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公開番号2025070023
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023180039
出願日2023-10-19
発明の名称中空シリカ粒子
出願人花王株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類C01B 33/18 20060101AFI20250424BHJP(無機化学)
要約【課題】樹脂組成物調製の際の樹脂組成物前駆体の粘度の上昇を抑制し、該樹脂組成物の表面平滑性を向上できる中空シリカ粒子、並びにこれを用いた樹脂組成物及び絶縁材料に関する。
【解決手段】〔1〕コールターカウンター法で測定される平均粒子径が0.1μm以上3.0μm以下であり、コールターカウンター法で測定される、粒子径が4.0μmを超える粒子の中空シリカ粒子全体に対する個数割合が、20000ppm以下である、中空シリカ粒子、〔2〕前記〔1〕に記載の中空シリカ粒子を含有する、樹脂組成物、及び〔3〕前記〔2〕に記載の樹脂組成物を含む、絶縁材料。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
コールターカウンター法で測定される平均粒子径が０．１μｍ以上３．０μｍ以下であり、コールターカウンター法で測定される、粒子径が４．０μｍを超える粒子の中空シリカ粒子全体に対する個数割合が、２００００ｐｐｍ以下である、中空シリカ粒子。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
測定周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接が、０．００５０以下である、請求項１に記載の中空シリカ粒子。
【請求項３】
空孔率が４５％以上８０％以下である、請求項１又は２に記載の中空シリカ粒子。
【請求項４】
中空シリカ粒子の外殻の平均厚みが、２００ｎｍ以下である、請求項１～３のいずれかに記載の中空シリカ粒子。
【請求項５】
ＢＥＴ比表面積が、５ｍ
２
／ｇ以上３０ｍ
２
／ｇ以下である、請求項１～４のいずれかに記載の中空シリカ粒子。
【請求項６】
測定周波数１０ＧＨｚにおける比誘電率が、２．５以下である、請求項１～５のいずれかに記載の中空シリカ粒子。
【請求項７】
請求項１～６のいずれかに記載の中空シリカ粒子を含有する、樹脂組成物。
【請求項８】
請求項７に記載の樹脂組成物を含む、絶縁材料。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空シリカ粒子、樹脂組成物及び絶縁材料に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
５Ｇに代表される高速通信技術や自動運転に用いられるレーダーでは数十ＧＨｚの高周波の使用が検討されている。このような高周波の電波に対応する高周波回路においては、伝送損失や伝送遅延の低減のために、低誘電率、低誘電正接といった、誘電特性に優れる絶縁材料が必要とされており、誘電特性改善のために該絶縁材料にフィラーとして配合されるシリカ粒子についても同様の性能が求められている。これらの要求への対応として、シリカ粒子の誘電特性を高めるため、中空シリカ粒子を用いることが検討されている。また高周波回路は微細化が望まれており、該シリカ粒子の小粒子径化も求められている。
【０００３】
特許文献１には、無孔質の外殻の内部に空洞を有し、平均粒子径（Ｄ５０）が０．１～１０μｍのシリカ系中空粒子であって、水に懸濁した際、浮遊粒子が０．５～７．０質量％、懸濁粒子が０～４．０質量％、沈降粒子が８９．０～９９．５質量％であることを特徴とするシリカ系中空粒子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１０３６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中空シリカ粒子を高周波回路等の絶縁材料用フィラーとして用いる場合には、小型化や薄膜化に対応するため、平均粒子径が３．０μｍ以下であることが求められる。また、絶縁材料の誘電特性をより優れたものとするために、中空シリカ粒子が高空孔率であることが求められる。
しかしながら、特許文献１のシリカ系中空粒子は、平均粒子径（Ｄ５０）が０．１～１０μｍであることから、高周波回路等の絶縁材料に用いる樹脂組成物のフィラーに用いる場合、該樹脂組成物調製の際の樹脂組成物前駆体の粘度が高くなり、加工性が低下するという課題があった。また、粒子径が大きい粒子（粗大粒子）を多く含むためにより、得られる樹脂組成物にボイド（粒子による欠陥部分）が生じ、樹脂組成物の表面平滑性を損なう課題があった。
本発明は、樹脂組成物調製の際の樹脂組成物前駆体の粘度の上昇を抑制し、該樹脂組成物の表面平滑性を向上できる中空シリカ粒子、並びにこれを用いた樹脂組成物及び絶縁材料に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、コールターカウンター法で測定される平均粒子径が特定の範囲であり、かつ、特定の粒子径より大きい粒子の個数割合が低い中空シリカ粒子を用いることで、上記課題を解決し得ることを見出した。
本発明は、以下の〔１〕～〔３〕に関する。
〔１〕コールターカウンター法で測定される平均粒子径が０．１μｍ以上３．０μｍ以下であり、コールターカウンター法で測定される、粒子径が４．０μｍを超える粒子の中空シリカ粒子全体に対する個数割合が、２００００ｐｐｍ以下である、中空シリカ粒子。
〔２〕前記〔１〕に記載の中空シリカ粒子を含有する、樹脂組成物。
〔３〕前記〔２〕に記載の樹脂組成物を含む、絶縁材料。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、樹脂組成物調製の際の樹脂組成物前駆体の粘度の上昇を抑制し、更に得られる樹脂組成物の表面平滑性を向上できる中空シリカ粒子、並びにこれを用いた樹脂組成物及び絶縁材料を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［中空シリカ粒子］
本発明の中空シリカ粒子は、コールターカウンター法で測定される平均粒子径が０．１μｍ以上３．０μｍ以下であり、コールターカウンター法で測定される、粒子径が４．０μｍを超える粒子の中空シリカ粒子全体に対する個数割合が、２００００ｐｐｍ以下である。
本発明の中空シリカ粒子は、絶縁材料を構成する樹脂組成物のフィラーに用いた際、その調製時の樹脂組成物前駆体の粘度の上昇を抑制し、更に得られる樹脂組成物の表面平滑性を向上できる。
【０００９】
通常、樹脂組成物のフィラーに用いられるようなシリカ粒子の粒子径は、レーザー回折粒度分布測定によって測定される。しかしながら、中空構造を持つ中空シリカ粒子の場合は、中空部でレーザー光の多重散乱を起こすことから実態を表しているとは言えず、該測定で好適な粒子径範囲とされた中空シリカ粒子を樹脂組成物に配合した際は、該粒子径から推定される表面平滑性より劣るものとなってしまうことがある。つまり、レーザー回折粒度分布測定による測定値より大きい粒子径の粒子（粗大粒子）が、含まれていることが示唆された。
一方、本発明の中空シリカ粒子は、コールターカウンター法で測定される、粒子径が４．０μｍを超える粒子の中空シリカ粒子全体に対する個数割合が、２００００ｐｐｍ以下であることを特徴としている。
コールターカウンター法では、アパチャー（細孔）を通過する際の電気抵抗値の変化量が粒子の体積に比例するという測定原理のため粒子の全検出が可能となる。すなわち、本発明の中空シリカ粒子は、コールターカウンター法で測定される粒子径が大きい粒子の個数割合を規定することにより、４．０μｍを超える粒子の中空シリカ粒子全体に対する個数割合が２００００ｐｐｍ以下であることを正確に把握することができる。その結果、本発明の中空シリカ粒子は、樹脂組成物のフィラーに用いた際の該樹脂組成物の表面平滑性を向上できると考えられる。
【００１０】
本発明の中空シリカ粒子の平均粒子径（体積基準の平均粒子径）は、コールターカウンター法での測定において０．１μｍ以上３．０μｍ以下である。以下、本発明において「中空シリカ粒子の平均粒子径」は、コールターカウンター法で算出される体積基準の平均粒子径（（コールターカウンター法による測定で算出される各粒子径）×（同各粒子径の体積比率）の総和）を意味する。コールターカウンター法による体積基準の平均粒子径は実施例に記載の方法で測定される。
本発明においてコールターカウンター法で測定される中空シリカ粒子の平均粒子径が０．１μｍ以上３．０μｍ以下であることで、該中空シリカ粒子を樹脂組成物のフィラーに用いる場合、該樹脂組成物調製の際の樹脂組成物前駆体の粘度の上昇を抑制できる。
本発明のコールターカウンター法で測定される中空シリカ粒子の平均粒子径は、前記と同様の観点から０．１μｍ以上であり、好ましくは０．３μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは０．８μｍ以上、より更に好ましくは１．０μｍ以上、より更に好ましくは１．５μｍ以上であり、そして、３．０μｍ以下であり、好ましくは２．８μｍ以下、より好ましくは２．５μｍ以下、更に好ましくは２．２μｍ以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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