JP2024014316A - Inorganic oxide hollow particle - Google Patents

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JP2024014316A JP2022117042A JP2022117042A JP2024014316A JP 2024014316 A JP2024014316 A JP 2024014316A JP 2022117042 A JP2022117042 A JP 2022117042A JP 2022117042 A JP2022117042 A JP 2022117042A JP 2024014316 A JP2024014316 A JP 2024014316A
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紀彦 三崎
Norihiko Misaki
雄一 館山
Yuichi Tateyama
広樹 山崎
Hiroki Yamazaki
修也 松下
Shuya Matsushita
秀樹 徳田
Hideki Tokuda
賢太 増田
Kenta Masuda
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Taiheiyo Cement Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide inorganic oxide hollow particles with lower relative permittivity and dielectric loss tangent than conventional ones and with excellent dielectric properties.
SOLUTION: Inorganic oxide hollow particles contain boron oxide, calcium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide. The mass ratio of the aluminum oxide to the silicon oxide (aluminum oxide/silicon oxide) is 0.35 or greater.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、無機酸化物中空粒子に関する。 The present invention relates to inorganic oxide hollow particles.

無機酸化物中空粒子は、外殻に包囲された空洞を有するため、非中空粒子に比べて軽量性、熱伝導率が小さく、熱安定性に優れており、断熱性材料、遮熱性材料、触媒担体、建築材料、電子材料等として広く普及している。 Inorganic oxide hollow particles have a cavity surrounded by an outer shell, so they are lighter, have lower thermal conductivity, and have superior thermal stability than non-hollow particles, and are used as heat insulating materials, heat shielding materials, and catalysts. It is widely used as carriers, building materials, electronic materials, etc.

無機酸化物中空粒子として、例えば、真珠岩、黒曜石等の天然ガラス質岩石を原料とし、内部空間が隔壁によって区切られたシリカ質の中空微粒子であって、容重が0.15~0.35g/cm3であり、最も薄い部分の殻の膜厚が0.5~5μmであるシリカ質中空微粒子(特許文献1)が知られている。また、平均粒子径が5~300nmであり、かつ比表面積が50~1500m2/gである中空シリカ微粒子が集合・結着してなる球状シリカ粒子(特許文献2)や、シリカを含むシェル(外殻)を有し、該シェルに内包された金属及び/又は金属化合物のナノ粒子を具備するシリカ含有中空粒子(特許文献3)も報告されている。 The inorganic oxide hollow particles are, for example, siliceous hollow particles made from natural glassy rocks such as pearlite and obsidian, with internal spaces separated by partition walls, and have a weight of 0.15 to 0.35 g/ cm 3 and the thickness of the shell at the thinnest part is 0.5 to 5 μm (Patent Document 1). In addition, spherical silica particles formed by aggregating and bonding hollow silica fine particles having an average particle diameter of 5 to 300 nm and a specific surface area of 50 to 1500 m 2 /g (Patent Document 2), and shells containing silica ( Silica-containing hollow particles (Patent Document 3) have also been reported, which have metal and/or metal compound nanoparticles encapsulated in the shell.

特開2010-172863号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-172863 特開2009-114010号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-114010 特開2016-150880号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-150880

近年、情報ネットワーク技術の著しい進歩、情報ネットワークを活用したサービスの拡大により、電子機器には情報量の大容量化、処理速度の高速化が進んでいる。大容量のデジタル信号を高速で伝達するためには、電子機器のプリント配線板の伝送損失の低減が重要であり、プリント配線板に用いられる無機酸化物中空粒子には、比誘電率及び誘電正接がより低く、誘電特性に優れることが求められている。
本発明の課題は、従来よりも比誘電率及び誘電正接が低く、誘電特性に優れる無機酸化物中空粒子を提供することにある。
In recent years, with the remarkable progress in information network technology and the expansion of services that utilize information networks, electronic devices are becoming larger in information capacity and faster in processing speed. In order to transmit large-capacity digital signals at high speed, it is important to reduce transmission loss in printed wiring boards for electronic devices. It is desired that the dielectric properties be lower and the dielectric properties be excellent.
An object of the present invention is to provide inorganic oxide hollow particles that have lower dielectric constant and dielectric loss tangent than conventional ones and have excellent dielectric properties.

本発明者らは、上記課題に鑑み検討したところ、ホウ素酸化物、カルシウム酸化物、アルミニウム酸化物及びケイ素酸化物を必須とし、アルミニウム酸化物とケイ素酸化物とを特定の量比で含有する無機酸化物中空粒子が、従来よりも比誘電率及び誘電正接が低く、誘電特性に優れることを見出した。 The present inventors studied in view of the above problems and found that an inorganic material containing boron oxide, calcium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide as essential components and containing aluminum oxide and silicon oxide in a specific quantitative ratio It has been found that oxide hollow particles have lower relative permittivity and dielectric loss tangent than conventional ones, and have excellent dielectric properties.

すなわち、本発明は、次の〔1〕~〔12〕を提供するものである。
〔1〕ホウ素酸化物、カルシウム酸化物、アルミニウム酸化物及びケイ素酸化物を含み、
アルミニウム酸化物とケイ素酸化物との質量比(アルミニウム酸化物/ケイ素酸化物)が0.35以上である、
無機酸化物中空粒子。
〔2〕ホウ素酸化物の含有量が5~50質量%である、前記〔1〕記載の無機酸化物中空粒子。
〔3〕カルシウム酸化物の含有量が3~40質量%である、前記〔1〕又は〔2〕記載の無機酸化物中空粒子。
〔4〕アルミニウム酸化物の含有量が5~40質量%である、前記〔1〕~〔3〕のいずれか一に記載の無機酸化物中空粒子。
〔5〕ケイ素酸化物の含有量が20~70質量%である、前記〔1〕~〔4〕のいずれか一に記載の無機酸化物中空粒子。
〔6〕マグネシウム酸化物を更に含み、マグネシウム酸化物の含有量が7質量%以下である、前記〔1〕~〔5〕のいずれか一に記載の無機酸化物中空粒子。
〔7〕誘電正接が0.005以下である、前記〔1〕~〔6〕のいずれか一に記載の無機酸化物中空粒子。
〔8〕比誘電率が3以下である、前記〔1〕~〔7〕のいずれか一に記載の無機酸化物中空粒子。
〔9〕空洞率が60%以上である、前記〔1〕~〔8〕のいずれか一に記載の無機酸化物中空粒子。
〔10〕平均粒子径が10μm以下である、前記〔1〕~〔9〕のいずれか一に記載の無機酸化物中空粒子。
〔11〕当該無機酸化物中空粒子は、外殻で覆われた空洞が1以上の隔壁によって区切られた複数の独立した空間を備えるものである、前記〔1〕~〔10〕のいずれか一に記載の無機酸化物中空粒子。
〔12〕外殻が無気孔である、前記〔11〕記載の無機酸化物中空粒子。
That is, the present invention provides the following [1] to [12].
[1] Contains boron oxide, calcium oxide, aluminum oxide and silicon oxide,
The mass ratio of aluminum oxide to silicon oxide (aluminum oxide/silicon oxide) is 0.35 or more,
Inorganic oxide hollow particles.
[2] The inorganic oxide hollow particles according to [1] above, wherein the boron oxide content is 5 to 50% by mass.
[3] The inorganic oxide hollow particles according to [1] or [2] above, wherein the content of calcium oxide is 3 to 40% by mass.
[4] The inorganic oxide hollow particles according to any one of [1] to [3] above, wherein the content of aluminum oxide is 5 to 40% by mass.
[5] The inorganic oxide hollow particles according to any one of [1] to [4] above, wherein the content of silicon oxide is 20 to 70% by mass.
[6] The inorganic oxide hollow particles according to any one of [1] to [5] above, which further contain magnesium oxide and have a magnesium oxide content of 7% by mass or less.
[7] The inorganic oxide hollow particles according to any one of [1] to [6] above, having a dielectric loss tangent of 0.005 or less.
[8] The inorganic oxide hollow particles according to any one of [1] to [7] above, having a relative dielectric constant of 3 or less.
[9] The inorganic oxide hollow particles according to any one of [1] to [8] above, having a voidage ratio of 60% or more.
[10] The inorganic oxide hollow particles according to any one of [1] to [9] above, having an average particle diameter of 10 μm or less.
[11] The inorganic oxide hollow particle is one of any one of [1] to [10] above, wherein the cavity covered with an outer shell has a plurality of independent spaces separated by one or more partition walls. Inorganic oxide hollow particles described in .
[12] The inorganic oxide hollow particles according to [11] above, wherein the outer shell is porous.

本発明によれば、従来よりも比誘電率誘電正接が低く、誘電特性に優れる無機酸化物中空粒子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide inorganic oxide hollow particles having a lower dielectric constant dielectric loss tangent and excellent dielectric properties than conventional ones.

実施例1で得られた無機酸化物中空粒子の走査型電子顕微鏡(SEM)像を示す図である。1 is a diagram showing a scanning electron microscope (SEM) image of inorganic oxide hollow particles obtained in Example 1. FIG.

本明細書において「中空粒子」とは、内部に中空構造を有する粒子であって、中空部を区画する外殻を有する粒子をいう。したがって、粒子の表面から内部へ延びる複数の細孔を有する多孔質粒子とは異なる。なお、中空粒子は、透過型電子顕微鏡(TEM)像により多孔質粒子と区別することができる。また、「無機酸化物中空粒子」とは、中空部を区画する外殻が無機酸化物で構成されている中空粒子をいう。 As used herein, the term "hollow particle" refers to a particle that has a hollow structure inside and has an outer shell that defines the hollow part. Therefore, it differs from a porous particle, which has a plurality of pores extending from the surface of the particle into the interior. Note that hollow particles can be distinguished from porous particles by a transmission electron microscope (TEM) image. Furthermore, the term "inorganic oxide hollow particles" refers to hollow particles whose outer shells that define a hollow part are made of an inorganic oxide.

本発明の無機酸化物中空粒子は、外殻がホウ素酸化物、カルシウム酸化物、アルミニウム酸化物及びケイ素酸化物を含む無機酸化物により構成され、アルミニウム酸化物とケイ素酸化物との質量比(アルミニウム酸化物/ケイ素酸化物)が従来知られている無機酸化物中空粒子よりも高いことを特徴とする。これにより、従来よりも比誘電率及び誘電正接が低く、誘電特性に優れた無機酸化物中空粒子とすることができる。 The inorganic oxide hollow particles of the present invention have an outer shell composed of an inorganic oxide containing boron oxide, calcium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide, and have a mass ratio of aluminum oxide to silicon oxide (aluminum oxide to silicon oxide). oxide/silicon oxide) is higher than that of conventionally known inorganic oxide hollow particles. As a result, inorganic oxide hollow particles having a lower dielectric constant and a lower dielectric loss tangent than conventional ones and excellent dielectric properties can be obtained.

ホウ素酸化物としては、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、B23が好ましい。
カルシウム酸化物としては、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、CaOが好ましい。
アルミニウム酸化物としては、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、Al23が好ましい。
ケイ素酸化物としては、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、SiO2が好ましい。
As the boron oxide, B 2 O 3 is preferable from the viewpoint of reducing the dielectric constant and dielectric loss tangent.
As the calcium oxide, CaO is preferable from the viewpoint of reducing the dielectric constant and dielectric loss tangent.
As the aluminum oxide, Al 2 O 3 is preferable from the viewpoint of reducing the dielectric constant and dielectric loss tangent.
As the silicon oxide, SiO 2 is preferable from the viewpoint of reducing the dielectric constant and the dielectric loss tangent.

本発明の無機酸化物中空粒子は、アルミニウム酸化物とケイ素酸化物との質量比(アルミニウム酸化物/ケイ素酸化物)が0.35以上であるが、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、0.37以上が好ましく、0.39以上がより好ましく、0.41以上が更に好ましい。アルミニウム酸化物とケイ素酸化物との質量比(アルミニウム酸化物/ケイ素酸化物)の上限値は特に限定されないが、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、0.70以下が好ましく、0.65以下がより好ましく、0.60以下が更に好ましく、0.58以下がより更に好ましい。 The inorganic oxide hollow particles of the present invention have a mass ratio of aluminum oxide to silicon oxide (aluminum oxide/silicon oxide) of 0.35 or more, but from the viewpoint of reducing the relative permittivity and dielectric loss tangent. , preferably 0.37 or more, more preferably 0.39 or more, and even more preferably 0.41 or more. The upper limit of the mass ratio of aluminum oxide and silicon oxide (aluminum oxide/silicon oxide) is not particularly limited, but from the viewpoint of reducing the relative permittivity and dielectric loss tangent, it is preferably 0.70 or less, and 0.70 or less. It is more preferably 65 or less, even more preferably 0.60 or less, and even more preferably 0.58 or less.

本発明の無機酸化物中空粒子中のホウ素酸化物の含有量は、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、13質量%以上が更に好ましく、17質量%以上がより更に好ましく、そして50質量%以下が好ましく、45質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましく、35質量%以下が更に好ましく、30質量%以下が更に好ましく、25%以下がより更に好ましい。 The content of boron oxide in the inorganic oxide hollow particles of the present invention is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and 13% by mass or more from the viewpoint of reducing the relative permittivity and dielectric loss tangent. More preferably 17% by mass or more, even more preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, even more preferably 40% by mass or less, even more preferably 35% by mass or less, still more preferably 30% by mass or less. Preferably, 25% or less is even more preferable.

本発明の無機酸化物中空粒子中のカルシウム酸化物の含有量は、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、7質量%以上が更に好ましく、9質量%以上がより更に好ましく、そして40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましく、25質量%以下が更に好ましく、20質量%以下が更に好ましく、15質量%以下が更に好ましく、12質量%以下がより更に好ましい。 The content of calcium oxide in the inorganic oxide hollow particles of the present invention is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and 7% by mass or more from the viewpoint of reducing the relative permittivity and dielectric loss tangent. More preferably, 9% by mass or more, even more preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, even more preferably 25% by mass or less, still more preferably 20% by mass or less. It is preferably 15% by mass or less, more preferably 12% by mass or less, even more preferably 12% by mass or less.

本発明の無機酸化物中空粒子中のアルミニウム酸化物の含有量は、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、14質量%以上が更に好ましく、18質量%以上がより更に好ましく、そして40質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましく、30質量%以下が更に好ましく、25%以下がより更に好ましい。 The content of aluminum oxide in the inorganic oxide hollow particles of the present invention is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and 14% by mass or more from the viewpoint of reducing the relative permittivity and dielectric loss tangent. It is more preferably 18% by mass or more, even more preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, even more preferably 25% or less.

本発明の無機酸化物中空粒子中のケイ素酸化物の含有量は、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、20質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましく、35質量%以上が更に好ましく、40質量%以上がより更に好ましく、そして70質量%以下が好ましく、65質量%以下がより好ましく、60質量%以下が更に好ましく、55質量%以下がより更に好ましく、50質量%未満が殊更に好ましい。 The content of silicon oxide in the inorganic oxide hollow particles of the present invention is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and 35% by mass or more from the viewpoint of reducing the relative permittivity and dielectric loss tangent. More preferably 40% by mass or more, even more preferably 70% by mass or less, more preferably 65% by mass or less, even more preferably 60% by mass or less, even more preferably 55% by mass or less, and less than 50% by mass. Especially preferred.

なお、本明細書において、外殻を構成する無機酸化物の各含有量は、蛍光X線分析法にて酸化物換算で測定し、化学成分を算出した値である。 Note that in this specification, each content of the inorganic oxide constituting the outer shell is a value obtained by measuring the chemical components in terms of oxides by fluorescent X-ray analysis.

本発明の無機酸化物中空粒子は、外殻を構成する無機酸化物として上記以外の無機酸化物を更に含んでいてもよい。例えば、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、マグネシウム酸化物を含有することができる。
マグネシウム酸化物としては、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、MgOが好ましい。
本発明の無機酸化物中空粒子中のマグネシウム酸化物の含有量は、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、7質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下が更に好ましい。マグネシウム酸化物の含有量の下限値は特に限定されず、0質量%であっても構わないが、0.01質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上が更に好ましい。
The inorganic oxide hollow particles of the present invention may further contain an inorganic oxide other than the above as an inorganic oxide constituting the outer shell. For example, magnesium oxide can be contained from the viewpoint of reducing the dielectric constant and dielectric loss tangent.
As the magnesium oxide, MgO is preferable from the viewpoint of reducing the dielectric constant and dielectric loss tangent.
The content of magnesium oxide in the inorganic oxide hollow particles of the present invention is preferably 7% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and 3% by mass or less from the viewpoint of reducing the dielectric constant and dielectric loss tangent. More preferred. The lower limit of the content of magnesium oxide is not particularly limited and may be 0% by mass, but preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and 0.1% by mass. The above is more preferable.

また、本発明の無機酸化物中空粒子は、外殻を構成する無機酸化物として第1族元素酸化物を更に含んでいても構わない。
第1族元素酸化物としては、例えば、リチウム酸化物、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物、ルビジウム酸化物、セシウム酸化物を挙げることができる。中でも、ナトリウム酸化物、カリウム酸化物が好ましい。ナトリウム酸化物としては、Na2Oが好ましく、カリウム酸化物としては、K2Oが好ましい。なお、第1族元素酸化物は、1種又は2種以上含有することができる。
Further, the inorganic oxide hollow particles of the present invention may further contain a Group 1 element oxide as an inorganic oxide constituting the outer shell.
Examples of Group 1 element oxides include lithium oxide, sodium oxide, potassium oxide, rubidium oxide, and cesium oxide. Among these, sodium oxide and potassium oxide are preferred. As the sodium oxide, Na 2 O is preferred, and as the potassium oxide, K 2 O is preferred. Note that one type or two or more types of Group 1 element oxides can be contained.

本発明の無機酸化物中空粒子中の第1族元素酸化物の含有量は、可及的に少ないことが比誘電率及び誘電正接の低減の観点から好ましい。第1族元素酸化物の含有量は、本発明の無機酸化物中空粒子中に、例えば、3質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.5質量%以下が更に好ましく、0.2質量%以下がより更に好ましい。なお、本発明の無機酸化物中空粒子中の第1族元素酸化物の含有量の下限値は特に限定されず、0質量%であっても構わないが、ガラス成分の軟化点を適正に制御する観点から、0.001質量%以上が好ましく、0.005質量%以上がより好ましく、0.01質量%以上が更に好ましい。なお、第1族元素酸化物の含有量は、第1族元素酸化物の総量であり、第1族元素酸化物として1種のみを含有する場合にも上記含有量が適用される。 The content of the Group 1 element oxide in the inorganic oxide hollow particles of the present invention is preferably as small as possible from the viewpoint of reducing the relative permittivity and dielectric loss tangent. The content of the Group 1 element oxide in the inorganic oxide hollow particles of the present invention is, for example, preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, even more preferably 0.5% by mass or less, and 0. .2% by mass or less is even more preferable. Note that the lower limit of the content of the Group 1 element oxide in the inorganic oxide hollow particles of the present invention is not particularly limited, and may be 0% by mass, but the softening point of the glass component may be appropriately controlled. From the viewpoint of this, the content is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.005% by mass or more, and even more preferably 0.01% by mass or more. Note that the content of Group 1 element oxides is the total amount of Group 1 element oxides, and the above content is applied even when only one type of Group 1 element oxide is contained.

更に、本発明の無機酸化物中空粒子は、外殻を構成する無機酸化物として、例えば、カルシウム酸化物及びマグネシウム酸化物以外の第2族元素酸化物、第4族元素酸化物を含有していてもよい。
カルシウム酸化物及びマグネシウム酸化物以外の第2族元素酸化物としては、例えば、SrO、BaO、RaOを挙げることができる。また、第4族元素酸化物としては、例えば、TiO2、ZrO2、HfO2を挙げることができる。
なお、これら無機酸化物の含有量は、本発明の効果を阻害しない範囲内で適宜選択することができる。
Furthermore, the inorganic oxide hollow particles of the present invention contain, for example, a group 2 element oxide or a group 4 element oxide other than calcium oxide and magnesium oxide as the inorganic oxide constituting the outer shell. It's okay.
Examples of Group 2 element oxides other than calcium oxide and magnesium oxide include SrO, BaO, and RaO. Furthermore, examples of the Group 4 element oxide include TiO 2 , ZrO 2 , and HfO 2 .
Note that the content of these inorganic oxides can be appropriately selected within a range that does not impede the effects of the present invention.

本発明の無機酸化物中空粒子は、図1に示されるように、外殻で覆われた空洞が1以上の隔壁によって区切られた複数の独立した空間を有していてもよい。独立した空間は、それぞれ隔壁によって隔てられた互いに連通しない気泡(以下、「独立気泡」ともいう。)によって形成されているため、比誘電率及び誘電正接をより低くすることができる。ここでいう「外殻」とは、粒子の最も表面側に位置する壁であって、粒子内部の1つの独立気泡のみ接する壁をいい、また「隔壁」とは、粒子内部の隣接する2つの独立気泡を互いに区画する壁をいう。なお、本発明の無機酸化物中空粒子が独立気泡を有する場合、外殻及び隔壁は、上記において説明した無機酸化物により形成されている。 As shown in FIG. 1, the inorganic oxide hollow particles of the present invention may have a plurality of independent spaces in which a cavity covered with an outer shell is separated by one or more partition walls. Since the independent spaces are formed by cells that are separated by partition walls and do not communicate with each other (hereinafter also referred to as "independent cells"), the relative permittivity and dielectric loss tangent can be lowered. The "outer shell" here refers to the wall located on the surface side of the particle, which is in contact with only one closed cell inside the particle, and the "partition wall" refers to the wall between two adjacent cells inside the particle. A wall that separates closed cells from each other. Note that when the inorganic oxide hollow particles of the present invention have closed cells, the outer shell and partition walls are formed of the inorganic oxide described above.

また、本発明の無機酸化物中空粒子は、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、外殻に開口のない無気孔であることが好ましい。とりわけ、独立気泡を有し、かつ無気孔である無機酸化物中空粒子とすることにより、独立気泡が完全に封鎖されるため、比誘電率及び誘電正接をより一層低減できるだけでなく、優れた断熱性、遮熱性を発現し、また独立気泡の複数の隔壁によって粒子強度を高めることができる。なお、外殻が無気孔であることは、走査型電子顕微鏡(SEM)像や、水に浮かぶことにより確認することができる。 Further, the inorganic oxide hollow particles of the present invention are preferably non-porous with no openings in the outer shell from the viewpoint of reducing the relative permittivity and dielectric loss tangent. In particular, by forming inorganic oxide hollow particles with closed cells and no pores, the closed cells are completely sealed, which not only further reduces the relative dielectric constant and dielectric loss tangent, but also provides excellent heat insulation. The particle strength can be increased by the multiple partition walls of closed cells. Note that the fact that the outer shell is porous can be confirmed by a scanning electron microscope (SEM) image or by floating on water.

更に、本発明の無機酸化物中空粒子は、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、凝集していない一次粒子であることが好ましい。また、走査型電子顕微鏡(SEM)像により、多孔質粒子や二次粒子と明確に区別することが可能である。 Further, the inorganic oxide hollow particles of the present invention are preferably non-agglomerated primary particles from the viewpoint of reducing the dielectric constant and dielectric loss tangent. Moreover, it is possible to clearly distinguish them from porous particles and secondary particles by scanning electron microscopy (SEM) images.

本発明の無機酸化物中空粒子は、空洞率が、比誘電率及び誘電正接の低減の観点から、60%以上が好ましく、65%以上がより好ましく、70%以上が更に好ましい。なお、かかる空洞率の上限値は、十分な強度を確保する観点から、95%以下が好ましく、90%以下が更に好ましい。ここで、本明細書において「空洞率」は、乾式自動密度計を使用して粒子の嵩密度と真密度とを測定し、その値から下記式により算出される値である。なお、個々の粒子について計測することが難しいため、粒子群としての空洞割合である。また、「真密度」は、空洞部分を取り除くために、箱型電気炉にて融点以上で6時間加熱した後、冷却して乾式自動密度計で測定するものとする。乾式自動密度計として、例えば、アキュピック(島津製作所)を使用することができる。 In the inorganic oxide hollow particles of the present invention, the voidage ratio is preferably 60% or more, more preferably 65% or more, and still more preferably 70% or more, from the viewpoint of reducing the dielectric constant and dielectric loss tangent. In addition, from the viewpoint of ensuring sufficient strength, the upper limit value of the voidage ratio is preferably 95% or less, and more preferably 90% or less. Here, in this specification, the "void ratio" is a value calculated by the following formula from the measured bulk density and true density of particles using a dry automatic densitometer. Note that since it is difficult to measure individual particles, the void ratio is shown as a group of particles. In addition, the "true density" shall be measured by heating the product at a temperature above the melting point in a box-type electric furnace for 6 hours in order to remove hollow portions, cooling it, and using a dry automatic density meter. As a dry automatic density meter, for example, Accupic (Shimadzu Corporation) can be used.

空洞率=(真密度-嵩密度)×100/真密度 Cavity ratio = (true density - bulk density) x 100/true density

本発明の無機酸化物中空粒子は、微小な粒子であるため、小型化や薄型化が必要とされる電子機器部品への適用が容易である。より具体的には、本発明の無機酸化物中空粒子の平均粒子径は、通常10μm以下であり、好ましくは8μm以下であり、より好ましくは7μm以下であり、更に好ましくは6μm以下であり、より更に好ましくは5μm以下である。なお、かかる平均粒子径の下限値は、空洞を十分確保する観点から、0.1μm以上が好ましく、0.2μm以上がより好ましく、0.3μm以上が更に好ましい。ここで、本明細書において「平均粒子径」とは、JIS R 1629に準拠して試料の粒度分布を体積基準で作成したときに積算分布曲線の50%に相当する粒子径(D50)を意味する。なお、粒子径分布測定には、例えば、レーザ回折・散乱式粒子径分布測定装置を使用することができる。 Since the inorganic oxide hollow particles of the present invention are minute particles, they can be easily applied to electronic device parts that need to be made smaller and thinner. More specifically, the average particle diameter of the inorganic oxide hollow particles of the present invention is usually 10 μm or less, preferably 8 μm or less, more preferably 7 μm or less, still more preferably 6 μm or less, and more More preferably, it is 5 μm or less. Note that the lower limit of the average particle diameter is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.2 μm or more, and even more preferably 0.3 μm or more, from the viewpoint of ensuring sufficient cavities. Here, in this specification, the "average particle diameter" refers to the particle diameter (D 50 ) corresponding to 50% of the integrated distribution curve when the particle size distribution of the sample is created on a volume basis in accordance with JIS R 1629. means. Note that, for example, a laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device can be used for measuring the particle size distribution.

本発明の無機酸化物中空粒子の形状は、非球状であることが好ましい。非球状とすることで、樹脂等に添加した場合に粒子同士の接地面積が少なく、より一層の熱伝導性の低下を期待できる。無機酸化物中空粒子の平均円形度が、通常0.85以上、好ましくは0.90以上である場合、ほぼ球状であると判断される。本明細書では、100個の粒子について円形度を測定し、その平均値を以って平均円形度とする。なお、円形度は、次の手順で算出できる。先ず、走査型電子顕微鏡写真から粒子の投影面積(A)と周囲長(PM)を測定する。周囲長(PM)に対する真円の面積を(B)とすると、その粒子の円形度はA/Bとして表される。ここで、粒子の周囲長(PM)と同一の周囲長を持つ真円の周囲長及び面積は、それぞれPM=2πr、B=πr2で表されるから、B=π×(PM/2π)2となる。したがって、粒子の円形度は、円形度=A/B=A×4π/(PM)2により算出することができる。 The shape of the inorganic oxide hollow particles of the present invention is preferably non-spherical. By making it non-spherical, when added to resin etc., the contact area between the particles is small, and further reduction in thermal conductivity can be expected. When the average circularity of the inorganic oxide hollow particles is usually 0.85 or more, preferably 0.90 or more, it is determined that the inorganic oxide hollow particles are approximately spherical. In this specification, the circularity of 100 particles is measured, and the average value is defined as the average circularity. Note that the circularity can be calculated using the following procedure. First, the projected area (A) and perimeter length (PM) of the particles are measured from a scanning electron micrograph. If the area of a perfect circle relative to the perimeter (PM) is (B), the circularity of the particle is expressed as A/B. Here, the perimeter and area of a perfect circle with the same perimeter as the particle perimeter (PM) are expressed as PM = 2πr and B = πr 2, respectively, so B = π x (PM/2π) It becomes 2 . Therefore, the circularity of the particles can be calculated by circularity=A/B=A×4π/(PM) 2 .

本発明の無機酸化物中空粒子は、粒子密度が、通常0.1~1.5g/cmであり、好ましくは0.2~1.0 g/cmであり、更に好ましくは0.3~0.8 g/cmである。なお、粒子密度は、JIS R 1620に準拠して気体置換法により測定することができる。粒子密度測定装置として、例えば、乾式自動密度計「アキュピック(島津製作所製)」を使用することができる。 The inorganic oxide hollow particles of the present invention have a particle density of usually 0.1 to 1.5 g/cm 3 , preferably 0.2 to 1.0 g/cm 3 , more preferably 0.3 g/cm 3 . ~0.8 g/ cm3 . Note that the particle density can be measured by a gas displacement method in accordance with JIS R 1620. As the particle density measuring device, for example, a dry automatic density meter "Accupic" (manufactured by Shimadzu Corporation) can be used.

本発明の無機酸化物中空粒子は、低誘電率化及び低誘電正接化の観点から、1GHzにおける比誘電率が3以下であることが好ましく、2.8以下がより好ましく、2.5以下が更に好ましく、2.2以下がより更に好ましく、2以下が殊更に好ましい。
また、本発明の無機酸化物中空粒子は、低誘電率化及び低誘電正接化の観点から、1GHzにおける誘電正接が0.005以下であることが好ましく、0.004以下がより好ましく、0.003以下が更に好ましい。
ここで、本明細書において「比誘電率」及び「誘電正接」は、温度25℃、湿度60%の環境下、1GHzにおいて測定するものとする。なお、比誘電率及び誘電正接は、例えば、摂動方式空洞共振器(KEYCOM社製)を用いて測定することができる。
The inorganic oxide hollow particles of the present invention preferably have a relative dielectric constant of 3 or less at 1 GHz, more preferably 2.8 or less, and 2.5 or less from the viewpoint of lowering the dielectric constant and lowering the dielectric loss tangent. It is more preferably 2.2 or less, even more preferably 2 or less, and even more preferably 2 or less.
Further, from the viewpoint of lowering the dielectric constant and lowering the dielectric loss tangent, the inorganic oxide hollow particles of the present invention preferably have a dielectric loss tangent of 0.005 or less at 1 GHz, more preferably 0.004 or less, and 0.005 or less at 1 GHz. 003 or less is more preferable.
Here, in this specification, "relative permittivity" and "dielectric loss tangent" are measured at 1 GHz in an environment of a temperature of 25° C. and a humidity of 60%. Note that the dielectric constant and the dielectric loss tangent can be measured using, for example, a perturbation type cavity resonator (manufactured by KEYCOM).

本発明の無機酸化物中空粒子は、断熱材料、遮熱材料、触媒担体、建築材料、電子材料等に適用することができるが、比誘電率及び誘電正接が低く、高強度の微小粒子であることから、電子材料、とりわけ配線回路基板、半導体封止材等に有用である。 The inorganic oxide hollow particles of the present invention can be applied to heat insulating materials, heat shielding materials, catalyst carriers, building materials, electronic materials, etc., and are microparticles with low relative dielectric constant and dielectric loss tangent, and high strength. Therefore, it is useful for electronic materials, especially printed circuit boards, semiconductor sealing materials, etc.

本発明の無機酸化物中空粒子の製造方法は、上記構成を有する無機酸化物中空粒子を得ることができれば特に限定されないが、例えば、原料化合物を含む被噴霧液体を、噴霧熱分解装置内に装着された噴霧装置から噴霧し、噴霧された液滴(ミスト)を熱分解する方法を挙げることができる。 The method for producing inorganic oxide hollow particles of the present invention is not particularly limited as long as inorganic oxide hollow particles having the above structure can be obtained, but for example, a liquid to be sprayed containing a raw material compound is installed in a spray pyrolysis apparatus A method of spraying from a spray device and thermally decomposing the sprayed droplets (mist) can be mentioned.

原料化合物としては、無機酸化物を構成する元素としてホウ素、カルシウム、アルミニウム又はケイ素を含有する化合物を挙げることができる。かかる化合物としては、水に溶解する化合物であれば特に限定されないが、例えば、無機塩、有機塩、アルコキシドを挙げられ、1又は2以上を含有することができる。無機塩としては、例えば、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物、ハロゲン化物を挙げることができる。有機塩としては、例えば、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩を挙げることができる。 Examples of the raw material compound include compounds containing boron, calcium, aluminum, or silicon as elements constituting the inorganic oxide. Such a compound is not particularly limited as long as it is a compound that dissolves in water, but examples thereof include inorganic salts, organic salts, and alkoxides, and one or more of them may be contained. Examples of inorganic salts include nitrates, sulfates, carbonates, hydroxides, and halides. Examples of organic salts include formates, acetates, propionates, oxalates, and citrates.

ホウ素含有化合物としては、例えば、ホウ酸塩、ホウ酸を挙げることができる。ホウ酸塩としては、例えば、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム等のメタホウ酸塩、四ホウ酸ナトリウム、四ホウ酸カリウム等の四ホウ酸塩、五ホウ酸ナトリウム、五ホウ酸カリウム等の五ホウ酸塩を挙げることができる。 Examples of the boron-containing compound include borate and boric acid. Examples of borates include metaborate salts such as sodium borate and potassium borate, tetraborate salts such as sodium tetraborate and potassium tetraborate, and pentaborate salts such as sodium pentaborate and potassium pentaborate. Mention may be made of acid salts.

カルシウム含有化合物としては、例えば、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、水酸化カルシウム、蟻酸カルシウム、酢酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム等のカルシウム塩を挙げることができる。 Examples of the calcium-containing compound include calcium salts such as calcium nitrate, calcium chloride, calcium hydroxide, calcium formate, calcium acetate, and calcium propionate.

アルミニウム含有化合物としては、例えば、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、燐酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、酢酸アルミニウム、シュウ酸アルミニウム等の無機塩、アルミニウムメトキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド等のアルミニウムアルコキシドを挙げることができる。また、アルミノケイ酸塩や、アルミニウム酸化物を溶媒に分散した溶液、アルミニウム酸化物のゾル溶液も原料化合物溶液として用いることができる。アルミノケイ酸塩としては、例えば、アルミノケイ酸ナトリウム、アルミノケイ酸カリウム、アルミノケイ酸カルシウムを挙げられる。 Examples of aluminum-containing compounds include inorganic salts such as aluminum nitrate, aluminum sulfate, aluminum chloride, aluminum phosphate, aluminum hydroxide, aluminum acetate, and aluminum oxalate, and aluminum such as aluminum methoxide, aluminum ethoxide, and aluminum isopropoxide. Mention may be made of alkoxides. Further, an aluminosilicate, a solution of aluminum oxide dispersed in a solvent, and a sol solution of aluminum oxide can also be used as the raw material compound solution. Examples of the aluminosilicate include sodium aluminosilicate, potassium aluminosilicate, and calcium aluminosilicate.

ケイ素含有化合物としては、例えば、ケイ酸アルコキシドを挙げることができる。ケイ酸アルコキシドとしては、例えば、オルトケイ酸テトラメチル(TMOS)、オルトケイ酸テトラエチル(TEOS)、オルトケイ酸テトラプロピル(TPOS)、テトラブトキシシランを挙げることができる。また、ケイ素酸化物を溶媒に分散した溶液、ケイ素酸化物のゾル溶液も原料化合物溶液として用いることができる。 Examples of silicon-containing compounds include silicate alkoxides. Examples of the silicate alkoxide include tetramethyl orthosilicate (TMOS), tetraethyl orthosilicate (TEOS), tetrapropyl orthosilicate (TPOS), and tetrabutoxysilane. Further, a solution of silicon oxide dispersed in a solvent or a sol solution of silicon oxide can also be used as the raw material compound solution.

本発明においては、原料化合物として、ホウ素、カルシウム、アルミニウム及びケイ素以外の元素を含有する化合物が更に含まれていてもよい。
このような化合物としては水に溶解する金属化合物であれば特に限定されないが、例えば、マグネシウム含有化合物、第1族元素含有化合物を挙げることができる。これら化合物としては、例えば、無機塩、有機塩、アルコキシドが挙げられ、その具体例は上記において説明したとおりである。
In the present invention, a compound containing an element other than boron, calcium, aluminum, and silicon may be further included as a raw material compound.
Such a compound is not particularly limited as long as it is a metal compound that dissolves in water, and examples thereof include magnesium-containing compounds and Group 1 element-containing compounds. Examples of these compounds include inorganic salts, organic salts, and alkoxides, and specific examples thereof are as explained above.

マグネシウム含有化合物しては、例えば、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、燐酸マグネシウム、水酸化マグネシウムを挙げることができる。 Examples of the magnesium-containing compound include magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium chloride, magnesium phosphate, and magnesium hydroxide.

第1族元素含有化合物としては、第1族元素を含む化合物であれば特に限定されないが、リチウム含有化合物、ナトリウム含有化合物、カリウム含有化合物、ルビジウム含有化合物、セシウム含有酸化物を挙げることができる。ナトリウム含有化合物としては、例えば、塩化ナトリウム、水酸化ナトリウム、硫酸ナトリウムを挙げることができる。なお、リチウム含有化合物、カリウム含有化合物、ルビジウム含有化合物及びセシウム含有酸化物においても、ナトリウム含有化合物と同様の無機塩を使用することができる。 The Group 1 element-containing compound is not particularly limited as long as it is a compound containing a Group 1 element, and examples include lithium-containing compounds, sodium-containing compounds, potassium-containing compounds, rubidium-containing compounds, and cesium-containing oxides. Examples of sodium-containing compounds include sodium chloride, sodium hydroxide, and sodium sulfate. Note that the same inorganic salts as for the sodium-containing compound can be used in the lithium-containing compound, the potassium-containing compound, the rubidium-containing compound, and the cesium-containing oxide.

これら原料化合物から得られる無機酸化物としては、例えば、酸化ホウ素、酸化カルシウム、アルミナ、シリカの他、酸化ナトリウム、酸化リチウム等の第1族元素酸化物、酸化マグネシウムが挙げられ、これら酸化物を組み合せた複合酸化物も挙げることができる。 Inorganic oxides obtained from these raw material compounds include, for example, boron oxide, calcium oxide, alumina, silica, as well as Group 1 element oxides such as sodium oxide and lithium oxide, and magnesium oxide. A combination of composite oxides can also be mentioned.

被噴霧液体は、原料化合物を、水又はエタノール等の有機溶媒と混合して調製すればよい。なお、原料化合物の配合割合は、上記した組成の無機酸化物中空粒子となるように、原料化合物の種類に応じて適宜調整すればよい。 The liquid to be sprayed may be prepared by mixing a raw material compound with water or an organic solvent such as ethanol. The blending ratio of the raw material compounds may be adjusted as appropriate depending on the type of the raw material compounds so that the inorganic oxide hollow particles have the composition described above.

被噴霧液体中の原料化合物濃度は、各元素の総量として、0.01mol/L~2.0mol/Lが好ましく、0.1mol/L~1.0mol/Lがより好ましい。 The concentration of the raw material compound in the liquid to be sprayed is preferably 0.01 mol/L to 2.0 mol/L, more preferably 0.1 mol/L to 1.0 mol/L, in terms of the total amount of each element.

噴霧熱分解装置は、熱分解炉の形状が堅型円筒状であることが好ましく、熱分解炉の大きさは、製造スケールにより適宜選択することができる。 In the spray pyrolysis apparatus, the pyrolysis furnace preferably has a rigid cylindrical shape, and the size of the pyrolysis furnace can be appropriately selected depending on the production scale.

噴霧装置としては、例えば、2流体ノズル、3流体ノズル、4流体ノズル等の流体ノズルを挙げることができる。ここで、流体ノズルの方式には、気体と原料溶液とをノズル内部で混合する内部混合方式と、ノズル外部で気体と原料溶液を混合する外部混合方式があるが、いずれも採用できる。ノズルに供給する気体としては、例えば、空気や、窒素、アルゴン等の不活性ガス等を使用することができる。中でも、経済性の観点から、空気が好ましい。なお、噴霧装置は、1基又は2基以上設置することができる。 Examples of the spray device include fluid nozzles such as a two-fluid nozzle, a three-fluid nozzle, and a four-fluid nozzle. Here, the fluid nozzle method includes an internal mixing method in which the gas and the raw material solution are mixed inside the nozzle, and an external mixing method in which the gas and the raw material solution are mixed outside the nozzle, and either of these methods can be adopted. As the gas supplied to the nozzle, for example, air, an inert gas such as nitrogen, argon, etc. can be used. Among them, air is preferred from the viewpoint of economy. Note that one or more spray devices may be installed.

被噴霧液体の流量は、通常1~100L/hであり、好ましくは3~80L/hであり、更に好ましくは5~60L/hである。 The flow rate of the liquid to be sprayed is usually 1 to 100 L/h, preferably 3 to 80 L/h, and more preferably 5 to 60 L/h.

噴霧装置から噴霧された液滴は、熱分解炉内の加熱装置により加熱されて無機化合物を含む膜が形成され、それを起点に無機酸化物中空粒子が形成される。
液滴の噴出速度は、通常1~50m/sであり、好ましくは5~35m/sであり、更に好ましくは10~20m/sである。
The droplets sprayed from the spray device are heated by a heating device in the pyrolysis furnace to form a film containing an inorganic compound, and from this film, inorganic oxide hollow particles are formed.
The jetting speed of droplets is usually 1 to 50 m/s, preferably 5 to 35 m/s, and more preferably 10 to 20 m/s.

加熱装置は、例えば、燃焼バーナー、熱風ヒータ、電気ヒータ等を挙げることができる。加熱装置は、1基又は2基以上設置することが可能である。なお、燃焼バーナー、熱風ヒータ及び電気ヒータは、一般的に販売されているものあれば、いずれも使用することができる。
加熱装置の温度は、400~1800℃が好ましく、600~1500℃がより好ましく、700~1400℃が更に好ましく、800~1200℃がより更に好ましい。このような温度であれば、熱分解が十分となり、また粒子が熱分解炉外に排出されたときに粒子同士が凝集し難くなる。
Examples of the heating device include a combustion burner, a hot air heater, and an electric heater. One or more heating devices can be installed. Note that any commonly available combustion burner, hot air heater, and electric heater can be used.
The temperature of the heating device is preferably 400 to 1800°C, more preferably 600 to 1500°C, even more preferably 700 to 1400°C, even more preferably 800 to 1200°C. At such a temperature, thermal decomposition will be sufficient, and particles will be less likely to aggregate with each other when they are discharged outside the pyrolysis furnace.

熱分解反応によって生じた無機酸化物中空粒子は、熱分解炉の下流側から回収される。無機酸化物中空粒子の回収は、高性能サイクロン粉体回収機やバグフィルターを用いた粉体回収装置を用いることができる。 The inorganic oxide hollow particles produced by the pyrolysis reaction are recovered from the downstream side of the pyrolysis furnace. The inorganic oxide hollow particles can be recovered using a high-performance cyclone powder recovery machine or a powder recovery device using a bag filter.

また、本発明においては、回収した無機酸化物中空粒子をエタノールと撹拌混合し、該粒子をエタノールに一旦浸漬させた後、液面に浮遊した粒子のみを採取することで、独立気泡を有する無機酸化物中空粒子を高純度で得ることができる。なお、エタノールの使用量は、無機酸化物中空粒子に対して、通常5~20質量倍であり、好ましくは10~15質量倍である。 In addition, in the present invention, the recovered inorganic oxide hollow particles are stirred and mixed with ethanol, the particles are once immersed in ethanol, and only the particles floating on the liquid surface are collected, thereby producing an inorganic material having closed cells. Oxide hollow particles can be obtained with high purity. The amount of ethanol used is usually 5 to 20 times the mass of the inorganic oxide hollow particles, preferably 10 to 15 times the mass of the inorganic oxide hollow particles.

以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

1.化学組成の分析
無機酸化物中空粒子をプレス機で成型してブリケットを作製し、そのブリケットを蛍光X線分析装置(ZSX primus II、リガク社製)にて酸化物換算で測定し、化学成分を算出した。
1. Analysis of chemical composition Inorganic oxide hollow particles were molded using a press to make briquettes, and the briquettes were measured in terms of oxide using a fluorescent X-ray analyzer (ZSX primus II, manufactured by Rigaku Corporation) to determine the chemical composition. Calculated.

2.粒子密度の分析
乾式自動密度計(アキュピック1340、島津製作所製)を用いて、定容積膨張法により測定した。即ち、セル内にサンプルを投入した後、これに不活性ガスを充填して試料の体積を測定し、この体積と予め測定しておいた試料質量とから粒子密度を求めた。
2. Analysis of particle density Particle density was measured by a constant volume expansion method using a dry automatic densitometer (Accupic 1340, manufactured by Shimadzu Corporation). That is, after putting a sample into a cell, the cell was filled with an inert gas, the volume of the sample was measured, and the particle density was determined from this volume and the mass of the sample measured in advance.

3.空洞率の分析
乾式自動密度計としてアキュピック(島津製作所製)を使用し、粒子の嵩密度と真密度を測定し、下記式により算出した。なお、「嵩密度」は、JIS R 1620に準拠して気体置換法により測定した。また、真密度は、空洞部分を取り除くために、箱型電気炉にて融点以上で6 時間加熱した後、冷却して乾式自動密度計で測定した。
3. Analysis of void ratio Using Accupic (manufactured by Shimadzu Corporation) as a dry automatic density meter, the bulk density and true density of the particles were measured and calculated using the following formula. In addition, "bulk density" was measured by the gas displacement method based on JIS R 1620. In addition, the true density was measured using a dry automatic densitometer after heating the sample for 6 hours above the melting point in a box-type electric furnace to remove the hollow portion, and then cooling the sample.

空洞率=(真密度-嵩真密度)×100/真密度 Cavity ratio = (true density - bulk true density) x 100/true density

4.平均粒子径の分析
粒子径分布測定装置(MT3000II、マイクロトラックベル社製)を用い、JIS R 1629に準拠して体積基準の粒度分布を作成し、積算分布曲線の50%に相当する粒子径(D50)を求めた。
4. Analysis of average particle size Using a particle size distribution measuring device (MT3000II, manufactured by Microtrack Bell Co., Ltd.), a volume-based particle size distribution was created in accordance with JIS R 1629, and the particle size corresponding to 50% of the integrated distribution curve ( D50 ) was calculated.

5.比誘電率及び誘電正接の分析
摂動方式空洞共振器(KEYCOM社製)を用い、温度25℃、湿度60%の環境下、1GHzにおいて測定した。
5. Analysis of relative permittivity and dielectric loss tangent Measurements were made at 1 GHz using a perturbation type cavity resonator (manufactured by KEYCOM) in an environment of a temperature of 25° C. and a humidity of 60%.

本実施例で使用した原料は、下表のとおりである。 The raw materials used in this example are shown in the table below.

実施例1~11及び比較例1~7
反応容器内に、表2に示す組成となる割合のSi源、Al源、a源、Mg源、B源、Na源及びK源と、水とを投入し、原料無機化合物含有水溶液を3時間攪拌した。続いて、この原料無機化合物含有水溶液を2流体ノズルに送液し、ノズルから噴霧熱分解炉内に原料無機化合物含有水溶液を噴霧し、表2に示す温度で焼成して無機酸化物中空粒子を回収した。なお、2流体ノズルの運転条件は、ノズルエアー量を500L/min、送液量を500mL/minに設定した。また、実施例8及び9は、ノズルに供給するエア量を3,000L/minに設定して微細なミストを形成した。
次いで、回収した無機酸化物中空粒子20gをエタノール300gと撹拌混合し、該粒子をエタノールに一旦浸漬させた後、液面に浮遊した粒子のみを採取した。そして、採取した無機酸化物中空粒子について分析を行った。その結果を表2に示す。また、実施例1で採取した無機酸化物中空粒子のSEM像を図1に示す。
Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 7
A Si source, an Al source, an a source, a Mg source, a B source, a Na source, and a K source in the proportions shown in Table 2 and water were placed in a reaction vessel, and the raw material inorganic compound-containing aqueous solution was heated for 3 hours. Stirred. Next, this raw material inorganic compound-containing aqueous solution is sent to a two-fluid nozzle, and the raw material inorganic compound-containing aqueous solution is sprayed from the nozzle into a spray pyrolysis furnace, and fired at the temperature shown in Table 2 to form inorganic oxide hollow particles. Recovered. Note that the operating conditions of the two-fluid nozzle were such that the nozzle air amount was set to 500 L/min, and the liquid feeding amount was set to 500 mL/min. Further, in Examples 8 and 9, the amount of air supplied to the nozzle was set to 3,000 L/min to form a fine mist.
Next, 20 g of the recovered inorganic oxide hollow particles were stirred and mixed with 300 g of ethanol, and after the particles were once immersed in ethanol, only the particles floating on the liquid surface were collected. Then, the collected inorganic oxide hollow particles were analyzed. The results are shown in Table 2. Further, a SEM image of the inorganic oxide hollow particles collected in Example 1 is shown in FIG.

表2から、アルミニウム酸化物とケイ素酸化物との質量比(アルミニウム酸化物/ケイ素酸化物)が0.35以上である無機酸化物中空粒子は、いずれも比誘電率及び誘電正接が低く、誘電特性に優れることが分かる。なお、実施例1~11で得られた粒子は、いずれも空洞が独立気泡を有する無機酸化物中空粒子であった。
From Table 2, inorganic oxide hollow particles with a mass ratio of aluminum oxide to silicon oxide (aluminum oxide/silicon oxide) of 0.35 or more have a low relative dielectric constant and dielectric loss tangent, and have a low dielectric constant and dielectric loss tangent. It can be seen that it has excellent characteristics. The particles obtained in Examples 1 to 11 were all inorganic oxide hollow particles having closed cells.

Claims (12)

ホウ素酸化物、カルシウム酸化物、アルミニウム酸化物及びケイ素酸化物を含み、
アルミニウム酸化物とケイ素酸化物との質量比(アルミニウム酸化物/ケイ素酸化物)が0.35以上である、
無機酸化物中空粒子。
Contains boron oxide, calcium oxide, aluminum oxide and silicon oxide,
The mass ratio of aluminum oxide to silicon oxide (aluminum oxide/silicon oxide) is 0.35 or more,
Inorganic oxide hollow particles.
ホウ素酸化物の含有量が5~50質量%である、請求項1記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 1, wherein the content of boron oxide is 5 to 50% by mass. カルシウム酸化物の含有量が3~40質量%である、請求項1記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 1, wherein the content of calcium oxide is 3 to 40% by mass. アルミニウム酸化物の含有量が5~40質量%である、請求項1記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 1, wherein the content of aluminum oxide is 5 to 40% by mass. ケイ素酸化物の含有量が20~70質量%である、請求項1記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 1, wherein the content of silicon oxide is 20 to 70% by mass. マグネシウム酸化物を更に含み、マグネシウム酸化物の含有量が7質量%以下である、請求項1記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 1, further comprising magnesium oxide and having a content of magnesium oxide of 7% by mass or less. 誘電正接が0.005以下である、請求項1記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 1, having a dielectric loss tangent of 0.005 or less. 比誘電率が3以下である、請求項1記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 1, having a dielectric constant of 3 or less. 空洞率が60%以上である、請求項1記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 1, having a voidage ratio of 60% or more. 平均粒子径が10μm以下である、請求項1記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 1, having an average particle diameter of 10 μm or less. 当該無機酸化物中空粒子は、外殻で覆われた空洞が1以上の隔壁によって区切られた複数の独立した空間を備えるものである、請求項1~10のいずれか1項に記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particle according to any one of claims 1 to 10, wherein the inorganic oxide hollow particle has a plurality of independent spaces in which a cavity covered with an outer shell is separated by one or more partition walls. material hollow particles. 外殻が無気孔である、請求項11記載の無機酸化物中空粒子。 The inorganic oxide hollow particles according to claim 11, wherein the outer shell is porous.
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