(57)【要約】【課題】高い熱伝導性、絶縁性、低比重、低研磨性などを示す熱伝導性フィラーおよびその製造方法、その熱伝導性フィラーを配合した熱伝導性組成物を提供することを目的とする。【解決手段】Ａｌ：Ｐの原子比が１：０．８〜１：３．２に調整されたアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子を主体として構成された熱伝導性フィラーおよびその製造方法、その熱伝導性フィラーを配合した熱伝導性組成物を提供する。【選択図】    図１
2015151296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ：Ｐの原子比が１：０．８〜１：３．２の範囲内にあるアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる、低研磨性を有する熱伝導性フィラー。
【請求項２】
前記アルミニウムのリン酸塩組成物は、メタリン酸アルミニウム、オルトリン酸アルミニウム、又はそれらの混合物であることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性フィラー。
【請求項３】
前記アルミニウムのリン酸塩組成物の粒子は、１〜１００μｍの平均粒子径を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の熱伝導性フィラー。
【請求項４】
前記アルミニウムのリン酸塩組成物の粒子は、１．０〜１．２のアスペクト比および／または１．５ｍ２／ｇ以下の比表面積を有する丸味を帯びた形状であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の熱伝導性フィラー。
【請求項５】
前記アルミニウムのリン酸塩組成物の粒子の研磨性は、アルミナの研磨性に対し１／２以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の熱伝導性フィラー。
【請求項６】
前記アルミニウムのリン酸塩組成物の粒子を、エポキシ樹脂１００体積％に対し１００体積％以上分散させることにより、前記エポキシ樹脂からなる熱伝導性組成物が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を発現することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の熱伝導性フィラー。
【請求項７】
樹脂、塗料、油剤又はグリースからなるマトリックス中に請求項１ないし６のいずれかに記載の熱伝導性フィラーが分散されている熱伝導性組成物。
【請求項８】
前記樹脂は、エポキシ樹脂である請求項７に記載の熱伝導性組成物。
【請求項９】
前記マトリックス１００体積％に対し、前記熱伝導性フィラーが１００体積％以上配合されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の熱伝導性組成物。
【請求項１０】
１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有することを特徴とする請求項９に記載の熱伝導性組成物。
【請求項１１】
Ａｌ：Ｐの原子比が１：０．８〜１：３．２となるように調整したアルミニウム化合物とリン酸化合物の混合物を準備するステップと、
前記混合物を加熱溶解するステップと、
加熱溶解された前記混合物を３００〜５００℃の温度で一次焙焼するステップと、そして
一次焙焼された前記混合物を粉砕分級するステップ
を含んでいることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の熱伝導性フィラーの製造方法。
【請求項１２】
一次焙焼された前記混合物を粉砕分級するステップの後、粉砕分級された前記混合物を９００〜１３００℃の温度で二次焙焼するステップ
をさらに含んでいることを特徴とする請求項１１に記載の熱伝導性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、熱伝導性フィラーおよびその製造方法、その熱伝導性フィラーを配合した熱伝導性組成物に関し、特にＡｌ：Ｐの原子比が特定の範囲内に調整されたアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーおよびその製造方法、その熱伝導性フィラーを配合した熱伝導性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理機器や精密機械機器などの小型軽量化・高速化・多機能化に伴い、半導体素子などの発熱部品の集積密度が増大したことから、これらの機器に熱が蓄積されないように熱伝導性樹脂組成物、熱伝導性塗料組成物、放熱性油剤組成物、熱伝導性グリース組成物など各種の熱伝導性組成物（または放熱性組成物ともいう。）が開発されている。
【０００３】
放熱性樹脂組成物、放熱性塗料、放熱性グリースは、例えば特開２００５−３３０４２６号公報（特許文献１）に記載されているように、高い放熱性を得るために金属粉末、金属酸化物粉末、セラミック粉末、具体的には、アルミニウム粉末、銅粉末、銀粉末、ニッケル粉末、金粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末、酸化マグネシウム粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末、窒化珪素粉末、ダイヤモンド粉末、カーボン粉末、シリカ粉末などの高い熱伝導性を有する無機材料からなる粒子を放熱フィラー（熱伝導性フィラー）として使用し、樹脂や油剤などと混合することによって製造される。
【０００４】
また、近年では、例えば特開２００７−７０４９２号公報（特許文献２）に記載されているように、粒子径の異なる放熱フィラー粒子を組み合わせて放熱フィラーの充填密度を向上させたり、或いは例えば特開２０１１−２１０６９号公報（特許文献３）に記載されているように、酸化亜鉛など、優れた熱伝導性を有する他の材料の放熱フィラーを使用することにより、さらに高い放熱特性を有する放熱性樹脂組成物、放熱性塗料、放熱性グリースなどが開発されている。
【０００５】
一方、例えばＷＯ９５／０２３１３号公報（特許文献４）、特開２００７−２３０８６１号公報（特許文献５）に記載されているように、放熱シートの表面被覆材料や塗料などの顔料として使用されるアルミニウムのリン酸塩が知られている。アルミニウムのリン酸塩は、特開昭４７−２３３９７号公報（特許文献６）、特開２００９−２５６１７２号公報（特許文献７）に記載されているように製造が容易で、比較的安価に製造できるガラス質の物質であるが、熱伝導性組成物の熱伝導性を改善するため、それ自体やそれらの組成物を熱伝導媒体として使用したり、或いは熱伝導性組成物へ添加するための熱伝導性フィラーとして使用されたり、その検討がなされた例はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３０４２６号公報
【特許文献２】特開２００７−７０４９２号公報
【特許文献３】特開２０１１−２１０６９号公報
【特許文献４】ＷＯ９５／０２３１３号公報
【特許文献５】特開２００７−２３０８６１号公報
【特許文献６】特開昭４７−２３３９７号公報
【特許文献７】特開２００９−２５６１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、アルミニウムのリン酸塩組成物に着目し、高い熱伝導性、絶縁性、低比重、低研磨性などを示すアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーおよびその製造方法、その熱伝導性フィラーを配合した熱伝導性組成物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、樹脂、塗料、油剤、グリースなどへ熱伝導性フィラーとして配合した時、高い放熱特性を示すアルミニウムのリン酸塩組成物について鋭意検討をした結果、Ａｌ：Ｐの原子比が特定の範囲内に調整されたアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーが高い熱伝導性、絶縁性、低密度、低研磨性を示すことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
具体的には、本発明の熱伝導性フィラーは、Ａｌ：Ｐの原子比が１：０．８〜１：３．２の範囲内にあるアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子から構成されている。
【００１０】
本発明において、熱伝導性フィラーの主体となるアルミニウムのリン酸塩組成物のＡｌ：Ｐの原子比を、好ましくは１：０．８〜１：３．２の範囲内に、より好ましくは１：１〜１：３の範囲内に調整すると、高い熱伝導性、絶縁性、低密度、低研磨性を示すアルミニウムのリン酸塩組成物からなる粒子を容易に得ることができる。
【００１１】
このようにＡｌ：Ｐの原子比が特定の範囲内に調整されたアルミニウムのリン酸塩組成物には、トリポリリン酸アルミニウム、ピロリン酸アルミニウム、メタリン酸アルミニウム、オルトリン酸アルミニウムなどの種々のアルミニウムのリン酸塩が含まれる。中でも、本発明の熱伝導性フィラーに使用されるアルミニウムのリン酸塩組成物には、比較的熱伝導率が高いメタリン酸アルミニウム、オルトリン酸アルミニウム又はそれらの混合物が含まれていることが好ましい。
【００１２】
本発明の熱伝導性フィラーの主体となるアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子は、１〜１００μｍの平均粒子径を有していることが好ましく、５〜７０μｍの平均粒子径を有していることがより好ましく、１０〜５０μｍの平均粒子径を有していることがさらに好ましい。
【００１３】
アルミニウムのリン酸塩組成物の粒子の平均粒子径が１μｍより小さくなると、熱伝導性フィラーの凝集が激しくなり、樹脂、塗料、油剤、グリースなどの組成物の中へ均一又は高濃度に配合することができなくなる。一方、平均粒子径が１００μｍより大きくなると、樹脂、塗料、油剤、グリースなどの組成物の中における熱伝導性フィラーの充填密度を高めることができなくなる。
【００１４】
さらに、本発明の熱伝導性フィラーは、丸味を帯びているほど、樹脂塗料、油剤、グリースなどの組成物へ配合した際に優れた分散性を示すことから、アルミニウムのリン酸塩組成物の粒子は、例えばＢＥＴ法による比表面積が１．５ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１．０ｍ２／ｇ以下であるとさらに好ましい。また、アルミニウムのリン酸塩組成物の粒子は、丸味を帯びていることの他の指標として、アスペクト比が１．０〜１．２の範囲内にあってもよい。
【００１５】
一般的に、放熱フィラーとして用いられるアルミナの密度は、約４ｇ／ｃｍ３である。一方、これに対し本発明の熱伝導性フィラーとして用いられるアルミニウムのリン酸塩組成物の密度は、おおよそ３ｇ／ｃｍ３である。このため、本発明の熱伝導性フィラーは酸化アルミニウムより比重が低いことから、本発明の熱伝導性フィラーを熱伝導性組成物中にアルミナと同じ体積割合で充填した場合、充填後の組成物におけるトータル重量を軽減できる。したがって、本発明の熱伝導性フィラーは、最終製品の軽量化や単位重量あたりのフィラーの高充填化に寄与できる。
【００１６】
また、本発明の熱伝導性フィラーは、上述のアルミナと比較していわゆる硬さが低いため、樹脂組成物として形成した場合には、研削による加工が容易となり、精密機械機器等への適用を行いやすくなる。また、樹脂塗料、油剤、グリースなどの組成物へ配合して混練した場合、混練機の摩耗が抑えられ、混練機の材質が混入しないことや混練機のメンテナンスが容易となる。なお、本発明の熱伝導性フィラーを構成するアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子の研磨性は、アルミナの研磨性に対し１／２以下である。
【００１７】
本発明の熱伝導性フィラーは、例えば以下の工程（ステップ）を含む製造方法により得ることができる。
【００１８】
本発明の熱伝導性フィラーは、先ず、Ａｌ：Ｐの原子比が１：０．８〜１：３．２となるように調整された水酸化アルミニウムとリン酸とを、セラミックスなどの容器の中に入れて撹拌混合しながら溶解するまで加熱し、次に、加熱溶解された水酸化アルミニウムとリン酸の混合物を３００℃以上の温度で焙焼し、その焙焼物を粉砕することで得られる。なお、上述の焙焼工程において、３００〜５００℃の温度で一次焙焼した後、粉砕および分級し、そして分級して得られた混合物をさらに９００〜１３００℃、より好ましくは１０００〜１２００℃の温度で二次焙焼することにより、アスペクト比が１．０〜１．２および／またはＢＥＴ法による比表面積が１．５ｍ２／ｇ以下の丸味を帯びたアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子として得ることができる。
【００１９】
また、本発明の熱伝導性フィラーは、Ａｌ：Ｐの原子比が１：０．８〜１：３．２となるように調整したリン酸二水素ナトリウムと塩化アルミニウムとを水に溶解し、水酸化ナトリウムを用いてｐＨを調整した後に溶液をろ過する。次に、ろ過することによって得られたケーキを水洗および乾燥した後、乾燥物を３００〜５００℃の温度で一次焙焼した後、粉砕および分級し、そして分級して得られた混合物をさらに９００〜１３００℃の温度で二次焙焼することによっても、アスペクト比が１．０〜１．２および／またはＢＥＴ法による比表面積が１．５ｍ２／ｇ以下の丸味を帯びた粒子として得ることができる。
【００２０】
先述のアルミニウムのリン酸塩組成物からなる粒子の製造工程のうち、焙焼工程において、９００℃以上の温度で少なくとも一度焙焼することが好ましい。また、焙焼工程を二段階にすることで、アスペクト比が１．０〜１．２の丸味を帯びた粒子を得やすくなる。
【００２１】
このとき、一次焙焼の温度を３００〜５００℃の範囲にすることで、粉砕および分級に適した硬さのアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子が生成され、アスペクト比が１．０〜１．２の丸味を帯びたアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子の製造がさらに容易となる。また、二次焙焼の温度を９００℃以上とすることで、比表面積が１．５ｍ２／ｇ以下のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子の製造が容易となる。なお、焙焼温度を１３００℃より高くすると、アルミニウムのリン酸塩組成物が溶融する影響で、アスペクト比が１．０〜１．２の丸味を帯びたアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子を得ることが難しくなる。なお、一次焼成は１〜３時間程度、二次焼成は１〜５時間程度行えば、所望のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子を得ることができる。
【００２２】
本発明の熱伝導性フィラーは、先述のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子単独で構成することができる他に、金属粉末、金属酸化物粉末、セラミック粉末、具体的には、アルミニウム粉末、銅粉末、銀粉末、ニッケル粉末、金粉末、ダイヤモンド、カーボン、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、酸化マグネシウムなどからなる他の熱伝導性の粒子が含まれていてもよい。
【００２３】
これらの熱伝導性の粒子は、それぞれに熱伝導率、硬度、形状制御性、耐水性などの特性が異なることから、先述のアルミニウムのリン酸塩組成物からなる粒子と組み合わせて熱伝導性フィラーを構成することにより、用途に応じた加工性、等方的熱伝導性、線膨張性、耐水性などの特性を有する熱伝導性組成物を製造することができる。
【００２４】
なお、熱伝導性フィラー中に含まれるアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子は７０重量％以上であることが好ましく、９０重量％以上であることがより好ましい。熱伝導性フィラーに対するアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子の重量比が７０重量％より少なくなると、得られる熱伝導性組成物の熱伝導性や絶縁性が低下するので好ましくない。また、熱伝導性フィラーを構成するこれらの粒子は、樹脂、塗料、油剤、グリースなどとの相溶性を向上させるために、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤等の表面改質材によって表面処理されているものであっても良い。
【００２５】
本発明の熱伝導性フィラーは、樹脂、塗料、油剤、グリースなどへ配合することにより、熱伝導性樹脂組成物、熱伝導性塗料組成物、熱伝導性油剤組成物、熱伝導性グリース組成物などの各種の熱伝導性組成物を得ることができ、得られた熱伝導性組成物はそれぞれに優れた熱伝導率を示す。なお、熱伝導性組成物には必要に応じて硬化促進剤、触媒、加硫剤、滑剤・離型剤、安定剤、光安定剤、着色剤、難燃剤、カップリング剤等の添加剤を配合してもよい。
【００２６】
例えば、本発明の熱伝導性フィラーは、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーンゴム、ポリスチレンゴムなどの基材へ配合し、分散させることにより、高い熱伝導率を有する熱伝導性樹脂組成物を得ることができる。より具体的には、本発明の熱伝導性フィラーをエポキシ樹脂などからなるマトリックス１００体積％に対し、１００体積％以上配合することによって、少なくとも１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、実施条件によっては１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上という高い熱伝導率を有する熱伝導性樹脂組成物を得ることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の熱伝導性フィラーは優れた熱伝導性、絶縁性、低比重、低研磨性を示し、そして比較的簡単な製造方法により安価に製造することができる。また、本発明の熱伝導性フィラーを樹脂、塗料、油剤、グリースなどへ所定量配合することにより、高い熱伝導率を発現する熱伝導性組成物などを得ることができる。
【００２８】
また、本発明の製造方法によれば、Ａｌ：Ｐの原子比が特定の範囲内となるようにアルミニウム化合物とリン酸化合物を混合し、特定の温度範囲で焙焼することにより、アルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる本発明の熱伝導性フィラーを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の熱伝導性フィラーとして使用されるアルミニウムのリン酸塩組成物からなる粒子のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態に係る熱伝導性フィラーおよびその製造方法、その熱伝導性フィラーを配合した熱伝導性組成物について、具体例を交えながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示される実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。
【実施例】
【００３１】
実施例１
水酸化アルミニウム３，９００ｇと、８５％リン酸１７，２５０ｇとを配合した材料（Ａｌ／Ｐの原子比＝１／３）をセラミックス容器内で撹拌しながら、内容物が溶解するまでホットプレートで加熱する。その溶解液を４００℃×２時間で一次焙焼し粗粉砕を行う。分級装置を内蔵した流体ミル（大平洋機工社製  マルチノジェットミルＭＪ２０７０−Ｍ型）にて粉砕分級し、さらに１００μｍ以上の粒子を篩（１４０メッシュ）にてカットし、１２００℃×３時間で二次焙焼することによって、実施例１のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーを得た。なお、得られたアルミニウムのリン酸塩の主成分はメタリン酸アルミニウムであり、その粒子形状を走査型電子顕微鏡にて確認したところ、図１に示されるように丸味を帯びたものであった。
【００３２】
実施例２
水酸化アルミニウム３，９００ｇと、８５％リン酸１１，５００ｇを配合した材料（Ａｌ／Ｐの原子比＝１／２）を用いたこと以外は、実施例１と同じ製造条件および製造方法により、実施例２のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーを得た。なお、得られたアルミニウムのリン酸塩組成物はメタリン酸アルミニウムとオルトリン酸アルミニウムの混合物であり、その粒子形状を走査型電子顕微鏡にて確認したところ、丸味を帯びたものであった。
【００３３】
実施例３
水酸化アルミニウム３，９００ｇと、８５％リン酸５，７５０ｇを配合した材料（Ａｌ／Ｐの原子比＝１／１）を用いたこと以外は、実施例１と同じ製造条件および製造方法により、実施例３のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーを得た。なお、得られたアルミニウムのリン酸塩組成物の主成分はオルトリン酸アルミニウムであり、その粒子形状を走査型電子顕微鏡にて確認したところ、丸味を帯びたものであった。
【００３４】
実施例４
二次焙焼温度を１０００℃に変更したこと以外は、実施例１と同じ製造条件および製造方法により、実施例４のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーを得た。なお、得られたアルミニウムのリン酸塩組成物の主成分はメタリン酸アルミニウムであり、その粒子形状を走査型電子顕微鏡にて確認したところ、丸味を帯びたものであった。
【００３５】
実施例５
二次焙焼を省略し、一次焙焼温度を１２００℃に変更し、二次焙焼を省略したこと以外は、実施例１と同じ製造条件および製造方法により、実施例５のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーを得た。なお、得られたアルミニウムのリン酸塩組成物の主成分はオルトリン酸アルミニウムであり、その粒子形状を走査型電子顕微鏡にて確認したところ、不規則な形状であった。
【００３６】
比較例１
水酸化アルミニウム３，９００ｇと、８５％リン酸３，４５０ｇを配合した材料（Ａｌ／Ｐの原子比＝１／０．６）を用いたこと以外は、実施例１と同じ製造条件および製造方法により、比較例１のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーの製造を試みた。しかしながら、水酸化アルミニウムとリン酸とをセラミックス容器内で加熱溶解することができなかった。
【００３７】
比較例２
水酸化アルミニウム３，９００ｇと、８５％リン酸２０，１２５ｇを配合した材料（Ａｌ／Ｐの原子比＝１／３．５）を用いたこと以外は、実施例１と同じ製造条件および製造方法により、比較例２のアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーの製造を試みた。しかしながら、得られたアルミニウムのリン酸塩のＡｌ／Ｐの原子比は１／３であり、Ａｌ／Ｐの原子比＝１／３．５のアルミニウムのリン酸塩組成物を得ることができなかった。
【００３８】
比較例３
酸化アルミニウム（Ｓｔｒｅｍ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製の試薬：粒子径５μｍ）をそのまま検討に用いた。
【００３９】
実施例１〜５および比較例１，２により得られたアルミニウムのリン酸塩の粒子および比較例３の酸化アルミニウムからなる熱伝導性フィラーのアスペクト比、比表面積、粒子径、粉体密度、電気絶縁性および研磨性を以下の方法により測定した。
【００４０】
（１）アスペクト比
アスペクト比は、粉体を走査型電子顕微鏡にて撮影し、各粒子の縦軸、横軸の長さを５００サンプル以上測定して各粒子のアスペクト比を計算した。
【００４１】
（２）比表面積
比表面積は、マウンテック社製  マックソーブＨＭモデルを用いて、ＢＥＴ１点法にて測定した。
【００４２】
（３）粒子径
粒子径は、日機装社製  ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ  ＭＴ３０００を用いて、レーザー回折・散乱法にて測定した。
【００４３】
（４）粉体密度
粉体密度は、粉体の真密度をカンタクローム・インスツルメンツ合同会社製  全自動ピクノメーターＵＬＴＲＡＰＹＣ１２００ｅ型を用いて測定した。
【００４４】
（５）電気絶縁性（体積抵抗率）の測定
電気絶縁性（体積抵抗率）は、実施例１〜５のアルミニウムのリン酸塩組成物の粉体および比較例３の酸化アルミニウムの粉体を１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧成形し加圧した状態で試料片の上下間の抵抗値を測定し、同時に試験片の厚みを測定した。測定された抵抗値、試験片の厚さおよび断面積から体積抵抗率を算出した。
【００４５】
（６）研磨性
実施例１〜５のアルミニウムのリン酸塩組成物の粉体および比較例３の酸化アルミニウムの粉体を１８００部とエポキシ樹脂（三菱化学社製  ＪＥＲ８２８）  ３００部を混合し、材質ＳＵＳ３０４である混連ニーダーＫＤＨＪ−１０型（ダルトン社製）にて３０分混連した。混練ニーダーが摩耗し、樹脂組成物に付着したＳＵＳ３０４のＦｅ２Ｏ３量（％）を測定し研磨性を評価した。付着しているＦｅ２Ｏ３量が少ない程、研磨性が低いことを示している。
【００４６】
実施例１〜５および比較例１，２により得られたアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子からなる熱伝導性フィラーおよび比較例３の酸化アルミニウムのＡｌ／Ｐ原子比、アスペクト比、比表面積、粒子径、粉体密度、電気絶縁性および研磨性の測定結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2015151296.tif 000003
【００４８】
表１の実施例１〜５および比較例１，２を参照して理解されるように、本発明の熱伝導性フィラーの主体となるアルミニウムのリン酸塩組成物を得るには、Ａｌ：Ｐの原子比が１：０．８〜１：３．２となるように調整されている必要がある。比較例１より、Ａｌ：Ｐの原子比が１：０．６となるように水酸化アルミニウムとリン酸の量を調節すると、水酸化アルミニウムをリン酸に加熱溶解することが困難となり、アルミニウムのリン酸塩組成物を得ることができなくなる。また、比較例２より、Ａｌ：Ｐの原子比が１：３．５となるように水酸化アルミニウムとリン酸の量を調節しても、得られるアルミニウムのリン酸塩のＡｌ：Ｐの原子比が１：３であることから、Ａｌ：Ｐの原子比が１：３．２以上のアルミニウムのリン酸塩組成物を得ることが難しくなることが判った。
【００４９】
実施例１〜４より、本発明の熱伝導性フィラーの主体となるアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子は、その製造工程において、３００〜５００℃の温度で一次焙焼を行い、さらに９００〜１３００℃の温度で二次焙焼を行うことで、アスペクト比が１．０〜１．２および／またはＢＥＴ法による比表面積が１．５ｍ２／ｇ以下の、球形に近似した丸味を帯びた粒子を得られることが判った。
【００５０】
実施例５より、アルミニウムのリン酸塩組成物の製造工程において二次焙焼を省略し且つ一次焙焼の温度を１３００℃まで高温にすると、アルミニウムのリン酸塩組成物の粒子の球状化が阻害され不規則な形状となるが、ＢＥＴ法による比表面積が１．５ｍ２／ｇ以下となり且つ平均粒子径が１〜１００μｍであるアルミニウムのリン酸塩組成物の粒子を得られることが判った。
【００５１】
次に、本発明の熱伝導性組成物の一例として、熱伝導性フィラーを樹脂へ配合することにより熱伝導性樹脂組成物を製作し、得られた熱伝導性樹脂組成物の熱伝導率、熱拡散率および比熱などを測定したので、以下に詳しく説明する。なお、以下の実施例では、熱伝導性樹脂組成物中にアルミニウムのリン酸塩組成物からなる熱伝導性フィラーを体積基準で５０％以上含むように配合した。
【００５２】
実施例６
実施例１の熱伝導性フィラー３９０重量部をエポキシ樹脂（三菱化学社製  ＪＥＲ８２８）７８重量部へ配合し、１０分以上混練した。その後アミン系硬化剤（三菱化学社製  ＳＴ−１２）３９重量部を加え、均一に混合した。得られた混合物を遠心脱泡機（シンキー社製  あわとり練太郎ＡＲＥ−３１０）にて脱泡した。作製したペースト２ｇを縦５ｃｍ×横７ｃｍ×厚み０．３ｍｍの金型に入れ、圧力２５０ｋｇ／ｃｍ２、１５０℃×６０分の条件で硬化させることにより、実施例６の熱伝導性樹脂組成物を得た。
【００５３】
実施例７
エポキシ樹脂へ配合する熱伝導性フィラーとして実施例２の熱伝導性フィラーを用いたこと以外は、実施例６と同じ製造条件および製造方法により、実施例７の熱伝導性樹脂組成物を得た。
【００５４】
実施例８
エポキシ樹脂へ配合する熱伝導性フィラーとして実施例３の熱伝導性フィラーを用いたこと以外は、実施例６と同じ製造条件および製造方法により、実施例８の熱伝導性樹脂組成物を得た。
【００５５】
実施例９
エポキシ樹脂へ配合する熱伝導性フィラーとして実施例４の熱伝導性フィラーを用いたこと以外は、実施例６と同じ製造条件および製造方法により、実施例９の熱伝導性樹脂組成物を得た。
【００５６】
実施例１０
エポキシ樹脂へ配合する熱伝導性フィラーとして実施例５の熱伝導性フィラーを用いたこと以外は、実施例６と同じ製造条件および製造方法により、実施例１０の熱伝導性樹脂組成物を得た。
【００５７】
比較例４
アミン系硬化剤（三菱化学社製  ＳＴ−１２）３９重量部をエポキシ樹脂（三菱化学社製  ＪＥＲ８２８）７８重量部へ配合し、均一に混合した。作製した混合樹脂  ２ｇを縦５ｃｍ×横７ｃｍ×厚み０．３ｍｍの金型に入れ、圧力２５０ｋｇ／ｃｍ２、１５０℃×６０分の条件で硬化させることにより、熱伝導性フィラー無添加の比較例４の樹脂組成物を得た。
【００５８】
実施例６〜１０および比較例４により得られた樹脂組成物の熱伝導率を以下の方法により測定した。
【００５９】
（７）熱伝導率の測定
得られた樹脂組成物の２５℃の比熱を日立ハイテクサイエンス社製  高感度型示差走査熱量計ＤＳＣ７０２０型で、真密度をカンタクローム・インスツルメンツ合同会社製  全自動ピクノメーターＵＬＴＲＡＰＹＣ１２００ｅ型機で、熱拡散率をアイフェイズ社製  アイフェイズ・モバイル１ｕ熱拡散率・熱伝導率測定装置を用いて測定し、以下の計算式にて熱伝導率を計算した。
λ＝ａ×ρ×Ｃｐ
［λ：熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ），ａ：熱拡散率×１０−７（ｍ２／ｓ），ρ：真密度（ｇ／ｍＬ），Ｃｐ：比熱（Ｊ／ｇ・Ｋ）］
【００６０】
実施例６〜１０および比較例４により得られた樹脂組成物の熱拡散率、真比重、比熱および熱伝導率の測定結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
2015151296.tif 000004
【００６２】
表２の実施例６〜１０を比較例４と比較すると、熱伝導性フィラーを配合した熱伝導性樹脂組成物は、熱伝導性フィラーを配合しなかった樹脂組成物よりも少なくとも５倍以上の高い熱伝導性を示すことが判った。
【００６３】
これは、実施例６〜１０の熱伝導性フィラーを構成するアルミニウムのリン酸塩組成物の主成分が、メタリン酸アルミニウム、オルトリン酸アルミニウム若しくはこれらの混合物からなる粒子を熱伝導性フィラーとして用いたことにより、熱伝導性フィラー自体の熱伝導性が高くなったことや、比表面積が１．５ｍ２／ｇ以下のアルミニウムのリン酸塩を熱伝導性フィラーとして用いたことにより、熱伝導性フィラーと樹脂との相溶性が向上したことが要因と推察される。
【００６４】
また、実施例６〜９のようにアスペクト比が１．０〜１．２の丸味を帯びたアルミニウムのリン酸塩からなる熱伝導性フィラーを使用した熱伝導性樹脂組成物は、熱伝導率が２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上となり、実施例１０のようにアスペクト比が１．２を超える不規則形状のアルミニウムのリン酸塩からなる熱伝導性フィラーを使用した熱伝導性樹脂組成物に比べて高い熱伝導率を示すことが判った。これは、アルミニウムのリン酸塩組成物からなる粒子が丸味を帯びた形状となることにより、熱伝導に寄与する粒子同士の接点が増加すると共に、樹脂組成物への充填密度が向上したためと推察される。
【図１】
2015151296.tif 000005