JPH0718521A - Boron nitride fiber and its production - Google Patents

Boron nitride fiber and its production

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JPH0718521A
JPH0718521A JP5148158A JP14815893A JPH0718521A JP H0718521 A JPH0718521 A JP H0718521A JP 5148158 A JP5148158 A JP 5148158A JP 14815893 A JP14815893 A JP 14815893A JP H0718521 A JPH0718521 A JP H0718521A
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JP
Japan
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boron nitride
fiber
heat treatment
boron
temperature
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JP5148158A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomomi Okano
知水 岡野
Hiroya Yamashita
博也 山下
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a boron nitride fiber having low carbon content and high strength, resistant to the thermal deterioration of the strength and having a crystallite diameter of 10-30Angstrom . CONSTITUTION:This boron nitride fiber is composed of hexagonal and/or turbostratic boron nitride and has crystallite diameter of 10-30Angstrom . This boron nitride fiber is produced by heating an adduct of a boron trihalide such as boron trichloride to a nitrile compound such as acetonitrile and benzonitrile together with an ammonium halide or a primary amine hydrohalogenic acid salt in the presence of a boron trihalide at about 125 deg.C, dissolving the obtained boron nitride precursor in a solvent of the precursor (e.g. N,N'- dimethylformamide), spinning the produced dope, heating the fiber in an inert gas atmosphere and then heating in an ammonia gas atmosphere.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は窒化ほう素繊維およびそ
の製造方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a boron nitride fiber and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】窒化ほう素繊維は、化学的安定性,耐熱
性などに優れ、セラミックスや金属を母相とする複合材
料用強化繊維として有用である。
2. Description of the Related Art Boron nitride fibers are excellent in chemical stability and heat resistance and are useful as reinforcing fibers for composite materials having ceramics or metals as a matrix phase.

【0003】これまで得られている六方晶あるいはター
ボストラティック型窒化ほう素繊維の結晶子径について
は、以下の2例が知られている。
Regarding the crystallite size of the hexagonal or turbostratic type boron nitride fiber obtained thus far, the following two examples are known.

【0004】R.Y.Linらは、酸化ほう素を溶融紡
糸した後、アンモニアガス中800℃に加熱した後、窒
素中2000℃まで加熱して窒化ほう素繊維を得た。そ
の結晶子径は焼成温度1700℃で48オングストロー
ム,2000℃で105オングストロームであった〔ア
プライド ポリマー シンポジウム(AppliedP
olymer Symposium),29,175−
188(1976).〕。
R. Y. Lin et al. Obtained boron nitride fibers by melt-spinning boron oxide, heating in ammonia gas to 800 ° C., and then heating in nitrogen to 2000 ° C. The crystallite diameter was 48 Å at a firing temperature of 1700 ° C and 105 Å at 2000 ° C [Applied Polymer Symposium (AppliedP
polymer Symposium), 29, 175-
188 (1976). ].

【0005】D.A.Lindquistらは、アミノ
基により架橋したボラジン重合体のアンモニア溶液より
前駆体繊維を紡糸し、アンモニアガス中1200℃に加
熱した後、窒素中1650℃に加熱して窒化ほう素繊維
を得た。その結晶子径は120オングストロームであっ
た〔ケミストリー オブ マテリアルズ(Chemis
try of Materials),4,1,17−
19(1992).〕。
D. A. Lindquist et al. Spun precursor fibers from an ammonia solution of a borazine polymer crosslinked by amino groups, heated to 1200 ° C. in ammonia gas, and then heated to 1650 ° C. in nitrogen to obtain boron nitride fibers. Its crystallite size was 120 Å [Chemistry of Materials (Chemis
try of Materials), 4, 1, 17-
19 (1992). ].

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】窒化ほう素繊維を強化
用繊維として使用する場合、繊維の強度が高いことが求
められると同時に、該窒化ほう素繊維を用いて複合材料
を製造する過程,あるいは使用環境での高温状態におい
て、強度劣化を起こさないことが要求される。一般に、
セラミックス繊維の強度はその結晶子径に著しく依存
し、結晶子径の粗大化とともに強度は低下する。しかし
ながら、これまで結晶子径が小さい、具体的には30オ
ングストローム以下の窒化ほう素繊維を得ることはでき
なかった。
When using boron nitride fiber as a reinforcing fiber, it is required that the strength of the fiber is high, and at the same time, a process of producing a composite material using the boron nitride fiber, or It is required that the strength does not deteriorate in the high temperature condition of the usage environment. In general,
The strength of the ceramic fiber remarkably depends on the crystallite diameter, and the strength decreases as the crystallite diameter increases. However, until now, it has not been possible to obtain a boron nitride fiber having a small crystallite diameter, specifically, 30 angstroms or less.

【0007】従って、強化用窒化ほう素繊維には、その
結晶子径がより微細で、高温においても結晶子径の粗大
化を生じない窒化ほう素繊維およびその製造方法の確立
が強く望まれていた。
Therefore, it is strongly desired to establish a boron nitride fiber for reinforcement, which has a finer crystallite diameter and does not cause coarsening of the crystallite diameter even at high temperatures, and a method for producing the same. It was

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、三ハロゲ
ン化ほう素とニトリル化合物の付加物と、ハロゲン化ア
ンモニウムまたは一級アミンハロゲン化水素酸塩との反
応生成物である窒化ほう素前駆体より紡糸した窒化ほう
素前駆体繊維を、特定条件下にて加熱処理することによ
り、結晶子径が微細で高温においても著しい粗大化を示
さない窒化ほう素繊維を見いだし、本発明を完成しここ
に提案するに至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have proposed a boron nitride precursor which is a reaction product of an addition product of a boron trihalide and a nitrile compound and an ammonium halide or a primary amine hydrohalide. The boron nitride precursor fiber spun from the body was heat-treated under specific conditions to find a boron nitride fiber having a fine crystallite size and showing no significant coarsening even at high temperatures, and completed the present invention. I came to propose here.

【0009】即ち、本発明は、六方晶および/またはタ
ーボストラティック型窒化ほう素からなり、その結晶子
径が10〜30オングストロームであることを特徴とす
る窒化ほう素繊維であり、他の発明は、三ハロゲン化ほ
う素とニトリル化合物との付加物と、ハロゲン化アンモ
ニウムあるいは一級アミンハロゲン化水素酸塩とを三ハ
ロゲン化ほう素の存在下に反応させて得られる窒化ほう
素前駆体を溶媒に溶解し、該溶解液を紡糸した後、不活
性ガス雰囲気下にて加熱処理し次いでアンモニアガス雰
囲気下で加熱処理することを特徴とする当該窒化ほう素
繊維の製造方法である。
That is, the present invention is a boron nitride fiber characterized by comprising hexagonal and / or turbostratic type boron nitride and having a crystallite diameter of 10 to 30 angstroms. Is a boron nitride precursor obtained by reacting an adduct of a boron trihalide with a nitrile compound and an ammonium halide or a primary amine hydrohalide in the presence of boron trihalide as a solvent. In the method for producing the boron nitride fiber, it is dissolved in, and the solution is spun, then heat-treated in an inert gas atmosphere and then heat-treated in an ammonia gas atmosphere.

【0010】本発明の窒化ほう素繊維の結晶構造は六方
晶および/またはターボストラティック構造である。
The crystal structure of the boron nitride fiber of the present invention is a hexagonal crystal structure and / or a turbostratic structure.

【0011】六方晶構造は、ほう素と窒素が結合してな
る六員環により構成される面が規則的に積層した構造で
ある。また、ターボストラティック構造は、ほう素と窒
素が結合してなる六員環により構成される面が、垂直方
向の規則性を有することなく積層した構造で、乱層構造
と表される場合もある。一般に、六方晶窒化ほう素とタ
ーボストラティック型窒化ほう素とは、粉末X線回折に
よる(110)面からの回折ピークなど、窒化ほう素結
晶のc軸に垂直な面内の対称性に起因する回折ピークの
有無により区別することができる。しかしながら、本発
明の窒化ほう素繊維の窒化ほう素のように結晶子径が非
常に微細な場合には、粉末X線回折による回折ピークの
幅が非常に広くなるため、(110)ピークなどの六方
晶構造とターボストラティック構造とを区別する回折ピ
ークを検出することが困難である。
The hexagonal crystal structure is a structure in which planes composed of a six-membered ring formed by bonding boron and nitrogen are regularly stacked. In addition, the turbostratic structure is a structure in which the plane composed of a six-membered ring formed by bonding boron and nitrogen is laminated without having regularity in the vertical direction. is there. Generally, hexagonal boron nitride and turbostratic boron nitride are caused by in-plane symmetry perpendicular to the c-axis of a boron nitride crystal, such as a diffraction peak from the (110) plane by powder X-ray diffraction. It can be distinguished by the presence or absence of the diffraction peak. However, when the crystallite size is very fine as in the case of boron nitride of the boron nitride fiber of the present invention, the width of the diffraction peak by powder X-ray diffraction becomes very wide, so that the (110) peak or the like is generated. It is difficult to detect the diffraction peak that distinguishes the hexagonal structure from the turbostratic structure.

【0012】従って、本発明における窒化ほう素繊維は
六方晶窒化ほう素、またはターボストラティック型窒化
ほう素、あるいは六方晶窒化ほう素とターボストラティ
ック型窒化ほう素との混合物からなるといえる。尚、本
発明の窒化ほう素繊維は、約5%以下の炭素を含有して
もよい。炭素含有量が5%を越えると、該窒化ほう素繊
維を高温の酸化性雰囲気にさらしたときに炭素成分が燃
焼してボイド等が発生する傾向にあるため好ましくな
い。
Therefore, it can be said that the boron nitride fiber in the present invention is composed of hexagonal boron nitride, turbostratic boron nitride, or a mixture of hexagonal boron nitride and turbostratic boron nitride. The boron nitride fiber of the present invention may contain carbon in an amount of about 5% or less. When the carbon content exceeds 5%, when the boron nitride fiber is exposed to a high temperature oxidizing atmosphere, the carbon component tends to burn and a void or the like tends to occur, which is not preferable.

【0013】本発明の窒化ほう素繊維を構成する窒化ほ
う素の結晶子径は、分解あるいは燃焼条件下にさらされ
ない限り、通常の状態では窒化ほう素繊維製造時または
使用時の熱履歴によらず10〜30オングストロームの
範囲に保たれる。
The crystallite size of the boron nitride constituting the boron nitride fiber of the present invention depends on the thermal history during the production or use of the boron nitride fiber under normal conditions unless it is exposed to decomposition or combustion conditions. It is kept in the range of 10 to 30 angstroms.

【0014】本発明における結晶子径は、窒化ほう素繊
維を構成する六方晶および/またはターボストラティッ
ク構造を有する窒化ほう素結晶のc軸方向の大きさを示
す。
The crystallite diameter in the present invention indicates the size in the c-axis direction of a boron nitride crystal having a hexagonal crystal and / or a turbostratic structure which constitutes a boron nitride fiber.

【0015】上記結晶子径は、得られた窒化ほう素繊維
について、粉末X線回折おける回折ピークの広がりを測
定し、シェラー(Scherrer)の式〔B.D.C
ullity著,松村源太郎訳,”新版X線回折要論”
アグネ(1980).〕を用いて算出する。具体的に以
下説明する。
The crystallite diameter was determined by measuring the spread of the diffraction peak in powder X-ray diffraction of the obtained boron nitride fiber, and using the Scherrer formula [B. D. C
by Ullity, translated by Gentaro Matsumura, "New Edition X-ray Diffraction Essentials"
Agne (1980). ] Is used for the calculation. This will be specifically described below.

【0016】窒化ほう素繊維をめのう乳鉢で粉砕し、粉
末X線回折の試料とする。得られた粉末X線回折図よ
り、2θ=25°付近に現れる六方晶窒化ほう素の(0
02)面による回折ピークまたはターボストラティック
型窒化ほう素のほう素と窒素が結合してなる六員環が構
成する面による回折ピークの半値幅を求める。粉末X線
回折図に現れる回折ピークの半値幅には、X線源の幅な
どに起因する装置固有の広がりが含まれるのでWarr
enの方法(式1)により補正する。
The boron nitride fiber is crushed in an agate mortar and used as a sample for powder X-ray diffraction. From the obtained powder X-ray diffraction pattern, the hexagonal boron nitride (0
The half width of the diffraction peak due to the plane formed by the 6-membered ring formed by bonding boron and nitrogen of the turbostratic boron nitride is determined. The full width at half maximum of the diffraction peak appearing in the powder X-ray diffraction pattern includes the device-specific spread due to the width of the X-ray source, etc.
It is corrected by the method of En (formula 1).

【0017】 B2=(Bm)2−(Bs)2 (1) 〔ただし、Bは試料の結晶子径に依存する半値幅,Bm
は実際の測定により求められる試料の半値幅,Bsは標
準試料の半値幅(それぞれ単位はラジアン)を表す。〕 標準試料は十分大きな結晶子径、即ち、1000オング
ストローム以上の結晶子径を有すればよく、例えば高純
度シリコン粉末を使用することができる。シリコンを標
準試料とした場合、Bsは(111)面からの回折ピー
クの半値幅とする。
B 2 = (Bm) 2 − (Bs) 2 (1) [where B is the full width at half maximum depending on the crystallite diameter of the sample, Bm
Represents the full width at half maximum of the sample obtained by actual measurement, and Bs represents the full width at half maximum of the standard sample (each unit is radian). The standard sample only needs to have a sufficiently large crystallite size, that is, a crystallite size of 1000 angstroms or more, and for example, high-purity silicon powder can be used. When silicon is used as a standard sample, Bs is defined as the full width at half maximum of the diffraction peak from the (111) plane.

【0018】Warrenの方法で補正して求めた六方
晶窒化ほう素の(002)面による回折ピークまたはタ
ーボストラティック型窒化ほう素のほう素と窒素が結合
してなる六員環が構成する面による回折ピークの半値幅
よりScherrerの式(式2)を用いて該窒化ほう
素繊維を構成する六方晶および/またはターボストラテ
ィック構造の窒化ほう素の結晶子径を求める。
Diffraction peak by (002) plane of hexagonal boron nitride obtained by correction by Warren's method or plane formed by six-membered ring formed by bonding boron and nitrogen of turbostratic type boron nitride According to Scherrer's equation (Equation 2), the crystallite diameter of the hexagonal and / or turbostratic boron nitride constituting the boron nitride fiber is determined from the half-width of the diffraction peak by

【0019】 t=0.9・λ/(B・cosθ) (2) 〔ただし、tは回折ピークの面方向の結晶子径,λは粉
末X線回折に用いるX線の波長で、単位は共にオングス
トロームである。また、BはWarrenの方法により
補正した試料の半値幅で単位はラジアンである。〕 次ぎに本発明の窒化ほう素繊維を得る方法について説明
する。
T = 0.9 · λ / (B · cos θ) (2) [where t is the crystallite diameter in the plane direction of the diffraction peak, λ is the wavelength of the X-ray used for powder X-ray diffraction, and the unit is Both are Angstroms. B is the full width at half maximum of the sample corrected by the Warren method, and the unit is radian. Next, a method for obtaining the boron nitride fiber of the present invention will be described.

【0020】本発明で用いる三ハロゲン化ほう素は、三
フッ化ほう素,三塩化ほう素,三臭化ほう素,三ヨウ化
ほう素等が挙げられ、特に制限なく用いることができ
る。
The boron trihalide used in the present invention includes boron trifluoride, boron trichloride, boron tribromide, boron triiodide and the like, and they can be used without particular limitation.

【0021】ニトリル化合物としては、ニトリル基を有
する公知の化合物が特に限定なく使用することができ
る。具体的にはアセトニトリル、プロピオニトリル、カ
プロニトリル、アクリロニトリル、クロトンニトリル、
トルニトリル、ベンゾニトリルなどが挙げられる。ニト
リル化合物に含まれる炭素数が多くなると、得られる窒
化ほう素前駆体に含まれる炭素が増大し、その結果加熱
処理により該窒化ほう素前駆体を窒化ほう素化する際の
脱離成分が増大するので、最終的に得られ窒化ほう素繊
維にボイドなどの欠陥が生じ易い傾向にある。従って、
アセトニトリル、アクリロニトリル等の炭素数の少ない
ニトリル化合物を使用することがより好ましい。
As the nitrile compound, a known compound having a nitrile group can be used without particular limitation. Specifically, acetonitrile, propionitrile, capronitrile, acrylonitrile, crotonnitrile,
Examples include tolunitrile and benzonitrile. When the number of carbons contained in the nitrile compound increases, the carbon contained in the obtained boron nitride precursor increases, and as a result, the elimination component increases when the boron nitride precursor is nitrided by heat treatment. Therefore, defects such as voids are likely to occur in the finally obtained boron nitride fiber. Therefore,
It is more preferable to use a nitrile compound having a small number of carbon atoms such as acetonitrile or acrylonitrile.

【0022】ハロゲン化アンモニウムまたは一級アミン
ハロゲン化水素酸塩としては、塩化アンモニウム、臭化
アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、フッ化アンモニウ
ム、メチルアミン塩酸塩、エチルアミン塩酸塩、プロピ
ルアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩、メチルアミン臭化水
素酸塩、アニリン臭化水素酸塩、メチルアミンヨウ化水
素酸塩、アニリンヨウ化水素酸塩等が具体的に挙げられ
る。上記ニトリル化合物と同じ理由によりできるだけ炭
素数が少ない方が好ましく、また入手し易さの点から塩
化アンモニウムや低級アルキルの一級アミン塩酸塩が好
適に利用される。
Examples of ammonium halides or primary amine hydrohalides include ammonium chloride, ammonium bromide, ammonium iodide, ammonium fluoride, methylamine hydrochloride, ethylamine hydrochloride, propylamine hydrochloride, aniline hydrochloride, Specific examples include methylamine hydrobromide, aniline hydrobromide, methylamine hydroiodide and aniline hydroiodide. For the same reason as the above-mentioned nitrile compound, it is preferable that the number of carbon atoms is as small as possible, and from the viewpoint of easy availability, ammonium chloride or lower alkyl primary amine hydrochloride is preferably used.

【0023】本発明の窒化ほう素繊維を得るためには、
先ず、上記三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物との付
加物を合成し、次いで該付加物とハロゲン化アンモニウ
ムあるいは一級アミンハロゲン化水素酸塩とを反応させ
ることにより窒化ほう素前駆体を合成する。
To obtain the boron nitride fiber of the present invention,
First, an adduct of the above boron trihalide and a nitrile compound is synthesized, and then the adduct is reacted with an ammonium halide or a primary amine hydrohalide to synthesize a boron nitride precursor.

【0024】三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物との
付加物とは、ニトリル基の窒素原子の非結合電子対にハ
ロゲン化ほう素が付加結合した生成物であり、三ハロゲ
ン化ほう素とニトリル化合物とは容易に反応して付加物
を生成する。
The adduct of boron trihalide with a nitrile compound is a product in which boron halide is additionally bonded to the non-bonded electron pair of the nitrogen atom of the nitrile group, and the boron trihalide and nitrile compound are Reacts readily with to form an adduct.

【0025】該付加物を生成させる方法は、特に限定さ
れない。例えば、室温において前記有機溶媒にニトリル
化合物を溶解した溶液に三ハロゲン化ほう素を滴下する
方法,有機溶媒にニトリル化合物を溶解し、次いで三ハ
ロゲン化ほう素を吹き込む方法,または有機溶媒に三ハ
ロゲン化ほう素を溶解し、次いでニトリル化合物を滴下
する方法などにより付加物を生成させることができる。
三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物とは容易に反応し
て付加物を生成するので反応直前に両者を接触させても
良い。
The method for producing the adduct is not particularly limited. For example, at room temperature, a method in which a boron trihalide is dissolved in a solution obtained by dissolving a nitrile compound in the organic solvent, a method in which the nitrile compound is dissolved in an organic solvent and then boron trihalide is blown thereinto, or a trihalogen compound in the organic solvent The adduct can be formed by, for example, dissolving boron oxide and then dropping a nitrile compound.
Since the boron trihalide and the nitrile compound easily react to form an adduct, they may be contacted with each other immediately before the reaction.

【0026】上記付加物とハロゲン化アンモニウムまた
は一級アミンハロゲン化水素酸塩とを反応させて窒化ほ
う素前駆体を生成させる時には三ハロゲン化ほう素を存
在させることが必須である。反応時に三ハロゲン化ほう
素が存在しない場合は本発明の窒化ほう素前駆体の収率
が低く、後述する紡糸時の紡糸用溶媒、例えばN,N-
ジメチルホルムアミド(以下DMFともいう)に不溶の
反応副生成物が生成してくる。
When the above-mentioned adduct is reacted with ammonium halide or a primary amine hydrohalide to produce a boron nitride precursor, it is essential that boron trihalide is present. When boron trihalide is not present during the reaction, the yield of the boron nitride precursor of the present invention is low, and a spinning solvent for spinning, such as N, N-, which will be described later, is used.
Reaction by-products insoluble in dimethylformamide (hereinafter also referred to as DMF) are produced.

【0027】該三ハロゲン化ほう素は、少なくとも三ハ
ロゲン化ほう素とニトリル化合物の付加物とハロゲン化
アンモニウムまたは一級アミンハロゲン化水素酸塩との
反応時に存在すれば良くその添加時期は問わない。例え
ば、ニトリル化合物と三ハロゲン化ほう素との付加物を
生成させる際に三ハロゲン化ほう素を過剰に用いて、未
反応の三ハロゲン化ほう素を付加物中に予め含有させて
おいても良い。
The boron trihalide may be present at least during the reaction between the boron trihalide / addition product of the nitrile compound and the ammonium halide or the primary amine hydrohalide, and the addition timing is not limited. For example, even if unreacted boron trihalide is previously contained in the adduct by using an excess amount of boron trihalide when forming an adduct of a nitrile compound and boron trihalide. good.

【0028】三ハロゲン化ほう素のニトリル化合物に対
する添加量は、モル比(三ハロゲン化ほう素/ニトリル
化合物)で1.05〜2.00の範囲より任意に選ぶこ
とができる。しかし、三ハロゲン化ほう素の添加量が少
ないとDMF不溶成分が生成し、また三ハロゲン化ほう
素添加量が多いと反応に寄与しない三ハロゲン化ほう素
が増大するので、より好ましいニトリル化合物に対する
三ハロゲン化ほう素の添加モル比は1.1〜1.5であ
る。このとき三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物は1
対1の付加物を生成するので、引き続いて付加物とハロ
ゲン化アンモニウム等とを反応させる時には、三ハロゲ
ン化ほう素が、付加物に対してモル比(三ハロゲン化ほ
う素/付加物)で0.1〜0.5の範囲で存在すること
になる。
The amount of boron trihalide added to the nitrile compound can be arbitrarily selected from the range of 1.05 to 2.00 in terms of molar ratio (boron trihalide / nitrile compound). However, when the amount of boron trihalide added is small, a DMF-insoluble component is produced, and when the amount of boron trihalide added is large, the amount of boron trihalide that does not contribute to the reaction increases, so that a more preferable nitrile compound is obtained. The addition molar ratio of boron trihalide is 1.1 to 1.5. At this time, the boron trihalide and the nitrile compound are 1
Since the adduct of 1 is produced, when the adduct is subsequently reacted with ammonium halide or the like, the boron trihalide is added in a molar ratio (boron trihalide / adduct) to the adduct. It will exist in the range of 0.1 to 0.5.

【0029】また、反応溶媒に対するニトリル化合物の
濃度は特に限定されないが、0.1〜10mol/lの
範囲であることが好ましい。ニトリル化合物の濃度が
0.1mol/lよりも少ないと、得られる窒化ほう素
前駆体の量が少なく、効率的でないので好ましくない。
また、ニトリル化合物の濃度が10mol/lを越える
と、溶媒に対して固体として生成する付加物の量が多く
なりすぎ、付加物の生成が不均一になるので好ましくな
い。
The concentration of the nitrile compound in the reaction solvent is not particularly limited, but it is preferably in the range of 0.1 to 10 mol / l. If the concentration of the nitrile compound is less than 0.1 mol / l, the amount of the boron nitride precursor obtained is small and it is not efficient, which is not preferable.
Further, if the concentration of the nitrile compound exceeds 10 mol / l, the amount of the adduct formed as a solid with respect to the solvent becomes too large, and the formation of the adduct becomes non-uniform, which is not preferable.

【0030】ハロゲン化アンモニウムまたは一級アミン
ハロゲン化水素酸塩の添加量は、ニトリル化合物に対す
るモル比(ハロゲン化アンモニウムまたは一級アミンハ
ロゲン化水素酸塩/ニトリル化合物)で、0.67〜
1.5の範囲より選ぶことが好ましい。ハロゲン化アン
モニウムまたは一級アミンハロゲン化水素酸塩が多いと
DMFに不溶の成分が生成し、ニトリル化合物の方が多
いと未反応付加物の量が増大する傾向にあるので、より
好ましくは0.83〜1.2の範囲より選べば良い。
The ammonium halide or primary amine hydrohalide salt is added in a molar ratio (ammonium halide or primary amine hydrohalide salt / nitrile compound) of 0.67 to the nitrile compound.
It is preferable to select from the range of 1.5. If the amount of ammonium halide or primary amine hydrohalide is large, a component insoluble in DMF is formed, and if the amount of nitrile compound is large, the amount of unreacted adduct tends to increase. It may be selected from the range of 1.2.

【0031】本発明の窒化ほう素前駆体を合成するため
に用いる溶媒は特に限定されないが、反応生成物である
窒化ほう素前駆体を分離する際、反応副生成物であるボ
ラジン化合物を溶解して除去し易いことが好ましい。こ
のような観点から、ベンゼン,トルエン,キシレン,ク
ロロベンゼン等の非極性有機溶媒が好ましく選択され
る。
The solvent used for synthesizing the boron nitride precursor of the present invention is not particularly limited, but when separating the reaction product boron nitride precursor, the reaction by-product borazine compound is dissolved. It is preferable that it is easy to remove. From this point of view, a non-polar organic solvent such as benzene, toluene, xylene, chlorobenzene is preferably selected.

【0032】付加物とハロゲン化アンモニウムまたは一
級アミンハロゲン化水素酸塩を反応させるための加熱温
度は、一般に低温では反応に長時間を要し、高温ではD
MFに不溶な成分が増大し反応収率が低下する。従っ
て、加熱温度は100℃〜160℃の範囲より選べばよ
い。又、加熱時間は温度により異なるが3〜30時間の
範囲より選べばよい。
The heating temperature for reacting the adduct with the ammonium halide or the primary amine hydrohalide is generally low at low temperatures, and D at high temperatures.
The components insoluble in MF increase and the reaction yield decreases. Therefore, the heating temperature may be selected from the range of 100 ° C to 160 ° C. The heating time may vary depending on the temperature, but may be selected from the range of 3 to 30 hours.

【0033】上記加熱処理を行うことにより、窒化ほう
素前駆体が橙色ないし褐色の沈澱として生成する。
By performing the above heat treatment, a boron nitride precursor is formed as an orange or brown precipitate.

【0034】窒化ほう素前駆体を得るための反応装置と
しては、特に制限されない。しかしながら、三ハロゲン
化ほう素とニトリル化合物の付加物,窒化ほう素前駆体
ともに加水分解するため、反応系内は予め窒素ガスなど
により十分に乾燥しておくとともに、反応中も反応系外
より空気中の水分が侵入しないよう装置開放部には塩化
カルシウムなどの吸湿剤を配する必要がある。
The reactor for obtaining the boron nitride precursor is not particularly limited. However, since both the boron trihalide and nitrile compound adducts and the boron nitride precursor are hydrolyzed, the inside of the reaction system should be sufficiently dried with nitrogen gas, etc. It is necessary to place a hygroscopic agent such as calcium chloride in the open part of the device so that moisture inside does not enter.

【0035】この窒化ほう素前駆体より窒化ほう素前駆
体繊維を作製する方法は、公知の紡糸方法を制限なく用
いることができる。
As a method for producing a boron nitride precursor fiber from this boron nitride precursor, a known spinning method can be used without limitation.

【0036】例えば、湿式紡糸を行う場合には、該窒化
ほう素前駆体を可溶性溶媒に溶解して紡糸液を調製す
る。前駆体可溶性溶媒としては例えばDMF等をあげる
ことができる。該窒化ほう素前駆体をDMFに溶解する
ことにより、橙色ないしは褐色で透明な紡糸液が得られ
る。紡糸液の好ましい濃度範囲は、紡糸方法にもよる
が、0.01〜3.0g/mlであり、そのときの粘性
率は10〜100000ポアズである。
For example, when performing wet spinning, the boron nitride precursor is dissolved in a soluble solvent to prepare a spinning solution. Examples of the precursor-soluble solvent include DMF and the like. By dissolving the boron nitride precursor in DMF, an orange or brown transparent spinning solution can be obtained. The preferred concentration range of the spinning solution depends on the spinning method, but is 0.01 to 3.0 g / ml, and the viscosity at that time is 10 to 100,000 poises.

【0037】得られる紡糸液より窒化ほう素前駆体繊維
を紡糸する方法は、広く公知の方法を用いることがで
る。例えば、紡糸液を入れた小孔を有する容器を回転さ
せることにより、遠心力を利用して紡糸液を吐出させる
方法、小孔よりガス圧により紡糸液を吐出させる方法、
小孔よりギヤーポンプを用いて紡糸液を吐出させる方法
などを用いて窒化ほう素前駆体繊維を紡糸することがで
きる。
A widely known method can be used for spinning the boron nitride precursor fiber from the obtained spinning solution. For example, by rotating a container having a small hole containing the spinning solution, the spinning solution is discharged by utilizing centrifugal force, a method of discharging the spinning solution by gas pressure through the small hole,
Boron nitride precursor fibers can be spun by a method such as discharging a spinning solution from a small hole using a gear pump.

【0038】このようにして得られる窒化ほう素前駆体
繊維を加熱処理することにより、窒化ほう素繊維が得ら
れる。本発明の結晶子径が10〜30オングストローム
である窒化ほう素からなる窒化ほう素繊維を製造するた
めには、先ず不活性ガス雰囲気下で加熱処理(以下、不
活性ガス下熱処理という)を行い、次いでアンモニア雰
囲気下で加熱処理(以下、アンモニア下熱処理という)
を行うことが必須である。不活性ガス下熱処理だけを行
うと窒化ほう素前駆体由来の炭素を除くことができず、
得られる繊維は黒色を呈する。又、アンモニア下熱処理
だけを行うと、得られる窒化ほう素繊維の窒化ほう素の
結晶子径が粗大化するとともに、繊維表面に欠陥,傷が
生成し、高強度な窒化ほう素繊維が得られない。
By heating the boron nitride precursor fiber thus obtained, a boron nitride fiber is obtained. In order to produce a boron nitride fiber made of boron nitride having a crystallite size of 10 to 30 angstroms according to the present invention, first, heat treatment (hereinafter referred to as heat treatment under inert gas) is performed in an inert gas atmosphere. , Then heat treatment in ammonia atmosphere (hereinafter referred to as heat treatment under ammonia)
Is essential. It is not possible to remove the carbon derived from the boron nitride precursor by performing only heat treatment under an inert gas,
The resulting fiber has a black color. Further, when only heat treatment under ammonia is performed, the crystallite diameter of boron nitride in the obtained boron nitride fiber becomes coarse, and defects and scratches are generated on the fiber surface, and high-strength boron nitride fiber is obtained. Absent.

【0039】不活性ガス下熱処理における雰囲気ガスと
しては、窒素,アルゴン,ヘリウム等を用いることがで
きる。不活性ガス下熱処理における加熱処理温度は、1
00〜600℃の範囲より任意に選ぶことができる。1
00℃より低い温度で加熱処理を行うと、この不活性ガ
ス下熱処理の後に行うアンモニア下熱処理において、窒
化ほう素の結晶子径が増大してしまい本発明の結晶子径
の小さい窒化ほう素繊維は得られない。また、600℃
より高い温度で加熱処理を行うと、前駆体由来の炭素が
黒鉛化し易くなり、これを除去することが困難となる。
その結果、窒化ほう素繊維中に5〜15重量%の炭素が
残存してしまう。
Nitrogen, argon, helium or the like can be used as an atmospheric gas in the heat treatment under an inert gas. The heat treatment temperature in the heat treatment under an inert gas is 1
It can be arbitrarily selected from the range of 00 to 600 ° C. 1
When the heat treatment is performed at a temperature lower than 00 ° C., the crystallite diameter of boron nitride is increased in the heat treatment under ammonia performed after the heat treatment under the inert gas, and the boron nitride fiber having a small crystallite diameter according to the present invention. Can't get Also, 600 ℃
When the heat treatment is performed at a higher temperature, the carbon derived from the precursor is easily graphitized, and it is difficult to remove it.
As a result, 5 to 15% by weight of carbon remains in the boron nitride fiber.

【0040】不活性ガス雰囲気下での窒化ほう素前駆体
繊維の加熱処理を行う加熱装置は、雰囲気を制御するた
めのチャンバーあるいは炉心管を有するものであれば良
く、電気炉,ガス炉など公知の加熱装置のが特に制限な
く用いられる。加熱処理方法としては、一度に一定量の
窒化ほう素前駆体繊維を加熱処理するバッチ式加熱処
理,及び連続した窒化ほう素前駆体繊維を予め加熱処理
温度に加熱した加熱装置に順次送り込んで加熱処理し、
加熱処理した繊維を巻き取って回収する連続式加熱処理
があり、本発明においてはいずれの加熱処理方法を用い
てもよい。
The heating device for heat-treating the boron nitride precursor fiber in an inert gas atmosphere may be any one having a chamber or a furnace core tube for controlling the atmosphere, such as an electric furnace and a gas furnace. The heating device of is used without particular limitation. As the heat treatment method, a batch-type heat treatment in which a certain amount of boron nitride precursor fibers are heat-treated at one time, and continuous boron nitride precursor fibers are sequentially fed to a heating device which has been heated to a heat treatment temperature in advance and heated. Process and
There is a continuous heat treatment for winding and collecting heat-treated fibers, and any heat treatment method may be used in the present invention.

【0041】不活性ガス雰囲気下でバッチ式加熱処理を
行う場合には、加熱処理温度に予め昇温された加熱処理
装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れて加熱処理を行う
か、加熱処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れた後に
昇温して加熱処理温度に到達させて加熱処理を行うこと
ができる。ただし、窒化ほう素前駆体繊維が急激に加熱
されると、溶媒であるDMFの蒸発,熱分解生成物の脱
離が急激に起こり、得られる窒化ほう素繊維にボイド,
亀裂などの欠陥が生じ強度の低下を招くことがある。そ
のため、加熱処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を設置し
た後徐々に昇温して加熱処理温度の到達させる方法によ
り加熱処理を行うことが好ましく、その場合の昇温速度
を20℃/min以下とすることがより好ましい。
When the batch type heat treatment is carried out in an inert gas atmosphere, the boron nitride precursor fiber is put in a heat treatment apparatus which has been preheated to the heat treatment temperature, or the heat treatment apparatus is used. After the boron nitride precursor fiber is added to the above, the temperature is raised to reach the heat treatment temperature and heat treatment can be performed. However, when the boron nitride precursor fiber is rapidly heated, evaporation of the solvent DMF and desorption of the thermal decomposition product occur rapidly, resulting in voids in the obtained boron nitride fiber.
Defects such as cracks may occur and the strength may be reduced. Therefore, it is preferable to perform the heat treatment by a method in which the boron nitride precursor fiber is placed in the heat treatment apparatus and then the temperature is gradually raised to reach the heat treatment temperature. In this case, the heating rate is 20 ° C./min or less. Is more preferable.

【0042】加熱処理温度における保持時間は0〜10
時間の範囲より任意に選ぶことができる。保持時間が0
時間とは、窒化ほう素前駆体繊維が加熱処理温度に達し
た直後に、加熱装置を降温するか、窒化ほう素前駆体繊
維を加熱装置から取り出すなどして加熱処理を終了する
ことを意味する。
The holding time at the heat treatment temperature is 0 to 10
It can be arbitrarily selected from the range of time. Hold time is 0
The time means that immediately after the boron nitride precursor fiber reaches the heat treatment temperature, the heat treatment is finished by lowering the temperature of the heating device or taking out the boron nitride precursor fiber from the heating device. .

【0043】不活性ガス雰囲気下での連続式加熱処理の
場合も窒化ほう素前駆体繊維が急激に加熱されると欠陥
の生成により得られる窒化ほう素繊維の強度が低下する
場合があるので、20℃/min以下の昇温速度で所定
の熱処理温度まで昇温加熱することが好ましい。また、
加熱処理温度における保持時間は、0〜10時間の範囲
より選べば良い。連続式加熱処理の場合には、窒化ほう
素前駆体繊維の供給速度,加熱処理を終えた繊維の巻き
取り速度,加熱装置の均熱部分の長さ,加熱装置の温度
勾配などにより、窒化ほう素前駆体繊維の昇温速度およ
び加熱処理温度における保持時間を制御することができ
る。
Even in the case of continuous heat treatment in an inert gas atmosphere, when the boron nitride precursor fiber is rapidly heated, the strength of the obtained boron nitride fiber may decrease due to the generation of defects, It is preferable to heat up to a predetermined heat treatment temperature at a heating rate of 20 ° C./min or less. Also,
The holding time at the heat treatment temperature may be selected from the range of 0 to 10 hours. In the case of continuous heat treatment, depending on the feed rate of the boron nitride precursor fiber, the take-up speed of the fiber after the heat treatment, the length of the soaking part of the heating device, the temperature gradient of the heating device, etc. It is possible to control the heating rate of the elementary precursor fibers and the holding time at the heat treatment temperature.

【0044】不活性ガス下熱処理における加熱処理雰囲
気は、加熱処理時はもちろんのこと、加熱処理温度に到
達するまでの昇温過程,加熱処理温度における保持過
程,加熱処理終了後の降温過程の何れの過程において
も、即ち、窒化ほう素前駆体繊維が不活性ガス雰囲気で
の加熱装置のチャンバー,炉心管などの中にあるうち
は、不活性ガス雰囲気とするのが好ましい。不活性ガス
雰囲気とするためには、不活性ガスで置換した加熱装置
のチャンバー,炉心管などを密閉するか、あるいは加熱
装置のチャンバー、炉心管などに不活性ガスを流通させ
ればよい。
The heat treatment atmosphere in the heat treatment under an inert gas is not only during the heat treatment but also during the temperature rising process until reaching the heat treatment temperature, the holding process at the heat treatment temperature, and the temperature lowering process after the heat treatment is completed. Also in the process of (1), that is, while the boron nitride precursor fiber is in the chamber of the heating device, the furnace core tube, and the like in the inert gas atmosphere, the inert gas atmosphere is preferable. In order to create an inert gas atmosphere, the chamber of the heating device, the furnace core tube, or the like, which has been replaced with the inert gas, may be sealed, or the inert gas may be passed through the chamber of the heating device, the furnace core tube, or the like.

【0045】不活性ガス下熱処理に続くアンモニア下熱
処理の温度は、600〜1300℃の範囲より任意に選
ぶことができる。アンモニア下熱処理を600℃より低
い温度で行うと、前駆体由来の炭素が十分に除去され
ず、窒化ほう素繊維中に5〜15重量%の炭素が残存し
てしまう。また、600〜1300℃の温度で加熱処理
することにより、前駆体由来の炭素はほぼ分解除去され
るので、アンモニア下熱処理を1300℃より高温で行
う必要は特にない。
The temperature of the heat treatment under ammonia followed by the heat treatment under inert gas can be arbitrarily selected from the range of 600 to 1300 ° C. When the heat treatment under ammonia is performed at a temperature lower than 600 ° C., carbon derived from the precursor is not sufficiently removed, and 5 to 15% by weight of carbon remains in the boron nitride fiber. Further, since the carbon derived from the precursor is almost decomposed and removed by the heat treatment at a temperature of 600 to 1300 ° C, it is not necessary to perform the heat treatment under ammonia at a temperature higher than 1300 ° C.

【0046】アンモニアガス雰囲気下での窒化ほう素前
駆体繊維の加熱処理を行う加熱装置は、雰囲気を制御す
るためのチャンバーあるいは炉心管を有するものであれ
ば良く、電気炉,ガス炉など公知の加熱装置のが特に制
限なく用いられる。加熱処理方法としては、不活性ガス
雰囲気下での加熱処理と同様にバッチ式加熱処理あるい
は連続式加熱処理のいずれの加熱処理方法を用いてもよ
い。
The heating device for heat-treating the boron nitride precursor fiber in an ammonia gas atmosphere may be any one having a chamber or a furnace core tube for controlling the atmosphere, such as known in electric furnaces and gas furnaces. A heating device can be used without particular limitation. As the heat treatment method, either a batch heat treatment or a continuous heat treatment method may be used similarly to the heat treatment in an inert gas atmosphere.

【0047】アンモニアガス雰囲気下でバッチ式加熱処
理を行う場合には、加熱処理温度に予め昇温された加熱
処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れて加熱処理を行
うか、加熱処理装置に窒化ほう素前駆体繊維を入れた後
に昇温して加熱処理温度に到達させて加熱処理を行う。
ただし、窒化ほう素前駆体繊維が急激に加熱されると、
熱分解生成物の脱離が急激に起こり、得られる窒化ほう
素繊維にボイド,亀裂などの欠陥が生じ強度の低下を招
くことがある。そのため、加熱処理装置に窒化ほう素前
駆体繊維を設置した後徐々に昇温して加熱処理温度に到
達させる方法により加熱処理を行うことが好ましく、そ
の場合の昇温速度を20℃/min以下とすることがよ
り好ましい。
When the batch type heat treatment is carried out in an ammonia gas atmosphere, the boron nitride precursor fiber is put into a heat treatment apparatus which has been preheated to the heat treatment temperature, or the heat treatment is carried out. After the boron nitride precursor fiber is added, the temperature is raised to reach the heat treatment temperature and heat treatment is performed.
However, when the boron nitride precursor fiber is rapidly heated,
Desorption of thermal decomposition products may occur rapidly, resulting in defects such as voids and cracks in the obtained boron nitride fiber, leading to a decrease in strength. Therefore, it is preferable to perform the heat treatment by a method in which the boron nitride precursor fiber is placed in the heat treatment apparatus and then the temperature is gradually raised to reach the heat treatment temperature. In that case, the heating rate is 20 ° C./min or less. Is more preferable.

【0048】加熱処理温度における保持時間は、加熱処
理を行う窒化ほう素前駆体繊維の量にもよるが0〜10
時間の範囲より任意に選ぶことができる。保持時間が0
時間とは、窒化ほう素前駆体繊維が加熱処理温度に達し
た直後に、加熱装置を降温するか、窒化ほう素前駆体繊
維を加熱装置から取り出して加熱処理を終了することを
意味する。
The holding time at the heat treatment temperature depends on the amount of the boron nitride precursor fibers to be heat treated, but it is 0-10.
It can be arbitrarily selected from the range of time. Hold time is 0
The time means that the temperature of the heating device is lowered immediately after the boron nitride precursor fiber reaches the heat treatment temperature, or the boron nitride precursor fiber is taken out of the heating device and the heat treatment is completed.

【0049】アンモニアガス雰囲気下での連続式加熱処
理の場合も、窒化ほう素繊維を急激に加熱すると欠陥の
生成により得られる窒化ほう素繊維の強度が低下する場
合があるので、20℃/min以下の昇温速度で所定加
熱処理温度まで昇温加熱することが好ましい。また、加
熱処理温度における保持時間は、加熱処理を行う窒化ほ
う素前駆体繊維の量にもよるが0〜10時間の範囲より
選べば良い。連続式加熱処理の場合には、窒化ほう素前
駆体繊維の供給速度,加熱処理を終えた繊維の巻き取り
速度,加熱装置の均熱部分の長さ,加熱装置の温度勾配
などにより、窒化ほう素前駆体繊維の昇温速度および加
熱処理温度における保持時間を制御することができる。
Even in the case of continuous heat treatment in an atmosphere of ammonia gas, when the boron nitride fiber is rapidly heated, the strength of the boron nitride fiber obtained may be lowered due to the generation of defects, so that the temperature is 20 ° C./min. It is preferable to heat up to a predetermined heat treatment temperature at the following temperature rising rate. The holding time at the heat treatment temperature may be selected from the range of 0 to 10 hours, though it depends on the amount of the boron nitride precursor fiber to be heat treated. In the case of continuous heat treatment, depending on the feed rate of the boron nitride precursor fiber, the take-up speed of the fiber after the heat treatment, the length of the soaking part of the heating device, the temperature gradient of the heating device, etc. It is possible to control the heating rate of the elementary precursor fibers and the holding time at the heat treatment temperature.

【0050】アンモニア下熱処理における加熱処理雰囲
気は、加熱処理温度での加熱処理時はもちろん、加熱処
理温度に到達するまでの昇温過程,加熱処理温度におけ
る保持過程,加熱処理終了後の降温過程の何れの過程に
おいても、即ち、窒化ほう素前駆体繊維がアンモニア雰
囲気での加熱装置のチャンバー,炉心管などの中にある
うちは、アンモニアガス雰囲気とするのが好ましい。ア
ンモニアガス雰囲気とするためには、アンモニアガスで
置換した加熱装置のチャンバー,炉心管などを密閉する
か、あるいは加熱装置のチャンバー、炉心管などにアン
モニアガスを流通させればよい。
The heat treatment atmosphere in the heat treatment under ammonia is not only during the heat treatment at the heat treatment temperature but also during the temperature rising process until the heat treatment temperature is reached, the holding process at the heat treatment temperature, and the temperature lowering process after the heat treatment is completed. In any process, that is, while the boron nitride precursor fiber is in the chamber of the heating device in the ammonia atmosphere, the furnace core tube, or the like, it is preferable to use the ammonia gas atmosphere. In order to obtain an ammonia gas atmosphere, the chamber of the heating device, the furnace core tube, or the like, which has been replaced with ammonia gas, may be sealed, or the ammonia gas may be circulated in the chamber of the heating device, the furnace core tube, or the like.

【0051】本発明では、先ず不活性ガス雰囲気下で加
熱処理を行い、次いでアンモニア雰囲気下で加熱処理を
行う。その加熱処理雰囲気の切り替え方法としては、先
ず、不活性ガス雰囲気下での加熱処理を行い、不活性ガ
ス雰囲気下での加熱処理が終了した時点で雰囲気ガスを
アンモニアに切り替えて引き続きアンモニアガス雰囲気
下での加熱処理を行っても良いし、加熱装置を降温する
か、加熱装置より窒化ほう素繊維を取り出すこと等によ
り不活性ガス雰囲気下での加熱処理を終了し、改めてア
ンモニアガス雰囲気下での加熱処理を行っても良い。
In the present invention, first, heat treatment is performed in an inert gas atmosphere, and then heat treatment is performed in an ammonia atmosphere. As a method for switching the heat treatment atmosphere, first, heat treatment in an inert gas atmosphere is performed, and when the heat treatment in an inert gas atmosphere is completed, the atmosphere gas is switched to ammonia and the ammonia gas atmosphere is continuously changed. The heat treatment in an inert gas atmosphere may be completed by lowering the temperature of the heating apparatus or by taking out boron nitride fiber from the heating apparatus. Heat treatment may be performed.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明の結晶子径が10〜30オングス
トロームの範囲にある窒化ほう素繊維は、炭素含有量が
少なく且つ高強度の、しかも熱履歴の影響をほとんど受
けず、従って、熱による強度劣化を起こさない窒化ほう
素繊維である。また、工業的に有用な当該窒化ほう素繊
維の製造技術も提供する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The boron nitride fiber of the present invention having a crystallite size in the range of 10 to 30 angstroms has a low carbon content, high strength, and is hardly affected by heat history, and therefore, is affected by heat. It is a boron nitride fiber that does not cause strength deterioration. It also provides industrially useful technology for producing the boron nitride fiber.

【0053】[0053]

【実施例】以下実施例を用いて本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらに何等限定されるものではない。特
に、繊維の強度は結晶子径の他に、紡糸方法、紡糸条件
の違いによっても大きく左右される。従って、同一紡糸
方法、条件で作製した場合の結晶子径の変化及びその時
の強度の変化が意味を持つ。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these. In particular, the strength of the fiber largely depends not only on the crystallite size but also on the spinning method and spinning conditions. Therefore, the change in the crystallite diameter when produced under the same spinning method and conditions and the change in the strength at that time are significant.

【0054】実施例1 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを連結したデュ
ワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管を
それぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コール
ドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口に
塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素を
毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した後、
無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン30
0ml及びアセトニトリル16.4gを加えた。2つの
コールドフィンガーにドライアイス−アセトンを満た
し、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに直接
取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素60g
を2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色の三
塩化ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三塩化
ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り付け
たコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩乾燥
した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この懸濁液
を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発生がほと
んどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した沈澱を濾
別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、減圧乾燥し
て窒化ほう素前駆体24g(収率83%)を得た。
Example 1 A 1 L capacity three-necked flask was equipped with a stirrer in one tube, a Dewar type cold finger in which a cylinder containing boron trichloride was connected to one of the side tubes, and a ball containing cooling tube in the remaining side tube. I installed each. A Dewar cold finger was attached to the ball cooling tube, and a calcium chloride tube was attached to the outlet of the cold finger. Dry nitrogen was passed through this device at 200 ml / min for 4 hours to dry the inside of the device.
Chlorobenzene 30 dried overnight over anhydrous sodium sulfate
0 ml and 16.4 g of acetonitrile were added. Two cold fingers were filled with dry ice-acetone and stirred with a stirrer, and 60 g of boron trichloride was obtained from the cold fingers directly attached to the three-necked flask.
Was condensed and added dropwise over 2 hours. This produced a white boron trichloride-acetonitrile adduct. After the addition of boron trichloride was completed, the cold finger directly attached to the three-necked flask was removed, and 21.5 g of ammonium chloride dried at 110 ° C. overnight was added. When this suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, hydrogen chloride was hardly generated and a brown precipitate was formed. The formed precipitate was separated by filtration, washed with 100 ml of chlorobenzene and dried under reduced pressure to obtain 24 g (yield 83%) of a boron nitride precursor.

【0055】この窒化ほう素前駆体10gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
10 g of this boron nitride precursor was added to DMF20.
After dissolving in 0 ml, 100 ml of DMF was removed by evaporation to obtain a uniform viscous solution. This solution has a diameter of 6
A continuous boron nitride precursor fiber having a diameter of about 20 μm was spun by discharging from a spinning nozzle having a hole of 0 μm and winding.

【0056】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理を行い、400℃に到達した後に室温ま
で冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速
度2℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱
処理を行い、1000℃に到達した後に室温まで冷却し
た。この結果、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維
を得た。
The spun boron nitride precursor fiber was heated in a nitrogen stream at a temperature rising rate of 1 ° C./min from room temperature to 400 ° C. and heat-treated. After reaching 400 ° C., it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere, the temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 2 ° C./min to perform heat treatment, and after reaching 1000 ° C., the temperature was cooled to room temperature. As a result, white boron nitride fiber having a diameter of about 15 μm was obtained.

【0057】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.2オングストロームであっ
た。この窒化ほう素繊維の引張り強度は191MPaで
あった。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素
含有量は1.4重量%であった。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 17.2 Å. The tensile strength of this boron nitride fiber was 191 MPa. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 1.4% by weight.

【0058】得られた窒化ほう素繊維を、別途窒素気流
中,昇温速度2℃/minで室温から1600℃まで昇
温し、次いで1600℃で1時間保持して加熱処理を行
い、その後室温まで冷却した。粉末X線回折の結果、該
窒化ほう素繊維を構成する結晶相としては、六方晶ある
いはターボストラティック型窒化ほう素のみが検出され
た。この窒化ほう素結晶の結晶子径は19.8オングス
トロームであり、高温加熱しても結晶子径の変化はわず
かであることが分かる。また、この窒化ほう素繊維の引
張り強度は194MPaであった。燃焼法により求めた
この窒化ほう素繊維の炭素含有量は0.7重量%であっ
た。
The obtained boron nitride fiber was separately heated in a nitrogen stream from room temperature to 1600 ° C. at a temperature rising rate of 2 ° C./min, and then kept at 1600 ° C. for 1 hour for heat treatment, and then at room temperature. Cooled down. As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic type boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal is 19.8 angstroms, and it can be seen that the change in crystallite diameter is slight even when heated at high temperature. The tensile strength of this boron nitride fiber was 194 MPa. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 0.7% by weight.

【0059】得られた窒化ほう素繊維を、同様に別途窒
素気流中,昇温速度2℃/minで室温から2000℃
まで昇温し、次いで2000℃で1時間保持して加熱処
理を行い、その後室温まで冷却した。粉末X線回折の結
果、該窒化ほう素繊維を構成する結晶相としては、六方
晶あるいはターボストラティック型窒化ほう素のみが検
出された。この窒化ほう素結晶の結晶子径は21.6オ
ングストロームであり、更に高温で加熱しても結晶子径
は大きく変化しないことが分かる。この窒化ほう素繊維
の引張り強度は202MPaであった。燃焼法により求
めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有量は0.7重量%で
あった。
The obtained boron nitride fiber was similarly heated in a separate nitrogen stream at a temperature rising rate of 2 ° C./min from room temperature to 2000 ° C.
The temperature was raised to 2000 ° C., then the temperature was maintained at 2000 ° C. for 1 hour to perform heat treatment, and then the temperature was cooled to room temperature. As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic type boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal is 21.6 angstroms, and it can be seen that the crystallite diameter does not change significantly even when heated at a higher temperature. The tensile strength of this boron nitride fiber was 202 MPa. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 0.7% by weight.

【0060】実施例2 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から40
0℃まで昇温して加熱処理し、400℃に到達した後に
室温まで冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,
昇温速度2℃/minで室温から800℃まで昇温して
加熱処理し、800℃に到達した後に室温まで冷却し
た。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
Example 2 A boron nitride precursor fiber produced in the same manner as in Example 1 was heated from room temperature to 40 at a heating rate of 1 ° C./min in a nitrogen stream.
The temperature was raised to 0 ° C., heat treatment was performed, and after reaching 400 ° C., it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere,
The temperature was raised from room temperature to 800 ° C. at a heating rate of 2 ° C./min for heat treatment, and after reaching 800 ° C., it was cooled to room temperature. As a result, white boron nitride fiber was obtained.

【0061】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は16.4オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.8重量%であった。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 16.4 angstroms. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 1.8% by weight.

【0062】実施例3 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から40
0℃まで昇温して加熱処理し、400℃に到達した後に
室温まで冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,
昇温速度2℃/minで室温から1200℃まで昇温し
て加熱処理し、1200℃に到達した後に室温まで冷却
した。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
Example 3 A boron nitride precursor fiber produced in the same manner as in Example 1 was heated from room temperature to 40 at a temperature rising rate of 1 ° C./min in a nitrogen stream.
The temperature was raised to 0 ° C., heat treatment was performed, and after reaching 400 ° C., it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere,
The temperature was raised from room temperature to 1200 ° C. at a heating rate of 2 ° C./min, heat treatment was performed, and after reaching 1200 ° C., the temperature was cooled to room temperature. As a result, white boron nitride fiber was obtained.

【0063】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は18.3オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.1重量%であった。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 18.3 angstrom. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 1.1% by weight.

【0064】実施例4 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から20
0℃まで昇温して加熱処理し、200℃に到達した後に
室温まで冷却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,
昇温速度2℃/minで室温から1000℃まで昇温し
て加熱処理し、1000℃に到達した後に室温まで冷却
した。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
Example 4 A boron nitride precursor fiber produced in the same manner as in Example 1 was heated from room temperature to 20 at a temperature rising rate of 1 ° C./min in a nitrogen stream.
The temperature was raised to 0 ° C., heat treatment was performed, and after reaching 200 ° C., it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere,
The temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 2 ° C./min, heat treatment was performed, and after reaching 1000 ° C., the temperature was cooled to room temperature. As a result, white boron nitride fiber was obtained.

【0065】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.5オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.5重量%であった。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 17.5 Å. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 1.5% by weight.

【0066】実施例5 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三臭化ほう素128gを入れた滴下ロート,
残りの側管に玉入冷却管を取り付けた。玉入冷却管の出
口に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒
素を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びアセトニトリル16.4gを加えた。ス
ターラーで攪はんしながら、滴下ロートより三臭化ほう
素を2時間かけて滴下した。これにより、白色の三臭化
ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三臭化ほう
素を滴下し終えた後、三口フラスコに取り付けた滴下ロ
ートを取り外し、110℃で一晩乾燥した塩化アンモニ
ウム21.5gを加えた。この懸濁液を125℃に8時
間加熱した後、濾別、クロロベンゼン100mlによる
洗浄、減圧乾燥を行って褐色沈澱48g(収率80%)
を得た。
Example 5 A stirrer was placed in the middle tube of a three-necked flask having a capacity of 1 liter, and a dropping funnel containing 128 g of boron tribromide in one of the side tubes.
A ball containing cooling tube was attached to the remaining side tube. A calcium chloride tube was attached to the outlet of the ball containing cooling tube. Dry nitrogen was passed through this device at 200 ml / min for 4 hours to dry the inside of the device, and then 300 ml of chlorobenzene and 16.4 g of acetonitrile dried overnight with anhydrous sodium sulfate were added. While stirring with a stirrer, boron tribromide was added dropwise from the dropping funnel over 2 hours. This produced a white boron tribromide-acetonitrile adduct. After the addition of boron tribromide was completed, the dropping funnel attached to the three-necked flask was removed, and 21.5 g of ammonium chloride dried at 110 ° C. overnight was added. The suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, filtered, washed with 100 ml of chlorobenzene and dried under reduced pressure to give a brown precipitate (48 g, yield 80%).
Got

【0067】この窒化ほう素前駆体15gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
15 g of this boron nitride precursor was added to DMF20.
After dissolving in 0 ml, 100 ml of DMF was removed by evaporation to obtain a uniform viscous solution. This solution has a diameter of 6
A continuous boron nitride precursor fiber having a diameter of about 20 μm was spun by discharging from a spinning nozzle having a hole of 0 μm and winding.

【0068】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
The spun boron nitride precursor fiber was heated in a nitrogen stream at a heating rate of 1 ° C./min from room temperature to 400 ° C. and heat-treated. After reaching 400 ° C., it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere, the heating rate 2
The temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 1,000 ° C./min, and heat treatment was performed. After reaching 1000 ° C., the temperature was cooled to room temperature. As a result, white boron nitride fiber having a diameter of about 15 μm was obtained.

【0069】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は16.8オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.5重量%であった。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 16.8 Å. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 1.5% by weight.

【0070】実施例6 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つにアセトニトリル16.4gを入れた滴下ロー
ト,残りの側管に玉入冷却管を取り付けた。玉入冷却管
の出口に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾
燥窒素を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥
した後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベン
ゼン300ml及び三よう化ほう素200gを加えた。
スターラーで攪はんしながら、滴下ロートよりアセトニ
トリルを2時間かけて滴下した。これにより、白色の三
よう化ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三よ
う化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り
付けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩
乾燥した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この懸
濁液を125℃に8時間加熱した後、濾別、クロロベン
ゼン100mlによる洗浄、減圧乾燥を行って褐色沈澱
65g(収率79%)を得た。
Example 6 A stirrer was attached to the middle tube of a three-necked flask having a capacity of 1 liter, a dropping funnel containing 16.4 g of acetonitrile was placed in one of the side tubes, and a beaded cooling tube was attached to the remaining side tubes. A calcium chloride tube was attached to the outlet of the ball containing cooling tube. Dry nitrogen was passed through this device at 200 ml / min for 4 hours to dry the inside of the device, and then 300 ml of chlorobenzene and 200 g of boron triiodide dried overnight with anhydrous sodium sulfate were added.
While stirring with a stirrer, acetonitrile was added dropwise from the dropping funnel over 2 hours. This produced a white boron triiodide-acetonitrile adduct. After the addition of boron triiodide was completed, the cold finger directly attached to the three-necked flask was removed, and 21.5 g of ammonium chloride dried at 110 ° C. overnight was added. The suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, filtered, washed with 100 ml of chlorobenzene and dried under reduced pressure to obtain 65 g of brown precipitate (yield 79%).

【0071】この窒化ほう素前駆体20gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
20 g of this boron nitride precursor was added to DMF20.
After dissolving in 0 ml, 100 ml of DMF was removed by evaporation to obtain a uniform viscous solution. This solution has a diameter of 6
A continuous boron nitride precursor fiber having a diameter of about 20 μm was spun by discharging from a spinning nozzle having a hole of 0 μm and winding.

【0072】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
The spun boron nitride precursor fiber was heated in a nitrogen stream at a temperature rising rate of 1 ° C./min from room temperature to 400 ° C. for heat treatment, and after reaching 400 ° C., cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere, the heating rate 2
The temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 1,000 ° C./min, and heat treatment was performed. After reaching 1000 ° C., the temperature was cooled to room temperature. As a result, white boron nitride fiber having a diameter of about 15 μm was obtained.

【0073】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.5オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.6重量%であった。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 17.5 Å. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 1.6% by weight.

【0074】実施例7 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデ
ュワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管
をそれぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コー
ルドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口
に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素
を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びアセトニトリル16.4gを加えた。2
つのコールドフィンガーにドライアイス−アセトンを満
たし、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに直
接取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素60
gを2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色の
三塩化ほう素−アセトニトリル付加物が生成した。三塩
化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り付
けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩乾
燥したモノメチルアミン塩酸塩27.2gを加えた。こ
の懸濁液を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発
生がほとんどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した
沈澱を濾別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、次
いで減圧乾燥して窒化ほう素前駆体25g(収率80
%)を得た。
Example 7 A stirrer was placed in the middle tube of a three-necked flask having a capacity of 1 liter, a Dewar cold finger in which a cylinder containing boron trichloride was attached to one of the side tubes, and a ball containing cooling tube was attached to the remaining side tubes. I installed each. A Dewar cold finger was attached to the ball cooling tube, and a calcium chloride tube was attached to the outlet of the cold finger. Dry nitrogen was passed through this device at 200 ml / min for 4 hours to dry the inside of the device, and then 300 ml of chlorobenzene and 16.4 g of acetonitrile dried overnight with anhydrous sodium sulfate were added. Two
Fill one cold finger with dry ice-acetone and stir with a stirrer. Boron trichloride 60 from a cold finger directly attached to a three-necked flask.
g was condensed and added dropwise over 2 hours. This produced a white boron trichloride-acetonitrile adduct. After the addition of boron trichloride was completed, the cold finger directly attached to the three-necked flask was removed, and 27.2 g of monomethylamine hydrochloride dried overnight at 110 ° C. was added. When this suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, hydrogen chloride was hardly generated and a brown precipitate was formed. The formed precipitate was separated by filtration, washed with 100 ml of chlorobenzene, and then dried under reduced pressure to obtain 25 g of a boron nitride precursor (yield: 80%).
%) Was obtained.

【0075】この窒化ほう素前駆体10gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
10 g of this boron nitride precursor was added to DMF20.
After dissolving in 0 ml, 100 ml of DMF was removed by evaporation to obtain a uniform viscous solution. This solution has a diameter of 6
A continuous boron nitride precursor fiber having a diameter of about 20 μm was spun by discharging from a spinning nozzle having a hole of 0 μm and winding.

【0076】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
The spun boron nitride precursor fiber was heated in a nitrogen stream at a heating rate of 1 ° C./min from room temperature to 400 ° C. and heat-treated. After reaching 400 ° C., it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere, the heating rate 2
The temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 1,000 ° C./min, and heat treatment was performed. As a result, white boron nitride fiber having a diameter of about 15 μm was obtained.

【0077】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は18.1オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.6重量%であった。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 18.1 Å. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 1.6% by weight.

【0078】実施例8 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデ
ュワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管
をそれぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コー
ルドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口
に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素
を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びベンゾニトリル41.2gを加えた。2
つのコールドフィンガーにドライアイス−アセトンを満
たし、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに直
接取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素60
gを2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色の
三塩化ほう素−ベンゾニトリル付加物が生成した。三塩
化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取り付
けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一晩乾
燥した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この懸濁
液を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発生がほ
とんどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した沈澱を
濾別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、次いで減
圧乾燥して窒化ほう素前駆体27g(収率79%)を得
た。
Example 8 A stirrer was placed in the middle tube of a three-necked flask having a capacity of 1 liter, a Dewar cold finger in which a cylinder containing boron trichloride was attached to one of the side tubes, and a ball containing cooling tube was placed in the remaining side tubes. I installed each. A Dewar cold finger was attached to the ball cooling tube, and a calcium chloride tube was attached to the outlet of the cold finger. After passing dry nitrogen at 200 ml / min for 4 hours to the device to dry the inside of the device, 300 ml of chlorobenzene and 41.2 g of benzonitrile dried overnight with anhydrous sodium sulfate were added. Two
Fill one cold finger with dry ice-acetone and stir with a stirrer. Boron trichloride 60 from a cold finger directly attached to a three-necked flask.
g was condensed and added dropwise over 2 hours. This produced a white boron trichloride-benzonitrile adduct. After the addition of boron trichloride was completed, the cold finger directly attached to the three-necked flask was removed, and 21.5 g of ammonium chloride dried at 110 ° C. overnight was added. When this suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, hydrogen chloride was hardly generated and a brown precipitate was formed. The formed precipitate was separated by filtration, washed with 100 ml of chlorobenzene and then dried under reduced pressure to obtain 27 g of boron nitride precursor (yield 79%).

【0079】この窒化ほう素前駆体10gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
10 g of this boron nitride precursor was added to DMF20.
After dissolving in 0 ml, 100 ml of DMF was removed by evaporation to obtain a uniform viscous solution. This solution has a diameter of 6
A continuous boron nitride precursor fiber having a diameter of about 20 μm was spun by discharging from a spinning nozzle having a hole of 0 μm and winding.

【0080】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
The spun boron nitride precursor fiber was heated in a nitrogen stream at a temperature rising rate of 1 ° C./min from room temperature to 400 ° C. and heat-treated. After reaching 400 ° C., it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere, the heating rate 2
The temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 1,000 ° C./min, and heat treatment was performed. After reaching 1000 ° C., the temperature was cooled to room temperature. As a result, white boron nitride fiber having a diameter of about 15 μm was obtained.

【0081】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は17.6オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は2.1重量%であった。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic type boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 17.6 Å. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 2.1% by weight.

【0082】実施例9 容量1リットルの三口フラスコの中管にスターラー,側
管の一つに三塩化ほう素が入ったボンベを取り付けたデ
ュワー型コールドフィンガー,残りの側管に玉入冷却管
をそれぞれ取り付けた。玉入冷却管にはデュワー型コー
ルドフィンガーを取り付け、コールドフィンガーの出口
に塩化カルシウム管を取り付けた。この装置に乾燥窒素
を毎分200mlで4時間流通して装置内を乾燥した
後、無水硫酸ナトリウムで一晩乾燥したクロロベンゼン
300ml及びアクリロニトリル41.2gを加えた。
2つのコールドフィンガーにドライアイス−アセトンを
満たし、スターラーで攪はんしながら、三口フラスコに
直接取り付けたコールドフィンガーより三塩化ほう素6
0gを2時間かけて凝縮,滴下した。これにより、白色
の三塩化ほう素−アクリロニトリル付加物が生成した。
三塩化ほう素を滴下し終えた後、三口フラスコに直接取
り付けたコールドフィンガーを取り外し、110℃で一
晩乾燥した塩化アンモニウム21.5gを加えた。この
懸濁液を125℃に8時間加熱すると、塩化水素の発生
がほとんどなくなり、褐色沈澱が生成した。生成した沈
澱を濾別し,クロロベンゼン100mlで洗浄し、次い
で減圧乾燥して窒化ほう素前駆体24g(収率77%)
を得た。
Example 9 A stirrer was attached to a medium tube of a three-necked flask having a capacity of 1 liter, a Dewar type cold finger having a cylinder containing boron trichloride was attached to one of the side tubes, and a ball containing cooling tube was attached to the remaining side tubes. I installed each. A Dewar cold finger was attached to the ball cooling tube, and a calcium chloride tube was attached to the outlet of the cold finger. After passing dry nitrogen at 200 ml / min for 4 hours to the device to dry the inside of the device, 300 ml of chlorobenzene and 41.2 g of acrylonitrile dried overnight with anhydrous sodium sulfate were added.
Fill two cold fingers with dry ice-acetone and stir with a stirrer. Boron trichloride 6 from a cold finger directly attached to the three-necked flask.
0 g was condensed and added dropwise over 2 hours. This produced a white boron trichloride-acrylonitrile adduct.
After the addition of boron trichloride was completed, the cold finger directly attached to the three-necked flask was removed, and 21.5 g of ammonium chloride dried at 110 ° C. overnight was added. When this suspension was heated to 125 ° C. for 8 hours, hydrogen chloride was hardly generated and a brown precipitate was formed. The precipitate formed was filtered off, washed with 100 ml of chlorobenzene and then dried under reduced pressure to give 24 g of boron nitride precursor (yield 77%).
Got

【0083】この窒化ほう素前駆体10gをDMF20
0mlに溶解した後、DMF100mlを蒸発除去する
ことにより均一な粘性の溶液を得た。この溶液を直径6
0μmの孔を有する紡糸ノズルより吐出し,巻き取るこ
とにより、直径約20μmの連続した窒化ほう素前駆体
繊維を紡糸した。
10 g of this boron nitride precursor was added to DMF20.
After dissolving in 0 ml, 100 ml of DMF was removed by evaporation to obtain a uniform viscous solution. This solution has a diameter of 6
A continuous boron nitride precursor fiber having a diameter of about 20 μm was spun by discharging from a spinning nozzle having a hole of 0 μm and winding.

【0084】紡糸した窒化ほう素前駆体繊維を、窒素気
流中,昇温速度1℃/minで室温から400℃まで昇
温して加熱処理し、400℃に到達した後に室温まで冷
却した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2
℃/minで室温から1000℃まで昇温して加熱処理
し、1000℃に到達した後に室温まで冷却した。これ
により、直径約15μmの白色の窒化ほう素繊維を得
た。
The spun boron nitride precursor fiber was heated in a nitrogen stream at a temperature rising rate of 1 ° C./min from room temperature to 400 ° C. for heat treatment, and after reaching 400 ° C., cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere, the heating rate 2
The temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. at a heating rate of 1,000 ° C./min, and heat treatment was performed. As a result, white boron nitride fiber having a diameter of about 15 μm was obtained.

【0085】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は16.7オングストロームであっ
た。燃焼法により求めたこの窒化ほう素繊維の炭素含有
量は1.8重量%であった。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic type boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 16.7 Å. The carbon content of this boron nitride fiber determined by the combustion method was 1.8% by weight.

【0086】比較例1 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から80
℃まで昇温し、80℃に到達した後に室温まで冷却し
た。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2℃/
minで室温から1000℃まで昇温し、1000℃に
到達した後に室温まで冷却した。これにより白色の窒化
ほう素繊維を得た。
Comparative Example 1 A boron nitride precursor fiber produced in the same manner as in Example 1 was heated from room temperature to 80 at a temperature rising rate of 1 ° C./min in a nitrogen stream.
The temperature was raised to ℃, and after reaching 80 ℃, it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere, the temperature rising rate is 2 ° C /
The temperature was raised from room temperature to 1000 ° C. in min, and after reaching 1000 ° C., it was cooled to room temperature. As a result, white boron nitride fiber was obtained.

【0087】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は44.2オングストロームであっ
た。この窒化ほう素繊維の引張り強度は64MPaであ
った。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic type boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 44.2 angstroms. The tensile strength of this boron nitride fiber was 64 MPa.

【0088】比較例2 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中で加熱処理することなくアンモニアガス
雰囲気中,昇温速度2℃/minで室温から1000℃
まで昇温し、1000℃に到達した後に室温まで冷却し
た。これにより白色の窒化ほう素繊維を得た。
Comparative Example 2 A boron nitride precursor fiber produced in the same manner as in Example 1 was heated from room temperature to 1000 ° C. at a temperature rising rate of 2 ° C./min in an ammonia gas atmosphere without heat treatment in a nitrogen stream.
The temperature was raised to 1000 ° C. and, after reaching 1000 ° C., it was cooled to room temperature. As a result, white boron nitride fiber was obtained.

【0089】粉末X線回折の結果、該窒化ほう素繊維を
構成する結晶相としては、六方晶あるいはターボストラ
ティック型窒化ほう素のみが検出された。この窒化ほう
素結晶の結晶子径は54.6オングストロームであっ
た。この窒化ほう素繊維の引張り強度は43MPaであ
った。
As a result of powder X-ray diffraction, only hexagonal or turbostratic type boron nitride was detected as the crystal phase constituting the boron nitride fiber. The crystallite diameter of this boron nitride crystal was 54.6 angstroms. The tensile strength of this boron nitride fiber was 43 MPa.

【0090】比較例3 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から80
0℃まで昇温し、800℃に到達した後に室温まで冷却
した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2℃
/minで室温から1000℃まで昇温し、1000℃
に到達した後に室温まで冷却した。得られた繊維は黒色
で、窒化ほう素の結晶子径は16.8オングストローム
であった。燃焼法により求めた炭素含有量は7.8重量
%であった。
Comparative Example 3 A boron nitride precursor fiber produced in the same manner as in Example 1 was heated from room temperature to 80 at a temperature rising rate of 1 ° C./min in a nitrogen stream.
The temperature was raised to 0 ° C., and after reaching 800 ° C., it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere, the heating rate is 2 ° C.
/ Min to increase from room temperature to 1000 ℃, 1000 ℃
After reaching, the mixture was cooled to room temperature. The obtained fiber was black and the crystallite size of boron nitride was 16.8 angstroms. The carbon content determined by the combustion method was 7.8% by weight.

【0091】比較例4 実施例1と同様にして作製した窒化ほう素前駆体繊維
を、窒素気流中,昇温速度1℃/minで室温から40
0℃まで昇温し、400℃に到達した後に室温まで冷却
した。次いで、アンモニアガス雰囲気中,昇温速度2℃
/minで室温から400℃まで昇温し、400℃に到
達した後に室温まで冷却した。得られた繊維は黒色で、
窒化ほう素の結晶子径は15.5オングストロームであ
った。燃焼法により求めた炭素含有量は12.3重量%
であった。
Comparative Example 4 A boron nitride precursor fiber produced in the same manner as in Example 1 was heated from room temperature to 40 at a temperature rising rate of 1 ° C./min in a nitrogen stream.
The temperature was raised to 0 ° C., and after reaching 400 ° C., it was cooled to room temperature. Then, in an ammonia gas atmosphere, the heating rate is 2 ° C.
The temperature was raised from room temperature to 400 ° C./min, and after reaching 400 ° C., the temperature was cooled to room temperature. The resulting fiber is black,
The crystallite size of boron nitride was 15.5 Å. Carbon content determined by combustion method is 12.3% by weight
Met.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 六方晶および/またはターボストラティ
ック型窒化ほう素からなり、その結晶子径が10〜30
オングストロームであることを特徴とする窒化ほう素繊
維。
1. A hexagonal and / or turbostratic boron nitride having a crystallite size of 10 to 30.
Boron nitride fiber characterized by being angstrom.
【請求項2】 三ハロゲン化ほう素とニトリル化合物と
の付加物と、ハロゲン化アンモニウムあるいは一級アミ
ンハロゲン化水素酸塩とを三ハロゲン化ほう素の存在下
に反応させて得られる窒化ほう素前駆体を溶媒に溶解
し、該溶解液を紡糸した後、不活性ガス雰囲気下にて1
00〜600℃で加熱処理し次いでアンモニアガス雰囲
気下にて600〜1300℃で加熱処理することを特徴
とする請求項1記載の窒化ほう素繊維の製造方法。
2. A boron nitride precursor obtained by reacting an adduct of boron trihalide with a nitrile compound and an ammonium halide or a primary amine hydrohalide in the presence of boron trihalide. The body is dissolved in a solvent, the solution is spun, and then 1
The method for producing a boron nitride fiber according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at 00 to 600 ° C., and then the heat treatment is performed at 600 to 1300 ° C. in an ammonia gas atmosphere.
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