JP5417248B2 - Method for producing spherical alumina powder - Google Patents

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Description

本発明は、特定の物性を有する水酸化アルミニウム粉末を、火炎中に供給することにより球状化を行う、球状アルミナ粉末の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing spherical alumina powder, in which spheroidization is performed by supplying aluminum hydroxide powder having specific physical properties into a flame.

水酸化アルミニウム粉末やアルミナ粉末、さらにはアルミニウム粉末を火炎中に供給、溶射して球状化されたアルミナ粉末は、樹脂に配合した際の熱伝導性、充填性、さらには絶縁性に優れていることから、基板等の絶縁材料用樹脂の充填材として用いられている。特に近年では、球状アルミナは放熱を目的として樹脂に配合されることが多く、高い熱伝導性を付与するためには、充填量を多くする必要がある。しかしながら、火炎溶融により製造された球状アルミナ粉末は、粒度分布が狭いために充填性に劣るという問題がある。さらに、アルミナはシリカと比べてα線量が多いことから、半導体用途に用いるには、α線による作動エラーを無くすために、ウラン含有量を極めて少なくする必要がある。   Aluminum hydroxide powder, alumina powder, and aluminum powder supplied into a flame and sprayed into spheroidized alumina powder are excellent in thermal conductivity, filling properties, and insulation properties when blended with resin. Therefore, it is used as a filler for a resin for an insulating material such as a substrate. Particularly in recent years, spherical alumina is often blended into a resin for the purpose of heat dissipation, and it is necessary to increase the filling amount in order to impart high thermal conductivity. However, the spherical alumina powder produced by flame melting has a problem that it is inferior in filling property due to its narrow particle size distribution. Furthermore, since alumina has a higher α dose than silica, it is necessary to extremely reduce the uranium content in order to eliminate operation errors due to α rays when used for semiconductor applications.

この問題を解決するために、例えば特開2001−226117号公報では、火炎溶融によって製造された平均粒子径が異なる球状アルミナを、特定の割合で混合することによって、充填性に優れた球状アルミナ粉末を得ている。しかしながら、この方法は、球状化後に混合するプロセスを経るため、工程が増えるという欠点がある。また、火炎溶融前の段階で異なる平均粒子径をもつ原料粉末同士を混合した後に火炎溶融し、アルミナ粉末を製造した場合には、粒子同士が合着してしまうという問題がある。   In order to solve this problem, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-226117, spherical alumina powder having excellent filling properties is prepared by mixing spherical alumina having different average particle diameters produced by flame melting at a specific ratio. Have gained. However, this method has a drawback in that the number of steps increases because it undergoes a process of mixing after spheronization. Moreover, when the raw material powders having different average particle sizes are mixed in the stage before flame melting and then flame-melted to produce alumina powder, there is a problem that the particles are coalesced.

さらに、特開平11−92136号公報には、半導体の封止材用途に適した低α線量化された球状アルミナ粉末の製造方法として、高純度黒鉛坩堝中で高純度アルミニウムを溶融した後、アトマイズすることにより、ウラン、トリウム量が1ppb未満に調整されたアルミニウム粉末を製造し、これを、酸素を含む気流中に供給し燃焼させる方法が開示されている。該方法により、ウラン含有量が10ppb以下である低α線量のアルミナ粉末を製造し得る。しかしながら、該方法は、高純度のアルミニウムを一旦溶融させた後、さらに火炎溶融するという二段階の工程からなるため、生産性の面から好ましくない。また、高純度黒鉛坩堝を用いていることからも明らかなように、アルミニウムを溶融させる装置からの汚染を防止する対策が必要となる。   Further, Japanese Patent Laid-Open No. 11-92136 discloses a method for producing a spherical alumina powder having a low α dose suitable for use in a semiconductor sealing material, after high-purity aluminum is melted in a high-purity graphite crucible, and then atomized. Thus, a method is disclosed in which an aluminum powder having an amount of uranium and thorium adjusted to less than 1 ppb is produced, and this is supplied into an air stream containing oxygen and burned. By this method, a low α-dose alumina powder having a uranium content of 10 ppb or less can be produced. However, this method is not preferable from the viewpoint of productivity because it comprises a two-step process in which high-purity aluminum is once melted and then flame-melted. Further, as is clear from the use of a high-purity graphite crucible, a measure for preventing contamination from an apparatus for melting aluminum is required.

特開2001−226117号公報JP 2001-226117 A 特開平11−92136号公報JP-A-11-92136

本発明の課題は、熱伝導率の高い球状アルミナを安価にかつ生産性よく製造するだけでなく、充填性に優れ、かつウラン含有量が少ない、半導体封止材などの樹脂組成物に対して高い熱伝導率を付与することができる、球状アルミナ粉末を得るための製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is not only to produce spherical alumina with high thermal conductivity at low cost and high productivity, but also to resin compositions such as semiconductor encapsulants, which have excellent filling properties and low uranium content. It is providing the manufacturing method for obtaining spherical alumina powder which can provide high thermal conductivity.

本発明者等は、前記の課題を解決すべく検討した結果、特定の物性を有する水酸化アルミニウム粉末を、火炎中に噴霧供給することにより、充填性に優れ、かつウラン含有量が少ない球状アルミナ粉末を、効率よく製造できることを見出し、本発明に至った。   As a result of investigations to solve the above-mentioned problems, the present inventors, as a result, sprayed and supplied aluminum hydroxide powder having specific physical properties into a flame, so that spherical alumina has excellent filling properties and low uranium content. The inventors have found that powder can be produced efficiently and have arrived at the present invention.

即ち、本発明は、以下の[1]〜[6]を提供するものである。
[1]レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で50重量%となる平均粒子径D50が2μm以上100μm以下であり、微粒側からの累積で10重量%となる粒子径D10と、90重量%となる粒子径D90による粒度分布指数D90/D10が13以上である水酸化アルミニウム粉末を、火炎中に噴霧することを特徴とする球状アルミナ粉末の製造方法。
[2]水酸化アルミニウム粉末の、水銀圧入法により測定した平均細孔半径をR50としたときのD50/(2×R50)が5以上であることを特徴とする、前記[1]に記載の製造方法。
[3]水酸化アルミニウム粉末のウラン含有量が10ppb以下であることを特徴とする、前記[1]または[2]に記載の製造方法。
[4]レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で50重量%となる平均粒子径D50が2μm以上100μm以下であり、微粒側からの累積で10重量%となる粒子径D10と、90重量%となる粒子径D90による粒度分布指数D90/D10が4以上12以下であり、窒素吸着法により測定した比表面積が1m/g以上4m/g以下であり、ウラン含有量が10ppb以下であることを特徴とする、樹脂充填用球状アルミナ粉末。
[5]レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で50重量%となる平均粒子径D50が2μm以上100μm以下であり、微粒側からの累積で10重量%となる粒子径D10と、90重量%となる粒子径D90による粒度分布指数D90/D10が13以上であり、水銀圧入法により測定した平均細孔半径をR50としたときのD50/(2×R50)が5以上であることを特徴とする、球状アルミナ製造用水酸化アルミニウム粉末。
[6]ウラン含有量が10ppb以下であることを特徴とする、前記[5]に記載の球状アルミナ製造用水酸化アルミニウム粉末。
That is, the present invention provides the following [1] to [6].
[1] In the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method, the average particle diameter D50 that is 50% by weight from the fine particle side is 2 μm or more and 100 μm or less, and the particle diameter that is 10% by weight from the fine particle side. A method for producing a spherical alumina powder, characterized by spraying aluminum hydroxide powder having a particle size distribution index D90 / D10 of 13 or more according to D10 and a particle diameter D90 of 90% by weight into a flame.
[2] D50 / (2 × R50) when the average pore radius of the aluminum hydroxide powder measured by the mercury intrusion method is R50 is 5 or more, according to the above [1] Production method.
[3] The production method according to [1] or [2], wherein the aluminum hydroxide powder has a uranium content of 10 ppb or less.
[4] In the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method, the average particle diameter D50 that is 50% by weight accumulated from the fine particle side is 2 μm or more and 100 μm or less, and the particle diameter that is 10% by weight accumulated from the fine particle side. D10 and a particle size distribution index D90 / D10 of 90% by weight particle size D90 is 4 or more and 12 or less, a specific surface area measured by a nitrogen adsorption method is 1 m 2 / g or more and 4 m 2 / g or less, and contains uranium A spherical alumina powder for resin filling, characterized in that the amount is 10 ppb or less.
[5] In the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method, the average particle diameter D50 that is 50% by weight accumulated from the fine particle side is 2 μm or more and 100 μm or less, and the particle diameter that is 10% by weight accumulated from the fine particle side D10 and the particle size distribution index D90 / D10 with a particle size D90 of 90% by weight is 13 or more, and D50 / (2 × R50) is 5 or more when the average pore radius measured by the mercury intrusion method is R50. An aluminum hydroxide powder for producing spherical alumina, characterized in that
[6] The aluminum hydroxide powder for producing spherical alumina as described in [5] above, wherein the uranium content is 10 ppb or less.

本発明の製造方法によれば、充填性に優れ、かつウラン含有量が少ない低α線量の球状アルミナ粉末を得ることができる。   According to the production method of the present invention, it is possible to obtain a low-a dose spherical alumina powder having excellent filling properties and low uranium content.

図1は、本発明における球状アルミナ粉末の製造装置を例示する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an apparatus for producing spherical alumina powder in the present invention.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の製造方法において用いられる原料水酸化アルミニウム粉末(以下、「原料水酸化アルミニウム粉末」という場合がある。)の平均粒子径D50は、2μm以上100μm以下であり、好ましくは3μm以上70μm以下、より好ましくは3μm以上50μm以下である。ここで本発明において、平均粒子径D50(以下、単に「D50」という場合がある。)とは、レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で50重量%となる平均粒子径をいう。原料水酸化アルミニウム粉末の平均粒子径D50が、2μmより小さい場合には、捕集効率が低下してしまい、100μmより大きい場合には球状化の際に表面が荒れてしまうおそれがあり好ましくない。   The average particle diameter D50 of the raw aluminum hydroxide powder (hereinafter sometimes referred to as “raw aluminum hydroxide powder”) used in the production method of the present invention is 2 μm or more and 100 μm or less, preferably 3 μm or more and 70 μm or less, More preferably, it is 3 μm or more and 50 μm or less. Here, in the present invention, the average particle diameter D50 (hereinafter sometimes simply referred to as “D50”) is an average particle that is 50% by weight cumulative from the fine particle side in the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method. The diameter. When the average particle diameter D50 of the raw aluminum hydroxide powder is smaller than 2 μm, the collection efficiency is lowered, and when it is larger than 100 μm, the surface may be roughened during spheroidization.

本発明の製造方法において用いられる原料水酸化アルミニウム粉末の粒度分布指数D90/D10は、13以上であり、好ましくは15以上である。ここで、本発明において、D10およびD90とは、レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で、それぞれ、10重量%、90重量%となる粒子径をいう。この値は、粒度分布がどのような幅を有しているかを示す指標であり、この値が大きいほど粒度分布が幅広いことを意味する。原料水酸化アルミニウム粉末のD90/D10の値が13以上であると、得られる球状アルミナ粉末の粒度分布が幅広くなり、樹脂中へ球状アルミナ粉末を配合する際の樹脂粘度が低下し、充填量を増やすことができるため好ましい。また、D90/D10の上限値は、特に限定されるものではないが、30以下であることが好ましい。D90/D10の値が大きすぎる場合、微粒子と粗粒子との粒径差が大きくなり、微粒子が粗粒子表面に付着しやすくなる傾向にあり、火炎溶融の際に合着するおそれがある。   The particle size distribution index D90 / D10 of the raw aluminum hydroxide powder used in the production method of the present invention is 13 or more, preferably 15 or more. Here, in the present invention, D10 and D90 refer to particle diameters that are 10% by weight and 90% by weight, respectively, accumulated from the fine particle side in the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method. This value is an index indicating the width of the particle size distribution, and the larger the value, the wider the particle size distribution. When the value of D90 / D10 of the raw aluminum hydroxide powder is 13 or more, the particle size distribution of the obtained spherical alumina powder becomes wide, the resin viscosity when blending the spherical alumina powder into the resin is lowered, and the filling amount is reduced. Since it can increase, it is preferable. The upper limit value of D90 / D10 is not particularly limited, but is preferably 30 or less. When the value of D90 / D10 is too large, the difference in particle size between the fine particles and the coarse particles tends to be large, and the fine particles tend to adhere to the surface of the coarse particles, and there is a possibility that they may be fused during flame melting.

本発明の製造方法において用いられる原料水酸化アルミニウム粉末の粒度分布指数D80/D20は、5以上15以下であることが好ましく、さらに好ましくは、5以上10以下である。本発明において、D20およびD80とは、レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で、それぞれ、20重量%、80重量%となる粒子径をいう。この値が、前記の範囲にある場合、さらに樹脂充填性が向上する傾向にあり、好ましい。   The particle size distribution index D80 / D20 of the raw aluminum hydroxide powder used in the production method of the present invention is preferably 5 or more and 15 or less, more preferably 5 or more and 10 or less. In the present invention, D20 and D80 refer to particle sizes that are 20% by weight and 80% by weight, respectively, accumulated from the fine particle side in the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method. When this value is in the above range, the resin filling property tends to be further improved, which is preferable.

本発明の製造方法において用いられる原料水酸化アルミニウム粉末は、水銀圧入法で測定した平均細孔半径をR50としたときの、D50/(2×R50)が5以上であることが好ましく、より好ましくは10以上である。また、D50/(2×R50)は、50以下であることが好ましい。ここで、本発明において、平均細孔半径(μm)とは、水銀圧入法により、細孔半径として0.0010μmから100μmの範囲まで測定し、全細孔容積V(ml/g)と全細孔面積A(m2/g)を算出し、式(2×V)/Aから算出された細孔半径(μm)をいう。この値が、小さすぎる場合には、得られる球状アルミナ粉末を樹脂に配合した際の粘度が上昇し、充填量を増やすことができないため、好ましくない。また、大きすぎる場合には、粒子同士の間隙が極めて小さいことから、球状化の過程において隣接する粒子同士が融着し、所望する粒度分布を有する球状アルミナ粉末を得られないおそれがある。さらに、その結果、樹脂に配合した際に粘度が上昇するおそれがあるため、好ましくない。 The raw aluminum hydroxide powder used in the production method of the present invention preferably has a D50 / (2 × R50) of 5 or more, more preferably 5 or more, where the average pore radius measured by the mercury intrusion method is R50. Is 10 or more. Further, D50 / (2 × R50) is preferably 50 or less. Here, in the present invention, the average pore radius (μm) is measured from the range of 0.0010 μm to 100 μm as the pore radius by mercury porosimetry, and the total pore volume V (ml / g) The pore area A (m 2 / g) is calculated, and the pore radius (μm) calculated from the formula (2 × V) / A. If this value is too small, the viscosity when the obtained spherical alumina powder is blended with the resin is increased, and the filling amount cannot be increased. On the other hand, if the size is too large, the gap between the particles is extremely small, so that adjacent particles are fused in the process of spheronization, and there is a possibility that a spherical alumina powder having a desired particle size distribution cannot be obtained. Furthermore, as a result, the viscosity may increase when blended in the resin, which is not preferable.

本発明の製造方法において、原料として用いられる水酸化アルミニウム粉末の窒素吸着法により測定した比表面積の下限値は、0.5m/g以上であることが好ましく、より好ましくは1m/g以上である。原料水酸化アルミニウム粉末の比表面積が小さすぎる場合には、得られる球状アルミナ粉末の粒度分布がシャープになるため、球状アルミナ粉末の樹脂充填性が悪くなる傾向にあり、好ましくない。また、比表面積の上限値は、10m/g以下であることが好ましく、より好ましくは8m/g以下である。比表面積が大きすぎる場合には、微粒子の量が多くなり、所望の平均粒子径および粒度分布を有する球状アルミナ粉末が得られないおそれがあり、好ましくない。また、粒子表面の荒れや気孔が生じていることもあり、この場合も樹脂充填性が悪くなる傾向がある。 In the production method of the present invention, the lower limit of the specific surface area measured by the nitrogen adsorption method of the aluminum hydroxide powder used as a raw material is preferably 0.5 m 2 / g or more, more preferably 1 m 2 / g or more. It is. When the specific surface area of the raw aluminum hydroxide powder is too small, the particle size distribution of the resulting spherical alumina powder becomes sharp, which tends to deteriorate the resin filling property of the spherical alumina powder, which is not preferable. Moreover, it is preferable that the upper limit of a specific surface area is 10 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 8 m < 2 > / g or less. When the specific surface area is too large, the amount of fine particles increases, and there is a possibility that a spherical alumina powder having a desired average particle size and particle size distribution may not be obtained, which is not preferable. In addition, the particle surface may be roughened or pores may be formed. In this case, the resin filling property tends to deteriorate.

本発明の製造方法において用いられる原料水酸化アルミニウム粉末の結晶型としては、例えば、ギブサイトおよびバイヤライトなどの三水和物、ならびに、べーマイト、ダイアスポアなどの一水和物が挙げられる。中でも、硬度が相対的に低く、製造装置の磨耗を避けられる、平均粒子径2μm以上の水酸化アルミニウムを得やすいという点から、ギブサイトであることが好ましい。原料水酸化アルミニウム粉末が、ギブサイト以外の結晶型の水酸化アルミニウムを含有する場合、その含有量は5重量%以下であることが好ましい。なお、他の結晶型を有する水酸化アルミニウムの含有量は、X線回折測定によるメインピークの強度比から算出することができる。   Examples of the crystal form of the starting aluminum hydroxide powder used in the production method of the present invention include trihydrates such as gibbsite and bayerite, and monohydrates such as boehmite and diaspore. Among these, gibbsite is preferable because it is relatively low in hardness and can easily obtain aluminum hydroxide having an average particle diameter of 2 μm or more, which can avoid wear of manufacturing equipment. When the raw aluminum hydroxide powder contains crystalline aluminum hydroxide other than gibbsite, the content is preferably 5% by weight or less. The content of aluminum hydroxide having other crystal types can be calculated from the intensity ratio of the main peak by X-ray diffraction measurement.

球状アルミナ粉末を半導体素子の封止材用途に用いる場合には、低α線量であること、すなわち、球状アルミナ粉末中のウラン含有量が少ないことが必要となる。具体的には、球状アルミナ粉末中のウラン含有量を、10ppb以下に抑えることが望ましい。ここで、球状アルミナ粉末中のウラン含有量は、原料水酸化アルミニウム粉末に含まれるウラン含有量に依存するため、ウラン含有量の少ない球状アルミナ粉末を製造するためには、原料となる水酸化アルミニウム中のウラン含有量をできる限り少なくしておくことが重要となる。
したがって、本発明の製造方法において用いられる原料水酸化アルミニウム粉末のウラン含有量は、10ppb以下であることが好ましく、8ppb以下であることがより好ましい。ウラン含有量が10ppb以下である原料水酸化アルミニウム粉末を用いることにより、半導体封止材用途に好適な、ウラン含有量が10ppb以下である低α線量の球状アルミナ粉末を得ることができるため好ましい。なお、原料水酸化アルミニウム粉末中のウラン含有量の下限値は、特に限定されるものではなく、低いほど好ましいが、通常、3ppb程度である。
When the spherical alumina powder is used for a semiconductor element sealing material, it is necessary to have a low α dose, that is, a low uranium content in the spherical alumina powder. Specifically, it is desirable to suppress the uranium content in the spherical alumina powder to 10 ppb or less. Here, since the uranium content in the spherical alumina powder depends on the uranium content contained in the raw aluminum hydroxide powder, in order to produce a spherical alumina powder with a low uranium content, aluminum hydroxide as a raw material is used. It is important to keep the content of uranium as small as possible.
Therefore, the uranium content of the starting aluminum hydroxide powder used in the production method of the present invention is preferably 10 ppb or less, and more preferably 8 ppb or less. It is preferable to use a raw aluminum hydroxide powder having a uranium content of 10 ppb or less because a low α-dose spherical alumina powder having a uranium content of 10 ppb or less can be obtained. The lower limit of the uranium content in the raw aluminum hydroxide powder is not particularly limited and is preferably as low as possible, but is usually about 3 ppb.

原料となる水酸化アルミニウム中のウラン含有量に関して、特開昭60−246220号公報にも記載されているとおり、ボーキサイトを原料に用いたバイヤー法によって得られる水酸化アルミニウムのウラン含有量は数百ppbと多いことが知られている。これは、一般的にバイヤー法において、アルミン酸ナトリウム水溶液を循環使用することにより、ボーキサイトから抽出された有機物が徐々に液中に蓄積されてしまうためである。
そこで、例えば、アルミン酸ナトリウム水溶液を得るための原料を、ボーキサイトから、有機物含有量が0.1重量%未満の水酸化アルミニウムに変更することにより、アルミン酸ナトリウム水溶液中の有機物含有量を低減することができる。具体的には、10mg/L以上1000mg/L以下、好ましくは10mg/L以上500mg/L以下とすることができる。また、該水溶液に吸着剤を添加して吸着性の高い有機物を除去したり、酸化剤を用いて有機物を分解したりすることにより、さらに有機物含有量の少ないアルミン酸ナトリウム水溶液を得ることができる。このようにして得られたアルミン酸ナトリウム水溶液を用いて水酸化アルミニウムの析出を行うことにより、得られる水酸化アルミニウム中のウラン含有量を10ppb以下とすることができる。
As described in JP-A-60-246220, the uranium content in aluminum hydroxide as a raw material is several hundreds of uranium in aluminum hydroxide obtained by the buyer method using bauxite as a raw material. It is known that there are many ppb. This is because the organic matter extracted from bauxite is gradually accumulated in the liquid by circulating the sodium aluminate aqueous solution in the Bayer method.
Therefore, for example, the raw material for obtaining the sodium aluminate aqueous solution is changed from bauxite to aluminum hydroxide having an organic content of less than 0.1% by weight, thereby reducing the organic content in the aqueous sodium aluminate solution. be able to. Specifically, it can be 10 mg / L or more and 1000 mg / L or less, preferably 10 mg / L or more and 500 mg / L or less. Further, by adding an adsorbent to the aqueous solution to remove organic matter having high adsorptive property or decomposing the organic matter using an oxidizing agent, an aqueous sodium aluminate solution having a lower organic matter content can be obtained. . By precipitating aluminum hydroxide using the sodium aluminate aqueous solution thus obtained, the uranium content in the obtained aluminum hydroxide can be reduced to 10 ppb or less.

球状アルミナ粉末を、半導体封止材などの電子部品用途に用いる場合にも、耐湿信頼性の観点から、溶解性Na量を低減することが重要となる。この溶解性Na量は、原料となる水酸化アルミニウムに含まれるNa量に依存する。このため、原料水酸化アルミニウム粉末中に含まれる非溶解性および溶解性Na量が少ないほど、球状化の際に生じるガス化されたNaが少なくなり、得られる球状アルミナ粉末の溶解性Na量を低減することができる。したがって、本発明の製造方法に用いられる原料水酸化アルミニウム粉末中に含まれるNa量は、非溶解性および溶解性Na量を合算し、かつ酸化物(NaO)に換算した量で、0.20重量%以下であることが好ましく、0.15重量%以下であることがより好ましい。 Even when the spherical alumina powder is used for electronic parts such as a semiconductor encapsulant, it is important to reduce the amount of soluble Na from the viewpoint of moisture resistance reliability. This amount of soluble Na depends on the amount of Na contained in aluminum hydroxide as a raw material. For this reason, the smaller the amount of non-soluble and soluble Na contained in the raw aluminum hydroxide powder, the less the gasified Na produced during spheronization, and the soluble Na amount of the resulting spherical alumina powder. Can be reduced. Therefore, the amount of Na contained in the raw material aluminum hydroxide powder used in the production method of the present invention is 0 in terms of the total amount of non-soluble and soluble Na and converted to oxide (Na 2 O). It is preferably 20% by weight or less, and more preferably 0.15% by weight or less.

本発明の製造方法において用いられる原料水酸化アルミニウム粉末の製造方法は、特に限定されるものではなく、この分野で一般的に用いられる方法により製造することができるが、バイヤー法によって製造されることが好ましい。具体的には、例えば、バイヤー法によって製造されるアルミン酸ナトリウム水溶液に、種子となる水酸化アルミニウムを添加し、液温を30〜90℃に保持し、撹拌することによりアルミン酸ナトリウム水溶液中のアルミ分を分解、析出させることによって製造することができる。この方法によって製造された水酸化アルミニウムの結晶型は、通常、ギブサイト型である。   The manufacturing method of the raw material aluminum hydroxide powder used in the manufacturing method of the present invention is not particularly limited, and can be manufactured by a method generally used in this field, but manufactured by the buyer method. Is preferred. Specifically, for example, aluminum hydroxide as a seed is added to a sodium aluminate aqueous solution manufactured by the Bayer method, and the liquid temperature is maintained at 30 to 90 ° C. It can be produced by decomposing and precipitating the aluminum content. The crystal form of aluminum hydroxide produced by this method is usually a gibbsite type.

さらに、原料水酸化アルミニウム粉末は、表面処理されていてもよい。表面処理に用いる表面処理剤としては、この分野で一般的に使用される表面処理剤を使用することができ、例えば、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤およびステアリン酸などの脂肪酸が挙げられる。特に、シランカップリング剤やチタネートカップリング剤により被覆された水酸化アルミニウムを用いることにより、原料となる水酸化アルミニウム粉末中のNaO含有量が多くても、溶射時に表面処理剤が熱分解されることにより、球状アルミナ粉末の表面に無機酸化物の層が形成され、溶解性Na量を低減する効果を期待することができる。 Furthermore, the raw material aluminum hydroxide powder may be surface-treated. As the surface treatment agent used for the surface treatment, a surface treatment agent generally used in this field can be used, and examples thereof include silane coupling agents, titanate coupling agents, and fatty acids such as stearic acid. In particular, by using aluminum hydroxide coated with a silane coupling agent or titanate coupling agent, the surface treatment agent is thermally decomposed during thermal spraying even if the content of Na 2 O in the aluminum hydroxide powder as a raw material is high. As a result, an inorganic oxide layer is formed on the surface of the spherical alumina powder, and the effect of reducing the amount of soluble Na can be expected.

表面処理の方法としては、特に限定されるものではなく、湿式、乾式のいずれであってもよいが、生産性の観点からは、乾式が好ましい。具体的には、スーパーミキサーやV型混合機中で水酸化アルミニウム粉末を流動させ、そこへ表面処理剤を添加、混合することで行うことができる。他にも、例えば、振動ミルやボールミルで粉砕する工程において、表面処理剤を添加する方法が挙げられる。   The surface treatment method is not particularly limited and may be either a wet method or a dry method. From the viewpoint of productivity, the dry method is preferable. Specifically, it can be carried out by flowing aluminum hydroxide powder in a super mixer or a V-type mixer, and adding and mixing a surface treatment agent there. In addition, for example, a method of adding a surface treatment agent in the step of pulverizing with a vibration mill or a ball mill can be mentioned.

表面処理剤の量は、カップリング剤の場合、SiO、TiO換算で0.5重量%以下であることが好ましい。表面処理剤の量が0.5重量%を超える場合、表面を被覆する量が増えるため、表面積は低下するが、粒子同士が合着し、粗大な粒子が生じてしまうおそれがある。
また、表面処理剤の配合量は、水酸化アルミニウム粉末100重量部に対して、0.01重量部以上1重量部以下であることが好ましい。
In the case of a coupling agent, the amount of the surface treatment agent is preferably 0.5% by weight or less in terms of SiO 2 and TiO 2 . When the amount of the surface treatment agent exceeds 0.5% by weight, the surface coating amount increases, so that the surface area decreases, but the particles may coalesce to produce coarse particles.
Moreover, it is preferable that the compounding quantity of a surface treating agent is 0.01 weight part or more and 1 weight part or less with respect to 100 weight part of aluminum hydroxide powder.

上述した物性を有する原料水酸化アルミニウム粉末は、本発明の製造方法に限らず、この分野で一般的な方法による球状アルミナの製造用原料としても使用することができるが、本発明の製造方法により、特に効率的に、充填性に優れ、かつウラン含有量の少ない球状アルミナ粉末を製造することができる。   The raw material aluminum hydroxide powder having the physical properties described above is not limited to the production method of the present invention, but can be used as a raw material for producing spherical alumina by a general method in this field. In particular, it is possible to produce a spherical alumina powder that is particularly efficient and has excellent filling properties and a low uranium content.

本発明の製造方法は、例えば、図1に示すような装置を用いて実施することができる。図1に示す球状アルミナ粉末の製造装置は、可燃性ガス供給管3、支燃性ガス供給管4および原料供給管5を接続したバーナー2を頂上部にセットした溶射炉1ならびに溶射炉を通過した粉末を回収するサイクロン6、バグフィルター7およびブロワー8などからなる。   The production method of the present invention can be carried out, for example, using an apparatus as shown in FIG. The spherical alumina powder production apparatus shown in FIG. 1 passes through a thermal spraying furnace 1 and a thermal spraying furnace in which a burner 2 connected to a combustible gas supply pipe 3, a combustion-supporting gas supply pipe 4, and a raw material supply pipe 5 is set on the top. It consists of a cyclone 6, a bag filter 7 and a blower 8 for collecting the powder.

具体的には、原料水酸化アルミニウム粉末を、搬送ガス中に分散させた状態で原料供給管から火炎中に供給することにより、水酸化アルミニウムを球状化し、球状アルミナ粉末を製造することができる。   Specifically, by supplying the raw aluminum hydroxide powder into the flame from the raw material supply pipe in a state of being dispersed in the carrier gas, the aluminum hydroxide can be spheroidized to produce a spherical alumina powder.

原料水酸化アルミニウムは、例えば、原料水酸化アルミニウム粉末を水に分散させ、スラリー状態で供給することもできるが、本発明の製造方法においては、生産性の観点から、溶射時に水の蒸発潜熱による熱量ロスが生じないため、原料水酸化アルミニウムを粉末状で噴霧供給する。
原料水酸化アルミニウム粉末中に含まれる水分量は、0.5重量%以下であることが好ましい。水分量が前記範囲内にあると、粒子同士の付着が弱くなり、粉末を火炎中に供給したとき、粒子同士が合着することによって粗大な粒子が形成することを抑制でき、好ましい。
The raw aluminum hydroxide can be supplied, for example, by dispersing the raw aluminum hydroxide powder in water and supplying it in a slurry state. However, in the production method of the present invention, from the viewpoint of productivity, it depends on the latent heat of evaporation of water during spraying. Since there is no loss of heat, the raw material aluminum hydroxide is sprayed in powder form.
The amount of water contained in the raw aluminum hydroxide powder is preferably 0.5% by weight or less. When the water content is within the above range, the adhesion between the particles is weak, and when the powder is supplied into the flame, it is possible to suppress the formation of coarse particles due to the coalescence of the particles, which is preferable.

原料水酸化アルミニウム粉末は搬送ガスにより火炎中に噴霧供給される。搬送ガスとしては、酸素、空気、窒素などが挙げられるが、酸素を用いることが好ましい。搬送ガスに分散させて水酸化アルミニウム粉末を供給する際の濃度(水酸化アルミニウム粉末供給量(g)/搬送ガス供給量(NL))は、1.0以上10.0以下であることが好ましい。該濃度が、高すぎる場合には、搬送ガス中での水酸化アルミニウム粉末濃度が高くなり、火炎中に供給した際に粉末の分散性が低下し、球状化の過程で粉末同士の融着が起こり、得られる球状アルミナ粉末の粒子径が大きくなる傾向にあり、好ましくない。   The raw aluminum hydroxide powder is sprayed and supplied into the flame by the carrier gas. Examples of the carrier gas include oxygen, air, nitrogen, etc., but oxygen is preferably used. The concentration (aluminum hydroxide powder supply amount (g) / carrier gas supply amount (NL)) when supplying aluminum hydroxide powder dispersed in the carrier gas is preferably 1.0 or more and 10.0 or less. . If the concentration is too high, the concentration of the aluminum hydroxide powder in the carrier gas is increased, the dispersibility of the powder is reduced when supplied into the flame, and the powders are fused in the process of spheroidization. This is not preferable because the particle diameter of the resulting spherical alumina powder tends to increase.

火炎中への原料水酸化アルミニウム粉末の供給量は、火炎中における濃度(水酸化アルミニウム粉末供給量(g)/ガス供給量(NL))で、0.01以上2.0以下であることが好ましい。ここで、ガス供給量とは、可燃性ガス供給量と支燃性ガス供給量と搬送ガス供給量の合算量をいう。該濃度が低すぎる場合には、水酸化アルミニウム粉末の供給量が少なくなるため、生産性が低下する。一方、高すぎる場合には、火炎と一度に接触する水酸化アルミニウム粉末量が増えるため、粒子同士の融着が起こり、得られる球状アルミナ粉末の粒子径が大きくなる傾向にあり、好ましくない。   The supply amount of the raw aluminum hydroxide powder into the flame is 0.01 to 2.0 in terms of the concentration in the flame (aluminum hydroxide powder supply amount (g) / gas supply amount (NL)). preferable. Here, the gas supply amount refers to the total amount of the combustible gas supply amount, the combustion support gas supply amount, and the carrier gas supply amount. When the concentration is too low, the supply amount of the aluminum hydroxide powder is reduced, so that the productivity is lowered. On the other hand, when the amount is too high, the amount of the aluminum hydroxide powder that contacts the flame at a time increases, so that fusion between the particles occurs and the particle diameter of the resulting spherical alumina powder tends to increase, which is not preferable.

また、火炎中への原料水酸化アルミニウム粉末の供給量は、可燃ガス比(水酸化アルミニウム粉末供給量(g)/可燃性ガス供給量(NL))で、10.0以下であることが好ましく、6.0以下であることがより好ましい。可燃ガス比が高すぎると、火炎中に一度に供給される水酸化アルミニウム粉末量が多くなり、全量を球状化させることが困難となるため、本発明の所望する球状アルミナ粉末を得ることができず、好ましくない。可燃ガス比の下限値は、生産性の点から、通常、0.1以上である。   Further, the supply amount of the raw aluminum hydroxide powder into the flame is preferably 10.0 or less in terms of the combustible gas ratio (aluminum hydroxide powder supply amount (g) / combustible gas supply amount (NL)). More preferably, it is 6.0 or less. If the combustible gas ratio is too high, the amount of aluminum hydroxide powder supplied to the flame at a time increases, making it difficult to spheroidize the entire amount, so that the desired spherical alumina powder of the present invention can be obtained. It is not preferable. The lower limit of the combustible gas ratio is usually 0.1 or more from the viewpoint of productivity.

本発明の製造方法において、可燃性ガスとしては、例えば、プロパン、ブタン、プロピレン、アセチレン、水素などが挙げられ、中でもプロパン〔例えば、液化プロパンガス(LPG)〕が好ましい。支燃性ガスとしては、例えば、空気、酸素などが挙げられ、中でも酸素が好ましい。可燃性ガスおよび支燃性ガスの供給条件は、例えば、製造量などにより適宜設定し得るが、通常、原料粉末の供給量に合わせて調整すればよい。   In the production method of the present invention, examples of the flammable gas include propane, butane, propylene, acetylene, hydrogen, and the like. Among them, propane [for example, liquefied propane gas (LPG)] is preferable. Examples of the combustion-supporting gas include air and oxygen. Among these, oxygen is preferable. The supply conditions of the combustible gas and the combustion-supporting gas can be appropriately set depending on, for example, the production amount, but are usually adjusted according to the supply amount of the raw material powder.

火炎中に噴霧された原料水酸化アルミニウム粉末は、高温の火炎により、アルミナへと転化し、球状化され球状アルミナ粉末となる。これにより得られる球状アルミナ粉末は、ブロワーで吸引されることにより、サイクロンで捕集される。サイクロンで捕集されなかった粉末は、バグフィルターにて回収され、その後、排ガスは大気に放出される。   The raw aluminum hydroxide powder sprayed in the flame is converted into alumina by a high-temperature flame and is spheroidized into a spherical alumina powder. The spherical alumina powder thus obtained is collected by a cyclone by being sucked by a blower. The powder not collected by the cyclone is collected by a bag filter, and then the exhaust gas is released to the atmosphere.

本発明の球状アルミナ粉末の平均粒子径D50は、2μm以上100μm以下であり、好ましくは3μm以上70μm以下であり、さらに好ましくは3μm以上50μm以下である。ここで、平均粒子径D50とは、レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で50重量%となる平均粒子径をいう。球状アルミナ粉末の平均粒子径D50が、2μmより小さい場合には、表面積が大きくなり、樹脂材料に配合したときに機械物性を低下させるおそれがあり、100μmより大きい場合には球状アルミナ粒子表面の平滑性が悪くなる。   The average particle diameter D50 of the spherical alumina powder of the present invention is 2 μm or more and 100 μm or less, preferably 3 μm or more and 70 μm or less, and more preferably 3 μm or more and 50 μm or less. Here, the average particle diameter D50 refers to an average particle diameter of 50% by weight accumulated from the fine particle side in the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method. When the average particle diameter D50 of the spherical alumina powder is smaller than 2 μm, the surface area becomes large, and there is a possibility that the mechanical properties are deteriorated when blended with the resin material. Sexuality gets worse.

さらに、本発明の球状アルミナ粉末の粒度分布指数D90/D10は、4以上12以下であることが好ましく、より好ましくは4以上10以下である。ここで、D10およびD90とは、レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で、それぞれ、10重量%、90重量%となる粒子径をいう。粒度分布指数が小さすぎる場合には、樹脂への充填性が悪くなる傾向にあり、大きすぎる場合には、粗粒が多くなるため、樹脂に充填したときに外観が悪くなる傾向にある。   Furthermore, the particle size distribution index D90 / D10 of the spherical alumina powder of the present invention is preferably 4 or more and 12 or less, more preferably 4 or more and 10 or less. Here, D10 and D90 refer to particle sizes of 10% by weight and 90% by weight, respectively, accumulated from the fine particle side in the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method. When the particle size distribution index is too small, the filling property to the resin tends to be poor. When the particle size distribution index is too large, the coarse particles increase, so that the appearance tends to be deteriorated when the resin is filled.

本発明の球状アルミナ粉末の窒素吸着法により測定した比表面積は、1m/g以上4m/g以下であり、好ましくは1m/g以上3m/g以下である。比表面積が小さすぎる場合には、相対的に微粒子量が少なくなるため、樹脂への充填性が悪くなる。反対に、比表面積が大きすぎる場合には、粒子表面の荒れが多くなり、微粒子の量も多くなることから、樹脂との混合時に粘度が著しく上昇するおそれがあり、好ましくない。 The specific surface area measured by the nitrogen adsorption method of the spherical alumina powder of the present invention is 1 m 2 / g or more and 4 m 2 / g or less, preferably 1 m 2 / g or more and 3 m 2 / g or less. When the specific surface area is too small, the amount of fine particles is relatively reduced, and the filling property into the resin is deteriorated. On the other hand, when the specific surface area is too large, the surface of the particles becomes rough and the amount of fine particles increases, which may cause a significant increase in viscosity when mixed with the resin, which is not preferable.

本発明の球状アルミナ粉末のウラン含有量は、10ppb以下であり、好ましくは8ppb以下である。ウラン含有量が10ppb以下であれば、半導体素子の誤作動を防止し得ることから、半導体の封止材用途に好適である。なお、球状アルミナ粉末のウラン量は、グロー放電質量分析法や誘導結合プラズマ質量分析法、蛍光光度法などの公知の方法で定量化することができるが、定量下限値が小さいことから、中でも、誘導結合プラズマ質量分析法が好ましい。   The uranium content of the spherical alumina powder of the present invention is 10 ppb or less, preferably 8 ppb or less. If the uranium content is 10 ppb or less, malfunction of the semiconductor element can be prevented, which is suitable for use as a semiconductor sealing material. The amount of uranium in the spherical alumina powder can be quantified by a known method such as glow discharge mass spectrometry, inductively coupled plasma mass spectrometry, or fluorescence spectrophotometry, but since the lower limit of quantification is small, Inductively coupled plasma mass spectrometry is preferred.

本発明の球状アルミナ粉末において、粒子径が3μm〜20μmの範囲の球形度は、0.90以上であることが好ましい。該球形度が、0.90以上であると、樹脂への充填性が向上し好ましい。   In the spherical alumina powder of the present invention, the sphericity in the particle diameter range of 3 μm to 20 μm is preferably 0.90 or more. When the sphericity is 0.90 or more, the filling property to the resin is preferably improved.

本発明の球状アルミナ粉末中の溶解性Na量は、Na換算で1000ppm以下であることが好ましく、より好ましくは500ppm以下であり、300ppm以下であることが特に好ましい。球状アルミナ粉末に含まれる溶解性Na量が前記の範囲にあると、絶縁性を維持でき、放熱用の充填材として好適に用いることができる。球状アルミナ粉末中の溶解性Na量の下限値は、特に限定されるものではないが、可及的に低減することが好ましく、通常1ppm程度である。なお、得られた球状アルミナ粉末の耐湿信頼性が十分でない場合には、水洗いなどの公知の方法により、表面に付着した溶解性Naを除去することができる。   The amount of soluble Na in the spherical alumina powder of the present invention is preferably 1000 ppm or less in terms of Na, more preferably 500 ppm or less, and particularly preferably 300 ppm or less. When the amount of soluble Na contained in the spherical alumina powder is in the above range, the insulating property can be maintained and it can be suitably used as a filler for heat dissipation. The lower limit of the amount of soluble Na in the spherical alumina powder is not particularly limited, but it is preferably reduced as much as possible, and is usually about 1 ppm. In addition, when the moisture resistance reliability of the obtained spherical alumina powder is not sufficient, soluble Na adhering to the surface can be removed by a known method such as washing with water.

本発明の球状アルミナ粉末のフタル酸ジオクチル吸油量(ml/100g)(以下、「DOP吸油量」という場合がある。)は、20(ml/100g)以下であることが好ましく、18(ml/100g)以下であることがより好ましい。DOP吸油量は、樹脂への充填性を示す指標であり、DOP吸油量が少ないほど樹脂への充填性が向上し、単位体積あたりの樹脂に対して、より多くの球状アルミナ粉末を充填できることを意味する。DOP吸油量が、前記の範囲にある場合、球状アルミナ粉末の樹脂への充填性がよく、該球状アルミナ粉末を樹脂へ配合することにより、得られる樹脂組成物に高い伝導性を付与することができるため好ましい。DOP吸油量の下限値は、特に限定されるものではなく、小さいほどよいが、通常、10(ml/100g)程度である。   The dioctyl phthalate oil absorption (ml / 100 g) (hereinafter sometimes referred to as “DOP oil absorption”) of the spherical alumina powder of the present invention is preferably 20 (ml / 100 g) or less, and 18 (ml / 100 g). 100g) or less is more preferable. The DOP oil absorption is an index indicating the filling property to the resin. The smaller the DOP oil absorption amount, the better the filling property to the resin, and it is possible to fill more spherical alumina powder per unit volume of resin. means. When the DOP oil absorption is in the above range, the spherical alumina powder can be filled into the resin well, and by adding the spherical alumina powder to the resin, high conductivity can be imparted to the resulting resin composition. This is preferable because it is possible. The lower limit value of the DOP oil absorption amount is not particularly limited and is preferably as small as possible, but is usually about 10 (ml / 100 g).

本発明の球状アルミナ粉末は、特に、本発明の製造方法により効率的に製造することができる。   In particular, the spherical alumina powder of the present invention can be efficiently produced by the production method of the present invention.

本発明の球状アルミナ粉末は、樹脂充填材用途に適しており、適用できる樹脂は広範にわたる。具体的には、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンに代表されるポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、有機ケイ素化合物から構成されるシリコーン樹脂などが挙げられる。これらの樹脂に、本発明の球状アルミナ粉末を配合することにより、高い熱伝導性と絶縁性を付与することができるため、特に、電子部品の放熱部材に好適である。   The spherical alumina powder of the present invention is suitable for resin filler applications, and a wide range of resins can be applied. Specific examples include polyolefin resins typified by polyethylene and polypropylene, thermoplastic resins such as acrylic resins, thermosetting resins such as epoxy resins and phenol resins, and silicone resins composed of organosilicon compounds. . By blending the spherical alumina powder of the present invention with these resins, high thermal conductivity and insulation can be imparted, and therefore, it is particularly suitable for a heat radiating member of an electronic component.

一般的に用いられる公知の方法を使用して、本発明の球状アルミナ粉末と樹脂を混合することにより樹脂組成物を得ることができる。例えば、樹脂が液状の場合(例えば液状エポキシ樹脂など)は、液状樹脂と球状アルミナ粉末と硬化剤とを混合した後、熱や紫外線などで硬化させることにより樹脂組成物を得ることができる。硬化剤や混合方法、硬化方法は公知のものおよび方法を用いることができる。一方、樹脂が固体状の場合(例えばポリオレフィン樹脂やアクリル樹脂など)は、球状アルミナ粉末と樹脂を混合した後に、溶融混練などの公知の方法により混練することで目的とする樹脂組成物を得ることができる。   A resin composition can be obtained by mixing the spherical alumina powder of the present invention and a resin using a commonly used known method. For example, when the resin is in a liquid state (for example, a liquid epoxy resin), the resin composition can be obtained by mixing the liquid resin, the spherical alumina powder, and the curing agent and then curing the mixture with heat, ultraviolet light, or the like. A well-known thing and method can be used for a hardening | curing agent, a mixing method, and the hardening method. On the other hand, when the resin is in a solid state (for example, a polyolefin resin or an acrylic resin), after mixing the spherical alumina powder and the resin, the resin composition is obtained by kneading by a known method such as melt-kneading. Can do.

本発明の球状アルミナ粉末の樹脂に対する配合比率は、樹脂10〜80体積%に対して、球状アルミナ粉末90〜20体積%であることが好ましい。球状アルミナ粉末の配合比率が90体積%を超えると、樹脂との密着性が低下することにより、粉末の脱離が生じやすく、また、組成物が硬くなることにより、樹脂特有のしなやかさが損なわれるなどの問題が生じやすくなる。逆に、球状アルミナの配合比率が20体積%よりも少ないと、熱伝導率の向上が十分に得られないおそれがある。   The blending ratio of the spherical alumina powder of the present invention to the resin is preferably 90 to 20% by volume of the spherical alumina powder with respect to 10 to 80% by volume of the resin. When the blending ratio of the spherical alumina powder exceeds 90% by volume, the adhesiveness with the resin is lowered, so that the powder is liable to be detached, and the suppleness peculiar to the resin is impaired due to the hardened composition. Problems are likely to occur. On the other hand, when the blending ratio of the spherical alumina is less than 20% by volume, there is a possibility that sufficient improvement in thermal conductivity cannot be obtained.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

(1)平均粒子径(D50)、10重量%粒子径(D10)、20重量%粒子径(D20)、80重量%粒子径(D80)、90重量%粒子径(D90)
粒子径は、レーザー散乱式粒子径分布測定装置〔日機装社製 「マイクロトラックHRA X−100」〕を用いて測定した。測定する粉末を0.2重量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液中に加え、測定可能濃度に調整した後、出力40Wの超音波を5分間照射した後、測定を行い(n=2)、その平均値から粒子径を求めた。屈折率は、原料水酸化アルミニウム粉末測定時は1.57、球状アルミナ粉末測定時は1.76とした。
D50は、微粒側からの累積で50重量%となる粒子径から、D10、D20、D80、D90は、 [log(粒子径)]の刻み幅0.038として得られた粒度分布から求めた。
(1) Average particle size (D50), 10 wt% particle size (D10), 20 wt% particle size (D20), 80 wt% particle size (D80), 90 wt% particle size (D90)
The particle size was measured using a laser scattering type particle size distribution measuring device [“MICROTRACK HRA X-100” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.]. The powder to be measured was added to a 0.2 wt% sodium hexametaphosphate aqueous solution, adjusted to a measurable concentration, then irradiated with ultrasonic waves with an output of 40 W for 5 minutes, and then measured (n = 2). The particle size was determined. The refractive index was 1.57 when measuring the raw aluminum hydroxide powder and 1.76 when measuring the spherical alumina powder.
D50 was determined from the particle size distribution obtained from a particle size of 50% by weight from the fine particle side, and D10, D20, D80, and D90 were determined from a particle size distribution obtained with a step size of 0.038 of [log (particle size)].

(2)平均細孔半径(R50)
平均細孔半径は、水銀圧入法による測定に基づいて算出した。Micromeritics社製 オートポアIII9420を用いて、0.0010μmから100μmまでの範囲で測定し、全細孔容積V(ml/g)と全細孔面積A(m/g)とを算出し、式(2×V)/Aから算出した。
(2) Average pore radius (R50)
The average pore radius was calculated based on the measurement by mercury porosimetry. Using an Autopore III9420 manufactured by Micromeritics, the measurement was performed in the range from 0.0010 μm to 100 μm, and the total pore volume V (ml / g) and the total pore area A (m 2 / g) were calculated. 2 * V) / A.

(3)比表面積
JIS−Z−8830に規定された方法に従い、窒素吸着法により比表面積を求めた。
(3) Specific surface area According to the method prescribed | regulated to JIS-Z-8830, the specific surface area was calculated | required by the nitrogen adsorption method.

(4)フタル酸ジオクチル吸油量(ml/100g)
DOP吸油量は、JIS−K−6221に規定された方法に従い、測定した。
(4) Dioctyl phthalate oil absorption (ml / 100g)
The DOP oil absorption was measured according to the method specified in JIS-K-6221.

(5)ウラン含有量
水酸化アルミニウム粉末、球状アルミナ粉末を、硫酸とリン酸の混合水溶液中で加熱することにより、粉末を溶解させて水溶液を調製した。その後、ウランの抽出剤として汎用されるリン酸トリブチルのシクロヘキサン溶液と接触させることで、該水溶液中に含まれるウランを抽出した。その後、再度純水と接触させる逆抽出により水相に移したウランを、ICP−MSを用いてU238amuの強度により測定した。なお、検量線の作成には、SPEX社製標準溶液を用いた。
(5) Uranium content By heating aluminum hydroxide powder and spherical alumina powder in a mixed aqueous solution of sulfuric acid and phosphoric acid, the powder was dissolved to prepare an aqueous solution. Thereafter, uranium contained in the aqueous solution was extracted by contacting with a cyclohexane solution of tributyl phosphate, which is widely used as a uranium extractant. Thereafter, uranium transferred to the aqueous phase by back extraction brought into contact with pure water again was measured by the intensity of U238amu using ICP-MS. A standard solution manufactured by SPEX was used for preparing the calibration curve.

〔実施例1〕
原料水酸化アルミニウムとして、比表面積:3.5m/g、D10:1.6μm、D20:2.8μm、D50:7.8μm、D80:19.2μm、D90:26.8μm、D90/D10:17、D80/D20:6.8、R50:0.19μm、D50/(2×R50):21の物性を有するギブサイト型水酸化アルミニウム粉末を用いた。可燃性ガスと支燃性ガスから形成された1500℃以上の高温火炎中に水酸化アルミニウム粉末を供給・球状化した条件は以下の通りである。
(1)搬送ガス中の濃度(水酸化アルミニウム粉末供給量(g)/搬送ガス供給量(NL)):4.0
(2)火炎中の濃度(水酸化アルミニウム粉末供給量(g)/ガス供給量(NL)):0.4
(3)可燃ガス比(水酸化アルミニウム粉末供給量(g)/可燃性ガス供給量(NL)):2.4
(4)可燃性ガス/支燃性ガス比:0.23
なお、可燃性ガスにはLPGを、支燃性ガスおよび搬送ガスには酸素を用いた。その後、サイクロンにて粉末を捕集することにより、球状アルミナ粉末を得た。
[Example 1]
As a raw material aluminum hydroxide, specific surface area: 3.5 m 2 / g, D10: 1.6 μm, D20: 2.8 μm, D50: 7.8 μm, D80: 19.2 μm, D90: 26.8 μm, D90 / D10: 17, Gibbsite type aluminum hydroxide powder having physical properties of D80 / D20: 6.8, R50: 0.19 μm, D50 / (2 × R50): 21 was used. Conditions under which aluminum hydroxide powder was supplied and spheroidized in a high-temperature flame of 1500 ° C. or higher formed from combustible gas and combustion-supporting gas are as follows.
(1) Concentration in carrier gas (aluminum hydroxide powder supply amount (g) / carrier gas supply amount (NL)): 4.0
(2) Concentration in flame (aluminum hydroxide powder supply amount (g) / gas supply amount (NL)): 0.4
(3) Combustible gas ratio (aluminum hydroxide powder supply amount (g) / combustible gas supply amount (NL)): 2.4
(4) Combustible gas / flammable gas ratio: 0.23
Note that LPG was used as the combustible gas, and oxygen was used as the combustion-supporting gas and the carrier gas. Then, spherical alumina powder was obtained by collecting powder with a cyclone.

得られた球状アルミナ粉末は、比表面積:1.4m/g、D50:9.6μm、D90/D10:4.3、DOP吸油量:16ml/100gの物性を有していた。 The obtained spherical alumina powder had physical properties of a specific surface area: 1.4 m 2 / g, D50: 9.6 μm, D90 / D10: 4.3, DOP oil absorption: 16 ml / 100 g.

〔実施例2〕
原料水酸化アルミニウム粉末として、表1に示す物性を有するギブサイト型水酸化アルミニウム粉末を用いた以外は、実施例1と同様にして球状アルミナ粉末を得た。得られた球状アルミナ粉末の物性を、表2に示す。
[Example 2]
A spherical alumina powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that a gibbsite type aluminum hydroxide powder having the physical properties shown in Table 1 was used as the raw material aluminum hydroxide powder. Table 2 shows the physical properties of the obtained spherical alumina powder.

〔比較例1〕
原料水酸化アルミニウム粉末として、表1に示す物性を有するギブサイト型水酸化アルミニウム粉末を用いた以外は、実施例1と同様にして球状アルミナ粉末を得た。得られた球状アルミナ粉末の物性を、表2に示す。
[Comparative Example 1]
A spherical alumina powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that a gibbsite type aluminum hydroxide powder having the physical properties shown in Table 1 was used as the raw material aluminum hydroxide powder. Table 2 shows the physical properties of the obtained spherical alumina powder.

Figure 0005417248
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Figure 0005417248
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表2に示す結果から、本発明の製造方法によれば、DOP吸油量が低く充填性に優れる、かつウラン含有量の少ない球状アルミナ粉末を得ることができることが確認された。   From the results shown in Table 2, it was confirmed that according to the production method of the present invention, it is possible to obtain a spherical alumina powder having a low DOP oil absorption and excellent filling properties and a low uranium content.

本発明の製造方法によれば、充填性に優れ、かつウラン含有量が少ない低α線量の球状アルミナ粉末を提供することができる。   According to the production method of the present invention, it is possible to provide a low α-dose spherical alumina powder having excellent filling properties and low uranium content.

1 溶射炉
2 バーナー
3 可燃性ガス供給管
4 支燃ガス供給管
5 原料供給管
6 サイクロン
7 バグフィルター
8 ブロワー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal spray furnace 2 Burner 3 Flammable gas supply pipe 4 Supporting gas supply pipe 5 Raw material supply pipe 6 Cyclone 7 Bag filter 8 Blower

Claims (6)

レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で50重量%となる平均粒子径D50が2μm以上100μm以下であり、微粒側からの累積で10重量%となる粒子径D10と、90重量%となる粒子径D90による粒度分布指数D90/D10が13以上である水酸化アルミニウム粉末を、火炎中に噴霧することを特徴とする球状アルミナ粉末の製造方法。   In the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method, the average particle diameter D50 that is 50% by weight accumulated from the fine particle side is 2 μm or more and 100 μm or less, and the particle diameter D10 that is 10% by weight accumulated from the fine particle side; A method for producing a spherical alumina powder, characterized in that an aluminum hydroxide powder having a particle size distribution index D90 / D10 of 13 or more with a particle diameter D90 of 90% by weight is sprayed into a flame. 水酸化アルミニウム粉末の、水銀圧入法により測定した平均細孔半径をR50としたときのD50/(2×R50)が5以上であることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。   2. The production method according to claim 1, wherein D50 / (2 × R50) of the aluminum hydroxide powder is 5 or more when an average pore radius measured by a mercury intrusion method is R50. 水酸化アルミニウム粉末のウラン含有量が10ppb以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の製造方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein the aluminum hydroxide powder has a uranium content of 10 ppb or less. レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で50重量%となる平均粒子径D50が2μm以上100μm以下であり、微粒側からの累積で10重量%となる粒子径D10と、90重量%となる粒子径D90による粒度分布指数D90/D10が4以上12以下であり、窒素吸着法により測定した比表面積が1m/g以上4m/g以下であり、ウラン含有量が10ppb以下であることを特徴とする、樹脂充填用球状アルミナ粉末。 In the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method, the average particle diameter D50 that is 50% by weight accumulated from the fine particle side is 2 μm or more and 100 μm or less, and the particle diameter D10 that is 10% by weight accumulated from the fine particle side; The particle size distribution index D90 / D10 with a particle diameter D90 of 90% by weight is 4 or more and 12 or less, the specific surface area measured by the nitrogen adsorption method is 1 m 2 / g or more and 4 m 2 / g or less, and the uranium content is 10 ppb. A spherical alumina powder for resin filling, characterized by: レーザー回折散乱法により測定した粒度分布において、微粒側からの累積で50重量%となる平均粒子径D50が2μm以上100μm以下であり、微粒側からの累積で10重量%となる粒子径D10と、90重量%となる粒子径D90による粒度分布指数D90/D10が13以上であり、水銀圧入法により測定した平均細孔半径をR50としたときのD50/(2×R50)が5以上であることを特徴とする、球状アルミナ製造用水酸化アルミニウム粉末。   In the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method, the average particle diameter D50 that is 50% by weight accumulated from the fine particle side is 2 μm or more and 100 μm or less, and the particle diameter D10 that is 10% by weight accumulated from the fine particle side; The particle size distribution index D90 / D10 with a particle diameter D90 of 90% by weight is 13 or more, and D50 / (2 × R50) is 5 or more when the average pore radius measured by the mercury intrusion method is R50. An aluminum hydroxide powder for producing spherical alumina. ウラン含有量が10ppb以下であることを特徴とする、請求項5に記載の球状アルミナ製造用水酸化アルミニウム粉末。   6. The aluminum hydroxide powder for producing spherical alumina according to claim 5, wherein the uranium content is 10 ppb or less.
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