JP2009249226A - 球状酸化亜鉛粒子粉末および高熱伝導性組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 特定の粒度分布を有し、ＢＥＴ比表面積が小さく、粒子内部に細孔をほとんど有しない、特に、熱伝導性材料として有用な球状の酸化亜鉛粒子を提供する。
【解決手段】 球状の酸化亜鉛粒子であり、平均粒子径が１〜３００μｍ、ＢＥＴ比表面積が０．２ｍ^２／ｇ以下、水銀圧入法による細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇ以下、球形度が１．４未満であり、また、高分子材料を主成分とする材料中に３０体積％以上の前記球状酸化亜鉛粒子粉末を含む高熱伝導性組成物である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱伝導性材料、紫外線吸収材料、触媒担体として有用な、球状酸化亜鉛粒子、およびその製造方法に関するものである。

ＩＣ、トランジスタ、ダイオード等の電子部品は、その動作により発熱し、その熱のために性能が低下することが懸念される。特に、最近の電子機器の小型化に伴い、発生する熱を如何に効率的に除去するかということが電子部品における最大の課題となっている。一般的に、これら熱を除去するために、放熱体といわれる主に金属からなる部品を電子部品の周りに取り付けている。ただし、これらは導電性であるために、直接電子部品につけると漏電などの問題が発生し好ましくない。そこで、熱伝導性グリースや熱伝導性シート等を電子部品と放熱体の間に介在させて上記問題を解決する対策が行なわれている。

熱伝導性グリースや熱伝導性シートは、高熱伝導性フィラーをシリコーングリースやシリコーンゴムやアクリルゴム等のマトリックス中に分散させたものであり、如何に高熱伝導性フィラーを高充填させるかが一つのポイントである。と同時に、熱伝導性グリースの場合は、できるだけ低粘度であるほうが好ましく、また、熱伝導性シートの場合には、できるだけ薄い方が好ましい。

熱伝導性フィラーとしては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素又は窒化ケイ素等の粉末が用いられている。いわゆる熱伝導率においては、窒化アルミニウムや窒化ケイ素は非常に高く、本目的を達成するためには好ましい材料であり、これらのフィラーを高充填できるように種々工夫がなされている。

しかしながら、窒化アルミニウム粉末や窒化ケイ素粉末は、水分が存在すると加水分解反応を起こし、大幅に熱伝導率が低下すると同時に、アンモニアガスを発生し、気泡として存在することで、本来の高い熱伝導性を十分に生かすことができなくなる。

特許文献１（特開２００４−１４２９９９号公報）には、炭酸イオン及び／または炭酸水素イオン、アンモニウムイオンを含む水溶液と亜鉛イオンを含む水溶液とを混合して、得られた生成物を３００℃以上で焼成して球状の０．０１〜１０μｍの酸化亜鉛粒子を生成することを提案している。ただし、得られた粒子の球形度についての記載はなく、さらに、粒度分布および細孔構造等による記載はなく、例えば熱伝導性粒子として高分子材料中に充填しようとした場合に、高充填することが難しく、結果として十分な熱伝導性を得ることが難しくなる。

特許文献２（特開平１１−４９５１６号公報）には、粒子表面に微細な球状あるいは針状突起を有した、粒子径が１〜５０μｍの球状酸化亜鉛粒子に関して提案されている。ただし、粒子表面の突起物により粒子間の摩擦力が大きく、高分子材料中に充填しようとした場合に、高充填することが難しく、また、有機酸化亜鉛を熱処理して合成するために、粒子内部に細孔を多く有し、高分子材料への分散の際に粘度が高くなり、結果として高充填できなくなり、熱伝導性が十分とはいえない。

特許文献３（特開２００２−２０１４８３号公報）には、５〜１７μｍの平均粒子径を有する無機粉末の粗粒を４０〜９０容量％と、前記粗粒の平均粒子径の１／３〜１／４０の平均粒子径を有する微粒を１０〜６０容量％とを組み合わせたものを提案している。ただし、粗粒の形状および粒度分布については記載されておらず、単に従来の微粒子だけを充填していたものに対して、熱伝導性とディスペンス性が向上したものに過ぎない。

特許文献４（特開２０００−１４３８０８号公報）には、シリコーンゲル１００重量部に対して、Ａ成分としてシリコーンゲルの硬化反応の阻害を防止する表面処理をした窒化物または炭化物が５〜５００重量部、Ｂ成分として比表面積が１．０ｍ^２／ｇ以下でありかつ平均粒子径１０〜１００μｍの塩基性金属酸化物が０〜１２００重量部、Ｃ成分として補強剤が０〜５００重量部、Ｄ成分として架橋剤が０〜２０重量部、を含む組成のコンパウンドについて記載されている。これも、平均粒子径だけが規定してあり、その形状についての記載はない。

また、特許文献５（特開２００１−２８３０号公報）には、窒化アルミニウムや窒化ホウ素、窒化ケイ素等の加水分解を防止する目的で、当該熱伝導性粒子を加水分解されにくいシリカやアルミナ等の無機酸化物でコートする事が記載されている。ところが、高温高湿化条件での信頼性において十分とはいえない。

特開２００４−１４２９９９号公報 特開平１１−４９５１６号公報 特開２００２−２０１４８３号公報 特開２０００−１４３８０８号公報 特開２００１−２８３０号公報

本発明はかかる実情に鑑み、高温高湿化においても信頼性が高く、できるだけ充填性が高められ、かつ、熱伝導性の高い材料を提供することを課題とする

即ち、本発明は、平均粒子径が１〜３００μｍ、ＢＥＴ比表面積が１ｍ^２／ｇ以下であり、水銀圧入法による細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇ以下であり、球形度が１．４未満の球状粒子であることを特徴とする球状酸化亜鉛粒子粉末である（本発明１）。

また、本発明は、高分子材料を主成分とする材料中に、３０体積％以上の請求項１に記載の球状酸化亜鉛粒子粉末を含む高熱伝導性組成物である（本発明２）。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末は、水銀圧入法による細孔がほとんどなく、且つ、平均粒子径が１〜３００μｍであって、球状の粒子であることから、熱伝導性材料、紫外線吸収材料、触媒担体として有用である。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末は、平均粒子径（Ｄ５０）が１〜３００μｍ、ＢＥＴ比表面積が１ｍ^２／ｇ以下であり、水銀圧入法による細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇ以下であり、球形度が１．４未満であることを特徴とする酸化亜鉛の球状粒子からなる酸化亜鉛球状粒子粉末である。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末の粒子形状は、球状であり、その球形度（長軸径／短軸径）は１．４未満である。粒子形状が球状でない場合は、充填性が低下する。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末の平均粒子径（Ｄ５０）は１〜３００μｍである。平均粒子径（Ｄ５０）が１μｍ未満の粒子は、樹脂等で成型する際の充填量を高めることが難しくなる。一方、３００μｍを越えるものは熱伝導シート用の充填材等として使用される場合、充填量を高めることが難しくなる。好ましい平均粒子径（Ｄ５０）は１〜２００μｍであり、さらに好ましくは１〜１００μｍである。

本発明に係る球状のフェライト粒子粉末の粒度分布は、Ｄ_５０で示した場合の平均粒子径に対するＤ_９０（フェライト粒子粉末の全体積を１００％として累積体積で表した粒子径を求めたときの累積割合が９０％となる点）で示した場合の平均粒子径の比率（Ｄ_９０／Ｄ_５０）で、好ましくは３．０以下、より好ましくは２．８以下である。Ｄ_１０（フェライト粒子粉末の全体積を１００％として累積体積で表した粒子径を求めたときの累積割合が１０％となる点）で示した場合の平均粒子径に対するＤ_５０で示した場合の平均粒子径の比率（Ｄ_５０／Ｄ_１０）で、好ましくは３．０以下、より好ましくは２．５以下である。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末のＢＥＴ比表面積は１．０ｍ^２／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積が１．０ｍ^２／ｇを越えると、充填量を高くできない。さらに熱伝導性も低くなってしまう。好ましいＢＥＴ比表面積は０．０１〜０．１５ｍ^２／ｇである。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末の水銀圧入法による細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇ以下である。水銀圧入法による細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇを超えると、充填量が高くできないし、熱伝導性も低くなってしまう。好ましい細孔容積は０．００１〜０．０１ｍｌ／ｇである。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末の水分量は、３３℃、８０％ＲＨ条件で２４時間放置後に、０．１％未満が好ましい。水分量が０．１％より高くなると、電子部品や基板あるいはヒートシンク等を腐食してしまう恐れがある。より好ましくは０．０１〜０．０８％である。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末の比重は、５．４７〜５．６０が好ましい。比重が５．４７未満の場合、樹脂が残存していることになり好ましくない。より好ましくは５．５０〜５．６０である。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末のかさ密度は、２．４５〜２．８０ｇ／ｍｌが好ましい。かさ密度が２．４５ｇ／ｍｌ未満の場合、高分子中への充填性を高めることが困難となる。かさ密度が２．８０ｇ／ｍｌを超える酸化亜鉛粒子粉末は、工業的に製造することが困難である。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末の体積固有抵抗値は、１．０×１０^９Ωｃｍ以上が好ましい。体積固有抵抗値が１．０×１０^９Ωｃｍ未満の場合、電子部品に用いた場合に漏電等の問題を引き起こす。できるだけ、体積固有抵抗値は高い方が好ましい。

次に、球状酸化亜鉛粒子粉末の製造法について述べる。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末は、酸化亜鉛原料粒子の存在下でフェノール類とアルデヒド類とを水性媒体中で反応・硬化させ、酸化亜鉛原料粒子とフェノール樹脂とからなる複合体粒子を生成させ、次いで、４００〜７００℃で加熱処理することにより前記フェノール樹脂を除去し、さらに８００〜１４００℃で加熱処理することにより酸化亜鉛原料粒子粉末を焼結させることにより製造することができる。

本発明における酸化亜鉛原料粒子の平均粒子径は、複合体粒子の平均粒子径よりも小さい粒子であればよく、０．０１〜５．０μｍ、殊に、０．１〜２．０μｍの範囲のものが好ましい。酸化亜鉛原料粒子の平均粒子径が０．０１μｍ未満では複合体粒子中の酸化亜鉛原料粒子の含有量が低くなり、一方、５．０μｍを越えると複合体粒子及びフェライト粒子の表面が凹凸になったり、球形度が低くなったりする。

また、酸化亜鉛原料粒子は、あらかじめ親油化処理をしておくことが望ましく、親油化処理がされていない酸化亜鉛原料粒子を用いる場合には、球状複合体粒子を得ることが困難となる場合がある。

親油化処理は、酸化亜鉛原料粒子をシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等のカップリング剤で処理する方法、又は界面活性剤を含む水性媒体中に酸化亜鉛原料粒子を分散させ、粒子表面に界面活性剤を吸着させる方法等がある。

シラン系カップリング剤としては、疎水性基、エポキシ基、アミノ基を有するものがあり、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。

疎水性基を有するシラン系カップリング剤としては、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシ）シラン等があり、チタネート系カップリング剤としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルピロホスフェート）チタネート等がある。

エポキシ基を有するシラン系カップリング剤としては、γ−グリシドキシ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、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）トリメトキシシラン等がある。

アミノ基を有するシラン系カップリング剤としては、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メトキシシラン、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−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等がある。

界面活性剤としては特に制限はなく、公知の界面活性剤を使用することができるが、無機化合物粒子や該粒子表面に有する水酸基と結合可能な官能基を有するものが望ましく、イオン性で言えばカチオン性、あるいはアニオン性のものが好ましい。これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。

上記いずれの処理方法によっても本発明の目的を達成できるが、フェノール樹脂との接着性を考慮するとアミノ基、あるいはエポキシ基を有するシラン系カップリング剤による処理が好ましい。

本発明における親油化処理剤の量は、酸化亜鉛原料粒子に対し０．１〜５．０重量％が好ましい。０．１重量％未満の場合には、親油化処理剤の被覆を複合体粒子表面に密着させることが困難となり、また、親油化処理が不十分なために酸化亜鉛原料粒子の含有量の高い複合体粒子を得ることができない。また、酸化亜鉛原料粒子が複合体粒子にしっかりと埋め込まれない。一方、５．０重量％を越える場合には、親油化処理剤の被覆を複合体粒子表面に密着させることができるが、生成した複合体粒子同志の凝集が生じ、複合体粒子の粒子サイズの制御が困難になる。

本発明に係る球状の酸化亜鉛粒子を製造するには、まず、酸化亜鉛原料粒子及び塩基性触媒の存在下でフェノール類とアルデヒド類とを水性媒体中で反応させることにより、酸化亜鉛原料粒子とフェノール樹脂とからなる球状の複合体粒子を調製する。

該複合体粒子中の酸化亜鉛原料粒子の含有量は、８０〜９８重量％が好ましい。８０重量％未満の場合には、フェノール樹脂が多くなり引き続いて行われる加熱処理時において、それだけフェノール樹脂を除去するためのエネルギーが多く必要となるので好ましくなく、一方、９８重量％を越える場合には、加熱処理前の複合体粒子の強度が弱くなり、加熱処理時に粒子が破壊する場合がある。

本発明における塩基性触媒としては、通常のフェノール樹脂製造に使用される塩基性触媒が使用される。例えば、アンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン及びジメチルアミン、ジエチルトリアミン、ポリエチレンイミン等のアルキルアミンが挙げられる。これら塩基性触媒のフェノール類に対するモル比は、０．０２〜０．７が好ましい。該モル比が０．０２未満では反応が十分に進まず、一方、０．７を越えると過剰な塩基性触媒が反応溶液中に多く残り、排水処理の負荷を増大させるので好ましくない。

本発明におけるフェノール類としては、フェノールの他、ｍ−クレゾール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｏ−プロピルフェノール、レゾルシノール、ビスフェノールＡ等のアルキルフェノール類、及びベンゼン核又はアルキル基の一部又は全部が塩素原子、臭素原子で置換されたハロゲン化フェノール類等のフェノール性水酸基を有する化合物が挙げられ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられるが、この中でフェノールが最も好ましい。すなわち、フェノール類としてフェノール以外の化合物を用いた場合には、粒子が生成し難かったり、粒子が生成したとしても不定形状であったりすることがあるので、形状性を考慮すれば、フェノールが最も好ましい。場合によっては、市販のフェノール樹脂をアルコール等の溶剤に溶解させた形で使用することもできる。

本発明におけるアルデヒド類としては、ホルマリン又はパラホルムアルデヒドのいずれかの形態のホルムアルデヒド及びフルフラール等が挙げられ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられるが、ホルムアルデヒドが経済面で特に好ましい。アルデヒド類のフェノール類に対するモル比は、１〜４が好ましく、特に好ましいのは１．２〜３である。アルデヒド類のフェノール類に対するモル比が１より小さいと、粒子が生成し難かったり、生成したとしても樹脂の硬化が進行し難いために生成する粒子の強度が弱かったりする傾向があり、一方、該モル比が４よりも大きいと、反応後に水性媒体中に残留する未反応のアルデヒド類が増加する傾向がある。

本発明における酸化亜鉛原料粒子とフェノール樹脂からなる球状複合体粒子は、７０〜９０℃の温度範囲で反応と同時に硬化を進行させた後、４０℃以下に冷却すると、球状複合体粒子を含む水分散液が得られる。

次に、この水分散液を濾過、遠心分離等の常法に従って固液を分離した後、乾燥することにより、酸化亜鉛原料粒子とフェノール樹脂からなる球状複合体粒子が得られる。

本発明における反応においては、必要により、懸濁安定剤を存在させてもよい。

懸濁安定剤としては、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールのような親水性有機化合物及びフッ化カルシウムのようなフッ素化合物、硫酸カルシウム等の水に不溶性の無機塩類等が挙げられ、これらは単独で又は必要に応じ２種以上組み合わせて用いられる。

次に、得られた球状複合体粒子を加熱処理することによりフェノール樹脂を除去する。加熱処理は、フェノール樹脂が分解する温度、すなわち４００〜７００℃の温度で行う。７００℃を越えると、粒子間の凝集が生じ、粒度分布が広くなり、一方、４００℃未満ではフェノール樹脂が十分に分解除去されない。好ましい加熱処理の温度範囲は５００〜６００℃である。

４００〜７００℃での加熱処理の処理時間は、加熱温度によっても変わるが、通常、２〜８時間程度である。２時間未満ではフェノール樹脂の分解が不十分で該樹脂の除去が不十分となる傾向があり、一方、８時間を越えると処理時間自体が長くなりすぎる。雰囲気はフェノール樹脂を分解し、炭素として残存させない点で酸化雰囲気が好ましい。

加熱処理炉としては、固定式のものや、回転式もの等いずれの処理機でも構わないが、粒子同志の凝集を防ぐためには回転式のものが好ましい。

本発明における酸化雰囲気は、空気を加熱処理炉内に流せばよく、１Ｌ／ｍｉｎ以上の流量で流せば十分である。１Ｌ／ｍｉｎ未満では熱処理炉内に樹脂の分解ガスが充満するので、炭素として残存してしまい好ましくない。

次に、引き続き焼結させるための加熱処理（焼成）を行う。この加熱処理は、８００〜１４００℃の温度で行う。１４００℃を越えると、粒子同士が焼結してしまい、粒度分布が広くなってしまう。一方、８００℃未満では、焼結が不十分であり、造粒粒子の強度が不足してしまう。好ましい加熱処理（焼成）の温度範囲は９００〜１３００℃である。

８００〜１４００℃の加熱処理の処理時間は、加熱温度によっても変わるが、１〜１０時間程度である。１時間未満では焼結が不十分となる傾向があり、一方、１０時間を越えると生産性が低下する傾向がある。

加熱処理の雰囲気は、空気を流しながら酸化雰囲気下で行えばよい。ガスの流量は、１Ｌ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。１Ｌ／ｍｉｎ未満では所望の粒子の表面性を得ることが難しくなる。

次に、高熱伝導性組成物について述べる。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末は、単独であるいは窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナ等の材料と混合して、シリコーン樹脂やシリコーンゲル、シリコーンオイル、エポキシ樹脂等の高分子材料中に分散させて、高熱伝導性組成物とすることができる。本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末の含有量としては３０体積％以上が好ましく、熱伝導性を高めるためには３５体積％以上が好ましく、さらに４０体積％以上が好ましい。粒度分布が制御された球状粒子を用いることなく、６０体積％を超える酸化亜鉛粒子粉末の混合は非常に難しい。

上記の如くして得られる本発明に係る球状酸化亜鉛粒子は、熱伝導性材料、紫外線吸収材料、触媒担体として有用である。

＜作用＞
まず、本発明において重要な点は、まず酸化亜鉛原料粒子とフェノール樹脂からなる複合体粒子を調製し、該複合体粒子を４００〜７００℃で加熱処理して前記フェノール樹脂を分解させた後、引き続き８００〜１４００℃で加熱処理（焼成）させることで、焼結化を行うことにある。特に、一旦調製される酸化亜鉛原料粒子とフェノール樹脂とからなる複合体粒子が、酸化亜鉛原料粒子の含有量が高く、水銀圧入法による細孔がほとんどなく、且つ、平均粒子径が１〜３００μｍの球状の粒子であることが重要であり、その粒度分布を維持したまま加熱処理により焼結化されることである。

本発明に係る球状酸化亜鉛粒子粉末が、水銀圧入法による細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇ以下であり、ＢＥＴ比表面積が１．０ｍ^２／ｇ以下である理由について、本発明者は、一旦調製される酸化亜鉛原料粒子とフェノール樹脂からなる球状複合体粒子中の酸化亜鉛原料粒子の充填量が極めて高く、且つ、該複合体粒子の水銀圧入法による細孔がほとんどないことに起因して、引き続き加熱処理による焼結化を行った後も、細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇ以下であり、ＢＥＴ比表面積が１．０ｍ^２／ｇ以下となるものと考えている。

以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて、更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。

尚、以下の施例及び比較例における平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計（ＳＹＭＰＡＴＥＣ社製ＲＯＤＯＳ）により計測した値で示した。

また、粒子の粒子形態は、放出型走査電子顕微鏡（株式会社日立製作所製 Ｓ−４８００型ＦＥ−ＳＥＭ（Ｔｙｐｅ−Ｉ））で観察したものである。

かさ密度はＪＩＳ Ｋ５１０１に記載の方法に従って測定した。

球形度の測定は、放出型走査電子顕微鏡（株式会社日立製作所製 Ｓ−４８００型ＦＥ−ＳＥＭ（Ｔｙｐｅ−Ｉ））により球状複合体粒子をランダムに２５０個以上抽出し、平均長軸径ｌ及び平均短軸径ｗを求め、下記式によって算出した。

球形度＝ｌ／ｗ
ｌ：球形複合体粒子の平均長軸径
ｗ：球形複合体粒子の平均短軸径

ＢＥＴ比表面積は、窒素吸着法により測定した。

細孔容積は、水銀圧入式オートポア９２２０（商品名、島津製作所製）で測定した値で示した。

体積固有抵抗値は、ハイレジスタンスメーター４３３９Ｂ（商品名、横河ヒュ−レットパッカード社製）で測定した値を用いた。

水分量は、まず、得られた球状酸化亜鉛粒子粉末を３３℃、８０％ＲＨ条件の恒温恒湿槽で２４時間放置した後、カールフィッシャー水分計ＡＱ−２１００（商品名、平沼産業社製）で測定した値を用いた。

熱伝導率は、まず、得られた球状酸化亜鉛粒子あるいは比較としての市販球状アルミナを所定の割合で、シリコーン樹脂（ＣＹ５２−２７６Ａ＆Ｂ；東レダウコーニング社製）と十分に混合して、さらに真空ポンプにより脱気を十分に行い、５０ｍｍ×１００ｍｍの大きさの成形体を作製する。乾燥機を用いて、８０℃で乾燥したものを、迅速熱伝導率計ＱＴＭ−５００（商品名、京都電子社製）で測定した値を用いた。

実施例１
ヘンシェルミキサー内に平均粒子径１μｍのＺｎＯ（１種）１ｋｇを仕込み、十分に攪拌して、次にアミノ基を有するシラン系カップリング剤ＫＢＭ−９０２（商品名：信越化学工業製）５ｇを添加混合して、上記原料粒子の粒子表面をアミノ基を有するシラン系カップリング剤で処理した。

次に、１Ｌのフラスコに、フェノール１０８ｇ、３７％ホルマリン１５５ｇ、粒子表面がアミノ基を有するシラン系カップリング剤で処理されている上記原料粒子１ｋｇ、２５％アンモニア水２８ｇ及び水１１２ｇを仕込み、攪拌しながら６０分間で７０℃に上昇させた後、同温度で６０分間反応させた後、３０分かけて８５℃まで昇温させる。同温度で１２０分間反応・硬化させることにより、フェノール樹脂と酸化亜鉛原料粒子とからなる複合体粒子を得た。

次に、フラスコ内の内容物を３０℃に冷却し、上澄み液を除去し、さらに下層の沈殿物を濾過し、通風乾燥機で８０℃で７時間乾燥し、複合体粒子（Ａ）を得た。

得られた複合体粒子（Ａ）は、平均粒子径１１μｍで、充填成分の含有量が８７重量％、ＢＥＴ比表面積０．０１ｍ^２／ｇ、細孔容積は０．００１ｍｌ／ｇあった。

次いで、これを内容量１０Ｌの回転式加熱処理炉内に入れ、空気を３Ｌ／ｍｉｎの流量で流しながら、加熱処理炉内を２時間で６００℃に上げ、同温度で４時間加熱処理（加熱処理Ｉ）してフェノール樹脂を除去した後、続いて２時間で１２００℃まで温度を上げ、同温度で５時間加熱処理（加熱処理ＩＩ）して焼結化を行った。その後、室温まで冷却した後取り出し、球状の酸化亜鉛粒子（Ｉ）を得た。

得られた酸化亜鉛粒子の平均粒子径１１μｍであった。また、ＢＥＴ比表面積は０．０２ｍ^２／ｇ、細孔容積は０．００４ｍｌ／ｇ、体積固有抵抗は２．５×１０^１０Ωｃｍ、球形度は１．２、水分量は０．０５％であった。
さらに、得られた酸化亜鉛粒子のＳＥＭ写真を図１、図２に示す。

実施例２
親油化処理剤の種類及び量、その他反応条件を変えた以外は、実施例１と同様にして複合体粒子Ｂを得た。このときの製造条件及び諸特性を表１〜表３に示す。

比較例１
実施例１と同じ酸化亜鉛原料粒子１ｋｇにポリビニルアルコール２０ｇと水２００ｇを加え、スラリー化させた。このスラリーをスプレードライヤ−で造粒および乾燥を行い、平均粒子径７２μｍの複合体粒子（Ｃ）を調製した。
次に、該粒子を回転式加熱処理炉内に入れ、空気を３Ｌ／ｍｉｎで流しながら、加熱処理炉内を２時間で６００℃に上げ、同温度で２時間加熱処理Ｉを行いポリビニルアルコールを除去した後、続いて３時間で１２００℃に昇温し、同温度で４時間加熱処理ＩＩを行い、酸化亜鉛粒子（ＩＩＩ）を得た。

このときの製造条件及び諸特性を表１〜表３に示す。

高熱伝導性組成物の製造
表４に示す組成割合に従って、種々の無機化合物とシリコーン樹脂（ＣＹ５２−２７６Ａ＆Ｂ；東レダウコーニング社製）とを十分に混合して、さらに真空ポンプにより脱気を十分に行い、５０ｍｍ×１００ｍｍの大きさの成形体を作製した。

得られた高熱伝導性組成物の諸特性を表４に示す。

表４において、実施例３〜５と比較例２〜４について、粒子（Ａ＋Ｂ）の含有量が同じ例同士を対比すれば、本発明に係る組成物が高い熱伝導率を有することが確認された。また、実施例６〜８と比較例５〜７についても、粒子（Ａ＋Ｂ）の含有量が同じ例同士を対比すれば、本発明に係る組成物が高い熱伝導率を有することが確認された。

以上のように、本発明に係る球状の酸化亜鉛粒子は、球状を呈し、特定の粒度分布を有し、体積固有抵抗値が１×１０⁹〜１×１０^１1Ωｃｍと高く、さらに、ＢＥＴ比表面積が０．２ｍ^２／ｇ以下で、細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇ以下であり、細孔をほとんど有しない構造をもつために熱伝導性材料として有用である。さらに、紫外線吸収材料、触媒担体として有用である。

実施例１で得られた球状酸化亜鉛粒子（Ｉ）の電子顕微鏡写真である（×５，０００）。 実施例１で得られた球状酸化亜鉛粒子（Ｉ）の電子顕微鏡写真である。（×１０，０００）

Claims (2)

1. 平均粒子径が１〜３００μｍ、ＢＥＴ比表面積が１ｍ^２／ｇ以下であり、水銀圧入法による細孔容積が０．０５ｍｌ／ｇ以下であり、球形度が１．４未満の球状粒子であることを特徴とする球状酸化亜鉛粒子粉末。
2. 高分子材料を主成分とする材料中に、３０体積％以上の請求項１に記載の球状酸化亜鉛粒子粉末を含む高熱伝導性組成物。