JP5360439B2 - 低熱膨張性フィラー及びその製造方法 - Google Patents
低熱膨張性フィラー及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5360439B2 JP5360439B2 JP2011107785A JP2011107785A JP5360439B2 JP 5360439 B2 JP5360439 B2 JP 5360439B2 JP 2011107785 A JP2011107785 A JP 2011107785A JP 2011107785 A JP2011107785 A JP 2011107785A JP 5360439 B2 JP5360439 B2 JP 5360439B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal expansion
- low thermal
- expansion filler
- zirconium phosphate
- glass
- 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.)
- Active
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Description
減や熱的安定性を高めるために緻密化する必要があり、MgOなどの焼結助剤を加えなければならなかった(例えば、非特許文献1参照)。しかし、これら不純分はガラスとの溶融時に浸食される原因となることで十分な熱膨張性が発現しないうえ、根本的に生産性の改善には至っていない。
(1)オキシ塩化ジルコニウムを原料とする湿式法または水熱法により合成され、純度が99重量%以上である、下記式〔1〕で表される六方晶リン酸ジルコニウムからなる低熱膨張性フィラーであり、
M1a1M2a2M3a3ZrbHfc(PO4)3・nH2O 〔1〕
式〔1〕において、M1はアルカリ金属イオン、M2はアルカリ土類金属イオン、M3は水素イオンであり、a1、a2、a3、bおよびcは、1.75<(b+c)<2.25で、a1+a2×2+a3+4(b+c)=9を満たす数であり、a1〜a3は0または正数であるがa1〜a3が全て0であることはなく、bおよびcは正数であり、nは0または2以下の正数である。
(2) 前記式〔1〕において、a1>a2>a3である、前記(1)に記載の低熱膨張性フィラー。
(3) レーザー回折式粒度分布測定器による、最大粒径が20μm以下である、前記(1)または(2)に記載の低熱膨張性フィラーであり、
(4) オキシ塩化ジルコニウムを原料とする湿式法または水熱法による、前記(1)〜(3)のいずれかに記載の低熱膨張性フィラーの製造方法であり、
(5) オキシ塩化ジルコニウムとシュウ酸を共存させる湿式法である、前記(4)に記載の低熱膨張性フィラーの製造方法である。
本発明の低熱膨張性フィラーは、湿式法または水熱法により合成した六方晶リン酸ジルコニウムを用いたものである。
湿式法または水熱法とは、各種原料を水溶液中で加熱し反応させる合成方法である。具体的には、ジルコニウム化合物およびリン酸またはその塩などと、アルカリ金属および/またはアンモニウムとを所定量含有する水溶液をpH4以下に調整後、攪拌しながら100℃を超える温度で加圧加熱する方法が水熱法であり、前記各成分にシュウ酸またはその塩の共存下で攪拌しながら100℃以下の温度で加熱することで、合成する方法が湿式法である。両合成法では穏和な条件下で合成可能であるが、特別な生産設備を要しないことおよびより緩和な条件下で合成が可能であることから、シュウ酸を共存しての湿式法が水熱法よりも好ましい。
合成後の六方晶リン酸ジルコニウムは、濾別し、よく水洗後に乾燥を施し、軽く粉砕することで純度の高い立方体形状の白色結晶からなる六方晶リン酸ジルコニウムが得られる。本合成方法であれば、合成条件によりほぼ一次粒子径を制御できるため、粉砕は解ぐす程度でよく、分級の必要性はほとんどない。
六方晶リン酸ジルコニウムの合成時間は、合成温度により異なる。例えば、本発明の六方晶リン酸ジルコニウムの合成時間として1時間以上が好ましく、2時間〜48時間がより好ましく、3時間〜24時間が更に好ましい。
本発明において、式(1)にアルカリ金属イオン、水素イオンおよびアルカリ土類金属イオンを複合して含有する場合は、アルカリ金属イオン、水素イオンおよびアルカリ土類金属イオンを含有するもの、アルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンを含有するもの、アルカリ金属イオンおよび水素イオンを含有するもの、並びにアルカリ土類金属イオンおよび水素イオンを含有するものが例示することができ;アルカリ金属イオン、水素イオンおよびアルカリ土類金属イオンを含有するもの、またはアルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンを含有するものが好ましく;アルカリ金属イオンおよびアルカ
リ土類金属イオンを含有するものがより好ましい。
即ち、本発明において、式(1)はアルカリ金属イオンおよびアルカリ土類金属イオンを含有するもの、またはアルカリ金属イオンを含有するものが更に好ましく、アルカリ金属イオンを含有するものが特に好ましい。本発明の式(1)においては、水素イオンは少ない方が低熱膨張制御性が十分発現するので好ましいものである。
本発明の式(1)において、アルカリ土類金属イオンにおけるa2は、0または1未満の正数であり、式(1)にアルカリ土類金属イオンを含むときは、0.1〜0.7が好ましく、0.2〜0.6がより好ましい。a2がこの範囲であると低熱膨張制御性が十分発現するので好ましい。
本発明の式(1)において、水素イオンにおけるa3は、0または2未満の正数であり、式(1)に水素イオンを含むときは、0.1〜1.6が好ましく、0.1〜1.5がより好ましい。a3がこの範囲であると低熱膨張制御性が十分発現するので好ましい。
液を使用することが好ましい。イオン交換時の水溶液の温度は、0〜100℃で可能であり、好ましくは20〜80℃である。このイオン交換は速やかに行われるので、浸漬時間は5分以内でも可能であるが、均一で高いイオン交換率を得るためには30分〜5時間が好ましい。これを5時間以上行っても、イオンの交換がそれ以上進まない。イオン交換終了後には、これをイオン交換水などでよく水洗後、乾燥する。
K1.36Zr1.87Hf0.04(PO4)3
KZr1.96Hf0.04(PO4)3
K1.48Zr1.86Hf0.02(PO4)3
K0.92H0.44Zr1.87Hf0.04(PO4)3
K0.6H0.6Zr1.9Hf0.05(PO4)3・0.1H2O
Na0.72KZr1.80Hf0.02(PO4)3・0.2H2O
Na0.3KH0.34Zr1.8Hf0.04(PO4)3・0.1H2O
NaK0.76Zr1.73Hf0.08(PO4)3
Na0.6K0.42H0.3Zr1.90Hf0.02(PO4)3・0.2H2O
Na0.6H0.4(NH4)0.6Zr1.83Hf0.02(PO4)3・0.3H2O
Na1.2Zr1.93Hf0.02(PO4)3・0.1H2O
Na0.24H1.3Zr1.85Hf0.015(PO4)3・0.11H2O
Na1H0.12Zr1.95Hf0.02(PO4)3
Ca0.24KZr1.86Hf0.02(PO4)3
Na0.6Ca0.56Zr1.80Hf0.02(PO4)3
H1.24Zr1.92Hf0.02(PO4)3・0.15H2O
H1.4Zr1.88Hf0.02(PO4)3・0.15H2O
酸鉛、チタン酸アルミニウム、ムライト、ジルコン、シリカ、セルシアン、ウィレマイトおよびアルミナなどがあげられる。
ブラウン管、プラズマディスプレーパネル、蛍光表示管等の電子部品を気密に封着するための封着ガラスは、封着物に対して悪影響を生じないようにできるだけ低温で封着を行うことができるものが望ましい。このため鉛を含有する低融点ガラスを構成成分とした封着材料がこれまでは広く用いられてきた。しかし、近年においては環境への配慮から鉛を含まない封着材料の開発が求められている。
・Bi2O3(50〜85%)−ZnO(10〜25%)−Al2O3(0.1〜5%)−B2O3(2〜20%)−MO(0.2〜20%、Mはアルカリ土類金属)
・SnO(30〜70%)−ZnO(0〜20%)−Al2O3(0〜10%)−B2O3(0〜30%)−P2O5(5〜45%)
・PbO(70〜85%)−ZnO(7〜12%)−SiO2(0.5〜3%)−B2O3(7〜10%)−BaO(0〜3%)V2O5(28〜56%)−ZnO(0〜40%)−P2O5(20〜40%)−BaO(7〜42%)
本発明の低熱膨張性フィラーは、ブラウン管、プラズマディスプレーパネル、蛍光表示管、FEDや半導体集積回路、水晶振動子、SAWフィルタ等の素子を搭載した高信頼性パッケージ等の電子部品の封着材料として封着ガラスに有効に使用できる。封着ガラスとビヒクルとを混合することでペースト組成物として使用されることも多い。
純度は、蛍光X線分析計を用いて測定した。
平均粒径および最大粒径は、レーザー回折式粒度分布測定器を用いて分析した。
○低熱膨張性フィラーAの合成
純水300mlにシュウ酸2水和物0.1モルと、ハフニウム2.1%含有オキシ塩化ジルコニウム8水和物0.195モルとを溶解後、攪拌しながらリン酸0.3モルを加えた。この溶液に20%水酸化カリウム水溶液を用いてpHを2.2に調整後、98℃で6時間攪拌した。その後、得られた沈殿物をよく洗浄し、120℃で乾燥することにより六方晶リン酸ジルコニウム化合物を合成した。この六方晶リン酸ジルコニウムの化学式、純度、および平均粒径などを測定した結果を表1に示した。
○低熱膨張性フィラーBの合成
純水300mlにシュウ酸2水和物0.1モルと、ハフニウム2.1%含有オキシ塩化ジルコニウム8水和物0.197モルとを溶解後、攪拌しながらリン酸0.3モルを加えた。この溶液に15%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを2.7に調整後、98℃で10時間攪拌した。その後、得られた沈殿物をよく洗浄し、120℃で乾燥することにより六方晶リン酸ジルコニウム化合物を合成した。この六方晶リン酸ジルコニウムの化学式、純度、および平均粒径などを測定した結果を表1に示した。
○低熱膨張性フィラーCの合成
純水300mlにハフニウム1.9%含有オキシ塩化ジルコニウム8水和物0.195モルを溶解後、攪拌しながらリン酸0.3モルを加えた。この溶液に15%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを3.0に調整後、120℃の飽和蒸気圧下で10時間攪拌した。その後、得られた沈殿物をよく洗浄し、120℃で乾燥することにより六方晶リン酸ジルコニウム化合物を合成した。この六方晶リン酸ジルコニウムの化学式、純度、および平均粒径などを測定した結果を表1に示した。
炭酸カリウム0.1モル、ジルコニア0.2モル、リン酸水素2アンモニウム0.3モルを混合後、さらに焼結助剤として酸化マグネシウムを2%配合し、この配合物を1450℃で15時間焼成した。得られた塊状の六方晶リン酸ジルコニウムをボールミルにて粉砕し、さらに325メッシュの篩を通した。得られた六方晶リン酸ジルコニウムの化学式、純度、および平均粒径などを測定した結果を表1に示した。
炭酸ナトリウム0.12モル、ハフニウム1.9%含有ジルコニア0.195モル、リン酸水素2アンモニウム0.3モルを混合後、さらに焼結助剤として酸化マグネシウムを2重量%配合し、この配合物を1450℃で12時間焼成した。得られた塊状の六方晶リン酸ジルコニウムをボールミルにて粉砕し、さらに325メッシュの篩を通した。得られた六方晶リン酸ジルコニウムの化学式、純度、および平均粒径などを測定した結果を表1に示した。
炭酸ナトリウム0.12モル、ハフニウム1.9%含有ジルコニア0.195モル、リン酸水素2アンモニウム0.3モルを混合後、この配合物を1450℃で12時間焼成した。得られた塊状の六方晶リン酸ジルコニウムをボールミルにて粉砕し、さらに325メッシュの篩を通した。得られた六方晶リン酸ジルコニウムの化学式、純度、および平均粒径などを測定した結果を表1に示した。
市販の低熱膨張性フィラーに使用されているコーディライト粉末の平均粒径を測定した結果を表1に示した。
○ガラス組成物での評価
実施例1で得られた低熱膨張性フィラーAを無鉛低融点リン酸系ガラス(SnO−P2O3−ZnO−Al2O3−B2O3)粉末に20%混合し、これを直径15mm×高さ5mmの円柱状に成形し、成形体aを作成した。この成形体aを板ガラス上に置いて、電気炉にて500℃で10分間保持し、焼成した。この焼成により流動した成形体aの直径を測定し、求めた流動径を表2に示した。流動径を測定した成形体aの表面を平滑化し、熱機械分析装置TMA2940(TA Istruments社製)を用いて、昇温速度10℃/分で100℃〜300℃の熱膨張係数を測定し、この結果を表2に示した。
同様に、実施例2〜3で作製した低熱膨張性フィラーBとCおよび比較例1〜3で作製した六方晶リン酸ジルコニウムを用いて、ガラス成形品b〜gを作製した。また、フィラーを用いずに同様に成形した成形体hも作製した。作製した各種成形体の流動性および熱膨張性係数を測定した結果を表2に示した。
Claims (5)
- オキシ塩化ジルコニウムを原料とする湿式法または水熱法により合成され、純度が99重量%以上である、下記式〔1〕で表される六方晶リン酸ジルコニウムからなる低熱膨張性フィラー。
M1a1M2a2M3a3ZrbHfc(PO4)3・nH2O 〔1〕
式〔1〕において、M1はアルカリ金属イオン、M2はアルカリ土類金属イオン、M3は水素イオンであり、a1、a2、a3、bおよびcは、1.75<(b+c)<2.25で、a1+a2×2+a3+4(b+c)=9を満たす数であり、a1〜a3は0または正数であるがa1〜a3が全て0であることはなく、bは正数であり、cは0または正数であり、nは0または2以下の正数である。 - 前記式〔1〕において、a1>a2>a3である、請求項1に記載の低熱膨張性フィラー。
- レーザー回折式粒度分布測定器による最大粒径が20μm以下である、請求項1または2に記載の低熱膨張性フィラー。
- オキシ塩化ジルコニウムを原料とする湿式法または水熱法による、請求項1〜3のいずれかに記載の低熱膨張性フィラーの製造方法。
- オキシ塩化ジルコニウムとシュウ酸を共存させる湿式法である、請求項4に記載の低熱膨張性フィラーの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011107785A JP5360439B2 (ja) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | 低熱膨張性フィラー及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011107785A JP5360439B2 (ja) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | 低熱膨張性フィラー及びその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006134317A Division JP4957073B2 (ja) | 2006-05-12 | 2006-05-12 | 低熱膨張性フィラーを含有する、ガラス組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011168491A JP2011168491A (ja) | 2011-09-01 |
JP5360439B2 true JP5360439B2 (ja) | 2013-12-04 |
Family
ID=44682995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011107785A Active JP5360439B2 (ja) | 2011-05-13 | 2011-05-13 | 低熱膨張性フィラー及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5360439B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015076175A1 (ja) * | 2013-11-20 | 2015-05-28 | 東亞合成株式会社 | フィラー及びガラス組成物、並びに六方晶リン酸塩系化合物の製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0653566B2 (ja) * | 1984-05-11 | 1994-07-20 | 第一稀元素化学工業株式会社 | 結晶質リン酸ジルコニウムの製造方法 |
JP3211215B2 (ja) * | 1991-07-12 | 2001-09-25 | 東亞合成株式会社 | 結晶質リン酸ジルコニウム化合物の製造方法 |
JP2004284945A (ja) * | 2003-03-05 | 2004-10-14 | Daiichi Kigensokagaku Kogyo Co Ltd | 結晶質リン酸ジルコニウム |
BRPI0610153A2 (pt) * | 2005-04-28 | 2010-06-01 | Toagosei Co Ltd | agente antimicrobiano inorgánico com base em prata, e, produto antimicrobiano. |
JP4788186B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2011-10-05 | 東亞合成株式会社 | 新規リン酸ジルコニウム |
-
2011
- 2011-05-13 JP JP2011107785A patent/JP5360439B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011168491A (ja) | 2011-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109721250B (zh) | 用低熔点玻璃粉制备发光玻璃陶瓷的方法 | |
JP5126235B2 (ja) | 六方晶リン酸ジルコニウム粉末の製造方法 | |
JP5454813B2 (ja) | 低熱膨張性フィラーおよびその製造方法、ならびにガラス組成物 | |
JP4957073B2 (ja) | 低熱膨張性フィラーを含有する、ガラス組成物 | |
Bykov et al. | Synthesis and investigation of neptunium zirconium phosphate, a member of the NZP family: crystal structure, thermal behaviour and Mössbauer spectroscopy studies | |
CN102219513B (zh) | 一种制备近零热膨胀复合材料的方法 | |
JP5879078B2 (ja) | シュウ酸バリウムチタニルの製造方法及びチタン酸バリウムの製造方法 | |
JP5360439B2 (ja) | 低熱膨張性フィラー及びその製造方法 | |
JP5839129B2 (ja) | フィラーおよびガラス組成物、ならびに、六方晶リン酸塩の製造方法 | |
WO2012127771A1 (ja) | 酸化マグネシウム焼結体の製造方法 | |
WO2020195721A1 (ja) | スピネル粉末 | |
TWI643813B (zh) | Glass composition and method for producing hexagonal phosphate filler | |
JP2000290007A (ja) | フィラー粉末の製造方法 | |
WO2014156215A1 (ja) | タングステン酸ジルコニウム | |
JPS6217005A (ja) | 高純度ムライト粉末の製造方法 | |
JP4239150B2 (ja) | フィラー粉末の製造方法 | |
CN104528824B (zh) | 一种同时生产氧化锆粉体和铵盐的方法及产品 | |
JP2011225415A (ja) | リン酸ジルコニウム焼結体及びその製造方法 | |
KR20090105144A (ko) | 사티탄산칼륨 초생상, 사티산산칼륨 섬유 및리튬티타네이트 섬유 제조방법 과 그 리튬티타네이트 섬유 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110513 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121212 |
|
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: 20130807 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130820 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5360439 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 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 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |