JP2006291078A - フィラー及びその製造方法、合成樹脂組成物及び合成ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【構成】ＢＥＴ比表面積が０．１〜１０ｍ^２／ｇで平均粒子径が１〜５０μｍの無水炭酸マグネシウムを０.１〜５重量％の表面処理剤で処理した、封止合成樹脂または封止合成ゴム用のフィラー及びその樹脂組成物または合成ゴム組成物。
【効果】熱伝導性、耐水性、難燃性、加工性のバランスのとれた封止合成樹脂または封止合成ゴム用フィラーを提供できる。また、本発明の合成樹脂組成物または合成ゴム組成物は熱伝導性に優れているので半導体等の電子部品の放熱材料として好適に利用できる。

Description

本発明は、半導体や電子材料の封止用の樹脂に配合するためのフィラーである無水炭酸マグネシウムの製造方法及び合成樹脂組成物ならび合成ゴム組成物に関する。さらに詳しくは、熱伝導性、耐水性、難燃性、加工性に優れた合成樹脂組成物及び合成ゴム組成物を提供するものである。

半導体、集積回路、配線板などの電子回路材料は振動、水分、衝撃、熱、などの外部環境因子からの影響を防ぎ、長期にわたって信頼性を保証するために種々の封止材料によって封止されている。封止材料としてはセラミックス材料を用いた機密封止法と樹脂材料を用いた樹脂封止法がある。しかし、量産性とコストの観点より最近は樹脂封止法が広く行われている。これまでのところ、樹脂組成物の樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、などの熱硬化性樹脂やシリコーンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴムなどが検討及び使用されている。また、樹脂に配合されるフィラーとしてシリカ、タルク、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ジルコン、マグネシア、チタニア、などが挙げられるが、実際に使われているフィラーとしてはほとんどがシリカである。さらに、最近電子回路の集積化がさらに進み、素子の小型化、微細化、大容量化がさらに要求され、これに伴い樹脂組成物にもより優れた特性が要求されるようになってきた。

特許文献１には半導体素子の封止材料として、エポキシ樹脂とフェノール樹脂に窒化アルミニウムを配合することによって放熱性を高めた樹脂組成物についての記載がある。また、特許文献２では半導体封止用の樹脂組成物に関して、エポキシ樹脂とフェノール樹脂に破砕状のシリカと球状のシリカを配合することで充填性を改善させた樹脂組成物についての記載がある。特許文献３によると、半導体封止用の樹脂組成物についてエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの樹脂に平均粒径の異なる３種類のフィラー（例：シリカ）を配合することで、成型性を改善した樹脂組成物についての記載がある。特許文献４によれば、エポキシ樹脂と変性ポリカルボジイミド樹脂（ポリカルボジイミドのポリマー鎖に、反応性化合物に由来する酸無水物基を有する反応性化合物残基がグラフトした構造を有する。）と非晶性シリカなどの充填剤からなる樹脂組成物によって、耐半田クラック性及び難燃性に優れた半導体封止用樹脂組成物を提供している。特許文献５では、半導体チップと基板との間の微細隙間部への封止剤として浸透性及び安定性を確保するための方法として、液状エポキシ樹脂と平均粒径５μｍ以下のシリカ粉末とソルビタン系界面活性剤及びシリコーンオイルの樹脂組成物についての記述がある。特許文献６では、成型時の収縮が小さく、耐クラック性、耐湿性、難燃性の優れた樹脂組成物として、エポキシ樹脂とフェノールノボラック樹脂と硬化促進剤及びある特定の粒径を有する破砕状シリカと球状シリカの組み合わせを提示している。特許文献７では、ＩＣの封止として耐熱性及び安定性に加えて接着性に優れた樹脂組成物として、エポキシ樹脂とフェノール樹脂とポリカルボジイミド樹脂及び無機充填材（溶融シリカ、マイカ、炭酸カルシウム、アルミナ、窒化ホウ素）の記載がある。特許文献８では、半導体デバイスなどを封止した時にクラック及び剥離等を防止する樹脂組成物として、エポキシ樹脂と硬化剤とエラストマーと界面活性剤及びシリカとの組み合わせを提示している。特許文献９では、半導体装置の封止に関して良好な成型性、リフロー性、耐湿性を付与する樹脂組成物として、エポキシ樹脂と硬化剤と平均粒径１５μｍ以下の無機充填剤（溶融シリカ、アルミナなど）を提示している。
特開平５−１２０９号 特開平５−５０５３号 特開平５−２３０２８４号 特開平９−３１６３００号 特開平１０−１６８２８８号 特開平１１−３２３０９７号 特開平１１−３１０７６５号 特開２００４−７５８３５号 特開２００４−３０７６５０号

特許文献１０によれば、耐熱性、耐湿性、難燃性及び流動性に優れた半導体の封止樹脂組成物として、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、ポリマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂）と硬化剤と複合化金属水酸化物と無機充填剤（石英ガラス粉末、タルク、シリカ粉末、アルミナなど）を記載している。特許文献１１によれば、難燃性、耐水性及び熱伝導性に優れた半導体封止用の樹脂組成物として、特定の平均粒子径及び特定のＢＥＴ比表面積を有し、鉄とマンガン含有量が一定量以下で、ナトリウムと塩素含有量が極めて少ない酸化マグネシウムを配合することによって達成できるとの記載がある。特許文献１２によれば、回路基板などに優れた放熱性、耐水性を付与するための樹脂組成物としてエポキシ樹脂やシリコーンゴムなどにケイ素とマグネシウムの複酸化物又はアルミニウムとマグネシウムの複酸化物で被覆した酸化マグネシウムを配合することで達成できるとの記載がある。
特開２０００−８６９１６号 特開２００１−２１４０６５号 特開２００４−２７１７７号

上述のように半導体などの電子機器用の封止樹脂組成物のフィラーとして、安定な材料としてシリカが主に検討されている。しかしシリカは熱伝導性が良好でなく、またモース硬度が７と高いために問題がある。窒化アルミニウムや窒化ホウ素などの窒化物は良好な熱伝導性を有しているが、コストが高く、窒化アルミニウムは不安定な材料で、窒化ホウ素は硬度が高く使いづらい材料と思われる。また、アルミナについては安定で熱伝導性についても比較的良好な材料であるが、モース硬度が９と高く成型時の磨耗の問題がある。
酸化マグネシウムは通常の酸化物としては熱伝導性の良好な材料であるが、耐水性に問題があり、種々の方法での表面処理が検討されているが十分な方法は見出されていない。また複合化金属水酸化物についても封止用のフィラーとして検討されている。しかし、難燃性については寄与するが、熱伝導性についての寄与は小さい。

従って、熱伝導性、耐水性、難燃性、加工性・コストを全て満足するような封止樹脂用のフィラーは現状のところ見出されていない。

発明者は、エポキシ樹脂などの封止用合成樹脂またはシリコーンゴムなどの封止用合成ゴムに対して熱伝導性・耐水性・難燃性・加工性・コスト等の各項目をバランス良く付与するフィラーを検討した結果、ＢＥＴ比表面積が０．１〜１０ｍ^２／ｇで平均粒子径が１〜５０μｍの無水炭酸マグネシウムが最適であることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明のフィラーの材質は無水炭酸マグネシウム(モース硬度３．５〜４．５)で、含水塩である塩基性炭酸マグネシウムではない。そして無水炭酸マグネシウムは、熱伝導率が酸化マグネシウムより低く、アルミナに近い材料である。また酸化マグネシウムのように耐水性が低いとの問題がなく、硬度も適当である。また、合成品であるため不純物も少なく不純物の合計量で１×１０^-2重量％も対応可能である。従って、通常の電子材料や不純物を限定する半導体などの電子材料にも使用可能である。

本発明のフィラーは、ＢＥＴ比表面積が０．１〜１０ｍ^２／ｇで平均粒子径が１〜５０μｍである。本発明のフィラーは基本的に合成無水炭酸マグネシウムで、ＢＥＴ比表面積と平均粒子径との関係に特徴である。ＢＥＴ比表面積が大きすぎると粉体の活性度が高くなり、粉体の凝集が起こる。また平均粒子径が１μｍより小さくなると樹脂などに配合した場合に充填性が悪くなり、平均粒子径が５０μｍを超えると成型品の外観に問題がでてくる。
本発明のフィラーはエポキシ樹脂やシリコーンゴムなどの合成樹脂や合成ゴムに均一に分散させることが容易で、エポキシ樹脂などの封止用樹脂及びシリコーンゴムなどの封止用ゴムに添加した時に熱伝導性・耐水性・難燃性が得られたと考えられる。

なお平均粒子径はレーザー回折法粒度分布計を用いて測定するものとし、例えば水或はアルコールに測定許容濃度になるように粉末を加えて懸濁液を調製し、超音波分散機で分散させてから測定する。

好ましくは、無水炭酸マグネシウムの粒子表面を０.１〜５重量％、特に好ましくは０.５〜３重量％の表面処理剤で表面被覆する。表面処理剤は、高級脂肪酸、高級脂肪酸金属塩、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸アマイド、高級アルコール、硬化油、シランカップリング剤、アルコールリン酸エステル等とする。

本発明の無水炭酸マグネシウムフィラーを得るには、例えば中性炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ_３・ｎＨ_２Ｏ，ｎは１〜５程度)をオートクレーブ中で水熱処理した後に乾燥して、ＢＥＴ比表面積が０．１〜１０ｍ^２／ｇで平均粒子径が１〜５０μｍの無水炭酸マグネシウムとする。例えば、オートクレーブに０.２〜３ｍｏｌ／Ｌの濃度で中性炭酸マグネシウム水懸濁液を入れ、撹拌下に最高温度が１５０〜２５０℃で１〜２０時間水熱処理し、脱水、乾燥する。表面処理を行う場合、例えば懸濁液のままで粉砕し、例えば表面処理剤で処理した後に、脱水・乾燥する。乾燥温度は例えば１００℃以上が好ましい。

本発明の樹脂組成物は、上記の無水炭酸マグネシウムフィラーを、合成樹脂や合成ゴム１００重量部に対して、１００〜６００重量部配合したものである。合成樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂などがある。また、合成ゴムとしてはシリコーンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、オレフィン系エラストマーなどがある。

表面処理剤について説明する。高級脂肪酸として、例えばステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、リノール酸、ラウリン酸、カプリル酸、ベヘニン酸、モンタン酸等がある。高級脂肪酸金属塩としては、例えばステアリン酸塩、オレイン酸塩、パルミチン酸塩、リノール酸塩、ラウリン酸塩、カプリル酸塩、ベヘニン酸塩、モンタン酸塩等があり、金属の種類には、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂａ等がある。

高級脂肪酸エステルとして、例えばラウリン酸メチル、ミリスチン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル、エルカ酸メチル、ベヘニン酸メチル、ラウリン酸ブチル、ステアリン酸ブチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸オクチル、ヤシ脂肪酸オクチルエステル、ステアリン酸オクチル、特殊牛脂脂肪酸オクチルエステル、ラウリン酸ラウリル、長ステアリン酸ステアリル、長鎖脂肪酸高級アルコールエステル、ベヘニン酸べへニル、ミリスチン酸セチル等のモノエステルがあり、また例えばネオペンチルポリオール長鎖脂肪酸エステル、ネオペンチルポリオール長鎖脂肪酸エステルの部分エステル化物、ネオペンチルポリオール脂肪酸エステル、ネオペンチルポリオール中鎖脂肪酸エステル、ネオペンチルポリオールＣ９鎖脂肪酸エステル、ジペンタエリスリトール長鎖脂肪酸エステル、コンプレックス中鎖脂肪酸エステル等の耐熱性特殊高級脂肪酸エステルがある。

高級脂肪酸アマイドとして、例えばステアリン酸アマイド、オレイン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、リノール酸アマイド、ラウリン酸アマイド、カプリル酸アマイド、ベヘニン酸アマイド、モンタン酸アマイド等がある。高級アルコールとして、例えばオクチルアルコール、デシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等がある。硬化油としては、例えば牛脂硬化油、ヒマシ硬化油等がある。

シランカップリング剤としては、例えば、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリロキシ系、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン等のビニル系、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、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(３,４エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ系、Ｎ−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ系がある。

アルコールリン酸エステルとしては、モノ及びジ−飽和アルコールのリン酸エステル、例えば、モノ−ステアリルアシッドホスフェイト、ジ−ステアリルアシッドホスフェイト、モノ−ラウリルアシッドホスフェイト、ジ−ラウリルアシッドホスフェイト、モノ−ミリスチルアシッドホスフェイト、ジ−ミリスチルアシッドホスフェイト、モノ−パルミチルアシッドホスフェイト、ジ−パルミチルアシッドホスフェイト、モノ−アラキルアシッドホスフェイト、ジ−アラキルアシッドホスフェイト、モノ−ベヘルアシッドホスフェイト、ジ−ベヘルアシッドホスフェイト、モノ−リグノセリルアシッドホスフェイト、ジ−リグノセリルアシッドホスフェイト等があり、モノ及びジ−飽和アルコールのリン酸エステルの１種類もしくはそれらの混合物を使用しても良い。

本発明の樹脂組成物及びゴム組成物は、パソコン・携帯電話などに搭載される半導体チップなどの封止材料、電子材料の樹脂回路基板、ＤＶＤやＣＣＤなどの光学部品用接着剤、電子機器などの放熱シートや放熱グリース、光ピックアップダイオードの放熱材料、パソコンなどの電源パワートランジスターやパワーモジュールの放熱素子などがあげられる。

本発明では、熱伝導性、耐水性、難燃性、加工性のバランスのとれた封止樹脂及び封止ゴム用のフィラーと、その製造方法及び樹脂組成物ならびにゴム組成物を提供できる。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

エポキシ樹脂などの合成樹脂及びシリコーンゴムなどの合成ゴムに配合するための無水炭酸マグネシウムフィラーとその調製方法及び合成樹脂組成物及び合成ゴム組成物について、実施例を説明する。合成樹脂の一例としてエポキシ樹脂、合成ゴムの一例としてシリコーンゴムを用いて評価した。中性炭酸マグネシウムは組成がＭｇＣＯ_３・３Ｈ_２Ｏで、平均粒子径は２５μｍ、ＢＥＴ比表面積は０．５ｍ^２／ｇであった。

フィラーの調製
試験例１
容量１００Ｌの撹拌機付きオートクレーブに１ｍｏｌ／Ｌの濃度に調整した中性炭酸マグネシウム懸濁液７０Ｌを入れ、撹拌しながら１８０℃で５時間の水熱処理を行なった。得られた懸濁液をそのままボールミルに入れて５時間粉砕した後、固形物を無水炭酸マグネシウムに換算して３重量％のステアリン酸を添加して表面処理し、脱水後、１２０℃で１０時間乾燥した。そして平均粒子径０.９μｍでＢＥＴ比表面積１０ｍ^２／ｇの無水炭酸マグネシウムを得た。
また、表面処理する前の無水炭酸マグネシウムフィラーを分析したところ主な不純物（ＳＯ3、Ｃａ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｌ）の合計量で０．８×１０^-2重量％であった。

試験例２
容量１００Ｌの撹拌機付きオートクレーブに１ｍｏｌ／Ｌの濃度に調整した中性炭酸マグネシウム懸濁液７０Ｌを入れ、撹拌しながら１８０℃で５時間の水熱処理を行なった。得られた懸濁液を試験例1と同様にして、ボールミルで１時間粉砕した後、固形物に対して１重量％のステアリン酸を添加して表面処理し、脱水後、１２０℃で１０時間乾燥した。そして平均粒子径１.５μｍでＢＥＴ比表面積６ｍ^２／ｇの無水炭酸マグネシウムを得た。

試験例３
容量１００Ｌの撹拌機付きオートクレーブに１ｍｏｌ／Ｌの濃度に調整した中性炭酸マグネシウム懸濁液７０Ｌを入れ、撹拌しながら１８０℃で５時間の水熱処理を行なった。得られた懸濁液を試験例1と同様にして、ボールミルで１時間粉砕した後、固形物に対して０.５重量％のメタクリロキシ系シランカップリング剤を添加して表面処理し、脱水後、１２０℃で１０時間乾燥した。そして平均粒子径１.５μｍでＢＥＴ比表面積７ｍ^２／ｇの無水炭酸マグネシウムを得た。

試験例４
容量１００Ｌの撹拌機付きオートクレーブに０.５ｍｏｌ／Ｌの濃度に調整した中性炭酸マグネシウム懸濁液５０Ｌを入れ、撹拌しながら２００℃で１０時間の水熱処理を行なった。得られた懸濁液を脱水後、１２０℃で１０時間乾燥した。そして平均粒子径１０μｍでＢＥＴ比表面積１ｍ^２／ｇの無水炭酸マグネシウムを得た。

試験例５
容量１００Ｌの撹拌機付きオートクレーブに０.３ｍｏｌ／Ｌの濃度に調整した中性炭酸マグネシウム懸濁液３０Ｌを入れ、撹拌しながら２２０℃で１５時間の水熱処理を行なった。得られた懸濁液を脱水後、１２０℃で１０時間乾燥した。そして平均粒子径２０μｍでＢＥＴ比表面積０．５ｍ^２／ｇの無水炭酸マグネシウムを得た。

比較例１
マグネサイト鉱を粉砕した市販の無水炭酸マグネシウム粉末を水に懸濁して１ｍｏｌ／Ｌの濃度に調整し、ボールミルで０．５時間粉砕した後、固形物に対して０．５重量％のステアリン酸を添加して表面処理し、脱水後、１２０℃で１０時間乾燥した。そして平均粒子径６０μｍでＢＥＴ比表面積０．３ｍ^２／ｇの無水炭酸マグネシウムを得た。

比較例２
マグネサイト鉱を粉砕した市販の無水炭酸マグネシウム粉末を水に懸濁して１ｍｏｌ／Ｌの濃度に調整し、ボールミルで２０時間粉砕した後、固形物に対して３重量％のステアリン酸を添加して表面処理し、脱水後、１２０℃で１０時間乾燥した。そして平均粒子径２.０μｍでＢＥＴ比表面積２０ｍ^２／ｇの無水炭酸マグネシウムを得た。

樹脂組成物及びゴム組成物
樹脂組成物の例を、試験例１１〜１８に示す。無水炭酸マグネシウム以外のフィラーを用いた樹脂組成物の例を比較例１１〜１４に、無水炭酸マグネシウムを用いたがＢＥＴ比表面積もしくは平均粒径が不適切なフィラーを用いた例を比較例１５，１６に示す。
ゴム組成物の例を、試験例２１〜２８に示す。無水炭酸マグネシウム以外のフィラーを
用いたゴム組成物の例を比較例２１〜２４に、無水炭酸マグネシウムを用いたがＢＥＴ比
表面積もしくは平均粒径が不適切なフィラーを用いた例を比較例２５，２６に示す。

試験例１１
エポキシ樹脂としてエポキシ当量１９２のビフェノール型エポキシ樹脂（ジャパン エポキシ レジン（株）製：エピコートＹＸ４０００Ｈ）６０重量部、硬化剤としてノボラック型フェノール樹脂（群栄化学工業（株）製：レヂトップＰＳＭ-４２６１）４０重量部、試験例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを３００重量部を配合して成型体とした。成型体の作製は、ビフェノール型エポキシ樹脂とノボラック型フェノール樹脂及び無水炭酸マグネシウムフィラーを二本ロールを用いて温度８０℃で１５分間混練を行った。その後、混練物を粉砕し、トランスファー成形機を用いて、金型温度１７０℃、成形圧力９.８ＭＰａで２分間成形し、１８０℃で５時間の硬化を行って成型体とした。(以下同様)。
試験例１２
試験例２の無水炭酸マグネシウムフィラーを試験例１１と同様に行った。
試験例１３
試験例３の無水炭酸マグネシウムフィラーを試験例１１と同様に行った。
試験例１４
試験例４の無水炭酸マグネシウムフィラーを試験例１１と同様に行った。
試験例１５
試験例５の無水炭酸マグネシウムフィラーを試験例１１と同様に行った。

試験例１６
試験例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを２００重量部配合した以外は試験例１１と同様に行った。
試験例１７
試験例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを１００重量部配合した以外は試験例１１と同様に行った。
試験例１８
試験例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを６００重量部配合した以外は試験例１１と同様に行った。

比較例１１
市販のアルミナ(ＢＥＴ比表面積３ｍ^２／ｇ，平均粒径１．４μｍ)を３重量％のステアリン酸で表面処理してフィラーとした。このフィラーを実施例１１と同様の方法で成型体とした。
比較例１２
市販の酸化マグネシウム(ＢＥＴ比表面積１０ｍ^２／ｇ，平均粒径３．５μｍ)を３重量％のステアリン酸で表面処理してフィラーとした。酸化マグネシウムは耐水性が低いのでエタノール溶液のボールミルにて表面処理した。このフィラーを実施例１１と同様の方法で成型体とした。
比較例１３
市販のシリカ(ＢＥＴ比表面積７ｍ^２／ｇ，平均粒径１．４μｍ)を３重量％のステアリン酸で表面処理してフィラーとした。このフィラーを実施例１１と同様の方法で成型体とした。
比較例１４
市販の水酸化マグネシウム(ＢＥＴ比表面積８ｍ^２／ｇ，平均粒径１．２μｍ)を３重量％のステアリン酸で表面処理してフィラーとした。このフィラーを実施例１１と同様の方法で成型体とした。

比較例１５
比較例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを実施例１１と同様に行った。
比較例１６
比較例２の無水炭酸マグネシウムフィラーを実施例１１と同様に行った。

試験例２１
シリコーンゴムとして２液型のＲＴＶシリコーンゴム（信越化学工業（株）製：ＫＢＭ１００３）を１００重量部、触媒として白金触媒（信越化学工業（株）製：ｃａｔ-１０３）
を３重量部、試験例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを３００重量部を混合機を用いて１５分間混合した。その後、１５０℃で２０分間の成形を行って成型体とした。
試験例２２
試験例２の無水炭酸マグネシウムフィラーを試験例２１と同様に行った。
試験例２３
試験例３の無水炭酸マグネシウムフィラーを試験例２１と同様に行った。
試験例２４
試験例４の無水炭酸マグネシウムフィラーを試験例２１と同様に行った。
試験例２５
試験例５の無水炭酸マグネシウムフィラーを試験例２１と同様に行った。

試験例２６
試験例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを２００重量部配合した以外は試験例２１と同様に行った。
試験例２７
試験例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを１００重量部配合した以外は試験例２１と同様に行った。
試験例２８
試験例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを６００重量部配合した以外は試験例２１と同様に行った。

比較例２１
市販のアルミナ(ＢＥＴ比表面積３ｍ^２／ｇ，平均粒径１．４μｍ)を３重量％のステアリン酸で表面処理してフィラーとした。このフィラーを実施例２１と同様の方法で成型体とした。
比較例２２
市販の酸化マグネシウム(ＢＥＴ比表面積１０ｍ^２／ｇ，平均粒径３．５μｍ)を３重量％のステアリン酸で表面処理してフィラーとした。酸化マグネシウムは耐水性が低いのでエタノール溶液のボールミルにて表面処理した。このフィラーを実施例２１と同様の方法で成型体とした。
比較例２３
市販のシリカ(ＢＥＴ比表面積７ｍ^２／ｇ，平均粒径１．４μｍ)を３重量％のステアリン酸で表面処理してフィラーとした。このフィラーを実施例２１と同様の方法で成型体とした。
比較例２４
市販の水酸化マグネシウム(ＢＥＴ比表面積８ｍ^２／ｇ，平均粒径１．２μｍ)を３重量％のステアリン酸で表面処理してフィラーとした。このフィラーを実施例２１と同様の方法で成型体とした。

比較例２５
比較例１の無水炭酸マグネシウムフィラーを実施例２１と同様に行った。
比較例２６
比較例２の無水炭酸マグネシウムフィラーを実施例２１と同様に行った。

上記の方法により調製した樹脂組成物及びゴム組成物の成型体について、以下の物性を測定した。樹脂組成物の評価結果を表１、表２に、ゴム組成物の評価結果を表３、表４に示す。
(１) 熱伝導性試験： ＡＳＴＭ−Ｅ１５３０に準拠して熱伝導率を測定した。
(２) 耐水性試験： プレッシャークッカーテストにより耐水性について試験を行った。試験は１２１℃で２気圧(０.２ＭＰａ)９６時間で行い、試験前後の重量変化が１％以内で、外観に変化がないものを良好とした。
(３) 難燃性試験：ＪＩＳＫ７２０１に準拠して３ｍｍ厚の成型体で試験を行い、酸素指数を求めた。酸素指数が高いほど、難燃性が高い。

表１及び表３より、本発明の無水炭酸マグネシウムフィラーは耐水性が良好で、エポキシ樹脂及びシリコーンゴムへの配合割合が増加すれば熱伝導率及び難燃性が大きく改善することがわかる。表１、表２、表３、表４より、本発明の無水炭酸マグネシウムフィラーは、市販されているフィラーに比べて、熱伝導性、耐水性、難燃性のバランスのとれたフィラーであることがわかる。また無水炭酸マグネシウムは硬度がアルミナ、シリカよりも低く、加工性が良好である。比較例１５及び比較例２５は無水炭酸マグネシウムフィラーの平均粒子系が６０μｍで本発明の技術範囲を超えたもので、難燃性の低下がみられ問題がある。比較例１６及び比較例２６は、無水炭酸マグネシウムフィラーのＢＥＴ比表面積が２０ｍ^２／ｇで本発明の技術範囲を超えたもので、エポキシ樹脂中及びシリコーンゴムに均一に分散せず凝集性したために熱伝導率が低くなったものと思われる。

実施例では合成樹脂としてエポキシ樹脂、合成ゴムとしてシリコーンゴムを用いたが、本発明では合成樹脂及び合成ゴムなどの種類よりも、特定のＢＥＴ比表面積と平均粒子径を有する無水炭酸マグネシウムをフィラーとすることが重要である。事実エポキシ樹脂をシリコーン樹脂や不飽和ポリエステル樹脂に変えて、またシリコーンゴムをエチレンプロピレンゴムやオレフィン系エラストマーに変えて上述の試験例と同様な試験を行っても耐水性は良好で、熱伝導性及び難燃性は同様の傾向を示し、市販品のフィラーに比べて熱伝導性、耐水性、難燃性の点でバランスのとれたフィラーであった。
また表面処理剤をステアリン酸から他の高級脂肪酸金属塩や、高級脂肪酸自体、あるいは高級脂肪酸エステルや高級脂肪酸アマイドに変えても、類似の結果が得られた。さらにシランカップリング剤を、アルコールリン酸エステルに変えてもやはり、類似の結果が得られた。

Claims (8)

1. ＢＥＴ比表面積が０．１〜１０ｍ^２／ｇで平均粒子径が１〜５０μｍの無水炭酸マグネシウムからなる合成樹脂及び合成ゴム配合用の無水炭酸マグネシウムフィラー。
2. 不純物の合計量が１×１０^-2重量％以下であることを特徴とする請求項１記載の無水炭酸マグネシウムフィラー。
3. 無水炭酸マグネシウムの粒子表面を０．１〜５重量％の表面処理剤で表面被覆したことを特徴とする請求項１または２の無水炭酸マグネシウムフィラー。
4. 中性炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ_３・ｎＨ_２Ｏ)をオートクレーブ中で水熱処理した後に乾燥して、ＢＥＴ比表面積が０．１〜１０ｍ^２／ｇで平均粒子径が１〜５０μｍの無水炭酸マグネシウムとすることを特徴とする無水炭酸マグネシウムフィラーの製造方法。
5. 水熱処理温度が１５０〜２５０℃、処理時間が１〜２０時間であることを特徴とする、請求項４の無水炭酸マグネシウムフィラーの製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれかの無水炭酸マグネシウムフィラーを、合成樹脂または合成ゴム１００重量部に対して、１００〜６００重量部配合した合成樹脂組成物及び合成ゴム組成物。
7. 合成樹脂がエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂である請求項６記載の樹脂組成物。
8. 合成ゴムがシリコーンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、オレフィン系エラストマーである請求項６記載の樹脂組成物。