JP2010120824A - Weakly flocculated powder and inorganic particle-organic polymer composite paste - Google Patents

Weakly flocculated powder and inorganic particle-organic polymer composite paste Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide weakly flocculated powder of inorganic particles, which can be dispersed uniformly in a polymer matrix composed of an organic polymer. <P>SOLUTION: The weakly flocculated powder is obtained by freeze-drying the slurry containing inorganic particles 10 obtained by crumbling inorganic raw material powder in a mill process without damaging the surfaces of particles. When the weakly flocculated powder is mixed and kneaded with the organic polymer to produce inorganic particle 10-organic polymer composite paste, the inorganic particle 10 can be dispersed uniformly in the polymer matrix even though the surface of the inorganic particle 10 is not modified chemically. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、軟凝集粉末、及び無機粒子−有機ポリマー複合ペーストに関する。更に詳しくは、無機粒子表面に化学反応処理を施すことなく、有機ポリマーからなるポリマーマトリックス中に均一に分散させることが可能な無機粒子の軟凝集粉末、及びこのような軟凝集粉末を含有する無機粒子−有機ポリマー複合ペーストに関する。   The present invention relates to a soft agglomerated powder and an inorganic particle-organic polymer composite paste. More specifically, a soft agglomerated powder of inorganic particles that can be uniformly dispersed in a polymer matrix made of an organic polymer without subjecting the surface of the inorganic particles to a chemical reaction treatment, and an inorganic containing such a soft agglomerated powder. The present invention relates to a particle-organic polymer composite paste.

優れた特性を有する複合材料を得るため、加工性の良い高分子樹脂(有機ポリマー)に、高屈折率、高熱伝導、高誘電率、紫外線吸収などの特性を有する無機粒子を混合・混練しポリマー中に分散させている。この場合、シラン基、スルホン酸基、メルカプト基などを有するカップリング剤の化学物質を無機粒子表面に修飾し、この無機粒子と有機ポリマーとの親和性を制御・分散する方法が取られている(例えば、特許文献1〜3参照)。   In order to obtain a composite material with excellent properties, polymer is prepared by mixing and kneading inorganic particles with properties such as high refractive index, high thermal conductivity, high dielectric constant, and ultraviolet absorption in a high-processability polymer resin (organic polymer). Dispersed in. In this case, a method is adopted in which a chemical substance of a coupling agent having a silane group, a sulfonic acid group, a mercapto group, etc. is modified on the surface of the inorganic particles, and the affinity between the inorganic particles and the organic polymer is controlled and dispersed. (For example, see Patent Documents 1 to 3).

また、無機粒子を予め溶媒に分散させた後、溶媒に溶解した有機ポリマーを混合し、その後、混合されている溶媒を除去して、有機ポリマーを硬化させることによって、無機粒子分散型の複合材料の製造方法も提案されている(例えば、特許文献4及び5参照)。   Also, after dispersing inorganic particles in a solvent in advance, the organic polymer dissolved in the solvent is mixed, and then the mixed solvent is removed and the organic polymer is cured, whereby an inorganic particle dispersed composite material A manufacturing method has also been proposed (see, for example, Patent Documents 4 and 5).

特開2004−331740号公報JP 2004-331740 A 特開平10−139928号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-139928 特開2003−105094号公報JP 2003-105094 A 特開2005−347316号公報JP 2005-347316 A 特開2007−291184号公報JP 2007-291184 A

しかしながら、開発対象の複合材料の組成は多種多様であり、無機粒子表面の化学修飾による調整方法では、材料の組み合わせに応じて、修飾剤の種類と量、また、反応方法を考慮する必要があり、製造コストを増大させてしまうという問題があった。更に、化学物質を使用することで環境に対して最終的に無害化する必要性があり、製造に関わるエネルギーコストと環境負荷がかかるという問題もあった。   However, the composition of the composite material to be developed varies widely, and in the adjustment method by chemical modification of the inorganic particle surface, it is necessary to consider the type and amount of modifier and the reaction method depending on the combination of materials. There is a problem that the manufacturing cost is increased. In addition, there is a need to use a chemical substance to finally make it harmless to the environment, and there is a problem that the energy cost and the environmental load related to the production are increased.

また、溶媒に無機粒子を分散させた後、有機ポリマーを添加して溶媒を除去する方法では、有機ポリマー中に溶媒が残存してしまうため、得られた複合ペーストを硬化して複合材料を得る際に、残存した溶媒によって気孔が形成されてしまい、複合材料の特性を低下させてしまうという問題があった。   In addition, in the method in which the inorganic particles are dispersed in the solvent and then the organic polymer is added to remove the solvent, the solvent remains in the organic polymer, so that the obtained composite paste is cured to obtain a composite material. At this time, there is a problem that pores are formed by the remaining solvent, which deteriorates the characteristics of the composite material.

更に、最近では、急速に進展する情報・家電・自動車産業等の高度な要求を満たす透明導電膜、半導体関連部材、光学部材、放熱部材などで、高分子、金属、セラミックスなどの個別の材料では達成が困難な相反機能、例えば、高粉体含有と流動性、絶縁性と熱伝導、絶縁性と高屈折特性などを有する無機粒子−有機ポリマー複合材料が生産性と併せて求められており、複合材料の特性の向上と低環境負荷型の製造プロセスが強く求められている。   Furthermore, recently, it is a transparent conductive film, semiconductor-related member, optical member, heat dissipation member, etc. that meet the high demands of the rapidly developing information, home appliances, automobile industry, etc. In individual materials such as polymers, metals, ceramics, etc. Reciprocal functions that are difficult to achieve, such as high particle content and fluidity, insulation and heat conduction, insulation and high refractive properties, are desired in combination with productivity, There is a strong demand for improved properties of composite materials and low environmental load manufacturing processes.

しかしながら、有機ポリマーにセラミックスなどの無機粒子・粉体を混入する場合、無機粒子の添加量が高くなると、添加した無機粒子が凝集して分散性が低下するだけでなく、混合物の流動性が著しく低下してしまう。現状、高粉体含有量の無機粒子・粉体を混合し、有機ポリマー特性の一つである成形性や加工性を発現させることは困難である。   However, when inorganic particles / powder such as ceramics are mixed into the organic polymer, if the amount of inorganic particles added increases, not only the added inorganic particles aggregate and the dispersibility decreases, but the fluidity of the mixture is remarkably increased. It will decline. At present, it is difficult to mix inorganic particles / powder with a high powder content to develop moldability and processability, which are one of the characteristics of organic polymers.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、有機ポリマーからなるポリマーマトリックス中に均一に分散させることが可能な無機粒子の軟凝集粉末、及びこのような軟凝集粉末を含有する無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the problem is to softly aggregate inorganic particles that can be uniformly dispersed in a polymer matrix made of an organic polymer. The object is to provide a powder and an inorganic particle-organic polymer composite paste containing such soft agglomerated powder.

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、無機原料粉末をミルプロセスで粒子表面の損傷なく、即ち、原料として用いる無機原料粉末の表面状態と同程度の損傷状態となるように、解砕して得られた無機粒子を含有するスラリーを、凍結乾燥することによって得られた軟凝集粉末を用いることによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention do not damage the particle surface of the inorganic raw material powder in the mill process, that is, the same damage state as the surface state of the inorganic raw material powder used as the raw material. The present invention was completed by finding that the above problems can be achieved by using a soft agglomerated powder obtained by freeze-drying a slurry containing inorganic particles obtained by crushing. It came to do.

即ち、本発明によれば、以下に示す軟凝集粉末、この軟凝集粉末を用いた無機粒子−有機ポリマー複合ペースト、及びこの無機粒子−有機ポリマー複合ペーストからなる複合材料が提供される。   That is, according to the present invention, the following soft agglomerated powder, inorganic particle-organic polymer composite paste using the soft agglomerated powder, and a composite material comprising the inorganic particle-organic polymer composite paste are provided.

[1] 無機原料粉末をミルプロセスで粒子表面の損傷なく解砕して得られた無機粒子を含有するスラリーを、凍結乾燥することによって得られた軟凝集粉末。 [1] A soft agglomerated powder obtained by freeze-drying a slurry containing inorganic particles obtained by pulverizing an inorganic raw material powder by a mill process without damaging the particle surface.

[2] 前記無機原料粉末の解砕強度に対して、1〜50%の範囲で解砕強度が低下し、且つその解砕強度が1〜30MPaである前記[1]に記載の軟凝集粉末。 [2] The soft agglomerated powder according to [1], wherein the crushing strength is reduced in a range of 1 to 50% with respect to the crushing strength of the inorganic raw material powder, and the crushing strength is 1 to 30 MPa. .

[3] 前記スラリーが、前記無機原料粉末を湿式ジェットミルを用いた前記ミルプロセスによって、前記スラリー同士の衝突圧力が50〜300MPaとなるように解砕したものである前記[1]又は[2]に記載の軟凝集粉末。 [3] The above [1] or [2], wherein the slurry is obtained by pulverizing the inorganic raw material powder by the mill process using a wet jet mill so that a collision pressure between the slurries becomes 50 to 300 MPa. ] The soft-aggregated powder described in the above.

[4] 前記無機原料粉末に分散剤を加えて解砕した前記スラリーを凍結乾燥することによって得られた前記[1]〜[3]のいずれかに記載の軟凝集粉末。 [4] The soft agglomerated powder according to any one of [1] to [3] obtained by freeze-drying the slurry obtained by adding a dispersant to the inorganic raw material powder and pulverizing the slurry.

[5] 前記[1]〜[4]のいずれかに記載の軟凝集粉末と、有機ポリマーとを含有し、前記軟凝集粉末の含有割合が、1〜75体積%である無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。 [5] Inorganic particle-organic polymer containing the soft agglomerated powder according to any one of [1] to [4] and an organic polymer, wherein a content ratio of the soft agglomerated powder is 1 to 75% by volume. Composite paste.

[6] 前記軟凝集粉末を構成する無機粒子の表面に、化学修飾を施すことなく作製された前記[5]に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。 [6] The inorganic particle-organic polymer composite paste according to [5], which is produced without subjecting the surface of the inorganic particles constituting the soft agglomerated powder to chemical modification.

[7] 前記軟凝集粉末の凝集力より、前記有機ポリマーのせん断力が強い条件を設定して、前記軟凝集粉末と前記有機ポリマーとを混合・混練し、前記ポリマーマトリックス中に前記軟凝集粉末を分散させた前記[5]又は[6]に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。 [7] The condition that the shear force of the organic polymer is stronger than the cohesive force of the soft agglomerated powder is set, the soft agglomerated powder and the organic polymer are mixed and kneaded, and the soft agglomerated powder is mixed in the polymer matrix. The inorganic particle-organic polymer composite paste according to [5] or [6], in which is dispersed.

[8] 前記軟凝集粉末と前記有機ポリマーとを混合し、50〜5000回転となる混練速度において、前記ポリマーマトリックス中に前記軟凝集粉末を分散させた前記[7]に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。 [8] The inorganic particles-organic according to [7], wherein the soft agglomerated powder and the organic polymer are mixed and the soft agglomerated powder is dispersed in the polymer matrix at a kneading speed of 50 to 5000 revolutions. Polymer composite paste.

[9] 前記軟凝集粉末を作製するための無機原料粉末と前記有機ポリマーとにより構成された原料粉末複合ペーストに対して、その流動性が10〜90%の範囲で向上した前記[5]〜[8]のいずれかに記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。 [9] The fluidity of the raw material powder composite paste composed of the inorganic raw material powder and the organic polymer for producing the soft agglomerated powder is improved in the range of 10 to 90%. [8] The inorganic particle-organic polymer composite paste according to any one of [8].

[10] 前記有機ポリマーは、混練における粘度が0.1〜100000Pa・sのものである前記[8]又は[9]に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。 [10] The inorganic particle-organic polymer composite paste according to [8] or [9], wherein the organic polymer has a viscosity of 0.1 to 100,000 Pa · s in kneading.

[11] 前記有機ポリマー中に分散した前記軟凝集粉末を構成する無機粒子が一次粒子の状態で前記ポリマーマトリックス中に存在する前記[5]〜[10]のいずれかに無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。 [11] The inorganic particle-organic polymer composite according to any one of [5] to [10], wherein the inorganic particles constituting the soft agglomerated powder dispersed in the organic polymer are present in the polymer matrix in a primary particle state. paste.

[12] 前記有機ポリマー中に分散した前記軟凝集粉末を構成する前記無機粒子の表面状態が、前記軟凝集粉末を作製するための無機原料粉末を構成する粒子と同程度の損傷のない状態である前記[5]〜[11]のいずれかに記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。 [12] The surface state of the inorganic particles constituting the soft agglomerated powder dispersed in the organic polymer is not damaged as much as the particles constituting the inorganic raw material powder for producing the soft agglomerated powder. The inorganic particle-organic polymer composite paste according to any one of [5] to [11].

[13] 前記[5]〜[12]のいずれかに記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストからなる複合材料。 [13] A composite material comprising the inorganic particle-organic polymer composite paste according to any one of [5] to [12].

本発明の軟凝集粉末は、有機ポリマーからなるポリマーマトリックス中に、軟凝集粉末を構成する無機粒子を均一に分散させることができる。即ち、無機粒子からなる粉体の高含有量に伴う流動性の低下の問題を解決するとともに、例えば、1〜75体積%の高粉体含有量であっても、無機粒子の分散性を向上させることができ、流動性が高く易成形性の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを得ることができる。   The soft agglomerated powder of the present invention can uniformly disperse the inorganic particles constituting the soft agglomerated powder in a polymer matrix made of an organic polymer. That is, it solves the problem of decrease in fluidity due to the high content of powder composed of inorganic particles, and improves the dispersibility of inorganic particles even with a high powder content of 1 to 75% by volume, for example. It is possible to obtain an inorganic particle-organic polymer composite paste having high fluidity and easy moldability.

また、本発明の軟凝集粉末は、無機粒子表面に化学修飾を施すことなく有機ポリマー中に均一に分散させることができるため、例えば、無機粒子−有機ポリマー複合ペースト又は複合材料の製造プロセスにおいて、化学物質を使用しなくともよく、環境調和型の製造プロセスを実現することができる。なお、上記した「化学修飾」とは、無機粒子表面に化学物質を用いた化学反応処理を行うことをいう。   In addition, since the soft agglomerated powder of the present invention can be uniformly dispersed in the organic polymer without chemically modifying the surface of the inorganic particles, for example, in the manufacturing process of the inorganic particle-organic polymer composite paste or composite material, It is not necessary to use chemical substances, and an environmentally harmonious manufacturing process can be realized. The “chemical modification” described above refers to performing a chemical reaction treatment using a chemical substance on the surface of the inorganic particles.

また、本発明の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストは、無機粒子と有機ポリマーの吸着親和性が低く且つ流動性が高いため、ポリマーマトリックス中で無機粒子が良好に分散した、易成形性の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストである。   In addition, the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present invention has a low adsorption affinity and high fluidity between the inorganic particles and the organic polymer, so that the inorganic particles are well-dispersed in the polymer matrix and are easily moldable. -Organic polymer composite paste.

更に、本発明の複合材料は、生産性、及びその加工性に優れた本発明の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストからなるものであり、この複合材料を用いた各部材、及び各種製品の高性能化を期待することができる。   Furthermore, the composite material of the present invention is composed of the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present invention, which is excellent in productivity and processability, and each member using this composite material and high performance of various products. Can be expected.

以下、本発明の実施の最良の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。   BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiment, and is based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. It should be understood that modifications and improvements as appropriate to the following embodiments also fall within the scope of the present invention.

〔1〕軟凝集粉末:
まず、本発明の軟凝集粉末の一の実施形態について具体的に説明する。本実施形態の軟凝集粉末は、無機原料粉末をミルプロセスで粒子表面の損傷なく解砕して得られた無機粒子を含有するスラリーを、凍結乾燥することによって得られた軟凝集粉末である。
[1] Soft agglomerated powder:
First, an embodiment of the soft agglomerated powder of the present invention will be specifically described. The soft agglomerated powder of this embodiment is a soft agglomerated powder obtained by freeze-drying a slurry containing inorganic particles obtained by pulverizing an inorganic raw material powder without damage to the particle surface by a mill process.

このような軟凝集粉末は、有機ポリマーとともに混合・混練して、有機ポリマーのせん断力を利用して軟凝集粉末を解砕することで、ポリマーマトリックス中に1次粒子の状態で無機粒子を分散させた無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを良好に製造することができる。即ち、無機粒子からなる粉体の高含有量に伴う流動性の低下の問題を解決するとともに、例えば、1〜75体積%の高粉体含有量であっても、無機粒子の分散性を向上させることができ、流動性が高く易成形性の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを得ることができる。   Such a soft agglomerated powder is mixed and kneaded with an organic polymer, and the soft agglomerated powder is crushed using the shearing force of the organic polymer to disperse the inorganic particles in the form of primary particles in the polymer matrix. The made inorganic particle-organic polymer composite paste can be produced satisfactorily. That is, it solves the problem of decrease in fluidity due to the high content of powder composed of inorganic particles, and improves the dispersibility of inorganic particles even with a high powder content of 1 to 75% by volume, for example. It is possible to obtain an inorganic particle-organic polymer composite paste having high fluidity and easy moldability.

一般的に粒子凝集体(凝集粉末)の解砕強度は、以下の式(1)で表される。   Generally, the crushing strength of the particle aggregate (aggregated powder) is represented by the following formula (1).

σ=2(1−ε)ku/d ・・・ (1)   σ = 2 (1-ε) ku / d (1)

ここで、上記式(1)において、σは解砕強度、εは構造体(粒子凝集体)の空隙率、kは粒子の配位数、uは粒子の表面エネルギー、dは一次粒子径を示す。   Where σ is the crushing strength, ε is the porosity of the structure (particle aggregate), k is the coordination number of the particles, u is the surface energy of the particles, and d is the primary particle diameter. Show.

上記(1)式から、構造体の空隙率εが同じなら、粒子の表面エネルギーuが小さくなると、解砕強度σは低下することになる。従来の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造において、凝集粉末を構成する無機粒子の表面を化学修飾するのは、この粒子の表面エネルギーuを低下させる意味があるが、本実施形態の軟凝集粉末においては、環境負荷に鑑みて、化学修飾を行うことなく無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを製造することが可能な軟凝集粉末を提供することができる。   From the above equation (1), if the porosity ε of the structure is the same, the crushing strength σ decreases as the surface energy u of the particles decreases. In the production of the conventional inorganic particle-organic polymer composite paste, chemically modifying the surface of the inorganic particles constituting the agglomerated powder has the meaning of reducing the surface energy u of the particles, but the soft agglomerated powder of this embodiment In view of environmental load, it is possible to provide a soft agglomerated powder capable of producing an inorganic particle-organic polymer composite paste without chemical modification.

一般的には、無機粉末は凝集状態を形成しているため、分散を行うための解砕プロセスとして、ボールミルや遊星ボールミルなどのボールメディアを用いたミル方法が用いられている。このような方法で作製された分散粒子は、時間とともに凝集することが知られており、上記解砕プロセスによって分散した無機粒子は、時間とともに再度凝集してしまうことがある。本発明者らは、これまで凝集粉末の解砕方法、即ち、ミル方法によって粒子表面状態は変化し、凝集性の低い無機粒子の分散に成功している(例えば、特開2006−248876号公報参照)。   In general, since inorganic powder forms an aggregated state, a milling method using a ball medium such as a ball mill or a planetary ball mill is used as a crushing process for dispersion. Dispersed particles produced by such a method are known to agglomerate with time, and inorganic particles dispersed by the crushing process may agglomerate again with time. The present inventors have succeeded in dispersing inorganic particles having a low agglomeration property by changing the surface state of the particles by a method of crushing the agglomerated powder, that is, a mill method (see, for example, JP-A-2006-248876). reference).

本実施形態の軟凝集粉末は、原料凝集粉末をミルプロセスで一度解砕し、そのスラリーを凍結乾燥することによって得られたものである。特に、ミルプロセスにおけるミル方法の一つである湿式ジェットミルを用いることによって、無機粒子表面に損傷のない状態での解砕を行うことができる。ここで、図1Aは、湿式ジェットミル後の粒子表面の透過電子顕微鏡(TEM)写真であり、図1Bは、ボールミル後の粒子表面の透過電子顕微鏡(TEM)写真である。図1Aに示すように、湿式ジェットミル後の粒子表面は、損傷のない状態であることが確認できる。なお、図1Bに示すように、従来の一般的なミルプロセスに使用されるボールミルを用いた場合には、ボールの粉末への衝突エネルギーが大きいため、無機粒子10の表面は損傷した状態になり、本実施形態の軟凝集粉末における「粒子表面に損傷のない状態」を実現することが困難になる場合がある。   The soft agglomerated powder of this embodiment is obtained by pulverizing the raw material agglomerated powder once by a mill process and freeze-drying the slurry. In particular, by using a wet jet mill which is one of the mill methods in the mill process, the surface of the inorganic particles can be crushed without damage. Here, FIG. 1A is a transmission electron microscope (TEM) photograph of the particle surface after the wet jet mill, and FIG. 1B is a transmission electron microscope (TEM) photograph of the particle surface after the ball mill. As shown in FIG. 1A, it can be confirmed that the particle surface after the wet jet mill is in an undamaged state. As shown in FIG. 1B, when a ball mill used in a conventional general mill process is used, the energy of collision with the powder of the ball is large, so that the surfaces of the inorganic particles 10 are in a damaged state. In some cases, it may be difficult to realize the “state in which the particle surface is not damaged” in the soft agglomerated powder of the present embodiment.

なお、上記した湿式ジェットミルは、水等の溶媒に無機原料粉末を混入したスラリーを調製し、このスラリー同士を、解砕室(粉砕室)内で双方向から衝突させたり、或いは、そのスラリーを解砕室の壁に衝突させて無機原料粉末の解砕を行うものである。但し、本実施形態の軟凝集粉末における無機原料粉末の解砕方法は、ミル処理した無機粒子表面が損傷しなければよく、上記湿式ジェットミルに限定したものではない。例えば、無機原料粉末を解砕するミルプロセスとしては、上記湿式ジェットミルの他に、例えば、超音波による解砕や、ビーズミルによる解砕等を挙げることができる。このような方法によっても、無機粒子表面の損傷なく無機原料粉末を解砕することができる。   The wet jet mill described above prepares a slurry in which an inorganic raw material powder is mixed in a solvent such as water, and the slurry collides from both directions in a crushing chamber (pulverization chamber) or the slurry. Is collided with the wall of the crushing chamber to crush the inorganic raw material powder. However, the method for crushing the inorganic raw material powder in the soft agglomerated powder of the present embodiment is not limited to the wet jet mill as long as the surface of the milled inorganic particles is not damaged. For example, as a mill process for crushing inorganic raw material powder, in addition to the wet jet mill, for example, crushing by ultrasonic waves, crushing by bead mill, and the like can be mentioned. Even by such a method, the inorganic raw material powder can be crushed without damaging the surface of the inorganic particles.

なお、分散した粒子の再凝集性は、ボールミルで調整した粒子の方が、湿式ジェットミルで調整した粒子よりも大きく、上記式(1)で示す粒子の表面エネルギーuは、湿式ジェットミル処理した粒子の方が小さくなる。   The reaggregation property of the dispersed particles is larger in the particles adjusted by the ball mill than in the particles adjusted by the wet jet mill, and the surface energy u of the particles represented by the above formula (1) is subjected to the wet jet mill treatment. The particles are smaller.

なお、「粒子表面に損傷のない状態」とは、ミルプロセスで解砕する原料凝集粉末(無機原料粉末)の表面の損傷状態と同程度の損傷のない状態のことをいい、具体的には、解砕した粒子表面の表面粗さによって規定することが可能である。また、「原料凝集粉末の表面の損傷状態と同程度の損傷のない状態」とは、原料凝集粉末(即ち、無機原料粉末)を構成する粒子の表面粗さに対して、解砕後の粒子の表面粗さが同一、或いは0〜5%の範囲で表面粗さが粗くなっている状態のことをいう。その結果として、無機粒子の表面に損傷を生じると、原料の構成と異なる官能基が粒子表面に5%以上増加してしまう。例えば、粒子表面がダメージ(損傷)を受けると、その状態では不安定となる。より具体的には、湿式ジェットミル処理のような水系で酸化物の無機粒子が粒子表面にダメージを受けた場合、粒子表面に水酸基が形成されることがある。   In addition, “the state where the particle surface is not damaged” means a state where there is no damage as much as the surface damage state of the raw material agglomerated powder (inorganic raw material powder) to be crushed by the mill process. It can be defined by the surface roughness of the crushed particles. Further, “a state in which the surface of the raw material agglomerated powder is not damaged to the same extent” means that the particles after pulverization with respect to the surface roughness of the particles constituting the raw material agglomerated powder (ie, the inorganic raw material powder) The surface roughness is the same, or the surface roughness is in the range of 0 to 5%. As a result, when the surface of the inorganic particles is damaged, functional groups different from the composition of the raw material increase by 5% or more on the particle surface. For example, when the particle surface is damaged (damaged), the state becomes unstable. More specifically, when an inorganic oxide particle is damaged on the particle surface in an aqueous system such as wet jet milling, a hydroxyl group may be formed on the particle surface.

本実施形態の軟凝集粉末に用いられる無機原料粉末としては、金属粉末、金属間化合物粉末、セラミックス粉末、及びこれらの混合粉末を用いることができ、使用する無機原料粉末の種類については特に制限はない。なお、上記セラミック粉末としては、酸化物、炭化物、窒化物等のアルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化珪素、チタン酸バリウム、シリカ、二酸化チタン等を挙げることができる。   As the inorganic raw material powder used for the soft agglomerated powder of the present embodiment, metal powder, intermetallic compound powder, ceramic powder, and mixed powders thereof can be used, and the kind of inorganic raw material powder to be used is not particularly limited. Absent. Examples of the ceramic powder include alumina such as oxide, carbide, and nitride, zirconia, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, barium titanate, silica, and titanium dioxide.

凝集状態にある無機原料粉末の解砕において、一般的にセラミックス産業で広く用いられている分散剤を用いて、高粉体含有でのスラリーを調整した後で解砕してもよい。勿論、上記した分散剤を用いずに解砕を行ってもよい。なお、分散剤としては、例えば、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリエチレンイミン、ポリメタクリル酸アンモニウム塩等の従来公知の分散剤を好適に用いることができる。   In the crushing of the inorganic raw material powder in the agglomerated state, it may be crushed after preparing a slurry containing a high powder content using a dispersant generally used widely in the ceramics industry. Of course, crushing may be performed without using the above-described dispersant. In addition, as a dispersing agent, conventionally well-known dispersing agents, such as polyacrylic acid ammonium salt, polyethyleneimine, polymethacrylic acid ammonium salt, can be used suitably, for example.

本実施形態の軟凝集粉末は、このようして粒子表面の損傷なく解砕して得られた無機粒子を含有するスラリーを、凍結乾燥することによって得ることができる。このような凍結乾燥によって、乾燥時の毛細管力の働きを小さくすることができ、無機粒子間の凝集力を抑制することができる。   The soft agglomerated powder of this embodiment can be obtained by freeze-drying the slurry containing inorganic particles obtained by crushing without damaging the particle surface in this way. By such lyophilization, the action of capillary force during drying can be reduced, and the cohesive force between inorganic particles can be suppressed.

なお、スラリーを凍結乾燥する方法については特に制限はないが、例えば、液体窒素などで短時間で凍結する方法を挙げることができる。凍結における好ましい温度は、マイナス3℃以下であり、更に好ましくはマイナス100℃以下である。このような温度で急速に凍結させた後、減圧して真空状態で溶媒を昇華させて乾燥することが好ましい。この時の真空度は、0.01Pa以上、200Pa以下であることが好ましい。このように構成することによって、無機粒子間の凝集力を良好に抑制することができ、また、急速に凍結させることによって、粒子の再凝集も防ぐことができる。   In addition, there is no restriction | limiting in particular about the method of freeze-drying a slurry, For example, the method of freezing with liquid nitrogen etc. for a short time can be mentioned. The preferable temperature in freezing is −3 ° C. or lower, more preferably −100 ° C. or lower. After rapidly freezing at such a temperature, it is preferable to dry under reduced pressure by sublimating the solvent in a vacuum state. The degree of vacuum at this time is preferably 0.01 Pa or more and 200 Pa or less. By comprising in this way, the cohesion force between inorganic particles can be suppressed favorably, and re-aggregation of particles can also be prevented by freezing rapidly.

なお、本実施形態の軟凝集粉末は、無機原料粉末の解砕強度(即ち、解砕前の解砕強度)に対して、1〜50%の範囲で解砕強度が低下し、且つその解砕強度が1〜30MPaであることが好ましい。このように構成することによって、無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを製造する際に、軟凝集粉末を構成する無機粒子を良好に分散させることができる。   The soft agglomerated powder of this embodiment has a reduced crushing strength in the range of 1 to 50% with respect to the crushing strength of the inorganic raw material powder (that is, the crushing strength before crushing). The crushing strength is preferably 1 to 30 MPa. By comprising in this way, the inorganic particle which comprises soft-aggregated powder can be favorably disperse | distributed when manufacturing an inorganic particle-organic polymer composite paste.

また、無機原料粉末を湿式ジェットミルを用いたミルプロセスによって解砕する場合には、スラリー同士の衝突圧力が50〜300MPaとなるように解砕したものであることが好ましく、100〜250MPaとなるように解砕したものであることが更に好ましい。このように構成することによって、無機粒子表面の損傷なく良好に解砕することができる。なお、スラリー同士の衝突圧力が50MPa未満では、無機原料粉末の十分な解砕が行われないことがあり、また、300MPaを超えると、無機粒子表面に損傷を生じるおそれがある。   In addition, when the inorganic raw material powder is crushed by a mill process using a wet jet mill, the powder is preferably crushed so that the collision pressure between the slurries is 50 to 300 MPa, and is 100 to 250 MPa. More preferably, it is crushed. By comprising in this way, it can disintegrate favorably without the damage of the inorganic particle surface. If the collision pressure between the slurries is less than 50 MPa, the inorganic raw material powder may not be sufficiently crushed, and if it exceeds 300 MPa, the surface of the inorganic particles may be damaged.

〔2〕無機粒子−有機ポリマー複合ペースト:
次に、本発明の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの一の実施形態について具体的に説明する。本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストは、これまでに説明した本発明の軟凝集粉末と、有機ポリマーとを含有し、上記軟凝集粉末の含有割合が、1〜75体積%である無機粒子−有機ポリマー複合ペーストである。
[2] Inorganic particle-organic polymer composite paste:
Next, one embodiment of the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present invention will be specifically described. The inorganic particle-organic polymer composite paste of the present embodiment contains the soft agglomerated powder of the present invention described so far and an organic polymer, and the content of the soft agglomerated powder is 1 to 75% by volume. It is a particle-organic polymer composite paste.

本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストは、無機粒子と有機ポリマーの吸着親和性が低く且つ流動性が高いため、ポリマーマトリックス中で無機粒子が良好に分散した、易成形性の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストである。   Inorganic particles of the present embodiment-The organic polymer composite paste has a low adsorption affinity between the inorganic particles and the organic polymer and a high fluidity. Therefore, the inorganic particles are well-dispersed in the polymer matrix. Organic polymer composite paste.

本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストに用いられる有機ポリマーとしては、例えば、従来公知の無機粒子−有機ポリマー複合体の作製に使用されている、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチル樹脂等の有機ポリマーを用いることができ、軟凝集粉末と有機ポリマーの混合・混練時において、液状或いは溶媒に溶解した高分子溶液であれば、有機ポリマーの種類については特に制限はない。   As an organic polymer used for the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present embodiment, for example, used in the production of conventionally known inorganic particle-organic polymer composite, for example, epoxy resin, acrylic resin, polyimide resin, Organic polymers such as polyamide resin, polystyrene resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyvinyl alcohol resin, and polyvinyl butyl resin can be used, and a polymer dissolved in a liquid or solvent during mixing and kneading of soft agglomerated powder and organic polymer If it is a solution, there is no restriction | limiting in particular about the kind of organic polymer.

また、本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストは、上記軟凝集粉末を構成する無機粒子の表面に、化学修飾を施すことなく作製されたものであることが好ましい。このように構成することによって、無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造プロセスにおいて化学物質を使用しなくともよく、環境調和型の製造プロセスを実現することができる。   Moreover, it is preferable that the inorganic particle-organic polymer composite paste of this embodiment is produced without performing chemical modification on the surface of the inorganic particles constituting the soft agglomerated powder. By comprising in this way, it is not necessary to use a chemical substance in the manufacturing process of an inorganic particle-organic polymer composite paste, and an environmentally conscious manufacturing process can be realized.

有機ポリマー中への無機粒子の分散は、軟凝集粉末自体の解砕強度の他に、軟凝集粉末と有機ポリマーとの混練時における、有機ポリマーのせん断応力の大きさにも影響される。即ち、軟凝集粉末を構成する無機粒子の凝集力よりも、有機ポリマーのせん断力が大きければ、軟凝集粉末は解砕されることになる。一般に、有機ポリマーのせん断力(τ)は、下記式(2)によって表される。   The dispersion of the inorganic particles in the organic polymer is influenced by the magnitude of the shear stress of the organic polymer during kneading of the soft agglomerated powder and the organic polymer, in addition to the crushing strength of the soft agglomerated powder itself. That is, if the shear force of the organic polymer is larger than the cohesive force of the inorganic particles constituting the soft agglomerated powder, the soft agglomerated powder will be crushed. Generally, the shearing force (τ) of an organic polymer is represented by the following formula (2).

τ=η×γ ・・・ (2)   τ = η × γ (2)

ここで、上記式(2)において、τは有機ポリマーのせん断力、ηは有機ポリマーの粘度、γはせん断速度を示す。   In the above formula (2), τ represents the shearing force of the organic polymer, η represents the viscosity of the organic polymer, and γ represents the shear rate.

上記式(2)からも分かるように、有機ポリマーの粘度ηが高ければ、軟凝集粉末(即ち、無機粒子の凝集体)へ作用する応力(せん断力)は増すことになる。このことから、本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストにおいては、軟凝集粉末の凝集力より、有機ポリマーのせん断力が強い条件を設定して、軟凝集粉末と有機ポリマーとを混合・混練し、ポリマーマトリックス中に軟凝集粉末を分散させたものであることが好ましい。即ち、無機粒子間の凝集力よりも、有機ポリマーのせん断応力が強ければ、無機粒子の凝集は解け、有機ポリマー中に無機粒子が良好に分散することとなる。   As can be seen from the above formula (2), when the viscosity η of the organic polymer is high, the stress (shearing force) acting on the soft agglomerated powder (that is, the aggregate of inorganic particles) increases. For this reason, in the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present embodiment, a condition in which the shear force of the organic polymer is stronger than that of the soft agglomerated powder is set, and the soft agglomerated powder and the organic polymer are mixed and kneaded. It is preferable that the soft agglomerated powder is dispersed in the polymer matrix. That is, if the shear stress of the organic polymer is stronger than the cohesive force between the inorganic particles, the inorganic particles are agglomerated and the inorganic particles are well dispersed in the organic polymer.

より具体的には、例えば、軟凝集粉末と有機ポリマーとを混合し、50〜5000回転となる混練速度において、ポリマーマトリックス中に軟凝集粉末を分散させたものであることが好ましい。なお、上記混練には、従来公知の混合・混練装置を用いることができる。具体的には、例えば、ニーダー、ロール、単軸又は多軸押出機、ミキサー、攪拌子による攪拌機、自転公転式攪拌機などの混合・混練装置を挙げることができる。   More specifically, for example, it is preferable that the soft agglomerated powder and the organic polymer are mixed and the soft agglomerated powder is dispersed in the polymer matrix at a kneading speed of 50 to 5000 revolutions. For the kneading, a conventionally known mixing / kneading apparatus can be used. Specific examples include mixing and kneading apparatuses such as a kneader, a roll, a single-screw or multi-screw extruder, a mixer, a stirrer with a stirrer, and a rotation and revolution type stirrer.

また、本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストにおいては、使用する有機ポリマーの混練における粘度が、0.1〜100000Pa・sのものであることが好ましく、1〜50000Pa・sのものであることが好ましい。このように、有機ポリマーを高粘度のものとすることによって、軟凝集粉末へ作用するせん断力を有効に作用させることができ、ポリマーマトリックス中に軟凝集粉末を良好に分散させた複合ペーストとすることができる。   Moreover, in the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present embodiment, the viscosity in kneading of the organic polymer to be used is preferably 0.1 to 100,000 Pa · s, and preferably 1 to 50,000 Pa · s. It is preferable. In this way, by making the organic polymer highly viscous, the shear force acting on the soft agglomerated powder can be effectively applied, and a composite paste in which the soft agglomerated powder is well dispersed in the polymer matrix is obtained. be able to.

なお、有機ポリマー中に分散した軟凝集粉末を構成する無機粒子の表面状態については、軟凝集粉末を作製するための無機原料粉末を構成する粒子と同程度の損傷のない状態であることが好ましい。即ち、本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストは、軟凝集粉末を有機ポリマーからなるポリマーマトリックス中に分散させた後であっても、無機粒子の表面状態については、ミルプロセス後と同様に、粒子表面の損傷のない状態を維持していることが好ましい。   The surface state of the inorganic particles constituting the soft agglomerated powder dispersed in the organic polymer is preferably in a state that is not damaged as much as the particles constituting the inorganic raw material powder for producing the soft agglomerated powder. . That is, in the inorganic particle-organic polymer composite paste of this embodiment, the surface state of the inorganic particles is the same as that after the mill process even after the soft agglomerated powder is dispersed in the polymer matrix made of the organic polymer. It is preferable to maintain a state in which the particle surface is not damaged.

また、本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストにおいて、ポリマーマトリックスの中に無機粒子を良好に分散させるためには、有機ポリマーと無機粒子の表面との吸着親和性も重要である。図2に示すように、無機粒子10は、有機ポリマー12からなるポリマーマトリックス中に存在し、有機ポリマー12によって架橋凝集した状態にある。そのため、有機ポリマー12と無機粒子10の吸着親和性が強ければ、粒子移動、即ち流動が困難になり高粉体含有での混合、混練が困難になる。ここで、図2は、無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの構造を模式的に示す説明図である。   Further, in the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present embodiment, in order to favorably disperse the inorganic particles in the polymer matrix, the adsorption affinity between the organic polymer and the surface of the inorganic particles is also important. As shown in FIG. 2, the inorganic particles 10 exist in a polymer matrix composed of the organic polymer 12 and are in a state of being crosslinked and aggregated by the organic polymer 12. Therefore, if the adsorption affinity between the organic polymer 12 and the inorganic particles 10 is strong, particle movement, that is, flow becomes difficult, and mixing and kneading with a high powder content become difficult. Here, FIG. 2 is explanatory drawing which shows typically the structure of an inorganic particle-organic polymer composite paste.

本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストにおいては、軟凝集粉末を作製するための無機原料粉末と有機ポリマーとにより構成された原料粉末複合ペーストに対して、その流動性が10〜90%の範囲で向上したものであることが好ましい。このように構成することによって、有機ポリマー中への無機粒子の分散性が良好となる。なお、上述した原料粉末複合ペーストとは、軟凝集粉末を作製するための無機原料粉末を、本発明の軟凝集粉末のように、ミルプロセスで粒子表面の損傷なく解砕して得られた無機粒子を含有するスラリーを凍結乾燥することによって得られた凝集粉末を用いるものではなく、原材料となる無機原料粉末のまま、有機ポリマーと混合・混練して得られた複合ペーストのことである。   In the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present embodiment, the fluidity is 10 to 90% with respect to the raw material powder composite paste composed of the inorganic raw material powder and the organic polymer for producing the soft agglomerated powder. It is preferable that the range is improved. By comprising in this way, the dispersibility of the inorganic particle in an organic polymer becomes favorable. The raw material powder composite paste described above is an inorganic powder obtained by crushing an inorganic raw material powder for producing a soft agglomerated powder without damaging the particle surface by a mill process, like the soft agglomerated powder of the present invention. The aggregated powder obtained by freeze-drying the slurry containing particles is not used, but a composite paste obtained by mixing and kneading the organic polymer with the inorganic raw material powder as the raw material.

〔3〕無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造方法:
次に、本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造方法(以下、「本無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造方法」ということがある)について説明する。
[3] Method for producing inorganic particle-organic polymer composite paste:
Next, the manufacturing method of the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present embodiment (hereinafter, sometimes referred to as “the manufacturing method of the present inorganic particle-organic polymer composite paste”) will be described.

本実施形態の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを製造する際には、まず、無機原料粉末をミルプロセスで粒子表面の損傷なく解砕して、無機原料粉末を解砕した無機粒子を含有するスラリーを得、得られたスラリーを凍結乾燥することによって軟凝集粉末を得る。なお、この軟凝集粉末を作製する方法については、上述した本発明の軟凝集粉末の実施形態にて説明した方法に準じて行うことができる。   When producing the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present embodiment, first, a slurry containing inorganic particles obtained by crushing inorganic raw material powder without damaging the particle surface by a mill process and crushing inorganic raw material powder. And the resulting slurry is lyophilized to obtain a soft agglomerated powder. In addition, about the method of producing this soft aggregation powder, it can carry out according to the method demonstrated in embodiment of the soft aggregation powder of this invention mentioned above.

次に、無機粒子−有機ポリマー複合ペーストにおけるポリマーマトリックスを構成するための有機ポリマーを用意する。この有機ポリマーについては、従来公知の無機粒子−有機ポリマー複合体の作製に使用されている有機ポリマーを好適に用いることができる。   Next, an organic polymer for constituting a polymer matrix in the inorganic particle-organic polymer composite paste is prepared. About this organic polymer, the organic polymer currently used for preparation of a conventionally well-known inorganic particle-organic polymer composite body can be used suitably.

次に、用意した軟凝集粉末と有機ポリマーを混合・混練して、無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを製造する。混合・混練装置は、軟凝集粉末と有機ポリマーとの混合物をせん断混練できるものであればよい。なお、加熱や冷却の温度調整手段の有無については特に制限はない。例えば、ニーダー、ロール、単軸又は多軸押出機、ミキサー、攪拌子による攪拌機、自転公転式攪拌機等の装置を挙げることができる。なお、装置の種類については、使用する有機ポリマーの種類、性質、軟凝集粉末との組み合わせ等によって適宜選択することができる。なお、本無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造方法においては、軟凝集粉末を構成する無機粒子の凝集力より、有機ポリマーのせん断力が強くなるような条件で混練を行うことができるものであることが好ましい。   Next, the prepared soft agglomerated powder and the organic polymer are mixed and kneaded to produce an inorganic particle-organic polymer composite paste. Any mixing / kneading device may be used as long as it can shear and knead the mixture of the soft agglomerated powder and the organic polymer. In addition, there is no restriction | limiting in particular about the presence or absence of the temperature adjustment means of heating or cooling. For example, apparatuses such as a kneader, a roll, a single-screw or multi-screw extruder, a mixer, a stirrer with a stirrer, and a rotation / revolution stirrer can be exemplified. The type of apparatus can be appropriately selected depending on the type and nature of the organic polymer used, the combination with the soft agglomerated powder, and the like. In addition, in the manufacturing method of this inorganic particle-organic polymer composite paste, it can knead on the conditions that the shear force of an organic polymer becomes stronger than the cohesion force of the inorganic particle which comprises soft aggregation powder. It is preferable.

なお、有機ポリマーと無機粒子の親和性は、レオロジー測定による流動挙動などの測定方法によって規定することができる。   The affinity between the organic polymer and the inorganic particles can be defined by a measuring method such as a flow behavior by rheological measurement.

以下、本無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造方法について、具体例を用いて更に詳細に説明する。軟凝集粉末を作製した後、有機ポリマーと軟凝集粉末を、粉体含有量が1〜75体積%、好ましくは1〜70体積%となるように混合し、更に混練を行って、高粉体含有の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを作製する。有機ポリマーとして熱可塑性のポリマーを用いた場合には、加熱混練することが好ましく、また、熱硬化性のポリマーを用いた場合には、液状の有機ポリマーを使用し、硬化前の条件温度にて混錬を行う。   Hereinafter, the method for producing the present inorganic particle-organic polymer composite paste will be described in more detail using specific examples. After producing the soft agglomerated powder, the organic polymer and the soft agglomerated powder are mixed so that the powder content is 1 to 75% by volume, preferably 1 to 70% by volume, and further kneaded to obtain a high powder. An inorganic particle-organic polymer composite paste is prepared. When a thermoplastic polymer is used as the organic polymer, it is preferable to knead by heating, and when a thermosetting polymer is used, a liquid organic polymer is used at a condition temperature before curing. Knead.

また、本発明の効果を損なわない限りにおいて、軟凝集粉末と有機ポリマーは、得られる無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの特性向上のために、複数種の粉体(軟凝集粉末)や有機ポリマーを併用して用いてもよい。   As long as the effects of the present invention are not impaired, the soft agglomerated powder and the organic polymer may contain a plurality of types of powders (soft agglomerated powders) and organic polymers in order to improve the properties of the resulting inorganic particle-organic polymer composite paste. You may use together.

本無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造方法においては、軟凝集粉末と有機ポリマーとの混練や攪拌によって、無機粒子の凝集を解し、ポリマーマトリックス中に粒子を分散させる。即ち、軟凝集粉末と有機ポリマーを混合し、好ましくは50〜5000回転、より好ましく100〜3000回転で攪拌子又はニーダーを回転させ、無機粒子をポリマーマトリックス中へ分散させる。混練時間は、特に制限されるものではなく、所望の特性及び分散性を有する複合ペーストが得られるまで行うことが好ましい。   In the method for producing the present inorganic particle-organic polymer composite paste, the inorganic particles are agglomerated by kneading or stirring the soft agglomerated powder and the organic polymer, and the particles are dispersed in the polymer matrix. That is, the soft agglomerated powder and the organic polymer are mixed, and the stirrer or kneader is preferably rotated at 50 to 5000 rotations, more preferably 100 to 3000 rotations, to disperse the inorganic particles into the polymer matrix. The kneading time is not particularly limited and is preferably performed until a composite paste having desired characteristics and dispersibility is obtained.

有機ポリマーと無機粒子の親和性が分散性と混練性に大きく影響するため、軟凝集粉末は、無機原料粉末を湿式ジェットミルなど粒子表面に損傷を与えない方法で一度解砕させ、凍結乾燥させたものを使用する。これにより、有機ポリマーの無機粒子表面への吸着親和性を良好に低下させることができる。無機原料粉末と有機ポリマーとの複合ペーストと比較して、湿式ジェットミルを用いて作製した軟凝集粉末を用いることによって、得られる複合ペーストの流動性は、10〜90%の範囲で向上し、有機ポリマー中への分散性が良好になる。   Since the affinity between the organic polymer and the inorganic particles greatly affects the dispersibility and kneadability, the soft agglomerated powder is crushed once by a method that does not damage the particle surface, such as a wet jet mill, and freeze-dried. Use the same thing. Thereby, the adsorption affinity to the inorganic particle surface of an organic polymer can be reduced favorably. Compared with the composite paste of inorganic raw material powder and organic polymer, by using the soft agglomerated powder prepared using a wet jet mill, the fluidity of the resulting composite paste is improved in the range of 10 to 90%, Dispersibility in the organic polymer is improved.

この場合、無機粒子表面の損傷は、TEM等の透過電子顕微鏡での観察、FTIRなどによる無機粒子表面の水和反応の確認、X線回折(XRD)による組成物の確認などで規定でき、無機粒子表面の損傷が、ミルプロセス後も無機原料粉末の粒子表面状態と変わらない(同程度である)ことを確認する。   In this case, damage on the surface of the inorganic particles can be defined by observation with a transmission electron microscope such as TEM, confirmation of the hydration reaction on the surface of the inorganic particles by FTIR, confirmation of the composition by X-ray diffraction (XRD), etc. It is confirmed that the damage on the particle surface does not change (similar to the particle surface state) of the inorganic raw material powder after the mill process.

使用する有機ポリマーは、液状のもの、又は液状化したものであればよいが、その粘度が低い場合には、軟凝集粉末の凝集力よりせん断力が弱くなり、無機粒子の分散性が低下して、均質な混練が行えないことがある。一方、有機ポリマーの粘度が高すぎると操作性が低下してしまうことがある。有機ポリマーの粘度は温度、溶媒添加によって適宜調整することができ、特に限定されることはないが、例えば、0.1〜100000Pa・sであることが好ましく、1〜50000Pa・sであることが好ましい。   The organic polymer to be used may be liquid or liquefied, but when its viscosity is low, the shear force becomes weaker than the cohesive force of the soft agglomerated powder and the dispersibility of the inorganic particles decreases. Thus, homogeneous kneading may not be performed. On the other hand, if the viscosity of the organic polymer is too high, the operability may be reduced. The viscosity of the organic polymer can be appropriately adjusted by temperature and solvent addition, and is not particularly limited. For example, the viscosity is preferably 0.1 to 100,000 Pa · s, and preferably 1 to 50,000 Pa · s. preferable.

以上の製造方法により、無機粒子表面を化学修飾することなく、高粉体含有量で無機粒子を有機ポリマーに分散させた無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを製造することができる。   By the above production method, an inorganic particle-organic polymer composite paste in which inorganic particles are dispersed in an organic polymer with a high powder content can be produced without chemically modifying the surface of the inorganic particles.

このような製造方法によって得られる無機粒子−有機ポリマー複合ペーストは、無機粒子を1〜75体積%含有しており、高粉体含有量を実現することができるとともに、その流動性に優れている。このため、乾式プレス機、熱間プレス機、ロール機など圧力を用いた圧縮成形、即ち、従来公知の圧縮成形工法によって、有機ポリマー中での無機粒子の移動が良好である。また、無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを用いたシート成形にも適応可能であり、複合ペースト内の無機粒子の分散性が好適なことから、硬化して複合材料とした後も、無機粒子が分散した状態で存在させることができる。   The inorganic particle-organic polymer composite paste obtained by such a production method contains 1 to 75% by volume of inorganic particles, can achieve a high powder content, and is excellent in fluidity. . For this reason, the movement of the inorganic particles in the organic polymer is good by compression molding using pressure, such as a dry press, a hot press, or a roll, that is, a conventionally known compression molding method. It is also applicable to sheet molding using inorganic particle-organic polymer composite paste, and the inorganic particles are dispersed even after being cured to form a composite material because of the favorable dispersibility of the inorganic particles in the composite paste. It can exist in the state.

また、上記した製造方法においては、無機粒子表面を化学修飾することなく、無機原料粉体を、特定の条件のミルプロセスによって解砕し、且つ凍結乾燥によって軟凝集粉末を作製しているため、有機ポリマーの混練時のせん断応力を利用して高粉体含有で混練することが可能となる。即ち、従来の製造方法のように、化学修飾に使用している化学物質を用いる必要がなく、低環境負荷で高粉体含有量を有した無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを簡便に製造できる。更に、その製造した複合ペーストの流動性が高いことから、無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの生産性、及びその加工性が向上し、複合ペースト、複合ペーストからなる複合材料、また、複合材料を用いた各部材、及び各種製品の高性能化を期待することができる。このように、無機粒子−有機ポリマー複合材料や、複合材料を用いた部材に関する産業だけでなく、それを利用して製品を製造する諸産業においても、良好な影響を与えることができる。   In the manufacturing method described above, the inorganic raw material powder is crushed by a milling process under specific conditions without chemically modifying the surface of the inorganic particles, and a soft agglomerated powder is produced by freeze drying. It becomes possible to knead with a high powder content using the shear stress during kneading of the organic polymer. That is, unlike the conventional manufacturing method, it is not necessary to use a chemical substance used for chemical modification, and an inorganic particle-organic polymer composite paste having a low environmental load and a high powder content can be easily manufactured. Furthermore, since the fluidity of the produced composite paste is high, the productivity and processability of the inorganic particle-organic polymer composite paste are improved, and the composite paste, the composite material composed of the composite paste, and the composite material are used. High performance of various members and various products can be expected. As described above, it is possible to exert a favorable influence not only in the industry related to the inorganic particle-organic polymer composite material and the member using the composite material, but also in various industries for manufacturing products using the composite material.

〔4〕複合材料(無機粒子−有機ポリマー複合材料):
次に、本発明の複合材料の一の実施形態について説明する。本実施形態の複合材料は、これまでに説明した無機粒子−有機ポリマー複合ペーストからなる無機粒子−有機ポリマー複合材料である。本実施形態の複合材料は、生産性、及びその加工性に優れた本発明の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストからなるものであり、この複合材料を用いた各部材、及び各種製品の高性能化を期待することができる。
[4] Composite material (inorganic particle-organic polymer composite material):
Next, an embodiment of the composite material of the present invention will be described. The composite material of the present embodiment is an inorganic particle-organic polymer composite material composed of the inorganic particle-organic polymer composite paste described so far. The composite material of the present embodiment is composed of the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present invention, which is excellent in productivity and processability, and each member using the composite material and improvement in performance of various products. Can be expected.

本実施形態の複合材料(無機粒子−有機ポリマー複合材料)は、ペースト状で得られた本発明の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを硬化して製造することができる。例えば、乾式プレス機、熱間プレス機、ロール機など圧力を用いた圧縮成形、即ち、従来公知の圧縮成形工法によって、所定の形状に成形して製造することができる。   The composite material (inorganic particle-organic polymer composite material) of the present embodiment can be produced by curing the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present invention obtained as a paste. For example, it can be manufactured by being molded into a predetermined shape by compression molding using pressure such as a dry press, a hot press, or a roll, that is, a conventionally known compression molding method.

次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited at all by the following Example.

(I)軟凝集体の作製と評価:
(実施例1)
無機原料粉末として酸化アルミニウム(アルミナ粉末、Al:平均一次粒子径570nm)を準備した。
(I) Production and evaluation of soft aggregates:
Example 1
Aluminum oxide (alumina powder, Al 2 O 3 : average primary particle size 570 nm) was prepared as an inorganic raw material powder.

蒸留水に、上記無機原料粉末を、5体積%の粉体含有量となるように添加してスラリー化し、そのスラリーを200MPaの条件で湿式ジェットミル処理した。ミル処理後のスラリーは、直ちに液体窒素で凍結し、凍結乾燥を行って、実施例1の軟凝集粉末(以下、単に「凝集粉末」ということがある)を得た。なお、ミル処理後の粒子表面状態は、図1Aに示すように損傷していなかった(即ち、無機原料粉末と同程度の損傷状態であった)。   The inorganic raw material powder was added to distilled water so as to have a powder content of 5% by volume to form a slurry, and the slurry was wet jet milled at 200 MPa. The slurry after milling was immediately frozen with liquid nitrogen and freeze-dried to obtain the soft agglomerated powder of Example 1 (hereinafter sometimes simply referred to as “aggregated powder”). In addition, the particle | grain surface state after a mill process was not damaged as shown in FIG. 1A (namely, it was a damage state comparable as an inorganic raw material powder).

得られた軟凝集粉末は、50〜200μm程度の凝集粉末を形成していた。得られた軟凝集粉末の解砕強度を微小圧試験機で計測した。解砕強度は、凝集体が圧壊する荷重の実測値F、及び下記式(3)の関係式から、引張り強度(σ)として算出した。 The obtained soft agglomerated powder formed an agglomerated powder of about 50 to 200 μm. The crushing strength of the obtained soft agglomerated powder was measured with a micro pressure tester. The crushing strength was calculated as the tensile strength (σ f ) from the measured value F of the load at which the aggregate collapses and the relational expression of the following formula (3).

σ=2.8F/πD ・・・ (3) σ f = 2.8 F / πD 2 (3)

ここで、上記式(3)において、Dは凝集体の平均粒径を示す。   Here, in said formula (3), D shows the average particle diameter of an aggregate.

(実施例2)
酸化アルミニウムの代わりに、無機原料粉末として、酸化亜鉛(ZnO:平均一次粒子径500nm)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法によって軟凝集粉末を得た。
(Example 2)
A soft agglomerated powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that zinc oxide (ZnO: average primary particle diameter 500 nm) was used as the inorganic raw material powder instead of aluminum oxide.

(比較例1)
ミル処理として、ボールミル処理を24時間行ったこと以外は、実施例1と同様の方法で軟凝集粉末を得た。なお、比較例1においては、ミル処理後の粒子表面状態は、図1Bに示すように、無機粒子表面が損傷していた。
(Comparative Example 1)
As the milling process, a soft agglomerated powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ball milling was performed for 24 hours. In Comparative Example 1, the particle surface state after the mill treatment was such that the surface of the inorganic particles was damaged as shown in FIG. 1B.

(比較例2)
ミル処理として、ボールミル処理を24時間行ったこと以外は、実施例2と同様の方法で軟凝集粉末を得た。
(Comparative Example 2)
As the milling process, a soft agglomerated powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that the ball milling was performed for 24 hours.

また、実施例2、及び比較例1〜2の凝集粉末について、実施例1と同様の方法によって、解砕強度を、引張り強度(σ)として算出した。ここで、図3は、実施例1〜2、及び比較例1〜2における、軟凝集粉末の解砕強度を示すグラフである。なお、同様の微小圧試験から求めた、各無機原料粉末の解砕強度の結果も参考データとして図3中に示す。なお、図3における縦軸は、解砕強度(MPa)を示す。 Further, the agglomerated powder of Example 2, and Comparative Examples 1 and 2, in the same manner as in Example 1, a solution砕強degree was calculated as the tensile strength (sigma f). Here, FIG. 3 is a graph showing the crushing strength of the soft agglomerated powder in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2. In addition, the result of the crushing intensity | strength of each inorganic raw material powder calculated | required from the same micro pressure test is also shown in FIG. 3 as reference data. In addition, the vertical axis | shaft in FIG. 3 shows crushing strength (MPa).

図3に示すように、解砕強度に注目すると、無機原料粉末よりも解砕プロセスを経て作製した凝集粉末(実施例1〜2、及び比較例1〜2)の方が、解砕強度は4〜15%低下し、更に湿式ジェットミル処理した実施例1及び2の凝集粉末(軟凝集粉末)は、ボールミルによって作製した表面が損傷した比較例1及び2の凝集粉末よりも低い解砕強度であった。   As shown in FIG. 3, when attention is paid to the crushing strength, the agglomerated powder (Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2) prepared through a crushing process is more crushing strength than the inorganic raw material powder. The agglomerated powder of Examples 1 and 2 (soft agglomerated powder), which was reduced by 4 to 15% and further treated by wet jet milling, had a lower crushing strength than the agglomerated powders of Comparative Examples 1 and 2 in which the surface produced by the ball mill was damaged. Met.

(II)軟凝集粉末と有機ポリマーの混練(1):
実施例1〜2、及び比較例1〜2の各凝集粉末を、液状エポキシ(粘度:11Pa・s)に、それぞれが3体積%の粉体含有量になるように調整し、混練後の分散状態を観察した。混錬には、攪拌子を用いた攪拌機を用いた。混練時の回転子が与える最大応力(σmax)として、下記式(4)を適応した。
(II) Kneading of soft agglomerated powder and organic polymer (1):
Each of the aggregated powders of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 is adjusted to a liquid epoxy (viscosity: 11 Pa · s) so that each has a powder content of 3% by volume, and dispersion after kneading The condition was observed. For the kneading, a stirrer using a stirrer was used. The following formula (4) was applied as the maximum stress (σ max ) given by the rotor during kneading.

σmax={r(2πN/60)2η・t}/h ・・・ (4) σ max = {r (2πN / 60) 2η · t} / h (4)

ここで、上記式(4)において、rは攪拌子(回転子)の半径(m)を示し、Nは1分当りの回転数(rpm)を示し、ηは粘度(Pa・s)を示し、tは混練時間(時間)を示し、hは攪拌子(回転子)の高さ(m)を示す。   In the above formula (4), r represents the radius (m) of the stirrer (rotor), N represents the number of revolutions per minute (rpm), and η represents the viscosity (Pa · s). T represents the kneading time (hour), and h represents the height (m) of the stirrer (rotor).

本実施例において、攪拌子(回転子)の半径rを3.36×10−2mとし、攪拌子(回転子)の高さhを1.60×10−2mとし、1分当りの回転数Nを300rpmとし、液状エポキシの粘度ηが11Pa・sとした条件において、軟凝集粉末(無機粒子の凝集体)を解砕するために必要な攪拌時間を見積もったところ、軟凝集粉末を解砕して、有機ポリマー中に無機粒子を分散させるのに必要な攪拌時間は、約20分であった。 In this example, the radius r of the stirrer (rotor) was 3.36 × 10 −2 m, and the height h of the stirrer (rotor) was 1.60 × 10 −2 m. When the rotational speed N was set to 300 rpm and the viscosity η of the liquid epoxy was 11 Pa · s, the stirring time required for crushing the soft agglomerated powder (aggregate of inorganic particles) was estimated. The stirring time required to disintegrate and disperse the inorganic particles in the organic polymer was about 20 minutes.

300rpmの回転速度で、未処理の無機原料粉末、実施例1〜2及び比較例1〜2のそれぞれの凝集粉末の解砕に必要な攪拌時間を表1に示す。   Table 1 shows the stirring time required for crushing the untreated inorganic raw material powder, each of the aggregated powders of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2 at a rotational speed of 300 rpm.

この攪拌時間に従い、回転速度300rpmの条件で、液状エポキシと実施例1の凝集粉末を混合(粉体含有量3体積%)し、混練後の分散状態を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。また、回転速度100rpmの条件で、液状エポキシと実施例1の凝集粉末を混合(粉体含有量3体積%)し、混練後の分散状態をSEMにて観察した。   According to this stirring time, the liquid epoxy and the agglomerated powder of Example 1 were mixed (powder content: 3% by volume) under the condition of a rotation speed of 300 rpm, and the dispersed state after kneading was observed with a scanning electron microscope (SEM). did. Further, the liquid epoxy and the agglomerated powder of Example 1 were mixed (powder content: 3% by volume) under the condition of a rotation speed of 100 rpm, and the dispersion state after kneading was observed by SEM.

更に、回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で、液状エポキシと比較例1の凝集粉末とを混合(粉体含有量3体積%)し、混練後の分散状態をSEMにて観察した。   Furthermore, liquid epoxy and the agglomerated powder of Comparative Example 1 were mixed (powder content: 3% by volume) under each condition of a rotational speed of 100 rpm and a rotational speed of 300 rpm, and the dispersion state after kneading was observed with an SEM.

ここで、図4Aは、酸化アルミニウムの無機原料粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真であり、図4Bは、比較例1の凝集粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真であり、図4Cは、実施例1の凝集粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。   Here, FIG. 4A is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a dispersion state after kneading by mixing an inorganic raw material powder of aluminum oxide and a liquid epoxy under respective conditions of a rotational speed of 100 rpm and a rotational speed of 300 rpm. FIG. 4B is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the dispersion state after kneading by mixing the agglomerated powder of Comparative Example 1 and the liquid epoxy under respective conditions of a rotational speed of 100 rpm and a rotational speed of 300 rpm, and FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a dispersion state after kneading by mixing the agglomerated powder of Example 1 and a liquid epoxy under conditions of a rotation speed of 100 rpm and a rotation speed of 300 rpm.

明らかに、実施例1の湿式ジェットミルによって作製した軟凝集粉末と液状エポキシとの混練では、100rpm以上の回転速度で凝集粉末が解砕され分散した状態になる。一方、無機原料粉末、及び比較例1のボールミルによって作製した表面が損傷した凝集粉末では、100rpmの回転速度では凝集体が残り、300rpmで凝集粉末は解砕され分散している。つまり、液状エポキシと無機粒子表面の親和性が異なるためである。   Apparently, in the kneading of the soft agglomerated powder produced by the wet jet mill of Example 1 and the liquid epoxy, the agglomerated powder is crushed and dispersed at a rotational speed of 100 rpm or more. On the other hand, in the inorganic raw material powder and the agglomerated powder having a damaged surface produced by the ball mill of Comparative Example 1, the agglomerate remains at a rotational speed of 100 rpm, and the agglomerated powder is crushed and dispersed at 300 rpm. That is, the affinity between the liquid epoxy and the inorganic particle surface is different.

(III)無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの流動性の評価(1):
上記した軟凝集粉末と有機ポリマーの混練(1)において、実施例1の湿式ジェットミルによって作製したAl軟凝集粉末と液状エポキシからなる無機粒子−有機ポリマー複合ペースト中の無機粒子は分散していることが確認された。複合ペースト中の凝集状態は、レオロジー挙動で判別可能である。ここで、無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの流動性の評価として、液状エポキシ(粘度:11Pa・s)に、実施例1のAl軟凝集粉末を30体積%の粉体含有量になるように調整して複合ペーストを得、得られた複合ペーストの混練後の流動曲線を計測した。
(III) Evaluation of fluidity of inorganic particle-organic polymer composite paste (1):
In the kneading (1) of the soft agglomerated powder and the organic polymer, the inorganic particles in the inorganic particle-organic polymer composite paste made of the Al 2 O 3 soft agglomerated powder and the liquid epoxy prepared by the wet jet mill of Example 1 are dispersed. It was confirmed that The agglomerated state in the composite paste can be distinguished by rheological behavior. Here, as an evaluation of the fluidity of the inorganic particle-organic polymer composite paste, the Al 2 O 3 soft agglomerated powder of Example 1 is added to a liquid epoxy (viscosity: 11 Pa · s) to a powder content of 30% by volume. Thus, the composite paste was obtained, and the flow curve after kneading of the obtained composite paste was measured.

また、無機原料粉末(Al)、及び比較例1のボールミルによって作製した凝集粉末についても、液状エポキシ(粘度:11Pa・s)に、30体積%の粉体含有量になるように調整して複合ペーストを得、得られた複合ペーストの混練後の流動曲線を計測した。 In addition, the inorganic raw material powder (Al 2 O 3 ) and the agglomerated powder produced by the ball mill of Comparative Example 1 were also adjusted to a liquid epoxy (viscosity: 11 Pa · s) so as to have a powder content of 30% by volume. Thus, a composite paste was obtained, and the flow curve after kneading of the obtained composite paste was measured.

ここで、図5は、無機原料粉末、実施例1の凝集粉末、及び比較例1の凝集粉末を用いて作製された複合ペーストのせん断速度(s−1)とせん断応力(Pa)との関係(流動曲線)を示すグラフである。図5においては、横軸がせん断速度(s−1)を示し、縦軸がせん断応力(Pa)を示す。なお、図5において、△は無機原料粉末を示し、○は比較例1を示し、●は実施例1を示す。 Here, FIG. 5 shows the relationship between the shear rate (s −1 ) and the shear stress (Pa) of the composite paste produced using the inorganic raw material powder, the agglomerated powder of Example 1, and the agglomerated powder of Comparative Example 1. It is a graph which shows (flow curve). In FIG. 5, the horizontal axis indicates the shear rate (s −1 ), and the vertical axis indicates the shear stress (Pa). In FIG. 5, Δ indicates the inorganic raw material powder, ○ indicates Comparative Example 1, and ● indicates Example 1.

図5に示すように、無機原料粉末、及び比較例1のボールミルから作製した粒子表面が損傷した凝集粉末を用いた複合ペーストは、明らかに行きと帰りの挙動(図5における矢印の各方向における挙動)が異なり、チクソトロピー性が存在することが分かる。チクソトロピーは、無機粒子間を有機ポリマーが架橋した状態、即ち、凝集した状態にせん断を加えた時、その凝集状態が崩壊する時に生じるものである。一方、実施例1の湿式ジェットミルによって作製した凝集粉末を用いた複合ペーストは、行きと帰りの挙動が一致し、ずり速度とずり応力の関係は比例関係にあることが分かる。これは、ニュートニアン挙動として定義でき、無機粒子は有機ポリマー中に分散し流動性が高いことを示す。実施例1の凝集粉末を用いることによって、ニュートニアンの流動曲線を有する流動性の良好な無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを製造することが可能である。   As shown in FIG. 5, the composite paste using the inorganic raw material powder and the agglomerated powder having a damaged particle surface produced from the ball mill of Comparative Example 1 clearly shows the going and returning behavior (in each direction of the arrow in FIG. 5). It is understood that thixotropy exists. Thixotropy occurs when the organic polymer is crosslinked between inorganic particles, that is, when the aggregated state collapses when shearing is applied to the aggregated state. On the other hand, the composite paste using the agglomerated powder produced by the wet jet mill of Example 1 has the same behavior of going and returning, and it can be seen that the relationship between the shear rate and the shear stress is proportional. This can be defined as Newtonian behavior, indicating that the inorganic particles are dispersed in the organic polymer and have high fluidity. By using the agglomerated powder of Example 1, it is possible to produce an inorganic particle-organic polymer composite paste with a good fluidity and a Newtonian flow curve.

(IV)ポリマーマトリックス中の無機粒子の状態の評価:
上記無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの流動性の評価において、実施例1の湿式ジェットミルによって作製したAl軟凝集粉末と液状エポキシを混練した複合ペーストは、ニュートニアン挙動で、分散性が高く凝集性が低いことを示した。このことは、無機原料粉末、比較例1の凝集粉末と比較して、粉体含有量の高い無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを作製できることを意味する。
(IV) Evaluation of the state of inorganic particles in the polymer matrix:
In the evaluation of the fluidity of the inorganic particle-organic polymer composite paste, the composite paste prepared by kneading Al 2 O 3 soft agglomerated powder and liquid epoxy prepared by the wet jet mill of Example 1 has Newtonian behavior and dispersibility. It showed high cohesion and low cohesion. This means that an inorganic particle-organic polymer composite paste having a high powder content can be produced as compared with the inorganic raw material powder and the aggregated powder of Comparative Example 1.

ここで、ポリマーマトリックス中の無機粒子の状態の評価として、液状エポキシに、各粉体含有量が60体積%となるように、無機原料粉末、実施例1の凝集粉末、比較例1の凝集粉末をそれぞれ加えて、攪拌混練した後の状態を確認した。   Here, as an evaluation of the state of the inorganic particles in the polymer matrix, the inorganic raw material powder, the agglomerated powder of Example 1 and the agglomerated powder of Comparative Example 1 were added to the liquid epoxy so that the content of each powder was 60% by volume. Were added, and the state after stirring and kneading was confirmed.

ここで、図6Aは、酸化アルミニウムの無機原料粉末を用いた無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを示す写真であり、図6Bは、比較例1の凝集粉末を用いた無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを示す写真であり、図6Cは、実施例1の凝集粉末を用いた無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを示す写真である。   Here, FIG. 6A is a photograph showing an inorganic particle-organic polymer composite paste using an inorganic raw material powder of aluminum oxide, and FIG. 6B shows an inorganic particle-organic polymer composite paste using the aggregated powder of Comparative Example 1. 6C is a photograph showing an inorganic particle-organic polymer composite paste using the aggregated powder of Example 1. FIG.

図6Aに示すように、無機原料粉末を用いた場合には、混練された部分と無機粉体が残った部分が存在し均質な混練ができなかった。また、図6Bに示すように、比較例1のボールミルによって作製した表面が損傷した凝集粉末を用いた場合には、無機粒子のダマが生成され、均質な混練ができなかった。   As shown in FIG. 6A, when the inorganic raw material powder was used, the kneaded part and the part where the inorganic powder remained existed, and homogeneous kneading could not be performed. Further, as shown in FIG. 6B, when the agglomerated powder having a damaged surface produced by the ball mill of Comparative Example 1 was used, inorganic particle lumps were generated, and homogeneous kneading could not be performed.

一方、図6Cに示すように、湿式ジェットミルによって作製した表面の損傷のない無機粒子からなる軟凝集粉末を用いた場合には、均質な混練が達成できた様子が観察された。なお、この実施例1の凝集粉末を用いた複合ペーストを硬化させて複合材料を作製した。ここで、図7は、実施例1の凝集粉末を用いた複合ペーストを硬化させて複合材料の走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。図7に示すように、無機粒子はポリマーマトリックスの中に一次粒子の状態で存在している様子が分かる。このように、粒子表面が損傷のない状態で解砕された無機粒子を含むスラリーを凍結乾燥して得られた本発明の軟凝集粉末を用いることにより、高粉体含有において均質に混練が達成でき、ポリマーマトリックス中に均一に分散した無機粒子で構成される内部構造の無機粒子−有機ポリマー複合材料を製造できる。   On the other hand, as shown in FIG. 6C, when soft agglomerated powder made of inorganic particles having no surface damage produced by a wet jet mill was used, it was observed that homogeneous kneading could be achieved. The composite paste using the aggregated powder of Example 1 was cured to produce a composite material. Here, FIG. 7 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the composite material obtained by curing the composite paste using the aggregated powder of Example 1. As shown in FIG. 7, it can be seen that the inorganic particles are present as primary particles in the polymer matrix. As described above, by using the soft agglomerated powder of the present invention obtained by freeze-drying the slurry containing inorganic particles crushed in a state where the particle surface is not damaged, uniform kneading is achieved in a high powder content. In addition, an inorganic particle-organic polymer composite material having an internal structure composed of inorganic particles uniformly dispersed in a polymer matrix can be produced.

(V)軟凝集粉末と有機ポリマーの混練(2):
(実施例3及び4)
無機原料粉末として酸化亜鉛(ZnO)を使用し、湿式ジェットミルを用いて軟凝集粉末(実施例3及び4)をそれぞれ作製し、上記した「軟凝集粉末と有機ポリマーの混練(1)」と同様の方法によって液状エポキシと混練を行い、無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを作製した。
(V) Kneading of soft agglomerated powder and organic polymer (2):
(Examples 3 and 4)
Using zinc oxide (ZnO) as the inorganic raw material powder, soft agglomerated powders (Examples 3 and 4) were prepared using a wet jet mill, and the above-mentioned “kneading of soft agglomerated powder and organic polymer (1)” In the same manner, kneading with liquid epoxy was performed to prepare an inorganic particle-organic polymer composite paste.

実施例3においては、5体積%の粉体含有量となるように、無機原料粉末(酸化亜鉛)と水を混合してスラリーを得、得られたスラリーを湿式ジェットミル処理後、凍結乾燥し、軟凝集粉末を作製した。なお、実施例3においても、湿式ジェットミル処理後の無機粒子表面は損傷のないものであった。   In Example 3, an inorganic raw material powder (zinc oxide) and water were mixed to obtain a slurry so that the powder content was 5% by volume, and the obtained slurry was freeze-dried after wet jet mill treatment. A soft agglomerated powder was produced. Also in Example 3, the surface of the inorganic particles after the wet jet mill treatment was not damaged.

また、実施例4においては、20体積%の粉体含有量となるように、無機原料粉末(酸化亜鉛)と水、及び0.15質量%のポリアクリル酸アンモニウム塩(分散剤)を加えてスラリーを得、得られたスラリーを湿式ジェットミル処理後、凍結乾燥し、軟凝集粉末を作製した。なお、実施例4においても、湿式ジェットミル処理後の無機粒子表面は損傷のないものであった。   Moreover, in Example 4, inorganic raw material powder (zinc oxide), water, and 0.15 mass% polyacrylic acid ammonium salt (dispersant) were added so that it might become 20 volume% powder content. A slurry was obtained, and the resulting slurry was wet-jet milled and then lyophilized to produce a soft agglomerated powder. Also in Example 4, the surface of the inorganic particles after the wet jet mill treatment was not damaged.

凝集粉末の含有割合が3体積%となるように、実施例3の凝集粉末と液状エポキシとを混合し、攪拌子を用いた攪拌機を、100rpm、及び300rpmの各条件で回転させ、複合ペーストを作製した。   The agglomerated powder of Example 3 and the liquid epoxy were mixed so that the content ratio of the agglomerated powder was 3% by volume, and a stirrer using a stirrer was rotated under each condition of 100 rpm and 300 rpm to obtain a composite paste. Produced.

また、実施例3の凝集粉末の作製に使用した無機原料粉末を解砕せずに、液状エポキシと、実施例3の凝集粉末と同様の方法で混練して、比較用の複合ペーストを作製した。   In addition, the inorganic raw material powder used in the production of the aggregated powder of Example 3 was kneaded in the same manner as the aggregated powder of Example 3 without crushing, to prepare a composite paste for comparison. .

実施例3及び4の軟凝集粉末を使用したそれぞれの複合ペーストと、上記した比較用の複合ペースト(無機原料粉末使用)とを、それぞれを硬化させて複合材料を得、得られた複合材料中の粒子の分散状態を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。ここで、図8Aは、酸化亜鉛の無機原料粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真であり、図8Bは、実施例3の凝集粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。   Each composite paste using the soft agglomerated powders of Examples 3 and 4 and the above-described comparative composite paste (using inorganic raw material powder) were cured to obtain a composite material. The dispersion state of the particles was observed with a scanning electron microscope (SEM). Here, FIG. 8A is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a dispersion state after kneading by mixing an inorganic raw material powder of zinc oxide and a liquid epoxy under respective conditions of a rotational speed of 100 rpm and a rotational speed of 300 rpm. FIG. 8B is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a dispersion state after kneading by mixing the agglomerated powder of Example 3 and the liquid epoxy under respective conditions of a rotation speed of 100 rpm and a rotation speed of 300 rpm.

比較用の無機原料粉末から作製した複合材料の粒子分散は、100rpmでは達成されず、300rpmでは一次粒子の状態でポリマー中に分散された。一方、実施例3の軟凝集粉末と液状エポキシを混錬した複合材料中の無機粉末は、100rpmmの回転速度で解砕され分散状態にある。つまり、本発明の軟凝集粉末(実施例3)は、低い混練速度でポリマー中に分散可能である。また、分散剤を用いて作製した実施例4についても、実施例3と同様に、低い混練速度で有機ポリマー中に分散可能であることが確認された。   Particle dispersion of the composite material produced from the inorganic raw material powder for comparison was not achieved at 100 rpm, but was dispersed in the polymer in the state of primary particles at 300 rpm. On the other hand, the inorganic powder in the composite material obtained by kneading the soft agglomerated powder and liquid epoxy of Example 3 is pulverized at a rotational speed of 100 rpm and is in a dispersed state. That is, the soft agglomerated powder of the present invention (Example 3) can be dispersed in the polymer at a low kneading speed. In addition, it was confirmed that Example 4 produced using a dispersant can be dispersed in the organic polymer at a low kneading rate as in Example 3.

(VI)無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの流動性の評価(2):
実施例3の軟凝集粉末を、20体積%の粉体含有量になるように液状エポキシに自転公転式の攪拌機にて2000rpmの回転速度で混練し、高粉体含有量の複合ペーストを作製した。上記した「無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの流動性の評価(1)」と同様の方法によって、得られた複合ペーストの混練後の流動曲線を計測した。
(VI) Evaluation of fluidity of inorganic particle-organic polymer composite paste (2):
The soft agglomerated powder of Example 3 was kneaded with liquid epoxy so as to have a powder content of 20% by volume with a rotation / revolution type stirrer at a rotation speed of 2000 rpm to prepare a composite paste having a high powder content. . The flow curve after kneading of the obtained composite paste was measured by the same method as in “Evaluation of fluidity of inorganic particle-organic polymer composite paste (1)”.

また、実施例4の凝集粉末、及び実施例3の凝集粉末の作製に使用した無機原料粉末(解砕していないもの)についても、同様の方法で複合ペースト(粉体含有量20体積%)を作製し、得られた複合ペーストの混練後の流動曲線を計測した。ここで、図9は、無機原料粉末、実施例3の凝集粉末、及び実施例4の凝集粉末を用いて作製された複合ペーストのずり速度(s−1)とずり応力(Pa)との関係を示すグラフである。なお、図9において、○は無機原料粉末を示し、△は実施例3を示し、黒三角は実施例4を示す。 In addition, for the agglomerated powder of Example 4 and the inorganic raw material powder (not pulverized) used for the production of the agglomerated powder of Example 3, composite paste (powder content 20% by volume) was obtained in the same manner. And the flow curve after kneading of the obtained composite paste was measured. Here, FIG. 9 shows the relationship between the shear rate (s −1 ) and shear stress (Pa) of the composite paste produced using the inorganic raw material powder, the agglomerated powder of Example 3, and the agglomerated powder of Example 4. It is a graph which shows. In FIG. 9, ◯ indicates inorganic raw material powder, Δ indicates Example 3, and black triangle indicates Example 4.

実施例3の湿式ジェットミルによって作製した凝集粉末を用いた複合ペーストの流動曲線はニュートニアンで、無機原料粉末をそのまま用いて作製した複合ペーストの流動曲線はチクソトロピーを示した。つまり、無機原料粉末を湿式ジェットミル処理後、凍結乾燥して作製した本発明の軟凝集粉末は、有機ポリマー(液状エポキシ)中で容易に解砕されるものであり、凝集性が低く、流動性が高いことが確認された。また、分散剤を用いた実施例4については、得られる複合ペーストのずり応力は低くなり、分散剤を添加しなかった場合よりも50%も流動性が増加することが確認された。   The flow curve of the composite paste using the agglomerated powder prepared by the wet jet mill of Example 3 was Newtonian, and the flow curve of the composite paste prepared using the inorganic raw material powder as it was showed thixotropy. In other words, the soft agglomerated powder of the present invention produced by wet-jet milling an inorganic raw material powder and then freeze-drying is easily crushed in an organic polymer (liquid epoxy), has a low agglomeration property, and flows. It was confirmed that the property is high. Moreover, about Example 4 using a dispersing agent, the shear stress of the composite paste obtained became low, and it was confirmed that fluidity | liquidity increases 50% rather than the case where a dispersing agent is not added.

本発明の軟凝集粉末は、有機ポリマーからなるポリマーマトリックス中に、無機粒子を均一に分散させることができ、流動性が高く易成形性の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造に利用することができる。なお、無機粒子は、一次粒子の状態でポリマーマトリックス中に解砕・分散させることができる。また、無機粒子表面に化学修飾を施すことなく有機ポリマー中に均一に無機粒子を分散させることができるため、例えば、無機粒子−有機ポリマー複合ペースト又は複合材料の製造プロセスにおいて化学物質を使用しなくともよく、環境調和型の製造プロセスを実現することができる。   The soft agglomerated powder of the present invention can uniformly disperse inorganic particles in a polymer matrix made of an organic polymer, and can be used for producing a highly fluid and easily moldable inorganic particle-organic polymer composite paste. it can. The inorganic particles can be pulverized and dispersed in the polymer matrix in the form of primary particles. In addition, since inorganic particles can be uniformly dispersed in the organic polymer without chemically modifying the surface of the inorganic particles, for example, no chemical substance is used in the manufacturing process of the inorganic particle-organic polymer composite paste or composite material. In any case, an environmentally harmonious manufacturing process can be realized.

また、本発明の軟凝集粉末は、無機粒子の粉体含有率を1〜75体積%に上げることができ、且つその流動性は原料粉末とポリマーをそのまま混練し作製する複合ペーストと比較して、10〜90%向上させることができるため、高粉体含有と成形性の相反特性の問題を解消するものであり、低コスト並びに高特性の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの製造が期待できる。   In addition, the soft agglomerated powder of the present invention can increase the powder content of inorganic particles to 1 to 75% by volume, and its fluidity is compared with a composite paste prepared by kneading raw material powder and polymer as they are. 10 to 90%, the problem of reciprocal properties of high powder content and moldability is solved, and production of inorganic particles-organic polymer composite paste with low cost and high properties can be expected.

また、本発明の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストは、無機粒子と有機ポリマーの吸着親和性は低く且つ流動性が高いため、ポリマーマトリックス中で無機粒子が良好に分散した、易成形性の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストとすることができる。このため、乾式プレス機、熱間プレス機、ロール機など圧力を用いた圧縮成形、シート成形等に好適に利用することができる。   In addition, the inorganic particle-organic polymer composite paste of the present invention has a low adsorption affinity and high fluidity between the inorganic particles and the organic polymer, so that the easily-formable inorganic particles in which the inorganic particles are well dispersed in the polymer matrix. -It can be an organic polymer composite paste. For this reason, it can utilize suitably for compression molding using pressure, such as a dry press machine, a hot press machine, and a roll machine, sheet molding.

湿式ジェットミル後の粒子表面の透過電子顕微鏡(TEM)写真である。It is a transmission electron microscope (TEM) photograph of the particle | grain surface after a wet jet mill. ボールミル後の粒子表面の透過電子顕微鏡(TEM)写真である。It is a transmission electron microscope (TEM) photograph of the particle | grain surface after a ball mill. 無機粒子−有機ポリマー複合ペーストの構造を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of an inorganic particle-organic polymer composite paste. 実施例1〜2、及び比較例1〜2における、凝集粉末の解砕強度を示すグラフである。It is a graph which shows the crushing intensity | strength of the aggregated powder in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2. 酸化アルミニウムの無機原料粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。It is a scanning electron microscope (SEM) photograph which shows the dispersion | distribution state after knead | mixing the inorganic raw material powder of aluminum oxide, and liquid epoxy on each condition of rotational speed 100rpm and rotational speed 300rpm. 比較例1の凝集粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。It is a scanning electron microscope (SEM) photograph which shows the dispersion | distribution state after kneading | mixing the aggregated powder and liquid epoxy of the comparative example 1 on each condition of rotational speed 100rpm and rotational speed 300rpm. 実施例1の凝集粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。It is a scanning electron microscope (SEM) photograph which shows the dispersion | distribution state after kneading | mixing the aggregated powder and liquid epoxy of Example 1 on each condition of rotational speed 100rpm and rotational speed 300rpm. 無機原料粉末、実施例1の凝集粉末、及び比較例1の凝集粉末を用いて作製された複合ペーストのせん断速度(s−1)とせん断応力(Pa)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the shear rate (s <-1> ) and the shear stress (Pa) of the composite paste produced using the inorganic raw material powder, the aggregated powder of Example 1, and the aggregated powder of Comparative Example 1. 酸化アルミニウムの無機原料粉末を用いた無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを示す写真である。It is a photograph which shows the inorganic particle-organic polymer composite paste using the inorganic raw material powder of aluminum oxide. 比較例1の凝集粉末を用いた無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを示す写真である。4 is a photograph showing an inorganic particle-organic polymer composite paste using the agglomerated powder of Comparative Example 1. 実施例1の凝集粉末を用いた無機粒子−有機ポリマー複合ペーストを示す写真である。2 is a photograph showing an inorganic particle-organic polymer composite paste using the agglomerated powder of Example 1. FIG. 実施例1の凝集粉末を用いた複合ペーストを硬化させて複合材料の走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。It is the scanning electron microscope (SEM) photograph of the composite material which hardened the composite paste using the aggregated powder of Example 1. FIG. 酸化亜鉛の無機原料粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。It is a scanning electron microscope (SEM) photograph which shows the dispersion | distribution state after kneading | mixing the inorganic raw material powder of zinc oxide, and liquid epoxy on each condition of rotational speed 100rpm and rotational speed 300rpm. 実施例3の凝集粉末と液状エポキシとを回転速度100rpm及び回転速度300rpmの各条件で混合し、混練後の分散状態を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。It is a scanning electron microscope (SEM) photograph which shows the dispersion | distribution state after kneading | mixing the aggregated powder and liquid epoxy of Example 3 on each condition of rotational speed 100rpm and rotational speed 300rpm. 無機原料粉末、実施例3の凝集粉末、及び実施例4の凝集粉末を用いて作製された複合ペーストのずり速度(s−1)とずり応力(Pa)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the shear rate (s < -1 >) and shear stress (Pa) of the composite paste produced using the inorganic raw material powder, the aggregated powder of Example 3, and the aggregated powder of Example 4.

符号の説明Explanation of symbols

10:無機粒子、12:有機ポリマー。 10: inorganic particles, 12: organic polymer.

Claims (13)

無機原料粉末をミルプロセスで粒子表面の損傷なく解砕して得られた無機粒子を含有するスラリーを、凍結乾燥することによって得られた軟凝集粉末。   A soft agglomerated powder obtained by freeze-drying a slurry containing inorganic particles obtained by pulverizing an inorganic raw material powder by a mill process without damaging the particle surface. 前記無機原料粉末の解砕強度に対して、1〜50%の範囲で解砕強度が低下し、且つその解砕強度が1〜30MPaである請求項1に記載の軟凝集粉末。   The soft agglomerated powder according to claim 1, wherein the crushing strength is reduced in a range of 1 to 50% with respect to the crushing strength of the inorganic raw material powder, and the crushing strength is 1 to 30 MPa. 前記スラリーが、前記無機原料粉末を湿式ジェットミルを用いた前記ミルプロセスによって、前記スラリー同士の衝突圧力が50〜300MPaとなるように解砕したものである請求項1又は2に記載の軟凝集粉末。   The soft agglomeration according to claim 1 or 2, wherein the slurry is obtained by pulverizing the inorganic raw material powder by the mill process using a wet jet mill so that a collision pressure between the slurries becomes 50 to 300 MPa. Powder. 前記無機原料粉末に分散剤を加えて解砕した前記スラリーを凍結乾燥することによって得られた請求項1〜3のいずれか一項に記載の軟凝集粉末。   The soft aggregation powder as described in any one of Claims 1-3 obtained by freeze-drying the said slurry crushed by adding a dispersing agent to the said inorganic raw material powder. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の軟凝集粉末と、有機ポリマーとを含有し、
前記軟凝集粉末の含有割合が、1〜75体積%である無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。
Containing the soft agglomerated powder according to any one of claims 1 to 4 and an organic polymer,
An inorganic particle-organic polymer composite paste in which the content of the soft agglomerated powder is 1 to 75% by volume.
前記軟凝集粉末を構成する無機粒子の表面に、化学修飾を施すことなく作製された請求項5に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。   The inorganic particle-organic polymer composite paste according to claim 5, wherein the inorganic particle-organic polymer composite paste is produced without chemically modifying the surface of the inorganic particles constituting the soft agglomerated powder. 前記軟凝集粉末の凝集力より、前記有機ポリマーのせん断力が強い条件を設定して、前記軟凝集粉末と前記有機ポリマーとを混合・混練し、前記ポリマーマトリックス中に前記軟凝集粉末を分散させた請求項5又は6に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。   The condition that the shear force of the organic polymer is stronger than the cohesive force of the soft agglomerated powder is set, the soft agglomerated powder and the organic polymer are mixed and kneaded, and the soft agglomerated powder is dispersed in the polymer matrix. The inorganic particle-organic polymer composite paste according to claim 5 or 6. 前記軟凝集粉末と前記有機ポリマーとを混合し、50〜5000回転となる混練速度において、前記ポリマーマトリックス中に前記軟凝集粉末を分散させた請求項7に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。   The inorganic particle-organic polymer composite paste according to claim 7, wherein the soft agglomerated powder and the organic polymer are mixed and the soft agglomerated powder is dispersed in the polymer matrix at a kneading speed of 50 to 5000 revolutions. 前記軟凝集粉末を作製するための無機原料粉末と前記有機ポリマーとにより構成された原料粉末複合ペーストに対して、その流動性が10〜90%の範囲で向上した請求項5〜8のいずれか一項に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。   The fluidity of the raw material powder composite paste composed of the inorganic raw material powder and the organic polymer for producing the soft agglomerated powder is improved in the range of 10 to 90%. The inorganic particle-organic polymer composite paste according to one item. 前記有機ポリマーは、混練における粘度が0.1〜100000Pa・sのものである請求項8又は9に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。   The inorganic particle-organic polymer composite paste according to claim 8 or 9, wherein the organic polymer has a viscosity of 0.1 to 100,000 Pa · s in kneading. 前記有機ポリマー中に分散した前記軟凝集粉末を構成する無機粒子が一次粒子の状態で前記ポリマーマトリックス中に存在する請求項5〜10のいずれか一項に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。   The inorganic particle-organic polymer composite paste according to any one of claims 5 to 10, wherein inorganic particles constituting the soft agglomerated powder dispersed in the organic polymer are present in the polymer matrix in a state of primary particles. 前記有機ポリマー中に分散した前記軟凝集粉末を構成する前記無機粒子の表面状態が、前記軟凝集粉末を作製するための無機原料粉末を構成する粒子と同程度の損傷のない状態である請求項5〜11のいずれか一項に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペースト。   The surface state of the inorganic particles constituting the soft agglomerated powder dispersed in the organic polymer is in a state that is not damaged as much as particles constituting the inorganic raw material powder for producing the soft agglomerated powder. The inorganic particle-organic polymer composite paste according to any one of 5 to 11. 請求項5〜12のいずれか一項に記載の無機粒子−有機ポリマー複合ペーストからなる複合材料。   A composite material comprising the inorganic particle-organic polymer composite paste according to any one of claims 5 to 12.
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