JP2005041967A - Manufacturing process of carbon black for blend in composition and thermosetting resin composition - Google Patents

Manufacturing process of carbon black for blend in composition and thermosetting resin composition Download PDF

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JP2005041967A JP2003202175A JP2003202175A JP2005041967A JP 2005041967 A JP2005041967 A JP 2005041967A JP 2003202175 A JP2003202175 A JP 2003202175A JP 2003202175 A JP2003202175 A JP 2003202175A JP 2005041967 A JP2005041967 A JP 2005041967A
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Yasushi Tominaga
康 富永
Yasuo Zushi
康夫 頭師
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing process of carbon black for blend in compositions the aggregate of which is efficiently dispersed and not liable to re-aggregate and a thermosetting resin composition blended with the carbon black. <P>SOLUTION: The manufacturing process of carbon black for blend in compositions comprises dispersing carbon black with an impact crusher and coating the surface of the carbon black with a coupling agent. The thermosetting resin composition contains a thermosetting resin, an inorganic filler and the carbon black for blend in compositions obtained by the manufacturing process. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組成物配合用カーボンブラックの製造方法、及び、これを配合してなる熱硬化性樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
カーボンブラックは、天然ガスやクレオソート油などの原料油を噴霧状又は蒸気状として高温炉に供給して製造される微粒子であり、ゴム材料に配合して機械的強度を補強するほか、新聞インキ、一般印刷インキ、塗料などに着色剤として配合されて使用されている。また、成形材料、封止材料等の樹脂組成物に、着色剤としてのほか、特定の機能を付与するために用いられる場合もある。
【0003】
このカーボンブラックが配合される上記樹脂組成物の一つとして、ダイオード、トランジスタ、集積回路(IC)等の電子部品の封止に用いられる熱硬化性樹脂組成物が挙げられる。例えば、集積回路部品の封止においては、電気的特性や耐湿性に優れるエポキシ樹脂組成物が用いられている。
【0004】
このような熱硬化性樹脂組成物には、着色剤として、あるいは特定のレーザーに対する捺印性を付与するために、上記のカーボンブラックが用いられている。カーボンブラックは少量の配合でこのような効果を付与することができる。
しかし近年、集積回路の高集積化に伴い、半導体チップの大型化とともにパッケージは小型化、薄型化が進行している。この結果、パッケージはファインピッチ化が進み、インナーリード間やワイヤー間が狭ピッチ化したものが増加している。
【0005】
カーボンブラック単粒子の平均粒子径は、通常100nm以下であるが、このような単粒子の状態で存在することは稀であり、通常、化学的結合によりストラクチャーと呼ばれる鎖状構造の一次凝集体を形成することが知られている。この一次凝集体の結合力は非常に強いため、カーボンブラックの実質的な最小分散径はストラクチャー単位であると考えられている。
この一次凝集体の大きさは、通常1μm以下であるが、カーボンブラックはさらに、この一次凝集体が物理的結合により、二次凝集体、三次凝集体を形成する。この大きさは数μm〜数百μm、あるいはそれ以上の大きさに成長することがある。このため、ファインピッチ化したパッケージ内において、リード間や金ワイヤー間にこのような凝集体の大きなものが存在すると、カーボンブラックの有する導電性のために、リーク不良、ショート不良などによりパッケージの絶縁信頼性が低下するという問題があった。
【0006】
このような問題に対して、例えば、熱硬化性樹脂組成物に配合する無機充填材とカーボンブラックとを混合したものに撹拌エネルギーを与えて、予めカーボンブラックの凝集体を一定以下の大きさまで分散させ、この後、他の成分と混合して熱硬化性樹脂組成物を得る方法がある(例えば、特許文献1参照。)。あるいは、配合される樹脂成分とカーボンブラックとを予め溶融混合し、この後、他の成分と混合して熱硬化性樹脂組成物を得る方法がある(例えば、特許文献2参照。)。
上記の方法は一定の効果を得ることができるものの、その用途によっては、凝集体を分散する効果が充分でない場合があった。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−169676号公報
【特許文献2】
特開2003−026903号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、凝集体を効果的に分散させることができ、かつ、これが再度凝集することが少ない組成物配合用カーボンブラックを製造する方法、ならびに、このカーボンブラックを配合する熱硬化性樹脂組成物を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、以下の本発明(1)〜(4)によって達成される。
(1)カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法。
(2)カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理したものを、さらに、衝撃式粉砕装置で分散処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法。
(3)前記衝撃式粉砕装置は、ジェットミルである上記(1)又は(2)に記載の組成物配合用カーボンブラックの製造方法。
(4)熱硬化性樹脂、無機充填材、及び、上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の製造方法により得られた組成物配合用カーボンブラックを含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法及びこれを配合してなる熱硬化性樹脂組成物について説明する。
本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法は、カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする。
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、無機充填材、及び上記本発明の製造方法により得られた組成物配合用カーボンブラックを含有することを特徴とする。
まず、本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法について説明する。
【0011】
本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法(以下、単に「製造方法」ということがある)においては、カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする。これにより、カーボンブラックの凝集体を実質的に一定粒度以下にすることができるとともに、これが再凝集するのを抑えることができる。
なお、本発明において「分散処理」とは、カーボンブラックの凝集体(ストラクチャー)どうしが、二次凝集あるいは三次凝集を形成しているものを解きほぐす操作を呼称するものである。
【0012】
ここで用いられる衝撃式粉砕装置としては特に限定されないが、例えば、旋回流粉体衝突型ジェットミル、粉体衝突型カウンタージェットミルなどのジェットミルが挙げられる。
ジェットミルは、空気などを媒体とした高速のジェット流により固体材料どうしを衝突させて微粒子化する1装置である。このような装置を用い、カーボンブラックの分散処理を行うと、カーボンブラック粒子どうしの衝突により凝集体を分散させることができる。
【0013】
この衝撃式粉砕装置によりカーボンブラックの分散処理を行った後、カップリング剤によりその表面を被覆処理する。これにより、衝撃式粉砕装置により分散処理されたカーボンブラック粒子が、吸湿等の影響により再度凝集体を形成するのを抑えることができる。
【0014】
ここで用いられるカップリング剤としては特に限定されないが、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤などを用いることができる。これらを単独で使用してもよいし、二種類以上を併用することもできる。
なお、ここでカップリング剤としては、液体の形態であるものをそのまま使用してもよいし、これを有機溶剤等で希釈したもの、あるいは、固形の形態のものを有機溶剤等に溶解したものを用いることもできる。
【0015】
上記カップリング剤によりカーボンブラックの表面を被覆処理する方法としては特に限定されないが、例えば、カーボンブラックにカップリング剤を噴霧する方法、有機溶剤で希釈したカップリング剤中にカーボンブラックを混練した後、有機溶剤を除去する方法などが挙げられる。
【0016】
本発明の製造方法においては、カップリング剤によりカーボンブラックの表面を被覆処理する方法として、カーボンブラックとカップリング剤とを、ともに流動している状態で接触させることにより、カーボンブラックの表面にカップリング剤を付着させる方法を用いることが好ましい。
【0017】
この方法は、まず、例えば円筒形状の閉空間を有する装置内に上記分散処理後のカーボンブラックを噴霧装置、噴射装置等のスプレー装置を用いて供給し、カーボンブラックが装置内を流動している状態とする。
これにより、カーボンブラックに十分な運動エネルギーを与えられるとともに、もし凝集体が形成されつつある場合でもこれを解離する効果も有するので、実質的に上記分散処理後の粒度を維持したカーボンブラック粒子を装置内に流動させることができる。
分散処理後のカーボンブラックを装置内への供給する場合、その方向としては特に限定されないが、円筒形の処理空間内でカーボンブラックが旋回流を形成し、長い時間流動する形態にすることが好ましい。
【0018】
次いで、ノズル霧化装置等により微粒子化されたカップリング剤を、上記の運動しているカーボンブラックに噴霧する。これにより、両者はともに流動した状態で接触し、カーボンブラックの表面にカップリング剤を付着させることができる。
このような方法により、カーボンブラックに対するカップリング剤の量が少ない場合でも、双方の供給量を制御して高精度に接触させることができるとともに、通常は相互の濡れ性がそれほど良好でなく、単純に混合することが難しい場合でも、カーボンブラックの表面をカップリング剤により高い均一性で被覆処理することができる。
【0019】
次に、図を用いて、このような方法を適用する装置について説明する。
この装置は、カーボンブラックを供給する装置、カップリング剤を供給する装置、及びカーボンブラックとカップリング剤とを運動させた状態で接触させる混合装置を有する。
図2はこのような装置の一例であり、カーボンブラックをスプレー装置から供給するとともに、混合装置内で旋回流を与えて流動させ、これにノズル噴霧装置により微粒子化したカップリング剤を供給し、両者を接触させて、カップリング剤によりカーボンブラック表面を被覆処理するものである。
【0020】
図1において、(a)はカーボンブラックを供給する装置、(b)はカップリング剤を供給する装置の各々側断面図である。
図1(a)において、カーボンブラック1は、ホッパ2にストックさせておくことができる。ホッパ2内部でのカーボンブラック1のブリッジ発生を防ぐため、必要に応じて撹拌装置3を用いることができる。カーボンブラック1はカップリング剤との混合比率に応じてロータリーバルブ4により順次定量供給され、スプレー装置5により混合装置へ供給される。圧縮空気の供給装置6はカーボンブラック1の供給に用いられるものである。
また、図1(b)において、カップリング剤11はこれを定量供給する液送ポンプ12により順次供給され、ノズル霧化装置13により、混合装置へ供給される。圧縮空気の供給装置14はカップリング剤11の供給に用いられるものである。
【0021】
図2は、カーボンブラック1とカップリング剤11との接触を行う混合装置と混合物の回収装置の側断面図である。
図2において、カーボンブラック1は供給部22から混合装置21内に供給される。ここで、混合装置21は円筒と円錐台とを組み合わせた形状であり、カーボンブラック1は混合装置21内に、その断面の接線方向に供給された後、旋回流24を与えられ、混合装置21内を旋回しながら下降していく。一方、カップリング剤11は供給部23から混合装置21内の中心方向に噴霧され、その一部は噴霧時にカーボンブラック1と接触するとともに、カーボンブラック1の旋回流23にのってカーボンブラック1と同じ方向へ流動し、流動中にも両材料の接触を行うことができる。
【0022】
このようにして得られた処理後の材料25はこのままでも使用可能であるが、図2においてはさらに、処理後の材料25にずり剪断力を与える装置を有している。これにより、カーボンブラック1に対するカップリング剤11の付着をより強固なものとすることができる。
【0023】
図2において、処理後の材料25は混合装置21の下部から、ずり剪断力を与える装置31へ送られる。ずり剪断力を与える装置31は、内子32と外子33、33’とから構成されており、内子32は円錐台形状、外子33、33’は内子32に対して一定のクリアランスを有して対峙する形状である。このクリアランスは、この装置の大きさ、処理量などにより適宜最適な値を設定できる。
混合後の材料25は、内子32と外子33、33’との間に形成された空間34に供給され、ここで内子32と外子33、33’との相対的な回転により、ずり剪断力を与えられる。なお、図示していないが、内子32と外子33、33’は、各々独立して設定が可能な温調装置を有しており、内子32には、混合後の材料25と接する表面に溝加工が施されている。内子32は駆動装置35を有して回転する仕様、外子33、33’は固定した仕様である。処理後の材料25は上記空間34においてずり剪断力を与えられた後、回収装置36に貯留される。なお、サイクロン装置37は、カーボンブラック1とカップリング剤11との供給時に混合装置21内に供給された空気を排出するためのものである。
【0024】
図3は、上記ずり剪断力を与える装置31で用いられている内子32に施されている溝の形状を表したものである。図3(a)は、内子32表面の溝の加工形状、図3(b)は溝の断面形状である。
図3(a)において、内子32表面の溝32aは処理後の材料25の導入方向53に対して角度を有しており、内子32の回転方向54側へ曲線状に加工されている。これにより、混合後の材料25にずり剪断力を与えるだけでなく、これを順次排出する機能を有している。
図3(b)は溝32aの断面形状である。ここで溝幅32b、溝深さ32cはいずれも、この装置の大きさ、処理量などにより適宜最適なものを用いることができる。
なお、図2及び図3においては、内子32のみに溝32aが加工されている例を示したが、このほかにも、外子33、33’の処理後の材料25と接する表面に溝加工が施されているものを併せて用いることもできる。
【0025】
このようにして得られたカーボンブラックは、衝撃式粉砕装置により分散処理された際の粒径を実質的に維持した状態で、その表面がカップリング剤で被覆されているものである。
このような処理を行った後のカーボンブラックは、カーボンブラックの粒径が小さくなるとともに、自己流動性が向上するので、各種の組成物に配合した場合に、組成物における混合精度を高めることができる。
また、再度凝集して粒径の大きい凝集体を形成することを抑えられるので、例えば、熱硬化性樹脂組成物に配合して半導体パッケージの封止用に用いた場合でも、凝集体による絶縁特性低下を防止することができる。
【0026】
なお、上記のカップリング剤によるカーボンブラック表面の被覆処理は、衝撃式粉砕装置により凝集体を分散させた後、できるだけ吸湿等の影響を受けないうちに実施することが好ましい。
【0027】
また、上記カップリング剤による被覆は、カーボンブラック粒子表面の少なくとも一部においてなされていれば上記の効果を得ることができるが、好ましくは、実質的に全表面が被覆されていることが好ましい。これにより、より高い上記の効果を得ることができる。
【0028】
本発明の製造方法においては、特に限定されないが、上記の方法で得られたカーボンブラック粒子を、さらに、衝撃式粉砕装置で分散処理することができる。
これにより、カーボンブラック粒子の粒度をさらに小さくすることができる。また、カップリング剤処理後の状態で、例えばカーボンブラック上にカップリング剤が局在化しているような場合でも、これを平均化する効果もあると考えられる。
また、このように衝撃式粉砕装置で再度分散処理した後、その粒度を実質的に維持することができる。この理由は、カップリング剤で表面が被覆された後のカーボンブラック粒子を分散すると、カップリング剤で表面が被覆されていない部分が露出するが、このように表面が被覆されていない部分が多数結合して凝集体を形成することは、確率的に極めて小さいと考えられるからである。
【0029】
カーボンブラック粒子はその製法等により種々の特性を有するものがあるが、特に、凝集体を形成しやすいものや、凝集体を分散しにくいものを用いる場合、あるいは、組成物に配合するにあたってカーボンブラック粒子の粒度を特に小さくしたい場合などは、このようにカップリング剤による被覆処理後に、再度分散処理を行うことが効果的である。
なお、カップリング剤による被覆処理後に実施する分散処理は一回でもよいし、複数回数行うこともできる。
【0030】
本発明の組成物の製造方法において、上記の方法で得られるカーボンブラック粒子の粒径は、カーボンブラックの種類、衝撃式粉砕装置の種類及び運転条件、カップリング剤による表面被覆処理の程度などにより異なるが、平均粒子径が30μm以下であることが好ましく、特に10μm以下であることが好ましい。
【0031】
本発明の製造方法において用いられるカーボンブラックとしては特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。これらを単独で使用してもよいし、二種類以上を併用することもできる。
【0032】
次に、本発明の熱硬化性樹脂組成物について説明する。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、無機充填材、及び上記本発明の製造方法により得られた組成物配合用カーボンブラックを含有することを特徴とする。
【0033】
本発明の熱硬化性樹脂組成物(以下、単に「組成物」ということがある)に用いられる熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、例えば、
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂、
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、
ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂、
等が挙げられる。
【0034】
これらの中でも、熱硬化性樹脂組成物を電子部品の封止用として用いる場合は、エポキシ樹脂が用いられる。このような用途におけるエポキシ樹脂の当量としては特に限定されないが、硬化性の観点から150〜300g/eqであるものを用いることが好ましい。
【0035】
また、上記熱硬化性樹脂とともに、必要に応じて硬化剤を配合することができる。硬化剤は各々の熱硬化性樹脂の種類に応じて、公知のものを使用することができる。
例えば、ノボラック型フェノール樹脂の場合はヘキサメチレンテトラミン、パラホルムアルデヒドなど、エポキシ樹脂の場合は酸無水物、ポリアミン化合物、イミダゾール化合物、フェノール樹脂などのポリフェノール化合物などを用いることができる。
【0036】
特に、組成物を電子部品の封止用として用いる場合は、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノール樹脂が好ましく用いられる。
ここでフェノール樹脂としては、分子中にフェノール性水酸基を有するものであれば特に限定されないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェニルメタン樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂及びそれらの変性樹脂が挙げられる。これらのフェノール樹脂を用いる場合は、硬化性の観点から水酸基当量としては80〜250g/eqであるものが好ましい。
【0037】
また、上記硬化剤のほか、硬化促進剤を用いることもできる。
例えば、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、硬化剤としてフェノール樹脂を用いる場合、硬化促進剤はエポキシ基と水酸基との反応を促進するものであればよく特に限定されないが、例えば、1、8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、トリフェニルホスフィン、ベンジルジメチルアミン、2−メチルイミダゾール、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートなどがある。これらを単独で使用してもよいし、二種類以上を併用することもできる。
【0038】
本発明の組成物に用いられる無機充填材としては特に限定されないが、例えば、タルク、焼成クレー等の等のケイ酸塩、アルミナ、シリカ、溶融シリカ等の酸化物、炭酸カルシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物等に代表される無機充填材、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリスルホン、ポリスチレン、フッ素樹脂等の各種熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂の粉末、またはこれらの樹脂で構成される共重合体等の粉末状有機充填材、木粉、パルプ、ケナフ、アラミド繊維、ポリエステル繊維等の繊維状有機充填材等に代表される有機充填材等が挙げられる。
【0039】
上記充填材の中でも、エポキシ樹脂を配合した組成物を電子部品の封止用として用いる場合は、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素などを使用することができる。特に、組成物を半導体封止材として用いる場合は、成形性、半導体装置に対する信頼性、熱膨張係数などのバランスから、溶融球状シリカが最も好ましい。
【0040】
本発明の組成物における上記各成分の配合量としては特に限定されず、用いる熱硬化性樹脂や硬化剤、無機充填材の種類、あるいは、この組成物の用途などを考慮して最適な範囲を適宜選択することができる。
【0041】
本発明の組成物には、上記に挙げた成分のほか、本発明の製造方法で用いられる以外のカップリング剤、難燃剤、難燃助剤、離型剤、低応力剤などの各種添加剤を併用することもできる。
【0042】
本発明の組成物は、通常の方法により製造することができる。例えば、熱硬化性樹脂、硬化剤、無機充填材、及び本発明の製造方法により得られたカーボンブラック、その他の添加剤をミキサーにより混合した後、さらに熱ロールやニーダーなどの混練装置で溶融混練し、これを冷却後に粉砕して得ることができる。
【0043】
このようにして得られた組成物は、各種熱硬化性樹脂成形品、半導体等の電子部品の封止、被覆、絶縁等に適用することができる。
本発明の組成物を用いて成形する方法としては特に限定されないが、射出成形、移送成形、及び圧縮成形等の公知の成形方法を適用することがことができる。
【0044】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【0045】
1.組成物配合用カーボンブラックの製造
<実施例1>
カーボンブラック(三菱化学社製、汎用カラータイプ)を、旋回流型衝撃式粉砕装置(日本ニューマチック工業社製・「超音速ジェット粉砕機・PJM−200SP」を用い、空気圧0.6MPaで、50g/minで分散処理して、カーボンブラック粒子Aを得た。
【0046】
次に、図2に示した装置を用い、カーボンブラック粒子Aと、カップリング剤(東芝シリコーン社製・「TSL−8350」)を用いて、カップリング剤による表面被覆処理を行った。
カーボンブラック粒子Aを供給するスプレー装置として、アトマックス社製・「BN−90S1」を用い、空気圧を4kg/cmとして100g/分で供給するとともに、混合装置内に旋回流を発生させた。カップリング剤供給側のノズル霧化装置としては扶桑精機社製・「マジックカットe−ミスト(ノズル型FN−Z40)」を用い、空気圧を3.0kg/cmとして23g/分で供給した。
これらを、円筒部装置内径300mm、円筒部及び円錐台部の装置内各高さ250mmの円筒形状の混合装置を用いて混合した後、さらにずり剪断力を与えて処理し、カップリング剤により表面被覆処理を行ったカーボンブラック粒子Bを得た。
【0047】
なお、ずり剪断力を与える装置の仕様及び運転条件は下記の通りで行った。
(1)内子の仕様:
円錐台形状であり、短径側(供給側)外径30mm、長径側(排出側)外径60mm、円錐台高さ80mmのものを使用した。溝形状は図3に示した平面形状及び断面形状を有するものを使用し、溝の断面の幅5mm、深さ2mmとし、これを12本均一ピッチで加工した。
(2)外子の仕様:
円錐台形状である内子と相対する全部位において同じクリアランスを有する形状とし、クリアランスを0.5mmとした。溝加工は施されていないものを用いた。
(3)内子及び外子の温調条件:内子、外子とも常温に設定した。
(4)内子の運転条件:回転数を1200rpmとした。
【0048】
<実施例2>
実施例1で得られたカーボンブラック粒子Bを、旋回流型衝撃式粉砕装置(日本ニューマチック工業社製・「超音速ジェット粉砕機・PJM−200SP」を用い、空気圧0.6MPaで、50g/minで分散処理して、カーボンブラック粒子Cを得た。
【0049】
<比較例>
実施例1で使用したカーボンブラック粒子を、分散処理せずにそのまま使用した。
【0050】
2.組成物の製造
表1に示した原材料を、ミキサーで常温混合した後、80〜100℃の加熱ロール装置で溶融混練した。これを冷却後に粉砕し、組成物を得た。
【0051】
3.評価
上記で得られたカーボンブラック及び組成物について、下記項目の評価を行った。結果を表1に示す。
(1)カーボンブラックの平均粒子径:島津製作所社製・レーザー回折式粒度分布測定装置「SALD−7000」を用いて、体積平均粒子径を測定した。
(2)組成物のスパイラルフロー:EMMI−I−66に準拠した金型を用い、金型温度175℃、射出圧力7MPa、保圧時間120秒間の条件で成形して測定した。
(3)成形した組成物中のカーボンブラック粒子径の測定:低圧トランスファー成形装置を用いて、金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、保圧時間120秒で100mmφ、厚さ3mmの円板を成形した。この円盤面を、ダイヤモンドパッドを用いて表面研磨した。研磨した面を蛍光顕微鏡(オリンパス社製・「BX51M−53MF」)を用いて観察し、所定範囲内の粒子径を有するカーボンブラックの個数を各々測定した。これを2枚の円盤について実施し、その平均値を算出した。
【0052】
【表1】

Figure 2005041967
【0053】
<表の注>
(1)エポキシ樹脂:ジャパンエポキシレジン社製・「YX4000H」(ビフェニル型エポキシ樹脂、融点105℃、エポキシ当量195g/eq)
(2)硬化剤:ノボラック型フェノール樹脂(軟化点65℃、水酸基当量104)
【0054】
実施例1及び2は、カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理する本発明の製造方法により得られたカーボンブラックであり、未処理のカーボンブラックを使用した比較例と比べて、平均粒子径が小さく分散性に優れたものであった。
【0055】
【発明の効果】
本発明は、カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法であり、凝集性の強いカーボンブラックを効果的に分散させることができるとともに、再凝集をも抑えることができる。本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法により得られたカーボンブラックは例えば、高い絶縁性能が要求される電子部品封止用の熱硬化性樹脂組成物材などに、特に好適に用いることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)カーボンブラックの供給装置(側断面図)
(b)カップリング剤の供給装置(側断面図)
【図2】カーボンブラックの表面を、カップリング剤により被覆処理する装置の一例(側断面図)
【図3】(a)ずり剪断力を与える装置の内子表面の溝形状(側面図)
(b)ずり剪断力を与える装置の内子表面の溝形状(断面図)
【符号の説明】
1 カーボンブラック
5 スプレー装置
11 カップリング剤
13 ノズル霧化装置
21 混合装置
31 ずり剪断力を与える装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a composition-containing carbon black and a thermosetting resin composition obtained by blending the method.
[0002]
[Prior art]
Carbon black is a fine particle produced by supplying raw oil such as natural gas or creosote oil to a high-temperature furnace in the form of a spray or vapor and is added to a rubber material to reinforce mechanical strength. It is used as a colorant in general printing inks and paints. Moreover, it may be used for imparting a specific function to a resin composition such as a molding material and a sealing material in addition to a colorant.
[0003]
One of the resin compositions containing the carbon black is a thermosetting resin composition used for sealing electronic components such as diodes, transistors, and integrated circuits (ICs). For example, an epoxy resin composition having excellent electrical characteristics and moisture resistance is used for sealing integrated circuit components.
[0004]
In such a thermosetting resin composition, the above-described carbon black is used as a colorant or for imparting a printing property to a specific laser. Carbon black can impart such an effect with a small amount of blending.
However, in recent years, with the increase in integration density of integrated circuits, the size and thickness of packages have been reduced along with the increase in size of semiconductor chips. As a result, the fine pitches of packages have progressed, and the number of packages with narrow pitches between inner leads and wires has increased.
[0005]
The average particle size of carbon black single particles is usually 100 nm or less, but rarely exists in the state of such single particles, and usually a primary aggregate of a chain structure called a structure is formed by chemical bonding. It is known to form. Since the binding force of this primary aggregate is very strong, it is considered that the substantial minimum dispersion diameter of carbon black is a structural unit.
The size of the primary aggregate is usually 1 μm or less, but carbon black further forms secondary aggregates and tertiary aggregates due to physical bonds of the primary aggregates. This size may grow to several μm to several hundred μm, or even larger. For this reason, if there is a large amount of such aggregates between leads or gold wires in a fine pitch package, the insulation of the package due to leakage or short circuit due to the conductivity of carbon black. There was a problem that reliability decreased.
[0006]
To solve such problems, for example, agitation energy is applied to a mixture of an inorganic filler and carbon black blended in the thermosetting resin composition, and the carbon black aggregate is dispersed to a certain size in advance. After that, there is a method of obtaining a thermosetting resin composition by mixing with other components (for example, see Patent Document 1). Or there exists the method of melt-mixing the resin component and carbon black to mix | blend beforehand, and mixing with another component after this and obtaining a thermosetting resin composition (for example, refer patent document 2).
Although the above method can obtain a certain effect, the effect of dispersing the aggregate may not be sufficient depending on the use.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-169676 A
[Patent Document 2]
JP 2003-026903 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention relates to a method for producing a carbon black for blending a composition that can effectively disperse aggregates and is less likely to aggregate again, and a thermosetting resin composition that blends the carbon black. Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the following present inventions (1) to (4).
(1) A method for producing a carbon black for blending a composition, wherein the surface of the carbon black is subjected to a dispersion treatment with an impact pulverizer and then the surface thereof is coated with a coupling agent.
(2) Carbon black for composition blending, in which carbon black is dispersed with an impact pulverizer and then coated with a coupling agent, and then further dispersed with an impact pulverizer Manufacturing method.
(3) The method for producing carbon black for blending a composition according to the above (1) or (2), wherein the impact pulverizer is a jet mill.
(4) A thermosetting comprising a thermosetting resin, an inorganic filler, and a carbon black for blending a composition obtained by the production method according to any one of (1) to (3). Resin composition.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Below, the manufacturing method of the carbon black for a composition mixing | blending of this invention and a thermosetting resin composition formed by mix | blending this are demonstrated.
The method for producing a carbon black for blending a composition according to the present invention is characterized in that carbon black is subjected to a dispersion treatment with an impact pulverizer and then the surface thereof is coated with a coupling agent.
The thermosetting resin composition of the present invention is characterized by containing a thermosetting resin, an inorganic filler, and a carbon black for blending a composition obtained by the production method of the present invention.
First, a method for producing a carbon black for blending a composition of the present invention will be described.
[0011]
In the method for producing carbon black for blending a composition of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “production method”), carbon black is dispersed with an impact pulverizer and then the surface is coated with a coupling agent. It is characterized by doing. As a result, the aggregate of carbon black can be made substantially smaller than a certain particle size, and re-aggregation of the carbon black can be suppressed.
In the present invention, “dispersion treatment” refers to an operation of unraveling the aggregates (structures) of carbon black forming secondary or tertiary aggregates.
[0012]
The impact pulverizer used here is not particularly limited, and examples thereof include jet mills such as a swirling powder collision type jet mill and a powder collision type counter jet mill.
A jet mill is an apparatus that makes solid materials collide with each other by a high-speed jet flow using air or the like as a medium. When carbon black is dispersed using such an apparatus, aggregates can be dispersed by collision of carbon black particles.
[0013]
After the carbon black is dispersed by this impact pulverizer, the surface is coated with a coupling agent. Thereby, it can suppress that the carbon black particle disperse-processed with the impact-type grinding | pulverization apparatus forms an aggregate again by influences, such as moisture absorption.
[0014]
Although it does not specifically limit as a coupling agent used here, An aminosilane coupling agent, an epoxysilane coupling agent, a mercaptosilane coupling agent, etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
In addition, as a coupling agent here, what is in the form of a liquid may be used as it is, what diluted this with the organic solvent etc., or what melt | dissolved the thing of the solid form in the organic solvent etc. Can also be used.
[0015]
The method of coating the surface of carbon black with the above coupling agent is not particularly limited. For example, a method of spraying a coupling agent on carbon black, after kneading carbon black in a coupling agent diluted with an organic solvent And a method of removing the organic solvent.
[0016]
In the production method of the present invention, as a method of coating the surface of carbon black with a coupling agent, the carbon black and the coupling agent are brought into contact with each other in a flowing state, whereby the surface of the carbon black is cupped. It is preferable to use a method of attaching a ring agent.
[0017]
In this method, first, for example, carbon black after the dispersion treatment is supplied into a device having a cylindrical closed space using a spray device such as a spray device or an injection device, and the carbon black flows in the device. State.
As a result, sufficient kinetic energy can be given to the carbon black, and even if an aggregate is being formed, it has the effect of dissociating the carbon black particles. It can be flowed into the device.
When supplying the carbon black after the dispersion treatment into the apparatus, the direction is not particularly limited, but it is preferable that the carbon black forms a swirl flow in the cylindrical treatment space and flows for a long time. .
[0018]
Next, the coupling agent that has been atomized by a nozzle atomizer or the like is sprayed onto the moving carbon black. Thereby, both can contact in the state which flowed and can make a coupling agent adhere to the surface of carbon black.
By such a method, even when the amount of the coupling agent with respect to the carbon black is small, the supply amount of both can be controlled and brought into contact with high accuracy, and the mutual wettability is usually not so good and simple. Even when it is difficult to mix the carbon black, the surface of carbon black can be coated with a coupling agent with high uniformity.
[0019]
Next, an apparatus to which such a method is applied will be described with reference to the drawings.
This apparatus has an apparatus for supplying carbon black, an apparatus for supplying a coupling agent, and a mixing apparatus for bringing the carbon black and the coupling agent into contact with each other while being moved.
FIG. 2 shows an example of such an apparatus, in which carbon black is supplied from a spray apparatus, and a swirling flow is applied in the mixing apparatus to flow, and a coupling agent finely divided by a nozzle spray apparatus is supplied thereto, Both are brought into contact with each other, and the surface of the carbon black is coated with a coupling agent.
[0020]
In FIG. 1, (a) is an apparatus for supplying carbon black, and (b) is a side sectional view of an apparatus for supplying a coupling agent.
In FIG. 1 (a), the carbon black 1 can be stocked in the hopper 2. In order to prevent the occurrence of bridging of the carbon black 1 inside the hopper 2, a stirring device 3 can be used as necessary. Carbon black 1 is sequentially supplied in a fixed amount by a rotary valve 4 in accordance with the mixing ratio with the coupling agent, and supplied to a mixing device by a spray device 5. The compressed air supply device 6 is used for supplying the carbon black 1.
Further, in FIG. 1B, the coupling agent 11 is sequentially supplied by a liquid feed pump 12 that supplies a constant amount thereof, and is supplied to a mixing device by a nozzle atomizing device 13. The compressed air supply device 14 is used to supply the coupling agent 11.
[0021]
FIG. 2 is a cross-sectional side view of a mixing device that makes contact between the carbon black 1 and the coupling agent 11 and a mixture recovery device.
In FIG. 2, the carbon black 1 is supplied from the supply unit 22 into the mixing device 21. Here, the mixing device 21 has a shape in which a cylinder and a truncated cone are combined. After the carbon black 1 is supplied into the mixing device 21 in the tangential direction of the cross section, the swirl flow 24 is given to the mixing device 21. It goes down while turning inside. On the other hand, the coupling agent 11 is sprayed from the supply unit 23 toward the center in the mixing device 21, and a part of the coupling agent 11 comes into contact with the carbon black 1 at the time of spraying. The two materials can be contacted during the flow.
[0022]
The treated material 25 obtained in this way can be used as it is, but FIG. 2 further includes a device for applying a shearing shear force to the treated material 25. Thereby, the adhesion of the coupling agent 11 to the carbon black 1 can be made stronger.
[0023]
In FIG. 2, the processed material 25 is sent from the lower part of the mixing device 21 to a device 31 that applies a shear shear force. The device 31 for applying a shearing shear force includes an inner core 32 and outer cores 33 and 33 ′. The inner core 32 has a truncated cone shape, and the outer cores 33 and 33 ′ have a certain clearance with respect to the inner core 32. This is a shape that confronts each other. The clearance can be set to an optimal value as appropriate depending on the size of the apparatus, the processing amount, and the like.
The mixed material 25 is supplied to a space 34 formed between the inner core 32 and the outer cores 33 and 33 ′, where shear shear is caused by relative rotation between the inner core 32 and the outer cores 33 and 33 ′. Powered. Although not shown, the inner core 32 and the outer cores 33 and 33 ′ each have a temperature control device that can be set independently, and the inner core 32 has a surface in contact with the mixed material 25. Grooving is applied. The inner core 32 has a driving device 35 and rotates. The outer cores 33 and 33 'have fixed specifications. The treated material 25 is subjected to a shear shear force in the space 34 and then stored in the recovery device 36. The cyclone device 37 is for discharging the air supplied into the mixing device 21 when the carbon black 1 and the coupling agent 11 are supplied.
[0024]
FIG. 3 shows the shape of the groove formed on the inner core 32 used in the device 31 for applying the shearing shear force. FIG. 3A shows the processed shape of the groove on the surface of the inner core 32, and FIG. 3B shows the sectional shape of the groove.
In FIG. 3A, the groove 32 a on the surface of the inner core 32 has an angle with respect to the introduction direction 53 of the material 25 after processing, and is processed in a curved shape toward the rotation direction 54 side of the inner core 32. Thereby, not only the shearing force is given to the mixed material 25 but also a function of sequentially discharging it.
FIG. 3B shows a cross-sectional shape of the groove 32a. Here, the groove width 32b and the groove depth 32c can be appropriately optimized depending on the size of the apparatus, the processing amount, and the like.
2 and 3 show an example in which the groove 32a is processed only in the inner core 32. In addition to this, the groove processing is performed on the surface in contact with the material 25 after the processing of the outer cores 33 and 33 ′. It can also be used in combination.
[0025]
The carbon black thus obtained has its surface coated with a coupling agent in a state in which the particle size when dispersed by an impact pulverizer is substantially maintained.
Carbon black after such a treatment reduces the particle size of carbon black and improves self-fluidity, so that when blended in various compositions, the mixing accuracy in the composition can be improved. it can.
In addition, since it is possible to suppress re-aggregation to form an aggregate having a large particle size, for example, even when blended in a thermosetting resin composition and used for sealing a semiconductor package, the insulation characteristics due to the aggregate A decrease can be prevented.
[0026]
The coating treatment of the carbon black surface with the above coupling agent is preferably performed after the aggregate is dispersed by an impact pulverizer and before being affected by moisture absorption or the like as much as possible.
[0027]
The above-mentioned effects can be obtained if the coating with the coupling agent is performed on at least a part of the surface of the carbon black particles, but it is preferable that substantially the entire surface is coated. Thereby, the higher effect described above can be obtained.
[0028]
The production method of the present invention is not particularly limited, but the carbon black particles obtained by the above method can be further subjected to dispersion treatment with an impact pulverizer.
Thereby, the particle size of the carbon black particles can be further reduced. Further, even when the coupling agent is localized on the carbon black in the state after the coupling agent treatment, it is considered that there is an effect of averaging this.
Further, after the dispersion treatment is again performed by the impact pulverizer, the particle size can be substantially maintained. The reason for this is that when the carbon black particles after the surface is coated with the coupling agent are dispersed, the portion where the surface is not coated with the coupling agent is exposed, but there are many portions where the surface is not coated in this way. This is because bonding to form an aggregate is considered to be extremely small in terms of probability.
[0029]
Some carbon black particles have various characteristics depending on the production method, etc., but in particular, when using those that easily form aggregates or those that are difficult to disperse aggregates, or when blended into a composition, carbon black particles When it is desired to reduce the particle size of the particles, it is effective to perform the dispersion treatment again after the coating treatment with the coupling agent.
In addition, the dispersion | distribution process implemented after the coating process by a coupling agent may be performed once, and can also be performed in multiple times.
[0030]
In the method for producing the composition of the present invention, the particle size of the carbon black particles obtained by the above method depends on the type of carbon black, the type and operating conditions of the impact pulverizer, the degree of surface coating treatment with a coupling agent, etc. Although it is different, the average particle diameter is preferably 30 μm or less, and particularly preferably 10 μm or less.
[0031]
Although it does not specifically limit as carbon black used in the manufacturing method of this invention, For example, furnace black, lamp black, thermal black, acetylene black, channel black etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
[0032]
Next, the thermosetting resin composition of the present invention will be described.
The thermosetting resin composition of the present invention is characterized by containing a thermosetting resin, an inorganic filler, and a carbon black for blending a composition obtained by the production method of the present invention.
[0033]
The thermosetting resin used in the thermosetting resin composition of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “composition”) is not particularly limited.
Such as phenol novolac resins, cresol novolac resins, bisphenol A novolac resins and other novolac phenol resins, unmodified resole phenol resins, oil-modified resole phenol resins modified with paulownia oil, linseed oil, walnut oil, etc. Phenolic resin,
Orthocresol novolac epoxy resin, phenol novolac epoxy resin, bisphenol epoxy resin, naphthalene epoxy resin, triphenolmethane epoxy resin, triazine nucleus-containing epoxy resin, biphenyl epoxy resin, stilbene epoxy resin, dicyclopentadiene modified Epoxy resins such as phenolic epoxy resins,
Resins having a triazine ring such as urea (urea) resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, bismaleimide resin, polyurethane resin, diallyl phthalate resin, silicone resin, resin having a benzoxazine ring, cyanate ester resin,
Etc.
[0034]
Among these, when the thermosetting resin composition is used for sealing an electronic component, an epoxy resin is used. Although it is not specifically limited as an equivalent of the epoxy resin in such a use, It is preferable to use what is 150-300 g / eq from a sclerosing | hardenable viewpoint.
[0035]
Moreover, a hardening | curing agent can be mix | blended with the said thermosetting resin as needed. A well-known hardener can be used according to the kind of each thermosetting resin.
For example, in the case of a novolac type phenol resin, hexamethylenetetramine, paraformaldehyde or the like, and in the case of an epoxy resin, an acid anhydride, a polyamine compound, an imidazole compound, a polyphenol compound such as a phenol resin, or the like can be used.
[0036]
In particular, when the composition is used for sealing an electronic component, a phenol resin is preferably used as a curing agent for the epoxy resin.
Here, the phenol resin is not particularly limited as long as it has a phenolic hydroxyl group in the molecule. For example, phenol novolak resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, triphenylmethane resin, dicyclopentadiene-modified phenol resin, Examples include terpene-modified phenolic resins and their modified resins. When these phenol resins are used, those having a hydroxyl equivalent of 80 to 250 g / eq are preferable from the viewpoint of curability.
[0037]
In addition to the above curing agent, a curing accelerator can also be used.
For example, when an epoxy resin is used as the thermosetting resin and a phenol resin is used as the curing agent, the curing accelerator is not particularly limited as long as it accelerates the reaction between the epoxy group and the hydroxyl group. For example, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7, triphenylphosphine, benzyldimethylamine, 2-methylimidazole, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
[0038]
The inorganic filler used in the composition of the present invention is not particularly limited. For example, silicates such as talc and calcined clay, oxides such as alumina, silica and fused silica, calcium carbonate, hydrotalcite and the like Carbonates, hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, sulfates such as barium sulfate and calcium sulfite, or borates such as sulfite and zinc borate, and nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride Representative inorganic fillers, various thermosetting resins such as phenolic resins, acrylic resins, polyamides, polysulfones, polystyrenes, fluororesins, or powders of thermoplastic resins, or powders such as copolymers composed of these resins Organic typified by fibrous organic fillers such as organic fillers, wood flour, pulp, kenaf, aramid fiber, polyester fiber, etc. Hama material, and the like.
[0039]
Among the fillers, when a composition containing an epoxy resin is used for sealing an electronic component, fused crushed silica, fused spherical silica, crystalline silica, alumina, silicon nitride, or the like can be used. In particular, when the composition is used as a semiconductor encapsulant, fused spherical silica is most preferable from the balance of moldability, reliability to a semiconductor device, thermal expansion coefficient, and the like.
[0040]
The blending amount of each of the above components in the composition of the present invention is not particularly limited, and an optimum range is considered in consideration of the thermosetting resin and curing agent to be used, the type of inorganic filler, or the use of the composition. It can be selected appropriately.
[0041]
In addition to the components listed above, the composition of the present invention includes various additives such as coupling agents, flame retardants, flame retardant aids, mold release agents, and low stress agents other than those used in the production method of the present invention. Can also be used together.
[0042]
The composition of this invention can be manufactured by a normal method. For example, a thermosetting resin, a curing agent, an inorganic filler, carbon black obtained by the production method of the present invention, and other additives are mixed by a mixer and then melt kneaded by a kneading apparatus such as a hot roll or a kneader. It can be obtained by pulverizing after cooling.
[0043]
The composition thus obtained can be applied to sealing, coating, insulation, etc. of various thermosetting resin molded products and electronic parts such as semiconductors.
Although it does not specifically limit as a method to shape | mold using the composition of this invention, Well-known shaping | molding methods, such as injection molding, transfer molding, and compression molding, can be applied.
[0044]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
[0045]
1. Production of carbon black for blending compositions
<Example 1>
Carbon black (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., general-purpose color type), 50 g at a pneumatic pressure of 0.6 MPa using a swirl type impact pulverizer (manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd., “supersonic jet pulverizer PJM-200SP”) The carbon black particles A were obtained by dispersion treatment at / min.
[0046]
Next, using the apparatus shown in FIG. 2, surface coating treatment with a coupling agent was performed using carbon black particles A and a coupling agent (“TSL-8350” manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.).
As a spray device for supplying carbon black particles A, “BN-90S1” manufactured by Atmax Co., Ltd. is used, and the air pressure is 4 kg / cm. 2 As 100 g / min and a swirling flow was generated in the mixing apparatus. As a nozzle atomizer on the coupling agent supply side, “Magic Cut e-mist (nozzle type FN-Z40)” manufactured by Fuso Seiki Co., Ltd. is used, and the air pressure is 3.0 kg / cm. 2 As 23 g / min.
These are mixed by using a cylindrical mixing device having a cylindrical part device inner diameter of 300 mm and a cylindrical part and a truncated cone part each having a height of 250 mm. Carbon black particles B subjected to coating treatment were obtained.
[0047]
In addition, the specification and operation conditions of the apparatus which gives a shear shear force were performed as follows.
(1) Uchiko specifications:
A truncated cone shape having a short diameter side (supply side) outer diameter of 30 mm, a long diameter side (discharge side) outer diameter of 60 mm, and a truncated cone height of 80 mm was used. A groove having a planar shape and a cross-sectional shape shown in FIG. 3 was used. The groove had a cross-sectional width of 5 mm and a depth of 2 mm, and was processed at 12 uniform pitches.
(2) Outer specifications:
It was made into the shape which has the same clearance in all the parts which oppose the inner core which is a truncated cone shape, and the clearance was 0.5 mm. What was not given groove processing was used.
(3) Temperature control conditions for the inner and outer cores: Both the inner and outer cores were set at room temperature.
(4) Operating conditions of the inner core: The rotational speed was 1200 rpm.
[0048]
<Example 2>
The carbon black particles B obtained in Example 1 were mixed with a swirl type impact pulverizer (manufactured by Nippon Pneumatic Kogyo Co., Ltd., “supersonic jet pulverizer PJM-200SP” at an air pressure of 0.6 MPa, 50 g / Dispersion treatment was performed with min to obtain carbon black particles C.
[0049]
<Comparative example>
The carbon black particles used in Example 1 were used as they were without being dispersed.
[0050]
2. Production of the composition
The raw materials shown in Table 1 were mixed at room temperature with a mixer and then melt-kneaded with a heated roll apparatus at 80 to 100 ° C. This was pulverized after cooling to obtain a composition.
[0051]
3. Evaluation
The following items were evaluated for the carbon black and composition obtained above. The results are shown in Table 1.
(1) Average particle diameter of carbon black: Volume average particle diameter was measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device “SALD-7000” manufactured by Shimadzu Corporation.
(2) Spiral flow of composition: Using a mold conforming to EMMI-I-66, it was measured by molding under conditions of a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 7 MPa, and a pressure holding time of 120 seconds.
(3) Measurement of carbon black particle diameter in the molded composition: using a low-pressure transfer molding apparatus, a disk with a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 6.9 MPa, a holding time of 120 seconds, 100 mmφ, and a thickness of 3 mm Was molded. The disk surface was surface polished using a diamond pad. The polished surface was observed using a fluorescence microscope (OLYMPUS, “BX51M-53MF”), and the number of carbon blacks having a particle diameter within a predetermined range was measured. This was performed on two disks and the average value was calculated.
[0052]
[Table 1]
Figure 2005041967
[0053]
<Notes on the table>
(1) Epoxy resin: “YX4000H” manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd. (biphenyl type epoxy resin, melting point 105 ° C., epoxy equivalent 195 g / eq)
(2) Curing agent: novolac type phenol resin (softening point 65 ° C., hydroxyl group equivalent 104)
[0054]
Examples 1 and 2 are carbon blacks obtained by the production method of the present invention in which carbon black is dispersed with an impact pulverizer and then the surface thereof is coated with a coupling agent. Compared to the comparative example used, the average particle size was small and the dispersibility was excellent.
[0055]
【The invention's effect】
The present invention is a method for producing a carbon black for blending a composition characterized in that carbon black is dispersed with an impact pulverizer and then the surface thereof is coated with a coupling agent. Can be effectively dispersed and re-aggregation can be suppressed. The carbon black obtained by the method for producing a carbon black for blending a composition of the present invention is particularly preferably used for, for example, a thermosetting resin composition material for encapsulating electronic components that require high insulation performance. It can be done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) Carbon black supply device (side sectional view)
(B) Coupling agent supply device (side sectional view)
FIG. 2 shows an example of an apparatus for coating the surface of carbon black with a coupling agent (side sectional view).
FIG. 3 (a) Groove shape of inner surface of device for applying shear shear force (side view)
(B) Groove shape (cross-sectional view) of the inner surface of the device for applying a shear shear force
[Explanation of symbols]
1 carbon black
5 Spray equipment
11 Coupling agent
13 Nozzle atomizer
21 Mixing equipment
31 Device for applying shearing shear force

Claims (4)

カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法。A method for producing carbon black for blending a composition, characterized in that carbon black is subjected to a dispersion treatment with an impact pulverizer and then the surface is coated with a coupling agent. カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理したものを、さらに、衝撃式粉砕装置で分散処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法。A method for producing carbon black for blending a composition, characterized in that after carbon black is dispersed with an impact pulverizer, the surface thereof is coated with a coupling agent, and further dispersed with an impact pulverizer. . 前記衝撃式粉砕装置は、ジェットミルである請求項1又は2に記載の組成物配合用カーボンブラックの製造方法。The method for producing a carbon black for blending a composition according to claim 1 or 2, wherein the impact pulverizer is a jet mill. 熱硬化性樹脂、無機充填材、及び、請求項1ないし3のいずれかに記載の製造方法により得られた組成物配合用カーボンブラックを含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。A thermosetting resin composition comprising a thermosetting resin, an inorganic filler, and carbon black for blending a composition obtained by the production method according to claim 1.
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