JP7343074B1

JP7343074B1 - チタン酸ストロンチウム微粒子粉末及び分散体、樹脂組成物

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Publication number: JP7343074B1
Application number: JP2023508011A
Authority: JP
Inventors: 誉元河口; 耕作田万里; 健一中田; 真次植本; 紫央里大下; 良樹河合; 祐司三島; 正浩金光
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 2021-10-15
Filing date: 2022-10-11
Publication date: 2023-09-12
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Abstract

本発明は、球状チタン酸ストロンチウム微粒子粉末であり、一次粒子の平均一次粒子径が５０ｎｍ以下であって、円形度が０．８以上であり格子定数が３．９２５Å以下であることを特徴とし、チタン酸ストロンチウム微粒子粉末は、結晶性が高く、含有水分が少なく、また、粒度分布が良好なため、粒子が均一に分布したコンポジット膜を樹脂膜の劣化させることなく提供することができる。

Description

本発明は、フィラーとして最適なチタン酸ストロンチウム微粒子粉末を得ることを目的とするものである。

近年、各種電子機器の小型化、高性能化及び軽量化に伴い、有機樹脂の加工性を維持したまま、無機フィラーの機能性（屈折率、誘電率、導電性、磁性、熱伝導性等）を付与した有機無機ハイブリッド材料のニーズが高まっている。

例えば、ディスプレイに用いられる輝度向上フィルムや、ＡＲ／ＭＲグラス等に用いられる回折光学素子は、高輝度化、薄膜化、視野角の向上等の特性を得るため、樹脂単体では達することができない高い屈折率が必要とされる。そのため、高屈折率を持つ無機フィラーを樹脂に添加し、樹脂膜の屈折率を向上させることが検討されている。

また、電子部品の軽薄短小化、高機能化に伴い、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の絶縁膜を窒化ケイ素等の無機材料から、パターン形成が容易な樹脂と高誘電無機フィラーの樹脂組成物に置き換える開発が盛んに行われている。

このようなハイブリッド材料における無機フィラーに求められる特性として、充填率の増加、均一分散性、ハイブリッド化による樹脂膜の劣化の抑制があげられる。これらの特性を満足させるフィラーは充填率の増加に対しては、微細で粒度分布のよい球状の粒子、樹脂膜劣化の抑制に対しては結晶性が高い粒子が最適である。

一方で、チタン酸ストロンチウムはペロブスカイト構造を持つ高機能材料であり、単体では種々の用途に用いられている。例えば、高い屈折率を利用した顔料や、反射材並びに集光材等の光学用途や、高い誘電率からセラミックコンデンサ用途、さらには、光触媒活性を有する点を利用して可視光光触媒に用いられたり、他の元素を添加して半導体化する点などを利用して、半導体、半導体コンデンサ、熱電材料、ＥＬ、発光材料などに用いられる。

このような高機能性を持つチタン酸ストロンチウムと樹脂との複合体を形成することで、樹脂のみでは達成できない機能性を持つ新たな材料が作製できると期待される。

従来より、チタン酸ストロンチウム微粒子については種々の報告がある（特許文献１～９、非特許文献１）。

特開平６－４８７３４号公報特開平５－５８６３３号公報特開２００３－２７７０５４号公報特開２０１５－１３７２０８号公報特開２０１８－２０９１９号公報特開２０１９－１５１５０７号公報特開２０１６－６９２１１号公報特開２０１５－１５１３０４号公報国際公開第２０１５／１５２２３７号

ＣｅｒａｍｉｃｓＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（２０１５），４１，１３５１６－１３５２４

しかしながら、前記のようなフィラーに適するチタン酸ストロンチウム微粒子粉末は現在最も要求されているところであるが、未だ得られていない。

即ち、前出特許文献１には、平均粒子径が０．０５μｍ以下のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の製造方法が記載されているが、得られるチタン酸ストロンチウムの結晶性については考慮されていない。更にこの方法では反応を瞬間的かつ均一に混合するためにインラインミキサーが必要となり、工程が複雑なものとなって工業的に好ましいとは言い難いものである。

また、前出特許文献２には、チタン化合物の加水分解物とストロンチウム化合物とを過酸化水素の存在下で湿式反応させて、チタン酸ストロンチウムを得る製造方法が記載されているが、チタン酸ストロンチウムも平均粒子径は０．１μｍ以上と大きいものであり、またこの方法では過酸化水素の使用量が多いため不経済である。

また、前出特許文献３、４には、チタン化合物の加水分解生成物と水溶性ストロンチウム塩とを強アルカリ水溶液中で反応させて微粒子のチタン酸ストロンチウムを得ることが記載されているが、形状が直方体状や立方体状であるため、フィラーとしては適さない。また、結晶性についてはなんら考慮されていない。

また、前出特許文献５，６には、チタン化合物の加水分解生成物と水溶性ストロンチウム塩とをヒドロキシカルボン酸や第三成分を添加し強アルカリ水溶液中で反応させて球状のチタン酸ストロンチウムを得ることが記載されているが、ヒドロキシカルボン酸や他元素の添加によりチタン酸ストロンチウムの特性が変わる可能性があり、チタン酸ストロンチウム単体の特性を付与するためのフィラーとしては適さない。また、結晶性についてはなんら考慮されていない。

また、前出特許文献７，８には光触媒特性に優れる立方体状チタン酸ストロンチウムが記載されているが、触媒機能を発揮するため形状が立方体状に制御されており、樹脂フィラー用途としては適さない。

また、前出特許文献９には湿式反応により平均粒子径が５０～１５０ｎｍの球状チタン酸ストロンチウムが記載されているが、平均粒子径が５０ｎｍ以上と大きく、樹脂との密着性が得られないため、フィラーとして好適であるとは言い難い。

また、前出の非特許文献１には、一次粒子径が３２～４５ｎｍで立方体状のチタン酸ストロンチウムが報告されている。しかし、粒子形状は立方体状であり、充填率を上げることができないためフィラーとしては適さない。

そこで、本発明はコンポジット材料におけるフィラーに適したチタン酸ストロンチウム微粒子を提供することを技術的課題とする。

前記目的は、次の通りの本発明によって達成できる。

即ち、本発明は、一次粒子の平均一次粒子径が５０ｎｍ以下であって、円形度が０．８０以上であり、格子定数が３．９２５Å以下であることを特徴とする球状チタン酸ストロンチウム微粒子粉末である（本発明１）。

本発明に係る球状チタン酸ストロンチウム微粒子粉末では、球状微粒子であることから充填性を向上させることができ、さらに結晶性が高いため、粒子に取り込まれた水分や水酸基が少なく、樹脂と複合化する際において、フィラーから樹脂への水分の放出が低減されている。

また、本発明は、本発明１に記載のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末であって、一次粒子径の標準偏差が６．０ｎｍ以下である球状チタン酸ストロンチウム微粒子粉末である（本発明２）。

このようにすることで、樹脂内に均一にフィラーが分散し、コンポジット膜の特性の偏りを低減することができる。

また、本発明は、本発明１又は２に記載のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末であって、水分量が３．００ｗｔ％以下である球状チタン酸ストロンチウム微粒子粉末である（本発明３）。

このようなフィラーは含有水分量が少ないため、樹脂との複合化において水分による樹脂の劣化を防ぐことができる。

また、本発明は、本発明１～３のいずれかに記載のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末を含む分散体である（本発明４）。

チタン酸ストロンチウム微粒子はフィラーとして好適なため、種々の用途に加工、展開することができる。

また、本発明は、本発明１～３のいずれかに記載のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末を含む樹脂組成物である（本発明５）。

前記樹脂組成物は機能性を有する樹脂組成物を形成することができる。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末は、微細で高結晶性の為、水分をはじめとした膜を劣化させる成分が少なく、コンポジットにおける膜の劣化を防ぐことができる。したがって、有機無機ハイブリッド材料のフィラーとして好適である。

実施例５で得られたチタン酸ストロンチウムの電子顕微鏡写真である。実施例５と比較例で得られたチタン酸ストロンチウムの重量減少測定結果を示すグラフである。

本発明の構成を詳述すれば、次の通りである。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末は、一次粒子の平均一次粒子径が５０ｎｍ以下であって、円形度が０．８０以上であり、格子定数が３．９２５Å以下である球状粒子である。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の一次粒子の平均一次粒子径は５０ｎｍ以下である。平均一次粒子径を前記範囲に制御することによって、樹脂膜に均一に分散することができるチタン酸ストロンチウム微粒子粉末とすることができる。好ましい平均一次粒子径は４５ｎｍ以下であり、より好ましくは４０ｎｍ以下である。その下限値は８ｎｍ程度である。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の粒子形状は球状であり、その円形度は０．８以上である。チタン酸ストロンチウム微粒子の円形度が０．８未満の場合、形状が直方体状などであり充填密度が低下する場合がある。より好ましい円形度は０．８２以上であり、さらにより好ましくは０．８３～１．０である。なお、円形度は後述する方法で評価する。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の格子定数は３．９２５Å以下である。格子定数が３．９２５Åより大きい場合には、チタン酸ストロンチウムの結晶内に水分や水酸基を多く取り込んだ状態と考えられ、樹脂膜を劣化させる要因となる。より好ましい格子定数は３．９２３Å以下であり、さらに好ましくは３．９２０Å以下である。格子定数の下限値は３．９０５Åである。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の一次粒子径の標準偏差は６．０ｎｍ以下が好ましい。チタン酸ストロンチウム微粒子の一次粒子径の標準偏差が６．０ｎｍより大きいと、粒度分布が悪いため均一分散ができず、樹脂コンポジットの特性に偏りが発生する場合がある。より好ましい一次粒子径の標準偏差は５．５ｎｍ以下であり、さらにより好ましくは５．０ｎｍ以下である。その下限値は２．０ｎｍ程度である。なお、一次粒子径の標準偏差は後述する方法で評価する。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末のＳｒ／Ｔｉはモル比で０．９０～１．１０が好ましい。Ｓｒ／Ｔｉをこの範囲に制御することで、チタン酸ストロンチウムとしての諸特性を発揮することができる。より好ましいＳｒ／Ｔｉは０．９５～１．０５であり、さらにより好ましくは０．９８～１．０２である。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の水分量は３．００ｗｔ％以下が好ましい。水分量が３．００ｗｔ％を超える場合、コンポジット膜を作成する際に、フィラーから発生する水分により樹脂膜の硬化を阻害したり、樹脂膜の劣化が促進される。より好ましい水分量は２．８０ｗｔ％以下であり、さらに好ましくは２．５０ｗｔ％以下である。その下限値は１．００ｗｔ％程度である。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の１０００℃までの重量減少は６．００ｗｔ％以下が好ましい。重量減少は粒子内の水分や水酸基量を反映しており、これが６．００ｗｔ％を超える場合、コンポジット膜を作成する際に、フィラーから多くの水分が発生し樹脂膜の硬化を阻害したり、樹脂膜の劣化が促進される。より好ましい重量減少は５．５０ｗｔ％以下であり、さらに好ましくは５．２０ｗｔ％以下である。

次に、本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の製造方法について述べる。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末は、四塩化チタン水溶液を水酸化ストロンチウム水溶液で中和して含水水酸化チタンスラリーを得（中和反応）、加熱した後、含水水酸化チタンスラリーを水洗し、水酸化ストロンチウム水溶液に添加し１００～３００℃の温度範囲で湿式反応させて得ることができる。

中和反応の際のチタン原料とアルカリ性水溶液との添加割合（Ｓｒ／Ｔｉ）はモル比で、１．１～１．８が好ましい。前記添加割合が１．１未満の場合にはチタン酸ストロンチウム核粒子の生成収率が低下し、１．８を越える場合には、チタン酸ストロンチウムの一次粒子の分布が悪化する。より好ましい添加割合は１．２５～１．６５である。

中和反応を行った後、得られた含水水酸化チタンコロイドの水洗ＣＭはコロイドスラリーのＣＭが１０ｍＳ／ｃｍ以下になることが好ましく、８ｍＳ／ｃｍ以下になることがより好ましい。

チタン酸ストロンチウム微粒子を生成させる反応溶液は、ｐＨが１１～１３．５が好ましく、温度範囲は１００～３００℃が好ましい。

チタン酸ストロンチウム微粒子生成させる反応溶液の反応濃度はチタン化合物換算で０．０５～０．７ｍｏｌ／Ｌが好ましい。０．０５ｍｏｌ／Ｌ未満の場合、収率が低く工業的ではなく、０．７ｍｏｌ／Ｌ以上の場合、反応溶液中の水酸化ストロンチウム量が溶解度を超えるため、Ｓｒ（ＯＨ）２が析出し、均一な液相反応を行うことが困難である。

中和反応の後、水酸化ストロンチウム水溶液を添加する。水酸化ストロンチウム水溶液の添加量は、反応溶液中のＴｉに対してモル比で、Ｓｒ／Ｔｉが１．５～３．０となるように添加する。

反応中は窒素をフローさせて、ストロンチウム化合物と空気中の炭酸ガス等とが反応しないように制御することが好ましい。

湿式反応の反応温度は６０～３００℃が好ましい。６０℃未満の場合には、緻密な球状チタン酸ストロンチウム微粒子を得ることが困難となる。３００℃を超える場合、水熱容器の設計が困難である。好ましくは６５～２５０℃である。

湿式反応後の粒子は、常法に従って水洗、乾燥する。水洗することによって、過剰のストロンチウムを洗い流すことができる。また、不純物であるＮａ、Ｋ、及びＣｌなども同時に除去することができる。

また、本発明においては、焼成粉砕・解砕処理を行ってもよい。

本発明では、チタン酸ストロンチウムを含む分散体とすることができる。

本発明に係る分散媒体としては、水系及び溶剤系のいずれをも用いることができる。

水系分散体の分散媒体としては、水、もしくは、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール系溶剤；メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のグリコールエーテル系溶剤；ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等のオキシエチレン又はオキシプロピレン付加重合体；エチレングリコール、プロピレングリコール、１，２，６－ヘキサントリオール等のアルキレングリコール；グリセリン、２－ピロリドン等の水溶性有機溶剤を用いることができる。これらの水系分散体用の分散媒体は、目的とする用途に応じて１種又は２種以上を混合して用いることができる。

溶剤系分散体用の分散媒体としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン等のアミド類；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングルコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等のエーテルアルコール類；エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のエーテルアセテート類；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等の酢酸エステル類；乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸プロピルエステル等の乳酸エステル類；エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ－ブチロラクトン等の環状エステル類及び各種モノマー等を用いることができる。これらの溶剤系分散体用の分散媒体は、目的とする用途に応じて１種又は２種以上を混合して用いることができる。

本発明に係る分散体のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の濃度は、５～６０重量％に調整することが好ましい。５重量％未満であれば次工程の用途として生産性が低く、また、６０重量％を超えると流動性の高いスラリーができるとは言い難い。より好ましくは１０～５５重量％、さらにより好ましくは１５～５０重量％である。

本発明に係る分散体は、必要に応じて分散剤、添加剤（樹脂、消泡剤、助剤等）等を添加することもできる。本発明における分散剤としては、使用するチタン酸ストロンチウム微粒子粉末や分散媒体の種類に応じて適宜選択して使用することができ、アルコキシシラン、シラン系カップリング剤及びオルガノポリシロキサン等の有機ケイ素化合物、チタネート系カップリング剤等の有機チタン化合物、アルミネート系カップリング剤等の有機アルミ化合物、ジルコネート系のカップリング剤等の有機ジルコニウム化合物、界面活性剤あるいは高分子分散剤等を用いることができ、これらは１種または２種以上を混合して用いることができる。

上記有機ケイ素化合物としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、テトラエトキシシラン及びテトラメトキシシラン等のアルコキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ―メタクロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（β－アミノエチル）－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ－クロロプロピルトリメトキシシラン等のシラン系カップリング剤、ポリシロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン、変性ポリシロキサン等のオルガノポリシロキサン等が挙げられる。

上記有機チタン化合物としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ－アミノエチル・アミノエチル）チタネート、トリス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート、イソプロピルジオクチルパイロホスフェートチタネート、イソプロピルトリス（ドデシルベンゼンスルフォニル）チタネート、チタンテトラノルマルブトキシド、チタンテトラ－２－エチルヘキソキシド、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２－ジアリルオキシメチル－１－ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスファイトチタネート、テトラオクチルビス（ジトリデシルホスフェイト）チタネート、テトラ（２－２－ジアリルオキシメチル－１－ブチル）ビス（ジトリデシル）ホスフェイトチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート等が挙げられる。

上記有機アルミ化合物としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロボキシモノエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等が挙げられる。

上記有機ジルコニウム化合物としては、ジルコニウムテトラキスアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビスアセチルアセトネート、ジルコニウムテトラキスエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリブトキシモノエチルアセトアセテート、ジルコニウムトリブトキシアセチルアセトネート等が挙げられる。

上記界面活性剤としては、脂肪酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアリールエーテル等のポリエチレングリコール型非イオン界面活性剤、ソルビタン脂肪酸エステル等の多価アルコール型非イオン界面活性剤等のノニオン性界面活性剤；アミン塩型カチオン系界面活性剤、第４級アンモニウム塩型カチオン系界面活性剤等のカオチン性界面活性剤；アルキルジメチルアミノ酢酸ベタインなどのアルキルベタイン、アルキルイミダゾリンなどの両性界面活性剤が挙げられる。

高分子分散剤としては、スチレン－アクリル酸共重合体、スチレン－マレイン酸共重合体、ポリカルボン酸及びその塩等を用いることができる。

分散剤の添加量は、分散体中のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の総表面積に依存すると共に、チタン酸ストロンチウム微粒子粉末の分散体の用途及び分散剤の種類に応じて適宜調製すればよいが、一般的には、分散媒中のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末に対して分散剤を０．０１～１００重量％添加することによって、チタン酸ストロンチウム微粒子粉末を分散媒体中に均一且つ微細に分散させることができると共に、分散安定性も改善することができる。また、上記分散剤は、分散媒体に直接添加する他に、チタン酸ストロンチウム微粒子粉末に予め処理しておいてもよい。

本発明は、樹脂中にチタン酸ストロンチウム微粒子を含む樹脂組成物である。

用いられる樹脂としては特に制限はないが、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ＡＳ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等を用いることができる。

本発明の代表的な実施の形態は、次の通りである。

チタン酸ストロンチウム微粒子粉末を透過型電子顕微鏡（日本電子（株）製ＪＥＭ－Ｆ２００）によって観察した写真（２５ｋ）について、約３００個の粒子から平均一次粒子径と標準偏差を計測した。ここで、平均一次粒子径とは各々の粒子に対して写真から求まる面積と同等面積の円の直径を粒子径とし、それを測定全粒子に対して平均した粒子径および標準偏差である。また、粒子形状は前記電子顕微鏡写真から判断した。さらに、円形度は、前記電子顕微鏡写真から測定した粒子の（４π×面積）／周囲長２で示した。

格子定数ａは「Ｘ線回折装置Ｄ８ＡＤＶＡＮＣＥ」（ブルカー・ジャパン(株)製）（管球：Ｃｕ）を使用し、２θが１０～９０°の範囲で測定し、リートベルト法を用いて算出した。

コンポジット膜の安定性は粒子に含まれる水分量で評価される。水分量はカールフィッシャー水分計（平沼産業（株）製ＡＱ－２１０００）を用いて測定した。

Ｓｒ／Ｔｉは蛍光Ｘ線分析装置（リガク製ＺＳＸＰｒｉｍｕｓＩＩ）を使用して測定した。

本発明に係るチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の重量減少は下記のように測定した。熱重量測定装置（ＳＩＩ製ＥＸＳＴＡＲＴＧ／ＤＴＡ７３００）を用いて室温から１０００℃までの重量減少を測定し、１０００℃の減少率を採用した。

実施例１
四塩化チタン水溶液を水にＴｉのモル濃度が２．１０ｍｏｌ／ｌになるように混合した溶液に、２０ｗｔ％の水酸化ストロンチウム水溶液をＳｒ／Ｔｉモル比が１．３７になるように加え水酸化チタンスラリーを得た。そのスラリーのＣＭが１０ｍＳ／ｃｍ以下になるように水洗した。得られた水酸化チタンスラリーをあらかじめ反応容器内で溶解させた水酸化ストロンチウム水溶液に投入した。この際の水酸化ストロンチウム水溶液はＳｒ／Ｔｉモル比で１．８となるように調整した。また、反応時の濃度はチタン酸ストロンチウム濃度として０．２２ｍｏｌ／ｌとした。その後１８０℃で８時間攪拌を続け水熱反応を行った。反応後室温まで冷却した後、ヌッチェでろ液の電気伝導度が２００μＳ／ｃｍ以下になるまで水洗し、ろ過、乾燥を行なってチタン酸ストロンチウム微粒子の白色粉末を得た。

得られたチタン酸ストロンチウム微粒子粉末を電子顕微鏡で観察すると、一次平均粒子径が２２．７ｎｍ、標準偏差は５．９ｎｍであり、円形度０．８４の球状粒子であり、格子定数ａは３．９２０Å、水分量は２．５８ｗｔ％であった。

実施例２～５
反応濃度、中和及び晶析時の水酸化ストロンチウム量、反応温度、時間を変化させた以外は実施例１と同様にしてチタン酸ストロンチウム微粒子粉末を得た。

このときの製造条件を表１に、得られたチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の粉体特性を表２に示す。得られたチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の標準偏差は実施例４では４．０ｎｍ、実施例５では３．７ｎｍであって、いずれも６．０ｎｍ以下であった。また、水分量は実施例３では２．１７ｗｔ％、実施例４では２．９９％、実施例５では２．２１ｗｔ％であって、いずれも３．００ｗｔ％以下であった。また、実施例５の電子顕微鏡写真を図１に示す。

比較例
特許文献１の実施例１９を参考にチタン酸ストロンチウム微粒子粉末を作製した。すなわち、四塩化チタン水溶液を純水に添加し、１時間攪拌した。この水溶液に５％アンモニア水を滴下してｐＨ７．８の白色スラリーを得た。このスラリーをろ過水洗した後、再スラリー化し、６０℃に加熱し酢酸を添加してｐＨ６．０で４０分間熟成した。熟成後、ろ過水洗し、含水水酸化チタンゲルのケーキを得た。この含水水酸化チタンゲルケーキに純水を加えた後、煮沸させたスラリーと水酸化ストロンチウム水溶液をＳｒ／Ｔｉが１．２になるように調整し、インラインミキサーを通して混合した後、８０℃で４時間還流して熟成させた。熟成後、スラリーをろ過水洗乾燥した。

得られたチタン酸ストロンチウム微粒子粉末を電子顕微鏡で観察すると、一次平均粒子径が２９．４ｎｍ、標準偏差は６．７ｎｍであり、円形度０．８５の球状粒子であり、格子定数ａは３．９３８Å、水分量は４．２３ｗｔ％であった。

実施例５と比較例で得られたチタン酸ストロンチウム微粒子粉末の熱重量減少測定結果を図２に示す。１０００℃での熱重量減少は実施例５で５．２６％、比較例では８．４４％であった。

実施例におけるチタン酸ストロンチウム粒子のカール水分は比較例と比較して３ｗｔ％以下と低い。また、熱重量減少については実施例５と比較例を比較して、実施例５が微粒子であるにもかかわらず、熱重量減少が少ない。このことは、本発明のチタン酸ストロンチウム粒子の結晶性が高いため、粒子内に残存する水酸基が少ないことを示唆している。したがって、実施例におけるチタン酸ストロンチウム微粒子はフィラーとして樹脂との混錬に用いても、水分による膜の劣化が少なく安定なコンポジットを作製できる。

本発明のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末は、目的に応じて平均粒子径をコントロールすることができ、かつ微細で欠陥が少なく球状であるため膜の劣化を防ぎ、フィラーの充填密度を上げやすいという特徴がある。したがって、本発明のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末は、ディスプレイに用いられる輝度向上フィルムや、ＡＲ／ＭＲグラス等に用いられる回折光学素子における樹脂組成物の、高屈折率化のための高屈折率無機フィラー、または薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等電子部品に利用できる高誘電樹脂組成物の高誘電無機フィラーに最適である。

Claims

一次粒子の平均一次粒子径が５０ｎｍ以下であって、円形度が０．８０以上であり、格子定数が３．９２５Å以下であることを特徴とする球状チタン酸ストロンチウム微粒子粉末。
請求項１に記載のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末であって、一次粒子径の標準偏差が６．０ｎｍ以下であるチタン酸ストロンチウム微粒子粉末。
請求項１又は２に記載のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末であって、水分量が３．００ｗｔ％以下であるチタン酸ストロンチウム微粒子粉末。
請求項１又は２に記載のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末を含む分散体。
請求項１又は２に記載のチタン酸ストロンチウム微粒子粉末と樹脂とを含む樹脂組成物。