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JP7584225B2 - Alumina filler for thermally conductive resin composition, thermally conductive resin composition, and method for producing alumina filler for thermally conductive resin composition - Google Patents

Alumina filler for thermally conductive resin composition, thermally conductive resin composition, and method for producing alumina filler for thermally conductive resin composition Download PDF

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JP7584225B2 JP2020045795A JP2020045795A JP7584225B2 JP 7584225 B2 JP7584225 B2 JP 7584225B2 JP 2020045795 A JP2020045795 A JP 2020045795A JP 2020045795 A JP2020045795 A JP 2020045795A JP 7584225 B2 JP7584225 B2 JP 7584225B2
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Description

本発明は、熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラー、熱伝導性樹脂組成物、および熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法に関する。 The present invention relates to an alumina filler for a thermally conductive resin composition, a thermally conductive resin composition, and a method for producing an alumina filler for a thermally conductive resin composition.

近年、電気自動車、燃料電池自動車などの進展に伴って、電気部品の大電流化が進んでおり、電気部品から生じる発熱量も増加しつつある。例えば、自動車用のリチウムイオンバッテリは、大電流の電力を長時間連続して出力するために発熱量が多くなり、生じた多量の熱を効率的に外部に放熱する必要がある。このため、リチウムイオンバッテリなど大電流を出力する電気部品のパッケージとして、熱伝導性に優れた樹脂材料(熱伝導性樹脂組成物)を用いることが一般的である。 In recent years, with the development of electric vehicles and fuel cell vehicles, electrical components are becoming larger in current and the amount of heat generated by electrical components is also increasing. For example, lithium ion batteries for automobiles generate a lot of heat because they output a large current of power continuously for a long period of time, and it is necessary to efficiently dissipate the large amount of heat generated to the outside. For this reason, it is common to use resin materials with excellent thermal conductivity (thermally conductive resin compositions) as packages for electrical components that output a large current, such as lithium ion batteries.

従来、熱伝導性樹脂組成物としては、絶縁性や成形性に優れた樹脂材料に、熱伝導性に優れた無機材料フィラーを分散させたものが挙げられる。無機材料フィラーとしては、熱伝導性や比重の点から、電融アルミナ(Al)結晶粒子からなるアルミナフィラーが一般的に用いられている。 Conventionally, examples of thermally conductive resin compositions include those in which an inorganic filler having excellent thermal conductivity is dispersed in a resin material having excellent insulating properties and moldability. As the inorganic filler, an alumina filler made of fused alumina (Al 2 O 3 ) crystal particles is generally used from the viewpoints of thermal conductivity and specific gravity.

熱伝導性樹脂組成物の熱伝導率は、アルミナフィラーの含有率を高めることで向上させることができる。一例として、5W/mk以上の高い熱伝導率の熱伝導性樹脂組成物を得るためには、樹脂材料100質量部に対して、1100質量部以上のアルミナフィラーを混錬させる必要がある。 The thermal conductivity of a thermally conductive resin composition can be improved by increasing the content of alumina filler. As an example, to obtain a thermally conductive resin composition with a high thermal conductivity of 5 W/mk or more, it is necessary to knead 1,100 parts by mass or more of alumina filler with 100 parts by mass of resin material.

しかし一方で、アルミナフィラーの含有率を高めると、得られる熱伝導性樹脂組成物の硬さも高くなり、使用箇所への充填性(形状追従性)が低下し、また、製造時に樹脂材料に対してアルミナフィラーを均一に混錬することも困難になるという課題があった。 However, on the other hand, increasing the alumina filler content increases the hardness of the resulting thermally conductive resin composition, reducing its ability to be filled into the area of use (shape conformity), and there are also issues with making it difficult to uniformly mix the alumina filler into the resin material during production.

このため、例えば、特許文献1では、アルミナフィラーとして球状アルミナ粒子を用いて、高含有率であっても硬さが低く抑えられ、かつ混練が容易な樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献2には、平均粒子径が5~4000μmで、円形度が0.85以上の丸味状電融アルミナ粒子が開示されている。
For this reason, for example, Patent Document 1 discloses a resin composition that uses spherical alumina particles as an alumina filler, thereby keeping the hardness low even at a high content and allowing easy kneading.
Furthermore, Patent Document 2 discloses rounded fused alumina particles having an average particle size of 5 to 4000 μm and a circularity of 0.85 or more.

特許第4361997号公報Patent No. 4361997 特許第4817683号公報Patent No. 4817683

しかしながら、特許文献1に開示された樹脂組成物に用いる球状アルミナ粒子は製造工程が複雑であり、製造コストが高いという課題があった。
また、特許文献2に開示された丸味状電融アルミナ粒子は、製造原料として安価な電融アルミナを用いているものの、分級後に得られる丸味状電融アルミナ粒子の収量が低く、結果的に高コストになってしまうという課題があった。
However, the spherical alumina particles used in the resin composition disclosed in Patent Document 1 have a problem in that the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is high.
In addition, although the rounded fused alumina particles disclosed in Patent Document 2 use inexpensive fused alumina as a manufacturing raw material, there is a problem in that the yield of the rounded fused alumina particles obtained after classification is low, resulting in high costs.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、熱伝導性に優れ、かつ硬さが低い熱伝導性樹脂組成物を低コストに得ることが可能な熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラー、およびこれを用いた熱伝導性樹脂組成物、またこの熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of these circumstances, and aims to provide an alumina filler for a thermally conductive resin composition that can produce a thermally conductive resin composition that has excellent thermal conductivity and low hardness at low cost, a thermally conductive resin composition that uses the alumina filler, and a method for producing the alumina filler for a thermally conductive resin composition.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーは、原料アルミナ粒子の研磨物である電融アルミナ粒子を含む熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーであって、前記電融アルミナ粒子中に、水に対する2時間沈降試験における上澄み固形分である微細電融アルミナ粒子を1質量%以上含み、前記電融アルミナ粒子の比表面積が前記原料アルミナ粒子の比表面積に対して25%以上大きいことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the alumina filler for thermally conductive resin compositions of the present invention is an alumina filler for thermally conductive resin compositions containing fused alumina particles which are polished raw material alumina particles, characterized in that the fused alumina particles contain 1 mass% or more of fine fused alumina particles which are the supernatant solid content in a 2-hour sedimentation test in water, and the specific surface area of the fused alumina particles is 25% or more larger than the specific surface area of the raw material alumina particles.

本発明によれば、1μm以下の微細電融アルミナ粒子を少なくとも1質量%以上含むことにより、樹脂と混錬した際に、硬さが高くなりすぎないため成形性にすぐれ、多くのフィラーを含有した熱伝導性樹脂組成物を形成可能な熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーを実現できる。また、高価な丸み状アルミナ粒子を用いないので、低コストな熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーを実現できる。 According to the present invention, by containing at least 1 mass % or more of fine fused alumina particles of 1 μm or less, it is possible to realize an alumina filler for a thermally conductive resin composition that has excellent moldability when kneaded with a resin because the hardness is not too high, and is capable of forming a thermally conductive resin composition containing a large amount of filler. In addition, since expensive rounded alumina particles are not used, it is possible to realize a low-cost alumina filler for a thermally conductive resin composition.

本発明の熱伝導性樹脂組成物は、樹脂中に前記各項に記載の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーを含むことを特徴とする。 The thermally conductive resin composition of the present invention is characterized in that it contains the alumina filler for thermally conductive resin compositions described in each of the above paragraphs in the resin.

また、本発明では、前記樹脂100質量部に対して、前記熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーを1200質量部以上含んでいてもよい。 In addition, in the present invention, the alumina filler for the thermally conductive resin composition may be contained in an amount of 1,200 parts by mass or more per 100 parts by mass of the resin.

本発明の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法は、前記各項に記載の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法であって、前記電融アルミナ粒子と溶媒とを混合したスラリーを10m/sec以上の周速で旋回流動させ、前記電融アルミナ粒子どうしを衝突させて研磨する粒子研磨工程を有することを特徴とする。 The method for producing an alumina filler for a thermally conductive resin composition of the present invention is a method for producing an alumina filler for a thermally conductive resin composition as described in each of the above paragraphs, and is characterized by having a particle polishing step in which a slurry containing the fused alumina particles and a solvent is swirled at a peripheral speed of 10 m/sec or more, and the fused alumina particles are polished by colliding with each other.

また、本発明では、前記粒子研磨工程は3分以上60分以下の範囲で行ってもよい。 In addition, in the present invention, the particle polishing process may be carried out for a period of time ranging from 3 minutes to 60 minutes.

また、本発明では、前記粒子研磨工程は、前記電融アルミナ粒子の比表面積を、前記粒子研磨工程を実施前の前記電融アルミナ粒子の比表面積に対して25%以上大きくする工程であってもよい。 In addition, in the present invention, the particle polishing process may be a process for increasing the specific surface area of the fused alumina particles by 25% or more compared to the specific surface area of the fused alumina particles before the particle polishing process is performed.

また、本発明では、前記粒子研磨工程は、前記電融アルミナ粒子の平均粒子径D50を、前記粒子研磨工程を実施前の前記電融アルミナ粒子の平均粒子径D50に対して-15%以上大きくする工程であってもよい。 In addition, in the present invention, the particle polishing process may be a process for increasing the average particle diameter D50 of the fused alumina particles by -15% or more compared to the average particle diameter D50 of the fused alumina particles before the particle polishing process is performed.

本発明によれば、熱伝導性に優れ、かつ硬さが低い熱伝導性樹脂組成物を低コストに得ることが可能な熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラー、およびこれを用いた熱伝導性樹脂組成物、またこの熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法を提供することができる。 The present invention provides an alumina filler for a thermally conductive resin composition that can produce a thermally conductive resin composition having excellent thermal conductivity and low hardness at low cost, a thermally conductive resin composition using the alumina filler, and a method for producing the alumina filler for a thermally conductive resin composition.

本実施形態の電融アルミナ粒子を示す顕微鏡写真である。1 is a micrograph showing an electrically fused alumina particle according to an embodiment of the present invention. 従来の原料アルミナ粒子を示す顕微鏡写真である。1 is a micrograph showing conventional raw alumina particles. アルミナ粒子の質量部数と、得られた熱伝導性樹脂組成物の熱伝導率との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between the number of parts by mass of alumina particles and the thermal conductivity of the obtained thermally conductive resin composition. 2時間沈降試験の様子を示す写真である。Photographs showing a two-hour sedimentation test.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラー、およびこれを用いた熱伝導性樹脂組成物、またこの熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法について説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。 The following describes, with reference to the drawings, an alumina filler for a thermally conductive resin composition according to one embodiment of the present invention, a thermally conductive resin composition using the alumina filler, and a method for producing the alumina filler for a thermally conductive resin composition. Note that the following embodiments are specifically described to provide a better understanding of the gist of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified.

(熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラー)
熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラー(以下、アルミナフィラーと称する)は、樹脂と混合して熱伝導性樹脂組成物を得るための熱伝導材料である。本発明の一実施形態のアルミナフィラーは、性状が微粉末状のアルミナ(Al)である。
(Alumina filler for thermally conductive resin composition)
An alumina filler for a thermally conductive resin composition (hereinafter referred to as alumina filler) is a thermally conductive material to be mixed with a resin to obtain a thermally conductive resin composition. The alumina filler according to one embodiment of the present invention is alumina (Al 2 O 3 ) in the form of a fine powder.

熱伝導性樹脂組成物のフィラーとしてアルミナを用いたのは、アルミナの熱伝導率が30W/m・K程度と比較的高いためである。 Alumina was used as a filler in the thermally conductive resin composition because it has a relatively high thermal conductivity of about 30 W/m·K.

本実施形態のアルミナフィラーは、原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)を研磨することによって得られる電融アルミナ粒子を含み、具体的には、1μm以下の微細電融アルミナ粒子を少なくとも1質量%以上含んでいる。
なお、以下の説明においては、微細電融アルミナ粒子と言った場合には1μm以下の電融アルミナ粒子を意味し、単に電融アルミナ粒子と言った場合には、特に粒径の限定の無い電融アルミナ粒子を意味するものとする。
The alumina filler of the present embodiment contains fused alumina particles obtained by polishing raw material alumina particles (fused alumina particles), and specifically contains at least 1 mass % or more of fine fused alumina particles of 1 μm or less.
In the following description, the term "fine fused alumina particles" refers to fused alumina particles having a size of 1 μm or less, and the term "fused alumina particles" simply refers to fused alumina particles with no particular particle size restriction.

研磨された電融アルミナ粒子の製造原料である原料アルミナ粒子として、電気アーク炉内でのボーキサイトの還元融解等によって製造される電融アルミナ粒子を用いたのは、粒子径が大きくブロードな粒度分布を有すること、および樹脂等に高い充填率で混合することが可能であり、熱伝導性樹脂組成物の熱伝導性を高めることができるためである。 The reason why fused alumina particles produced by the reduction and melting of bauxite in an electric arc furnace are used as the raw alumina particles used to produce the polished fused alumina particles is that they have a large particle diameter and a broad particle size distribution, and can be mixed with resins, etc. at a high filling rate, thereby enhancing the thermal conductivity of the thermally conductive resin composition.

また、本実施形態のアルミナフィラーは、電融アルミナ粒子の比表面積が原料アルミナ粒子の比表面積に対して25%以上大きい。即ち、後述するアルミナフィラーの製造方法において、原料アルミナ粒子を研磨することで、原料アルミナ粒子の比表面積を25%以上向上させた電融アルミナ粒子を用いている。 In addition, in the alumina filler of this embodiment, the specific surface area of the fused alumina particles is 25% or more larger than the specific surface area of the raw alumina particles. In other words, in the manufacturing method of the alumina filler described later, fused alumina particles are used in which the specific surface area of the raw alumina particles is increased by 25% or more by polishing the raw alumina particles.

本実施形態における比表面積は、単位質量あたりの表面積(m/g)である。本実施形態における比表面積の測定は、BET法(粉体粒子表面に、吸着占有面積が既知の分子を液体窒素で吸着させ、その吸着量から試料の比表面積を算出する)によって行った。
こうした比表面積の測定は、全自動ガス吸着量測定装置(Autosorb-iQ:カンタクローム・インスツルメンツ・ジャパン)を用いて行った。
The specific surface area in this embodiment is the surface area per unit mass ( m2 /g). The specific surface area in this embodiment was measured by the BET method (molecule with a known adsorption area is adsorbed to the powder particle surface with liquid nitrogen, and the specific surface area of the sample is calculated from the amount of adsorption).
The specific surface area was measured using a fully automatic gas adsorption measurement device (Autosorb-iQ: Quantachrome Instruments Japan).

また、本実施形態のアルミナフィラーに含まれる電融アルミナ粒子は、水に対する2時間沈降試験において、上澄み固形分質量に対する全体固形分質量が少なくとも0.3質量%以上、好ましくは2.0質量%以上、より好ましくは5.0質量%以上である。 Furthermore, in a 2-hour sedimentation test in water, the fused alumina particles contained in the alumina filler of this embodiment have a total solids mass relative to the supernatant solids mass of at least 0.3 mass% or more, preferably 2.0 mass% or more, and more preferably 5.0 mass% or more.

なお、本実施形態における沈降試験は、試料となる電融アルミナ粒子を濃度が2.4質量%となるように水に懸濁させてスラリーを形成し、このスラリーを液面高さが20mmとなるように容器に注入し、2時間静置する。その後、上澄みを分取して90℃で水分を蒸発させ、残留固形分の質量を測定し、スラリーの全体固形分質量に対する残留固形分の質量の比率(百分率)を算出したものである。 In the sedimentation test in this embodiment, the sample fused alumina particles are suspended in water to a concentration of 2.4% by mass to form a slurry, which is then poured into a container so that the liquid level is 20 mm high and allowed to stand for 2 hours. The supernatant is then separated and the water is evaporated at 90°C, the mass of the remaining solids is measured, and the ratio (percentage) of the mass of the remaining solids to the total solids mass of the slurry is calculated.

以上のような本実施形態のアルミナフィラーは、1μm以下の微細電融アルミナ粒子を少なくとも1質量%以上含むことにより、球状アルミナ粒子を用いた場合と比較して、低コストで、樹脂と混錬した際に高い熱伝導率をもつアルミナフィラーを実現できる。そして、本実施形態のアルミナフィラーを樹脂に混合すれば、低硬さで形状追従性に優れた熱伝導性樹脂組成物を得ることができる。 The alumina filler of this embodiment contains at least 1 mass % of fine fused alumina particles of 1 μm or less, and thus can realize an alumina filler that has high thermal conductivity when kneaded with resin at a low cost compared to when spherical alumina particles are used. Furthermore, by mixing the alumina filler of this embodiment with resin, a thermally conductive resin composition with low hardness and excellent shape conformability can be obtained.

(熱伝導性樹脂組成物)
本実施形態の熱伝導性樹脂組成物は、樹脂中に本実施形態のアルミナフィラーを含むものからなる。例えば、樹脂100質量部に対して、本実施形態のアルミナフィラーを1200質量部以上混合させたペースト状のものであればよい。例えば、樹脂100質量部に対して、本実施形態のアルミナフィラー1200質量部~1500質量部を混合させることによって、本実施形態の熱伝導性樹脂組成物が得られる。
(Thermal conductive resin composition)
The thermally conductive resin composition of the present embodiment is made of a resin containing the alumina filler of the present embodiment. For example, it may be a paste-like composition in which 1200 parts by mass or more of the alumina filler of the present embodiment is mixed with 100 parts by mass of resin. For example, the thermally conductive resin composition of the present embodiment can be obtained by mixing 1200 parts by mass to 1500 parts by mass of the alumina filler of the present embodiment with 100 parts by mass of resin.

アルミナフィラーと混合させる樹脂としては、特に限定されるものではなく、特に制限されず、公知な樹脂を用いることができる。具体的には、炭化水素系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等、キシレンホルムアルデヒド樹脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等が例示できる。 The resin to be mixed with the alumina filler is not particularly limited, and any known resin can be used. Specific examples include hydrocarbon resins, unsaturated polyester resins, acrylic resins, vinyl ester resins, epoxy resins, xylene formaldehyde resins, guanamine resins, diallyl phthalate resins, phenol resins, furan resins, polyimide resins, melamine resins, and urea resins.

本実施形態の熱伝導性樹脂組成物は、原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)と樹脂とを混合した従来の熱伝導性樹脂組成物と比較して、同一の配合比率において、硬さが9%以上57%以下の範囲で低下している。こうした硬さの低下、即ち、柔らかくなることによって、本実施形態の熱伝導性樹脂組成物は流動性が高められる。これにより、本実施形態の熱伝導性樹脂組成物は、充填部分での形状追従性を向上させることができ、伝熱対象物に隙間なく密着して効率よく伝熱させることができる。また、原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)と樹脂とを混合した従来の熱伝導性樹脂組成物と比較して、同程度の硬さとした場合は、多くの多くのフィラーを混合することができるため、本実施形態の熱伝導性樹脂組成物は、熱伝導性を向上させることができる。 Compared to a conventional thermally conductive resin composition in which raw material alumina particles (electrically fused alumina particles) and resin are mixed, the thermally conductive resin composition of this embodiment has a hardness reduced by 9% to 57% at the same blending ratio. This reduction in hardness, i.e., softening, increases the fluidity of the thermally conductive resin composition of this embodiment. As a result, the thermally conductive resin composition of this embodiment can improve the shape conformability in the filled portion, and can efficiently transfer heat by adhering closely to the heat transfer object without gaps. In addition, compared to a conventional thermally conductive resin composition in which raw material alumina particles (electrically fused alumina particles) and resin are mixed, a large amount of filler can be mixed when the same hardness is achieved, so the thermally conductive resin composition of this embodiment can improve thermal conductivity.

(熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法)
本実施形態の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーを製造する際には、原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)を研磨する粒子研磨工程を行うことにより製造する。
粒子研磨工程では、原料アルミナ粒子と溶媒とを混合したスラリーを10m/sec以上の周速で旋回流動させ、原料アルミナ粒子どうしを衝突させて研磨する。
(Method of producing alumina filler for thermally conductive resin composition)
The alumina filler for a thermally conductive resin composition of this embodiment is produced by carrying out a particle polishing step of polishing raw material alumina particles (electrically fused alumina particles).
In the particle polishing step, a slurry in which raw alumina particles and a solvent are mixed is swirled at a peripheral speed of 10 m/sec or more, and the raw alumina particles are polished by colliding with each other.

粒子研磨工程では、原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)として、市販の電融アルミナ粉末が利用できる。原料の電融アルミナ粉末は、アルミナフィラーが組成物の表面粗さを考慮すると100μmを超える径の粒子を含まないことが好ましいので、篩目サイズ100μmの篩を通過した電融アルミナ粉末を使用する。
なお、原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)は、例えば、微細電融アルミナ粒子が1%未満の電融アルミナ粒子を用いても良い。
In the particle polishing step, commercially available fused alumina powder can be used as raw alumina particles (fused alumina particles). Since it is preferable that the raw fused alumina powder does not contain particles with a diameter exceeding 100 μm in consideration of the surface roughness of the composition, fused alumina powder that has passed through a sieve with a mesh size of 100 μm is used.
The raw material alumina particles (fused alumina particles) may be, for example, fused alumina particles containing less than 1% fine fused alumina particles.

こうした原料の電融アルミナ粉末をスラリー化させる溶媒としては、アルミナを溶解しない安定した液体、例えば水を用いる。本実施形態では、溶媒としてイオン交換水を用いている。溶媒として水を用いた場合の原料アルミナ粒子の濃度は、例えば、70質量%~80質量%程度にすればよい。 The solvent used to turn the raw fused alumina powder into a slurry is a stable liquid that does not dissolve alumina, such as water. In this embodiment, ion-exchanged water is used as the solvent. When water is used as the solvent, the concentration of raw alumina particles may be, for example, about 70% to 80% by mass.

こうした原料アルミナ粒子と水とをスラリー化して研磨する手段としては、例えば、乳化・分散装置(アスペックディスパーサーZERO 広島メタル&マシナリー株式会社製)が挙げられる。この乳化・分散装置は、水冷されるステータ内で攪拌ローターが高速回転する。ステータと攪拌ローターとの隙間に上述した原料アルミナ粒子と水とが導入されると、攪拌ローターの回転によって原料アルミナ粒子が水に対して均質に分散したスラリー(分散液)となり、このスラリー中で原料アルミナ粒子どうしが衝突することによって自己研磨される。 One example of a means for turning the raw alumina particles and water into a slurry and polishing it is an emulsification/dispersion device (Aspec Disperser ZERO, manufactured by Hiroshima Metal & Machinery Co., Ltd.). In this emulsification/dispersion device, an agitation rotor rotates at high speed inside a water-cooled stator. When the raw alumina particles and water described above are introduced into the gap between the stator and the agitation rotor, the rotation of the agitation rotor creates a slurry (dispersion liquid) in which the raw alumina particles are homogeneously dispersed in the water, and the raw alumina particles collide with each other in this slurry, causing them to polish themselves.

ローターの回転速度は、10m/sec以上の周速であればよい。これにより、スラリーは10m/sec以上の周速で旋回流動され、原料アルミナ粒子を効率的に研磨することができる。また、こうした粒子研磨工程での原料アルミナ粒子の研磨時間は、3分以上60分以下の範囲で行えばよい。研磨時間が3分未満では、比表面積が原料アルミナ粒子に対して十分に大きくならない懸念がある。また、長時間研磨を行うと、アルミナ粒子が破砕されて粒子が細かくなりすぎてしまうおそれがある。粒子が細かくなりすぎた場合、樹脂との混錬時に粘度が高くなりすぎ成形性が悪くなったり、十分な量のフィラーが混合できずに熱伝導度が充分に向上しなかったりするおそれがある。 The rotation speed of the rotor may be a peripheral speed of 10 m/sec or more. This allows the slurry to rotate and flow at a peripheral speed of 10 m/sec or more, and the raw alumina particles can be polished efficiently. The polishing time for the raw alumina particles in this particle polishing process may be in the range of 3 minutes to 60 minutes. If the polishing time is less than 3 minutes, there is a concern that the specific surface area will not be large enough compared to the raw alumina particles. Furthermore, if polishing is performed for a long period of time, the alumina particles may be crushed and the particles may become too fine. If the particles become too fine, the viscosity may become too high when kneaded with the resin, resulting in poor moldability, or a sufficient amount of filler may not be mixed, resulting in insufficient improvement in thermal conductivity.

乳化・分散装置には、原料アルミナ粒子と水とを個別に2液で供給しても、予め混合したスラリーで供給してもよい。 The raw alumina particles and water can be supplied to the emulsification/dispersion device as two separate liquids, or as a premixed slurry.

なお、原料アルミナ粒子と水とをスラリー化して研磨する手段としては、他にもビースミルやボールミルなども挙げられるが、粉砕効果が大きすぎることやビーズやボールなどのメディアの混入による品質の低下の懸念がある。 Bead mills and ball mills are also used as a method of making a slurry of raw alumina particles and water for polishing, but there are concerns that the grinding effect is too great and that the quality may be reduced due to the inclusion of media such as beads and balls.

以上のような粒子研磨工程を行った後、濾過による固液分離や、乾燥による水分除去によって、研磨された電融アルミナ粒子を得る。本実施形態の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーは、上述した方法によって得られた1μm以下の微細電融アルミナ粒子を1質量%以上含む。 After carrying out the above-described particle polishing process, polished fused alumina particles are obtained by solid-liquid separation through filtration and moisture removal through drying. The alumina filler for thermally conductive resin compositions of this embodiment contains 1 mass % or more of fine fused alumina particles of 1 μm or less obtained by the above-described method.

このように、原料アルミナ粒子どうしを衝突させて研磨することによって得られる電融アルミナ粒子は、平均粒子径D50が原料アルミナ粒子から大きく変化していない。例えば、電融アルミナ粒子の平均粒子径D50は、原料アルミナ粒子の平均粒子径D50に対して-15%以上大きく、最大でも15%程度である。 In this way, the average particle diameter D50 of the fused alumina particles obtained by colliding and polishing raw alumina particles does not change significantly from that of the raw alumina particles. For example, the average particle diameter D50 of the fused alumina particles is greater than the average particle diameter D50 of the raw alumina particles by -15% or more, and is at most about 15%.

本実施形態における平均粒子径D50は、メジアン径(中央径)、即ち頻度の累積が50%になる粒子径である。こうした平均粒子径D50の測定は、レーザー回折散乱式の粒度分布測定装置(MT3300EXII:マイクロトラック・ベル株式会社)を用いて行った。 In this embodiment, the average particle diameter D50 is the median diameter, that is, the particle diameter at which the cumulative frequency is 50%. The average particle diameter D50 was measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device (MT3300EXII: Microtrack Bell Co., Ltd.).

なお、原料アルミナ粒子を研磨した場合、電融アルミナ粒子の平均粒子径D50は、原料アルミナ粒子平均粒子径D50に対して必ず小さくなる。つまり、原理的には、電融アルミナ粒子の平均粒子径D50は、原料アルミナ粒子の平均粒子径D50に対してプラスになることはない。しかし、研磨後の微細粒子が充分に回収されない場合、見かけ上の電融アルミナ粒子の平均粒子径D50の方が大きくなってしまう場合がある。 When raw alumina particles are polished, the average particle diameter D50 of the fused alumina particles is always smaller than the average particle diameter D50 of the raw alumina particles. In other words, in principle, the average particle diameter D50 of the fused alumina particles will never be greater than the average particle diameter D50 of the raw alumina particles. However, if the fine particles are not sufficiently recovered after polishing, the apparent average particle diameter D50 of the fused alumina particles may be larger.

一方、研磨された電融アルミナ粒子は、比表面積が原料アルミナ粒子から大きく増加する。例えば、原料アルミナ粒子に対する研磨された電融アルミナ粒子の比表面積変化率は、少なくとも25%、最大で150%程度である。 On the other hand, the specific surface area of polished fused alumina particles is significantly increased compared to the raw alumina particles. For example, the rate of change in the specific surface area of polished fused alumina particles relative to the raw alumina particles is at least 25% and at most about 150%.

これは、原料アルミナ粒子どうしの衝突研磨によって、原料アルミナ粒子の尖った角部がわずかに丸められ、微細電融アルミナ粒子が増加した結果と考えられる。こうした本実施形態の電融アルミナ粒子の顕微鏡写真を図1に、従来の原料アルミナ粒子の顕微鏡写真を図2にそれぞれ示す。この顕微鏡写真によれば、研磨後の電融アルミナ粒子は、数μm以上の粒子の角部が丸まり、1μm以下の微細電融アルミナ粒子が増加していることが確認できる。このように、微細電融アルミナ粒子が増えることで、アルミナフィラーとして用いた際に、樹脂組成物中のフィラー含有量を増やすことが可能になり、熱伝導性が高められる。 This is believed to be the result of the raw alumina particles colliding with each other to slightly round off the sharp corners of the raw alumina particles, resulting in an increase in the number of fine fused alumina particles. FIG. 1 shows a micrograph of the fused alumina particles of this embodiment, and FIG. 2 shows a micrograph of conventional raw alumina particles. The micrographs show that the corners of the fused alumina particles after polishing are rounded off on particles of several μm or more, and that the number of fine fused alumina particles of 1 μm or less has increased. In this way, the increase in fine fused alumina particles makes it possible to increase the filler content in the resin composition when used as an alumina filler, thereby improving thermal conductivity.

本実施形態のアルミナフィラーは、電融アルミナ粒子の平均粒子径D50が、原料アルミナ粒子の平均粒子径D50に対して-15%以上大きいもの、より好ましくは-15%以上、+15%以下の範囲のものを用いることができる。 The alumina filler of this embodiment can be one in which the average particle diameter D50 of the fused alumina particles is greater than the average particle diameter D50 of the raw alumina particles by -15% or more, and more preferably in the range of -15% or more and +15% or less.

(熱伝導性樹脂組成物の製造方法)
本実施形態の熱伝導性樹脂組成物の製造方法は、上述した本実施形態の研磨された電融アルミナ粒子を含むアルミナフィラーを樹脂に混練する。アルミナフィラーを樹脂に混錬するには、例えば、自転・公転式のミキサー(練太郎:株式会社シンキー製)を用いることができる。
(Method for producing thermally conductive resin composition)
In the method for producing the thermally conductive resin composition of the present embodiment, the alumina filler containing the polished fused alumina particles of the present embodiment described above is kneaded into a resin. To knead the alumina filler into the resin, for example, a rotation/revolution type mixer (Mixertaro, manufactured by Thinky Corporation) can be used.

本実施形態の熱伝導性樹脂組成物は、樹脂中に本実施形態のアルミナフィラーを含むものからなる。例えば、樹脂100質量部に対して、本実施形態のアルミナフィラーを1200質量部~1500質量部加え、ミキサーによって混練することによって、本実施形態の熱伝導性樹脂組成物を製造することができる。この時、アルミナフィラーは研磨された電融アルミナ粒子を含むことによって、原料アルミナ粒子をそのままアルミナフィラーとして用いた場合と比較して、得られる熱伝導性樹脂組成物の硬さあるいは粘度を同程度にしたまま、アルミナフィラーの充填量を多くすることができる。これにより、熱伝導率の大きい熱伝導性樹脂組成物が得られる。 The thermally conductive resin composition of this embodiment is made of a resin containing the alumina filler of this embodiment. For example, the thermally conductive resin composition of this embodiment can be produced by adding 1200 to 1500 parts by mass of the alumina filler of this embodiment to 100 parts by mass of resin and kneading with a mixer. At this time, since the alumina filler contains polished fused alumina particles, the amount of alumina filler filled can be increased while maintaining the hardness or viscosity of the resulting thermally conductive resin composition at the same level, compared to when the raw alumina particles are used as the alumina filler as is. This results in a thermally conductive resin composition with high thermal conductivity.

以上、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although one embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. This embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. This embodiment and its variations are within the scope of the invention and its equivalents as described in the claims, as well as the scope and gist of the invention.

以下、本発明の効果を検証した検証結果を示す。
(検証例1)
原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)として、電融アルミナ粉末V325F(平均粒子径D50=11.1μm:日本軽金属株式会社製)を用いた。イオン交換水で原料アルミナ粒子を濃度72質量%のスラリーとし、乳化・分散装置(アスペックディスパーサーZERO 広島メタル&マシナリー株式会社製)を用い、攪拌ローターの周速を35m/s、時間を60分に設定し、原料アルミナ粒子の研磨処理を行った。これにより、検証例1の電融アルミナ粒子(以下、研磨アルミナ粒子1と称する)を得た。
The results of verifying the effects of the present invention are shown below.
(Verification Example 1)
As raw alumina particles (electrically fused alumina particles), electrically fused alumina powder V325F (average particle diameter D50 = 11.1 μm: manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) was used. The raw alumina particles were made into a slurry with a concentration of 72 mass% with ion-exchanged water, and the raw alumina particles were polished using an emulsifier/disperser (Aspec Disperser ZERO manufactured by Hiroshima Metal & Machinery Co., Ltd.) with the peripheral speed of the stirring rotor set to 35 m/s and the time set to 60 minutes. As a result, electrically fused alumina particles of Verification Example 1 (hereinafter referred to as polished alumina particles 1) were obtained.

そして、この電融アルミナ粒子1と、ブタジエン系ポリマー(R-45HT:出光興産株式会社製(以下、樹脂1と称する))とを、自転・公転式のミキサー(あわとり練太郎:株式会社シンキー製)を用いて混錬し、検証例1の熱伝導性樹脂組成物を得た。
この時、樹脂1を100質量部に対して加えた原料アルミナ粒子および研磨アルミナ粒子1のそれぞれの質量部数(PHR)と、得られた熱伝導性樹脂組成物の熱伝導率との関係を示すグラフを図3に示す。
熱伝導率の測定は円板熱流計法(自社製、JIS A 1412-1、又は、ASTMD5470に基づいた装置でロッドがアルミ製)によって行った。
Then, the electrically fused alumina particles 1 and a butadiene-based polymer (R-45HT: manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. (hereinafter referred to as resin 1)) were kneaded using a rotation/revolution type mixer (Thinky Mixer: manufactured by Thinky Corporation) to obtain a thermally conductive resin composition of Verification Example 1.
At this time, a graph showing the relationship between the number of parts by mass (PHR) of raw alumina particles and polished alumina particles 1 added per 100 parts by mass of resin 1 and the thermal conductivity of the obtained thermally conductive resin composition is shown in Figure 3.
The thermal conductivity was measured by a disk heat flow meter method (made by our company, based on JIS A 1412-1 or ASTM D5470, with an aluminum rod).

図3に示すグラフによれば、熱伝導性樹脂組成物の熱伝導率の実測値は、樹脂1に原料アルミナ粒子を添加した場合と、研磨された電融アルミナ粒子1を添加した場合とで大きな変化がない。従って、原料アルミナ粒子と研磨された電融アルミナ粒子1とで、充填状態が変わっていないことが確認された。
一方で、原料アルミナ粒子においては、樹脂100質量部に対して、原料アルミナ粒子を最大で1200質量部添加できたのに対し、研磨された電融アルミナ粒子は1400質量部添加することができた。したがって、研磨された電融アルミナ粒子をフィラーとして用いた熱伝導性樹脂組成物の方が、フィラーを多く添加することができるので熱伝導率を大きくすることができた。
3, the measured value of the thermal conductivity of the thermally conductive resin composition does not change significantly between the case where raw alumina particles are added to Resin 1 and the case where polished fused alumina particles 1 are added. Therefore, it was confirmed that there is no difference in the filling state between the raw alumina particles and the polished fused alumina particles 1.
On the other hand, in the case of raw alumina particles, a maximum of 1200 parts by mass of raw alumina particles could be added per 100 parts by mass of resin, whereas in the case of polished fused alumina particles, 1400 parts by mass could be added. Therefore, the thermally conductive resin composition using polished fused alumina particles as a filler was able to increase the thermal conductivity because a larger amount of filler could be added.

(検証例2)
原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)として、電融アルミナ粉末V325F(平均粒子径D50=11.1μm:日本軽金属株式会社製)を用いた(以下、原料1と称する)。この原料1を1270g用いて、イオン交換水680gと混合してスラリーとし、乳化・分散装置(アスペックディスパーサーZERO 広島メタル&マシナリー株式会社製)を用い、周速を35m/s、時間を3分(試料01)、30分(試料02)、45分(試料03)、60分(試料04)にそれぞれ設定し、原料1の研磨処理を行った。
そして、樹脂1を100質量部と、原料1、試料01~04をそれぞれ1400質量部とを混錬して検証例2の熱伝導性樹脂組成物を作製した。
(Verification Example 2)
As raw alumina particles (electrically fused alumina particles), electrically fused alumina powder V325F (average particle size D50 = 11.1 μm: manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) was used (hereinafter referred to as raw material 1). 1270 g of this raw material 1 was mixed with 680 g of ion-exchanged water to form a slurry, and raw material 1 was subjected to a polishing process using an emulsifying/dispersing device (Aspec Disperser ZERO manufactured by Hiroshima Metal & Machinery Co., Ltd.) with a peripheral speed of 35 m/s and a time of 3 minutes (sample 01), 30 minutes (sample 02), 45 minutes (sample 03), and 60 minutes (sample 04).
Then, 100 parts by mass of Resin 1 and 1,400 parts by mass each of Raw Material 1 and Samples 01 to 04 were kneaded together to prepare a thermally conductive resin composition of Verification Example 2.

原料1、試料01~04の比表面積、平均粒子径D50、およびそれぞれの原料1に対する変化率を表1に示す。また、原料1、試料01~04を用いたそれぞれの熱伝導性樹脂組成物の硬さ、および原料1を用いた熱伝導性樹脂組成物に対する変化率を表1に示す。なお、それぞれの測定に用いた機器は以下の通りである。
比表面積の測定:BET法、全自動ガス吸着量測定装置(Autosorb-iQ:カンタクローム・インスツルメンツ・ジャパン)
平均粒子径D50の測定:レーザー回折散乱法、粒度分布測定装置(MT3300EXII:マイクロトラック・ベル株式会社)
硬さの測定:デュロメータ(アスカーゴム硬さ計A型:高分子計器株式会社)
Table 1 shows the specific surface area and average particle size D50 of Raw material 1 and Samples 01 to 04, and the rate of change for each of them relative to Raw material 1. Table 1 also shows the hardness of each of the thermally conductive resin compositions using Raw material 1 and Samples 01 to 04, and the rate of change for each of the thermally conductive resin compositions using Raw material 1. The instruments used for each measurement are as follows.
Measurement of specific surface area: BET method, fully automatic gas adsorption measurement device (Autosorb-iQ: Quantachrome Instruments Japan)
Measurement of average particle diameter D50: Laser diffraction scattering method, particle size distribution measuring device (MT3300EXII: Microtrack Bell Co., Ltd.)
Hardness measurement: Durometer (Asker Rubber Hardness Meter Type A: Kobunshi Keiki Co., Ltd.)

Figure 0007584225000001
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(検証例3)
原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)として、電融アルミナ粉末V325F(平均粒子径D50=11.1μm:日本軽金属株式会社製)を75質量%、電融アルミナ粉末F220(平均粒子径D50=60μm:日本軽金属株式会社製)を25質量%の割合で均一に混合したものを用いた(以下、原料2と称する)。この原料2を1270g用いて、イオン交換水680gと混合してスラリーとし、乳化・分散装置(アスペックディスパーサーZERO 広島メタル&マシナリー株式会社製)を用い、周速を32m/s、時間を15分(試料11)、30分(試料12)、45分(試料13)にそれぞれ設定し、原料2の研磨処理を行った。
そして、樹脂1を100質量部と、原料2、試料11~13をそれぞれ1400質量部とを混錬して検証例3の熱伝導性樹脂組成物を作製した。
(Verification Example 3)
As raw material alumina particles (electrically fused alumina particles), a uniform mixture of 75 mass% of electrically fused alumina powder V325F (average particle size D50 = 11.1 μm: manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) and 25 mass% of electrically fused alumina powder F220 (average particle size D50 = 60 μm: manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) was used (hereinafter referred to as raw material 2). 1270 g of this raw material 2 was mixed with 680 g of ion-exchanged water to form a slurry, and raw material 2 was subjected to a polishing process using an emulsifier/disperser (Aspec Disperser ZERO manufactured by Hiroshima Metal & Machinery Co., Ltd.) at a peripheral speed of 32 m/s and a time of 15 minutes (sample 11), 30 minutes (sample 12), and 45 minutes (sample 13).
Then, 100 parts by mass of Resin 1 and 1,400 parts by mass each of Raw Material 2 and Samples 11 to 13 were kneaded together to prepare a thermally conductive resin composition of Verification Example 3.

原料2、試料11~13の比表面積、平均粒子径D50、およびそれぞれの原料2に対する変化率を表2に示す。また、原料2、試料11~13を用いたそれぞれの熱伝導性樹脂組成物の硬さ、および原料2を用いた熱伝導性樹脂組成物に対する変化率を表2に示す。なお、それぞれの測定に用いた機器は検証例1と同様である。 Table 2 shows the specific surface area and average particle size D50 of raw material 2 and samples 11 to 13, as well as the rate of change for each of them relative to raw material 2. Table 2 also shows the hardness of each of the thermally conductive resin compositions using raw material 2 and samples 11 to 13, as well as the rate of change for the thermally conductive resin composition using raw material 2. The equipment used for each measurement was the same as in Verification Example 1.

Figure 0007584225000002
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(検証例4)
原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)として、電融アルミナ粉末V325F(平均粒子径D50=11.1μm:日本軽金属株式会社製)を50質量%、電融アルミナ粉末F220(平均粒子径D50=60μm:日本軽金属株式会社製)を50質量%の割合で均一に混合したものを用いた(以下、原料3と称する)。この原料3を1270g用いて、イオン交換水680gと混合してスラリーとし、乳化・分散装置(アスペックディスパーサーZERO 広島メタル&マシナリー株式会社製)を用い、周速を32m/s、時間を15分(試料21)、30分(試料22)、45分(試料23)にそれぞれ設定し、原料3の研磨処理を行った。
そして、樹脂1を100質量部と、原料3、試料21~23をそれぞれ1400質量部とを混錬して検証例4の熱伝導性樹脂組成物を作製した。
(Verification Example 4)
As raw alumina particles (electrically fused alumina particles), a uniform mixture of 50% by mass of fused alumina powder V325F (average particle size D50 = 11.1 μm: manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) and 50% by mass of fused alumina powder F220 (average particle size D50 = 60 μm: manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) was used (hereinafter referred to as raw material 3). 1270 g of this raw material 3 was mixed with 680 g of ion-exchanged water to form a slurry, and raw material 3 was subjected to a polishing process using an emulsifier/disperser (Aspec Disperser ZERO manufactured by Hiroshima Metal & Machinery Co., Ltd.) at a peripheral speed of 32 m/s and a time of 15 minutes (sample 21), 30 minutes (sample 22), and 45 minutes (sample 23).
Then, 100 parts by mass of Resin 1 and 1,400 parts by mass each of Raw Material 3 and Samples 21 to 23 were kneaded together to prepare a thermally conductive resin composition of Verification Example 4.

原料3、試料21~23の比表面積、平均粒子径D50、およびそれぞれの原料3に対する変化率を表3に示す。また、原料3、試料21~23を用いたそれぞれの熱伝導性樹脂組成物の硬さ、および原料3を用いた熱伝導性樹脂組成物に対する変化率を表3に示す。なお、それぞれの測定に用いた機器は検証例1と同様である。 Table 3 shows the specific surface area and average particle size D50 of raw material 3 and samples 21 to 23, as well as the rate of change for each of these relative to raw material 3. Table 3 also shows the hardness of each of the thermally conductive resin compositions using raw material 3 and samples 21 to 23, as well as the rate of change for the thermally conductive resin composition using raw material 3. The equipment used for each measurement was the same as in Verification Example 1.

Figure 0007584225000003
Figure 0007584225000003

(検証例5)
原料アルミナ粒子(電融アルミナ粒子)として、電融アルミナ粉末V325F(平均粒子径D50=11.1μm:日本軽金属株式会社製)をジェットミル(型番STJ-200:株式会社セイシン企業)で粉砕・分級して、平均粒子径D50=3.9μmの電融アルミナ粉末を得た(以下、原料4と称する)。この原料4を720g用いて、イオン交換水680gと混合してスラリーとし、乳化・分散装置(アスペックディスパーサーZERO 広島メタル&マシナリー株式会社製)を用い、周速を32m/s、時間を30分(試料31)、60分(試料32)にそれぞれ設定し、原料4の研磨処理を行った。
そして、樹脂1を100質量部と、原料4、試料31、32をそれぞれ1100質量部とを混錬して検証例5の熱伝導性樹脂組成物を作製した。
(Verification Example 5)
As raw alumina particles (electrically fused alumina particles), electrically fused alumina powder V325F (average particle size D50 = 11.1 μm: manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.) was pulverized and classified by a jet mill (model number STJ-200: manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.) to obtain an electrically fused alumina powder having an average particle size D50 = 3.9 μm (hereinafter referred to as raw material 4). 720 g of this raw material 4 was mixed with 680 g of ion-exchanged water to form a slurry, and raw material 4 was subjected to a polishing treatment using an emulsifier/disperser (Aspec Disperser ZERO manufactured by Hiroshima Metal & Machinery Co., Ltd.) with a peripheral speed of 32 m/s and a time of 30 minutes (sample 31) and 60 minutes (sample 32).
Then, 100 parts by mass of Resin 1 and 1,100 parts by mass each of Raw Material 4, Samples 31, and 32 were kneaded together to prepare a thermally conductive resin composition of Verification Example 5.

原料4、試料31、32の比表面積、平均粒子径D50、およびそれぞれの原料4に対する変化率を表4に示す。また、原料4、試料31、32を用いたそれぞれの熱伝導性樹脂組成物の硬さ、および原料4を用いた熱伝導性樹脂組成物に対する変化率を表4に示す。なお、それぞれの測定に用いた機器は検証例1と同様である。 The specific surface area, average particle diameter D50, and rate of change of each of raw material 4, samples 31, and 32 are shown in Table 4. The hardness of each of the thermally conductive resin compositions using raw material 4, samples 31, and 32, and the rate of change of each of the thermally conductive resin compositions using raw material 4 are shown in Table 4. The equipment used for each measurement was the same as in Verification Example 1.

Figure 0007584225000004
Figure 0007584225000004

表1~表4に示す結果によれば、それぞれ原料1~4の市販の電融アルミナ粉末を研磨することによって、平均粒子径D50を大きく変化させずに(-15%~+10%の範囲内)、比表面積だけを増大(+25%~+146%)させることが可能であることが確認された。 The results shown in Tables 1 to 4 confirm that by polishing commercially available fused alumina powders, raw materials 1 to 4, respectively, it is possible to increase only the specific surface area (+25% to +146%) without significantly changing the average particle diameter D50 (within the range of -15% to +10%).

そして、こうした原料1~4を研磨処理した試料01~04、11~13、21~23、31、32を用いて作成した本実施形態の熱伝導性樹脂組成物は、原料1~4を用いて作成した従来の熱伝導性樹脂組成物と比較して、硬さを低下(-9%~-57%)させて、形状追従性を高められることが確認された。 The thermally conductive resin composition of this embodiment, which was made using samples 01-04, 11-13, 21-23, 31, and 32 obtained by polishing raw materials 1-4, was confirmed to have reduced hardness (-9% to -57%) and improved shape conformability compared to the conventional thermally conductive resin composition made using raw materials 1-4.

(検証例6)
上述した検証例1の原料1と、試料04とをそれぞれ用い、樹脂1を100質量部に対して400質量部および600質量部それぞれ混錬して、熱伝導性樹脂組成物(組成物1~4)をそれぞれ作成し、粘度を測定した。粘度および粘度の変化率を表5に示す。
なお、測定に用いた機器は以下の通りである。
粘度の測定:B型粘度計(株式会社マルコム製PM-2A)
(Verification Example 6)
Using the raw material 1 and sample 04 of the above-mentioned verification example 1, 400 parts by mass and 600 parts by mass of resin 1 were kneaded with 100 parts by mass, respectively, to prepare thermally conductive resin compositions (compositions 1 to 4), and the viscosities were measured. The viscosities and the rate of change in viscosity are shown in Table 5.
The instruments used for the measurements are as follows:
Viscosity measurement: B-type viscometer (PM-2A manufactured by Malcom Co., Ltd.)

Figure 0007584225000005
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表5に示す結果によれば、原料1を用いた従来の熱伝導性樹脂組成物1、2と比較して、本実施形態の研磨された電融アルミナ粒子である試料04を用いた熱伝導性樹脂組成物3、4は、粘度を低下(-37%~-59%)させて、形状追従性を高められることが確認された。 The results shown in Table 5 confirm that, compared to conventional thermally conductive resin compositions 1 and 2 using raw material 1, thermally conductive resin compositions 3 and 4 using sample 04, which is the polished fused alumina particles of this embodiment, have a reduced viscosity (-37% to -59%) and improved shape conformability.

(検証例7)
上述した検証例1の原料1、試料04、原料1をビースミル(アイメックス株式会社製:周速7.2m/s)で研磨した電融アルミナ粉末(試料05)について、その性状を特定するために2時間沈降試験を行った。
(Verification Example 7)
A two-hour sedimentation test was conducted on raw material 1 of the above-mentioned verification example 1, sample 04, and a fused alumina powder (sample 05) obtained by grinding raw material 1 with a bead mill (manufactured by IMEX Co., Ltd.: peripheral speed 7.2 m/s) to identify their properties.

試験方法は、原料1、試料04、05のそれぞれの電融アルミナ粉末を1g、イオン交換水40gを混合してスラリー(それぞれ濃度2.4質量%)を作成し、蓋付き試料管(内径10mm)に液面高が20mmとなるように注入した。そして、室温中で2時間静置させた後、上澄み固形分を分取して質量を測定した。そして、この上澄み固形分質量に対する全体固形分質量の比率を算出した。この結果を表6に示す。また、試験の様子を図4に示す。 The test method was to mix 1 g of each of the fused alumina powders (raw material 1, sample 04, and sample 05) with 40 g of ion-exchanged water to create a slurry (each with a concentration of 2.4% by mass), which was then poured into a capped sample tube (inner diameter 10 mm) so that the liquid level was 20 mm high. After leaving it to stand at room temperature for 2 hours, the supernatant solids were separated and their mass was measured. The ratio of the supernatant solids mass to the total solids mass was then calculated. The results are shown in Table 6. The test conditions are shown in Figure 4.

Figure 0007584225000006
Figure 0007584225000006

表6に示す結果によれば、原料1の電融アルミナ粉末(原料1)に対して、本実施形態の研磨された電融アルミナ粉末(試料04、05)は、上澄み固形分質量に対する全体固形分質量がそれぞれ5.7質量%、0.3質量%であることが分かった。また、この上澄み固形分質量に対する全体固形分質量の割合は、原料1の電融アルミナ粉末の研磨時間が長くなる程、増加する傾向があることが分かった。 According to the results shown in Table 6, it was found that the polished fused alumina powder of this embodiment (samples 04 and 05) had a total solid mass relative to the supernatant solid mass of 5.7% by mass and 0.3% by mass, respectively, compared to the fused alumina powder of raw material 1 (raw material 1). It was also found that the ratio of the total solid mass to the supernatant solid mass tends to increase as the polishing time of the fused alumina powder of raw material 1 becomes longer.

この結果から、水に浮く程度の微細な粒子である1μm以下の微細電融アルミナ粒子が、電融アルミナ粒子(原料1)の研磨によって形成されることが確認された。こうした1μm以下の微細な研磨された電融アルミナ粒子の形成によって、原料1に対して試料04、05の比表面積が増加し、熱伝導率を向上させることができる。 From these results, it was confirmed that fine fused alumina particles of 1 μm or less, which are small enough to float on water, are formed by polishing the fused alumina particles (raw material 1). By forming such fine polished fused alumina particles of 1 μm or less, the specific surface area of samples 04 and 05 is increased relative to raw material 1, and the thermal conductivity can be improved.

Claims (7)

原料アルミナ粒子の研磨物である電融アルミナ粒子を含む熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーであって、
前記電融アルミナ粒子中に、水に対する2時間沈降試験における上澄み固形分である微細電融アルミナ粒子を1質量%以上含み、
前記電融アルミナ粒子の比表面積が前記原料アルミナ粒子の比表面積に対して25%以上大きいことを特徴とする熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラー。
An alumina filler for a thermally conductive resin composition, comprising fused alumina particles which are abraded raw alumina particles,
The fused alumina particles contain 1 mass % or more of fine fused alumina particles which are supernatant solids in a 2-hour sedimentation test in water,
An alumina filler for a thermally conductive resin composition, characterized in that the specific surface area of the electrically fused alumina particles is 25% or more larger than the specific surface area of the raw material alumina particles.
樹脂中に請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーを含むことを特徴とする熱伝導性樹脂組成物。 A thermally conductive resin composition comprising the alumina filler for thermally conductive resin compositions according to claim 1 in a resin. 前記樹脂100質量部に対して、前記熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーを1200質量部以上含むことを特徴とする請求項2に記載の熱伝導性樹脂組成物。 The thermally conductive resin composition according to claim 2, characterized in that the alumina filler for the thermally conductive resin composition is contained in an amount of 1,200 parts by mass or more per 100 parts by mass of the resin. 請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法であって、
電融アルミナ粒子と溶媒とを混合したスラリーを10m/sec以上の周速で旋回流動させ、前記電融アルミナ粒子どうしを衝突させて研磨する粒子研磨工程を有することを特徴とする熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法。
A method for producing the alumina filler for a thermally conductive resin composition according to claim 1, comprising the steps of :
A method for producing an alumina filler for a thermally conductive resin composition, comprising a particle polishing step of swirling a slurry of a mixture of fused alumina particles and a solvent at a peripheral speed of 10 m/sec or more to cause the fused alumina particles to collide with each other and be polished.
前記粒子研磨工程は3分以上60分以下の範囲で行うことを特徴とする請求項4に記載の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法。 The method for producing an alumina filler for a thermally conductive resin composition according to claim 4, characterized in that the particle polishing process is carried out for a period of 3 minutes or more and 60 minutes or less. 前記粒子研磨工程は、前記電融アルミナ粒子の比表面積を、前記粒子研磨工程を実施前の前記電融アルミナ粒子の比表面積に対して25%以上大きくする工程であることを特徴とする請求項4または5に記載の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法。 The method for producing an alumina filler for a thermally conductive resin composition according to claim 4 or 5, characterized in that the particle polishing process is a process for increasing the specific surface area of the fused alumina particles by 25% or more compared to the specific surface area of the fused alumina particles before the particle polishing process is carried out. 前記粒子研磨工程は、前記電融アルミナ粒子の平均粒子径D50を、前記粒子研磨工程を実施前の前記電融アルミナ粒子の平均粒子径D50に対して-15%以上大きくする工程であることを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の熱伝導性樹脂組成物用アルミナフィラーの製造方法。 The method for producing an alumina filler for a thermally conductive resin composition according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the particle polishing process is a process for increasing the average particle diameter D50 of the fused alumina particles by -15% or more compared to the average particle diameter D50 of the fused alumina particles before the particle polishing process is carried out.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020652A (en) 2000-07-13 2002-01-23 Kao Corp Composite powder
JP2003342021A (en) 2002-05-28 2003-12-03 Polymatech Co Ltd Aluminum oxide powder composition and heat-conductive molding containing the same
WO2010093035A1 (en) 2009-02-16 2010-08-19 株式会社村田製作所 Conductive resin composition, process for producing electronic part using same, connecting method, connection structure, and electronic part
WO2014017662A1 (en) 2012-07-27 2014-01-30 住友化学株式会社 Alumina slurry, method for producing same, and coating liquid
JP2019521061A (en) 2016-05-16 2019-07-25 マルチンスヴェルク ゲーエムベーハーMartinswerk Gmbh Alumina product and its use in high thermal conductivity polymer compositions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002020652A (en) 2000-07-13 2002-01-23 Kao Corp Composite powder
JP2003342021A (en) 2002-05-28 2003-12-03 Polymatech Co Ltd Aluminum oxide powder composition and heat-conductive molding containing the same
WO2010093035A1 (en) 2009-02-16 2010-08-19 株式会社村田製作所 Conductive resin composition, process for producing electronic part using same, connecting method, connection structure, and electronic part
WO2014017662A1 (en) 2012-07-27 2014-01-30 住友化学株式会社 Alumina slurry, method for producing same, and coating liquid
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