JPWO2016117248A1 - β−ユークリプタイト微粒子の製造方法 - Google Patents

Abstract

水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカをリチウム原子、アルミニウム原子、ケイ素原子のモル比（Ｌｉ：Ａｌ：Ｓｉ）＝１：１：１で含有する混合溶液を５０℃以上３００℃未満の温度雰囲気に噴霧して乾燥し、その後大気中で６００〜１３００℃の温度雰囲気で焼成することを特徴とする製造方法による。

Description

本願発明は、β−ユークリプタイト微粒子の製造方法に関する。

電子機器の小型化につれて、主要部品であるプリント配線基板の需要が増大している。プリント配線回路の高集積化、多層化に伴い、半導体封止材料と基板の熱膨張係数（ＣＴＥ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｘａｐａｎｓｉｏｎ）の差が大きいと回路の破壊の原因になる。このため、エポキシ樹脂等の耐熱性に優れた樹脂にＣＴＥの小さな無機物として非晶質シリカをフィラーとして充填して半導体封止材料のＣＴＥを低減する技術が用いられている。しかし、非晶質シリカは小さい値ではあるが、正のＣＴＥを有する物質であり、エポキシ樹脂等に充填して用いても封止材のＣＴＥを下げる効果が不十分であった。

一方、β−ユークリプタイト（β−ＬｉＡｌＳｉＯ₄）は負のＣＴＥを有する金属酸化物であるが、半導体封止材料のＣＴＥを低減させるフィラーとして利用するには、樹脂への充填密度を上げるために粒子径をできる限り小さくする必要がある。

特許文献１では絶縁複合材料に用いるユークリプタイトフィラーが開示されている。出発材料としてＬｉＯ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃が用いられ、単一相のユークリプタイトを合成するには１０００〜１４００℃の熱処理が好ましいことが開示されている。

特許文献２では塩化リチウム、塩化アルミニウム、珪酸ナトリウムの各水溶液を混合した後、沈殿又は析出させてナノサイズのシード粒子を形成させ、所定の方法により不純物のナトリウムイオンを除去し、７００〜１３００℃で熱処理する方法が開示されている。

特開２００８−２５５００４号公報 特開２０１４−１３１０４２号公報

特許文献１では、酸化物を原料に用いているため、β−ユークリプタイトを得るには１０００℃を超える高温が必要である。そのため、得られるβ−ユークリプタイトは粉砕性や解砕性に優れず、エポキシ樹脂等への充填密度を上げることが難しくなり、複合材料のＣＴＥを低減させるフィラーとして有用ではない。

特許文献２の製造方法では、塩化リチウム、塩化アルミニウムと珪酸ナトリウムとの中和反応によって沈殿物又は析出物が生じるため、各元素の分布が不均一になり、β−ユークリプタイトを得るために必要な熱処理温度が高くなるので好ましくない。さらに洗浄工程は製造方法を煩雑にするだけでなく、ナトリウムイオンの残存やリチウムイオンの一部の除去が避けられないため、得られるユークリプタイトは正のＣＴＥを有する結晶相（α相）との混相になり、ＣＴＥを低減する効果が小さなものとなる。

本願発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ナトリウムイオンの除去が不要で且つ、従来技術よりも低温の熱処理でβ−ユークリプタイト微粒子を得る製造方法を提供することを課題とする。

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカを含有する溶液を噴霧乾燥し、その後大気中で焼成することにより６００〜１３００℃の範囲でβ−ユークリプタイト微粒子の製造が可能であることを見出した。

即ち、本願発明は、以下の第１観点〜第５観点のいずれか一つに記載のβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法に関する。
第１観点としては、水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及び透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径が２〜５０ｎｍであるコロイダルシリカをリチウム原子、アルミニウム原子、ケイ素原子のモル比（Ｌｉ：Ａｌ：Ｓｉ）＝１：１：１で含有する混合溶液を５０℃以上３００℃未満の温度雰囲気に噴霧して乾燥し、その後大気中又は酸化雰囲気中で６００〜１３００℃の温度雰囲気で焼成することを特徴とするβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法、
第２観点としては、前記β−ユークリプタイト微粒子において、α相の（１２１）面のＸ線回折ピーク強度Ｉ_αとβ相の（１０２）面に帰属するＸ線回折ピーク強度Ｉ_βとの比Ｉ_α／Ｉ_βが０．０５未満であり、且つ結晶子径が８０ｎｍ未満であることを特徴とする第１観点に記載のβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法、
第３観点としては、前記水溶性リチウム塩がリチウムの有機酸塩である第１観点又は第２観点に記載のβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法、
第４観点としては、前記水溶性アルミニウム塩がアルミニウムの有機酸塩である第１観点又は第２観点に記載のβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法、
第５観点としては、前記リチウムの有機酸塩及び／又はアルミニウムの有機酸塩を構成する有機酸が、クエン酸、シュウ酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、マロン酸、コハク酸、ギ酸、酢酸からなる群から選ばれる少なくとも１種である第３観点又は第４観点に記載のβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法、である。

本願発明の製造方法により、焼成温度が６００〜１３００℃の範囲で解砕性に優れ、α相の（１２１）面のＸ線回折ピーク強度Ｉ_αとβ相の（１０２）面に帰属するＸ線回折ピーク強度Ｉ_βとの比Ｉ_α／Ｉ_βが０．０５未満であり、結晶子径が８０ｎｍ未満であるβ−ユークリプタイト微粒子を製造することできる。

本願発明により製造されたβ−ユークリプタイト微粒子は、半導体封止材等のフィラーとして使用される場合にフィラー粒子の充填密度を上げることが可能であり、絶縁性向上やＣＴＥ低減に高い効果を発揮する。

本願発明はβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法に関するものである。本願発明において水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカを含有する溶液の調製法は、特に限定されるものではなく、水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカを任意の方法で混合すればよい。

水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカを含有する溶液において、リチウム原子、アルミニウム原子、ケイ素原子の混合割合はモル比でＬｉ：Ａｌ：Ｓｉ＝１：１：１である。Ｌｉに対してＡｌとＳｉが過剰であると焼成後にＡｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂が副生し、β−ユークリプタイト微粒子のＣＴＥが増大する原因になるので好ましくない。

また、水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカを含有する溶液を調製する際に、水溶性リチウム塩はその粉末を用いても良いが、あらかじめ水溶液として用いることが好ましい。該水溶液のＬｉ₂Ｏ換算の固形分濃度は任意で構わないが、１〜２０質量％であることが好ましい。また、該水溶液のＡｌ₂Ｏ₃換算の固形分濃度は任意で構わないが、１〜２０質量％であることが好ましい。コロイダルシリカは、その水分散液を用いることが好ましく、そのＳｉＯ₂換算の固形分濃度は任意で構わないが、１〜４０質量％であることが好ましい。

本願発明において使用される水溶性リチウム塩は、２５℃の水に１質量％以上溶解するリチウム塩であり、塩化リチウム、硝酸リチウム、硫酸リチウム等の無機酸塩、クエン酸リチウム、シュウ酸リチウム、グリコール酸リチウム、リンゴ酸リチウム、酒石酸リチウム、乳酸リチウム、マロン酸リチウム、コハク酸リチウム、ギ酸リチウム、酢酸リチウム等の有機酸塩が挙がられる。

また、水溶性リチウム塩としては、水酸化リチウムや炭酸リチウムを塩酸、硝酸、硫酸、クエン酸、シュウ酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、マロン酸、コハク酸、ギ酸、酢酸等の酸で溶解したものを使用することもできる。

前記の水溶性リチウム塩は、単独で用いることができ、また、２種以上を混合して用いることもできる。

本願発明において使用される水溶性アルミニウム塩は、２５℃の水に１質量％以上溶解するアルミニウム塩であり、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム等の無機酸塩、クエン酸アルミニウム、シュウ酸アルミニウム、グリコール酸アルミニウム、リンゴ酸アルミニウム、酒石酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、マロン酸アルミニウム、コハク酸アルミニウム、ギ酸アルミニウム、酢酸アルミニウム等の有機酸塩が挙がられる。

また、水溶性アルミニウム塩としては、乾燥水酸化アルミニウムゲルを塩酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、マロン酸、コハク酸、ギ酸、酢酸等の酸で解膠又は溶解した塩基性塩を好ましく使用することができる。

乾燥水酸化アルミニウムゲルと酸との混合割合は、乾燥水酸化アルミニウムゲルが加熱により解膠又は溶解できるならば特に限定されない。このときの加熱温度は８０℃以上が好ましい。

本願発明において使用されるコロイダルシリカの一次粒子径は透過型電子顕微鏡観察により測定されたものであり、その範囲は２〜５０ｎｍであり、２〜２５ｎｍであることが好ましい。一次粒子径が１ｎｍ未満では混合溶液の安定性が悪くなりゲル化する場合がある。また、コロイダルシリカの一次粒子径が５０ｎｍを超えると非晶質のシリカが残存したり、正の熱膨張係数を有するα−ユークリプタイト（以下、α相と表記）が生成しやすくなるので好ましくない。

コロイダルシリカの製造方法は特に制限はなく、水ガラスを原料としてコロイド粒子を成長させる方法やシリコンアルコキシドを加水分解した後、粒子成長させる方法等により製造されたものを用いることができる。

原料となるコロイダルシリカは市販品を用いることができる。コロイダルシリカは、通常その水分散体が水性シリカゾルとして市販されている（例えば、スノーテックス（登録商標）ＯＸＳ、スノーテックスＯ、スノーテックス３０等）。

また、その有機溶媒分散体がオルガノシリカゾルとして市販されている。オルガノシリカゾルの分散媒は、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル等が知られている。これらの内、水性媒体中のナトリウムイオンを除去して得られる酸性シリカゾルを使用することが好ましい。

原料となる水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカをリチウム原子、アルミニウム原子、ケイ素原子のモル比（Ｌｉ：Ａｌ：Ｓｉ）＝１：１：１で含有する溶液を乾燥する際、水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカが均一に混合された状態で乾燥されることが好ましく、溶液における均一な混合状態を維持したまま噴霧して乾燥可能なスプレードライヤー又はそれに準じた噴霧乾燥装置を用いることが好ましい。また、フラスコ等の容器に入れて常圧乾燥や減圧乾燥した場合、均一な混合状態を維持したまま乾燥することが難しくなり、焼成して得られるβ−ユークリプタイト中のα相の割合が増大する原因になる。

スプレードライヤー又はそれに準じた噴霧乾燥装置で乾燥する際の温度雰囲気は５０℃以上３００℃未満であり、使用する水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカの分解温度以下であることが好ましい。乾燥する際の雰囲気は特に限定されず、大気中、酸化雰囲気中、還元雰囲気中、又は不活性雰囲気中のいずれでも良い。

得られた乾燥粉の焼成は、大気中又は酸化雰囲気中の温度雰囲気が６００〜１３００℃の範囲であり、好ましくは６００〜１０００℃の範囲である。また、焼成時間は０．５〜５０時間であり、好ましくは１〜２０時間で行われる。

焼成時の温度雰囲気が１３００℃を超える場合、得られるβ−ユークリプタイト微粒子の焼結が進行し、解砕しにくくなる。そのため、半導体封止材等のフィラーとして使用する際にフィラー粒子の充填密度を上げることが困難になるので好ましくない。

また、焼成時の温度雰囲気が６００℃未満の場合には、水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及びコロイダルシリカが十分に反応せず、炭素が残存したり、β−ユークリプタイトが生成しにくくなるので好ましくない。

また、前記の６００〜１３００℃の焼成の前に大気中又は酸化雰囲気中で３００℃以上６００℃未満の範囲で仮焼成を行うことが好ましい。この仮焼成により前記乾燥粉に有機酸に由来する炭素成分が残留していた場合でも該炭素成分を６００〜１３００℃の焼成の前に除去することができる。

α相は正の熱膨張係数を有するので、β−ユークリプタイトに混在するα相は少ないことが望ましい。その指標としてα相の（１２１）面のＸ線回折ピーク強度Ｉ_αとβ相の（１０２）面に帰属するＸ線回折ピーク強度Ｉ_βとの比Ｉ_α／Ｉ_βが０．０５未満であることが好ましく、０．０１未満であることがより好ましい。Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは、Ｘ線回折装置（Ｘ線＝ＣｕＫα）で２θ＝２２．３〜２２．５°に出現するα相の最強線（１２１）面の回折ピーク強度Ｉ_α、２θ＝２５．２〜２５．４°に出現するβ相の最強線（１０２）面の回折ピーク強度Ｉ_βから算出される。

β−ユークリプタイト微粒子の結晶子径は１ｎｍ以上、８０ｎｍ未満であることが好ましい。結晶子径が８０ｎｍ以上では、β−ユークリプタイト微粒子の焼結が進行して焼成後の解砕が難しくなるためである。α相は、１０００℃を超える高温で焼成することでβ相に転位することが知られているが、転位のために高温で焼成すると焼結により解砕しにくくなるので、製造条件の制御によりα相の生成を抑制すべきである。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本願発明をより具体的に説明するが、本願発明は下記の実施例に限定されるものではない。

〔Ｘ線回折分析〕
リガク社製Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ Ｕｌｔｉｍａ＋にて、Ｘ線源；Ｃｕ、電圧；４０ｋＶ、電流；４０ｍＡで、ＳＴＥＰ幅；０．０４°、積算時間；０．５ＳＥＣ／ＳＴＥＰ、発散スリット１°、発散縦制限スリット１０ｍｍ、散乱スリット１°、受光スリット０．３ｍｍの条件で測定した。
〔結晶子径の測定〕
各試料のＸ線回折データを解析ソフトＪＡＤＥを用いて、シェラーの式に基づいて結晶子径の算出を行なった。α相は（１２１）面に垂直方向の結晶子径、β相は（１０２）面に垂直方向の結晶子径を採用した。
〔Ｘ線回折強度比〕
各試料のＸ線回折データにおいて、２θ＝２２．３〜２２．５°に出現するα相の最強線（１２１）面のピーク強度Ｉ_αと２θ＝２５．２〜２５．４°に出現するβ相の最強線（１０２）面のピーク強度Ｉ_βとの比Ｉ_α／Ｉ_βにより算出した。

［製造例１］クエン酸アルミニウム水溶液の製造
純水７５０ｇにクエン酸一水和物（関東化学（株）製、特級、９９．５質量％）２１０．１ｇ（１モル）を溶解し、得られたクエン酸水溶液を撹拌しながら乾燥水酸化アルミニウムゲル（協和化学（株）製、商品名；キョーワード２００Ｓ、Ａｌ₂Ｏ₃５３．３質量％）９５．６ｇ（０．５モル）を添加し、８５℃で２時間加熱した。加熱中に水分の一部が揮発したので純水５１ｇを添加して１０１９．６ｇに調整した。これをガラス濾紙（アドバンテック製、ＧＡ−１００）及び定量濾紙（アドバンテック製、Ｎｏ．５Ｃ）に通液し、淡黄色透明のクエン酸アルミニウム水溶液を得た。得られたクエン酸アルミニウム水溶液の固形分濃度（Ａｌ₂Ｏ₃換算）は５．００質量％であった。

［製造例２］クエン酸リチウム水溶液の製造
純水７３４．６ｇに水酸化リチウム一水和物（関東（株）製、特級、９８．０質量％）３７．７６ｇ（０．９モル）を溶解し、クエン酸一水和物（関東化学（株）製、特級、９９．５質量％）６３．０ｇ（０．３モル）を添加し、室温下で１０分撹拌することにより、クエン酸リチウム水溶液を得た。得られたクエン酸リチウム水溶液の固形分濃度（Ｌｉ₂Ｏ換算）は１．６０質量％であった。

［製造例３］シュウ酸アルミニウム水溶液の製造
純水１４６９．６ｇにシュウ酸二水和物（関東化学（株）製、特級、９９．５質量％）３７８．８ｇ（３モル）を溶解し、得られたシュウ酸水溶液を撹拌しながら乾燥水酸化アルミニウムゲル（協和化学（株）製、商品名；キョーワード２００Ｓ、Ａｌ₂Ｏ₃５３．３質量％）１９１．３ｇ（１モル）を添加し、８５℃で２時間加熱した。加熱中に水分の一部が揮発したので純水４５ｇを添加して２０３９．２ｇに調整した。これをガラス濾紙（アドバンテック製、ＧＡ−１００）及び定量濾紙（アドバンテック製、Ｎｏ．５Ｃ）に通液し、淡黄色透明のシュウ酸アルミニウム水溶液を得た。得られたシュウ酸アルミニウム水溶液の固形分濃度（Ａｌ₂Ｏ₃換算）は５．００質量％であった。

［製造例４］シュウ酸リチウム水溶液の製造
純水８１９．１ｇに水酸化リチウム一水和物（関東（株）製、特級、９８．０質量％）４２．０ｇ（１モル）を溶解し、シュウ酸二水和物（関東化学（株）製、特級、９９．５質量％）６３．０ｇ（０．５モル）を添加し、室温化で１０分撹拌することにより、シュウ酸リチウム水溶液を得た。得られたシュウ酸リチウム水溶液の固形分濃度（Ｌｉ₂Ｏ換算）は１．６２質量％であった。

［製造例５］マロン酸アルミニウム水溶液の製造
純水７６７．７ｇにマロン酸（関東化学（株）製、特級、９９．５質量％）１５６．１ｇ（１．５モル）を溶解し、得られたマロン酸水溶液を撹拌しながら乾燥水酸化アルミニウムゲル（協和化学（株）製、商品名；キョーワード２００Ｓ、Ａｌ₂Ｏ₃５３．３質量％）９５．６ｇ（０．５モル）を添加し、８５℃で２時間加熱した。加熱中に水分の一部が揮発したので純水４５ｇを添加して１０１９．６ｇに調整した。これをガラス濾紙（アドバンテック製、ＧＡ−１００）及び定量濾紙（アドバンテック製、Ｎｏ．５Ｃ）に通液し、淡黄色透明のマロン酸アルミニウム水溶液を得た。得られたマロン酸アルミニウム水溶液の固形分濃度（Ａｌ₂Ｏ₃換算）は５．００質量％であった。

［製造例６］マロン酸リチウム水溶液の製造
純水３７０．４ｇに水酸化リチウム一水和物（関東（株）製、特級、９８．０質量％）４２．０ｇ（１モル）を溶解し、マロン酸（関東化学（株）製、特級、９９．５質量％）５２．０ｇ（０．５モル）を添加し、室温下で１０分間撹拌することにより、マロン酸リチウム水溶液を得た。得られたマロン酸リチウム水溶液の固形分濃度（Ｌｉ₂Ｏ換算）は３．２２質量％であった。

［実施例１］
コロイダルシリカ（スノーテックス（登録商標）ＯＸＳ、日産化学工業（株）製、シリカ濃度１０．５質量％、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径５ｎｍ）５１５．０ｇ（ＳｉＯ₂０．９モル）に、製造例１で得られたクエン酸アルミニウム水溶液９１７．６ｇ（Ａｌ₂Ｏ₃０．４５モル）及び製造例２で得られたクエン酸リチウム水溶液８３５．４ｇを添加し、室温下で１０分間撹拌した。得られた混合液の比重は１．０７５、ｐＨは２．８、電気伝導度は１５．０ｍＳ／ｃｍであった。得られた混合液をスプレードライヤー（パルビスミニスプレーＧＢ２１０−Ａ型、ヤマト科学（株）製）を使用して、入口温度１８５℃、アトマイジングエアー圧力１．４ｋｇｆ／ｃｍ²、アスピレーター流量０．５０ｍ³／分、混合液の送液速度４ｇ／分の条件にて乾燥を行った。このときの出口温度は８０±３℃であった。得られた乾燥粉３．０ｇをアルミナ坩堝に入れ、電気炉を使用して大気中で８００℃の温度で１時間焼成することにより、薄く灰色を帯びた白色粉末０．７ｇを得た。得られた粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はβ−ユークリプタイトのほぼ単相からなり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．０１未満であった。β相の結晶子径は６２ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は１．６ｍ²／ｇであった。

［実施例２］
大気中で８００℃で焼成する前に、電気炉を使用して大気中で５００℃の温度で５時間の仮焼成を行った以外は実施例１と同様に行った。得られた白色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はβ−ユークリプタイトのほぼ単相からなり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．０１未満であった。β相の結晶子径は６１ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は１．３ｍ²／ｇであった。

［実施例３］
コロイダルシリカ（スノーテックス（登録商標）ＯＸＳ、日産化学工業（株）製、シリカ濃度１０．５質量％、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径５ｎｍ）５７２．２ｇ（ＳｉＯ₂１モル）に、製造例３で得られたシュウ酸アルミニウム水溶液１０１９・６ｇ（Ａｌ₂Ｏ₃０．５モル）及び製造例４で得られたシュウ酸リチウム水溶液９２４．１ｇ（Ｌｉ₂Ｏ０．５モル）添加し、室温下で１０分間撹拌した。得られた混合液の比重は１．０６８、ｐＨは２．０、電気伝導度は２２．３ｍＳ／ｃｍであった。得られた混合液をスプレードライヤー（パルビスミニスプレーＧＢ２１０−Ａ型、ヤマト科学（株）製）を使用して、入口温度１８５℃、アトマイジングエアー圧力１．４ｋｇｆ／ｃｍ²、アスピレーター流量０．５０ｍ³／分、混合液の送液速度４ｇ／分の条件にて乾燥を行った。このときの出口温度は８０±３℃であった。得られた乾燥粉３．０ｇをアルミナ坩堝に入れ、電気炉を使用して大気中で８００℃の温度で１時間焼成することにより、白色粉末１．１ｇを得た。得られた白色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はβ−ユークリプタイトのほぼ単相からなり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．０２であった。β相の結晶子径は４６ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は４．１ｍ²／ｇであった。

［実施例４］
コロイダルシリカ、クエン酸アルミニウム水溶液及びクエン酸リチウム水溶液の混合液をスプレードライヤーで乾燥した後、大気中で１時間焼成する際の温度を９００℃とした以外は実施例１と同様に行い、白色粉末０．９ｇを得た。得られた白色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はβ−ユークリプタイトのほぼ単相からなり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．０１未満であった。β相の結晶子径は６６ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は１．６ｍ²／ｇであった。

［実施例５］
コロイダルシリカ、シュウ酸アルミニウム水溶液及びシュウ酸リチウム水溶液の混合液をスプレードライヤーで乾燥した後、大気中での焼成を６００℃で２０時間とした以外は実施例３と同様に行い、白色粉末１．１ｇを得た。得られた白色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はβ−ユークリプタイトのほぼ単相からなり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．０３であった。結晶子径は４４ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は７．３ｍ²／ｇであった。

［実施例６］
コロイダルシリカ（スノーテックス（登録商標）ＯＸＳ、日産化学工業（株）製、シリカ濃度１０．５質量％、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径５ｎｍ）の代わりに、コロイダルシリカ（スノーテックス（登録商標）ＯＬ、日産化学工業（株）製、シリカ濃度４０．５質量％、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径４２ｎｍ）を用いた以外は実施例１と同様に行なった。得られた薄く灰色を帯びた白色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はβ−ユークリプタイトのほぼ単相からなり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．０３であった。β相の結晶子径は２４ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は２４．７ｍ²／ｇであった。

［実施例７］
コロイダルシリカ（スノーテックス（登録商標）ＯＸＳ、日産化学工業（株）製、シリカ濃度１０．５質量％、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径５ｎｍ）５７２．２ｇ（ＳｉＯ₂１モル）に、製造例５で得られたマロン酸アルミニウム水溶液１０１９．６ｇ（Ａｌ₂Ｏ₃０．５モル）及び製造例６で得られたマロン酸リチウム水溶液４６４．４ｇ（Ｌｉ₂Ｏ０．５モル）添加し、室温下で１０分間撹拌した。得られた混合液の比重は１．０９０、ｐＨは３．８３、電気伝導度は１５．６ｍＳ／ｃｍであった。得られた混合液をスプレードライヤー（パルビスミニスプレーＧＢ２１０−Ａ型、ヤマト科学（株）製）を使用して、入口温度１８５℃、アトマイジングエアー圧力１．４ｋｇｆ／ｃｍ²、アスピレーター流量０．５０ｍ³／分、混合液の送液速度４ｇ／分の条件にて乾燥を行った。このときの出口温度は８０±３℃であった。得られた乾燥粉３．０ｇをアルミナ坩堝に入れ、電気炉を使用して大気中で５００℃の温度で５時間の仮焼成を行い、次いで大気中で８００℃の温度で１時間焼成することにより、白色粉末０．８ｇを得た。得られた白色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はβ−ユークリプタイトのほぼ単相からなり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．０４であった。β相の結晶子径は４１ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は２．７ｍ²／ｇであった。

［比較例１］
電気炉を用いた大気中での焼成を５００℃で５時間の焼成のみとした以外は実施例１と同様に行った。得られた黒色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、ハローパターンが観測され、β−ユークリプタイトの結晶相は確認できなかった。

［比較例２］
混合液の乾燥方法をスプレードライヤーの代わりに、混合液をナスフラスコに入れてロータリーエバポレーターを用いて３０Ｔｏｒｒで減圧乾燥した以外は実施例１と同様に行なった。得られた薄く灰色を帯びた白色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はα相とβ相との混相であり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．１３であった。β相の結晶子径は３４ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は１０．１ｍ²／ｇであった。

［比較例３］
コロイダルシリカ（スノーテックス（登録商標）ＯＸＳ、日産化学工業（株）製、シリカ濃度１０．５質量％、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径５ｎｍ）の代わりに、コロイダルシリカ（スノーテックス（登録商標）ＯＺＬ、日産化学工業（株）製、シリカ濃度３５．５質量％、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径８０ｎｍ）を用いた以外は実施例１と同様に行なった。得られた薄く灰色を帯びた白色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はα相とβ相との混相であり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．０８であり、さらにアモルファス相によるハローパターンが観察された。β相の結晶子径は３４ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は１０．１ｍ²／ｇであった。

［比較例４］
コロイダルシリカ（スノーテックス（登録商標）ＯＸＳ、日産化学工業（株）製、シリカ濃度１０．５質量％、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径５ｎｍ）５７．２ｇに、水酸化リチウム一水和物４．２０ｇを純水５０ｇに溶解させた水溶液を添加し、次いで乾燥水酸化アルミニウムゲル（協和化学（株）製、商品名；キョーワード２００Ｓ、Ａｌ₂Ｏ₃５３．３質量％）９．５７ｇを投入して１０分間混合した。得られた混合スラリーをナスフラスコに入れてロータリーエバポレーターを用いて３０Ｔｏｒｒで減圧乾燥した。得られた白色粉末をアルミナ坩堝に入れ、電気炉を使用して大気中で８００℃の温度で１時間焼成した。得られた白色粉末をＸ線回折分析により同定したところ、生成相はα相とβ相との混相であり、Ｘ線回折ピークの強度比Ｉ_α／Ｉ_βは０．１７であった。β相の結晶子径は２４ｎｍであった。窒素吸着法による比表面積は２４．８ｍ²／ｇであった。

［比較例５］
コロイダルシリカ（スノーテックス（登録商標）ＯＸＳ、日産化学工業（株）製、シリカ濃度１０．５質量％、透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径５ｎｍ）５７．２ｇに、水酸化リチウム一水和物４．２０ｇを純水５０ｇに溶解させた水溶液を添加し、次いで乾燥水酸化アルミニウムゲル（協和化学（株）製、商品名；キョーワード２００Ｓ、Ａｌ₂Ｏ₃５３．３質量％）９．５７ｇを投入して１０分間混合した。得られた混合スラリーをスプレードライヤー（パルビスミニスプレーＧＢ２１０−Ａ型、ヤマト科学（株）製）を使用して、入口温度１８５℃、アトマイジングエアー圧力１．４ｋｇｆ／ｃｍ²、アスピレーター流量０．５０ｍ³／分、混合液の送液速度４ｇ／分の条件にて乾燥を行おうとしたところ、直ちにノズルが詰まり噴霧できなかった。

本願発明の製造方法では、従来よりも低い焼成温度でβ−ユークリプタイト微粒子を得られるため、焼成後の粉末は粉砕性や解砕性に優れ、プリント配線基板や半導体封止材に用いられる樹脂の絶縁性向上やＣＴＥを低減するフィラーとして有用である。

Claims (5)

1. 水溶性リチウム塩、水溶性アルミニウム塩及び透過型電子顕微鏡観察による一次粒子径が２〜５０ｎｍであるコロイダルシリカをリチウム原子、アルミニウム原子、ケイ素原子のモル比（Ｌｉ：Ａｌ：Ｓｉ）＝１：１：１で含有する混合溶液を５０℃以上３００℃未満の温度雰囲気に噴霧して乾燥し、その後大気中又は酸化雰囲気中で６００〜１３００℃の温度雰囲気で焼成することを特徴とするβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法。
2. 前記β−ユークリプタイト微粒子において、α相の（１２１）面のＸ線回折ピーク強度Ｉ_αとβ相の（１０２）面に帰属するＸ線回折ピーク強度Ｉ_βとの比Ｉ_α／Ｉ_βが０．０５未満であり、且つ結晶子径が８０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載のβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法。
3. 前記水溶性リチウム塩がリチウムの有機酸塩である請求項１又は２に記載のβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法。
4. 前記水溶性アルミニウム塩がアルミニウムの有機酸塩である請求項１又は２に記載のβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法。
5. 前記リチウムの有機酸塩及び／又はアルミニウムの有機酸塩を構成する有機酸が、クエン酸、シュウ酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、マロン酸、コハク酸、ギ酸、酢酸からなる群から選ばれる少なくとも１種である請求項３又は４に記載のβ−ユークリプタイト微粒子の製造方法。