(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム原子、アルミニウム原子、および酸素原子を含むスピネルと、
前記スピネルの表面および／または内部に配置されるモリブデンと、
を含み、
前記スピネルの［３１１］面の結晶子径が、１００ｎｍ以上である、スピネル粒子。
【請求項２】
平均粒径が、０．１〜１０００μｍである、請求項１に記載のスピネル粒子。
【請求項３】
モリブデン酸マグネシウムおよびアルミニウム化合物を含む第１の混合物を焼成する焼成工程と、
前記焼成工程で得られた焼成体を冷却する冷却工程と、
を含む、請求項１に記載のスピネル粒子の製造方法。
【請求項４】
モリブデン化合物およびマグネシウム化合物を含む第２の混合物を焼成して、前記モリブデン酸マグネシウムを調製する前駆体調製工程をさらに含む、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記マグネシウム化合物のマグネシウム元素に対する前記モリブデン化合物のモリブデン元素のモル比（モリブデン元素／マグネシウム元素）が０．０１〜１０である、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
請求項１または２に記載のスピネル粒子と、樹脂と、を含む、組成物。
【請求項７】
さらに硬化剤を含む、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
熱伝導性材料である、請求項６または７に記載の組成物。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載の組成物を成形してなる、成形物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピネル粒子およびその製造方法、並びに前記スピネル粒子を含む組成物および成形物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機器の小型軽量化、高性能化が求められ、これに伴い半導体デバイスの高集積化、大容量化が進んでいる。このため、機器の構成部材に生じる発熱量が増大しており、機器の放熱機能の向上が求められている。【０００３】
機器の放熱機能を向上させる方法としては、例えば、絶縁部材に熱伝導性を付与する方法、より具体的には、絶縁部材となる樹脂に無機フィラーを添加する方法が知られている。この際、使用される無機フィラーとしては、アルミナ（酸化アルミニウム）、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。【０００４】
近年、機器の小型軽量化、高性能化はますます進んでおり、高い熱伝導性を有する無機フィラーが求められている。【０００５】
ところで、スピネルは、一般に、ＭｇＡｌ２Ｏ４の化学組成で表される鉱物であり、宝石類として使用される他、その多孔構造や修飾容易性の観点から、触媒担体、吸着剤、光触媒、光学材料、耐熱絶縁材料等の用途に適用されている。【０００６】
例えば、特許文献１には、比表面積が８０ｍ２／ｇ以上のＭｇＡｌ２Ｏ４スピネル粉末に係る発明が記載されている。この際、前記スピネル粉末は、平均粒子径が３〜２０μｍであることを特徴としている。特許文献１に記載のスピネル粉末によれば、比表面積を８０ｃｍ２／以上とすることで、主に吸蔵還元型触媒担体として高い触媒活性が得られることが記載されている。また、平均粒子径を３〜２０μｍとすることで、塗布し易く、かつ剥離し難く、亀裂が発生しない被覆層が得られることが記載されている。【０００７】
なお、特許文献１に記載のスピネル粉末は、水酸化アルミニウムを酸に溶解させて調製したアルミニウム塩と水酸化マグネシウムを酸に溶解させて調製したマグネシウム塩とを用いて合成し焼成して得たＭｇＡｌ２Ｏ４スピネル粉末を粉砕して得られることが記載されている。具体的には、前記水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムを用いて複合水酸化物の沈殿物を合成し、前記沈殿物を熱処理して得たＭｇＡｌ２Ｏ４スピネル粉末を粉砕する、いわゆる共沈法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−４８５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、スピネルは、上記のように宝石類、触媒担体、吸着剤、光触媒、光学材料、耐熱絶縁材料等の用途に適用されているが、熱伝導性を有する無機フィラーとしての用途は想定されていない。この理由は、コストの観点から、従来アルミナがよく使用されており、前記アルミナよりも熱伝導性が低いものとして知られていたスピネルは熱伝導性の無機フィラーとしての使用が想定されなかったためである。【００１０】
そこで、本発明は、熱伝導性に優れるスピネル粒子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究を行った。その結果、スピネル粒子の所定の結晶面の結晶子径を大きくすることで上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。【００１２】
すなわち、本発明は、マグネシウム原子、アルミニウム原子、および酸素原子を含むスピネルと、前記スピネルの表面および／または内部に配置されるモリブデンと、を含み、前記スピネルの［３１１］面の結晶子径が、１００ｎｍ以上である、スピネル粒子に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、熱伝導性に優れるスピネル粒子が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１で得た粉末サンプルのＸ線回折パターンである。
【図２】実施例１で得た粉末サンプルのラマンスペクトルである。
【図３】実施例１で製造したスピネル粒子のＳＥＭ画像である。
【図４】実施例３で製造したスピネル粒子のＳＥＭ画像である。
【図５】比較例１で製造したスピネル粒子のＳＥＭ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１６】
＜スピネル粒子＞
本発明の一形態によれば、スピネル粒子は、マグネシウム原子、アルミニウム原子、および酸素原子を含むスピネルと、前記スピネルの表面および／または内部に配置されるモリブデンと、を含む。この際、前記スピネルの［３１１］面の結晶子径は、１００ｎｍ以上である。
【００１７】
なお、本明細書において、「スピネル粒子」とは、スピネルおよびモリブデンを含む粒子全体を含むものである。また、「スピネル」とは、結晶それ自体を示すものである。この際、後述するようにモリブデンがスピネルの表面に配置される場合には、スピネルの結晶にはモリブデンが構成要素として含まれないため、スピネル粒子とスピネルとは異なることとなる。一方で、モリブデンがスピネルの内部に配置される場合には、モリブデンがスピネル結晶の成分として結晶格子に含まれることから、スピネル粒子とスピネルとは同じものを意味することとなる。なお、モリブデンがスピネルの表面および内部に配置される場合、モリブデンを構成要素として含むスピネルと、当該スピネル表面に配置されるモリブデンを含むことになるため、スピネル粒子はスピネルとは異なることとなる。
【００１８】
当該モリブデンは、スピネルの表面および／または内部に配置される。ここで、「表面に配置される」とは、スピネル表面にモリブデンが付着、被覆、結合、その他これに類する形態で存在することを意味する。他方、「内部に配置される」とは、モリブデンがスピネルに組み込まれること、および／またはモリブデンがスピネルの空間に存在することを意味する。この際、「モリブデンがスピネルに組み込まれる」とは、スピネルを構成する原子の少なくとも一部が、モリブデンに置換し、当該モリブデンがスピネル結晶の一部として包含されることを意味する。なお、置換されるスピネルの原子としては、特に制限されず、マグネシウム原子、アルミニウム原子、酸素原子、他の原子のいずれであってもよい。また、「モリブデンがスピネルの空間に存在する」とは、スピネルの結晶内部に存在しうる空間にモリブデンが配置されることを意味する。なお、スピネルの空間に存在するモリブデンは結晶内部に配置されるため、表面に配置されるモリブデンと異なり、例えば、洗浄による除去がされにくい。
【００１９】
スピネル粒子の形状としては、多面体状、球状、楕円状、円柱状、多角柱状、針状、棒状、板状、円板状、薄片状、鱗片状等が挙げられる。これらのうち、樹脂に分散しやすいことから多面体状、球状、楕円状、板状であることが好ましく、多面体状、球状であることがより好ましい。なお、本明細書において、「多面体状」とは、通常、６面体以上、好ましくは８面体以上、より好ましくは１０〜３０面体であることを意味する。
【００２０】
スピネル粒子の平均粒径は、０．１〜１０００μｍであることが好ましく、０．２〜１００μｍであることがより好ましく、０．３〜８０μｍであることがさらに好ましく、０．４〜６０μｍであることが特に好ましい。スピネル粒子の平均粒径が０．１μｍ以上であると、樹脂と混合して得られる組成物の粘度が過度に大きくならないことから好ましい。一方、スピネル粒子の平均粒径が１０００μｍ以下であると、樹脂と混合して得られた組成物を成形した場合、得られる成形物の表面が平滑になりうる、成形物の機械物性が優れる等の観点から好ましい。なお、本明細書において、「平均粒径」とは、任意の１００個の粒子の粒径を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により得られたイメージから測定、算出された値を意味する。この際、「粒径」とは、粒子の輪郭線上の２点間の距離のうち、最大の長さを意味する。
【００２１】
スピネル粒子の比表面積は、１０ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、０．００１〜８ｍ２／ｇであることがより好ましく、０．０１〜５ｍ２／ｇであることがさらに好ましい。スピネル粒子の比表面積が１０ｍ２／ｇ以下であると、粒子表面の平滑性が高く、樹脂等に好適に分散できることから好ましい。なお、本明細書において「比表面積」はＢＥＴ比表面積を意味し、窒素ガス吸着／脱着法で得られた値を採用するものとする。
【００２２】
スピネル粒子の熱伝導率は、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましく、３５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがさらに好ましい。スピネル粒子の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であると、樹脂コンパウンドとしてより高熱伝導性を達成できることから好ましい。
【００２３】
［スピネル］
本発明においてスピネルは、マグネシウム原子、アルミニウム原子、および酸素原子を含み、一般的には、ＭｇＡｌ２Ｏ４の組成で表される。その他、他の原子および後述するモリブデンが含まれていてもよい。
【００２４】
スピネルの［３１１］面の結晶子径は、１００ｎｍ以上であり、好ましくは１２０ｎｍ以上であり、より好ましくは１５０ｎｍ以上であり、さらに好ましくは２００ｎｍ以上である。ここで、［３１１］面はスピネルの主要な結晶ドメインであり、当該［３１１］面の結晶ドメインの大きさが［３１１］面の結晶子径に相当する。当該結晶子径が大きいほど粒子の緻密性および結晶性が高く、フォノンの散乱が起こる乱れ部分がないことを意味するため、熱伝導性が高いということができる。なお、スピネルの［３１１］面の結晶子径は、後述する製造方法の条件を適宜設定することで制御することができる。また、本明細書において「［３１１］面の結晶子径」の値は、Ｘ線回析法（ＸＲＤ）を用いて測定された［３１１］面に帰属されるピーク（２θ=３６．９度付近に出現するピーク）の半値幅からシェラー式を用いて算出された値を採用するものとする。
【００２５】
（マグネシウム原子）
スピネル中のマグネシウム原子の含有量は、特に制限されないが、スピネルの構造式をＭｇｘＡｌｙＯｚで表す場合、ｘは（ｙ−１．２）〜（ｙ−０．８）の範囲であることが好ましく、（ｙ−１．１）〜（ｙ−０．９）の範囲であることがより好ましい。一実施形態において、前記ｙの具体例が２とした場合、前記ｘの具体例としては、０．８〜１．２であることが好ましく、０．９〜１．１であることがより好ましい。なお、本明細書において、スピネル中のマグネシウム原子の含有量は蛍光Ｘ線元素分析法（ＸＲＦ）により測定された値を採用するものとする。
【００２６】
（アルミニウム原子）
スピネル中のマグネシウム原子の含有量は、特に制限されないが、スピネルの構造式をＭｇｘＡｌｙＯｚで表す場合、ｙは（ｘ＋０．８）〜（ｘ＋１．２）の範囲であることが好ましく、（ｘ＋０．９）〜（ｘ＋１．１）の範囲であることがより好ましい。一実施形態において、前記ｘの具体例が１とした場合、前記ｙの具体例としては、１．８〜２．２であることが好ましく、１．９〜２．１であることがより好ましい。なお、本明細書において、スピネル中のアルミニウム原子の含有量は蛍光Ｘ線元素分析法（ＸＲＦ）により測定された値を採用するものとする。
【００２７】
（酸素原子）
スピネル中の酸素原子の含有量は、特に制限されないが、スピネルの構造式をＭｇｘＡｌｙＯｚで表す場合、ｚは（ｘ＋ｙ＋０．８）〜（ｘ＋ｙ＋１．２）の範囲であることが好ましく、（ｘ＋ｙ＋０．９）〜（ｘ＋ｙ＋１．１）の範囲であることがより好ましい。一実施形態において、前記ｘとｙの具体例がそれぞれ１と２とした場合、前記ｚの具体例としては、３．８〜４．２であることが好ましく、３．９〜４．１であることがより好ましい。
【００２８】
（他の原子）
他の原子としては、本発明の効果を阻害しない範囲においてスピネル中に包含されうる。具体例としては、亜鉛、コバルト、ニッケル、鉄、マンガン、チタン、ジルコニウム、カルシウム、ストロンチウム、イットリウム等が挙げられる。これらの他の原子は単独で含まれていても、２種以上を混合して含まれていてもよい。
【００２９】
スピネル中の他の原子の含有量は、１０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、５ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、２ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましい。
【００３０】
＜モリブデン＞
モリブデンは、後述する製造方法に起因して含有されうる。
【００３１】
当該モリブデンは、スピネルの表面および／または内部に配置される。
【００３２】
なお、前記モリブデンには、後述するモリブデン含有化合物中のモリブデンを含む。
【００３３】
スピネル粒子中のモリブデンの含有量は、特に制限されないが、スピネル粒子の高熱伝導性の観点から、スピネルに対して、２０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、１０ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、５ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましい。なお、本明細書において、スピネル中のモリブデンの含有量は蛍光Ｘ線分析装置により測定された値を採用するものとする。
【００３４】
＜スピネル粒子の製造方法＞
スピネル粒子の製造方法は、モリブデン酸マグネシウムおよびアルミニウム化合物を含む第１の混合物を焼成する焼成工程と、前記焼成工程で得られた焼成体を冷却する冷却工程と、を含む。その他、必要に応じて、モリブデン化合物およびマグネシウム化合物を含む第２の混合物を焼成して、前記モリブデン酸マグネシウムを調製する前駆体調製工程をさらに含んでいてもよい。
【００３５】
一実施形態において、好ましくは、前駆体調製工程と、焼成工程と、冷却工程と、をこの順で含む。
【００３６】
［前駆体調製工程］
前駆体調製工程は、モリブデン化合物およびマグネシウム化合物を含む第２の混合物を焼成して、モリブデン酸マグネシウムを調製する工程である。
【００３７】
（第２の混合物）
第２の混合物は、モリブデン化合物およびマグネシウム化合物を含む。
【００３８】
モリブデン化合物
モリブデン化合物としては、特に制限されないが、金属モリブデン、酸化モリブデン、硫化モリブデン、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸アンモニウム、Ｈ３ＰＭｏ１２Ｏ４０、Ｈ３ＳｉＭｏ１２Ｏ４０等のモリブデン化合物が挙げられる。この際、前記モリブデン化合物は、異性体を含む。例えば、酸化モリブデンは、二酸化モリブデン（ＩＶ）（ＭｏＯ２）であっても、三酸化モリブデン（ＶＩ）（ＭｏＯ３）であってもよい。これらのうち、三酸化モリブデン、二酸化モリブデン、モリブデン酸アンモニウムであることが好ましく、三酸化モリブデンであることがより好ましい。
【００３９】
なお、上述のモリブデン化合物は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４０】
前記マグネシウム化合物のマグネシウム元素に対するモリブデン化合物のモリブデン元素のモル比（モリブデン元素／マグネシウム元素）は、０．０１〜１０であることが好ましく、０．１〜６であることがより好ましい。前記モル比が０．０１以上であると、結晶成長が好適に進行しうることから好ましい。一方、前記モル比が１０以下であると、後述する焼成工程において副反応物であるα化度の高いアルミナの生成を抑制または防止できることから好ましい。
【００４１】
マグネシウム化合物
マグネシウム化合物としては、特に制限されないが、金属マグネシウム；酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、過酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、水素化マグネシウム、二ホウ化マグネシウム、窒化マグネシウム、硫化マグネシウム等のマグネシウム誘導体；炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムマグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、亜硫酸マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、リン酸三マグネシウム等、過マンガン酸マグネシウム、リン酸マグネシウム等のマグネシウムオキソ酸塩；酢酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、リンゴ酸マグネシウム、グルタミン酸マグネシウム、安息香酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、アクリル酸マグネシウム、メタクリル酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、ナフテン酸マグネシウム、サリチル酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、モノペルオキシフタル酸マグネシウム等のマグネシウム有機塩；スピネル、スピネル前駆体（結晶性が低いがスピネルの組成を有するものであり、通常水酸基を有する）、アルミン酸マグネシウム、ハイドロタルサイト、マグネシウムアルミニウムイソプロポキシド等のアルミニウム−マグネシウム含有化合物；およびこれらの水和物等が挙げられる。これらのうち、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、スピネル前駆体、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウムであることが好ましく、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、スピネル前駆体、酢酸マグネシウムであることがより好ましい。
【００４２】
なお、上述のマグネシウム化合物は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４３】
マグネシウム化合物は市販品を使用しても、自ら調製してもよい。
【００４４】
（焼成）
マグネシウム化合物およびモリブデン化合物を焼成することで、モリブデン酸マグネシウムを得ることができる。
【００４５】
この際、焼成温度は、モリブデン酸マグネシウムを得ることができれば特に制限されないが、２００〜２０００℃であることが好ましく、３００〜１５００℃であることがより好ましく、４００〜１０００℃であることがさらに好ましい。焼成温度が２００℃以上であると、モリブデン化合物とマグネシウム化合物と効率よく反応できることから好ましい。一方、焼成温度が２０００℃以下であると、工業的に実施し易いことから好ましい。
【００４６】
焼成時間についても特に制限されないが、０．１〜１００時間であることが好ましく、１〜２０時間であることがより好ましい。
【００４７】
焼成後は、いったん冷却してモリブデン酸マグネシウムを単離してもよいし、そのまま後述する焼成工程を行ってもよい。
【００４８】
（モリブデン酸マグネシウム）
モリブデン酸マグネシウムは、後述する焼成工程において、モリブデンの蒸気の発生源となるとともに、アルミニウム化合物のアルミニウム原子と結晶を形成するマグネシウム原子を提供する機能を有する。
【００４９】
モリブデン酸マグネシウムは、マグネシウム原子、モリブデン原子、および酸素原子を含み、一般的には、ＭｇＭｏＯ４で表される。
【００５０】
ただし、その他の組成を有していてもよく、例えば、上述するマグネシウム元素に対するモリブデン元素のモル比が１：１以外である場合は、焼成後過剰な未反応のマグネシウム化合物またはモリブデン化合物が存在する場合がある。この場合、モリブデン酸マグネシウムとマグネシウム化合物との混合物、またはモリブデン化合物とマグネシウム化合物との混合物となりうる。
【００５１】
なお、モリブデン酸マグネシウムには他の原子が含まれていてもよい。
【００５２】
［焼成工程］
モリブデン酸マグネシウムおよびアルミニウム化合物を含む第１の混合物を焼成する工程である。
【００５３】
金属成分を複数有するスピネルでは、焼成過程において、欠陥構造等が生じ易いため、結晶構造を精密に制御することが困難である。しかしながら、モリブデン酸マグネシウムおよびアルミニウム化合物を焼成することにより、酸化モリブデンがフラックス剤として機能しつつ、マグネシウム、アルミニウム、および酸素を含むスピネル結晶構造を精密に制御することができる。その結果、［３１１］面の結晶子径が大きくなり、熱伝導性に優れるスピネル粒子を製造することができる。
【００５４】
また、従来、スピネル粒子の合成は、通常、高温で焼成するものであることから、粒子成長との兼ね合いを考慮すると、高い熱伝導性を有しつつ、平均粒径が１０００μｍ以下、特に１００μｍ以下のスピネル粒子を得ることは困難であった。このため、従来の製造方法では、大きなスピネル粒子を合成し、次いでこれを粉砕して粉末化する必要があった。これに対し、本実施形態に係る製造方法によれば、モリブデン酸マグネシウムを使用することで、高い熱伝導性を有しつつ、平均粒径が１０００μｍ以下、特に１００μｍ以下のスピネル粒子を製造することができる。
【００５５】
なお、スピネル粒子の結晶子径は、主にフラックス剤であるモリブデンの添加量、具体的には、上述のマグネシウム元素に対するモリブデン元素のモル比（モリブデン元素／マグネシウム元素）により制御することができる。例えば、マグネシウム元素に対するモリブデン元素（モリブデン元素／マグネシウム元素）のモル比を増加させるにつれて、得られたスピネル粒子の結晶子径が大きくなる傾向がある。この理由は、モリブデン酸マグネシウムとアルミニウム化合物とが反応および／または固溶化することによりスピネルの結晶化が進行するためである。より詳細には、モリブデン酸マグネシウムとアルミニウム化合物との反応および／または固溶により、まず酸化モリブデンが生成し、当該酸化モリブデンがマグネシウム原子、アルミニウム原子、および酸素原子を含むスピネルの結晶化においてフラックスとして機能する。この際、フラックスの量を増加すると、［３１１］面の結晶子径が大きいスピネル粒子を得ることができる。
【００５６】
また、スピネル粒子の平均粒径についても、主にフラックスであるモリブデンの添加量、具体的には、上述のマグネシウム元素に対するモリブデン元素のモル比（モリブデン元素／マグネシウム元素）により制御することができる。この理由も、先述の結晶子径の制御と同様にモリブデンがフラックスとして機能するため、使用量を増加させることで、平均粒子径の大きいスピネル粒子を得ることができる。
【００５７】
（第１の混合物）
第１の混合物は、モリブデン酸マグネシウムおよびアルミニウム化合物を含む。
【００５８】
モリブデン酸マグネシウム
モリブデン酸マグネシウムは上述の前駆体調製工程によって調製されたものを使用しても、市販品を使用してもよい。
【００５９】
アルミニウム化合物
アルミニウム化合物としては、特に制限されないが、金属アルミニウム、アルミナ（酸化アルミニウム）、水酸化アルミニウム、硫化アルミニウム、窒化アルミニウム、フッ化アルミニウム、塩化アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム等のアルミニウム誘導体；硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウムアルミニウム、硫酸カリウムアルミニウム、硫酸アンモニウムアルミニウム、硝酸アルミニウム、過塩素酸アルミニウム、アルミン酸アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、リン酸アルミニウム等のアルミニウムオキソ酸塩；酢酸アルミニウム、乳酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウム、シュウ酸アルミニウム等のアルミニウム有機塩；アルミニウムプロポキシド、アルミニウムブトキシド等のアルコキシアルミニウム；スピネル、スピネル前駆体、アルミン酸マグネシウム、ハイドロタルサイト、マグネシウムアルミニウムイソプロポキシド等のアルミニウム−マグネシウム含有化合物；およびこれらの水和物等が挙げられる。これらのうち、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、およびこれらの水和物を用いることが好ましく、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、スピネル前駆体を用いることがより好ましい。
【００６０】
なお、上述のアルミニウム化合物は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６１】
前記アルミニウム化合物のアルミニウム元素に対するモリブデン酸マグネシウムのマグネシウム元素のモル比（アルミニウム元素／マグネシウム元素）は、２．２〜１．８の範囲であることが好ましく、２．１〜１．９の範囲であることがより好ましい。前記モル比が２．２〜１．８の範囲であると、［３１１］面の結晶子径の大きい高熱伝導率のスピネル粒子合成できることから好ましい。
【００６２】
（焼成）
モリブデン酸マグネシウムおよびアルミニウム化合物を焼成することで、スピネル粒子を得ることができる。
【００６３】
本発明において、焼成によりモリブデン酸マグネシウムとアルミニウム化合物とが反応および／または固溶化することで酸化モリブデンが生成し、当該酸化モリブデンがマグネシウム原子、アルミニウム原子、および酸素原子を含むスピネルの結晶化においてフラックスとして機能することでスピネル粒子が形成される。スピネル粒子を形成した後に、殆どのモリブデン化合物は酸化モリブデンとして昇華するが、昇華しきれないモリブデンは、形成されるスピネルの表面および／または内部に配置されうる。スピネル粒子中のモリブデンの含有量は焼成温度／焼成時間に依存する傾向がある。例えば、高温および／または長時間の焼成を行った場合には、モリブデンの含有量は低下する傾向がなる。
【００６４】
焼成温度は、所望のスピネル粒子を得ることができれば特に制限されないが、８００〜２０００℃であることが好ましく、１２００〜１６００℃であることがより好ましい。焼成温度が８００℃以上であると、短時間で［３１１］面の結晶子径の大きいなスピネル粒子を得ることができるため好ましい。一方、焼成温度が２０００℃以下であると、スピネルの粒径制御が容易となることから好ましい。
【００６５】
焼成時間は、特に制限されないが、０．１〜１０００時間であることが好ましく、３〜１００時間であることがより好ましい。焼成時間が０．１時間以上であると、［３１１］面の結晶子径の大きいなスピネル粒子を得ることができるため好ましい。一方、焼成時間が１０００時間以内であると、製造コストが低くなり得ることから好ましい。
【００６６】
焼成雰囲気は、空気雰囲気であっても、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気であっても、酸素雰囲気であっても、アンモニアガス雰囲気であっても、二酸化炭素雰囲気であってもよい。この際、製造コストの観点からは空気雰囲気であることが好ましい。また、スピネル粒子の表面改質等を同時に行う場合には、アンモニアガス雰囲気であることが好ましい。
【００６７】
焼成時の圧力についても特に制限されず、常圧下であっても、加圧下であっても、減圧下であってもよいが、製造コストの観点から常圧下で行う事が好ましい。
【００６８】
加熱手段としては、特に制限されないが、焼成炉を用いることが好ましい。この際使用されうる焼成炉としては、トンネル炉、ローラーハース炉、ロータリーキルン、マッフル炉等が挙げられる。
【００６９】
［前駆体調製−焼成工程］
本発明の一実施形態によれば、モリブデン酸マグネシウムの調製と、前記モリブデン酸マグネシウムを用いた焼成工程とを同時に行うことができる。
【００７０】
具体的には、前駆体調製−焼成工程は、マグネシウム化合物と、モリブデン化合物と、アルミニウム化合物と、を含む第３の混合物を焼成して、スピネル粒子を製造する工程である。
【００７１】
第３の混合物を焼成すると、まずマグネシウム化合物およびモリブデン化合物が反応し、モリブデン酸マグネシウムが合成される。そして、得られるモリブデン酸マグネシウムが、同じ系に存在するアルミニウム化合物と反応して、スピネル粒子が製造される。
【００７２】
前記前駆体調製−焼成工程によれば、モリブデン酸マグネシウムを別途調製し、必要に応じて精製し、次いでアルミニウム化合物を添加するという工程が省略されうることから好ましい。
【００７３】
なお、第３の混合物を焼成した際、場合により、モリブデンおよびアルミニウム化合物が反応することにより、モリブデン酸アルミニウムが調製される可能性がある。しかしながら、焼成温度を好ましくは８００℃以上、より好ましくは９５０℃以上にすることにより、モリブデン酸アルミニウムは高温でより安定なモリブデン酸マグネシウムに変換され、所望のスピネル粒子を得ることができる。
【００７４】
また、マグネシウム化合物であり、かつ、アルミニウム化合物であるアルミニウム−マグネシウム含有化合物を使用する場合、第３の混合物は、アルミニウム−マグネシウム含有化合物およびモリブデン化合物を含むこととなる。アルミニウム−マグネシウム含有化合物を用いた場合においても、上記の通り、モリブデン酸マグネシウムの高い高温安定性により、モリブデン酸マグネシウムおよびアルミニウムが共存する環境となり、結果として所望のスピネルを得ることができる。例えば、アルミニウム−マグネシウム含有化合物としてスピネルを用いた場合、すでにスピネルの構造を有するものの、前駆体調製−焼成工程により、高温環境下でモリブデン酸マグネシウムを経由した後、スピネルに再度結晶化されることで、所望のスピネルを得ることができる。
【００７５】
［焼成時の混合状態］
焼成工程または前駆体調製−焼成工程において、スピネルを合成する際、スピネル源となるアルミニウム元素およびマグネシウム元素の反応性が高くなるように混合されていることが好ましい。
【００７６】
具体的な混合状態としては、物理混合、含浸、および共沈が挙げられる。
【００７７】
前記物理混合は、２種の原料、すなわち、マグネシウム元素を含む化合物（モリブデン酸マグネシウムまたはマグネシウム化合物）およびアルミニウム元素を含む化合物（アルミニウム化合物）を単純に混合するものである。
【００７８】
また、前記含侵は、２種の原料を含浸させるものである。その結果、マグネシウム元素を含む化合物がアルミニウム元素を含む化合物に担持される、またはアルミニウム元素を含む化合物がマグネシウム元素を含む化合物に担持されることとなる。
【００７９】
さらに、前記共沈は、２種の原料を共沈させるものである。その結果、マグネシウム元素を含む化合物およびアルミニウム元素を含む化合物が１つの化合物（スピネル前駆体）を構成することとなる。
【００８０】
これらのうち、反応性が高い観点から、含浸（担持形態）および共沈（マグネシウム元素を含む化合物とアルミニウム元素を含む化合物が１つの化合物中に存する形態）であることが好ましく、共沈（マグネシウム元素を含む化合物とアルミニウム元素を含む化合物が１つの化合物中に存する形態）であることがより好ましい。原子が近接した環境下で焼成することにより、結晶成長が起こりやすくなりうる。
【００８１】
［冷却工程］
冷却工程は、焼成工程において結晶成長したスピネル粒子を冷却し、結晶化して粒子状とする工程である。
【００８２】
冷却速度についても特に制限されないが、１〜１０００℃／時間であることが好ましく、５〜５００℃／時間であることがより好ましく、５０〜１００℃／時間であることがさらに好ましい。冷却速度が１℃／時間以上であると、製造時間が短縮されうることから好ましい。一方、冷却速度が１０００℃／時間以下であると、焼成容器がヒートショックで割れることが少なく、長く使用できることから好ましい。
【００８３】
冷却方法は特に制限されず、自然放冷であっても、冷却装置を使用してもよい。
【００８４】
＜組成物＞
本発明の一形態によれば、スピネル粒子と、樹脂とを含む、組成物が提供される。この際、前記組成物は、必要に応じて、硬化剤、硬化促進剤、硬化触媒、粘度調節剤、可塑剤等をさらに含んでいてもよい。
【００８５】
（スピネル粒子）
スピネル粒子としては、上述したものが用いられうることからここでは説明を省略する。
【００８６】
なお、前記スピネル粒子は、表面処理されたものを用いることができる。
【００８７】
また、スピネル粒子は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８８】
さらに、スピネル粒子と他のフィラーとを組み合わせて使用してもよい。
【００８９】
スピネル粒子の含有量は、組成物の質量に対して、１０〜９５質量％であることが好ましく、３０〜９０質量％であることがより好ましい。スピネル粒子の含有量が１０質量％以上であると、スピネル粒子の高熱伝導性を効率的に発揮できることから好ましい。一方、スピネル粒子の含有量が９５質量％以下であると、成形性に優れた樹脂組成物を得ることができることから好ましい。
【００９０】
（樹脂）
樹脂としては、特に制限されず、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００９１】
前記熱可塑性樹脂としては、特に制限されず、成形材料等に使用される公知慣用の樹脂が用いられうる。具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、フッ化樹脂、液晶ポリマー、オレフィン−ビニルアルコール共重合体、アイオノマー樹脂、ポリアリレート樹脂、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体などが挙げられる。
【００９２】
前記熱硬化性樹脂としては、加熱または放射線や触媒などの手段によって硬化される際に実質的に不溶かつ不融性に変化し得る特性を持った樹脂であり、一般的には、成形材料等に使用される公知慣用の樹脂が用いられうる。具体的には、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂；未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油等で変性した油変性レゾールフェノール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂等のフェノール樹脂；ビスフェノールＡエポキシ樹脂、ビスフェノールＦエポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；脂肪鎖変性ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂、クレゾールノボラックエポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂、ポリアルキレングルコール型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂；ユリア（尿素）樹脂、メラミン樹脂等のトリアジン環を有する樹脂；（メタ）アクリル樹脂やビニルエステル樹脂等のビニル樹脂：不飽和ポリエステル樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ベンゾオキサジン環を有する樹脂、シアネートエステル樹脂等が挙げられる。
【００９３】
上述の樹脂は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。この際、熱可塑性樹脂を２種以上使用してもよいし、熱硬化性樹脂を２種以上使用してもよいし、熱可塑性樹脂を１種以上および熱硬化性樹脂を１種以上使用してもよい。
【００９４】
樹脂の含有量は、組成物の質量に対して、５〜９０質量％であることが好ましく、１０〜７０質量％であることがより好ましい。樹脂の含有量が５質量％以上であると、樹脂組成物に優れた成形性を付与できることから好ましい。一方、樹脂の含有量が９０質量％以下であると、成形してコンパウンドとして高熱伝導性を得ることができることから好ましい。
【００９５】
（硬化剤）
硬化剤としては、特に制限されず、公知のものが使用されうる。
【００９６】
具体的には、アミン系化合物、アミド系化合物、酸無水物系化合物、フェノ−ル系化合物などが挙げられる。
【００９７】
前記アミン系化合物としては、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、イミダゾ−ル、ＢＦ３−アミン錯体、グアニジン誘導体等が挙げられる。
【００９８】
前記アミド系化合物としては、ジシアンジアミド、リノレン酸の２量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂等が挙げられる。
【００９９】
酸無水物系化合物としては、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
【０１００】
フェノール系化合物としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂（ザイロック樹脂）、レゾルシンノボラック樹脂に代表される多価ヒドロキシ化合物とホルムアルデヒドから合成される多価フェノールノボラック樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール−フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール−クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂（ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール化合物）、ビフェニル変性ナフトール樹脂（ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価ナフトール化合物）、アミノトリアジン変性フェノール樹脂（メラミン、ベンゾグアナミンなどでフェノール核が連結された多価フェノール化合物）やアルコキシ基含有芳香環変性ノボラック樹脂（ホルムアルデヒドでフェノール核およびアルコキシ基含有芳香環が連結された多価フェノール化合物）等の多価フェノール化合物が挙げられる。
【０１０１】
上述硬化剤は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１０２】
（硬化促進剤）
硬化促進剤は、組成物を硬化する際に硬化を促進させる機能を有する。
【０１０３】
前記硬化促進剤としては、特に制限されないが、リン系化合物、第３級アミン、イミダゾール、有機酸金属塩、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。
【０１０４】
上述の硬化促進剤は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１０５】
（硬化触媒）
硬化触媒は、前記硬化剤の代わりに、エポキシ基を有する化合物の硬化反応を進行させる機能を有する。
【０１０６】
硬化触媒としては、特に制限されず、公知慣用の熱重合開始剤や活性エネルギー線重合開始剤が用いられうる。
【０１０７】
なお、硬化触媒は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１０８】
（粘度調節剤）
粘度調節剤は、組成物の粘度を調整する機能を有する。
【０１０９】
粘度調節剤としては、特に制限されず、有機ポリマー、ポリマー粒子、無機粒子等が用いられうる。
【０１１０】
なお、粘度調節剤は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１１１】
（可塑剤）
可塑剤は、熱可塑性合成樹脂の加工性、柔軟性、耐候性を向上させる機能を有する。
【０１１２】
可塑剤としては、特に制限されず、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、リン酸エステル、トリメリット酸エステル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリシロキサン等が用いられうる。
【０１１３】
なお、上述の可塑剤は単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【０１１４】
（用途）
本発明の一実施形態によれば、本形態に係る組成物は、熱伝導性材料に使用される。
【０１１５】
上述の通り、熱伝導性材料としては、コストの観点からアルミナがよく使用されており、その他、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム等が使用されていた。これに対し、スピネル粒子は、熱伝導性がアルミナよりも劣ることが知られていたため、あえてアルミナに代えてスピネル粒子を用いるという思想はなかった。
【０１１６】
これに対し、本形態に係るスピネル粒子は、［３１１］面の結晶子径が大きいため熱伝導性能に優れている。特に、スピネル粒子の熱伝導率は、アルミナの熱伝導率よりも高い。したがって、本形態に係る組成物は熱伝導性材料に好適に使用される。
【０１１７】
また、一実施形態によれば、上記製造方法によって得られるスピネル粒子はミクロンオーダーの粒径（１０００μｍ以下）かつ結晶子径が大きいことから、樹脂中への分散性に優れるため、組成物としていっそう優れた熱伝導性を発揮しうる。
【０１１８】
さらに別の実施形態によれば、上記製造方法によって得られるスピネル粒子は、フラックス法で合成した自形を持つ多面体状粒子であり、無定形の粒子を粉砕して得たものではないことから、平滑性に優れ、樹脂中への分散性に優れる。このため、組成物として、非常に高い熱伝導性を有しうる。
【０１１９】
その他、スピネル粒子は、宝石類、触媒担体、吸着剤、光触媒、光学材料、耐熱絶縁材料、基板、センサー等の用途にも使用することができる。
【０１２０】
＜成形物＞
本発明の一形態によれば、上述の組成物を成形してなる成形物が提供される。
【０１２１】
成形物に含有されるスピネル粒子は熱伝導性に優れることから、当該成形物は、好ましくは絶縁放熱部材として使用される。これにより、機器の放熱機能を向上させることができ、機器の小型軽量化、高性能化に寄与することができる。
【０１２２】
また、本発明の別の一実施形態によれば、前記成形物は、低誘電部材等にも使用することができる。スピネル粒子が低誘電率であることにより、高周波回路において通信機能の高機能化に寄与することができる。
【実施例】
【０１２３】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【０１２４】
［実施例１］
（スピネル粒子の製造）
純水６２．４ｇに酢酸マグネシウム四水和物（和光純薬工業株式会社製）６．９ｇを溶かし、酢酸マグネシウム水溶液を調製した。【０１２５】
次いで、１００℃で一晩乾燥させた水酸化アルミニウム（和光純薬工業株式会社製）５ｇを、前記酢酸マグネシウム水溶液に含浸させた後、９０℃で７２時間乾燥させて、スピネル前駆体（マグネシウム化合物が担持されたアルミニウム化合物）を得た。【０１２６】
アルミナるつぼにスピネル前駆体１．００ｇ（マグネシウム元素：３．３ｍｍｏｌ、アルミニウム元素：６．６ｍｍｏｌ）、三酸化モリブデン（和光純薬工業社製）０．４８ｇ（モリブデン元素：３．３ｍｍｏｌ）を仕込み、空気雰囲気下、昇温速度１０℃／分で１２００℃まで昇温した。次いで、１２００℃で１２時間加熱し、自然放冷により常温まで冷却することで、粉末サンプルを得た。【０１２７】
得られたサンプルを、１０％アンモニア水、次いで水で洗浄して、スピネル粒子表面に残存するモリブデン酸マグネシウムを除去することで、スピネル粒子を製造した。【０１２８】
（評価）
前記粉末サンプルおよび製造したスピネル粒子について、以下の評価を行った。【０１２９】
＜結晶構造の解析＞
粉末サンプルについて、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）により結晶構造を解析した。【０１３０】
具体的には、広角Ｘ線回折装置であるＲｉｎｔ−ＴＴ  ＩＩ（株式会社リガク製）を用いて解析を行った。この際、測定方法は２θ／θ法を用いた。また、測定条件として、スキャンスピードは２．０度／分であり、スキャン範囲は５〜７０度であり、ステップは０．０２度である。【０１３１】
その結果、粉末サンプルはＭｇＡｌ2Ｏ4の組成を有し、高い結晶性を有し、立方晶系に属するスピネル結晶であった。【０１３２】
なお、測定したＸ線回折パターンを図１に示す。【０１３３】
＜表面状態の測定＞
粉末サンプルについて、ラマン測定により表面状態を測定した。【０１３４】
具体的には、顕微ラマン分光装置であるＬａｂＲＡＭ  ＨＲ−８００（株式会社堀場製作所製）を用いて測定を行った。この際、測定条件として、励起レーザーは６３３ｎｍ（ＨｅＮｅ）であり、対物レンズは１００倍であり、回折格子は６００ｇｒ／ｍｍであり、波数範囲は１０００〜１００ｃｍ−１であり、波長校正は試料測定前にシリコンの結晶由来のピークを５２０±１ｃｍ−１に合わせた。【０１３５】
その結果、スピネル粒子に含まれるモリブデン酸マグネシウムに帰属されるピークが観察された。【０１３６】
なお、測定したラマンスペクトルを図２に示す。【０１３７】
＜平均粒径の測定＞
製造したスピネル粒子について、走査型電子顕微鏡観察（ＳＥＭ）により平均粒径を測定した。【０１３８】
具体的には、表面観察装置であるＶＥ−９８００（株式会社キーエンス製）を用いて、平均粒径を測定した。【０１３９】
その結果、平均粒径は１０μｍであった。【０１４０】
なお、得られたスピネル粒子のＳＥＭ画像を図３に示す。【０１４１】
＜モリブデン含有量の測定＞
製造したスピネル粒子について、蛍光Ｘ線測定（ＸＲＦ）によりモリブデン含有量を測定した。【０１４２】
具体的には、蛍光Ｘ線分析装置であるＺＳＸ１００ｅ（株式会社リガク製）を用いて測定を行った。この際、測定方法はＦＰ（ファンクションポイント）法を用いた。また、測定条件として、ＥＺスキャンを用い、測定範囲はＢ〜Ｕであり、測定径は１０ｍｍであり、試料重量は５０ｍｇである。なお、粉末のまま測定を行い、この際、飛散防止のためポリプロピレン（ＰＰ）フィルムを使用した。【０１４３】
その結果、スピネル粒子のモリブデン含有量は０．４５ｍｏｌ％であった。【０１４４】
＜比表面積の測定＞
製造したスピネル粒子について、ＢＥＴ比表面積を測定した。【０１４５】
具体的には、Ｔｒｉｓ  ３０００型装置（マイクロメリティクス社製）を用いて測定を行った。この際、測定方法は窒素ガス吸着／脱着法を用いた。【０１４６】
その結果、スピネル粒子の比表面積は０．２ｍ２／ｇであった。【０１４７】
＜結晶子径の測定＞
製造したスピネル粒子について、［３１１］面の結晶子径を測定した。【０１４８】
具体的には、Ｘ線回折装置であるＳｍａｒｔＬａｂ（株式会社リガク製）を用い、検出器として高強度・高分解能結晶アナライザ（ＣＡＬＳＡ）を用い、解析ソフトとしてＰＤＸＬを用いて測定を行った。この際、測定方法は２θ／θ法であり、解析は２θ＝３６．８５°付近に出現するピークの半値幅からシェラー式を用いて算出した。なお、測定条件として、スキャンスピードは０．０５度／分であり、スキャン範囲は５〜７０度であり、ステップは０．００２度であり、装置標準幅は０．０２７°（Ｓｉ）である。【０１４９】
その結果、スピネル粒子の［３１１］面の結晶子径は、３５３ｎｍであった。【０１５０】
［実施例２］
（スピネル粒子の製造）
アルミナるつぼに酸化アルミニウム（和光純薬工業株式会社製）１．００ｇ（アルミニウム元素：１９．６ｍｍｏｌ）、酸化マグネシウム（和光純薬工業株式会社製）０．４０ｇ（マグネシウム元素：９．８ｍｍｏｌ）、および三酸化モリブデン（和光純薬工業株式会社製）１．４２ｇ（モリブデン元素：９．８ｍｍｏｌ）を仕込み、空気雰囲気下、昇温速度１０℃／分で１５００℃まで昇温した。次いで、１５００℃で１２時間加熱し、自然放冷により常温まで冷却することで、粉末サンプルを得た。【０１５１】
得られたサンプルを、１０％アンモニア水、次いで水で洗浄して、スピネル粒子の表面に残存するモリブデン酸マグネシウムを除去することで、スピネル粒子を製造した。【０１５２】
（評価）
実施例１と同様の方法で、平均粒径の測定、モリブデン含有量の測定、比表面積の測定、および結晶子径の測定を行った。その結果、平均粒径は１２μｍであり、モリブデン含有量は０．３０ｍｏｌ％であり、比表面積は０．１ｍ２／ｇであり、［３１１］面の結晶子径は１９６ｎｍであった。【０１５３】
［実施例３］
（スピネル粒子の製造）
三酸化モリブデンの添加量を１．８５ｇ（モリブデン元素：１２．９ｍｍｏｌ）に変更したことを除いては、実施例２と同様の方法でスピネル粒子を製造した。【０１５４】
（評価）
実施例１と同様の方法で、平均粒径の測定、モリブデン含有量の測定、比表面積の測定、および結晶子径の測定を行った。その結果、平均粒径は２５μｍであり、モリブデン含有量は０．３０ｍｏｌ％であり、比表面積は０．１ｍ２／ｇであり、［３１１］面の結晶子径は１７６ｎｍであった。【０１５５】
なお、得られたスピネル粒子のＳＥＭ画像を図４に示す。【０１５６】
［実施例４］
（スピネル粒子の製造）
三酸化モリブデンの添加量を２．４３ｇ（モリブデン元素：１６．９ｍｍｏｌ）に変更したことを除いては、実施例２と同様の方法でスピネル粒子を製造した。【０１５７】
（評価）
実施例１と同様の方法で、平均粒径の測定、モリブデン含有量の測定、比表面積の測定、および結晶子径の測定を行った。その結果、平均粒径は１００μｍであり、モリブデン含有量は０．３０ｍｏｌ％であり、比表面積は０．１ｍ２／ｇであり、［３１１］面の結晶子径は３３０ｎｍ以上であった。【０１５８】
［実施例５］
（スピネル粒子の製造）
三酸化モリブデンの添加量を８．５７ｇ（モリブデン元素：５９．５ｍｍｏｌ）に変更したことを除いては、実施例２と同様の方法でスピネル粒子を製造した。【０１５９】
（評価）
実施例１と同様の方法で、平均粒径の測定、モリブデン含有量の測定、比表面積の測定、および結晶子径の測定を行った。その結果、平均粒径は５００μｍであり、モリブデン含有量は０．３０ｍｏｌ％であり、比表面積は０．１ｍ２／ｇであり、［３１１］面の結晶子径は３３０ｎｍ以上であった。【０１６０】
［実施例６］
（スピネル粒子の製造）
酸化アルミニウム（和光純薬工業株式会社製）１．００ｇに代えて、水酸化アルミニウム（和光純薬工業株式会社製）１．５３ｇ（アルミニウム元素：９．８ｍｍｏｌ）を用いたことを除いては、実施例２と同様の方法でスピネル粒子を製造した。【０１６１】
（評価）
実施例１と同様の方法で、平均粒径の測定、モリブデン含有量の測定、比表面積の測定、および結晶子径の測定を行った。その結果、平均粒径は１０μｍであり、モリブデン含有量は０．１５ｍｏｌ％であり、比表面積は０．１ｍ２／ｇであり、［３１１］面の結晶子径は２７３ｎｍであった。【０１６２】
［実施例７］
（スピネル粒子の製造）
純水５０ｇに酢酸マグネシウム四水和物（和光純薬工業株式会社製）１．４１ｇと硝酸アルミニウム九水和物（和光純薬工業株式会社製）４．９５ｇを溶かし、マグネシウム化合物とアルミニウム化合物とからなる水溶液を調製した。【０１６３】
次いで、５％のアンモニア水１００ｇに、先のマグネシウム化合物とアルミニウム化合物とからなる水溶液を滴下し、白色の沈殿物を得た。この沈殿物を吸引ろ過による回収、および水洗、乾燥を行い、スピネル前駆体（マグネシウムとアルミニウムとを含む水酸化物）を得た。【０１６４】
アルミナるつぼにスピネル前駆体０．７４ｇ（マグネシウム元素：３．３ｍｍｏｌ、アルミニウム元素：６．６ｍｍｏｌ）、三酸化モリブデン（和光純薬工業社製）０．４８ｇ（モリブデン元素：３．３ｍｍｏｌ）を仕込み、空気雰囲気下、昇温速度１０℃／分で１５００℃まで昇温した。次いで、１５００℃で１２時間加熱し、自然放冷により常温まで冷却することで、粉末サンプルを得た。【０１６５】
得られたサンプルを、１０％アンモニア水、次いで水で洗浄して、スピネル粒子を製造した。【０１６６】
（評価）
実施例１と同様の方法で、平均粒径の測定、モリブデン含有量の測定、比表面積の測定、および結晶子径の測定を行った。その結果、平均粒径は８μｍであり、モリブデン含有量は０．３ｍｏｌ％であり、比表面積は０．２ｍ２／ｇであり、［３１１］面の結晶子径は２７８ｎｍであった。【０１６７】
［比較例１］
（スピネル粒子の製造）
三酸化モリブデンを添加せず、１０％アンモニア水および水を用いた洗浄を行わなかったことを除いては、実施例１と同様の方法で粉末サンプル（スピネル粒子）を製造した。【０１６８】
（評価）
実施例１と同様の方法で結晶構造の解析を行ったところ、粉末サンプルはＭｇＡｌ2Ｏ4の組成を有するが、結晶化度が低いスピネル結晶であった。【０１６９】
また、実施例１と同様の方法で表面状態の測定を行ったところ、サンプルにはモリブデンが検出されなかった。【０１７０】
さらに、実施例１と同様の方法で、比表面積の測定および結晶子径の測定を行った。その結果、比表面積は１０．１ｍ２／ｇであり、結晶子径は７３ｎｍであった。【０１７１】
なお、得られたスピネル粒子のＳＥＭ画像を図４に示す。得られたスピネル粒子の形状は不定形であることが分かる。【０１７２】
実施例１〜７および比較例１の原料配合量を下記表１に示す。【０１７３】
【表１】
0005995130.tif 000002
【０１７４】
また、実施例１〜７および比較例１の評価結果を下記表２に示す。【０１７５】
【表２】
0005995130.tif 000003
【０１７６】
表２からも明らかなように、実施例１〜７のスピネル粒子は、［３１１］面の結晶子径の値が著しく大きいことが分かる。その結果、熱伝導性に優れることが理解される。
【要約】
従来、スピネルは、上記のように宝石類、触媒担体、吸着剤、光触媒、光学材料、耐熱絶縁材料等の用途に適用されているが、熱伝導性を有する無機フィラーとしての用途は想定されていない。そこで、本発明は、熱伝導性に優れるスピネル粒子を提供することを目的とする。
マグネシウム原子、アルミニウム原子、および酸素原子を含むスピネルと、前記スピネルの表面および／または内部に配置されるモリブデンと、を含み、前記スピネルの［３１１］面の結晶子径が、１００ｎｍ以上である、スピネル粒子。【図１】
0005995130.tif 000004
【図２】
0005995130.tif 000005
【図３】
0005995130.tif 000006
【図４】
0005995130.tif 000007
【図５】
0005995130.tif 000008