナ粒子の比表面積径が９０ｎｍ以上２００ｎｍ未満である、態様１に記載のアルミナ顆粒である。
前記１次アルミナ粒子の比表面積径が９０ｎｍ以上２００ｎｍ未満である、態様１に記載のアルミナ顆粒である。
【0010】
本発明の態様３は、
前記１次アルミナ粒子の平均円形度が０．７４以上である、態様１または２に記載のアルミナ顆粒である。
前記１次アルミナ粒子の平均円形度が０．７４以上である、態様１または２に記載のアルミナ顆粒である。
【0011】
本発明の態様４は、
前記１次アルミナ粒子の平均アスペクト比が１．４０以下である、態様１～３のいずれか１つに記載のアルミナ顆粒である。
前記１次アルミナ粒子の平均アスペクト比が１．４０以下である、態様１～３のいずれか１つに記載のアルミナ顆粒である。
【0012】
本発明の態様５は、
前記アルミナ顆粒中に含まれるアルミナの含有量１００質量％に対して、焼結助剤を、金属元素換算で１０～３０００ｐｐｍ含む、態様１～４のいずれか１つに記載のアルミナ顆粒である。
前記アルミナ顆粒中に含まれるアルミナの含有量１００質量％に対して、焼結助剤を、金属元素換算で１０～３０００ｐｐｍ含む、態様１～４のいずれか１つに記載のアルミナ顆粒である。
【発明の効果】
【0013】
本開示によれば、低温焼結性に優れたアルミナ顆粒を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明者らは、低温焼結性に優れたアルミナ顆粒を実現すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、１次アルミナ粒子から構成されたアルミナ顆粒の内部の細孔について、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径が一定以下であればよいことを見出した。
以下、本実施形態に係るアルミナ顆粒について詳述する。
以下、本実施形態に係るアルミナ顆粒について詳述する。
【0016】
［アルミナ顆粒］
（顆粒内部の細孔において、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径が０．０５５μｍ以下）
アルミナ顆粒は、１次アルミナ粒子が、バインダーで結合されて構成されている。
アルミナ顆粒の内部には、複数の１次アルミナ粒子の間に形成された細孔が存在する。本実施形態のアルミナ顆粒は、その内部の細孔について、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径（以下、単に「アルミナ顆粒の細孔半径」と称する）が０．０５５μｍ以下である。このようなアルミナ顆粒は、以下の理由から、低温焼結性に優れていると考えられる。
（顆粒内部の細孔において、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径が０．０５５μｍ以下）
アルミナ顆粒は、１次アルミナ粒子が、バインダーで結合されて構成されている。
アルミナ顆粒の内部には、複数の１次アルミナ粒子の間に形成された細孔が存在する。本実施形態のアルミナ顆粒は、その内部の細孔について、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径（以下、単に「アルミナ顆粒の細孔半径」と称する）が０．０５５μｍ以下である。このようなアルミナ顆粒は、以下の理由から、低温焼結性に優れていると考えられる。
【0017】
アルミナ顆粒の細孔半径が小さいことは、アルミナ顆粒内における１次アルミナ粒子間の隙間が狭いことを意味する。そのようなアルミナ顆粒は、焼結時の緻密化が促進されると考えられる。本発明者らが鋭意研究を行った結果、アルミナ顆粒の細孔半径が０．０５５μｍ以下であると、焼結温度が低温（例えば１２５０℃～１３５０℃）であっても、十分に緻密化が進行して、密度の高いアルミナ焼結体を得ることができることを見出した。
アルミナ顆粒の細孔半径は、好ましくは０．０５０μｍ以下、より好ましくは０．０４３μｍ以下、さらに好ましくは０．０４０μｍ以下である。アルミナ顆粒の細孔半径は小さいほうが好ましく、例として、０．００１μｍ以上である。
アルミナ顆粒の細孔半径は、好ましくは０．０５０μｍ以下、より好ましくは０．０４３μｍ以下、さらに好ましくは０．０４０μｍ以下である。アルミナ顆粒の細孔半径は小さいほうが好ましく、例として、０．００１μｍ以上である。
【0018】
アルミナ顆粒の細孔半径は、細孔径分析測定において得られた細孔半径に対して、対数（Ｌｏｇ）微分細孔容積をプロットしたグラフから求める。
細孔径分析測定は、細孔径分布測定装置（例えば、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製の細孔径分布測定装置ＡｕｔｏＰｏｒｅ Ｖ９６００）を用いて、測定絶対圧範囲を１．０７～５９２５６ｐｓｉａとする。細孔径分布測定装置により得られた細孔半径に対して、対数（Ｌｏｇ）微分細孔容積をプロットしたグラフを作成する（図１参照）。図１のグラフには２つのピークがあり、細孔半径が小さい方のピーク（第１のピーク）が、アルミナ顆粒の内部の細孔に相当し、細孔半径が大きい方のピーク（第２のピーク）が、複数のアルミナ顆粒の間の隙間（細孔）に相当する。第１のピークの頂点の位置、つまり、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径を求め、アルミナ顆粒の細孔半径とする。
細孔径分析測定は、細孔径分布測定装置（例えば、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製の細孔径分布測定装置ＡｕｔｏＰｏｒｅ Ｖ９６００）を用いて、測定絶対圧範囲を１．０７～５９２５６ｐｓｉａとする。細孔径分布測定装置により得られた細孔半径に対して、対数（Ｌｏｇ）微分細孔容積をプロットしたグラフを作成する（図１参照）。図１のグラフには２つのピークがあり、細孔半径が小さい方のピーク（第１のピーク）が、アルミナ顆粒の内部の細孔に相当し、細孔半径が大きい方のピーク（第２のピーク）が、複数のアルミナ顆粒の間の隙間（細孔）に相当する。第１のピークの頂点の位置、つまり、対数微分細孔容積の最大値を示す細孔半径を求め、アルミナ顆粒の細孔半径とする。
【0019】
（１次アルミナ粒子の比表面積径が９０ｎｍ以上２００ｎｍ未満）
アルミナ顆粒構成する１次アルミナ粒子の比表面積径は、９０ｎｍ以上２００ｎｍ未満であることが好ましく、アルミナ顆粒の低温焼結性をさらに向上することができる。
１次アルミナ粒子の比表面積径は、好ましくは９０ｎｍ、より好ましくは１１０ｎｍ以上、更に好ましくは１３０ｎｍ以上、特に好ましくは１４０ｎｍ以上であり、好ましくは２００ｎｍ未満、より好ましくは１９０ｎｍ以下、更に好ましくは１７０ｎｍ以下、特に好ましくは１４５ｎｍ以下である。
アルミナ顆粒構成する１次アルミナ粒子の比表面積径は、９０ｎｍ以上２００ｎｍ未満であることが好ましく、アルミナ顆粒の低温焼結性をさらに向上することができる。
１次アルミナ粒子の比表面積径は、好ましくは９０ｎｍ、より好ましくは１１０ｎｍ以上、更に好ましくは１３０ｎｍ以上、特に好ましくは１４０ｎｍ以上であり、好ましくは２００ｎｍ未満、より好ましくは１９０ｎｍ以下、更に好ましくは１７０ｎｍ以下、特に好ましくは１４５ｎｍ以下である。
【0020】
１次アルミナ粒子の比表面積径は、球状粒子の粒径と比表面積との関係を示す一般式である以下の式（１）から算出する。
Ａ＝６／（Ｓ×ρ） （１）
ここで、
Ａ：１次アルミナ粒子の比表面積径（μｍ）、
Ｓ：１次アルミナ粒子の比表面積（ｍ２/ｇ）、および
ρ：１次アルミナ粒子の密度（ｇ/ｃｍ３）であり、本明細書では３．９９ｇ/ｃｍ３とする。
Ａ＝６／（Ｓ×ρ） （１）
ここで、
Ａ：１次アルミナ粒子の比表面積径（μｍ）、
Ｓ：１次アルミナ粒子の比表面積（ｍ２/ｇ）、および
ρ：１次アルミナ粒子の密度（ｇ/ｃｍ３）であり、本明細書では３．９９ｇ/ｃｍ３とする。
【0021】
１次アルミナ粒子の比表面積（ＢＥＴ比表面積）は、ＪＩＳ Ｚ ８８３０：２０１３「ガス吸着による粉体（固体）の比表面積測定法」に規定された方法に従って、窒素吸着法一点法により求める。なお１次アルミナ粒子の比表面積は、アルミナ顆粒を６００℃で仮焼してバインダーを除去した後に測定を行うか、顆粒にする前の１次アルミナ粒子をそのまま測定するか、のいずれかで行えばよい。いずれの状態で測定しても、ほぼ同様の測定結果が得られる。
具体的な測定方法としては、例えば、マウンテック社製の全自動比表面積測定装置Ｍａｃｓｏｒｂを用いて、サンプル（仮焼後のアルミナ顆粒、あるいは顆粒にする前の１次アルミナ粒子）０．１ｇをセルに入れ、前処理を２００℃で２０分間行った後、窒素吸着により測定する。
具体的な測定方法としては、例えば、マウンテック社製の全自動比表面積測定装置Ｍａｃｓｏｒｂを用いて、サンプル（仮焼後のアルミナ顆粒、あるいは顆粒にする前の１次アルミナ粒子）０．１ｇをセルに入れ、前処理を２００℃で２０分間行った後、窒素吸着により測定する。
【0022】
（１次アルミナ粒子の平均円形度が０．７４以上）
１次アルミナ粒子の平均円形度が０．７４以上であることが好ましく、アルミナ顆粒の低温焼結性をさらに向上することができる。これは、１次アルミナ粒子の平均円形度が高いほど（つまり、１次アルミナ粒子が球状に近いほど）、複数の１次アルミナ粒子間の隙間が狭くなり、充填性が高まるためである。
１次アルミナ粒子の平均円形度は、好ましくは０．７４以上、より好ましくは０．７９以上である。１次アルミナ粒子の平均円形度の上限値は１．００以下である。
１次アルミナ粒子の平均円形度が０．７４以上であることが好ましく、アルミナ顆粒の低温焼結性をさらに向上することができる。これは、１次アルミナ粒子の平均円形度が高いほど（つまり、１次アルミナ粒子が球状に近いほど）、複数の１次アルミナ粒子間の隙間が狭くなり、充填性が高まるためである。
１次アルミナ粒子の平均円形度は、好ましくは０．７４以上、より好ましくは０．７９以上である。１次アルミナ粒子の平均円形度の上限値は１．００以下である。
【0023】
（１次アルミナ粒子の平均アスペクト比が１．４０以下）
１次アルミナ粒子の平均アスペクト比が１．４０以下であることが好ましく、アルミナ顆粒の低温焼結性をさらに向上することができる。
本明細書におけるアスペクト比は、１次アルミナ粒子の最大直径と、最大直径の測定方向と直交する方向における粒径とをそれぞれ測定し、当該「直交する方向における粒径」に対する「最大直径」の比として求める。このように定義された１次アルミナ粒子の平均アスペクト比の最小値は１である。平均アスペクト比が１．４０以下であることは、平均アスペクト比が１に近く、１次アルミナ粒子が球状に近い形状を有するものと推測される。球状に近い１次アルミナ粒子であると、複数の１次アルミナ粒子間の隙間が狭くなり、充填性が高まる。
１次アルミナ粒子の平均アスペクト比が１．４０以下であることが好ましく、アルミナ顆粒の低温焼結性をさらに向上することができる。
本明細書におけるアスペクト比は、１次アルミナ粒子の最大直径と、最大直径の測定方向と直交する方向における粒径とをそれぞれ測定し、当該「直交する方向における粒径」に対する「最大直径」の比として求める。このように定義された１次アルミナ粒子の平均アスペクト比の最小値は１である。平均アスペクト比が１．４０以下であることは、平均アスペクト比が１に近く、１次アルミナ粒子が球状に近い形状を有するものと推測される。球状に近い１次アルミナ粒子であると、複数の１次アルミナ粒子間の隙間が狭くなり、充填性が高まる。
【0024】
１次アルミナ粒子の平均アスペクト比は、好ましくは１．４０以下、より好ましくは１．３０以下である。１次アルミナ粒子の平均アスペクト比は、１．０５以上であってよく、１．１０以上であってよく、１．２０以上であってもよい。
【0025】
１次アルミナ粒子の平均円形度および平均アスペクト比は、いずれも、アルミナ顆粒のＳＥＭ画像を画像解析することで求められる。
【0026】
測定方法の一例を以下に説明する。
走査型電子顕微鏡（例えば、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡Ｓ－５５００）を用い、加速電圧１ｋｅＶでアルミナ顆粒のＳＥＭ画像を撮影する。アルミナ顆粒のＳＥＭ画像の取得の際は、アルミナ顆粒を構成する１次アルミナ粒子が、１画像当たり１００～３００個映るように倍率を調整する。例えば、倍率は１万倍～５万倍である。図２に示した実施例１および２のアルミナ顆粒のＳＥＭ画像は４万倍、図３に示した比較例１のアルミナ顆粒のＳＥＭ画像は２．５万倍、比較例２のアルミナ顆粒のＳＥＭ画像は２万倍で撮影した。
走査型電子顕微鏡（例えば、日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡Ｓ－５５００）を用い、加速電圧１ｋｅＶでアルミナ顆粒のＳＥＭ画像を撮影する。アルミナ顆粒のＳＥＭ画像の取得の際は、アルミナ顆粒を構成する１次アルミナ粒子が、１画像当たり１００～３００個映るように倍率を調整する。例えば、倍率は１万倍～５万倍である。図２に示した実施例１および２のアルミナ顆粒のＳＥＭ画像は４万倍、図３に示した比較例１のアルミナ顆粒のＳＥＭ画像は２．５万倍、比較例２のアルミナ顆粒のＳＥＭ画像は２万倍で撮影した。
【0027】
ＳＥＭ画像の画像解析は、商業的に利用可能な画像解析ソフト（例えば、Ｉｍａｇｅ Ｊ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｅａｌｔｈ製））または画像解析サービス（例えば、ＤｅｅｐＣｌｅ（堺化学工業社））を用いて行うことができる。実施例では、堺化学工業社のＡＩ画像解析サービスＤｅｅｐＣｌｅ（ＡＩ ｍｏｄｅｌ：３．３０８７_２ｆ_ｒ）を用い、ＡＩ自動解析した。画像解析により、１００～３００個の１次アルミナ粒子について円形度とアスペクト比を求める。得られた複数の円形度を算術平均して、平均円形度を求める。同様に、得られた複数のアスペクト比を算術平均して、平均アスペクト比を求める。
【0028】
（焼結助剤を１０～３０００ｐｐｍ含む）
アルミナ顆粒は、必要に応じて焼結助剤を１０～３０００ｐｐｍ含んでいてもよい。アルミナ顆粒を焼結する際に、アルミナ顆粒に含まれる焼結助剤が作用して、焼結を促進し得る。焼結助剤の含有量（ｐｐｍ）は、アルミナ顆粒中のアルミナ含有量を１００質量％としたときの、金属元素換算した焼結助剤の含有量として求める。焼結助剤の含有量は、好ましくは１０ｐｐｍ以上、より好ましくは１００ｐｐｍ以上、更に好ましくは２００ｐｐｍ以上、特に好ましくは３００ｐｐｍ以上であり、好ましくは３０００ｐｐｍ以下、より好ましくは２０００ｐｐｍ以下、更に好ましくは１５００ｐｐｍ以下である。
アルミナ顆粒は、必要に応じて焼結助剤を１０～３０００ｐｐｍ含んでいてもよい。アルミナ顆粒を焼結する際に、アルミナ顆粒に含まれる焼結助剤が作用して、焼結を促進し得る。焼結助剤の含有量（ｐｐｍ）は、アルミナ顆粒中のアルミナ含有量を１００質量％としたときの、金属元素換算した焼結助剤の含有量として求める。焼結助剤の含有量は、好ましくは１０ｐｐｍ以上、より好ましくは１００ｐｐｍ以上、更に好ましくは２００ｐｐｍ以上、特に好ましくは３００ｐｐｍ以上であり、好ましくは３０００ｐｐｍ以下、より好ましくは２０００ｐｐｍ以下、更に好ましくは１５００ｐｐｍ以下である。
【0029】
焼結助剤には、大気中での焼結時に焼結助剤として効果を発現するものを用いる。本実施形態に適した焼結助剤としては、大気中１２００℃以下で酸化物になる化合物が挙げられ、これは、低温焼結（例えば１２５０℃～１３５０℃）の際に焼結助剤として機能し得る。化合物としては、例えば、酸化物、硝酸塩、酢酸塩、水酸化物、塩化物等が挙げられる。具体的には、マグネシウム、チタン、スカンジウム、イットリウム、ジルコニウム、ハフニウム、ランタン、亜鉛、スズなどの化合物が適している。そのなかでも、マグネシウム化合物、特に酸化マグネシウムが好ましい。
【0030】
なお、本発明者らが検討を行った結果、焼結助剤として、マグネシウム化合物、亜鉛化合物、およびスズ化合物からなる群から選択される１種以上を適量（例えば、焼結助剤を合計で３００ｐｐｍ以上１２００ｐｐｍ以下）含むアルミナ顆粒は、透光性に優れたアルミナ焼結体を製造するのに好適であることが分かった。
近年、歯科用材料としてアルミナ焼結体が検討されているところ、低温焼結性に優れた本実施形態に係るアルミナ顆粒は、補綴用のアルミナ焼結体を簡易な加熱炉で焼結できる利点がある。さらに、上述するような焼結助剤を含むアルミナ顆粒は、透光性に優れたアルミナ焼結体を製造できるため、自然な透明感のある歯科用補綴材の原料として好適である。
近年、歯科用材料としてアルミナ焼結体が検討されているところ、低温焼結性に優れた本実施形態に係るアルミナ顆粒は、補綴用のアルミナ焼結体を簡易な加熱炉で焼結できる利点がある。さらに、上述するような焼結助剤を含むアルミナ顆粒は、透光性に優れたアルミナ焼結体を製造できるため、自然な透明感のある歯科用補綴材の原料として好適である。
【0031】
本発明者らは、焼結助剤として酸化マグネシウムを用いた場合の焼結温度についてさらに検討した結果、少なくとも焼結温度１３５０℃で透光性が発現すること、焼結温度１４５０℃では透光性がさらに向上することを見出した。
【0032】
アルミナ顆粒は、アルミナ焼結体の色味を制御するために、着色添加物を含んでもよい。着色添加物としては、例えば、クロム、マンガン、コバルト、ニッケル、鉄などの化合物から１種または２種以上を組み合わせて添加する。化合物としては、例えば、酸化物、硝酸塩、酢酸塩、水酸化物、塩化物等が挙げられる。
アルミナ焼結体に発現する色は、着色添加物の種類によって決まる。例えば、クロムやマンガンを含む化合物を用いた場合は赤色、コバルトを含む化合物を用いた場合は青色、ニッケルを含む化合物を用いた場合は緑色、鉄を含む化合物を用いた場合は黄色のアルミナ焼結体を得ることができる。着色添加物の種類を適切に選択することにより、所望の色（例えば、鮮やかな赤色）を有するアルミナ焼結体を得ることができる。
アルミナ焼結体に発現する色は、着色添加物の種類によって決まる。例えば、クロムやマンガンを含む化合物を用いた場合は赤色、コバルトを含む化合物を用いた場合は青色、ニッケルを含む化合物を用いた場合は緑色、鉄を含む化合物を用いた場合は黄色のアルミナ焼結体を得ることができる。着色添加物の種類を適切に選択することにより、所望の色（例えば、鮮やかな赤色）を有するアルミナ焼結体を得ることができる。
【0033】
着色添加物の添加量としては、アルミナ顆粒中に含まれるアルミナ含有量を１００質量％としたときに、金属元素換算した着色添加物量で１０～３０００ｐｐｍ含むことが好ましい。
【0034】
焼結助剤（例えば、酸化マグネシウム）および着色添加物（例えば、酸化クロム）の含有量は、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＡＥＳ）による元素の定量分析（例えば、ＭｇおよびＣｒの定量分析）から求めることができる。
【0035】
アルミナ顆粒は、体積基準の累積粒度分布の微粒側から累積５０％の粒径Ｄ５０が３０μｍ以上１５０μｍ以下であり得る。
アルミナ顆粒のＤ５０は、レーザ回折・散乱法で測定する。
測定方法の一例を説明する。０．２％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液にアルミナ顆粒を添加し、攪拌棒で３０秒間かき混ぜて分散させる。分散液を測定セルに入れ、脱泡処理したのちに、マイクロトラック・ベル社製のマイクロトラック粒度分布測定装置ＭＴ－３３００を用い、測定時間：１０ｓ、測定回数：２回、粒子屈折率：１．７７、溶媒屈折率：１．３３３として測定し、Ｄ５０を求める。
なお、攪拌棒で短時間攪拌する程度であれば、アルミナ顆粒は１次アルミナ粒子に分離することは殆どない。
アルミナ顆粒のＤ５０は、レーザ回折・散乱法で測定する。
測定方法の一例を説明する。０．２％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液にアルミナ顆粒を添加し、攪拌棒で３０秒間かき混ぜて分散させる。分散液を測定セルに入れ、脱泡処理したのちに、マイクロトラック・ベル社製のマイクロトラック粒度分布測定装置ＭＴ－３３００を用い、測定時間：１０ｓ、測定回数：２回、粒子屈折率：１．７７、溶媒屈折率：１．３３３として測定し、Ｄ５０を求める。
なお、攪拌棒で短時間攪拌する程度であれば、アルミナ顆粒は１次アルミナ粒子に分離することは殆どない。
【0036】
（バインダーを０．１～５．０質量％含む）
アルミナ顆粒に含まれるバインダーの含有量は、１次アルミナ粒子同士を結合するのに十分な量でありつつ、アルミナ顆粒内の細孔半径に影響を及ぼしにくい量とすることが望ましい。
そのような観点から、アルミナ顆粒は、アルミナ顆粒全体（バインダーを含む）を１００質量％としたときに、バインダーを０．１～５．０質量％含むことが好ましい。アルミナ顆粒に含まれるバインダーの含有量は、アルミナ顆粒全体を１００質量％としたとき、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上、更に好ましくは０．５質量％以上、特に好ましくは０．８質量％以上であり、好ましくは５．０質量％以下、より好ましくは４．０質量％以下、更に好ましくは２．０質量％以下、特に好ましくは１．８質量％以下である。
バインダーの含有量は、熱分析の重量減少分から特定することが可能である。
アルミナ顆粒に含まれるバインダーの含有量は、１次アルミナ粒子同士を結合するのに十分な量でありつつ、アルミナ顆粒内の細孔半径に影響を及ぼしにくい量とすることが望ましい。
そのような観点から、アルミナ顆粒は、アルミナ顆粒全体（バインダーを含む）を１００質量％としたときに、バインダーを０．１～５．０質量％含むことが好ましい。アルミナ顆粒に含まれるバインダーの含有量は、アルミナ顆粒全体を１００質量％としたとき、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上、更に好ましくは０．５質量％以上、特に好ましくは０．８質量％以上であり、好ましくは５．０質量％以下、より好ましくは４．０質量％以下、更に好ましくは２．０質量％以下、特に好ましくは１．８質量％以下である。
バインダーの含有量は、熱分析の重量減少分から特定することが可能である。
【0037】
［アルミナ顆粒の製造方法］
実施形態のアルミナ顆粒を製造する方法は特に限定されないが、上記物性を有するアルミナ顆粒を再現性良く製造することができることから、以下の製造方法を採用することが好適である。なお、本願の開示に接した当業者であれば、それらの記載に基づいて、本実施形態のアルミナ顆粒を製造可能な異なる方法に到達することもあり得る。
実施形態のアルミナ顆粒を製造する方法は特に限定されないが、上記物性を有するアルミナ顆粒を再現性良く製造することができることから、以下の製造方法を採用することが好適である。なお、本願の開示に接した当業者であれば、それらの記載に基づいて、本実施形態のアルミナ顆粒を製造可能な異なる方法に到達することもあり得る。
【0038】
アルミナ顆粒の製造方法は、１次アルミナ粒子を準備する工程と、１次アルミナ粒子を含むアルミナスラリーを作製する工程と、アルミナスラリーからアルミナ顆粒を造粒する工程とを含む。
【0039】
（１次アルミナ粒子を準備する工程）
１次アルミナ粒子を準備する工程は、
種晶が分散した種晶スラリーを調製する工程と、
前記種晶スラリーとアルミニウムアルコキシドとを混合して水酸化アルミニウムスラリーを得る工程と、
前記水酸化アルミニウムスラリーを乾燥および焼成してアルミナ粒子（１次アルミナ粒子）を得る工程と、
得られたアルミナ粒子を粉砕する工程と、を含む。
１次アルミナ粒子を準備する工程は、
種晶が分散した種晶スラリーを調製する工程と、
前記種晶スラリーとアルミニウムアルコキシドとを混合して水酸化アルミニウムスラリーを得る工程と、
前記水酸化アルミニウムスラリーを乾燥および焼成してアルミナ粒子（１次アルミナ粒子）を得る工程と、
得られたアルミナ粒子を粉砕する工程と、を含む。
【0040】
（１．種晶スラリーを調製する工程）
アルミナ粒子（種晶の原料）を水に分散させた後、ボールミルで湿式粉砕を行う。その後、冷却遠心分離機（例えば、ｈｉｍａｃ製：ＣＲ７Ｎ）で遠心処理を行い、沈殿物を除去する。これにより、種晶が分散された種晶スラリーを得る。種晶は、αアルミナであることが好ましい。αアルミナの種晶を用いることにより、後述する焼結工程において、低温焼結でアルミナのα化を進行させることができる。
種晶の粒子径は小さいことが好ましく、通常は０．０１μｍ～０．２μｍのものが用いられる。
アルミナ粒子（種晶の原料）を水に分散させた後、ボールミルで湿式粉砕を行う。その後、冷却遠心分離機（例えば、ｈｉｍａｃ製：ＣＲ７Ｎ）で遠心処理を行い、沈殿物を除去する。これにより、種晶が分散された種晶スラリーを得る。種晶は、αアルミナであることが好ましい。αアルミナの種晶を用いることにより、後述する焼結工程において、低温焼結でアルミナのα化を進行させることができる。
種晶の粒子径は小さいことが好ましく、通常は０．０１μｍ～０．２μｍのものが用いられる。
【0041】
種晶のＢＥＴ比表面積は、最終的に得られる１次アルミナ粒子の物性に影響を及ぼし得る。アルミナ粉末の分布ＲＳＤを実施形態に係る範囲（０．２５～０．８０）にするために、および／または結晶子径を好ましい範囲（６５０～１４００Å）にするために、種晶のＢＥＴ比表面積は、好ましくは３０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは４０ｍ２／ｇ以上、さらに好ましくは５０ｍ２／ｇ以上、特に好ましくは７０ｍ２／ｇ以上にする。
ＢＥＴ比表面積は、１次アルミナ粒子のＢＥＴ比表面積の測定方法と同じ方法で測定する。
ＢＥＴ比表面積は、１次アルミナ粒子のＢＥＴ比表面積の測定方法と同じ方法で測定する。
【0042】
（２．前記種晶スラリーと前記アルミニウムアルコキシドとを混合して水酸化アルミニウムスラリーを得る工程）
種晶スラリーと、アルミニウムアルコキシドとを攪拌機に連続的に供給して混合する。この混合物を攪拌機で高速回転剪断攪拌することにより、種晶スラリー中の水と、アルミニウムアルコキシドとが加水分解反応して、加水分解物である水酸化アルミニウム粒子を含有するスラリー（水酸化アルミニウムスラリー）が得られる。
種晶スラリーと、アルミニウムアルコキシドとを攪拌機に連続的に供給して混合する。この混合物を攪拌機で高速回転剪断攪拌することにより、種晶スラリー中の水と、アルミニウムアルコキシドとが加水分解反応して、加水分解物である水酸化アルミニウム粒子を含有するスラリー（水酸化アルミニウムスラリー）が得られる。
【0043】
本明細書において「高速回転剪断攪拌」とは、タービン（ローター）とステーター（スクリーン）との間のクリアランスが小さく（例えば２ｍｍ以下）、かつタービン（ローター）が高速回転（例えば周速約１ｍ／秒～約４０ｍ／秒）するときに、タービン（ローター）とステーター（スクリーン）との間で生じる剪断力、圧力変動、キャビテーション、衝突力、ポテンシャルコア等の機械的エネルギーによって行う攪拌である。
高速回転剪断攪拌では、タービン（ローター）の回転数は３０００ｒｐｍ～２１５００ｒｐｍ、好ましくは、８０００ｒｐｍ～１５０００ｒｐｍ、例えば１００００ｒｐｍとする。
高速回転剪断攪拌では、タービン（ローター）の回転数は３０００ｒｐｍ～２１５００ｒｐｍ、好ましくは、８０００ｒｐｍ～１５０００ｒｐｍ、例えば１００００ｒｐｍとする。
【0044】
（３．前記水酸化アルミニウムスラリーを乾燥および焼成してアルミナ粒子（１次アルミナ粒子）を得る工程）
水酸化アルミニウムスラリーを公知の方法で乾燥し、得られた水酸化アルミニウムを焼成炉で焼成することにより、アルミナ粒子（１次アルミナ粒子）を得る。
焼成は、通常８００℃以上、好ましくは９００℃以上、通常は１０００℃以下、好ましくは９８０℃以下、更に好ましくは９６０℃以下で行なわれる。
焼成は、大気中で行われてもよいし、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中で行われてもよく、雰囲気中の水蒸気分圧を高く維持（例えば露点３０℃以上）しながら焼成することが効果的である。
水酸化アルミニウムスラリーを公知の方法で乾燥し、得られた水酸化アルミニウムを焼成炉で焼成することにより、アルミナ粒子（１次アルミナ粒子）を得る。
焼成は、通常８００℃以上、好ましくは９００℃以上、通常は１０００℃以下、好ましくは９８０℃以下、更に好ましくは９６０℃以下で行なわれる。
焼成は、大気中で行われてもよいし、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中で行われてもよく、雰囲気中の水蒸気分圧を高く維持（例えば露点３０℃以上）しながら焼成することが効果的である。
【0045】
（１次アルミナ粒子を含むアルミナスラリーを作製する工程）
得られた１次アルミナ粒子、バインダー、分散剤、および溶媒を配合し、任意で、可塑剤、焼結助剤、着色添加物を適量配合し、機械的な攪拌混合を行う。攪拌混合には、外部から超音波を照射しながら攪拌羽根または攪拌子等により攪拌混合をおこなう方法の他、ボールミル、ダイノーミル等の各種粉砕メディアを用いる方法、アトライター、ピンミル等の各種アジテーターを用いる方法など、慣用の方法を用いることができる。
得られた１次アルミナ粒子、バインダー、分散剤、および溶媒を配合し、任意で、可塑剤、焼結助剤、着色添加物を適量配合し、機械的な攪拌混合を行う。攪拌混合には、外部から超音波を照射しながら攪拌羽根または攪拌子等により攪拌混合をおこなう方法の他、ボールミル、ダイノーミル等の各種粉砕メディアを用いる方法、アトライター、ピンミル等の各種アジテーターを用いる方法など、慣用の方法を用いることができる。
【0046】
バインダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、各種アクリル系ポリマー、メチルセルロース、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール系、各種ワックス、各種多糖類などの有機バインダーを用いることができる。
【0047】
溶媒は、共に使用するバインダーの種類、アルミナ顆粒の造粒方法によって、好適な溶媒を選択することが好ましい。スプレードライヤーによりアルミナ顆粒の造粒する場合、アクリル系バインダーが好適である。その場合、溶媒としては、主に水が用いられる。使用するバインダーの種類および造粒方法によっては、各種有機溶媒（アセトン、エタノール、トルエンなど）を用いることができる。
【0048】
分散剤は、任意で添加することができ、共に使用する溶媒の種類によって好適な分散剤を選択することが好ましい。溶媒が水の場合には、分散剤として、主にポリカルボン酸アンモニウム塩［例えば商品名；ＳＮ－Ｄ５４６８、サンノプコ製］が用いられる。有機溶媒の場合には、分散剤として、オレイン酸エチル、ソルビタンモノオレート、ソルビンタントリオレート、ポリカルボン酸系等が用いられる。また、ポリエステル系［商品名；テキサホール３０１２、サンノプコ製］も好適である。ただし、これに限定されず、様々な分散剤を用いることができる。
【0049】
なお、併用する有機バインダーによっては、分散剤を用いない方が粘度の低いスラリーが作製でき、したがってスラリー中のアルミナ顆粒の濃度を高めることができる。そのような場合は、分散剤を添加しなくてもよい。
【0050】
可塑剤は、任意で添加することができ、共に使用するバインダーおよび有機溶媒の種類によって、好適な可塑剤を選択することが好ましい。有機バインダーと共に使用する可塑剤としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチエレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、各種エステル系等が用いられる。特に有機溶媒を用いる場合には、ジブチルフタレート、フタル酸ジエチルヘキシル等が用いられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0051】
焼結助剤は、任意で添加することができる。焼結助剤は、アルミナ顆粒中に含まれるアルミナ含有量を１００質量％としたときに、金属元素換算した焼結助剤量で１０～３０００ｐｐｍ含むように添加することが好ましい。
【0052】
着色添加物は、任意で添加することができる。着色添加物は、アルミナ顆粒中に含まれるアルミナ含有量を１００質量％としたときに、金属元素換算した着色添加物量で１０～３０００ｐｐｍ含むように添加することが好ましい。
【0053】
得られたアルミナスラリーは、減圧下において脱泡してもよい。また、各種消泡剤を用いてもよい。またその後の成形方法によって、各種ｐＨ調整剤や凝集剤の添加により粘度を１０～５００センチポイズとしてもよい。たとえばスプレードライヤーによる造粒では球形の顆粒を作製するために、アルミナスラリーの粘度は塩酸水溶液やアンモニア水等によるｐＨ調整で、３０～３００センチポイズに調整することが好ましい。さらには静置沈降や遠心分離やロータリーエバポレーター等による減圧濃縮等により、スラリー中のアルミナ濃度を高めることもできる。
【0054】
（アルミナスラリーからアルミナ顆粒を造粒する工程）
得られたアルミナスラリーを用いて、アルミナ顆粒を造粒する。
アルミナスラリーからアルミナ顆粒を造粒する方法は、公知の噴霧乾燥造粒法またはオシレーティング押出し造粒法により行うことができる。具体的には、得られたアルミナスラリーを噴霧乾燥装置（スプレードライヤー）等で噴霧乾燥することによって、アルミナ顆粒を造粒することができる。
得られたアルミナスラリーを用いて、アルミナ顆粒を造粒する。
アルミナスラリーからアルミナ顆粒を造粒する方法は、公知の噴霧乾燥造粒法またはオシレーティング押出し造粒法により行うことができる。具体的には、得られたアルミナスラリーを噴霧乾燥装置（スプレードライヤー）等で噴霧乾燥することによって、アルミナ顆粒を造粒することができる。
【0055】
（変形例：１次アルミナ粒子からアルミナ顆粒を直接造粒する方法）
上述したアルミナ顆粒の製造方法では、１次アルミナ粒子をアルミナスラリーにしてからアルミナ顆粒を造粒したが、１次アルミナ粒子を、アルミナスラリーとせずに、直接アルミナ顆粒に造粒してもよい。
例えば、１次アルミナ粒子、バインダーおよび所望に応じて各種添加剤を攪拌造粒機にて混合造粒して造粒粉を作製し、この造粒粉をオシレーティング造粒機により押出し造粒と乾燥を繰り返して適用することで、アルミナ顆粒を作製してもよい。
上述したアルミナ顆粒の製造方法では、１次アルミナ粒子をアルミナスラリーにしてからアルミナ顆粒を造粒したが、１次アルミナ粒子を、アルミナスラリーとせずに、直接アルミナ顆粒に造粒してもよい。
例えば、１次アルミナ粒子、バインダーおよび所望に応じて各種添加剤を攪拌造粒機にて混合造粒して造粒粉を作製し、この造粒粉をオシレーティング造粒機により押出し造粒と乾燥を繰り返して適用することで、アルミナ顆粒を作製してもよい。
【0056】
これらのアルミナ顆粒の造粒方法は、セラミックス成形用顆粒の造粒量、目的とするセラミックス成形体の性状等に依存して適宜選択することが可能である。なお、オシレーティング押出し造粒法とは、例えば数ｍｍ程度の粒径に造粒された粒子を網上で押し潰して細かくした粒子を落下させる作業を、編み目を順次細かくした数段の工程を行うことにより、所定の粒径以下の粒子を得る方法である。
【0057】
［アルミナ焼結体の製造方法］
実施形態に係るアルミナ顆粒を用いた、アルミナ焼結体の好適な製造方法の一例を以下に説明する。
アルミナ顆粒を、一軸プレス成形、冷間静水圧プレス成形等を行って、成形体を作製する。冷間静水圧プレス成形の場合、アルミナ顆粒を２０～４０ＭＰａ、好ましくは２５～３５ＭＰａの圧力で一軸プレス成形した後、冷間静水圧プレス成形機にて９８ＭＰａ以上、好ましくは１５０～２００ＭＰａで等方的に加圧し、得られた成形体を所定の形状に加工する。
実施形態に係るアルミナ顆粒を用いた、アルミナ焼結体の好適な製造方法の一例を以下に説明する。
アルミナ顆粒を、一軸プレス成形、冷間静水圧プレス成形等を行って、成形体を作製する。冷間静水圧プレス成形の場合、アルミナ顆粒を２０～４０ＭＰａ、好ましくは２５～３５ＭＰａの圧力で一軸プレス成形した後、冷間静水圧プレス成形機にて９８ＭＰａ以上、好ましくは１５０～２００ＭＰａで等方的に加圧し、得られた成形体を所定の形状に加工する。
【0058】
アルミナ焼結体を製造するための焼成条件の例を２つ挙げる。
（条件１）
・焼結工程
成形体を、大気中あるいは酸素雰囲気中で、１２５０～１３５０℃の範囲で２時間以上焼成して、アルミナ焼結体を得る。室温から焼結温度までの平均昇温速度は、例えば２００℃／ｈｒとする。
（条件１）
・焼結工程
成形体を、大気中あるいは酸素雰囲気中で、１２５０～１３５０℃の範囲で２時間以上焼成して、アルミナ焼結体を得る。室温から焼結温度までの平均昇温速度は、例えば２００℃／ｈｒとする。
【0059】
実施形態に係るアルミナ顆粒は、内部細孔の半径が小さいことにより、優れた低温焼結性を備えており、例えば、条件１のように１２５０～１３５０℃の低温で焼結しても、緻密なアルミナ焼結体を製造することができる。
【0060】
（条件２）
・脱脂工程
成形体を、５００～１２００℃の範囲で１時間以上、好ましくは６００～８００℃の範囲で２時間以上焼成して、脱脂する。室温から焼成温度までの平均昇温速度は、例えば１００℃／ｈｒとする。
・焼結工程
脱脂工程の後、引き続き高温で焼成して、アルミナ焼結体を得る。条件２では、焼成雰囲気は限定されない
大気雰囲気中での焼成であれば、１２００～１７００℃、好ましくは１２５０～１４５０℃の範囲で２時間以上焼成して、アルミナ焼結体を得る。焼結工程での焼結温度は、脱脂工程での焼結温度以上とする。脱脂工程での焼成温度から、焼結工程の焼結温度までの平均昇温速度は、例えば２００℃／ｈｒとする。
・脱脂工程
成形体を、５００～１２００℃の範囲で１時間以上、好ましくは６００～８００℃の範囲で２時間以上焼成して、脱脂する。室温から焼成温度までの平均昇温速度は、例えば１００℃／ｈｒとする。
・焼結工程
脱脂工程の後、引き続き高温で焼成して、アルミナ焼結体を得る。条件２では、焼成雰囲気は限定されない
大気雰囲気中での焼成であれば、１２００～１７００℃、好ましくは１２５０～１４５０℃の範囲で２時間以上焼成して、アルミナ焼結体を得る。焼結工程での焼結温度は、脱脂工程での焼結温度以上とする。脱脂工程での焼成温度から、焼結工程の焼結温度までの平均昇温速度は、例えば２００℃／ｈｒとする。
【0061】
条件２は、低温焼結によるアルミナ焼結体を得る場合の他に、焼結助剤を含むアルミナ顆粒を用いて透光性のアルミナ焼結体を得る場合に好適である。透光性のアルミナ焼結体を得る場合、焼結工程の条件としては、大気中あるいは真空雰囲気において、１３５０℃～１７００℃の範囲で焼成することが好ましく、特に１４００℃～１４５０℃で焼成することで、アルミナ焼結体の透光性をより向上することができる。
【実施例0062】
（実施例１）
（１次アルミナ粒子の作製）
アルミナ粒子（種晶の原料）を水に分散させた後、ボールミルで湿式粉砕を行った。その後、冷却遠心分離機（ｈｉｍａｃ製：ＣＲ７Ｎ）で回転数４０００ｒｐｍにて３０分間遠心処理を行い、沈殿物を除去した。これにより、種晶が分散された種晶スラリーを作製した。
（１次アルミナ粒子の作製）
アルミナ粒子（種晶の原料）を水に分散させた後、ボールミルで湿式粉砕を行った。その後、冷却遠心分離機（ｈｉｍａｃ製：ＣＲ７Ｎ）で回転数４０００ｒｐｍにて３０分間遠心処理を行い、沈殿物を除去した。これにより、種晶が分散された種晶スラリーを作製した。
【0063】
アルミニウムイソプロポキシドと、種晶スラリーとを、精密乳化分散機クレアミックスＣＬＭ－２．２Ｓ（エム・テクニック社製）を用いて、回転数１００００ｒｐｍで混合して加水分解した。これにより、水酸化アルミニウムスラリーを作製した。
アルミニウムイソプロポキシドと種晶スラリーとの配合比は、（種晶スラリー中に含まれる水）／（アルミニウムイソプロポキシド）の比率は、金属成分の酸化物換算で、アルミニウムイソプロポキシドおよび種晶に含まれるアルミニウム成分の合計量１００質量部あたり、種晶に含まれるアルミニウム成分（以下、単に「種晶のアルミニウム質量部」と称する）が１０質量部含まれるように調整した。なお、各々のアルミニウム成分の含有量（質量部）は、使用したアルミニウムイソプロポキシドが全てアルミナになると仮定して計算で求めた。
アルミニウムイソプロポキシドと種晶スラリーとの配合比は、（種晶スラリー中に含まれる水）／（アルミニウムイソプロポキシド）の比率は、金属成分の酸化物換算で、アルミニウムイソプロポキシドおよび種晶に含まれるアルミニウム成分の合計量１００質量部あたり、種晶に含まれるアルミニウム成分（以下、単に「種晶のアルミニウム質量部」と称する）が１０質量部含まれるように調整した。なお、各々のアルミニウム成分の含有量（質量部）は、使用したアルミニウムイソプロポキシドが全てアルミナになると仮定して計算で求めた。
【0064】
得られた水酸化アルミニウムスラリーを１５０℃で乾燥して水酸化アルミニウム粒子を得、それをアルミナ製坩堝に入れてガス炉で焼成した。焼成条件は、２００℃／時間の昇温速度で焼成温度９６５℃に昇温し、その焼成温度で４時間保持して、１次アルミナ粒子を作製した。
アルミナ顆粒にする前の１次アルミナ粒子の比表面積（ＢＥＴ比表面積）測定を行った。この結果は、アルミナ顆粒にした後の１次アルミナ粒子の比表面積に相当するものとみなすことができる。
アルミナ顆粒にする前の１次アルミナ粒子の比表面積（ＢＥＴ比表面積）測定を行った。この結果は、アルミナ顆粒にした後の１次アルミナ粒子の比表面積に相当するものとみなすことができる。
【0065】
（アルミナスラリーの作製）
得られた１次アルミナ粒子（１７００ｇ）、純水（１０５４ｇ）および分散剤（７．９５ｇ、サンノプコ製ＳＮＤ－５４６８）と、アルミナビーズ（３５４０ｇ、ニッカトー製、φ２－ＳＳＡ９９９Ｗ）を、内面がアルミナライニングされたポット（容積３Ｌ）に充填し、６５ｒｐｍ、６時間の条件で均一に分散させて、アルミナスラリーを作製した。
得られた１次アルミナ粒子（１７００ｇ）、純水（１０５４ｇ）および分散剤（７．９５ｇ、サンノプコ製ＳＮＤ－５４６８）と、アルミナビーズ（３５４０ｇ、ニッカトー製、φ２－ＳＳＡ９９９Ｗ）を、内面がアルミナライニングされたポット（容積３Ｌ）に充填し、６５ｒｐｍ、６時間の条件で均一に分散させて、アルミナスラリーを作製した。
【0066】
（アルミナ顆粒の作製）
得られたアルミナスラリー（７０５ｇ）、純水（６９．６ｇ）、バインダー（１７．４ｇ、中央理化工業製、ＳＡ－２６１Ｐ）、可塑剤（４．３５ｇ、富士フィルム和光純薬製、ＰＥＧ－４００）を混合し、１０分間攪拌した。得られたスラリーを流量７９ｇ／ｍｉｎ、アトマイザー回転数１８０００ｒｐｍ、入口温度１８０℃、出口温度９０℃、熱風差圧１．１ｋＰａの条件でスプレードライヤー（大川原化工機、Ｌｉ－８型）を用いて噴霧乾燥し、アルミナ顆粒を作製した。
得られたアルミナスラリー（７０５ｇ）、純水（６９．６ｇ）、バインダー（１７．４ｇ、中央理化工業製、ＳＡ－２６１Ｐ）、可塑剤（４．３５ｇ、富士フィルム和光純薬製、ＰＥＧ－４００）を混合し、１０分間攪拌した。得られたスラリーを流量７９ｇ／ｍｉｎ、アトマイザー回転数１８０００ｒｐｍ、入口温度１８０℃、出口温度９０℃、熱風差圧１．１ｋＰａの条件でスプレードライヤー（大川原化工機、Ｌｉ－８型）を用いて噴霧乾燥し、アルミナ顆粒を作製した。
【0067】
得られたアルミナ顆粒について、細孔径分析測定、ＳＥＭ観察を行った。細孔径分析測定から、アルミナ顆粒の細孔半径を求めた。ＳＥＭ画像を解析して、１次アルミナ粒子の平均円形度および平均アスペクト比を求めた。各測定は、実施形態において例示した測定機器および測定条件で行った。なお、アルミナ顆粒の作製の際に、焼結助剤（ＭｇＯ）を添加しなかった。
【0068】
（アルミナ焼結体の作製）
得られたアルミナ顆粒（５ｇ）をφ２０ｍｍの円筒形成形型に充填し、圧力３０ＭＰａ、３０秒間の一軸成形を行い、次いで圧力９８ＭＰａ、３分間の等方静水圧（ＣＩＰ）成形を行うことでアルミナ成形体を得た。成形体を大気中、昇温速度２００℃／ｈｒで１２５０℃、または１３５０℃まで昇温し、それぞれの温度で２時間保持することでアルミナ焼結体を得た。得られたアルミナ焼結体の密度を、２２℃の水中でアルキメデス法により測定した。
得られたアルミナ顆粒（５ｇ）をφ２０ｍｍの円筒形成形型に充填し、圧力３０ＭＰａ、３０秒間の一軸成形を行い、次いで圧力９８ＭＰａ、３分間の等方静水圧（ＣＩＰ）成形を行うことでアルミナ成形体を得た。成形体を大気中、昇温速度２００℃／ｈｒで１２５０℃、または１３５０℃まで昇温し、それぞれの温度で２時間保持することでアルミナ焼結体を得た。得られたアルミナ焼結体の密度を、２２℃の水中でアルキメデス法により測定した。
【0069】
（透光性測定用焼結体の作製）
得られたアルミナ顆粒（１ｇ）をφ２０ｍｍの円筒形成形型に充填し、圧力３０ＭＰａ、３０秒間の一軸成形を行い、次いで圧力２００ＭＰａ、３分間の等方静水圧（ＣＩＰ）成形を５回行うことでアルミナ成形体を得た。成形体を大気中、昇温速度１００℃／ｈｒで６００℃まで昇温し、その温度で２時間保持すること仮焼した。このアルミナ仮焼体を大気中、昇温速度２００℃／ｈrで１３５０℃または１４５０℃まで昇温し、それぞれの温度で２時間保持することで透光性測定用のアルミナ焼結体（本明細書では「透光性測定用焼結体」と称する）を得た。この透光性測定用焼結体の表面を研磨した後、透光性を評価した。
得られたアルミナ顆粒（１ｇ）をφ２０ｍｍの円筒形成形型に充填し、圧力３０ＭＰａ、３０秒間の一軸成形を行い、次いで圧力２００ＭＰａ、３分間の等方静水圧（ＣＩＰ）成形を５回行うことでアルミナ成形体を得た。成形体を大気中、昇温速度１００℃／ｈｒで６００℃まで昇温し、その温度で２時間保持すること仮焼した。このアルミナ仮焼体を大気中、昇温速度２００℃／ｈrで１３５０℃または１４５０℃まで昇温し、それぞれの温度で２時間保持することで透光性測定用のアルミナ焼結体（本明細書では「透光性測定用焼結体」と称する）を得た。この透光性測定用焼結体の表面を研磨した後、透光性を評価した。
【0070】
透光性評価は、日本電色工業のヘーズメーターＮＤＨ８０００を用い、装置設定は、ＪＩＳ Ｋ７３６１－１：１９９７の全光線透過率（Ｔ．Ｔ）と平行線透過率（Ｐ．Ｔ）の測定方法に準拠した。小径アタッチメントを取り付け、測定径は小径とした。装置起動後３０分間暖気してから測定した。透光性測定用焼結体の表面研磨後の厚みを０．９～１．１ｍｍとし、全光線透過率Ｔ．Ｔ、および平行線透過率Ｐ．Ｔを測定した。
図４は、実施例および比較例で作製した透光性測定用焼結体の写真である。
図４は、実施例および比較例で作製した透光性測定用焼結体の写真である。
【0071】
（実施例２）
種晶のアルミニウム質量部が５．６質量部となるような配合比で水酸化アルミニウムスラリーを調製した以外は、実施例１と同様の手順で１次アルミナ粒子を作製し、アルミナスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、アルミナ焼結体と、透光性測定用焼結体とを作製した。
種晶のアルミニウム質量部が５．６質量部となるような配合比で水酸化アルミニウムスラリーを調製した以外は、実施例１と同様の手順で１次アルミナ粒子を作製し、アルミナスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、アルミナ焼結体と、透光性測定用焼結体とを作製した。
【0072】
（実施例３）
１次アルミナ粒子として、αアルミナ粉末ＡＫＰ－５０（住友化学製）を用いた以外は、実施例１と同様の手順で、アルミナスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、アルミナ焼結体を作製した。
１次アルミナ粒子として、αアルミナ粉末ＡＫＰ－５０（住友化学製）を用いた以外は、実施例１と同様の手順で、アルミナスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、アルミナ焼結体を作製した。
【0073】
（実施例４、６、８）
実施例１と同様の手順で、１次アルミナ粒子を作製し、アルミナスラリーを作製した。
また、高純度マグネシア粉末（１５０ｇ、宇部マテリアルズ製、気相法マグネシア５００Ａ）と純水（２８５０ｇ）を１０分間ディスパー攪拌した後、湿式分散機（シンマルエンタープライズ製、ダイノーミル）で周速８ｍ／ｓ、流量５００ｍＬ／ｍｉｎ、アルミナビーズφ０．５ｍｍ（２６９０ｇ）の条件で１循環させた後、３０分間循環運転して均一に分散させ、マグネシアスラリーを作製した。
実施例１と同様の手順で、１次アルミナ粒子を作製し、アルミナスラリーを作製した。
また、高純度マグネシア粉末（１５０ｇ、宇部マテリアルズ製、気相法マグネシア５００Ａ）と純水（２８５０ｇ）を１０分間ディスパー攪拌した後、湿式分散機（シンマルエンタープライズ製、ダイノーミル）で周速８ｍ／ｓ、流量５００ｍＬ／ｍｉｎ、アルミナビーズφ０．５ｍｍ（２６９０ｇ）の条件で１循環させた後、３０分間循環運転して均一に分散させ、マグネシアスラリーを作製した。
【0074】
アルミナスラリー（１２５０ｇ）、マグネシアスラリー（１２．７９ｇ）、純水（１１１．２５ｇ）、バインダー（３０．８５ｇ、中央理化工業製、ＳＡ－２６１Ｐ）、可塑剤（７．７１ｇ、富士フィルム和光純薬製、ＰＥＧ－４００）を混合し、１０分間攪拌した。得られたスラリーを流量７９ｇ／ｍｉｎ、アトマイザー回転数１８０００ｒｐｍ、入口温度１８０℃、出口温度９０℃、熱風差圧１．１ｋＰａの条件でスプレードライヤー（大川原化工機、Ｌｉ－８型）を用いて噴霧乾燥し、アルミナ顆粒を作製した。なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯの含有量は、金属元素換算値として表２に記載した。
【0075】
得られたアルミナ顆粒から、実施例１と同様の手順で、透光性測定用焼結体を作製した。
【0076】
（実施例５、７、９）
実施例２と同様の手順で、１次アルミナ粒子を作製し、アルミナスラリーを調製した。
実施例４と同様の手順で、マグネシアスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、実施例１と同様の手順で、透光性測定用焼結体を作製した。
実施例２と同様の手順で、１次アルミナ粒子を作製し、アルミナスラリーを調製した。
実施例４と同様の手順で、マグネシアスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、実施例１と同様の手順で、透光性測定用焼結体を作製した。
【0077】
（実施例１０）
実施例１と同様の手順で、１次アルミナ粒子を作製し、アルミナスラリーを調製した。
実施例４と同様の手順で、マグネシアスラリーを調製した。
また、酸化クロム粉末（１５ｇ、富士フィルム和光純薬製）と純水（２８５ｇ）を１時間ボールミル分散させ、酸化クロムスラリーを作製した。
実施例１と同様の手順で、１次アルミナ粒子を作製し、アルミナスラリーを調製した。
実施例４と同様の手順で、マグネシアスラリーを調製した。
また、酸化クロム粉末（１５ｇ、富士フィルム和光純薬製）と純水（２８５ｇ）を１時間ボールミル分散させ、酸化クロムスラリーを作製した。
【0078】
アルミナスラリー（１２５０ｇ）、マグネシアスラリー（１２．７９ｇ）、純水（１１１．２５ｇ）、バインダー（３０．８５ｇ、中央理化工業製、ＳＡ－２６１Ｐ）、可塑剤（７．７１ｇ、富士フィルム和光純薬製、ＰＥＧ－４００）、酸化クロムスラリー（２２．５ｇ）を混合し、１０分間攪拌した。得られたスラリーを流量７９ｇ／ｍｉｎ、アトマイザー回転数１８０００ｒｐｍ、入口温度１８０℃、出口温度９０℃、熱風差圧１．１ｋＰａの条件でスプレードライヤー（大川原化工機、Ｌｉ－８型）を用いて噴霧乾燥し、アルミナ顆粒を作製した。なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯ、およびＣｒ２Ｏ３の含有量は、金属元素換算値として表４に記載した。
【0079】
（着色アルミナ焼結体の作製）
実施例１０で得られたアルミナ顆粒（１ｇ）をφ２０ｍｍの円筒形成形型に充填し、圧力３０ＭＰａ、３０秒間の一軸成形を行い、次いで圧力２００ＭＰａ、３分間の等方静水圧（ＣＩＰ）成形を５回行うことでアルミナ成形体を得た。成形体を大気中、昇温速度１００℃／ｈｒで６００℃まで昇温し、その温度で２時間保持すること仮焼した。このアルミナ仮焼体を大気中、昇温速度２００℃／ｈrで１４５０℃まで昇温し、その温度で２時間保持することで、着色したアルミナ焼結体（着色アルミナ焼結体）を得た。着色アルミナ焼結体の外観（色味）を肉眼で観察した。外観観察の結果を表４に示す。
図５は、実施例および比較例で作製した着色アルミナ焼結体の写真である。
実施例１０で得られたアルミナ顆粒（１ｇ）をφ２０ｍｍの円筒形成形型に充填し、圧力３０ＭＰａ、３０秒間の一軸成形を行い、次いで圧力２００ＭＰａ、３分間の等方静水圧（ＣＩＰ）成形を５回行うことでアルミナ成形体を得た。成形体を大気中、昇温速度１００℃／ｈｒで６００℃まで昇温し、その温度で２時間保持すること仮焼した。このアルミナ仮焼体を大気中、昇温速度２００℃／ｈrで１４５０℃まで昇温し、その温度で２時間保持することで、着色したアルミナ焼結体（着色アルミナ焼結体）を得た。着色アルミナ焼結体の外観（色味）を肉眼で観察した。外観観察の結果を表４に示す。
図５は、実施例および比較例で作製した着色アルミナ焼結体の写真である。
【0080】
（実施例１１）
実施例２と同様の手順で１次アルミナ粒子を作製した以外は、実施例１０と同様に、アルミナスラリーを調製し、マグネシアスラリーを調製し、酸化クロムスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、そして着色アルミナ焼結体を作製した。なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯ、およびＣｒ２Ｏ３の含有量は、金属元素換算値として表４に記載した。
実施例２と同様の手順で１次アルミナ粒子を作製した以外は、実施例１０と同様に、アルミナスラリーを調製し、マグネシアスラリーを調製し、酸化クロムスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、そして着色アルミナ焼結体を作製した。なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯ、およびＣｒ２Ｏ３の含有量は、金属元素換算値として表４に記載した。
【0081】
（比較例１）
１次アルミナ粒子として、αアルミナ粉末ＡＫＰ－３０（住友化学製）を使ったこと以外は、実施例１と同様の手順でアルミナスラリーを調製した。
また、実施例１と同様の手順でアルミナ顆粒を作製し、アルミナ焼結体を作製した。
１次アルミナ粒子として、αアルミナ粉末ＡＫＰ－３０（住友化学製）を使ったこと以外は、実施例１と同様の手順でアルミナスラリーを調製した。
また、実施例１と同様の手順でアルミナ顆粒を作製し、アルミナ焼結体を作製した。
【0082】
（比較例２）
１次アルミナ粒子として、αアルミナ粉末ＡＫＰ－２０（住友化学製）を使ったこと以外は、実施例１と同様の手順でアルミナスラリーを調製した。
また、実施例１と同様の手順でアルミナ顆粒を作製し、アルミナ焼結体を作製した。
１次アルミナ粒子として、αアルミナ粉末ＡＫＰ－２０（住友化学製）を使ったこと以外は、実施例１と同様の手順でアルミナスラリーを調製した。
また、実施例１と同様の手順でアルミナ顆粒を作製し、アルミナ焼結体を作製した。
【0083】
（比較例３）
比較例１と同じ１次アルミナ粒子を準備し、比較例１と同様の手順で、アルミナスラリーを調製した。
実施例４と同様の手順で、マグネシアスラリーを調製した。
実施例６と同様の手順で、アルミナ顆粒を作製した。
実施例１と同様の手順で、透光性測定用焼結体を作製した。
なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯの含有量は、金属元素換算値として表２に記載した。
比較例１と同じ１次アルミナ粒子を準備し、比較例１と同様の手順で、アルミナスラリーを調製した。
実施例４と同様の手順で、マグネシアスラリーを調製した。
実施例６と同様の手順で、アルミナ顆粒を作製した。
実施例１と同様の手順で、透光性測定用焼結体を作製した。
なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯの含有量は、金属元素換算値として表２に記載した。
【0084】
（比較例４）
比較例２と同じ１次アルミナ粒子を準備し、比較例２と同様の手順で、アルミナスラリーを調製した。
実施例４と同様の手順で、マグネシアスラリーを調製した。
実施例６と同様の手順で、アルミナ顆粒を作製した。
実施例１と同様の手順で、透光性測定用焼結体を作製した。
なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯの含有量は、金属元素換算値として表２に記載した。
比較例２と同じ１次アルミナ粒子を準備し、比較例２と同様の手順で、アルミナスラリーを調製した。
実施例４と同様の手順で、マグネシアスラリーを調製した。
実施例６と同様の手順で、アルミナ顆粒を作製した。
実施例１と同様の手順で、透光性測定用焼結体を作製した。
なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯの含有量は、金属元素換算値として表２に記載した。
【0085】
（比較例５）
比較例１と同じ１次アルミナを準備したこと以外は、実施例１０と同様に、アルミナスラリーを調製し、マグネシアスラリーを調製し、酸化クロムスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、そして着色アルミナ焼結体を作製した。なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯ、およびＣｒ２Ｏ３の含有量は、金属元素換算値として表４に記載した。
比較例１と同じ１次アルミナを準備したこと以外は、実施例１０と同様に、アルミナスラリーを調製し、マグネシアスラリーを調製し、酸化クロムスラリーを調製し、アルミナ顆粒を作製し、そして着色アルミナ焼結体を作製した。なお、アルミナ顆粒に含まれるＭｇＯ、およびＣｒ２Ｏ３の含有量は、金属元素換算値として表４に記載した。
【0086】
実施例および比較例に係るアルミナ顆粒およびアルミナ焼結体の各種測定結果を表１～表４に示す。
【0087】
【表1】
【0088】
【表2】
【0089】
【表3】
【0090】
【表4】
【0091】
表１～表４の測定結果について検討する。
表１の結果から、低温（１２５０℃、１３５０℃）での焼結試験において、本実施形態に規定した要件を満たす実施例に係るアルミナ顆粒は、比較例のアルミナ顆粒に比べて、より高密度のアルミナ焼結体を製造することができることが分かった。このことから、本実施形態に係るアルミナ顆粒は、低温焼結性に優れていることが確認された。
表１の結果から、低温（１２５０℃、１３５０℃）での焼結試験において、本実施形態に規定した要件を満たす実施例に係るアルミナ顆粒は、比較例のアルミナ顆粒に比べて、より高密度のアルミナ焼結体を製造することができることが分かった。このことから、本実施形態に係るアルミナ顆粒は、低温焼結性に優れていることが確認された。
【0092】
表２～表３の結果から、本実施形態に規定した要件を満たす実施例に係るアルミナ顆粒は、比較例のアルミナ顆粒に比べて、透光性に優れたアルミナ焼結体を製造することができることが分かった。また、ＭｇＯの添加量のみが異なる実施例のグループ（実施例１、４、６および８からなるグループ、および実施例２、５、７および９からなるグループ）の中で比較すると、ＭｇＯの添加量が５００～１０００ｐｐｍのアルミナ顆粒を用いると、透過率が特に優れたアルミナ焼結体を製造できることが分かった。
【0093】
表４の結果から、本実施形態に規定した要件を満たす実施例に係るアルミナ顆粒は、比較例のアルミナ顆粒に比べて、より鮮やかな赤色のアルミナ焼結体を製造することができることが分かった（図５参照）。このことから、本実施形態に係るアルミナ顆粒は、鮮やかな発色を有する着色アルミナ焼結体を提供できることが確認された。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
