JP2002211918A

JP2002211918A - 水酸化アルミニウム、その製造方法および該水酸化アルミニウムを含む樹脂組成物ならびにこの樹脂組成物を使用したプリント配線基板

Info

Publication number: JP2002211918A
Application number: JP2001341212A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kohama; 健小濱; Yukihiko Takahashi; 行彦高橋
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】鉛フリーはんだを使用した場合のはんだ熱に
対して安定で、かつ、十分な難燃性を有する水酸化アル
ミニウムを提供する。【解決手段】化学式Ａｌ₂Ｏ₃・ｎＨ₂Ｏ（式中、ｎは
１．８〜２．７である。）で示され、平均粒子径が０．
３〜４．５μｍである水酸化アルミニウムである。粒子
表面はシランカップリング処理されていてもよい。この
水酸化アルミニウムは耐熱性、熱安定性に優れ、これを
樹脂に配合して得られた樹脂組成物の成形品は表面が平
滑で強度にも優れるため、特にプリント配線基板の基板
材料への使用に最適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性を有する水
酸化アルミニウムとこれを含む樹脂組成物およびこの樹
脂組成物を使用したプリント配線基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂組成物に使用される難燃剤として
は、従来、ハロゲン型難燃剤が使用されてきたが、ハロ
ゲンを含有する材料は焼却時にダイオキシンなどの有害
物質を発生し、環境へ及ぼす影響が大きい。そのため、
近年、ハロゲンを含まない、いわゆるノンハロゲン型の
難燃剤が開発されている。このようなノンハロゲン型の
難燃剤の一つとして、化学式Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｈ₂Ｏで表さ
れるギブサイト型の水酸化アルミニウムが使用されてい
る。このギブサイト型水酸化アルミニウムは、約２００
℃以上の温度で吸熱を伴って脱水反応を起こし、結合水
を放出して、化学式Ａｌ₂Ｏ₃・Ｈ₂Ｏで表されるベーマ
イト型水酸化アルミニウムへと転移する。そのため、ギ
ブサイト型水酸化アルミニウムを含有する樹脂組成物が
加熱されると、ギブサイト型水酸化アルミニウムが脱水
して吸熱することにより、樹脂組成物の温度上昇が抑え
られ、着火や燃焼の継続が抑制される。

【０００３】このようなギブサイト型水酸化アルミニウ
ムを含む樹脂組成物は、例えば、プリント配線基板の基
板材料や、電線の被覆材料などに使用される。特にプリ
ント配線基板には、はんだ付けによって電子部品が接続
されるため、プリント配線基板の基板材料に使用される
樹脂組成物には、はんだ熱に耐えうる耐熱性が要求され
る。はんだには、従来、鉛を含むＳｎ−Ｐｂ系はんだが
使用されてきたが、最近では有毒性のある鉛を含まない
Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ
−Ｂｉ系などの鉛フリーはんだが使用されてきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の鉛フリーはんだは、従来の鉛を含むはんだにくらべて
融点が高い。例えば、従来のＳｎ−Ｐｂ系では融点は１
８３℃程度であるが、鉛フリーはんだの融点はいずれも
約２１５℃である。そのため、鉛フリーはんだを使用し
て電子部品を基板に接続すると、基板はより高温にまで
加熱されてしまう。具体的には、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだを
使用すると基板温度は２２０〜２３０℃程度になるのに
対して、鉛フリーはんだを使用すると基板温度は２５０
〜２６０℃程度にまで上昇する。そのため、プリント配
線基板の基板材料に難燃剤としてギブサイト型水酸化ア
ルミニウムを含む樹脂組成物を使用し、これに鉛フリー
はんだで電子部品を接続すると、はんだ熱によって水酸
化アルミニウムの脱水反応が始まり、結合水が放出され
水蒸気となり、基板の表面にフクレが生じるという問題
があった。このようなフクレが生じる基板にははんだ付
けなどの後加工ができないため、プリント配線基板とし
て使用できなくなる。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、従来のＳｎ−Ｐｂ系よりも融点が高い鉛フリーは
んだのはんだ熱によって、２５０〜２６０℃程度にまで
加熱された場合にも安定であり、樹脂組成物へ配合した
場合に十分な難燃性を付与できるとともに、組成物の表
面平滑性や強度も良好にできる水酸化アルミニウムを提
供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の水酸化アルミニ
ウムは、化学式Ａｌ₂Ｏ₃・ｎＨ₂Ｏ（式中、ｎは１．８
〜２．７である。）で示され、平均粒子径が０．３〜
４．５μｍであることを特徴とする。上記水酸化アルミ
ニウムは、粒子表面がシランカップリング処理されてい
ることが好ましい。本発明の水酸化アルミニウムの製造
方法は、化学式Ａｌ₂Ｏ₃・ｎＨ₂Ｏ（式中、ｎは１．８
〜２．７である。）で示され、平均粒子径が０．３〜
４．５μｍである水酸化アルミニウムを製造する方法で
あって、化学式Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｈ₂Ｏで示される水酸化ア
ルミニウムを加熱処理する加熱工程を有することを特徴
とする。上記製造方法は、さらに水酸化アルミニウムを
シランカップリング処理するシランカップリング処理工
程を、加熱工程前に有するか、または、加熱工程後に有
することが好ましい。本発明の樹脂組成物は、上記の水
酸化アルミニウムと、樹脂成分とを含むことを特徴とす
る。このような樹脂組成物はプリント配線基板への使用
に適していて、特に、電子部品が鉛フリーはんだで接続
されているプリント配線基板への使用に最適である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の水酸化アルミニウムは、１モルのアルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）に対して、平均値で１．８〜２．７の結合水
（Ｈ₂Ｏ）が水和しているものである。ここで、結合水
の数は次の方法で求める。まず、一定重量の水酸化アル
ミニウムを１１０℃で２時間加熱処理し、この加熱処理
による重量減少率ΔＷ₁（％）を求める。一方、一定重
量の水酸化アルミニウムを１１００℃で１時間加熱処理
し、この加熱処理による重量減少率ΔＷ₂（％）を別途
求める。このようにして測定された重量減少率ΔＷ₁お
よびΔＷ₂を下記式（１）に代入することによって、１
モルのアルミナに対して結合している結合水数Ｎを算出
できる。Ｎ＝（ΔＷ₂−ΔＷ₁）Ｍ_H／（１００−ΔＷ₂）Ｍ_A…（１）ここでΔＷ₁ は、水酸化アルミニウムに吸着している吸
着水の脱離による重量減少率であり、ΔＷ₂ は吸着水の
脱離による重量減少と結合水の脱水による重量減少率の
和である。また、Ｍ_AはＡｌ₂Ｏ₃の分子量で、Ｍ_HはＨ
₂Ｏの分子量である。

【０００８】本発明の水酸化アルミニウムにおいては、
このようにして求められた結合水数が１．８〜２．７で
あるので、２５０〜２６０℃程度にまで加熱されても、
結合水をほとんど放出せず安定である。そのため、この
水酸化アルミニウムを含む樹脂組成物を使用した基板
に、鉛フリーはんだで電子部品を接続し、基板温度がは
んだ熱によって２５０〜２６０℃程度の高温にまで上昇
した場合にも、水酸化アルミニウムは脱水反応を起こさ
ず耐熱性に優れ、十分な難燃性を発現するものとなる。
鉛フリーはんだとは、例えば、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｂ
ｉ系、Ｉｎ−Ａｇ系、Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓ
ｎ―Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ａｕ
系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｇｅ系、Ｓｎ−
Ｂｉ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｓｂ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ
−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ系、
Ｓｎ−Ｂｉ−Ｓｂ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ−Ｚｎ
系、Ｓｎ―Ａｇ−Ｓｂ系、Ｓｎ―Ａｇ−Ｓｂ−Ｚｎ系、
Ｓｎ―Ａｇ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系が挙げ
られる。上記の具体例としては、４８Ｓｎ／５２Ｉｎ、
４３Ｓｎ／５７Ｂｉ、９７Ｉｎ／３Ａｇ、５８Ｓｎ／４
２Ｉｎ、９５Ｉｎ／５Ｂｉ、６０Ｓｎ／４０Ｂｉ、９１
Ｓｎ／９Ｚｎ、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、９９．３Ｓ
ｎ／０．７Ｃｕ、９５Ｓｎ／５Ｓｂ、２０Ｓｎ／８０Ａ
ｕ、９０Ｓｎ／１０Ａｇ、Ｓｎ９０／Ｂｉ７．５／Ａｇ
２／Ｃｕ０．５、９７Ｓｎ／３Ｃｕ、９９Ｓｎ／１Ｇ
ｅ、９２Ｓｎ／７．５Ｂｉ／０．５Ｃｕ、９７Ｓｎ／２
Ｃｕ／０．８Ｓｂ／０．２Ａｇ、９５．５Ｓｎ／３．５
Ａｇ／１Ｚｎ、９５．５Ｓｎ／４Ｃｕ／０．５Ａｇ、９
６．５Ｓｎ／３Ａｇ／０．５Ｃｕ、５２Ｓｎ／４５Ｂｉ
／３Ｓｂ、５１Ｓｎ／４５Ｂｉ／３Ｓｂ／１Ｚｎ、８５
Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ、８４Ｓｎ／１０Ｂｉ／５Ｓｂ
／１Ｚｎ、８８．２Ｓｎ／１０Ｂｉ／０．８Ｃｕ／１Ｚ
ｎ、８９Ｓｎ／４Ａｇ／７Ｓｂ、８８Ｓｎ／４Ａｇ／７
Ｓｂ／１Ｚｎ、９８Ｓｎ／１Ａｇ／１Ｓｂ、９７Ｓｎ／
１Ａｇ／１Ｓｂ／１Ｚｎ、９１．２Ｓｎ／２Ａｇ／０．
８Ｃｕ／６Ｚｎ、８９Ｓｎ／８Ｚｎ／３Ｂｉ、８６Ｓｎ
／８Ｚｎ／６Ｂｉ、８９．１Ｓｎ／２Ａｇ／０．９Ｃｕ
／８Ｚｎなどが挙げられる。なお、４８Ｓｎ／５２Ｉｎ
は、Ｓｎが４８質量％、Ｉｎが５２質量％からなるはん
だ合金を示し、他も同様の表記とする。結合水数が１．
８未満の水酸化アルミニウムでは、耐熱性には優れるも
のの結合水数が少なすぎて、難燃性付与効果が不十分で
あり、一方、２．７を超えると水酸化アルミニウムの耐
熱性が劣り、鉛フリーはんだのはんだ熱によって結合水
が脱水する。よって、これを含む樹脂組成物が、脱水し
た結合水の気化により発泡する場合がある。結合水の数
は、より好ましくは２．０〜２．５である。結合水の数
がこのような範囲であると、難燃性付与効果と耐熱性が
ともに優れるため好ましい。

【０００９】また、本発明の水酸化アルミニウムは、平
均粒子径が０．３〜４．５μｍであり、好ましくは、
０．５〜３．５μｍである。平均粒子径がこのような範
囲であると、この水酸化アルミニウムを含む樹脂組成物
を、プリント配線基板の基板材料に使用した場合に表面
の平滑性が優れる。また、樹脂組成物中での分散性にも
優れるため、樹脂組成物の機械的強度も良好となる。平
均粒子径が０．３μｍ未満であると、水酸化アルミニウ
ムの粒子が小さいためにハンドリングしにくいととも
に、粒子間の凝集力が増加して、樹脂組成物中での分散
性が低下する場合がある。また、４．５μｍを超える
と、この水酸化アルミニウムを含む樹脂組成物をプリン
ト配線基板の基板材料に使用した場合に基板表面の平滑
性が低下する。

【００１０】さらに、本発明の水酸化アルミニウムは、
０．３〜４．５μｍ、好ましくは、０．５〜３．５μｍ
であり、ＢＥＴ法による比表面積が５〜１５０ｍ²／
ｇ、好ましくは１０〜１２０ｍ²／ｇである。さらに、
平均粒子径が１．０μｍである場合、比表面積が９〜１
２０ｍ²／ｇ、好ましくは１５〜１００ｍ²／ｇである。
この水酸化アルミニウムを使用した樹脂組成物は表面が
平滑で機械的強度が優れ、十分な難燃性付与効果が発現
し、組成物中における水酸化アルミニウムの分散性が良
好となる。また、本発明の水酸化アルミニウムには、後
述の方法でシランカップリング処理などの表面処理が施
されていてもよい。シランカップリング処理によって、
水酸化アルミニウムと樹脂との密着性が増し、樹脂組成
物中での分散性や樹脂組成物の強度もより向上する。

【００１１】このような水酸化アルミニウムは、平均粒
子径が０．３〜４．５μｍであり、化学式Ａｌ₂Ｏ₃・３
Ｈ₂Ｏで示される水酸化アルミニウムを加熱処理する加
熱工程を行い、結合水を脱水することにより製造でき
る。結合水数が３である水酸化アルミニウムの結晶構造
には、ギブサイト型とバイヤライト型があるが、通常、
工業的に生産されているギブサイト型の水酸化アルミニ
ウムを使用する。加熱工程によって、結合水数が３であ
るギブサイト型水酸化アルミニウムが部分的に結合水数
が１であるベーマイト型に転移し、その結果、結合水数
が１．８〜２．７の範囲である水酸化アルミニウムを得
ることができる。加熱処理の方法には制限はなく、乾燥
機や電気炉などを使用して、水酸化アルミニウムを静置
した状態で加熱する静置式加熱方法や、外熱ロータリー
キルン、流動層焼成炉、フラッシュ焼成炉などを使用し
て、水酸化アルミニウムを動かしながら加熱する流動式
加熱方法などが挙げられ、これら加熱方法に応じた条件
で加熱する。また、加熱方法にかかわらず、低温で長時
間加熱すると、より結合水などの品位のバラツキが少な
い水酸化アルミニウムを製造することができる。したが
って、要求される性質と生産性とを考慮して、加熱方法
に応じた加熱条件を設定する。

【００１２】具体的には、静置式加熱方法では、水酸化
アルミニウムの粉体温度を２４５℃として６時間加熱処
理すると、結晶水数が２．２の水酸化アルミニウムを製
造できる。よって、静置式加熱方法で加熱工程を行う場
合には、粉体温度を２２０〜２８０℃に制御しながら、
１〜６時間処理することが好ましい。流動式加熱方法で
は、水酸化アルミニウム粉体温度を２６５℃、滞留時間
を４０分間として加熱処理すると、結晶水数が２．２の
水酸化アルミニウムを製造できる。よって、流動式加熱
方法で加熱工程を行う場合には、粉体温度を２３０〜２
８０℃に制御しながら、滞留時間１５〜９０分で処理す
ることが好ましい。なお、加熱工程を行う雰囲気には特
に制限はなく、大気中で行えばよい。

【００１３】また、加熱工程に加えて、水酸化アルミニ
ウムの粒子表面をシランカップリング剤で処理するシラ
ンカップリング処理工程を行ってもよい。シランカップ
リング処理によって、水酸化アルミニウムと樹脂との密
着性が向上し、樹脂組成物に対して難燃性だけでなく強
度も付与でき、また、樹脂組成物中での分散性にも優れ
るものとなる。シランカップリング処理には、一般式Ｘ
ＳｉＲ₃で表されるシランカップリング剤を使用する。
ここでＲは加水分解可能なメトキシ基、エトキシ基など
の官能基であり、Ｘは有機物と反応可能なアミノ基、ビ
ニル基、エポキシ基等などの官能基である。このような
化合物としては、具体的には、ビス（３−トリエトキシ
シリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメ
トキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−
メチルジメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、
ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィ
ド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフ
ィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリス
ルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラ
ン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３
−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチ
ルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエト
キシシラン、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ
−ジメチルカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメ
トキシシリルプロピルペンゾチアゾリルテトラスルフィ
ド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリロイルモ
ノスルフィド等が挙げられる。これらの中では、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジエトキシシランなどのエポキシシ
ランが、特に樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合に
は、この樹脂との反応性に優れているので好ましい。

【００１４】シランカップリング処理工程は、これらの
シランカップリング剤を使用した乾式処理または湿式処
理により行うことができるが、簡便に行えることから乾
式処理が好ましい。乾式処理方法としては、ヘンシェル
ミキサーなどの混合機に水酸化アルミニウムを投入し
て、加熱しながらシランカップリング剤を水酸化アルミ
ニウムに噴霧する方法が挙げられる。この際の加熱温度
は通常８０〜１２０℃で、加熱時間は１〜１２０分程度
が好ましい。また、シランカップリング剤の使用量は水
酸化アルミニウムに対して０．５〜１０質量％、好まし
くは１〜５質量％である。

【００１５】このようなシランカップリング処理工程
は、加熱工程の前に行っても、加熱工程の後に行っても
よい。シランカップリング処理工程を加熱工程の前に行
うと、水酸化アルミニウム粒子の強度および樹脂組成物
中での分散性が向上することに加え、加熱工程における
水酸化アルミニウム粒子同士の凝集を抑制でき、加熱工
程の作業効率が向上する。また、凝集が起こらないため
に各粒子が均一に加熱され、均質な粉体を製造できる。
一方、シランカップリング処理工程を加熱工程の後に行
うと、最終的に、より強度に優れた樹脂組成物を製造で
きる。また、シランカップリング処理工程と加熱工程と
を同時に行っても良い。

【００１６】このようにして製造された本発明の水酸化
アルミニウムを、ミキサーなどを用いて樹脂成分に配合
することによって、十分な難燃性を有し、かつ、鉛フリ
ーはんだを使用した場合のはんだ熱に対しても安定な樹
脂組成物が得られる。ここで使用する樹脂成分としては
特に制限はなく、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂を使用で
きるが、特にエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ビ
ニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリ塩
化ビニル樹脂、ＥＥＡ樹脂、ＥＶＡ樹脂、ポリエステル
樹脂、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポ
リエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂への配合
が適している。また、水酸化アルミニウムの配合量は要
求される難燃性や、樹脂成分の種類に応じて適宜調節で
きるが、通常、樹脂成分１００質量部に対して１０〜４
００質量部、好ましくは５０〜２００質量部である。水
酸化アルミニウムの配合量が１０質量部未満では、十分
な難燃性が発現しない場合があり、一方４００質量部を
超えると、樹脂組成物の強度が低下したり、混練できな
い場合がある。さらにこの樹脂組成物には必要に応じ
て、その他の滑剤、分散剤、可塑剤、難燃助剤、顔料な
どの各種添加剤を適宜添加してもよい。

【００１７】このような樹脂組成物の用途には特に制限
はなく、プリント配線基板の基板材料の他、プリント配
線基板上に設けられる絶縁保護被膜材料、電線の被覆材
料、建材、住設機材などに使用できるが、この樹脂組成
物は高温まで加熱された場合にも安定で耐熱性に優れ、
さらに絶縁性、表面平滑性、強度などにも優れるため、
特にプリント配線基板の基板材料への使用に適してい
る。プリント配線基板の基板材料に使用する場合には、
例えば、樹脂成分として、電気的性能や耐熱性に優れた
不飽和ポリエステル樹脂や、ビスフェノールＡ型エポキ
シ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹
脂などのエポキシ樹脂を硬化剤とともに使用し、この樹
脂成分に水酸化アルミニウムと、必要に応じてその他の
添加剤とを配合して樹脂組成物とする。ついで、この樹
脂組成物をガラスクロス、アラミドクロス、紙、ガラス
不織布などの基材と組み合わせて板状のプリプレグと
し、これを硬化させ、得られた硬化板を銅張積層板や、
多層用積層板に使用する。そして、これらの積層板に回
路を形成し、各種電子部品をはんだ付けで接続すること
によって、プリント配線基板を製造できる。

【００１８】このような樹脂組成物は、結合水数が１．
８〜２．７で、平均粒子径が０．３〜４．５μｍである
水酸化アルミニウムを含有するので、難燃性と耐熱性が
優れる。よって、この樹脂組成物をプリント配線基板の
基板材料として使用して、これに鉛フリーはんだで電子
部品を接続し、基板温度がはんだ熱によって２５０〜２
６０℃程度に上昇しても、水酸化アルミニウムの結合水
の脱水による発泡が起こらず、基板表面にフクレが生じ
ない。また、この樹脂組成物の成形品は表面平滑性や強
度にも優れる。よって、難燃性と耐熱性をともに有し、
表面が滑らかで、はんだ付けなどの後工程がしやすく、
外観に優れ、強度も良好なプリント配線基板用の積層板
を製造できる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。［実施例１〜５および比較例１〜３］ギブサイト型水酸
化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｈ₂Ｏ、平均粒子径１μ
ｍ）を加熱処理して、結合水数が１．５、１．８、２．
０、２．２、２．５、２．７、２．９、３．０を有し、
平均粒子径が１μｍである、表１に示す水酸化アルミニ
ウムを製造した。加熱処理は電気炉を使用した静置式加
熱方法で行い、原料のギブサイト型水酸化アルミニウム
を表１に示す各温度で６時間保持した。ついで、加熱処
理後の各水酸化アルミニウムをそれぞれヘンシェルミキ
サーに投入し、さらにこの水酸化アルミニウムに対し
て、２質量％のエポキシシランカップリング処理剤（日
本ユニカー製Ａ−１８７、化学名：γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン）を噴霧し、１１０℃で１
時間加熱混合することにより、シランカップリング処理
を行い、結合水数が異なる８種の水酸化アルミニウムを
製造した。また、得られた水酸化アルミニウムのＢＥＴ
比表面積を、湯浅アイオニクス（株）製マルチソーブ
１２で測定した結果を表１に示す。得られた各水酸化ア
ルミニウム１００質量部に対して、樹脂成分として大日
本インキ化学工業社製のポリライトＴＰ−１２３（不飽
和ポリエステル樹脂）を１００質量部と、硬化剤である
日本油脂社製パーメックＮを１．５質量部配合し、樹脂
組成物を製造した。得られた樹脂組成物でテストピース
を成形し、テストピースについて以下の評価を行った。
評価結果を表１に示す。また、実施例３と比較例１の水
酸化アルミニウムについて、示差熱天秤装置（理学電機
株式会社製、ＴＡＳ１００）で熱分析し、重量減少開始
温度および吸熱開始温度を測定した。なお、熱分析の条
件は、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、温度範囲０〜４００℃
で行った。

【００２０】（１）耐熱性評価２８０℃の溶融したＳｎ−Ｃｕ系はんだ中に、テストピ
ースを１０分間浸漬し、テストピースにフクレが生じる
かどうか目視で確認した。評価には、１０ｍｍ×１２０
ｍｍ×６ｍｍの大きさのテストピースを使用した。表中
略号は以下を示す。 ○：フクレ無し ×：フクレ有り（２）難燃性評価ＪＩＳＫ７２０１に準拠して、酸素指数を測定した。
酸素指数が大きいほど難燃性に優れているが、例えばプ
リント配線基板の基板に必要とされる指数は２５ｖｏｌ
％以上である。

【００２１】

【表１】

【００２２】［実施例６〜７および比較例４〜５］平均
粒子径が２．２、４．５、６．３、１０．５μｍのギブ
サイト型水酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｈ₂Ｏ）を
使用した以外は実施例３と同様にして、結合水が２．２
であって、平均粒子径がそれぞれ２．２、４．５、６．
３、１０．５μｍである表２に示す水酸化アルミニウム
を製造した。なお、使用したギブサイト型水酸化アルミ
ニウムのＢＥＴ比表面積を、湯浅アイオニクス（株）製
マルチソーブ１２で測定した結果を表２に示す。得ら
れた各水酸化アルミニウムを使用して、実施例１と同様
に樹脂組成物を製造しテストピースを得て以下の評価を
行った。また、実施例３の樹脂組成物についても同様に
評価した。評価結果を表２に示す。（３）表面平滑性評価スガ試験機（株）のＳＭカラーコンピューター型式Ｓ
Ｍ−４−ＣＨ−ＧＶ４を使用し、入射角６０°で光沢度
グロスを測定した。評価には、５０ｍｍ×５０ｍｍ×６
ｍｍの大きさのテストピースを使用した。

【００２３】

【表２】

【００２４】［実施例８〜９］実施例８についてはシラ
ンカップリング処理を加熱処理前に行った以外は実施例
３と同様にして結合水数が２．２の水酸化アルミニウム
を製造し、実施例９についてはシランカップリング処理
を行わない以外は実施例３と同様にして結合水数が２．
２の水酸化アルミニウムを製造し、それぞれテストピー
スを得て以下の評価を行った。また、実施例３の樹脂組
成物についても同様に評価した。評価結果を表３に示
す。（４）曲強度測定法ＪＩＳＫ６９１１に準拠して測定した。測定には、１
０ｍｍ×１２０ｍｍ×６．５ｍｍの大きさのテストピー
スを使用し、スパン１００ｍｍ、クロスヘッドスピード
１０ｍｍ／ｍｉｎで３点曲試験を行った。測定装置に
は、インストロン・ジャパンco.ltd.製インストロン
万能試験機ＭＯＤＥＬ１１８５を使用した。

【００２５】

【表３】

【００２６】比較例１の水酸化アルミニウムでは重量減
少開始温度が１６８℃で吸熱開始温度が２００℃である
のに対し、実施例３の水酸化アルミニウムでは重量減少
開始温度が２０２℃で吸熱開始温度が２２８℃であり、
実施例３の水酸化アルミニウムは比較例１の水酸化アル
ミニウムに比べて熱安定性が優れていることがわかっ
た。また、表１〜３から明らかなように、結合水数が
１．８〜２．７で、平均粒子径が０．３〜４．５μｍの
範囲である実施例の水酸化アルミニウムは、耐熱性、難
燃性、表面平滑性がいずれも優れていたのに対し、比較
例１および２の水酸化アルミニウムは難燃性には優れて
いるが耐熱性が不十分で、比較例３の水酸化アルミニウ
ムは耐熱性には優れているが難燃性が不十分であった。
また比較例４および５の水酸化アルミニウムは表面平滑
性が不十分であった。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の水酸化アル
ミニウムは、化学式Ａｌ₂Ｏ₃・ｎＨ₂Ｏ（式中、ｎは
１．８〜２．７である。）で示され、平均粒子径が０．
３〜４．５μｍであるので、従来のＳｎ−Ｐｂ系よりも
融点が高い鉛フリーはんだのはんだ熱によって、高温に
加熱されても、安定であり、かつ、樹脂組成物へ配合し
た場合に十分な難燃性を付与でき、組成物の表面平滑性
や強度も良好とすることができる。さらに、粒子表面が
シランカップリング処理されることにより、強度や樹脂
組成物中での分散性により優れたものとなる。また、本
発明の樹脂組成物はこの水酸化アルミニウムと樹脂成分
を含み、難燃性と耐熱性が優れ、表面平滑性、強度の良
好な成形品を成形できるため、特にプリント配線基板の
基板材料に最適である。

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月２９日（２００１．１１．
２９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の水酸化アルミニウムは、１モルのアルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）に対して、平均値で１．８〜２．７の結合水
（Ｈ₂Ｏ）が水和しているものである。ここで、結合水
の数は次の方法で求める。まず、一定重量の水酸化アル
ミニウムを１１０℃で２時間加熱処理し、この加熱処理
による重量減少率ΔＷ₁（％）を求める。一方、一定重
量の水酸化アルミニウムを１１００℃で１時間加熱処理
し、この加熱処理による重量減少率ΔＷ₂（％）を別途
求める。このようにして測定された重量減少率ΔＷ₁お
よびΔＷ₂を下記式（１）に代入することによって、１
モルのアルミナに対して結合している結合水数Ｎを算出
できる。Ｎ＝｛（ΔＷ ₂ −ΔＷ ₁ ）／Ｍ _H ｝／｛（１００−ΔＷ ₂ ）／Ｍ _A｝…（１）ここでΔＷ₁ は、水酸化アルミニウムに吸着している吸
着水の脱離による重量減少率であり、ΔＷ₂ は吸着水の
脱離による重量減少と結合水の脱水による重量減少率の
和である。また、Ｍ_AはＡｌ₂Ｏ₃の分子量で、Ｍ_HはＨ
₂Ｏの分子量である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4G076 AA10 AC01 BF06 CA02 CA26 DA05 4J002 BB021 BB061 BB071 BB111 BD031 BF011 CC03 CD001 CF001 CF211 CH091 CM041 CN031 CP031 DE146 FB096 FB106 FB136 FB146 FB156 FD136 GQ00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】化学式Ａｌ₂Ｏ₃・ｎＨ₂Ｏ（式中、ｎは
１．８〜２．７である。）で示され、平均粒子径が０．
３〜４．５μｍであることを特徴とする水酸化アルミニ
ウム。
【請求項２】粒子表面が、シランカップリング処理さ
れたことを特徴とする請求項１に記載の水酸化アルミニ
ウム。
【請求項３】化学式Ａｌ₂Ｏ₃・ｎＨ₂Ｏ（式中、ｎは
１．８〜２．７である。）で示され、平均粒子径が０．
３〜４．５μｍである水酸化アルミニウムを製造する方
法であって、化学式Ａｌ₂Ｏ₃・３Ｈ₂Ｏで示される水酸化アルミニウ
ムを加熱処理する加熱工程を有することを特徴とする水
酸化アルミニウムの製造方法。
【請求項４】水酸化アルミニウムをシランカップリン
グ処理するシランカップリング処理工程を、加熱工程前
に有することを特徴とする請求項３に記載の水酸化アル
ミニウムの製造方法。
【請求項５】水酸化アルミニウムをシランカップリン
グ処理するシランカップリング処理工程を、加熱工程後
に有することを特徴とする請求項３に記載の水酸化アル
ミニウムの製造方法。
【請求項６】請求項１または２に記載の水酸化アルミ
ニウムと、樹脂成分とを含むことを特徴とする樹脂組成
物。
【請求項７】請求項６に記載の樹脂組成物が使用され
ていることを特徴とするプリント配線基板。
【請求項８】基板に電子部品が鉛フリーはんだで接続
されていることを特徴とする請求項７に記載のプリント
配線基板。