JP6950028B2 - 絶縁性フィラー及びその製造方法、該絶縁性フィラーを含む絶縁材及びその製造方法。 - Google Patents

Description

本発明は、高熱伝導性に加えて高耐水性を有する、酸化マグネシウム粉末及び窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の窒化物系無機粉末を主成分とする絶縁性フィラー及びその製造方法に関する。またこの絶縁性フィラーを含む絶縁材及びその製造方法に関するものである。なお、本明細書で『絶縁性』とは電気絶縁性をいい、『絶縁材』とは電気的に絶縁性を有する材料をいう。

これまで、この種の絶縁性フィラーを含む高熱伝導性を有する絶縁材は、通信機器や車載電子機器の半導体チップ又はトランジスタ又はリチウムイオン二次電池又はＬＥＤ光源からなる発熱体の冷却部材、モータのハウジングに内蔵されたステータの冷却部材、インバータのケースに内蔵された電力変換装置の冷却部材、アクチュエータの摺動部又は回転部で発生した熱を放出する放熱部材等に利用されている。

絶縁性フィラーの材料の一つである酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末は熱伝導性や電気絶縁性等に優れており、窒化アルミニウム粉末や窒化ホウ素粉末に比べて安価であり、比重が軽く、かつモース硬度が低いため取扱いに優れている。このような特性のため、酸化マグネシウム粉末は熱伝導性を有する絶縁性フィラーとして適している。しかしながら、酸化マグネシウムは、水と容易に反応して加水分解し、水酸化マグネシウムに変質する性質を有している。

また、絶縁性フィラーの別の材料である、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末、窒化ホウ素（ＢＮ）粉末、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）粉末等の窒化物系無機粉末も、比重が軽く、熱伝導性や電気絶縁性等に優れている。このような特性のため、窒化物系無機粉末は熱伝導性を有する絶縁性フィラーとして適している。しかしながら、窒化物は、窒化アルミニウム粉末を初めとして、水との反応性が強いため、水と接触すると加水分解を受け、アンモニアを発生しながら水和アルミニウム等の水和物に分解される性質を有している。

これらの酸化マグネシウム（ＭｇＯ）又は窒化物（ＡｌＮ、ＢＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄）の加水分解は、大気中の水分によっても進行するため、酸化マグネシウム粉末又は窒化物系無機粉末を高温高湿の雰囲気下で絶縁性フィラーとして長時間使用した場合、絶縁性フィラーとしての品質が著しく低下する問題があった。これは樹脂中に酸化マグネシウム粉末又は窒化物系無機粉末を含有する樹脂成形体からなる絶縁材についても同様であり、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）又は窒化物（ＡｌＮ、ＢＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄）が、大気中の水分のほか、樹脂中の水分等と反応して、樹脂成形体からなる絶縁材の品質を劣化させるおそれがあった。

この問題を解決すべく、水との反応性を改善して耐水性を高めるために、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末の表面を化学的に修飾する方法が知らせれている。その一例として、表面に複酸化物よりなる被覆層を有する被覆酸化マグネシウム粉末の、前記表面の少なくとも一部に、リン酸マグネシウム系化合物よりなる被覆層をさらに有し、かつ、前記被覆酸化マグネシウム粉末に対する前記リン酸マグネシウム系化合物の含有量が、リンに換算して全体の０．１〜１０質量％であることを特徴とする、リン含有被覆酸化マグネシウム粉末が開示されている（例えば、特許文献１（請求項１）参照。）。

また、別の例として、表面に酸化アルミニウム被膜もしくは燐酸系被膜を有する窒化アルミニウム粉末を有機珪素系カップリング剤、有機燐酸系カップリング剤、あるいは有機チタン系カップリング剤を窒化アルミニウム粉末１００重量部当たり０．１〜１０重量部の量添加して処理した耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末が開示されている（例えば、特許文献２（請求項１）参照。）。

一方、相対的に大寸法のフィラーの周りに相対的に小寸法のフィラーが凝集してなる凝集体が、ポリマー母材内に分散された高熱伝導絶縁材が開示されている（例えば、特許文献３（請求項１及び２、段落［００１０］、［００１５］〜［００１７］、[００２３]、図１、図２）参照。）。この高熱伝導絶縁材では、ポリマー母材はシリコン、ナイロン、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）のいずれか一種からなり、フィラーは炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、シリカ、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化マグネシウムのいずれか一種またはそれらの混合物からなる。また、相対的に大寸法のフィラーが球状又は略球状の場合、その粒子径は１〜１００μｍ程度に生成でき、小寸法のフィラーの粒子径は０．１〜１０μｍ程度に生成することができる。更に、特許文献１記載の凝集体は、粗大フィラーを生成した後、その一部を粉砕して細分化し、分級するなどして所定寸法の微小フィラーを生成し、これら粗大フィラーと微小フィラーを混連することにより、生成される。

このように構成された高熱伝導絶縁材では、フィラーの充填量を多くしたり、フィラーの大きさを大きくすることなく、ポリマーとフィラー間の伝熱効率を高めることができる。これは、従来の一様な粗大フィラーがポリマー内に分散された絶縁材と比較した場合に、等しい伝熱量を得るために必要なフィラー間距離を長くすることができ、フィラー充填量を低減できることを意味する。フィラー充填量を低減できることから、その成形性を高めることができる。また、凝集体が大寸法のフィラー外周から小寸法のフィラーがランダムに突出した粒構造を呈していることで、伝熱方向が任意の一方向（異方性）を有することなく多様な方向となる（等方性）。更に、小寸法のフィラーがポリマー内に埋め込まれてアンカー効果を発揮でき、その結果としてポリマーとフィラー凝集体との界面強度が高められることで絶縁材の機械的強度を高めることができる。

特開２００６−１５１７７８号公報 特開平７−３３４１５号公報 特開２００８−２９３９１１号公報

しかしながら、特許文献１に示されるリン含有被覆酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末も、特許文献２に示される窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末も、耐水性がある程度向上するものの、高温高湿条件下での耐水性は十分とはいえず、耐水性の改善が求められていた。またこうした粉末を樹脂に含む樹脂成形体からなる絶縁材、及び特許文献３に示される高熱伝導絶縁材は、絶縁材を水中に長時間浸漬した場合には、浸水前後の絶縁破壊電圧の変化率（絶対値）が大きい課題があった。

本発明の目的は、吸湿による体積抵抗率が低下しにくい絶縁性フィラー及びその製造方法を提供することにある。本発明の別の目的は、浸水前後の絶縁破壊電圧の変化率（絶対値）が小さい絶縁材及びその製造方法を提供することにある。

本発明の第１の観点は、平均一次粒子径Ｄ₂を有する酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の表面に前記平均一次粒子径Ｄ₂より小さい平均一次粒子径Ｄ₁を有する疎水性ヒュームド酸化物粉末が付着した混合粉末からなり、前記平均一次粒子径Ｄ₂に対する前記平均一次粒子径Ｄ₁の比Ｄ₁／Ｄ₂が６×１０^-5〜３×１０^-3であり、前記混合粉末の体積抵抗率が１×１０¹¹Ω・ｍ以上であり、前記疎水性ヒュームド酸化物粉末の含有割合が、前記混合粉末を１００質量％とするとき、５質量％〜３０質量％であることを特徴とする絶縁性フィラーである。

本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、前記窒化物系無機粉末が、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末及び窒化ケイ素粉末からなる群より選ばれた１種以上の粉末である絶縁性フィラーである。

本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、前記疎水性ヒュームド酸化物が、疎水性ヒュームドシリカ、疎水性ヒュームドアルミナ又は疎水性ヒュームドチタニアである絶縁性フィラーである。

本発明の第４の観点は、第１ないし第３のいずれかの観点に基づく発明であって、温度３２℃、相対湿度８０％の恒温恒湿下で１６日間水蒸気を吸湿させたとき、下記の式（１）で算出される吸湿による体積抵抗率の低下率（％）が＋５０％未満である絶縁性フィラーである。
吸湿による体積抵抗率の低下率（％）＝[(吸湿前の体積抵抗率−吸湿後の体積抵抗率)／吸湿前の体積抵抗率]×１００ （１）

本発明の第５の観点は、平均一次粒子径Ｄ₂を有する酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末と、前記平均一次粒子径Ｄ₂より小さい平均一次粒子径Ｄ₁を有する疎水性ヒュームド酸化物粉末とを室温下で乾式法により混合して絶縁性フィラーを製造する方法であって、前記平均一次粒子径Ｄ₂に対する前記平均一次粒子径Ｄ₁の比Ｄ₁／Ｄ₂が６×１０^-5〜３×１０^-3であることを特徴とする絶縁性フィラーの製造方法である。

本発明の第６の観点は、樹脂成形体からなる絶縁材において、前記樹脂成形体に第１ないし第４の観点のいずれかに記載の絶縁性フィラーが含まれ、温度５０℃の水中に１２０時間浸漬したとき、下記の式（２）で算出される浸水前後の絶縁破壊電圧の変化率（絶対値）が５％以下であることを特徴とする絶縁材である。
浸水による絶縁破壊電圧の変化率（％）＝[(浸水前の絶縁破壊電圧−浸水後の絶縁破壊電圧)／浸水前の絶縁破壊電圧]×１００ （２）

本発明の第７の観点は、第１ないし第４の観点のいずれかに記載の絶縁性フィラーと樹脂とを室温下で混合した後、成形することにより、上記の式（２）で算出される浸水前後の絶縁破壊電圧の変化率（絶対値）が５％以下である樹脂成形体からなる絶縁材を製造する方法である。

本発明の第１の観点の絶縁性フィラーは、酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の表面にこの粉末の平均一次粒子径Ｄ₂より小さい平均一次粒子径Ｄ₁を有する疎水性ヒュームド酸化物粉末が付着した混合粉末からなるため、またＤ₁／Ｄ₂の比が６×１０^-5〜３×１０^-3であるため、更に疎水性ヒュームド酸化物粉末の含有割合が、混合粉末中、５質量％〜３０質量％であるため、混合粉末の体積抵抗率が１×１０¹¹Ω・ｍ以上であり、疎水性ヒュームド酸化物粉末が、多湿の雰囲気下でも、酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の水分の吸着量を減少させる。このため絶縁性フィラーは吸湿による体積抵抗率が低下しにくい特長がある。

本発明の第２の観点の絶縁性フィラーは、前記窒化物系無機粉末が、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末又は窒化ケイ素粉末であるため、高い耐水性に加えて、高い熱伝導性と高い電気絶縁性を有する。

本発明の第３の観点の絶縁性フィラーは、疎水性ヒュームド酸化物が、疎水性ヒュームドシリカ、疎水性ヒュームドアルミナ又は疎水性ヒュームドチタニアであるため、耐水性がより高い。

本発明の第４の観点の絶縁性フィラーでは、上記の式（１）で算出される吸湿による体積抵抗率の低下率（％）が＋５０％未満であるため、吸湿による体積抵抗率の変化率がより低い。

本発明の第５の観点の絶縁性フィラーの製造方法では、平均一次粒子径Ｄ₂を有する酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末と、前記平均一次粒子径Ｄ₂より小さい平均一次粒子径Ｄ₁を有する疎水性ヒュームド酸化物粉末とを室温下で乾式法により混合して絶縁性フィラーを製造するため、比較的簡単な方法で、疎水性ヒュームド酸化物粉末が酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の表面に付着する。これにより製造された絶縁性フィラーは、吸湿による体積抵抗率が低下しにくい特長がある。

本発明の第６の観点の絶縁材では、樹脂成形体に第１ないし第４の観点のいずれかに記載の絶縁性フィラーが含まれるため、浸水前後の絶縁破壊電圧の変化率（絶対値）が小さい特長がある。

本発明の第７の観点の絶縁材の製造方法では、第１ないし第４の観点のいずれかに記載の絶縁性フィラーと樹脂とを室温下で混合した後、成形することにより、樹脂成形体からなる絶縁材を製造するため、製造された絶縁材は、浸水前後の絶縁破壊電圧の変化率（絶対値）が小さい特長がある。

本発明実施形態の酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の表面にこの粉末の平均一次粒子径より小さい平均一次粒子径を有する疎水性ヒュームド酸化物粉末が付着した混合粉末からなる絶縁性フィラーの模式図である。 図１に示した５つの混合粉末のうちの１つの混合粉末を拡大して撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真図である。 図２に示した混合粉末の表面を拡大したＳＥＭ写真図である。 シリカの一次粒子が焼結した最小粒子形態である凝集粒子を示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真図である。 図４に示した凝集粒子が集まった集塊粒子を示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真図である。

次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態の絶縁性フィラーは、平均一次粒子径Ｄ₂を有する酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末（以下、大径の粉末ということもある。）の表面に平均一次粒子径Ｄ₂より小さい平均一次粒子径Ｄ₁を有する疎水性ヒュームド酸化物粉末（以下、小径の粉末ということもある。）が付着した混合粉末からなる。そして、平均一次粒子径Ｄ₂に対する平均一次粒子径Ｄ₁の比Ｄ₁／Ｄ₂が６×１０^-5〜３×１０^-3であり、好ましくは９×１０^-4〜１×１０−３である。また、上記混合粉末の体積抵抗率は、１×１０¹¹Ω・ｍ以上であり、好ましくは３×１０¹¹Ω・ｍ〜５×１０¹³Ω・ｍである。更に、疎水性ヒュームド酸化物粉末の含有割合は、混合粉末を１００質量％とするとき、５質量％〜３０質量％であることが好ましく、５質量％〜２６質量％であることが更に好ましい。

なお、平均一次粒子径Ｄ₂を有する大径の粉末としては、吸湿により化学変化を起こし得る、酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末が例示される。窒化物系無機粉末として、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末、窒化ケイ素粉末等が例示される。大径の粉末は、酸化マグネシウム粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末及び窒化ケイ素粉末からなる群より選ばれた１種以上の粉末である。

平均一次粒子径Ｄ₁を有する小径の粉末である疎水性ヒュームド酸化物粉末としては、疎水性ヒュームドシリカ、疎水性ヒュームドアルミナ又は疎水性ヒュームドチタニアが例示される。本実施形態の混合粉末は、単一種類の大径の粉末と単一種類の小径の粉末とが混合した粉末に限らず、複数種類の大径の粉末と単一種類の小径の粉末とが混合した粉末、或いは単一種類の大径の粉末と複数種類の小径の粉末とが混合した粉末等である。これらの粉末の組合せは、絶縁性フィラーの用途及び求められる耐水性、熱伝導性、電気絶縁性等に応じて選定される。

疎水性ヒュームド酸化物粉末の平均一次粒子径Ｄ₁は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の画像解析法により測定され、酸化マグネシウム粉末又は窒化物系無機粉末の平均一次粒子径Ｄ２は各粉末メーカーの公称値である。また、混合粉末の体積抵抗率は、高抵抗・抵抗率計『Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＸ』（株式会社三菱ケミカルアナリテック製：型番『ＭＣＰ−ＨＴ８００』）及び粉体抵抗測定システム（株式会社三菱ケミカルアナリテック製：型番『ＭＣＰ−ＰＤ−５１』）を用いて測定される。

ここで、疎水性ヒュームド酸化物粉末の平均一次粒子径Ｄ₁と酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の平均一次粒子径Ｄ₂との比Ｄ₁／Ｄ₂を６×１０^-5〜３×１０^-3の範囲内に限定したのは６×１０^-5未満では絶縁性フィラーの耐水性が十分でなく、３×１０^-3を超えると電気絶縁性を向上できないからである。また、上記混合粉末の体積抵抗率を１×１０¹¹Ω・ｍ以上に限定したのは、１×１０¹¹Ω・ｍ未満では電気絶縁性能が不足してしまうからである。また、上記混合粉末の体積抵抗率の好ましい上限値を５×１０¹³Ω・ｍとしたのは、５×１０¹³Ω・ｍを超えると必要以上の電気絶縁性能となり費用対効果が低下してしまうからである。更に、疎水性ヒュームド酸化物粉末の好ましい含有割合を混合粉末中、５質量％〜３０質量％の範囲内に限定したのは、５質量％未満では絶縁性フィラーの耐水性と電気絶縁性能を向上しにくく、３０質量％を超えると十分な熱伝導性と電気絶縁性能が得にくいからである。

なお、疎水性ヒュームド酸化物粉末の平均一次粒子径Ｄ₁は、好ましくは７ｎｍ〜４０ｎｍ、更に好ましくは１２ｎｍ〜４０ｎｍである。また、酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の平均一次粒子径Ｄ₂は、好ましくは１５μｍ〜１２０μｍ、更に好ましくは２０μｍ〜１０８μｍである。ここで、疎水性ヒュームド酸化物粉末の平均一次粒子径Ｄ₁の好ましい範囲を７ｎｍ〜４０ｎｍの範囲内に限定したのは、７ｎｍ未満では絶縁性フィラーの耐水性が十分に向上しにくく、４０ｎｍを超えると絶縁性フィラーの電気絶縁性が十分に向上しにくいからである。また、酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の平均一次粒子径Ｄ₂の好ましい範囲を１５μｍ〜１２０μｍの範囲内に限定したのは、１５μｍ未満では十分な熱伝導性と電気絶縁性能が得にくく、１２０μｍを超えると最密充填になりにくくなるからである。

このように構成された絶縁性フィラーでは、疎水性ヒュームド酸化物粉末の平均一次粒子径Ｄ₁と酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の平均一次粒子径Ｄ₂との比Ｄ₁／Ｄ₂が上記範囲内であり、疎水性ヒュームド酸化物粉末の含有割合が上記範囲内であると、例えば図１の模式図に示すように、小径の疎水性ヒュームド酸化物粉末が大径の酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末間に密に充填され、小径の疎水性ヒュームド酸化物粉末が大径の酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の表面に付着しかつ小径の疎水性ヒュームド酸化物粉末が大径の酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末間の空隙内を数珠状に連なって空隙内に小径の疎水性ヒュームド酸化物粉末による３次元網目構造が形成される。この結果、熱伝導性を損なわずに、小径フィラーと大径フィラーとの混合粉末の体積抵抗率を１×１０¹¹Ω・ｍ以上と飛躍的に高くすることができるとともに絶縁性フィラーの耐水性を向上させることができる。この結果、絶縁性フィラーの相反する高熱伝導性と高電気絶縁性とを高い次元で両立させ、かつ絶縁性フィラーを高耐水性にすることができる。図２には、図１に示した５つの混合粉末のうちの１つの混合粉末を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により撮影した混合粉末が示される。更に図３は、図２に示した混合粉末の表面を拡大したＳＥＭ写真図であり、図３には、大径の粉末の表面に多数の小径の粉末がびっしりとコーティングされているのが明確に示される。

ヒュームド酸化物粉末の一例として、ヒュームドシリカ粉末は、気化原料としてＳｉＣｌ₄とＨ₂とＯ₂との混合ガスをバーナから噴射することにより製造される。図４に示すように、この製造過程で、先ずシリカの一次粒子が焼結した最小粒子形態である凝集粒子が形成され、次いで図５に示すように、凝集粒子が水素結合やファンデル・ワールス力の弱い相互作用で集まって集塊粒子が形成される。このヒュームド酸化物粉末を疎水化表面処理することにより疎水性ヒュームド酸化物粉末が得られる。この疎水性ヒュームド酸化物粉末は、例えば、疎水性ヒュームドシリカ粉末であれば、ヒュームドシリカ粉末の表面をシランカップリング剤やシリコーンオイルで化学修飾することにより得られる。なお、疎水性ヒュームド酸化物粉末の『疎水性』とは、好ましくは疎水化率が８０％以上、更に好ましくは９０％以上の性状をいう。疎水化率が８０％未満では、ヒュームド酸化物粉末の疎水性が低下し、絶縁性フィラーの耐水性が低下する。

更に、疎水性ヒュームドシリカ、疎水性ヒュームドアルミナ或いは疎水性ヒュームドチタニアの各粉末の表面は、(Ｒ₁)_X(Ｒ₂)_Y(Ｒ₃)_ZＳｉ−基（Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃はアルキル基であり、Ｘ，Ｙ，Ｚは０〜３の整数である。）で修飾される。具体的には、これらの疎水性ヒュームド酸化物として、疎水性ヒュームドシリカ（例えば、『ＲＹ５０』：日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径４０ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂））、疎水性ヒュームドアルミナ（例えば、『Ｃ８０５』：エボニック株式会社製の平均一次粒子径１３ｎｍの疎水性ヒュームドアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃））、疎水性ヒュームドチタニア（例えば、『Ｔ８０５』：エボニック株式会社製の平均一次粒子径２１ｎｍの疎水性ヒュームドチタニア（ＴｉＯ₂））等を挙げることができる。

本実施形態の絶縁性フィラーは、大径の酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末と小径の疎水性ヒュームド酸化物粉末とを室温下で乾式法により混合して調製される。この乾式混合には、自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）を用いることが好ましく、研究室レベルでは遊星撹拌混合装置（株式会社シンキー製：あわとり練太郎『Ｒ２５０』）等を用いることができる。

この絶縁性フィラーと樹脂等とを混合して上記自転・公転ミキサーで撹拌することにより樹脂組成物が調製される。樹脂等としては、不飽和ポリエステル樹脂と硬化剤の混合物、エポキシ樹脂と硬化剤の混合物、ＥＰＤＭゴム（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体）、シリコーン樹脂と硬化剤の混合物等が挙げられる。上記樹脂等の混合割合は、絶縁性フィラーと樹脂等の合計量を１００体積％とするとき、好ましくは１０体積％〜６０体積％、更に好ましくは２０体積％〜３０体積％である。ここで、樹脂等の好ましい混合割合を１０体積％〜６０体積％の範囲内に限定したのは、１０体積％未満では樹脂成形しにくく、６０体積％を超えると樹脂成形体である絶縁材に十分な耐水性、熱伝導性、電気絶縁性を付与しにくいからである。

上記樹脂組成物を金型に入れ、ヒートプレス（例えば、株式会社小平製作所製：型番『ＰＹ１５−ＥＡ』）を使用して、１３０℃〜２００℃の温度で１ＭＰａ〜１５ＭＰａ（１０ｋｇ／ｃｍ²〜１５０ｋｇ／ｃｍ²）の圧力をかけて５分間〜６０分間保持することにより樹脂を硬化させて、高熱伝導性、高絶縁性及び高耐水性を有する樹脂成形体（高熱伝導絶縁材）をそれぞれ作製することが好ましい。ここで、ヒートプレスの好ましい温度を１３０℃〜２００℃の範囲内に限定したのは、１３０℃未満では硬化不良が発生し易く、２００℃を超えると樹脂が熱で劣化し易くなるからである。また、ヒートプレスの好ましい圧力を１ＭＰａ〜１５ＭＰａ（１０ｋｇ／ｃｍ²〜１５０ｋｇ／ｃｍ²）の範囲内に限定したのは、１ＭＰａ（１０ｋｇ／ｃｍ²）未満では空気が内部に残存し十分な熱伝導性が得にくく、１５ＭＰａ（１５０ｋｇ／ｃｍ²）を超えると圧縮機械への負荷が過大になり易いからである。更に、ヒートプレスの好ましい保持時間を５分間〜６０分間の範囲内に限定したのは、５分間未満では硬化が不十分になり易く、６０分間を超えると生産性が低下し易いからである。

樹脂成形体（高熱伝導絶縁材）の絶縁破壊電圧は、好ましくは１ｋＶ／ｍｍ以上であり
、更に好ましくは３ｋＶ／ｍｍ以上である。ここで、樹脂成形体（高熱伝導絶縁材）の好
ましい絶縁破壊電圧を１ｋＶ／ｍｍ以上に限定したのは、１ｋＶ／ｍｍ未満では、使用箇
所によっては十分な電気絶縁性でない場合があるからである。なお、樹脂成形体（高熱伝導絶縁材）の絶縁破壊電圧は、超高電圧耐圧試験器『７４７０シリーズ』（株式会社計測技術研究所製：型番『７４７３』）を用いて測定される。更に、上記樹脂成形体（高熱伝導絶縁材）は、車載電子機器の半導体チップ又はトランジスタからなる発熱体の冷却部材、モータのハウジングに内蔵されたステータの冷却部材、インバータのケースに内蔵された電力変換装置の冷却部材、アクチュエータの摺動部又は回転部で発生した熱の放熱部材等に利用できる。

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。

＜実施例１＞
先ず、大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−１２０』（平均一次粒子径１０８μｍ））を用意し、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＡＥＲＯＳＩＬ(登録商標)Ｒ９７６』（平均一次粒子径７ｎｍ））を用意した。次に、大径の粉末（球状酸化マグネシウム粉末）７４質量％と小径の粉末（疎水性ヒュームドシリカ粉末）２６質量％を自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）にて２０００ｒｐｍで３分間混合（乾式混合）して絶縁性フィラーを得た。この絶縁性フィラーを実施例１とした。なお、実施例１を初めとして、以下に述べる他の実施例、比較例における、小径の粉末の平均一次粒子径は透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の画像解析法により測定し、大径の粉末の平均一次粒子径は各粉末メーカーの公称値とした。

＜実施例２〜１２及び比較例１〜４＞
実施例２〜１２及び比較例１〜４では、表１に示すように、大径の粉末の型番、材質及び平均一次粒子径、小径の粉末の型番、材質及び平均一次粒子径、大径の粉末と小径の粉末との混合割合をそれぞれ変更し、それ以外は、実施例１と同様に行うことにより、絶縁性フィラーを得た。

なお、表１において、大径の粉末の『Ｗ１５』は東洋アルミニウム株式会社製の平均一次粒子径１５μｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末の型番であり、大径の粉末の『ＤＭＧ−６０』はデンカ株式会社製の平均一次粒子径６１μｍの球状酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末の型番であり、大径の粉末の『ＳＧＰ』はデンカ株式会社製の平均一次粒子径１８μｍの窒化ホウ素（ＢＮ）粉末の型番であり、大径の粉末の『ＢＳＮ-Ｓ２０ＬＧＦ』は株式会社燃焼合成製の平均一次粒子径２０μｍの窒化ホウ素（ＢＮ）粉末の型番である。また、表１において、小径の粉末の『ＲＹ５０Ｌ』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径４０ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番であり、小径の粉末の『ＮＡＸ５０』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径３０ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番であり、小径の粉末の『ＲＹ５０』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径４０ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番であり、小径の粉末の『Ｒ８０５』はエボニック株式会社製の平均一次粒子径１２ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番であり、小径の粉末の『ＲＸ２００』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径１２ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番であり、小径の粉末の『ＲＸ３００』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径７ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番である。

また、表１において、小径の粉末の『３００』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径７ｎｍの親水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番であり、小径の粉末の『Ｒ７２００』はエボニック株式会社製の平均一次粒子径１２ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番である。また、表１において、小径の粉末の『Ｃ８０５』はエボニック株式会社製の平均一次粒子径１３ｎｍの疎水性ヒュームドアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）粉末の型番であり、小径の粉末の『Ｔ８０５』はエボニック株式会社製の平均一次粒子径２１ｎｍの疎水性ヒュームドチタニア（ＴｉＯ₂）粉末の型番である。

また、表１において、小径の粉末の『ＡＡ−３』は住友アルミナ株式会社製の平均一次粒子径３．４μｍの球状α−アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）粉末の型番であり、小径の粉末の『ＡＡ−０４』は住友アルミナ株式会社製の平均一次粒子径０．４４μｍの球状α−アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）粉末の型番である。また、表１において、小径の粉末の『ＭＦ』は東洋アルミニウム株式会社製の平均一次粒子径２．５μｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末の型番であり、小径の粉末の『Ｐ２５』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径１３ｎｍの親水性ヒュームドチタニア（ＴｉＯ₂）粉末の型番である。更に、表１において、小径の粉末の『ｃｏｌ−ＳｉＯ₂』はエボニック株式会社製の平均一次粒子径１２ｎｍのコロイダルシリカ粉末である。

一方、表１の比較例４の混合方法『湿式方法』では、溶媒としてのエタノール１００質量％に、大径の粉末（球状酸化マグネシウム粉末）７４質量％と小径の粉末（親水性ヒュームドチタニア粉末）２６質量％とを混合し、この混合物をディゾルバー（ＶＭＡ―ＧＥＴＺＭＡＮＮ社製のＤＩＳＰＥＲＭＡＴ：Ｄ−５１５８０）にて４０００ｒｐｍで５分間撹拌し、得られたスラリーを乾燥し、乾燥物を粉砕することにより絶縁性フィラーを得た。

＜比較試験１＞
実施例１〜１２及び比較例１〜４の絶縁性フィラーの平均一次粒子径Ｄ₁の小径の粉末と平均一次粒子径Ｄ₂の大径の粉末との平均一次粒子径の比Ｄ₁／Ｄ₂を算出した。また、実施例１〜１２及び比較例１〜４の絶縁性フィラーの体積抵抗率を、高抵抗・抵抗率計『Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＸ』（株式会社三菱ケミカルアナリテック製：型番『ＭＣＰ−ＨＴ８００』）及び粉体抵抗測定システム（株式会社三菱ケミカルアナリテック製：型番『ＭＣＰ−ＰＤ−５１』）を用いて測定した。これらの結果を表１に示す。

＜評価１＞
表１から明らかなように、小径の粉末の混合割合が２６質量％と適切な範囲内（５質量％〜３０質量％）であっても、小径の粉末と大径の粉末の平均一次粒子径の比（小径／大径）が３×１０^-2及び４×１０^-3と適切な範囲（６×１０^-5〜３×１０^-3）より大きい比較例１の絶縁性フィラーでは、体積抵抗率が２×１０⁸と低かった。

また、小径の粉末の混合割合が２６質量％と適切な範囲内（５質量％〜３０質量％）であり、小径の粉末と大径の粉末の平均一次粒子径の比（小径／大径）が1×１０^-4と適切な範囲内（６×１０^-5〜３×１０^-3）であっても、比較例２の絶縁性フィラーでは、体積抵抗率が１×１０⁹と低かった。数珠状の繋がり構造を持たないためと推定された。

更に、小径の粉末の混合割合が２６質量％と適切な範囲内（５質量％〜３０質量％）であっても、小径の粉末と大径の粉末の平均一次粒子径の比（小径／大径）が２×１０^-１と適切な範囲（６×１０^-5〜３×１０^-3）より大きい比較例３の絶縁性フィラーでは、体積抵抗率が７×１０⁸と低かった。

これに対して、小径の粉末の混合割合が５質量％〜３０質量％と適切な範囲内であり、小径の粉末と大径の粉末の平均一次粒子径の比（小径／大径）が６×１０^-5〜３×１０^-3と適切な範囲内である実施例１〜１２の絶縁性フィラーでは、体積抵抗率が1×１０¹¹Ω・ｍ〜１×１０¹⁴Ω・ｍと高くなった。

一方、小径の粉末の混合割合が２６質量％と適切な範囲内（５質量％〜３０質量％）であり、小径の粉末と大径の粉末の平均一次粒子径の比（小径／大径）が１×１０^-4と適切な範囲内（６×１０^-5〜３×１０^-3）であっても、小径の粉末として日本アエロジル株式会社製の型番『Ｐ２５』の平均一次粒径１３ｎｍの親水性ヒュームドチタニア（ＴｉＯ₂）粉末を用い、かつ溶媒としてエタノールを用いて湿式法により混合された比較例４の絶縁性フィラーでは、体積抵抗率が５×１０⁸と低かった。

これに対して、小径の粉末の混合割合が５質量％〜３０質量％と適切な範囲内であり、小径の粉末と大径の粉末の平均一次粒子径の比（小径／大径）が６×１０^-5〜３×１０^-3と適切な範囲内であり、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ、疎水性ヒュームドアルミナ又は疎水性ヒュームドチタニアを用いて乾式法により混合された実施例１〜１２の絶縁性フィラーでは、体積抵抗率が1×１０¹¹Ω・ｍ〜１×１０¹⁴Ω・ｍと高くなった。

＜実施例１３＞
先ず、大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−１２０』（平均一次粒子径１０８μｍ））を用意し、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＲＹ５０Ｌ』（平均一次粒子径４０ｎｍ））を用意した。次に、大径の粉末（球状酸化マグネシウム粉末）９５質量％と小径の粉末（疎水性ヒュームドシリカ粉末）５質量％を自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）にて２０００ｒｐｍで３分間混合（乾式混合）して絶縁性フィラーを得た。

＜実施例１４＞
大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−１２０』（平均一次粒子径１０８μｍ））を９０質量％、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＲＹ５０Ｌ』（平均一次粒子径４０ｎｍ））を１０質量％用いたこと以外は、実施例１３と同様にして、絶縁性フィラーを得た。

＜実施例１５＞
大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−１２０』（平均一次粒子径１０８μｍ））を８５質量％、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＲＹ５０Ｌ』（平均一次粒子径４０ｎｍ））を１５質量％用いたこと以外は、実施例１３と同様にして、絶縁性フィラーを得た。

＜実施例１６＞
大径の粉末として窒化アルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製：型番『Ｗ１５』（平均一次粒子径１５μｍ））を７４質量％、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『Ｒ９７６』（平均一次粒子径７ｎｍ））を２６質量％用いたこと以外は、実施例１３と同様にして、絶縁性フィラーを得た。

＜実施例１７＞
大径の粉末として窒化アルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製：型番『Ｗ１５』（平均一次粒子径１５μｍ））を７４質量％、小径の粉末として疎水性ヒュームドアルミナ粉末（エボニック株式会社製：型番『Ｃ８０５』（平均一次粒子径１３ｎｍ））を２６質量％用いたこと以外は、実施例１３と同様にして、絶縁性フィラーを得た。

＜比較例５＞
大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−１２０』（平均一次粒子径１０８μｍ））を使用し、小径の粉末を用いないこと以外は、実施例１３と同様にして、絶縁性フィラーを得た。

＜比較例６＞
大径の粉末として窒化アルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製：型番『Ｗ１５』（平均一次粒子径１５μｍ））を使用し、小径の粉末を用いないこと以外は、実施例１３と同様にして、絶縁性フィラーを得た。

＜比較試験２＞
実施例１３〜１７及び比較例５、６の絶縁性フィラーについて、吸湿前後における体積抵抗率を、高抵抗・抵抗率計『Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＸ』（株式会社三菱ケミカルアナリテック製：型番『ＭＣＰ−ＨＴ８００』）及び粉体抵抗測定システム（株式会社三菱ケミカルアナリテック製：型番『ＭＣＰ−ＰＤ−５１』）を用いて測定した。吸湿は、絶縁性フィラーを恒温恒湿オーブン（ヤマト科学株式会社製：型番『ＩＧ４０１』）内に、温度３２℃、相対湿度８０％条件下、１６日間放置することにより、行った。これらの結果を表２に示す。

＜評価２＞
表２から明らかなように、小径の粉末の混合割合が５質量％〜２６質量％と適切な範囲内（５質量％〜３０質量％）であり、小径の粉末と大径の粉末の平均一次粒子径の比（小径／大径）が４×１０^-4〜９×１０^-4と適切な範囲内（６×１０^-5〜３×１０^-3）である実施例１３〜１７の絶縁性フィラーでは、吸湿前の体積抵抗率が３×１０¹¹Ω・ｍ〜１×１０¹⁴Ω・ｍと高くなった。また、その体積抵抗率は恒温高湿条件（３２℃、相対湿度８０％）で１６日間吸湿させても２×１０¹¹Ω・ｍ〜１×１０¹⁴Ω・ｍとほとんど変化しなかった。

これに対して、小径の粉末を用いず大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−１２０』（平均一次粒子径１０８μｍ））のみからなる比較例５の絶縁性フィラーでは、恒温高湿条件（３２℃、相対湿度８０％）で１６日間吸湿させると体積抵抗率は４×１０⁹Ω・ｍと吸湿前に比べて２桁低下した。また、小径の粉末を用いず大径の粉末として窒化アルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製：型番『Ｗ１５』（平均一次粒子径１５μｍ））のみからなる比較例６の絶縁性フィラーでは、恒温高湿条件（３２℃、相対湿度８０％）で１６日間吸湿させると体積抵抗率は１×１０⁹Ω・ｍと吸湿前に比べて１桁低下した。

＜実施例１８＞
先ず、樹脂として不飽和ポリエステル樹脂（日立化成株式会社製：型番『ＷＰ２００８』）２２．２体積％と、硬化剤（日立化成株式会社製：型番『ＣＴ５０』）０．３体積％とを混合して樹脂の混合物を調製した。次いで、大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−１２０』（平均一次粒子径１０８μｍ））７１.７体積％と、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＲＹ５０Ｌ』（平均一次粒子径４０ｎｍ））５．８体積％とを混合して混合粉末を調製した。この混合粉末を自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）にて２０００ｒｐｍで３分間混合することにより絶縁性フィラーを得た。次に、上記樹脂の混合物と絶縁性フィラーを上記自転・公転ミキサーにて２０００ｒｐｍで５分間混合することにより樹脂組成物を調製した。更に、この樹脂組成物を、キャビティの縦×横×深さが１５ｃｍ×１５ｃｍ×２ｍｍである金型に入れて、ヒートプレス（株式会社小平製作所製：型番『ＰＹ１５−ＥＡ』）を使用し、１３０℃の温度で１０ＭＰａ（１００ｋｇ/ｃｍ２）の圧力をかけて１０分間保持することにより、樹脂を硬化させて樹脂成形体からなる絶縁材を作製した。

＜実施例１９＞
先ず、樹脂として不飽和ポリエステル樹脂（日立化成株式会社製：型番『ＷＰ２００８』）２２．１体積％と、硬化剤（日立化成株式会社製：型番『ＣＴ５０』）０．３体積％とを混合して樹脂の混合物を調製した。次いで、大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−６０』（平均一次粒子径６１μｍ））７１.６体積％と、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＲＹ５０Ｌ』（平均一次粒子径４０ｎｍ））６．０体積％とを混合して混合粉末を調製した。上記以外は、実施例１８と同様にして、樹脂成形体からなる絶縁材を作製した。

＜実施例２０＞
先ず、樹脂として不飽和ポリエステル樹脂（日立化成株式会社製：型番『ＷＰ２００８』）２０．２体積％と、硬化剤（日立化成株式会社製：型番『ＣＴ５０』）０．３体積％とを混合して樹脂の混合物を調製した。次いで、混合粉末Ａとして大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−１２０』（平均一次粒子径１０８μｍ））５７. ３体積％と、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＲＹ５０Ｌ』（平均一次粒子径４０ｎｍ））９．８体積％とを混合し、自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）にて２０００ｒｐｍで３分間混合することにより絶縁性フィラーＡを得た。続いて、混合粉末Ｂとして大径の粉末として窒化アルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製：型番『ＴＦＺ−Ｓ３０Ｐ』（平均一次粒子径２８μｍ））１０. ３体積％と、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＶＰ ＲＸ４０Ｓ』（平均一次粒子径４０ｎｍ））２．１体積％とを混合し、自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）にて２０００ｒｐｍで３分間混合することにより絶縁性フィラーＢを得た。次に、上記樹脂の混合物と絶縁性フィラーＡと絶縁性フィラーＢを上記自転・公転ミキサーにて２０００ｒｐｍで５分間混合することにより樹脂組成物を調製した。上記以外は、実施例１８と同様にして、樹脂成形体からなる絶縁材を作製した。

＜実施例２１＞
先ず、樹脂として不飽和ポリエステル樹脂（日立化成株式会社製：型番『ＷＰ２００８』）２０．２体積％と、硬化剤（日立化成株式会社製：型番『ＣＴ５０』）０．３体積％とを混合して樹脂の混合物を調製した。次いで、混合粉末Ａとして大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−６０』（平均一次粒子径６１μｍ））５６. ９体積％と、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＲＹ５０Ｌ』（平均一次粒子径４０ｎｍ））１０．０体積％とを混合し、自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）にて２０００ｒｐｍで３分間混合することにより絶縁性フィラーＡを得た。続いて、混合粉末Ｂとして大径の粉末として窒化アルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製：型番『ＴＦＺ−Ｓ３０Ｐ』（平均一次粒子径２８μｍ））１０. ５体積％と、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＶＰ ＲＸ４０Ｓ』（平均一次粒子径４０ｎｍ））２．１体積％とを混合し、自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）にて２０００ｒｐｍで３分間混合することにより絶縁性フィラーＢを得た。次に、上記樹脂の混合物と絶縁性フィラーＡと絶縁性フィラーＢを上記自転・公転ミキサーにて２０００ｒｐｍで５分間混合することにより樹脂組成物を調製した。上記以外は、実施例１８と同様にして、樹脂成形体からなる絶縁材を作製した。

＜実施例２２＞
先ず、樹脂としてシリコーン樹脂（東レ・ダウコーニング株式会社製：型番『ＢＹ１６−８０１』）２３.７体積％と、硬化剤としてオキシムシラン１.３体積％とを混合して樹脂の混合物を調製した。次いで、混合粉末として大径の粉末として窒化ケイ素粉末（株式会社燃焼合成製：型番『ＢＳＮ-Ｓ２０ＬＧＦ』（平均一次粒子径２０μｍ））６３. ０体積％と、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＲＸ３００』（平均一次粒子径７ｎｍ））１２．０体積％とを混合し、自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）にて２０００ｒｐｍで３分間混合することにより絶縁性フィラーを得た。上記以外は、実施例１８と同様にして、樹脂成形体からなる絶縁材を作製した。

＜実施例２３＞
先ず、樹脂としてエポキシ樹脂（三菱化学株式会社製：型番『ＪＥＲ８２８』）２５．０体積％を用意した。次いで、混合粉末として大径の粉末として窒化ホウ素粉末（デンカ株式会社製：型番『ＳＧＰ』（平均一次粒子径１８μｍ））６３. ５体積％と、小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカ粉末（日本アエロジル株式会社製：型番『ＲＸ２００』（平均一次粒子径１２ｎｍ））１１．５体積％とを混合し、自転・公転ミキサー（株式会社シンキー製：型番『ＡＲＥ−３１０』）にて２０００ｒｐｍで３分間混合することにより絶縁性フィラーを得た。上記以外は、実施例１８と同様にして、樹脂成形体からなる絶縁材を作製した。

＜比較例７＞
先ず、樹脂として不飽和ポリエステル樹脂（日立化成株式会社製：型番『ＷＰ２００８』）２４．６体積％と、硬化剤（日立化成株式会社製：型番『ＣＴ５０』）０．４体積％とを混合して樹脂の混合物を調製した。次いで、上記樹脂の混合物と大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末（デンカ株式会社製：型番『ＤＭＧ−１２０』（平均一次粒子径１０８μｍ））７５．０体積％とを上記自転・公転ミキサーにて２０００ｒｐｍで５分間混合することにより樹脂組成物を調製した。小径の粉末は混合しなかった。上記以外は、実施例１８と同様にして、樹脂成形体からなる絶縁材を作製した。

＜比較例８＞
先ず、樹脂として不飽和ポリエステル樹脂（日立化成株式会社製：型番『ＷＰ２００８』）２４．６体積％と、硬化剤（日立化成株式会社製：型番『ＣＴ５０』）０．４体積％とを混合して樹脂の混合物を調製した。次いで、上記樹脂の混合物と大径の粉末として球状酸化マグネシウム粉末『ＤＭＧ−６０』（平均一次粒子径６１μｍ））７５．０体積％とを上記自転・公転ミキサーにて２０００ｒｐｍで５分間混合することにより樹脂組成物を調製した。小径の粉末は混合しなかった。上記以外は、実施例１８と同様にして、樹脂成形体からなる絶縁材を作製した。

なお、表３において、樹脂等の『Ｐ』は不飽和ポリエステル樹脂（日立化成株式会社製：型番『ＷＰ２００８』, １００重量部）と硬化剤（日立化成株式会社製：型番『ＣＴ５０』, １. ５重量部）の混合物である。樹脂等の『Ｑ』はシリコーン樹脂（東レ・ダウコーニング株式会社製：型番『ＢＹ１６−８０１』, １００重量部）と硬化剤としてオキシムシラン(５重量部)との混合物である。樹脂等の『Ｒ』は三菱化学株式会社製の型番『ＪＥＲ８２８』のエポキシ樹脂である。

一方、表３において、大径の粉末の『ＤＭＧ−１２０』はデンカ株式会社製の平均一次粒子径１０８μｍの球状酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末の型番であり、大径の粉末の『ＤＭＧ−６０』はデンカ株式会社製の平均一次粒子径６１μｍの球状酸化マグネシウム（ＭｇＯ）粉末の型番であり、大径の粉末の『ＴＦＺ−Ｓ３０Ｐ』は東洋アルミニウム株式会社製の平均一次粒子径２８μｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末の型番であり、大径の粉末の『ＢＳＮ-Ｓ２０ＬＧＦ』は株式会社燃焼合成製の平均一次粒子径２０μｍの窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）粉末の型番であり、大径の粉末の『ＳＧＰ』はデンカ株式会社製の平均一次粒子径１８μｍの窒化ホウ素（ＢＮ）粉末の型番である。

また、表３において、小径の粉末の『ＲＹ５０Ｌ』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径４０ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番であり、小径の粉末の『ＶＰ ＲＸ４０Ｓ』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径４０ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番であり、小径の粉末の『ＲＸ３００』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径７ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番であり、小径の粉末の『ＲＸ２００』は日本アエロジル株式会社製の平均一次粒子径１２ｎｍの疎水性ヒュームドシリカ（ＳｉＯ₂）粉末の型番である。

＜比較試験３＞
実施例１８〜２３及び比較例７〜８の樹脂成形体（厚さ２ｍｍ）からなる絶縁材について、浸水前及び浸水後の絶縁破壊電圧を超高電圧耐圧試験器『７４７０シリーズ』（株式会社計測技術研究所製：型番『７４７３』）を用いて測定し、その値を厚さ（２ｍｍ）で除した値を絶縁破壊電圧（ｋＶ／ｍｍ）とした。浸水は、樹脂成型体からなる絶縁材をイオン交換水中に浸漬し５０℃にて５日間保持することにより、行った。浸水した後、水中から樹脂成形体からなる絶縁材を引上げ、１３５℃で６時間乾燥させた。浸水前及び浸水後の絶縁破壊電圧の変化率を上述した式（２）に基づいて算出した。浸水により絶縁破壊電圧が高くなる場合と、低くなる場合があるため、浸水前及び浸水後の絶縁破壊電圧の差を絶対値で表し、この差を浸水前の絶縁破壊電圧で除して、百分率で表した。その結果を表３に示す。

＜評価３＞
表３から明らかなように、樹脂として日立化成株式会社製の型番『ＷＰ２００８』の不飽和ポリエステル樹脂を用い、硬化剤として日立化成株式会社製の型番『ＣＴ５０』を用い、大径の粉末としてデンカ株式会社製の型番『ＤＭＧ−１２０』、『ＤＭＧ−６０』の球状酸化マグネシウム粉末を用いたけれども、小径の粉末を用いなかった比較例７、８の樹脂成形体からなる絶縁材では、浸水前の絶縁破壊電圧は３ｋＶ／ｍｍ以上と高かったけ
れども、浸水条件が５０℃で１２０時間と短いにも関わらず、浸水後の絶縁破壊電圧は１割程度低下した。具体的には、浸水前後の絶縁破壊電圧の変化率は、比較例７の絶縁材では１１．３％であり、比較例８の絶縁材では９．０％であった。

これに対して、樹脂及び硬化剤に、大径の粉末及び小径の粉末を所定の割合で充填し、更に小径の粉末と大径の粉末の平均一次粒子径の比（小径／大径）が４×１０^-4〜１×１０^-3と適切な範囲内（６×１０^-5〜３×１０^-3）であり、更に小径の粉末として疎水性ヒュームドシリカを用いて乾式法により混合された実施例１８〜２３の樹脂成形体からなる絶縁材では、浸水後の絶縁破壊電圧の低下が殆ど起こらず３ｋＶ／ｍｍ以上と高くなり、
高い耐水信頼性を有する絶縁材になった。具体的には、浸水前後の絶縁破壊電圧の変化率は、実施例１８〜２３の絶縁材では、０．３％〜４．５％であった。

本発明の絶縁性フィラーを含む絶縁材は、通信機器や車載電子機器の半導体チップ又はトランジスタ又はリチウムイオン二次電池又はＬＥＤ光源からなる発熱体の冷却部材、モータのハウジングに内蔵されたステータの冷却部材、インバータのケースに内蔵された電力変換装置の冷却部材、アクチュエータの摺動部又は回転部で発生した熱の放熱部材等に利用できる。

Claims (7)

1. 平均一次粒子径Ｄ₂を有する酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末の表面に前記平均一次粒子径Ｄ₂より小さい平均一次粒子径Ｄ₁を有する疎水性ヒュームド酸化物粉末が付着した混合粉末からなり、
   前記平均一次粒子径Ｄ₂に対する前記平均一次粒子径Ｄ₁の比Ｄ₁／Ｄ₂が６×１０^-5〜３×１０^-3であり、
   前記混合粉末の体積抵抗率が１×１０¹¹Ω・ｍ以上であり、
   前記疎水性ヒュームド酸化物粉末の含有割合が、前記混合粉末を１００質量％とするとき、５質量％〜３０質量％であることを特徴とする絶縁性フィラー。
2. 前記窒化物系無機粉末が、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末及び窒化ケイ素粉末からなる群より選ばれた１種以上の粉末である請求項１記載の絶縁性フィラー。
3. 前記疎水性ヒュームド酸化物が、疎水性ヒュームドシリカ、疎水性ヒュームドアルミナ又は疎水性ヒュームドチタニアである請求項１記載の絶縁性フィラー。
4. 温度３２℃、相対湿度８０％の恒温恒湿下で１６日間水蒸気を吸湿させたとき、下記の式（１）で算出される吸湿による体積抵抗率の低下率（％）が＋５０％未満である請求項１ないし３いずれか１項に記載の絶縁性フィラー。
   吸湿による体積抵抗率の低下率（％）＝[(吸湿前の体積抵抗率−吸湿後の体積抵抗率)／吸湿前の体積抵抗率]×１００ （１）
5. 平均一次粒子径Ｄ₂を有する酸化マグネシウム粉末及び／又は窒化物系無機粉末と、前記平均一次粒子径Ｄ₂より小さい平均一次粒子径Ｄ₁を有する疎水性ヒュームド酸化物粉末とを室温下で乾式法により混合して絶縁性フィラーを製造する方法であって、
   前記平均一次粒子径Ｄ₂に対する前記平均一次粒子径Ｄ₁の比Ｄ₁／Ｄ₂が６×１０^-5〜３×１０^-3であることを特徴とする絶縁性フィラーの製造方法。
6. 樹脂成形体からなる絶縁材において、
   前記樹脂成形体に請求項１ないし４いずれか１項に記載の絶縁性フィラーが含まれ、
   温度５０℃の水中に１２０時間浸漬したとき、下記の式（２）で算出される浸水前後の絶縁破壊電圧の変化率（絶対値）が５％以下であることを特徴とする絶縁材。
   浸水による絶縁破壊電圧差の変化率（％）＝[(浸水前の絶縁破壊電圧−浸水後の絶縁破壊電圧)／浸水前の絶縁破壊電圧]×１００ （２）
7. 請求項１ないし４いずれか１項に記載の絶縁性フィラーと樹脂とを室温下で混合した後、成形することにより、樹脂成形体からなる絶縁材を製造する方法。

Images