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JP7752064B2 - Method for adjusting particle size of silica particles and method for producing silica particles - Google Patents
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JP7752064B2 - Method for adjusting particle size of silica particles and method for producing silica particles - Google Patents

Method for adjusting particle size of silica particles and method for producing silica particles

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JP7752064B2 JP2022012256A JP2022012256A JP7752064B2 JP 7752064 B2 JP7752064 B2 JP 7752064B2 JP 2022012256 A JP2022012256 A JP 2022012256A JP 2022012256 A JP2022012256 A JP 2022012256A JP 7752064 B2 JP7752064 B2 JP 7752064B2
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Description

本発明は、シリカ粒子の粒子径の調整方法およびシリカ粒子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for adjusting the particle size of silica particles and a method for producing silica particles.

半導体封止材等の電子材料またはフィルム製造用等の各種樹脂組成物の充填材として、シリカ粒子が用いられている。精密かつ均一な封止のためには、粒子径が制御されたシリカ粒子が求められている。 Silica particles are used as a filler in various resin compositions for electronic materials such as semiconductor encapsulation or for film manufacturing. For precise and uniform encapsulation, silica particles with controlled particle size are required.

単分散性の高いシリカ粒子を製造する方法として、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合によりシリカ粒子を生成する、いわゆるゾルゲル法が知られている(例えば、特許文献1~3)。例えば、特許文献1には、原料となる金属アルコキシドを反応溶液中の反応液に供給する際の供給速度を特定の範囲とすることにより、単分散性の高いシリカ粒子が得られることが記載されている。 A known method for producing highly monodisperse silica particles is the sol-gel method, in which silica particles are produced by hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide (see, for example, Patent Documents 1 to 3). For example, Patent Document 1 describes that highly monodisperse silica particles can be obtained by adjusting the feed rate of the raw material metal alkoxide to a reaction solution within a specific range.

特開2013-193950号公報JP 2013-193950 A 国際公開第2018/096876号パンフレットInternational Publication No. 2018/096876 特開2021-116225号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-116225

一方、特許文献1~3に記載されるシリカ粉末の製造方法によって得られるシリカ粒子の単分散性を保持し、所望の粒子径に調整することは容易ではない。所望の粒子径のシリカ粒子を得るためには、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行う工程を2段階で行う必要がある。2段階で加水分解および重縮合を行う場合、シリカ粒子の製造に時間を要する。したがって、簡便にシリカ粒子を所望の粒子径に調整する方法の開発が望まれている。 However, it is not easy to maintain the monodispersity of the silica particles obtained by the silica powder manufacturing methods described in Patent Documents 1 to 3 and adjust the particle size to the desired size. To obtain silica particles of the desired particle size, it is necessary to carry out the hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide in two steps. When hydrolysis and polycondensation are carried out in two steps, it takes time to produce silica particles. Therefore, there is a need for a method for easily adjusting silica particles to the desired particle size.

本発明の一態様は、簡便に、シリカ粒子を所望の粒子径に調整する方法等を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to provide a method for easily adjusting silica particles to a desired particle size.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るシリカ粒子の粒子径の調整方法は、塩基性触媒と、水と、有機溶媒との存在下で、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行うことによってシリカ粒子を製造する工程を含み、前記有機溶媒における、メタノールと炭素数2以上4以下であるアルコールとの質量比(メタノール:炭素数2以上4以下であるアルコール)を100:0~0:100に調整することによって、前記シリカ粒子のレーザ回折散乱法による体積基準累積50%径(以下、平均粒子径ともいう。)を0.05μm以上0.60μm以下に調整する。 In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention provides a method for adjusting the particle size of silica particles, which comprises producing silica particles by hydrolyzing and polycondensing a silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst, water, and an organic solvent, and adjusting the mass ratio of methanol to an alcohol having 2 to 4 carbon atoms (methanol:alcohol having 2 to 4 carbon atoms) in the organic solvent to 100:0 to 0:100, thereby adjusting the volume-based cumulative 50% diameter (hereinafter also referred to as the average particle size) of the silica particles as measured by a laser diffraction scattering method to 0.05 μm or more and 0.60 μm or less.

本発明の一態様に係るシリカ粒子の粒子径の調整方法は、前記炭素数2以上4以下であるアルコールが、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、1-ブタノールまたは2-ブタノールであってもよい。 In one embodiment of the method for adjusting the particle size of silica particles according to the present invention, the alcohol having 2 to 4 carbon atoms may be ethanol, n-propanol, isopropanol, 1-butanol, or 2-butanol.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るシリカ粒子の製造方法は、塩基性触媒と、水と、有機溶媒との存在下で、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行うことによってシリカ粒子を製造する工程を含み、前記有機溶媒はメタノールおよびイソプロパノールを含み、前記有機溶媒における、前記メタノールに対する前記イソプロパノールの質量比(イソプロパノール/メタノール)が3/7以上であり、前記シリカ粒子のレーザ回折散乱法による平均粒子径は0.16μm以上0.44μm未満である。 In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention provides a method for producing silica particles, which comprises producing silica particles by hydrolyzing and polycondensing a silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst, water, and an organic solvent, wherein the organic solvent contains methanol and isopropanol, the mass ratio of the isopropanol to the methanol in the organic solvent (isopropanol/methanol) is 3/7 or more, and the average particle diameter of the silica particles measured by a laser diffraction scattering method is 0.16 μm or more and less than 0.44 μm.

本発明の一態様によれば、簡便に、シリカ粒子を所望の粒子径に調整する方法等を実現できる。 One aspect of the present invention provides a method for easily adjusting silica particles to a desired particle size.

メタノールおよびイソプロパノールの混合比率とシリカ粒子径との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of methanol and isopropanol and the silica particle size. メタノールおよびイソプロパノールの混合比率と成長後粒子径との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the mixture ratio of methanol and isopropanol and the particle size after growth. メタノールおよびエタノールの混合比率とシリカ粒子径との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of methanol and ethanol and the silica particle size. メタノールおよびエタノールの混合比率と成長後粒子径との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the mixture ratio of methanol and ethanol and the particle size after growth. メタノールおよび2-ブタノールの混合比率とシリカ粒子径との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of methanol and 2-butanol and the silica particle size. メタノールおよび2-ブタノールの混合比率と成長後粒子径との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of methanol and 2-butanol and the particle size after growth.

本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。また、異なる実施形態および実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態および実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書において「A~B」とは、特に指定しない限りA以上B以下であることを示している。 One embodiment of the present invention is described below, but the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to the configurations described below, and various modifications are possible within the scope of the claims. Furthermore, embodiments and examples obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments and examples are also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, in this specification, "A to B" means greater than or equal to A and less than or equal to B, unless otherwise specified.

〔シリカ粒子の粒子径の調整方法〕
本発明の一態様に係るシリカ粒子の粒子径の調整方法(以下、「本実施形態の調整方法」と示す場合がある)は、塩基性触媒と、水と、有機溶媒との存在下で、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行うことによってシリカ粒子を製造する工程を含む。
[Method for adjusting particle size of silica particles]
A method for adjusting the particle size of silica particles according to one aspect of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the "adjustment method of this embodiment") includes a step of producing silica particles by hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst, water, and an organic solvent.

本発明者らは、シリカ粒子の粒子径の調整について詳細な検討を重ねた結果、新規の知見を得ることに成功した。すなわち、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合に使用される有機溶媒を特定の組成にすることによって、簡便にシリカ粒子の粒子径を調整できることを独自に見出した。 As a result of extensive research into adjusting the particle size of silica particles, the inventors have succeeded in discovering a new finding. Specifically, they independently discovered that the particle size of silica particles can be easily adjusted by using a specific composition of organic solvent for the hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide.

(ケイ素アルコキシド)
本実施形態の調整方法で使用するケイ素アルコキシドとしては、ゾルゲル法によるシリカ粒子の製造に一般的に用いられるケイ素アルコキシド(アルコキシシラン)であれば、特に制限されない。ケイ素アルコキシドとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシランおよびテトラブトキシシランが挙げられる。中でも、メチルトリメトキシシラン、テトラメトキシシランおよびテトラエトキシシランが、入手および取扱いの容易性の観点から好ましい。これらのケイ素アルコキシドは、1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
(Silicon alkoxide)
The silicon alkoxide used in the preparation method of this embodiment is not particularly limited as long as it is a silicon alkoxide (alkoxysilane) that is generally used in the production of silica particles by the sol-gel method. Examples of silicon alkoxides include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, and tetrabutoxysilane. Among them, methyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, and tetraethoxysilane are preferred from the viewpoint of ease of availability and handling. These silicon alkoxides may be used alone or in combination of two or more.

(塩基性触媒)
本実施形態の調整方法で使用する塩基性触媒としては、ゾルゲル法の反応によるシリカ粒子の製造に一般的に用いられる塩基性触媒であれば、特に制限されない。塩基性触媒としては、例えば、アミン化合物および水酸化アルカリ金属を挙げることができる。高純度のシリカ粒子を得る観点からは、塩基性触媒はアミン化合物であることが好ましい。アミン化合物としては、例えば、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミンおよびトリエチルアミンが挙げられる。揮発性が高く除去しやすいことから、塩基性触媒はアンモニアであることが好ましい。塩基性触媒は、これらのうち1種であってもよく、2種以上を含むものであってもよい。
(Basic catalyst)
The basic catalyst used in the preparation method of this embodiment is not particularly limited as long as it is a basic catalyst commonly used in the production of silica particles by a sol-gel reaction. Examples of basic catalysts include amine compounds and alkali metal hydroxides. From the viewpoint of obtaining high-purity silica particles, the basic catalyst is preferably an amine compound. Examples of amine compounds include ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, and triethylamine. Because the basic catalyst is highly volatile and easy to remove, ammonia is preferably used. The basic catalyst may be one of these, or may include two or more of them.

塩基性触媒は、例えばアンモニア水のように、水または有機溶媒に溶解して使用してもよい。反応速度を調整する観点からは、塩基性触媒を、水に溶解して濃度を調整した水溶液として使用することが好ましい。塩基性触媒を水溶液として使用する場合、水溶液中における塩基性触媒の濃度は、例えば1~30質量%であってよい。 The basic catalyst may be used dissolved in water or an organic solvent, such as aqueous ammonia. From the perspective of adjusting the reaction rate, it is preferable to use the basic catalyst as an aqueous solution in which the concentration is adjusted by dissolving it in water. When using the basic catalyst as an aqueous solution, the concentration of the basic catalyst in the aqueous solution may be, for example, 1 to 30% by mass.

(有機溶媒)
本実施形態の調整方法で使用する有機溶媒は、シリカ粒子の目的の粒子径に応じて、メタノールと炭素数2以上4以下であるアルコールとの質量比(メタノール:炭素数2以上4以下であるアルコール)を100:0~0:100に調整する。
(organic solvent)
The organic solvent used in the preparation method of this embodiment is adjusted such that the mass ratio of methanol to the alcohol having 2 to 4 carbon atoms (methanol:alcohol having 2 to 4 carbon atoms) is 100:0 to 0:100 depending on the target particle size of the silica particles.

メタノールと炭素数2以上4以下であるアルコールとの混合比を調製することによって、平均粒子径が0.05μm以上0.60μm以下であるシリカ粒子を得ることができる。有機溶媒中のメタノールの割合が大きくなる程、平均粒子径が小さいシリカ粒子を得ることができる。シリカ粒子の平均粒子径は、レーザ回折散乱法によって測定される。本明細書において、シリカ粒子の平均粒子径は体積基準累積50%径を示す。 By adjusting the mixing ratio of methanol to an alcohol having 2 to 4 carbon atoms, silica particles with an average particle size of 0.05 μm to 0.60 μm can be obtained. The greater the proportion of methanol in the organic solvent, the smaller the average particle size of silica particles that can be obtained. The average particle size of silica particles is measured by laser diffraction scattering. In this specification, the average particle size of silica particles refers to the cumulative 50% diameter on a volume basis.

炭素数2以上4以下であるアルコールの例として、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、1-ブタノールおよび2-ブタノール等が挙げられる。炭素数2以上4以下であるアルコールは、これらのうち1種であってもよく、2種以上を含むものであってもよい。炭素数2以上4以下であるアルコールは、エタノール、イソプロパノールまたは2-ブタノールが好ましく、イソプロパノールがより好ましい。 Examples of alcohols having 2 to 4 carbon atoms include ethanol, n-propanol, isopropanol, 1-butanol, and 2-butanol. The alcohol having 2 to 4 carbon atoms may be one of these, or may contain two or more of these. The alcohol having 2 to 4 carbon atoms is preferably ethanol, isopropanol, or 2-butanol, with isopropanol being more preferred.

本実施形態の調整方法で使用する塩基性触媒の量は、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合反応の反応速度等を考慮して適宜選択してもよい。塩基性触媒の使用量は、ケイ素アルコキシドの量に対して、0.1~60質量%とすることが好ましく、0.5~40質量%であることがより好ましい。 The amount of basic catalyst used in the preparation method of this embodiment may be selected appropriately taking into consideration factors such as the reaction rate of the hydrolysis and polycondensation reactions of the silicon alkoxide. The amount of basic catalyst used is preferably 0.1 to 60 mass% of the amount of silicon alkoxide, and more preferably 0.5 to 40 mass%.

本実施形態の調整方法で使用する水の量は、反応液総量を100質量%としたとき、1~30質量%であることが好ましく、5~20質量%とすることがより好ましい。また、本実施形態の調整方法で使用する有機溶媒の量は、反応液総量を100質量%としたとき、50~95質量%であることが好ましく、70~90質量%とすることがより好ましい。なお、反応液総量は、ケイ素アルコキシド、塩基性触媒、有機溶媒および水等、反応に供する原料の総量である。 The amount of water used in the preparation method of this embodiment is preferably 1 to 30% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass, when the total amount of the reaction solution is 100% by mass. Furthermore, the amount of organic solvent used in the preparation method of this embodiment is preferably 50 to 95% by mass, and more preferably 70 to 90% by mass, when the total amount of the reaction solution is 100% by mass. The total amount of the reaction solution is the total amount of raw materials used in the reaction, such as silicon alkoxide, basic catalyst, organic solvent, and water.

ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合は、例えば、ゾルゲル法の反応によるシリカ粒子の製造に一般的に用いられる反応容器を用いて行ってもよい。このような反応容器は、例えば、撹拌機を有する反応容器等が挙げられる。上記撹拌機の撹拌翼の例として、傾斜パドル翼、タービン翼、三枚後退翼、アンカー翼、フルゾーン翼、ツインスター翼、マックスブレンド翼等が挙げられる。 The hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide may be carried out using, for example, a reaction vessel commonly used in the production of silica particles by a sol-gel reaction. Examples of such reaction vessels include a reaction vessel equipped with a stirrer. Examples of the stirring blades of the stirrer include inclined paddle blades, turbine blades, triple-swept blades, anchor blades, full zone blades, twin star blades, and max blend blades.

撹拌機を有する反応容器としては、半球状または平底もしくは丸底の円筒状の一般的な形状の反応容器、さらにこれら反応容器内に邪魔板が設置された反応容器を使用してもよい。反応容器の材質は特に限定されず、ガラス製、ステンレススチールなどの金属製(ガラスコーティングもしくは樹脂コーティングされていてもよい)、または樹脂製であってもよい。 Reaction vessels equipped with a stirrer may be of the general shape, such as hemispherical or cylindrical with a flat or round bottom, or may have a baffle plate installed inside. The material of the reaction vessel is not particularly limited, and may be made of glass, metal such as stainless steel (which may be glass-coated or resin-coated), or resin.

より粒子径が揃った、粒度分布の狭いシリカ粒子が得られる点で、無次元混合時間(n×θm)が100以下である撹拌機を有する反応容器を使用することが好ましい。nは撹拌翼回転数(1/s)を示し、θmは混合時間を示す。混合時間θmは一般にトレーサー物質が均一に混合するまでの時間を意味し、反応容器の形状、撹拌翼の種類または回転数、混合される液体の粘弾性特性等の影響を受ける。 In order to obtain silica particles with a more uniform particle size and a narrow particle size distribution, it is preferable to use a reaction vessel equipped with an agitator with a dimensionless mixing time (n x θm) of 100 or less. n represents the agitator impeller rotation speed (1/s), and θm represents the mixing time. The mixing time θm generally refers to the time required for the tracer substance to be uniformly mixed, and is affected by factors such as the shape of the reaction vessel, the type or rotation speed of the agitator impeller, and the viscoelastic properties of the liquid being mixed.

反応容器への投入順序は特に限定されないが、例えば、反応容器に、塩基性触媒、水および有機触媒を添加した後、ケイ素アルコキシド(またはケイ素アルコキシドの有機溶媒溶液)を添加してもよい。また、ケイ素アルコキシドの一部を反応容器に添加した後に、残りのケイ素アルコキシドと塩基性触媒とを同時に添加してもよい。また、ケイ素アルコキシドが2種以上のケイ素アルコキシドを含む場合、各々を同時に添加してもよく、各々を順次に添加してもよい。 The order of addition to the reaction vessel is not particularly limited. For example, the basic catalyst, water, and organic catalyst may be added to the reaction vessel, followed by the silicon alkoxide (or an organic solvent solution of the silicon alkoxide). Alternatively, a portion of the silicon alkoxide may be added to the reaction vessel, and then the remaining silicon alkoxide and the basic catalyst may be added simultaneously. Furthermore, when the silicon alkoxide contains two or more types of silicon alkoxide, they may be added simultaneously or sequentially.

反応温度は、ケイ素アルコキシド、塩基性触媒および有機触媒の種類等に応じて、適宜選択すればよい。当該反応温度としては、例えば、-10~60℃の範囲であってよい。 The reaction temperature may be selected appropriately depending on the types of silicon alkoxide, basic catalyst, and organic catalyst. The reaction temperature may be, for example, in the range of -10 to 60°C.

〔シリカ粒子の製造方法〕
本発明の一態様に係るシリカ粒子の製造方法は、塩基性触媒と、水と、有機溶媒との存在下で、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行うことによってシリカ粒子を製造する工程を含む。
[Method for producing silica particles]
A method for producing silica particles according to one embodiment of the present invention includes a step of producing silica particles by hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst, water, and an organic solvent.

上記の製造方法で使用する有機溶媒は、メタノールおよびイソプロパノールを含む。メタノールに対するイソプロパノールの質量比(イソプロパノール/メタノール)は3/7以上である。 The organic solvent used in the above manufacturing method includes methanol and isopropanol. The mass ratio of isopropanol to methanol (isopropanol/methanol) is 3/7 or more.

メタノールとイソプロパノールとの混合比を調製することによって、平均粒子径が0.16μm以上0.44μm以下であるシリカ粒子を得ることができる。有機溶媒中のメタノールの割合が大きくなる程、平均粒子径が小さいシリカ粒子を得ることができる。シリカ粒子の平均粒子径は、レーザ回折散乱法によって測定される。 By adjusting the mixing ratio of methanol and isopropanol, silica particles with an average particle size of 0.16 μm or more and 0.44 μm or less can be obtained. The higher the proportion of methanol in the organic solvent, the smaller the average particle size of the silica particles obtained. The average particle size of the silica particles is measured by laser diffraction scattering.

また、塩基性触媒と、水と、有機溶媒との存在下で、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行うことによってシリカ粒子を製造する工程を含み、上記有機溶媒はメタノールおよびエタノールを含む、シリカ粒子の製造方法も、本発明の一態様に含まれる。メタノールとエタノールとの混合比を調製することによって、平均粒子径が0.06μm超0.37μm以下であるシリカ粒子を得ることができる。有機溶媒中のメタノールの割合が大きくなる程、平均粒子径が小さいシリカ粒子を得ることができる。シリカ粒子の平均粒子径は、レーザ回折散乱法によって測定される。 Another aspect of the present invention is a method for producing silica particles, which includes the step of producing silica particles by hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst, water, and an organic solvent, where the organic solvent includes methanol and ethanol. By adjusting the mixing ratio of methanol to ethanol, silica particles with an average particle size of more than 0.06 μm and not more than 0.37 μm can be obtained. The greater the proportion of methanol in the organic solvent, the smaller the average particle size of the silica particles that can be obtained. The average particle size of the silica particles is measured by laser diffraction scattering.

また、塩基性触媒と、水と、有機溶媒との存在下で、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行うことによってシリカ粒子を製造する工程を含み、上記有機溶媒はメタノールおよび2-ブタノールを含む、シリカ粒子の製造方法も、本発明の一態様に含まれる。メタノールとエタノールとの混合比を調製することによって、平均粒子径が0.06μm超0.55μm未満であるシリカ粒子を得ることができる。有機溶媒中のメタノールの割合が大きくなる程、平均粒子径が小さいシリカ粒子を得ることができる。シリカ粒子の平均粒子径は、レーザ回折散乱法によって測定される。 Another aspect of the present invention is a method for producing silica particles, which includes the step of producing silica particles by hydrolyzing and polycondensing silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst, water, and an organic solvent, where the organic solvent includes methanol and 2-butanol. By adjusting the mixing ratio of methanol to ethanol, silica particles with an average particle size greater than 0.06 μm and less than 0.55 μm can be obtained. The greater the proportion of methanol in the organic solvent, the smaller the average particle size of the silica particles that can be obtained. The average particle size of the silica particles is measured by laser diffraction scattering.

本発明の一態様に係るシリカ粒子の製造方法によって得られた、所望の粒子径に調整されたシリカ粒子は粒子径が揃っており、更なる大粒子へと成長させるための原料、種粒子としても好適に使用できる。例えば、本発明の一態様に係るシリカ粒子の製造方法によって得られたシリカ粒子に、ケイ素アルコキシド(またはケイ素アルコキシドの有機溶媒)および塩基性触媒を再度添加して、シリカ粒子を成長させてもよい。すなわち、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を2段階行ってもよい。 The silica particles obtained by the method for producing silica particles according to one embodiment of the present invention, which have been adjusted to a desired particle size, have a uniform particle size and can be suitably used as raw material or seed particles for growing larger particles. For example, silicon alkoxide (or an organic solvent for silicon alkoxide) and a basic catalyst may be added again to the silica particles obtained by the method for producing silica particles according to one embodiment of the present invention to grow the silica particles. In other words, hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide may be carried out in two stages.

ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を2段階で行う場合は、1段目の反応条件は上述の通り、所望の粒子径に調整されたシリカ粒子を得るために有機溶媒の組成を調整する必要がある。一方、2段目以降の反応条件は1段目の反応条件と同じであってもよいし、異なっていてもよい。1段目の反応条件で使用する有機溶媒の組成に応じて、2段階以上反応させたシリカ粒子の粒子径も調整することができる。 When the hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide are carried out in two stages, the reaction conditions for the first stage, as described above, require adjusting the composition of the organic solvent in order to obtain silica particles adjusted to the desired particle size. Meanwhile, the reaction conditions for the second and subsequent stages may be the same as or different from the reaction conditions for the first stage. The particle size of silica particles reacted in two or more stages can also be adjusted depending on the composition of the organic solvent used in the reaction conditions for the first stage.

本発明の一態様に係るシリカ粒子の製造方法において、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行った後に、ゾルゲル法の反応によるシリカ粒子の製造に一般的に行われる処理を行ってもよい。当該処理の例として、ろ過工程、表面処理工程、凝析工程、分離工程、乾燥工程、焼成工程および解砕工程等が挙げられる。以下、各工程について説明する。 In one embodiment of the method for producing silica particles according to the present invention, after the hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide, a process typically performed in the production of silica particles by a sol-gel reaction may be carried out. Examples of such processes include a filtration process, a surface treatment process, a coagulation process, a separation process, a drying process, a calcination process, and a crushing process. Each process is described below.

<ろ過工程>
ろ過工程において、上記所望の粒子径に調整されたシリカ粒子の分散液を湿式でろ過し、分散液に含まれる反応残渣、癒着粒子または凝集塊を除去してもよい。ろ過するシリカ粒子の分散液中のシリカ粒子の濃度は、1~40質量%とすることが好ましく、特に2~25質量%とすることが好ましい。シリカ粒子の濃度が上記の範囲に調整されるよう、極性溶媒、特に水以外の極性溶媒の使用量を調整しておくことが好ましい。
<Filtration process>
In the filtration step, the dispersion of silica particles adjusted to the desired particle size may be wet filtered to remove reaction residues, coalesced particles, or aggregates contained in the dispersion. The concentration of silica particles in the dispersion of silica particles to be filtered is preferably 1 to 40% by mass, and more preferably 2 to 25% by mass. It is preferable to adjust the amount of polar solvent, particularly polar solvent other than water, used so that the concentration of silica particles is adjusted to the above range.

ろ材としては、湿式ろ過用フィルターにおいて、目開きが5μm以下のものが、種類を特に限定されずに使用することができ、好適には目開きが3μm以下のものを使用することもできる。 The filter medium can be any wet filtration filter with a mesh size of 5 μm or less, with no particular restrictions on the type, and preferably a filter with a mesh size of 3 μm or less can be used.

フィルターの材質は特に制限されないが、樹脂製(ポリプロピレン、PTFEなど)または金属製が挙げられる。金属不純物の混入を防ぐ観点から、樹脂製のフィルターを用いることが好ましい。 The material of the filter is not particularly limited, but examples include resin (polypropylene, PTFE, etc.) or metal. From the perspective of preventing the inclusion of metal impurities, it is preferable to use a resin filter.

<表面処理工程>
後述の凝析工程よりも前に、シリカ粒子の分散液に、シリコーンオイル、シランカップリング剤およびシラザンよりなる群から選択される少なくとも1種の表面処理剤を添加して表面処理を行ってもよい。
<Surface treatment process>
Prior to the coagulation step described below, the dispersion of silica particles may be surface-treated by adding at least one surface-treating agent selected from the group consisting of silicone oil, silane coupling agent, and silazane.

表面処理を施すことにより、後述する分離工程を効率良く行うことができる。また、乾燥を行う際、強固な凝集塊の生成を抑えることができるため、シリカ粒子について特段の解砕処理を行うことなく種々の用途に使用することが可能である。 By applying the surface treatment, the separation process described below can be carried out more efficiently. Furthermore, since the formation of strong agglomerates during drying can be suppressed, the silica particles can be used for a variety of purposes without any special crushing treatment.

表面処理工程は、シリカ粒子の分散液において、凝析工程の前であればよく、分散液のろ過工程の前後どちらでも構わないが、反応残渣、癒着粒子または凝集塊が精度よく低減される点で分散液のろ過工程の前に実施することが好ましい。ろ過工程前に実施することにより、表面処理時に生成する凝集塊または表面処理剤の残渣も分散液のろ過工程において取り除くことが可能である。 The surface treatment process can be performed before the coagulation process in the silica particle dispersion, or either before or after the dispersion filtration process. However, it is preferable to perform the surface treatment process before the dispersion filtration process in order to accurately reduce reaction residues, adhered particles, or agglomerates. By performing the surface treatment process before the filtration process, agglomerates or residues of the surface treatment agent generated during the surface treatment can also be removed in the dispersion filtration process.

上記シリコーンオイルとしては、通常、シリカ粒子の表面処理に用いられる公知のシリコーンオイルを、特に制限なく使用することが可能であり、必要とする表面処理シリカ粒子の性能等に応じて適宜選択して、使用すればよい。 The silicone oil can be any known silicone oil typically used for surface treatment of silica particles, without any particular restrictions. It can be selected appropriately depending on the required performance of the surface-treated silica particles.

シリコーンオイルの具体例としては、例えばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、カルビノール変性シリコーンオイル、メタクリル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等を挙げることができる。 Specific examples of silicone oils include dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, methylhydrogen silicone oil, alkyl-modified silicone oil, amino-modified silicone oil, epoxy-modified silicone oil, carboxyl-modified silicone oil, carbinol-modified silicone oil, methacrylic-modified silicone oil, polyether-modified silicone oil, and fluorine-modified silicone oil.

シリコーンオイルの使用割合は特に制限はされないが、少なすぎると表面処理が不十分となり、多すぎると後処理が煩雑となるので、使用するシリカ粒子100質量部に対して、0.05~80質量部とすることが好ましく、0.1~60質量部とすることがより好ましい。 There are no particular restrictions on the proportion of silicone oil used, but if it is too little, the surface treatment will be insufficient, and if it is too much, post-treatment will be complicated. Therefore, it is preferable to use 0.05 to 80 parts by mass, and more preferably 0.1 to 60 parts by mass, per 100 parts by mass of silica particles used.

上記シランカップリング剤としては、表面処理に通常用いられている公知のシランカップリング剤を、特に制限なく使用することが可能であり、必要とする表面処理シリカ粒子の性能等に応じて適宜選択して、使用すればよい。 The silane coupling agent can be any known silane coupling agent commonly used in surface treatment, without any particular restrictions, and can be selected appropriately depending on the required performance of the surface-treated silica particles.

シランカップリング剤の具体例としては、例えばメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3-アクリロイルオキシトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、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、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、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-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N-ジメチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N-ジエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、4-スチリルトリメトキシシラン等を挙げることができる。 Specific examples of silane coupling agents include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloyloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloyloxytrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N,N-dimethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N,N-diethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, and 4-styryltrimethoxysilane.

シランカップリング剤の使用割合は特に制限されないが、少なすぎると表面処理が不十分となり、多すぎると後処理が煩雑となるので、使用するシリカ粒子100質量部に対して、0.05~80質量部とすることが好ましく、0.1~40質量部とすることがより好ましい。 There are no particular restrictions on the proportion of silane coupling agent used, but if it is too small, the surface treatment will be insufficient, and if it is too large, post-treatment will be complicated. Therefore, it is preferable to use 0.05 to 80 parts by mass, and more preferably 0.1 to 40 parts by mass, per 100 parts by mass of silica particles used.

上記シラザンとしては、通常表面処理に用いられる公知のシラザンを、特に制限なく使用することが可能である。 As the silazane, any known silazane commonly used for surface treatment can be used without any particular restrictions.

シラザンの具体例としては、例えばテトラメチルジシラザン、ヘキサメチルジシラザン、ヘプタメチルジシラザン等を挙げることができる。上記のうち、反応性の良さ、取り扱いの良さ等から、ヘキサメチルジシラザンの使用が好適である。 Specific examples of silazanes include tetramethyldisilazane, hexamethyldisilazane, and heptamethyldisilazane. Of the above, hexamethyldisilazane is preferred due to its high reactivity and ease of handling.

シラザンの使用割合は、特に制限はされないが、少なすぎると表面処理が不十分となり、多すぎると後処理が煩雑となるので、使用するシリカ粒子100質量部に対して、0.1~150質量部とすることが好ましく、1~120質量部とすることがより好ましい。 There are no particular restrictions on the proportion of silazane used, but if it is too little, the surface treatment will be insufficient, and if it is too much, post-treatment will be complicated. Therefore, it is preferable to use 0.1 to 150 parts by mass, and more preferably 1 to 120 parts by mass, per 100 parts by mass of silica particles used.

上記の表面処理剤は、単独で1種のみ使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The above surface treatment agents may be used alone or in combination of two or more.

上記のような表面処理剤のうち、得られる表面処理シリカ粒子の流動性がよいことから、シランカップリング剤及びシラザンよりなる群から選択される少なくとも1種を使用することが好ましく、シラザンを使用することがより好ましい。 Of the surface treatment agents listed above, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of a silane coupling agent and a silazane, and it is more preferable to use a silazane, as this will result in good fluidity for the resulting surface-treated silica particles.

表面処理剤の添加方法は特に制限されない。表面処理剤が常温、常圧で低粘度の液体である場合は、これを分散液中に滴下すればよい。表面処理剤が高粘度液体又は固体である場合には、これを適当な有機溶媒に添加して溶液又は分散液としたうえで、低粘度液体の場合と同様にして添加することができる。ここで使用される有機溶媒としては、上記の極性溶媒と同様のものを挙げることができる。更に、表面処理剤が気体状である場合は、液中に微細な泡状となるように吹き込むことにより添加することができる。 There are no particular restrictions on the method of adding the surface treatment agent. If the surface treatment agent is a low-viscosity liquid at room temperature and normal pressure, it can be added dropwise to the dispersion. If the surface treatment agent is a high-viscosity liquid or solid, it can be added to an appropriate organic solvent to form a solution or dispersion, and then added in the same manner as for a low-viscosity liquid. Examples of organic solvents that can be used here include the same polar solvents as those mentioned above. Furthermore, if the surface treatment agent is in a gaseous state, it can be added by blowing it into the liquid in the form of fine bubbles.

表面処理を行う際の処理温度は、使用する表面処理剤の反応性等を勘案して決定すればよいが、処理温度が低すぎると反応の進行が遅く、高すぎると操作が煩雑であるため、10~100℃とすることが好ましく、20~80℃とすることがより好ましい。 The treatment temperature during surface treatment can be determined taking into consideration the reactivity of the surface treatment agent used, but if the treatment temperature is too low, the reaction will proceed slowly, and if it is too high, the operation will be complicated. Therefore, a temperature of 10 to 100°C is preferred, and a temperature of 20 to 80°C is even more preferred.

表面処理を行う際の処理時間は特に制限はされず、使用する表面処理剤の反応性等を勘案して決定すればよい。表面処理反応の十分な進行と、工程時間を短くすることの双方を考慮して、処理時間を0.1~48時間とすることが好ましく、0.5~24時間とすることがより好ましい。 There are no particular restrictions on the treatment time when performing surface treatment, and it can be determined taking into account factors such as the reactivity of the surface treatment agent used. Taking into account both the sufficient progress of the surface treatment reaction and shortening the process time, a treatment time of 0.1 to 48 hours is preferred, and 0.5 to 24 hours is even more preferred.

<凝析工程>
凝析工程においては、シリカ粒子の分散液中に、凝析剤を添加してもよい。分散液中に凝析剤を添加することにより、分散液中でシリカ粒子の弱い凝集体が形成される。この凝集体は、分散液中に存在する凝析剤またはその誘導体の存在により、分散液中で安定に存在することが可能であり、ろ過により容易に回収することができることとなる。
<Coagulation process>
In the coagulation step, a coagulant may be added to the dispersion of silica particles. By adding the coagulant to the dispersion, weak aggregates of silica particles are formed in the dispersion. These aggregates can be stably present in the dispersion due to the presence of the coagulant or its derivatives in the dispersion, and can be easily recovered by filtration.

凝析剤の例として、二酸化炭素、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、カルバミン酸アンモニウム等が挙げられる。凝析剤は、単独で1種のみ使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Examples of coagulants include carbon dioxide, ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, and ammonium carbamate. Coagulants may be used singly or in combination of two or more.

凝析剤の使用割合及び添加方法は、使用する凝析剤の種類に応じて下記のように設定することができる。凝析剤の使用割合は、分散液中でのシリカ粒子の弱い凝集体の形成の程度と、不当に多量の原料を使用することの無駄とのバランスを勘案することによって設定される。以下における凝析剤の使用割合の基準としてのシリカ粒子の質量は、用いたケイ素アルコキシドがすべて加水分解及び重縮合してシリカ粒子となっていると仮定した場合の換算値である。 The proportion of coagulant used and the method of addition can be set as follows, depending on the type of coagulant used. The proportion of coagulant used is set by considering the balance between the degree of formation of weak aggregates of silica particles in the dispersion and the waste of using an unreasonably large amount of raw material. The mass of silica particles used as the basis for the proportion of coagulant used below is a converted value assuming that all of the silicon alkoxide used has been hydrolyzed and polycondensed to form silica particles.

上記凝析剤として二酸化炭素を使用する場合、その使用割合は、分散液中に含有されるシリカ粒子100質量部に対して、0.005質量部以上とすることが好ましく、0.005~300質量部とすることがより好ましい。シリカ粒子に対して表面処理を行わない場合における二酸化炭素の更に好ましい使用割合は、シリカ粒子100質量部に対して、0.05質量部以上であり、0.05~300質量部とすることが特に好ましく、0.25~200質量部とすることがとりわけ好ましい。一方、シリカ粒子に対して表面処理を行う場合における二酸化炭素の更に好ましい使用割合は、シリカ粒子100質量部に対して、15質量部以上であり、15~300質量部とすることが特に好ましく、17~200質量部とすることがとりわけ好ましい。 When carbon dioxide is used as the coagulant, the proportion used is preferably 0.005 parts by mass or more, and more preferably 0.005 to 300 parts by mass, per 100 parts by mass of silica particles contained in the dispersion. When the silica particles are not surface-treated, the proportion of carbon dioxide used is more preferably 0.05 parts by mass or more, and particularly preferably 0.05 to 300 parts by mass, and especially preferably 0.25 to 200 parts by mass, per 100 parts by mass of silica particles. On the other hand, when the silica particles are surface-treated, the proportion of carbon dioxide used is more preferably 15 parts by mass or more, and particularly preferably 15 to 300 parts by mass, and especially preferably 17 to 200 parts by mass, per 100 parts by mass of silica particles.

二酸化炭素の添加方法としては、気体の状態で分散液中に吹き込む方法、固体の状態(ドライアイス)で添加する方法等を挙げることができるが、固体の状態で添加することが、操作が簡単であることから好ましい。 Methods for adding carbon dioxide include blowing it into the dispersion in gaseous form or adding it in solid form (dry ice), but adding it in solid form is preferred because it is easier to operate.

上記凝析剤として炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムまたはカルバミン酸アンモニウムを使用する場合、その使用割合は、分散液中に含有されるシリカ粒子100質量部に対して、0.001質量部以上とすることが好ましく、0.001~80質量部とすることがより好ましい。シリカ粒子に対して表面処理を行わない場合における炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムまたはカルバミン酸アンモニウムの更に好ましい使用割合は、シリカ粒子100質量部に対して、0.001~15質量部であり、0.001~10質量部とすることが特に好ましい。一方、シリカ粒子に対して表面処理を行う場合における炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムまたはカルバミン酸アンモニウムの更に好ましい使用割合は、シリカ粒子100質量部に対して、15質量部以上であり、15~80質量部とすることが特に好ましく、17~60質量部とすることがとりわけ好ましく、更には20~50質量部とすることが好ましい。 When ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, or ammonium carbamate is used as the coagulant, the proportion used is preferably 0.001 parts by mass or more, and more preferably 0.001 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of silica particles contained in the dispersion. When the silica particles are not surface-treated, the proportion of ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, or ammonium carbamate used is more preferably 0.001 to 15 parts by mass, and particularly preferably 0.001 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of silica particles. On the other hand, when the silica particles are surface-treated, the proportion of ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, or ammonium carbamate used is more preferably 15 parts by mass or more, and particularly preferably 15 to 80 parts by mass, and particularly preferably 17 to 60 parts by mass, and even more preferably 20 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of silica particles.

炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムまたはカルバミン酸アンモニウムは、固体の状態で添加してもよく、適当な溶媒に溶解した溶液状態で添加してもよい。これらを溶液状態で添加する場合に使用される溶媒としては、これらを溶解するものであれば特に制限されないが、溶解能力が高く、またろ過後の除去が容易であるとの観点から、水を使用することが好ましい。炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムまたはカルバミン酸アンモニウム溶液の濃度は、これらが溶解する範囲ならば特に制限されないが、濃度が低すぎると溶液の使用量が多くなり、不経済であるため、2~15質量%とすることが好ましく、特に5~12質量%とすることが好ましい。 Ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, or ammonium carbamate may be added in solid form, or in solution form dissolved in an appropriate solvent. When adding these in solution form, there are no particular restrictions on the solvent used, as long as it dissolves them; however, water is preferred from the standpoint of its high dissolving ability and ease of removal after filtration. There are no particular restrictions on the concentration of the ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, or ammonium carbamate solution, as long as it is within the range in which they dissolve; however, if the concentration is too low, the amount of solution used will increase, which is uneconomical; therefore, a concentration of 2 to 15% by mass is preferred, and a concentration of 5 to 12% by mass is particularly preferred.

特に、いわゆる「炭酸アンモニウム」として市販されている、炭酸水素アンモニウムとカルバミン酸アンモニウムとの混合物は、これをそのまま、または適当な溶媒に溶解した溶液として使用することができる。この場合における、炭酸水素アンモニウムとカルバミン酸アンモニウムとの合計の使用割合、これを溶液として添加する場合に使用される溶媒の種類および溶液の濃度は、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムまたはカルバミン酸アンモニウムの場合と同様である。 In particular, the mixture of ammonium bicarbonate and ammonium carbamate, commercially available as "ammonium carbonate," can be used as is or as a solution dissolved in an appropriate solvent. In this case, the total proportion of ammonium bicarbonate and ammonium carbamate used, the type of solvent used when adding this as a solution, and the concentration of the solution are the same as for ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, or ammonium carbamate.

凝析剤を添加する際のシリカ粒子分散液のpHとしては、分散液中で凝析剤が好ましくない分解を起こさないpHの範囲を選択して設定することが望まれる。このような観点から、分散液のpHはアルカリ性とすることが好ましく、pH9以上とすることがより好ましい。 When adding a coagulant, it is desirable to select and set the pH of the silica particle dispersion within a pH range that does not cause undesirable decomposition of the coagulant in the dispersion. From this perspective, it is preferable for the pH of the dispersion to be alkaline, and more preferably a pH of 9 or higher.

凝析剤を添加する際のシリカ粒子の分散液の温度は、凝析剤の添加によって生成するシリカ粒子の弱い凝集体が安定に存在できる温度を選択して設定することが望まれる。このような観点から、分散液の温度としては、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合の際の反応温度と同じ-10~60℃とすることが好ましく、10~40℃とすることがより好ましい。 When adding a coagulant, it is desirable to select and set the temperature of the silica particle dispersion at a temperature at which the weak agglomerates of silica particles formed by the addition of the coagulant can remain stable. From this perspective, the temperature of the dispersion is preferably -10 to 60°C, the same as the reaction temperature during the hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide, and more preferably 10 to 40°C.

凝析剤の添加後、熟成を行う、即ち次工程のろ過までに暫く間隔をおくこと、が好ましい。凝析剤添加後に熟成を行うことにより、前記したシリカ粒子の弱い凝集体の形成が促進されることとなり、好ましい。熟成時間は長いほどよいが、長すぎると不経済である。一方、熟成時間が短すぎると、シリカ粒子の弱い凝集体の形成が不十分となる。そこで熟成時間としては、0.5~72時間とすることが好ましく、特に1~48時間とすることが好ましい。熟成の際の分散液の温度は特に制限されず、凝析剤添加の際の好ましい温度と同じ温度範囲で実施することができ、凝析剤の添加を行った際と同じ温度で実施すれば足りる。 After adding the coagulant, it is preferable to carry out aging, i.e., to wait a while before the next step, filtration. By carrying out aging after adding the coagulant, the formation of the aforementioned weak agglomerates of silica particles is promoted, which is preferable. The longer the aging time, the better, but too long is uneconomical. On the other hand, if the aging time is too short, the formation of weak agglomerates of silica particles will be insufficient. Therefore, the aging time is preferably 0.5 to 72 hours, and particularly preferably 1 to 48 hours. The temperature of the dispersion during aging is not particularly limited, and can be carried out within the same temperature range as the preferred temperature when adding the coagulant, and it is sufficient to carry out aging at the same temperature as when adding the coagulant.

<分離工程>
分離工程においては、凝析工程において凝析剤を添加し、好ましくは熟成した後の分散液から、シリカ粒子をろ過により回収してもよい。
<Separation process>
In the separation step, a coagulant may be added in the coagulation step, and the silica particles may be recovered by filtration from the dispersion, preferably after aging.

上記凝析剤の添加によって弱い凝集体を形成したシリカ粒子は、ろ過によってろ物として固液を分離させて容易に回収することができる。ろ過の方法は特に制限はされず、例えば減圧濾過、加圧ろ過、遠心ろ過等の公知の方法を適用することができる。 The silica particles that form weak aggregates by adding the coagulant can be easily recovered by filtration, separating the solid and liquid, as a filter cake. There are no particular restrictions on the filtration method, and known methods such as vacuum filtration, pressure filtration, and centrifugal filtration can be used.

ろ過で使用する、ろ紙やフィルター、ろ布等(以下、これらを包括して「ろ紙等」という。)は、工業的に入手可能なものであれば、特に制限なく使用することができ、分離装置(ろ過器)のスケールに応じて適宜選択すればよい。凝析剤の添加によりシリカ粒子が弱く凝集した凝集体となっているため、ろ紙等の孔径は、例えば孔径5μm程度のもので十分である。このようにろ紙等の孔径が大きなものですむため、迅速にろ過することが可能である。 The filter paper, filters, filter cloth, etc. (hereinafter collectively referred to as "filter paper, etc.") used in filtration can be any industrially available material, and can be selected appropriately depending on the scale of the separation device (filter). Because the addition of a coagulant causes the silica particles to form weakly aggregated agglomerates, a pore size of approximately 5 μm, for example, is sufficient for the filter paper, etc. Because filter paper, etc. with a large pore size is sufficient, filtration can be carried out quickly.

ろ過により、シリカ粒子がケークとして回収される。 The silica particles are recovered as a cake by filtration.

上記の凝析工程において凝析剤として炭酸水素アンモニウム水溶液を使用した場合、得られたケークを、適当な溶媒、例えば水、アルコール等、でリンス処理してもよい。当該処理によって、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合反応で使用した溶媒、塩基性触媒、未反応の表面処理剤の分解または除去を行うことができる。 If an aqueous ammonium bicarbonate solution is used as the coagulant in the above coagulation step, the resulting cake may be rinsed with an appropriate solvent, such as water or alcohol. This treatment allows for the decomposition or removal of the solvent, basic catalyst, and unreacted surface treatment agent used in the hydrolysis and polycondensation reaction of the silicon alkoxide.

<乾燥工程>
乾燥工程においては、上記の分離工程によって回収したシリカ粒子を乾燥させてもよい。
<Drying process>
In the drying step, the silica particles recovered in the above separation step may be dried.

上記の分離工程によって回収したシリカ粒子のケークの解砕性を向上させる点で、乾燥工程における乾燥温度は、35℃以上の温度とすることが好ましい。この温度における加熱により、上記のろ過、リンス等によっても除去されずにケーク中に残存している凝析剤を、熱分解により容易に除去することができる。 In order to improve the crushability of the cake of silica particles recovered in the above separation process, it is preferable that the drying temperature in the drying process be 35°C or higher. By heating at this temperature, any coagulant remaining in the cake that has not been removed by the above filtration, rinsing, etc. can be easily removed by thermal decomposition.

乾燥の方法は特に制限はされず、送風乾燥または減圧乾燥等の公知の方法を採用することが可能である。上記の分離工程によって回収したシリカ粒子のケークの解砕性を向上させる点で、減圧乾燥による乾燥が好ましい。 The drying method is not particularly limited, and known methods such as air drying or vacuum drying can be used. Vacuum drying is preferred in order to improve the crushability of the silica particle cake recovered in the above separation process.

乾燥時の温度を高くする方が、凝析剤の分解効率の観点及びより解砕され易いシリカ粒子とすることの観点からは有利である。しかしながら乾燥温度が高すぎると、表面処理によってシリカ粒子の表面に導入された反応性置換基により凝集塊が生成することがあり、好ましくない。したがって、上記のバランスをとるために、乾燥の温度は35~200℃とすることが好ましく、50~200℃とすることがより好ましく、特に80~200℃とすることが好ましく、120~200℃とすることがとりわけ好ましい。 Increasing the drying temperature is advantageous from the standpoint of the decomposition efficiency of the coagulant and making the silica particles more easily disintegrated. However, if the drying temperature is too high, the reactive substituents introduced to the surface of the silica particles by surface treatment may cause the formation of agglomerates, which is undesirable. Therefore, to strike a balance between the above, the drying temperature is preferably 35 to 200°C, more preferably 50 to 200°C, and particularly preferably 80 to 200°C, with 120 to 200°C being especially preferred.

乾燥時間は、特に制限はされないが、2~48時間程度とすることにより、シリカ粒子を十分に乾燥することができる。 There are no particular restrictions on the drying time, but a drying time of approximately 2 to 48 hours will allow the silica particles to dry sufficiently.

なお、シリカ粒子の分散液からの分散媒の除去を、濃縮および乾燥にわたって連続して行うことも可能である。例えば、シリカ粒子の分散液を加熱濃縮、または減圧濃縮等によって分散媒を揮発させる方法によって行うことにより、シリカ粒子の分散液より分散媒が除去されたシリカ粒子を直接得ることができる。この場合、分散媒を加熱による除去をする際、凝析剤由来の塩が消失する虞があるので、濃縮および乾燥中のシリカ分散液の濃縮物に、凝析剤を適宜添加し、濃縮物中に凝析剤由来の塩が消失しないように行えばよい。 It is also possible to remove the dispersing medium from the silica particle dispersion continuously throughout the concentration and drying processes. For example, by concentrating the silica particle dispersion by heating or concentrating under reduced pressure to volatilize the dispersing medium, it is possible to directly obtain silica particles from which the dispersing medium has been removed. In this case, since there is a risk that salts derived from the coagulant will be lost when the dispersing medium is removed by heating, it is possible to add an appropriate amount of coagulant to the concentrate of the silica dispersion during concentration and drying so as to prevent salts derived from the coagulant from being lost in the concentrate.

上記工程によって、シリカ粒子は、個々の粒子が弱い力で凝集した凝集体の形態を成す乾燥粉体として得られる。そして、係るシリカ粒子は、解砕処理が困難な凝集塊が生成せず、容易に解砕が可能な、分散性に優れたものである。特段の解砕処理を行うことなく、樹脂または溶剤に分散させる際の分散機のシェアにより、容易に解砕され、樹脂または溶剤中で均一に分散させることが可能である。 Through the above process, silica particles are obtained as a dry powder in the form of agglomerates formed by weakly agglomerating individual particles. These silica particles are easy to disperse and have excellent dispersibility, without forming agglomerates that are difficult to disperse. They can be easily disperse by the shear of a disperser when dispersing in a resin or solvent, without the need for any special dispersing process, and can be uniformly dispersed in the resin or solvent.

<焼成工程>
乾燥工程後のシリカ粒子は、粒子中に吸収された分散媒が完全に除去されておらず、シラノール基が残存し、また細孔が存在している。該粒子中の分散媒を高度に除去し、粒子表面のシラノール基量を減らして中実のシリカを得るために、用途に応じて、更に焼成処理を行うことが好ましい。即ち、該焼成工程において処理されたシリカ粒子は、粒子表面のシラノール基量が低減されるだけでなく、粒子中に残存する分散媒が除去されている点からも好ましい。粒子中に残存する溶媒は、樹脂の充填剤として用いた場合、加熱を施すと気泡等を発生し収率低下の原因となる。特に、充填率が高い半導体封止材用途または液晶シール剤用途において顕著となる。したがって、特に半導体封止材用途または液晶シール剤用途に用いるシリカ粒子の製造において、当該焼成工程を設けることが好ましい。
<Firing process>
After the drying process, the silica particles have not completely removed the dispersant absorbed in the particles, and silanol groups remain and pores are present. In order to thoroughly remove the dispersant from the particles and reduce the amount of silanol groups on the particle surface to obtain solid silica, it is preferable to further perform a calcination process depending on the application. That is, the silica particles treated in the calcination process are preferable not only because the amount of silanol groups on the particle surface is reduced, but also because the dispersant remaining in the particles is removed. When used as a resin filler, the solvent remaining in the particles generates bubbles upon heating, causing a decrease in yield. This is particularly noticeable in applications such as semiconductor encapsulants or liquid crystal sealants, which have a high filling rate. Therefore, it is preferable to include this calcination process in the production of silica particles, particularly for use as semiconductor encapsulants or liquid crystal sealants.

焼成工程における焼成温度は、低すぎると分散媒成分の除去が困難であり、高すぎるとシリカ粒子の融着が生じるため、300~1300℃で行うことが好ましく、600~1200℃で行うことがより好ましい。 If the firing temperature in the firing process is too low, it will be difficult to remove the dispersion medium components, and if it is too high, the silica particles will fuse together. Therefore, it is preferable to carry out the firing process at a temperature of 300 to 1300°C, and more preferably 600 to 1200°C.

焼成工程における焼成時間については、残存する分散媒が除去されれば特に制限されない。焼成時間が長すぎると生産性が落ちるため、目的とする焼成温度まで昇温した後、0.5~48時間、より好ましくは、2~24時間の範囲で保持し焼成を行えば十分である。 The firing time in the firing step is not particularly limited as long as the remaining dispersion medium is removed. Since productivity decreases if the firing time is too long, it is sufficient to heat the mixture to the desired firing temperature and then maintain the temperature for 0.5 to 48 hours, more preferably 2 to 24 hours.

焼成時の雰囲気も特に制限はされず、アルゴンや窒素などの不活性ガス下、または大気雰囲気下で行うことができる。 The atmosphere during firing is not particularly limited, and firing can be carried out under an inert gas such as argon or nitrogen, or in the air.

焼成工程後のシリカ粒子も、前述の通り個々の粒子が弱い力で凝集した凝集体の形態を成す乾燥粉体として得られる。 As mentioned above, after the firing process, the silica particles are obtained as a dry powder in the form of agglomerates, with the individual particles weakly clumped together.

<解砕工程>
焼成工程後のシリカ粒子は、特段の解砕処理を行うことなく種々の用途に使用することが可能であるが、目的に応じて、凝集塊を更に低減させるために、解砕工程を行ってもよい。解砕工程においては、公知の解砕手段により解砕処理を行ってもよい。
<Crushing process>
The silica particles after the calcination step can be used for various purposes without any particular crushing treatment, but depending on the purpose, a crushing step may be carried out to further reduce agglomerates. In the crushing step, crushing treatment may be carried out by a known crushing means.

公知の解砕手段としては、例えば、ボールミルまたはジェットミル等が挙げられる。また、公知の解砕手段を用いずとも、樹脂または溶剤等に分散してシリカ粒子を使用する場合には、高シェアの分散機を使用することによって、樹脂または溶剤への分散と同時にシリカ粒子の解砕を行うことができる。 Known disintegration methods include, for example, a ball mill or jet mill. Furthermore, even without using known disintegration methods, when silica particles are used by dispersing them in a resin or solvent, a high-shear disperser can be used to disperse the silica particles in the resin or solvent at the same time.

〔製造例1〕シリカ粒子の製造
反応容器として、内容積10Lのジャケット付きガラス反応容器にマックスブレンド翼を有した反応容器を使用した。初期反応液としてメタノール、イソプロパノールおよびアンモニア水(25質量%)207.6gを仕込んだ。そして、反応温度を40℃に設定し、60rpmで撹拌した。初期反応液中のメタノール(MeOH、A)およびイソプロパノール(IPA、B)の量(g)は表1に示す。また、初期反応液に含まれる有機溶媒(MeOHおよびIPA)中のIPA濃度(質量%)も表1に示す。
[Production Example 1] Production of Silica Particles A jacketed glass reactor with an internal volume of 10 L and a Max Blend impeller was used as the reaction vessel. 207.6 g of methanol, isopropanol, and aqueous ammonia (25% by mass) were charged as the initial reaction solution. The reaction temperature was set to 40°C, and the mixture was stirred at 60 rpm. The amounts (g) of methanol (MeOH, A) and isopropanol (IPA, B) in the initial reaction solution are shown in Table 1. The IPA concentration (% by mass) in the organic solvents (MeOH and IPA) contained in the initial reaction solution is also shown in Table 1.

次に、テトラエトキシシラン(TEOS)25.9g、メタノールおよびイソプロパノールのシリカ粒子生成用混合物を300g/min以上の吐出速度で初期反応液に投入し、TEOSの加水分解および重縮合を行い、シリカ粒子を製造した。シリカ粒子生成用混合物中のメタノール(MeOH、C)およびイソプロパノール(IPA、D)の量(g)を表1に示す。また、シリカ粒子生成用混合物に含まれる有機溶媒(MeOHおよびIPA)中のIPA濃度(質量%)も表1に示す。 Next, a silica particle generation mixture of 25.9 g of tetraethoxysilane (TEOS), methanol, and isopropanol was added to the initial reaction solution at a discharge rate of 300 g/min or more, and hydrolysis and polycondensation of the TEOS were carried out to produce silica particles. The amounts (g) of methanol (MeOH, C) and isopropanol (IPA, D) in the silica particle generation mixture are shown in Table 1. Table 1 also shows the IPA concentration (mass %) in the organic solvents (MeOH and IPA) contained in the silica particle generation mixture.

得られたシリカ粒子の平均粒子径(体積基準累積50%径)をレーザ回折散乱法(ベックマンコールター社製、LS13 320)により測定した。シリカ粒子(X)の測定結果を表1に示す。また、縦軸をシリカ粒子の平均粒子径(μm)、横軸をIPA濃度(質量%)でプロットしたグラフを図1に示す。当該IPA濃度は、シリカ粒子生成で使用した有機溶媒中のIPA濃度である。 The average particle size (50% cumulative diameter on a volume basis) of the resulting silica particles was measured using a laser diffraction scattering method (LS13 320, manufactured by Beckman Coulter). The measurement results for silica particles (X) are shown in Table 1. Figure 1 also shows a graph plotting the average particle size (μm) of silica particles on the vertical axis and the IPA concentration (% by mass) on the horizontal axis. The IPA concentration is the IPA concentration in the organic solvent used to produce the silica particles.

表1および図1に示すように、メタノールとIPAとの混合比率に応じて、シリカ粒子の粒子径を調整することができることが分かった。 As shown in Table 1 and Figure 1, it was found that the particle size of silica particles can be adjusted depending on the mixing ratio of methanol and IPA.

さらに、テトラメトキシシラン(TMOS)4150gとメタノール415gを20g/minの吐出速度で上記シリカ粒子液中に供給した。当該供給と同時にアンモニア水(25質量%)1830gを8g/minの吐出速度で供給し、TMOSの加水分解および重縮合を行い、シリカ粒子を成長させた。供給終了後、1時間撹拌を続けた。 Furthermore, 4,150 g of tetramethoxysilane (TMOS) and 415 g of methanol were supplied to the silica particle solution at a discharge rate of 20 g/min. Simultaneously with this supply, 1,830 g of ammonia water (25% by mass) was supplied at a discharge rate of 8 g/min, causing hydrolysis and polycondensation of TMOS and growing silica particles. After the supply was completed, stirring was continued for 1 hour.

シリカ粒子を成長させて得られた大粒子(以下、「成長後粒子」と示す場合がある)の平均粒子径および変動係数をレーザ回折散乱法により測定した。成長後粒子(Y)の測定結果を表1に示す。また、縦軸を成長後粒子の平均粒子径(μm)、横軸をシリカ粒子生成で使用した有機溶媒中のIPA濃度(質量%)でプロットしたグラフを図2に示す。 The average particle size and coefficient of variation of the large particles obtained by growing silica particles (hereinafter sometimes referred to as "grown particles") were measured using a laser diffraction scattering method. The measurement results for the grown particles (Y) are shown in Table 1. Figure 2 is a graph plotting the average particle size (μm) of the grown particles on the vertical axis and the IPA concentration (mass%) in the organic solvent used to generate the silica particles on the horizontal axis.

表1および図2に示すように、シリカ粒子生成で使用したメタノールとIPAとの混合比率に応じて、シリカ粒子を成長させた成長後粒子の粒子径も調整することができることが分かった。また、個々の成長後粒子は真球状であった。 As shown in Table 1 and Figure 2, it was found that the particle size of the grown silica particles could be adjusted depending on the mixing ratio of methanol and IPA used to generate the silica particles. Furthermore, each grown particle was spherical.

〔製造例2〕シリカ粒子の製造
製造例1と同じ反応容器を使用した。初期反応液としてメタノール、エタノールおよびアンモニア水(25質量%)207.6gを仕込んだ。そして、反応温度を40℃に設定し、60rpmで撹拌した。初期反応液中のメタノール(MeOH、A)およびエタノール(EtOH、B)の量(g)は表2に示す。また、初期反応液中に含まれる有機溶媒(MeOHおよびEtOH)中のEtOH濃度(質量%)も表2に示す。
[Production Example 2] Production of Silica Particles The same reaction vessel as in Production Example 1 was used. 207.6 g of methanol, ethanol, and aqueous ammonia (25% by mass) was charged as the initial reaction solution. The reaction temperature was set to 40°C, and the mixture was stirred at 60 rpm. The amounts (g) of methanol (MeOH, A) and ethanol (EtOH, B) in the initial reaction solution are shown in Table 2. Table 2 also shows the EtOH concentration (% by mass) in the organic solvents (MeOH and EtOH) contained in the initial reaction solution.

次に、TEOS25.9g、メタノールおよびエタノールのシリカ粒子生成用混合物を300g/min以上の吐出速度で初期反応液に投入し、TEOSの加水分解および重縮合を行い、シリカ粒子を製造した。シリカ粒子生成用混合物中のメタノール(MeOH、C)およびエタノール(EtOH、D)の量(g)を表2に示す。また、シリカ粒子生成用混合物に含まれる有機溶媒(MeOHおよびEtOH)中のEtOH濃度(質量%)も表2に示す。 Next, a silica particle production mixture of 25.9 g of TEOS, methanol, and ethanol was added to the initial reaction solution at a discharge rate of 300 g/min or more, and hydrolysis and polycondensation of TEOS were carried out to produce silica particles. The amounts (g) of methanol (MeOH, C) and ethanol (EtOH, D) in the silica particle production mixture are shown in Table 2. Table 2 also shows the EtOH concentration (mass %) in the organic solvents (MeOH and EtOH) contained in the silica particle production mixture.

得られたシリカ粒子の平均粒子径をレーザ回折散乱法により測定した。シリカ粒子(X)の測定結果を表2に示す。また、縦軸をシリカ粒子の平均粒子径(μm)、横軸をEtOH濃度(質量%)でプロットしたグラフを図3に示す。当該EtOH濃度は、シリカ粒子生成で使用した有機溶媒中のEtOH濃度である。 The average particle size of the resulting silica particles was measured by laser diffraction scattering. The measurement results for silica particles (X) are shown in Table 2. Figure 3 shows a graph plotting the average particle size (μm) of silica particles on the vertical axis and the EtOH concentration (mass%) on the horizontal axis. The EtOH concentration is the EtOH concentration in the organic solvent used to produce the silica particles.

表2および図3に示すように、メタノールとエタノールとの混合比率に応じて、シリカ粒子の粒子径を調整することができることが分かった。 As shown in Table 2 and Figure 3, it was found that the particle size of silica particles can be adjusted depending on the mixing ratio of methanol and ethanol.

さらに、TMOS4150gとメタノール415gを20g/minの吐出速度で上記シリカ粒子液中に供給した。当該供給と同時にアンモニア水(25質量%)1830gを8g/minの吐出速度で供給し、TMOSの加水分解および重縮合を行い、シリカ粒子を成長させ、成長後粒子を得た。供給終了後、1時間撹拌を続けた。 Furthermore, 4,150 g of TMOS and 415 g of methanol were supplied to the silica particle solution at a discharge rate of 20 g/min. Simultaneously with this supply, 1,830 g of ammonia water (25% by mass) was supplied at a discharge rate of 8 g/min, causing hydrolysis and polycondensation of TMOS, growing silica particles, and obtaining grown particles. After the supply was completed, stirring was continued for 1 hour.

成長後粒子の平均粒子径および変動係数をレーザ回折散乱法により測定した。成長後粒子(Y)の測定結果を表2に示す。また、縦軸を成長後粒子の平均粒子径(μm)、横軸をシリカ粒子生成で使用した有機溶媒中のEtOH濃度(質量%)でプロットしたグラフを図4に示す。 The average particle size and coefficient of variation of the grown particles were measured using a laser diffraction scattering method. The measurement results for grown particles (Y) are shown in Table 2. Figure 4 is a graph plotting the average particle size (μm) of grown particles on the vertical axis and the EtOH concentration (mass%) in the organic solvent used to generate the silica particles on the horizontal axis.

表2および図4に示すように、シリカ粒子生成で使用したメタノールとエタノールとの混合比率に応じて、シリカ粒子を成長させた成長後粒子の粒子径も調整することができることが分かった。 As shown in Table 2 and Figure 4, it was found that the particle size of the grown silica particles can be adjusted depending on the mixing ratio of methanol and ethanol used to generate the silica particles.

〔製造例3〕シリカ粒子の製造
製造例1と同じ反応容器を使用した。初期反応液としてメタノール、2-ブタノールおよびアンモニア水(25質量%)207.6gを仕込んだ。そして、反応温度を40℃に設定し、60rpmで撹拌した。初期反応液中のメタノール(MeOH、A)および2-ブタノール(BuOH、B)の量(g)は表3に示す。また、初期反応液中に含まれる有機溶媒(MeOHおよびBuOH)中のBuOH濃度(質量%)も表3に示す。
[Production Example 3] Production of Silica Particles The same reaction vessel as in Production Example 1 was used. 207.6 g of methanol, 2-butanol, and aqueous ammonia (25% by mass) were charged as the initial reaction solution. The reaction temperature was set to 40°C, and the mixture was stirred at 60 rpm. The amounts (g) of methanol (MeOH, A) and 2-butanol (BuOH, B) in the initial reaction solution are shown in Table 3. Table 3 also shows the BuOH concentrations (% by mass) in the organic solvents (MeOH and BuOH) contained in the initial reaction solution.

次に、TEOS25.9g、メタノールおよび2-ブタノールのシリカ粒子生成用混合物を300g/min以上の吐出速度で初期反応液に投入し、TEOSの加水分解および重縮合を行い、シリカ粒子を製造した。シリカ粒子生成用混合物中のメタノール(MeOH、C)および2-ブタノール(BuOH、D)の量(g)を表3に示す。また、シリカ粒子生成用混合物に含まれる有機溶媒(MeOHおよびBuOH)中のBuOH濃度(質量%)も表3に示す。 Next, a silica particle production mixture of 25.9 g of TEOS, methanol, and 2-butanol was added to the initial reaction solution at a discharge rate of 300 g/min or more, and hydrolysis and polycondensation of TEOS were carried out to produce silica particles. The amounts (g) of methanol (MeOH, C) and 2-butanol (BuOH, D) in the silica particle production mixture are shown in Table 3. Table 3 also shows the BuOH concentration (mass %) in the organic solvents (MeOH and BuOH) contained in the silica particle production mixture.

得られたシリカ粒子の平均粒子径をレーザ回折散乱法により測定した。シリカ粒子(X)の測定結果を表3に示す。また、縦軸をシリカ粒子の平均粒子径(μm)、横軸をBuOH濃度(質量%)でプロットしたグラフを図5に示す。当該BuOH濃度は、シリカ粒子生成で使用した有機溶媒中のBuOH濃度である。 The average particle size of the resulting silica particles was measured by laser diffraction scattering. The measurement results for silica particles (X) are shown in Table 3. Figure 5 shows a graph plotting the average particle size (μm) of silica particles on the vertical axis and the BuOH concentration (mass%) on the horizontal axis. The BuOH concentration is the BuOH concentration in the organic solvent used to produce the silica particles.

表3および図5に示すように、メタノールと2-ブタノールとの混合比率に応じて、シリカ粒子の粒子径を調整することができることが分かった。 As shown in Table 3 and Figure 5, it was found that the particle size of silica particles can be adjusted depending on the mixing ratio of methanol and 2-butanol.

さらに、TMOS4150gとメタノール415gを20g/minの吐出速度で上記シリカ粒子液中に供給した。当該供給と同時にアンモニア水(25質量%)1830gを8g/minの吐出速度で供給し、TMOSの加水分解および重縮合を行い、シリカ粒子を成長させ、成長後粒子を得た。供給終了後、1時間撹拌を続けた。 Furthermore, 4,150 g of TMOS and 415 g of methanol were supplied to the silica particle solution at a discharge rate of 20 g/min. Simultaneously with this supply, 1,830 g of ammonia water (25% by mass) was supplied at a discharge rate of 8 g/min, causing hydrolysis and polycondensation of TMOS, growing silica particles, and obtaining grown particles. After the supply was completed, stirring was continued for 1 hour.

成長後粒子の平均粒子径および変動係数をレーザ回折散乱法により測定した。成長後粒子(Y)の測定結果を表3に示す。また、縦軸を成長後粒子の平均粒子径(μm)、横軸をシリカ粒子生成で使用した有機溶媒中のBuOH濃度(質量%)でプロットしたグラフを図6に示す。 The average particle size and coefficient of variation of the grown particles were measured using a laser diffraction scattering method. The measurement results for grown particles (Y) are shown in Table 3. Figure 6 is a graph plotting the average particle size (μm) of grown particles on the vertical axis and the BuOH concentration (mass %) in the organic solvent used to generate the silica particles on the horizontal axis.

表3および図6に示すように、シリカ粒子生成で使用したメタノールと2-ブタノールとの混合比率に応じて、シリカ粒子を成長させた成長後粒子の粒子径も調整することができることが分かった。 As shown in Table 3 and Figure 6, it was found that the particle size of the grown silica particles can be adjusted depending on the mixing ratio of methanol and 2-butanol used to generate the silica particles.

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態/各実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。異なる実施形態/実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments/examples, and various modifications are possible within the scope of the claims. Embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in different embodiments/examples are also included in the technical scope of the present invention.

本発明は、例えば、半導体封止材等の電子材料またはフィルム製造用等の各種樹脂組成物の充填材に用いるシリカ粒子の製造に利用することができる。 The present invention can be used, for example, to produce silica particles used as fillers in various resin compositions for electronic materials such as semiconductor encapsulants or for film manufacturing.

Claims (3)

塩基性触媒と、水と、有機溶媒との存在下で、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行うことによってシリカ粒子を製造する工程を含み、
前記有機溶媒はメタノールおよびエタノールを含み、
前記有機溶媒における、前記メタノールに対する前記エタノールの質量比(エタノール/メタノール)が1/9以上1以下であり、
前記シリカ粒子のレーザ回折散乱法による体積基準累積50%径は0.07μm以上0.22μm以下である、シリカ粒子の製造方法。
The method includes the step of producing silica particles by hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst, water, and an organic solvent,
the organic solvent includes methanol and ethanol;
a mass ratio of the ethanol to the methanol in the organic solvent (ethanol/methanol) is 1/9 or more and 1 or less;
The method for producing silica particles, wherein the volume-based cumulative 50% diameter of the silica particles measured by a laser diffraction scattering method is 0.07 μm or more and 0.22 μm or less.
塩基性触媒と、水と、有機溶媒との存在下で、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行うことによってシリカ粒子を製造する工程を含み、The method includes the step of producing silica particles by hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst, water, and an organic solvent,
前記有機溶媒はメタノールおよび2-ブタノールを含む有機溶媒、または、2-ブタノールであり、the organic solvent is an organic solvent containing methanol and 2-butanol, or 2-butanol;
前記メタノールおよび2-ブタノールを含む有機溶媒における、前記メタノールに対する前記2-ブタノールの質量比(2-ブタノール/メタノール)が1/9以上であり、a mass ratio of the 2-butanol to the methanol (2-butanol/methanol) in the organic solvent containing methanol and 2-butanol is 1/9 or more;
前記シリカ粒子のレーザ回折散乱法による体積基準累積50%径は0.12μm以上0.55μm以下である、シリカ粒子の製造方法。The method for producing silica particles, wherein the silica particles have a volume-based cumulative 50% diameter of 0.12 μm or more and 0.55 μm or less, as determined by a laser diffraction scattering method.
塩基性触媒と、水と、有機溶媒との存在下で、ケイ素アルコキシドの加水分解および重縮合を行うことによってシリカ粒子を製造する工程を含み、
前記有機溶媒はメタノールおよびイソプロパノールを含み、
前記有機溶媒における、前記メタノールに対する前記イソプロパノールの質量比(イソプロパノール/メタノール)が3/7以上であり、
前記シリカ粒子のレーザ回折散乱法による体積基準累積50%径は0.16μm以上0.44μm未満である、シリカ粒子の製造方法。
The method includes the step of producing silica particles by hydrolysis and polycondensation of silicon alkoxide in the presence of a basic catalyst, water, and an organic solvent,
the organic solvent comprises methanol and isopropanol;
a mass ratio of the isopropanol to the methanol (isopropanol/methanol) in the organic solvent is 3/7 or more;
The method for producing silica particles, wherein the volume-based cumulative 50% diameter of the silica particles measured by a laser diffraction scattering method is 0.16 μm or more and less than 0.44 μm.
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