WO2024143409A1 - 表面処理シリカ粉末 - Google Patents
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Definitions
- the present inventors have found that by appropriately controlling both the hydrophobicity and the carbon content of the surface-treated silica powder, the fluidity of a dispersion containing the same can be improved.
- the fluidity of a dispersion containing a surface-treated silica powder can be improved by adopting the degree of hydrophobicity and the carbon content/specific surface area as two indexes and setting both of the two indexes to a predetermined value or more, thereby completing the present invention.
- Hydrophobicity (%) [[amount of methanol dropped (mL)]/[amount of ion-exchanged water 50 mL+amount of methanol dropped (mL)]] ⁇ 100 (Procedure B)
- 3 g of the surface-treated silica powder is added to 37 g of acetone and stirred for 30 minutes. Then, the slurry is centrifuged at 3500 rpm for 10 minutes to separate the surface-treated silica powder from the acetone, and the supernatant solution of acetone is discarded. This washing operation with acetone is repeated twice, and the mixture is dried at 120° C. for 2 hours.
- the surface-treated silica powder according to any one of 1. to 5. The surface-treated silica powder, wherein the silane coupling agent contains a silane compound having one or more functional groups selected from the group consisting of an epoxy group, a methacryl group, an acrylic group, an amino group, a vinyl group, an alkyl group, and a phenyl group.
- the surface-treated silica powder according to any one of 1. to 6. A surface-treated silica powder configured so that the thixotropy ratio of an evaluation sample, measured under the following conditions, is 0.021 or more.
- the present invention provides a surface-treated silica powder with excellent dispersion fluidity.
- the fluidity of a dispersion containing surface-treated silica powder can be improved by setting the two aforementioned indicators, the degree of hydrophobicity and C/S, to be equal to or greater than the lower limit values mentioned above.
- the upper limit of the carbon content (C) of the surface-treated silica powder is, for example, 0.4 mass % or less, preferably 0.3 mass % or less, and more preferably 0.2 mass % or less.
- the lower limit of the carbon content (C) of the surface-treated silica powder is, for example, 0.09 mass % or more, preferably 0.10 mass % or more, and more preferably 0.11 mass % or more.
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Abstract
本発明の表面処理シリカ粉末は、シランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子を含む、表面処理シリカ粉末であって、当該表面処理シリカ粉末の疎水化度が２０％以上であり、かつ当該表面処理シリカ粉末の炭素含有量をＣ（質量％）とし、窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定される当該表面処理シリカ粉末の比表面積をＳ（ｍ２／ｇ）としたとき、Ｃ、Ｓが、０．０２５≦Ｃ／Ｓ≦０．０７０を満たすように構成されるものである。
Description
本発明は、表面処理シリカ粉末に関する。
これまで表面処理シリカ粉末について様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。
特許文献１には、比表面積が１０～１５０ｍ２／ｇである表面処理されたシリカ粒子材料が記載されている（特許文献１の請求項１）。同文献の実施例の試験例１の表面処理シリカ粒子は、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシランにより表面処理がなされており、比表面積が４３ｍ２／ｇ、カーボン量が０．９質量％と示されている。
特許文献１には、比表面積が１０～１５０ｍ２／ｇである表面処理されたシリカ粒子材料が記載されている（特許文献１の請求項１）。同文献の実施例の試験例１の表面処理シリカ粒子は、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシランにより表面処理がなされており、比表面積が４３ｍ２／ｇ、カーボン量が０．９質量％と示されている。
しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献１に記載の表面処理シリカ粒子において、これを含む分散体の流動性の点で改善の余地があることが判明した。
本発明者はさらに検討したところ、表面処理シリカ粉末について、疎水化度および炭素含有量の両方を適切に制御することにより、これを含む分散体の流動性を向上できることを見出した。
このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、疎水化度と炭素含有量／比表面積との２つ指標として採用した上で、２つの指標の両方を所定以上とすることにより、表面処理シリカ粉末を含む分散体の流動性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、疎水化度と炭素含有量／比表面積との２つ指標として採用した上で、２つの指標の両方を所定以上とすることにより、表面処理シリカ粉末を含む分散体の流動性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の一態様によれば、以下の表面処理シリカ粉末が提供される。
１． シランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子を含む、表面処理シリカ粉末であって、
下記手順Ａに従って求められる当該表面処理シリカ粉末の疎水化度が２０％以上であり、かつ
下記手順Ｂに従って求められる当該表面処理シリカ粉末の炭素含有量をＣ（質量％）とし、窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定される当該表面処理シリカ粉末の比表面積をＳ（ｍ２／ｇ）としたとき、ＣおよびＳが、０．０２５≦Ｃ／Ｓ≦０．０７０を満たすように構成される、表面処理シリカ粉末。
（手順Ａ）
当該表面処理シリカ粉末を、大気下、２０℃、２３％ＲＨの環境下で７日間保管して、試料を準備する。
フラスコに攪拌子を入れ、液温２５℃のイオン交換水５０ｍｌを計量し水面に、試料０．２ｇを静かに浮かせる。
攪拌子を回転させ、メタノールを試料に直接かからないよう静かに滴下する。
全ての試料が水面から沈降したときのメタノール量を測定し、下記の式に基づいて、疎水化度（％）を算出する。
疎水化度（％）＝〔［メタノール滴下量（ｍＬ）］／［イオン交換水の量５０ｍＬ＋メタノール滴下量（ｍＬ）］〕×１００
（手順Ｂ）
当該表面処理シリカ粉末３ｇをアセトン３７ｇに添加し３０分間撹拌する。その後、スラリー液を遠心分離器３５００ｒｐｍで１０分間運転し、表面処理シリカ粉末とアセトンを分離し、アセトンの上澄み溶液を廃棄する。このアセトンによる洗浄操作を２回行い、１２０℃で２時間乾燥させる。
洗浄した表面処理シリカ粉末０．３ｇ中の炭素含有量（質量％）を、炭素／硫黄同時分析計により測定し、検量線法にて定量する。
２． １．に記載の表面処理シリカ粉末であって、
レーザー回折散乱法で測定される当該表面処理シリカ粉末の体積頻度粒度分布において、小粒子径側からの累積値が５０％となる粒子径をＤ５０としたとき、Ｄ５０が、１μｍ以上３０μｍ以下である、表面処理シリカ粉末。
３． １．または２．に記載の表面処理シリカ粉末であって、
レーザー回折散乱法で測定される当該表面処理シリカ粉末の体積頻度粒度分布において、小粒子径側からの累積値が１０％、５０％、９０％となる粒子径を、それぞれ、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０としたとき、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０が、０．３以上７．５以下である、表面処理シリカ粉末。
４． １．～３．のいずれか一つに記載の表面処理シリカ粉末であって、
窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定される当該表面処理シリカ粉末の前記比表面積が、１．０ｍ２／ｇ以上１２．０ｍ２／ｇ以下である、表面処理シリカ粉末。
５． １．～４．のいずれか一つに記載の表面処理シリカ粉末であって、
平均球形度が０．８０以上である、表面処理シリカ粉末。
６． １．～５．のいずれか一つに記載の表面処理シリカ粉末であって、
前記シランカップリング剤が、エポキシ基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、ビニル基、アルキル基、およびフェニル基からなる群から選ばれる一または二以上の官能基を有するシラン化合物を含む、表面処理シリカ粉末。
７． １．～６．のいずれか一つに記載の表面処理シリカ粉末であって、
下記の条件により測定される、評価サンプルのチキソ比が、０．０２１以上となるように構成される、表面処理シリカ粉末。
（条件）
５０体積％の当該表面処理シリカ粉末と５０体積％の液状のシリコーン樹脂（ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ１８８５Ａ）とを混合して、評価サンプルを得る。
得られた評価サンプルについて、円錐型コーン（３度）を備えるレオメータを用いて、３０℃、せん断速度：１［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１とし、せん断速度：１００［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１００としたとき、上記のチキソ比を、η１００／η１から算出する。
１． シランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子を含む、表面処理シリカ粉末であって、
下記手順Ａに従って求められる当該表面処理シリカ粉末の疎水化度が２０％以上であり、かつ
下記手順Ｂに従って求められる当該表面処理シリカ粉末の炭素含有量をＣ（質量％）とし、窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定される当該表面処理シリカ粉末の比表面積をＳ（ｍ２／ｇ）としたとき、ＣおよびＳが、０．０２５≦Ｃ／Ｓ≦０．０７０を満たすように構成される、表面処理シリカ粉末。
（手順Ａ）
当該表面処理シリカ粉末を、大気下、２０℃、２３％ＲＨの環境下で７日間保管して、試料を準備する。
フラスコに攪拌子を入れ、液温２５℃のイオン交換水５０ｍｌを計量し水面に、試料０．２ｇを静かに浮かせる。
攪拌子を回転させ、メタノールを試料に直接かからないよう静かに滴下する。
全ての試料が水面から沈降したときのメタノール量を測定し、下記の式に基づいて、疎水化度（％）を算出する。
疎水化度（％）＝〔［メタノール滴下量（ｍＬ）］／［イオン交換水の量５０ｍＬ＋メタノール滴下量（ｍＬ）］〕×１００
（手順Ｂ）
当該表面処理シリカ粉末３ｇをアセトン３７ｇに添加し３０分間撹拌する。その後、スラリー液を遠心分離器３５００ｒｐｍで１０分間運転し、表面処理シリカ粉末とアセトンを分離し、アセトンの上澄み溶液を廃棄する。このアセトンによる洗浄操作を２回行い、１２０℃で２時間乾燥させる。
洗浄した表面処理シリカ粉末０．３ｇ中の炭素含有量（質量％）を、炭素／硫黄同時分析計により測定し、検量線法にて定量する。
２． １．に記載の表面処理シリカ粉末であって、
レーザー回折散乱法で測定される当該表面処理シリカ粉末の体積頻度粒度分布において、小粒子径側からの累積値が５０％となる粒子径をＤ５０としたとき、Ｄ５０が、１μｍ以上３０μｍ以下である、表面処理シリカ粉末。
３． １．または２．に記載の表面処理シリカ粉末であって、
レーザー回折散乱法で測定される当該表面処理シリカ粉末の体積頻度粒度分布において、小粒子径側からの累積値が１０％、５０％、９０％となる粒子径を、それぞれ、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０としたとき、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０が、０．３以上７．５以下である、表面処理シリカ粉末。
４． １．～３．のいずれか一つに記載の表面処理シリカ粉末であって、
窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定される当該表面処理シリカ粉末の前記比表面積が、１．０ｍ２／ｇ以上１２．０ｍ２／ｇ以下である、表面処理シリカ粉末。
５． １．～４．のいずれか一つに記載の表面処理シリカ粉末であって、
平均球形度が０．８０以上である、表面処理シリカ粉末。
６． １．～５．のいずれか一つに記載の表面処理シリカ粉末であって、
前記シランカップリング剤が、エポキシ基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、ビニル基、アルキル基、およびフェニル基からなる群から選ばれる一または二以上の官能基を有するシラン化合物を含む、表面処理シリカ粉末。
７． １．～６．のいずれか一つに記載の表面処理シリカ粉末であって、
下記の条件により測定される、評価サンプルのチキソ比が、０．０２１以上となるように構成される、表面処理シリカ粉末。
（条件）
５０体積％の当該表面処理シリカ粉末と５０体積％の液状のシリコーン樹脂（ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ１８８５Ａ）とを混合して、評価サンプルを得る。
得られた評価サンプルについて、円錐型コーン（３度）を備えるレオメータを用いて、３０℃、せん断速度：１［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１とし、せん断速度：１００［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１００としたとき、上記のチキソ比を、η１００／η１から算出する。
本発明によれば、分散体の流動性に優れた表面処理シリカ粉末が提供される。
本実施形態の表面処理シリカ粉末について説明する。
本実施形態の表面処理シリカ粉末は、シランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子を含み、疎水化度が２０％以上であり、表面処理シリカ粉末の炭素含有量をＣ（質量％）とし、ＢＥＴ１点法により測定される当該表面処理シリカ粉末の比表面積をＳ（ｍ２／ｇ）としたとき、Ｃ、Ｓが、０．０２５≦Ｃ／Ｓ≦０．０７０を満たすように構成される。
本発明者の知見によれば、表面処理シリカ粉末の疎水化度と、表面処理シリカ粉末を洗浄した後の炭素含有量（Ｃ）／表面処理シリカ粉末の比表面積（Ｓ）との２つ指標を採用することにより、シランカップリング剤による表面修飾の安定状態について適切に評価できることが判明した。さらに検討を進めた結果、前述の２つの指標である疎水化度およびＣ／Ｓを、それぞれ、上記下限値以上とすることにより、表面処理シリカ粉末を含む分散体の流動性を向上できることが見出された。
表面処理シリカ粉末の疎水化度の下限は、２０％以上、好ましくは３５％以上、より好ましくは５０％以上である。これにより、分散体の流動性を向上できる。
表面処理シリカ粉末の疎水化度の上限は、例えば、８０％以下、好ましくは７５％以下、より好ましくは７０％以下である。これにより、表面処理シリカ粒子の凝集を改善できる。
表面処理シリカ粉末の疎水化度の上限は、例えば、８０％以下、好ましくは７５％以下、より好ましくは７０％以下である。これにより、表面処理シリカ粒子の凝集を改善できる。
表面処理シリカ粉末の疎水化度については、下記手順Ａに従って求められる。
（手順Ａ）
当該表面処理シリカ粉末を、大気下、２０℃、２３％ＲＨの環境下で７日間保管して、試料を準備する。
フラスコに攪拌子を入れ、液温２５℃のイオン交換水５０ｍｌを計量し水面に、試料０．２ｇを静かに浮かせる。
攪拌子を回転させ、メタノールを試料に直接かからないよう静かに滴下する。
全ての試料が水面から沈降したときのメタノール量を測定し、下記の式に基づいて、疎水化度（％）を算出する。
疎水化度（％）＝〔［メタノール滴下量（ｍＬ）］／［イオン交換水の量５０ｍＬ＋メタノール滴下量（ｍＬ）］〕×１００
（手順Ａ）
当該表面処理シリカ粉末を、大気下、２０℃、２３％ＲＨの環境下で７日間保管して、試料を準備する。
フラスコに攪拌子を入れ、液温２５℃のイオン交換水５０ｍｌを計量し水面に、試料０．２ｇを静かに浮かせる。
攪拌子を回転させ、メタノールを試料に直接かからないよう静かに滴下する。
全ての試料が水面から沈降したときのメタノール量を測定し、下記の式に基づいて、疎水化度（％）を算出する。
疎水化度（％）＝〔［メタノール滴下量（ｍＬ）］／［イオン交換水の量５０ｍＬ＋メタノール滴下量（ｍＬ）］〕×１００
また、上記Ｃ／Ｓの下限は、０．０２５以上、好ましくは０．０３０以上、より好ましくは０．０３５以上である。これにより、分散体の流動性を向上できる。
上記Ｃ／Ｓの上限は、例えば、０．０７０以下、好ましくは０．０６５以下、より好ましくは０．０６０以下である。これにより、表面処理シリカ粉末と樹脂との相溶性を向上できる。
上記Ｃ／Ｓの上限は、例えば、０．０７０以下、好ましくは０．０６５以下、より好ましくは０．０６０以下である。これにより、表面処理シリカ粉末と樹脂との相溶性を向上できる。
表面処理シリカ粉末の炭素含有量（Ｃ）については、下記手順Ｂに従って求められる。
（手順Ｂ）
表面処理シリカ粉末３ｇをアセトン３７ｇに添加し３０分間撹拌する。その後、スラリー液を遠心分離器３５００ｒｐｍで１０分間運転し、表面処理シリカ粉末とアセトンを分離し、アセトンの上澄み溶液を廃棄する。このアセトンによる洗浄操作を２回行い、１２０℃で２時間乾燥させる。
洗浄した表面処理シリカ粉末０．３ｇ中の炭素含有量（質量％）を、炭素／硫黄同時分析計により測定し、検量線法にて定量する。
（手順Ｂ）
表面処理シリカ粉末３ｇをアセトン３７ｇに添加し３０分間撹拌する。その後、スラリー液を遠心分離器３５００ｒｐｍで１０分間運転し、表面処理シリカ粉末とアセトンを分離し、アセトンの上澄み溶液を廃棄する。このアセトンによる洗浄操作を２回行い、１２０℃で２時間乾燥させる。
洗浄した表面処理シリカ粉末０．３ｇ中の炭素含有量（質量％）を、炭素／硫黄同時分析計により測定し、検量線法にて定量する。
表面処理シリカ粉末の炭素含有量（Ｃ）の上限は、例えば、０．４質量％以下、好ましくは０．３質％以下、より好ましくは０．２質量％以下である。
一方、表面処理シリカ粉末の炭素含有量（Ｃ）の下限は、例えば、０．０９質量％以上、好ましくは０．１０質量％以上、より好ましくは０．１１質量％以上である。
一方、表面処理シリカ粉末の炭素含有量（Ｃ）の下限は、例えば、０．０９質量％以上、好ましくは０．１０質量％以上、より好ましくは０．１１質量％以上である。
窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定される表面処理シリカ粉末の比表面積（Ｓ）の下限は、例えば、１．０ｍ２／ｇ以上、好ましくは２．５ｍ２／ｇ以上、より好ましくは２．９ｍ２／ｇ以上である。これにより、樹脂への添加量を向上でき、樹脂組成物の熱膨張率を抑制できる。
上記の表面処理シリカ粉末の比表面積（Ｓ）上限は、例えば、１２．０ｍ２／ｇ以下、好ましくは８．５ｍ２／ｇ以下、より好ましくは７．０ｍ２／ｇ以下である。これにより、フィラーの凝集を抑制できる。
窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法は、比表面積測定装置（例えば、ユアサアイオニクス社製、装置名：ＭＯＮＯＳＯＲＢ）を用いて、吸着ガスとして窒素ガスを、キャリアガスとしてヘリウムガスを用い、試料１ｇを３００℃、１５分間の条件で乾燥脱気してから測定できる。
上記の表面処理シリカ粉末の比表面積（Ｓ）上限は、例えば、１２．０ｍ２／ｇ以下、好ましくは８．５ｍ２／ｇ以下、より好ましくは７．０ｍ２／ｇ以下である。これにより、フィラーの凝集を抑制できる。
窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法は、比表面積測定装置（例えば、ユアサアイオニクス社製、装置名：ＭＯＮＯＳＯＲＢ）を用いて、吸着ガスとして窒素ガスを、キャリアガスとしてヘリウムガスを用い、試料１ｇを３００℃、１５分間の条件で乾燥脱気してから測定できる。
レーザー回折散乱法で測定される表面処理シリカ粉末の体積頻度粒度分布において、小粒子径側からの累積値が１０％となる粒子径をＤ１０、累積値が５０％となる粒子径をＤ５０、および累積値が９０％となる粒子径をＤ９０とする。
Ｄ５０の下限は、例えば、１μｍ以上、好ましくは４μｍ以上、より好ましくは８μｍ以上である。これにより、樹脂への充填性を向上できる。
Ｄ５０の上限は、例えば、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。これにより、粗粒子量を低減でき、樹脂組成物をシート状に成形したときのシート厚みをより薄くすることができる。
Ｄ５０の上限は、例えば、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。これにより、粗粒子量を低減でき、樹脂組成物をシート状に成形したときのシート厚みをより薄くすることができる。
（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０の下限は、例えば、０．３以上、好ましくは０．７以上、より好ましくは１．０以上である。これにより、粗粒子量を低減でき、樹脂組成物をシート状に成形したときのシート厚みをより薄くすることができる。
（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０の上限は、例えば、７．５以下、好ましくは７．０以下、より好ましくは６．５以下である。これにより、樹脂組成物の流動性をより向上できる。
（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０の上限は、例えば、７．５以下、好ましくは７．０以下、より好ましくは６．５以下である。これにより、樹脂組成物の流動性をより向上できる。
表面処理シリカ粉末の平均球形度の下限は、例えば、０．８０以上、好ましくは０．８５以上、より好ましくは０．９０以上である。これにより、樹脂組成物の流動性をより向上できる。
なお、表面処理シリカ粉末の平均球形度の上限は、とくに限定されないが、例えば、０．９９以下でもよい。
なお、表面処理シリカ粉末の平均球形度の上限は、とくに限定されないが、例えば、０．９９以下でもよい。
表面処理シリカ粉末は、下記の条件により測定される、評価サンプルのチキソ比が、０．０２１以上となるように構成されてもよい。
上記チキソ比の下限は、例えば、０．０２１以上、好ましくは０．０３０以上、より好ましくは０．０４０以上である。これにより、樹脂中のフィラーの沈降を低減できる。を向上できる。
上記チキソ比の上限は、例えば、０．５０以下、好ましくは０．４０以下、より好ましくは０．３０以下である。これにより、樹脂組成物の流動性をより向上できる。
上記チキソ比の下限は、例えば、０．０２１以上、好ましくは０．０３０以上、より好ましくは０．０４０以上である。これにより、樹脂中のフィラーの沈降を低減できる。を向上できる。
上記チキソ比の上限は、例えば、０．５０以下、好ましくは０．４０以下、より好ましくは０．３０以下である。これにより、樹脂組成物の流動性をより向上できる。
（評価サンプルのチキソ比の測定条件）
５０体積％の表面処理シリカ粉末と５０体積％の液状のシリコーン樹脂（ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ１８８５Ａ）とを混合して、上記の評価サンプルを得る。
得られた評価サンプルについて、円錐型コーン（３度）を備えるレオメータ（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製、型式 Ｍｏｄｕｌａｒ Ｃｏｍｐａｃｔ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ ＭＣＲ １０２）を用いて、３０℃下、せん断速度：１［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１とし、せん断速度：１００［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１００としたとき、上記のチキソ比を、η１００／η１から算出する。
５０体積％の表面処理シリカ粉末と５０体積％の液状のシリコーン樹脂（ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ１８８５Ａ）とを混合して、上記の評価サンプルを得る。
得られた評価サンプルについて、円錐型コーン（３度）を備えるレオメータ（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製、型式 Ｍｏｄｕｌａｒ Ｃｏｍｐａｃｔ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ ＭＣＲ １０２）を用いて、３０℃下、せん断速度：１［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１とし、せん断速度：１００［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１００としたとき、上記のチキソ比を、η１００／η１から算出する。
本実施形態では、たとえば原料シリカ粉末の調整方法や、原料シリカ粉末の表面処理方法等を適切に選択することにより、上記疎水化度、および炭素含有量を制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、原料シリカ粉末の比表面積を適切に調整すること、シランカップリング剤の種類に応じて、比表面積当たりの物理吸着水の水分量が比較的多くなるように原料シリカ粉末に保水処理を施すこと、保水処理を施した原料シリカ粉末にシランカップリング剤を混合した状態を所定期間に保持すること等が、上記疎水化度、および炭素含有量を所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。
シリカ粉末は、シリカ（Ｓｉ０２）を主成分として含むものであればよい。
主成分とは、シリカ粉末全量中、質量換算で、シリカ（Ｓｉ０２）を、例えば、５０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上含むことを意味する。
主成分とは、シリカ粉末全量中、質量換算で、シリカ（Ｓｉ０２）を、例えば、５０％以上、好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上含むことを意味する。
シリカ粉末は、非晶質及び結晶質のいずれか一方または両方を含む。
シリカ粉末は、例えば、下記方法で測定された非晶質率が９５％以上であることが好ましく、９７％以上であることがより好ましい。非晶質率は、粉末Ｘ線回折装置（例えばＲＩＧＡＫＵ社製商品名「モデルＭｉｎｉＦｌｅｘ」）を用い、ＣｕＫα線の２θが２６°～２７．５°の範囲においてＸ線回折分析を行い、特定回折ピークの強度比から測定する。シリカ質粉末の場合、結晶質シリカは、２６．７°に主ピークが存在するが、非晶質シリカではピークは存在しない。非晶質シリカと結晶質シリカが混在していると、結晶質シリカの割合に応じた２６．７°のピーク高さが得られるので、結晶質シリカ標準試料のＸ線強度に対する試料のＸ線強度の比から、結晶質シリカ混在比（試料のＸ線回折強度／結晶質シリカのＸ線回折強度）を算出し、式、非晶質率（％）＝（１－結晶質シリカ混在比）×１００から非晶質率を求める。
シランカップリング剤は、例えば、エポキシ基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、ビニル基、アルキル基、フェニル基、メルカプト基、スチリル基、酸無水物基、ウレイド基、イソシアヌレート基、およびイソシアネート基からなる群、好ましくはエポキシ基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、ビニル基、アルキル基、およびフェニル基からなる群から選ばれる一または二以上の官能基を有するシラン化合物を含むものを使用することができる。
上記のシラン化合物は、分子中に、官能基の他に、加水分解性基を１個以上有するものである。
加水分解性基としては、例えば、メトキシ基やエトキシ基等のアルコキシ基が用いられる。
アルコキシ基は、加水分解によりシラノール基を生成する。このシラノール基が、シリカ粒子の表面に存在するＯＨ基（反応点）と化学反応することにより、シランカップリング剤がシリカ粒子の表面に化学的に結合することになる。
なお、表面処理シリカ粉末は、シリカ粒子の表面において、化学的結合および／または物理的結合したシランカップリング剤を有する。
加水分解性基としては、例えば、メトキシ基やエトキシ基等のアルコキシ基が用いられる。
アルコキシ基は、加水分解によりシラノール基を生成する。このシラノール基が、シリカ粒子の表面に存在するＯＨ基（反応点）と化学反応することにより、シランカップリング剤がシリカ粒子の表面に化学的に結合することになる。
なお、表面処理シリカ粉末は、シリカ粒子の表面において、化学的結合および／または物理的結合したシランカップリング剤を有する。
エポキシ基を有するシラン化合物は、例えば、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
メタクリル基を有するシラン化合物は、例えば、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、８－メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
アクリル基を有するシラン化合物は、例えば、３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
アミノ基を有するシラン化合物は、例えば、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－トリエトキシシリル－Ｎ－（１，３－ジメチル－ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（ビニルベンジル）－２－アミノエチル－３－アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩等が挙げられる。
ビニル基を有するシラン化合物は、例えば、ビニルトリメトキシシラン、７－オクテニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
アルキル基を有するシラン化合物は、例えば、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
フェニル基を有するシラン化合物は、例えば、フェニルトリメトキシシラン、トリメトキシ（２－フェニルエチル）シラン等が挙げられる。
メタクリル基を有するシラン化合物は、例えば、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、８－メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
アクリル基を有するシラン化合物は、例えば、３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
アミノ基を有するシラン化合物は、例えば、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－トリエトキシシリル－Ｎ－（１，３－ジメチル－ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ－フェニル－３－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（ビニルベンジル）－２－アミノエチル－３－アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩等が挙げられる。
ビニル基を有するシラン化合物は、例えば、ビニルトリメトキシシラン、７－オクテニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
アルキル基を有するシラン化合物は、例えば、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
フェニル基を有するシラン化合物は、例えば、フェニルトリメトキシシラン、トリメトキシ（２－フェニルエチル）シラン等が挙げられる。
次に、表面処理シリカ粉末の製造方法について説明する。
表面処理シリカ粉末の製造方法の一例は、シリカ粉末に、シランカップリング剤を接触させて、シリカ粒子表面にシランカップリング剤を反応させる表面処理を実施することにより、表面処理シリカ粉末を得る工程を含む。
原料のシリカ粉末は、珪石、珪砂、水晶等を粉砕した粉末を火炎中や高温プラズマ中に投入して球状化したもの、四塩化珪素の気相加水分解により合成し球状化したもの及びこれを原料として焼成や火炎溶射処理を施して球状化したもの、金属珪素やアルコキシシランを出発原料として気相又は液相で合成し球状化したものおよびさらにこれを焼成や火炎溶射処理を施して球状化したもの等、いかなる方法で製造されたものでも使用することができる。
シランカップリング剤による表面処理の方法としては、乾式法や湿式法等の周知の技術を採用できるが、乾式法を採用することが好ましい。
乾式法としては、固体状態である球状シリカ粉末（原料）にシランカップリング剤を接触させる方法であればとくに限定されず、公知の手法を採用できるが、例えば、せん断力のある攪拌方式、ボールミル、ミキサー等を用いた混合方式等が挙げられる。ここで、固体状態とは、原料シリカ粉末が、分散媒中に分散されていない状態を指す。
なお、シランカップリング剤の処理に際しては、酸性物質やアルカリ性物質を共存さてもよい。
乾式法としては、固体状態である球状シリカ粉末（原料）にシランカップリング剤を接触させる方法であればとくに限定されず、公知の手法を採用できるが、例えば、せん断力のある攪拌方式、ボールミル、ミキサー等を用いた混合方式等が挙げられる。ここで、固体状態とは、原料シリカ粉末が、分散媒中に分散されていない状態を指す。
なお、シランカップリング剤の処理に際しては、酸性物質やアルカリ性物質を共存さてもよい。
また、表面処理シリカ粉末の製造方法の一例としては、下記の手順に従って求められる物理吸着水由来のＯＨ基密度が、例えば、７．０個／ｎｍ２以上、好ましくは８．０個／ｎｍ２以上、より好ましくは９．０個／ｎｍ２以上であるシリカ粉末に、シランカップリング剤を接触させてもよい。
（手順）
表面処理の前におけるシリカ粉末（原料）について、カールフィッシャー法を用いて、２００℃になるまでに発生した水分量（ｐｐｍ）を測定し、これを物理吸着水の量とする。
得られた物理吸着水の量からＯＨ基の個数を算出し、これを、窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定されるシリカ粉末の比表面積で除することにより、物理吸着水由来のＯＨ基密度（個／ｎｍ２）を算出する。
（手順）
表面処理の前におけるシリカ粉末（原料）について、カールフィッシャー法を用いて、２００℃になるまでに発生した水分量（ｐｐｍ）を測定し、これを物理吸着水の量とする。
得られた物理吸着水の量からＯＨ基の個数を算出し、これを、窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定されるシリカ粉末の比表面積で除することにより、物理吸着水由来のＯＨ基密度（個／ｎｍ２）を算出する。
表面処理シリカ粉末の製造方法の一例としては、シランカップリング剤を接触させる前に、シリカ粉末（原料）に水を接触させる保水処理を施してもよい。
ここでの水の添加量の下限は、シリカ粉末１００質量％に対して、例えば、０．１質量％以上、好ましくは０．２５質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上である。これにより、シリカ粉末における物理吸着水由来のＯＨ基密度を高められる。
水の添加量の上限は、シリカ粉末１００質量％に対して、例えば、３．０質量％以下、好ましくは２．０質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下である。これにより、原料シリカ粉末の凝集を抑制できる。
ここでの水の添加量の下限は、シリカ粉末１００質量％に対して、例えば、０．１質量％以上、好ましくは０．２５質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上である。これにより、シリカ粉末における物理吸着水由来のＯＨ基密度を高められる。
水の添加量の上限は、シリカ粉末１００質量％に対して、例えば、３．０質量％以下、好ましくは２．０質量％以下、より好ましくは１．５質量％以下である。これにより、原料シリカ粉末の凝集を抑制できる。
次に、本実施形態の分散体について説明する。
本実施形態の分散体は、上記の表面処理シリカ粉末および溶媒を含むものである。
溶媒としては、水、有機溶媒、樹脂などが挙げられる。溶媒として水および／または有機溶媒を用いることによりスラリーを形成でき、樹脂を用いることにより樹脂組成物を形成できる。
溶媒としては、水、有機溶媒、樹脂などが挙げられる。溶媒として水および／または有機溶媒を用いることによりスラリーを形成でき、樹脂を用いることにより樹脂組成物を形成できる。
本発明の表面処理シリカ粉末を樹脂組成物に配合したものは、樹脂成形材料（分散体）として好適に使用できる。
樹脂組成物は、本発明の表面処理シリカ粉末の他に、樹脂や公知の樹脂添加剤などを含む。
樹脂組成物中に、表面処理シリカ粉末は、単独で使用してもよいが、その他のフィラーと混合して使用してもよい。樹脂組成物中には、表面処理シリカ粉末が１０～９９質量％含まれていてもよく、または表面処理シリカ粉末およびその他のフィラーを含む混合無機粉末が１０～９９質量％含まれていてもよい。また、混合無機粉末中、その他のフィラーの含有量は、表面処理シリカ粉末１００質量％に対して、例えば、１～２０質量％、３～１５質量％であってもよい。
なお、本明細書中、「～」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。
樹脂組成物は、本発明の表面処理シリカ粉末の他に、樹脂や公知の樹脂添加剤などを含む。
樹脂組成物中に、表面処理シリカ粉末は、単独で使用してもよいが、その他のフィラーと混合して使用してもよい。樹脂組成物中には、表面処理シリカ粉末が１０～９９質量％含まれていてもよく、または表面処理シリカ粉末およびその他のフィラーを含む混合無機粉末が１０～９９質量％含まれていてもよい。また、混合無機粉末中、その他のフィラーの含有量は、表面処理シリカ粉末１００質量％に対して、例えば、１～２０質量％、３～１５質量％であってもよい。
なお、本明細書中、「～」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。
上記のその他のフィラーとしては、例えば、上記表面処理シリカ粉末以外の表面処理されていないシリカ（結晶性シリカや溶融シリカ等）、アルミナ、チタニア、窒化珪素、窒化アルミニウム、炭化珪素、タルク、炭酸カルシウム等の粒子が挙げられる。
その他のフィラーの平均粒子径は、例えば、２～１００μｍ程度のものが使用され、その粒度構成及び形状については特に制約はない。
その他のフィラーの平均粒子径は、例えば、２～１００μｍ程度のものが使用され、その粒度構成及び形状については特に制約はない。
上記の樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等のポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、全芳香族ポリエステル、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネイト、マレイミド変成樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ（アクリロニトリルーアクリルゴム・スチレン）樹脂、ＡＥＳ（アクリロニトリル・エチレン・プロピレン・ジエンゴムースチレン）樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
＜表面処理シリカ粉末の製造＞
（実施例１～７）
表１に示す比表面積を有するシリカ粉末を準備した。準備したシリカ粉末を、温度３０℃、湿度８０％中の容器中で７２時間保管した（保水処理）。
続いて、大気圧下、温度２５℃、湿度６５％の環境下で、保水処理後のシリカ粉末に対してシランカップリング剤（信越化学製、メタクリル基含有シランカップリング剤、ＫＢＭ－５０３）を添加しながら、これらを混合した後、同じ環境条件下にて３０日間静置して（表面処理）、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
（実施例１～７）
表１に示す比表面積を有するシリカ粉末を準備した。準備したシリカ粉末を、温度３０℃、湿度８０％中の容器中で７２時間保管した（保水処理）。
続いて、大気圧下、温度２５℃、湿度６５％の環境下で、保水処理後のシリカ粉末に対してシランカップリング剤（信越化学製、メタクリル基含有シランカップリング剤、ＫＢＭ－５０３）を添加しながら、これらを混合した後、同じ環境条件下にて３０日間静置して（表面処理）、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
（比較例１～４）
表１に示す比表面積を有する準備したシリカ粉末に対して、上記保水処理を実施しないで、１５０～２００℃の間で乾燥機を用いて乾燥処理を実施した後（ただし、比較例１～３では、乾燥処理時間をそれぞれ調整した）、実施例１と同様にして表面処理を施し、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
表１に示す比表面積を有する準備したシリカ粉末に対して、上記保水処理を実施しないで、１５０～２００℃の間で乾燥機を用いて乾燥処理を実施した後（ただし、比較例１～３では、乾燥処理時間をそれぞれ調整した）、実施例１と同様にして表面処理を施し、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
（実施例８～１２）
比較例３得られた乾燥処理後かつ表面処理前のシリカ粉末に対して、表１に示すシリカ粉末１００質量％に対して、表１に示す添加量の水を添加して、これらを混合した後（保水処理）、実施例１と同様にして表面処理を施し、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
比較例３得られた乾燥処理後かつ表面処理前のシリカ粉末に対して、表１に示すシリカ粉末１００質量％に対して、表１に示す添加量の水を添加して、これらを混合した後（保水処理）、実施例１と同様にして表面処理を施し、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
（実施例１３）
シランカップリング剤を、アルキル基含有シランカップリング剤（ＫＢＭ－３０８３）に変更した以外、実施例８と同様にして、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
（実施例１４）
シランカップリング剤を、フェニルアミノ基含有シランカップリング剤（ＫＢＭ－５７３）に変更した以外、実施例８と同様にして、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
シランカップリング剤を、アルキル基含有シランカップリング剤（ＫＢＭ－３０８３）に変更した以外、実施例８と同様にして、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
（実施例１４）
シランカップリング剤を、フェニルアミノ基含有シランカップリング剤（ＫＢＭ－５７３）に変更した以外、実施例８と同様にして、カップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末を回収した。
表面処理前のシリカ粉末（原料）、またはカップリング剤添加３０日後の表面処理シリカ粉末をサンプルとして使用し、下記の項目を評価した。
＜比表面積＞
粉末の比表面積を、窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定した。
具体的には、比表面積測定装置（ユアサアイオニクス社製、装置名：ＭＯＮＯＳＯＲＢ）を用いて、吸着ガスとして窒素ガスを、キャリアガスとしてヘリウムガスを用い、試料１ｇを３００℃、１５分間の条件で乾燥脱気してから測定を行った。
なお、各実施例の表面処理シリカ粉末の比表面積は、原料となるシリカ粉末と同一の値となることが確認された。
粉末の比表面積を、窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定した。
具体的には、比表面積測定装置（ユアサアイオニクス社製、装置名：ＭＯＮＯＳＯＲＢ）を用いて、吸着ガスとして窒素ガスを、キャリアガスとしてヘリウムガスを用い、試料１ｇを３００℃、１５分間の条件で乾燥脱気してから測定を行った。
なお、各実施例の表面処理シリカ粉末の比表面積は、原料となるシリカ粉末と同一の値となることが確認された。
＜粒子径＞
粉末の体積頻度粒度分布を、粒度分布測定装置（マイクロトラック・ベル社製、ＭＴ－３３００ＥＸＩＩ）を用いて、湿式によるレーザー回折散乱法により求めた。溶媒には水を用い、前処理として、１分間、ホモジナイザーを用いて２００Ｗの出力をかけて、粉末を溶媒中に分散処理して得られた分散体を測定対象とした。そして、得られた体積頻度粒度分布に基づいて、小粒子径側からの累積値がＸ％となる粒子径（ＤＸ）を算出した。
粉末の体積頻度粒度分布を、粒度分布測定装置（マイクロトラック・ベル社製、ＭＴ－３３００ＥＸＩＩ）を用いて、湿式によるレーザー回折散乱法により求めた。溶媒には水を用い、前処理として、１分間、ホモジナイザーを用いて２００Ｗの出力をかけて、粉末を溶媒中に分散処理して得られた分散体を測定対象とした。そして、得られた体積頻度粒度分布に基づいて、小粒子径側からの累積値がＸ％となる粒子径（ＤＸ）を算出した。
＜平均球形度＞
粉末の平均球形度を、実体顕微鏡（たとえば、ニコン社製モデル「ＳＭＺ－１０型」）、走査型電子顕微鏡等にて撮影した粒子像を画像解析装置（たとえば、日本アビオニクス社製など）に取り込み、次のようにして測定した。すなわち、写真から粒子の投影面積（Ａ）と周囲長（ＰＭ）を測定する。周囲長（ＰＭ）に対応する真円の面積を（Ｂ）とすると、その粒子の真円度はＡ／Ｂとして表示できる。そこで、試料粒子の周囲長（ＰＭ）と同一の周囲長を持つ真円を想定すると、ＰＭ＝２πｒ、Ｂ＝πｒ２であるから、Ｂ＝π×（ＰＭ／２π）２となり、個々の粒子の球形度は、球形度＝Ａ／Ｂ＝Ａ×４π／（ＰＭ）２として算出することができる。このようにして得られた任意の粒子２００個の真円度を求めその平均値を平均球形度とした。
実施例１のシリカ粉末の平均球形度は、０．９０であった。
なお、各実施例の表面処理シリカ粉末の平均球形度は、原料となるシリカ粉末とほぼ同一の値となることが確認された。
粉末の平均球形度を、実体顕微鏡（たとえば、ニコン社製モデル「ＳＭＺ－１０型」）、走査型電子顕微鏡等にて撮影した粒子像を画像解析装置（たとえば、日本アビオニクス社製など）に取り込み、次のようにして測定した。すなわち、写真から粒子の投影面積（Ａ）と周囲長（ＰＭ）を測定する。周囲長（ＰＭ）に対応する真円の面積を（Ｂ）とすると、その粒子の真円度はＡ／Ｂとして表示できる。そこで、試料粒子の周囲長（ＰＭ）と同一の周囲長を持つ真円を想定すると、ＰＭ＝２πｒ、Ｂ＝πｒ２であるから、Ｂ＝π×（ＰＭ／２π）２となり、個々の粒子の球形度は、球形度＝Ａ／Ｂ＝Ａ×４π／（ＰＭ）２として算出することができる。このようにして得られた任意の粒子２００個の真円度を求めその平均値を平均球形度とした。
実施例１のシリカ粉末の平均球形度は、０．９０であった。
なお、各実施例の表面処理シリカ粉末の平均球形度は、原料となるシリカ粉末とほぼ同一の値となることが確認された。
＜水分量＞
シリカ粉末中の水分量を、カールフィッシャー法により測定した。
具体的には、微量水分測定装置（三菱化学社製、モデルＣＡ－０５）を用い、粉末を水分気化機構中の石英管にセットし、電気ヒーターで室温から９００℃まで加熱しながら、脱水処理されたアルゴンガスをキャリアガスとして供給し、粉末表面から揮発した水蒸気を水分測定機構に導き、水分量を測定した。
電気ヒーターの加熱温度が２００℃となるまでに発生した水分を物理吸着水とみなし、２００℃を超え５５０℃になるまでに発生した水分を水素結合ＯＨ基由来する水とみなし、５５０℃を超え９００℃になるまでに発生した水分を孤立ＯＨ基の脱水縮合による水とした。
シリカ粉末中の水分量を、カールフィッシャー法により測定した。
具体的には、微量水分測定装置（三菱化学社製、モデルＣＡ－０５）を用い、粉末を水分気化機構中の石英管にセットし、電気ヒーターで室温から９００℃まで加熱しながら、脱水処理されたアルゴンガスをキャリアガスとして供給し、粉末表面から揮発した水蒸気を水分測定機構に導き、水分量を測定した。
電気ヒーターの加熱温度が２００℃となるまでに発生した水分を物理吸着水とみなし、２００℃を超え５５０℃になるまでに発生した水分を水素結合ＯＨ基由来する水とみなし、５５０℃を超え９００℃になるまでに発生した水分を孤立ＯＨ基の脱水縮合による水とした。
＜ＯＨ基密度＞
ＯＨ基密度については、下記の式に基づいて算出した。
ＯＨ基密度（個／ｎｍ２）＝０．０６６８×Ｐ／Ｑ
なお、上記の式中、Ｐ（ｐｐｍ）は、上記の＜水分量＞でカールフィッシャー法により測定された粉末の水分量とし、Ｑ（ｍ２／ｇ）は、上記の＜比表面積＞で窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定された粉末の比表面積とした。
表１には、物理吸着水由来のＯＨ基密度の値を記す。
ＯＨ基密度については、下記の式に基づいて算出した。
ＯＨ基密度（個／ｎｍ２）＝０．０６６８×Ｐ／Ｑ
なお、上記の式中、Ｐ（ｐｐｍ）は、上記の＜水分量＞でカールフィッシャー法により測定された粉末の水分量とし、Ｑ（ｍ２／ｇ）は、上記の＜比表面積＞で窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定された粉末の比表面積とした。
表１には、物理吸着水由来のＯＨ基密度の値を記す。
＜疎水化度＞
表面処理シリカ粉末を、大気下、２０℃、２３％ＲＨの環境下で７日間保管して、試料を準備した。
フラスコに攪拌子を入れ、液温２５℃のイオン交換水５０ｍｌを計量し水面に、試料０．２ｇを静かに浮かせた。
攪拌子を回転させ、メタノールを試料に直接かからないよう静かに滴下した。
全ての試料が水面から沈降したときのメタノール量を測定し、下記の式に基づいて、疎水化度（％）を算出した。
疎水化度（％）＝〔［メタノール滴下量（ｍＬ）］／［イオン交換水の量５０ｍＬ＋メタノール滴下量（ｍＬ）］〕×１００
表面処理シリカ粉末を、大気下、２０℃、２３％ＲＨの環境下で７日間保管して、試料を準備した。
フラスコに攪拌子を入れ、液温２５℃のイオン交換水５０ｍｌを計量し水面に、試料０．２ｇを静かに浮かせた。
攪拌子を回転させ、メタノールを試料に直接かからないよう静かに滴下した。
全ての試料が水面から沈降したときのメタノール量を測定し、下記の式に基づいて、疎水化度（％）を算出した。
疎水化度（％）＝〔［メタノール滴下量（ｍＬ）］／［イオン交換水の量５０ｍＬ＋メタノール滴下量（ｍＬ）］〕×１００
＜炭素含有量＞
表面処理シリカ粉末３ｇをアセトン３７ｇに添加し３０分間撹拌し、スラリー液を得た。その後、スラリー液を遠心分離器３５００ｒｐｍで１０分間運転し、表面処理シリカ粉末とアセトンを分離し、アセトンの上澄み溶液を廃棄した。このアセトンによる洗浄操作を２回行い、１２０℃で２時間乾燥させる。
洗浄した表面処理シリカ粉末０．３ｇ中の炭素含有量（質量％）を、炭素／硫黄同時分析計「ＣＳ－４４４ＬＳ型」（ＬＥＣＯ社製）により測定し、検量線法にて定量した。
表面処理シリカ粉末３ｇをアセトン３７ｇに添加し３０分間撹拌し、スラリー液を得た。その後、スラリー液を遠心分離器３５００ｒｐｍで１０分間運転し、表面処理シリカ粉末とアセトンを分離し、アセトンの上澄み溶液を廃棄した。このアセトンによる洗浄操作を２回行い、１２０℃で２時間乾燥させる。
洗浄した表面処理シリカ粉末０．３ｇ中の炭素含有量（質量％）を、炭素／硫黄同時分析計「ＣＳ－４４４ＬＳ型」（ＬＥＣＯ社製）により測定し、検量線法にて定量した。
＜粘度＞
５０体積％の表面処理シリカ粉末と５０体積％の液状のシリコーン樹脂（ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ１８８５Ａ）とを混合して、評価サンプルを得る。
得られた評価サンプルについて、円錐型コーン（３度）を備えるレオメータ（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製、型式 Ｍｏｄｕｌａｒ Ｃｏｍｐａｃｔ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ ＭＣＲ １０２）を用いて、３０℃下、せん断速度：１［１／ｓ］時の粘度（η１）、せん断速度：１００［１／ｓ］時の粘度（η１００）を測定した。また、η１００／η１からチキソ比を算出した。
良好：低せん断領域における粘度が低いため、分散体の流動性が良好と判断した。
不良：低せん断領域における粘度が高いか、固化のため、分散体の流動性が不良と判断した。
５０体積％の表面処理シリカ粉末と５０体積％の液状のシリコーン樹脂（ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ１８８５Ａ）とを混合して、評価サンプルを得る。
得られた評価サンプルについて、円錐型コーン（３度）を備えるレオメータ（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製、型式 Ｍｏｄｕｌａｒ Ｃｏｍｐａｃｔ Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ ＭＣＲ １０２）を用いて、３０℃下、せん断速度：１［１／ｓ］時の粘度（η１）、せん断速度：１００［１／ｓ］時の粘度（η１００）を測定した。また、η１００／η１からチキソ比を算出した。
良好：低せん断領域における粘度が低いため、分散体の流動性が良好と判断した。
不良：低せん断領域における粘度が高いか、固化のため、分散体の流動性が不良と判断した。
実施例１～１４の表面処理シリカ粉末は、比較例１～４比べて、分散体における流動性に優れる結果を示した。
この出願は、２０２２年１２月２８日に出願された日本出願特願２０２２－２１２３９８号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
Claims (7)
- シランカップリング剤で表面処理されたシリカ粒子を含む、表面処理シリカ粉末であって、
下記手順Ａに従って求められる当該表面処理シリカ粉末の疎水化度が２０％以上であり、かつ
下記手順Ｂに従って求められる当該表面処理シリカ粉末の炭素含有量をＣ（質量％）とし、窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定される当該表面処理シリカ粉末の比表面積をＳ（ｍ２／ｇ）としたとき、ＣおよびＳが、０．０２５≦Ｃ／Ｓ≦０．０７０を満たすように構成される、表面処理シリカ粉末。
（手順Ａ）
当該表面処理シリカ粉末を、大気下、２０℃、２３％ＲＨの環境下で７日間保管して、試料を準備する。
フラスコに攪拌子を入れ、液温２５℃のイオン交換水５０ｍｌを計量し水面に、試料０．２ｇを静かに浮かせる。
攪拌子を回転させ、メタノールを試料に直接かからないよう静かに滴下する。
全ての試料が水面から沈降したときのメタノール量を測定し、下記の式に基づいて、疎水化度（％）を算出する。
疎水化度（％）＝〔［メタノール滴下量（ｍＬ）］／［イオン交換水の量５０ｍＬ＋メタノール滴下量（ｍＬ）］〕×１００
（手順Ｂ）
当該表面処理シリカ粉末３ｇをアセトン３７ｇに添加し３０分間撹拌する。その後、スラリー液を遠心分離器３５００ｒｐｍで１０分間運転し、表面処理シリカ粉末とアセトンを分離し、アセトンの上澄み溶液を廃棄する。このアセトンによる洗浄操作を２回行い、１２０℃で２時間乾燥させる。
洗浄した表面処理シリカ粉末０．３ｇ中の炭素含有量（質量％）を、炭素／硫黄同時分析計により測定し、検量線法にて定量する。 - 請求項１に記載の表面処理シリカ粉末であって、
レーザー回折散乱法で測定される当該表面処理シリカ粉末の体積頻度粒度分布において、小粒子径側からの累積値が５０％となる粒子径をＤ５０としたとき、Ｄ５０が、１μｍ以上３０μｍ以下である、表面処理シリカ粉末。 - 請求項１または２に記載の表面処理シリカ粉末であって、
レーザー回折散乱法で測定される当該表面処理シリカ粉末の体積頻度粒度分布において、小粒子径側からの累積値が１０％、５０％、９０％となる粒子径を、それぞれ、Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０としたとき、（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０が、０．３以上７．５以下である、表面処理シリカ粉末。 - 請求項１または２に記載の表面処理シリカ粉末であって、
窒素ガス吸着によるＢＥＴ１点法により測定される当該表面処理シリカ粉末の前記比表面積が、１．０ｍ２／ｇ以上１２．０ｍ２／ｇ以下である、表面処理シリカ粉末。 - 請求項１または２に記載の表面処理シリカ粉末であって、
平均球形度が０．８０以上である、表面処理シリカ粉末。 - 請求項１または２に記載の表面処理シリカ粉末であって、
前記シランカップリング剤が、エポキシ基、メタクリル基、アクリル基、アミノ基、ビニル基、アルキル基、およびフェニル基からなる群から選ばれる一または二以上の官能基を有するシラン化合物を含む、表面処理シリカ粉末。 - 請求項１または２に記載の表面処理シリカ粉末であって、
下記の条件により測定される、評価サンプルのチキソ比が、０．０２１以上となるように構成される、表面処理シリカ粉末。
（条件）
５０体積％の当該表面処理シリカ粉末と５０体積％の液状のシリコーン樹脂（ＤＯＷＳＩＬ ＳＥ１８８５Ａ）とを混合して、評価サンプルを得る。
得られた評価サンプルについて、円錐型コーン（３度）を備えるレオメータを用いて、３０℃、せん断速度：１［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１とし、せん断速度：１００［１／ｓ］で測定したときの粘度をη１００としたとき、上記のチキソ比を、η１００／η１から算出する。
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