KR102103119B1 - 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법 - Google Patents

금속 산화물 입자 재료의 제조 방법 Download PDF

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노부타카 도미타
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Abstract

(과제) 함유하는 수분의 양을 감소할 수 있는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법을 제공하는 것을 해결해야 할 과제로 한다.
(해결 수단) 금속 입자 재료와, 상기 금속 입자 재료를 분산하는 분산매를 갖는 금속 입자 재료 분산계를 조제하는 조제 공정과, 상기 금속 입자 재료 분산계를 산화 분위기 가스 중에 공급하고, 상기 금속 입자 재료를 연소시킴으로써, 금속 산화물 입자 재료를 제조하는 연소 공정을 갖는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법으로서, 상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스 중에 함유되는 수분을 일정값 이하로 제어하는 수분량 제어 공정을 갖는다.

Description

금속 산화물 입자 재료의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING METAL OXIDE PARTICLE MATERIAL}
본 발명은, 유전 정접이 작은 금속 산화물 입자 재료를 제조할 수 있는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 봉지재, 기판 재료, 그 밖의 전자 재료로서 금속 산화물 입자 재료가 채용되고 있고, 특히 수지 재료 중에 금속 산화물 입자 재료를 분산시킨 수지 조성물이 알려져 있다 (특허문헌 1 ∼ 3 등).
금속 산화물 입자 재료를 제조하는 방법의 하나로서, 금속으로 구성되는 입자 재료를 산화 분위기 가스 중에 투입하여 연소시킴으로써 금속 산화물 입자 재료로 하는 방법 (VMC 법) 이 알려져 있다 (특허문헌 3, 4 등).
그런데, 특허문헌 2 에는, 금속 산화물 입자 재료를 수지 재료 중에 분산시킨 수지 조성물을 전자 재료에 응용할 때에, 분산시키는 금속 산화물 입자 재료에 대해 물리 흡착수의 양을 50 ppm 이하로 함으로써 프레셔 쿠커 시험의 결과가 바람직하게 되는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 2 에 있어서 금속 산화물 입자 재료의 물리 흡착수의 양을 감소시키는 방법으로는, 열처리법을 채용하는 것, 즉, 제조된 금속 산화물 입자 재료에 대해 가열·건조시키는 것이 개시되어 있다. 또한, 실리카는 200 ℃ 를 초과하여 가열하면 표면 OH 기 (결합수) 가 제거되기 시작하므로 (예를 들어 비특허문헌 1 참조), 실리카의 물리 흡착수는 200 ℃ 까지 가열함으로써 측정한다.
또, 특허문헌 3 에 있어서는 「금속 분말을 반응 용기 내에서 가연성 가스와 조연성 가스로 이루어지는 고온 화염 중에 공급하고, 그 화염 중에서 그 금속 분말을 산화시킴으로써, 금속 산화물 분말을 합성하는 금속 산화물 분말의 제조 방법」에 대해, 가연성 가스의 연소에 수반하여 발생하는 수증기량을 적당히 제어함으로써 우수한 금속 산화물이 얻어지는 것을 요지로 하는 발명이다 (특허문헌 3 의 0034 단락). 여기서 특허문헌 3 에 있어서 문제가 되는 수증기는 외부로부터는 공급되지 않기 때문에, 주로 반응성 가스 (예를 들어 프로판) 의 연소에 의해 발생하는 이론 수증기량으로서 계산된다 (특허문헌 3 의 0035 단락). 특허문헌 3 에 개시된 발명은, 「반도체 봉지 재료의 유동성과 성형성 개선 효과가 우수하고, 기계적 강도 및 땜납 내열성을 높일 수 있는 금속 산화물 분말과 그 제조 방법」을 제공하는 것을 목적으로 하는 발명이다.
일본 공개특허공보 소58-138740호 일본 공개특허공보 소60-199020호 (청구항 2 등) 일본 공개특허공보 2005-139295호 일본 공개특허공보 소60-255602호
분립체의 표면 화학과 부착 현상, 치카자와 마사토시, 타케이 타카시, 일본 해수 학회지, 1987년 41권 4호 p.168-180
본 발명자들은, 금속 산화물 입자 재료를 전자 재료에 응용함에 있어서, 물리 흡착수의 양을 감소하는 것에 더하여, 물리 흡착수 이외에도 함유하는 물 (결합수 등) 에 대해서도 감소시킴으로써 전기적 특성을 향상시킬 (예를 들어 유전 정접 : Df 를 낮게 할) 수 있다는 지견을 얻었다.
여기서, 특허문헌 2 에 개시된 발명에 있어서는, 청구항 1 에 입경이 20 ∼ 100 ㎛ 라고 규정되어 있는 바와 같이, 비교적 입경이 큰 입자를 취급하는 것을 상정하고 있다. 최근의 전자 재료용 필러는 반도체 소자 구조나 회로의 미세화에 수반하여 입경이 서브미크론에서 나노미터 오더까지 작아지고 있다. 물리 흡착되어 있는 수분량은 입자 재료의 표면적에 비례하여 커지기 때문에, 입경이 작아지면 표면적도 커져 물리 흡착수의 양도 커진다. 예를 들어, 입경이 서브미크론에서 나노미터 오더가 된 입자 재료에서는, 특허문헌 2 에서 규정하는 바의 「수분량을 50 ppm 이하」와 동등한 수분량은 수십배가 되어 1000 ppm 을 초과하는 양이 되었다. 그 정도의 수분량을 목표로 하여 수분량을 감소시키는 것을 목적으로 하여 가열해도 전기적 특성의 향상을 실현할 수 있을 정도까지 포함되는 수분을 감소하는 것은 기대할 수 없고, 충분한 전기적 특성은 되지 않았다. 특히 물리 흡착수의 양을 줄여도, 그 후에 공기 중의 수분이 신속하게 재결합하는 경우도 있었다.
또한, 적정한 전기적 특성을 실현시킨다는 관점에서는, 수분량은 적은 것이 바람직하고, 특허문헌 3 에 개시된 발명과 같이 (예를 들어 0034 단락), 적극적으로 수분을 공급하고자 하는 것은 바람직하지 않은 것을 알았다.
본 발명자들은, 물리 흡착수 이외에도 함유하는 수분을 감소할 수 있는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법을 제공하는 것을 해결해야 할 과제로 한다.
(1) 본 발명자들은, 상기 과제를 해결할 목적으로 예의 검토를 실시한 결과, VMC 법에서의 제조 조건을 조절함으로써 물리 흡착수나 그것 이외의 수분의 양을 감소할 수 있는 것을 발견하여 이하의 발명을 완성하였다.
즉, 상기 과제를 해결하는 본 발명의 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법은,
금속 입자 재료와, 상기 금속 입자 재료를 분산하는 분산매를 갖는 금속 입자 재료 분산계를 조제하는 조제 공정과,
상기 금속 입자 재료 분산계를 산화 분위기 가스 중에 공급하고, 상기 금속 입자 재료를 연소시킴으로써, 금속 산화물 입자 재료를 제조하는 연소 공정
을 갖는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법으로서,
상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스 중에 함유되는 수분을 일정값 이하로 제어하는 수분량 제어 공정을 갖는다.
VMC 법은 금속 입자 재료를 산화시킴으로써 금속 산화물을 제조하는 방법이다. 금속 입자 재료를 산화시키는 분위기에 포함되는 수분량을 감소시킴으로써 제조된 금속 산화물에 포함되는 결합수 등이라고 칭해지는 수분량을 감소할 수 있다. 금속 산화물 입자 재료를 제조한 후에 수분을 제거하는 것보다도 간단하게 수분량을 제어할 수 있다.
(2) 상기 서술한 (1) 의 발명에 있어서, 상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스의 적어도 일부는 공기이며, 상기 수분량 제어 공정은, 상기 공기 중에 포함되는 수분의 적어도 일부를 제거하는 건조 공정을 가질 수 있다. 적극적으로 수분을 제거함으로써 수분량을 감소시키는 공정을 구비함으로써, 제조되는 금속 산화물의 수분 함유량을 제어할 수 있다. 또한, 본 명세서 중에 있어서의 「공기」란, 「외기」이다.
(3) 상기 서술한 (1) 의 발명에 있어서, 상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스의 적어도 일부는 공기이며, 상기 수분량 제어 공정은, 상기 공기의 절대 습도를 측정하고, 측정한 절대 습도가 소정값 이하인 경우에 상기 연소 공정을 실시하는 공정일 수 있다. 금속 입자 재료를 산화시키는 분위기 중에 공기를 도입하고, 도입하는 공기의 습도를 관리함으로써, 제조되는 금속 산화물의 수분량을 제어할 수 있다.
(4) 상기 서술한 (1) ∼ (3) 의 발명에 있어서, 구체적으로 제어하는 수분량으로서, 상기 수분량 제어 공정은 상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스 중에 포함되는 수분량을 10.0 g/N㎥ 이하로 제어하는 공정으로 할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 체적을 「N㎥」로서 표기하고 있는 경우에는 표준 상태 (25 ℃, 1 atm) 에 있어서의 체적으로 환산한 값인 것을 나타내고 있다.
(5) 상기 서술한 (1) ∼ (4) 의 발명에 있어서, 상기 수분량 제어 공정은, 얻어진 금속 산화물 입자 재료의 수분량은, 200 ℃ 에서 가열했을 때에 표면적 (㎡) 당 40 ppm 이하가 되도록 제어하는 공정일 수 있다. 수분량을 이 범위로 함으로써 전기적 특성을 향상시킬 수 있다. 200 ℃ 에서 가열함으로써 물리 흡착수의 양이 측정되고 있다. 표면적 (㎡) 당의 수분량은 (200 ℃ 에서 가열했을 때의 수분량 : ppm) ÷ (비표면적 : ㎡/g) 으로 산출된다. 비표면적은 질소 가스를 사용한 BET 법으로 측정한 값이다.
본 발명의 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법은, 상기 서술한 구성을 가짐으로써 수분량을 저감시킬 수 있었던 금속 산화물 입자 재료를 간단하게 제조할 수 있다.
본 발명의 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법에 대해 이하 실시형태에 기초하여 상세하게 설명을 실시한다. 본 실시형태의 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법은 금속 입자 재료로부터 금속 산화물 입자 재료를 제조하는 방법이다. 본 실시형태의 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법은 조제 공정과 연소 공정과 수분량 제어 공정을 갖는다.
·조제 공정
조제 공정은 금속 입자 재료 분산계를 조제하는 공정이다. 금속 입자 재료 분산계는, 금속 입자 재료와 분산매를 갖고, 금속 입자 재료는 분산매에 분산되어 있다. 금속 입자 재료는, 규소, 알루미늄 등의 금속 단체, 복수의 금속 원소로 이루어지는 합금·금속간 화합물 등으로 이루어지는 입자 재료이다. 입자 재료의 입경은 특별히 한정되지 않지만, 금속 입자 재료의 입경 (입도 분포) 은, 산화 분위기 가스 중에서 연소 (폭연) 를 형성할 수 있는 범위이면 된다. 상한값으로서 400 ㎛ 정도가 채용되는 것이 바람직하고, 60 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 입경이 작은 것이 폭연에 의해 함유하는 금속이 모두 산화물로 변환되기 쉽기 때문이다. 또, 취급성의 관점에서는 하한값을 1 ㎛ 정도로 제한할 수도 있다. 또한, 이들 상한값 및 하한값은 상기 이유에 대해서는 바람직한 범위를 규정하지만, 그 밖의 이유에 의해 이것 이외의 상한값 및 하한값의 조합을 채용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
제조하는 금속 산화물 입자 재료에 포함되는 금속 원소를 포함한다. 복수의 금속 원소를 포함하는 경우에는, 제조하는 금속 산화물 입자 재료 중의 구성비에 따라 존재비나 혼합비를 제어한다. 금속 원소의 원소를 함유하고 있어도 된다. 금속 원소 이외에서 함유되는 원소는 연소 공정에서 산화되었을 때에 기화되어 제조되는 금속 산화물 입자 재료 중에 잔존하지 않는 것이나, 제조되는 금속 산화물 입자 재료 중에 포함되는 것이어도 된다.
분산매는 함유하는 수분량이 제어되는 것 이외에는 특별히 한정되지 않는다. 분산매로는 기체인 것이 바람직하다. 분산매 중에는 금속 입자 재료와 반응하여 산화물을 형성하는 산소나, 열분해에 의해 산소를 방출하는 화합물인 산화 가스를 함유하고 있어도 된다. 기체로는 산화성 가스 이외에는, 금속 입자 재료와의 사이에서 반응성이 낮은 불활성 가스인 것이 바람직하다. 불활성 가스로는 질소, 아르곤을 예시할 수 있다. 기체 이외에는 액체·고체의 화합물을 분산매 중에 함유할 수 있다. 분산매로는, 공기를 포함하는 것, 나아가서는 공기로 이루어지는 것이 바람직하다.
분산매 중에는, 연소에 의해 수분이 생성되는 화합물의 함유량은 제한되거나, 존재하지 않는 것이 바람직하다. 연소에 의해 수분을 생성하는 화합물로는 탄화 수소, 알코올, 케톤, 에테르 등의 함수소 화합물을 들 수 있다. 또한 아민이나 암모니아 등의 질소 화합물은 산화에 의해 질소 산화물을 발생시키므로 함유하지 않는 것이 바람직하고, 함황 화합물은 산화에 의해 황산화물을 발생시키므로 함유하지 않는 것이 바람직하다.
금속 입자 재료와 분산매의 혼합비는 특별히 한정되지 않는다. 후술하는 산화 분위기 가스 중에 있어서의 금속 입자 재료의 농도에 의해 제조되는 금속 산화물 입자 재료의 입도 분포나 형태가 변화되기 때문에, 금속 입자 재료 분산계가 산화 분위기 가스 중에 투입되었을 때에, 필요한 입도 분포 및 형태를 갖는 금속 입자 재료 농도가 되도록 금속 입자 재료 분산계 중의 농도를 결정할 수 있다. 금속 입자 재료의 농도가 높아지면 폭연을 계속하기 쉬워지고, 농도가 낮아지면 폭연의 안정성을 향상시킬 수 있다. 금속 입자 재료의 농도는, 화염의 존속에 충분한 양의 연소열을, 발생시킬 수 있는 금속 입자 재료를 공급할 수 있으면 된다.
금속 입자 재료 분산계의 조제 방법은 특별히 한정되지 않는다. 분산매로서 기체와 액체인 것을 혼합하여 채용하는 경우에는, 금속 입자 재료, 액체의 분산매, 기체의 분산매의 각각의 혼합 순서는 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체의 분산매에 금속 입자 재료를 먼저 분산시킨 후에 기체의 분산매 중에 분산시키거나, 기체의 분산매에 액체의 분산매를 분산시킨 후에 금속 입자 재료를 분산시키거나, 기체의 분산매에 금속 입자 재료를 분산시킨 후에 액체의 분산매를 분산시키거나 할 수 있다. 또한, 금속 입자 재료 분산계로는 조성비가 상이한 (금속 입자 재료의 농도가 상이한 등) 것을 채용하여, 각각을 사용할 수 있다.
·연소 공정
연소 공정은, 금속 입자 재료 분산계를 산화 분위기 가스 중에 공급하고, 함유되는 금속 입자 재료를 연소시킴으로써 금속 산화물 입자 재료를 제조하는 공정이다. 산화 분위기 가스로는 산소를 함유하는 것이나, 열분해에 의해 산소가 발생하는 화합물이다. 산화시키는 분위기 가스로는, 특히 공기를 포함하는 것, 나아가서는 공기로 이루어지는 것이 바람직하다.
함유되는 금속 입자 재료를 연소하는 방법으로는 어떠한 발화원에서 발화시킨다. 발화원으로는, 탄화 수소 등의 가연성 가스를 연소시켜 얻어지는 화학염 (化學炎) 이나, 플라즈마, 스파크 등을 예시할 수 있다. 화학염을 채용하는 경우에는 연소에 의해 생성되는 수분의 양이 전체로서 제한된 양 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 금속 입자 재료는, 연소가 진행되고, 최종적으로는 급랭되어 금속 산화물 입자 재료가 생성된다. 금속 산화물 입자 재료는 중력 등에 의해, 산화 분위기 가스 중의 연소 상태에 이르고 있는 영역으로부터 벗어나게 된다.
전술한 분산매와 산화 분위기 가스는 쌍방 모두 공기인 것이 바람직하다. 또, 분산매 및 산화 분위기 가스에 포함되는 산소 등의 양 (A) 은, 금속 입자 재료를 산화시키기 위해서 필요 충분한 양 (B : 화학 당량) 보다 많은 것이 바람직하다. 예를 들어, A/B 의 바람직한 하한값으로는, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.8, 2.0, 3.0 등을 들 수 있다. 이 A/B 의 값을 크게 함으로써, 전술하는 화학염을 채용하고, 그 화학염으로부터 수증기가 발생하는 경우에, 수분량이 적은 분산매 및 산화 분위기 가스에 의해 발생한 수증기를 희석하여, 전체로서 후술하는 단위 체적당의 수분량을 저하시킬 수 있다.
·수분량 제어 공정
수분량 제어 공정은, 분산매 및 산화 분위기 가스 중에 함유되는 수분을 일정값 이하로 제어하는 공정이다. 수분량을 일정값 이하로 제어하는 방법으로는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 분산매나 산화 분위기 가스로부터 수분을 제거하는 건조 공정을 채용하거나, 원래, 수분량이 적은 분산매나 산화 분위기 가스를 채용하거나 할 수 있다. 건조시키는 방법으로는, 건조제를 사용하고, 분산매나 산화 분위기 가스를 통과시켜 건조시키는 방법이나, 냉각시켜 수분을 과포화 상태로 하여 응집하는 방법 등을 채용할 수 있다.
분산매나 산화 분위기 가스로서 적어도 일부에 공기를 채용하는 경우에는, 그 공기를 건조시키는 공정을 채용하거나, 공기 (대기) 의 절대 습도를 측정하는 측정 공정을 실시하여 그 절대 습도가 소정값 이하인 경우에 조제 공정 및 연소 공정을 실행하도록 하거나 할 수 있다. 예를 들어, 계절이나 기후에 따라 공기 중의 습도가 변동되므로, 측정 공정에 의해 필요한 수분량의 공기가 얻어진 경우에 조제 공정 및 연소 공정을 실시할 수도 있다.
수분량으로는, 소정값 이하가 되도록 제어할 수 있으면 충분하지만, 저하시키도록 건조 내지는 제습하는 것이 바람직하다. 수분량의 소정값으로는 특별히 한정되지 않지만, 20.0 g/N㎥, 10.0 g/N㎥, 5.0 g/N㎥ 등을 예시할 수 있다. 또, 제조된 금속 산화물 입자 재료의 수분량으로부터 한정할 수도 있다. 분산매, 산화 분위기 가스 중에 있어서의 수분량을 제어하거나, 연소시에 수분이 생성되는 가연성 가스의 양을 제어함으로써 제조되는 금속 산화물 입자 재료가 함유하는 수분량 (예를 들어 표면 OH 기 등으로서 존재하는 결합수도 포함한다) 도 제어할 수 있다. 금속 산화물 입자 재료의 수분량이 단위 면적당 40 ppm 이하가 되도록, 분산매나 산화 분위기 가스의 수분량이나 가연성 가스의 양을 제어할 수 있다. 가연성 가스의 양을 줄이면 금속 산화물 입자 재료의 수분량도 감소 경향이 된다. 또 특히 결합수의 양도 감소시킴으로써, 물리 흡착수의 양도 감소한다.
본 명세서 중에 있어서 「금속 산화물 입자 재료의 수분량」이란, 연소 공정 후에 금속 산화물 입자 재료가 가열되어 200 ℃ 에 도달할 때까지 방출하는 수분량을 의미한다. 또한, 필요에 따라 가열의 온도를 500 ℃ 로 할 수도 있다. 500 ℃ 까지 가열하여 생성되는 수분의 양은 물리 흡착수의 양에 더하여 결합수도 생성된다.
·그 밖의 공정
연소 공정 후에 얻어진 금속 산화물 입자 재료는 분급 장치에 의해 분리하여 회수한다. 분급 장치로는 필터, 원심 분리기 등을 들 수 있다. 분리된 금속 산화물 입자 재료는, 건조시킨 조건하에서 보존하는 것이 바람직하다. 특히 액체상의 수분에 접촉시키지 않는 것이 바람직하고, 나아가서는 고습도 분위기하 (예를 들어 65 ％RH 이상) 에 노출하지 않는 것이 바람직하다. 특히 후술하는 바와 같이 수지 재료 중에 금속 산화물 재료를 분산시키는 경우에는, 분산시킬 때까지 수분에 노출하지 않는 것이 바람직하고, 수지 재료가 경화될 때까지 수분에 노출하지 않는 것이 보다 바람직하고, 수지 재료가 경화된 후의 사용 양태에 있어서도 계속하여 수분에 노출하지 않는 것이 더욱 바람직하다. 또, 수분량 제어 공정 이외에도 가연성 가스의 상대량을 줄임으로써 금속 산화물 입자 재료의 수분량을 줄일 수 있다.
또, 금속 산화물 입자 재료에는, 표면 처리를 실시할 수 있다. 적정한 표면 처리를 실시함으로써 금속 산화물 입자 재료 내에 대한 수분의 침투를 억제할 수 있기 때문에, 수분량을 낮은 채로 유지할 수 있다. 표면 처리로는 실라잔 화합물 (헥사메틸디실라잔 등), 실란 화합물 (페닐실란, 알킬실란, 메타크릴실란, 아미노실란, 에폭시실란 등) 을 예시할 수 있다.
그리고, 금속 산화물 입자 재료를 제조한 후에는 신속하게 수지 재료 중에 분산시켜 수지 조성물을 제조할 수 있다. 수지 재료로는 특별히 한정되지 않지만, 열경화성 수지 (경화 전, 경화 후의 언제라도 된다), 열가소성 수지 등의 일반적인 수지 재료, 예를 들어, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에스테르, 실리콘 수지, 액정 폴리머 (LCP), 폴리이미드, 고리형 올레핀 폴리머 (COP), 폴리페닐렌옥사이드 (PPO) 를 들 수 있다. 수지 재료는, 단일로 사용하거나, 또는 복수 종류의 수지 재료를 혼합 (얼로이화 등) 하여 사용하거나 할 수 있다. 수지 재료는, 수분의 함유량이 1000 ppm 이하인 것이 바람직하고, 500 ppm 이하인 것이 보다 바람직하다.
(실시예)
본 발명의 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법에 대해 실시예에 기초하여 설명을 실시한다.
(시험)
금속 입자 재료로서의 금속 규소 (체적 평균 입경 15 ㎛) 를, 분산매로서의 공기 중에 분산시켜 금속 입자 재료 분산계를 조제하였다 (조제 공정). 금속 입자 재료 분산계를 4 N㎥/시간의 속도로, 산화 분위기 가스로서의 공기 중에 공급하였다. 산화 분위기 가스는 15 N㎥/시간의 속도로 반응로 중에 공급하였다. 반응로 중에서는, 1 N㎥/시간의 속도로 공급한 프로판 가스를 연소시켜 발화원으로 하고 있고, 금속 입자 재료 분산계는 이 발화원 중에 공급하였다. 얻어진 금속 산화물 입자 재료를 백 필터에서 수집하였다.
분산매 및 산화 분위기 가스로는 공기 (VMC 공급 에어) 를 채용하고 있지만, 습도를 조절함으로써 수분 함유량을 2 단계로 조절하였다 (수분량 제어 공정). 얻어진 금속 산화물 입자 재료로서의 실리카 입자에 대해, 200 ℃ 까지 가열한 경우, 500 ℃ 까지 가열한 경우의 각각에 대해 수분량을 칼피셔법으로 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
Figure 112019116887117-pat00001
표 1 로부터 분명한 바와 같이, 사용한 공기에 포함되는 수분량에 따라 얻어진 실리카 입자 중의 수분량도 변화되는 것을 알았다. 따라서, 금속 산화물을 제조할 때에 사용하는 환경에 포함되는 수분량을 제어 (감소) 함으로써, 제조되는 금속 산화물에 포함되는 수분량도 제어 (감소) 할 수 있는 것을 알았다. 또한, 이번 시험은 VMC 공급 에어에 포함되는 수분량을 줄임으로써 금속 산화물 입자 재료의 수분량을 줄일 수 있는 것을 확인하는 시험이다. 이번 제조 조건에서는 가연성 가스의 연소에서 유래되는 수분이나 냉각 분위기 중의 수분 등의 분산매 및 산화 분위기 가스 이외의 요인에 의해 금속 산화물 입자 재료의 수분량이 높아지고 있다.
상세한 것은 나타내지 않지만 200 ℃ 까지 가열했을 때에 생성되는 수분량, 500 ℃ 까지 가열하여 생성되는 수분량 모두 저하시킴으로써 유전 정접의 값을 저하시킬 수 있는 것을 확인하고 있다.

Claims (4)

  1. 금속 입자 재료와, 상기 금속 입자 재료를 분산하는 분산매를 갖는 금속 입자 재료 분산계를 조제하는 조제 공정과,
    상기 금속 입자 재료 분산계를 산화 분위기 가스 중에 공급하고, 상기 금속 입자 재료를 연소시킴으로써, 금속 산화물 입자 재료를 제조하는 연소 공정
    을 갖는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법으로서,
    상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스 중에 함유되는 수분을 일정값 이하로 제어하는 수분량 제어 공정을 갖고,
    상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스의 적어도 일부는 공기이며,
    상기 수분량 제어 공정은, 상기 공기 중에 포함되는 수분의 적어도 일부를 제거하는 건조 공정을 갖는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법.
  2. 금속 입자 재료와, 상기 금속 입자 재료를 분산하는 분산매를 갖는 금속 입자 재료 분산계를 조제하는 조제 공정과,
    상기 금속 입자 재료 분산계를 산화 분위기 가스 중에 공급하고, 상기 금속 입자 재료를 연소시킴으로써, 금속 산화물 입자 재료를 제조하는 연소 공정
    을 갖는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법으로서,
    상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스 중에 함유되는 수분을 일정값 이하로 제어하는 수분량 제어 공정을 갖고,
    상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스의 적어도 일부는 공기이며,
    상기 수분량 제어 공정은, 상기 공기의 절대 습도를 측정하고, 측정한 절대 습도가 소정값 이하인 경우에 상기 연소 공정을 실시하는 공정인 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법.
  3. 금속 입자 재료와, 상기 금속 입자 재료를 분산하는 분산매를 갖는 금속 입자 재료 분산계를 조제하는 조제 공정과,
    상기 금속 입자 재료 분산계를 산화 분위기 가스 중에 공급하고, 상기 금속 입자 재료를 연소시킴으로써, 금속 산화물 입자 재료를 제조하는 연소 공정
    을 갖는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법으로서,
    상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스 중에 함유되는 수분을 일정값 이하로 제어하는 수분량 제어 공정을 갖고,
    상기 수분량 제어 공정은 상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스 중에 포함되는 수분량을 10.0 g/N㎥ 이하로 제어하는 공정인 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법.
  4. 금속 입자 재료와, 상기 금속 입자 재료를 분산하는 분산매를 갖는 금속 입자 재료 분산계를 조제하는 조제 공정과,
    상기 금속 입자 재료 분산계를 산화 분위기 가스 중에 공급하고, 상기 금속 입자 재료를 연소시킴으로써, 금속 산화물 입자 재료를 제조하는 연소 공정
    을 갖는 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법으로서,
    상기 분산매 및 상기 산화 분위기 가스 중에 함유되는 수분을 일정값 이하로 제어하는 수분량 제어 공정을 갖고,
    상기 수분량 제어 공정은, 얻어진 금속 산화물 입자 재료의 수분량이, 200 ℃ 에서 가열했을 때에 표면적 (㎡) 당 40 ppm 이하가 되도록 제어하는 공정인 금속 산화물 입자 재료의 제조 방법.
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