KR101645056B1

KR101645056B1 - 기둥 형상 산화아연 입자 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101645056B1
Application number: KR1020117024591A
Authority: KR
Inventors: 하루미 다카바타케
Original assignee: 교와 가가꾸고교 가부시키가이샤
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2010-04-21
Publication date: 2016-08-02
Also published as: EP2423166A1; ES2488265T3; EP2423166B1; US20120097888A1; KR20120022786A; EP2423166A4; BRPI1015321A2; CN102395532A; JPWO2010123142A1; JP5570077B2; RU2530894C2; RU2011147199A; CN102395532B; WO2010123142A1

Abstract

본 발명의 목적은 수지에 배합하여 혼련할 때에도 꺾이거나 형상이 무너지거나 하는 경우가 없고, 충분한 열전도성 또는 도전성을 부여할 수 있는 기둥 형상 산화아연 입자를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 하기 식 (1)

(식 (1) 중, Mⁿ ⁺ 는 3 가 또는 4 가의 금속을 나타내고, x 및 a 는 각각 0.002 ＜ x ＜ 0.05, 0 ≤ a ＜ 0.5 를 만족한다) 로 나타내고, 기둥 형상 입자 함유율이 80 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 산화아연 입자이다.

Description

기둥 형상 산화아연 입자 및 그 제조 방법{COLUMNAR ZINC OXIDE PARTICLES AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

본 발명은 신규한 산화아연 입자에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 열전도성 개량제 또는 도전성 개량제로서 유용한 기둥 형상의 산화아연 입자에 관한 것이다.

고무나 플라스틱 등을 함유하는 수지 조성물에 각종 개량제를 배합하여, 수지 조성물의 물리 특성을 개선하는 것은 널리 행해지고 있다.

열전도성 개량제로서, 예를 들어, 결정성 실리카, 산화마그네슘, 질화붕소, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 베릴리아 등이 알려져 있다. 또 도전성 개량제로서 산화주석, 산화아연, 카본 블랙이나, 산화주석을 피복한 산화티탄 등이 알려져 있다. 주지와 같이, 조성물에 양호한 도전성을 부여하기 위해서는 도전성 개량제끼리가 접촉하도록 다량의 개량제를 혼합할 필요가 있고, 고가의 도전성 개량제의 경우에는 그 용도가 한정된다. 또 카본 블랙은 도전성 개량제로서는 저비용이지만 색이 흑색에 한정되기 때문에, 성형 공정에서 비산되어 생산 현장을 더럽히는 경우가 있어, 수지 조성물에 혼합하는 도전성 개량제로서 기체에 임의로 착색할 수 있는 백색의 도전성 개량제가 요구되고 있다.

그 때문에 최근에는, 비교적 저비용이며 독성도 없고 화학적으로도 안정적인 산화아연이 열전도성 개량제 또는 도전성 개량제로서 폭넓게 사용되고 있다.

최근, 기능성 복합 재료에 대한 관심이 높아져 개량제의 개량이 활발히 행해지고 있어, 개량제의 재질 본래의 기능은 물론, 개량제의 형상에 대해서도 여러 가지 검토가 이루어지고 있다.

산화아연의 형상은, 구 형상, 단괴 형장, 판 형상, 비늘 형상, 침 형상, 테트라포트 형상, 성게 형상, 초미세 형상 입자이다. 이들 형상 중, 소량으로도 수지 조성물 중에서 네트워크가 형성되기 쉽다고 생각되는 침 형상 또는 테트라포트 형상인 것이 열전도성 개량제나 도전성 개량제로서 제안되어 있다.

예를 들어, 특허문헌 1, 2, 3 에는, 침 형상 산화아연과 Al, Ge, Ga, Sn, In 등의 도핑제를 혼합하고, 환원 소성하여 얻어진 산화아연 입자가 제안되어 있다. 그러나, 이들 산화아연 입자는 침 형상으로 가늘게 수지에 혼련시킬 때에 꺾이기 쉽다. 입자가 꺾이면 수지 조성물 중에서의 네트워크는 잘 형성되지 않게 되어 도전성이나 열전도성을 충분히 발현할 수 없다.

또 특허문헌 4 에는, 수용성 아연염과, 산화알루미늄, 산화갈륨 또는 산화인듐으로 변화할 수 있는 수용성 금속염을 함유하는 수용액을, 알칼리 혹은 탄산알칼리로 중화함으로써 얻어진 공침 생성물을 예비 소성한 후, 질소 분위기 중에 있어서 600 ∼ 1,000 ℃ 에서 소성하여 미분말 형상의 산화아연 입자를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 방법에 의해 얻어지는 입자는 미분말 형상으로 애스펙트비가 지나치게 작으므로 도전성이 충분하지 않다.

또 특허문헌 5 에는, 열전도성 개량제로서, 알루미늄 입자와 평균 입경 0.1 ∼ 5 ㎛ 의 산화아연 입자를 병용하는 방법이 제안되어 있다.

이상과 같이 도전성 개량제 또는 열전도성 개량제로서 침 형상 혹은 미분말 형상의 산화아연 입자가 제안되어 있다. 그러나, 수지에 혼련할 때의 잘 꺾이지 않음, 및 수지 중의 네트워크의 형성 용이성을 고려하면, 이상적인 산화아연의 입자 형상은 미분말 형상이나 침 형상보다 오히려 기둥 형상이다.

일본 공개특허공보 평 3-60429호 일본 공개특허공보 평 5-17298호 일본 공개특허공보 평 7-2519호 일본 특허공보 소 62-35970호 일본 공개특허공보 2005-64281호

그래서 본 발명의 목적은, 수지에 배합하여 혼련할 때에도 잘 꺾이지 않고, 충분한 열전도성 또는 도전성을 부여할 수 있는 기둥 형상의 산화아연 입자를 제공하는 것에 있다. 또 본 발명의 목적은, 그 기둥 형상 산화아연 입자의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 또 본 발명의 목적은, 그 기둥 형상 산화아연 입자를 함유하는 열전도성 혹은 도전성이 우수한 수지 조성물을 제공하는 것에 있다.

본 발명자는 기둥 형상의 산화아연 입자를 얻는 방법에 대해 예의 검토하였다. 그 결과, 아연의 염 (a) 을 함유하는 수용액과, 알칼리 금속 화합물 (c) 의 수용액을 반응시킬 때에, 아연에 대한 알칼리 금속 화합물 (c) 의 양을 당량보다 줄여 반응 pH 를 중성 부근으로 하면, 수열처리 후에 얻어지는 입자의 80 ％ 이상이 기둥 형상이 되는 것을 알아내었다. 또, 얻어진 기둥 형상 입자는 수지에 배합하여 혼련할 때에도 잘 꺾이지 않아, 형상이 잘 무너지지 않는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 하기 식 (1)

(식 (1) 중, Mⁿ ⁺ 는 3 가 또는 4 가의 금속을 나타내고, x 및 a 는 각각 0.002 < x < 0.05, 0 ≤ a < 0.5 를 만족한다. n 은 금속의 가수이다)

로 나타내고, 기둥 형상 입자 함유율이 80 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 산화아연 입자이다.

또, 본 발명은 (I) 아연의 염 (a) 및 3 가 혹은 4 가의 금속의 염 (b) 을 함유하는 수용액과, 알칼리 금속 화합물 (c) 의 수용액을, 반응 종료시의 pH 가 5.0 ∼ 7.0 의 범위가 되도록 반응시키고,

(II) 그 얻어진 입자를 세정하고,

(III) 세정한 입자를 유화한 후, 수열처리하고,

(IV) 수열처리한 입자를 건조시키는,

각 공정을 포함하는 상기 산화아연 입자의 제조 방법이다.

본 발명은 상기 산화아연 입자를, 비환원성 분위기 중에서 300 ∼ 1,100 ℃ 에서 소성하여 얻어지는 소성 입자 (A) 이다. 또 본 발명은, 100 중량부의 수지, 그리고 150 ∼ 400 중량부의 상기 소성 입자 (A) 를 함유하는 수지 조성물 (A) 을 함유한다.

또, 본 발명은 상기 산화아연 입자를, 환원성 분위기 중에서 300 ∼ 1,100 ℃ 에서 소성하여 얻어지는 소성 입자 (B) 이다. 또 본 발명은, 100 중량부의 수지, 그리고 200 ∼ 400 중량부의 상기 소성 입자 (B) 를 함유하는 수지 조성물 (B) 을 함유한다.

도 1 은 실시예 1 의 합성예 1 에서 얻어진 기둥 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 2 는 실시예 1 의 합성예 2 에서 얻어진 기둥 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 3 은 실시예 1 의 합성예 3 에서 얻어진 기둥 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 4 는 실시예 1 의 합성예 4 에서 얻어진 기둥 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 5 는 실시예 1 의 합성예 5 에서 얻어진 기둥 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 6 은 실시예 1 의 합성예 6 에서 얻어진 기둥 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 7 은 실시예 1 의 합성예 7 에서 얻어진 기둥 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 8 은 실시예 1 의 비교 합성예 1 에서 얻어진 입방체 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 9 는 실시예 1 의 비교 합성예 2 에서 얻어진 입방체 형상 및 기둥 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 10 은 실시예 1 의 비교 합성예 3 에서 얻어진 침 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 11 은 실시예 1 의 비교 합성예 4 에서 얻어진 입방체 형상 및 기둥 형상 산화아연 입자의 SEM 사진이다.
도 12 는 실시예 1 의 합성예 1 에서 얻어진 기둥 형상 산화아연 입자의 X 선 회절도이다.

〈기둥 형상 산화아연 입자〉

본 발명의 산화아연 입자는 하기 식 (1) 로 나타내는 조성을 갖는다.

식 (1) 중, Mⁿ ⁺ 는 3 가 또는 4 가의 금속을 나타낸다. Mⁿ ⁺ 로서 Al³ ⁺, Ga³⁺, In³ ⁺, Ge⁴ ⁺, Fe³ ⁺, Cr³ ⁺, Cr⁴ ⁺ 및 Ti⁴ ⁺ 를 들 수 있다. 바람직하게는 Al³ ⁺ 또는 Fe³ ⁺ 이다.

x 는 0.002 < x < 0.05, 바람직하게는 0.004 < x < 0.02, 보다 바람직하게는 0.0065 < x < 0.01 을 만족한다. a 는 바람직하게는 0 ≤ a < 10, 보다 바람직하게는 0 ≤ a < 0.5 를 만족한다.

(기둥 형상)

본 발명의 입자의 형상은 기둥 형상이다. 본 발명에 있어서 「기둥 형상」이란, SEM 으로 5000 배로 확대한 시야 내의 10 개 이상의 입자에 대해, 평균 애스펙트비가 10 이하이고 또한 평균 기둥 형상도가 0.5 ∼ 1 의 범위인 입자 개수(기둥 형상 입자 함유율) 가 80 ％ 이상의 비율로 함유되어 있는 것을 말한다. 본 발명의 입자의 형상은 바람직하게는 사각 기둥 형상 또는 육각 기둥 형상이다.

(평균 애스펙트비)

본 발명에 있어서, 애스펙트비란 기둥의 기둥 길이 (L) 와 중앙의 기둥 폭 (D) 즉 직경의 비 (L/D) 의 값이다. 기둥 형상 결정의 기둥 길이 (L), 기둥 폭 (D) 은 주사형 전자현미경 (SEM) 에 의해 측정할 수 있다. 기둥 길이 (L), 기둥 폭 (D) 이 큰 경우에는, SEM 의 배율을 작게 하여 시야 내에 10 개 이상이 들어가도록 조정하여 애스펙트비를 측정할 수 있다.

평균 애스펙트비는 SEM 으로 1,000 배 이상으로 확대한 시야 내의 10 개 이상의 입자에 대해 각각 기둥 길이 (L) 및 기둥 폭 (D) 을 측정하여 계산한 애스펙트비의 평균값으로 구한다. 본 발명의 입자의 평균 애스펙트비는 바람직하게는 1 ∼ 10, 보다 바람직하게는 2 ∼ 6, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 6 이다.

(평균 기둥 형상도)

입자의 일방 단부 폭 (직경) (D₁) 과 타방 단부 폭 (직경) (D₂) 의 비 (D₂/D₁) 를 기둥 형상도로 칭한다. 이 정의에 의하면 기둥 형상도가 1 에 가까운 것은 기둥 형상이고, 0 에 가까운 것은 침 형상이다. 기둥 형상 결정의 기둥 폭 (D) 은 주사형 전자현미경 (SEM) 에 의해 측정할 수 있다. 기둥 폭 (D) 이 큰 경우에는, SEM 의 배율을 작게 하여 시야 내에 10 개 이상이 들어가도록 조정하여 기둥 형상도를 측정할 수 있다.

평균 기둥 형상도는 SEM 로 1,000 배 이상으로 확대한 시야 내의 10 개 이상의 입자에 대해 각각 일방 단부 폭 (직경) (D₁) 과 타방 단부 폭 (직경) (D₂) 을 측정하여 계산한 기둥 형상도의 평균값으로 구한다. 본 발명의 입자의 평균 기둥 형상도는 바람직하게는 0.5 ∼ 1, 보다 바람직하게는 0.7 ∼ 1 이다.

본 발명의 입자의 평균 기둥 길이는 바람직하게는 0.5 ∼ 20 ㎛, 보다 바람직하게는 1 ∼ 10 ㎛ 이다. 본 발명의 입자의 평균 기둥 폭은, 바람직하게는 0.25 ∼ 1.5 ㎛, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 1 ㎛ 이다.

본 발명의 입자는 평균 기둥 길이가 0.5 ∼ 20 ㎛, 평균 기둥 폭이 0.25 ∼ 1.5 ㎛, 평균 애스펙트비가 1 ∼ 10, 및 평균 기둥 형상도가 0.5 ∼ 1 인 것이 바람직하다. 본 발명의 입자는 평균 기둥 길이가 1 ∼ 10 ㎛, 평균 기둥 폭이 0.5 ∼ 1 ㎛, 평균 애스펙트비가 2 ∼ 6, 및 평균 기둥 형상도가 0.7 ∼ 1 인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 입자의 BET 비표면적은 바람직하게는 1 ∼ 10 ㎡/g, 보다 바람직하게는 1 ∼ 7 ㎡/g 이다.

〈입자의 제조 방법〉

본 발명의 기둥 형상 산화아연 입자는 이하의 공정 (I) ∼ (IV) 에 의해 제조할 수 있다.

(공정 (I))

공정 (I) 은 아연의 염 (a) 및 3 가 혹은 4 가의 금속의 염 (b) 을 함유하는 수용액과, 알칼리 금속 화합물 (c) 의 수용액을, 반응 종료시의 pH 가 5.0 ∼ 7.0 의 범위가 되도록 공침 반응시켜 하기 식 (2) 로 나타내는 염기성 아연 화합물의 입자를 얻는 공정이다.

식 (2) 중의 Mⁿ ⁺, x, a 는 식 (1) 과 동일하다.

y 는 1 ≤ y ≤ 1.6, 바람직하게는 1.1 ≤ y ≤ 1.5, 보다 바람직하게는 1.2 ≤ y ≤ 1.4 이다. A^m ^- 는 Cl^-, NO₃ ^-, SO₄ ² ^- 및 CO₃ ² ^- 로 이루어지는 군에서 선택되는 아니온이고, m 은 아니온의 가수이다.

(아연의 염 (a))

본 발명에서 원료로서 사용하는 아연의 염 (a) 은, 물에 가용성인 아연염이면 된다. 예를 들어, 질산아연, 황산아연, 염화아연, 아세트산아연 등을 사용할 수 있다.

(3 가 혹은 4 가의 금속의 염 (b))

도펀트로서 사용하는 3 가 혹은 4 가의 금속의 염 (b) 으로서는, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 게르마늄, 철 (III), 크롬, 티탄 등의 염을 들 수 있다. 즉 이들 금속의 염산염, 질산염, 황산염, 탄산염, 아세트산염, 포름산염, 옥살산염 등의 금속염을 사용할 수 있다. 바람직하게는 황산알루미늄, 염화알루미늄, 질산알루미늄, 질산철, 질산크롬이다.

도펀트로서 사용하는 3 가 또는 4 가의 금속의 염 (b) 은, 상기 식 (2) 로 나타내는 염기성 아연 화합물을 생성 후에 반응계에 첨가해도 되는데, 그 경우 도핑되는 양이 상당히 저하되므로 미리 아연의 염 (a) 의 수용액에 혼합해 두는 것이 바람직하다.

도펀트하는 3 가 또는 4 가의 금속의 염 (b) 을 혼합할 때, 또는 아연의 염 (a) 의 수용액을 희석시킬 때에 수산화아연이 침전으로서 석출될 우려가 있으므로, 미리 아연의 염 (a) 의 수용액에 무기산을 소량 첨가해 두는 것도 좋다. 첨가하는 무기산으로서는, 염산, 황산, 질산 등을 들 수 있다.

도펀트로서 사용하는 3 가 또는 4 가의 금속의 염 (b) 의 양은, 금속 아연 1 몰에 대해 금속 이온으로서 바람직하게는 0.002 ∼ 0.05 몰, 보다 바람직하게는 0.005 ∼ 0.01 몰이 되도록 한다. 금속의 염 (b) 의 양이 지나치게 적으면 기둥 형상 결정으로 성장하기 어렵고, 지나치게 많으면 하이드로탈사이트 화합물이 많이 생성되므로 바람직하지 않다.

(알칼리 금속 화합물 (c))

원료로서 사용하는 알칼리 금속 화합물 (c) 로서, 가성소다, 가성칼리, 암모니아, 우레아, 탄산소다, 중탄산소다 등을 들 수 있다. 바람직하게는 가성소다, 가성칼리, 탄산소다, 중탄산소다이다.

(반응)

반응은, 아연의 염 (a) 및 3 가 혹은 4 가의 금속의 염 (b) 을 함유하는 수용액에, 알칼리 금속 화합물 (c) 의 수용액을 주입 첨가해도 되고, 또는 그 반대이어도 된다. 또 물을 넣은 반응조에 양자를 동시에 주입 첨가해도 된다.

공침 반응할 때의 반응 pH 는 중성 부근으로 할 필요가 있다. 반응 pH 는, 바람직하게는 5.0 ∼ 7.0, 보다 바람직하게는 5.0 이상 7.0 미만, 더욱 바람직하게는 5.5 ∼ 6.5 이다. 반응 pH 는 주입 첨가하는 알칼리량에 의존한다. 반응 pH 가 7.0 보다 높으면 수열처리 후의 기둥 형상 입자 함유율이 50 ％ 이하가 되고, 또 반응 pH 가 5.0 보다 낮으면 수율이 저하되므로 바람직하지 않다.

반응에 있어서의 알칼리 당량비 (몰비 : [NaOH]/[ZnCl₂]) 가 낮으면 염기성 아연 화합물 중에 불순물로서 아니온이 많이 존재하여, 소성시에 산성 가스를 다량으로 발생시킨다. 아연 1 몰에 대해 당량분인 2 몰의 알칼리를 첨가하면 반응 pH 가 12 이상이 되어, 아연은 양성 원소이므로 고 pH 에서는 재용해될 우려가 있다. 반응 pH 를 중성 부근으로 하기 위해서는, 아연 1 몰에 대한 알칼리를 바람직하게는 1 ∼ 1.6 몰, 보다 바람직하게는 1.1 ∼ 1.5 몰, 가장 바람직하게는 1.2 ∼ 1.4 몰로 한다. 반응 온도는 10 ∼ 60 ℃ 의 범위인 것이 바람직하다.

(공정 (II))

공정 (II) 는 그 입자를 세정하는 공정이다. 반응에 의해 얻어진 슬러리 중에는 염류가 많이 함유되어 있으므로 물로 세정하여 제거한다.

(공정 (III))

공정 (III) 은 세정 후의 입자를 유화 후, 수열처리하는 공정이다. 유화는, 세정한 슬러리를 이온 교환수로 현탁시키고, 수열처리한다. 수열처리의 온도는, 바람직하게는 100 ∼ 170 ℃, 보다 바람직하게는 150 ∼ 170 ℃ 이다. 수열처리의 시간은, 바람직하게는 2 ∼ 24 시간, 보다 바람직하게는 12 ∼ 20 시간이다. 수열처리 온도가 100 ℃ 보다 낮으면 충분히 결정 성장하지 않아, 기둥 형상 결정은 얻어지지 않기 때문에 바람직하지 않다. 또 수열처리 온도를 170 ℃ 이상으로 해도 결정 성장 정도는 변함없다. 수열처리에 의해 기둥 형상 산화아연 입자가 얻어진다. 얻어진 입자에는 일부 염기성 아연 화합물 또는 하이드로탈사이트 화합물이 포함된다.

(공정 (IV))

공정 (IV) 는 수열처리한 입자를 건조시키는 공정이다. 건조는 자연 대류식 건조기 또는, 열풍 건조식 건조기 등에 의해 실시할 수 있다. 건조는 105 ∼ 120 ℃ 에서 10 ∼ 20 시간 실시하면 된다.

〈소성 입자 (A)〉

본 발명의 소성 입자 (A) 는 하기 식 (3) 으로 나타낸다.

식 (3) 중, Mⁿ ⁺ 및 x 는 식 (1) 과 동일하다. 소성 입자 (A) 의 형상은, 식 (1) 로 나타내는 기둥 형상 산화아연 입자와 동일하다.

본 발명의 소성 입자 (A) 는 상기 식 (1) 로 나타내는 기둥 형상 산화아연 입자를 비환원성 가스의 존재 하에서 300 ∼ 1,100 ℃, 바람직하게는 600 ∼ 900 ℃ 에서 소성하여 얻어진다. 비환원성 가스로서, 대기, 헬륨, 산소, 질소 등을 들 수 있다. 소성 장치는 300 ∼ 1,100 ℃ 의 온도 범위에서 가열 소성할 수 있는 것이면 어느 소성 장치이어도 된다. 구체적으로는, 전노, 평노, 로터리 킬른, 터널 킬른, 머플노 등이 예시된다.

본 발명의 소성 입자 (A) 는 열전도성 개량제로서 사용할 수 있다. 또 본 발명의 소성 입자 (A) 는 다른 열전도성 개량제, 예를 들어 산화마그네슘, 질화붕소, 질화알루미늄, 산화알루미늄, 결정성 실리카 등으로 병용하여, 열전도성 개량제로서 사용할 수 있다.

〈수지 조성물 (A)〉

본 발명의 수지 조성물 (A) 은 100 중량부의 수지, 그리고 150 ∼ 400 중량부의 소성 입자 (A) 를 함유한다. 소성 입자 (A) 의 함유량은, 100 중량부의 수지에 대해, 바람직하게는 100 ∼ 500 중량부, 보다 바람직하게는 150 ∼ 400 중량부이다.

수지로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등의 폴리올레핀 수지, 폴리염화비닐, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등의 비닐 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 나일론 6, 나일론 6,6 등의 폴리아미드 수지, 폴리페닐렌옥사이드 등의 폴리에테르 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무 등의 합성 고무, 페놀-포름알데히드 수지 등의 페놀 수지, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지 등의 에폭시 수지, 실리콘 고무, 천연 고무 (분자량은 상관없다), 폴리이미드 수지, 폴리페닐렌설파이드, ABS 수지 등을 들 수 있다.

수지와 소성 입자 (A) 의 혼합은, 니더, 만능 믹서, 롤 등의 혼련기를 사용하여 실시할 수 있다. 혼합은 연속 니더를 사용하여 수지 조성물을 끈 형상으로 압출하고, 이어서 이것을 컷하여 한꺼번에 펠릿으로 하는 방법이 바람직하다.

본 발명의 수지 조성물 (A) 은 열전도성이 양호하여, 파워 트랜지스터, 사이리스터, 정류기, 트랜스, 히터, IC 등의 발열성 부품의 방열 핀의 재료로서 사용할 수 있다.

본 발명은 소성 입자 (A) 를 수지에 첨가할 수 있는 수지 조성물 (A) 의 열전도성을 향상시키는 방법을 포함한다. 또 본 발명은, 소성 입자 (A) 를 수지의 열전도성 개량제로서의 사용을 포함한다.

〈소성 입자 (B)〉

본 발명의 소성 입자 (B) 의 조성식은, 상기 식 (3) 과 동일하다.

또, 소성 입자 (B) 의 형상은 식 (1) 로 나타내는 기둥 형상 산화아연 입자와 동일하다.

본 발명의 소성 입자 (B) 는 상기 식 (1) 로 나타내는 기둥 형상 산화아연 입자를 환원성 가스의 존재 하에서 600 ∼ 1,000 ℃, 바람직하게는 700 ∼ 900 ℃ 에서 소성하여 얻어진다. 환원성 가스로서 수소, 일산화탄소 등을 들 수 있다. 소성 장치는 600 ∼ 1,000 ℃ 의 온도 범위에서 가열 소성할 수 있는 것이면 어느 소성 장치이어도 된다. 구체적으로는, 전로, 평로, 로터리 킬른, 터널 킬른, 머플노 등이 예시된다. 본 발명의 소성 입자 (B) 는 도전성 개량제로서 사용할 수 있다. 또 본 발명의 소성 입자 (B) 는 다른 도전성 개량제, 예를 들어 종래의 도전성 산화아연과 병용하여, 도전성 개량제로서 사용할 수 있다.

〈수지 조성물 (B)〉

본 발명의 수지 조성물 (B) 은 100 중량부의 수지, 그리고 200 ∼ 400 중량부의 소성 입자 (B) 를 함유한다. 소성 입자 (B) 의 함유량은 100 중량부의 수지에 대해, 바람직하게는 100 ∼ 500 중량부, 보다 바람직하게는 200 ∼ 300 중량부이다.

수지와 소성 입자 (B) 의 혼합은, 니더, 만능 믹서, 롤 등의 혼련기를 사용하여 실시할 수 있다. 혼합은, 연속 니더를 사용하여 수지 조성물을 끈 형상으로 압출하고, 이어서 이것을 컷하여 한꺼번에 펠릿으로 하는 방법이 바람직하다.

본 발명의 수지 조성물 (B) 은, 도전성이 양호하여, 전기 부품의 정전기 방지제나, 도전성 플로어 도료의 도전성 개량제로서 유용하다.

본 발명은, 소성 입자 (B) 를 수지에 첨가할 수 있을 수 있는 수지 조성물 (B) 의 도전성을 향상시키는 방법을 포함한다. 또 본 발명은, 소성 입자 (B) 를 수지의 도전성 개량제로서의 사용을 포함한다.

(표면 처리)

본 발명의 식 (1) 로 나타내는 기둥 형상 산화아연 입자, 소성 입자 (A), 소성 입자 (B) 는 그들 표면에, 고급 지방산류, 인산 에스테르류, 다가 알코올의 지방산 에스테르류, 아니온계 계면활성제, 및 실란, 티타네이트, 알루미늄계의 커플링제에서 선택되는 적어도 1 종의 피막을 갖는 것이 바람직하다. 피막에 의해 수지 또는 고무와의 혼합성을 높일 수 있다.

예를 들어 고급 지방산, 아니온계 계면활성제, 인산 에스테르류, 커플링제, (실란계, 티타네이트계, 알루미늄계) 및 다가 알코올과 지방산의 에스테르류로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 들 수 있다.

고급 지방산류로서는 스테아르산, 에루크산, 팔미트산, 라우르산, 베헨산 등의 탄소수 10 이상의 고급 지방산 및 그 알칼리 금속염을 들 수 있다.

아니온계 계면활성제로서는 스테아릴알코올, 올레일알코올 등의 고급 알코올의 황산에스테르염, 폴리에틸렌글리콜에테르의 황산에스테르염, 아미드 결합 황산에스테르염, 에스테르 결합 황산에스테르염, 에스테르 결합 술포네이트, 아미드 결합 술폰산염, 에테르 결합 술폰산염, 에테르 결합 알킬아릴술폰산염, 에스테르 결합 알킬아릴술폰산염, 아미드 결합 알킬아릴술폰산염 등, 인산 에스테르류로서 오르토인산과 올레일알코올, 스테아릴알코올 등의 모노 또는 디에스테르 또는 양자의 혼합물로서, 그들의 산형 또는 알칼리 금속염 또는 아민염 등을 들 수 있다.

실란 커플링제로서는 γ-클로로프로필트리메톡시실란, 비닐트리클로로실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐·트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴록시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-클리시독시프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-유레이드프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다.

티타네이트계 커플링제로서는 이소프로필트리이소스테아로일티타네이트, 이소프로필트리스(디옥틸퍼일로포스페이트)티타네이트, 이소프로필트리(N-아미노에틸-아미노에틸)티타네이트, 이소프로필트리데실벤젠술포닐티타네이트 등을 들 수 있다.

알루미늄계 커플링제로서는 아세트알콕시알루미늄디이소프로필레이트 등을 들 수 있다.

다가 알코올과 지방산의 에스테르류로서는 글리세린모노스테아레이트, 글리세린모노올레에이트 등을 들 수 있다.

표면 처리제의 첨가량은, 적절하게 선택할 수 있는데, 본 발명의 식 (1) 로 나타내는 기둥 형상 산화아연 입자, 소성 입자 (A) 또는 소성 입자 (B) 의 중량에 기초하여, 약 10 중량％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 표면 처리를 한 상기 입자는, 필요에 따라, 예를 들어 수세, 탈수, 조립, 건조, 분쇄, 분급 등의 수단을 적절하게 선택하여 실시하여, 최종 제품 형태로 할 수 있다.

상기의 표면 처리제에 의한 표면 처리 방법은, 그 자체 공지된 건식법 또는 습식법으로 실시할 수 있다. 예를 들어 건식법으로서는, 기둥 형상 산화아연 입자 또는 기둥 형상 산화아연 입자의 분말을 헨쉘 믹서 등의 혼련기에 의한 충분한 교반 하에 표면 처리제를 액상, 에멀션 형상, 고형상으로 첨가하고, 가열 또는 비가열 하에 충분히 혼합하면 된다. 습식법으로는, 기둥 형상 산화아연 입자 또는 기둥 형상 산화아연 입자의 알코올 등의 슬러리에 그 표면 처리제를 액상, 또는 에멀션 형상으로 첨가하여 약 100 ℃ 까지의 온도에서 기계적으로 충분히 혼합하면 된다. 표면 처리제의 양은, 기둥 형상 산화아연 입자의 중량에 기초하여, 바람직하게는 0.1 ∼ 10 중량％, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 5 중량％ 이다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명한다. 특별히 기재한 것 이외에는, 와코우 순약 (주) 의 시약 1 급을 사용하였다. 또, 각 특성은 이하의 방법으로 측정하였다.

(측정 장치와 방법)

(1) BET 비표면적의 측정

방법 : 3 점법에 의함

장치 : NOVA2000 고속 비표면적/세공 분포 측정 장치 (유아사 아이오닉스)

(2) SEM 사진에 의한 입자 형상의 관찰

장치 : 주사형 전자현미경 S-3000N (히타치)

방법 : 가속 전압 15 kV, 작동 거리 10 ㎜

(i) 기둥 형상 입자 함유율

SEM 으로 5,000 배로 확대한 시야 내의 10 개 이상의 입자에 대해, 평균 애스펙트비가 10 이하이고 또한 평균 기둥 형상도가 0.5 ∼ 1 의 범위인 입자의 비율 (％) 을 측정하였다.

(ii) 평균 기둥 길이

평균 기둥 길이는 SEM 으로 1,000 배 이상으로 확대한 시야 내의 10 개 이상의 입자에 대해 기둥 길이 (L) 를 측정하여, 평균값을 구하였다.

(iii) 평균 기둥 폭

평균 기둥 폭은, SEM 으로 1,000 배 이상으로 확대한 시야 내의 10 개 이상의 입자에 대해 기둥 폭 (D) 을 측정하여, 평균값을 구하였다.

(iv) 평균 애스펙트비

SEM 으로 1,000 배 이상으로 확대한 시야 내의 10 개 이상의 입자에 대해 각각 기둥 길이 (L) 및 기둥 폭 (D) 을 측정하여, 계산한 애스펙트비 (L/D) 의 평균값을 구하였다.

(v) 평균 기둥 형상도

SEM 으로 1,000 배 이상으로 확대한 시야 내의 10 개 이상의 입자에 대해 각각 일방 단부 폭 (직경) (D₁) 과 타방 단부 폭 (직경) (D₂) 을 측정하여 계산한 기둥 형상도 (D₂/D₁) 의 평균값을 구하였다.

(3) X 선 회절의 분석

장치 : RINT2200V X 선 회절 시스템 (리가쿠 전기 (주) 제조)

방법 : CU-Kα, 각도 (2θ) : 5 ∼ 65°, 단계 : 0.02°, 스캔 스피드 : 4°/분, 관 전압 : 40 kV, 관전류 : 20 mV

(4) 열전도율의 측정

방법 : ISO/CD22007-2 에 준한 핫 데스크법에 의함

장치 : 열물성 측정 장치 TPA-501 형 (쿄토 전자 공업 (주) 제조) Φ7 ㎜ 센서 RTK-7 을 사용하였다.

(5) 분체 저항값의 측정

측정 방법 : BRIQETTING PRESS BRE-30 (MAEKAWA) 을 이용하여 200 kN 으로 분말을 펠릿으로 가공하고, 회로계 (L-22/요코가와) 의 프로브를 1 cm 떨어진 2 점에 대어 측정하였다.

(6) 체적 저항률의 측정

방법 : 이중 링 전극법에 의함 (23 ℃, 50 ％ RH 에 있어서 측정)

장치 : R8340 (ADVANTEST 제조)

실시예 1 (기둥 형상 산화아연 입자의 합성)

합성예 1

(반응)

염화아연 농도가 1.011 몰/ℓ, 황산알루미늄 농도가 0.00505 몰/ℓ 인 염화아연 수용액과 황산알루미늄 수용액의 혼액에, 알칼리 당량비를 1.2, 즉 염화아연 1 몰에 대해 1.2 몰량의 가성 소다를 교반하면서 주입 첨가하여 25 ℃ 에서 30 분간 반응하였다. 반응 슬러리의 pH 는 5.91 였다.

(세정)

얻어진 반응 슬러리를 수세로 세정하였다.

(수열처리)

세정한 슬러리를 이온 교환수에 재현탁하여, 120 ℃ 에서 15 시간 수열처리하였다.

(건조)

얻어진 생성물을 탈수, 세정 후 건조시켜 입자를 얻었다. X 선 회절의 결과, 얻어진 입자는 산화아연과 염기성 수산화아연 화합물의 혼합물로, SEM 사진으로부터 기둥 형상 결정인 것을 알 수 있었다. 입자의 특성을 표 1 에 나타낸다.

합성예 2

알칼리 당량비를 1.4 로, 황산알루미늄을 황산티탄 (IV) 으로, 수열처리 조건을 170 ℃, 20 시간으로 변경한 것 이외에는 합성예 1 과 동일하게 하여 입자를 얻었다. X 선 회절의 결과, 얻어진 입자는 산화아연과 염기성 수산화아연 화합물의 혼합물로, SEM 사진으로부터 기둥 형상 결정인 것을 알 수 있었다. 입자의 특성을 표 1 에 나타낸다.

합성예 3

알칼리 당량비를 1.6 으로, 황산알루미늄을 아세트산인듐 (III) 으로 변경한 것 이외에는 합성예 1 과 동일하게 하여 입자를 얻었다. X 선 회절의 결과, 얻어진 입자는 산화아연과 염기성 수산화아연 화합물의 혼합물로, SEM 사진으로부터 기둥 형상 결정인 것을 알 수 있었다. 입자의 특성을 표 1 에 나타낸다.

합성예 4

(반응)

염화아연 농도가 1.458 몰/ℓ, 황산알루미늄 농도가 0.00417 몰/ℓ, 염산 농도가 0.025 몰/ℓ 인 염화아연 수용액과 황산알루미늄 수용액과 염산의 혼액에, 염화아연 1 몰에 대해 1.2 몰량의 가성 소다를 교반하면서 주입 첨가하여, 25 ℃ 에서 30 분간 반응하였다. 반응 슬러리의 pH 는 5.97 이었다.

(세정)

얻어진 반응 슬러리를 수세로 세정하였다.

(수열처리)

세정한 슬러리를 이온 교환수에 재현탁하여, 170 ℃ 에서 13 시간 수열처리하였다. 얻어진 생성물을 탈수, 세정 후 건조시켜 입자를 얻었다. X 선 회절의 결과, 얻어진 입자는 산화아연과 염기성 수산화아연 화합물의 혼합물로, SEM 사진으로부터 기둥 형상 결정인 것이 확인되었다. 입자의 특성을 표 1 에 나타낸다.

합성예 5

황산알루미늄 농도를 0.0073 몰/ℓ 로, 황산알루미늄을 질산갈륨 (III) 으로 변경한 것 이외에는 합성예 4 와 동일하게 하여 입자를 얻었다. X 선 회절의 결과, 얻어진 입자는 산화아연과 염기성 수산화아연 화합물의 혼합물로, SEM 사진으로부터 기둥 형상 결정인 것을 알 수 있었다. 입자의 특성을 표 1 에 나타낸다.

합성예 6

(반응)

염화아연 농도가 1.458 몰/ℓ, 염화알루미늄 농도가 0.0146 몰/ℓ, 염산 농도가 0.025 몰/ℓ 인 염화아연 수용액과 염화알루미늄 수용액과 염산의 혼액에, 염화아연 1 몰에 대해 1.4 몰량의 가성 소다를 교반하면서 주입 첨가하여, 40 ℃ 에서 30 분간 반응하였다. 반응 슬러리의 pH 는 6.03 이었다.

(세정)

얻어진 반응 슬러리를 수세로 세정하였다.

(수열처리)

세정한 슬러리를 이온 교환수에 재현탁하여, 170 ℃ 에서 13 시간 수열처리하였다.

(건조)

얻어진 생성물을 탈수, 세정 후 건조시켰다. 얻어진 입자를 분석한 결과, X 선 회절로부터 산화아연과 염기성 수산화아연 화합물의 혼합물이고, BET 비표면적이 3.1 ㎡/g, SEM 으로부터 기둥 길이가 0.6 ∼ 3.8 ㎛, 기둥 폭이 0.25 ∼ 0.35 ㎛, 애스펙트비가 2 ∼ 10.86, 기둥 형상도가 0.73 ∼ 0.89 의 기둥 형상 결정인 것이 확인되었다.

합성예 7

(반응)

염화아연 농도가 1.458 몰/ℓ, 질산 제 2 철 농도가 0.0073 몰/ℓ, 염산 농도가 0.025 몰/ℓ 인 염화아연 수용액과 질산 제 2 철 수용액과 염산의 혼액에, 염화아연 1 몰에 대해 1.4 몰량의 가성 소다를 교반하면서 주입 첨가하여, 25 ℃ 에서 1 시간 반응하였다. 반응 슬러리의 pH 는 6.02 였다.

(세정)

얻어진 반응 슬러리를 수세로 세정하였다.

(수열처리)

(건조)

얻어진 생성물을 탈수, 세정 후 건조시켰다. 얻어진 입자를 분석한 결과, X 선 회절로부터 산화아연과 염기성 수산화아연 화합물의 혼합물이고, BET 비표면적이 7.0 ㎡/g, SEM 으로부터 기둥 길이가 0.76 ∼ 3.95 ㎛, 기둥 폭이 0.25 ∼ 0.5 ㎛, 애스펙트비가 3.03 ∼ 9.88, 기둥 형상도가 0.83 ∼ 0.96 의 기둥 형상 결정인 것이 확인되었다.

비교 합성예 1

알칼리 당량비를 1.65 로 변경한 것 이외에는 합성예 1 과 동일하게 하여 입자를 얻었다. X 선 회절의 결과, 얻어진 입자는 산화아연과 염기성 수산화아연 화합물의 혼합물로, SEM 사진으로부터 기둥 형상 결정인 것을 알 수 있었다. 입자의 특성을 표 1 에 나타낸다.

비교 합성예 2

알칼리 당량비를 1.70 으로 변경한 것 이외에는 합성예 1 과 동일하게 하여 입자를 얻었다. X 선 회절의 결과, 얻어진 입자는 산화아연의 기둥 형상 결정과 입방체 결정의 혼합인 것이 확인되었다. 입자의 특성을 표 1 에 나타낸다.

비교 합성예 3

(반응)

염화아연 농도가 1.05 몰/ℓ, 황산알루미늄 0.00525 몰/ℓ 인 염화아연 수용액과 황산알루미늄 수용액의 혼액과, 0.746 몰/ℓ 의 탄산나트륨 수용액과, 1.096 규정의 가성 소다를, 염화아연 1 몰에 대해 탄산나트륨이 0.005 몰량, 가성 소다가 2 몰량이 되도록 교반하면서 주입 첨가하여 40 ℃ 에서 30 분간 반응하였다. 반응 슬러리의 pH 는 8.63 이었다.

(세정)

얻어진 반응 슬러리를 수세로 세정하였다.

(수열처리)

(건조)

얻어진 생성물을 탈수, 세정 후 건조시켜 입자를 얻었다. X 선 회절의 결과, 얻어진 입자는 산화아연과 염기성 수산화아연 화합물의 혼합물로, SEM 사진으로부터 침 형상 결정인 것을 알 수 있었다. 입자의 특성을 표 1 에 나타낸다.

비교 합성예 4

황산알루미늄을 첨가하지 않았던 것 이외에는 합성예 4 와 동일하게 하여 입자를 얻었다. X 선 회절의 결과, 얻어진 입자는 산화아연의 기둥 형상 결정과 입방체 결정의 혼합인 것이 확인되었다. 입자의 특성을 표 1 에 나타낸다.

실시예 2

(소성 입자 (A) 의 조제)

실시예 1 에서 얻어진 입자를 표 2 에 나타내는 조건으로 소성하여 열전도성 개량제로서 사용할 수 있는 소성 입자 (A)-1 ∼ 4 를 조제하였다. 또 비교용 소성 입자 (A)-5 ∼ 6 을 조제하였다. 이들 입자를 그 후, 표 2 에 나타내는 표면 처리제로 표면 처리하였다.

실시예 3

(열전도성 수지 조성물의 제조)

공업 실리콘 폴리머 (제품명 : TSE201/GE 토시바 실리콘 (주)) 100 중량부에 대해, 표 2 의 소성 입자 (A) 1 ∼ 6 및 시판되는 산화아연 (비교용) 을 표 3 에 나타내는 양을 배합하여, 플라스트밀로 1 시간 혼련하고 (23 rpm, 설정 온도 25 ℃), 이어서 가류제 (제품명 : TC-8/GE 토시바 실리콘 (주)) 를 첨가하여 마찬가지로 20 분간 혼련하였다. 시판되는 산화아연으로서는, 산화아연 A (제품명 : 23-K/하크스이테크 (주)) 및 산화아연 B (제품명 : ＃1/세이도 화학 공업 (주)) 를 사용하였다.

얻어진 수지 조성물을 160 ℃ 에서 직경 30 ㎜, 두께 8 ㎜ 로 프레스 성형하고, 다시 이것을 200 ℃ 에서 오븐 가류하여 시료편을 얻었다. 각 시료편을 사용하여, 핫 디스크법에 의해 300 ℃ 에서의 열전도율을 측정한 결과를 표 3 에 나타낸다.

표 3 에 있어서, 열전도성 수지 1 ∼ 5 와 열전도성 수지 10 ∼ 12 를 비교하면, 본 발명의 소성 입자 (A) 를 배합한 수지는, 종래의 침 형상 산화아연이나 시판되는 산화아연을 배합한 수지에 비해 높은 열전도성을 나타내고 있다.

또, 열전도성 수지 6 ∼ 8 과 같이, 본 발명의 소성 입자 (A) 와 시판되는 산화아연을 병용함으로써도, 열전도성 개량의 효과는 저하되지 않았다.

상기 결과는, 본 발명의 소성 입자 (A) 에 있어서는 수지 중에서의 개량제끼리의 접촉의 기회가 많아, 혼련시에 잘 꺾이지 않는 것에서 기인하는 것이라고 생각된다.

실시예 4 (소성 입자 (B) 의 조제)

실시예 1 에서 얻어진 각 화합물을 표 4 에 나타내는 각 조건으로 환원 소성하여 도전성 개량제로서 사용할 수 있는 소성 입자 (B) 를 조제하였다.

실시예 5 (도전성 수지 조성물)

기상법 리니어 저밀도 폴리에틸렌 (상표명 : 노바텍 LL UF240/니혼 폴리에틸렌 (주) 제조) 100 중량부에 대해, 표 4 의 소성 입자 (B)-1 ∼ 8 및 시판되는 산화아연 (비교용) 을 표 5 에 나타내는 양을 배합하여 체적 고유 저항률을 측정한 결과를 표 5 에 나타낸다. 산화아연 A 및 B 는 실시예 3 에서 사용한 산화아연 A 및 B 와 동일하다.

구체적으로는, 상기 저밀도 폴리에틸렌의 펠릿을 기어 오븐에 넣고, 130 ℃ 에서 30 분간 예비 가열하여, 용융한 펠릿에 각 소성 입자 (B) 를 첨가하면서 롤로 혼련한 후, 190 ℃ 에서 프레스하여 t=2 ㎜ 의 시트에 성형하여 테스트 부분을 제작하였다.

표 5 로부터, 평균 애스펙트비가 2 미만인 산화아연을 배합한 도전성 수지 7 또는 9 및, 침 형상 산화아연을 배합한 도전성 수지 8 및 10 에서는, 체적 고유 저항이 1 × 10¹² ∼ 1 × 10¹⁶ Ω 의 범위인 데에 비해, 본 발명의 소성 입자 (B) 를 배합한 도전성 수지 1 ∼ 6 및 12 ∼ 13 에서는 1 × 10⁵ ∼ 1 × 10⁷ Ω 의 범위이다.

표 4 에 나타나 있는 바와 같이, 전자와 후자의 분체 저항값에는 차이가 없는 것을 고려하면, 본 발명의 소성 입자 (B) 에 있어서는 수지 중에서의 개량제끼리의 접촉의 기회가 많아, 혼련시에 잘 꺾이지 않는 것이 체적 고유 저항의 차로서 나타난 것으로 생각된다.

[발명의 효과]

본 발명의 산화아연 입자의 형상은, 종래에 없던 기둥 형상으로, 침 형상인 것에 비해 수지와의 혼련시에 잘 꺾이지 않고, 또 수지 중에서 네트워크를 형성하기 쉽다. 그 때문에 본 발명의 산화아연 입자는, 열전도성 개량제 또는 도전성 개량제로서 유용하다. 본 발명의 산화아연 입자는 수지 중에 고밀도로 충전할 수 있다. 본 발명의 기둥 형상 산화아연 입자는 산화마그네슘이나 산화알루미늄보다 경도가 낮아 기계 등을 연마할 우려도 없다. 또 본 발명의 기둥 형상 산화아연 입자는 인체에 안전하며 저비용으로 넓은 분야에서 사용된다.

본 발명의 입자의 제조 방법에 의하면, 상기 산화아연 입자를 제조할 수 있다. 본 발명의 수지 조성물은 열전도성 또는 도전성이 우수하다.

본 발명의 산화아연 입자는 파워 트랜지스터, 사이리스터, 정류기, 트랜스, 히터, IC 등의 발열성 부품의 방열 핀용의 수지 조성물의 개량제로서 유용하다. 또 전기 부품의 정전기 방지 개량제나, 도전성 플로어 도료의 도전성 개량제로서 유용하다.

Claims

하기 식 (1)

(식 (1) 중, Mⁿ⁺ 는 3 가 또는 4 가의 금속을 나타내고, x 및 a 는 각각 0.002 < x < 0.05, 0 ≤ a < 0.5 를 만족한다. n 은 금속의 가수이다)
로 나타내고,
기둥 형상 입자 함유율이 80 ％ 이상이고,
사각 기둥 형상 또는 육각 기둥 형상이고,
평균 기둥 길이가 0.5 ∼ 20 ㎛, 평균 기둥 폭이 0.25 ∼ 1.5 ㎛, 평균 애스펙트비가 1 ∼ 10, 및 평균 기둥 형상도가 0.5 ∼ 1 인
것을 특징으로 하는 산화아연 입자.
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제 1 항에 있어서,
평균 기둥 길이가 1 ∼ 10 ㎛, 평균 기둥 폭이 0.5 ∼ 1 ㎛, 평균 애스펙트비가 2 ∼ 6, 및 평균 기둥 형상도가 0.7 ∼ 1 인 입자.
제 1 항에 있어서,
BET 비표면적이 1 ∼ 10 ㎡/g 인 입자.
제 1 항에 기재된 입자의 표면에, 고급 지방산류, 인산 에스테르류, 다가 알코올의 지방산 에스테르류, 아니온계 계면활성제, 및 실란, 티타네이트, 알루미늄계의 커플링제에서 선택되는 적어도 1 종의 피막을 갖는 입자.
(I) 아연의 염 (a) 및 3 가 혹은 4 가의 금속의 염 (b) 을 함유하는 수용액과, 알칼리 금속 화합물 (c) 의 수용액을, 반응 종료시의 pH 가 5.0 ∼ 7.0 의 범위가 되도록 반응시키고,
(II) 그 얻어진 입자를 세정하고,
(III) 세정한 입자를 유화한 후, 수열처리하고,
(IV) 수열처리한 입자를 건조시키는,
각 공정을 포함하는 제 1 항에 기재된 산화아연 입자의 제조 방법.
제 1 항에 기재된 산화아연 입자를, 비환원성 분위기 중에서 300 ∼ 1,100 ℃ 에서 소성하여 얻어지는 소성 입자 (A).
제 8 항에 기재된 소성 입자 (A) 의 표면에, 고급 지방산류, 인산 에스테르류, 다가 알코올의 지방산 에스테르류, 아니온계 계면활성제, 및 실란, 티타네이트, 알루미늄계의 커플링제에서 선택되는 적어도 1 종의 피막을 갖는 입자.
100 중량부의 수지, 그리고 150 ∼ 400 중량부의 제 8 항에 기재된 소성 입자 (A) 를 함유하는 수지 조성물 (A).
제 1 항에 기재된 산화아연 입자를, 환원성 분위기 중에서 300 ∼ 1,100 ℃ 에서 소성하여 얻어지는 소성 입자 (B).
제 11 항에 기재된 소성 입자 (B) 의 표면에, 고급 지방산류, 인산 에스테르류, 다가 알코올의 지방산 에스테르류, 아니온계 계면활성제, 및 실란, 티타네이트, 알루미늄계의 커플링제에서 선택되는 적어도 1 종의 피막을 갖는 입자.
100 중량부의 수지, 그리고 200 ∼ 400 중량부의 제 11 항에 기재된 소성 입자 (B) 를 함유하는 수지 조성물 (B).