KR101590138B1 - 산화아연 입자, 그 제조 방법, 방열성 필러, 수지 조성물, 방열성 그리스 및 방열성 도료 조성물 - Google Patents

Abstract

방열성 필러 등의 용도에 있어서, 종래의 산화아연보다도 호적(好適)하게 사용할 수 있고, 그 밖의 용도에 있어서도 사용할 수 있는 산화아연을 제공한다. 메디안경이 1∼30㎛이며, D90/D10이 4 이하인 산화아연 입자.

Description

산화아연 입자, 그 제조 방법, 방열성 필러, 수지 조성물, 방열성 그리스 및 방열성 도료 조성물{ZINC OXIDE PARTICLES, PROCESS FOR PRODUCING SAME, HEAT-RELEASING FILLER, RESIN COMPOSITION, HEAT-RELEASING GREASE, AND HEAT-RELEASING COATING COMPOSITION}

본 발명은, 산화아연 입자, 그 제조 방법, 방열성 필러, 수지 조성물, 방열성 그리스 및 방열성 도료 조성물에 관한 것이다.

산화아연은, 고무의 가황 촉진제, 도료·잉크용 안료, 페라이트나 배리스터(varistor) 등의 전자 부품, 의약품, 화장품 등, 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 이와 같은 산화아연의 각종 용도의 하나로서, 방열성 필러가 제안되어 있다(특허문헌 1∼4 등).

그러나, 방열성 필러로서는, 통상은 알루미나나 질화알루미늄 등이 널리 사용되고 있고, 산화아연은 이들에 비하면 거의 실용화되어 있지 않다.

그러나, 알루미나는 모오스 경도가 높아, 방열 시트 등의 제조 과정에서, 혼련기의 마모가 격심하다는 결점이 있었다. 또한, 질화알루미늄은 충전성이 나빠, 수지 중에의 고충전이 어렵다는 결점이 있다. 또한, 질화알루미늄은 고가이어서, 방열 부재가 고가로 되어 버린다는 결점도 있었다. 따라서, 이들의 원료와는 다른 새로운 방열성 필러가 요구되고 있다.

산화아연의 열전도율은, 알루미나와 질화알루미늄의 거의 중간이어서, 방열성 필러로서 적합하다. 그러나, 널리 공업용으로 사용되고 있는 산화아연은 평균 입경이 1㎛ 이하의 미립자이다. 이와 같은 미립자의 산화아연은, 입자간의 열저항이 크기 때문에, 방열 성능이 불충분하게 되기 때문에, 거의 사용되어 있지 않다.

한편, 전자 부품의 분야에서는, 보다 고열전도를 얻기 위해서, 방열성 그리스나 도료인 수지 조성물 등의 액상품을 사용하여 박막층으로 하는 것이 행해진다. 이와 같은 박막층으로 하는 경우에는, 열전도성 필러 중에 조대(粗大) 입자가 존재하면 박막화가 불가능하다는 난점이 있다. 여기서 방열성 그리스에 적용하기 위해서는, 적어도 50㎛ 이상의 조대 입자는 존재해서는 안된다. 이와 같이 입경의 분포까지도 컨트롤된 산화아연은 알려져 있지 않았다.

한편, 더욱 고열전도를 얻기 위해서, 통상, 대소 2종류 이상의 입자 사이즈의 필러를 조합함으로써, 최밀 충전할 수 있는 입도 분포를 설계하는 것도 행해지고 있다(특허문헌 4). 그 때문에, 입도 분포는 샤프하며, 또한, 입자경이 큰 산화아연 입자가 요구되고 있다. 무기 화합물의 입자경을 크게 하기 위해서는 플럭스(flux)를 사용하여 소성하는 방법이 있지만, 이와 같은 방법에 의해 얻어진 산화아연 입자는 입도 분포가 브로드(broad)하게 되어, 소성 공정에서 발생한 조대 입자가 제품에 혼입해버린다는 난점이 있었다.

또한, 방열성 필러 이외의 상술한 바와 같은 각종의 산화아연의 용도에 있어서도, 입자경이 크고, 특이적인 입자 분포를 갖는 산화아연을 사용함으로써, 종래와 다른 물성에 의한 새로운 효과를 나타내는 것이 기대된다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

특허문헌 1 : 일본 특개2008-19426호 공보

특허문헌 2 : 일본 특개평11-246885호 공보

특허문헌 3 : 일본 특개2007-70492호 공보

특허문헌 4 : 일본 특개2002-201483호 공보

[발명의 개요]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

본 발명은, 방열성 필러 등의 용도에 있어서, 종래의 산화아연보다도 호적(好適)하게 사용할 수 있는 산화아연을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명은, 메디안경이 1∼30㎛이며, D90/D10이 4 이하인 것을 특징으로 하는 산화아연 입자이다.

상기 산화아연 입자는, 아연 원입자(源粒子)를 브롬화암모늄 존재 하에서 소성함으로써 얻어지는 것임이 바람직하다.

상기 산화아연 입자는, 아연 원입자에 대해, 0.1∼10질량%의 브롬화암모늄을 혼합하고, 600℃∼1200℃에서 정치 소성함으로써 얻어지는 것임이 바람직하다.

본 발명은, 아연 원입자를 브롬화암모늄 존재 하에서 소성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 상술한 산화아연 입자의 제조 방법이기도 하다.

상기 브롬화암모늄은, 상기 아연 원입자에 대해, 0.1∼10질량%의 비율로 첨가되고, 소성은 600℃∼1200℃의 정치 소성에 의해 행해지는 것이 바람직하다.

본 발명은 상술한 산화아연 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방열성 필러이기도 하다.

본 발명은 상술한 산화아연 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물이기도 하다.

본 발명은 상술한 산화아연 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 방열성 그리스이기도 하다.

본 발명은 상술한 산화아연 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 방열성 도료 조성물이기도 하다.

[발명의 효과]

본 발명의 산화아연 입자는, 대입자(大粒子)이면서 50㎛ 이상의 조대 입자의 혼입이 거의 없어, 입도 분포가 샤프하기 때문에, 특히 방열 시트, 방열 그리스 등 다양한 방열 부재용의 방열성 필러로서 호적하게 사용할 수 있다. 또한, 고무의 가황 촉진제; 도료·잉크용 안료; 페라이트나 배리스터 등의 전자 부품; 의약품; 파운데이션, 선스크린제 등의 화장품 등의 분야에서도 사용할 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

[도 1] 실시예1에 의해 얻어진 본 발명의 산화아연 입자의 주사형 전자 현미경 사진.

[도 2] 실시예1에 의해 얻어진 본 발명의 산화아연 입자의 입도 분포를 나타내는 도면.

[발명을 실시하기 위한 형태]

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 산화아연 입자는, 메디안경이 1∼30㎛이며, D90/D10이 4 이하인 것을 특징으로 하는 것이다. 즉, 종래의 산화아연 입자에 비해 입자경이 크고, 또한, D90과 D10과의 비가 작은(즉, 입자경이 극단적으로 큰 조대 입자의 양이 적은) 것을 특징으로 하는 것이다. 이와 같은 산화아연 입자는 공지되지 않았으며, 본 발명자들에 의해 처음으로 제조된 것이다.

상기 메디안경은, D50이라고도 하며, 분체를 어느 입자경에서 둘로 나눴을 때, 큰 측과 작은 측이 등량이 되는 지름을 말한다. D10, D90은 마찬가지로 입자경의 분포를 측정한 경우에, 작은 측이 10%가 되는 입자경을 D10, 작은 측이 90%가 되는 입자경을 D90이라고 한다. D10, D50, D90은 각각, 입자경의 분포를 측정함으로써 얻어지는 값인데, 본 발명에 있어서, 입자경의 분포는 레이저 회절/산란식 입도 분포 측정 장치(BeckmanCoulter제 LS 13 320형)에 의해 측정된 값이다.

상기 메디안경의 하한은 1.0㎛이지만, 1.5㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 메디안경의 상한은, 30㎛이지만, 20㎛인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 산화아연 입자의 입자 형상은 특히 한정되지 않고, 침상, 봉상, 판상, 구상 등을 들 수 있고, 보다 구상에 가까운 형상인 것이 바람직하다. 또 입자의 형상은 주사형 전자 현미경(니뽄덴시제 JSM-5400)에 의해 관찰할 수 있다.

본 발명의 산화아연 입자는, 50㎛ 이상의 조대 입자의 비율이 0.05% 이하인 것이 바람직하다. 50㎛ 이상의 조대 입자의 비율은 JIS K 1410 산화아연·체 잔분 시험에 따라 측정할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 산화아연 입자는, 아연 원입자를 브롬화암모늄 존재 하에서 소성함으로써 제조할 수 있다. 이와 같은 산화아연의 제조 방법도 본 발명의 일부이다. 이하, 상술한 본 발명의 산화아연의 제조 방법을 상술한다.

본 발명의 산화아연 입자의 제조 방법에 있어서는, 아연 원입자를 원료로 하여 사용하는 것이다. 아연 원입자로서는, 산화아연, 염화아연, 황산아연, 탄산아연, 아세트산아연 등, 소성에 의해 산화아연으로 되는 것이면 특히 한정되지 않는다. 상기 아연 원입자는, 산화아연이 특히 바람직하다. 상기 아연 원입자는, 평균 입경 0.6∼0.8㎛인 것이 바람직하다. 상기 원료 산화아연 입자의 평균 입경은, 공기 투과법에 의해 측정한 값이다.

원료로서 사용할 수 있는 산화아연으로서는 특히 한정되지 않고, 프랑스법, 아메리카법 등의 공지의 방법에 의해 제조된 산화아연을 사용할 수 있지만, 특히, 프랑스법에 의해 제조된 산화아연을 사용하는 것이 불순물이 적다는 점에서 바람직하다.

본 발명의 산화아연 입자의 제조 방법은, 브롬화암모늄의 존재 하에서 소성하는 것을 특징으로 한다. 무기 입자의 제조에 있어서는, 입자경을 크게 하기 위해서 플럭스 존재 하에서 소성하는 것이 행해지는 경우가 있다. 이와 같은 소성시의 플럭스로서 브롬화암모늄을 사용하면, 그 밖의 화합물을 플럭스로서 사용한 경우에 비해, 얻어진 산화아연 입자의 입자경의 분포가 샤프한 것을 본 발명자들은 알아냈다.

상기 브롬화암모늄은, 원료로서의 아연 원입자에 대해 0.1∼10질량%로 하는 것이 바람직하다. 0.1질량% 미만에서는 입자 성장하기 어려워지기 때문에 에너지 비용이 높아진다. 10질량%를 초과하면 조입자의 발생이 많아져, 제품의 수율이 저하하기 때문에, 생산성이 좋지 않다. 상기 브롬화암모늄량은, 하한은 0.2질량%인 것이 보다 바람직하고, 상한은 5질량%인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 산화아연 입자는, 상기 아연 원입자와 상기 브롬화암모늄을 공지의 방법으로 혼합하고, 얻어진 혼합물을 소성함으로써, 제조할 수 있다. 상기 소성은 공업적으로는 예를 들면, 터널 킬른이나 셔틀 킬른에 의한 정치 소성이 바람직하다. 정치 소성으로 함으로써, 입자끼리가 융착하여, 효율좋게 입자 성장이 일어나고, 효율좋게 입자경이 큰 산화아연 입자를 얻을 수 있는 점에서 바람직하다.

상기 소성은 600∼1200℃에서 행하는 것이 바람직하다. 600℃ 미만에서의 소성이면, 충분하게 입자경이 커지지 않을 우려가 있는 점에서 바람직하지 않다. 1200℃를 초과하면, 조대 입자의 발생이 많아져, 수율이 저하할 우려가 있는 점에서 바람직하지 않다.

상기 방법에 의해 제조된 산화아연 입자는, 그 입경 분포에 있어서 샤프한 것으로 되지만, 더욱 샤프한 것을 얻을 필요가 있는 경우나, 낮은 비율로 함유되어 있는 조대 입자를 제거하기 위해서, 분쇄·체에 의한 분급을 행하는 것이어도 좋다. 분쇄 방법은 특히 한정되지 않고, 예를 들면, 아토마이저(atomizer) 등을 들 수 있다. 또한 체에 의한 분급 방법으로서는, 습식 분급, 건식 분급을 들 수 있다.

본 발명의 산화아연 입자는, 필요에 따라 표면 처리를 실시한 것이어도 좋다. 표면 처리로서는, 무기 입자의 기술 분야에서 사용되는 통상의 처리 방법을 들 수 있고, 보다 구체적으로는, 실란 커플링제나 실리콘 오일 등의 유기 표면 처리 혹은 실리카 등의 무기 표면 처리 등을 들 수 있다.

본 발명의 산화아연 입자는 그 용도를 특히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 방열성 필러의 용도에 있어서 호적하게 사용할 수 있다. 이와 같은 방열성 필러도 본 발명의 일부이다.

본 발명의 방열성 필러는, 통상, 방열성 수지 조성물이나 방열성 그리스, 방열성 도료 등에 있어서 사용된다. 이와 같은 용도에 대해서는, 많은 공지문헌이 존재하고 있으며, 본 발명의 방열성 필러는, 이와 같은 공지의 방열성 수지 조성물이나 방열성 그리스, 방열성 도료에 사용할 수 있다.

방열성 필러로서 사용하는 경우, 본 발명의 입자경이 큰 조립(粗粒)의 산화아연 입자와, 평균 입경이 본 발명의 산화아연 입자의 평균 입경의 1/3∼1/40㎛인 미립(微粒)의 산화아연을 조합하여 사용하는 것이어도 좋다. 조립과 미립의 혼합 비율은 체적으로, 조립90∼40%:미립10∼60%의 범위이다. 바람직하게는 조립80∼60%:미립20∼40%의 범위이다. 조립과 미립의 혼합 비율이 조립90∼40%:미립10∼60%의 범위보다 벗어나면 충분하게 방열성을 향상시킬 수 없는 경우가 있다.

본 발명의 산화아연 입자는, 방열성 필러로서 사용하는 경우, 그 밖의 성분을 병용하여 사용할 수도 있다. 병용하여 사용할 수 있는 그 밖의 성분으로서는, 산화마그네슘, 산화티탄, 산화알루미늄 등의 금속산화물, 질화알루미늄, 질화붕소, 탄화규소, 질화규소, 질화티탄, 금속 실리콘, 다이아몬드 등의 산화아연 이외의 방열성 필러, 수지, 계면활성제 등을 들 수 있다.

상기 산화아연 입자를 방열성 필러로서 사용하는 경우, 수지와 혼합한 수지 조성물로서 사용할 수 있다. 이와 같은 수지 조성물도 본 발명의 하나이다. 이 경우, 사용하는 수지는, 열가소성 수지이어도 열경화성 수지이어도 좋고, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리페닐렌설파이드(PPS) 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 불소 수지, 폴리메타크릴산메틸, 에틸렌·아크릴산에틸 공중합체(EEA) 수지, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리아세탈, 폴리페닐렌에테르, 폴리에테르이미드, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS) 수지, 액정 수지(LCP), 실리콘 수지, 아크릴 수지 등의 수지를 들 수 있다.

본 발명의 수지 조성물은, 열가소성 수지와 상기 산화아연 입자를 용융 상태로 혼련함으로써 얻어진 열성형용의 수지 조성물; 열경화성 수지와 상기 산화아연 입자를 혼련 후, 가열 경화시킴으로써 얻어진 수지 조성물 등의 어느 형태이어도 좋다.

본 발명의 수지 조성물 중의 상기 산화아연 입자의 배합량은, 목적으로 하는 열전도율이나 수지 조성물의 경도 등, 수지 조성물의 성능에 맞추어 임의로 결정할 수 있다. 상기 산화아연 입자의 방열 성능을 충분하게 발현시키기 위해서는, 수지 조성물 중의 고형분 전량에 대해 10∼90체적% 함유하는 것이 바람직하다. 상기 배합량은 필요로 되는 방열 성능에 따라 배합량을 조정하여 사용할 수 있고, 보다 높은 방열성이 요구되는 용도에 있어서는, 30체적% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 50체적% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 수지 조성물은, 용도에 따라 수지 성분을 자유로 선택할 수 있다. 예를 들면, 열원과 방열판의 사이에 장착하여 밀착시키는 경우에는, 실리콘 수지나 아크릴 수지와 같은 접착성이 높고 경도가 낮은 수지를 선택하면 좋다.

본 발명의 수지 조성물이 열성형용의 수지 조성물인 경우, 열가소성 수지와 상기 산화아연 입자를, 예를 들면, 스크류형 2축 압출기를 사용한 용융 혼련에 의해, 수지 조성물을 펠렛화하고, 그 후 사출 성형 등의 임의의 성형 방법에 의해 원하는 형상으로 성형하는 방법 등에 의해 제조할 수 있다.

본 발명의 수지 조성물이 열경화성 수지와 상기 산화아연 입자를 혼련 후, 가열 경화시킴으로써 얻어진 수지 조성물인 경우, 예를 들면, 가압 성형 등에 의해 성형하는 것임이 바람직하다. 이와 같은 수지 조성물의 제조 방법은, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 수지 조성물을 트랜스퍼 성형에 의해 성형하여, 제조할 수 있다.

본 발명의 수지 조성물의 용도는, 전자 부품의 방열 부재, 열전도성 충전제, 온도 측정용 등의 절연성 충전제 등이 있다. 예를 들면, 본 발명의 수지 조성물은, MPU, 파워트랜지스터, 트랜스 등의 발열성 전자 부품으로부터의 열을 방열핀이나 방열팬 등의 방열 부품에 전열시키기 위해서 사용할 수 있고, 발열성 전자 부품과 방열 부품의 사이에 끼워넣어 사용할 수 있다. 이것에 의해, 발열성 전자 부품과 방열 부품간의 전열이 양호하게 되어, 장기적으로 발열성 전자 부품의 오작동를 경감시킬 수 있다. 히트 파이프나 히트 싱크의 접속이나, 각종 발열체가 편성된 모듈과 히트 싱크와의 접속에 호적하게 사용할 수도 있다.

상기 산화아연 입자를 방열성 필러로서 사용하는 경우, 광유(鑛油) 또는 합성유를 함유하는 기유(基油)와 혼합한 방열성 그리스로서 사용할 수도 있다. 이와 같은 방열성 그리스도 본 발명의 하나이다.

본 발명의 방열성 그리스 중의 상기 산화아연 입자의 배합량은, 목적으로 하는 열전도율에 맞추어 임의로 결정할 수 있다. 상기 산화아연 입자의 방열 성능을 충분하게 발현시키기 위해서는, 방열성 그리스 중의 전량에 대해 10∼90체적% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 상기 배합량은 필요로 되는 방열 성능에 따라 배합량을 조정하여 사용할 수 있고, 보다 높은 방열성이 요구되는 용도에 있어서는, 30체적% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 50체적% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 기유는, 광유, 합성유, 실리콘 오일, 불소계 탄화수소유 등의 각종 유성 재료를 1종 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 합성유로서는 특히 탄화수소유가 좋다. 합성유로서 α-올레핀, 디에스테르, 폴리올에스테르, 트리멜리트산에스테르, 폴리페닐에테르, 알킬페닐에테르 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 방열성 그리스는, 필요에 따라 계면활성제를 함유하는 것이어도 좋다. 상기 계면활성제로서는, 비이온계 계면활성제가 바람직하다. 비이온계 계면활성제의 배합에 의해, 고열전도율화를 도모하여, 조도(稠度)를 호적하게 제어할 수 있다.

비이온계 계면활성제로서는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬나프틸에테르, 폴리옥시에틸렌화피마자유, 폴리옥시에틸렌경화피마자유, 폴리옥시에틸렌알킬아미드, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌글리콜, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌글리콜에틸렌디아민, 데카글리세린지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌모노지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌디지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌프로필렌글리콜지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄트리지방산에스테르, 에틸렌글리콜모노지방산에스테르, 디에틸렌글리콜모노지방산에스테르, 프로필렌글리콜모노지방산에스테르, 글리세린모노지방산에스테르, 펜타에리트리트모노지방산에스테르, 소르비탄모노지방산에스테르, 소르비탄세스퀴지방산에스테르, 소르비탄트리지방산에스테르를 들 수 있다.

비이온계 계면활성제의 첨가의 효과는, 방열성 그리스의 종류, 배합량, 및 친수성과 친유성의 밸런스를 나타내는 HLB(친수친유 밸런스)에 따라 다르다. 본 실시 형태에서 사용되는 비이온계 계면활성제에는, 실온에 있어서도 양호한 조도를 얻기 위해서는 HLB가 9 이하의 액상 계면활성제가 바람직하다. 또한, 고방열성 그리스 등의 전기 절연성이나 전기 저항의 저하를 중시하지 않는 용도에서는, 음이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 양성 계면활성제를 사용할 수 있다.

본 발명의 방열성 그리스는, 상술한 성분을 도우 믹서(dough mixer)(니더), 게이트 믹서, 플래니터리 믹서 등의 혼합 기기를 사용하여 혼합함으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 방열성 그리스는, 발열체나 방열체에 도포함으로써 사용된다. 발열체로서는, 예를 들면, 일반적인 전원; 전원용 파워트랜지스터, 파워모듈, 써미스터(thermistor), 열전쌍, 온도 센서 등의 전자 기기; LSI, CPU 등의 집적 회로 소자 등의 발열성 전자 부품 등을 들 수 있다. 방열체로서는, 예를 들면, 히트 스프레더, 히트 싱크 등의 방열 부품; 히트 파이프, 방열판 등을 들 수 있다. 도포는, 예를 들면, 스크린 프린트에 의해 행할 수 있다. 스크린 프린트는, 예를 들면, 메탈 마스크 혹은 스크린 메시를 사용하여 행할 수 있다. 본 발명의 조성물을 발열체 및 방열체의 사이에 개재시켜 도포함으로써, 상기 발열체로부터 상기 방열체에 효율좋게 열을 전도시킬 수 있으므로, 상기 발열체로부터 효과적으로 열을 제거할 수 있다.

상기 산화아연 입자를 방열성 필러로서 사용하는 경우, 수지 용액 또는 분산액 중에 분산시킨 도료 조성물로서 사용할 수도 있다. 이와 같은 방열성 도료 조성물도 본 발명의 하나이다. 이 경우, 사용하는 수지는 경화성을 갖는 것이어도, 경화성을 갖지 않는 것이어도 좋다. 상기 수지로서 구체적으로는, 상술한 수지 조성물에 있어서 사용할 수 있는 수지로서 예시한 수지를 들 수 있다. 도료는, 유기 용제를 함유하는 용제계의 것이어도, 수중에 수지가 용해 또는 분산한 수계의 것이어도 좋다.

상기 도료의 제조 방법은, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 디스퍼나 비드 밀 등을 사용하여, 필요로 하는 원료 및 용제를 혼합·분산함으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 방열성 도료 조성물 중의 상기 산화아연 입자의 배합량은, 목적으로 하는 열전도율에 맞추어 임의로 결정할 수 있다. 상기 산화아연 입자의 방열 성능을 충분하게 발현시키기 위해서는, 도료 조성물 전량에 대해 10∼90체적% 이상 함유하는 것이 바람직하다. 상기 배합량은 필요로 되는 방열 성능에 따라 배합량을 조정하여 사용할 수 있고, 보다 높은 방열성이 요구되는 용도에 있어서는, 30체적% 이상 함유하는 것이 바람직하고, 50체적% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 산화아연 입자는, 상술한 방열성 필러 이외에, 고무의 가황 촉진제, 도료·잉크용 안료, 페라이트나 배리스터 등의 전자 부품, 의약품, 화장품 등의 분야에서도 사용할 수 있다.

[실시예]

이하에, 실시예를 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 하등 한정되는 것은 아니다.

이하에 있어서, 얻어진 대입자 산화아연의 메디안경 및 입도 분포는, 레이저 회절/산란식 입도 분포 측정 장치(BeckmanCoulter제 LS 13 320형)로 측정했다. 입자의 관찰은 주사형 전자 현미경(니뽄덴시제 JSM-5400)을 사용했다. 조대 입자의 유무에 대해서는 JIS K 1410 산화아연·체 잔분 시험에 따라 측정했다.

실시예1

산화아연 1종(사카이가가쿠고교사제, 평균 입자경 0.7㎛) 1200g과 브롬화암모늄 12g을 30초간 건식 혼합하고, 혼합분을 내치수 235mm×160mm×56mmH의 석영 갑발(匣鉢)에 넣고, 910℃에서 3시간 소성했다.

이것을 냉각 후, 3.5리터의 물에 분산 후, 400 메시(오프닝 38㎛)를 통과시키고, 통과한 슬러리를 여과, 건조하여 백색 분체를 얻었다. 이 분체에 대해 입도 분포를 측정한 바, 메디안경은 10.55㎛, D90/D10의 값은 3.71이었다. 또한, 체 잔분 45㎛를 측정한 바, 0.01% 이하이었다.

실시예2

실시예1에 있어서, 소성 온도를 700℃, 소성 시간을 2시간으로 바꾼 이외는 마찬가지로 하여, 백색 분체를 얻었다. 이 분체의 메디안경은 2.03㎛, D90/D10은 4.00, 체 잔분 45㎛는 0.01% 이하이었다.

실시예3

실시예1에 있어서, 브롬화암모늄을 60g으로 바꾸고, 소성 온도를 1100℃로 바꾼 이외는 마찬가지로 하여, 백색 분체를 얻었다. 이 분체의 메디안경은 19.70㎛, D90/D10은 3.41, 체 잔분 45㎛는 0.01% 이하이었다.

비교예1

실시예1에 있어서, 브롬화암모늄을 염화암모늄으로 바꾸고, 소성 온도를 750℃로 바꾼 이외는 마찬가지로 하여, 백색 분체를 얻었다. 이 분체의 메디안경은 7.82㎛, D90/D10은 12.33, 체 잔분 45㎛는 0.01% 이하이었다.

비교예2

실시예1에 있어서, 브롬화암모늄을 염화나트륨으로 바꾸고, 소성 온도를 900℃로 바꾼 이외는 마찬가지로 하여, 백색 분체를 얻었다. 이 분체의 메디안경은 11.00㎛, D90/D10은 6.85, 체 잔분 45㎛는 0.01% 이하이었다.

비교예3

실시예1에 있어서, 브롬화암모늄을 염화칼륨으로 바꾸고, 소성 온도를 930℃로 바꾼 이외는 마찬가지로 하여, 백색 분체를 얻었다. 이 분체의 메디안경은 10.16㎛, D90/D10은 6.45, 체 잔분 45㎛는 0.01% 이하이었다.

비교예4

실시예1에 있어서, 브롬화암모늄을 브롬화칼륨으로 바꾸고, 소성 온도를 900℃로 바꾼 이외는 마찬가지로 하여, 백색 분체를 얻었다. 이 분체의 메디안경은 11.20㎛, D90/D10은 5.79, 체 잔분 45㎛는 0.01% 이하이었다.

비교예5

실시예1에 있어서, 브롬화암모늄을 염화마그네슘으로 바꾸고, 소성 온도를 690℃로 바꾼 이외는 마찬가지로 하여, 백색 분체를 얻었다. 이 분체의 메디안경은 7.58㎛, D90/D10은 13.56, 체 잔분 45㎛는 0.01% 이하이었다.

비교예6

실시예1에 있어서, 브롬화암모늄을 염화바륨으로 바꾸고, 소성 온도를 950℃로 바꾼 이외는 마찬가지로 하여, 백색 분체를 얻었다. 이 분체의 메디안경은 7.75㎛, D90/D10은 6.30, 체 잔분 45㎛는 0.01% 이하이었다.

이상의 결과에서, 브롬화암모늄을 플럭스로서 사용함으로써, 그 밖의 화합물을 사용한 경우보다도 입자 분포의 폭이 좁은 산화아연 입자를 얻을 수 있는 것이 명백해졌다.

실시예4∼6

표 1에 나타내는 비율로 EEA 수지(니뽄폴리에틸렌사제 렉스펄A-1150) 및 실시예1, 2의 산화아연 입자를 160℃로 가열하면서 혼합한 후 가압 성형에 의해 수지 조성물을 얻었다. 이것을 50mmφ×2mm의 형상의 성형체로 했다. 이들의 열전도성을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또, 열전도율은, 열류계법에 의해 25℃에서 행했다.

비교예7

필러를 첨가하지 않는 EEA 수지의 마찬가지의 성형체에 대해, 열전도율을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예8∼10

산화아연 대신에, 알루미나를 사용하여 마찬가지의 시험을 행했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

실시예7

표 2에 나타내는 비율로 에폭시 수지(재팬에폭시레진사제 jER828), 에폭시 수지 경화제(재팬에폭시레진사제 jER큐어ST12) 및 실시예1의 산화아연 입자를 혼합하고, 50mmφ×2mm의 형에 주입 후, 80℃에서 3시간 열처리함으로써 성형체를 얻었다. 이 성형체의 열전도율을 측정한 결과를 표 2에 나타낸다.

비교예11

실시예7에 있어서, 산화아연 대신에, 알루미나 10㎛를 사용하여 마찬가지의 시험을 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

실시예8

표 3에 나타내는 비율로 실리콘 수지(신에츠가가쿠고교사제 KE-103), 실리콘 수지 경화제(신에츠가가쿠고교사제 CAT-103) 및 실시예1의 산화아연 입자를 혼합하고, 150℃로 가열하면서 30분간 가압 성형함으로써 수지 조성물을 얻었다. 이것을 50mmφ×2mm의 형상의 성형체로 하여, 열전도율을 측정한 결과를 표 3에 나타낸다.

비교예12

실시예8에 있어서, 산화아연을 알루미나 10㎛로 바꾸고, 마찬가지의 시험을 행했다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[표 3]

실시예9

표 4에 나타내는 비율로 실리콘 오일(신에츠가가쿠고교사제 KF-99) 및 실시예1의 산화아연 입자를 혼합함으로써 방열성 그리스를 제작했다. 이 방열성 그리스의 열전도율을 측정한 결과를 표 4에 나타낸다.

비교예13

실시예9에 있어서, 산화아연 대신에, 알루미나 10㎛를 사용하여 마찬가지의 시험을 행했다. 결과를 표 4에 나타낸다.

[표 4]

실시예10

표 5에 나타내는 비율로 에폭시 수지(재팬에폭시레진사제 jER828), 톨루엔 및 실시예1의 산화아연 입자를 디스퍼 분산함으로써, 방열성 도료를 제작했다. 이 방열성 도료의 열전도율을 측정한 결과를 표 5에 나타낸다.

비교예14

실시예10에 있어서, 산화아연 대신에, 알루미나 10㎛를 사용하여 마찬가지의 시험을 행했다. 결과를 표 5에 나타낸다.

[표 5]

표 1∼5의 결과에서, 본 발명의 방열성 필러는, 범용되고 있는 방열성 필러보다도 뛰어난 성능을 갖는 것임이 명백하다. 또한 저배합∼고배합의 어느 것에 있어서도 방열성의 부여가 가능한 것이 명백하다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 산화아연 입자는, 방열성 필러로서 호적하게 사용할 수 있고, 그 밖에는 고무의 가황 촉진제, 도료·잉크용 안료, 페라이트나 배리스터 등의 전자 부품, 의약품, 화장품 등의 용도에 있어서도 사용할 수 있다.

Claims (10)

1. 아연원입자를 브롬화암모늄 존재 하에서 소성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 메디안경이 1∼30㎛이며, D90/D10이 4 이하인 산화아연 입자의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   브롬화암모늄은 아연원입자에 대해 0.1∼10질량%의 비율로 첨가되고, 소성은 600℃∼1200℃의 정치 소성에 의해 행해지는 산화아연 입자의 제조 방법.
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