(57)【要約】【課題】凝集体を効率的に分散させることができ、かつ、これが再度凝集することが少ない組成物配合用カーボンブラックを製造する方法、ならびに、このカーボンブラックを配合する熱硬化性樹脂組成物を提供する。【解決手段】カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法と、熱硬化性樹脂、無機充填材、及び上記製造方法により得られた組成物配合用カーボンブラックを含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法。
【請求項２】
カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理したものを、さらに、衝撃式粉砕装置で分散処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法。
【請求項３】
前記衝撃式粉砕装置は、ジェットミルである請求項１又は２に記載の組成物配合用カーボンブラックの製造方法。
【請求項４】
熱硬化性樹脂、無機充填材、及び、請求項１ないし３のいずれかに記載の製造方法により得られた組成物配合用カーボンブラックを含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組成物配合用カーボンブラックの製造方法、及び、これを配合してなる熱硬化性樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カーボンブラックは、天然ガスやクレオソート油などの原料油を噴霧状又は蒸気状として高温炉に供給して製造される微粒子であり、ゴム材料に配合して機械的強度を補強するほか、新聞インキ、一般印刷インキ、塗料などに着色剤として配合されて使用されている。また、成形材料、封止材料等の樹脂組成物に、着色剤としてのほか、特定の機能を付与するために用いられる場合もある。
【０００３】
このカーボンブラックが配合される上記樹脂組成物の一つとして、ダイオード、トランジスタ、集積回路（ＩＣ）等の電子部品の封止に用いられる熱硬化性樹脂組成物が挙げられる。例えば、集積回路部品の封止においては、電気的特性や耐湿性に優れるエポキシ樹脂組成物が用いられている。
【０００４】
このような熱硬化性樹脂組成物には、着色剤として、あるいは特定のレーザーに対する捺印性を付与するために、上記のカーボンブラックが用いられている。カーボンブラックは少量の配合でこのような効果を付与することができる。
しかし近年、集積回路の高集積化に伴い、半導体チップの大型化とともにパッケージは小型化、薄型化が進行している。この結果、パッケージはファインピッチ化が進み、インナーリード間やワイヤー間が狭ピッチ化したものが増加している。
【０００５】
カーボンブラック単粒子の平均粒子径は、通常１００ｎｍ以下であるが、このような単粒子の状態で存在することは稀であり、通常、化学的結合によりストラクチャーと呼ばれる鎖状構造の一次凝集体を形成することが知られている。この一次凝集体の結合力は非常に強いため、カーボンブラックの実質的な最小分散径はストラクチャー単位であると考えられている。
この一次凝集体の大きさは、通常１μｍ以下であるが、カーボンブラックはさらに、この一次凝集体が物理的結合により、二次凝集体、三次凝集体を形成する。この大きさは数μｍ〜数百μｍ、あるいはそれ以上の大きさに成長することがある。このため、ファインピッチ化したパッケージ内において、リード間や金ワイヤー間にこのような凝集体の大きなものが存在すると、カーボンブラックの有する導電性のために、リーク不良、ショート不良などによりパッケージの絶縁信頼性が低下するという問題があった。
【０００６】
このような問題に対して、例えば、熱硬化性樹脂組成物に配合する無機充填材とカーボンブラックとを混合したものに撹拌エネルギーを与えて、予めカーボンブラックの凝集体を一定以下の大きさまで分散させ、この後、他の成分と混合して熱硬化性樹脂組成物を得る方法がある（例えば、特許文献１参照。）。あるいは、配合される樹脂成分とカーボンブラックとを予め溶融混合し、この後、他の成分と混合して熱硬化性樹脂組成物を得る方法がある（例えば、特許文献２参照。）。
上記の方法は一定の効果を得ることができるものの、その用途によっては、凝集体を分散する効果が充分でない場合があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１６９６７６号公報
【特許文献２】
特開２００３−０２６９０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、凝集体を効果的に分散させることができ、かつ、これが再度凝集することが少ない組成物配合用カーボンブラックを製造する方法、ならびに、このカーボンブラックを配合する熱硬化性樹脂組成物を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、以下の本発明（１）〜（４）によって達成される。
（１）カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法。
（２）カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理したものを、さらに、衝撃式粉砕装置で分散処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法。
（３）前記衝撃式粉砕装置は、ジェットミルである上記（１）又は（２）に記載の組成物配合用カーボンブラックの製造方法。
（４）熱硬化性樹脂、無機充填材、及び、上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の製造方法により得られた組成物配合用カーボンブラックを含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法及びこれを配合してなる熱硬化性樹脂組成物について説明する。
本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法は、カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする。
また、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、無機充填材、及び上記本発明の製造方法により得られた組成物配合用カーボンブラックを含有することを特徴とする。
まず、本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法について説明する。
【００１１】
本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法（以下、単に「製造方法」ということがある）においては、カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする。これにより、カーボンブラックの凝集体を実質的に一定粒度以下にすることができるとともに、これが再凝集するのを抑えることができる。
なお、本発明において「分散処理」とは、カーボンブラックの凝集体（ストラクチャー）どうしが、二次凝集あるいは三次凝集を形成しているものを解きほぐす操作を呼称するものである。
【００１２】
ここで用いられる衝撃式粉砕装置としては特に限定されないが、例えば、旋回流粉体衝突型ジェットミル、粉体衝突型カウンタージェットミルなどのジェットミルが挙げられる。
ジェットミルは、空気などを媒体とした高速のジェット流により固体材料どうしを衝突させて微粒子化する１装置である。このような装置を用い、カーボンブラックの分散処理を行うと、カーボンブラック粒子どうしの衝突により凝集体を分散させることができる。
【００１３】
この衝撃式粉砕装置によりカーボンブラックの分散処理を行った後、カップリング剤によりその表面を被覆処理する。これにより、衝撃式粉砕装置により分散処理されたカーボンブラック粒子が、吸湿等の影響により再度凝集体を形成するのを抑えることができる。
【００１４】
ここで用いられるカップリング剤としては特に限定されないが、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤などを用いることができる。これらを単独で使用してもよいし、二種類以上を併用することもできる。
なお、ここでカップリング剤としては、液体の形態であるものをそのまま使用してもよいし、これを有機溶剤等で希釈したもの、あるいは、固形の形態のものを有機溶剤等に溶解したものを用いることもできる。
【００１５】
上記カップリング剤によりカーボンブラックの表面を被覆処理する方法としては特に限定されないが、例えば、カーボンブラックにカップリング剤を噴霧する方法、有機溶剤で希釈したカップリング剤中にカーボンブラックを混練した後、有機溶剤を除去する方法などが挙げられる。
【００１６】
本発明の製造方法においては、カップリング剤によりカーボンブラックの表面を被覆処理する方法として、カーボンブラックとカップリング剤とを、ともに流動している状態で接触させることにより、カーボンブラックの表面にカップリング剤を付着させる方法を用いることが好ましい。
【００１７】
この方法は、まず、例えば円筒形状の閉空間を有する装置内に上記分散処理後のカーボンブラックを噴霧装置、噴射装置等のスプレー装置を用いて供給し、カーボンブラックが装置内を流動している状態とする。
これにより、カーボンブラックに十分な運動エネルギーを与えられるとともに、もし凝集体が形成されつつある場合でもこれを解離する効果も有するので、実質的に上記分散処理後の粒度を維持したカーボンブラック粒子を装置内に流動させることができる。
分散処理後のカーボンブラックを装置内への供給する場合、その方向としては特に限定されないが、円筒形の処理空間内でカーボンブラックが旋回流を形成し、長い時間流動する形態にすることが好ましい。
【００１８】
次いで、ノズル霧化装置等により微粒子化されたカップリング剤を、上記の運動しているカーボンブラックに噴霧する。これにより、両者はともに流動した状態で接触し、カーボンブラックの表面にカップリング剤を付着させることができる。
このような方法により、カーボンブラックに対するカップリング剤の量が少ない場合でも、双方の供給量を制御して高精度に接触させることができるとともに、通常は相互の濡れ性がそれほど良好でなく、単純に混合することが難しい場合でも、カーボンブラックの表面をカップリング剤により高い均一性で被覆処理することができる。
【００１９】
次に、図を用いて、このような方法を適用する装置について説明する。
この装置は、カーボンブラックを供給する装置、カップリング剤を供給する装置、及びカーボンブラックとカップリング剤とを運動させた状態で接触させる混合装置を有する。
図２はこのような装置の一例であり、カーボンブラックをスプレー装置から供給するとともに、混合装置内で旋回流を与えて流動させ、これにノズル噴霧装置により微粒子化したカップリング剤を供給し、両者を接触させて、カップリング剤によりカーボンブラック表面を被覆処理するものである。
【００２０】
図１において、（ａ）はカーボンブラックを供給する装置、（ｂ）はカップリング剤を供給する装置の各々側断面図である。
図１（ａ）において、カーボンブラック１は、ホッパ２にストックさせておくことができる。ホッパ２内部でのカーボンブラック１のブリッジ発生を防ぐため、必要に応じて撹拌装置３を用いることができる。カーボンブラック１はカップリング剤との混合比率に応じてロータリーバルブ４により順次定量供給され、スプレー装置５により混合装置へ供給される。圧縮空気の供給装置６はカーボンブラック１の供給に用いられるものである。
また、図１（ｂ）において、カップリング剤１１はこれを定量供給する液送ポンプ１２により順次供給され、ノズル霧化装置１３により、混合装置へ供給される。圧縮空気の供給装置１４はカップリング剤１１の供給に用いられるものである。
【００２１】
図２は、カーボンブラック１とカップリング剤１１との接触を行う混合装置と混合物の回収装置の側断面図である。
図２において、カーボンブラック１は供給部２２から混合装置２１内に供給される。ここで、混合装置２１は円筒と円錐台とを組み合わせた形状であり、カーボンブラック１は混合装置２１内に、その断面の接線方向に供給された後、旋回流２４を与えられ、混合装置２１内を旋回しながら下降していく。一方、カップリング剤１１は供給部２３から混合装置２１内の中心方向に噴霧され、その一部は噴霧時にカーボンブラック１と接触するとともに、カーボンブラック１の旋回流２３にのってカーボンブラック１と同じ方向へ流動し、流動中にも両材料の接触を行うことができる。
【００２２】
このようにして得られた処理後の材料２５はこのままでも使用可能であるが、図２においてはさらに、処理後の材料２５にずり剪断力を与える装置を有している。これにより、カーボンブラック１に対するカップリング剤１１の付着をより強固なものとすることができる。
【００２３】
図２において、処理後の材料２５は混合装置２１の下部から、ずり剪断力を与える装置３１へ送られる。ずり剪断力を与える装置３１は、内子３２と外子３３、３３’とから構成されており、内子３２は円錐台形状、外子３３、３３’は内子３２に対して一定のクリアランスを有して対峙する形状である。このクリアランスは、この装置の大きさ、処理量などにより適宜最適な値を設定できる。
混合後の材料２５は、内子３２と外子３３、３３’との間に形成された空間３４に供給され、ここで内子３２と外子３３、３３’との相対的な回転により、ずり剪断力を与えられる。なお、図示していないが、内子３２と外子３３、３３’は、各々独立して設定が可能な温調装置を有しており、内子３２には、混合後の材料２５と接する表面に溝加工が施されている。内子３２は駆動装置３５を有して回転する仕様、外子３３、３３’は固定した仕様である。処理後の材料２５は上記空間３４においてずり剪断力を与えられた後、回収装置３６に貯留される。なお、サイクロン装置３７は、カーボンブラック１とカップリング剤１１との供給時に混合装置２１内に供給された空気を排出するためのものである。
【００２４】
図３は、上記ずり剪断力を与える装置３１で用いられている内子３２に施されている溝の形状を表したものである。図３（ａ）は、内子３２表面の溝の加工形状、図３（ｂ）は溝の断面形状である。
図３（ａ）において、内子３２表面の溝３２ａは処理後の材料２５の導入方向５３に対して角度を有しており、内子３２の回転方向５４側へ曲線状に加工されている。これにより、混合後の材料２５にずり剪断力を与えるだけでなく、これを順次排出する機能を有している。
図３（ｂ）は溝３２ａの断面形状である。ここで溝幅３２ｂ、溝深さ３２ｃはいずれも、この装置の大きさ、処理量などにより適宜最適なものを用いることができる。
なお、図２及び図３においては、内子３２のみに溝３２ａが加工されている例を示したが、このほかにも、外子３３、３３’の処理後の材料２５と接する表面に溝加工が施されているものを併せて用いることもできる。
【００２５】
このようにして得られたカーボンブラックは、衝撃式粉砕装置により分散処理された際の粒径を実質的に維持した状態で、その表面がカップリング剤で被覆されているものである。
このような処理を行った後のカーボンブラックは、カーボンブラックの粒径が小さくなるとともに、自己流動性が向上するので、各種の組成物に配合した場合に、組成物における混合精度を高めることができる。
また、再度凝集して粒径の大きい凝集体を形成することを抑えられるので、例えば、熱硬化性樹脂組成物に配合して半導体パッケージの封止用に用いた場合でも、凝集体による絶縁特性低下を防止することができる。
【００２６】
なお、上記のカップリング剤によるカーボンブラック表面の被覆処理は、衝撃式粉砕装置により凝集体を分散させた後、できるだけ吸湿等の影響を受けないうちに実施することが好ましい。
【００２７】
また、上記カップリング剤による被覆は、カーボンブラック粒子表面の少なくとも一部においてなされていれば上記の効果を得ることができるが、好ましくは、実質的に全表面が被覆されていることが好ましい。これにより、より高い上記の効果を得ることができる。
【００２８】
本発明の製造方法においては、特に限定されないが、上記の方法で得られたカーボンブラック粒子を、さらに、衝撃式粉砕装置で分散処理することができる。
これにより、カーボンブラック粒子の粒度をさらに小さくすることができる。また、カップリング剤処理後の状態で、例えばカーボンブラック上にカップリング剤が局在化しているような場合でも、これを平均化する効果もあると考えられる。
また、このように衝撃式粉砕装置で再度分散処理した後、その粒度を実質的に維持することができる。この理由は、カップリング剤で表面が被覆された後のカーボンブラック粒子を分散すると、カップリング剤で表面が被覆されていない部分が露出するが、このように表面が被覆されていない部分が多数結合して凝集体を形成することは、確率的に極めて小さいと考えられるからである。
【００２９】
カーボンブラック粒子はその製法等により種々の特性を有するものがあるが、特に、凝集体を形成しやすいものや、凝集体を分散しにくいものを用いる場合、あるいは、組成物に配合するにあたってカーボンブラック粒子の粒度を特に小さくしたい場合などは、このようにカップリング剤による被覆処理後に、再度分散処理を行うことが効果的である。
なお、カップリング剤による被覆処理後に実施する分散処理は一回でもよいし、複数回数行うこともできる。
【００３０】
本発明の組成物の製造方法において、上記の方法で得られるカーボンブラック粒子の粒径は、カーボンブラックの種類、衝撃式粉砕装置の種類及び運転条件、カップリング剤による表面被覆処理の程度などにより異なるが、平均粒子径が３０μｍ以下であることが好ましく、特に１０μｍ以下であることが好ましい。
【００３１】
本発明の製造方法において用いられるカーボンブラックとしては特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。これらを単独で使用してもよいし、二種類以上を併用することもできる。
【００３２】
次に、本発明の熱硬化性樹脂組成物について説明する。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、無機充填材、及び上記本発明の製造方法により得られた組成物配合用カーボンブラックを含有することを特徴とする。
【００３３】
本発明の熱硬化性樹脂組成物（以下、単に「組成物」ということがある）に用いられる熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、例えば、
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールＡ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、
オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノ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、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。
【００３４】
これらの中でも、熱硬化性樹脂組成物を電子部品の封止用として用いる場合は、エポキシ樹脂が用いられる。このような用途におけるエポキシ樹脂の当量としては特に限定されないが、硬化性の観点から１５０〜３００ｇ／ｅｑであるものを用いることが好ましい。
【００３５】
また、上記熱硬化性樹脂とともに、必要に応じて硬化剤を配合することができる。硬化剤は各々の熱硬化性樹脂の種類に応じて、公知のものを使用することができる。
例えば、ノボラック型フェノール樹脂の場合はヘキサメチレンテトラミン、パラホルムアルデヒドなど、エポキシ樹脂の場合は酸無水物、ポリアミン化合物、イミダゾール化合物、フェノール樹脂などのポリフェノール化合物などを用いることができる。
【００３６】
特に、組成物を電子部品の封止用として用いる場合は、エポキシ樹脂の硬化剤としてフェノール樹脂が好ましく用いられる。
ここでフェノール樹脂としては、分子中にフェノール性水酸基を有するものであれば特に限定されないが、例えば、フェノールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリフェニルメタン樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、テルペン変性フェノール樹脂及びそれらの変性樹脂が挙げられる。これらのフェノール樹脂を用いる場合は、硬化性の観点から水酸基当量としては８０〜２５０ｇ／ｅｑであるものが好ましい。
【００３７】
また、上記硬化剤のほか、硬化促進剤を用いることもできる。
例えば、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂、硬化剤としてフェノール樹脂を用いる場合、硬化促進剤はエポキシ基と水酸基との反応を促進するものであればよく特に限定されないが、例えば、１、８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、トリフェニルホスフィン、ベンジルジメチルアミン、２−メチルイミダゾール、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレートなどがある。これらを単独で使用してもよいし、二種類以上を併用することもできる。
【００３８】
本発明の組成物に用いられる無機充填材としては特に限定されないが、例えば、タルク、焼成クレー等の等のケイ酸塩、アルミナ、シリカ、溶融シリカ等の酸化物、炭酸カルシウム、ハイドロタルサイト等の炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の水酸化物、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩または亜硫酸塩、ホウ酸亜鉛等のホウ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物等に代表される無機充填材、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリスルホン、ポリスチレン、フッ素樹脂等の各種熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂の粉末、またはこれらの樹脂で構成される共重合体等の粉末状有機充填材、木粉、パルプ、ケナフ、アラミド繊維、ポリエステル繊維等の繊維状有機充填材等に代表される有機充填材等が挙げられる。
【００３９】
上記充填材の中でも、エポキシ樹脂を配合した組成物を電子部品の封止用として用いる場合は、溶融破砕シリカ、溶融球状シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素などを使用することができる。特に、組成物を半導体封止材として用いる場合は、成形性、半導体装置に対する信頼性、熱膨張係数などのバランスから、溶融球状シリカが最も好ましい。
【００４０】
本発明の組成物における上記各成分の配合量としては特に限定されず、用いる熱硬化性樹脂や硬化剤、無機充填材の種類、あるいは、この組成物の用途などを考慮して最適な範囲を適宜選択することができる。
【００４１】
本発明の組成物には、上記に挙げた成分のほか、本発明の製造方法で用いられる以外のカップリング剤、難燃剤、難燃助剤、離型剤、低応力剤などの各種添加剤を併用することもできる。
【００４２】
本発明の組成物は、通常の方法により製造することができる。例えば、熱硬化性樹脂、硬化剤、無機充填材、及び本発明の製造方法により得られたカーボンブラック、その他の添加剤をミキサーにより混合した後、さらに熱ロールやニーダーなどの混練装置で溶融混練し、これを冷却後に粉砕して得ることができる。
【００４３】
このようにして得られた組成物は、各種熱硬化性樹脂成形品、半導体等の電子部品の封止、被覆、絶縁等に適用することができる。
本発明の組成物を用いて成形する方法としては特に限定されないが、射出成形、移送成形、及び圧縮成形等の公知の成形方法を適用することがことができる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
【００４５】
１．組成物配合用カーボンブラックの製造
＜実施例１＞
カーボンブラック（三菱化学社製、汎用カラータイプ）を、旋回流型衝撃式粉砕装置（日本ニューマチック工業社製・「超音速ジェット粉砕機・ＰＪＭ−２００ＳＰ」を用い、空気圧０．６ＭＰａで、５０ｇ／ｍｉｎで分散処理して、カーボンブラック粒子Ａを得た。
【００４６】
次に、図２に示した装置を用い、カーボンブラック粒子Ａと、カップリング剤（東芝シリコーン社製・「ＴＳＬ−８３５０」）を用いて、カップリング剤による表面被覆処理を行った。
カーボンブラック粒子Ａを供給するスプレー装置として、アトマックス社製・「ＢＮ−９０Ｓ１」を用い、空気圧を４ｋｇ／ｃｍ２として１００ｇ／分で供給するとともに、混合装置内に旋回流を発生させた。カップリング剤供給側のノズル霧化装置としては扶桑精機社製・「マジックカットｅ−ミスト（ノズル型ＦＮ−Ｚ４０）」を用い、空気圧を３．０ｋｇ／ｃｍ２として２３ｇ／分で供給した。
これらを、円筒部装置内径３００ｍｍ、円筒部及び円錐台部の装置内各高さ２５０ｍｍの円筒形状の混合装置を用いて混合した後、さらにずり剪断力を与えて処理し、カップリング剤により表面被覆処理を行ったカーボンブラック粒子Ｂを得た。
【００４７】
なお、ずり剪断力を与える装置の仕様及び運転条件は下記の通りで行った。
（１）内子の仕様：
円錐台形状であり、短径側（供給側）外径３０ｍｍ、長径側（排出側）外径６０ｍｍ、円錐台高さ８０ｍｍのものを使用した。溝形状は図３に示した平面形状及び断面形状を有するものを使用し、溝の断面の幅５ｍｍ、深さ２ｍｍとし、これを１２本均一ピッチで加工した。
（２）外子の仕様：
円錐台形状である内子と相対する全部位において同じクリアランスを有する形状とし、クリアランスを０．５ｍｍとした。溝加工は施されていないものを用いた。
（３）内子及び外子の温調条件：内子、外子とも常温に設定した。
（４）内子の運転条件：回転数を１２００ｒｐｍとした。
【００４８】
＜実施例２＞
実施例１で得られたカーボンブラック粒子Ｂを、旋回流型衝撃式粉砕装置（日本ニューマチック工業社製・「超音速ジェット粉砕機・ＰＪＭ−２００ＳＰ」を用い、空気圧０．６ＭＰａで、５０ｇ／ｍｉｎで分散処理して、カーボンブラック粒子Ｃを得た。
【００４９】
＜比較例＞
実施例１で使用したカーボンブラック粒子を、分散処理せずにそのまま使用した。
【００５０】
２．組成物の製造
表１に示した原材料を、ミキサーで常温混合した後、８０〜１００℃の加熱ロール装置で溶融混練した。これを冷却後に粉砕し、組成物を得た。
【００５１】
３．評価
上記で得られたカーボンブラック及び組成物について、下記項目の評価を行った。結果を表１に示す。
（１）カーボンブラックの平均粒子径：島津製作所社製・レーザー回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ−７０００」を用いて、体積平均粒子径を測定した。
（２）組成物のスパイラルフロー：ＥＭＭＩ−Ｉ−６６に準拠した金型を用い、金型温度１７５℃、射出圧力７ＭＰａ、保圧時間１２０秒間の条件で成形して測定した。
（３）成形した組成物中のカーボンブラック粒子径の測定：低圧トランスファー成形装置を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力６．９ＭＰａ、保圧時間１２０秒で１００ｍｍφ、厚さ３ｍｍの円板を成形した。この円盤面を、ダイヤモンドパッドを用いて表面研磨した。研磨した面を蛍光顕微鏡（オリンパス社製・「ＢＸ５１Ｍ−５３ＭＦ」）を用いて観察し、所定範囲内の粒子径を有するカーボンブラックの個数を各々測定した。これを２枚の円盤について実施し、その平均値を算出した。
【００５２】
【表１】
2005041967.tif 000002
【００５３】
＜表の注＞
（１）エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレジン社製・「ＹＸ４０００Ｈ」（ビフェニル型エポキシ樹脂、融点１０５℃、エポキシ当量１９５ｇ／ｅｑ）
（２）硬化剤：ノボラック型フェノール樹脂（軟化点６５℃、水酸基当量１０４）
【００５４】
実施例１及び２は、カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理する本発明の製造方法により得られたカーボンブラックであり、未処理のカーボンブラックを使用した比較例と比べて、平均粒子径が小さく分散性に優れたものであった。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、カーボンブラックを衝撃式粉砕装置で分散処理した後、カップリング剤によりその表面を被覆処理することを特徴とする組成物配合用カーボンブラックの製造方法であり、凝集性の強いカーボンブラックを効果的に分散させることができるとともに、再凝集をも抑えることができる。本発明の組成物配合用カーボンブラックの製造方法により得られたカーボンブラックは例えば、高い絶縁性能が要求される電子部品封止用の熱硬化性樹脂組成物材などに、特に好適に用いることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）カーボンブラックの供給装置（側断面図）
（ｂ）カップリング剤の供給装置（側断面図）
【図２】カーボンブラックの表面を、カップリング剤により被覆処理する装置の一例（側断面図）
【図３】（ａ）ずり剪断力を与える装置の内子表面の溝形状（側面図）
（ｂ）ずり剪断力を与える装置の内子表面の溝形状（断面図）
【符号の説明】
１  カーボンブラック
５  スプレー装置
１１  カップリング剤
１３  ノズル霧化装置
２１  混合装置
３１  ずり剪断力を与える装置
【図１】
2005041967.tif 000003
【図２】
2005041967.tif 000004
【図３】
2005041967.tif 000005