JP2002285003A

JP2002285003A - フィラー含有スラリー組成物

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Publication number: JP2002285003A
Application number: JP2001085650A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Sakai; 酒井　　武信; San Abe; 賛安部; Takeshi Yo; 武楊
Original assignee: Toyota Motor Corp; Admatechs Co Ltd
Current assignee: Toyota Motor Corp; Admatechs Co Ltd
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2002-10-03
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP3920582B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フィラーとなる酸化物微粒子の形状およびマ
トリクス樹脂中への投入の態様を適正なものとすること
により、マトリクス樹脂中にフィラーを均一に分散可能
なフィラー含有スラリー組成物を提供する。【解決手段】フィラーを略真球状の酸化物微粒子と
し、そのフィラーを有機溶媒に分散してフィラー含有ス
ラリー組成物を構成する。フィラーの濃度が高くても低
粘性であることから、マトリクス樹脂との混合作業にお
ける作業性が良好となり、また、マトリクス樹脂中への
均一なフィラーの分散が可能になる。フィラーに表面処
理を施す、あるいは、さらにフィラーの沈降防止剤を添
加することで、マトリクス樹脂中へのより均一な分散が
達成され、また、スラリー組成物自体の保存特性がより
良好となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形の際、詳
しくは溶媒に溶解した樹脂をその溶媒を飛散させること
によって樹脂成形物を成形する際に用いられ、マトリク
ス樹脂中にフィラーを分散させるためのフィラー含有ス
ラリー組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機溶媒に溶解させた樹脂を用い、例え
ば塗工等を行うことで、被膜状の樹脂成形物を得るとい
った樹脂成形方法は、種々の目的、用途において、一般
的に実施されている。かかる樹脂成形物を得る場合、そ
の成形物の機械的強度、耐熱性、非吸湿性等の特性を向
上させるために、マトリクスとなる樹脂中に、酸化物微
粒子のフィラーを分散充填させることもよく行われてい
る。

【０００３】酸化物粒子フィラーをマトリクス樹脂に分
散させる場合、従来は、有機溶媒で溶解した樹脂に直接
酸化物粒子フィラーを投入し、これを三本ロール等の混
練機によって混練するといった方法が採用されている。
しかし、かかる方法では、フィラーの粒子が小さい場
合、充分に分散させることが困難で、どうしてもフィラ
ー粒子が凝集する凝集塊が存在してしまうというい問題
があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、鋭意研究
の結果、フィラーとなる酸化物微粒子の形状およびマト
リクス樹脂中への投入の態様を適正なものとすることに
より、マトリクス樹脂に酸化物微粒子フィラーを分散さ
せる際の上記凝集塊の問題を解決し得るとの知見を得
た。本発明は、その知見に基づいてなされたものであ
り、マトリクス樹脂中にフィラーを均一に分散可能なフ
ィラー含有スラリー組成物を提供することを課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のフィラー含有ス
ラリー組成物は、マトリクス樹脂中にフィラーを分散さ
せてなる樹脂成形物を成形する際に用いられ、該フィラ
ーを含有するフィラー含有スラリー組成物であって、前
記フィラーは略真球状の酸化物微粒子であり、該フィラ
ーを有機溶媒に分散してなることを特徴とする。

【０００６】つまり、本発明のフィラー含有スラリー組
成物を用いれば、フィラーを直接マトリクス樹脂に添加
するのではなく、フィラーを一旦有機溶媒に分散させた
スラリーの形態でマトリクス樹脂と混合させることがで
き、凝集塊が存在せず、マトリクス樹脂への均一なフィ
ラーの分散が可能となる。そして、本発明のフィラー含
有スラリー組成物では、フィラーに真球あるいは極めて
真球に近い形状の微粒子を採用することで、マトリクス
樹脂中への均一な分散がより確実なものとなる。また、
略真球状の微粒子フィラーを分散させたスラリーは、フ
ィラーの分散濃度が高くてもその粘性を低く抑えること
が可能でることから、マトリクス樹脂との混合作業にお
ける作業性が良好となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に本発明のフィラー含有スラ
リー組成物の実施形態について詳しく説明する。

【０００８】〈フィラー〉本発明のフィラー含有スラリ
ー組成物におけるフィラーは、酸化物粒子である。粒子
を構成する酸化物は、その種類を特に限定するものでは
なく、ＳｉＯ₂（シリカ）、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）、Ｔ
ｉＯ₂（チタニア）、ＺｒＯ₂（ジルコニア）等の単一金
属の酸化物を始めとして、ＳｉＯ₂−Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂
−ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂−ＺｒＯ₂等の複合酸化物を用いれ
ばよい。あるいは、フィラーは１種の酸化物粒子で構成
するだけでなく、２種以上の酸化物粒子を混合した混合
物として構成するものであってもよい。

【０００９】フィラーを分散させる樹脂組成物の機械的
強度、耐熱性の向上といった目的で使用する場合、比較
的安価なことをを考慮すれば、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃これ
らの複合酸化物を用いることが望ましい。また、最も安
価であり、酸およびアルカリによる腐食に強く化学的に
安定であり、さらに電子部品等の用途に供される場合に
要求される低誘電率であること等を考慮すれば、フィラ
ーはＳｉＯ₂の微粒子とすることが望ましい。

【００１０】本発明のフィラー含有スラリー組成物にお
けるフィラーは、略真球状の粒子形状をなす。略真球状
とは、真球あるいは極めて真球に近い球であり、具体的
には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察の結果、
観測される長径に対する短径の比が、０．７以上となる
ような球形の粒子を意味する。かかる粒子がその数にお
いて全粒子の９５％以上となるような粉末を用いて本発
明のスラリー組成物を調製すればよい。

【００１１】略真球状の酸化物微粒子の合成は、その方
法を特に限定するものではないが、ＶＭＣ（Vaperized
Metal Combution）法によって合成されたものであるこ
とが望ましい。ＶＭＣ法とは、酸素を含む雰囲気内にお
いてバーナーにより化学炎を形成し、この化学炎中に目
的とする酸化物微粒子の一部を形成する金属粉末を粉塵
雲が形成される程度の量投入し、爆燃を起こさせて酸化
物微粒子を合成する方法である。

【００１２】ＶＭＣ法の作用について説明すれば以下の
ようになる。まず容器中に反応ガスである酸素を含有す
るガスを充満させ、この反応ガス中化学炎を形成する。
次いでこの化学炎に金属粉末を投入し高濃度（５００ｇ
／ｍ³以上）の粉塵雲を形成する。すると、化学炎によ
り金属粉末表面に熱エネルギが与えられ、金属粉末の表
面温度が上昇し、金属粉末表面から金属の蒸気が周囲に
広がる。この金属蒸気が酸素ガスと反応して発火し火炎
を生じる。この火炎により生じた熱は、さらに金属粉末
の気化を促進し、生じた金属蒸気と反応ガスが混合さ
れ、連鎖的に発火伝播する。このとき金属粉末自体も破
壊して飛散し、火炎伝播を促す。燃焼後に生成ガスが自
然冷却されることにより、酸化物微粒子の雲ができる。
得られた酸化物微粒子は、電気集塵器等により帯電させ
て捕獲することができる。

【００１３】ＶＭＣ法は粉塵爆発の原理を利用するもの
であり、瞬時に大量の酸化物微粒子が得られ、その微粒
子は、略真球の形状をなす。例えば、ＳｉＯ₂微粒子を
得る場合にはＳｉ粉末を投入、Ａｌ₂Ｏ₃微粒子を得る場
合にはＡｌ粉末を投入すればよい。投入する粉末の粒子
径、投入量、火炎温度等を調整することにより、微粒子
の粒径を調整することが可能であり、０．００１〜０．
１μｍというサブミクロンオーダーの粒径を持つ超微粒
子をも容易に合成可能である。

【００１４】本発明のフィラー含有スラリー組成物にお
けるフィラーは、その粒径を特に限定するものではな
い。目的とする樹脂組成物の特性に応じ、種々の平均粒
径の酸化物微粒子粉末を採用することができる。一般的
には、平均粒径において、０．００５〜１０μｍ程度の
酸化物微粒子粉末を用いて、スラリー組成物を調製すれ
ばよい。本スラリー組成物の利点がマトリクス樹脂中へ
の均一な分散であることに鑑みれば、０．０５〜５μｍ
の平均粒径を有する超微粒子粉末をフィラーに採用する
場合に、その利点を充分に活用することが可能となる。

【００１５】〈有機溶媒〉本発明のフィラー含有スラリ
ー組成物において、上記フィラーを分散させる有機溶媒
は、その種類を限定するものではない。目的とする樹脂
組成物の成形においてマトリクス樹脂を溶解させる溶媒
に応じ適切なものを選択して採用すればよい。例えば、
アセトン、メチルセロソルブ、ＤＭＳＯ、ＤＭＦ、Ｎ−
メチル−２ピロリドン、ＭＥＫ、シクロヘキサノン、酢
酸エチル、ＴＨＦ、ＩＰＡ、エーテル、塩化メチレン、
キシレンといった一般的な有機溶媒の他、エポキシ希釈
剤、スチレン、アクリルモノマー、酸無水物等が使用で
き、その適用範囲は広い。

【００１６】〈スラリーの調製〉本発明のフィラー含有
スラリー組成物を調製する場合、フィラーとなる上記酸
化物微粒子の粉末を、上記有機溶媒に分散して行えばよ
い。分散は、三本ロール、ボールミル、超音波分散機、
各種ミキサー、ニーダー等の機器を使用して行えばよ
い。なお、スラリー組成物の変性を防ぐため、窒素雰囲
気下等の非酸化性雰囲気下で調製を行うことが望まし
い。

【００１７】調製したスラリー組成物の粘性も、調製の
一つの目安となる。粘度が低ければ、スラリー組成物中
のフィラーの含有割合が少なく、同じ量のスラリーを得
るために多くのスラリー組成物を要することになり、調
製したスラリー組成物の輸送等の効率を悪化させる一因
となる。逆に、粘度が高すぎる場合は、マトリクス樹脂
への分散作業の際の作業性が悪化する。

【００１８】適正な粘度は、Ｅ型粘度計を用いて、２５
℃で行った測定において、１０〜２０００ｃｐｓとなる
範囲であることが望ましい。なお、簡易的に粘度を測定
する方法として、２５ｍＬのメスピペットからスラリー
組成物が自由落下して流出する時間を測定する方法を採
用してもよく、その値によれば、２５〜５０秒間でスラ
リー組成物が完全に流出するような範囲に調製すること
が望ましい。

【００１９】なお、後に詳しく説明するが、保存時にお
けるフィラーの沈降、ケーキ（沈殿凝集体）の形成をよ
り充分に抑制するためには、沈降防止剤を添加するのが
望ましい。この場合、スラリーの粘度は若干高めとな
り、上記範囲内において、Ｅ型粘度計による粘度で、１
００ｃｐｓ以上、メスピペットによる方法によれば、３
５秒間以上で完全に流出するような粘度に調製すること
で、ケーキの形成は殆どなくなる。

【００２０】上述したような作業性、保存性等を考慮す
る場合、スラリー組成物中のフィラーの含有割合は、具
体的には、スラリー全体を１００ｗｔ％とする場合に、
３０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下とすることが望ましい。
より良好な上記作業性を達成するためには、９０ｗｔ％
以下とすることがより望ましい。また、本発明のフィラ
ー含有スラリー組成物では、略真球状の粒子フィラーを
採用するため、その粘性は他の粒子フィラーを採用する
場合に比べて低い。したがって、フィラーの含有割合を
高めることができ、その点から５０ｗｔ％以上とするこ
とがより好ましく、７０ｗｔ％以上の極めて高濃度なス
ラリー組成物であっても、充分なる作業性が担保され
る。

【００２１】〈フィラーの表面処理〉本発明のフィラー
含有スラリー組成物では、含有するフィラーは、マトリ
クス樹脂との密着性を向上させるための表面処理が施さ
れていることが望ましい。このような表面処理を施した
フィラーの場合、成形された樹脂組成物の機械的強度等
の特性がより良好なものとなる。さらにこのような表面
処理を施した場合、スラリーの長期保存においても、フ
ィラーの沈降、ケーキ（沈殿凝集体）の発生が抑制され
ることとなり、保存特性に優れたスラリー組成物とな
る。この理由は、フィラー表面に処理剤が存在すること
によってフィラーどうしの凝集が妨げられることによる
ものと考えられる。

【００２２】上記表面処理は、カップリング剤、界面活
性剤、極性基を有する樹脂から選ばれる少なくとも１種
を処理剤に用いて行われていることが望ましい。かかる
処理剤によれば、マトリクス樹脂との充分なる密着性が
確保され、また、保存においてフィラーの沈降、ケーキ
の発生が充分に抑制される。具体的には、カップリング
剤としては、シラン系、チタネート系、アルミネート
系、ジルコネート系のものが、界面活性剤としては、カ
チオン、アニオン、両性、中性のものが、極性基を有す
る樹脂としては、フェノール樹脂、ポリアミク酸、水酸
基を有する樹脂、カルボン酸基およびその塩のうちの少
なくともいずれかを含有する樹脂、スルホン酸およびそ
の塩のうちの少なくともいずれかを含有する樹脂、アミ
ド基を有する樹脂、アミノ基を有する樹脂が、それぞれ
挙げられ、これらのうちの１種を用いて処理すること
も、また２種以上で複合処理することも可能である。フ
ィラーの種類、マトリクス樹脂の種類等に応じ適切なも
のを選択すればよい。

【００２３】表面処理は、それぞれの処理剤について通
常一般に行われる方法に従って行えばよい。例えば、シ
ラン系のカップリング剤の場合、カップリング剤に水を
加えて加水分解させた後、アルコールと酢酸等の触媒を
加え、溶媒に溶解させて溶液を調製し、この溶液にフィ
ラーを浸漬させて表面処理を行えばよい。

【００２４】予め表面処理を行ったフィラーを用いて本
発明のフィラー含有スラリー組成物を調製するものであ
ってもよく、また、表面処理剤によっては、スラリー組
成物の調製時に同時に行うものであってもよい。

【００２５】〈沈降防止剤〉本発明のフィラー含有スラ
リー組成物は、フィラーの沈降を防止するための沈降防
止剤を添加することが望ましい。本発明のフィラー含有
スラリー組成物は、フィラーに略真球状の酸化物微粒子
を用いており、また、上記表面処理が施されていれば特
に、長期保存におけるフィラーの沈降によるフィラーの
凝集、ケーキの形成は抑制されている。沈降防止剤を添
加することにより、このフィラーの凝集、ケーキの形成
の防止をより確実なものとすることが可能になる。この
沈降防止剤は、スラリー組成物の粘性を調整すること
で、詳しくは粘度を若干上げることにより、ケーキ形成
の抑制を図るものである。

【００２６】沈降防止剤は、マトリクス樹脂を構成する
一部の樹脂を用いることができる。具体的には、エポキ
シ樹脂、フェノール樹脂、ビスマレーイミドトリアジン
（ＢＴ）樹脂、シアノエステル樹脂、ポリアミク酸、無
水マレー酸共重合体およびその誘導体から選ばれる少な
くとも１種であることが望ましい。マトリクス樹脂との
兼ね合いで適切なものを採用すればよい。沈降防止剤
は、スラリー組成物の調製時に添加し、有機溶媒に溶解
させればよい。なお、沈降防止剤の添加量は、上述した
ように、スラリー組成物の粘度を目安とし、適切な量を
決定すればよい。

【００２７】〈マトリクス樹脂中への分散および成形物
の成形〉本発明のフィラー含有スラリー組成物は、樹脂
成形物の成形においてマトリクス樹脂中にフィラーを分
散させる用途に供される。具体的には、マトリクス樹脂
を有機溶媒に溶解した溶液中に、本スラリー組成物を添
加し、均一に混合すればよい。かかる簡便な作業によ
り、マトリクス樹脂中に均一にフィラーが分散した樹脂
成形物を成形可能なフィラー含有樹脂が調製できる。

【００２８】マトリクス樹脂はその種類を限定するもの
ではなく、本発明のフィラー含有スラリー組成物は、熱
硬化性あるいは熱可塑性樹脂に幅広く適用可能である。
利用可能なマトリクス樹脂を具体的に例示すれば、エポ
キシ樹脂、ポリイミド、シアノエステル樹脂、ＢＴ樹
脂、ポリオレフィン等を挙げることができる。

【００２９】フィラーを分散させて調整された上記樹脂
は、例えば、スプレー、ロールコータ、スピンコータ、
キャスティング、ディッピング等の方法によりコーティ
ングし、溶媒を蒸散させた後、硬化させ、被膜状の樹脂
成形物とすることができる。これら被膜状の樹脂成形物
は、電子部品、接着剤、耐熱膜、保護膜等の種々の用途
に供することができる。

【００３０】〈他の実施形態の許容〉以上、本発明のフ
ィラー含有スラリー組成物の実施形態について説明した
が、上記実施形態は例示に過ぎず、本発明のフィラー含
有スラリー組成物は、決して上記実施形態に限定される
ものではない。本発明のフィラー含有スラリー組成物
は、上記実施形態を始めとして、当業者が行い得る種々
の改良、変更を施した態様で実施することができる。

【００３１】

【実施例】〈スラリー組成物の物性評価〉上記実施形態
に基づく種々のスラリー組成物を調整し、それぞれの物
性を評価した。また、比較のため、不定形状の酸化物微
粒子からなるフィラーを分散させたスラリー組成物をも
調整し、この物性についても評価した。以下にこれらに
ついて示す。

【００３２】（１）調整したスラリー組成物（ａ）＃１１のスラリー組成物フィラーとしてＶＭＣ法で合成した平均粒径０．５μｍ
のＳｉＯ₂真球粒子（アドマテックス製：アドマファイ
ンＳＯ−Ｃ２）を用い、有機溶媒としてアセトンを用い
たスラリー組成物である。まず、上記ＳｉＯ₂真球粒子
１００重量部とアセトン５０重量部とを攪拌機で予備混
合して粗スラリーを調製し、次いで、この粗スラリーを
分散機にて分散させ、フィラーが均一に分散したスラリ
ー組成物を調製した。

【００３３】（ｂ）＃２１のスラリー組成物表面処理を施したフィラーを用いたスラリー組成物であ
る。フィラーとしてＶＭＣ法で合成した平均粒径０．５
μｍのＳｉＯ₂真球粒子（アドマテックス製：アドマフ
ァインＳＯ−Ｃ２）を用い、有機溶媒としてアセトンを
用いたスラリー組成物である。上記＃１１のスラリー組
成物の場合と異なり、フィラーには、予めシランカップ
リング剤（信越化学製：ＫＢＭ−４０３）を処理剤に用
いた表面処理が施してある。まず、上記ＳｉＯ₂真球粒
子１００重量部とアセトン５０重量部とを攪拌機で予備
混合して粗スラリーを調製し、次いで、この粗スラリー
を分散機にて分散させ、フィラーが均一に分散したスラ
リー組成物を調製した。

【００３４】（ｃ）＃２２のスラリー組成物フィラーとしてＶＭＣ法で合成した平均粒径０．５μｍ
のＳｉＯ₂真球粒子（アドマテックス製：アドマファイ
ンＳＯ−Ｃ２）を用い、有機溶媒としてアセトンを用い
たスラリー組成物である。上記＃２１のスラリー組成物
の場合と同様、フィラーには、予めシランカップリング
剤（信越化学製：ＫＢＭ−４０３）を処理剤に用いた表
面処理が施してある。そしてさらに、上記＃２１のスラ
リーの場合と異なり、フィラーは、分級機により５μｍ
以上の粗大粒子を除去してある。まず、上記ＳｉＯ₂真
球粒子１００重量部とアセトン５０重量部とを攪拌機で
予備混合して粗スラリーを調製し、次いで、この粗スラ
リーを分散機にて分散させ、フィラーが均一に分散した
スラリー組成物を調製した。

【００３５】（ｄ）＃２３のスラリー組成物フィラーとしてＶＭＣ法で合成した平均粒径０．５μｍ
のＳｉＯ₂真球粒子（アドマテックス製：アドマファイ
ンＳＯ−Ｃ２）を用い、有機溶媒としてアセトンを用い
たスラリー組成物である。上記＃２１のスラリー組成物
の場合と同様、フィラーには、予めシランカップリング
剤（信越化学製：ＫＢＭ−４０３）を処理剤に用いた表
面処理が施してある。まず、上記ＳｉＯ₂真球粒子１０
０重量部とアセトン５０重量部とを攪拌機で予備混合し
て粗スラリーを調製し、次いで、この粗スラリーを分散
機にて分散させ、フィラーが均一に分散したスラリー組
成物を得た。そして、上記＃２１のスラリー組成物の場
合と異なり、さらに分級機で５μｍ以上の粗大粒子を除
去して調製した。

【００３６】（ｅ）＃２４のスラリー組成物フィラーの粒子径が上記＃２１のスラリー組成物と異な
るスラリー組成物である。フィラーとしてＶＭＣ法で合
成した平均粒径１．５μｍのＳｉＯ₂真球粒子（アドマ
テックス製：アドマファインＳＯ−Ｃ５）を用い、有機
溶媒としてアセトンを用いた。フィラーには、予めシラ
ンカップリング剤（信越化学製：ＫＢＭ−４０３）を処
理剤に用いた表面処理が施してある。そしてさらに、フ
ィラーは、分級機により５μｍ以上の粗大粒子を除去し
てある。まず、上記ＳｉＯ₂真球粒子１００重量部とア
セトン５０重量部とを攪拌機で予備混合して粗スラリー
を調製し、次いで、この粗スラリーを分散機にて分散さ
せ、フィラーが均一に分散したスラリー組成物を調製し
た。

【００３７】（ｆ）＃２５のスラリー組成物フィラーとしてＡｌ₂Ｏ₃粒子を用いたスラリー組成物で
ある。フィラーとしてＶＭＣ法で合成した平均粒径０．
７μｍのＡｌ₂Ｏ₃真球粒子（アドマテックス製：アドマ
ファインＡＯ−５０２）を用い、有機溶媒としてアセト
ンを用いた。フィラーには、予めシランカップリング剤
（信越化学製：ＫＢＭ−４０３）を処理剤に用いた表面
処理が施してある。そしてさらに、フィラーは、分級機
により５μｍ以上の粗大粒子を除去してある。まず、上
記Ａｌ₂Ｏ₃真球粒子１００重量部とアセトン５０重量部
とを攪拌機で予備混合して粗スラリーを調製し、次い
で、この粗スラリーを分散機にて分散させ、フィラーが
均一に分散したスラリー組成物を調製した。

【００３８】（ｇ）＃２６のスラリー組成物＃２１のスラリー組成物に対し、有機溶媒および表面処
理剤を変更したスラリー組成物である。フィラーとして
ＶＭＣ法で合成した平均粒径０．５μｍのＳｉＯ₂真球
粒子（アドマテックス製：アドマファインＳＯ−Ｃ２）
を用い、有機溶媒としてキシレンを用いた。フィラーに
は、予めチタンカップリング剤（味の素製：ＫＲ−５
５）を処理剤に用いた表面処理が施してある。そしてさ
らに、フィラーは、分級機により５μｍ以上の粗大粒子
を除去してある。まず、上記ＳｉＯ ₂真球粒子１００重
量部とキシレン５０重量部とを攪拌機で予備混合して粗
スラリーを調製し、次いで、この粗スラリーを分散機に
て分散させ、フィラーが均一に分散したスラリー組成物
を調製した。

【００３９】（ｈ）＃２７のスラリー組成物フィラーの表面処理を行いつつ調製したスラリ組成物で
ある。フィラーとしてＶＭＣ法で合成した平均粒径０．
５μｍのＳｉＯ₂真球粒子（アドマテックス製：アドマ
ファインＳＯ−Ｃ２）を用い、有機溶媒としてアセトン
を用いた。フィラーは、分級機により５μｍ以上の粗大
粒子を除去してある。まず、上記ＳｉＯ ₂真球粒子１０
０重量部とアセトン５０重量部とフィラー表面処理剤と
してのイソブチレン無水マレイ酸共重合体（クラレ製：
イソバン−０４）２重量部とを攪拌機で予備混合して粗
スラリーを調製し、次いで、この粗スラリーを分散機に
て分散させ、フィラーが均一に分散したスラリー組成物
を調製した。

【００４０】（ｉ）＃３１のスラリー組成物フィラーの沈降防止剤を添加したスラリー組成物であ
る。フィラーとしてＶＭＣ法で合成した平均粒径０．５
μｍのＳｉＯ₂真球粒子（アドマテックス製：アドマフ
ァインＳＯ−Ｃ２）を用い、有機溶媒としてアセトンを
用いたスラリー組成物である。フィラーには、予めシラ
ンカップリング剤（信越化学製：ＫＢＥ−９０３）を処
理剤に用いた表面処理が施してある。そしてさらに、フ
ィラーは、分級機により５μｍ以上の粗大粒子を除去し
てある。窒素雰囲気下、まず、上記ＳｉＯ₂真球粒子１
００重量部とアセトン５０重量部とさらに沈降防止剤と
してのフェノールノボラック樹脂２０重量部とを攪拌機
で予備混合して粗スラリーを調製し、次いで、この粗ス
ラリーを分散機にて分散させ、フィラーが均一に分散し
たスラリー組成物を調製した。

【００４１】（ｊ）＃３２のスラリー組成物上記＃３１のスラリー組成物において沈降防止剤を変更
して調製したスラリー組成物である。フィラーとしてＶ
ＭＣ法で合成した平均粒径０．５μｍのＳｉＯ ₂真球粒
子（アドマテックス製：アドマファインＳＯ−Ｃ２）を
用い、有機溶媒としてアセトンを用いたスラリー組成物
である。フィラーには、予めシランカップリング剤（信
越化学製：ＫＢＥ−９０３）を処理剤に用いた表面処理
が施してある。そしてさらに、フィラーは、分級機によ
り５μｍ以上の粗大粒子を除去してある。窒素雰囲気
下、まず、上記ＳｉＯ₂真球粒子１００重量部とアセト
ン５０重量部とさらに沈降防止剤としてのビスフェノー
ル−Ａエポキシ樹脂２０重量部とを攪拌機で予備混合し
て粗スラリーを調製し、次いで、この粗スラリーを分散
機にて分散させ、フィラーが均一に分散したスラリー組
成物を調製した。

【００４２】（ｋ）＃３３のスラリー組成物上記＃３２のスラリー組成物において有機溶媒を変更し
て調製したスラリー組成物である。フィラーとしてＶＭ
Ｃ法で合成した平均粒径０．５μｍのＳｉＯ₂真球粒子
（アドマテックス製：アドマファインＳＯ−Ｃ２）を用
い、有機溶媒として反応性エポキシ希釈剤（Union Carb
ide Corp製：ＥＲＬ−４２２１)を用いたスラリー組成
物である。フィラーには、予めシランカップリング剤
（信越化学製：ＫＢＥ−９０３）を処理剤に用いた表面
処理が施してある。そしてさらに、フィラーは、分級機
により５μｍ以上の粗大粒子を除去してある。窒素雰囲
気下、まず、上記ＳｉＯ₂真球粒子１００重量部と反応
性エポキシ希釈剤５０重量部とさらに沈降防止剤として
のビスフェノール−Ａエポキシ樹脂２０重量部とを攪拌
機で予備混合して粗スラリーを調製し、次いで、この粗
スラリーを分散機にて分散させ、フィラーが均一に分散
したスラリー組成物を調製した。

【００４３】（ｌ）＃３４のスラリー組成物＃３１のスラリー組成物にに対し有機溶媒および沈降防
止剤を変更して調製したスラリー組成物である。フィラ
ーとしてＶＭＣ法で合成した平均粒径０．５μｍのＳｉ
Ｏ₂真球粒子（アドマテックス製：アドマファインＳＯ
−Ｃ２）を用い、有機溶媒としてＮ−メチル−２−ピロ
リドン（ＮＭＰ）を用いたスラリー組成物である。フィ
ラーには、予めシランカップリング剤（ユニチカ製：Ｈ
Ａ−１１６０）を処理剤に用いた表面処理が施してあ
る。そしてさらに、フィラーは、分級機により５μｍ以
上の粗大粒子を除去してある。窒素雰囲気下、まず、上
記ＳｉＯ₂真球粒子１００重量部と沈降防止剤としての
ポリアミク酸を４０ｗｔ％の濃度で溶解させたＮＭＰ溶
液４０重量部とを攪拌機で予備混合して粗スラリーを調
製し、次いで、この粗スラリーを分散機にて分散させ、
フィラーが均一に分散したスラリー組成物を調製した。

【００４４】（ｍ）＃４１のスラリー組成物比較のために調製したスラリー組成物である。フィラー
として粗粒の天然石英をボールミルで粉砕することによ
って得られた平均粒径０．７μｍのＳｉＯ₂粒子（粒子
形状は不定形をなしている）を用い、有機溶媒としてア
セトンを用いたスラリー組成物である。まず、上記Ｓｉ
Ｏ₂粒子１００重量部とアセトン５０重量部とを攪拌機
で予備混合して粗スラリーを調製した。次いで、この粗
スラリーを均一に分散させようとして分散機に投入しよ
うとしたが、祖スラリーがゲル状であったため、投入す
ることが不可能であった。

【００４５】（２）物性評価の方法以下のいくつかの試験を行って、調製した＃１１〜＃４
１のスラリー組成物の物性を評価した。まず、それぞれ
のスラリー組成物の粘性を評価した。それぞれのスラリ
ー組成物を２５ｍＬメスピペットに注入し、これを自由
落下させてメスピペットから完全に流出するまでの時間
を測定し、これを便宜的に粘度とした。次いで、それぞ
れのスラリー組成物をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）で
希釈し、スライドガラスに乗せ、光学顕微鏡で観察して
フィラーの凝集状態を調べた。さらに、スラリー組成物
全体の高さがＬ₀となるようにそれぞれのスラリー組成
物を沈降管に注入し、１ヶ月間静置した。静置後、フィ
ラー沈降面の高さつまり沈降したフィラーが存在する部
分の高さ（有機溶媒の上澄みを除く高さ）Ｌ₁および底
部に溜まったケーキ層の高さＬ₂を測定し、Ｌ₁／Ｌ₀、
Ｌ₂／Ｌ₀をもってして保存特性を評価した。

【００４６】（３）物性評価結果＃１１〜＃４１のそれぞれのスラリー組成物の構成を下
記表１に示し、上記試験の結果として、それぞれのスラ
リー組成物の物性値を下記表２に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】

【表２】

【００４９】上記表２から明らかなように、不定形の酸
化物微粒子フィラーを含有する＃４１のスラリー組成物
は、その粘性も高く、フィラーが凝集した状態となって
おり、マトリクス樹脂へのフィラーの分散作業における
作業性は極めて悪いものと考えられる。したがって、マ
トリクス樹脂中への均一なフィラーの分散は達成し得な
いものと考えられる。

【００５０】これに対し、真球状の酸化物微粒子フィラ
ーを含有する＃１１〜＃３４のスラリー組成物は、低粘
性であり、かつ、フィラーの凝集もないことから、マト
リクス樹脂へのフィラーの分散作業における作業性は極
めて良好であり、フィラーのマトリクス樹脂中への均一
な分散が達成できると結論付けられる。

【００５１】フィラーに表面処理を施した＃２１〜＃２
７のスラリー組成物は、表面処理を施していない＃１１
のスラリー組成物と比較して、フィラーの沈降が抑制さ
れ、ケーキの形成も少なく、良好な保存状態であること
が確認できる。そして、さらに、沈降防止剤を添加し
た、＃３１〜＃３４のスラリー組成物では、ケーキの形
成がまったく見られず、極めて良好な保存特性を示すこ
とが確認できる。

【００５２】〈樹脂成形物の特性評価〉上記スラリー組
成物の代表的なもの選択し、それを用いてマトリクス樹
脂中にリラーを分散させた。そして、その樹脂により実
際に被膜状の樹脂成形物を成形し、それらの物性を評価
した。以下にこれらについて示す。

【００５３】（１）成形した樹脂成形物（ａ）＃１１の樹脂成形物上記＃１１のスラリー組成物を用いて、フィラーをフェ
ノール樹脂およびエポキシ樹脂に分散させたフィラー含
有樹脂を調製し、このフィラー含有樹脂で成形した樹脂
成形物である。

【００５４】まず、当量配合したフェノール樹脂とエポ
キシ樹脂との混合物１００重量部と＃１１のスラリー組
成物１５０重量部とを混合し、さらにトリフェニルフォ
スフィン（ＴＰＰ）１重量部を添加し、充分に攪拌する
ことにより、フィラー含有樹脂を調製した。このフィラ
ー含有樹脂を剥離板上にキャスティングして厚さ０．５
ｍｍのフィルムを成形した。溶媒を蒸発させた後、この
フィルムを１８０℃の温度下３時間かけて硬化させ、樹
脂成形物を得た。

【００５５】（ｂ）＃３２の樹脂成形物上記＃３２のスラリー組成物を用いて、フィラーをフェ
ノール樹脂およびエポキシ樹脂に分散させたフィラー含
有樹脂を調製し、このフィラー含有樹脂で成形した樹脂
成形物である。

【００５６】まず、フェノールノボラック樹脂２０重量
部とエポキシ樹脂２０重量部と＃３２のスラリー組成物
１７０重量部とを混合し、さらにＴＰＰ１重量部を添加
し、充分に攪拌することにより、フィラー含有樹脂を調
製した。上記＃１１の樹脂組成物の場合と同様、このフ
ィラー含有樹脂を剥離板上にキャスティングして厚さ
０．５ｍｍのフィルムを成形し、溶媒を蒸発させた後、
このフィルムを１８０℃の温度下３時間かけて硬化さ
せ、樹脂成形物を得た。

【００５７】（ｃ）＃４１の樹脂成形物上記＃４１のスラリー組成物を用いて、フィラーをフェ
ノール樹脂およびエポキシ樹脂に分散させたフィラー含
有樹脂を調製し、このフィラー含有樹脂で樹脂成形物を
成形しようと試みた。

【００５８】まず、当量配合したフェノール樹脂とエポ
キシ樹脂との混合物１００重量部と＃４１のスラリー組
成物１５０重量部とを混合し、さらにＴＰＰ１重量部を
添加し、充分に攪拌することにより、フィラー含有樹脂
を調製した。得られたフィラー含有樹脂で樹脂成形物を
成形しようとしたが、この樹脂がゲル状となっていたた
め、同様の方法では樹脂成形物を成形することはできな
かった。

【００５９】（２）物性評価の方法以下のいくつかの試験を行って、成形した＃１１および
＃３２の樹脂成形物のの物性を評価した。まず、それぞ
れの樹脂成形物の吸湿性を調べた。測定サンプルを、８
５℃、８５％の相対湿度の条件下に７２時間放置した。
このときの重量変化測定し吸湿率を算出した。次いで、
それぞれの樹脂成形物の曲げ強度および曲げ弾性率を曲
げ試験機で測定した。さらに、ＴＭＡでそれぞれのガラ
ス転位点温度を求めた。

【００６０】（３）物性評価結果上記それぞれの試験の結果として、＃１１および＃３２
の樹脂組成物の各物性値、詳しくは、吸湿性、曲げ強
度、曲げ弾性率、ガラス転位点温度Ｔ_gを、下記表３に
示す。

【００６１】

【表３】

【００６２】上記表３から明らかなうように、＃１１お
よび＃３２の樹脂組成物両者とも、吸湿性、曲げ強度、
曲げ弾性率、ガラス転位点温度のいずれの物性値も良好
な値を示している。したがって、真球状の酸化物微粒子
をフィラーとするスラリー組成物を用いて樹脂組成物を
成形する場合、その樹脂組成物はその物性において優れ
ることが確認できる。さらに、＃３２の樹脂組成物の方
が各物性値ともより良好な値を示していることから、フ
ィラーに表面処理を施し、かつ、沈降防止剤を添加した
スラリー組成物を用いて樹脂を成形する場合の方が、フ
ィラーがより均一に分散するものと結論付けることがで
きる。

【００６３】

【発明の効果】本発明は、略真球状の酸化物微粒子をフ
ィラーとし、これを有機溶媒に分散させてなるフィラー
含有スラリー組成物である。このような構成とすること
で、本発明のフィラー含有スラリー組成物は、フィラー
の濃度が高くても低粘性であることから、マトリクス樹
脂との混合作業における作業性が良好となるという効果
が得られ、また、マトリクス樹脂中への均一なフィラー
の分散がより確実になるという効果が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安部賛愛知県西加茂郡三好町大字明知字西山１株式会社アドマテックス内 (72)発明者楊武愛知県西加茂郡三好町大字明知字西山１株式会社アドマテックス内Ｆターム(参考） 4J002 BG101 BH011 CC031 CD001 CM041 DE096 DE136 DE146 DJ016 FB086 FB096 FB166 FB266 FD016 GH01 HA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス樹脂中にフィラーを分散させ
てなる樹脂成形物を成形する際に用いられ、該フィラー
を含有するフィラー含有スラリー組成物であって、前記フィラーは略真球状の酸化物微粒子であり、該フィ
ラーを有機溶媒に分散してなるフィラー含有スラリー組
成物。
【請求項２】前記フィラーは、ＶＭＣ（Vaperized Me
tal Combution）法によって合成されたものである請求
項１に記載のフィラー含有スラリー組成物。
【請求項３】前記フィラーは、マトリクス樹脂との密
着性を向上させるための表面処理が施されている請求項
１または請求項２に記載のフィラー含有スラリー組成
物。
【請求項４】前記表面処理は、カップリング剤、界面
活性剤、極性基を有する樹脂から選ばれる少なくとも１
種を処理剤に用いて行われている請求項３に記載のフィ
ラー含有スラリー組成物。
【請求項５】前記フィラーは、シリカである請求項１
ないし請求項４のいずれかに記載のフィラー含有スラリ
ー組成物。
【請求項６】前記フィラーの沈降を防止するための沈
降防止剤が添加されている請求項１ないし請求項５のい
ずれかに記載のフィラー含有スラリー組成物。
【請求項７】前記沈降防止剤は、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、ビスマレーイミドトリアジン樹脂、シアノ
エステル樹脂、ポリアミク酸、無水マレー酸共重合体お
よびその誘導体から選ばれる少なくとも１種である請求
項６に記載のフィラー含有スラリー組成物。
【請求項８】スラリー全体を１００ｗｔ％とする場合
に、３０ｗｔ％以上９５ｗｔ％以下の割合で前記フィラ
ーが含有する請求項１ないし請求項７のいずれかに記載
のフィラー含有スラリー組成物。