低α射线量硫酸钡颗粒以及其利用和其制造方法与流程

文档序号:15301177发布日期:2018-08-31 20:22阅读:230来源:国知局

本发明涉及低α射线量硫酸钡颗粒以及其制造方法。详细而言,本发明涉及二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒和其制造方法,进一步涉及这样的低α射线量硫酸钡颗粒的利用。



背景技术:

随着近年的电子部件的小型化、高集成化,电子设备中的存储器芯片等误操作的半永久的损伤、所谓软错误(softerror)的问题变得显著。引起这样的软错误的原因之一是由电子部件中的无机材料中包含的u、th、ra等α射线源产生的α射线。例如,随着电子部件的小型化、高集成化,构成电子部件的底部填充剂层薄层化,由此即使是源自阻焊剂层的微弱α射线,也出现了对存储器芯片的电荷造成影响等问题。

硫酸钡在各种树脂组合物中作为填充剂而配合,例如被配合于在印刷配线板的抗蚀剂层中使用的抗蚀剂墨水组合物中,但为了防止上述软错误,近年来,进一步强烈要求硫酸钡的低α射线量化。

以往,作为工业用途中使用的硫酸钡,已知通过将重晶石原料矿石破碎、分级而得到的沉性硫酸钡;和,还原重晶石原料矿石,使所生成的硫化钡在水中浸出从而得到硫化钡水溶液,并对其实施与硫酸反应的化学合成的手段从而得到的沉淀性硫酸钡。

此外,例如,已知使硫化钡水溶液与硫酸铵反应从而得到粒度分布窄、分散性得到改善的硫酸钡参照(专利文献1)。但是,针对硫酸钡的低α射线量化,没有任何记载。

以硫化钡水溶液作为出发物质,对其实施化学合成的手段从而制造低α射线量的氢氧化钡、碳酸钡的方法是已知的(参照专利文献2)。

但是,近年来,针对上述氢氧化钡、碳酸钡,此外针对硫酸钡本身,也要求进一步减少α射线量,但充分低α射线量的硫酸钡迄今是未知的,因此,像这样α射线量充分低的硫酸钡的高效率制造方法也是未知的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-50261号公报

专利文献2:日本特开平11-92139号公报。



技术实现要素:

发明要解决的课题

本发明人等为了解决上述低α射线量硫酸钡和其制造中的现有问题而进行深入研究的结果发现,即使是被认为α射线量少的基于化学合成的硫酸钡,其原料未充分降低α射线量时,也无法用于上述电子材料用途。

即,发现了:对将重晶石原料矿石破碎而得到的平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下的破碎矿实施淘洗处理和/或筛处理,去除大量包含二氧化硅的粗粒,根据上述破碎矿所具有的二氧化硅含量,将其二氧化硅含量减少至规定值,将以这样的方式得到的第1产物进行还原,制成作为第2产物的硫化钡,对其实施以往已知的化学合成,由此可以作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒,从而完成了本发明。

要说明的是,针对以往市售的硫酸钡而言,kishidachemicalco.,ltd.制(1级,纯度为98.0%)的二氧化硅含量为0.18重量%、α射线量为3.36cph/cm2,和光纯药工业(株)制(1级)的二氧化硅含量为0.18重量%、α射线量为3.19cph/cm2,sigma-aldrich制(纯度为99%)的二氧化硅含量为0.18重量%、α射线量为1.00cph/cm2,日本药典硫酸钡bax-40(堺化学工业(株)制,平均粒径为5.0μm)的二氧化硅含量为0.17重量%、α射线量为2.03cph/cm2,日本药典硫酸钡bax-80(堺化学工业(株)制,粒径为9.0μm)为二氧化硅含量为0.17重量%、α射线量为2.40cph/cm2

因此,本发明的目的在于,提供二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒、以及制造这样的低α射线量硫酸钡颗粒的方法。

进一步,本发明的目的在于,提供这样的低α射线量硫酸钡颗粒的利用、例如包含上述低α射线量硫酸钡颗粒的树脂组合物、特别是涂料组合物、抗蚀剂墨水组合物。

用于解决课题的手段

根据本发明,提供二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒。

进一步,根据本发明,提供对上述低α射线量硫酸钡颗粒用选自二氧化硅、二氧化硅水合物和氢氧化铝中的至少1种进行表面处理的表面处理的低α射线量硫酸钡颗粒。

此外,根据本发明,提供包含上述低α射线量硫酸钡颗粒的树脂组合物和涂料组合物、特别是抗蚀剂墨水组合物。

根据本发明,提供低α射线量硫酸钡颗粒的制造方法,其特征在于,将重晶石原料矿石破碎而得到的破碎矿是

(1)平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于0.65重量%且为1.6重量%以下的破碎矿;

(2)平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于1.6重量%且为2.5重量%以下的破碎矿;或

(3)平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于2.5重量%的破碎矿;

对上述破碎矿,作为步骤(1),

(a)进行淘洗处理;或

(b)进行筛处理;或

(c)进行淘洗处理和筛处理;

上述破碎矿为上述(1)时,制成二氧化硅含量为0.65重量%以下的破碎矿,

上述破碎矿为上述(2)时,制成二氧化硅含量为1.55重量%以下的破碎矿,

上述破碎矿为上述(3)时,制成二氧化硅含量为2.5重量%以下的破碎矿,

以这样的方式得到二氧化硅含量为上述的第1产物,

接着,作为步骤(2),将进行上述处理而得到的第1产物用还原剂进行还原,使作为第2产物而得到的硫化钡在水中浸出,从而得到硫化钡水溶液,

接着,作为步骤(3),向上述硫化钡水溶液中,

(a)添加碱金属硫酸盐水溶液;或

(b)添加硫酸;或

(c)添加盐酸,使其反应而得到氯化钡水溶液,使该氯化钡析出,使所得氯化钡溶解于水中,向所得氯化钡水溶液中添加碱金属硫酸盐水溶液并使其反应;或

(d)添加盐酸,使其反应而得到氯化钡水溶液,使该氯化钡析出,使所得氯化钡溶解于水中,将所得氯化钡水溶液苛性化而得到氢氧化钡水溶液,使其与硫酸反应;

使以这样的方式生成的硫酸钡作为第3产物而析出,回收,得到二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒。

根据本发明,上述方法中,可以将重晶石原料矿石破碎而得到的上述破碎矿进行酸加热处理后,进行上述步骤(1)的处理。

进一步,根据本发明,提供下述方法:以上述方式通过上述步骤(1)至(3)而得到低α射线量硫酸钡颗粒,接着,作为步骤(4),对上述低α射线量硫酸钡颗粒用选自二氧化硅、二氧化硅水合物和氢氧化铝中的至少1种实施表面处理,制造α射线量为0.07cph/cm2以下的表面处理的低α射线量硫酸钡颗粒。

发明的效果

根据本发明的方法,对将重晶石原料矿石破碎而得到的平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下的破碎矿实施淘洗处理和/或筛处理,去除大量包含二氧化硅的粗粒,根据上述破碎矿所具有的二氧化硅含量,将其二氧化硅含量减少至规定值,将以这样的方式得到的减少了二氧化硅含量的第1产物进行还原,制成作为第2产物的硫化钡,对其实施以往已知的化学合成,由此可以作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒。

而且,根据本发明,在化学合成的阶段中,可以将所得硫酸钡颗粒的平均粒径任意控制至例如0.01μm左右至数十μm左右、例如10~20μm左右。

因此,例如不预先将所使用的破碎矿粉碎至平均粒径为1μm以下,也可以容易地得到平均粒径为1μm以下的低α射线量硫酸钡颗粒。

此外,像这样,平均粒径为1μm以下的低α射线量硫酸钡颗粒例如可以适合地用作除了抗蚀剂墨水组合物的之外还有各种树脂组合物、涂料组合物中的填充剂。

具体实施方式

针对本发明所涉及的低α射线量硫酸钡颗粒的制造方法进行说明。

所涉及的本发明低α射线量硫酸钡颗粒的制造方法中,将重晶石原料矿石破碎而得到的破碎矿是

(1)平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于0.65重量%且为1.6重量%以下的破碎矿;

(2)平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于1.6重量%且为2.5重量%以下的破碎矿;或

(3)平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于2.5重量%的破碎矿;

对上述破碎矿,作为步骤(1),

(a)进行淘洗处理;或

(b)进行筛处理;或

(c)进行淘洗处理和筛处理;

上述破碎矿为上述(1)时,制成二氧化硅含量为0.65重量%以下的破碎矿,

上述破碎矿为上述(2)时,制成二氧化硅含量为1.55重量%以下的破碎矿,

上述破碎矿为上述(3)时,制成二氧化硅含量为2.5重量%以下的破碎矿,

以这样的方式得到二氧化硅含量为上述的第1产物,

接着,作为步骤(2),将进行上述处理而得到的第1产物用还原剂进行还原,使作为第2产物而得到的硫化钡在水中浸出,从而得到硫化钡水溶液,

接着,作为步骤(3),向上述硫化钡水溶液中,

(a)添加碱金属硫酸盐水溶液;或

(b)添加硫酸;或

(c)添加盐酸,使其反应而得到氯化钡水溶液,使该氯化钡析出,使所得氯化钡溶解于水中,向所得氯化钡水溶液中添加碱金属硫酸盐水溶液并使其反应;或

(d)添加盐酸,使其反应而得到氯化钡水溶液,使该氯化钡析出,使所得氯化钡溶解于水中,将所得氯化钡水溶液苛性化而得到氢氧化钡水溶液,使其与硫酸反应;

使以这样的方式生成的硫酸钡作为第3产物而析出,回收,得到二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒。

即,本发明的第1方法中,对将重晶石原料矿石破碎而得到的平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于0.65重量%且为1.6重量%以下的破碎矿,作为步骤(1),

(a)进行淘洗处理;或

(b)进行筛处理;或

(c)进行淘洗处理和筛处理;

制成二氧化硅含量为0.65重量%以下的破碎矿,得到第1产物,将其通过步骤(2)和步骤(3)进行处理,从而得到二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒。

本发明的第2方法中,对将重晶石原料矿石破碎而得到的平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于1.6重量%且为2.5重量%以下的破碎矿,作为步骤(1),

(a)进行淘洗处理;或

(b)进行筛处理;或

(c)进行淘洗处理和筛处理,制成二氧化硅含量为1.55重量%以下的破碎矿,得到第1产物,将其通过步骤(2)和步骤(3)进行处理,从而得到二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒。

本发明的第3方法中,对将重晶石原料矿石破碎而得到的平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于2.5重量%的破碎矿,作为步骤(1),

(a)进行淘洗处理;或

(b)进行筛处理;或

(c)进行淘洗处理和筛处理,制成二氧化硅含量为2.5重量%以下的破碎矿,得到第1产物,将其通过步骤(2)和步骤(3)进行处理,从而得到二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒。

本发明的第1方法中,优选为对将重晶石原料矿石破碎而得到的平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于0.65重量%且为1.1重量%以下的破碎矿进行步骤(1),制成二氧化硅含量为0.64重量%以下的破碎矿。

本发明的第2方法中,优选为对将重晶石原料矿石破碎而得到的平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量多于1.6重量%且为2重量%以下、更优选多于1.6重量%且为1.8重量%以下的破碎矿进行步骤(1),制成二氧化硅含量为1.54重量%以下的破碎矿。

本发明的第3方法中,优选破碎矿的二氧化硅含量多于2.5重量%且为3.5重量%以下。并且,更优选对将重晶石原料矿石破碎而得到的平均粒径为5~50μm、α射线量为1cph/cm2以下、二氧化硅含量3~3.4重量%的范围、更优选为3.1~3.4重量%的范围的破碎矿进行步骤(1),制成二氧化硅含量为2.4重量%以下的破碎矿。

根据本发明,优选使用将重晶石原料矿石破碎为平均粒径为8~20μm而得到的破碎矿。

破碎矿具有多于1cph/cm2的α射线量时,即使将这样的破碎矿按照本发明进行处理,也有可能无法得到目标的α射线量为0.07cph/cm2以下的硫酸钡颗粒。

重晶石原料矿石根据其产地,其二氧化硅含量、α射线量些许不同,但根据本发明,通过适当选择重晶石原料矿石并将其破碎,可以分别得到具有前述那样的二氧化硅含量的破碎矿(1)至(3)。

本发明中,作为上述破碎矿,根据产地而不同,可以适合地使用将多种中国产的重晶石原料矿石、墨西哥产的重晶石原料矿石破碎而得到的破碎矿。

根据本发明的方法,对上述破碎矿作为上述步骤(1)而实施上述淘洗处理和/或筛处理,根据上述破碎矿所具有的二氧化硅含量,去除二氧化硅含量多的粗粒,减少至规定的二氧化硅含量,由此得到第1产物。

如后述那样,对破碎矿最初实施酸加热处理后,作为上述步骤(1)而实施上述淘洗处理和/或筛处理,由此可以得到二氧化硅含量进一步减少的第1产物。

淘洗处理是指根据固体颗粒的比重的不同而在流体中分选其固体颗粒的操作。本发明中,将上述破碎矿的水浆料投入淘洗槽中,从该淘洗槽的下部以恒定的比例供给淘洗水,并且从淘洗槽的上部以与上述淘洗水的供给速度相同的速度回收淘洗槽的上清液,持续进行上述操作,分离为包含硫酸钡含量多且比重大的破碎矿的浆料层、和包含二氧化硅含量多且比重小的破碎矿的上清液层的2层。

在此,硫酸钡含量多且比重大的破碎矿在淘洗槽中沉降速度快,二氧化硅含量多且比重小的破碎矿在淘洗槽中沉降速度慢,因此可以将上述硫酸钡含量多且比重大的破碎矿从淘洗槽中作为底流而回收,另一方面,二氧化硅含量多且比重小的破碎矿可以从淘洗槽中作为溢流而回收。

以这样的方式,根据本发明,通过淘洗处理,可以以高效率从破碎矿中分离硫酸钡含量多且比重大的破碎矿、和包含大量二氧化硅且比重小的破碎矿。要说明的是,硫酸钡的比重为4.5,二氧化硅的比重为2.2。

当然,通过将破碎矿进行淘洗处理,也能够一并去除破碎矿中的比重小的各种杂质成分、粒径小的杂质成分。

一般而言,作为对利用淘洗处理的固体颗粒的分离效率造成影响的因子,可以举出固体颗粒的粒径、固体颗粒的密度、淘洗中使用的流体的密度和粘度、向淘洗槽中的供给速度等。

本发明中没有特别限定,使用添加硫酸、盐酸那样的无机酸、或有机酸从而将ph调整至3以下、优选2以下的淘洗水,并且调整该淘洗水向淘洗槽中的供给速度,将包含硫酸钡含量多且比重大的破碎矿的浆料层维持为投入淘洗槽中的浆料的总体积的大约70~90%,由此可以促进二氧化硅含量多且比重小的破碎矿浮起至上清液层中,以这样的方式、可以将二氧化硅含量多且比重小的破碎矿作为溢流而从硫酸钡含量多且比重大的破碎矿中以高效率分离。本发明中,作为这样的酸性的淘洗水,特别地优选包含硫酸。

筛处理是指使用筛从而根据固体颗粒的粒径的不同而分选其固体颗粒的操作。本发明中,步骤(1)中,进行淘洗处理和筛处理时,优选按顺序进行淘洗处理和筛处理。

将重晶石原料矿石破碎而得到的破碎矿中,因硫酸钡(莫氏硬度为3.5)与二氧化硅(莫氏硬度为7)的硬度不同,大量包含硫酸钡的破碎矿通常被粉碎至粒径为10μm左右,大量包含二氧化硅的破碎矿通常无法被粉碎至具有与大量包含硫酸钡的破碎矿同样小的粒径,多数作为粒径为40μm以上的粗粒而残存于破碎矿中。

像这样,本发明人等发现,将重晶石原料矿石破碎至平均粒径为5~50μm左右、优选平均粒径为8~20μm左右、例如平均粒径为10μm左右而得到的破碎矿中,二氧化硅与硫酸钡相比更硬,因此大量包含二氧化硅的破碎矿成分容易作为粗粒而残留,并且这样的二氧化硅为主要成分的粗粒中大量包含成为α射线产生源的成分。

因此,对将重晶石原料矿石破碎而得到的破碎矿在步骤(1)中实施淘洗处理和/或筛处理,去除上述粗粒,由此能够得到有效地减少了二氧化硅量的第1产物。

为了从粒径为10μm左右的大量包含硫酸钡的破碎矿中以高效率分离大量包含二氧化硅的粒径40μm以上的粗粒,通常优选使用500目(网眼为25μm)、400目(网眼为38μm)或325目(网眼为45μm)的网筛,特别地,优选使用网眼小的500目(网眼为25μm)的网筛。

即,将破碎矿的浆料用网筛进行处理时,粒径为10μm左右的大量包含硫酸钡的微粒迅速转移至筛下,与此相对,粒径为40μm以上的大量包含二氧化硅的粗粒难以通过上述网筛,因此被捕捉在筛上,其结果是,根据本发明,能够从粒径为10μm左右的大量包含硫酸钡的破碎矿中以高效率分离大量包含二氧化硅的粒径40μm以上的粗粒。

像这样,根据本发明,对将重晶石原料矿石破碎而得到的破碎矿在前述步骤(1)中实施淘洗处理和/或筛处理,去除二氧化硅含量多的粗粒,根据上述破碎矿所具有的二氧化硅含量,将其二氧化硅含量减少至规定值,得到第1产物,接着,将该第1产物用还原剂还原,得到作为第2产物的硫化钡,对该硫化钡实施以往已知的化学合成,由此可以作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量的沉淀性硫酸钡颗粒。作为上述还原剂,没有特别限定,可以举出例如碳作为优选的例子。

作为以硫化钡水溶液作为出发物质、通过化学合成的手段得到沉淀性硫酸钡的方法,可以举出例如下述方法。

(a)向硫化钡水溶液中添加碱金属硫酸盐溶液,使硫化钡与上述碱金属硫酸盐反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,得到低α射线量硫酸钡颗粒。作为上述碱金属硫酸盐,可以举出例如硫酸钠、硫酸钾、硫酸钠钾、硫酸铵等。

(b)向硫化钡水溶液中添加硫酸,使硫化钡与硫酸反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,得到低α射线量硫酸钡颗粒。

(c)向硫化钡水溶液中添加盐酸,使其反应而得到氯化钡水溶液,从其中使氯化钡析出,使所得氯化钡再次溶解于水中,制成水溶液,向其中添加碱金属硫酸盐水溶液,使氯化钡与上述碱金属硫酸盐反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,得到低α射线量硫酸钡颗粒。

(d)向硫化钡水溶液中添加盐酸,使其反应而得到氯化钡水溶液,从其中使氯化钡析出,使所得氯化钡再次溶解于水中,制成水溶液,添加氢氧化钠水溶液而苛性化,得到氢氧化钡水溶液,从其中使氢氧化钡析出,使其再次溶解于水中,得到氢氧化钡水溶液,向其中添加硫酸,使氢氧化钡与硫酸反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,得到低α射线量硫酸钡颗粒。

如熟知那样,上述化学合成的阶段中,通过控制反应条件,可以任意地控制所得硫酸钡颗粒的平均粒径。

上述化学合成的手段之中,如果以方法(b)为例,则例如对所得硫化钡水溶液添加几乎等摩尔量的硫酸而使其反应,由此可以析出粒径为数μm至数十μm左右的硫酸钡颗粒。

另一方面,通过对硫化钡水溶液添加过少摩尔量或过剩摩尔量的硫酸而使其反应,可以析出粒径为0.2~1μm左右的硫酸钡颗粒。但是,此时,在相对于硫化钡水溶液而言硫酸达到过少摩尔量或过剩摩尔量的状态下,将硫化钡水溶液和硫酸剧烈混合搅拌从而使其反应,由此可以析出粒径为0.01~0.1μm的非常微细的硫酸钡颗粒。

根据本发明,可以得到α射线量为0.07cph/cm2以下、且具有任意的平均粒径的低α射线量硫酸钡颗粒。

通过本发明得到的低α射线量硫酸钡颗粒的纯度为96.5%以上、优选为97.5%以上。

像这样,根据本发明,例如可以得到平均粒径为1μm以下的低α射线量硫酸钡颗粒,这样的低α射线量硫酸钡颗粒在树脂中的分散性优异。因此,例如将本发明所涉及的低α射线量硫酸钡颗粒作为填充剂而配合的树脂组合物能够更有效地表现出硫酸钡具有的电绝缘性、耐热性、对酸、碱的化学的稳定性、耐树脂劣化性等优异的特性。

根据本发明,如前述那样,根据需要,可以将破碎矿在酸加热处理后进行步骤(1)。

上述酸加热处理是指向上述破碎矿的水浆料中添加酸并加热的操作。像这样,向上述破碎矿的水浆料中添加酸并加热,由此能够使大量包含二氧化硅的破碎矿漂浮于上清液中,因此,可以例如通过倾析而去除上述大量包含二氧化硅的破碎矿。

即,如果将破碎矿首先进行酸加热处理,其后将像这样进行了处理的破碎矿通过步骤(1)进行处理,则能够从破碎矿中进一步减少二氧化硅量,因此,通过对这样的破碎矿进行后续的步骤的处理,能够得到进一步低α射线量的硫酸钡颗粒。并且,能够得到还去除了铝、铁、钾、钙、钠、镁、磷成分等的破碎矿。

特别地,根据本发明,所使用的破碎矿具有较高的二氧化硅含量时,通过将这样的破碎矿进行酸加热处理,能够有效地去除并减少破碎矿中的二氧化硅含量,因此将以这样的方式得到的破碎矿按照步骤(1)进行处理,由此能够得到二氧化硅含量进一步减少的第1产物。即,即使在破碎矿具有较高二氧化硅含量的情况中,进行酸加热处理后,进行步骤(1)至步骤(3),由此也能够得到与使用二氧化硅含量低的破碎矿的情况几乎相同的低α射线量的硫酸钡。

当然,根据本发明,对二氧化硅含量较低的破碎矿实施酸加热处理后,进行步骤(1)至步骤(3),由此可以得到α射线量进一步减少的硫酸钡。

以上述方式,通过本发明得到的低α射线量硫酸钡颗粒的二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下。此外,bet比表面积没有特别限定,通常为1~100m2/g的范围、优选为1~75m2/g的范围。

与在硫酸钡颗粒的内部存在的α射线源相比,在颗粒表层存在的α射线源对外部的环境的α射线的影响力更强,来自在颗粒表层存在的α射线源的α射线未被遮蔽而对外部的环境造成强烈影响。因此,可以认为,颗粒的表面积越高,则在颗粒表面存在的α射线源的存在概率越高,对于外部的环境的软错误的风险提高。因此,作为其指标,只要采用α射线量与bet比表面积之积,则该值越小,意味着α射线的影响力越小。

通过本发明得到的低α射线量硫酸钡颗粒如上述那样,α射线量的最大值小至0.07cph/cm2,因此上述α射线量×bet比表面积的值与α射线量的值大的硫酸钡颗粒相比显著更小。即,本发明所涉及的低α射线量硫酸钡颗粒的α射线量小,因此特别是平均粒径小的颗粒的上述α射线量×bet比表面积的值显著地小,对于例如平均粒径为1μm以下的颗粒,例如将其作为填充剂而配合的抗蚀剂墨水组合物难以引起前述那样的软错误。

根据本发明,可以以上述方式得到低α射线量硫酸钡颗粒,但为了提高树脂组合物中的分散性、提高对树脂成分的相容性等,可以对所得低α射线量硫酸钡颗粒实施利用选自二氧化硅、二氧化硅水合物和氢氧化铝中的至少1种的表面处理。

为了对低α射线量硫酸钡颗粒用二氧化硅水合物实施表面处理,只要通过已知的方法即可,例如将低α射线量硫酸钡颗粒的水浆料升温至例如50~90℃,向其中添加氢氧化钠水溶液,接着,向上述浆料中添加硅酸钠水溶液,接着添加硫酸并搅拌,其后,将所得浆料进行过滤、水洗、干燥即可。

此外,为了对低α射线量硫酸钡颗粒用氢氧化铝进行表面处理,只要通过已知的方法即可,例如向低α射线量硫酸钡颗粒的水浆料中添加氢氧化钠水溶液后,添加铝酸钠水溶液和硫酸后,进行搅拌,将以这样的方式得到的浆料进行过滤、水洗、干燥即可。

利用二氧化硅或二氧化硅水合物的低α射线量硫酸钡颗粒的表面处理量优选基于表面处理的低α射线量硫酸钡颗粒以二氧化硅换算计优选为0.1~10重量%的范围、特别优选为0.5~5重量%的范围。此外,低α射线量硫酸钡颗粒的利用氢氧化铝的表面处理量优选基于表面处理的低α射线量硫酸钡颗粒以氧化铝换算计优选为0.1~10重量%的范围、特别优选为0.5~5重量%的范围。针对利用二氧化硅或二氧化硅水合物的表面处理量、利用氢氧化铝的表面处理中任一者,表面处理量基于表面处理的低α射线量硫酸钡低于0.1重量%时,无法充分给予表面处理的效果,另一方面,大于10重量%时,有可能使硫酸钡的功能降低。

根据本发明,如前述那样,在化学合成的阶段中,可以任意控制所得硫酸钡的平均粒径。因此,平均粒径小的低α射线量硫酸钡颗粒可以适合用作各种水系或有机系的分散体中的分散质。例如,可以适合地在各种树脂组合物中作为填充剂而配合。作为树脂组合物,可以例示出例如涂料组合物、抗蚀剂墨水组合物。

一般而言,本发明中,构成树脂组合物的树脂可以为热塑性树脂、热固性树脂中任一者,因此,作为具体例,可以举出环氧树脂、酚醛树脂、聚苯硫醚(pps)树脂、聚酯系树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、马来酰亚胺树脂、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯・丙烯酸乙酯共聚物(eea)树脂、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、聚缩醛、聚苯醚、聚醚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)树脂、液晶树脂(lcp)、硅酮树脂、丙烯酸树脂等。

上述树脂组合物中,低α射线量硫酸钡颗粒的配合量没有特别限定,相对于树脂组合物总量通常为5~75体积%的比例、优选为10~70体积%的范围。

实施例

以下,举出实施例和比较例详细说明本发明,但本发明不因这些实施例而受到限定。

以下的实施例和比较例中,使用下述的重晶石原料矿石。

重晶石原料矿石a:中国产,硫酸钡含量95重量%以上

重晶石原料矿石b:中国产,硫酸钡和硫酸锶的含量95重量%以上

重晶石原料矿石c:中国产,硫酸钡和硫酸锶的含量95重量%以上

重晶石原料矿石d:中国产,硫酸钡和硫酸锶的含量95重量%以上

重晶石原料矿石e:墨西哥产,硫酸钡和硫酸锶的含量95重量%以上。

以下的实施例和比较例中,对将重晶石原料矿石破碎而得到的破碎矿的浆料,首先在进行酸加热处理时,从所得浆料中采集少量的试样,干燥后,测定二氧化硅含量。将上述二氧化硅含量在表1和表2中示于酸加热处理栏。

将上述破碎矿的水浆料进行淘洗处理时,从回收的底流中采集少量的试样,过滤、干燥后,测定二氧化硅含量。对于上述二氧化硅含量,在表1和表2中在淘洗处理栏中示出二氧化硅含量。

将上述破碎矿的水浆料进行筛处理时,将筛下的浆料进行过滤、水洗、干燥后,测定二氧化硅含量。将上述二氧化硅含量在表1和表2中示于筛处理栏。

对硫化钡实施化学合成反应而得到硫酸钡时,从所得反应混合物中将硫酸钡进行过滤、水洗、干燥后,测定α射线量、平均粒径、二氧化硅含量和bet比表面积,此外,求出α射线量×比表面积值。这些值在表1和2中,示于低α射线量硫酸钡栏。

以下的实施例和比较例中得到的第1产物(作为破碎矿的硫酸钡)和第3产物(通过化学合成而得到的低α射线量沉淀性硫酸钡)的物性以下述方式评价。

α射线量(cph/cm2)

通过低水平α射线测定装置lacs-4000m(sumikachemicalanalysisservice.ltd.制)测定。测定时,在装置的试样测定部的不锈钢板(1000cm2)上铺填试样,经过99小时而测定。

平均粒径(d50)(μm)

通过激光衍射/散射式粒度分布测定装置microtracmt-3300exii(日机装(株)制),求出体积基准的中值直径。

二氧化硅(sio2)含量(重量%)

通过荧光x射线分析装置zsxprimusii(rigakucorporation制)进行测定。按照已知的方法,进行标准试样的测定,将与荧光x射线强度的关系制成标准曲线,进行二氧化硅(sio2)的定量。

氧化铝(al2o3)含量(重量%)

通过荧光x射线分析装置zsxprimusii(rigakucorporation公司制)进行测定。按照已知的方法,进行标准试样的测定,将与荧光x射线强度的关系制成标准曲线,进行氧化铝(al2o3)的定量。

第3产物(通过化学合成而得到的低α射线量沉淀性硫酸钡颗粒)的组成

通过具有铜管球的x射线衍射装置ultimaii(rigakucorporation公司制)进行分析的结果是,所有实施例和比较例中,确认第3产物为硫酸钡。

表面处理的低α射线量硫酸钡颗粒的利用二氧化硅和氧化铝的表面处理量

通过荧光x射线分析装置zsxprimusii(rigakucorporation公司制)进行测定。按照已知的方法,进行标准试样的测定,将与荧光x射线强度的关系制成标准曲线,进行表面处理量的定量。

硫酸钡纯度(重量%)

通过荧光x射线分析装置zsxprimusii(rigakucorporation制)进行测定。按照已知的方法,进行标准试样的测定,将与荧光x射线强度的关系制成标准曲线,进行硫酸钡(baso4)的定量。

实施例1

(第1方法)

向将重晶石原料矿石a破碎而得到的α射线量为0.13cph/cm2、平均粒径为10.06μm、二氧化硅含量为0.70重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度达到125g/l的浆料12l。

向纯水30l中,添加62.5重量%硫酸120ml和35重量%盐酸250ml,进一步,添加纯水,制备总计60l、ph1.6的淘洗水。

向容积为13l的淘洗槽中投入上述浆料,将来自该淘洗槽的溢流废弃的同时,从上述淘洗槽下部以1l/分钟的流速持续1小时投入上述淘洗水60l。其后,继续进行将溢流废弃的同时以1l/分钟的流速以1小时投入纯水60l的淘洗处理,从而作为浆料而回收底流。

将上述回收的浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.51重量%的第1产物。

将上述第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合后,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。接着,向上述硫化钡水溶液中,添加30重量%硫酸水溶液,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.18重量%、α射线量为0.02cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例2

(第1方法)

向将重晶石原料矿石b破碎而得到的α射线量为0.45cph/cm2、平均粒径为10.24μm、二氧化硅含量为0.90重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为125g/l的浆料12l。

将上述破碎矿的水浆料与实施例1同样地进行淘洗处理,作为浆料而回收底流。将上述回收的浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.63重量%的第1产物。

将上述第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合后,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。接着,向以这样的方式得到的硫化钡水溶液中,添加30重量%硫酸水溶液,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.18重量%、α射线量为0.04cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例3

(第1方法)

向将重晶石原料矿石b破碎而得到的α射线量为0.45cph/cm2、平均粒径为10.24μm、二氧化硅含量为0.90重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为125g/l的浆料12l。

将上述破碎矿的水浆料与实施例1同样地进行淘洗处理,作为浆料而回收底流。将上述回收的浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.63重量%的第1产物。

将所得第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合后,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。接着,向所得硫化钡水溶液中,添加硫酸钠水溶液,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.20重量%、α射线量为0.04cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例4

(第1方法)

向将重晶石原料矿石b破碎而得到的α射线量为0.45cph/cm2、平均粒径为10.24μm、二氧化硅含量为0.90重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为125g/l的浆料12l。

将上述破碎矿的水浆料与实施例1同样地进行淘洗处理,作为浆料而回收底流。将上述回收的浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.63重量%的第1产物。

将上述第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向上述硫化钡水溶液中添加35重量%盐酸,在60℃的温度下制备氯化钡饱和水溶液。接着,将上述饱和水溶液的温度降低至30℃,使其重结晶,得到氯化钡。

将该氯化钡再次溶解于水中,制成氯化钡水溶液,向其中添加硫酸钠水溶液,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.19重量%、α射线量为0.04cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例5

(第1方法)

向将重晶石原料矿石b破碎而得到的α射线量为0.45cph/cm2、平均粒径为10.24μm、二氧化硅含量为0.90重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为125g/l的浆料12l。

将上述破碎矿的水浆料与实施例1同样地进行淘洗处理,作为浆料而回收底流。将上述回收的浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.63重量%的第1产物。

将上述第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向所得硫化钡水溶液中添加35重量%盐酸,在60℃下制备氯化钡饱和水溶液,接着,将该饱和水溶液的温度降低至30℃,使其重结晶,得到氯化钡。

将上述氯化钡溶解于水中,制成氯化钡水溶液,向其中添加氢氧化钠水溶液,进行苛性化,生成氢氧化钡,使其重结晶后,再次溶解于水中,得到氢氧化钡水溶液,向其中添加30重量%硫酸,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,制成第3产物,得到二氧化硅含量为0.17重量%、α射线量为0.02cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例6

(第2方法)

向将重晶石原料矿石c破碎而得到的α射线量为0.95cph/cm2、平均粒径为10.03μm、二氧化硅含量为1.71重量%的破碎矿1500g中,添加纯水125ml,充分搅拌而制成浆料。

向该浆料中,添加62.5重量%硫酸437.5ml和35重量%盐酸125ml,充分搅拌后,升温至110℃,经过3小时,进行酸加热处理。将以这样的方式进行了酸加热处理的破碎矿的水浆料冷却至常温,通过倾析而进行4次水洗,得到经酸加热处理的破碎矿。

接着,向上述经酸加热处理的破碎矿中添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为约125g/l的浆料12l。

将上述破碎矿的水浆料与实施例1同样地进行淘洗处理,作为浆料而回收底流。将上述回收的浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.77重量%的第1产物。

将上述第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向上述硫化钡水溶液中,添加30重量%硫酸,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.18重量%、α射线量为0.04ph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例7

(第1方法)

向将重晶石原料矿石a破碎而得到的α射线量为0.13cph/cm2、平均粒径为10.06μm、二氧化硅含量为0.70重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为125g/l的浆料12l。

将上述破碎矿的水浆料与实施例1同样地进行淘洗处理,作为浆料而回收底流,将该浆料过滤、干燥,得到二氧化硅含量为0.61重量%的第1产物。

将以这样的方式得到的第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。

向该硫化钡水溶液中添加35重量%盐酸并加热,在60℃下制备氯化钡饱和水溶液,接着,将该饱和水溶液的温度降低至30℃,使其重结晶,得到氯化钡。将该氯化钡再次溶解于纯水中,制成水溶液,向其中添加30重量%氢氧化钠水溶液,进行苛性化,生成氢氧化钡。使所得氢氧化钡重结晶后,再次溶解于纯水中,制成氢氧化钡水溶液,向其中添加30重量%硫酸,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.18重量%、α射线量为0.02cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例8

(第1方法)

向将重晶石原料矿石a破碎而得到的α射线量为0.13cph/cm2、平均粒径为10.06μm、二氧化硅含量为0.70重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为300g/l的浆料5l。

将该浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、干燥,得到二氧化硅含量为0.64重量%的第1产物。

将该第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。

向上述硫化钡水溶液中,添加35重量%盐酸并加热,在60℃下制备氯化钡饱和水溶液,接着,将该饱和水溶液的温度降低至30℃,使其重结晶,得到氯化钡后,将其再次溶解于纯水中,制成氯化钡水溶液,向其中添加硫酸钠水溶液,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.19重量%、α射线量为0.03cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例9

(第2方法)

向将重晶石原料矿石c破碎而得到的α射线量为0.95cph/cm2、平均粒径为10.03μm、二氧化硅含量为1.71重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为125g/l的浆料12l。

将上述破碎矿的水浆料与实施例1同样地进行淘洗处理,作为浆料而回收底流。将上述回收的底流的浆料过滤、干燥,得到二氧化硅含量1.35重量%的第1产物。

将所得第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向所得硫化钡水溶液中,添加硫酸钠水溶液,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.44重量%、α射线量为0.06cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例10

(第2方法)

向将重晶石原料矿石c破碎而得到的α射线量为0.95cph/cm2、平均粒径为10.03μm、二氧化硅含量为1.71重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为300g/l的浆料5l。

将该浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、干燥,得到二氧化硅含量为1.46重量%的第1产物。

将该第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向所得硫化钡水溶液中,添加硫酸钠水溶液,使硫化钡与硫酸钠反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.56重量%、α射线量为0.07cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例11

(第2方法)

向将重晶石原料矿石d破碎而得到的α射线量为0.99cph/cm2、平均粒径为10.78μm、二氧化硅含量为1.76重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为300g/l的浆料5l。

将该浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、干燥,得到二氧化硅含量为1.54重量%的第1产物。

将以这样的方式得到的第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向所得硫化钡水溶液中,添加硫酸钠水溶液,使硫化钡与硫酸钠反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.59重量%、α射线量为0.07cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例12

(第1方法)

向将重晶石原料矿石b破碎而得到的α射线量为0.45cph/cm2、平均粒径为10.24μm、二氧化硅含量为0.90重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为125g/l的浆料12l。

将上述破碎矿的水浆料与实施例1同样地进行淘洗处理,作为浆料而回收底流。将上述回收的浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.63重量%的第1产物。

将以这样的方式得到的第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向所得硫化钡水溶液中,添加30重量%硫酸,使硫化钡与硫酸反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.18重量%、α射线量为0.04cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。作为第2产物而得到低α射线量硫酸钡颗粒。

接着,使所得硫酸钡分散于纯水中,制成以硫酸钡换算为150g/l的浆料。将该浆料8l(以硫酸钡计为1200g)进行搅拌并升温至70℃后,添加30重量%氢氧化钠水溶液,将ph调整至9.5,一次性添加以二氧化硅换算计141g/l的硅酸钠水溶液85ml,接着耗费120分钟定量滴加30重量%硫酸25.5ml后,继续60分钟搅拌。

其后,将所得浆料冷却至40℃,添加30重量%氢氧化钠水溶液,将ph调整至8.5。接着,以将该浆料的ph维持为8.5的方式,经90分钟定量添加以氧化铝换算计为267g/l的铝酸钠水溶液108ml和30重量%硫酸162ml后,继续30分钟搅拌。

其后,将所得混合物过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为1.17重量%、氧化铝量为1.74重量%、bet比表面积为17.0m2/g、α射线量×比表面积值为6800cph/g的二氧化硅和氢氧化铝覆盖的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例13

(第1方法)

向将重晶石原料矿石a破碎而得到的α射线量为0.13cph/cm2、平均粒径为10.06μm、二氧化硅含量为0.70重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度达到125g/l的浆料12l。

向纯水30l中,添加62.5重量%硫酸120ml和35重量%盐酸250ml,进一步,添加纯水,制备总计60l、ph1.6的淘洗水。

向容积为13l的淘洗槽中投入上述浆料,将来自该淘洗槽的溢流废弃的同时,从上述淘洗槽下部以1l/分钟的流速持续1小时投入上述淘洗水60l。其后,继续进行将溢流废弃的同时以1l/分钟的流速以1小时投入纯水60l的淘洗处理,从而作为浆料而回收底流。

将上述回收的浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.51重量%的第1产物。

将上述第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合后,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。接着,将上述硫化钡水溶液剧烈搅拌并添加30重量%硫酸水溶液,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.19重量%、α射线量为0.02cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例14

(第1方法)

向将重晶石原料矿石a破碎而得到的α射线量为0.13cph/cm2、平均粒径为10.06μm、二氧化硅含量为0.70重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度达到125g/l的浆料12l。

向纯水30l中,添加62.5重量%硫酸120ml和35重量%盐酸250ml,进一步,添加纯水,制备总计60l、ph1.6的淘洗水。

向容积为13l的淘洗槽中投入上述浆料,将来自该淘洗槽的溢流废弃的同时,从上述淘洗槽下部以1l/分钟的流速持续1小时投入上述淘洗水60l。其后,继续进行将溢流废弃的同时以1l/分钟的流速以1小时投入纯水60l的淘洗处理,从而作为浆料而回收底流。

将上述回收的浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.51重量%的第1产物。

将上述第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合后,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。接着,向上述硫化钡水溶液中以达到与硫化钡等量的方式添加30重量%硫酸水溶液,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.20重量%、α射线量为0.02cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例15

(第3方法)

向将重晶石原料矿石e破碎而得到的α射线量为0.49cph/cm2、平均粒径为10.53μm、二氧化硅含量为3.24重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为125g/l的浆料12l。

将上述破碎矿的水浆料与实施例1同样地进行淘洗处理,作为浆料而回收底流。将上述回收的底流的浆料过滤、干燥,得到二氧化硅含量2.15重量%的第1产物。

将所得第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向所得硫化钡水溶液中,添加硫酸钠水溶液,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.42重量%、α射线量为0.06cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

实施例16

(第3方法)

向将重晶石原料矿石e破碎而得到的α射线量为0.49cph/cm2、平均粒径为10.53μm、二氧化硅含量为3.24重量%的破碎矿1500g中,添加纯水,制备以硫酸钡计的浓度为300g/l的浆料5l。

将该浆料在400目(网眼为38μm)的筛中通过,将筛下的浆料过滤、干燥,得到二氧化硅含量为2.32重量%的第1产物。

将该第1产物和焦炭加入坩埚中,充分混合,用电炉煅烧,得到作为第2产物的硫化钡,将其在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向所得硫化钡水溶液中,添加硫酸钠水溶液,使硫化钡与硫酸钠反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,作为第3产物而得到二氧化硅含量为0.55重量%、α射线量为0.07cph/cm2的低α射线量硫酸钡颗粒。

比较例1

向坩埚中,添加将重晶石原料矿石c破碎而得到的α射线量为0.95cph/cm2、平均粒径为10.03μm、二氧化硅含量为1.71重量%的破碎矿、和焦炭,充分混合,用电炉煅烧,在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向所得硫化钡水溶液中,添加30重量%硫酸水溶液,使硫化钡与硫酸反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.96重量%、α射线量为0.47cph/cm2的硫酸钡。

比较例2

向坩埚中,添加将重晶石原料矿石a破碎而得到的α射线量为0.13cph/cm2、平均粒径为10.06μm、二氧化硅含量为0.70重量%的破碎矿、和焦炭,充分混合,用电炉煅烧,在纯水中浸出,得到硫化钡水溶液。向所得硫化钡水溶液中,添加30重量%硫酸水溶液,使硫化钡与硫酸反应,使硫酸钡析出,将其过滤、水洗、干燥,得到二氧化硅含量为0.73重量%、α射线量为0.08cph/cm2的硫酸钡。

[表1]

[表2]

如表1和表2所示那样,根据本发明的方法,可以得到二氧化硅含量为0.6重量%以下、α射线量为0.07cph/cm2以下的低α射线量硫酸钡颗粒。

与此相对,根据比较例1和2,对将重晶石原料矿石破碎而得到的破碎矿不实施淘洗处理也不实施筛处理,直接用碳进行还原,在水中浸出而得到硫化钡水溶液,将其作为出发物质而供于化学合成,因此所得硫酸钡依然α射线量高。

实施例17

(涂料组合物的制备和涂膜的α射线量)

将上述实施例11中得到的硫酸钡16g、清漆(dic(株)制,acrydica-801-p)20g、乙酸丁酯(和光纯药工业(株)制,试剂特级)10g、二甲苯(纯正化学(株)制,纯正特级)10g、玻璃珠(直径为1.5mmpotters-ballotinico.,ltd.制)76g加入容积为140ml的蛋黄酱瓶中,充分混合后,固定于涂料调节器5410型(reddevil公司制)上,施加60分钟振动,进行分散处理,制备涂料组合物。

接着,将上述涂料组合物滴加至聚乙烯膜上,使用棒涂机((株)安田精机制作所制,no.579rodno.6),制作颜料重量浓度(pwc)为61.5重量%的涂膜。

将上述涂膜在20℃下干燥12小时后,使用低水平α射线测定装置lacs-4000m(sumikachemicalanalysisservice.ltd.制)测定其α射线量,其结果是0.04cph/cm2。测定时,在装置的试样测定部的不锈钢板(1000cm2)上载置上述涂膜,经过99小时而测定。

比较例3

(涂料组合物的制备和涂膜的α射线量)

实施例17中,替代实施例11中得到的硫酸钡,使用比较例1中得到的硫酸钡,除此之外,以相同的方式,制备涂料组合物,测定其涂膜的α射线量,结果是0.28cph/cm2

实施例18

(树脂组合物片材的制备和其α射线量的测定)

将上述实施例11中得到的硫酸钡56g、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂(japanpolyethylenecorporation制eea树脂,rexpearl(注册商标)a1150)24g使用laboplastmill((株)东洋精机制作所制)在混合机的转速为40rpm、150℃的条件下混炼10分钟。

将所得混炼物从混合机中取出后,载置于厚度为2mm的不锈钢制铸模板(150mm×200mm)的中央,从上下用不锈钢制板(200mm×300mm)夹持,设置于minitestpress-10((株)东洋精机制作所制)的试样台上,在160℃下加热并在0.5mpa下加压2分钟,进一步提高压力至5mpa,在160℃下加热并加压2分钟,进一步提高压力至25mpa,在160℃下加热并加压3分钟。

接着,在25mpa下加压并冷却5分钟,得到填料填充率为70重量%的树脂组合物片材。使用低水平α射线测定装置lacs-4000m(sumikachemicalanalysisservice.ltd.制)测定所得树脂组合物片材的α射线量,其结果是0.05cph/cm2。测定时,在装置的试样测定部的不锈钢板(1000cm2)上铺填树脂组合物片材,经过99小时而测定。

比较例4

(树脂组合物片材的制备和其α射线量的测定)

实施例18中,替代实施例11中得到的硫酸钡,使用比较例1中得到的硫酸钡,除此之外,以相同的方式,制备树脂组合物片材,测定其树脂组合物片材的α射线量,结果是0.33cph/cm2

如实施例17和实施例18所示那样,配合有本发明所涉及的低α射线量硫酸钡的涂膜、树脂组合物片材示出与其配合的硫酸钡相比更低的α射线量。

但是,如比较例3和比较例4所示那样,配合有α射线量为0.47cph/cm2的比较例1的硫酸钡的涂膜、树脂组合物片材具有大于0.07cph/cm2的α射线量。

如实施例所示那样,不需要用于高纯度化的复杂操作而使α射线量减少为0.07cph/cm2以下,由此例如还能够用于底部填充剂层经薄膜化的高功能电子部件的阻焊剂层。

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