JP2016079061A - Inorganic filler and method for producing the same, resin composition and molded article - Google Patents

Inorganic filler and method for producing the same, resin composition and molded article Download PDF

Info

Publication number
JP2016079061A
JP2016079061A JP2014211258A JP2014211258A JP2016079061A JP 2016079061 A JP2016079061 A JP 2016079061A JP 2014211258 A JP2014211258 A JP 2014211258A JP 2014211258 A JP2014211258 A JP 2014211258A JP 2016079061 A JP2016079061 A JP 2016079061A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
inorganic
group
inorganic filler
functional group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014211258A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6506940B2 (en
Inventor
富男 井上
Tomio Inoue
富男 井上
冨田 亘孝
Nobutaka Tomita
亘孝 冨田
武 楊原
Takeshi Yanagihara
武 楊原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Admatechs Co Ltd
Original Assignee
Admatechs Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Admatechs Co Ltd filed Critical Admatechs Co Ltd
Priority to JP2014211258A priority Critical patent/JP6506940B2/en
Publication of JP2016079061A publication Critical patent/JP2016079061A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6506940B2 publication Critical patent/JP6506940B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inorganic filler without almost containing coarse particles having a particle diameter of 5 μm or more.SOLUTION: It was found that aggregation during classification operations is suppressed by incorporating a fine particle material in a nanometer order having predetermined properties. That is, there is provided a mixture containing 100 pts.mass of inorganic particles having a volume average particle diameter of 0.1 to 3 μm and 0.01 to 10 pts.mass of a fine particle material having a particle diameter of 2 to 100 nm which has a hydrophobized surface, wherein after forming the inorganic particles, the mixture is produced without via a step for dispersing into the remaining liquid and the mass of the coarse particles having a particle diameter of 5 μm or more is less than 100 ppm based on the total mass.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、粗大粒子の量が極めて少ない無機フィラー及びその製造方法、その無機フィラーを含有する樹脂組成物、及びその樹脂組成物を硬化させた成形品に関する。   The present invention relates to an inorganic filler with an extremely small amount of coarse particles, a method for producing the same, a resin composition containing the inorganic filler, and a molded product obtained by curing the resin composition.

電子装置を構成する半導体デバイスなどの電子部品を封止する封止材、電子部品を配設する基板、その他の精密な部材には物理的特性を向上するために、無機材料から構成されており樹脂材料に比べて熱特性、機械的特性に優れた無機フィラーを樹脂材料中に分散させた樹脂組成物を採用し、その樹脂組成物を成形、固化して成形品にすることによりそれらの部材を形成することがある。   In order to improve physical properties, sealing materials for sealing electronic components such as semiconductor devices that make up electronic devices, substrates on which electronic components are arranged, and other precision components are made of inorganic materials. These members are made by adopting a resin composition in which an inorganic filler having excellent thermal and mechanical properties compared to resin materials is dispersed in the resin material, and molding and solidifying the resin composition into a molded product. May form.

近年、携帯型端末などの電子装置は年々高密度、高精度化が進んでおり、これらに採用する部品にも高密度、高精度であることが要求されている。そのため、封止材や基板などを構成する樹脂組成物中に含有させる無機フィラーの大きさによっては成形品の性能に大きな影響を与えるため所定以上の粒径をもつ粒子である粗大粒子の含有量を制限することが行われている。粗大粒子の含有量を制限する方法として汎用されているのは分級操作である。例えば特許文献1では粒径が50μm以上の粗大粒子を乾式にて行う篩分けにて分離・除去している。   In recent years, electronic devices such as portable terminals have been increasing in density and accuracy year by year, and parts used for these devices are also required to have high density and accuracy. Therefore, depending on the size of the inorganic filler contained in the resin composition constituting the encapsulant or the substrate, the content of coarse particles that are particles having a particle size of a predetermined size or more because it greatly affects the performance of the molded product Restrictions have been made. A classifying operation is widely used as a method for limiting the content of coarse particles. For example, in Patent Document 1, coarse particles having a particle size of 50 μm or more are separated and removed by sieving performed by a dry method.

ところで、近年では粒径が5μm以上の粗大粒子の含有量を制限することが行われるが粒径5μm付近での分級操作は液体中に分散した状態でないと実現できなかった。液体中に分散させないと凝集してしまい、フィルターが機能しなくなってしまう。遠心分級装置を採用すれば液体中に分散させなくても分級操作は可能ではあるがそれでも凝集が進行して精密な分級が実現できない。結果、粗大粒子の含有量を極限まで減らそうとした場合には液体中に分散させないと無機フィラーに含まれる粗大粒子の含有量を目的の量にまで減らすことはできなかった。   By the way, in recent years, the content of coarse particles having a particle size of 5 μm or more is limited, but the classification operation in the vicinity of the particle size of 5 μm cannot be realized unless it is dispersed in a liquid. If they are not dispersed in the liquid, they will aggregate and the filter will not function. If a centrifugal classifier is used, classification operation is possible without being dispersed in a liquid, but aggregation still proceeds and precise classification cannot be realized. As a result, when the content of coarse particles was reduced to the utmost limit, the content of coarse particles contained in the inorganic filler could not be reduced to the target amount unless dispersed in a liquid.

特開2004-269636号公報JP 2004-269636 A

しかしながら、液体中にて分級操作を行って粒径5μm以上の粗大粒子を除去すると、液体中にて分散された状態では粗大粒子を除去できたとしても、液体を除去する必要が生じたときには、乾燥の進行に伴い粒子が凝集して粒径の大きい2次粒子を形成する。そのため、粗大粒子の含有量を充分に減らすことができなかった。   However, when the classification operation is performed in the liquid to remove the coarse particles having a particle diameter of 5 μm or more, even if the coarse particles can be removed in the dispersed state, the liquid needs to be removed. As the drying proceeds, the particles aggregate to form secondary particles having a large particle size. Therefore, the content of coarse particles could not be reduced sufficiently.

更に、液体中にて分級操作を行うと無機フィラーに用いた液体が残存することになる。液体が残存すると樹脂組成物中に分散させるときに存在が望ましくない液体が混入することになったり、成形品中で混入した液体が予期せぬ事態を引き起こすことが危惧された。   Furthermore, if classification operation is performed in a liquid, the liquid used for the inorganic filler will remain. If the liquid remains, there is a concern that a liquid which is not desirable to be dispersed when dispersed in the resin composition, or that the liquid mixed in the molded article causes an unexpected situation.

本発明は上記実情に鑑み完成したものであり、液体が残存していない無機フィラー及びその製造方法、その無機フィラーを含有する樹脂組成物、及びその樹脂組成物を硬化させた成形品を提供することを解決すべき課題とする。   The present invention has been completed in view of the above circumstances, and provides an inorganic filler in which no liquid remains, a method for producing the same, a resin composition containing the inorganic filler, and a molded product obtained by curing the resin composition. This is a problem to be solved.

(1)上記課題を解決する目的で本発明者らは鋭意検討を行った結果、以下の知見を得た。まず、5μm以下の粒径をもつ無機フィラーを構成する無機材料からなる粒子の凝集を抑制する手段として2nm〜100nmの粒径をもち、且つ、疎水性の表面をもつ微小粒子材料を添加する方法を発見した。このような微小粒子材料を所定の割合で混合することにより無機材料からなる粒子の凝集が効果的に抑制される。従来は分級により粗大粒子を除去しても凝集により粗大粒子の大きさを超える塊が生成してしまっていたが、微小粒子材料の添加によりそのような凝集物の生成が抑制される。本願発明者らは以上の知見に基づき本発明を完成させた。 (1) As a result of intensive studies aimed at solving the above problems, the present inventors have obtained the following knowledge. First, a method of adding a fine particle material having a particle size of 2 nm to 100 nm and having a hydrophobic surface as means for suppressing aggregation of particles made of an inorganic material constituting an inorganic filler having a particle size of 5 μm or less I found By mixing such fine particle materials at a predetermined ratio, aggregation of particles made of an inorganic material is effectively suppressed. Conventionally, even if coarse particles are removed by classification, agglomeration exceeding the size of the coarse particles has been generated by aggregation, but the addition of the fine particle material suppresses the formation of such aggregates. The present inventors have completed the present invention based on the above findings.

すなわち、上記課題を解決する本発明の無機フィラーは、体積平均粒子径が0.1μm〜3μmの無機物粒子100質量部と、
疎水化された表面を持ち粒子径が2〜100nmの微小粒子材料を0.01質量部〜10質量部とを有する混合物であって、
前記無機物粒子を形成後、残留する液体中に分散させる工程を経ずに製造され、且つ、5μm以上の粒径をもつ粗大粒子の質量が全体の質量を基準として100ppm未満である。
That is, the inorganic filler of the present invention that solves the above problems is 100 parts by mass of inorganic particles having a volume average particle size of 0.1 μm to 3 μm,
A mixture having 0.01 to 10 parts by mass of a fine particle material having a hydrophobic surface and a particle diameter of 2 to 100 nm,
After the inorganic particles are formed, the coarse particles having a particle diameter of 5 μm or more manufactured without the step of dispersing in the remaining liquid are less than 100 ppm based on the total mass.

微小粒子材料を含有することにより乾式で分級を行っても充分に粗大粒子を分離・除去することが可能になった。5μmといった小さな粗大粒子の分離除去を精密に行うためには大きな外力が必要である。例えば遠心分級では大きな遠心力を加える。その場合に分級対象である無機物粒子は大きな外力を加えることにより分級設備への無機物粒子の付着と詰まりが発生することで気流の乱れや閉塞が発生し粗大粒子を効果的に除去できなかった。   By including a fine particle material, it has become possible to sufficiently separate and remove coarse particles even if classification is performed by a dry method. In order to accurately separate and remove coarse particles as small as 5 μm, a large external force is required. For example, in centrifugal classification, a large centrifugal force is applied. In that case, the inorganic particles to be classified were subjected to a large external force, which caused adhesion and clogging of the inorganic particles to the classification equipment, resulting in turbulence and blockage of the air flow, and the coarse particles could not be removed effectively.

本発明では適正な微小粒子材料適正な量だけ含有させることにより大きな力を加えても無機物粒子の流動性が確保され設備への付着と詰まりが発生せず粗大粒子を精密に分離除去できるようになったために従来実現できなかった乾燥状態で粗大粒子が除去された無機フィラーを提供することが可能になった。   In the present invention, by adding an appropriate amount of the appropriate fine particle material, even if a large force is applied, the fluidity of the inorganic particles is ensured so that the coarse particles can be accurately separated and removed without causing adhesion and clogging to the equipment. Therefore, it has become possible to provide an inorganic filler from which coarse particles have been removed in a dry state that could not be realized in the past.

ここで、本明細書における「微小粒子材料」は無機物粒子と区別するために名付けたものである。具体的には、粒径が2〜100nmである粒子を「微小粒子材料」を称するものであり、「微小粒子材料」と定義することにより、無機物粒子と区別することを目的とする。   Here, “microparticle material” in this specification is named to distinguish it from inorganic particles. Specifically, a particle having a particle size of 2 to 100 nm is referred to as a “fine particle material”, and is defined as “a fine particle material” to distinguish it from inorganic particles.

また、「残留する液体」とは積極的に反応を進行させることで消失するものを除く意図で加えた限定である。一般的な有機溶剤や水のように無機物粒子の表面や内部に付着するだけの液体が「残留する液体」である。シランカップリング剤などの表面処理剤が液体である場合には無機物粒子と反応する化合物であるため、本明細書で定義する「残留する液体」に含まない。反対に表面処理剤を溶解する溶媒として用いたとしてもその物自体が反応しないものであるときにはこの「残留する液体」に含まれる。例えば表面処理を行う場合に、表面処理剤を溶媒に溶解して用いる場合のその溶媒は「残留する液体」である。   In addition, “residual liquid” is a limitation added with the intention of excluding those that disappear when the reaction is actively advanced. A liquid that only adheres to the surface or inside of inorganic particles, such as a general organic solvent or water, is a “residual liquid”. When a surface treatment agent such as a silane coupling agent is a liquid, it is a compound that reacts with inorganic particles, and thus is not included in the “residual liquid” defined in this specification. On the other hand, even if the surface treatment agent is used as a solvent for dissolving, if the product itself does not react, it is included in the “remaining liquid”. For example, when surface treatment is performed, the solvent used when the surface treatment agent is dissolved in a solvent is “residual liquid”.

上述の(1)に開示した無機フィラーは以下の(2)〜(5)に記載する特徴のうちの一つ以上を採用することができる。   One or more of the characteristics described in the following (2) to (5) can be adopted for the inorganic filler disclosed in the above (1).

(2)粉体流動性が1200mJ以下である。粉体流動性の値はパウダーレオメーター(型番:FT4、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)にて測定した値である。所定の条件下において粉体中に回転させたプロペラを下降させていくときのエネルギーであり、小さい方が流動性が高い。
(3)前記微小粒子材料はシリカ粒子であり、疎水化度が20%以上である。疎水化度が高いことにより、微小粒子間の凝集を抑制でき粉体状態で高い分散性を保持できる。
(4)前記微小粒子材料は、一次粒子の体積平均粒径が100nm以下、嵩密度が450g/L以下であり、式(A):−OSiXで表される官能基と、式(B):−OSiYで表される官能基とを表面にもつ。(上記式(A)、(B)中;Xはフェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基であり;X、Xは−OSiR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択され;YはRであり;Y、YはR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択される。YはRであり;Y及びYは、R及び−OSiRからそれぞれ独立して選択され;Rは炭素数1〜3のアルキル基から独立して選択される。なお、X、X、Y、Y、Y、及びYの何れかは、隣接する官能基のX、X、Y、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合しても良い。)
(5)前記無機物粒子はシリカまたはアルミナである。シリカ、アルミナは安価であると共に熱特性に優れる。
(2) The powder fluidity is 1200 mJ or less. The value of the powder fluidity is a value measured with a powder rheometer (model number: FT4, manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd.). This is energy when the propeller rotated in the powder is lowered under a predetermined condition, and the smaller is the higher the fluidity.
(3) The fine particle material is silica particles, and the degree of hydrophobicity is 20% or more. Due to the high degree of hydrophobicity, aggregation between fine particles can be suppressed, and high dispersibility can be maintained in a powder state.
(4) The fine particle material has a primary particle volume average particle size of 100 nm or less, a bulk density of 450 g / L or less, and a functional group represented by the formula (A): -OSiX 1 X 2 X 3 ; It has a functional group represented by the formula (B): —OSiY 1 Y 2 Y 3 on the surface. (In the above formulas (A) and (B); X 1 is a phenyl group, vinyl group, epoxy group, methacryl group, amino group, ureido group, mercapto group, isocyanate group, or acrylic group; X 2 , X 3 Are independently selected from —OSiR 3 and —OSiY 4 Y 5 Y 6 ; Y 1 is R; Y 2 and Y 3 are each independently selected from R and —OSiY 4 Y 5 Y 6 .Y 4 is an R; Y 5 and Y 6 is selected from R and -OSiR 3 independently;. R is independently selected from alkyl groups of 1 to 3 carbon atoms Incidentally, X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 are any of the adjacent functional groups X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 , and —O—. May be combined with each other.)
(5) The inorganic particles are silica or alumina. Silica and alumina are inexpensive and have excellent thermal properties.

(6)上記課題を解決する本発明の無機フィラーの製造方法は、(1)〜(5)の何れかに記載の無機フィラーを製造する製造方法であって、
VMC法又は火炎溶融法にて前記無機物粒子を製造する無機物粒子製造工程と、
前記無機物粒子と前記微小粒子材料とを混合し、気体中に分散させた状態で分級を行う分級工程と、
を有する。
その場合に前記無機物粒子製造工程にて得られた前記無機物粒子が前記残留する液体に接触していない。
その結果、得られた無機フィラーには液体が残存せず、更には5μm以上の粒径をもつ粗大粒子の量は制限できる。
(6) The manufacturing method of the inorganic filler of the present invention that solves the above problem is a manufacturing method of manufacturing the inorganic filler according to any one of (1) to (5),
An inorganic particle production process for producing the inorganic particles by a VMC method or a flame melting method;
A classification step in which the inorganic particles and the fine particle material are mixed and classified in a state dispersed in a gas;
Have
In this case, the inorganic particles obtained in the inorganic particle manufacturing process are not in contact with the remaining liquid.
As a result, no liquid remains in the obtained inorganic filler, and the amount of coarse particles having a particle size of 5 μm or more can be limited.

(7)上記課題を解決する本発明の樹脂組成物は上述の(1)〜(5)の何れかに記載の無機フィラーと、
前記無機フィラーを分散する硬化可能な樹脂材料と、
を有する。
(7) The resin composition of the present invention that solves the above-described problems is an inorganic filler according to any one of the above (1) to (5);
A curable resin material in which the inorganic filler is dispersed;
Have

(8)上記課題を解決する本発明の成形品は上述の(7)に記載の樹脂組成物を硬化させることで得られる。 (8) The molded product of the present invention that solves the above-described problems can be obtained by curing the resin composition described in (7) above.

0.5μmのシリカ粒子に0.3%の微小粒子材料Bを混合したときのSEM写真である。It is a SEM photograph when 0.3% of microparticle material B is mixed with 0.5 μm silica particles. 0.5μmのシリカ粒子に1.0%の微小粒子材料Bを混合したときのSEM写真である。It is a SEM photograph when 1.0% of fine particle material B is mixed with 0.5 μm silica particles. 0.5μmのシリカ粒子に3.0%の微小粒子材料Bを混合したときのSEM写真である。It is a SEM photograph when 3.0% microparticle material B is mixed with 0.5 μm silica particles. 0.5μmのシリカ粒子に0.3%の微小粒子材料Aを混合したときのSEM写真である。It is a SEM photograph when 0.3% of fine particle material A is mixed with 0.5 μm silica particles. 0.5μmのシリカ粒子に1.0%の微小粒子材料Aを混合したときのSEM写真である。It is a SEM photograph when 1.0% of microparticle material A is mixed with 0.5 μm silica particles. 無機物粒子の粉体流動性の値における微小粒子材料添加量依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the fine particle material addition amount dependence in the value of the powder fluidity | liquidity of an inorganic particle.

(無機フィラー)
本発明の無機フィラー及びその製造方法について以下実施形態に基づいて説明する。本実施形態の無機フィラーは体積平均粒子径が0.1μm〜3μmの無機物粒子100質量部と、疎水化された表面を持ち粒子径が2〜100nmの微小粒子材料を0.01質量部〜10質量部とを有する混合物である。微粒子材料の含有量としては0.1質量部以上、0.1質量部超、0.15質量部以上が例示でき、5質量部以下、3質量部以下が例示できる。
(Inorganic filler)
The inorganic filler of the present invention and the production method thereof will be described below based on the embodiments. The inorganic filler of the present embodiment includes 100 parts by mass of inorganic particles having a volume average particle diameter of 0.1 μm to 3 μm, and 0.01 part by mass to 10% by mass of a fine particle material having a hydrophobic surface and a particle diameter of 2 to 100 nm. It is a mixture which has a mass part. Examples of the content of the fine particle material include 0.1 parts by mass or more, more than 0.1 parts by mass, and 0.15 parts by mass or more, and examples include 5 parts by mass or less and 3 parts by mass or less.

本実施形態の無機フィラーは、質量基準で99%以上の粒子が一次粒子の状態で存在する。本実施形態の無機フィラーは無機物粒子を形成後、残留する液体中に分散させる工程を経ずに製造される。本実施形態の無機フィラーは、5μm以上の粒径をもつ粗大粒子の質量が全体の質量を基準として100ppm未満である。好ましくは70ppm、50ppm、20ppm、10ppm、5ppm、一千万分の5未満である。粗大粒子は乾式で行われる分級操作により除去される。更に、除去されるべき粗大粒子の粒径としては4μm、3μm、2μmが例示できる。ここで、粗大粒子の含有割合を規定することに加えて粗大粒子より小さな粒径をもつ粒子を含めた含有割合を規定することもできる。例えば4μm、3μm、2μm、1μmと言った下限をもつ粒子の存在量の下限値として500ppm、100ppm、50ppmなどを採用できる。   In the inorganic filler of the present embodiment, 99% or more of particles on a mass basis are present in a primary particle state. The inorganic filler of this embodiment is manufactured without forming the inorganic particles and then dispersing them in the remaining liquid. In the inorganic filler of the present embodiment, the mass of coarse particles having a particle diameter of 5 μm or more is less than 100 ppm based on the total mass. Preferably, they are 70 ppm, 50 ppm, 20 ppm, 10 ppm, 5 ppm, and less than 5 / 10,000. Coarse particles are removed by a classification operation performed in a dry process. Furthermore, examples of the particle size of the coarse particles to be removed include 4 μm, 3 μm, and 2 μm. Here, in addition to defining the content ratio of coarse particles, the content ratio including particles having a smaller particle diameter than the coarse particles can also be defined. For example, 500 ppm, 100 ppm, 50 ppm, etc. can be adopted as the lower limit of the abundance of particles having lower limits of 4 μm, 3 μm, 2 μm, 1 μm.

粗大粒子の含有量は無機フィラーを適正な分散媒(水やアルコール、ケトン系等の有機溶媒)に分散させて目開き5μmのフィルタを通過させて、フィルタに補足されたフィラーの量を測定して換算する。
99%以上が一次粒子であることは画像分析により評価可能である。
The content of coarse particles is determined by dispersing the inorganic filler in an appropriate dispersion medium (water, alcohol, ketone-based organic solvent, etc.), passing through a filter with an opening of 5 μm, and measuring the amount of filler captured by the filter. To convert.
It can be evaluated by image analysis that 99% or more are primary particles.

・無機物粒子
無機物粒子は体積平均粒子径が0.1μm〜3μmである。体積平均粒子の好ましい上限としては1μm、1.5μm、2μmが例示でき、好ましい下限としては0.5μm、0.3μm、0.1μmが例示できる。これらの上限、下限は任意に組み合わせることができる。
Inorganic particles The inorganic particles have a volume average particle diameter of 0.1 μm to 3 μm. Examples of the preferable upper limit of the volume average particle include 1 μm, 1.5 μm, and 2 μm, and examples of the preferable lower limit include 0.5 μm, 0.3 μm, and 0.1 μm. These upper and lower limits can be arbitrarily combined.

無機物粒子を構成する材料は、特に限定しない。例えば金属(金属ケイ素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、鉄など)、それらの金属の酸化物、窒化物が例示できる。特にシリカやアルミナが好ましいものとして例示できる。   The material constituting the inorganic particles is not particularly limited. Examples thereof include metals (metal silicon, aluminum, titanium, zirconium, iron, etc.), oxides and nitrides of those metals. Particularly preferable examples are silica and alumina.

無機物粒子の形態としては球状、真球状、破砕物、結晶そのままなどが挙げられ特に限定しない。無機物粒子としては球状が望ましい。例えば真球度が0.9以上、0.95以上、0.99以上であることが望ましい。真球度の測定はSEMで写真を撮り、その観察される粒子の面積と周囲長から、(真球度)={4π×(面積)÷(周囲長)}で算出される値として算出する。1に近づくほど真球に近い。具体的には画像処理装置(シスメックス株式会社:FPIA−3000)を用いて100個の粒子について測定した平均値を採用する。 Examples of the form of the inorganic particles include a spherical shape, a true spherical shape, a crushed material, a crystal as it is, and the like. The inorganic particles are preferably spherical. For example, the sphericity is preferably 0.9 or more, 0.95 or more, and 0.99 or more. The sphericity is measured by taking a photograph with an SEM, and calculating the value as (sphericity) = {4π × (area) ÷ (perimeter) 2 } from the area and circumference of the observed particle. To do. The closer to 1, the closer to a true sphere. Specifically, an average value measured for 100 particles using an image processing apparatus (Sysmex Corporation: FPIA-3000) is employed.

真球度を向上するためには溶融法、VMC法により無機物粒子を形成する手段がある。溶融法は無機物粒子を構成する材料を粉砕などにより粉末状にした後に融点以上の温度をもつ火炎中に投入することにより、粉末を溶融させることにより液化すると、表面張力によって球状化する。その後、火炎中から分離することで、その熔融物は冷却されて球状の無機物粒子が得られる。VMC法は無機物粒子を構成する材料が特定の化合物であるときに採用できる方法である。例えば無機物粒子を構成する材料が酸化物である場合に、その酸化物の酸化前の原料になる物質(酸化物が金属酸化物であるときにはその金属。金属酸化物がシリカである場合には、金属ケイ素、金属酸化物がアルミナである場合には金属アルミニウム。)を粉砕などにより粉末化して、酸素を含む雰囲気中に投入して引火させて反応させることで目的の酸化物を得る方法である。反応が爆発的に進行することにより得られる無機物が気化し、その後の冷却過程において球状化する。窒化物であれば窒素を含む雰囲気にて加熱することで、その他の化合物であれば対応する元素を含む雰囲気で反応を進行することにより球状の無機物粒子を得ることができる可能性もある。   In order to improve the sphericity, there is a means for forming inorganic particles by a melting method or a VMC method. In the melting method, the material constituting the inorganic particles is powdered by pulverization or the like and then put into a flame having a temperature equal to or higher than the melting point. When the powder is melted and liquefied, it is spheroidized by surface tension. Then, by separating from the flame, the melt is cooled and spherical inorganic particles are obtained. The VMC method is a method that can be adopted when the material constituting the inorganic particles is a specific compound. For example, when the material constituting the inorganic particles is an oxide, the substance used as a raw material before oxidation of the oxide (the metal when the oxide is a metal oxide. When the metal oxide is silica, This is a method of obtaining the desired oxide by pulverizing metal silicon or metal aluminum when the metal oxide is alumina) by pulverizing it, etc., and injecting it into an atmosphere to ignite and react. . The inorganic substance obtained by the reaction proceeding explosively evaporates and spheroidizes in the subsequent cooling process. There is a possibility that spherical inorganic particles can be obtained by heating in an atmosphere containing nitrogen if it is a nitride, or by proceeding the reaction in an atmosphere containing the corresponding element if it is another compound.

VMC法について具体的に説明する。酸素を含む雰囲気中でバーナーにより助燃剤(炭化水素ガスなど)を燃やして化学炎を形成し、この化学炎中に金属粒子を粉塵雲が形成される程度の量投入し、爆燃を起こさせて金属酸化物粒子を得る方法である。   The VMC method will be specifically described. A chemical flame is formed by burning a combustor (hydrocarbon gas, etc.) with a burner in an oxygen-containing atmosphere, and metal particles are introduced into the chemical flame in such an amount that a dust cloud is formed. This is a method for obtaining metal oxide particles.

VMC法の作用について説明すれば以下のようになる。まず、容器中に反応ガスである酸素を含有するガスを充満させ、この反応ガス中で化学炎を形成する。次いで、この化学炎に金属粒子を投入し高濃度(例えば500g/m以上)の粉塵雲を形成する。すると、化学炎により金属粒子表面に熱エネルギーが与えられ、金属粒子の表面温度が上昇し、金属粒子表面から金属材料の蒸気が周囲に広がる。この蒸気が酸素ガスと反応して発火し火炎を生じる。この火炎により生じた熱は、更に金属粒子の気化を促進し、生じた蒸気と酸素ガスが混合され、連鎖的に発火伝播する。従って、金属粒子の粒径は小さいほど比表面積が大きくなり反応性が向上することから投入するエネルギーを少なくできる。 The operation of the VMC method will be described as follows. First, the container is filled with a gas containing oxygen as a reaction gas, and a chemical flame is formed in the reaction gas. Next, metal particles are introduced into the chemical flame to form a dust cloud with a high concentration (for example, 500 g / m 3 or more). Then, thermal energy is given to the metal particle surface by the chemical flame, the surface temperature of the metal particle rises, and the vapor of the metal material spreads from the metal particle surface to the surroundings. This vapor reacts with oxygen gas to ignite and produce a flame. The heat generated by the flame further promotes vaporization of the metal particles, and the generated steam and oxygen gas are mixed and propagated in a chain. Therefore, as the particle size of the metal particles is smaller, the specific surface area is larger and the reactivity is improved, so that the input energy can be reduced.

このように連鎖的な発火が進行することによって金属粒子自体も破壊して飛散し、火炎伝播を促す。燃焼後に生成ガスが自然冷却されることにより、金属酸化物粒子の雲ができる。得られた金属酸化物粒子は、バグフィルターや電気集塵器等により捕集される。   As the chain firing proceeds in this way, the metal particles themselves are also destroyed and scattered to promote flame propagation. The product gas is naturally cooled after combustion, thereby forming a cloud of metal oxide particles. The obtained metal oxide particles are collected by a bag filter, an electric dust collector or the like.

VMC法は粉塵爆発の原理を利用するものである。VMC法によれば、瞬時に大量の金属酸化物粒子が得られる。得られる金属酸化物粒子は、略真球状の形状をなす。投入する金属粒子の粒子径、投入量、火炎温度等を調整することにより、得られる金属酸化物粒子の粒子径分布を調整することが可能である。また、原料物質としては金属粒子単独に加えて、金属酸化物粒子も添加することができる。同時に投入する金属酸化物粒子は本方法により得られる金属酸化物粒子を採用することで得られる金属酸化物粒子の純度を保つことができる。金属粒子は表面処理を行うことができる。表面処理は疎水性基(アルキル基など)をもつ表面処理剤を用い表面に導入する反応が採用可能である。   The VMC method uses the principle of dust explosion. According to the VMC method, a large amount of metal oxide particles can be obtained instantaneously. The obtained metal oxide particles have a substantially spherical shape. It is possible to adjust the particle size distribution of the metal oxide particles obtained by adjusting the particle size of the metal particles to be input, the input amount, the flame temperature, and the like. In addition to the metal particles alone, the metal oxide particles can also be added as the raw material. The metal oxide particles added simultaneously can maintain the purity of the metal oxide particles obtained by employing the metal oxide particles obtained by this method. The metal particles can be surface treated. For the surface treatment, a reaction introduced into the surface using a surface treatment agent having a hydrophobic group (such as an alkyl group) can be employed.

無機物粒子は製造された後に「残留する液体」に接触させない。接触させていないことは所定量の無機物粒子(又は本実施形態の無機フィラー)を加熱して発生する気体をガスクロマトグラフィーにより分析することで判定できる(加熱判定法)。無機物粒子の全体の質量を基準として100ppm以下であれば残留する液体に接触させていないものとする。なお、表面処理を行っている場合には表面に有機官能基が結合しているため、加熱の温度はそれらの有機官能基を分解することのない温度に設定する。   The inorganic particles are not brought into contact with “residual liquid” after they are produced. Not contacting can be determined by analyzing gas generated by heating a predetermined amount of inorganic particles (or the inorganic filler of the present embodiment) (heating determination method). If the total mass of the inorganic particles is 100 ppm or less, it is assumed that no contact is made with the remaining liquid. In addition, since the organic functional group has couple | bonded with the surface when surface treatment is performed, the temperature of heating is set to the temperature which does not decompose | disassemble these organic functional groups.

なお、「残留する液体」がどの時点で液体であるかは重要で無い。具体的には、接触したときには液体で有ることを想定しているが、接触したときに液体であったか否かについて後に判定するのは困難であるため、上述した加熱判定法により液体に接触させていないと判定されるかどうかにより判定するものとする。   It is not important at what point the “residual liquid” is liquid. Specifically, it is assumed that the liquid is in contact with the liquid, but it is difficult to determine later whether or not the liquid is in contact with the liquid. Judgment is made based on whether or not it is determined that there is not.

先述したように、「残留する液体」とは積極的に反応を進行させることで消失するものを除く意図で加えた限定である。一般的な有機溶剤や水のように無機物粒子の表面や内部に付着するだけの液体が「残留する液体」である。シランカップリング剤などの表面処理剤が液体である場合には無機物粒子と反応する化合物であるため、本明細書で定義する「残留する液体」に含まない。反対に表面処理剤を溶解する溶媒として用いたとしてもその物自体が反応しないものであるときにはこの「残留する液体」に含まれる。例えば表面処理を行う場合に、表面処理剤を溶媒に溶解して用いる場合のその溶媒は「残留する液体」である。   As described above, the “residual liquid” is a limitation added with the intention of excluding those that disappear when the reaction is actively advanced. A liquid that only adheres to the surface or inside of inorganic particles, such as a general organic solvent or water, is a “residual liquid”. When a surface treatment agent such as a silane coupling agent is a liquid, it is a compound that reacts with inorganic particles, and thus is not included in the “residual liquid” defined in this specification. On the other hand, even if the surface treatment agent is used as a solvent for dissolving, if the product itself does not react, it is included in the “remaining liquid”. For example, when surface treatment is performed, the solvent used when the surface treatment agent is dissolved in a solvent is “residual liquid”.

無機物粒子は表面処理を行ってもよい。表面処理は表面処理剤を溶媒に溶解させずにそのまま無機粒子の表面に接触させて行う。表面処理剤としては後述する微小粒子材料について記載したものと同じ表面処理剤が採用できる。   The inorganic particles may be subjected to a surface treatment. The surface treatment is performed by directly contacting the surface of the inorganic particles without dissolving the surface treatment agent in the solvent. As the surface treatment agent, the same surface treatment agent as described for the fine particle material described later can be employed.

・微小粒子材料(シリカ粒子を例として説明する。以下適宜「微小粒子材料」を「シリカ粒子」と称することがある)
微小粒子材料は所定の粒径範囲をもつ粒子である。微小粒子材料としては粒径が2nm〜100nmである。本実施形態の無機フィラーではこの粒径範囲をもつ粒子が全体の質量を基準として所定の割合で含まれる。微小粒子材料はこの範囲の粒径をもつことにより無機材料の流動性を向上できる。微小粒子材料は、特に一次粒子の大きさの上限が100nmであることが望ましい。下限としては10nmが望ましい。粒径の好ましい上限として、100nm、70nm、50nm、30nm、20nmが挙げられる。また、好ましい下限として、10nmが挙げられる。
Fine particle material (explained by taking silica particles as an example. Hereinafter, “fine particle material” may be referred to as “silica particles” as appropriate)
The fine particle material is a particle having a predetermined particle size range. The fine particle material has a particle size of 2 nm to 100 nm. In the inorganic filler of the present embodiment, particles having this particle size range are included at a predetermined ratio based on the total mass. The microparticle material can improve the fluidity of the inorganic material by having a particle size in this range. The fine particle material preferably has an upper limit of the primary particle size of 100 nm. The lower limit is preferably 10 nm. As a preferable upper limit of a particle size, 100 nm, 70 nm, 50 nm, 30 nm, and 20 nm are mentioned. Moreover, 10 nm is mentioned as a preferable minimum.

微小粒子材料は疎水化された表面をもつ。ここで、疎水化された表面をもつかどうかは微小粒子材料を構成する材料自身と比べて疎水化されていれば充分である。疎水化の好ましい程度としては、疎水化度が20%以上であり、更には40%以上であることがより望ましい。疎水化度をこの範囲にすることにより、自身で凝集してしまうことが抑制でき、無機材料の表面への付着性が向上する。結果、無機材料からなる粒子の流動性を向上できる。   The microparticulate material has a hydrophobized surface. Here, as long as it has a hydrophobized surface, it is sufficient if it is hydrophobized as compared with the material itself constituting the fine particle material. As a preferable degree of hydrophobicity, the degree of hydrophobicity is 20% or more, and more preferably 40% or more. By making the degree of hydrophobicity within this range, aggregation by itself can be suppressed, and adhesion to the surface of the inorganic material is improved. As a result, the fluidity of particles made of an inorganic material can be improved.

疎水化度の測定は以下の通りである。フラスコに攪拌子入れ、イオン交換水50mlを計量し水面に試料0.2gを静かに浮かせる。攪拌子を回転させ、メタノールを試料に直接かからないよう静かに滴下する。全ての試料が水面から沈降したときのメタノール量から疎水化度を算出する。
(疎水化度:%)=100×(メタノール滴下量(mL))÷(50mL+メタノール滴下量(mL))
The measurement of the degree of hydrophobicity is as follows. A stir bar is placed in the flask, 50 ml of ion-exchanged water is weighed, and 0.2 g of the sample is gently floated on the water surface. Rotate the stir bar and gently drop the methanol so that it does not get directly on the sample. The degree of hydrophobicity is calculated from the amount of methanol when all the samples settle from the water surface.
(Hydrophobicity:%) = 100 × (Methanol drop amount (mL)) ÷ (50 mL + Methanol drop amount (mL))

微小粒子材料は無機物粒子材料に混合することで粉体流動性の値が1200mJ以下にできる材料であることが望ましい。   It is desirable that the fine particle material is a material whose powder fluidity can be reduced to 1200 mJ or less by mixing with the inorganic particle material.

表面を疎水化し、粉体流動性の値を低下する手段については特に限定しないが、以下の官能基を表面に導入する方法が例示できる。すなわち、式(A):−OSiXで表される官能基と、式(B):−OSiYで表される官能基とを表面にもつことが望ましい。(上記式(A)、(B)中;Xはフェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基であり;X、Xは−OSiR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択され;YはRであり;Y、YはR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択される。YはRであり;Y及びYは、R及び−OSiRからそれぞれ独立して選択され;Rは炭素数1〜3のアルキル基から独立して選択される。なお、X、X、Y、Y、Y、及びYの何れかは、隣接する官能基のX、X、Y、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合しても良い。) The means for hydrophobizing the surface and lowering the powder flowability value is not particularly limited, but examples thereof include a method of introducing the following functional groups to the surface. That is, it is desirable to have a functional group represented by the formula (A): —OSiX 1 X 2 X 3 and a functional group represented by the formula (B): —OSiY 1 Y 2 Y 3 on the surface. (In the above formulas (A) and (B); X 1 is a phenyl group, vinyl group, epoxy group, methacryl group, amino group, ureido group, mercapto group, isocyanate group, or acrylic group; X 2 , X 3 Are independently selected from —OSiR 3 and —OSiY 4 Y 5 Y 6 ; Y 1 is R; Y 2 and Y 3 are each independently selected from R and —OSiY 4 Y 5 Y 6 .Y 4 is an R; Y 5 and Y 6 is selected from R and -OSiR 3 independently;. R is independently selected from alkyl groups of 1 to 3 carbon atoms Incidentally, X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 are any of the adjacent functional groups X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 , and —O—. May be combined with each other.)

嵩密度が450g/L以下であることが望ましい。本明細書における嵩密度の測定は筒井理化学器械(株)製:電磁振動式カサ密度測定器(MVD−86型)を使用して行う。具体的には試料槽としての上部500μm篩に測定対象のサンプルを投入し、加速度4Gの条件で電磁振動により上部・下部の2つの500μm篩を通してサンプルを分散させ100mLの試料容器に落下投入した後、質量を測定し、その質量と体積とからかさ密度を算出した。自重による嵩密度の低下を防止するため測定は落下投入後1時間以内に実施する。   The bulk density is desirably 450 g / L or less. The measurement of the bulk density in this specification is performed using the Tsutsui-Rikagakuki Co., Ltd. product: electromagnetic vibration type | mold beak density measuring device (MVD-86 type | mold). Specifically, after the sample to be measured is put into the upper 500 μm sieve as the sample tank, the sample is dispersed through the two upper and lower 500 μm sieves under electromagnetic acceleration conditions, and dropped into a 100 mL sample container. The mass was measured, and the bulk density was calculated from the mass and volume. In order to prevent a decrease in bulk density due to its own weight, measurement should be performed within 1 hour after dropping.

嵩密度の好ましい上限としては400g/L、370g/L、350g/L、300g/L、280g/L、250g/Lが挙げられる。好ましい下限としては100g/Lが挙げられる。嵩密度をこれら上限よりも下の値にすることにより一次粒子の分離がより確実に行われる。また、嵩密度をこれら下限よりも上の値にすることで嵩が小さく取り扱いやすくなる。   Preferred upper limits for the bulk density include 400 g / L, 370 g / L, 350 g / L, 300 g / L, 280 g / L, and 250 g / L. A preferred lower limit is 100 g / L. By setting the bulk density to a value below these upper limits, primary particles can be separated more reliably. Moreover, when the bulk density is set to a value higher than these lower limits, the bulk is small and the handling becomes easy.

微小粒子材料がシリカから形成される場合には所定の粒度分布を持つ原料シリカ粒子を解砕することにより製造される。必要に応じて表面処理などを行うことができる。解砕工程は原料シリカ粒子を概ね一次粒子に近い状態になるまで(一次粒子になっているかどうかは後述の判定方法にて判定する)行う。   When the fine particle material is formed from silica, it is produced by crushing raw material silica particles having a predetermined particle size distribution. Surface treatment or the like can be performed as necessary. The pulverization step is performed until the raw material silica particles are substantially in a state close to primary particles (determining whether or not they are primary particles by a determination method described later).

解砕工程は特に方法は問わない。好ましくは凝集体の凝集を分離する程度の作用が加えられる方法が良く、凝集体を構成する一次粒子を破壊するような方法でない方が良い。例えば乾燥状態で行う粉砕に類する方法にて行うことができ、ジェットミル、ピンミル、ハンマーミルが例示できる。特に望ましくはジェットミルにて行う。工程の終期は原料シリカ粒子の嵩密度の値から判断する。適正な嵩密度後としては先述した範囲内から選択できる。ジェットミルは原料シリカ粒子を気流に乗せて粉砕を行う装置である。ジェットミルの種類は問わない。ジェットミルによる解砕は乾式にて行うことが望ましい。   The method for the crushing step is not particularly limited. Preferably, a method of adding an effect of separating the aggregates of the aggregates is preferable, and a method that does not destroy the primary particles constituting the aggregates is preferable. For example, it can be performed by a method similar to pulverization performed in a dry state, and examples thereof include a jet mill, a pin mill, and a hammer mill. It is particularly desirable to use a jet mill. The final stage of the process is judged from the value of the bulk density of the raw silica particles. After the proper bulk density, it can be selected from the range described above. The jet mill is a device that performs pulverization by placing raw material silica particles in an air stream. Any type of jet mill is acceptable. Crushing by a jet mill is desirably performed by a dry method.

原料シリカ粒子は一次粒径の体積平均粒径が100nm以下である。その他、上限としては70nm、50nmが挙げられる。原料シリカ粒子の製造方法は特に限定しない。例えば水ガラス法、アルコキシド法、VMC法が例示でき、水ガラス法を採用することが望ましい。水ガラス法は水ガラスに対して、イオン交換、化学反応による置換基の導入・脱離、pHや温度などの制御などを行うことにより原料シリカ粒子を析出させる方法である。例えば、水ガラスをイオン交換樹脂でイオン交換することによって、ナノメートルオーダーのシリカ粒子が分散された水性スラリーを調製することができる。原料シリカ粒子を構成する二次粒子の粒径は特に限定しないが、体積平均粒径が10μm以上、100μm以上などの値を示すこともある。更に、金属ケイ素をアルカリ溶液などに溶解させた後に析出させることで(水ガラス法類似の方法)、原料シリカ粒子を製造することが出来る。   The raw material silica particles have a primary particle size volume average particle size of 100 nm or less. In addition, examples of the upper limit include 70 nm and 50 nm. The method for producing the raw material silica particles is not particularly limited. For example, a water glass method, an alkoxide method, and a VMC method can be exemplified, and it is desirable to employ the water glass method. The water glass method is a method of precipitating raw material silica particles by performing ion exchange, introduction / desorption of substituents by chemical reaction, control of pH, temperature, and the like on water glass. For example, an aqueous slurry in which nanometer order silica particles are dispersed can be prepared by ion exchange of water glass with an ion exchange resin. The particle diameter of the secondary particles constituting the raw silica particles is not particularly limited, but the volume average particle diameter may be 10 μm or more, 100 μm or more. Furthermore, the raw material silica particles can be produced by dissolving metal silicon in an alkali solution or the like and then depositing it (a method similar to the water glass method).

原料シリカ粒子の調製には前処理工程を適用する。前処理工程は表面処理工程と液状媒体を除去する工程(固形化工程)とをもつ。表面処理工程は水を含む液状媒体(水、水の他にアルコールなどを含むもの)中でシランカップリング剤およびオルガノシラザンによって表面処理する工程である。シランカップリング剤は、3つのアルコキシ基と、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基とをもつ。シランカップリング剤とオルガノシラザンとのモル比は、(シランカップリング剤):(オルガノシラザン)=1:2〜1:10である。   A pretreatment process is applied to the preparation of the raw silica particles. The pretreatment process includes a surface treatment process and a process for removing the liquid medium (solidification process). The surface treatment step is a step of performing a surface treatment with a silane coupling agent and an organosilazane in a liquid medium containing water (water, one containing alcohol in addition to water). The silane coupling agent has three alkoxy groups and a phenyl group, vinyl group, epoxy group, methacryl group, amino group, ureido group, mercapto group, isocyanate group, or acrylic group. The molar ratio of the silane coupling agent to the organosilazane is (silane coupling agent) :( organosilazane) = 1: 2 to 1:10.

表面処理工程は、前述のシランカップリング剤で処理する第1の処理工程と、その後、オルガノシラザンで処理する第2の処理工程と、をもつ。   The surface treatment step includes a first treatment step for treating with the above-described silane coupling agent and a second treatment step for treating with organosilazane thereafter.

表面処理工程は、上述の方法にて得られたシリカ粒子に対して、式(A):−OSiXで表される官能基と、式(B):−OSiYで表される官能基とが表面に結合した原料シリカ粒子を得る工程である。以下、式(A)で表される官能基を第1の官能基と呼び、式(B)で表される官能基を第2の官能基と呼ぶ。 In the surface treatment step, the functional group represented by the formula (A): -OSiX 1 X 2 X 3 and the formula (B): -OSiY 1 Y 2 Y are applied to the silica particles obtained by the above-described method. 3 is a step of obtaining raw material silica particles in which the functional group represented by 3 is bonded to the surface. Hereinafter, the functional group represented by the formula (A) is referred to as a first functional group, and the functional group represented by the formula (B) is referred to as a second functional group.

第1の官能基におけるXは、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基である。X、Xは、それぞれ、−OSiR又は−OSiYである。YはRである。Y、Yは、それぞれ、R又は−OSiRである。 X 1 in the first functional group is a phenyl group, vinyl group, epoxy group, methacryl group, amino group, ureido group, mercapto group, isocyanate group, or acrylic group. X 2 and X 3 are —OSiR 3 or —OSiY 4 Y 5 Y 6 , respectively. Y 4 is R. Y 5 and Y 6 are each R or —OSiR 3 .

第2の官能基におけるYはRである。Y、Yは、それぞれ、−OSiR又は−OSiYである。 Y 1 in the second functional group is R. Y 2 and Y 3 are each —OSiR 3 or —OSiY 4 Y 5 Y 6 .

第1の官能基および第2の官能基に含まれる−OSiRが多い程、原料シリカ粒子の表面にRを多く持つ。第1の官能基および第2の官能基に含まれるR(炭素数1〜3のアルキル基)が多い程、原料シリカ粒子は凝集し難い。 The more —OSiR 3 contained in the first functional group and the second functional group, the more R on the surface of the raw silica particles. As the R (the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms) contained in the first functional group and the second functional group increases, the raw silica particles are less likely to aggregate.

第1の官能基に関していえば、X、Xがそれぞれ−OSiRである場合に、Rの数が最小となる。また、XおよびXがそれぞれ−OSiYであり、かつ、Y、Yがそれぞれ−OSiRである場合に、Rの数が最大となる。 Regarding the first functional group, when X 2 and X 3 are each —OSiR 3 , the number of R is minimized. Further, X 2 and X 3 is -OSiY 4 Y 5 Y 6, respectively, and, if Y 5, Y 6 is -OSiR 3 respectively, the number of R is maximized.

第2の官能基に関していえば、Y、Yがそれぞれ−OSiRである場合に、Rの数が最小となる。また、YおよびYがそれぞれ−OSiYであり、かつ、Y、Yがそれぞれ−OSiRである場合に、Rの数が最大となる。 Regarding the second functional group, when Y 2 and Y 3 are each —OSiR 3 , the number of R is minimized. Further, Y 2 and Y 3 are -OSiY 4 Y 5 Y 6, respectively, and, if Y 5, Y 6 is -OSiR 3 respectively, the number of R is maximized.

第1の官能基に含まれるXの数、第1の官能基に含まれるRの数、第2の官能基に含まれるRの数は、RとXとの存在数比や、原料シリカ粒子の粒径や用途に応じて適宜設定すれば良い。 The number of X 1 contained in the first functional group, the number of R contained in the first functional group, and the number of R contained in the second functional group are the abundance ratio of R and X 1 What is necessary is just to set suitably according to the particle size and use of a silica particle.

なお、X、X、Y、Y、Y、及びYの何れかは、隣接する官能基のX、X、Y、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合しても良い。例えば、第1の官能基のX、X、Y、及びYの何れかが、この第1の官能基に隣接する第1の官能基のX、X、Y、及びYの何れかと−O−にて結合していても良い。同様に、第2の官能基のY、Y、Y、及びYの何れかが、この第2の官能基に隣接する第2の官能基のY、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合していても良い。さらには、第1の官能基のX、X、Y、及びYの何れかが、この第1の官能基に隣接する第2の官能基のY、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合していても良い。 Incidentally, X 2, X 3, Y 2, Y 3, Y 5, and any of Y 6, X 2 of the adjacent functionality, X 3, Y 2, Y 3, Y 5, and any Y 6 You may combine with heel -O-. For example, any one of the first functional group X 2 , X 3 , Y 5 , and Y 6 is the first functional group adjacent to the first functional group X 2 , X 3 , Y 5 , and It may be bonded to any of Y 6 by —O—. Similarly, any of Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 of the second functional group is replaced with Y 2 , Y 3 , Y 5 , Y 2 of the second functional group adjacent to the second functional group. And Y 6 may be bonded to each other by —O—. Furthermore, any one of the first functional groups X 2 , X 3 , Y 5 , and Y 6 is the second functional group adjacent to the first functional group, Y 2 , Y 3 , Y 5 , And Y 6 may be bonded to each other by —O—.

原料シリカ粒子において、第1の官能基と第2の官能基との存在数比が1:12〜1:60であれば、原料シリカ粒子の表面にXとRとがバランス良く存在する。このため、第1の官能基と第2の官能基との存在数比が1:12〜1:60である原料シリカ粒子は、樹脂に対する親和性および凝集抑制効果に特に優れる。また、Xが原料シリカ粒子の単位表面積(nm)あたり0.5〜2.5個であれば、原料シリカ粒子の表面に充分な数の第1の官能基が結合し、第1の官能基および第2の官能基に由来するRもまた充分な数存在する。したがってこの場合にも、樹脂に対する親和性および原料シリカ粒子の凝集抑制効果が充分に発揮される。 In the raw material silica particles, the presence ratio of the first functional groups and second functional groups is 1: 12-1: if 60, the surface of the raw material silica particles and X 1 and R are present good balance. For this reason, the raw material silica particle whose abundance ratio of the first functional group and the second functional group is 1:12 to 1:60 is particularly excellent in the affinity for the resin and the aggregation suppressing effect. Further, if X 1 is 0.5 to 2.5 per unit surface area (nm 2 ) of the raw silica particles, a sufficient number of first functional groups are bonded to the surface of the raw silica particles, and the first There are also a sufficient number of Rs derived from the functional group and the second functional group. Therefore, also in this case, the affinity for the resin and the aggregation suppressing effect of the raw silica particles are sufficiently exhibited.

何れの場合にも、原料シリカ粒子の単位表面積(nm)あたりのRは、1個〜10個であるのが好ましい。この場合には、原料シリカ粒子の表面に存在するXの数とRの数とのバランスが良くなり、樹脂に対する親和性および原料シリカ粒子の凝集抑制効果との両方がバランス良く発揮される。 In any case, R per unit surface area (nm 2 ) of the raw silica particles is preferably 1 to 10. In this case, the balance between the number of X 1 present on the surface of the raw silica particles and the number of R is improved, and both the affinity for the resin and the aggregation suppressing effect of the raw silica particles are exhibited in a well-balanced manner.

原料シリカ粒子においては、シリカ粒子の表面に存在していた水酸基の全部が第1の官能基または第2の官能基で置換されているのが好ましい。第1の官能基と第2の官能基との和が、原料シリカ粒子の単位表面積(nm)あたり2.0個以上であれば、原料シリカ粒子において、シリカ粒子の表面に存在していた水酸基のほぼ全部が第1の官能基または第2の官能基で置換されているといえる。 In the raw material silica particles, it is preferable that all of the hydroxyl groups present on the surface of the silica particles are substituted with the first functional group or the second functional group. If the sum of the first functional group and the second functional group is 2.0 or more per unit surface area (nm 2 ) of the raw silica particles, the raw silica particles were present on the surface of the silica particles. It can be said that almost all of the hydroxyl groups are substituted with the first functional group or the second functional group.

原料シリカ粒子は、表面にRを持つ。これは、赤外線吸収スペクトルによって確認できる。詳しくは、原料シリカ粒子の赤外線吸収スペクトルを固体拡散反射法で測定すると、2962±2cm−1にC−H伸縮振動の極大吸収がある。 The raw silica particles have R on the surface. This can be confirmed by an infrared absorption spectrum. Specifically, when the infrared absorption spectrum of the raw silica particles is measured by the solid diffuse reflection method, there is a maximum absorption of C—H stretching vibration at 2962 ± 2 cm −1 .

また、上述したように原料シリカ粒子は凝集し難い。   Further, as described above, the raw material silica particles hardly aggregate.

なお、原料シリカ粒子は、例え僅かに凝集した場合にも、超音波処理することによって再度分散可能である。詳しくは、原料シリカ粒子をメチルエチルケトンに分散させたものに、発振周波数39kHz、出力500Wの超音波を照射することで、原料シリカ粒子を実質的に一次粒子にまで分散できる。このときの超音波照射時間は10分間以下で良い。原料シリカ粒子が一次粒子にまで分散したか否かは、粒度分布を測定することで確認できる。詳しくは、この原料シリカ粒子のメチルエチルケトン分散材料をマイクロトラック装置等の粒度分布測定装置で測定し、原料シリカ粒子の粒度分布があれば、原料シリカ粒子が一次粒子にまで分散したといえる。   Note that the raw silica particles can be dispersed again by ultrasonic treatment even if they are slightly agglomerated. Specifically, the raw silica particles can be substantially dispersed to primary particles by irradiating the raw silica particles dispersed in methyl ethyl ketone with ultrasonic waves having an oscillation frequency of 39 kHz and an output of 500 W. The ultrasonic irradiation time at this time may be 10 minutes or less. Whether or not the raw material silica particles are dispersed to the primary particles can be confirmed by measuring the particle size distribution. Specifically, when the methyl ethyl ketone dispersion material of the raw material silica particles is measured with a particle size distribution measuring device such as a microtrack device, and there is a particle size distribution of the raw material silica particles, it can be said that the raw material silica particles are dispersed to primary particles.

原料シリカ粒子は、水を含む液状媒体中で、シランカップリング剤およびオルガノシラザンによってシリカ粒子を表面処理する工程(表面処理工程)にて処理される。シランカップリング剤は、3つのアルコキシ基と、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基(すなわち上記のX)とを持つ。前述のN-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシランを採用することを妨げない。 The raw material silica particles are treated in a step of treating the silica particles with a silane coupling agent and an organosilazane (surface treatment step) in a liquid medium containing water. The silane coupling agent has three alkoxy groups and a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group (that is, X 1 described above). It does not prevent the adoption of the aforementioned N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane.

シランカップリング剤で表面処理することで、シリカ粒子の表面に存在する水酸基がシランカップリング剤に由来する官能基で置換される。シランカップリング剤に由来する官能基は式(3);−OSiXで表される。式(3)で表される官能基を第3の官能基と呼ぶ。第3の官能基におけるXは式(A)で表される官能基におけるXと同じである。X、Xは、それぞれ、アルキコキシ基である。オルガノシラザンで表面処理することで、第3の官能基のX、Xがオルガノシラザンに由来する−OSiY(式(B)で表される官能基、第2の官能基)で置換される。シリカ粒子の表面に存在する水酸基の全てが第3の官能基で置換されていない場合には、シリカ粒子の表面に残存する水酸基が第2の官能基で置換される。このため、表面処理された原料シリカ粒子の表面には、式(A):−OSiXで表される官能基(すなわち第1の官能基)と、式(B):−OSiYで表される官能基と(すなわち第2の官能基)が結合する。なお、シランカップリング剤とオルガノシラザンとのモル比は、シランカップリング剤:オルガノシラザン=1:2〜1:10であるため、得られた原料シリカ粒子における第1の官能基と第2の官能基との存在数比は理論上1:12〜1:60となる。 By performing the surface treatment with the silane coupling agent, the hydroxyl group present on the surface of the silica particles is substituted with a functional group derived from the silane coupling agent. The functional group derived from the silane coupling agent is represented by the formula (3); —OSiX 1 X 4 X 5 . The functional group represented by the formula (3) is referred to as a third functional group. X 1 in the third functional group is the same as X 1 in the functional group represented by the formula (A). X 4 and X 5 are each an alkoxy group. Surface treatment with organosilazane allows X 4 and X 5 of the third functional group to be derived from organosilazane —OSiY 1 Y 2 Y 3 (functional group represented by formula (B), second functional group ). When all of the hydroxyl groups present on the surface of the silica particles are not substituted with the third functional group, the hydroxyl groups remaining on the surface of the silica particles are substituted with the second functional group. For this reason, on the surface of the surface-treated raw material silica particles, a functional group represented by the formula (A): —OSiX 1 X 2 X 3 (that is, a first functional group) and a formula (B): —OSiY The functional group represented by 1 Y 2 Y 3 is bonded to the functional group (that is, the second functional group). In addition, since the molar ratio of the silane coupling agent and the organosilazane is silane coupling agent: organosilazane = 1: 2 to 1:10, the first functional group and the second functional group in the obtained raw material silica particles are used. The abundance ratio with the functional group is theoretically from 1:12 to 1:60.

表面処理工程においては、シリカ粒子をシランカップリング剤及びオルガノシラザンで同時に表面処理しても良い。または、先ずシリカ粒子をシランカップリング剤で表面処理し、次いでオルガノシラザンで表面処理しても良い。または、先ずシリカ粒子をオルガノシラザンで表面処理し、次いでシランカップリング剤で表面処理し、さらにその後にオルガノシラザンで表面処理しても良い。何れの場合にも、シリカ粒子の表面に存在する水酸基全てが第2の官能基で置換されないように、オルガノシラザンの量を調整すれば良い。なお、シリカ粒子の表面に存在する水酸基は、全てが第3の官能基で置換されても良いし、一部のみが第3の官能基で置換され、他の部分が第2の官能基で置換されても良い。第3の官能基に含まれるX、Xは、全て第2の官能基で置換されるのが良い。 In the surface treatment step, the silica particles may be simultaneously surface treated with a silane coupling agent and an organosilazane. Alternatively, the silica particles may first be surface treated with a silane coupling agent and then surface treated with organosilazane. Alternatively, the silica particles may be first surface treated with organosilazane, then surface treated with a silane coupling agent, and then surface treated with organosilazane. In any case, the amount of organosilazane may be adjusted so that all the hydroxyl groups present on the surface of the silica particles are not substituted with the second functional group. The hydroxyl groups present on the surface of the silica particles may all be substituted with the third functional group, or only a part may be substituted with the third functional group, and the other part may be substituted with the second functional group. It may be replaced. All of X 4 and X 5 contained in the third functional group may be substituted with the second functional group.

なお、オルガノシラザンの一部を、第2のシランカップリング剤で置き換えても良い。第2のシランカップリング剤としては、3つのアルコキシ基と、1つのアルキル基とを持つものを用いることができる。この場合には、第3の官能基に含まれるX、Xが、第2のシランカップリング剤に由来する第4の官能基で置換される。第4の官能基は式(4);−OSiYで表される。Yは第2の官能基におけるYと同じRであり、X、Xはそれぞれアルコキシ基または水酸基である。第4の官能基に含まれるX、Xは、オルガノシラザンに由来する第2の官能基で置換されるか、または、別の第4の官能基で置換される。この場合には、原料シリカ粒子の表面に存在するRの量をさらに多くする事ができる。なお、オルガノシラザンの一部を、第2のシランカップリング剤に置き換える場合、第2のシランカップリング剤で表面処理した後に、再度オルガノシラザンで表面処理する必要がある。第4の官能基に含まれるX、Xを、最終的にはオルガノシラザンに由来する第2の官能基で置換するためである。 A part of organosilazane may be replaced with the second silane coupling agent. As the second silane coupling agent, one having three alkoxy groups and one alkyl group can be used. In this case, X 4 and X 5 contained in the third functional group are substituted with the fourth functional group derived from the second silane coupling agent. The fourth functional group has the formula (4); - represented by OSiY 1 X 6 X 7. Y 1 is the same R as Y 1 in the second functional group, X 6, X 7 is an alkoxy group or a hydroxyl group, respectively. X 6 and X 7 contained in the fourth functional group are substituted with the second functional group derived from organosilazane, or are substituted with another fourth functional group. In this case, the amount of R present on the surface of the raw silica particles can be further increased. When a part of the organosilazane is replaced with the second silane coupling agent, it is necessary to surface-treat with the organosilazane again after the surface treatment with the second silane coupling agent. This is because X 6 and X 7 contained in the fourth functional group are finally substituted with the second functional group derived from organosilazane.

オルガノシラザンの一部を第2のシランカップリング剤で置き換える場合、上述した第1の官能基に含まれるX、Xは、オルガノシラザンに由来する第2の官能基で置換されるか、第2のシランカップリング剤に由来する第4の官能基で置換される。X、Xが第4の官能基で置換された場合、第4の官能基に含まれるX、Xは、第2の官能基で置換されるか、別の第4の官能基によって置換される。第4の官能基に含まれるX、Xが別の第4の官能基によって置換された場合、第4の官能基に含まれるX、Xは、第2の官能基で置換される。このため第2のシランカップリング剤は、第1のカップリング剤及びオルガノシラザンのみで表面処理する場合(オルガノシラザンを第2のシランカップリング剤で置き換えなかった場合)に設定されるオルガノシラザンの量(a)molに対して、最大限5a/3mol置き換えることができる。この場合に必要になるオルガノシラザンの量は、8a/3molである。 When a part of the organosilazane is replaced with the second silane coupling agent, X 4 and X 5 contained in the first functional group described above are substituted with the second functional group derived from the organosilazane, Substitution with a fourth functional group derived from the second silane coupling agent. When X 4 and X 5 are substituted with the fourth functional group, X 6 and X 7 contained in the fourth functional group are substituted with the second functional group or another fourth functional group. Is replaced by If X 6, X 7 contained in the fourth functional group has been replaced by another fourth functional group, X 6, X 7 contained in the fourth functional groups is substituted with the second functional group The For this reason, the second silane coupling agent is an organosilazane set when the surface treatment is performed only with the first coupling agent and the organosilazane (when the organosilazane is not replaced with the second silane coupling agent). A maximum of 5a / 3 mol can be substituted for the amount (a) mol. The amount of organosilazane required in this case is 8a / 3 mol.

シランカップリング剤および第2のシランカップリング剤のアルコキシ基は特に限定しないが、比較的炭素数の小さなものが好ましく、炭素数1〜12であることが好ましい。アルコキシ基の加水分解性を考慮すると、アルコキシ基はメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基の何れかであることがより好ましい。   The alkoxy groups of the silane coupling agent and the second silane coupling agent are not particularly limited, but those having a relatively small carbon number are preferred, and those having 1 to 12 carbon atoms are preferred. Considering the hydrolyzability of the alkoxy group, the alkoxy group is more preferably any one of a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group.

シランカップリング剤として、具体的には、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。   Specific examples of silane coupling agents include phenyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3 -Aminopropyltrimethoxysilane.

オルガノシラザンとしては、シリカ粒子の表面に存在する水酸基およびシランカップリング剤に由来するアルコキシ基を、上述した第2の官能基で置換できるものであれば良いが、分子量の小さなものを用いるのが好ましい。具体的には、テトラメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン、ペンタメチルジシラザン等が挙げられる。   Any organosilazane may be used as long as it can replace the hydroxyl group present on the surface of the silica particles and the alkoxy group derived from the silane coupling agent with the second functional group described above. preferable. Specific examples include tetramethyldisilazane, hexamethyldisilazane, pentamethyldisilazane, and the like.

第2のシランカップリング剤としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the second silane coupling agent include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and hexyltriethoxysilane.

なお、表面処理工程において、シランカップリング剤の重合や第2のシランカップリング剤の重合を抑制するため、重合禁止剤を加えても良い。重合禁止剤としては、3,5−ジブチル−4−ヒドロキシトルエン(BHT)、p−メトキシフェノール(メトキノン)等の一般的なものを用いることができる。   In the surface treatment step, a polymerization inhibitor may be added in order to suppress polymerization of the silane coupling agent or polymerization of the second silane coupling agent. As the polymerization inhibitor, common ones such as 3,5-dibutyl-4-hydroxytoluene (BHT) and p-methoxyphenol (methoquinone) can be used.

・乾式で行う分級操作
分級操作を行う前に無機物粒子と微小粒子材料とを前述の比率にて混合して分級操作を行う。この混合から分級操作までは乾式にて行う。分級操作は遠心分級、篩分けなどにより行うことができる。遠心分級は旋回しながら旋回中心に向けて移動する気体中に混合物を投入して行う。原理的にはある粒径を境に旋回流の中心に移動するか、外側に移動するかに別れることとなる。このある粒径は気体の移動速度と旋回速度との大きさを調節することにより制御可能である。ここで、気体の移動速度と旋回速度とは双方共に大きくできれば分級精度を向上することが可能であるが、本発明のように微小粒子材料の添加を行わないと、大きくした遠心力によって分級設備への無機物粒子の付着と詰まりが発生することで気流の乱れや閉塞が発生し粗大粒子を効果的に除去できなかった。
-Classification operation performed by dry method Before performing the classification operation, the inorganic particles and the fine particle material are mixed in the above-described ratio to perform the classification operation. From this mixing to the classification operation is carried out dry. Classification operation can be performed by centrifugal classification, sieving or the like. Centrifugal classification is performed by introducing a mixture into a gas that moves toward the center of rotation while swirling. In principle, it will be divided into whether it moves to the center of the swirl flow at a certain particle diameter or moves to the outside. This certain particle size can be controlled by adjusting the magnitude of the gas moving speed and the turning speed. Here, if both the gas moving speed and the swirl speed can be increased, the classification accuracy can be improved. However, if the fine particle material is not added as in the present invention, the classification equipment is increased by the increased centrifugal force. As a result of the adhesion and clogging of inorganic particles to the surface, air currents were disturbed and clogged, and coarse particles could not be removed effectively.

分級を篩にて行う場合としては所定の目開きをもつ篩により粗大粒子を除去することができる。所定の目開きとしては5μm、4.5μm、4μm、3.5μmなどが挙げられる。   When classification is performed with a sieve, coarse particles can be removed with a sieve having a predetermined opening. Examples of the predetermined opening include 5 μm, 4.5 μm, 4 μm, and 3.5 μm.

(樹脂組成物)
本発明の樹脂組成物について以下詳細に説明を行う。本実施形態の樹脂組成物は上述の無機フィラーと樹脂材料とを有する。この樹脂組成物は後に硬化可能であり、半導体素子の封止材、基板に好適に利用できる。
(Resin composition)
The resin composition of the present invention will be described in detail below. The resin composition of this embodiment has the above-mentioned inorganic filler and resin material. This resin composition can be cured later, and can be suitably used as a sealing material for semiconductor elements and a substrate.

樹脂材料は最終的な樹脂組成物の状態で流動性を発現できるものが採用できる。樹脂材料は1以上の化合物を含み、加熱により溶融して流動性を発現するもの(熱可塑性樹脂など)、最初は液状であって反応により固化するもの(熱硬化性樹脂など)の何れであっても良い。好ましい樹脂材料としてはエポキシ樹脂と硬化剤との組み合わせが例示できる。   A resin material that can exhibit fluidity in the final resin composition state can be employed. The resin material contains one or more compounds and is either one that melts by heating and exhibits fluidity (such as a thermoplastic resin) or one that is initially liquid and solidifies by reaction (such as a thermosetting resin). May be. As a preferable resin material, a combination of an epoxy resin and a curing agent can be exemplified.

無機フィラーと樹脂材料との混合割合としては特に限定しないが、微小粒子材料の混合による流動性向上の結果、大量の無機フィラーを含有させることが可能になった。例えば全体の質量を基準としてフィラーが60%以上、更には75%以上、80%以上含有させることができる。上限としては特に限定しないが95%、90%、85%程度が挙げられる。これらの上限値下限値は任意に組み合わせることができる。   The mixing ratio of the inorganic filler and the resin material is not particularly limited, but as a result of improving the fluidity by mixing the fine particle material, a large amount of inorganic filler can be contained. For example, the filler can be contained in an amount of 60% or more, further 75% or more, 80% or more based on the total mass. Although it does not specifically limit as an upper limit, About 95%, 90%, and 85% are mentioned. These upper and lower limits can be arbitrarily combined.

(成形体)
本発明の成形体は上述する樹脂組成物を硬化させたものである。上述したように半導体素子の封止体、基板などが例示できる。
(Molded body)
The molded product of the present invention is obtained by curing the above-described resin composition. As described above, a semiconductor element sealing body, a substrate, and the like can be exemplified.

本発明の無機フィラー、樹脂組成物、成形体について実施例に基づき詳細に説明を行う。   The inorganic filler, resin composition, and molded body of the present invention will be described in detail based on examples.

無機物粒子としてシリカとアルミナとを用いた。シリカは体積平均粒径が0.5μm〜6μmのものを用い、アルミナは体積平均粒径が0.6μmのものを用いた。無機物粒子についてそれぞれの粉体流動性の値を表1に示す。   Silica and alumina were used as the inorganic particles. Silica having a volume average particle diameter of 0.5 to 6 μm was used, and alumina having a volume average particle diameter of 0.6 μm was used. Table 1 shows the values of the powder flowability of the inorganic particles.

表1ではこれらの無機物粒子と上述の微小粒子との混合比率も合わせて示す。微小粒子材料としては粒径10nmフェニルシラン処理品(アドマテックス社製)、粒径10nmビニルシラン処理品(アドマテックス社製)、粒径10nmメタクリルシラン処理品(アドマテックス社製)、50nmフェニルシラン処理品(アドマテックス社製)のものを用いた。   Table 1 also shows the mixing ratio of these inorganic particles and the above-mentioned fine particles. As the fine particle material, 10 nm particle size phenylsilane treated product (manufactured by Admatechs), 10 nm particle size vinylsilane treated product (manufactured by Admatechs), 10 nm particle size methacrylsilane treated product (manufactured by Admatex), 50 nm phenylsilane treated Product (manufactured by Admatechs) was used.

無機物粒子と微小粒子を混合し粉粒体の表面にシリカ粒子を付着させることで各試験例の粉粒体を得た。混合物の粉体流動性も表1に示した。   The inorganic particles and the fine particles were mixed and the silica particles were adhered to the surface of the particles to obtain the particles of each test example. The powder flowability of the mixture is also shown in Table 1.

各試験例の粉粒体について分級操作を行った。分級方法としては遠心分級を実施した。遠心分離の条件(主に旋回速度を調節する:気体の導入量により制御可能)としては微小粒子材料を添加したものについて5μm以上の粒径をもつ粗大粒子が100ppm未満になる条件とした。   Classification operation was performed about the granular material of each test example. Centrifugal classification was performed as a classification method. Centrifugation conditions (mainly adjusting the swirl speed: controllable by the amount of gas introduced) were such that coarse particles having a particle size of 5 μm or more were less than 100 ppm for those added with a fine particle material.

分級を行った結果、微小粒子材料を混合した試験例ではすべて問題なく分級を続けることが可能であったが、微小粒子材料を混合しない試験では粉粒体の付着及び詰まりが速やかに発生した。更に、粒度分布は同じで表面処理を行っていない点のみ異なるシリカ粒子を含有させた場合には対照試験よりは長い間分級を続けることが可能であったが、表面処理を行ったシリカ粒子を加えた場合よりは短時間で付着及び詰まりが生じた。   As a result of classification, it was possible to continue the classification without any problem in all the test examples in which the fine particle material was mixed, but in the test in which the fine particle material was not mixed, adhesion and clogging of the powder particles occurred rapidly. Furthermore, when silica particles differing only in that the particle size distribution was the same and not surface-treated were included, classification could be continued for a longer time than in the control test. Adhesion and clogging occurred in a shorter time than when added.

(粗大粒子量評価)
粗大粒子の含有量は無機フィラーを適正な分散媒(水やアルコール、ケトン系等の有機溶媒から選択)に分散させて目開き5μmの篩を通過させて、篩に補足されたフィラーの量を測定して換算した。
試験例2−1〜2−6については粗大粒子数が多く篩を通過できなかった。
(Evaluation of coarse particle amount)
The content of coarse particles is determined by dispersing the inorganic filler in an appropriate dispersion medium (selected from organic solvents such as water, alcohol, and ketones) and passing through a sieve with an opening of 5 μm. Measured and converted.
In Test Examples 2-1 to 2-6, the number of coarse particles was large and could not pass through the sieve.

試験例2−7については分散媒(水やアルコール、ケトン系等の有機溶媒から選択)中に分散させた状態で篩による分級を実施し、分級を行った分散媒中に分散した状態のまま粗大粒子量評価を実施したところ篩を全部通過したが、その後に分散媒を除去・乾燥した結果、シリカ粒子は凝集してしまった。   For Test Example 2-7, classification with a sieve was carried out in a state of being dispersed in a dispersion medium (selected from organic solvents such as water, alcohol, and ketone), and the state of dispersion in the classified dispersion medium was maintained When the coarse particle amount evaluation was carried out, all the particles passed through the sieve, but as a result of removing and drying the dispersion medium, the silica particles were agglomerated.

フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの何れについても粗大粒子の量が少なくできた。なお、表1中において粗大粒子の量が0ppmであるということは0.5ppm未満であることを意味する。すなわち、一千万分の5未満である。   The amount of coarse particles could be reduced for any of phenyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. In Table 1, the amount of coarse particles being 0 ppm means less than 0.5 ppm. That is, it is less than 5 / 10,000.

・無機物粒子の粉体流動性における微小粒子材料添加量依存性の検討
無機物粒子として粒径の異なるシリカ粒子について微小粒子材料を添加する量により粉体流動性の値がどのように変化するかを調べた。結果を表2に示す。シリカ粒子としては粒径0.3μm(アドマテックス社製:SO−C1)、0.5μm(アドマテックス社製:SO−C2)、1μm(アドマテックス社製:SO−C4)、2μm(アドマテックス社製:SO−C6)のものを用いた。微小粒子材料としては体積平均粒径が10nm、表面処理剤がフェニルトリメトキシシラン(微小粒子材料A)とした。比較のために表面が疎水化されていない微小粒子材料(微小粒子材料B:トクヤマ社製アエロジルMT−10)を用いた結果を併せて示す。
・ Investigation of the dependence of the powder flowability of inorganic particles on the amount of fine particle material added How the powder flowability changes depending on the amount of fine particle material added to silica particles with different particle sizes as inorganic particles Examined. The results are shown in Table 2. Silica particles have particle sizes of 0.3 μm (manufactured by Admatechs: SO-C1), 0.5 μm (manufactured by Admatechs: SO-C2), 1 μm (manufactured by Admatechs: SO-C4), 2 μm (Admatechs). A product manufactured by: SO-C6) was used. As the fine particle material, the volume average particle diameter was 10 nm, and the surface treating agent was phenyltrimethoxysilane (fine particle material A). For comparison, the result of using a microparticle material whose surface is not hydrophobized (microparticle material B: Aerosil MT-10 manufactured by Tokuyama Corporation) is also shown.

それぞれの無機物粒子に対して微小粒子材料の添加量を増加させるにつれて粉体流動性の値が小さくなっていく傾向にあることが分かった。特に添加量が1%未満の領域において急激な粉体流動性の値の低下が認められた。なお、表面が疎水化されていない微小粒子材料については粉体流動性の値の低下の程度は疎水化された表面をもつ微小粒子材料に比べて緩やかであった。   It was found that the value of the powder fluidity tends to decrease as the addition amount of the fine particle material is increased with respect to each inorganic particle. In particular, in the region where the addition amount was less than 1%, a sharp decrease in the powder fluidity value was observed. For the fine particle material whose surface is not hydrophobized, the degree of decrease in the value of the powder fluidity is moderate compared to the fine particle material having a hydrophobized surface.

0.5μmのシリカ粒子に微小粒子材料Aを混合したときのSEM写真を撮影した。0.3%が図1、1.0%が図2である。同様に、0.5μmのシリカ粒子に微小粒子材料Bを混合したときのSEM写真も撮影した。0.3%が図3、1.0%が図4、3.0%が図5である。   An SEM photograph was taken when the fine particle material A was mixed with 0.5 μm silica particles. 0.3% is FIG. 1 and 1.0% is FIG. Similarly, an SEM photograph was taken when the fine particle material B was mixed with 0.5 μm silica particles. 0.3% is FIG. 3, 1.0% is FIG. 4, and 3.0% is FIG.

図1〜図5より明らかなように、微小粒子材料Bでは微小粒子材料B自身で凝集しているのに対し、微小粒子材料Aではきれいに分散してシリカ粒子の表面に均一に付着していることが分かった。   As is clear from FIGS. 1 to 5, the microparticle material B aggregates with the microparticle material B itself, whereas the microparticle material A disperses neatly and adheres uniformly to the surface of the silica particles. I understood that.

なお、樹脂材料中に分散する場合に、微小粒子材料を混合する量を増加させると粘度の上昇に繋がるため少ない方が好ましいことが判明している。例えば10%以下の添加量にすることが望ましく、更には3%以下であることがより望ましい。   It has been found that, when dispersed in the resin material, increasing the amount of the fine particle material mixed increases the viscosity, so that a smaller amount is preferable. For example, the addition amount is preferably 10% or less, and more preferably 3% or less.

Claims (8)

体積平均粒子径が0.1μm〜3μmの無機物粒子100質量部と、
疎水化された表面を持ち粒子径が2〜100nmの微小粒子材料を0.01質量部〜10質量部とを有する混合物であって、
前記無機物粒子を形成後、残留する液体中に分散させる工程を経ずに製造され、且つ、5μm以上の粒径をもつ粗大粒子の質量が全体の質量を基準として100ppm未満である無機フィラー。
100 parts by mass of inorganic particles having a volume average particle size of 0.1 μm to 3 μm,
A mixture having 0.01 to 10 parts by mass of a fine particle material having a hydrophobic surface and a particle diameter of 2 to 100 nm,
An inorganic filler which is manufactured without a step of dispersing in the remaining liquid after forming the inorganic particles, and the mass of coarse particles having a particle diameter of 5 μm or more is less than 100 ppm based on the total mass.
粉体流動性が1200mJ以下である請求項1に記載の無機フィラー。   The inorganic filler according to claim 1, wherein the powder fluidity is 1200 mJ or less. 前記微小粒子材料はシリカ粒子であり、疎水化度が20%以上である請求項1又は2に記載の無機フィラー。   The inorganic filler according to claim 1 or 2, wherein the fine particle material is silica particles and has a hydrophobicity of 20% or more. 前記微小粒子材料は、一次粒子の体積平均粒径が100nm以下、嵩密度が450g/L以下であり、式(A):−OSiXで表される官能基と、式(B):−OSiYで表される官能基とを表面にもつものである請求項1〜3の何れかに記載の無機フィラー。
(上記式(A)、(B)中;Xはフェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基であり;X、Xは−OSiR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択され;YはRであり;Y、YはR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択される。YはRであり;Y及びYは、R及び−OSiRからそれぞれ独立して選択され;Rは炭素数1〜3のアルキル基から独立して選択される。なお、X、X、Y、Y、Y、及びYの何れかは、隣接する官能基のX、X、Y、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合しても良い。)
The fine particle material has a primary particle volume average particle size of 100 nm or less, a bulk density of 450 g / L or less, a functional group represented by the formula (A): —OSiX 1 X 2 X 3 , and a formula (B ): The inorganic filler according to claim 1, which has a functional group represented by —OSiY 1 Y 2 Y 3 on its surface.
(In the above formulas (A) and (B); X 1 is a phenyl group, vinyl group, epoxy group, methacryl group, amino group, ureido group, mercapto group, isocyanate group, or acrylic group; X 2 , X 3 Are independently selected from —OSiR 3 and —OSiY 4 Y 5 Y 6 ; Y 1 is R; Y 2 and Y 3 are each independently selected from R and —OSiY 4 Y 5 Y 6 .Y 4 is an R; Y 5 and Y 6 is selected from R and -OSiR 3 independently;. R is independently selected from alkyl groups of 1 to 3 carbon atoms Incidentally, X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 are any of the adjacent functional groups X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 , and —O—. May be combined with each other.)
前記無機物粒子はシリカまたはアルミナである請求項1〜4の何れかに記載の無機フィラー。   The inorganic filler according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic particles are silica or alumina. 請求項1〜5の何れかに記載の無機フィラーを製造する製造方法であって、
VMC法又は火炎溶融法にて前記無機物粒子を製造する無機物粒子製造工程と、
前記無機物粒子と前記微小粒子材料とを混合し、気体中に分散させた状態で遠心分級を行う分級工程と、
を有し、
前記無機物粒子製造工程にて得られた前記無機物粒子が前記残留する液体に接触していない無機フィラーの製造方法。
It is a manufacturing method which manufactures the inorganic filler in any one of Claims 1-5,
An inorganic particle production process for producing the inorganic particles by a VMC method or a flame melting method;
A classification step in which the inorganic particles and the fine particle material are mixed and subjected to centrifugal classification in a state dispersed in a gas;
Have
The manufacturing method of the inorganic filler in which the said inorganic particle obtained at the said inorganic particle manufacturing process is not contacting the said remaining liquid.
請求項1〜5の何れかに記載の無機フィラーと、
前記無機フィラーを分散する硬化可能な樹脂材料と、
を有する樹脂組成物。
An inorganic filler according to any one of claims 1 to 5;
A curable resin material in which the inorganic filler is dispersed;
A resin composition having
請求項7に記載の樹脂組成物を硬化させることで得られる成形品。   A molded article obtained by curing the resin composition according to claim 7.
JP2014211258A 2014-10-15 2014-10-15 Method of producing inorganic filler, method of producing resin composition, and method of producing molded article Active JP6506940B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014211258A JP6506940B2 (en) 2014-10-15 2014-10-15 Method of producing inorganic filler, method of producing resin composition, and method of producing molded article

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014211258A JP6506940B2 (en) 2014-10-15 2014-10-15 Method of producing inorganic filler, method of producing resin composition, and method of producing molded article

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016079061A true JP2016079061A (en) 2016-05-16
JP6506940B2 JP6506940B2 (en) 2019-04-24

Family

ID=55957532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014211258A Active JP6506940B2 (en) 2014-10-15 2014-10-15 Method of producing inorganic filler, method of producing resin composition, and method of producing molded article

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6506940B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018123773A1 (en) 2016-12-26 2018-07-05 東レ株式会社 Photosensitive resin composition and photosensitive resin printing plate precursor containing same
JP2019156677A (en) * 2018-03-13 2019-09-19 セントラル硝子株式会社 Method for producing inorganic filler containing milled fiber, and method for producing resin composition containing the inorganic filer
WO2024096021A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 日産化学株式会社 Hydrophobic low-loss-tangent silica sol and production method therefor

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0155201B2 (en) * 1984-05-29 1989-11-22 Toyota Motor Co Ltd
JPH09173985A (en) * 1995-12-28 1997-07-08 Nisshin Flour Milling Co Ltd Powder classifier
JPH10272350A (en) * 1997-03-31 1998-10-13 Mitsubishi Chem Corp Production of mixed inorganic filler
JP2000191316A (en) * 1998-12-25 2000-07-11 Tokuyama Corp Fused silica having low aggregability
JP2001233627A (en) * 2000-02-22 2001-08-28 Denki Kagaku Kogyo Kk Method and apparatus for manufacturing spherical silica powder
JP2008019157A (en) * 2006-06-09 2008-01-31 Tokuyama Corp Dry-process fine silica particle
JP2009034560A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Nisshin Seifun Group Inc Powder classifying apparatus
WO2009139425A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-19 電気化学工業株式会社 Amorphous siliceous powder, process for production of the same, and use thereof
JP2010275138A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Nippon Steel Materials Co Ltd Silica particle and resin composition containing the same
JP2012206886A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Admatechs Co Ltd Inorganic powder mixture and filler-containing composition
WO2013171812A1 (en) * 2012-05-14 2013-11-21 株式会社アドマテックス Silica particles, method for producing same, and resin composition
JP2014136807A (en) * 2013-01-15 2014-07-28 Tohoku Techno Arch Co Ltd Apparatus and method for producing metal powder
JP2014166929A (en) * 2013-02-28 2014-09-11 Shin Etsu Chem Co Ltd Metallic silicon powder and resin composition using the same
JP2014166930A (en) * 2013-02-28 2014-09-11 Shin Etsu Chem Co Ltd Boron nitride powder and resin composition containing the same

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0155201B2 (en) * 1984-05-29 1989-11-22 Toyota Motor Co Ltd
JPH09173985A (en) * 1995-12-28 1997-07-08 Nisshin Flour Milling Co Ltd Powder classifier
JPH10272350A (en) * 1997-03-31 1998-10-13 Mitsubishi Chem Corp Production of mixed inorganic filler
JP2000191316A (en) * 1998-12-25 2000-07-11 Tokuyama Corp Fused silica having low aggregability
JP2001233627A (en) * 2000-02-22 2001-08-28 Denki Kagaku Kogyo Kk Method and apparatus for manufacturing spherical silica powder
JP2008019157A (en) * 2006-06-09 2008-01-31 Tokuyama Corp Dry-process fine silica particle
JP2009034560A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Nisshin Seifun Group Inc Powder classifying apparatus
WO2009139425A1 (en) * 2008-05-16 2009-11-19 電気化学工業株式会社 Amorphous siliceous powder, process for production of the same, and use thereof
JP2010275138A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Nippon Steel Materials Co Ltd Silica particle and resin composition containing the same
JP2012206886A (en) * 2011-03-29 2012-10-25 Admatechs Co Ltd Inorganic powder mixture and filler-containing composition
WO2013171812A1 (en) * 2012-05-14 2013-11-21 株式会社アドマテックス Silica particles, method for producing same, and resin composition
JP2014136807A (en) * 2013-01-15 2014-07-28 Tohoku Techno Arch Co Ltd Apparatus and method for producing metal powder
JP2014166929A (en) * 2013-02-28 2014-09-11 Shin Etsu Chem Co Ltd Metallic silicon powder and resin composition using the same
JP2014166930A (en) * 2013-02-28 2014-09-11 Shin Etsu Chem Co Ltd Boron nitride powder and resin composition containing the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018123773A1 (en) 2016-12-26 2018-07-05 東レ株式会社 Photosensitive resin composition and photosensitive resin printing plate precursor containing same
KR20190099190A (en) 2016-12-26 2019-08-26 도레이 카부시키가이샤 Photosensitive resin composition and the photosensitive resin printing plate disc containing the same
US11137683B2 (en) 2016-12-26 2021-10-05 Toray Industries, Inc. Photosensitive resin composition and photosensitive resin printing plate precursor containing the same
JP2019156677A (en) * 2018-03-13 2019-09-19 セントラル硝子株式会社 Method for producing inorganic filler containing milled fiber, and method for producing resin composition containing the inorganic filer
WO2024096021A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 日産化学株式会社 Hydrophobic low-loss-tangent silica sol and production method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
JP6506940B2 (en) 2019-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6209032B2 (en) Classified particle material, method for producing the same, and resin composition
WO2012128005A1 (en) Synthetic amorphous silica powder and method for producing same
JP2015086120A (en) Spherical silica fine powder and production method thereof
TW201202144A (en) Method for producing spherical alumina powder
JPWO2015016359A1 (en) Method for producing crushed silica particles and resin composition containing the fine particles
JP2016079061A (en) Inorganic filler and method for producing the same, resin composition and molded article
WO2019167618A1 (en) Fused spherical silica powder and manufacturing method therefor
JP2014196226A (en) Spherical silica particles material, silica particles material-containing composition, and method of producing silica particles
WO2020179559A1 (en) Hydrophobic silica powder and toner resin particle
JP6238440B2 (en) Silica-coated metal nitride particles and method for producing the same
JP6618144B2 (en) Spherical calcium fluoride
JP6483205B2 (en) Method for producing surface-modified silica particles and method for producing filler-containing composition
JP6329776B2 (en) Sealing material for mold underfill
JP6546386B2 (en) Inorganic filler, method for producing the same, resin composition, and molded article
JP6179015B2 (en) Granules, method for producing the same, and property modifying material
JP5116968B2 (en) Method for producing spherical alumina powder
JP2016073919A (en) Granule manufacturing method
JP6277043B2 (en) Method for producing alumina particles
JP6461463B2 (en) Silica-coated magnetic material particles and method for producing the same
JP6347653B2 (en) Method for producing spherical particles
JP2015140271A (en) Hydrophobic silica powder and method of producing the same
JP5907092B2 (en) Method for producing metal silicon powder
JP2022153911A (en) Method for producing spherical silica powder
JP2004203664A (en) Spherical siliceous powder and manufacturing method and utilization of the same
TWI841694B (en) Hydrophobic silica powder and colorant resin particles

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170725

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180517

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180614

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181121

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190312

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190401

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6506940

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250