水酸化アルミニウム混合粉体
【課題】樹脂等に充填するフィラーに適し、特に、高充填が望まれる用途に好適であって、尚且つ、強度特性に優れた成形体を得ることができる水酸化アルミニウム混合粉体を提供する。
【解決手段】平均二次粒子径が５〜１６μｍの範囲であり、かつ、形状係数が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｘと、平均二次粒子径が０．５〜２.０μｍの範囲であり、かつ、形状係数が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｙとを混合して、平均二次粒子径が０．９〜１２μｍの範囲となるように調整したことを特徴とする水酸化アルミニウム混合粉体である。
【解決手段】平均二次粒子径が５〜１６μｍの範囲であり、かつ、形状係数が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｘと、平均二次粒子径が０．５〜２.０μｍの範囲であり、かつ、形状係数が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｙとを混合して、平均二次粒子径が０．９〜１２μｍの範囲となるように調整したことを特徴とする水酸化アルミニウム混合粉体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平均二次粒子径が異なる水酸化アルミニウム粉体を混合してなる水酸化アルミニウム混合粉体に関し、特に、樹脂等に充填するフィラーとして用いた場合に、強度特性に優れた成形体を得ることができる水酸化アルミニウム混合粉体に関する。
【背景技術】
【０００２】
水酸化アルミニウムは、従来より、ゴムやプラスチック等の樹脂に充填するフィラーとして幅広く用いられている。その主な用途のひとつは難燃フィラーとしての使用であり、また、近時では、プラズマディスプレイパネル（PDP）等のフラットパネルディスプレーを形成するような、大型のガラス基板等の放熱を行う放熱シート用のフィラーとしても使用されている。
【０００３】
水酸化アルミニウムを難燃剤や放熱フィラーとして用いる場合、その目的を十分に果たすために水酸化アルミニウムの高充填化が望まれるが、通常、充填量を多くすると高粘度化するため、成形体を得る際の混錬トルクが増して成形作業性が悪化するなどの問題が生じる。
【０００４】
そこで、特定の範囲の二次粒子径及び比表面積を有する水酸化アルミニウム粉体を２成分又は３成分配合することで、樹脂への充填の際の粘度の低減化を行ない、高充填を可能にする技術が報告されている（特許文献１参照）。すなわち、この技術は、粗粒（35〜150μｍ）、中粒（10〜15μｍ）及び微粒（0.5〜10μｍ）の水酸化アルミニウム粉体を混合することで粒度分布の広い粉体を形成し、粗粒や中粒の粒子間の空隙を中粒や微粒が埋めることによる粘度低減効果を図るものである。
【０００５】
しかしながら、上記技術では、粘度上昇を抑制して高充填化を可能にすることはできても、得られた成形体の強度特性に関しては十分な検討がなされているとは言えない。すなわち、この水酸化アルミニウム粉体は、少なくとも粗粒（35〜150μｍ）と微粒（0.5〜10μｍ）の粉体の配合を必要とし、広い粒度分布を形成しているが、特に上記のような粗粒が存在すると、樹脂に充填して成形体を得た場合に応力が集中しやすい部位を形成してしまい、成形体の強度（曲げ強度）を低下させてしまうおそれがある。そのため、例えば難燃剤として電気関連の封止材等に用いる場合には、難燃特性は得られても強度不足となって不向きである。
【特許文献１】特開２００２−１１４８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明者等は、樹脂等に充填するフィラーとして用いた場合に充填量を確保することができると共に、強度特性に優れた成形体を得ることができる水酸化アルミニウム粉体について鋭意検討した結果、上述の従来技術で言えば微粒の粒子側において、平均二次粒子径が異なると共にそれぞれの形状係数を特定した水酸化アルミニウム粉体を混合して混合粉体を形成することで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、樹脂等に充填するフィラーに適し、特に、高充填が望まれる用途に好適であって、尚且つ、強度特性に優れた成形体を得ることができる水酸化アルミニウム混合粉体を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、上記水酸化アルミニウム混合粉体を用いて得た、強度特性に優れた成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、平均二次粒子径（Dp）が５〜１６μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｘと、平均二次粒子径（Dp）が０．５〜２．０μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｙとを混合してなり、平均二次粒子径（Dp）が０．９〜１２μｍの範囲であることを特徴とする水酸化アルミニウム混合粉体である。
【００１０】
また、本発明は、上記水酸化アルミニウム混合粉体を樹脂に充填して得られたことを特徴とする成形体である。
【００１１】
先ず、本発明における水酸化アルミニウム粉体Ｘは、平均二次粒子径（Dp）が５〜１６μｍ、好ましくは６〜１３μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下、好ましくは３以下のものを用いる。平均二次粒子径（Dp）が５μｍより小さいものであると水酸化アルミニウム粉体Ｙとの混合の効果が低減し、反対に１６μｍを超えると、成形体を得た際に応力の集中等により成形体の強度低下を招く。また、形状係数（φ）が４を超えると粒子表面の鋭角部が増えてこれらが成形体の破壊を招いてしまう。ここで、平均二次粒子径（Dp）は、重量基準による直径中央値であり、レーザー回折法による粒度分析から求められる値である。また、形状係数（φ）は、下記式（１）より算出される値であり、小さい値になればそれだけ粒子が真球に近くなることを表すものである。そのため、形状係数の下限は、水酸化アルミニウム粉体Ｘ及びＹともに理論値である１である。
φ＝Ｄｐ／Ｄｂ … …（１）
上記Ｄｐは上記平均二次粒子径であり、Ｄｂは水酸化アルミニウム粉体ＸのＢＥＴ比表面積（BET：単位m2/g）を用いて次式（２）より求められるものである。なお、ＢＥＴ比表面積は、Ｎ2ガス吸着法により求められる値であり、また、２．４２は水酸化アルミニウムの真比重である。
Ｄｂ＝６／ＢＥＴ×２．４２ … …（２）
【００１２】
また、水酸化アルミニウム粉体Ｙについては、平均二次粒子径（Dp）が０．５〜２．０μｍ、好ましくは０．７〜１．７μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下、好ましくは３以下のものを用いる。平均二次粒子径（Dp）が０．５μｍより小さいものであると樹脂等に充填した際に粘度が上昇したり、分散性が悪化し、反対に２．０μｍを超えると水酸化アルミニウム粉体Ｘとの混合効果が薄れてしまう。また、形状係数（φ）が４を超えると、粒子表面の鋭角部が増えてこれらが成形体の破壊を招いてしまう。なお、平均二次粒子径（Dp）及び形状係数（φ）は、水酸化アルミニウム粉体Ｘの場合と同じものを表す。
【００１３】
上記のような水酸化アルミニウム粉体Ｘ及びＹを得る手段について特に制限はないが、いずれも二次粒子の平均粒径が小さいものであり、尚且つ、形状係数が小さく球状に近い粒子を得る必要があることから、これらの粉体は、それぞれバイヤー法で得られたアルミン酸ソーダ溶液から析出させて得るのがよく、好ましくは、析出させる際の条件を特定するのがよい。すなわち、水酸化アルミニウムは、工業的には、ボーキサイトを苛性ソーダ溶液で処理して得られたアルミン酸ソーダ溶液に、水酸化アルミニウムの種子を添加してアルミン酸ソーダを加水分解し、水酸化アルミニウムを析出させる、いわゆるバイヤー法により製造することができるが、以下に説明するような析出法を用いることで、粉体Ｘ及び粉体Ｙをそれぞれ得ることができる。
【００１４】
先ず、水酸化アルミニウム粉体Ｘを得る手段については、例えば特開平５-５８６２３号公報に記載の方法を用いることができる。すなわち、バイヤー法で得られた過飽和度１．１〜１．８のアルミン酸ソーダ溶液（Na2O濃度として70〜180g/l）を４０〜８５℃に保持しながら、下記式（３）で表されるＭＦ値が１０以上で、かつ、平均粒子径３〜１０μｍの粉砕ジブサイト種子を５ｇ／ｌ以上、好ましくは５〜５０ｇ／ｌ添加し、４８〜９６時間攪拌しながら徐々に冷却して水酸化アルミニウムを析出させる。この際、析出完了時のアルミン酸ソーダ溶液の過飽和度が上記範囲内となるように維持することで、所定の平均二次粒子径及び形状係数を有した水酸化アルミニウムを析出させることができる。析出させた水酸化アルミニウムは、常法どおり、ろ過分離して乾燥させることで水酸化アルミニウム粉体Ｘを得ることができる。なお、式（３）で表されるＭＦ値は、ジブサイト型水酸化アルミニウムをＸ線回折測定した際の（００２）面の回折強度と（１１０）面及び（２００）面の合計の回折強度との比であり、ジブサイト結晶の六角板面が（００２）面に相当し、その六角板面に垂直な柱の面が（２００）面及び（１１０）面に相当し、測定されるＸ線回折強度が測定試料に存在する各面の面積比に比例する。また、過飽和度は、実際のアルミン酸ソーダ溶液中の溶解アルミナ濃度をＣとした場合、これと同条件におけるアルミナの飽和濃度をＣｓとして、Ｃ／Ｃｓ比で表されるものである。
【数１】
【００１５】
上記のようにして得られた粉体の球状度は既に高いものであるが、ジブサイト特有の鋭角部を有することもあるため、必要に応じて、更に鋭角部を研磨する処理を行って水酸化アルミニウム粉体Ｘを得るようにしてもよい。すなわち、（ａ）一旦、ろ過分離して得た水酸化アルミニウムケーキを飽和溶解度以下のアルミン酸ソーダ溶液中に分散させ、結晶表面の鋭角部を部分溶解することによって球状化する方法、（ｂ）析出スラリーをそのまま比較的弱い剪断場、例えば遠心ポンプ、遠心分離機又はコロイドミル等を通過させることによって結晶の鋭角部を研磨する方法、及び（ｃ）これら（ａ）、（ｂ）の組合せによる方法等により、球状化処理を施すようにしてもよい。
【００１６】
一方、水酸化アルミニウム粉体Ｙは、粉体Ｘに比べて更に微粒であるため、好適には特開平１０-１３００１７号公報に記載の方法を用いるのがよい。すなわち、Ｎａ2Ｏ濃度５０〜２００ｇ／ｌ、好ましくは９０〜１６０ｇ／ｌ、及び、Ａｌ2Ｏ3濃度５０〜２２０ｇ／ｌ、好ましくは９０〜１８０ｇ／ｌのアルミン酸ソーダ水溶液に、平均二次粒子径０．５〜４μｍ、好ましくは０．６〜２μｍの水酸化アルミニウムを種子として、好ましくは１００ｍ2／ｌ未満の範囲で、より好ましくは９０ｍ2／ｌ未満の範囲で添加し、攪拌下に通常４０〜９０℃、好ましくは５０〜８０℃の温度に加熱してアルミン酸ソーダを加水分解し、加熱下に分解して水酸化アルミニウムを製造するに際し、得られたスラリーを例えば加圧式濾過機や遠心分離機等を用いて固液分離し、次いで洗浄水でスラリー化して固液分離する操作を適宜繰り返して洗浄したのち、乾燥する方法である。ここで、種子として使用する水酸化アルミニウムを製造する方法については、それが平均二次粒子径０．５〜４μｍの水酸化アルミニウムを製造できる方法であれば特に限定されるものではなく、粉砕法であっても、また、析出法であってもよい。このような析出法を採用することにより、所定の平均二次粒子径及び形状係数を有した水酸化アルミニウムＹを得ることができる。また、水酸化アルミニウム粉体Ｘの場合と同様に、上記で得た粉体を更に研磨処理して、球状化するようにしてもよい。この場合の研磨処理については、上述した（ａ）〜（ｃ）のほか、湿式粉砕機を用いた粉砕処理等が挙げられる。
【００１７】
そして、本発明においては、上記粉体Ｘ及びＹを混合して、平均二次粒子径が０．９〜１２μｍ、好ましくは１．５〜１０μｍの範囲となる水酸化アルミニウム混合粉体を得る。混合粉体の平均二次粒子径が１２μｍを超えると、混合粉体を樹脂等に充填して成形体を形成した場合に強度特性、特に曲げ強度やひずみが低下するおそれがある。反対に平均二次粒子径が０．９μｍより小さくなると樹脂等への分散性が悪化し、高充填化を図るのが難しくなる。本発明では、粉体ＸとＹの２成分を配合して上記平均二次粒子径の範囲になる混合粉体を得るため、樹脂等に充填した際の粘度上昇を抑制して充填量を確保することができると共に、曲げ弾性率の過度な上昇と曲げ強度の低下を抑えることが可能になる。
【００１８】
ここで、混合粉体の平均二次粒子径（Dp）は、粉体Ｘ及びＹの場合と同様に、重量基準による直径中央値であり、レーザー回折法による粒度分析から求められる値である。そして、レーザー回折法による粒度分析に基づき、粉体Ｘと粉体Ｙの配合量を調整しながら、混合粉体の平均二次粒子径が上記所定の範囲になるように、それぞれを混合するようにすればよい。この際、好ましくは粉体Ｘと粉体Ｙとの重量比Ｘ／Ｙが９／１〜１／９、より好ましくはＸ／Ｙ＝８／２〜４／６の割合で配合することにより、強度特性により優れた成形体を得ることができる。粉体Ｘと粉体Ｙを混合する手段については特に制限はなく、例えばエアーブレンダー、Ｖ型ブレンダー、ロッキングブレンダー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等の公知の方法を用いることができる。なお、本発明の混合粉体は、粉体Ｘ及び粉体Ｙのみからなり、その重量比Ｘ／Ｙが上記範囲である場合が最も好ましい態様である。
【００１９】
また、得られた水酸化アルミニウム混合粉体は、粒径３７μｍ以上の粒子の含有率が好ましくは２０重量％以下となるようにするのがよく、より好ましくは５重量％以下となるようにするのがよい。粒径３７μｍ以上の粒子の含有率が２０重量％を超えると、樹脂等に充填して得られた成形体の強度特性（特に曲げ強度）が低下するおそれがあり望ましくない。なお、粒径３７μｍ以上の粒子の含有量については、レーザー回折法による粒度分布に基づき求めることができる。
【００２０】
本発明においては、上記水酸化アルミニウム粉体Ｘ又は水酸化アルミニウム粉体Ｙの表面を、或いは両者の表面をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ステアリン酸などの脂肪酸等を用いた公知の方法で表面処理してもよい。このうち、例えばシランカップリング剤を用いた処理を行うことで、樹脂等に対する相溶性を高めて充填率をより確保することができると共に、得られた成形体の強度を更に向上させることができる。このようなシランカップリング剤の例としては、ビニルシラン、エポキシシラン、メタクリロキシシラン、メルカプトシラン等を挙げることができる。また、表面処理を行う際の処理剤の量については本発明の目的を外れない範囲で適宜設定すればよい。用いる表面処理剤の種類にもよるが、例えばメタクリロキシシランの場合には粉体（Ｘ又はＹ）に対して０．１〜２．０ｗｔ％であるのが好ましい。粉体を表面処理する場合であっても、表面処理後の粉体を混合して得た混合粉体の平均二次粒子径は上述した範囲内になるようにする必要がある。すなわち、表面処理は粉体（Ｘ又はＹ）に対してそれぞれ個別に行い、その後に粉体ＸとＹとを混合して混合粉体を得るようにする。粉体に対する表面処理の具体的な手段については公知の方法を採用することができ、例えば表面処理する粉体を攪拌機等により攪拌させながら、その粉体に対し表面処理剤を均一に分散させて処理する方法等を例示することができる。
【００２１】
本発明の水酸化アルミニウム混合粉体は、樹脂等に充填するフィラーとして用いることができるが、充填する樹脂等については特に制限はない。例えば人造大理石のフィラーとして用いる場合に通常使用されるアクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を、また、各種封止材やプリント配線基板等を成形する際の難燃フィラーとして用いる場合に使用されるエポキシ樹脂、フェノール樹脂等を一例に挙げることができる。更に、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレーを形成するガラス基板等を放熱する放熱シートや電子部品の放熱シート等を形成する際の放熱フィラーとして用いる場合は、上記樹脂のほか、例えばシリコーン樹脂、グリース、ゴム、各種熱可塑性エラストマー等を使用することもできる。なお、これらの樹脂等は１種類からなるものであってもよく、２種以上を混合したものであってもよい。
【００２２】
また、本発明における水酸化アルミニウム混合粉体を樹脂に充填して成形体を得る際には、樹脂の種類や得られる成形体の目的等に応じて、硬化剤、脱泡剤、離型剤等を添加するようにしてもよい。そして、水酸化アルミニウム混合粉体を含んだ樹脂組成物を必要に応じて熱硬化又は光硬化させて、また、公知の方法を用いて、所定の成形体を得るようにすればよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の水酸化アルミニウム混合粉体は、異なる平均二次粒子径を有する水酸化アルミニウム粉体を混合してなるものであり、樹脂等に充填するフィラーとして用いた場合に充填量を確保することができる。特に、これらの水酸化アルミニウム粉体は、平均二次粒子径が小さく、かつ、球状度も高いため、強度特性に優れた成形体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、実施例及び比較例に基づき、本発明の好適な実施の形態を説明する。なお、平均二次粒子径（Dp）の測定にはレーザー回折式粒度分析計（日機装社製マイクロトラック9320HRA（X100））を用いた。３７μｍ以上の粒子の含有量については、上記粒度測定の結果から３７μｍ以上の含有量を合計して求めた。また、形状係数φは、下記式（１）及び（２）を用いて求めた。この際、ＢＥＴ比表面積は、マイクロメリティックス社製比表面積自動測定装置フローソーブII2300を用いて、Ｎ2ガス吸着法により測定した。
φ＝Ｄｐ／Ｄｂ … …（１）
〔ここで、Ｄｐは平均二次粒子径であり、Ｄｂは水酸化アルミニウム粉体のＢＥＴ比表面積（BET：単位m2/g）を用いて次式（２）より算出される値である。
Ｄｂ＝６／ＢＥＴ×２．４２ … …（２）〕
【実施例】
【００２５】
［水酸化アルミニウム粉体の製造］
表１に示すＡ〜Ｊの水酸化アルミニウム粉体を、それぞれ次のようにして用意した。
【００２６】
（粉体Ａ）
バイヤー法で得られた過飽和度（C/Cs比）１．４５のアルミン酸ソーダ水溶液（Na2O濃度153g/l）を８０℃に保持しながら、下記式（３）で表されるＭＦ値が１１である粉砕ジブサイト種子を１５ｇ／ｌ添加し、７２時間攪拌しながら徐々に冷却して水酸化アルミニウムを析出させた。この際、析出完了時までアルミン酸ソーダ溶液の過飽和度が１．１〜１．８となるように維持した。析出させた水酸化アルミニウムをろ過分離し、乾燥させて粉体Ａを得た。粉体Ａの平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量（+37μm）、及び形状係数は、それぞれ表１に示したとおりである。
【数２】
【００２７】
（粉体Ｂ）
バイヤー法で得られたアルミン酸ソーダ水溶液（Na2O濃度135g/l、Al2O3濃度145g/l）に、水酸化アルミニウムを種子として５０ｍ2／ｌ添加した。そして、攪拌下で６０℃に加熱してアルミン酸ソーダを加水分解させた。得られたスラリーを遠心分離機を用いて固液分離し、次いで、洗浄水でスラリー化して固液分離する操作を合計３回繰り返して洗浄し、乾燥させて、表１に示す平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量（+37μm）、及び形状係数を有する粉体Ｂを得た。
【００２８】
（粉体Ｃ〜Ｅ）
市販の水酸化アルミニウム（日本軽金属(株)製商品名B53：平均二次粒子径50μm）を振動ボールミル（中央化工機(株)製）で粉砕し、粉体Ｅを得た。また、粉体Ｅを得る際に使用したものと同じ市販の水酸化アルミニウムを、湿式アトライタ（三井三池化工機(株)製）で目標の粒径が得られるまで粉砕し、乾燥させて粉体Ｄを得た。更に、市販の水酸化アルミニウム（日本軽金属(株)製商品名BW53：平均二次粒子径50μm）を振動ボールミル（上記と同じ）で粉砕し、粉体Ｃを得た。表１にこれら粉体Ｃ〜Ｅの平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量（+37μm）、及び形状係数を示す。なお、粉体Ｃを得る際に用いた水酸化アルミニウムは、粉体Ｅを得る際に用いたものに比べて不純物量が少なくかつ白色度が高いといった違いがある。
【００２９】
（粉体Ｆ〜Ｊ）
上記で得られた粉体Ａを攪拌機に入れ、粉体Ａに対して０．４〜１．０ｗｔ％となるように３-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを均一に分散させ、攪拌してシランカップリング処理し、粉体Ｆを得た。また、粉体Ｂ〜Ｅについても上記と同じ条件でシランカップリング処理を行い、粉体Ｂから粉体Ｇを、粉体Ｃから粉体Ｈを、粉体Ｄから粉体Ｉを、及び粉体Ｅから粉体Ｊを、それぞれ得た。表１にこれら粉体Ｆ〜Ｊの平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量（+37μm）、及び形状係数を示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
［水酸化アルミニウム混合粉体の調製］
上記で得られたＡ〜Ｊの水酸化アルミニウム粉体を、表２及び表３に示すとおりに組み合わせて、それぞれ所定の重量比でＶ型ブレンダーを用いて１０分間混合し、試験Ｎｏ.１〜３０の水酸化アルミニウム混合粉体を得た（但し、試験No.1、5、6、10、11、15、16、20、21、25、26及び30はそれぞれ一種類の粉体からなる）。得られた混合粉体の平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量、及び形状係数は表２及び表３に示すとおりである。
【００３２】
また、上記で得た混合粉体の吸油量を以下のようにして測定した。ＤＯＰ（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）を用いて各混合粉体を練り合わせ、堅絞り状になるのに要する量をJIS K5101-1991に準じて測定し、混合粉体１００ｇに対する含油量（ml）で表した。結果を表２及び表３に示す。このうち、シランカップリング処理を施した場合について、２成分の粉体からなる混合粉体の吸油量を混合粉体の平均二次粒子径との関係からグラフ化したものを図１に示す。図１からも明らかなように、本発明における水酸化アルミニウム粉体ＸとＹに相当する粉体（Ａ、Ｂ、Ｆ、Ｇ）を所定量で混合して得た混合粉体は、他の混合粉体に比べていずれも吸油量が低く、高充填化が可能であることが分った。これは、２成分を混合した混合粉体に基づく効果であると考えられ、また、平均二次粒子径が同じか又はそれに近い値を示す他の混合粉体に比べて吸油量が低くなることから、各成分の形状係数を特定したこと（より球径に近いこと）による効果と考えられる。なお、図１で各プロットに付した番号は、それぞれの試験番号（試験No.）を表す。
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
［成形体の強度評価］
次いで、アクリル系樹脂シラップを用意し、試験Ｎｏ．１の水酸化アルミニウム混合粉体を上記樹脂に対して５４ｗｔ％となるように添加し、また、硬化剤としてビス（４-ｔ-ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネートを、上記樹脂に対して１ｗｔ％となるように添加し、これらを万能混合攪拌機（(株)三英製作所製5DMV-01-RS）を用いて約５分間攪拌と脱気して試験Ｎｏ.１に係る樹脂組成物を準備した。同様にして、試験Ｎｏ.２〜３０の樹脂組成物をそれぞれ準備した。
【００３６】
次いで、これらの樹脂組成物を、硬化後の厚みが８ｍｍとなるように、それぞれ成形型に充填し、加熱炉内に入れて１２０℃で約３時間加熱して熱硬化させた。得られた硬化物（成形体）を１５０ｍｍ×１５ｍｍのサイズに切り出し、試験Ｎｏ.１〜３０に係る試験片を得た。
【００３７】
上記で得られた試験Ｎｏ.１〜３０の試験片を、強度試験機（(株)島津製作所社製オートグラフAG-5000D）を用いて試験速度２．５ｍｍ／ｍｉｎで三点曲げ試験を行い、三点曲げ強度、弾性率、及びひずみをそれぞれ測定した。結果を表２及び表３に示す。
【００３８】
これらの結果に関し、先ず、図２に、シランカップリング処理を施した場合について、２成分の粉体からなる混合粉体から得られた成形体の三点曲げ強度とその混合粉体の平均二次粒子径との関係をグラフ化したものを示す。図２からも明らかなように、本発明における水酸化アルミニウム粉体ＸとＹに相当する粉体を混合した混合粉体からなる成形体は、他の混合粉体から得られた成形体に比べて、いずれも曲げ強度が高いことが確認された。特に、平均二次粒子径が同じか又はそれに近い値を示す他の混合粉体から得られた成形体に比べていずれも曲げ強度が高いが、この点は、粉体Ｘ及びＹの形状係数を特定したことにより、曲げの際にかかる力がより均一に分散されるためと考えられる。
【００３９】
また、図３は、同様に、２成分の粉体からなる混合粉体から得られた成形体の弾性率とその混合粉体の平均二次粒子径との関係をグラフ化したものであり、図４は、２成分の粉体からなる混合粉体から得られた成形体のひずみとその混合粉体の平均二次粒子径との関係をグラフ化したものである。これらのグラフから明らかなように、本発明に係る混合粉体からなる成形体は、他の混合粉体から得られた成形体に比べて弾性率が低く、また、ひずみが大きいことが確認された。すなわち、粉体Ｘ及びＹの形状係数を特定したことにより、成形体中における個々の粒子の滑り等によって弾性が良好であり、変形もし易いものと推察される。先の曲げ強度試験の結果とあわせると、本発明に係る混合粉体から得られた成形体は、弾性があり、かつ、変形し易いことから、破断し難いと評価することができる。
【００４０】
以上の結果より、本発明に係る水酸化アルミニウム混合粉体は、樹脂等に対し高充填化が可能であり、また、優れた強度特性を備えた成形体を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の水酸化アルミニウム混合粉体は、樹脂等に充填する種々のフィラーに適している。その一例を挙げると、例えばプリント基板、半導体封止材、その他電気部材等を形成する際の難燃フィラー、キッチンカウンター、バスタブ、洗面台等を形成する際の人造大理石用フィラー、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレーを形成するガラス基板等を放熱する放熱シート、ＩＣチップ用放熱シート、電気部品の封止材等を形成する際の放熱フィラーを含め、各種フィラーとして利用することができ、なかでも難燃フィラー、放熱フィラー、人造大理石用フィラー等のように高充填が望まれる用途に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、混合粉体の吸油量と混合粉体の平均二次粒子径との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、成形体の強度試験における三点曲げ強度の結果を示すグラフである。
【図３】図３は、成形体の強度試験における弾性率の結果を示すグラフである。
【図４】図４は、成形体の強度試験におけるひずみの結果を示すグラフである。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平均二次粒子径が異なる水酸化アルミニウム粉体を混合してなる水酸化アルミニウム混合粉体に関し、特に、樹脂等に充填するフィラーとして用いた場合に、強度特性に優れた成形体を得ることができる水酸化アルミニウム混合粉体に関する。
【背景技術】
【０００２】
水酸化アルミニウムは、従来より、ゴムやプラスチック等の樹脂に充填するフィラーとして幅広く用いられている。その主な用途のひとつは難燃フィラーとしての使用であり、また、近時では、プラズマディスプレイパネル（PDP）等のフラットパネルディスプレーを形成するような、大型のガラス基板等の放熱を行う放熱シート用のフィラーとしても使用されている。
【０００３】
水酸化アルミニウムを難燃剤や放熱フィラーとして用いる場合、その目的を十分に果たすために水酸化アルミニウムの高充填化が望まれるが、通常、充填量を多くすると高粘度化するため、成形体を得る際の混錬トルクが増して成形作業性が悪化するなどの問題が生じる。
【０００４】
そこで、特定の範囲の二次粒子径及び比表面積を有する水酸化アルミニウム粉体を２成分又は３成分配合することで、樹脂への充填の際の粘度の低減化を行ない、高充填を可能にする技術が報告されている（特許文献１参照）。すなわち、この技術は、粗粒（35〜150μｍ）、中粒（10〜15μｍ）及び微粒（0.5〜10μｍ）の水酸化アルミニウム粉体を混合することで粒度分布の広い粉体を形成し、粗粒や中粒の粒子間の空隙を中粒や微粒が埋めることによる粘度低減効果を図るものである。
【０００５】
しかしながら、上記技術では、粘度上昇を抑制して高充填化を可能にすることはできても、得られた成形体の強度特性に関しては十分な検討がなされているとは言えない。すなわち、この水酸化アルミニウム粉体は、少なくとも粗粒（35〜150μｍ）と微粒（0.5〜10μｍ）の粉体の配合を必要とし、広い粒度分布を形成しているが、特に上記のような粗粒が存在すると、樹脂に充填して成形体を得た場合に応力が集中しやすい部位を形成してしまい、成形体の強度（曲げ強度）を低下させてしまうおそれがある。そのため、例えば難燃剤として電気関連の封止材等に用いる場合には、難燃特性は得られても強度不足となって不向きである。
【特許文献１】特開２００２−１１４８６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明者等は、樹脂等に充填するフィラーとして用いた場合に充填量を確保することができると共に、強度特性に優れた成形体を得ることができる水酸化アルミニウム粉体について鋭意検討した結果、上述の従来技術で言えば微粒の粒子側において、平均二次粒子径が異なると共にそれぞれの形状係数を特定した水酸化アルミニウム粉体を混合して混合粉体を形成することで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、樹脂等に充填するフィラーに適し、特に、高充填が望まれる用途に好適であって、尚且つ、強度特性に優れた成形体を得ることができる水酸化アルミニウム混合粉体を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、上記水酸化アルミニウム混合粉体を用いて得た、強度特性に優れた成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、平均二次粒子径（Dp）が５〜１６μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｘと、平均二次粒子径（Dp）が０．５〜２．０μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｙとを混合してなり、平均二次粒子径（Dp）が０．９〜１２μｍの範囲であることを特徴とする水酸化アルミニウム混合粉体である。
【００１０】
また、本発明は、上記水酸化アルミニウム混合粉体を樹脂に充填して得られたことを特徴とする成形体である。
【００１１】
先ず、本発明における水酸化アルミニウム粉体Ｘは、平均二次粒子径（Dp）が５〜１６μｍ、好ましくは６〜１３μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下、好ましくは３以下のものを用いる。平均二次粒子径（Dp）が５μｍより小さいものであると水酸化アルミニウム粉体Ｙとの混合の効果が低減し、反対に１６μｍを超えると、成形体を得た際に応力の集中等により成形体の強度低下を招く。また、形状係数（φ）が４を超えると粒子表面の鋭角部が増えてこれらが成形体の破壊を招いてしまう。ここで、平均二次粒子径（Dp）は、重量基準による直径中央値であり、レーザー回折法による粒度分析から求められる値である。また、形状係数（φ）は、下記式（１）より算出される値であり、小さい値になればそれだけ粒子が真球に近くなることを表すものである。そのため、形状係数の下限は、水酸化アルミニウム粉体Ｘ及びＹともに理論値である１である。
φ＝Ｄｐ／Ｄｂ … …（１）
上記Ｄｐは上記平均二次粒子径であり、Ｄｂは水酸化アルミニウム粉体ＸのＢＥＴ比表面積（BET：単位m2/g）を用いて次式（２）より求められるものである。なお、ＢＥＴ比表面積は、Ｎ2ガス吸着法により求められる値であり、また、２．４２は水酸化アルミニウムの真比重である。
Ｄｂ＝６／ＢＥＴ×２．４２ … …（２）
【００１２】
また、水酸化アルミニウム粉体Ｙについては、平均二次粒子径（Dp）が０．５〜２．０μｍ、好ましくは０．７〜１．７μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下、好ましくは３以下のものを用いる。平均二次粒子径（Dp）が０．５μｍより小さいものであると樹脂等に充填した際に粘度が上昇したり、分散性が悪化し、反対に２．０μｍを超えると水酸化アルミニウム粉体Ｘとの混合効果が薄れてしまう。また、形状係数（φ）が４を超えると、粒子表面の鋭角部が増えてこれらが成形体の破壊を招いてしまう。なお、平均二次粒子径（Dp）及び形状係数（φ）は、水酸化アルミニウム粉体Ｘの場合と同じものを表す。
【００１３】
上記のような水酸化アルミニウム粉体Ｘ及びＹを得る手段について特に制限はないが、いずれも二次粒子の平均粒径が小さいものであり、尚且つ、形状係数が小さく球状に近い粒子を得る必要があることから、これらの粉体は、それぞれバイヤー法で得られたアルミン酸ソーダ溶液から析出させて得るのがよく、好ましくは、析出させる際の条件を特定するのがよい。すなわち、水酸化アルミニウムは、工業的には、ボーキサイトを苛性ソーダ溶液で処理して得られたアルミン酸ソーダ溶液に、水酸化アルミニウムの種子を添加してアルミン酸ソーダを加水分解し、水酸化アルミニウムを析出させる、いわゆるバイヤー法により製造することができるが、以下に説明するような析出法を用いることで、粉体Ｘ及び粉体Ｙをそれぞれ得ることができる。
【００１４】
先ず、水酸化アルミニウム粉体Ｘを得る手段については、例えば特開平５-５８６２３号公報に記載の方法を用いることができる。すなわち、バイヤー法で得られた過飽和度１．１〜１．８のアルミン酸ソーダ溶液（Na2O濃度として70〜180g/l）を４０〜８５℃に保持しながら、下記式（３）で表されるＭＦ値が１０以上で、かつ、平均粒子径３〜１０μｍの粉砕ジブサイト種子を５ｇ／ｌ以上、好ましくは５〜５０ｇ／ｌ添加し、４８〜９６時間攪拌しながら徐々に冷却して水酸化アルミニウムを析出させる。この際、析出完了時のアルミン酸ソーダ溶液の過飽和度が上記範囲内となるように維持することで、所定の平均二次粒子径及び形状係数を有した水酸化アルミニウムを析出させることができる。析出させた水酸化アルミニウムは、常法どおり、ろ過分離して乾燥させることで水酸化アルミニウム粉体Ｘを得ることができる。なお、式（３）で表されるＭＦ値は、ジブサイト型水酸化アルミニウムをＸ線回折測定した際の（００２）面の回折強度と（１１０）面及び（２００）面の合計の回折強度との比であり、ジブサイト結晶の六角板面が（００２）面に相当し、その六角板面に垂直な柱の面が（２００）面及び（１１０）面に相当し、測定されるＸ線回折強度が測定試料に存在する各面の面積比に比例する。また、過飽和度は、実際のアルミン酸ソーダ溶液中の溶解アルミナ濃度をＣとした場合、これと同条件におけるアルミナの飽和濃度をＣｓとして、Ｃ／Ｃｓ比で表されるものである。
【数１】
【００１５】
上記のようにして得られた粉体の球状度は既に高いものであるが、ジブサイト特有の鋭角部を有することもあるため、必要に応じて、更に鋭角部を研磨する処理を行って水酸化アルミニウム粉体Ｘを得るようにしてもよい。すなわち、（ａ）一旦、ろ過分離して得た水酸化アルミニウムケーキを飽和溶解度以下のアルミン酸ソーダ溶液中に分散させ、結晶表面の鋭角部を部分溶解することによって球状化する方法、（ｂ）析出スラリーをそのまま比較的弱い剪断場、例えば遠心ポンプ、遠心分離機又はコロイドミル等を通過させることによって結晶の鋭角部を研磨する方法、及び（ｃ）これら（ａ）、（ｂ）の組合せによる方法等により、球状化処理を施すようにしてもよい。
【００１６】
一方、水酸化アルミニウム粉体Ｙは、粉体Ｘに比べて更に微粒であるため、好適には特開平１０-１３００１７号公報に記載の方法を用いるのがよい。すなわち、Ｎａ2Ｏ濃度５０〜２００ｇ／ｌ、好ましくは９０〜１６０ｇ／ｌ、及び、Ａｌ2Ｏ3濃度５０〜２２０ｇ／ｌ、好ましくは９０〜１８０ｇ／ｌのアルミン酸ソーダ水溶液に、平均二次粒子径０．５〜４μｍ、好ましくは０．６〜２μｍの水酸化アルミニウムを種子として、好ましくは１００ｍ2／ｌ未満の範囲で、より好ましくは９０ｍ2／ｌ未満の範囲で添加し、攪拌下に通常４０〜９０℃、好ましくは５０〜８０℃の温度に加熱してアルミン酸ソーダを加水分解し、加熱下に分解して水酸化アルミニウムを製造するに際し、得られたスラリーを例えば加圧式濾過機や遠心分離機等を用いて固液分離し、次いで洗浄水でスラリー化して固液分離する操作を適宜繰り返して洗浄したのち、乾燥する方法である。ここで、種子として使用する水酸化アルミニウムを製造する方法については、それが平均二次粒子径０．５〜４μｍの水酸化アルミニウムを製造できる方法であれば特に限定されるものではなく、粉砕法であっても、また、析出法であってもよい。このような析出法を採用することにより、所定の平均二次粒子径及び形状係数を有した水酸化アルミニウムＹを得ることができる。また、水酸化アルミニウム粉体Ｘの場合と同様に、上記で得た粉体を更に研磨処理して、球状化するようにしてもよい。この場合の研磨処理については、上述した（ａ）〜（ｃ）のほか、湿式粉砕機を用いた粉砕処理等が挙げられる。
【００１７】
そして、本発明においては、上記粉体Ｘ及びＹを混合して、平均二次粒子径が０．９〜１２μｍ、好ましくは１．５〜１０μｍの範囲となる水酸化アルミニウム混合粉体を得る。混合粉体の平均二次粒子径が１２μｍを超えると、混合粉体を樹脂等に充填して成形体を形成した場合に強度特性、特に曲げ強度やひずみが低下するおそれがある。反対に平均二次粒子径が０．９μｍより小さくなると樹脂等への分散性が悪化し、高充填化を図るのが難しくなる。本発明では、粉体ＸとＹの２成分を配合して上記平均二次粒子径の範囲になる混合粉体を得るため、樹脂等に充填した際の粘度上昇を抑制して充填量を確保することができると共に、曲げ弾性率の過度な上昇と曲げ強度の低下を抑えることが可能になる。
【００１８】
ここで、混合粉体の平均二次粒子径（Dp）は、粉体Ｘ及びＹの場合と同様に、重量基準による直径中央値であり、レーザー回折法による粒度分析から求められる値である。そして、レーザー回折法による粒度分析に基づき、粉体Ｘと粉体Ｙの配合量を調整しながら、混合粉体の平均二次粒子径が上記所定の範囲になるように、それぞれを混合するようにすればよい。この際、好ましくは粉体Ｘと粉体Ｙとの重量比Ｘ／Ｙが９／１〜１／９、より好ましくはＸ／Ｙ＝８／２〜４／６の割合で配合することにより、強度特性により優れた成形体を得ることができる。粉体Ｘと粉体Ｙを混合する手段については特に制限はなく、例えばエアーブレンダー、Ｖ型ブレンダー、ロッキングブレンダー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー等の公知の方法を用いることができる。なお、本発明の混合粉体は、粉体Ｘ及び粉体Ｙのみからなり、その重量比Ｘ／Ｙが上記範囲である場合が最も好ましい態様である。
【００１９】
また、得られた水酸化アルミニウム混合粉体は、粒径３７μｍ以上の粒子の含有率が好ましくは２０重量％以下となるようにするのがよく、より好ましくは５重量％以下となるようにするのがよい。粒径３７μｍ以上の粒子の含有率が２０重量％を超えると、樹脂等に充填して得られた成形体の強度特性（特に曲げ強度）が低下するおそれがあり望ましくない。なお、粒径３７μｍ以上の粒子の含有量については、レーザー回折法による粒度分布に基づき求めることができる。
【００２０】
本発明においては、上記水酸化アルミニウム粉体Ｘ又は水酸化アルミニウム粉体Ｙの表面を、或いは両者の表面をシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ステアリン酸などの脂肪酸等を用いた公知の方法で表面処理してもよい。このうち、例えばシランカップリング剤を用いた処理を行うことで、樹脂等に対する相溶性を高めて充填率をより確保することができると共に、得られた成形体の強度を更に向上させることができる。このようなシランカップリング剤の例としては、ビニルシラン、エポキシシラン、メタクリロキシシラン、メルカプトシラン等を挙げることができる。また、表面処理を行う際の処理剤の量については本発明の目的を外れない範囲で適宜設定すればよい。用いる表面処理剤の種類にもよるが、例えばメタクリロキシシランの場合には粉体（Ｘ又はＹ）に対して０．１〜２．０ｗｔ％であるのが好ましい。粉体を表面処理する場合であっても、表面処理後の粉体を混合して得た混合粉体の平均二次粒子径は上述した範囲内になるようにする必要がある。すなわち、表面処理は粉体（Ｘ又はＹ）に対してそれぞれ個別に行い、その後に粉体ＸとＹとを混合して混合粉体を得るようにする。粉体に対する表面処理の具体的な手段については公知の方法を採用することができ、例えば表面処理する粉体を攪拌機等により攪拌させながら、その粉体に対し表面処理剤を均一に分散させて処理する方法等を例示することができる。
【００２１】
本発明の水酸化アルミニウム混合粉体は、樹脂等に充填するフィラーとして用いることができるが、充填する樹脂等については特に制限はない。例えば人造大理石のフィラーとして用いる場合に通常使用されるアクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等を、また、各種封止材やプリント配線基板等を成形する際の難燃フィラーとして用いる場合に使用されるエポキシ樹脂、フェノール樹脂等を一例に挙げることができる。更に、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレーを形成するガラス基板等を放熱する放熱シートや電子部品の放熱シート等を形成する際の放熱フィラーとして用いる場合は、上記樹脂のほか、例えばシリコーン樹脂、グリース、ゴム、各種熱可塑性エラストマー等を使用することもできる。なお、これらの樹脂等は１種類からなるものであってもよく、２種以上を混合したものであってもよい。
【００２２】
また、本発明における水酸化アルミニウム混合粉体を樹脂に充填して成形体を得る際には、樹脂の種類や得られる成形体の目的等に応じて、硬化剤、脱泡剤、離型剤等を添加するようにしてもよい。そして、水酸化アルミニウム混合粉体を含んだ樹脂組成物を必要に応じて熱硬化又は光硬化させて、また、公知の方法を用いて、所定の成形体を得るようにすればよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の水酸化アルミニウム混合粉体は、異なる平均二次粒子径を有する水酸化アルミニウム粉体を混合してなるものであり、樹脂等に充填するフィラーとして用いた場合に充填量を確保することができる。特に、これらの水酸化アルミニウム粉体は、平均二次粒子径が小さく、かつ、球状度も高いため、強度特性に優れた成形体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、実施例及び比較例に基づき、本発明の好適な実施の形態を説明する。なお、平均二次粒子径（Dp）の測定にはレーザー回折式粒度分析計（日機装社製マイクロトラック9320HRA（X100））を用いた。３７μｍ以上の粒子の含有量については、上記粒度測定の結果から３７μｍ以上の含有量を合計して求めた。また、形状係数φは、下記式（１）及び（２）を用いて求めた。この際、ＢＥＴ比表面積は、マイクロメリティックス社製比表面積自動測定装置フローソーブII2300を用いて、Ｎ2ガス吸着法により測定した。
φ＝Ｄｐ／Ｄｂ … …（１）
〔ここで、Ｄｐは平均二次粒子径であり、Ｄｂは水酸化アルミニウム粉体のＢＥＴ比表面積（BET：単位m2/g）を用いて次式（２）より算出される値である。
Ｄｂ＝６／ＢＥＴ×２．４２ … …（２）〕
【実施例】
【００２５】
［水酸化アルミニウム粉体の製造］
表１に示すＡ〜Ｊの水酸化アルミニウム粉体を、それぞれ次のようにして用意した。
【００２６】
（粉体Ａ）
バイヤー法で得られた過飽和度（C/Cs比）１．４５のアルミン酸ソーダ水溶液（Na2O濃度153g/l）を８０℃に保持しながら、下記式（３）で表されるＭＦ値が１１である粉砕ジブサイト種子を１５ｇ／ｌ添加し、７２時間攪拌しながら徐々に冷却して水酸化アルミニウムを析出させた。この際、析出完了時までアルミン酸ソーダ溶液の過飽和度が１．１〜１．８となるように維持した。析出させた水酸化アルミニウムをろ過分離し、乾燥させて粉体Ａを得た。粉体Ａの平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量（+37μm）、及び形状係数は、それぞれ表１に示したとおりである。
【数２】
【００２７】
（粉体Ｂ）
バイヤー法で得られたアルミン酸ソーダ水溶液（Na2O濃度135g/l、Al2O3濃度145g/l）に、水酸化アルミニウムを種子として５０ｍ2／ｌ添加した。そして、攪拌下で６０℃に加熱してアルミン酸ソーダを加水分解させた。得られたスラリーを遠心分離機を用いて固液分離し、次いで、洗浄水でスラリー化して固液分離する操作を合計３回繰り返して洗浄し、乾燥させて、表１に示す平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量（+37μm）、及び形状係数を有する粉体Ｂを得た。
【００２８】
（粉体Ｃ〜Ｅ）
市販の水酸化アルミニウム（日本軽金属(株)製商品名B53：平均二次粒子径50μm）を振動ボールミル（中央化工機(株)製）で粉砕し、粉体Ｅを得た。また、粉体Ｅを得る際に使用したものと同じ市販の水酸化アルミニウムを、湿式アトライタ（三井三池化工機(株)製）で目標の粒径が得られるまで粉砕し、乾燥させて粉体Ｄを得た。更に、市販の水酸化アルミニウム（日本軽金属(株)製商品名BW53：平均二次粒子径50μm）を振動ボールミル（上記と同じ）で粉砕し、粉体Ｃを得た。表１にこれら粉体Ｃ〜Ｅの平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量（+37μm）、及び形状係数を示す。なお、粉体Ｃを得る際に用いた水酸化アルミニウムは、粉体Ｅを得る際に用いたものに比べて不純物量が少なくかつ白色度が高いといった違いがある。
【００２９】
（粉体Ｆ〜Ｊ）
上記で得られた粉体Ａを攪拌機に入れ、粉体Ａに対して０．４〜１．０ｗｔ％となるように３-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを均一に分散させ、攪拌してシランカップリング処理し、粉体Ｆを得た。また、粉体Ｂ〜Ｅについても上記と同じ条件でシランカップリング処理を行い、粉体Ｂから粉体Ｇを、粉体Ｃから粉体Ｈを、粉体Ｄから粉体Ｉを、及び粉体Ｅから粉体Ｊを、それぞれ得た。表１にこれら粉体Ｆ〜Ｊの平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量（+37μm）、及び形状係数を示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
［水酸化アルミニウム混合粉体の調製］
上記で得られたＡ〜Ｊの水酸化アルミニウム粉体を、表２及び表３に示すとおりに組み合わせて、それぞれ所定の重量比でＶ型ブレンダーを用いて１０分間混合し、試験Ｎｏ.１〜３０の水酸化アルミニウム混合粉体を得た（但し、試験No.1、5、6、10、11、15、16、20、21、25、26及び30はそれぞれ一種類の粉体からなる）。得られた混合粉体の平均二次粒子径（Dp）、３７μｍ以上の粒子の含有量、及び形状係数は表２及び表３に示すとおりである。
【００３２】
また、上記で得た混合粉体の吸油量を以下のようにして測定した。ＤＯＰ（フタル酸ジ−２−エチルヘキシル）を用いて各混合粉体を練り合わせ、堅絞り状になるのに要する量をJIS K5101-1991に準じて測定し、混合粉体１００ｇに対する含油量（ml）で表した。結果を表２及び表３に示す。このうち、シランカップリング処理を施した場合について、２成分の粉体からなる混合粉体の吸油量を混合粉体の平均二次粒子径との関係からグラフ化したものを図１に示す。図１からも明らかなように、本発明における水酸化アルミニウム粉体ＸとＹに相当する粉体（Ａ、Ｂ、Ｆ、Ｇ）を所定量で混合して得た混合粉体は、他の混合粉体に比べていずれも吸油量が低く、高充填化が可能であることが分った。これは、２成分を混合した混合粉体に基づく効果であると考えられ、また、平均二次粒子径が同じか又はそれに近い値を示す他の混合粉体に比べて吸油量が低くなることから、各成分の形状係数を特定したこと（より球径に近いこと）による効果と考えられる。なお、図１で各プロットに付した番号は、それぞれの試験番号（試験No.）を表す。
【００３３】
【表２】
【００３４】
【表３】
【００３５】
［成形体の強度評価］
次いで、アクリル系樹脂シラップを用意し、試験Ｎｏ．１の水酸化アルミニウム混合粉体を上記樹脂に対して５４ｗｔ％となるように添加し、また、硬化剤としてビス（４-ｔ-ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネートを、上記樹脂に対して１ｗｔ％となるように添加し、これらを万能混合攪拌機（(株)三英製作所製5DMV-01-RS）を用いて約５分間攪拌と脱気して試験Ｎｏ.１に係る樹脂組成物を準備した。同様にして、試験Ｎｏ.２〜３０の樹脂組成物をそれぞれ準備した。
【００３６】
次いで、これらの樹脂組成物を、硬化後の厚みが８ｍｍとなるように、それぞれ成形型に充填し、加熱炉内に入れて１２０℃で約３時間加熱して熱硬化させた。得られた硬化物（成形体）を１５０ｍｍ×１５ｍｍのサイズに切り出し、試験Ｎｏ.１〜３０に係る試験片を得た。
【００３７】
上記で得られた試験Ｎｏ.１〜３０の試験片を、強度試験機（(株)島津製作所社製オートグラフAG-5000D）を用いて試験速度２．５ｍｍ／ｍｉｎで三点曲げ試験を行い、三点曲げ強度、弾性率、及びひずみをそれぞれ測定した。結果を表２及び表３に示す。
【００３８】
これらの結果に関し、先ず、図２に、シランカップリング処理を施した場合について、２成分の粉体からなる混合粉体から得られた成形体の三点曲げ強度とその混合粉体の平均二次粒子径との関係をグラフ化したものを示す。図２からも明らかなように、本発明における水酸化アルミニウム粉体ＸとＹに相当する粉体を混合した混合粉体からなる成形体は、他の混合粉体から得られた成形体に比べて、いずれも曲げ強度が高いことが確認された。特に、平均二次粒子径が同じか又はそれに近い値を示す他の混合粉体から得られた成形体に比べていずれも曲げ強度が高いが、この点は、粉体Ｘ及びＹの形状係数を特定したことにより、曲げの際にかかる力がより均一に分散されるためと考えられる。
【００３９】
また、図３は、同様に、２成分の粉体からなる混合粉体から得られた成形体の弾性率とその混合粉体の平均二次粒子径との関係をグラフ化したものであり、図４は、２成分の粉体からなる混合粉体から得られた成形体のひずみとその混合粉体の平均二次粒子径との関係をグラフ化したものである。これらのグラフから明らかなように、本発明に係る混合粉体からなる成形体は、他の混合粉体から得られた成形体に比べて弾性率が低く、また、ひずみが大きいことが確認された。すなわち、粉体Ｘ及びＹの形状係数を特定したことにより、成形体中における個々の粒子の滑り等によって弾性が良好であり、変形もし易いものと推察される。先の曲げ強度試験の結果とあわせると、本発明に係る混合粉体から得られた成形体は、弾性があり、かつ、変形し易いことから、破断し難いと評価することができる。
【００４０】
以上の結果より、本発明に係る水酸化アルミニウム混合粉体は、樹脂等に対し高充填化が可能であり、また、優れた強度特性を備えた成形体を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の水酸化アルミニウム混合粉体は、樹脂等に充填する種々のフィラーに適している。その一例を挙げると、例えばプリント基板、半導体封止材、その他電気部材等を形成する際の難燃フィラー、キッチンカウンター、バスタブ、洗面台等を形成する際の人造大理石用フィラー、ＰＤＰ等のフラットパネルディスプレーを形成するガラス基板等を放熱する放熱シート、ＩＣチップ用放熱シート、電気部品の封止材等を形成する際の放熱フィラーを含め、各種フィラーとして利用することができ、なかでも難燃フィラー、放熱フィラー、人造大理石用フィラー等のように高充填が望まれる用途に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、混合粉体の吸油量と混合粉体の平均二次粒子径との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、成形体の強度試験における三点曲げ強度の結果を示すグラフである。
【図３】図３は、成形体の強度試験における弾性率の結果を示すグラフである。
【図４】図４は、成形体の強度試験におけるひずみの結果を示すグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均二次粒子径（Dp）が５〜１６μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｘと、平均二次粒子径（Dp）が０．５〜２．０μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｙとを混合してなり、平均二次粒子径（Dp）が０．９〜１２μｍの範囲であることを特徴とする水酸化アルミニウム混合粉体。
【請求項２】
粒径３７μｍ以上の粒子の含有率が２０重量％以下である請求項１に記載の水酸化アルミニウム混合粉体。
【請求項３】
水酸化アルミニウム粉体Ｘ及び水酸化アルミニウム粉体Ｙの表面が、シランカップリング剤により処理されている請求項１又は２に記載の水酸化アルミニウム混合粉体。
【請求項４】
水酸化アルミニウム粉体Ｘ及び水酸化アルミニウム粉体Ｙが、いずれもバイヤー法で得られたアルミン酸ソーダ溶液から析出させたものである請求項１〜３のいずれかに記載の水酸化アルミニウム混合粉体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の水酸化アルミニウム混合粉体を樹脂に充填して得られたことを特徴とする成形体。
【請求項１】
平均二次粒子径（Dp）が５〜１６μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｘと、平均二次粒子径（Dp）が０．５〜２．０μｍの範囲であり、かつ、形状係数（φ）が４以下である水酸化アルミニウム粉体Ｙとを混合してなり、平均二次粒子径（Dp）が０．９〜１２μｍの範囲であることを特徴とする水酸化アルミニウム混合粉体。
【請求項２】
粒径３７μｍ以上の粒子の含有率が２０重量％以下である請求項１に記載の水酸化アルミニウム混合粉体。
【請求項３】
水酸化アルミニウム粉体Ｘ及び水酸化アルミニウム粉体Ｙの表面が、シランカップリング剤により処理されている請求項１又は２に記載の水酸化アルミニウム混合粉体。
【請求項４】
水酸化アルミニウム粉体Ｘ及び水酸化アルミニウム粉体Ｙが、いずれもバイヤー法で得られたアルミン酸ソーダ溶液から析出させたものである請求項１〜３のいずれかに記載の水酸化アルミニウム混合粉体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の水酸化アルミニウム混合粉体を樹脂に充填して得られたことを特徴とする成形体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１８４８６６（Ｐ２００９−１８４８６６Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５５５４（Ｐ２００８−２５５５４）
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【Ｆターム（参考）】
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