JP6209032B2 - Classified particle material, method for producing the same, and resin composition - Google Patents

Classified particle material, method for producing the same, and resin composition Download PDF

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Description

本発明は、分級済粒子材料及びその製造方法、並びに樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a classified particle material, a method for producing the same, and a resin composition.

近年の電子機器(電子部品も含む)の微細化は止まる所を知らない。そのような電子機器に採用される材料はその大きさに応じた非常に高い性能が求められることになる。例えば、電機部品の1つである半導体デバイスは半導体素子を封止材にて封止して製造する方法が一般的である。封止材は半導体素子を外部から隔離したり、放熱を確保したりなどの多岐にわたる性能が求められているが、半導体デバイスの微細化に伴い非常に高い性能が要求される。   I do not know where miniaturization of electronic devices (including electronic components) in recent years will stop. A material used for such an electronic device is required to have very high performance corresponding to its size. For example, a semiconductor device that is one of electric parts is generally manufactured by sealing a semiconductor element with a sealing material. The sealing material is required to have various performances such as isolating the semiconductor element from the outside and ensuring heat dissipation. However, with the miniaturization of semiconductor devices, very high performance is required.

封止材としては物理的、化学的な安定性が高く、熱変動による体積変動を小さくするために、シリカをフィラーとして分散させたものが汎用されている。封止材は半導体素子と基板との間などの微細な隙間に充填する必要があるため、分散されているフィラーについても微細なものが要求される。また、隙間への充填性を向上させるためにはフィラーの粒度分布についても精密に制御する必要がある。   As a sealing material, a material in which silica is dispersed as a filler is widely used in order to have high physical and chemical stability and to reduce volume fluctuation due to thermal fluctuation. Since the sealing material needs to be filled in a minute gap such as between the semiconductor element and the substrate, a fine filler is required for the dispersed filler. In addition, in order to improve the filling property in the gap, it is necessary to precisely control the particle size distribution of the filler.

特開2008−247726号公報JP 2008-247726 A 特開2011−213514号公報JP 2011-213514 A

ところで、粒径が小さな粒子材料(特にマイクロメートル、ナノメートルオーダーの粒子材料)は凝集性が高く精密な分級が困難である場合が多い。   By the way, a particle material having a small particle size (particularly a particle material of the order of micrometers or nanometers) often has high cohesiveness and is difficult to be classified accurately.

従来、粒子材料について分級を行う方法としては、乾式にて篩を通す方法、湿式にて篩を通す方法、流体の流れ(風、水)を利用する方法などがあった。これらの中で乾式で篩を通す方法は精密な分級が出来ないばかりか分級の収率も充分では無かった。そして湿式で分級を行う方法は、分級の精度は良いものの収率が充分で無く、また、粒子材料を構成する材料の種類によっては分級後に乾燥したときに凝集が生じてしまうこともあった。   Conventionally, as a method of classifying the particulate material, there are a method of passing through a sieve by a dry method, a method of passing through a sieve by a wet method, a method of using a fluid flow (wind, water), and the like. Of these, the dry method of passing through a sieve not only did not give a precise classification, but the classification yield was not sufficient. In the wet classification method, although the classification accuracy is good, the yield is not sufficient, and depending on the type of the material constituting the particulate material, aggregation may occur when dried after classification.

また、種々の粒度分布をもつ粒子材料を混合することにより目的の粒度分布に近い粒度分布を持つ粒子材料を得ることも可能であるが、混合前の粒子材料自体の粒度分布が特殊なもの(有る粒径を境に精密に分級されたもの:分級済粒子材料)であることが望ましい。   It is also possible to obtain a particle material having a particle size distribution close to the target particle size distribution by mixing particle materials having various particle size distributions, but the particle material itself before mixing has a special particle size distribution ( It is desirable that the particles be classified precisely with a certain particle size as a boundary: classified particle material).

本発明は上記実情に鑑み完成したものであり、精密な分級が実現できる分級済粒子材料の製造方法、及び精密に分級された分級済粒子材料、並びにその分級済粒子材料を用いた樹脂組成物を提供することを解決すべき課題とする。   The present invention has been completed in view of the above circumstances, and a method for producing a classified particle material capable of realizing precise classification, a precisely classified particle material, and a resin composition using the classified particle material Providing is a problem to be solved.

(1)上記課題を解決する本発明の分級済粒子材料の製造方法は、一次粒子の体積平均粒径が200nm以下の原料シリカ粒子に対し、嵩密度が450g/L以下になるように解砕する解砕工程と、
前記解砕工程にて得られたシリカ粒子と前記シリカ粒子の一次粒子よりも体積平均粒径が大きい粒子材料とを混合して前記粒子材料の表面に前記シリカ粒子を付着させてシリカ被覆粒子材料とする混合工程と、
前記シリカ被覆粒子材料を乾式篩により分級する分級工程と、
を有し、
前記原料シリカ粒子は、
水を含む液状媒体中でシランカップリング剤およびオルガノシラザンによって表面処理する表面処理工程と、
前記液状媒体を除去する工程と、
をもつ前処理工程にて処理されており、
該シランカップリング剤は、3つのアルコキシ基と、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基と、を持ち、
該シランカップリング剤と該オルガノシラザンとのモル比は、該シランカップリング剤:該オルガノシラザン=1:2〜1:10である。
(1) The method for producing a classified particle material of the present invention that solves the above problems is crushed so that the bulk density is 450 g / L or less with respect to the raw material silica particles having a volume average particle diameter of primary particles of 200 nm or less. Crushing process to
A silica-coated particle material obtained by mixing the silica particles obtained in the crushing step and a particle material having a volume average particle size larger than the primary particles of the silica particles to adhere the silica particles to the surface of the particle material. And a mixing step
A classification step of classifying the silica-coated particle material with a dry sieve;
Have
The raw silica particles are
A surface treatment step of surface treatment with a silane coupling agent and an organosilazane in a liquid medium containing water;
Removing the liquid medium;
It is processed in the pretreatment process with
The silane coupling agent has three alkoxy groups, a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group,
The molar ratio of the silane coupling agent to the organosilazane is the silane coupling agent: the organosilazane = 1: 2 to 1:10.

粒子材料の表面に上述の解砕工程により得られたシリカ粒子を付着させることにより、粒子材料の流動性が向上でき、結果、分級効率も向上する。   By attaching the silica particles obtained by the above-mentioned crushing step to the surface of the particle material, the fluidity of the particle material can be improved, and as a result, the classification efficiency is also improved.

上述した(1)の発明は以下の(2)を組み合わせることが出来る。これらを組み合わせることにより解砕工程によりシリカ粒子が一次粒子にまで分離されやすくなる。一次粒子の割合が多いほど分級効率を向上することができる。
(2)前記表面処理工程は、
前記シランカップリング剤で処理する第1の処理工程と、
前記オルガノシラザンで処理する第2の処理工程と、を持ち、
該第2の処理工程は、該第1の処理工程後に行う。
(3)上記課題を解決する本発明の分級済粒子材料は、一次粒子の体積平均粒径が200nm以下、嵩密度が450g/L以下であるシリカ粒子と、
前記シリカ粒子の一次粒子よりも体積平均粒径が大きく前記シリカ粒子が表面に付着する粒子材料とを有し、
前記シリカ粒子は、式(1):−OSiXで表される官能基と、式(2):−OSiYで表される官能基とを表面にもつ。(上記式(1)、(2)中;Xはフェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基であり;X、Xは−OSiR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択され;YはRであり;Y、YはR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択される。YはRであり;Y及びYは、R及び−OSiRからそれぞれ独立して選択され;Rは炭素数1〜3のアルキル基から独立して選択される。なお、X、X、Y、Y、Y、及びYの何れかは、隣接する官能基のX、X、Y、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合しても良い。)
上述の(3)の分級済粒子材料は下記(4)〜(5)のうちの何れか1つに記載の構成を採用することができる。
(4)前記シリカ粒子は前記粒子材料の表面において(300nm)当たり5個以上存在する。
(5)モード径/カットポイントが0.56以上である。
(6)上記課題を解決する本発明の樹脂組成物は上述の(3)〜(5)のうちの何れか1つに記載の分級済粒子材料と、
前記分級済粒子材料を分散する樹脂材料とを有する。
The invention (1) described above can be combined with the following (2). By combining these, silica particles are easily separated into primary particles by the crushing step. The classification efficiency can be improved as the proportion of primary particles increases.
(2) The surface treatment step includes
A first treatment step of treating with the silane coupling agent;
A second treatment step of treating with the organosilazane,
The second processing step is performed after the first processing step.
(3) The classified particle material of the present invention that solves the above-mentioned problem is a silica particle having a primary particle volume average particle size of 200 nm or less and a bulk density of 450 g / L or less,
A particle material having a volume average particle size larger than the primary particles of the silica particles and the silica particles adhering to the surface;
The silica particles have a functional group represented by the formula (1): -OSiX 1 X 2 X 3 and a functional group represented by the formula (2): -OSiY 1 Y 2 Y 3 on the surface. (In the above formulas (1) and (2); X 1 is a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group; X 2 , X 3 Are independently selected from —OSiR 3 and —OSiY 4 Y 5 Y 6 ; Y 1 is R; Y 2 and Y 3 are each independently selected from R and —OSiY 4 Y 5 Y 6 .Y 4 is an R; Y 5 and Y 6 is selected from R and -OSiR 3 independently;. R is independently selected from alkyl groups of 1 to 3 carbon atoms Incidentally, X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 are any of the adjacent functional groups X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 , and —O—. May be combined with each other.)
The classified particle material of (3) described above can employ the configuration described in any one of the following (4) to (5).
(4) There are 5 or more silica particles per (300 nm) 2 on the surface of the particle material.
(5) The mode diameter / cut point is 0.56 or more.
(6) The resin composition of the present invention that solves the above problems is the classified particle material according to any one of (3) to (5) above,
And a resin material in which the classified particle material is dispersed.

本発明の分級済粒子材料の製造方法は、シリカ粒子を粒子材料の表面に付着させることで粒子材料の流動特性を向上でき、結果、分級効率を向上できる。そのため、得られた分級済粒子材料は精密に分級された粒子材料である。   In the method for producing a classified particle material of the present invention, the flow characteristics of the particle material can be improved by attaching silica particles to the surface of the particle material, and as a result, the classification efficiency can be improved. Therefore, the obtained classified particle material is a precisely classified particle material.

実施例において篩(10μm)を通過させた後の粒度分布である。It is a particle size distribution after letting a sieve (10 micrometers) pass in an Example. 実施例において篩(15μm)を通過させた後の粒度分布である。It is a particle size distribution after letting a sieve (15 micrometers) pass in an Example. 実施例において篩(20μm)を通過させた後の粒度分布である。It is a particle size distribution after letting a sieve (20 micrometers) pass in an Example. 実施例において篩(25μm)を通過させた後の粒度分布である。It is a particle size distribution after letting a sieve (25 micrometers) pass in an Example. 粒子表面への試験試料1の付着の密度を検討するために行った試験におけるSEM写真である。It is a SEM photograph in the test done in order to examine the density of adhesion of the test sample 1 to the particle | grain surface. 粒子表面への試験試料1の付着の密度を検討するために行った試験におけるSEM写真である。It is a SEM photograph in the test done in order to examine the density of adhesion of the test sample 1 to the particle | grain surface.

以下に本発明の分級済粒子材料の製造方法及び分級済粒子材料、並びに樹脂組成物について実施形態に基づき以下詳細に説明する。   The production method of classified particle material, classified particle material, and resin composition of the present invention will be described below in detail based on the embodiments.

(分級済粒子材料の製造方法)
本実施形態の分級済粒子材料の製造方法は、原料シリカ粒子に対して解砕工程を行い製造したシリカ粒子を粒子材料の表面に付着させてシリカ被覆粒子材料とし、それを分級する方法である。原料シリカ粒子は一次粒子同士が結合している割合が多いが、その結合を解砕工程にて分離することが出来る。一次粒子に近い状態にまで分離したシリカ粒子が表面に付着することにより、粒子材料の流動特性が向上し分級効率が向上する。
(Method for producing classified particulate material)
The method for producing a classified particle material according to the present embodiment is a method in which silica particles produced by performing a pulverization process on raw silica particles are attached to the surface of the particle material to form a silica-coated particle material, and then classified. . The raw material silica particles have a large proportion of primary particles bonded together, but the bonds can be separated in the crushing step. The silica particles separated to a state close to primary particles adhere to the surface, whereby the flow characteristics of the particle material are improved and the classification efficiency is improved.

分級工程は特に限定しない。乾式にて篩を通過させる方法、湿式にて篩を通過させる方法、気流分級などが挙げられる。乾式にて行う篩分けが操作が簡便であり好ましい。   The classification process is not particularly limited. Examples include a method of passing a sieve through a dry method, a method of passing a sieve through a wet method, and air classification. Sieving performed by a dry method is preferable because the operation is simple.

粒子材料の表面にシリカ粒子を付着させる方法としては特に限定されず、単純に混合したり、混合した後に振動を与えたりすることで実施できる。粒子材料表面へのシリカ粒子の付着は乾燥状態にて行うことができる。粒子材料とシリカ粒子との混合割合は特に限定しない。僅かな量であってもシリカ粒子が粒子材料の表面に存在すればシリカ粒子による流動特性改善効果が発現できるものと考えられる。例えばシリカ粒子の含有量は粒子材料の質量を基準として、上限が10%、5%、2%程度を好ましい範囲として採用でき、下限が0.001%、0.005%、0.01%程度を好ましい範囲として採用できる。   The method for adhering the silica particles to the surface of the particle material is not particularly limited, and can be carried out by simply mixing or applying vibration after mixing. The silica particles can be attached to the surface of the particulate material in a dry state. The mixing ratio of the particulate material and the silica particles is not particularly limited. Even if the amount is small, if the silica particles are present on the surface of the particle material, it is considered that the effect of improving the flow characteristics by the silica particles can be exhibited. For example, the content of silica particles can adopt the upper limit of about 10%, 5%, and 2% as a preferable range based on the mass of the particle material, and the lower limit of about 0.001%, 0.005%, and 0.01% can be used as a preferable range. .

粒子材料は無機酸化物からなり、具体的には無機酸化物単独又は無機酸化物を主成分(質量基準で50%以上)であること以外特に限定しない。粒子材料は粒径が小さいほど凝集性が高まるため本願発明の製造方法を適用する効果が高くなる。従って、粒子材料の体積平均粒径は望ましくは100μm以下、より望ましくは50μm以下、更に望ましくは10μm以下である。   The particulate material is composed of an inorganic oxide, and is not particularly limited except that the inorganic oxide alone or the inorganic oxide is a main component (50% or more by mass). The effect of applying the manufacturing method of the present invention is increased because the particle material has a higher cohesion as the particle size is smaller. Therefore, the volume average particle size of the particulate material is desirably 100 μm or less, more desirably 50 μm or less, and even more desirably 10 μm or less.

粒子材料を構成する無機酸化物としては特に限定しない。シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、これらの複合酸化物、混合物などが挙げられる。   The inorganic oxide constituting the particulate material is not particularly limited. Examples thereof include silica, alumina, titania, zirconia, composite oxides and mixtures thereof.

粒子材料は表面処理がなされていても良い。表面処理はシランカップリング剤、オルガノシラザンなどにより行うことができる。シランカップリング剤、オルガノシラザンとしては後述するものが例示できる。表面処理の量としては特に限定しない。   The particulate material may be surface treated. The surface treatment can be performed with a silane coupling agent, organosilazane or the like. Examples of the silane coupling agent and organosilazane include those described later. The amount of the surface treatment is not particularly limited.

原料シリカ粒子は一次粒子の体積平均粒径が200nm以下、嵩密度が450g/L以下である。そして、100g/L以上であることが望ましい。体積平均粒径としては、好ましい上限として、100nm、70nm、50nmが挙げられる。また、好ましい下限として、1nmが挙げられる。原料シリカ粒子としてはすべて300nm以下の粒径であることが望ましい。   The raw silica particles have a primary particle volume average particle size of 200 nm or less and a bulk density of 450 g / L or less. And it is desirable that it is 100 g / L or more. As a volume average particle diameter, 100 nm, 70 nm, and 50 nm are mentioned as a preferable upper limit. Moreover, 1 nm is mentioned as a preferable minimum. The raw material silica particles preferably have a particle size of 300 nm or less.

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

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

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

原料シリカ粒子は表面に炭素を含む官能基が表面に導入されていることが望ましい。詳しくは後述する。   The raw material silica particles preferably have a functional group containing carbon introduced on the surface. Details will be described later.

原料シリカ粒子の製造方法は特に限定しない。例えば水ガラス法、アルコキシド法、VMC法が例示でき、水ガラス法を採用することが望ましい。水ガラス法は水ガラスに対して、イオン交換、化学反応による置換基の導入・脱離、pHや温度などの制御などを行うことにより原料シリカ粒子を析出させる方法である。例えば、水ガラスをイオン交換樹脂でイオン交換することによって、ナノメートルオーダーのシリカ粒子が分散された水性スラリーを調製することができる。更に、金属ケイ素をアルカリ溶液などに溶解させた後に析出させることで(水ガラス法類似の方法)、原料シリカ粒子を製造することが出来る。   The method for producing the raw material silica particles is not particularly limited. For example, a water glass method, an alkoxide method, and a VMC method can be exemplified, and it is desirable to employ the water glass method. The water glass method is a method of precipitating raw material silica particles by performing ion exchange, introduction / desorption of substituents by chemical reaction, control of pH, temperature, and the like on water glass. For example, an aqueous slurry in which nanometer order silica particles are dispersed can be prepared by ion exchange of water glass with an ion exchange resin. Furthermore, the raw material silica particles can be produced by dissolving metal silicon in an alkali solution or the like and then depositing it (a method similar to the water glass method).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

原料シリカ粒子は、凝集し難いため、水やアルコール等の液状媒体に分散されていない原料シリカ粒子として提供できる。この場合、液状媒体の持ち込みがないために、樹脂材料用のフィラーとして好ましく用いられる。   Since the raw silica particles hardly aggregate, they can be provided as raw silica particles that are not dispersed in a liquid medium such as water or alcohol. In this case, since no liquid medium is brought in, it is preferably used as a filler for a resin material.

また、原料シリカ粒子は凝集し難いために、水で容易に洗浄できる。   Further, since the raw silica particles are difficult to aggregate, they can be easily washed with water.

原料シリカ粒子は、水を含む液状媒体中で、シランカップリング剤およびオルガノシラザンによってシリカ粒子を表面処理する工程(表面処理工程)にて処理される。シランカップリング剤は、3つのアルコキシ基と、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基(すなわち上記のX)とを持つ。 The raw material silica particles are treated in a step of treating the silica particles with a silane coupling agent and an organosilazane (surface treatment step) in a liquid medium containing water. The silane coupling agent has three alkoxy groups and a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group (that is, X 1 described above).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

原料シリカ粒子は、表面処理工程後に固形化工程を備えても良い。固形化工程は、表面処理後の原料シリカ粒子を鉱酸で沈殿させ、沈殿物を水で洗浄・乾燥して、原料シリカ粒子の固形物を得る工程である。上述したように、一般的なシリカ粒子は非常に凝集し易いため、一旦固形化したシリカ粒子を再度分散するのは非常に困難である。しかし、原料シリカ粒子は凝集し難いため、固形化しても凝集し難く、また、例え凝集しても再分散し易い。なお、洗浄工程においては、原料シリカ粒子の抽出水(詳しくは、シリカ粒子を121℃で24時間浸漬した水)の電気伝導度が50μS/cm以下となるまで、洗浄を繰り返すのが好ましい。   The raw silica particles may be provided with a solidification step after the surface treatment step. The solidification step is a step in which the raw material silica particles after the surface treatment are precipitated with a mineral acid, and the precipitate is washed with water and dried to obtain a solid material of the raw material silica particles. As described above, since general silica particles are very likely to aggregate, it is very difficult to disperse once solidified silica particles. However, since the raw silica particles are difficult to agglomerate, they are difficult to agglomerate even if solidified, and are easily redispersed even if agglomerated. In the washing step, washing is preferably repeated until the electrical conductivity of the extraction water of the raw silica particles (specifically, the water in which the silica particles are immersed at 121 ° C. for 24 hours) is 50 μS / cm or less.

固形化工程で用いる鉱酸としては塩酸、硝酸、硫酸、リン酸などが例示でき、特に塩酸が望ましい。鉱酸はそのまま用いても良いが、鉱酸水溶液として用いるのが好ましい。鉱酸水溶液における鉱酸の濃度は0.1質量%以上が望ましく、0.5質量%以上が更に望ましい。鉱酸水溶液の量は、洗浄対象である原料シリカ粒子の質量を基準として6〜12倍程度にすることができる。   Examples of the mineral acid used in the solidification step include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and phosphoric acid, and hydrochloric acid is particularly desirable. The mineral acid may be used as it is, but is preferably used as a mineral acid aqueous solution. The concentration of the mineral acid in the aqueous mineral acid solution is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more. The amount of the mineral acid aqueous solution can be about 6 to 12 times based on the mass of the raw silica particles to be cleaned.

鉱酸水溶液による洗浄は複数回数行うことも可能である。鉱酸水溶液による洗浄は原料シリカ粒子を鉱酸水溶液に浸漬後、撹拌することが望ましい。また、浸漬した状態で1時間から24時間、更には72時間程度放置することができる。放置する際には撹拌を継続することもできるし、撹拌しないこともできる。鉱酸含有液中にて洗浄する際には常温以上に加熱することもできる。   The cleaning with the mineral acid aqueous solution can be performed a plurality of times. The washing with the mineral acid aqueous solution is preferably performed after the raw silica particles are immersed in the mineral acid aqueous solution and then stirred. Further, it can be left in the immersed state for 1 to 24 hours, and further for about 72 hours. When it is allowed to stand, stirring can be continued or not stirred. When washing in the mineral acid-containing liquid, it can be heated to room temperature or higher.

その後、洗浄して懸濁させた原料シリカ粒子をろ取した後、水にて洗浄する。使用する水はアルカリ金属などのイオンを含まない(例えば質量基準で1ppm以下)ことが望ましい。例えば、イオン交換水、蒸留水、純水などである。水による洗浄は鉱酸水溶液による洗浄と同じく、原料シリカ粒子を分散、懸濁させた後、ろ過することもできるし、ろ取した原料シリカ粒子に対して水を継続的に通過させることによっても可能である。水による洗浄の終了時期は、上述した抽出水の電気伝導度で判断しても良いし、原料シリカ粒子を洗浄した後の排水中のアルカリ金属濃度が1ppm以下になった時点としても良いし、抽出水のアルカリ金属濃度が5ppm以下になった時点としても良い。なお、水で洗浄する際には常温以上に加熱することもできる。   Thereafter, the raw silica particles washed and suspended are collected by filtration and then washed with water. It is desirable that the water used does not contain ions such as alkali metals (for example, 1 ppm or less on a mass basis). For example, ion exchange water, distilled water, pure water and the like. Washing with water is the same as washing with an aqueous mineral acid solution, after the raw silica particles are dispersed and suspended, they can be filtered, or by continuously passing water through the filtered raw silica particles. Is possible. The end of washing with water may be determined by the electrical conductivity of the extracted water described above, or may be the time when the alkali metal concentration in the waste water after washing the raw silica particles becomes 1 ppm or less, It is good also as the time of the alkali metal concentration of extraction water becoming 5 ppm or less. When washing with water, it can be heated to a room temperature or higher.

原料シリカ粒子の乾燥は、常法により行うことができる。例えば、加熱や、減圧(真空)下に放置する等である。   Drying of the raw silica particles can be performed by a conventional method. For example, heating or leaving under reduced pressure (vacuum).

(分級済粒子材料)
本実施形態の分級済粒子材料は、シリカ粒子とそのシリカ粒子が表面に付着した粒子材料とを有する。シリカ粒子は一次粒子の体積平均粒径が200nm以下、嵩密度が450g/L以下である。シリカ粒子は、式(1):−OSiXで表される官能基と、式(2):−OSiYで表される官能基とを表面にもつ。これらの詳細は前述した製造方法にて説明した内容と同じなので省略する。
(Classified particle material)
The classified particle material of the present embodiment includes silica particles and a particle material having the silica particles attached to the surface. The silica particles have a primary particle volume average particle size of 200 nm or less and a bulk density of 450 g / L or less. The silica particles have a functional group represented by the formula (1): -OSiX 1 X 2 X 3 and a functional group represented by the formula (2): -OSiY 1 Y 2 Y 3 on the surface. Since these details are the same as the contents explained in the above-mentioned manufacturing method, they are omitted.

粒子材料はシリカ粒子の一次粒子よりも体積平均粒径が大きくシリカ粒子が表面に付着する。シリカ粒子は前記粒子材料の表面において(300nm)当たり5個以上存在することが望ましい。具体的にはFE−SEMにて撮影した写真を用い、粒子材料の表面からランダムに300nm×300nmの領域を10箇所選択し、そこに存在するシリカ粒子の数を数えて平均値を求めることで行う。本実施形態のシリカ粒子であるか否かはその粒子が粒子材料の表面にて一次粒子として存在するかどうかで判断する。ここで一次粒子で存在するとはSEM写真において、粒子同士が接触している状態から互いに離散している状態の間である粒子を意味する。 The particulate material has a volume average particle size larger than the primary particles of the silica particles, and the silica particles adhere to the surface. It is desirable that 5 or more silica particles are present per 2 (300 nm) 2 on the surface of the particle material. Specifically, using a photograph taken with an FE-SEM, 10 regions of 300 nm × 300 nm are randomly selected from the surface of the particle material, and the average value is obtained by counting the number of silica particles present there. Do. Whether or not it is a silica particle of the present embodiment is determined by whether or not the particle exists as a primary particle on the surface of the particle material. Here, the presence of primary particles means particles in a state where the particles are in contact with each other in a SEM photograph.

また、分級済粒子材料はモード径/カットポイントが0.56以上であることが望ましい。モード径は粒度分布(体積頻度)を測定したときに最も大きな値を示す粒径であり、カットポイントは粒径の小さい側から体積頻度を積算したときに99.9%となる粒径を意味する。簡易的にカットポイントを求める方法としては適当な大きさの篩(例えば目開き10μm)を用意し、その篩を通過できなかった粒子の割合を求めてその割合が0.1%以下であればその篩の目開きがカットポイントであると判断しても良い。この簡易法はカットポイントの測定値が原理的に正確な値よりも高くなる方向に誤差を生じるが、その誤差はモード径/カットポイントの値が小さくなる方向に働くため、モード径/カットポイントが大きいことが望ましいものと定義する本実施形態の分級済粒子材料を特定するために用いることは問題ない。ここで、モード径/カットポイントの値は分級の精密さと関連する値である。この値が大きいほど、分級が精密に行われたものと判断する。   The classified particle material preferably has a mode diameter / cut point of 0.56 or more. The mode diameter is the particle diameter showing the largest value when the particle size distribution (volume frequency) is measured, and the cut point means the particle diameter that becomes 99.9% when the volume frequency is integrated from the smaller particle diameter side. To do. A simple method for obtaining the cut point is to prepare an appropriately sized sieve (for example, an opening of 10 μm), find the percentage of particles that could not pass through the sieve, and if the percentage is 0.1% or less You may judge that the opening of the sieve is a cut point. This simple method produces an error in the direction in which the measured value of the cut point becomes higher than the exact value in principle, but the error works in the direction in which the value of the mode diameter / cut point decreases, so the mode diameter / cut point There is no problem in using it for specifying the classified particle material of the present embodiment, which defines that it is desirable that the ratio is large. Here, the value of the mode diameter / cut point is a value related to the precision of classification. The larger this value, the more accurate the classification.

(樹脂組成物)
本実施形態の樹脂組成物は上述の分級済粒子材料と樹脂材料(樹脂材料前駆体を含む)とを混合したものである。分級済粒子材料と樹脂材料等との混合比は特に限定しないが、分級済粒子材料の量が多い方が熱的安定性に優れたものになる。更に分級済粒子材料は球形度が高い方が樹脂材料等中への充填性が高くできる。
(Resin composition)
The resin composition of this embodiment is a mixture of the classified particle material described above and a resin material (including a resin material precursor). The mixing ratio between the classified particle material and the resin material is not particularly limited. However, the larger the amount of the classified particle material, the better the thermal stability. Furthermore, as the classified particle material has a higher sphericity, the filling property into the resin material or the like can be improved.

樹脂材料等は何らかの条件下で硬化可能な組成物である。例えば、プレポリマーと硬化剤との混合物である。硬化剤は硬化直前に混合しても良い。樹脂材料等としてはその種類は特に限定しない。例えば、エポキシ基、オキセタン基、水酸基、ブロックされたイソシアネート基、アミノ基、ハーフエステル基、アミック基、カルボキシ基及び炭素-炭素二重結合基を化学構造中に有することが望ましい。これらの官能基は好適な反応条件を設定することで互いに結合可能な官能基(重合性官能基)であり、適正な反応条件を選択することにより樹脂材料等を硬化させることができる。硬化させるための好適な反応条件としては単純に加熱や光照射を行ったり、熱や光照射によりラジカルやイオン(アニオン、カチオン)などの反応性種を生成したり、それらの官能基間を結合する反応開始剤(重合開始剤)を添加して加熱や光照射を行うことなどである。重合反応に際して必要な化合物を硬化剤として添加したり、その反応に対する触媒を添加することもできる。   The resin material or the like is a composition that can be cured under some conditions. For example, a mixture of a prepolymer and a curing agent. The curing agent may be mixed immediately before curing. The type of resin material is not particularly limited. For example, it is desirable to have an epoxy group, oxetane group, hydroxyl group, blocked isocyanate group, amino group, half ester group, amic group, carboxy group and carbon-carbon double bond group in the chemical structure. These functional groups are functional groups (polymerizable functional groups) that can be bonded to each other by setting suitable reaction conditions, and resin materials and the like can be cured by selecting appropriate reaction conditions. Suitable reaction conditions for curing include simple heating and light irradiation, generation of reactive species such as radicals and ions (anions and cations) by heat and light irradiation, and bonding between these functional groups. For example, adding a reaction initiator (polymerization initiator) to perform heating or light irradiation. A compound necessary for the polymerization reaction can be added as a curing agent, or a catalyst for the reaction can be added.

樹脂材料等としては重合により高分子材料を形成する単量体や、上述したような重合性官能基により修飾した高分子材料が好ましいものとして挙げられる。例えば、硬化前の、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などのプレポリマーが好適である。特に熱的安定性の高いものにする場合にはエポキシ樹脂を主体として組成物を構成することが望ましい。   Preferred examples of the resin material include a monomer that forms a polymer material by polymerization and a polymer material modified with a polymerizable functional group as described above. For example, a prepolymer such as an epoxy resin, an acrylic resin, or a urethane resin before curing is suitable. In particular, when the thermal stability is high, it is desirable that the composition is composed mainly of an epoxy resin.

本発明の分級済粒子材料の製造方法について実施例に基づき説明を行う。なお、本実施例では粒径について言及するときには特に一次粒子の粒径であるとの記載が無い場合には二次粒子の粒径について記載する。   The manufacturing method of the classified particle material of this invention is demonstrated based on an Example. In this example, when mentioning the particle size, the particle size of the secondary particles is described unless there is a description that the particle size of the primary particles.

〔試験例1〕
(シリカ粒子の製造)
・原料シリカ粒子の製造
シリカ粒子を水系媒質としての水に分散させた水系スラリーとしてのコロイドシリカスノーテックスOS(シリカ分20%:日産化学製:一次粒子の粒径が10nm)100質量部に対して前処理工程(表面処理工程及び乾燥工程)を行った。
[Test Example 1]
(Manufacture of silica particles)
-Production of raw silica particles Colloidal silica snowtex OS (silica content 20%: manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd .: primary particle size is 10 nm) as 100 parts by weight as an aqueous slurry in which silica particles are dispersed in water as an aqueous medium The pretreatment process (surface treatment process and drying process) was performed.

(表面処理工程)
(1)準備工程
水系スラリー100質量部にイソプロパノール40質量部を加え、室温(約25℃)で混合することで、シリカ粒子が液状媒体に分散されてなる分散液を得た。
(2)第1工程
この分散液にフェニルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製、KBM103)1.82質量部を加え40℃で72時間混合した。この工程により、シリカ粒子の表面に存在する水酸基をシランカップリング剤で表面処理した。なお、このときフェニルトリメトキシシランは必要な量の水酸基(一部)が表面処理されず残存するように計算して加えた。
(3)第2工程
次いで、この混合物にヘキサメチルジシラザン3.71質量部を加え、40℃で72時間放置した。この工程によって、シリカ粒子が表面処理され、シリカ粒子材料が得られた。表面処理の進行に伴い、疎水性になったシリカ粒子が水及びイソプロパノールの中に安定に存在できなくなり、凝集・沈殿した。なお、フェニルトリメトキシシランとメキサメチルジシラザンとのモル比は2:5であった。
(Surface treatment process)
(1) Preparatory process 40 mass parts of isopropanol was added to 100 mass parts of aqueous slurry, and the dispersion liquid by which a silica particle was disperse | distributed to the liquid medium was obtained by mixing at room temperature (about 25 degreeC).
(2) First Step 1.82 parts by mass of phenyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM103) was added to this dispersion and mixed at 40 ° C. for 72 hours. By this step, the hydroxyl group present on the surface of the silica particles was surface treated with a silane coupling agent. At this time, phenyltrimethoxysilane was calculated and added so that a necessary amount of hydroxyl groups (partially) remained without being surface-treated.
(3) Second Step Next, 3.71 parts by mass of hexamethyldisilazane was added to this mixture and left at 40 ° C. for 72 hours. Through this step, the silica particles were surface-treated to obtain a silica particle material. As the surface treatment progressed, the silica particles that became hydrophobic could no longer exist stably in water and isopropanol, and agglomerated and precipitated. The molar ratio of phenyltrimethoxysilane to mexamethyldisilazane was 2: 5.

(固形化工程)
表面処理工程で得られた混合物に35%塩酸水溶液を4.8質量部加え、シリカ粒子材料を沈殿させた。沈殿物をろ紙(アドバンテック社製 5A)で濾過した。濾過残渣(固形分)を純水で洗浄した後に100℃で真空乾燥して、シリカ粒子材料の固形物(原料シリカ粒子)を得た。
(Solidification process)
4.8 parts by mass of 35% aqueous hydrochloric acid solution was added to the mixture obtained in the surface treatment step to precipitate the silica particle material. The precipitate was filtered with a filter paper (5A manufactured by Advantech). The filtration residue (solid content) was washed with pure water and then vacuum-dried at 100 ° C. to obtain a silica particle material solid material (raw material silica particles).

得られたシリカ粒子はD10が8.8μm、D50が124.5μm、D90が451.9μmであった。   The obtained silica particles had D10 of 8.8 μm, D50 of 124.5 μm, and D90 of 451.9 μm.

(解砕工程)
得られた原料シリカ粒子に対して解砕工程を行い、本試験例のシリカ粒子を得た。解砕工程はジェットミル((株)セイシン企業製、型番STJ−200)を用い、解砕圧0.3MPa、供給量10kg/hの条件で実施した。得られたシリカ粒子は嵩密度が251.7g/L、D10が0.8μm、D50が1.8μm、D90が4.0μm、一次粒子の体積平均粒径が10nmであった。
(Crushing process)
A crushing step was performed on the obtained raw material silica particles to obtain silica particles of this test example. The crushing step was carried out under the conditions of a crushing pressure of 0.3 MPa and a supply rate of 10 kg / h using a jet mill (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd., model number STJ-200). The obtained silica particles had a bulk density of 251.7 g / L, D10 of 0.8 μm, D50 of 1.8 μm, D90 of 4.0 μm, and primary particles having a volume average particle size of 10 nm.

(評価1:シリカ粒子の篩分け)
得られた試験例1のシリカ粒子を0.5質量部、体積平均粒径6μmの球状シリカ粒子(以下単に「球状シリカ粒子」と称する。アドマテックス製)を100質量部との混合物を震とう機(ヤマト科学株式会社製:SA300)を用い、250rpmで1分間震とうを行い本試験例の試験試料とした。対照として試験例のシリカ粒子を添加せず球状シリカ粒子単独のものも用意した。これらについて触感を調べたところ、試験例1の試験試料の方が対照の試験試料よりもさらさらであり、粉体を袋に入れたときも対照では自立できるのに対して試験例1の試験試料では自立できなかった。
(Evaluation 1: Screening of silica particles)
The obtained silica particles of Test Example 1 were shaken in a mixture of 0.5 parts by mass and 100 parts by mass of spherical silica particles having a volume average particle diameter of 6 μm (hereinafter simply referred to as “spherical silica particles” manufactured by Admatex). Using a machine (Yamato Scientific Co., Ltd .: SA300), the sample was shaken at 250 rpm for 1 minute to obtain a test sample of this test example. As a control, spherical silica particles alone were prepared without adding the silica particles of the test example. When the tactile sensation was examined for these, the test sample of Test Example 1 was much smoother than the control test sample, and the test sample of Test Example 1 was self-supporting when the powder was put in a bag. Then I couldn't stand alone.

試験試料について篩を通過させ粒度分布を測定した。結果を図1〜4に示す(図1:10μm、図2:15μm、図3:20μm、図4:25μm。黒丸が試験例1の試験試料、白丸が対照の試験試料)。図1〜4において示したD50、D75、D100は粒径が小さい方から粒子の体積を積算していき、全体を基準として50%(D50)、75%(D75)、100%(D100)となった粒径である。モード径は頻度が最も大きい粒径である。それぞれの図において、D50、モード径、D75、D100の左方に記載された数値は図面左方が試験例1の試験試料を振り分けしたもの、右方が球状シリカ粒子単独で篩い分けしたものである。   The test sample was passed through a sieve and the particle size distribution was measured. The results are shown in FIGS. 1 to 4 (FIG. 1: 10 μm, FIG. 2: 15 μm, FIG. 3: 20 μm, FIG. 4: 25 μm. The black circle is the test sample of Test Example 1 and the white circle is the control test sample). D50, D75, and D100 shown in FIGS. 1 to 4 integrate the volume of the particles from the smaller particle size, and are 50% (D50), 75% (D75), and 100% (D100) based on the whole. This is the particle size. The mode diameter is the most frequently used particle diameter. In each figure, the values written on the left side of D50, mode diameter, D75, and D100 are those obtained by sorting the test sample of Test Example 1 on the left side of the drawing, and those obtained by sieving the spherical silica particles alone on the right side. is there.

図より明らかなように、試験例1の試験試料の方が全体的に粒径が大きくなっており、且つ、篩の目開き径近傍の粒径で頻度が急峻に変化(つまり分離の精度が高い)していることが分かった。また、15μm、25μmの篩を通過させる場合の収率及び篩通過速度を測定した結果を表1に示す。   As is clear from the figure, the test sample of Test Example 1 has a larger particle size as a whole, and the frequency changes abruptly with the particle size in the vicinity of the opening diameter of the sieve (that is, the accuracy of separation is higher). I found that it was expensive. In addition, Table 1 shows the results of measuring the yield and the passing speed of the sieve when passing through a sieve of 15 μm and 25 μm.

表より明らかなように、試験例1のシリカ粒子を添加することにより篩い分けの効率が向上することが分かった。   As is clear from the table, it was found that the efficiency of sieving was improved by adding the silica particles of Test Example 1.

(評価2:カットポイントについて)
粒子材料としての溶融シリカ(アドマテックス製、表に記載の体積平均粒径、HMDSにて表面処理)と試験試料1とを用い、表2に示す組み合わせで混合した。混合比は試験試料1を混合する場合には0.5%とした。混合物を震とう機(ヤマト科学株式会社製:SA300)を用い、250rpmで1分間震とうを行った。その後、所定の径(表2中、カットポイントとして記載)にて表中の方法で分級を行った。分級及び分級後の混合物(分級済粒子材料)について評価を行い、結果を表2に示す。
(Evaluation 2: About cut points)
Using the fused silica (manufactured by Admatechs, volume average particle size described in the table, surface treatment with HMDS) and the test sample 1 as the particulate material, and the combinations shown in Table 2, they were mixed. The mixing ratio was 0.5% when the test sample 1 was mixed. The mixture was shaken at 250 rpm for 1 minute using a shaker (Yamato Scientific Co., Ltd .: SA300). Then, classification was performed by the method in the table with a predetermined diameter (described as a cut point in Table 2). The classification and the mixture after classification (classified particle material) were evaluated, and the results are shown in Table 2.

粒度分布はレーザ回折散乱方式粒度分布測定装置(LA500、堀場製作所製)により測定した。測定した粒度分布から平均粒径(体積平均粒径)、モード径、D90(90%積算粒径)を算出した。カットポイント以上の粒径をもつ粒子が存在しないことは以下のように確認した。まず、試料10gを量り取り、溶媒(水)90gと混合する。この混合物を軽く振り混ぜた後、20分間超音波照射を行った。分散液をカットポイントに相当する目開きをもつ篩に注ぎ入れた。篩にそのまま超音波を照射し凝集物を除いた。篩上に残った粒子材料を回収し質量を測定することでカットポイント以上の粒径をもつ粒子材料の存在割合が算出できる。その値が0.1%以下であることを確認した。得られた値より、表2に示す種々の値を算出した。ここで、本明細書中における「円形度」とは、S E M
で写真を撮り、その観察される粒子の面積と周囲長から、(円形度)={4π×(面積)÷(周囲長)}で算出される値として算出する。1 に近づくほど真円に近い。具体的には画像処理装置(シスメックス株式会社:FPIA−3000)を用いて100個の粒子について測定した平均値を採用する。円形度は高い方が流動性が高くなるものと考えられる。
The particle size distribution was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (LA500, manufactured by Horiba, Ltd.). The average particle diameter (volume average particle diameter), mode diameter, and D90 (90% cumulative particle diameter) were calculated from the measured particle size distribution. The absence of particles having a particle size equal to or greater than the cut point was confirmed as follows. First, 10 g of a sample is weighed and mixed with 90 g of solvent (water). The mixture was lightly shaken and then subjected to ultrasonic irradiation for 20 minutes. The dispersion was poured into a sieve having an opening corresponding to the cut point. The sieve was directly irradiated with ultrasonic waves to remove aggregates. By collecting the particulate material remaining on the sieve and measuring the mass, the existence ratio of the particulate material having a particle diameter equal to or larger than the cut point can be calculated. It was confirmed that the value was 0.1% or less. Various values shown in Table 2 were calculated from the obtained values. Here, “circularity” in this specification means S E M
Then, from the observed particle area and perimeter, the value is calculated as (circularity) = {4π × (area) ÷ (perimeter) 2 }. The closer to 1, the closer to a perfect circle. Specifically, an average value measured for 100 particles using an image processing apparatus (Sysmex Corporation: FPIA-3000) is employed. It is considered that the higher the circularity, the higher the fluidity.

表より明らかなように、乾式篩を用いた場合(表2における試料1から5)、シリカ粒子を添加したことで収率が向上すると共にモード径/カットポイントの値が大きくなることが分かった。ここで、シリカ粒子を添加した場合でも風力分級を採用する場合には収率もモード径/カットポイントの値も充分な値を示さなかった(表2における試料6)。また、湿式にて篩を行うとモード径/カットポイントの値は充分な値を示すものの収率が充分では無かった(表2における試料7)。以上、まとめると、シリカ粒子を添加し乾式篩にて分級を行うことでモード径/カットポイントの値、収率の双方とも充分な値を示すことが分かった。   As is clear from the table, it was found that when dry sieves were used (samples 1 to 5 in Table 2), the addition of silica particles improved the yield and increased the value of mode diameter / cut point. . Here, even when silica particles were added, neither yield nor mode diameter / cut point values were sufficient when using air classification (Sample 6 in Table 2). In addition, when wet sieving was performed, the mode diameter / cut point value was sufficient, but the yield was not sufficient (Sample 7 in Table 2). In summary, it was found that both the mode diameter / cut point value and the yield were sufficient by adding silica particles and classifying with a dry sieve.

(シリカ粒子の付着量の評価)
体積平均粒径0.5μmの粒子(シリカ)100質量部に対して試験試料1を0.33質量部混合した混合物を震とう機(ヤマト科学株式会社製:SA300)を用い、250rpmで1分間震とうを行った(混合物A)。
(Evaluation of silica particle adhesion)
Using a shaker (Yamato Scientific Co., Ltd .: SA300), a mixture obtained by mixing 0.33 parts by mass of test sample 1 with 100 parts by mass of particles (silica) having a volume average particle size of 0.5 μm, at 250 rpm for 1 minute. Shake (mixture A).

体積平均粒径1.5μmの粒子(シリカ)100質量部に対して試験試料1を0.25質量部混合した混合物を震とう機(ヤマト科学株式会社製:SA300)を用い、250rpmで1分間震とうを行った(混合物B)。   Using a shaker (Yamato Scientific Co., Ltd .: SA300), which is a mixture of 0.25 parts by mass of test sample 1 with 100 parts by mass of particles (silica) having a volume average particle size of 1.5 μm, at 250 rpm for 1 minute. Shake (mixture B).

得られたそれぞれの混合物のFE−SEM写真を図5(混合物A)及び図6(混合物B)に示す。図から単位面積(300nm平方)当たりに付着しているシリカ粒子(試験試料1)の量の平均値を算出した。結果、混合物Aでは5個/(300nm)、混合物Bでは6個/(300nm)であった。 The FE-SEM photograph of each obtained mixture is shown in FIG. 5 (mixture A) and FIG. 6 (mixture B). From the figure, the average value of the amount of silica particles (test sample 1) adhering per unit area (300 nm square) was calculated. Result, mixture A in 5 / (300 nm) 2, was a mixture in B 6 pieces / (300nm) 2.

混合物A及びB共に試験試料1を添加する前よりも流動性が向上することが明らかになっており、5個/(300nm)以上の密度でシリカ粒子を表面に付着させることにより確実に効果を発現できることが分かった。 It is clear that the fluidity is improved in both the mixture A and B before the test sample 1 is added, and the effect is ensured by attaching silica particles to the surface at a density of 5 particles / (300 nm) 2 or more. It was found that can be expressed.

〔試験例2〜4〕
試験例1における解砕工程において解砕圧及び供給量を調節することにより嵩密度を調節した。嵩密度は試験例2の試験試料が271.3g/L、試験例3の試験試料が364.6g/L、試験例4の試験試料が249.8g/Lであった。解砕圧を大きくすることにより嵩密度が大きくなる傾向があった。以下の表には詳しい結果は示さないが、以下の評価試験と同様の試験を行うことにより試験例1の試験試料と同様の効果を発揮することが明らかになった。
[Test Examples 2 to 4]
In the crushing step in Test Example 1, the bulk density was adjusted by adjusting the crushing pressure and the supply amount. The bulk density of the test sample of Test Example 2 was 271.3 g / L, the test sample of Test Example 3 was 364.6 g / L, and the test sample of Test Example 4 was 249.8 g / L. There was a tendency for the bulk density to increase by increasing the crushing pressure. Although the detailed results are not shown in the following table, it has been clarified that the same effect as the test sample of Test Example 1 is exhibited by performing the same test as the following evaluation test.

Claims (9)

一次粒子の体積平均粒径が200nm以下の原料シリカ粒子に対し、
嵩密度が450g/L以下になったと判断されるまで解砕を行う解砕工程(一次粒子を粉砕する条件を除く)を有し、
前記解砕工程にて得られたシリカ粒子と前記シリカ粒子の一次粒子よりも体積平均粒径が大きい無機酸化物からなる粒子材料とを混合して前記粒子材料の表面に前記シリカ粒子を付着させてシリカ被覆粒子材料とする混合工程と、
前記シリカ被覆粒子材料を乾式篩により分級する分級工程と、
を有し、
前記原料シリカ粒子は、
水を含む液状媒体中でシランカップリング剤およびオルガノシラザンによって表面処理する表面処理工程と、
前記液状媒体を除去する工程と、
をもつ前処理工程にて処理されており、
該シランカップリング剤は、3つのアルコキシ基と、フェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基と、を持ち、
該シランカップリング剤と該オルガノシラザンとのモル比は、該シランカップリング剤:該オルガノシラザン=1:2〜1:10である、
ことを特徴とする分級済粒子材料の製造方法。
For raw material silica particles having a volume average particle size of primary particles of 200 nm or less,
Has a crushing step of performing crushing until the bulk density is determined that Tsu name below 450 g / L (except the conditions for grinding the primary particles),
The silica particles obtained in the crushing step and the particle material made of an inorganic oxide having a volume average particle size larger than the primary particles of the silica particles are mixed to adhere the silica particles to the surface of the particle material. Mixing step to make silica-coated particle material;
A classification step of classifying the silica-coated particle material with a dry sieve;
Have
The raw silica particles are
A surface treatment step of surface treatment with a silane coupling agent and an organosilazane in a liquid medium containing water;
Removing the liquid medium;
It is processed in the pretreatment process with
The silane coupling agent has three alkoxy groups, a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group,
The molar ratio of the silane coupling agent to the organosilazane is the silane coupling agent: the organosilazane = 1: 2 to 1:10.
A method for producing a classified particulate material.
前記表面処理工程は、
前記シランカップリング剤で処理する第1の処理工程と、
前記オルガノシラザンで処理する第2の処理工程と、を持ち、
該第2の処理工程は、該第1の処理工程後に行う請求項1に記載の分級済粒子材料の製造方法。
The surface treatment step includes
A first treatment step of treating with the silane coupling agent;
A second treatment step of treating with the organosilazane,
The method for producing a classified particulate material according to claim 1, wherein the second treatment step is performed after the first treatment step.
前記粒子材料はシランカップリング剤及び/又はオルガノシラザンにて表面処理されている請求項1又は2に記載の分級済粒子材料の製造方法。   The method for producing a classified particle material according to claim 1 or 2, wherein the particle material is surface-treated with a silane coupling agent and / or an organosilazane. 前記シリカ粒子は前記粒子材料の表面において(300nm)当たり5個以上存在する請求項1〜3のうちの何れか1項に記載の分級済粒子材料の製造方法。 The method for producing a classified particle material according to any one of claims 1 to 3, wherein there are five or more silica particles per (300 nm) 2 on the surface of the particle material. 一次粒子の体積平均粒径が200nm以下、嵩密度が450g/L以下であるシリカ粒子と、
前記シリカ粒子の一次粒子よりも体積平均粒径が大きく前記シリカ粒子が表面に付着する無機酸化物からなる粒子材料とを有し、
前記シリカ粒子は、式(1):−OSiXで表される官能基と、式(2):−
OSiYで表される官能基とを表面にもち、表面に水酸基が実質的に存在しない、
分級済粒子材料。(上記式(1)、(2)中;Xはフェニル基、ビニル基、エポキシ基、メタクリル基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、イソシアネート基、又はアクリル基であり;X、Xは−OSiR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択され;YはRであり;Y、YはR及び−OSiYよりそれぞれ独立して選択される。YはRであり;Y及びYは、R及び−OSiRからそれぞれ独立して選択され;Rは炭素数1〜3のアルキル基から独立して選択される。なお、X、X、Y、Y、Y、及びYの何れかは、隣接する官能基のX、X、Y、Y、Y、及びYの何れかと−O−にて結合しても良い。)
Silica particles having a primary particle volume average particle size of 200 nm or less and a bulk density of 450 g / L or less;
A particle material made of an inorganic oxide having a volume average particle size larger than the primary particles of the silica particles and the silica particles adhering to the surface;
The silica particles include a functional group represented by the formula (1): -OSiX 1 X 2 X 3 and a formula (2):-
OSiY Chi to 1 Y 2 Y 3 in the surface and a functional group represented by a hydroxyl group is substantially absent on the surface,
Classified particle material. (In the above formulas (1) and (2); X 1 is a phenyl group, a vinyl group, an epoxy group, a methacryl group, an amino group, a ureido group, a mercapto group, an isocyanate group, or an acrylic group; X 2 , X 3 Are independently selected from —OSiR 3 and —OSiY 4 Y 5 Y 6 ; Y 1 is R; Y 2 and Y 3 are each independently selected from R and —OSiY 4 Y 5 Y 6 .Y 4 is an R; Y 5 and Y 6 is selected from R and -OSiR 3 independently;. R is independently selected from alkyl groups of 1 to 3 carbon atoms Incidentally, X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 are any of the adjacent functional groups X 2 , X 3 , Y 2 , Y 3 , Y 5 , and Y 6 , and —O—. May be combined with each other.)
前記粒子材料はシランカップリング剤及び/又はオルガノシラザンにて表面処理されている請求項5に記載の分級済粒子材料。   The classified particle material according to claim 5, wherein the particle material is surface-treated with a silane coupling agent and / or an organosilazane. 前記シリカ粒子は前記粒子材料の表面において(300nm)当たり5個以上存在する請求項5又は6に記載の分級済粒子材料。 The classified particle material according to claim 5 or 6, wherein there are 5 or more silica particles per 2 (300 nm) 2 on the surface of the particle material. モード径/カットポイントが0.56以上である請求項5〜7のうちの何れか1項に記載の分級済粒子材料。   The classified particle material according to any one of claims 5 to 7, wherein the mode diameter / cut point is 0.56 or more. 請求項5〜8のうちの何れか1項に記載の分級済粒子材料と、
前記分級済粒子材料を分散する樹脂材料とを有する樹脂組成物。
The classified particulate material according to any one of claims 5 to 8,
A resin composition having a resin material in which the classified particle material is dispersed.
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