特開2024-127530Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー、及びその製造方法、並びに樹脂組成物
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024127530
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー、及びその製造方法、並びに樹脂組成物
(51)【国際特許分類】
C01B 33/02 20060101AFI20240912BHJP
C08L 101/00 20060101ALI20240912BHJP
C08K 3/08 20060101ALI20240912BHJP
【ＦＩ】
C01B33/02 Z
C08L101/00
C08K3/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023036740
(22)【出願日】2023-03-09
(71)【出願人】
【識別番号】000003296
【氏名又は名称】デンカ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】岡部 拓人
(72)【発明者】
【氏名】恒吉 俊彦
(72)【発明者】
【氏名】深澤 元晴
【テーマコード（参考）】
4G072
4J002
【Ｆターム（参考）】
4G072AA01
4G072BB05
4G072BB07
4G072DD03
4G072GG01
4G072GG03
4G072HH01
4G072JJ09
4G072JJ50
4G072LL06
4G072MM38
4G072MM40
4G072RR13
4G072RR25
4G072TT05
4G072TT19
4G072UU09
4J002BB031
4J002BB121
4J002BD121
4J002BN071
4J002BN121
4J002BN151
4J002CC031
4J002CD001
4J002CF031
4J002CF161
4J002CF211
4J002CK011
4J002CL001
4J002CM041
4J002CN011
4J002CN031
4J002CP031
4J002DA116
4J002FA086
4J002FD090
4J002FD130
4J002FD140
4J002FD150
4J002FD160
4J002FD206
4J002GQ00
(57)【要約】
【課題】流動性に優れた樹脂組成物を与えることができるＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー、並びにその球状金属Ｓｉフィラーを含むフィラー組成物、樹脂組成物、及び放熱部品を提供する。
【解決手段】０．１～１０重量％のＡｌを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーとする。０．１～１０重量％のＡｌを含むことが好ましい。Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０２以上であることが好ましい。Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０６以上であることが好ましい。
【選択図】なし
【解決手段】０．１～１０重量％のＡｌを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーとする。０．１～１０重量％のＡｌを含むことが好ましい。Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０２以上であることが好ましい。Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０６以上であることが好ましい。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
０．１～１０重量％のＡｌを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
【請求項2】
０．１～７．５重量％のＡｌを含む、請求項１に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
【請求項3】
Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０２以上である、請求項１又は２に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
【請求項4】
Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０６以上である、請求項１又は２に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
【請求項5】
平均円形度が０．７以上である、請求項１又２に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
【請求項6】
比表面積が１．０ｍ２／ｇ以下である、請求項１又２に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
【請求項7】
ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ１０未満である、請求項１又２に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
【請求項8】
Ｆｅの含有量が１０～３０００ｐｐｍである、請求項１又は２に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
【請求項9】
樹脂と、請求項１又は２に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーとを含む、樹脂組成物。
【請求項10】
原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び
原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。
原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。
【請求項11】
金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー、及びその製造方法、並びに樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、５Ｇ高速通信下での通信量の増大に伴い通信機器の発熱量が増加しているなど、より高性能な各種放熱部材が求められている。放熱部材に用いる樹脂充填剤（フィラー）として、アルミナフィラー等の酸化物フィラーや、窒化アルミニウムや窒化ケイ素等の窒化物フィラーが広く用いられている。生産性や加工の自由度の観点から、フィラーを充填した樹脂組成物の加工時の流動性は重要であり、流動性に優れた樹脂組成物を与えることができるフィラーが求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、流動性に優れた樹脂組成物を与えることができるＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー、並びにそのＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを含むフィラー組成物、樹脂組成物、及び放熱部品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明者らは、鋭意検討した結果、一定量のＡｌを含有する球状金属Ｓｉフィラーであれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下の態様を有する。
［１］０．１～１０重量％のＡｌを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［２］０．１～１０重量％のＡｌを含む、［１］に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［３］Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０２以上である、［１］又は［２］に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［４］Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０６以上である、［１］～［３］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［５］平均円形度が０．７以上である、［１］～［４］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［６］比表面積が１．０ｍ２／ｇ以下である、［１］～［５］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［７］ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ１０未満である、［１］～［６］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［８］Ｆｅの含有量が１０～３０００ｐｐｍである、［１］～［７］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［９］樹脂と、［１］～［８］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー
とを含む、樹脂組成物。
［１０］原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。特に、原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む、［１］～［９］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。
［１１］金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。特に、金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む、［１］～［９］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。
すなわち、本発明は以下の態様を有する。
［１］０．１～１０重量％のＡｌを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［２］０．１～１０重量％のＡｌを含む、［１］に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［３］Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０２以上である、［１］又は［２］に記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［４］Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０６以上である、［１］～［３］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［５］平均円形度が０．７以上である、［１］～［４］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［６］比表面積が１．０ｍ２／ｇ以下である、［１］～［５］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［７］ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ１０未満である、［１］～［６］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［８］Ｆｅの含有量が１０～３０００ｐｐｍである、［１］～［７］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー。
［９］樹脂と、［１］～［８］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー
とを含む、樹脂組成物。
［１０］原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。特に、原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む、［１］～［９］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。
［１１］金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。特に、金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む、［１］～［９］のいずれかに記載のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法。
【発明の効果】
【0005】
本発明によれば、流動性に優れた樹脂組成物を与えることができるＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー、及びその製造方法、並びにそのＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを含む樹脂組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0006】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。また、特定のパラメータについて、複数の上限値及び下限値が記載されている場合、これらの上限値及び下限値の内、任意の上限値と下限値とを組合せて好適な数値範囲とすることができる。一実施形態について記載した特定の説明が他の実施形態についても当てはまる場合には、他の実施形態においてはその説明を省略している場合がある。本開示において数値範囲についての「Ｘ～Ｙ」との表現は、「Ｘ以上Ｙ以下」であることを意味している。
【0007】
［Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー］
本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、０．１～１０重量％のＡｌを含む。０．１～１０重量％のＡｌを含むことにより、本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、流動性に優れた樹脂組成物を与えることができる。本明細書において「フィラー」とは、充填剤を意味する。本明細書において「球状金属Ｓｉフィラー」とは、充填剤として用いられる球状金属Ｓｉ粒子単体及びその集合体の両方を意味する。すなわち、「球状金属Ｓｉフィラー」は物質として球状金属Ｓｉ粒子と同じものを意味する。本明細書において、「球状」とは、走査型電子顕微鏡を用いて１０,０００倍で観察したときに円形状又は丸みを帯びた粒形状に観察されることを意味する。「Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー」は、少なくとも一つの球状金属Ｓｉ粒子中にＡｌが含まれているフィラーを意味しており、球状金属Ｓｉ粒子とＡｌを含む粒子との混合物とは区別される。
本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、０．１～１０重量％のＡｌを含む。０．１～１０重量％のＡｌを含むことにより、本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、流動性に優れた樹脂組成物を与えることができる。本明細書において「フィラー」とは、充填剤を意味する。本明細書において「球状金属Ｓｉフィラー」とは、充填剤として用いられる球状金属Ｓｉ粒子単体及びその集合体の両方を意味する。すなわち、「球状金属Ｓｉフィラー」は物質として球状金属Ｓｉ粒子と同じものを意味する。本明細書において、「球状」とは、走査型電子顕微鏡を用いて１０,０００倍で観察したときに円形状又は丸みを帯びた粒形状に観察されることを意味する。「Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー」は、少なくとも一つの球状金属Ｓｉ粒子中にＡｌが含まれているフィラーを意味しており、球状金属Ｓｉ粒子とＡｌを含む粒子との混合物とは区別される。
【0008】
Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、例えば、次に挙げる方法により得られる。
（１）原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む方法。
（２）金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む方法。
原料金属Ｓｉは、不純物を含み得るが、純度が９８％以上のものが好ましく、純度が９９％以上のものがより好ましく、純度が９９．５％以上のものがさらに好ましく、純度が９９．９％以上のものであってもよい。
一実施形態に係る球状金属Ｓｉフィラーは、Ｓｉの含有量が、９０～９９．９重量％であってよく、９２～９９．９重量％であってよく、９４～９９重量％であってよい。
原料金属Ｓｉの溶融時に添加するＡｌとしては、粉末形状の金属Ａｌが好ましく、酸化物形態のＡｌであってもよい。Ａｌの添加量は、目的とするＡｌ含有量に応じて適宜調製できるが、原料Ｓｉの総量に対して０．１～１０重量％であることが好ましく、０．１～７．５重量％であることがより好ましく、０．１～６重量％であることがさらにより好ましく、０．１～５重量％であることが特に好ましい。
原料金属Ｓｉの溶融時に添加するＡｌとしては、粉末形状の金属Ａｌが好ましく、酸化物形態のＡｌであってもよい。Ａｌの添加量は、目的とするＡｌ含有量に応じて適宜調製できるが、原料Ｓｉの総量に対して０．１～１０重量％であることが好ましく、０．１～７．５重量％であることがより好ましく、０．１～６重量％であることがさらにより好ましく、０．１～５重量％であることが特に好ましい。
金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料としては、目的とするＡｌ含有量に応じて、Ａｌを０．１～１０重量％含有する金属Ｓｉインゴットや粉末が挙げられる。
球状化の方法については後述する。
（１）原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む方法。
（２）金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む方法。
原料金属Ｓｉは、不純物を含み得るが、純度が９８％以上のものが好ましく、純度が９９％以上のものがより好ましく、純度が９９．５％以上のものがさらに好ましく、純度が９９．９％以上のものであってもよい。
一実施形態に係る球状金属Ｓｉフィラーは、Ｓｉの含有量が、９０～９９．９重量％であってよく、９２～９９．９重量％であってよく、９４～９９重量％であってよい。
原料金属Ｓｉの溶融時に添加するＡｌとしては、粉末形状の金属Ａｌが好ましく、酸化物形態のＡｌであってもよい。Ａｌの添加量は、目的とするＡｌ含有量に応じて適宜調製できるが、原料Ｓｉの総量に対して０．１～１０重量％であることが好ましく、０．１～７．５重量％であることがより好ましく、０．１～６重量％であることがさらにより好ましく、０．１～５重量％であることが特に好ましい。
原料金属Ｓｉの溶融時に添加するＡｌとしては、粉末形状の金属Ａｌが好ましく、酸化物形態のＡｌであってもよい。Ａｌの添加量は、目的とするＡｌ含有量に応じて適宜調製できるが、原料Ｓｉの総量に対して０．１～１０重量％であることが好ましく、０．１～７．５重量％であることがより好ましく、０．１～６重量％であることがさらにより好ましく、０．１～５重量％であることが特に好ましい。
金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料としては、目的とするＡｌ含有量に応じて、Ａｌを０．１～１０重量％含有する金属Ｓｉインゴットや粉末が挙げられる。
球状化の方法については後述する。
【0009】
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、０．１～７．５重量％のＡｌを含むことが好ましく、０．１～６重量％のＡｌを含むことがより好ましく、０．１～５重量％のＡｌを含むことがよりさらに好ましい。
【0010】
（Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉ）
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、Ｘ線光電子分光法により測定したＮ１ｓピーク強度から算出した半定量値とＳｉ２ｓピーク強度から算出した半定量値のＮ／Ｓｉ比が０．０２以上であることが好ましい。Ｎ／Ｓｉ比が０．０２以上であることにより、充填剤として用いたときに流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。
本明細書において、「Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉ」とは、シャーリー法でバックグラウンドを取り、Ｎ１ｓ及びＳｉ２ｓピーク強度から算出した半定量値を算出し、Ｎ１ｓ／Ｓｉ２ｓ比を算出することにより求められる値を意味する。
本明細書において、「シャーリー法」とは、バックグラウンドの原因となる非弾性散乱電子に対し、エネルギー依存性は無いこと、又、非弾性散乱する電子数はピーク強度に比例するということを仮定して、差し引かれるバックグラウンドの形状を決定する方法を意味する。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、Ｘ線光電子分光法により測定したＮ１ｓピーク強度から算出した半定量値とＳｉ２ｓピーク強度から算出した半定量値のＮ／Ｓｉ比が０．０２以上であることが好ましい。Ｎ／Ｓｉ比が０．０２以上であることにより、充填剤として用いたときに流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。
本明細書において、「Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉ」とは、シャーリー法でバックグラウンドを取り、Ｎ１ｓ及びＳｉ２ｓピーク強度から算出した半定量値を算出し、Ｎ１ｓ／Ｓｉ２ｓ比を算出することにより求められる値を意味する。
本明細書において、「シャーリー法」とは、バックグラウンドの原因となる非弾性散乱電子に対し、エネルギー依存性は無いこと、又、非弾性散乱する電子数はピーク強度に比例するということを仮定して、差し引かれるバックグラウンドの形状を決定する方法を意味する。
【0011】
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０６以上であることが好ましく、０．０７以上であることがより好ましく、０．０８以上であることが更により好ましい。Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉの上限は特に限定されないが、１以下であってよく、０．５以下であってよく、０．２５以下であってよく、０．１以下であってよい。
Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉを効率よく０．０２以上とする方法として、原料である金属Ｓｉを、（１）溶融後に滴下しながら窒素ガスを含むガスを噴射することにより球状化する方法（アトマイズ法）、（２）粉砕後に窒素ガスを含むプラズマガスを用いて溶融球状化する方法（熱プラズマ法）が挙げられる。これら（１）及び（２）のいずれかの方法により、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの粒子表面にＮ－Ｓｉ結合を生じさせることができる。（１）の方法において、特に、Ｎ－Ｓｉ結合の生じ易さ及び平均円形度の高い粒子を得る観点から、窒素ガスあるいは窒素ガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いることが好ましい。混合ガスを用いる場合の窒素ガスの含有割合は、２０～１００体積％であることが好ましく、６０～１００体積％であることがより好ましい。（２）の方法において、Ｎ－Ｓｉ結合の生じ易さ、プラズマの安定化及び平均円形度の高い粒子を得る観点から、プラズマガス種として、窒素ガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いることが好ましい。混合ガスを用いる場合の窒素ガスの含有割合は、１０～８０体積％であることが好ましく、２０～５０体積％であることがより好ましい。（１）及び（２）の方法において、窒素ガスの含有割合が高くなるほど、原子組成比Ｎ／Ｓｉも高くなりやすい。
Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉを効率よく０．０２以上とする方法として、原料である金属Ｓｉを、（１）溶融後に滴下しながら窒素ガスを含むガスを噴射することにより球状化する方法（アトマイズ法）、（２）粉砕後に窒素ガスを含むプラズマガスを用いて溶融球状化する方法（熱プラズマ法）が挙げられる。これら（１）及び（２）のいずれかの方法により、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの粒子表面にＮ－Ｓｉ結合を生じさせることができる。（１）の方法において、特に、Ｎ－Ｓｉ結合の生じ易さ及び平均円形度の高い粒子を得る観点から、窒素ガスあるいは窒素ガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いることが好ましい。混合ガスを用いる場合の窒素ガスの含有割合は、２０～１００体積％であることが好ましく、６０～１００体積％であることがより好ましい。（２）の方法において、Ｎ－Ｓｉ結合の生じ易さ、プラズマの安定化及び平均円形度の高い粒子を得る観点から、プラズマガス種として、窒素ガスとアルゴンガスとの混合ガスを用いることが好ましい。混合ガスを用いる場合の窒素ガスの含有割合は、１０～８０体積％であることが好ましく、２０～５０体積％であることがより好ましい。（１）及び（２）の方法において、窒素ガスの含有割合が高くなるほど、原子組成比Ｎ／Ｓｉも高くなりやすい。
【0012】
（平均円形度）
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、平均円形度が０．７０以上であることが好ましい。平均円形度が０．７０以上であることにより、樹脂への高充填が可能となり、熱伝導性に優れた樹脂組成物を与えることができる。一実施形態に係る球状窒化ホウ素粒子は、平均円形度０．７２以上であることがより好ましく、０．７５以上であることがさらに好ましく、０．８０以上であることがさらにより好ましく、０．９０以上であることが特に好ましい。平均円形度の調整は、例えば、上記の（１）及び（２）の方法におけるガスの流速、上記の（１）の方法におけるノズル形状、上記の（２）の方法における原料金属Ｓｉ粉末の形状等を調整することにより行うことができる。例えば、上記の（１）及び（２）の方法におけるガス流速を高くすることにより、粒子同士の凝結が抑制され、平均円形度が高くなりやすい。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、平均円形度が０．７０以上であることが好ましい。平均円形度が０．７０以上であることにより、樹脂への高充填が可能となり、熱伝導性に優れた樹脂組成物を与えることができる。一実施形態に係る球状窒化ホウ素粒子は、平均円形度０．７２以上であることがより好ましく、０．７５以上であることがさらに好ましく、０．８０以上であることがさらにより好ましく、０．９０以上であることが特に好ましい。平均円形度の調整は、例えば、上記の（１）及び（２）の方法におけるガスの流速、上記の（１）の方法におけるノズル形状、上記の（２）の方法における原料金属Ｓｉ粉末の形状等を調整することにより行うことができる。例えば、上記の（１）及び（２）の方法におけるガス流速を高くすることにより、粒子同士の凝結が抑制され、平均円形度が高くなりやすい。
【0013】
本明細書において「平均円形度」とは、以下の方法で測定される値を意味する。Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーをカーボンテープで試料台に固定した後、オスミウムコーティングを行う。その後、走査型電子顕微鏡で撮影した画像から、粉末の投影面積（Ｓ）と投影周囲長（Ｌ）を算出してから、下記の式（１）より円形度を算出する。任意の２００個の粉末について円形度を算出し、その平均値を平均円形度とする。
円形度＝４πＳ／Ｌ２・・・（１）
円形度＝４πＳ／Ｌ２・・・（１）
【0014】
（比表面積）
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、比表面積が１．０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。比表面積が１．０ｍ２／ｇ以下であると、各粒子の表面に付着物が少なく、樹脂組成物の流動性をより向上させることができる。一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、比表面積が０．８ｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、０．６ｍ２／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．５ｍ２／ｇ以下であることがさらにより好ましく、０．４ｍ２／ｇ以下であることが特に好ましい。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、比表面積が１．０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。比表面積が１．０ｍ２／ｇ以下であると、各粒子の表面に付着物が少なく、樹脂組成物の流動性をより向上させることができる。一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、比表面積が０．８ｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、０．６ｍ２／ｇ以下であることがさらに好ましく、０．５ｍ２／ｇ以下であることがさらにより好ましく、０．４ｍ２／ｇ以下であることが特に好ましい。
【0015】
本明細書における「比表面積」は、ＪＩＳ Ｚ８８３０：２０１３「ガス吸着による粉体（固体）の比表面積測定方法」の記載に準拠し、比表面積測定装置を用い測定される値を意味し、窒素ガスを使用したＢＥＴ一点法を適用して算出される値である。
【0016】
（ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値）
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ１０未満であることが好ましい。ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ１０未満であることにより、一実施形態に係る球状金属Ｓｉフィラーは、充填剤として用いたときに流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ８未満であることがより好ましく、ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ６未満であることがさらに好ましく、ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ５未満であることがさらにより好ましい。色差ｂ*値の調整方法は、製造方法によって異なる。例えば、上記した（２）熱プラズマ法によって製造されたＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、粒径（平均粒子径）が１μｍ未満の微粒子を除去することによって、色差ｂ*値が低くなりやすい。一方、上記した（１）アトマイズ法により製造されたＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、微粒子の除去の有無に関わらず、色差ｂ*値が低くなりやすい。
ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値は、市販の色差計により測定可能である、色差計により正反射光除去モードで測定されるＣＩＥ １９７６ Ｌ*ａ*ｂ*色空間におけるｂ*値である。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ１０未満であることが好ましい。ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ１０未満であることにより、一実施形態に係る球状金属Ｓｉフィラーは、充填剤として用いたときに流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ８未満であることがより好ましく、ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ６未満であることがさらに好ましく、ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値が１以上かつ５未満であることがさらにより好ましい。色差ｂ*値の調整方法は、製造方法によって異なる。例えば、上記した（２）熱プラズマ法によって製造されたＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、粒径（平均粒子径）が１μｍ未満の微粒子を除去することによって、色差ｂ*値が低くなりやすい。一方、上記した（１）アトマイズ法により製造されたＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、微粒子の除去の有無に関わらず、色差ｂ*値が低くなりやすい。
ＪＩＳ Ｚ８７２９による色差ｂ*値は、市販の色差計により測定可能である、色差計により正反射光除去モードで測定されるＣＩＥ １９７６ Ｌ*ａ*ｂ*色空間におけるｂ*値である。
【0017】
（Ｆｅ含有量）
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、Ｆｅの含有量が３０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、２８００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、２６００ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、Ｆｅの含有量の下限が１０ｐｐｍ以上であることが好ましく、２５ｐｐｍ以上であることがより好ましく、５０ｐｐｍ以上であることがさらに好ましい。Ｆｅの含有量が３０００ｐｐｍ以下であることにより、流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、Ｆｅの含有量が３０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、２８００ｐｐｍ以下であることがより好ましく、２６００ｐｐｍ以下であることがさらに好ましい。一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、Ｆｅの含有量の下限が１０ｐｐｍ以上であることが好ましく、２５ｐｐｍ以上であることがより好ましく、５０ｐｐｍ以上であることがさらに好ましい。Ｆｅの含有量が３０００ｐｐｍ以下であることにより、流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。
【0018】
（平均粒子径）
本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの平均粒子径（Ｄ５０、メジアン径）は、樹脂組成物の成形性を高め、かつ流動性をより高くする観点から、１～１００μｍ以下であることが好ましく、１～８０μｍ以下であることがより好ましく、１０～６０μｍ以下であることがさらに好ましく、２０～５０μｍ以下であることが特に好ましい。Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの平均粒子径（Ｄ５０）は、特定の分散処理、例えばホモジナイザー処理を実施した後、レーザー回折散乱法にて評価した体積基準累積径（Ｄ５０）を指す。
「体積基準累積径（Ｄ５０）」は、レーザー回折散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布において、累積値が５０％に相当する粒子径のことを意味する。累積粒度分布は、横軸を粒子径（μｍ）、縦軸を累積値（％）とする分布曲線で表される。
本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの平均粒子径（Ｄ５０、メジアン径）は、樹脂組成物の成形性を高め、かつ流動性をより高くする観点から、１～１００μｍ以下であることが好ましく、１～８０μｍ以下であることがより好ましく、１０～６０μｍ以下であることがさらに好ましく、２０～５０μｍ以下であることが特に好ましい。Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの平均粒子径（Ｄ５０）は、特定の分散処理、例えばホモジナイザー処理を実施した後、レーザー回折散乱法にて評価した体積基準累積径（Ｄ５０）を指す。
「体積基準累積径（Ｄ５０）」は、レーザー回折散乱法により測定される体積基準の累積粒度分布において、累積値が５０％に相当する粒子径のことを意味する。累積粒度分布は、横軸を粒子径（μｍ）、縦軸を累積値（％）とする分布曲線で表される。
【0019】
（粘度）
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂６０体積％と、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー４０体積％とを含む樹脂組成物の、回転式レオメーターで測定した２５℃での粘度が、５００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、４００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、３５０Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂６０体積％と、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー４０体積％とを含む樹脂組成物の粘度が５００Ｐａ・ｓ以下であることにより、樹脂に充填した際に粘度がより低い、つまり流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂６０体積％と、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー４０体積％とを含む樹脂組成物の、回転式レオメーターで測定した２５℃での粘度が、５００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、４００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、３５０Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましい。ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂６０体積％と、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー４０体積％とを含む樹脂組成物の粘度が５００Ｐａ・ｓ以下であることにより、樹脂に充填した際に粘度がより低い、つまり流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。
【0020】
（Ｓｉ溶出量）
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、２５℃、６ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液に２時間浸漬することにより塩酸水溶液中に溶出するＳｉ量（以下、単に「Ｓｉ溶出量」ともいう）が、１００ｐｐｍ未満であることが好ましく、８０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。Ｓｉ溶出量は、塩酸水溶液に対してＩＣＰ発光分析装置を用いた定量分析によって測定することができる。塩酸水溶液に対するＳｉ溶出量が１００ｐｐｍ未満であることにより、樹脂組成物の化学的安定性を高めることができる。Ｓｉ溶出量を１００ｐｐｍ未満に調整する方法としては、Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉを高めること等が挙げられる。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、２５℃、６ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液に２時間浸漬することにより塩酸水溶液中に溶出するＳｉ量（以下、単に「Ｓｉ溶出量」ともいう）が、１００ｐｐｍ未満であることが好ましく、８０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。Ｓｉ溶出量は、塩酸水溶液に対してＩＣＰ発光分析装置を用いた定量分析によって測定することができる。塩酸水溶液に対するＳｉ溶出量が１００ｐｐｍ未満であることにより、樹脂組成物の化学的安定性を高めることができる。Ｓｉ溶出量を１００ｐｐｍ未満に調整する方法としては、Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉを高めること等が挙げられる。
【0021】
（熱伝導率）
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、樹脂あるいは樹脂及び球状金属Ｓｉ以外のフィラーとの混合物として、熱拡散率Ｔ（ｍ２／ｓ）、密度Ｄ（ｋｇ／ｍ３）及び比熱容量Ｃ（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））の測定値を用いて、Ｈ＝Ｔ×Ｄ×Ｃの計算式から算出される流動率Ｈ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））が、５．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、６．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましく、６．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがさらに好ましく、６．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが特に好ましい。粒子表面にＮ－Ｓｉ結合が存在し、Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０２以上であるＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、樹脂との混合物として流動率が５．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上の優れた熱伝導性を実現することができる。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、樹脂あるいは樹脂及び球状金属Ｓｉ以外のフィラーとの混合物として、熱拡散率Ｔ（ｍ２／ｓ）、密度Ｄ（ｋｇ／ｍ３）及び比熱容量Ｃ（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））の測定値を用いて、Ｈ＝Ｔ×Ｄ×Ｃの計算式から算出される流動率Ｈ（Ｗ／（ｍ・Ｋ））が、５．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、６．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましく、６．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがさらに好ましく、６．３Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが特に好ましい。粒子表面にＮ－Ｓｉ結合が存在し、Ｘ線光電子分光法により分析した原子組成比Ｎ／Ｓｉが０．０２以上であるＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、樹脂との混合物として流動率が５．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上の優れた熱伝導性を実現することができる。
【0022】
［用途］
本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、樹脂に充填した際に、流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。そのため、樹脂材料用の充填剤として好適に利用できる。
本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、樹脂に充填した際に、流動性により優れた樹脂組成物を与えることができる。そのため、樹脂材料用の充填剤として好適に利用できる。
【0023】
［Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法］
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法は、原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む。
原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む方法を採用することにより、所定量のＡｌを含むＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを容易に得ることができ、樹脂に充填した際に、流動性により優れた樹脂組成物を容易に製造することができる。
別の実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法は、金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む。金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む方法を採用することにより所定量のＡｌを含むＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを容易に得ることができ、樹脂に充填した際に、流動性により優れた樹脂組成物を容易に製造することができる。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法は、原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む。
原料金属Ｓｉを溶融して球状化すること、及び原料金属Ｓｉの溶融時に金属Ａｌを添加することを含む方法を採用することにより、所定量のＡｌを含むＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを容易に得ることができ、樹脂に充填した際に、流動性により優れた樹脂組成物を容易に製造することができる。
別の実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法は、金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む。金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料を溶融して球状化することを含む方法を採用することにより所定量のＡｌを含むＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを容易に得ることができ、樹脂に充填した際に、流動性により優れた樹脂組成物を容易に製造することができる。
【0024】
一実施形態において、原料金属Ｓｉは、粉末形状の金属Ｓｉであることが好ましい。粉砕後の粒子の体積基準の平均粒子径（Ｄ５０）は、１０～１００μｍであることが好ましく、２０～８０μｍであることがより好ましく、３０～６０μｍであることがさらに好ましい。平均粒子径（Ｄ５０）の測定方法は、上記のとおりである。
【0025】
原料金属Ｓｉの溶融時に添加するＡｌとしては、粉末形状の金属Ａｌが好ましく、酸化物形態のＡｌであってもよい。Ａｌの添加量は、目的とするＡｌ含有量に応じて適宜調製できるが、原料Ｓｉの総量に対して０．１～１０重量％であることが好ましく、０．１～７．５重量％であることがより好ましく、０．１～６重量％であることがさらにより好ましく、０．１～５重量％であることが特に好ましい。のＡｌを含むことがよりさらに好ましい。
【0026】
金属Ａｌを含有する金属Ｓｉ系原料としては、目的とするＡｌ含有量に応じて、Ａｌを０．１～１０重量％含有する金属Ｓｉインゴットや粉末が挙げられる。
一実施形態において、金属Ｓｉ系原料は、Ａｌを０．１～１０重量％含有する金属Ｓｉ粉末あることが好ましい。粉末粒子の体積基準の平均粒子径（Ｄ５０）は、１０～１００μｍであることが好ましく、２０～８０μｍであることがより好ましく、３０～６０μｍであることがさらに好ましい。平均粒子径（Ｄ５０）の測定方法は、上記のとおりである。
一実施形態において、金属Ｓｉ系原料は、Ａｌを０．１～１０重量％含有する金属Ｓｉ粉末あることが好ましい。粉末粒子の体積基準の平均粒子径（Ｄ５０）は、１０～１００μｍであることが好ましく、２０～８０μｍであることがより好ましく、３０～６０μｍであることがさらに好ましい。平均粒子径（Ｄ５０）の測定方法は、上記のとおりである。
【0027】
（球状化工程）
熱プラズマ法により金属Ｓｉを球状化する方法は、例えば、直流アークプラズマ、高周波プラズマ、マイクロ波プラズマ、低周波交流プラズマ、のいずれか、または、これらのプラズマの重畳したもの、または、直流プラズマに磁場を印加した電気的な方法により生成するプラズマ、大出力レーザーの照射により生成するプラズマ、大出力電子ビームやイオンビームにより生成するプラズマ等、を適用することにより行いことができる。いずれの熱プラズマを用いる場合においても、１００００～１５０００Ｋの高温部を有する熱プラズマであり、特に、微粒子の生成時間を制御できるプラズマであることが好ましい。
一実施形態において、原料粉末が分散されたキャリアガスを熱プラズマ炎中に供給することと、熱プラズマ炎の終端部に、冷却用ガスを供給して、粒子を生成することとを有することが好ましい。熱プラズマ炎は、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの表面へのＮ－Ｓｉ結合の生じ易さの観点から、プラズマガスとしてアルゴンと窒素の混合ガス由来するものを用いることが好ましい。
熱プラズマ法により金属Ｓｉを球状化する方法は、例えば、直流アークプラズマ、高周波プラズマ、マイクロ波プラズマ、低周波交流プラズマ、のいずれか、または、これらのプラズマの重畳したもの、または、直流プラズマに磁場を印加した電気的な方法により生成するプラズマ、大出力レーザーの照射により生成するプラズマ、大出力電子ビームやイオンビームにより生成するプラズマ等、を適用することにより行いことができる。いずれの熱プラズマを用いる場合においても、１００００～１５０００Ｋの高温部を有する熱プラズマであり、特に、微粒子の生成時間を制御できるプラズマであることが好ましい。
一実施形態において、原料粉末が分散されたキャリアガスを熱プラズマ炎中に供給することと、熱プラズマ炎の終端部に、冷却用ガスを供給して、粒子を生成することとを有することが好ましい。熱プラズマ炎は、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの表面へのＮ－Ｓｉ結合の生じ易さの観点から、プラズマガスとしてアルゴンと窒素の混合ガス由来するものを用いることが好ましい。
【0028】
（分級工程）
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法は、分級工程を有していてよい。真球度及び均一性の高いＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを得る観点から、分級工程において、粒径１μｍ未満の微粒を除去することが好ましい。 分級により粒径１μｍ未満の微粒を除去する方法は、限定されず、市販の湿式又は乾式の分級装置や水簸分級等によって行うことができる。一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法において、湿式の分級装置を用いて粒径１μｍ未満の微粒を除去することが好ましく、粒径２μｍ以下の微粒を除去することがより好ましい。
一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法は、分級工程を有していてよい。真球度及び均一性の高いＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを得る観点から、分級工程において、粒径１μｍ未満の微粒を除去することが好ましい。 分級により粒径１μｍ未満の微粒を除去する方法は、限定されず、市販の湿式又は乾式の分級装置や水簸分級等によって行うことができる。一実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの製造方法において、湿式の分級装置を用いて粒径１μｍ未満の微粒を除去することが好ましく、粒径２μｍ以下の微粒を除去することがより好ましい。
【0029】
［樹脂組成物］
本実施形態に係る樹脂組成物は、樹脂と、前述のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーとを含む。Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの詳細については上記のとおりである。
樹脂組成物中のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの含有量は特に限定されず、目的に応じて適宜調整し得る。例えば、放熱部材に用いる場合は、樹脂組成物の総質量に対して、１～９５質量％の範囲で配合してもよく、より好ましくは１０～８０質量％の範囲であり、さらに好ましくは２０～７０質量％の範囲であり、特に好ましくは３０～６０質量％の範囲である。
本実施形態に係る樹脂組成物は、樹脂と、前述のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーとを含む。Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの詳細については上記のとおりである。
樹脂組成物中のＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの含有量は特に限定されず、目的に応じて適宜調整し得る。例えば、放熱部材に用いる場合は、樹脂組成物の総質量に対して、１～９５質量％の範囲で配合してもよく、より好ましくは１０～８０質量％の範囲であり、さらに好ましくは２０～７０質量％の範囲であり、特に好ましくは３０～６０質量％の範囲である。
【0030】
（樹脂）
本実施形態に係る樹脂組成物に用いられる樹脂は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択し得る。例えば、ポリエチレン樹脂；ポリプロピレン樹脂；エポキシ樹脂；シリコーン樹脂；フェノール樹脂；メラミン樹脂；ユリア樹脂；不飽和ポリエステル樹脂；フッ素樹脂；ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリアミド系樹脂；ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリフェニレンスルフィド樹脂；全芳香族ポリエステル樹脂；ポリスルホン樹脂；液晶ポリマー樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリカーボネート樹脂；マレイミド変性樹脂；ＡＢＳ樹脂；ＡＡＳ（アクリロニトリル－アクリルゴム－スチレン）樹脂；ＡＥＳ（アクリロニトリル－エチレン－プロピレン－ジエンゴム－スチレン）樹脂；炭化水素系エラストマー樹脂；ポリフェニレンエーテル樹脂；芳香族ポリエン系樹脂等が挙げられる。これらは１種単独で用いられてもよく、２種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、硬化剤、硬化促進剤、離型剤、カップリング剤、着色剤、難燃剤、イオン補捉剤等を配合してもよい。
本実施形態に係る樹脂組成物に用いられる樹脂は、特に限定されず、目的に応じて適宜選択し得る。例えば、ポリエチレン樹脂；ポリプロピレン樹脂；エポキシ樹脂；シリコーン樹脂；フェノール樹脂；メラミン樹脂；ユリア樹脂；不飽和ポリエステル樹脂；フッ素樹脂；ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂等のポリアミド系樹脂；ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリフェニレンスルフィド樹脂；全芳香族ポリエステル樹脂；ポリスルホン樹脂；液晶ポリマー樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリカーボネート樹脂；マレイミド変性樹脂；ＡＢＳ樹脂；ＡＡＳ（アクリロニトリル－アクリルゴム－スチレン）樹脂；ＡＥＳ（アクリロニトリル－エチレン－プロピレン－ジエンゴム－スチレン）樹脂；炭化水素系エラストマー樹脂；ポリフェニレンエーテル樹脂；芳香族ポリエン系樹脂等が挙げられる。これらは１種単独で用いられてもよく、２種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、硬化剤、硬化促進剤、離型剤、カップリング剤、着色剤、難燃剤、イオン補捉剤等を配合してもよい。
【0031】
樹脂組成物の製造方法は、特に限定されず、各材料の所定量を撹拌、溶解、混合、分散させることにより製造することができる。これらの混合物の混合、撹拌、分散等の装置は特に限定されないが、撹拌、加熱装置を備えたライカイ機、３本ロールミル、ボールミル、プラネタリーミキサー等を用いることができる。またこれらの装置を適宜組み合わせて使用してもよい。
【実施例0032】
以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例により本発明の解釈が限定されるものではない。
【0033】
以下の手順によりＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを作製した。
（１）原料Ｓｉ種
原料Ｓｉ種として、原料Ｓｉ種（ａ）：メジアン径が５０μｍの金属Ｓｉ粉末〔日本ＮＥＲ株式会社製：高純度品シリコン〕と、原料Ｓｉ種（ｂ）：メジアン径が３０μｍの金属Ｓｉ粉末〔キンセイマテック株式会社製：♯２００粗目品〕とを用意した。
（２）実施例１－３及び比較例１
原料Ｓｉ種（ａ）及び（ｂ）の金属Ｓｉ粉末のそれぞれに対し、プラズマ処理装置を用いて、以下の条件で熱プラズマ法による球状化処理を行った。一部の金属Ｓｉ粉末の処理の際には、金属Ａｌを金属Ｓｉに対して表１に示す量を添加してインゴットを作製し、粉砕してメジアン径５０μｍに調整したＳｉ－Ａｌ合金粉末を使用した。
＜熱プラズマ処理条件＞
・キャリアガス種：アルゴンガス
・プラズマガス種：アルゴン（７５体積％）と窒素（２５体積％）の混合ガス
・原料供給速度：０．６ｋｇ／ｈｒ
・高周波出力：３５ｋＷ
熱プラズマ法による球状化処理を施して得られた球状化金属Ｓｉ粒子５０ｇに対し、純水を５０ｇ加え、超音波バス〔ＢＲＡＮＳＯＮ社製〕にて２分処理後、１０分間静置しデカンテーションを行った。これを３回繰り返し、水簸分級により微粒を除去し、得られた粒子を１２０℃－２４時間乾燥後、実施例１－３及び比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーが得られた。
（１）原料Ｓｉ種
原料Ｓｉ種として、原料Ｓｉ種（ａ）：メジアン径が５０μｍの金属Ｓｉ粉末〔日本ＮＥＲ株式会社製：高純度品シリコン〕と、原料Ｓｉ種（ｂ）：メジアン径が３０μｍの金属Ｓｉ粉末〔キンセイマテック株式会社製：♯２００粗目品〕とを用意した。
（２）実施例１－３及び比較例１
原料Ｓｉ種（ａ）及び（ｂ）の金属Ｓｉ粉末のそれぞれに対し、プラズマ処理装置を用いて、以下の条件で熱プラズマ法による球状化処理を行った。一部の金属Ｓｉ粉末の処理の際には、金属Ａｌを金属Ｓｉに対して表１に示す量を添加してインゴットを作製し、粉砕してメジアン径５０μｍに調整したＳｉ－Ａｌ合金粉末を使用した。
＜熱プラズマ処理条件＞
・キャリアガス種：アルゴンガス
・プラズマガス種：アルゴン（７５体積％）と窒素（２５体積％）の混合ガス
・原料供給速度：０．６ｋｇ／ｈｒ
・高周波出力：３５ｋＷ
熱プラズマ法による球状化処理を施して得られた球状化金属Ｓｉ粒子５０ｇに対し、純水を５０ｇ加え、超音波バス〔ＢＲＡＮＳＯＮ社製〕にて２分処理後、１０分間静置しデカンテーションを行った。これを３回繰り返し、水簸分級により微粒を除去し、得られた粒子を１２０℃－２４時間乾燥後、実施例１－３及び比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーが得られた。
【0034】
実施例１－３及び比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーに対し、以下のように、原子組成比Ｎ／Ｓｉ、平均円形度、平均粒子径、比表面積、色差ｂ*値を測定した。又、Ａｌ含有球状金属ＳｉフィラーのＡｌ及びＦｅの含有量を、ＩＣＰ分光分析装置〔Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製：５１１０ＶＤＶ〕を用いた定量分析にて求めた。
【0035】
［測定］
（原子組成比Ｎ／Ｓｉ）
実施例１－３及び比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを、Ｘ線光電子分光分析装置(サーモ社製、「Ｋ－Ａｌｐｈａ型 Ｘ線光電子分析装置」、モノクロメータ付きＡｌ－Ｘ線源、測定領域：４００×２００μｍ）を用い測定したスペクトルを、シャーリー法でバックグラウンドを取り、Ｎ１ｓ及びＳｉ２ｓピーク強度から算出した半定量値を算出し、Ｎ１ｓ／Ｓｉ２ｓ比を算出した。
（原子組成比Ｎ／Ｓｉ）
実施例１－３及び比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを、Ｘ線光電子分光分析装置(サーモ社製、「Ｋ－Ａｌｐｈａ型 Ｘ線光電子分析装置」、モノクロメータ付きＡｌ－Ｘ線源、測定領域：４００×２００μｍ）を用い測定したスペクトルを、シャーリー法でバックグラウンドを取り、Ｎ１ｓ及びＳｉ２ｓピーク強度から算出した半定量値を算出し、Ｎ１ｓ／Ｓｉ２ｓ比を算出した。
【0036】
（平均円形度）
Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーをカーボンテープで試料台に固定した後、オスミウムコーティングを行った。その後、走査型電子顕微鏡〔日本電子株式会社製：ＪＳＭ－７００１ＦＳＨＬ〕で撮影した倍率５００～１０，０００倍、解像度１２８０×１０２４ピクセルの画像をパソコンに取り込んだ。この画像を、画像解析装置〔日本ローパー株式会社製：Ｉｍａｇｅ－ＰｒｏＰｒｅｍｉｅｒＶｅｒ．９．３〕を使用し、粉末の投影面積（Ｓ）と投影周囲長（Ｌ）を算出してから、下記の式（１）より円形度を算出した。任意の２００個の粉末について円形度を算出し、その平均値を平均円形度とした。
円形度＝４πＳ／Ｌ２・・・（１）
Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーをカーボンテープで試料台に固定した後、オスミウムコーティングを行った。その後、走査型電子顕微鏡〔日本電子株式会社製：ＪＳＭ－７００１ＦＳＨＬ〕で撮影した倍率５００～１０，０００倍、解像度１２８０×１０２４ピクセルの画像をパソコンに取り込んだ。この画像を、画像解析装置〔日本ローパー株式会社製：Ｉｍａｇｅ－ＰｒｏＰｒｅｍｉｅｒＶｅｒ．９．３〕を使用し、粉末の投影面積（Ｓ）と投影周囲長（Ｌ）を算出してから、下記の式（１）より円形度を算出した。任意の２００個の粉末について円形度を算出し、その平均値を平均円形度とした。
円形度＝４πＳ／Ｌ２・・・（１）
【0037】
（平均粒子径）
粒子径分布測定装置〔ベックマンコールター社製：ＬＳ １３ ３２０〕を用いたレーザー回折散乱法による体積基準の粒度分布測定により、実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの平均粒子径（Ｄ５０、メジアン径）として求めた。測定に際しては、オートサンプラーにＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー０．１ｇと、純水６０ｍｌとを混合し、前処理として、超音波ホモジナイザー〔ＢＲＡＮＳＯＮ社製：ＳＦＸ２５０〕を用いて、６０秒間の分散処理を行った。分散処理を行った分散液、レーザー回折式粒度分布測定装置にスポイトで一滴ずつ添加し、所定量添加してから３０秒後に測定を行った。純水の屈折率は１．３３とし、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの屈折率は４．２、複屈折率は０．１とした。
粒子径分布測定装置〔ベックマンコールター社製：ＬＳ １３ ３２０〕を用いたレーザー回折散乱法による体積基準の粒度分布測定により、実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの平均粒子径（Ｄ５０、メジアン径）として求めた。測定に際しては、オートサンプラーにＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラー０．１ｇと、純水６０ｍｌとを混合し、前処理として、超音波ホモジナイザー〔ＢＲＡＮＳＯＮ社製：ＳＦＸ２５０〕を用いて、６０秒間の分散処理を行った。分散処理を行った分散液、レーザー回折式粒度分布測定装置にスポイトで一滴ずつ添加し、所定量添加してから３０秒後に測定を行った。純水の屈折率は１．３３とし、Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの屈折率は４．２、複屈折率は０．１とした。
【0038】
（比表面積）
測定用セルに実施例１－３及び比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーをそれぞれ１ｇ充填し、全自動比表面積径測定装置〔Ｍｏｕｎｔｅｃｈ社製：Ｍａｃｓｏｒｂ ＨＭ ｍｏｄｅｌ－１２０１（ＢＥＴ一点法）〕を用いて、実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの比表面積を測定した。なお、測定前の脱気条件は、２００℃、１０分間とした。
測定用セルに実施例１－３及び比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーをそれぞれ１ｇ充填し、全自動比表面積径測定装置〔Ｍｏｕｎｔｅｃｈ社製：Ｍａｃｓｏｒｂ ＨＭ ｍｏｄｅｌ－１２０１（ＢＥＴ一点法）〕を用いて、実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーの比表面積を測定した。なお、測定前の脱気条件は、２００℃、１０分間とした。
【0039】
（色差ｂ*値）
分光色差計〔日本電色社製：ＺＥ－２０００〕を用いて、実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属ＳｉフィラーのＣＩＥ ＬＡＢ表色系でのｂ*値を測定した。
分光色差計〔日本電色社製：ＺＥ－２０００〕を用いて、実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属ＳｉフィラーのＣＩＥ ＬＡＢ表色系でのｂ*値を測定した。
【0040】
（Ａｌ及びＦｅの含有量）
実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属ＳｉフィラーのＡｌ及びＦｅの含有量を、ＩＣＰ分光分析装置〔Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製：５１１０ＶＤＶ〕を用いた定量分析にて求めた。
実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属ＳｉフィラーのＡｌ及びＦｅの含有量を、ＩＣＰ分光分析装置〔Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製：５１１０ＶＤＶ〕を用いた定量分析にて求めた。
【0041】
（Ｓｉ溶出量）
実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを、２５℃、６ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液に、２時間浸漬した。浸漬後の塩酸水溶液にＩＣＰ分光分析装置〔Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製：５１１０ＶＤＶ〕を用いた定量分析を行い、各Ａｌ含有球状金属ＳｉフィラーからのＳｉ溶出量を算出した。
実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを、２５℃、６ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液に、２時間浸漬した。浸漬後の塩酸水溶液にＩＣＰ分光分析装置〔Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製：５１１０ＶＤＶ〕を用いた定量分析を行い、各Ａｌ含有球状金属ＳｉフィラーからのＳｉ溶出量を算出した。
【0042】
また、以下のようにして樹脂組成物の粘度、及び流動率を測定した。
（粘度）
ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（エポキシ当量：１８４～１９４、三菱化学株式会社製：ＪＥＲ８２８）６０体積％と、実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー４０体積％とを混合し、遊星式撹拌機〔株式会社シンキー製：あわとり練太郎（登録商標）ＡＲ－２５０、回転数２０００ｒｐｍ）にて混練し、各樹脂組成物を得た。
これら各樹脂組成物について、２５℃での粘度を、回転式レオメーター〔アントンパール社製：ＭＣＲ－３０２）を用いて以下の条件で測定した。
＜条件＞
プレート形状：円形平板１０ｍｍφ
試料厚み：１ｍｍ
温度：２５±１℃
剪断速度：１．０／ｓ
（粘度）
ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（エポキシ当量：１８４～１９４、三菱化学株式会社製：ＪＥＲ８２８）６０体積％と、実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラー４０体積％とを混合し、遊星式撹拌機〔株式会社シンキー製：あわとり練太郎（登録商標）ＡＲ－２５０、回転数２０００ｒｐｍ）にて混練し、各樹脂組成物を得た。
これら各樹脂組成物について、２５℃での粘度を、回転式レオメーター〔アントンパール社製：ＭＣＲ－３０２）を用いて以下の条件で測定した。
＜条件＞
プレート形状：円形平板１０ｍｍφ
試料厚み：１ｍｍ
温度：２５±１℃
剪断速度：１．０／ｓ
【0043】
（熱伝導率）
実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーと球状アルミナフィラー〔デンカ株式会社製：「ＤＡＷ－１０」、「ＤＡＷ－０３」及び「ＡＳＦＰ－４０」の混合物、（ＤＡＷ－１０）：（ＤＡＷ－０３）：（ＡＳＦＰ－４０）＝３／２５／１５（体積比）〕を５７：４３の体積比で混合して混合粉末を作成した。前記混合粉末をビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂〔エポキシ当量：１８４～１９４。三菱化学株式会社製：ＪＥＲ８２８〕に、前記混合粉末の割合が７５体積％となるように充填して、遊星式撹拌機〔株式会社シンキー製：あわとり練太郎（登録商標）ＡＲ－２５０、回転数２０００ｒｐｍ〕にて混練した。予め８０℃に加熱しておいたシリコーン製の型枠（２ｃｍ角×６ｍｍ厚）に得られた混合物を流し込み、真空加熱プレス機〔井元製作所社製：ＩＭＣ－１６７４－Ａ型〕で、８０℃／１時間／３ｋＮ、１５０℃／１時間／５ｋＮ、２００℃／０．５時間／７ｋＮの順でプレス加熱硬化して、樹脂組成物を得た。
樹脂組成物の熱伝導率Ｈ（単位［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］）は、熱拡散率Ｔ（単位［ｍ２／ｓ］）、密度Ｄ（単位［ｋｇ／ｍ３］）、及び比熱容量Ｃ（単位［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］）の測定値を用いて、Ｈ＝Ｔ×Ｄ×Ｃの計算式から算出した。熱拡散率は、前記硬化後の樹脂組成物を幅１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚み１ｍｍに加工し、レーザーフラッシュ法により求めた。測定装置はキセノンフラッシュアナライザ〔ＮＥＴＺＳＣＨ社製：ＬＦＡ４４７ ＮａｎｏＦｌａｓｈ〕を用いた。比重はアルキメデス法を用いて求めた。比熱は、示差走査熱量計〔ＮＥＴＺＳＣＨ社製：ＤＳＣ２１４〕を用いて測定した値を用いた。
以上の結果を表１に示す。
実施例１－３及び比較例１に係る各Ａｌ含有球状金属Ｓｉフィラーと球状アルミナフィラー〔デンカ株式会社製：「ＤＡＷ－１０」、「ＤＡＷ－０３」及び「ＡＳＦＰ－４０」の混合物、（ＤＡＷ－１０）：（ＤＡＷ－０３）：（ＡＳＦＰ－４０）＝３／２５／１５（体積比）〕を５７：４３の体積比で混合して混合粉末を作成した。前記混合粉末をビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂〔エポキシ当量：１８４～１９４。三菱化学株式会社製：ＪＥＲ８２８〕に、前記混合粉末の割合が７５体積％となるように充填して、遊星式撹拌機〔株式会社シンキー製：あわとり練太郎（登録商標）ＡＲ－２５０、回転数２０００ｒｐｍ〕にて混練した。予め８０℃に加熱しておいたシリコーン製の型枠（２ｃｍ角×６ｍｍ厚）に得られた混合物を流し込み、真空加熱プレス機〔井元製作所社製：ＩＭＣ－１６７４－Ａ型〕で、８０℃／１時間／３ｋＮ、１５０℃／１時間／５ｋＮ、２００℃／０．５時間／７ｋＮの順でプレス加熱硬化して、樹脂組成物を得た。
樹脂組成物の熱伝導率Ｈ（単位［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］）は、熱拡散率Ｔ（単位［ｍ２／ｓ］）、密度Ｄ（単位［ｋｇ／ｍ３］）、及び比熱容量Ｃ（単位［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］）の測定値を用いて、Ｈ＝Ｔ×Ｄ×Ｃの計算式から算出した。熱拡散率は、前記硬化後の樹脂組成物を幅１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚み１ｍｍに加工し、レーザーフラッシュ法により求めた。測定装置はキセノンフラッシュアナライザ〔ＮＥＴＺＳＣＨ社製：ＬＦＡ４４７ ＮａｎｏＦｌａｓｈ〕を用いた。比重はアルキメデス法を用いて求めた。比熱は、示差走査熱量計〔ＮＥＴＺＳＣＨ社製：ＤＳＣ２１４〕を用いて測定した値を用いた。
以上の結果を表１に示す。
【0044】
【表1】
【0045】
表１に示されているように、０．１～１０重量％のＡｌを含む実施例１－３に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを用いた樹脂組成物は、粘度がより低い、即ち、流動率により優れていることが分かった。
一方、比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは１５重量％のＡｌを含むため、本発明の構成を満たしていない。比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを用いた樹脂組成物は、実施例１－３に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを用いた樹脂組成物よりも粘度が高い、即ち、流動率が低かった。
以上の結果より、本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、樹脂に配合した際に流動性により優れた樹脂組成物を与えることができることが確認できた。
一方、比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは１５重量％のＡｌを含むため、本発明の構成を満たしていない。比較例１に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを用いた樹脂組成物は、実施例１－３に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーを用いた樹脂組成物よりも粘度が高い、即ち、流動率が低かった。
以上の結果より、本実施形態に係るＡｌ含有球状金属Ｓｉフィラーは、樹脂に配合した際に流動性により優れた樹脂組成物を与えることができることが確認できた。