JPH11171511A - 六方晶窒化硼素粉末及びその製造方法 - Google Patents
六方晶窒化硼素粉末及びその製造方法Info
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- JPH11171511A JPH11171511A JP36320897A JP36320897A JPH11171511A JP H11171511 A JPH11171511 A JP H11171511A JP 36320897 A JP36320897 A JP 36320897A JP 36320897 A JP36320897 A JP 36320897A JP H11171511 A JPH11171511 A JP H11171511A
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 黄色度６．０以下、白色度９２．０以上
である六方晶窒化硼素粉末。 【効果】 本発明によれば、原料中の発生水分量及び合
成雰囲気の水蒸気分圧をコントロールすることにより、
３ＢＣの生成を防止して、白色度の高いＢＮ粉末を得る
ことが可能となる。
である六方晶窒化硼素粉末。 【効果】 本発明によれば、原料中の発生水分量及び合
成雰囲気の水蒸気分圧をコントロールすることにより、
３ＢＣの生成を防止して、白色度の高いＢＮ粉末を得る
ことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、化粧品原
料、塗料、インク添加剤、色鉛筆芯等の無機体質剤、透
明ポリオレフィン樹脂の結晶核剤などに好適に用いられ
る白色度の高い六方晶窒化硼素粉末及びその製造方法に
関する。
料、塗料、インク添加剤、色鉛筆芯等の無機体質剤、透
明ポリオレフィン樹脂の結晶核剤などに好適に用いられ
る白色度の高い六方晶窒化硼素粉末及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】六方晶
窒化硼素（以下、ＢＮと記する）は、熱伝導性、電気絶
縁性、潤滑性、離型性、高温安定性、化学的安定性、溶
融金属，溶融ガラスとの難濡れ性等の数多くの優れた特
性を有することから、絶縁放熱シート、放熱性シーラン
ト、半導体封止樹脂等の充填剤、摺動部材摩擦部の潤滑
剤、溶融金属，溶融ガラス成形型の離型剤、エンジンオ
イルの焼付防止剤等の多種多様な用途に使用されてい
る。また、上記特性に加えて色彩が白色であることか
ら、近年になって化粧品原料、塗料、インク添加剤、色
鉛筆芯の無機体質剤、透明ポリオレフィン樹脂の結晶核
剤等のファッション性が要求される用途にまで利用分野
が拡大しつつある。
窒化硼素（以下、ＢＮと記する）は、熱伝導性、電気絶
縁性、潤滑性、離型性、高温安定性、化学的安定性、溶
融金属，溶融ガラスとの難濡れ性等の数多くの優れた特
性を有することから、絶縁放熱シート、放熱性シーラン
ト、半導体封止樹脂等の充填剤、摺動部材摩擦部の潤滑
剤、溶融金属，溶融ガラス成形型の離型剤、エンジンオ
イルの焼付防止剤等の多種多様な用途に使用されてい
る。また、上記特性に加えて色彩が白色であることか
ら、近年になって化粧品原料、塗料、インク添加剤、色
鉛筆芯の無機体質剤、透明ポリオレフィン樹脂の結晶核
剤等のファッション性が要求される用途にまで利用分野
が拡大しつつある。
【０００３】しかし、従来のＢＮ粉末は必ずしも白色度
が十分とは言い難く、若干なりとも黄色又は灰色を帯び
ている場合が多い。そのため、上記のファッション性が
要求される用途において、透明性の発現や色彩の調整が
十分に行えない場合がある。そこで、更にＢＮ粉末の白
色度を向上させることが望まれる。
が十分とは言い難く、若干なりとも黄色又は灰色を帯び
ている場合が多い。そのため、上記のファッション性が
要求される用途において、透明性の発現や色彩の調整が
十分に行えない場合がある。そこで、更にＢＮ粉末の白
色度を向上させることが望まれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記要望に応え、純白色のＢＮ粉末を得るた
めに鋭意検討を行った。
発明者は、上記要望に応え、純白色のＢＮ粉末を得るた
めに鋭意検討を行った。
【０００５】即ち、白色度の高いＢＮ粉末を得るために
は、まず、白色度低下要因を解析して対策を検討するこ
とが必要となる。その要因としては、不純物含有、及び
ＢＮ結晶内部の格子欠陥の２通りが考えられる。それら
のうち、前者は合成条件、合成後の精製条件を検討する
ことにより容易に対処できるが、後者はその明確な原因
が判明していないため、対処が困難である。
は、まず、白色度低下要因を解析して対策を検討するこ
とが必要となる。その要因としては、不純物含有、及び
ＢＮ結晶内部の格子欠陥の２通りが考えられる。それら
のうち、前者は合成条件、合成後の精製条件を検討する
ことにより容易に対処できるが、後者はその明確な原因
が判明していないため、対処が困難である。
【０００６】ここで、無機材研報告書第２７号「窒化硼
素に関する研究」には、次の記述がある。 ＢＮの結晶から窒素（Ｎ）原子が抜けた格子欠陥が生
じた場合に変色する。該格子欠陥は、３個の硼素（Ｂ）
原子に囲まれていることから、スリーボロンセンター
（以下３ＢＣと記する）と呼ばれる（図１）。 ３ＢＣが生成したＢＮ粉末をＥＳＲで測定すると、図
２に示すピークが検出される。 ３ＢＣ生成は雰囲気の窒素分圧と相関があり、その関
係は図３で示される（図３の直線を外挿すると窒素分圧
３００ｔｏｒｒ以下で３ＢＣが生成される）。 ３ＢＣ生成には炭素原子が何らかの形で関与してい
る。しかし、その具体的な反応形態、炭素原子の存在形
態については不明である。
素に関する研究」には、次の記述がある。 ＢＮの結晶から窒素（Ｎ）原子が抜けた格子欠陥が生
じた場合に変色する。該格子欠陥は、３個の硼素（Ｂ）
原子に囲まれていることから、スリーボロンセンター
（以下３ＢＣと記する）と呼ばれる（図１）。 ３ＢＣが生成したＢＮ粉末をＥＳＲで測定すると、図
２に示すピークが検出される。 ３ＢＣ生成は雰囲気の窒素分圧と相関があり、その関
係は図３で示される（図３の直線を外挿すると窒素分圧
３００ｔｏｒｒ以下で３ＢＣが生成される）。 ３ＢＣ生成には炭素原子が何らかの形で関与してい
る。しかし、その具体的な反応形態、炭素原子の存在形
態については不明である。
【０００７】以上のうち、の炭素原子のＢＮ結晶中へ
の拡散の形態が不明であったため、従来では３ＢＣに起
因するＢＮ粉末の白色度低下を防止することが困難であ
った。そのため、従来のＢＮ粉末は若干なりとも黄色、
灰色を帯びており、十分な白色度を有するものではなか
った。
の拡散の形態が不明であったため、従来では３ＢＣに起
因するＢＮ粉末の白色度低下を防止することが困難であ
った。そのため、従来のＢＮ粉末は若干なりとも黄色、
灰色を帯びており、十分な白色度を有するものではなか
った。
【０００８】本発明者は、かかる従来技術における技術
的知見の不備な点を解析し、３ＢＣ生成防止による純白
色のＢＮ粉末を提供することを目的として更に検討を進
めた結果、ＢＮ結晶中への炭素原子の拡散はメタンガス
の形態で生じること、また該メタンガスはカーボンと水
蒸気の反応により生じることを知見し、且つ、該反応を
起こし得る原料からの水蒸気発生量及び原料粉体又はバ
ルク体の嵩密度のデータを解析した。
的知見の不備な点を解析し、３ＢＣ生成防止による純白
色のＢＮ粉末を提供することを目的として更に検討を進
めた結果、ＢＮ結晶中への炭素原子の拡散はメタンガス
の形態で生じること、また該メタンガスはカーボンと水
蒸気の反応により生じることを知見し、且つ、該反応を
起こし得る原料からの水蒸気発生量及び原料粉体又はバ
ルク体の嵩密度のデータを解析した。
【０００９】即ち、ＢＮ粉末を合成する反応形態につい
ては、従来から数多く検討されており、その代表的な例
は下記の通りである。 （１）２Ｂ（ｓ）＋Ｎ2（ｇ）→２ＢＮ（ｓ） （２）ＢＣｌ3（ｇ）＋ＮＨ3（ｇ）→ＢＮ（ｓ）＋３Ｈ
Ｃｌ（ｇ） （３）Ｂ2Ｏ3（ｓ）＋Ｎ2（ｇ）＋３Ｃ（ｓ）→２ＢＮ
（ｓ）＋３ＣＯ（ｇ） （４）Ｂ2Ｏ3（ｓ）＋２ＮＨ3（ｇ）→２ＢＮ（ｓ）＋
３Ｈ2Ｏ（ｇ） （５）３Ｂ2Ｏ3（ｓ）＋Ｃ3Ｎ6Ｈ6（ｓ）→６ＢＮ
（ｓ）＋３Ｈ2Ｏ（ｇ）＋３ＣＯ2（ｇ） （６）Ｎａ2Ｂ4Ｏ7（ｓ）＋２（ＮＨ2）2ＣＯ（ｓ）→
４ＢＮ（ｓ）＋Ｎａ2Ｏ（ｓ）＋４Ｈ2Ｏ（ｇ）＋２ＣＯ
2（ｇ）
ては、従来から数多く検討されており、その代表的な例
は下記の通りである。 （１）２Ｂ（ｓ）＋Ｎ2（ｇ）→２ＢＮ（ｓ） （２）ＢＣｌ3（ｇ）＋ＮＨ3（ｇ）→ＢＮ（ｓ）＋３Ｈ
Ｃｌ（ｇ） （３）Ｂ2Ｏ3（ｓ）＋Ｎ2（ｇ）＋３Ｃ（ｓ）→２ＢＮ
（ｓ）＋３ＣＯ（ｇ） （４）Ｂ2Ｏ3（ｓ）＋２ＮＨ3（ｇ）→２ＢＮ（ｓ）＋
３Ｈ2Ｏ（ｇ） （５）３Ｂ2Ｏ3（ｓ）＋Ｃ3Ｎ6Ｈ6（ｓ）→６ＢＮ
（ｓ）＋３Ｈ2Ｏ（ｇ）＋３ＣＯ2（ｇ） （６）Ｎａ2Ｂ4Ｏ7（ｓ）＋２（ＮＨ2）2ＣＯ（ｓ）→
４ＢＮ（ｓ）＋Ｎａ2Ｏ（ｓ）＋４Ｈ2Ｏ（ｇ）＋２ＣＯ
2（ｇ）
【００１０】以上のうち、（１），（２）の反応は、原
料が高価であるため汎用的でない。また、（４）〜
（６）の反応は、高気密性が必要なアンモニアガス又は
熱分解によりアンモニアガスを発生する物質を含有する
こと、及び１５００℃以上の高温領域で反応炉のヒータ
ー、断熱材、炉壁材を侵蝕する水蒸気、二酸化炭素を副
生することから、反応温度を１５００℃未満の低温とす
る必要がある。低温で合成されたＢＮ粉末は、一般に結
晶が未発達であり、焼結用として使用した場合には優れ
た特性を発揮するが、粉末として使用した場合、ＢＮ本
来の特性を十分に発現することができない。
料が高価であるため汎用的でない。また、（４）〜
（６）の反応は、高気密性が必要なアンモニアガス又は
熱分解によりアンモニアガスを発生する物質を含有する
こと、及び１５００℃以上の高温領域で反応炉のヒータ
ー、断熱材、炉壁材を侵蝕する水蒸気、二酸化炭素を副
生することから、反応温度を１５００℃未満の低温とす
る必要がある。低温で合成されたＢＮ粉末は、一般に結
晶が未発達であり、焼結用として使用した場合には優れ
た特性を発揮するが、粉末として使用した場合、ＢＮ本
来の特性を十分に発現することができない。
【００１１】そこで、粉末としての十分な特性を発揮し
得る高結晶性ＢＮ粉末を合成できる反応形態は（３）で
ある。（３）の反応に使用される酸化硼素は、その形態
のものを原料としてもよいし、また硼酸（Ｈ3ＢＯ3）を
原料として脱水反応により酸化硼素としてもよいが、こ
こで、酸化硼素は吸湿性が高いため、大気中の水蒸気と
容易に結合して、メタ硼酸（ＨＢＯ2）となる。また、
硼酸から脱水させる場合に、その脱水反応が終結してい
ない場合は、メタ硼酸の形態が原料混合物中に残留す
る。以上の理由で存在するメタ硼酸及び原料粉末の吸着
水分は、ＢＮ合成の高温領域において、原料中から水蒸
気を発生する原因となる。しかも、この原料系は炭素質
粉末を含有しているため、上述した発生源を通して生じ
た水蒸気とカーボンは、高温反応の条件下で次のような
化学反応を経てメタンガスを発生し、メタンガスがＢＮ
結晶中に拡散し、カーボンが捕捉される。 （Ａ）２Ｃ（ｓ）＋２Ｈ2Ｏ（ｇ）→ＣＯ（ｇ）＋ＣＨ4
（ｇ）：メタンガスの発生 （Ｂ）ＣＨ4（ｇ）→Ｃ（ｓ）＋２Ｈ2（ｇ）：メタンガ
スの熱分解，カーボン捕捉
得る高結晶性ＢＮ粉末を合成できる反応形態は（３）で
ある。（３）の反応に使用される酸化硼素は、その形態
のものを原料としてもよいし、また硼酸（Ｈ3ＢＯ3）を
原料として脱水反応により酸化硼素としてもよいが、こ
こで、酸化硼素は吸湿性が高いため、大気中の水蒸気と
容易に結合して、メタ硼酸（ＨＢＯ2）となる。また、
硼酸から脱水させる場合に、その脱水反応が終結してい
ない場合は、メタ硼酸の形態が原料混合物中に残留す
る。以上の理由で存在するメタ硼酸及び原料粉末の吸着
水分は、ＢＮ合成の高温領域において、原料中から水蒸
気を発生する原因となる。しかも、この原料系は炭素質
粉末を含有しているため、上述した発生源を通して生じ
た水蒸気とカーボンは、高温反応の条件下で次のような
化学反応を経てメタンガスを発生し、メタンガスがＢＮ
結晶中に拡散し、カーボンが捕捉される。 （Ａ）２Ｃ（ｓ）＋２Ｈ2Ｏ（ｇ）→ＣＯ（ｇ）＋ＣＨ4
（ｇ）：メタンガスの発生 （Ｂ）ＣＨ4（ｇ）→Ｃ（ｓ）＋２Ｈ2（ｇ）：メタンガ
スの熱分解，カーボン捕捉
【００１２】なお、（Ａ）で発生する一酸化炭素（Ｃ
Ｏ）は、メタンガスより拡散し難く、且つ反応雰囲気下
では化学的に安定であり、３ＢＣの原因となるカーボン
源とはなり得ない。また（Ｂ）で発生する水素ガスは化
学的に非常に安定で、且つ拡散しやすく残留し難い。但
し、水素ガスが３ＢＣの結晶空孔を生じることに関与し
ている可能性はあるが、確かではない。
Ｏ）は、メタンガスより拡散し難く、且つ反応雰囲気下
では化学的に安定であり、３ＢＣの原因となるカーボン
源とはなり得ない。また（Ｂ）で発生する水素ガスは化
学的に非常に安定で、且つ拡散しやすく残留し難い。但
し、水素ガスが３ＢＣの結晶空孔を生じることに関与し
ている可能性はあるが、確かではない。
【００１３】そのため、３ＢＣ生成を防止するために
は、原料中のメタ硼酸及び吸着水分を反応前に脱水、乾
燥の処理によって減少させて、ＢＮ合成中に発生する水
蒸気の量を原料全体の５重量％以下とする必要がある。
更に、反応前の原料粉体又はバルク体の嵩密度を０．８
ｇ／ｃｍ3以下とする必要があり、嵩密度が０．８ｇ／
ｃｍ3を超える場合は、発生水蒸気が５重量％以下であ
っても、その水蒸気が速やかに外部へ抜けず、原料中に
滞留して局部的に水蒸気分圧が高くなり、３ＢＣ生成の
原因となり得ることを知見した。
は、原料中のメタ硼酸及び吸着水分を反応前に脱水、乾
燥の処理によって減少させて、ＢＮ合成中に発生する水
蒸気の量を原料全体の５重量％以下とする必要がある。
更に、反応前の原料粉体又はバルク体の嵩密度を０．８
ｇ／ｃｍ3以下とする必要があり、嵩密度が０．８ｇ／
ｃｍ3を超える場合は、発生水蒸気が５重量％以下であ
っても、その水蒸気が速やかに外部へ抜けず、原料中に
滞留して局部的に水蒸気分圧が高くなり、３ＢＣ生成の
原因となり得ることを知見した。
【００１４】そして、上記方法により、黄色度６．０以
下、白色度９２．０以上の純白の六方晶窒化硼素粉末が
得られることを知見し、本発明を完成するに至ったもの
である。
下、白色度９２．０以上の純白の六方晶窒化硼素粉末が
得られることを知見し、本発明を完成するに至ったもの
である。
【００１５】従って、本発明は、黄色度６．０以下、白
色度９２．０以上である六方晶窒化硼素粉末、及び、こ
のような六方晶窒化硼素粉末を得る方法として、酸化硼
素及び炭素質粉末を含む原料粉体又はバルク体に窒素ガ
スを反応させて六方晶窒化硼素粉末を製造する方法にお
いて、吸着水分及び加熱下で脱水反応により生じる水分
の総量が５．０重量％以下、且つ嵩密度が０．８ｇ／ｃ
ｍ3以下の原料粉体又はバルク体を使用することを特徴
とする六方晶窒化硼素粉末の製造方法を提供する。
色度９２．０以上である六方晶窒化硼素粉末、及び、こ
のような六方晶窒化硼素粉末を得る方法として、酸化硼
素及び炭素質粉末を含む原料粉体又はバルク体に窒素ガ
スを反応させて六方晶窒化硼素粉末を製造する方法にお
いて、吸着水分及び加熱下で脱水反応により生じる水分
の総量が５．０重量％以下、且つ嵩密度が０．８ｇ／ｃ
ｍ3以下の原料粉体又はバルク体を使用することを特徴
とする六方晶窒化硼素粉末の製造方法を提供する。
【００１６】以下、本発明について詳述する。本発明
は、ＢＮ結晶中に実質的に３ＢＣを含まない純白色なＢ
Ｎ粉末、具体的には、黄色度６．０以下、白色度９２．
０以上のＢＮ粉末を提供するものである。
は、ＢＮ結晶中に実質的に３ＢＣを含まない純白色なＢ
Ｎ粉末、具体的には、黄色度６．０以下、白色度９２．
０以上のＢＮ粉末を提供するものである。
【００１７】ここで、黄色度、白色度とは、いずれも色
差計（日本電色工業（株）製，ＺＥ−２０００等）で測
定される３刺激値Ｘ（赤），Ｙ（緑），Ｚ（青）及び図
４に示す色の空間座標Ｌ，ａ，ｂの値から次式により算
出した値である。 黄色度 ＹＩ＝［１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）／
Ｙ］ 白色度 Ｗ＝１００−［（１００−Ｌ）2＋ａ2＋
ｂ2］1/2
差計（日本電色工業（株）製，ＺＥ−２０００等）で測
定される３刺激値Ｘ（赤），Ｙ（緑），Ｚ（青）及び図
４に示す色の空間座標Ｌ，ａ，ｂの値から次式により算
出した値である。 黄色度 ＹＩ＝［１００（１．２８Ｘ−１．０６Ｚ）／
Ｙ］ 白色度 Ｗ＝１００−［（１００−Ｌ）2＋ａ2＋
ｂ2］1/2
【００１８】この場合、ＢＮ粉末に３ＢＣが多く生成す
ると、黄色又は灰色の変色が生じて黄色度が６．０を越
えるか又は白色度が９２．０未満となる。この色彩は、
目視によってはそれ単独では不明確であるが、３ＢＣが
実質的に生じていない純白色のＢＮ粉末と並べて比較す
れば確認できるレベルである。ここで、黄色と灰色との
２種類の変色が生じる理由は定かではないが、３ＢＣ生
成に関与した炭素原子が単独で存在又は他の原子と結合
している場合には、３ＢＣの体色である黄色が発現し、
一方、該炭素原子同士が結合してπ電子のｓｐ混成軌道
の広がりが生じた場合に、灰色となることが推測でき
る。本発明のＢＮ粉末は、実質的に３ＢＣを生じず、黄
色度６．０以下、白色度９２．０以上の高い白色度を有
し、ファッション性を要求される用途においても好適に
使用できるものである。
ると、黄色又は灰色の変色が生じて黄色度が６．０を越
えるか又は白色度が９２．０未満となる。この色彩は、
目視によってはそれ単独では不明確であるが、３ＢＣが
実質的に生じていない純白色のＢＮ粉末と並べて比較す
れば確認できるレベルである。ここで、黄色と灰色との
２種類の変色が生じる理由は定かではないが、３ＢＣ生
成に関与した炭素原子が単独で存在又は他の原子と結合
している場合には、３ＢＣの体色である黄色が発現し、
一方、該炭素原子同士が結合してπ電子のｓｐ混成軌道
の広がりが生じた場合に、灰色となることが推測でき
る。本発明のＢＮ粉末は、実質的に３ＢＣを生じず、黄
色度６．０以下、白色度９２．０以上の高い白色度を有
し、ファッション性を要求される用途においても好適に
使用できるものである。
【００１９】上記のような純白色のＢＮ粉末は、上述し
たように、酸化硼素及び炭素質粉末を含む原料粉体又は
バルク体に窒素ガスを反応させて六方晶窒化硼素粉末を
製造する際に、吸着水分及び加熱下で脱水反応により生
じる水分の総量（発生水分量）が５．０重量％以下、且
つ嵩密度が０．８ｇ／ｃｍ3以下の原料粉体又はバルク
体を使用することによって有効に得ることができる。即
ち、本発明の製造方法は、下記反応 Ｂ2Ｏ3（ｓ）＋Ｎ2（ｇ）＋３Ｃ（ｓ）→２ＢＮ（ｓ）
＋３ＣＯ（ｇ） に基づくものである。
たように、酸化硼素及び炭素質粉末を含む原料粉体又は
バルク体に窒素ガスを反応させて六方晶窒化硼素粉末を
製造する際に、吸着水分及び加熱下で脱水反応により生
じる水分の総量（発生水分量）が５．０重量％以下、且
つ嵩密度が０．８ｇ／ｃｍ3以下の原料粉体又はバルク
体を使用することによって有効に得ることができる。即
ち、本発明の製造方法は、下記反応 Ｂ2Ｏ3（ｓ）＋Ｎ2（ｇ）＋３Ｃ（ｓ）→２ＢＮ（ｓ）
＋３ＣＯ（ｇ） に基づくものである。
【００２０】ここで、酸化硼素は、その形態のものを原
料としても、硼酸を原料とし、脱水反応して得たものを
使用してもよい。更に原料には、必要に応じてＣｕ，Ｍ
ｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ2，ＣａＣＯ3等のＢＮ粉末の結晶
成長触媒として作用する物質を加えてもよい。また、炭
素質粉末としても、カーボンブラック等の公知の原料を
用いることができ、更に酸化硼素及び炭素質粉末の使用
量も従来法と同様にすることができる。また、酸化硼素
と炭素質粉末との配合比は、上記反応式より化学量論的
に１：３（モル比）であるが、現実的には反応率１００
％にはなり得ないため、未反応物除去の難易度を考慮し
た場合、酸化硼素を化学量論の１０〜２０％の過剰とす
ることが好ましい。本発明においては、上記酸化硼素及
び炭素質粉末の原料粉体又はバルク体の吸着水分及び加
熱下で脱水反応により生じる水分の総量（発生水分量）
を５重量％以下、より好ましくは１重量％以下としたも
のを使用する。更に、上記原料粉体又はバルク体の嵩密
度が０．８ｇ／ｃｍ3以下、より好ましくは０．４〜
０．８ｇ／ｃｍ3、更に好ましくは０．５〜０．７ｇ／
ｃｍ3とすることが必要であり、発生水分量、嵩密度が
上記上限値を超えると、上述した純白のＢＮ粉末が得ら
れず、本発明の目的が達成されない。なお、上記発生水
分量は、赤外線水分計、熱天秤等の方法により測定する
ことができる。
料としても、硼酸を原料とし、脱水反応して得たものを
使用してもよい。更に原料には、必要に応じてＣｕ，Ｍ
ｇＯ，ＣａＯ，ＣａＦ2，ＣａＣＯ3等のＢＮ粉末の結晶
成長触媒として作用する物質を加えてもよい。また、炭
素質粉末としても、カーボンブラック等の公知の原料を
用いることができ、更に酸化硼素及び炭素質粉末の使用
量も従来法と同様にすることができる。また、酸化硼素
と炭素質粉末との配合比は、上記反応式より化学量論的
に１：３（モル比）であるが、現実的には反応率１００
％にはなり得ないため、未反応物除去の難易度を考慮し
た場合、酸化硼素を化学量論の１０〜２０％の過剰とす
ることが好ましい。本発明においては、上記酸化硼素及
び炭素質粉末の原料粉体又はバルク体の吸着水分及び加
熱下で脱水反応により生じる水分の総量（発生水分量）
を５重量％以下、より好ましくは１重量％以下としたも
のを使用する。更に、上記原料粉体又はバルク体の嵩密
度が０．８ｇ／ｃｍ3以下、より好ましくは０．４〜
０．８ｇ／ｃｍ3、更に好ましくは０．５〜０．７ｇ／
ｃｍ3とすることが必要であり、発生水分量、嵩密度が
上記上限値を超えると、上述した純白のＢＮ粉末が得ら
れず、本発明の目的が達成されない。なお、上記発生水
分量は、赤外線水分計、熱天秤等の方法により測定する
ことができる。
【００２１】次に、上記原料粉体又はバルク体を窒素雰
囲気に加熱することによりＢＮ粉末を得るものである
が、この窒素雰囲気下での反応条件としては公知の方法
が採用し得、通常１８００〜２２００℃、特に１９００
〜２０００℃の反応温度とすることができる。なお、反
応時間は通常４〜６時間である。
囲気に加熱することによりＢＮ粉末を得るものである
が、この窒素雰囲気下での反応条件としては公知の方法
が採用し得、通常１８００〜２２００℃、特に１９００
〜２０００℃の反応温度とすることができる。なお、反
応時間は通常４〜６時間である。
【００２２】反応後は、必要に応じ酸洗するなどの常法
によって精製することができる。
によって精製することができる。
【００２３】本発明のＢＮ粉末は、上記のように窒化時
の水蒸気分圧を抑えることにより、ＢＮのＮ空孔（３Ｂ
Ｃ）生成を防止して白色度を向上させたものであり、純
白であることから、化粧品原料、インク、塗料添加剤、
色鉛筆芯の無機体質剤、透明ポリオレフィン樹脂の結晶
核剤等のファッション性を要求される用途において好適
に用いられ、透明性の発現、色彩の調整等を良好に行う
ことができる。
の水蒸気分圧を抑えることにより、ＢＮのＮ空孔（３Ｂ
Ｃ）生成を防止して白色度を向上させたものであり、純
白であることから、化粧品原料、インク、塗料添加剤、
色鉛筆芯の無機体質剤、透明ポリオレフィン樹脂の結晶
核剤等のファッション性を要求される用途において好適
に用いられ、透明性の発現、色彩の調整等を良好に行う
ことができる。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、原料中の発生水分量及
び合成雰囲気の水蒸気分圧をコントロールすることによ
り、３ＢＣの生成を防止して、白色度の高いＢＮ粉末を
得ることが可能となる。
び合成雰囲気の水蒸気分圧をコントロールすることによ
り、３ＢＣの生成を防止して、白色度の高いＢＮ粉末を
得ることが可能となる。
【００２５】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
【００２６】〔実施例１〜４、比較例１，２〕Ｈ3ＢＯ3
１００重量部、アセチレンブラック２０重量部、炭酸カ
ルシウム３０重量部を混合機で均一混合した後、３３０
℃で脱水すると共に、バルク化させた。この場合、脱水
時間を適宜調整し、加熱時に生じる水分（水蒸気）発生
量が表１に示す通りの原料バルク体を得た（実施例１〜
４、比較例１，２）。また、各バルク体の嵩密度はいず
れも０．７５ｇ／ｃｍ3とした。なお、ここでの水分発
生量は、脱水反応により生じる水分と共に、バルク体に
吸着した水分を含む。
１００重量部、アセチレンブラック２０重量部、炭酸カ
ルシウム３０重量部を混合機で均一混合した後、３３０
℃で脱水すると共に、バルク化させた。この場合、脱水
時間を適宜調整し、加熱時に生じる水分（水蒸気）発生
量が表１に示す通りの原料バルク体を得た（実施例１〜
４、比較例１，２）。また、各バルク体の嵩密度はいず
れも０．７５ｇ／ｃｍ3とした。なお、ここでの水分発
生量は、脱水反応により生じる水分と共に、バルク体に
吸着した水分を含む。
【００２７】次に、この原料バルク体をトンネル型プッ
シャー炉内で１９００℃，５時間の窒素雰囲気下で反応
させてＢＮ粉末を合成した。得られたＢＮ粉末の不純物
を酸洗除去した後、色差計（日本電色工業（株）製，Ｚ
Ｅ−２０００）で黄色度、白色度を測定した。その結果
を表１に示す。
シャー炉内で１９００℃，５時間の窒素雰囲気下で反応
させてＢＮ粉末を合成した。得られたＢＮ粉末の不純物
を酸洗除去した後、色差計（日本電色工業（株）製，Ｚ
Ｅ−２０００）で黄色度、白色度を測定した。その結果
を表１に示す。
【００２８】〔比較例３，４〕実施例１と同様の原料を
用い、圧力１００ｋｇ／ｃｍ2及び２００ｋｇ／ｃｍ2の
条件でプレス成形した後、水分発生量０．５重量％まで
脱水処理を行い、嵩密度がそれぞれ０．８８ｇ／ｃ
ｍ3、０．９７ｇ／ｃｍ3の原料バルク体を得た。次い
で、これを実施例１と同様にしてＢＮ粉末を合成し、酸
洗後、黄色度及び白色度を測定した。結果を表１に示
す。
用い、圧力１００ｋｇ／ｃｍ2及び２００ｋｇ／ｃｍ2の
条件でプレス成形した後、水分発生量０．５重量％まで
脱水処理を行い、嵩密度がそれぞれ０．８８ｇ／ｃ
ｍ3、０．９７ｇ／ｃｍ3の原料バルク体を得た。次い
で、これを実施例１と同様にしてＢＮ粉末を合成し、酸
洗後、黄色度及び白色度を測定した。結果を表１に示
す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１の結果より、実施例１〜４の製造方法
では、いずれも黄色度６．０以下、白色度９２．０以上
の純白色のＢＮ粉末が得られることがわかる。これに対
して、原料の水蒸気発生量が５重量％を超えるか又は原
料の嵩密度が０．８ｇ／ｃｍ3を超える比較例１〜４の
製造方法では、いずれも灰色又は黄色の変色が目視によ
り確認された。
では、いずれも黄色度６．０以下、白色度９２．０以上
の純白色のＢＮ粉末が得られることがわかる。これに対
して、原料の水蒸気発生量が５重量％を超えるか又は原
料の嵩密度が０．８ｇ／ｃｍ3を超える比較例１〜４の
製造方法では、いずれも灰色又は黄色の変色が目視によ
り確認された。
【００３１】また、実施例１及び比較例１の製造方法に
より得られたＢＮ粉末に対し、それぞれＥＳＲ測定を行
ったところ、比較例１のＢＮ粉末については３ＢＣのピ
ークが検出されたが、実施例１のＢＮ粉末についてはピ
ークが検出されず、３ＢＣが存在しないことが確認され
た。そのスペクトルを図５に示す。
より得られたＢＮ粉末に対し、それぞれＥＳＲ測定を行
ったところ、比較例１のＢＮ粉末については３ＢＣのピ
ークが検出されたが、実施例１のＢＮ粉末についてはピ
ークが検出されず、３ＢＣが存在しないことが確認され
た。そのスペクトルを図５に示す。
【図１】六方晶窒化硼素の格子欠陥の様子を示す図であ
る。
る。
【図２】スリーボロンセンターのスペクトルの検出ピー
クを示す図である。
クを示す図である。
【図３】スリーボロンセンターのスピン濃度の窒素分圧
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図４】色の空間座標の説明図である。
【図５】実施例１及び比較例１のＢＮ粉末のスペクトル
を示す図である。
を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 黄色度６．０以下、白色度９２．０以上
である六方晶窒化硼素粉末。 - 【請求項２】 化粧品原料、塗料、インク添加剤、無機
体質剤、又は透明ポリオレフィン樹脂の結晶核剤用であ
る請求項１記載の六方晶窒化硼素粉末。 - 【請求項３】 酸化硼素及び炭素質粉末を含む原料粉体
又はバルク体に窒素ガスを反応させて六方晶窒化硼素粉
末を製造する方法において、吸着水分及び加熱下で脱水
反応により生じる水分の総量が５．０重量％以下、且つ
嵩密度が０．８ｇ／ｃｍ3以下の原料粉体又はバルク体
を使用することを特徴とする請求項１又は２記載の六方
晶窒化硼素粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36320897A JPH11171511A (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 六方晶窒化硼素粉末及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36320897A JPH11171511A (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 六方晶窒化硼素粉末及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11171511A true JPH11171511A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18478768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36320897A Pending JPH11171511A (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 六方晶窒化硼素粉末及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11171511A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100976554B1 (ko) * | 2008-07-11 | 2010-08-17 | 한국세라믹기술원 | 육방정계 질화붕소의 합성 시 마그네슘화합물 첨가를통한 입자성장 제어 방법 |
| JP2012111657A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化ホウ素粉末、その製造方法、それを含有してなる組成物及び放熱材 |
| JP2015107884A (ja) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 株式会社トクヤマ | 窒化硼素の製造方法 |
| JP2015212217A (ja) * | 2014-04-18 | 2015-11-26 | 株式会社トクヤマ | 六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法 |
| JP2016216271A (ja) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 株式会社トクヤマ | 六方晶窒化硼素粒子 |
| WO2024018931A1 (ja) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | デンカ株式会社 | 窒化ホウ素粉末の製造方法 |
-
1997
- 1997-12-15 JP JP36320897A patent/JPH11171511A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100976554B1 (ko) * | 2008-07-11 | 2010-08-17 | 한국세라믹기술원 | 육방정계 질화붕소의 합성 시 마그네슘화합물 첨가를통한 입자성장 제어 방법 |
| JP2012111657A (ja) * | 2010-11-24 | 2012-06-14 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化ホウ素粉末、その製造方法、それを含有してなる組成物及び放熱材 |
| JP2015107884A (ja) * | 2013-12-03 | 2015-06-11 | 株式会社トクヤマ | 窒化硼素の製造方法 |
| JP2015212217A (ja) * | 2014-04-18 | 2015-11-26 | 株式会社トクヤマ | 六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法 |
| JP2016216271A (ja) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 株式会社トクヤマ | 六方晶窒化硼素粒子 |
| WO2024018931A1 (ja) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | デンカ株式会社 | 窒化ホウ素粉末の製造方法 |
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