JP3853025B2 - 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3853025B2 JP3853025B2 JP13311197A JP13311197A JP3853025B2 JP 3853025 B2 JP3853025 B2 JP 3853025B2 JP 13311197 A JP13311197 A JP 13311197A JP 13311197 A JP13311197 A JP 13311197A JP 3853025 B2 JP3853025 B2 JP 3853025B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum nitride
- nitride powder
- water
- phosphoric acid
- acid compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 153
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims description 152
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 105
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 101
- -1 phosphoric acid compound Chemical class 0.000 claims description 64
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 63
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 24
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 16
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 11
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 10
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 description 36
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 16
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 16
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 15
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 14
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 11
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 10
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 10
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N diphosphoric acid Chemical compound OP(O)(=O)OP(O)(O)=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229940005657 pyrophosphoric acid Drugs 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical class O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- BLBBMBKUUHYSMI-UHFFFAOYSA-N furan-2,3,4,5-tetrol Chemical compound OC=1OC(O)=C(O)C=1O BLBBMBKUUHYSMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 4
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 3
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 239000008204 material by function Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- LJKDOMVGKKPJBH-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(O)=O LJKDOMVGKKPJBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N Metaphosphoric acid Chemical compound OP(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical compound OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 150000007860 aryl ester derivatives Chemical class 0.000 description 1
- FJTUUPVRIANHEX-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;phosphoric acid Chemical compound CCCCO.OP(O)(O)=O FJTUUPVRIANHEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- UHGIMQLJWRAPLT-UHFFFAOYSA-N octadecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O UHGIMQLJWRAPLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001117 oleyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])/C([H])=C([H])\C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- CMPQUABWPXYYSH-UHFFFAOYSA-N phenyl phosphate Chemical compound OP(O)(=O)OC1=CC=CC=C1 CMPQUABWPXYYSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229940048084 pyrophosphate Drugs 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Glanulating (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒化アルミニウム粉末は熱伝導性、機械的強度及び電気絶縁性に優れた特性を持った物質として知られており、構造用材料、機能用材料等多方面に使用されつつある。しかし、同時に窒化アルミニウム粉末は加水分解しやすいという性質も有しており、大気中の水分でさえも容易に分解し、下記（１）式に従って水酸化アルミニウムとアンモニアを生成し、窒化アルミニウム粉末の特性を失ってしまうという問題点がある。
【０００３】
ＡｌＮ＋３Ｈ２Ｏ→Ａｌ（ＯＨ）３＋ＮＨ３ ・・・・・ （１）
従って、高温用炉材等の構造用材料として使用する際、成形時に使用するバインダーが水系の場合、加水分解し窒化アルミニウム粉末の本来の特性を失うため、引火、発火性、かつ有害な有機溶剤を使用せざるを得ない。また、白板、メタライズ基板等の機能材料も加水分解による性能劣化が問題となる。また、半導体デバイス、ＩＣ等の半導体素子はパッケージで外部より保護されている。そのパッケージに、高分子材料が使用されており、高分子材料自身は熱伝導性が低いため、半導体素子を使用した回路から発生した熱を外部に放散・除去を行うため、熱伝導性に優れた無機微粒子（シリカ、窒化ほう素、窒化アルミニウム等）を樹脂用のフィラーとして使用している。近年、より高い熱伝導性を有する窒化アルミニウムがフィラーとして用いられるようになってきた。樹脂用のフィラーとして使用した場合も大気中の水分がフィルムを透過し、窒化アルミニウム粉末が加水分解を受けて、熱伝導性の低下や樹脂の劣化をもたらす。このように上記用途に窒化アルミニウム粉末を使用する際には、加水分解の進行を抑制する性質（以下、耐水性と記す）を付与する必要がある。
【０００４】
そこで従来から窒化アルミニウム粉末に耐水性を付与する検討がなされている。例えば、窒化アルミニウム粉末の表面被覆剤に重合性モノマーを使用する方法（特開平１−１７９７１１号公報）、有機系珪素カップリング剤を使用し、シロキサン結合を有するもの（特開平７−３３４１５号公報）、ヒドロキシル基、アミン基、カルボキシル基によるもの（特開平３−２６１６６５号公報、特開平６−３４５５３８号公報）、また窒化アルミニウム粉末を若干の酸素を含む雰囲気で焼成することによるα−アルミナを形成したもの（特開平４−１７５２０９号公報）等が開示されている。しかしながらこれらの方法では、充分な耐水性を得ることができない。
【０００５】
本発明者らは水の存在下で窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理し、特定量の燐酸化合物を窒化アルミニウム表面に含有させることにより、優れた耐水性を有する窒化アルミニウム粉末を得ることができた（特願平８−１１３７１号公報、特願平８−２８６７８０号公報）。しかし、多方面で更に高い耐水性を有する窒化アルミニウム粉末が求められると同時に、溶出するイオン性成分の低減の要望もある。
【０００６】
また、特願平８−２８６７８０号公報記載の方法で優れた耐水性が得られるが、燐酸化合物による処理により表面状態が変化し、未処理のものと比べると流動性が著しく低下してしまう。そのため、耐水性窒化アルミニウムは流動性が悪いために、樹脂との混練時、窒化アルミニウム粉末が凝集体を形成し樹脂に均一に分散させることが困難である。例えば、そのため、窒化アルミニウム粉末を樹脂と混練する際、篩で分級しながら混練することが必要となり、工程が増えコストアップにつながっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は▲１▼更に優れた耐水性の付与▲２▼イオン性成分の溶出の抑制▲３▼優れた流動性の付与にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、窒化アルミニウム粉末の表面に特定量の燐酸化合物を有する窒化アルミニウムが優れた耐水性を有することを知見し、更に検討した結果、特定量の燐酸化合物を窒化アルミニウム粉末の表面に含有させ且つ、特定の流動性改良剤を含有させることにより、▲１▼更に優れた耐水性の付与▲２▼イオン性成分の溶出の抑制▲３▼優れた流動性の付与という目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は流動性改良剤を含有し、且つ燐酸化合物で処理された窒化アルミニウム粉末であって、該窒化アルミニウム粉末に対して該燐酸化合物がＰ２Ｏ５換算で０．１〜１０重量％含有することを特徴とする流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末、及び水の存在下、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理し、流動性改良剤を混合することを特徴とする窒化アルミニウム粉末の製造方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる窒化アルミニウム粉末は、製法による差異は認められず、通常用いられる窒化アルミニウム粉末が使用できる。例えば、有機アルミニウム化合物とアンモニアを反応さた後、加熱する気相反応法、アルミナと炭素の混合物を窒素中で加熱するアルミナ還元法、アルミニウムと窒素で反応させる直接窒化法等で製造した窒化アルミニウム粉末がいずれも好適に使用可能である。その中でも樹脂との馴染みが良く、多量に樹脂に充填することが可能である気相反応法により得られる窒化アルミニウム粉末を使用するのが好ましい。
【００１１】
本発明でいう燐酸化合物で処理された窒化アルミニウム粉末とは、窒化アルミニウム粉末表面に燐酸化合物を含有する窒化アルミニウム粉末であって、窒化アルミニウム粉末表面のアルミニウムの少なくとも一部が燐酸アルミニウム結合（Ａｌ−Ｏ−Ｐ）を形成している窒化アルミニウム粉末をいい、その周辺の結合状態が特定されるものではない。おそらくは、この燐酸アルミニウムの層が耐水性の層であると本発明者らは考えており、Ａｌ−Ｏ−Ｐ結合の多少により、高温耐水性、長時間耐水性等の性能を付与できることを実験的に確認している。
【００１２】
また、本発明では窒化アルミニウム粉末の表面に存在する燐酸化合物（燐酸アルミニウム）のＰ２Ｏ５換算で含有量を特定することによって、窒化アルミニウムに優れた耐水性を付与することができる。
【００１３】
この耐水性窒化アルミニウム粉末は、燐酸化合物をＰ２Ｏ５換算で０．１〜１０重量％の範囲で含有する必要があり、好ましくは、０．３〜８重量％、更に好ましくは、０．５〜６重量の範囲が好適である。耐水性窒化アルミニウム粉末のＰ２Ｏ５含有量が０．１重量％未満では、所望の耐水性を得ることができず、また、１０重量％を超えると、所望の耐水性と流動性は得られるが、窒化アルミニウムの酸素含有量が高くなり窒化アルミニウム粉末本来の特性である熱伝導性を損なう。また、未反応の燐酸化合物が多くなるため、溶出性の燐酸化合物が増加し、溶出性のイオン性成分の増加につながるので好ましくない。
【００１４】
本発明の窒化アルミニウム粉末の燐酸化合物での処理とは、燐酸化合物と窒化アルミニウム粉末を接触させる操作をいい、例えば窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物溶液に分散させることや窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物溶液に練り込みペースト状にすること等が挙げられる。燐酸化合物と窒化アルミニウムが接触する操作であれば、どのような方法でもよい。
【００１５】
本発明でいう燐酸化合物とは、窒化アルミニウム粉末表面のアルミニウムと反応して燐酸アルミニウム結合（Ａｌ−Ｏ−Ｐ結合）を形成し、最終的には窒化アルミニウム粉末を燐酸アルミニウム層で被覆する能力を有する燐酸化合物を意味し、例えば、オルト燐酸、メタ燐酸、ピロ燐酸、ポリ燐酸、ホスホン酸等の無機燐酸化合物やメチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、ラウリルアッシドホスフェート、パルミチルアッシドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、フェニルアシッドホスフェート、ノニルフェニルアシッドホスフェート等の酸性燐酸エステル類、ジ−２−エチルヘキシルピロホスフェート等のピロ燐酸又はポリ燐酸のモノ若しくはジアルキル、アルケニル又はアリールエステル類、メチレンホスホン酸、アミノメチレンホスホン酸等のホスホン酸類及びそのエステル類等の有機燐酸化合物等がその例として挙げられる。また、二種類以上の燐酸化合物の混合物でもかまわない。
【００１６】
本発明では燐酸化合物を溶液として用いる。その際、上記の燐酸化合物を水または水と有機溶剤に溶解したものを用いる。用いる水としては、純水でも市水でもよい。また、有機溶剤としては、燐酸化合物が溶解するものなら何でもよいが、水の存在が必要なことから水溶性であることが好ましい。例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、テトラヒドロキシフラン（ＴＨＦ）等が挙げられる。このような水溶性の有機溶剤に溶けない燐酸化合物の場合、水溶性の有機溶剤と共にヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン等の非水溶性の有機溶剤を併用してもよい。
ここで用いる燐酸化合物の濃度は、特に限定されるものではないが、濃度が０．０１重量％以下では、所望の耐水性が得られないので好ましくない。
【００１７】
窒化アルミニウム粉末に対する燐酸化合物の使用量は、窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して０．０３〜２００重量部の範囲が好ましく、更に好ましくは０．３〜１００重量部、最も好ましくは０．３〜６０重量部が好適である。窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して０．０３重量部未満では、所望の耐水性を得ることができず、また、２００重量部を超えると、所望の耐水性及び流動性は得られるが、窒化アルミニウムの酸素含有量が高くなり窒化アルミニウム本来の特性である熱伝導性を損なうので好ましくない。また、未反応の燐酸化合物が多くなるため、溶出性の燐酸化合物が増加し、溶出性のイオン性成分の増加につながるので好ましくない。
【００１８】
窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理する際に水が存在することが、本発明では重要なポイントとなる。というのは、水が存在することにより窒化アルミニウム粉末の表面を強制的に加水分解し、燐酸化合物と反応する活性点である水酸化アルミニウムを発生させる。この活性点の増加により燐酸アルミニウム結合（燐酸アルミニウムの層）の形成を促進するので、高い耐水性が得られる。このことについては、発明者らは実験的に確認している。水の使用量は窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して１重量部以上必要である。窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して１重量部未満では活性点が増加しないため耐水性の層の形成を促進されず、高い耐水性は得られないので好ましくない。また、耐水性の層の形成は、非常に速いので水による加水分解が進行し、窒化アルミニウム粉末本来の特性を損なうことはない。
【００１９】
窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理する温度は、燐酸化合物や水の使用量等の条件により一概にはいえないが、０〜１００℃の範囲が好ましく、更に好ましくは１８〜５０℃が好適である。処理する温度が０℃未満では、窒化アルミニウム表面が加水分解しにくいので、燐酸化合物との反応する活性点が増加しないため、燐酸化合物との反応が進行しないので、所望の耐水性が得らない、また、処理する温度が１００℃を超えると、耐水性は得られるが、窒化アルミニウム粉末と燐酸化合物の反応が進行し過ぎて窒化アルミニウム粉末本来の特性を損なってしまうので好ましくない。
【００２０】
窒化アルミニウム粉末と燐酸化合物を処理する時間は、燐酸化合物の濃度、使用量、温度等により一概にはいえないが１〜１２０分が好ましく、更に好ましくは、５〜６０分が好適である。
【００２１】
上記の燐酸化合物の処理に加えて、更に流動性改良剤の混合を行うことで、窒化アルミニウム粉末への▲１▼更に優れた耐水性の付与▲２▼イオン性成分の溶出の抑制▲３▼優れた流動性の付与という目的を達成することができる。著しい性能向上の理由としては、燐酸アルミニウムの層を有する窒化アルミニウム粉末の表面に流動性改良剤の粒子が存在するためと推測している。おそらく、燐酸化合物を有する窒化アルミニウム粉末表面に流動性改良剤の粒子が存在することより、未反応の燐酸化合物の溶出が抑制されることによって、燐酸化合物の溶出による耐水性の低下が抑えられ、結果として、耐水性の向上とイオン性成分の溶出の抑制をもたらすと考えてよい。
【００２２】
本発明でいう流動性改質剤としてはシリカ、アルミナ、チタニア、窒化ほう素及び表面に親油性基を有する無機粉末等が挙げられる。また、２種類以上の流動性改質剤の混合物でもかまわない。これらの流動性改質剤の粒径は１μｍ以下が好ましい。
【００２３】
本発明の表面に親油性基を有する無機粉末とは、無機粉末の表面を樹脂、シリコンオイル、シリコーンやフッ素化合物等で被覆して、無機粉末の表面を親油性基で覆われた無機粉末のことを意味する。例えば、表面に親油性基を有するシリカ（以下、撥水性シリカと記す）等が挙げられる。
【００２４】
特に、流動性改質剤として表面に親油性基を有する無機粉末を用いた場合、窒化アルミニウムの耐水性、流動性が著しく改善され、更にイオン性成分の溶出を抑制する効果も大きい。その上、窒化アルミニウムと表面に親油性基を有する無機粉末が混合することで、樹脂との馴染みも他のものより向上するので、樹脂への分散性も著しく向上する。
【００２５】
流動性改良剤として表面に親油性基を有する無機粉末を用いる場合、混合の際に分散剤として有機溶剤を用いると、他の方法と比較すると耐水性の向上及びイオン性成分の溶出抑制の効果が非常に大きい。分散剤を用いて表面に親油性基を有する無機粉末を混合する方法が他の方法に類を見ない程に耐水性の向上及びイオン性成分の溶出抑制の効果をもたらす理由としては、おそらく有機溶剤により無機粉末表面の親油性の被覆剤が溶出し、この親油性の被覆剤が窒化アルミニウム表面を覆うため窒化アルミニウム表面をすきまなく被覆することとなり、流動性改良剤の粒子が窒化アルミニウム表面に存在するだけのものよりも耐水性の向上とイオン性成分の溶出の効果が大きくなる、と推測している。無機粉末表面にどのような親油性の被覆剤を含有するものでも同様の効果が得られるが、特に、無機粉末の表面をシリコンオイルで被覆した無機粉末が有用である。ここで用いる分散剤としての有機溶媒は水溶性のものならば、何でもよく、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、テトラヒドロキシフラン（ＴＨＦ）等が挙げられる。また、ヘプタン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、クロロホルム等の非水溶性の有機溶剤を併用してもよい。
【００２６】
分散剤を用いた表面に親油性基を有する無機粉末の混合は、燐酸化合物処理の後でも燐酸化合物処理の際のいつでもよく、均一に混合することができればいつ行ってもよい。
燐酸化合物で処理の後に混合する方法としては、窒化アルミニウム粉末又は表面に親油性基を有する無機粉末をスラリーとして、ミキサーやボールミル等を用いて均一に混合する方法等がある。
【００２７】
燐酸化合物で処理の際に混合する方法としては、予め分散剤で表面に親油性基を有する無機粉末をスラリー又はペースト状にして混合する方法と分散剤が含まれている燐酸化合物溶液中の表面に親油性基を有する無機粉末をそのまま添加し、混合する方法等がある。前者の方が分散剤の使用量が少量でよく、低コストで製造できる。特に、オルト燐酸等の無機燐酸の水溶液で窒化アルミニウム粉末を処理し、流動性改良剤として表面に親油性基を有する無機粉末を用いる場合、均一に混合するために分散剤として有機溶媒を用いて流動性改良剤をスラリー又はペースト状にする必要がある。
【００２８】
分散剤を使用しない場合、流動性改良剤の混合は、燐酸化合物処理の後でも、燐酸化合物処理の際に行ってもよく、流動性改良剤が均一に窒化アルミニウム粉末と混合できればよい。
燐酸化合物処理の後、流動性改良剤を混合する方法としては、ヘンシェルミキサー、Ｖブレンダー等を用いて、粉体同士を混合する方法とボールミルを用いて、粉砕混合する方法がある。後者の方法の方が性能の向上の効果が大きい。
【００２９】
燐酸化合物処理の際に流動性改良剤を混合する方法としては、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物溶液に分散させてスラリーに流動性改良剤を分散させる方法、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物溶液に練り込みペースト状に流動性改良剤を練り込む方法や、前もって流動性改良剤を燐酸化合物溶液に分散させた後、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理する方法等がある。また、流動性改良剤を溶媒でスラリー又はペースト状にしてから混合してもかまわない。
【００３０】
燐酸化合物での処理及び流動性改良剤の混合を行った窒化アルミニウムのスラリーを濾過し、過剰の燐酸化合物を取り除くため、水または有機溶媒で洗浄を行った後、乾燥、粉砕する。この濾過〜乾燥を繰り返すことにより、より高純度の流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末が得られる。また、燐酸化合物で処理及び流動性改良剤の混合を行った窒化アルミニウム粉末のスラリーをそのままスプレードライを用いて乾燥する方法、また上記したように濾過してそのケーキを乾燥する方法等いずれの方法でも構わない。
窒化アルミニウムスラリーの濾過は、ヌッチェ、遠心濾過機等を使用する。また、濾過を行わずそのまま乾燥を行ってもよい。
【００３１】
所定量の燐酸化合物及び流動性改良剤を用いて窒化アルミニウム粉末をペースト状にして処理を行った場合は、そのまま乾燥し、粉砕することで所望の流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末を得ることができる。この方法により流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末を低コストで多量に製造することができる。
【００３２】
乾燥方法としては、濾過したケーキ、スラリーやペーストを８０〜３００℃で３〜２４時間乾燥させる。用いる乾燥機には、熱風乾燥機、蒸気乾燥機等を用いるのが好ましい。
【００３３】
粉砕には、ジェットミル、サンプルミル、ボールミル等を用いる。また、ここでいう粉砕は、二次粒子を一次粒子にすることであり、被覆表面を破壊するものではない。
【００３４】
以上のような方法で得た流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末に対し、以下の方法で更にイオン性成分の溶出を抑制することができる。つまり、イオン性成分の溶出を抑制する方法としては、１５０〜６００℃で加熱処理することにより燐酸アルミニウム結合（Ａｌ−Ｏ−Ｐ）の生成を促進させる方法や洗浄により溶出性のイオン性成分の除去をする方法等がある。また、加熱処理と洗浄を組み合わせることにより効果的にイオン性成分の溶出を抑制することができる。これらのイオン性成分の溶出を抑制する方法を用いることにより、更に高純度の流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末が得られる。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明を実施例をもって説明する。％及び部は特記しないかぎり重量基準で表す。
実施例１
２．４％オルト燐酸水溶液５６．８部（オルト燐酸１．４部、水５５．４部）に予め、窒化アルミニウム粉末に対して２％の撥水性シリカをメタノールでスラリーにして加え、オルト燐酸水溶液中に分散させた。次に前記のオルト燐酸水溶液に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加え、５Ｌのニーダーで練り込みペースト状とし、３０℃で３０分間処理を行った。この混合物を１２０℃、８時間乾燥し、乾燥後、ジェットミルで粉砕し、窒化アルミニウム粉末を得た。
【００３６】
得られた窒化アルミニウム粉末の評価試験は下記の方法で行った。
・窒化アルミニウム粉末の表面の燐含有量
窒化アルミニウム粉末１．５ｇを水酸化ナトリウム水溶液中で、加熱溶解し、中和後、比色分析を行い、耐水性窒化アルミニウム粉末表面の燐含有量を測定した。
・窒化アルミニウム粉末の耐水性試験
純水１００ｇを１００℃まで加熱し、１００℃に達した純水中に窒化アルミニウム粉末１ｇを分散させ、分散後の分散液のｐＨ変化を経時的に測定した。
・電気伝導率の測定
耐水性試験を行った分散液を濾過し、その濾液の電気伝導率を測定することで、溶出イオン性成分の評価を行った。
・また、安息角を測定することで、流動性の評価を行った。
・窒化アルミニウム粉末の溶出性テスト
テフロンコーティングをしたステンレス製容器に純水１００ｇと窒化アルミニウム粉末１２．５ｇを入れて容器を密閉した。これを１２０℃で２４時間加熱し、冷却後濾過し、その濾液のｐＨ及び電気伝導率を測定した。
これらの評価結果を表１に示す。
【００３７】
実施例２〜３
撥水性シリカの添加量を５％、１０％に変更した以外は実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００３８】
実施例４
２．４％オルト燐酸水溶液を６．８％オルト燐酸水溶液６０．５部（オルト燐酸４．１部、水５６．４部）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００３９】
実施例５
２．４％オルト燐酸水溶液を１５．８％オルト燐酸水溶液６９．７部（オルト燐酸１１部、水５８．７部）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末のを得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４０】
実施例６〜７
流動性改良剤をアルミナ、窒化ほう素に変更した以外は、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４１】
実施例８
容量５Ｌのガラス製容器に１３％ピロ燐酸水溶液２３０部（ピロ燐酸３０部、水２００部）を入れ、このピロ燐酸水溶液に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加えて水溶液中に分散させ、処理温度８０℃で１５分間処理を行い窒化アルミニウム粉末のスラリーを得た。更に、窒化アルミニウム粉末に対して２％の撥水性シリカをメタノールでスラリーにし、窒化アルミニウム粉末のスラリーに分散させた。このスラリーを濾過し、過剰のピロ燐酸水溶液を取り除くため２００部の水で洗浄を行った後、１２０℃、３時間、乾燥し、乾燥後、ジェットミルで粉砕し窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４２】
実施例９
容量５Ｌのガラス製容器にイソプロパノール／純水＝９／１（重量比）の割合のものを２５０部とエチルアシッドホスフェート３０部を混合し、この混合液に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加え分散させ、処理温度５０℃で３０分間処理を行った（窒化アルミニウム粉末／エチルアシッドホスフェート／水＝１００部／３０部／２５部）。更に、窒化アルミニウム粉末に対して２％の撥水性シリカを分散させた。このスラリーを濾過し、過剰のエチルアシッドホスフェートを取り除くため、１０００部のイソプロパノールで洗浄した。これを８０℃、５時間乾燥した後、ジェットミルで粉砕し、窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４３】
実施例１０
５Ｌのニーダーで２．４％オルト燐酸水溶液５６．８部（オルト燐酸１．４部、水５５．４部）に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加え、練り込みペースト状とし、３０℃で３０分間処理を行った。この混合物を１２０℃、８時間乾燥し、乾燥後、ジェットミルで粉砕し、耐水性窒化アルミニウム粉末を得た。更に、この耐水性窒化アルミニウム粉末に対して撥水性シリカを２％添加し、アルミナ製のボールを容量１Ｌの磁製ポットに入れ、１２０回転で１時間混合粉砕を行い、窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４４】
実施例１１
２．４％オルト燐酸水溶液５６．８部（オルト燐酸１．４部、水５５．４部）に予め、窒化アルミニウム粉末に対して２％の撥水性シリカをメタノールでスラリーにして加え、オルト燐酸水溶液中に分散させた。次に前記のオルト燐酸水溶液に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加え、５Ｌのニーダーで練り込みペースト状とし、３０℃で３０分間処理を行った。この混合物を１２０℃、８時間乾燥し、更に３００℃で５時間加熱処理をした後、ジェットミルで粉砕し、窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４５】
実施例１２〜１３
撥水性シリカの添加量を３％、４％に変更した以外は実施例１１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４６】
実施例１４〜１６
実施例１１〜１３で得た窒化アルミニウム粉末を１００℃の純水で洗浄し、濾過乾燥後、ジェットミルで粉砕し、窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４７】
比較例１
実施例１の撥水性シリカを除いた他は実施例１と同様に行った。
【００４８】
得られた耐水性窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４９】
比較例２〜３
実施例４及び５の撥水性シリカを除いた他は実施例１と同様に行った。
得られた耐水性窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００５０】
比較例４
２．４％オルト燐酸水溶液を２１．５％オルト燐酸水溶液７７．１部（オルト燐酸１６．６部、水６０．５部）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた耐水性窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００５１】
実施例１７〜３２
珪素樹脂１００部に対し、アルミナ粒子とシリカ粒子をそれぞれ１５０部及び実施例１〜１６の操作で得た窒化アルミニウム粉末１００部を混合し、ニーダーで１０分間混練して、窒化アルミニウム含有の珪素樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、１５０メッシュのストレーナーを通して押し出し成形したが、ストレーナーを通らない程の凝集物は認められなかった。
【００５２】
比較例５〜７
比較例１〜３の操作で得た耐水性窒化アルミニウム粉末を用いた以外は実施例１７と同様の方法で窒化アルミニウム含有の珪素樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、１５０メッシュのストレーナーを通して押し出し成形したが、ストレーナーを通らない凝集物が認められた。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【発明の効果】
本発明によって得られる窒化アルミニウム粉末は、非常に高い耐水性を有し、更に、イオン性成分の溶出も抑制できる。また、優れた流動性を付与でき、凝集体を形成することがないので、樹脂への混練の際樹脂中に均一に分散することができる。
また、放熱が要求される電子部品の封止材、電子部品の接着材料や積層基板の成形材料等の樹脂材料用のフィラーとして有用である。また、耐水性が非常に高く、イオン性成分の溶出が少ないので、高温耐湿下でも使用でき、従来技術より信頼性の高い製品を得ることができる。
さらに、高温用炉材等の構造用材料として使用する際、成形時にバインダーとして水系のものを使用しても、加水分解しないので、窒化アルミニウム粉末の本来の特性を失うことがない。すなわち、本発明の窒化アルミニウム粉末を用いれば、引火性、且つ有害な有機溶媒をバインダーとして用いる必要がなく、安価な水が使用できるので、環境面の改善と安価なコストで高温炉材等を製造できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒化アルミニウム粉末は熱伝導性、機械的強度及び電気絶縁性に優れた特性を持った物質として知られており、構造用材料、機能用材料等多方面に使用されつつある。しかし、同時に窒化アルミニウム粉末は加水分解しやすいという性質も有しており、大気中の水分でさえも容易に分解し、下記（１）式に従って水酸化アルミニウムとアンモニアを生成し、窒化アルミニウム粉末の特性を失ってしまうという問題点がある。
【０００３】
ＡｌＮ＋３Ｈ２Ｏ→Ａｌ（ＯＨ）３＋ＮＨ３ ・・・・・ （１）
従って、高温用炉材等の構造用材料として使用する際、成形時に使用するバインダーが水系の場合、加水分解し窒化アルミニウム粉末の本来の特性を失うため、引火、発火性、かつ有害な有機溶剤を使用せざるを得ない。また、白板、メタライズ基板等の機能材料も加水分解による性能劣化が問題となる。また、半導体デバイス、ＩＣ等の半導体素子はパッケージで外部より保護されている。そのパッケージに、高分子材料が使用されており、高分子材料自身は熱伝導性が低いため、半導体素子を使用した回路から発生した熱を外部に放散・除去を行うため、熱伝導性に優れた無機微粒子（シリカ、窒化ほう素、窒化アルミニウム等）を樹脂用のフィラーとして使用している。近年、より高い熱伝導性を有する窒化アルミニウムがフィラーとして用いられるようになってきた。樹脂用のフィラーとして使用した場合も大気中の水分がフィルムを透過し、窒化アルミニウム粉末が加水分解を受けて、熱伝導性の低下や樹脂の劣化をもたらす。このように上記用途に窒化アルミニウム粉末を使用する際には、加水分解の進行を抑制する性質（以下、耐水性と記す）を付与する必要がある。
【０００４】
そこで従来から窒化アルミニウム粉末に耐水性を付与する検討がなされている。例えば、窒化アルミニウム粉末の表面被覆剤に重合性モノマーを使用する方法（特開平１−１７９７１１号公報）、有機系珪素カップリング剤を使用し、シロキサン結合を有するもの（特開平７−３３４１５号公報）、ヒドロキシル基、アミン基、カルボキシル基によるもの（特開平３−２６１６６５号公報、特開平６−３４５５３８号公報）、また窒化アルミニウム粉末を若干の酸素を含む雰囲気で焼成することによるα−アルミナを形成したもの（特開平４−１７５２０９号公報）等が開示されている。しかしながらこれらの方法では、充分な耐水性を得ることができない。
【０００５】
本発明者らは水の存在下で窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理し、特定量の燐酸化合物を窒化アルミニウム表面に含有させることにより、優れた耐水性を有する窒化アルミニウム粉末を得ることができた（特願平８−１１３７１号公報、特願平８−２８６７８０号公報）。しかし、多方面で更に高い耐水性を有する窒化アルミニウム粉末が求められると同時に、溶出するイオン性成分の低減の要望もある。
【０００６】
また、特願平８−２８６７８０号公報記載の方法で優れた耐水性が得られるが、燐酸化合物による処理により表面状態が変化し、未処理のものと比べると流動性が著しく低下してしまう。そのため、耐水性窒化アルミニウムは流動性が悪いために、樹脂との混練時、窒化アルミニウム粉末が凝集体を形成し樹脂に均一に分散させることが困難である。例えば、そのため、窒化アルミニウム粉末を樹脂と混練する際、篩で分級しながら混練することが必要となり、工程が増えコストアップにつながっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は▲１▼更に優れた耐水性の付与▲２▼イオン性成分の溶出の抑制▲３▼優れた流動性の付与にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、窒化アルミニウム粉末の表面に特定量の燐酸化合物を有する窒化アルミニウムが優れた耐水性を有することを知見し、更に検討した結果、特定量の燐酸化合物を窒化アルミニウム粉末の表面に含有させ且つ、特定の流動性改良剤を含有させることにより、▲１▼更に優れた耐水性の付与▲２▼イオン性成分の溶出の抑制▲３▼優れた流動性の付与という目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明は流動性改良剤を含有し、且つ燐酸化合物で処理された窒化アルミニウム粉末であって、該窒化アルミニウム粉末に対して該燐酸化合物がＰ２Ｏ５換算で０．１〜１０重量％含有することを特徴とする流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末、及び水の存在下、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理し、流動性改良剤を混合することを特徴とする窒化アルミニウム粉末の製造方法に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いる窒化アルミニウム粉末は、製法による差異は認められず、通常用いられる窒化アルミニウム粉末が使用できる。例えば、有機アルミニウム化合物とアンモニアを反応さた後、加熱する気相反応法、アルミナと炭素の混合物を窒素中で加熱するアルミナ還元法、アルミニウムと窒素で反応させる直接窒化法等で製造した窒化アルミニウム粉末がいずれも好適に使用可能である。その中でも樹脂との馴染みが良く、多量に樹脂に充填することが可能である気相反応法により得られる窒化アルミニウム粉末を使用するのが好ましい。
【００１１】
本発明でいう燐酸化合物で処理された窒化アルミニウム粉末とは、窒化アルミニウム粉末表面に燐酸化合物を含有する窒化アルミニウム粉末であって、窒化アルミニウム粉末表面のアルミニウムの少なくとも一部が燐酸アルミニウム結合（Ａｌ−Ｏ−Ｐ）を形成している窒化アルミニウム粉末をいい、その周辺の結合状態が特定されるものではない。おそらくは、この燐酸アルミニウムの層が耐水性の層であると本発明者らは考えており、Ａｌ−Ｏ−Ｐ結合の多少により、高温耐水性、長時間耐水性等の性能を付与できることを実験的に確認している。
【００１２】
また、本発明では窒化アルミニウム粉末の表面に存在する燐酸化合物（燐酸アルミニウム）のＰ２Ｏ５換算で含有量を特定することによって、窒化アルミニウムに優れた耐水性を付与することができる。
【００１３】
この耐水性窒化アルミニウム粉末は、燐酸化合物をＰ２Ｏ５換算で０．１〜１０重量％の範囲で含有する必要があり、好ましくは、０．３〜８重量％、更に好ましくは、０．５〜６重量の範囲が好適である。耐水性窒化アルミニウム粉末のＰ２Ｏ５含有量が０．１重量％未満では、所望の耐水性を得ることができず、また、１０重量％を超えると、所望の耐水性と流動性は得られるが、窒化アルミニウムの酸素含有量が高くなり窒化アルミニウム粉末本来の特性である熱伝導性を損なう。また、未反応の燐酸化合物が多くなるため、溶出性の燐酸化合物が増加し、溶出性のイオン性成分の増加につながるので好ましくない。
【００１４】
本発明の窒化アルミニウム粉末の燐酸化合物での処理とは、燐酸化合物と窒化アルミニウム粉末を接触させる操作をいい、例えば窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物溶液に分散させることや窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物溶液に練り込みペースト状にすること等が挙げられる。燐酸化合物と窒化アルミニウムが接触する操作であれば、どのような方法でもよい。
【００１５】
本発明でいう燐酸化合物とは、窒化アルミニウム粉末表面のアルミニウムと反応して燐酸アルミニウム結合（Ａｌ−Ｏ−Ｐ結合）を形成し、最終的には窒化アルミニウム粉末を燐酸アルミニウム層で被覆する能力を有する燐酸化合物を意味し、例えば、オルト燐酸、メタ燐酸、ピロ燐酸、ポリ燐酸、ホスホン酸等の無機燐酸化合物やメチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、２−エチルヘキシルアシッドホスフェート、ラウリルアッシドホスフェート、パルミチルアッシドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、フェニルアシッドホスフェート、ノニルフェニルアシッドホスフェート等の酸性燐酸エステル類、ジ−２−エチルヘキシルピロホスフェート等のピロ燐酸又はポリ燐酸のモノ若しくはジアルキル、アルケニル又はアリールエステル類、メチレンホスホン酸、アミノメチレンホスホン酸等のホスホン酸類及びそのエステル類等の有機燐酸化合物等がその例として挙げられる。また、二種類以上の燐酸化合物の混合物でもかまわない。
【００１６】
本発明では燐酸化合物を溶液として用いる。その際、上記の燐酸化合物を水または水と有機溶剤に溶解したものを用いる。用いる水としては、純水でも市水でもよい。また、有機溶剤としては、燐酸化合物が溶解するものなら何でもよいが、水の存在が必要なことから水溶性であることが好ましい。例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、テトラヒドロキシフラン（ＴＨＦ）等が挙げられる。このような水溶性の有機溶剤に溶けない燐酸化合物の場合、水溶性の有機溶剤と共にヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン等の非水溶性の有機溶剤を併用してもよい。
ここで用いる燐酸化合物の濃度は、特に限定されるものではないが、濃度が０．０１重量％以下では、所望の耐水性が得られないので好ましくない。
【００１７】
窒化アルミニウム粉末に対する燐酸化合物の使用量は、窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して０．０３〜２００重量部の範囲が好ましく、更に好ましくは０．３〜１００重量部、最も好ましくは０．３〜６０重量部が好適である。窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して０．０３重量部未満では、所望の耐水性を得ることができず、また、２００重量部を超えると、所望の耐水性及び流動性は得られるが、窒化アルミニウムの酸素含有量が高くなり窒化アルミニウム本来の特性である熱伝導性を損なうので好ましくない。また、未反応の燐酸化合物が多くなるため、溶出性の燐酸化合物が増加し、溶出性のイオン性成分の増加につながるので好ましくない。
【００１８】
窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理する際に水が存在することが、本発明では重要なポイントとなる。というのは、水が存在することにより窒化アルミニウム粉末の表面を強制的に加水分解し、燐酸化合物と反応する活性点である水酸化アルミニウムを発生させる。この活性点の増加により燐酸アルミニウム結合（燐酸アルミニウムの層）の形成を促進するので、高い耐水性が得られる。このことについては、発明者らは実験的に確認している。水の使用量は窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して１重量部以上必要である。窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して１重量部未満では活性点が増加しないため耐水性の層の形成を促進されず、高い耐水性は得られないので好ましくない。また、耐水性の層の形成は、非常に速いので水による加水分解が進行し、窒化アルミニウム粉末本来の特性を損なうことはない。
【００１９】
窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理する温度は、燐酸化合物や水の使用量等の条件により一概にはいえないが、０〜１００℃の範囲が好ましく、更に好ましくは１８〜５０℃が好適である。処理する温度が０℃未満では、窒化アルミニウム表面が加水分解しにくいので、燐酸化合物との反応する活性点が増加しないため、燐酸化合物との反応が進行しないので、所望の耐水性が得らない、また、処理する温度が１００℃を超えると、耐水性は得られるが、窒化アルミニウム粉末と燐酸化合物の反応が進行し過ぎて窒化アルミニウム粉末本来の特性を損なってしまうので好ましくない。
【００２０】
窒化アルミニウム粉末と燐酸化合物を処理する時間は、燐酸化合物の濃度、使用量、温度等により一概にはいえないが１〜１２０分が好ましく、更に好ましくは、５〜６０分が好適である。
【００２１】
上記の燐酸化合物の処理に加えて、更に流動性改良剤の混合を行うことで、窒化アルミニウム粉末への▲１▼更に優れた耐水性の付与▲２▼イオン性成分の溶出の抑制▲３▼優れた流動性の付与という目的を達成することができる。著しい性能向上の理由としては、燐酸アルミニウムの層を有する窒化アルミニウム粉末の表面に流動性改良剤の粒子が存在するためと推測している。おそらく、燐酸化合物を有する窒化アルミニウム粉末表面に流動性改良剤の粒子が存在することより、未反応の燐酸化合物の溶出が抑制されることによって、燐酸化合物の溶出による耐水性の低下が抑えられ、結果として、耐水性の向上とイオン性成分の溶出の抑制をもたらすと考えてよい。
【００２２】
本発明でいう流動性改質剤としてはシリカ、アルミナ、チタニア、窒化ほう素及び表面に親油性基を有する無機粉末等が挙げられる。また、２種類以上の流動性改質剤の混合物でもかまわない。これらの流動性改質剤の粒径は１μｍ以下が好ましい。
【００２３】
本発明の表面に親油性基を有する無機粉末とは、無機粉末の表面を樹脂、シリコンオイル、シリコーンやフッ素化合物等で被覆して、無機粉末の表面を親油性基で覆われた無機粉末のことを意味する。例えば、表面に親油性基を有するシリカ（以下、撥水性シリカと記す）等が挙げられる。
【００２４】
特に、流動性改質剤として表面に親油性基を有する無機粉末を用いた場合、窒化アルミニウムの耐水性、流動性が著しく改善され、更にイオン性成分の溶出を抑制する効果も大きい。その上、窒化アルミニウムと表面に親油性基を有する無機粉末が混合することで、樹脂との馴染みも他のものより向上するので、樹脂への分散性も著しく向上する。
【００２５】
流動性改良剤として表面に親油性基を有する無機粉末を用いる場合、混合の際に分散剤として有機溶剤を用いると、他の方法と比較すると耐水性の向上及びイオン性成分の溶出抑制の効果が非常に大きい。分散剤を用いて表面に親油性基を有する無機粉末を混合する方法が他の方法に類を見ない程に耐水性の向上及びイオン性成分の溶出抑制の効果をもたらす理由としては、おそらく有機溶剤により無機粉末表面の親油性の被覆剤が溶出し、この親油性の被覆剤が窒化アルミニウム表面を覆うため窒化アルミニウム表面をすきまなく被覆することとなり、流動性改良剤の粒子が窒化アルミニウム表面に存在するだけのものよりも耐水性の向上とイオン性成分の溶出の効果が大きくなる、と推測している。無機粉末表面にどのような親油性の被覆剤を含有するものでも同様の効果が得られるが、特に、無機粉末の表面をシリコンオイルで被覆した無機粉末が有用である。ここで用いる分散剤としての有機溶媒は水溶性のものならば、何でもよく、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、テトラヒドロキシフラン（ＴＨＦ）等が挙げられる。また、ヘプタン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、クロロホルム等の非水溶性の有機溶剤を併用してもよい。
【００２６】
分散剤を用いた表面に親油性基を有する無機粉末の混合は、燐酸化合物処理の後でも燐酸化合物処理の際のいつでもよく、均一に混合することができればいつ行ってもよい。
燐酸化合物で処理の後に混合する方法としては、窒化アルミニウム粉末又は表面に親油性基を有する無機粉末をスラリーとして、ミキサーやボールミル等を用いて均一に混合する方法等がある。
【００２７】
燐酸化合物で処理の際に混合する方法としては、予め分散剤で表面に親油性基を有する無機粉末をスラリー又はペースト状にして混合する方法と分散剤が含まれている燐酸化合物溶液中の表面に親油性基を有する無機粉末をそのまま添加し、混合する方法等がある。前者の方が分散剤の使用量が少量でよく、低コストで製造できる。特に、オルト燐酸等の無機燐酸の水溶液で窒化アルミニウム粉末を処理し、流動性改良剤として表面に親油性基を有する無機粉末を用いる場合、均一に混合するために分散剤として有機溶媒を用いて流動性改良剤をスラリー又はペースト状にする必要がある。
【００２８】
分散剤を使用しない場合、流動性改良剤の混合は、燐酸化合物処理の後でも、燐酸化合物処理の際に行ってもよく、流動性改良剤が均一に窒化アルミニウム粉末と混合できればよい。
燐酸化合物処理の後、流動性改良剤を混合する方法としては、ヘンシェルミキサー、Ｖブレンダー等を用いて、粉体同士を混合する方法とボールミルを用いて、粉砕混合する方法がある。後者の方法の方が性能の向上の効果が大きい。
【００２９】
燐酸化合物処理の際に流動性改良剤を混合する方法としては、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物溶液に分散させてスラリーに流動性改良剤を分散させる方法、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物溶液に練り込みペースト状に流動性改良剤を練り込む方法や、前もって流動性改良剤を燐酸化合物溶液に分散させた後、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理する方法等がある。また、流動性改良剤を溶媒でスラリー又はペースト状にしてから混合してもかまわない。
【００３０】
燐酸化合物での処理及び流動性改良剤の混合を行った窒化アルミニウムのスラリーを濾過し、過剰の燐酸化合物を取り除くため、水または有機溶媒で洗浄を行った後、乾燥、粉砕する。この濾過〜乾燥を繰り返すことにより、より高純度の流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末が得られる。また、燐酸化合物で処理及び流動性改良剤の混合を行った窒化アルミニウム粉末のスラリーをそのままスプレードライを用いて乾燥する方法、また上記したように濾過してそのケーキを乾燥する方法等いずれの方法でも構わない。
窒化アルミニウムスラリーの濾過は、ヌッチェ、遠心濾過機等を使用する。また、濾過を行わずそのまま乾燥を行ってもよい。
【００３１】
所定量の燐酸化合物及び流動性改良剤を用いて窒化アルミニウム粉末をペースト状にして処理を行った場合は、そのまま乾燥し、粉砕することで所望の流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末を得ることができる。この方法により流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末を低コストで多量に製造することができる。
【００３２】
乾燥方法としては、濾過したケーキ、スラリーやペーストを８０〜３００℃で３〜２４時間乾燥させる。用いる乾燥機には、熱風乾燥機、蒸気乾燥機等を用いるのが好ましい。
【００３３】
粉砕には、ジェットミル、サンプルミル、ボールミル等を用いる。また、ここでいう粉砕は、二次粒子を一次粒子にすることであり、被覆表面を破壊するものではない。
【００３４】
以上のような方法で得た流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末に対し、以下の方法で更にイオン性成分の溶出を抑制することができる。つまり、イオン性成分の溶出を抑制する方法としては、１５０〜６００℃で加熱処理することにより燐酸アルミニウム結合（Ａｌ−Ｏ−Ｐ）の生成を促進させる方法や洗浄により溶出性のイオン性成分の除去をする方法等がある。また、加熱処理と洗浄を組み合わせることにより効果的にイオン性成分の溶出を抑制することができる。これらのイオン性成分の溶出を抑制する方法を用いることにより、更に高純度の流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末が得られる。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明を実施例をもって説明する。％及び部は特記しないかぎり重量基準で表す。
実施例１
２．４％オルト燐酸水溶液５６．８部（オルト燐酸１．４部、水５５．４部）に予め、窒化アルミニウム粉末に対して２％の撥水性シリカをメタノールでスラリーにして加え、オルト燐酸水溶液中に分散させた。次に前記のオルト燐酸水溶液に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加え、５Ｌのニーダーで練り込みペースト状とし、３０℃で３０分間処理を行った。この混合物を１２０℃、８時間乾燥し、乾燥後、ジェットミルで粉砕し、窒化アルミニウム粉末を得た。
【００３６】
得られた窒化アルミニウム粉末の評価試験は下記の方法で行った。
・窒化アルミニウム粉末の表面の燐含有量
窒化アルミニウム粉末１．５ｇを水酸化ナトリウム水溶液中で、加熱溶解し、中和後、比色分析を行い、耐水性窒化アルミニウム粉末表面の燐含有量を測定した。
・窒化アルミニウム粉末の耐水性試験
純水１００ｇを１００℃まで加熱し、１００℃に達した純水中に窒化アルミニウム粉末１ｇを分散させ、分散後の分散液のｐＨ変化を経時的に測定した。
・電気伝導率の測定
耐水性試験を行った分散液を濾過し、その濾液の電気伝導率を測定することで、溶出イオン性成分の評価を行った。
・また、安息角を測定することで、流動性の評価を行った。
・窒化アルミニウム粉末の溶出性テスト
テフロンコーティングをしたステンレス製容器に純水１００ｇと窒化アルミニウム粉末１２．５ｇを入れて容器を密閉した。これを１２０℃で２４時間加熱し、冷却後濾過し、その濾液のｐＨ及び電気伝導率を測定した。
これらの評価結果を表１に示す。
【００３７】
実施例２〜３
撥水性シリカの添加量を５％、１０％に変更した以外は実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００３８】
実施例４
２．４％オルト燐酸水溶液を６．８％オルト燐酸水溶液６０．５部（オルト燐酸４．１部、水５６．４部）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００３９】
実施例５
２．４％オルト燐酸水溶液を１５．８％オルト燐酸水溶液６９．７部（オルト燐酸１１部、水５８．７部）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末のを得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４０】
実施例６〜７
流動性改良剤をアルミナ、窒化ほう素に変更した以外は、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４１】
実施例８
容量５Ｌのガラス製容器に１３％ピロ燐酸水溶液２３０部（ピロ燐酸３０部、水２００部）を入れ、このピロ燐酸水溶液に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加えて水溶液中に分散させ、処理温度８０℃で１５分間処理を行い窒化アルミニウム粉末のスラリーを得た。更に、窒化アルミニウム粉末に対して２％の撥水性シリカをメタノールでスラリーにし、窒化アルミニウム粉末のスラリーに分散させた。このスラリーを濾過し、過剰のピロ燐酸水溶液を取り除くため２００部の水で洗浄を行った後、１２０℃、３時間、乾燥し、乾燥後、ジェットミルで粉砕し窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４２】
実施例９
容量５Ｌのガラス製容器にイソプロパノール／純水＝９／１（重量比）の割合のものを２５０部とエチルアシッドホスフェート３０部を混合し、この混合液に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加え分散させ、処理温度５０℃で３０分間処理を行った（窒化アルミニウム粉末／エチルアシッドホスフェート／水＝１００部／３０部／２５部）。更に、窒化アルミニウム粉末に対して２％の撥水性シリカを分散させた。このスラリーを濾過し、過剰のエチルアシッドホスフェートを取り除くため、１０００部のイソプロパノールで洗浄した。これを８０℃、５時間乾燥した後、ジェットミルで粉砕し、窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４３】
実施例１０
５Ｌのニーダーで２．４％オルト燐酸水溶液５６．８部（オルト燐酸１．４部、水５５．４部）に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加え、練り込みペースト状とし、３０℃で３０分間処理を行った。この混合物を１２０℃、８時間乾燥し、乾燥後、ジェットミルで粉砕し、耐水性窒化アルミニウム粉末を得た。更に、この耐水性窒化アルミニウム粉末に対して撥水性シリカを２％添加し、アルミナ製のボールを容量１Ｌの磁製ポットに入れ、１２０回転で１時間混合粉砕を行い、窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４４】
実施例１１
２．４％オルト燐酸水溶液５６．８部（オルト燐酸１．４部、水５５．４部）に予め、窒化アルミニウム粉末に対して２％の撥水性シリカをメタノールでスラリーにして加え、オルト燐酸水溶液中に分散させた。次に前記のオルト燐酸水溶液に窒化アルミニウム粉末（平均粒径１μｍ）１００部を加え、５Ｌのニーダーで練り込みペースト状とし、３０℃で３０分間処理を行った。この混合物を１２０℃、８時間乾燥し、更に３００℃で５時間加熱処理をした後、ジェットミルで粉砕し、窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４５】
実施例１２〜１３
撥水性シリカの添加量を３％、４％に変更した以外は実施例１１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４６】
実施例１４〜１６
実施例１１〜１３で得た窒化アルミニウム粉末を１００℃の純水で洗浄し、濾過乾燥後、ジェットミルで粉砕し、窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４７】
比較例１
実施例１の撥水性シリカを除いた他は実施例１と同様に行った。
【００４８】
得られた耐水性窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００４９】
比較例２〜３
実施例４及び５の撥水性シリカを除いた他は実施例１と同様に行った。
得られた耐水性窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００５０】
比較例４
２．４％オルト燐酸水溶液を２１．５％オルト燐酸水溶液７７．１部（オルト燐酸１６．６部、水６０．５部）に変更した以外は、実施例１と同様の方法で窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた耐水性窒化アルミニウム粉末の燐含有量、耐水性、溶出イオン性成分及び流動性の評価を実施例１と同様に行い、その結果を表１に示す。
【００５１】
実施例１７〜３２
珪素樹脂１００部に対し、アルミナ粒子とシリカ粒子をそれぞれ１５０部及び実施例１〜１６の操作で得た窒化アルミニウム粉末１００部を混合し、ニーダーで１０分間混練して、窒化アルミニウム含有の珪素樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、１５０メッシュのストレーナーを通して押し出し成形したが、ストレーナーを通らない程の凝集物は認められなかった。
【００５２】
比較例５〜７
比較例１〜３の操作で得た耐水性窒化アルミニウム粉末を用いた以外は実施例１７と同様の方法で窒化アルミニウム含有の珪素樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を、１５０メッシュのストレーナーを通して押し出し成形したが、ストレーナーを通らない凝集物が認められた。
【００５３】
【表１】
【発明の効果】
本発明によって得られる窒化アルミニウム粉末は、非常に高い耐水性を有し、更に、イオン性成分の溶出も抑制できる。また、優れた流動性を付与でき、凝集体を形成することがないので、樹脂への混練の際樹脂中に均一に分散することができる。
また、放熱が要求される電子部品の封止材、電子部品の接着材料や積層基板の成形材料等の樹脂材料用のフィラーとして有用である。また、耐水性が非常に高く、イオン性成分の溶出が少ないので、高温耐湿下でも使用でき、従来技術より信頼性の高い製品を得ることができる。
さらに、高温用炉材等の構造用材料として使用する際、成形時にバインダーとして水系のものを使用しても、加水分解しないので、窒化アルミニウム粉末の本来の特性を失うことがない。すなわち、本発明の窒化アルミニウム粉末を用いれば、引火性、且つ有害な有機溶媒をバインダーとして用いる必要がなく、安価な水が使用できるので、環境面の改善と安価なコストで高温炉材等を製造できる。
Claims (6)
- 流動性改良剤として表面に親油性基を有するシリカを含有し、且つ燐酸化合物で処理された窒化アルミニウム粉末であって、該窒化アルミニウム粉末に対して該燐酸化合物がＰ２Ｏ５換算で０．１〜１０重量％含有することを特徴とする流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末。
- 水の存在下、燐酸化合物で処理された窒化アルミニウム粉末と流動性改良剤からなる請求項１記載の窒化アルミニウム粉末。
- 流動性改良剤の添加量が窒化アルミニウム粉末又は耐水性窒化アルミニウム粉末に対して０．１〜１０重量％である請求項１〜２項のいづれか１項に記載の窒化アルミニウム粉末。
- 窒化アルミニウム粉末が有機アルミニウム化合物とアンモニアを反応することにより得られる請求項１〜３項のいづれか１項に記載の窒化アルミニウム粉末。
- 水の存在下、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理し、流動性改良剤として表面に親油性基を有するシリカを混合することを特徴とする流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末の製造方法。
- 水の存在下、窒化アルミニウム粉末を燐酸化合物で処理し、分散剤を添加し、流動性改良剤として表面に親油性基を有するシリカを混合することを特徴とする流動性及び耐水性に優れ、イオン性成分の溶出性の低い窒化アルミニウム粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13311197A JP3853025B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-05-23 | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-71871 | 1997-03-25 | ||
| JP7187197 | 1997-03-25 | ||
| JP13311197A JP3853025B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-05-23 | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10324510A JPH10324510A (ja) | 1998-12-08 |
| JP3853025B2 true JP3853025B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=26412992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13311197A Expired - Lifetime JP3853025B2 (ja) | 1997-03-25 | 1997-05-23 | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3853025B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2703346A4 (en) * | 2011-04-28 | 2014-10-29 | Tokuyama Corp | PROCESS FOR PREPARING WATER-RESISTANT ALUMINUM NITRIDE |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6216265B2 (ja) | 2014-03-04 | 2017-10-18 | 日東電工株式会社 | 窒化アルミニウム粉末、樹脂組成物、熱伝導性成形体、窒化アルミニウム粉末の製造方法、樹脂組成物の製造方法、及び、熱伝導性成形体の製造方法 |
| CN112142474A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-29 | 西华大学 | 一种水基流延成型高导热氮化铝陶瓷基板的制备方法 |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP13311197A patent/JP3853025B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2703346A4 (en) * | 2011-04-28 | 2014-10-29 | Tokuyama Corp | PROCESS FOR PREPARING WATER-RESISTANT ALUMINUM NITRIDE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10324510A (ja) | 1998-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4124388B2 (ja) | 表面を変性した充填剤、その製造方法ならびにその使用 | |
| EP1546250A2 (en) | Organosilicon compounds and blends for treating silica | |
| JP3714502B2 (ja) | 高熱伝導性樹脂組成物 | |
| CN113493619A (zh) | 一种石墨烯表面包覆二氧化硅复合材料及其制备方法和应用 | |
| JP3714506B2 (ja) | 優れた耐水性を有する高熱伝導性樹脂組成物 | |
| JPH0116794B2 (ja) | ||
| JP3853025B2 (ja) | 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法 | |
| KR101327922B1 (ko) | 유기화된 초미립 수산화알루미늄 및 이의 제조 방법 | |
| JP2019210166A (ja) | 低ソーダα−アルミナ粉体及びその製造方法 | |
| JP3821633B2 (ja) | 高耐酸性および高耐水和性の酸化マグネシウム粒子を含む樹脂組成物 | |
| JP2019034864A (ja) | 窒化アルミニウム系フィラー | |
| EP0612830A1 (en) | Improved thermally and oxidatively stable solid lubricants | |
| JP3396510B2 (ja) | 耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法 | |
| JP2001031843A (ja) | シリカ充填材及びエポキシ樹脂組成物 | |
| JP3420901B2 (ja) | 耐水性窒化アルミニウム粉末 | |
| JPH09202608A (ja) | 耐水性窒化アルミニウム粉末 | |
| JP2817960B2 (ja) | 耐水性に優れた窒化アルミニウム粉末 | |
| CN115413290B (zh) | 改性金属氧化物粒子材料及其制造方法 | |
| JPH10203809A (ja) | 流動性が改良された窒化アルミニウム粉末 | |
| JP2675149B2 (ja) | 窒化アルミニウム粉末の表面処理方法 | |
| KR100373561B1 (ko) | 마그네시아분말및그의제조방법 | |
| JPH09221306A (ja) | 耐水性に優れた窒化アルミニウム | |
| JP2004217441A (ja) | 球状窒化アルミニウム粉およびその製造方法 | |
| CN118993540B (zh) | 一种高强度电瓷釉及其制备方法 | |
| JP2966724B2 (ja) | 希土類元素水酸化物および希土類元素酸化物の球状粒子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060523 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060606 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060728 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060822 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060905 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100915 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110915 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110915 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110915 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110915 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120915 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120915 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150915 Year of fee payment: 9 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |