JPS63201046A - 特性付与型被覆層を有する微小材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、樹脂や金属への充填・複合化材、セラミッ
ク成形材料等として使用して好適な特性付与型の被覆層
を有する微小材の製造方法に関するしのである。

「従来の技術および問題点」 近年、電子分野・航空宇宙分野等の発展を契機に従来ま
でとは違った要求が工業材料に対して向けられるように
なってきた。係る状況で求められる材料特性は、絶縁性
、導電性、誘電性、磁性などの電気的特性、高強度、高
靭性、耐摩耗性、耐熱性、断熱性、熱伝導性、低熱膨張
性などの機械的・熱的特性、生体順応性、触媒などの生
化学・化学的特性、光学的特性、等であり、かつこれら
の特性を数種兼ね備えたものが必要とされ、その要求レ
ベルは年々高度なものとなっている。

そこで、最近、樹脂や金属に種々の粒子やウィスカーや
フレークを充填し、複合化させることにより母材のみで
は得られない機能や強度を持った材料を作り出す試みが
多く行なわれている。例えば、有機材料である樹脂の中
にセラミックスや金属の粒子またはウィスカーやフレー
クを混合し、それにより耐湿性に劣り、熱膨張率が大き
いという樹脂の欠点を改善したり、本来絶縁材料である
樹脂に導電性を持たせたり、逆にさらに高い絶縁性を持
たせたり、機械的強度を増したりしている。

あるいは、前記粒子等を金属に充填・複合化し、母材で
ある金属を強化したり、耐摩耗性を増したり、というこ
とも行なわれている。

そこで、−例として、樹脂の中にセラミックの粒子を充
填した代表的な例の一つである半導体封止用樹脂の場合
について説明する。半導体の封止材は元々セラミックか
ら始まったことがらも分かるように、セラミックのほう
が樹脂よりも半導体封止に対して優れた特性をもつが、
成形性が悪いため、成形が容易で、低コスト・大量生産
に向く樹脂が次第に使われるようになり、現在では半導
体封止の９割が樹脂封止により行なわれている。

ただし、樹脂といってもその構成材料の７割はセラミッ
クの充填剤であり、有機材料である樹脂と無機材料であ
るセラミックスとの複合材料といえろ。半導体封止用樹
脂に必要とされるのは、優れた耐湿性、低熱膨張性、高
純度、高熱伝導性であり、これらの特性を実現するため
にセラミックス粒子を樹脂に混合している訳である。

ところで、このように樹脂に混合するための特性を満足
するようなセラミックスは多数あるものの、実際に使わ
れているのはシリカのみである。

その理由は、シリカがエポキシ樹脂等の樹脂材料と大変
なじみやすく、シかもカップリング剤等の混入技術の研
究開発も進んでいるためであり、樹脂に混練した場合、
樹脂の硬化、機械的強度、その他の特性に悪影響を与え
ないためでもある。さらに、シリカが天然物で高純度の
ものが得られ、溶融ガラス化したものは非常に低い熱膨
張率を持つ、ということがあるからである。

このようなシリカの働きがあったからこそ樹脂封止がこ
こまで普及してきたのであるが、最近、半導体封止用樹
脂に対して高熱伝導性の要求が強くなり、それに対応し
てシリカよりも熱伝導性のよい炭化ケイ素や窒化ケイ素
を充填剤として使用しようとする動きがでてきている。

ところが両者ともに従来のエポキシ樹脂とのなじみが悪
く表面処理によってもその特性が改善しにくり、樹脂と
混練すると樹脂の硬化時に悪影響を及ぼし、樹脂が固ま
らなかったり、固まっても機械的強度が足りなかったり
、また、炭化ケイ素や窒化ケイ素となじみの良い特殊な
樹脂を使用した場合には非常にコストの高いものになる
という理由、さらに炭化ケイ素の場合は絶縁性に劣るこ
ともあって、これらは使用できないか、使用できても期
待通りの特性が得られなかった。また、高熱伝導性とい
う点からすると金属材料は最適であるか、導電性がある
ため絶縁材料には使用できなかった。これらは一つの例
であるが、このほかにも様々の分野で、ある特性では非
常に優れているのだが、他の特性が目的とする物質の要
求特性に反するという理由からその物質を材料として使
用できない場合が度々あり、材料選択の幅を狭めている
。これは、材料の研究者ならば皆が経験することであり
、この問題を解決できるならば、種々多様な特性を持っ
た優れた材料を得ることができるようになる。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、外形状が粒子またはウィスカーまたはフレー
クである微小材本体の表面にこの微小材本体が持たない
特性を有する物質により少なくとも一層以上の被覆層を
形成する微小材の製造方法であり、この製造方法により
前記従来の問題点を解決した微小材を得ることができる
。

本発明により得られる微小材の働きを、まず前記半導体
封止用樹脂を例にとって述べる。本発明の微小材の内、
被覆層がシリカで微小材本体が炭化ケイ素や窒化ケイ素
のものを半導体封止用樹脂の充填材として用いると、表
面がシリカであるため従来から使用されているエポキシ
樹脂とのなじみが非常によく、シリカと同様に扱えて樹
脂に何等の悪影響も与えずに良好な樹脂成形体を得ろこ
とができる。しかも、樹脂と混練、成形した後には、内
部粒子の特性（高熱伝導性）を与え、また、シリカは絶
縁性の良い物質であるため、炭化ケイ索の電気絶縁性も
改善され、高熱伝導性の半導体封止用樹脂成形体が得ら
れた。その他にもシリカよりも高熱伝導性を有する充填
材として、本発明品の内、被覆層がシリカで内部が窒化
ホウ素、マグネシア、ベリリアである粒子等が使用でき
、良好な結果が得られた。さらに高熱での樹脂成形体を
得ようとするならば、本発明品に内、被覆層がシリカ、
内部がアルミニウムである粒子を用いることも可能であ
る。これは、金属であるアルミニウムもシリカ層の絶縁
効果により絶縁材料である半導体封止用樹脂として充分
使用できるからである。他にら本発明方法による微小材
の利用例として、被覆層がガラス状のシリカで内部が結
晶性のシリカである粒子を用いれば、結晶性のシリカよ
りも金型摩耗の少ない充填材が得られる。さらに金型摩
耗の少ない充填材を得ようとすれば、被覆層が樹脂の硬
化物である粒子を用いることにより可能となる。

前記したように、本発明は、表面に少なくとも一層以上
の被覆層を持つことを特徴とする微小材の製造方法に関
するものであるが、本発明方法の特徴は一つ一つの微小
材本体に一層以上の被覆層を持たせることにより微小材
に数種類の物質の特性を合わ住持たせることである。従
来、成形物の表面に被膜を形成することは良く行なわれ
てきたが、各微小材の表面に被膜を持つ物質の製造方法
は本発明が始めてである。なお、本発明方法により得ら
れる微小材は、高分子で被膜を作り、その浸透効果で内
部の物質をしみださせたり、一定期間内部の物質を保護
した後、被膜の破壊により内部の物質を流出させるよう
なマイクロカプセルとは本質的に異なるものであり、各
微小材自身が各微小材レベルで独自に内部物質の物性と
外部被膜を形成する物質の物性との両巻性を合イつせも
つ一種の機能性複合材料である。これは、もちろん２種
以上の物質が単に混ざりあって構成されている粒子等の
微小材とも全く違うものである。我々は鋭意研究の結果
、下記の各組み合わせにおいて、表面に少なくとも一層
以上の被覆層を持つことを特徴とする微小材を凝集する
ことなく単分散の状態で製造することができた。すなわ
ち、まず、微小材本体（内部物質）が、ケイ素（Ｓ　ｉ
）、チタン（Ｔ　ｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ゲルマ
ニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａ［）、
？グネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウ
ム（Ｎ　ａ）、ホウ素（Ｂ）、錫（Ｓｎ）、バリウム（
Ｂ　ａ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウ
ム（Ｉｎ）、タンタル（Ｔａ）、イツトリウム（Ｙ）、
トリウム（Ｔｈ）、ベリリウム（Ｂｅ）、銅（Ｃｕ）、
鉛（ｐｂ）、前記各元素の酸化物、前記各元素の窒化物
、前記各元素の炭化物、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）
、ムライト（３Ａ１２！０３−２ＳｉＯ２）、マイカ、
スピネル（朽０・Ａ（２ｔＯ３）、炭素（Ｃ）、炭酸バ
リウム（ＢａＣＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉ０
３、ＢａｔＴｉＯＪ、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂
、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリ
カーボネート、ＰＥＴ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ポリフェニレ
ンエーテル、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂
、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、天然ゴム、天然ゴ
ムの誘導体、ブタジェン系合成ゴム、オレフィン系合成
ゴム、多硫化系合成ゴム、クロロスルフォン化ポリエチ
レンからなる群から選ばれる少なくとも一種であり、ま
た、被覆層が、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔ１）、ジル
コニウム（Ｚｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）
、アルミニウム（Ａ　Ｔ２）、マグネシウム（Ｍｇ）、
カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、ホウ素（Ｂ
）、錫（Ｓｎ）、バリウム（Ｂ　ａ）、ガリウム（Ｇ　
ａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、タンタル（
Ｔ　ａ）、イツトリウム（Ｙ）、トリウム（Ｔ　ｈ）、
ベリリウム（Ｂｅ）、銅（Ｃｕ）、鉛（Ｐｂ）、前記各
元素の酸化物、前記各元素の窒化物、前記各元素の炭化
物、炭素（Ｃ）、ポリスチレン、Ａｌ３Ｓ樹脂、メタク
リル樹脂、酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ
カーボネート、ポリスルホン、シリコーン樹脂、天然ゴ
ム誘導体、ブタジェン系合成ゴム、オレフィン系合成ゴ
ム、クロロスルフォン化ポリエチレン、フェノール樹脂
、ユリア樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、ポリエス
テル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミ
ド、ＡＳＡ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種
である、組み合わせである。

本発明方法では、前記構成の微小材本体あるいはこの微
小材本体を溶液またはエマルジョン状態にしたものと、
前記被覆層を構成する物質を溶液またはエマルジョン状
態にしたものとを混合し、得られたスラリーを噴霧乾燥
もしくは噴霧燃焼させることにより、前記スラリー中の
溶媒成分を除去し、前記微小材本体表面に溶質成分を固
定するものである。混合する溶液についてはｆ）Ｈの調
節が必要な場合もあり、酸またはアルカリを加えて調節
を行なう。被覆層の厚みは、核となる微小体本体の形状
、粒度分布、比表面積、混合する溶液中の固形分濃度お
よび粘度、および微小体本体と混合する溶液との混合比
、さらに噴霧状態を調節することにより制御することが
できる。また、乾燥後の被覆層は活性が高く、強度も弱
いので、必要に応じて加熱処理をすることにより活性を
押さえ、強度も向上させることができ、その程度は加熱
温度と加熱時間の調整により制御することができる。ま
た、２種以上の被覆層を形成する場合には、前記の処理
を繰り返せば良く、混合する溶液を２種以上混ぜ合イつ
仕れば、一つの被覆層上に２種以上の物質をひふくでき
ろ。なお、本発明におけるスラリー中の溶媒成分の除去
方法には次の３つがある。

（１）スプレードライヤー法 第１図に示すように、スラリーを回収容器Ｉの上部に設
けた噴霧装置２の近傍から熱風３を吹き出して乾燥する
。噴霧装置２は、回転円盤方式、ノズル方式のどちらで
も良いが、スラリー中の微小材本体を充分分散させるだ
けのエネルギーを与えることが必要である。この場合、
スラリー中の微小材本体を分散させるエネルギーが大き
いほど、微小材本体を覆う液膜の厚さを薄くすることが
でき、薄い被膜の形成が可能となる。噴霧乾燥後に得ら
れる微小材は、サイクロンまたはバッグフィルターで回
収される。

（１１）溶媒燃焼法 スラリー中の溶媒が、有機系の可燃物の場合に使用でき
る方法である。第２図（ａ）（ｂ）に示すように、スラ
リーを噴霧装置２から噴霧する際、この噴霧にパイロッ
トバーナー４により点火して有機成分を燃焼させるか、
またはこの噴霧をガスバーナー５の火炎中に吹き込むこ
とにより有機成分を燃焼させるかして、スラリー中の溶
媒成分を除去する方法である。この方法の場合、有機溶
媒蒸気の爆発を防ぐための装置のクローズド化の必要が
なく、設備費を低減できる。この場合の噴霧装置２は回
転円板方式、ノズル方式のどちらでも良く、さらにロー
タリーバーナーで使用されている回転円筒式でもよい。

（ｉｉｉ）　　加熱噴出法 第３図に示すように、一端を回収容器ｌに開放した加熱
管６で加熱し、加熱管６内での圧力上昇により回収容器
！中に噴き出さけ、噴き出し時のエネルギーにより分散
、乾燥させる。この時、回収容器ｌ内の圧力は大気圧ま
たは減圧とし、その圧力程度は溶媒に合わせて決める。

気化した溶媒はフィルター７を通して溶媒回収機８に回
収される。なお、図中符号９は減圧ポンプを示すもので
ある。

なお、本発明により得る微小材おける被覆層の厚みは０
．００１ミクロンから数十ミクロンであり、微小材本体
の大きさは、０．０１　ミクロンから数百ミクロンであ
る。また、その粒子の形状は角形状（破砕形状）、球形
状のどちらをもとり得るものである。

以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるしのではない。

「実施例１」 平均粒径３０ミクロンの炭化ケイ素粉１．２＆＠と、シ
リカ分１０重量％、加水分解率１００％のチルシリケー
ト加水分解液２００ｃｃと、メタノール４００ｃｃとを
混合し、スプレードライヤーで乾燥させる。この後、８
００℃で１時間加熱することにより被覆層がシリカで内
部物質が炭化ケイ素である粒子が得られた。使用したス
プレードライヤーは大川原化工機（株）製ＯＣ−１６（
クローズドタイプ）、使用したディスクは、セラミック
ピン使用タイプで径は７５ｍｍ、回転数は２０００Ｏｒ
ｌ）ｍ、スプレードライヤー人口温度は１８０℃であっ
た。これにより得られた被覆層の厚みは、０．３ミクロ
ンであった。また、８００℃で加熱した後の比表面積は
、１１ｃＩＩｔ／ｇであった。

本実施例における加熱温度と比表面積との関係を表１に
示した。

［表【コ 表１から分かるように、加熱温度の上昇とともに比表面
積は減少す衣。これはＯＨ基の減少による乙のであり、
また、１０００°Ｃ付近になると、シリカ層は溶融して
非常に滑らかな表面となる。使用目的により加熱処理条
件を変え、適当な比表面積を得ることができる。

「実施例２」 平均粒径３０ミクロンの炭化ケイ素粉１．Ｏｋｇと、シ
リカ分１０重量％、加水分解率１００％のチルシリケー
ト加水分解液２５０Ｃ９と、メタノール２５０ｃｃとを
混合し、スプレードライヤーで乾燥させる。この後、８
００℃で１時間加熱することにより被覆層がシリカで内
部物質が炭化ケイ素である粒子が得られた。得られた被
覆層の厚みは、０．３ミクロンで、比表面積は２．５ｃ
ｘ’／ｙであった。他の条件は「実施例１」と同様であ
る。

「実施例３」 平均粒径３０ミクロンの炭化ケイ素粉１．２に９と、シ
リカ分１０重量％、加水分解率１００％のチルシリケー
ト加水分解液２００ｃｃと、メタノール４００ｃｃとを
混合し、前記第２図に示した溶媒燃焼法で乾燥させた。

その結果、「実施例１」と同様の被覆層がシリカで内部
物質が炭化ケイ素である粒子が得られた。

「実施例４」 平均粒径３０ミクロンの炭化ケイ素粉１，２＆９と、シ
リカ分１０重量％、加水分解率１００％のチルシリケー
ト加水分解液２００ｃｃと、メタノール４００ｃｃとを
混合し、前記第３図に示した加熱噴出法で乾燥させた。

使用した装置は、オリエント化学工業（株）製りラック
ス、回収容器内の圧力は３００ｘｉＨｇとした。その後
、８００℃で１時間加熱した結果、「実施例１」と同様
の被覆層がシリカで内部が炭化ケイ素である粒子が得ら
れた。

「実施例５」 平均粒径３０ミクロンの炭化ケイ素粉１．２に９と、水
ガラス３号（日本化学工業（株）製）７０ｃｃと、水５
３０ｃｃと、１０重量％塩酸５ｃｃとを混合し、スプレ
ードライヤーで乾燥させた。その後、８００℃で１時間
加熱した結果、「実施例Ｉ」と同様の被覆層がシリカで
内部が炭化ケイ素である粒子が得られた。

使用したスプレードライヤーおよびその運転条件は「実
施例１」と同様であった。

「実施例６」 平均粒径１５ミクロンのシリカ粉り、Ｏｋｇと、１０重
量％の硫酸アルミニウム水溶液５００ｃｃとを混合し、
「実施例１」と同じ条件でスプレードライヤーで乾燥さ
せた。その後、８００℃で１時間加熱した結果、被覆層
がアルミナで内部がシリカである粒子が得られた。被覆
層の厚みは０．３ミクロンであった。

「実施例７　」 微小材本体が炭化ケイ素（ＳｉＣ）粒子で、被覆層がシ
リカである微小材を作製し、これを（配合例１）に示し
た配合比に従って樹脂等に配合し、それを熱ロールを用
いて５分間混練し、成形材料を得た。これを用いて成形
したものは機械的強度も良好な成形体となった。その物
性値（熱伝導率、熱膨張率）を表２に示した。

「実施例８　」 微小材本体が窒化ケイ素（ＳｉＪ−）粒子で、被覆層が
シリカである微小材を作製し、これを（配合例１）に示
した配合比に従って配合し、それを熱ロールを用いて５
分間混練し、成形材料を得た。

これを用いて成形したものは機械的強度も良好な成形体
となった。その物性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じく
表２に示した。

「実施例９　」 微小材本体が窒化ホウ素（ＢＮ）粒子で、被覆層がソリ
力である微小材を作製し、これを（配合例１）に示した
配合比に従って配合し、それを熱ロールを用いて５分間
混練し、成形材料を得た。これを用いて成形したものは
機械的強度も良好な成形体となった。その物性値（熱伝
導率、熱膨張率）を同じく表２に示した。

「実施例１０」 微小材本体かマグネシア（ＭｇＯ）粒子で、被覆層がシ
リカである微小材を作製し、これを樹脂等に（配合例１
）に示した配合比に従って配合し、それを熱ロールを用
いて５分間混練し、成形材料を得た。これを用いて成形
したものは機械的強度も良好な成形体となった。その物
性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じく表２に示した。

［実施例１１　、Ｊ 微小材本体がベリリア（Ｂｅｄ）粒子で、被覆層がシリ
カである微小材を作製し、これを樹脂等に（配合例Ｉ）
に示した配合比に従って配合し、それを熱ロールを用い
て５分間混練し、成形材料を得た。

これを用いて成形したものは機械的強度も良好な成形体
となった。その物性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じく
表２に示した。

「実施例１２」 微小材本体がジルコニア（ＺｒＯｚ）粒子で、被覆層が
シリカである微小材を作製し、これを樹脂等に（配合例
１）に示した配合比に従って配合し、それを熱ロールを
用いて５分間混練し、成形材料を得た。これを用いて成
形したしのは機械的強度も良好な成形体となった。その
物性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じく表２に示した。

「実施例１３」 微小材本体が炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粒子で、被
覆層がシリカである微小材を作製し、これを樹脂等に（
配合例１）に示した配合比に従って配合し、それを熱ロ
ールを用いて５分間混練し、成形材料を得た。これを用
いて成形したものは機械的強度ら良好な成形体となった
。その物性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じく表２に示
した。

「実施例１４」 微小材本体かカルシア（Ｃａｂ）粒子で、被覆層がシリ
カである微小材を作製し、これを樹脂等に（配合例１）
に示した配合比に従って配合し、それを熱ロールを用い
て５分間混練し、成形材料を得た。

これを用いて成形したものは機械的強度も良好な成形体
となった。その物性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じく
表２に示した。

「実施例１５」 微小材本体がムライト（３Ａ１２２０３・２ＳｉＯｔ）
粒子で、被覆層がシリカである微小材を作製し、これを
樹脂等に（配合例Ｉ）に示した配合比に従って配合し、
それを熱ロールを用いて５分間混練し、成形材料を得た
。これを用いて成形したものは機械的強度も良好な成形
体となった。その物性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じ
く表２に示した。

「実施例１６」 微小材本体かマイカ粒子で、被覆層がシリカである微小
材を作製し、これを樹脂等に（配合例１）に示した配合
比に従って配合し、それを熱ロールを用いて５分間混練
し、成形材料を得た。これを用いて成形したものは機械
的強度ら良好な成形体となった。その物性値（熱伝導率
、熱膨張率）を同じく表２に示した。

「実施例１７」 微小材本体がスピネル（Ｍ２Ｏ・ＡＱ２０３）粒子で、
被覆層がシリカである微小材を作製し、これを樹脂等に
（配合例１）に示した配合比に従って配合し、それを熱
ロールを用いて５分間混練し、成形材料を得た。これを
用いて成形したものは機械的強度も良好な成形体となっ
た。その物性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じく表２に
示した。

「実施例１８　Ｊ 微小材本体がカーボン粒子で、被覆層がシリカである微
小材を作製し、これを樹脂等に（配合例１）に示した配
合比に従って配合し、それを熱ロールを用いて５分間混
練し、成形材料を得た。これを用いて成形したものは機
械的強度も良好な成形体となった。その物性値（熱伝導
率、熱膨張率）を同じく表２に示した。

「実施例１９」 微小材本体か二酸化チタン（ＴｉＯｚ）粒子で、被覆層
がシリカである微小材を作製し、これを樹脂等に（配合
例１）に示した配合比に従って配合し、それを熱ロール
を用いて５分間混練し、成形材料を得た。これを用いて
成形したものは機械的強度も良好な成形体となった。そ
の物性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じく表２に示した
。

「実施例２０　Ｊ 微小材本体がアルミニウム（ＡＱ）粒子で、被覆層がシ
リカである微小材を作製し、これを樹脂等に（配合例１
）に示した配合比に従って配合し、それを熱ロールを用
いて５分間混練し、成形材料を得た。これを用いて成形
したものは機械的強度も良好な成形体となった。その物
性値（熱伝導率、熱膨張率）を同じく表２に示した。

（配合例１） （比較例１） 前記（配合例１）において、充填材として溶融シリカを
用い、同配合比により前記実施例と同様にして成形品を
得た。この成形品の物性値を同じく表２に示した。

（比較例２） 前記（配合例１）において、充填材として結晶性シリカ
を用い、同配合比により前記各実施例と同様にして成形
品を得た。この成形品の物性値を同じく表２に示した。

なお、上記実施例７〜２０に用いた各充填材の微小材本
体の寸法は、粒子状では約３０ミクロン径、ウィスカー
では直径約２ミクロンで、長さ約３０ミクロン、フレー
クでは約３０ミクロン径で、被覆層の厚みは約０．３ミ
クロンであり、外形状は角形状（破砕形状）七味形状と
であった。また、各比較例に用いた充填材の寸法も実施
例７〜２０における前記微小材本体の寸法とほぼ同寸法
であった。

（以下、余白） ［表２］ 前記表２から明らかなように、「実施例７．８．９、ｌ
０１１１．１４．１７．１８．１９．２０」においては
、（比較例２）より熱伝導性の良い樹脂成形体が得られ
た。「実施例１２．１５．１９」においては、（比較例
１）よりも熱伝導性の良い樹脂成形体が得られた。

また、「実施例１６」においては、充填材の形状により
高強度の樹脂が得られた。これらから、「実施例７〜１
５、■７〜２０」で得られる樹脂成形体は、高熱伝導性
で絶縁性がよく、半導体封止用樹脂を始めとして種々の
分野で利用可能であることがわかる。また、「実施例１
６」で用いた微小材を「実施例７」等の他の「実施例」
に混合することにより熱伝導性が良く、強度も高い樹脂
成形体を得ることが可能であることもわかる。

「実施例２１」 本発明の微小材の内、被覆層がＣａＯと５ｉｆｔで、微
小材本体がアルミナであるものの表面部分のみを焼成す
ると、表面部分はいわゆるセメント質で内部はアルミナ
である粒子が得られる。これを水と反応させれば、表面
層の水和反応により各粒子が結合して成形体が得られる
。この成形体は、粒界部分のみがＣａＯと５ＩＯｔとＡ
’１ＬＯ３相で残りの大部分はアルミナであるため、耐
熱性と熱伝導性とに優れた成形体となり、しかも水と混
合して型枠に流し込むことによりどのような形にも成形
することができるため、従来のアルミナ質耐火物に比べ
て成形性が良く、低コストの耐火物を得ることができる
。

「実施例２２」 本発明の微小材の内、被覆層が５ｉＯ７で、微小材本体
がアルミナであるものをゴムの充填材として用いれば、
表面のシリカ相によりゴムと非常に良くなじみアルミナ
の持つ耐熱性、高熱伝導性、耐摩耗性が付与されるため
、耐熱、耐摩耗性のゴム製品を得ることができる。

「実施例２３」 本発明の微小材の内、被覆層が５ｉＯ７で、微小材本体
がアルミナであるものをフッ素樹脂の充填材として用い
れば、フッ素樹脂の耐熱性をさらに向上させ、その上、
耐摩耗性も向上するので、べアリングのような高温にな
り、摩耗の激しい部品にも樹脂成形体が使用できるよう
になる。また、この場合、球状の微小材を用いれば、得
られる樹脂成形体の表面を滑らかにすることができ、さ
らにベアリング用として適するものにすることができる
。

「実施例２４」 本発明の微小材の内、被覆層が５ｉＯｙで、微小材本体
がアルミナであるものを塗料の充填材として用いれば、
表面のシリカ相により塗料である樹脂とのなじみが良く
、その流動性や固まり具合に悪影響を与えないで、耐候
性、耐摩耗性のある塗料が得られる。

「実施例２５」 本発明の微小材の内、被覆層がガラス質シリカで、微小
材本体が結晶質シリカであるものをエポキシ樹脂の充填
材として用いた。その結果、成形時の金型摩耗が結晶質
シリカを用いた場合の２／３に減り、その成形体の熱伝
導率は結晶質シリカを用いた場合とほとんど変わらなか
った。

「実施例２６」 本発明の微小材の内、被覆屑がエポキシ樹脂硬化体で、
微小材本体が結晶質シリカであるものをエポキシ樹脂の
充填材として用いた。その結果、成形時の金型摩耗が前
記「実施例２０」よりさらに減少した。

「実施例２７」 従来、窒化ケイ素の焼結の際には、Ｍ２Ｏ、Ｙ　２０　
＊。

Ａ（！２０３を添加剤として混ぜ、窒化ケイ素の焼結の
しにくさを改善している。しかし、この場合、添加剤の
混合が均一に行かないといった問題が起こる。そこで、
本発明の微小材の内、被覆層がＭ２Ｏで微小材本体が５
１３Ｎ４であるもの、または被覆層がＹ２Ｏ３とＡ（ｌ
ｔＯｚで微小材本体がＳｉ３Ｎ４であるものを焼結用の
原料として用いれば、非常に良好な焼結体を得ることが
できる。

「実施例２８」 被覆層がＳｉＯ，で微小材本体がＡｈＯｓである微小材
を用いて焼結体をつくると、アルミナ単独であれば２０
００℃以上の高温である焼結温度が１２Ｈ°Ｃに下がり
、シリカ層に微量の添加物を加えることによりこの焼結
温度がさらに４００℃まで下がった。

「実施例２９」 平均粒径２０μｍのエポキシ樹脂硬化物の破砕品１００
９と、Ｓｎｏｗ分１０分量０重量％分解率１００％の錫
のアルコキシド加水分解液とを混合し、スプレードライ
ヤーで１５０℃で乾燥させることにより、被覆層が５ｎ
Ｏｔで、内部がエポキシ樹脂である粒子か得られた。こ
の時、被覆層の厚みは、０．６ミクロンであった。使用
したスプレードライヤー、ディスクの種類および回転数
は、「実施例Ｉ」と同槌であった。

「発明の効果」 以上述べたように、本発明に係る特性付与型被覆層を有
する微小材の製造方法は、微小材に表面被覆層の特性と
微小材本体の特性とを合わせ持たせるものであり、被覆
層と微小材本体の構成物質の組み合わせを替えることに
より必要とされる２種以上の特性を同時に満足させるこ
とができ、得られる微小材は充填材、複合化材、セラミ
ック成形材料など様々な用途に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、それぞれ本発明方法に用いて好
適な微小材製造装置の概略構成図であり、第１図はスラ
リー中の溶媒成分の除去にスプレードライヤー法を用い
たもの、第２図（ａ）　（ｂ）はそれぞれスラリー中の
溶媒成分の除去に溶媒燃焼法を用いたもの、第３図はス
ラリー中の溶媒成分の除去に加熱噴出法を用いたもので
ある。 １・・・・・・回収容器、２・・・・・・噴霧装置、３
・・・・・・、ｌＲ１４・・・・・・パイロットバーナ
ー、５・・・・・・ガスバーナー、６・・・・・・加熱
管、７・・・・・・フィルター、８・・・・・・溶媒回
収機、９・・・・・・減圧ポンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外形状が粒子またはウィスカーまたはフレークで
   ある微小材本体単体あるいはこの微小材本体を溶液また
   はエマルジョン状態にしたものと、この微小材本体が有
   する特性と異なる特性を有する物質を溶液またはエマル
   ジョン状態にしたものとを混合し、得られたスラリーを
   噴霧・乾燥もしくは噴霧・焼成することにより前記微小
   材本体の表面に少なくとも一層以上の被覆層を形成する
   ことを特徴とする特性付与型被覆層を有する微小材の製
   造方法。
2. （２）前記被覆層が、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）
   、ジルコニウム（Ｚｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（
   Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）
   、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、ホウ素（
   Ｂ）、錫（Ｓｎ）、バリウム（Ｂａ）、ガリウム（Ｇａ
   ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、タンタル（Ｔ
   ａ）、イットリウム（Ｙ）、トリウム（Ｔｈ）、ベリリ
   ウム（Ｂｅ）、銅（Ｃｕ）、鉛（Ｐｂ）、前記各元素の
   酸化物、前記各元素の窒化物、前記各元素の炭化物、炭
   素（Ｃ）、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂
   、酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂、ポリカーボネ
   ート、ポリスルホン、シリコーン樹脂、天然ゴム誘導体
   、ブタジェン系合成ゴム、オレフィン系合成ゴム、クロ
   ロスルフォン化ポリエチレン、フェノール樹脂、ユリア
   樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、ポリエステル樹脂
   、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド、ＡＳ
   Ａ樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一種である特
   許請求の範囲第１項に記載の特性付与型被覆層を有する
   微小材の製造方法。
3. （３）前記微小材本体が、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔ
   ｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、
   鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍ
   ｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、ホウ
   素（Ｂ）、錫（Ｓｎ）、バリウム（Ｂａ）、ガリウム（
   Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、タンタル
   （Ｔａ）、イットリウム（Ｙ）、トリウム（Ｔｈ）、ベ
   リリウム（Ｂｅ）、銅（Ｃｕ）、鉛（Ｐｂ）、前記各元
   素の酸化物、前記各元素の窒化物、前記各元素の炭化物
   、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ＿３）、ムライト（３Ａｌ
   ＿２Ｏ＿３・２ＳｉＯ＿２）、マイカ、スピネル（Ｍｇ
   Ｏ・Ａｌ＿２Ｏ＿３）、炭素（Ｃ）、炭酸バリウム（Ｂ
   ａＣＯ＿３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ＿３、Ｂ
   ａ＿２ＴｉＯ＿４）、ポリエチレン、ポリプロピレン、
   ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂
   、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリ
   カーボネート、ＰＥＴ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ポリフェニレ
   ンエーテル、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂
   、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹
   脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン、天然ゴム、天然ゴ
   ムの誘導体、ブタジェン系合成ゴム、オレフィン系合成
   ゴム、多硫化系合成ゴム、クロロスルフォン化ポリエチ
   レンからなる群から選ばれる少なくとも一種である特許
   請求の範囲第１項に記載の特性付与型被覆層を有する微
   小材の製造方法。