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JP7611232B2 - Boron nitride particles and their manufacturing method, as well as resin composition and container containing the boron nitride particles - Google Patents
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Boron nitride particles and their manufacturing method, as well as resin composition and container containing the boron nitride particles Download PDF

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Description

本開示は、窒化ホウ素粒子及びその製造方法、並びに、該窒化ホウ素粒子を含む樹脂組成物及び収容体に関する。The present disclosure relates to boron nitride particles and a method for producing the same, as well as a resin composition and a container containing the boron nitride particles.

パワーデバイス、トランジスタ、サイリスタ、CPU等の電子部品においては、使用時に発生する熱を効率的に放熱するための放熱部材が用いられる。放熱部材は、例えば、熱伝導率が高いセラミックス粒子を含有する。セラミックス粒子としては、高熱伝導率、高絶縁性、低比誘電率等の特性を有している窒化ホウ素粒子が注目されている。In electronic components such as power devices, transistors, thyristors, and CPUs, heat dissipation members are used to efficiently dissipate heat generated during use. Heat dissipation members contain, for example, ceramic particles with high thermal conductivity. As ceramic particles, boron nitride particles have attracted attention for their properties such as high thermal conductivity, high insulation, and low dielectric constant.

例えば、窒化ホウ素粒子が電子部品を一次封止する際の充填材として用いられる場合、電子部品周辺の狭い隙間にも窒化ホウ素粒子が入り込めるように、比較的小さな粒子径を有する窒化ホウ素粒子が好適である。例えば特許文献1には、平均粒子径0.01~1.0μm、配向性指数1~15、窒化ホウ素純度98.0質量%以上、及び平均円形度0.80以上であることを特徴とする球状窒化ホウ素微粒子、及びその製造方法が開示されている。For example, when boron nitride particles are used as a filler for the primary sealing of electronic components, boron nitride particles having a relatively small particle size are suitable so that the boron nitride particles can enter narrow gaps around the electronic components. For example, Patent Document 1 discloses spherical boron nitride microparticles characterized by an average particle size of 0.01 to 1.0 μm, an orientation index of 1 to 15, a boron nitride purity of 98.0 mass% or more, and an average circularity of 0.80 or more, and a method for producing the same.

特許文献1に開示された製造方法は、アンモニア/ホウ酸アルコキシドのモル比が1~10のホウ酸アルコキシドとアンモニアを不活性ガス気流中、750℃以上、30秒以内で反応させた後、アンモニアガス、又は、アンモニアガスと不活性ガスの混合ガスの雰囲気下、1,000~1,600℃、1時間以上で熱処理後、さらに、不活性ガス雰囲気下、1,800~2,200℃、0.5時間以上で焼成する製造方法である。The manufacturing method disclosed in Patent Document 1 involves reacting ammonia with boric acid alkoxide in an ammonia/boric acid alkoxide molar ratio of 1 to 10 in an inert gas stream at 750°C or higher for within 30 seconds, heat treating the reaction product in an atmosphere of ammonia gas or a mixture of ammonia gas and an inert gas at 1,000 to 1,600°C for one hour or more, and then calcining the reaction product in an inert gas atmosphere at 1,800 to 2,200°C for 0.5 hours or more.

国際公開第2015/122379号International Publication No. 2015/122379

窒化ホウ素粒子が、上述したように電子部品を一次封止する際の充填材に利用される場合、通常、樹脂と共に混合されて樹脂組成物の形態で用いられるが、取扱い性の観点から、当該樹脂組成物の粘度をできる限り低くすることが望ましい。When boron nitride particles are used as a filler in the primary sealing of electronic components as described above, they are usually mixed with a resin and used in the form of a resin composition, but from the standpoint of handleability, it is desirable to make the viscosity of the resin composition as low as possible.

そこで、本発明の一側面は、低粘度の樹脂組成物を形成可能な窒化ホウ素粒子を製造することを目的とする。Therefore, one aspect of the present invention aims to produce boron nitride particles capable of forming a low viscosity resin composition.

上述したように、特許文献1に記載されている製造方法では、条件を変えながら少なくとも三段階に分けて加熱が行われるが、本発明者らが鋭意検討したところ、三段階目の加熱工程を省略することにより、驚くべきことに、低粘度の樹脂組成物を形成可能な窒化ホウ素粒子が得られることを見出した。As mentioned above, in the manufacturing method described in Patent Document 1, heating is carried out in at least three stages while changing the conditions. However, after extensive research, the inventors have surprisingly found that by omitting the third heating step, boron nitride particles capable of forming a low-viscosity resin composition can be obtained.

本発明の一側面は、ホウ酸エステルとアンモニアとを750~1400℃で反応させて窒化ホウ素粒子の前駆体を得る第1の工程と、前駆体を1000~1600℃で加熱して窒化ホウ素粒子を得る第2の工程と、を備え、第2の工程の後に窒化ホウ素粒子を1800℃以上で加熱する工程を備えない、窒化ホウ素粒子の製造方法である。One aspect of the present invention is a method for producing boron nitride particles, comprising a first step of reacting a boric acid ester with ammonia at 750 to 1400°C to obtain a precursor of boron nitride particles, and a second step of heating the precursor at 1000 to 1600°C to obtain boron nitride particles, without including a step of heating the boron nitride particles at 1800°C or higher after the second step.

また、本発明者らの検討によれば、上記の製造方法により得られる窒化ホウ素粒子が低粘度の樹脂組成物を形成可能である理由は、当該窒化ホウ素粒子が球形に極めて近い形状を有しているためであると推察される。 Furthermore, according to the inventors' investigations, it is presumed that the reason that the boron nitride particles obtained by the above-mentioned manufacturing method are capable of forming a low-viscosity resin composition is because the boron nitride particles have a shape that is extremely close to spherical.

すなわち、本発明の他の一側面は、複数の窒化ホウ素結晶子を含む窒化ホウ素粒子であって、透過型電子顕微鏡により100,000倍の視野で観察したときに円形の平面形状を呈する、窒化ホウ素粒子である。That is, another aspect of the present invention is a boron nitride particle comprising a plurality of boron nitride crystallites, the boron nitride particle exhibiting a circular planar shape when observed at 100,000x magnification using a transmission electron microscope.

窒化ホウ素粒子の平均粒子径は、1μm以下であってよい。窒化ホウ素粒子の平均円形度は、0.8以上であってよい。The average particle size of the boron nitride particles may be 1 μm or less. The average circularity of the boron nitride particles may be 0.8 or more.

本発明の他の一側面は、樹脂と、上記の窒化ホウ素粒子と、を含有する樹脂組成物である。Another aspect of the present invention is a resin composition containing a resin and the above-mentioned boron nitride particles.

本発明の他の一側面は、上記の窒化ホウ素粒子と、窒化ホウ素粒子を収容する容器と、を備える収容体である。Another aspect of the present invention is a container comprising the above-mentioned boron nitride particles and a container for containing the boron nitride particles.

本発明の一側面によれば、低粘度の樹脂組成物を形成可能な窒化ホウ素粒子を製造することができる。 According to one aspect of the present invention, boron nitride particles capable of forming a low viscosity resin composition can be produced.

実施例の窒化ホウ素粒子全体のTEM像である。1 is a TEM image of an entire boron nitride particle of an example. 図1における窒化ホウ素粒子を拡大したTEM像である。2 is an enlarged TEM image of the boron nitride particle in FIG. 1. 図2における窒化ホウ素粒子の領域S1についてFFT解析を行った結果を示す図及びグラフである。3 is a diagram and graph showing the results of FFT analysis of region S1 of the boron nitride particle in FIG. 2. 図1における窒化ホウ素粒子の周囲部Sの領域S2~S5についてFFT解析を行った結果を示す図である。2 is a diagram showing the results of FFT analysis of regions S2 to S5 of the peripheral portion S of the boron nitride particle in FIG. 1. 図1における窒化ホウ素粒子の周囲部Sの領域S2~S5についてFFT解析を行った結果を示すグラフである。2 is a graph showing the results of FFT analysis of regions S2 to S5 of the peripheral portion S of the boron nitride particle in FIG. 1. 図1における窒化ホウ素粒子の中心部Cの領域C1~C4についてFFT解析を行った結果を示す図である。2 is a diagram showing the results of FFT analysis of regions C1 to C4 of the center C of the boron nitride particle in FIG. 1. 図1における窒化ホウ素粒子の中心部Cの領域C1~C4についてFFT解析を行った結果を示すグラフである。2 is a graph showing the results of FFT analysis of regions C1 to C4 of the center C of the boron nitride particle in FIG. 1. 比較例の窒化ホウ素粒子を観察したTEM像である。1 is a TEM image of boron nitride particles of a comparative example. 実施例及び比較例における粘度の測定結果を示すグラフである。1 is a graph showing the viscosity measurement results in Examples and Comparative Examples.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention.

本発明の一実施形態は、ホウ酸エステルとアンモニアとを750~1400℃で反応させて窒化ホウ素粒子の前駆体を得る第1の工程と、前駆体を1000~1600℃で加熱して窒化ホウ素粒子を得る第2の工程と、を備える窒化ホウ素粒子の製造方法である。One embodiment of the present invention is a method for producing boron nitride particles, comprising a first step of reacting a boric acid ester with ammonia at 750 to 1400°C to obtain a precursor of boron nitride particles, and a second step of heating the precursor at 1000 to 1600°C to obtain boron nitride particles.

第1の工程では、例えば、抵抗加熱炉内に設置された反応管(例えば石英管)を加熱して、750~1500℃まで昇温する。一方、不活性ガスを液状のホウ酸エステルに通した上で反応管に導入することにより、ホウ酸エステルが反応管に導入される。他方、アンモニアガスを反応管に直接導入する。不活性ガスとしては、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの希ガス、及び窒素ガスが挙げられる。ホウ酸エステルは、例えばアルキルホウ酸エステルであってよく、好ましくはホウ酸トリメチルである。In the first step, for example, a reaction tube (e.g., a quartz tube) installed in a resistance heating furnace is heated to 750 to 1500°C. On the other hand, an inert gas is passed through a liquid borate ester and then introduced into the reaction tube, thereby introducing the borate ester into the reaction tube. On the other hand, ammonia gas is directly introduced into the reaction tube. Examples of inert gases include rare gases such as helium, neon, and argon, and nitrogen gas. The borate ester may be, for example, an alkyl borate ester, preferably trimethyl borate.

ホウ酸エステルの導入量に対するアンモニアの導入量のモル比(アンモニア/ホウ酸エステル)は、例えば、1以上であってよく、10以下であってよい。The molar ratio of the amount of ammonia introduced to the amount of borate ester introduced (ammonia/borate ester) may be, for example, 1 or more and 10 or less.

導入されたホウ酸エステル及びアンモニアは、加熱された反応管内で反応し、窒化ホウ素粒子の前駆体を生成する。この前駆体は、例えば、非結晶性又は低結晶性の窒化ホウ素を含んでおり、白色の粉末であってよい。生成した前駆体の一部は反応管内に付着するが、前駆体の多くは、不活性ガスや未反応のアンモニアガスにより、反応管の先に取り付けられた回収容器に送られて回収される。The introduced boric acid ester and ammonia react in the heated reaction tube to produce a precursor of boron nitride particles. This precursor may be, for example, a white powder containing amorphous or low-crystalline boron nitride. Some of the generated precursor adheres to the inside of the reaction tube, but most of the precursor is transported by the inert gas and unreacted ammonia gas to a collection vessel attached to the end of the reaction tube and collected.

第1の工程においてホウ酸エステルとアンモニアとを反応させる時間(反応時間)は、好ましくは、30秒間以内である。反応時間は、ホウ酸エステル及びアンモニアが、反応管のうち750~1400℃に加熱された部分(加熱部分)にとどまる時間であり、ホウ酸エステル及びアンモニアを導入する際のガス流量と、抵抗加熱炉内に設置された反応管の長さ(反応管の加熱部分の長さ)とによって、調整することができる。The time (reaction time) for reacting the borate ester with ammonia in the first step is preferably within 30 seconds. The reaction time is the time during which the borate ester and ammonia remain in the part of the reaction tube that is heated to 750 to 1400°C (heated part), and can be adjusted by the gas flow rate when the borate ester and ammonia are introduced and the length of the reaction tube installed in the resistance heating furnace (the length of the heated part of the reaction tube).

第2の工程では、第1の工程で得られた前駆体を、抵抗加熱炉内に設置された別の反応管(例えばアルミナ管)に入れ、窒素ガス及びアンモニアガスをそれぞれ別々に反応管内に導入する。このとき導入するガスは、アンモニアガスのみであってもよい。窒素ガス及びアンモニアガスの流量は、それぞれ、反応時間が所望の値となるように適宜調整されればよい。例えば、アンモニアガスの流量が多いほど、反応時間が短くなる。In the second step, the precursor obtained in the first step is placed in another reaction tube (e.g., an alumina tube) installed in a resistance heating furnace, and nitrogen gas and ammonia gas are separately introduced into the reaction tube. The gas introduced at this time may be only ammonia gas. The flow rates of the nitrogen gas and ammonia gas may be appropriately adjusted so that the reaction time is the desired value. For example, the higher the flow rate of ammonia gas, the shorter the reaction time.

続いて、反応管を1000~1600℃に加熱する。加熱する時間は、例えば、1時間以上であってよく、10時間以下であってよい。これにより、前駆体中の窒化ホウ素の結晶化を進行させ、窒化ホウ素粒子を得る。ただし、前駆体中のすべての窒化ホウ素は結晶化されずに、低結晶性の窒化ホウ素が窒化ホウ素粒子の内部に残留する。 The reaction tube is then heated to 1000-1600°C. The heating time may be, for example, 1 hour or more and 10 hours or less. This allows the crystallization of the boron nitride in the precursor to proceed, resulting in boron nitride particles. However, not all of the boron nitride in the precursor is crystallized, and low-crystalline boron nitride remains inside the boron nitride particles.

この製造方法は、第2の工程の後に、第2の工程で得られた窒化ホウ素粒子を1800℃以上で加熱する工程を備えていない。すなわち、この製造方法では、上述した特許文献1に開示されているような三段階目の加熱を行わずに、目的とする窒化ホウ素粒子が得られる。この製造方法は、第2の工程の後に、第2の工程で得られた窒化ホウ素粒子を、1700℃以上、1600℃以上、1500℃以上、1400℃以上、1300℃以上、1200℃以上、1100℃以上、1000℃以上、900℃以上、800℃以上、700℃以上、600℃以上、500℃以上、400℃以上、300℃以上、200℃以上、100℃以上、50℃以上、40℃以上、又は30℃以上で加熱する工程を備えていなくてもよい。This manufacturing method does not include a step of heating the boron nitride particles obtained in the second step at 1800°C or higher after the second step. In other words, in this manufacturing method, the desired boron nitride particles are obtained without performing a third heating step as disclosed in the above-mentioned Patent Document 1. This manufacturing method does not necessarily include a step of heating the boron nitride particles obtained in the second step at 1700°C or higher, 1600°C or higher, 1500°C or higher, 1400°C or higher, 1300°C or higher, 1200°C or higher, 1100°C or higher, 1000°C or higher, 900°C or higher, 800°C or higher, 700°C or higher, 600°C or higher, 500°C or higher, 400°C or higher, 300°C or higher, 200°C or higher, 100°C or higher, 50°C or higher, 40°C or higher, or 30°C or higher after the second step.

以上説明した製造方法により得られる窒化ホウ素粒子は、従来に比べてより球形に近い形状を有している。本発明の他の一実施形態は、透過型電子顕微鏡により100,000倍の視野で観察したときに円形の平面形状を呈する、窒化ホウ素粒子である。当該観察は、透過型電子顕微鏡(例えば、日本電子株式会社製「JEM-2100」)を用い、以下の条件で行われる。
対物レンズ絞り:φ120μm
集束レンズ絞り:φ150μm
記録媒体:AMETEK社製「OrisusSC1000A1」
Bining:2
露光時間:0.5秒間
The boron nitride particles obtained by the manufacturing method described above have a shape closer to a sphere than conventional particles. Another embodiment of the present invention is boron nitride particles that exhibit a circular planar shape when observed with a transmission electron microscope at a magnification of 100,000 times. The observation is performed using a transmission electron microscope (for example, "JEM-2100" manufactured by JEOL Ltd.) under the following conditions.
Objective lens aperture: φ120 μm
Focusing lens aperture: φ150 μm
Recording medium: AMETEK's "Orisus SC1000A1"
Binning: 2
Exposure time: 0.5 seconds

窒化ホウ素粒子がこのような形状を有するのは、上述した製造方法が、第2の工程の後に、第2の工程で得られた窒化ホウ素粒子を1800℃以上で加熱する工程を備えていないことに起因すると考えられる。なお、後述する比較例で示されるように、第2の工程で得られた窒化ホウ素粒子を1800℃以上で加熱する工程を備える従来の方法では、上記の条件で観察したときに円形の平面形状を呈さない窒化ホウ素粒子が得られる。It is believed that the reason why the boron nitride particles have such a shape is that the above-mentioned manufacturing method does not include a step of heating the boron nitride particles obtained in the second step at 1800°C or higher after the second step. As shown in the comparative example described later, in the conventional method including a step of heating the boron nitride particles obtained in the second step at 1800°C or higher, boron nitride particles that do not have a circular planar shape when observed under the above conditions are obtained.

この窒化ホウ素粒子は、例えば、低結晶性の窒化ホウ素を含む中心部と、中心部の周りを囲うように配置された、高結晶性の窒化ホウ素を含む周囲部と、を備えている。このような中心部及び周囲部において生じ得る結晶性の違いは、上述した製造方法が、第2の工程の後に、第2の工程で得られた窒化ホウ素粒子を1800℃以上で加熱する工程を備えていないことに起因すると考えられる。 The boron nitride particles have, for example, a central portion containing low-crystalline boron nitride and a peripheral portion containing high-crystalline boron nitride arranged so as to surround the central portion. The difference in crystallinity that may occur in the central portion and the peripheral portion is believed to be due to the fact that the above-mentioned manufacturing method does not include a step of heating the boron nitride particles obtained in the second step at 1800°C or higher after the second step.

本明細書において、「高結晶性」とは、以下の方法により取得される窒化ホウ素粒子のFFT像において、逆格子空間上の1~4nm-1の範囲で、h-BN(0002)面由来の周期性による輝点(ピーク)が存在する状態を意味し、「低結晶性」とは、当該輝点(ピーク)が存在しない状態を意味する。輝点(ピーク)が存在するとは、上記逆格子空間上の1~4nm-1の範囲において、B-スプライン法にてバックグラウンドを差し引いた後の強度Sがノイズ強度Nに対して15倍以上となる点が存在することを意味する。ここで、ノイズ強度Nは、B-スプライン法にてバックグラウンド処理を行った後、上記逆格子空間上の4nm-1を超え6nm-1以下の範囲における標準偏差の値と定義される。また、輝点(ピーク)には、波数方向又は円周方向に揺らぎをもつものも含むこととする。高結晶性の窒化ホウ素を含む周囲部では、上記逆格子空間上の1~4nm-1の範囲において、上記強度Sが上記ノイズ強度Nに対して、好ましくは20倍以上、より好ましくは23倍以上、更に好ましくは25倍以上となる点が存在してよい。 In this specification, "high crystallinity" means a state in which a bright spot (peak) due to periodicity derived from the h-BN (0002) plane is present in the range of 1 to 4 nm -1 in the reciprocal lattice space in an FFT image of boron nitride particles obtained by the following method, and "low crystallinity" means a state in which the bright spot (peak) is not present. The presence of a bright spot (peak) means that there is a point in the range of 1 to 4 nm -1 in the reciprocal lattice space where the intensity S after subtracting the background by the B-spline method is 15 times or more the noise intensity N. Here, the noise intensity N is defined as the standard deviation value in the range of more than 4 nm -1 to 6 nm -1 in the reciprocal lattice space after background processing by the B-spline method. In addition, the bright spot (peak) also includes those having fluctuations in the wave number direction or the circumferential direction. In the surrounding area containing highly crystalline boron nitride, there may be a point within the range of 1 to 4 nm −1 in the reciprocal lattice space where the intensity S is preferably 20 times or more, more preferably 23 times or more, and even more preferably 25 times or more, the noise intensity N.

(FFT像の取得方法)
まず、透過型電子顕微鏡(例えば、日本電子株式会社製「JEM-2100」)を用いて、以下の条件にて、窒化ホウ素粒子の400,000倍のTEM像を取得する。
対物レンズ絞り:φ120μm
集束レンズ絞り:φ150μm
記録媒体:AMETEK社製「OrisusSC1000A1」
Bining:2
露光時間:0.5秒間
また、TEM観察及び後述するFFT解析のために、画像解析ソフト(例えば、AMETEC社製「GMS3」)を用いる。
続いて、得られたTEM像における8.556nm角の領域に対してFFT解析を行い、256×256ピクセルのFFT像を取得する。
(Method of acquiring FFT image)
First, a TEM image of boron nitride particles at 400,000 times magnification is obtained using a transmission electron microscope (for example, "JEM-2100" manufactured by JEOL Ltd.) under the following conditions.
Objective lens aperture: φ120 μm
Focusing lens aperture: φ150 μm
Recording medium: AMETEK's "Orisus SC1000A1"
Binning: 2
Exposure time: 0.5 seconds. For TEM observation and FFT analysis described later, image analysis software (for example, "GMS3" manufactured by AMETEC Corporation) is used.
Next, an FFT analysis is performed on an 8.556 nm square region in the obtained TEM image to obtain an FFT image of 256×256 pixels.

周囲部に含まれる高結晶性の窒化ホウ素は、窒化ホウ素結晶子を構成している。窒化ホウ素結晶子とは、透過型電子顕微鏡により400,000倍の視野で観察したときに見られる、窒化ホウ素の結晶の最小単位を意味する。当該観察は、上記「FFT像の取得方法」と同様の透過型電子顕微鏡及び条件によって行われる。窒化ホウ素結晶子は、例えば板状を呈している。板状の窒化ホウ素結晶子は、平板状であってよく、曲板状であってもよい。周囲部では、例えば、板状の窒化ホウ素結晶子が短手方向に積層するように配置されていてよい。The highly crystalline boron nitride contained in the peripheral portion constitutes boron nitride crystallites. A boron nitride crystallite means the smallest unit of a boron nitride crystal that can be seen when observed with a transmission electron microscope at a magnification of 400,000 times. The observation is performed with the same transmission electron microscope and under the same conditions as in the above-mentioned "Method of Obtaining an FFT Image". The boron nitride crystallites are, for example, plate-shaped. The plate-shaped boron nitride crystallites may be flat or curved. In the peripheral portion, for example, the plate-shaped boron nitride crystallites may be arranged so as to be stacked in the short direction.

窒化ホウ素粒子の最表面(周囲部の最表面)には、透過型電子顕微鏡により400,000倍の視野で観察したときに、窒化ホウ素結晶子で構成される凹凸が形成されていてよい。当該観察は、上記「FFT像の取得方法」と同様の透過型電子顕微鏡及び条件によって行われる。より具体的には、窒化ホウ素粒子を当該視野で観察したときに、窒化ホウ素粒子の最表面(周囲部の最表面)が複数の板状窒化ホウ素結晶子で構成されており、かつ、当該複数の板状窒化ホウ素結晶子が互いに異なる方向に延びるように配置されていることにより、窒化ホウ素粒子の最表面(周囲部の最表面)が凹凸状となっていてよい。この凹凸は、上記視野における10nm×10nmの範囲内に収まっていてよい。言い換えれば、凹凸は、上記視野における10nm×10nmの範囲内に少なくとも一つずつの凹部及び凸部を有していてよい。このような窒化ホウ素粒子の最表面(周囲部の最表面)に生じ得る凹凸は、上述した製造方法が、第2の工程の後に、第2の工程で得られた窒化ホウ素粒子を1800℃以上で加熱する工程を備えていないことに起因すると考えられる。The outermost surface of the boron nitride particle (the outermost surface of the peripheral part) may have irregularities formed of boron nitride crystallites when observed with a transmission electron microscope at a magnification of 400,000 times. The observation is performed with the same transmission electron microscope and conditions as those in the above-mentioned "method of obtaining an FFT image". More specifically, when the boron nitride particle is observed in the same field of view, the outermost surface of the boron nitride particle (the outermost surface of the peripheral part) may be composed of a plurality of plate-shaped boron nitride crystallites, and the plurality of plate-shaped boron nitride crystallites may be arranged to extend in different directions, so that the outermost surface of the boron nitride particle (the outermost surface of the peripheral part) is uneven. The irregularities may be within a range of 10 nm x 10 nm in the above-mentioned field of view. In other words, the irregularities may have at least one concave portion and one convex portion within a range of 10 nm x 10 nm in the above-mentioned field of view. It is believed that the unevenness that can occur on the outermost surface (the outermost surface of the peripheral part) of such boron nitride particles is due to the fact that the above-mentioned manufacturing method does not include a step of heating the boron nitride particles obtained in the second step at 1800°C or higher after the second step.

窒化ホウ素粒子中の中心部の径は、窒化ホウ素粒子の粒子径をdとしたときに、例えば、0.1d以上、0.15d以上、又は0.2d以上であってよく、0.6d以下、0.5以下、0.4d以下、0.35d以下、又は0.3d以下であってよい。窒化ホウ素粒子中の中心部の径は、例えば、1nm以上、5nm以上、10nm以上、20nm以上、又は30nm以上であってよく、400nm以下、300nm以下、200nm以下、又は100nm以下であってよい。窒化ホウ素粒子中の中心部の径は、上述したとおり定義される「高結晶性」の部分、すなわち、上記逆格子空間上の1~4nm-1の範囲で、h-BN(0002)面由来の周期性による輝点(ピーク)が存在する部分の径を意味する。 The diameter of the center of the boron nitride particle may be, for example, 0.1d or more, 0.15d or more, or 0.2d or more, and 0.6d or less, 0.5 or less, 0.4d or less, 0.35d or less, or 0.3d or less, where d is the particle diameter of the boron nitride particle. The diameter of the center of the boron nitride particle may be, for example, 1 nm or more, 5 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, or 30 nm or more, and 400 nm or less, 300 nm or less, 200 nm or less, or 100 nm or less. The diameter of the center of the boron nitride particle means the diameter of the "highly crystalline" portion defined as above, that is, the portion in the range of 1 to 4 nm -1 on the reciprocal lattice space where there is a bright spot (peak) due to the periodicity derived from the h-BN (0002) plane.

窒化ホウ素粒子中の周囲部の厚さは、窒化ホウ素粒子の粒子径をdとしたときに、例えば、0.3d以上、0.33d以上、又は0.35d以上であってよく、0.45d以下、0.43d以下、又は0.4d以下であってよい。窒化ホウ素粒子中の中心部の径は、例えば、5nm以上、10nm以上、20nm以上、40nm以上、又は60nm以上であってよく、450nm以下、300nm以下、200nm以下、又は100nm以下であってよい。窒化ホウ素粒子中の周囲部の厚さは、上述したとおり定義される「低結晶性」の部分、すなわち、上記逆格子空間上の1~4nm-1の範囲で、h-BN(0002)面由来の周期性による輝点(ピーク)が存在しない部分の厚さを意味する。 The thickness of the peripheral part in the boron nitride particle may be, for example, 0.3d or more, 0.33d or more, or 0.35d or more, and 0.45d or less, 0.43d or less, or 0.4d or less, when the particle diameter of the boron nitride particle is d. The diameter of the center part in the boron nitride particle may be, for example, 5 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, 40 nm or more, or 60 nm or more, and 450 nm or less, 300 nm or less, 200 nm or less, or 100 nm or less. The thickness of the peripheral part in the boron nitride particle means the thickness of the "low crystallinity" part defined as above, that is, the part in the range of 1 to 4 nm -1 on the reciprocal lattice space where there is no bright spot (peak) due to the periodicity derived from the h-BN (0002) plane.

窒化ホウ素粒子の平均粒子径は、窒化ホウ素粒子と樹脂とを混合した際の粘度増加を更に抑制できる観点から、好ましくは、0.01μm以上、0.05μm以上、0.1μm以上、又は0.15μm以上であり、窒化ホウ素粒子を含む放熱部材(以下、単に「放熱部材」ともいう)の絶縁破壊特性を向上させる観点から、1μm以下、0.8μm以下、0.6μm以下、又は0.4μm以下であってよい。The average particle diameter of the boron nitride particles is preferably 0.01 μm or more, 0.05 μm or more, 0.1 μm or more, or 0.15 μm or more, from the viewpoint of further suppressing the increase in viscosity when the boron nitride particles are mixed with a resin, and may be 1 μm or less, 0.8 μm or less, 0.6 μm or less, or 0.4 μm or less, from the viewpoint of improving the dielectric breakdown characteristics of a heat dissipation member containing the boron nitride particles (hereinafter also simply referred to as a "heat dissipation member").

窒化ホウ素粒子の平均粒子径は、以下の手順により測定される。
窒化ホウ素粒子を分散させる分散媒として蒸留水を用い、分散剤としてヘキサメタリン酸ナトリウムを用い、0.125質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を調製する。この水溶液中に0.1g/80mLの比率で窒化ホウ素粒子を加え、超音波ホモジナイザー(例えば、日本精機製作所製、商品名:US-300E)により、AMPLITUDE(振幅)80%にて超音波分散を1分30秒間で1回行うことで、窒化ホウ素粒子の分散液を調製する。この分散液を60rpmで撹拌しながら分取し、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置(例えば、ベックマンコールター社製、商品名:LS-13 320)により体積基準の粒度分布を測定する。このとき、水の屈折率として1.33を用い、窒化ホウ素粒子の屈折率として1.7を用いる。測定結果から、累積粒度分布の累積値50%の粒径(メジアン径、d50)として平均粒子径を算出する。なお、このように測定される平均粒子径は、窒化ホウ素粒子の一次粒子に加えて、当該一次粒子同士が凝集した粒子(二次粒子)も含む窒化ホウ素粒子の平均粒子径であると考えられる。
The average particle size of the boron nitride particles is measured by the following procedure.
Using distilled water as a dispersion medium for dispersing boron nitride particles and sodium hexametaphosphate as a dispersant, a 0.125 mass% sodium hexametaphosphate aqueous solution is prepared. Boron nitride particles are added to this aqueous solution at a ratio of 0.1 g/80 mL, and ultrasonic dispersion is performed once for 1 minute and 30 seconds at AMPLITUDE (amplitude) 80% using an ultrasonic homogenizer (e.g., manufactured by Nippon Seiki Seisakusho, product name: US-300E) to prepare a dispersion liquid of boron nitride particles. This dispersion liquid is taken while stirring at 60 rpm, and the volume-based particle size distribution is measured using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device (e.g., manufactured by Beckman Coulter, product name: LS-13 320). At this time, 1.33 is used as the refractive index of water, and 1.7 is used as the refractive index of boron nitride particles. From the measurement results, the average particle size is calculated as the particle size (median size, d50) at the cumulative value of 50% of the cumulative particle size distribution. The average particle size measured in this manner is considered to be the average particle size of boron nitride particles including not only primary particles of boron nitride particles but also particles (secondary particles) formed by agglomeration of the primary particles.

窒化ホウ素粒子の平均円形度は、放熱部材を作製する際の充填性を向上させ、放熱部材の特性(熱伝導性、誘電率など)を等方的にする観点から、好ましくは、0.8以上、0.82以上、0.84以上、0.86以上、0.88以上、0.90以上、0.91以上、0.92以上、0.93以上、又は0.94以上であってよい。The average circularity of the boron nitride particles may be preferably 0.8 or more, 0.82 or more, 0.84 or more, 0.86 or more, 0.88 or more, 0.90 or more, 0.91 or more, 0.92 or more, 0.93 or more, or 0.94 or more, from the viewpoints of improving the filling ability when producing the heat dissipation component and making the properties of the heat dissipation component (thermal conductivity, dielectric constant, etc.) isotropic.

窒化ホウ素粒子の平均円形度は、以下の手順で測定される。
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて撮影した窒化ホウ素粒子の像(倍率:10,000倍、画像解像度:1280×1024ピクセル)について、画像解析ソフト(例えば、マウンテック社製、商品名:MacView)を用いた画像解析により、窒化ホウ素粒子の投影面積(S)及び周囲長(L)を算出する。投影面積(S)及び周囲長(L)を用いて、以下に式:
円形度=4πS/L
に従って円形度を求める。任意に選ばれた100個の窒化ホウ素粒子について求めた円形度の平均値を平均円形度と定義する。
The average circularity of the boron nitride particles is measured by the following procedure.
The image of the boron nitride particle (magnification: 10,000 times, image resolution: 1280 × 1024 pixels) taken with a scanning electron microscope (SEM) is analyzed using image analysis software (e.g., MacView, product name, manufactured by Mountec Co., Ltd.) to calculate the projected area (S) and perimeter (L) of the boron nitride particle. Using the projected area (S) and perimeter (L), the following formula is used:
Circularity = 4πS/ L2
The circularity is calculated according to the following formula: The average value of the circularities calculated for 100 randomly selected boron nitride particles is defined as the average circularity.

上述した窒化ホウ素粒子は、例えば、放熱部材に好適に用いられる。窒化ホウ素粒子は、放熱部材に用いられる場合、例えば樹脂と共に混合された樹脂組成物の形態で用いられる。すなわち、本発明の他の一実施形態は、樹脂と、上記の窒化ホウ素粒子とを含有する樹脂組成物である。この樹脂組成物は、従来に比べて低粘度化が可能となっており、放熱部材として好適に用いられる。The above-mentioned boron nitride particles are suitable for use in, for example, heat dissipation components. When the boron nitride particles are used in heat dissipation components, they are used in the form of a resin composition mixed with, for example, a resin. That is, another embodiment of the present invention is a resin composition containing a resin and the above-mentioned boron nitride particles. This resin composition can have a lower viscosity than conventional resin compositions, and is suitable for use as a heat dissipation component.

上記の窒化ホウ素粒子の含有量は、樹脂組成物の全体積を基準として、樹脂組成物の熱伝導率を向上させ、優れた放熱性能が得られやすい観点から、好ましくは30体積%以上、より好ましくは40体積%以上であり、更に好ましくは50体積%以上であり、成形時に空隙の発生、並びに、絶縁性及び機械強度の低下を抑制できる観点から、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下、更に好ましくは70体積%以下である。The content of the above boron nitride particles is preferably 30% by volume or more, more preferably 40% by volume or more, and even more preferably 50% by volume or more, based on the total volume of the resin composition, from the viewpoint of improving the thermal conductivity of the resin composition and making it easier to obtain excellent heat dissipation performance, and is preferably 85% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, and even more preferably 70% by volume or less, from the viewpoint of being able to suppress the occurrence of voids during molding and the deterioration of insulation and mechanical strength.

樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、全芳香族ポリエステル、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、マレイミド変性樹脂、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン)樹脂、AAS(アクリロニトリル-アクリルゴム・スチレン)樹脂、及びAES(アクリロニトリル・エチレン・プロピレン・ジエンゴム-スチレン)樹脂が挙げられる。 Examples of resins include epoxy resin, silicone resin, silicone rubber, acrylic resin, phenolic resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester, fluororesin, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, wholly aromatic polyester, polysulfone, liquid crystal polymer, polyethersulfone, polycarbonate, maleimide-modified resin, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin, AAS (acrylonitrile-acrylic rubber-styrene) resin, and AES (acrylonitrile-ethylene-propylene-diene rubber-styrene) resin.

樹脂の含有量は、樹脂組成物の全体積を基準として、15体積%以上、20体積%以上、又は30体積%以上であってよく、70体積%以下、60体積%以下、又は50体積%以下であってよい。The resin content may be 15 vol.% or more, 20 vol.% or more, or 30 vol.% or more, and may be 70 vol.% or less, 60 vol.% or less, or 50 vol.% or less, based on the total volume of the resin composition.

樹脂組成物は、樹脂を硬化させる硬化剤を更に含有していてよい。硬化剤は、樹脂の種類によって適宜選択される。例えば、樹脂がエポキシ樹脂である場合、硬化剤としては、フェノールノボラック化合物、酸無水物、アミノ化合物、及びイミダゾール化合物が挙げられる。硬化剤の含有量は、樹脂100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上又は1.0質量部以上であってよく、15質量部以下又は10質量部以下であってよい。The resin composition may further contain a curing agent that cures the resin. The curing agent is appropriately selected depending on the type of resin. For example, when the resin is an epoxy resin, examples of the curing agent include phenol novolac compounds, acid anhydrides, amino compounds, and imidazole compounds. The content of the curing agent may be, for example, 0.5 parts by mass or more or 1.0 parts by mass or more, and 15 parts by mass or less or 10 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the resin.

上述した窒化ホウ素粒子は、例えば、容器に収容された形態で流通し得る。すなわち、本発明の他の一実施形態は、上記の窒化ホウ素粒子と、窒化ホウ素粒子を収容する容器と、を備える収容体である。容器は、窒化ホウ素粒子を収容できる形状を有していればよく、例えば、袋、箱、瓶、缶等であってよい。The above-mentioned boron nitride particles can be distributed, for example, in a form contained in a container. That is, another embodiment of the present invention is a container comprising the above-mentioned boron nitride particles and a container for containing the boron nitride particles. The container may have any shape capable of containing the boron nitride particles, and may be, for example, a bag, box, bottle, can, etc.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。The present invention will be described in more detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
(窒化ホウ素粒子の作製)
まず、第1の工程では、抵抗加熱炉内に設置された反応管(石英管)を加熱して、1150℃まで昇温した。一方、窒素ガスをホウ酸トリメチルに通した上で反応管に導入することにより、ホウ酸トリメチルを反応管に導入した。他方、アンモニアガスを反応管に直接導入した。ホウ酸トリメチルの導入量に対するアンモニアの導入量のモル比(アンモニア/ホウ酸トリメチル)は、4.5とした。これにより、ホウ酸トリメチルとアンモニアとを反応させて、窒化ホウ素粒子の前駆体(白色粉末)を得た。なお、反応時間は10秒間であった。
[Example 1]
(Preparation of boron nitride particles)
First, in the first step, a reaction tube (quartz tube) installed in a resistance heating furnace was heated to 1150°C. Meanwhile, nitrogen gas was passed through trimethyl borate and then introduced into the reaction tube, thereby introducing trimethyl borate into the reaction tube. Meanwhile, ammonia gas was directly introduced into the reaction tube. The molar ratio of the amount of ammonia introduced to the amount of trimethyl borate introduced (ammonia/trimethyl borate) was set to 4.5. Thus, trimethyl borate and ammonia were reacted to obtain a precursor (white powder) of boron nitride particles. The reaction time was 10 seconds.

続いて、第2の工程では、第1の工程で得られた前駆体を、抵抗加熱炉内に設置された別の反応管(アルミナ管)に入れ、窒素ガス10L/分、及びアンモニアガス15L/分の流量でそれぞれ別々に反応管内に導入した。そして、反応管を1500℃で2.5時間加熱した。これにより、窒化ホウ素粒子を得た。In the second step, the precursor obtained in the first step was placed in another reaction tube (alumina tube) installed in a resistance heating furnace, and nitrogen gas and ammonia gas were separately introduced into the reaction tube at flow rates of 10 L/min and 15 L/min. The reaction tube was then heated at 1500°C for 2.5 hours. This resulted in the production of boron nitride particles.

(窒化ホウ素粒子の観察及び結晶性の評価)
透過型電子顕微鏡(TEM;日本電子株式会社製「JEM-2100」)を用いて、以下の条件にて得られた窒化ホウ素粒子を観察した。
対物レンズ絞り:φ120μm
集束レンズ絞り:φ150μm
記録媒体:AMETEK社製「OrisusSC1000A1」
Bining:2
露光時間:0.5秒間
また、TEM観察及び後述するFFT解析のための画像解析ソフトとして、AMETEK社製「GMS3」を用いた。
(Observation of boron nitride particles and evaluation of crystallinity)
The boron nitride particles obtained under the following conditions were observed using a transmission electron microscope (TEM; "JEM-2100" manufactured by JEOL Ltd.).
Objective lens aperture: φ120 μm
Focusing lens aperture: φ150 μm
Recording medium: AMETEK's "Orisus SC1000A1"
Binning: 2
Exposure time: 0.5 seconds. Furthermore, "GMS3" manufactured by AMETEK was used as image analysis software for TEM observation and FFT analysis described later.

得られた窒化ホウ素粒子全体のTEM明視野像(倍率:100,000倍)を図1に示す。また、図1に示される窒化ホウ素粒子のうち一粒子を拡大した像を図2(a)に、図2(a)に示される窒化ホウ素粒子の周囲部Sについて、400,000倍で観察したTEM暗視野像を図2(b)にそれぞれ示す。A TEM bright-field image (magnification: 100,000 times) of the entire boron nitride particle obtained is shown in Figure 1. In addition, a magnified image of one of the boron nitride particles shown in Figure 1 is shown in Figure 2(a), and a TEM dark-field image of the peripheral portion S of the boron nitride particle shown in Figure 2(a) observed at 400,000 times is shown in Figure 2(b).

図1から分かるとおり、窒化ホウ素粒子は円形の平面形状を呈していた。また、図2(b)から分かるとおり、窒化ホウ素粒子の最表面(周囲部の最表面)は複数の板状窒化ホウ素結晶子で構成されており、かつ、当該複数の板状窒化ホウ素結晶子が互いに異なる方向に延びるように配置されていることにより、窒化ホウ素粒子の最表面(周囲部の最表面)が凹凸状となっていた。この凹凸は、10nm×10nmの範囲内に収まっていた。As can be seen from Figure 1, the boron nitride particles had a circular planar shape. Also, as can be seen from Figure 2(b), the outermost surface of the boron nitride particles (the outermost surface of the peripheral part) was composed of a plurality of plate-shaped boron nitride crystallites, and the plurality of plate-shaped boron nitride crystallites were arranged to extend in different directions, so that the outermost surface of the boron nitride particles (the outermost surface of the peripheral part) was uneven. This unevenness was within a range of 10 nm x 10 nm.

続いて、図2(b)における8.556nm角の領域S1に対してFFT解析を行い、256×256ピクセルのFFT像を取得した。得られたFFT図形について、図3(a),(b)に示すように、逆格子空間上の1~4nm-1の範囲で、h-BN(0002)面由来の周期性による輝点(ピーク)が確認された。つまり、窒化ホウ素粒子の周囲部Sにおける領域S1は、高結晶性の窒化ホウ素で構成されていることが確認された。 Next, FFT analysis was performed on the 8.556 nm square region S1 in Figure 2(b) to obtain a 256 x 256 pixel FFT image. As shown in Figures 3(a) and 3(b), the obtained FFT pattern showed bright spots (peaks) due to periodicity derived from the h-BN (0002) plane in the range of 1 to 4 nm -1 in the reciprocal lattice space. In other words, it was confirmed that the region S1 in the peripheral portion S of the boron nitride particle is composed of highly crystalline boron nitride.

また、図4に示すように、窒化ホウ素粒子の周囲部Sにおける他の領域S2~S5についても、領域S1と同様にしてFFT解析を行った。その結果、図4及び図5に示すように、逆格子空間上の1~4nm-1の範囲で、h-BN(0002)面由来の周期性による輝点(ピーク)が確認された。つまり、窒化ホウ素粒子の周囲部Sにおける領域S2~S5も、高結晶性の窒化ホウ素で構成されていることが確認された。 Furthermore, as shown in Figure 4, FFT analysis was also performed on other regions S2 to S5 in the peripheral region S of the boron nitride particle in the same manner as for region S1. As a result, as shown in Figures 4 and 5, bright spots (peaks) due to periodicity derived from the h-BN (0002) plane were confirmed in the range of 1 to 4 nm -1 in the reciprocal lattice space. In other words, it was confirmed that regions S2 to S5 in the peripheral region S of the boron nitride particle are also composed of highly crystalline boron nitride.

また、図1に示される窒化ホウ素粒子の中心部Cについて、400,000倍で観察したTEM暗視野像を図6に示す。図6に示すように、窒化ホウ素粒子の中心部Cにおける他の領域C1~C4についても、領域S1と同様にしてFFT解析を行った。その結果、図6及び図7に示すように、逆格子空間上の1~4nm-1の範囲で、h-BN(0002)面由来の周期性による輝点(ピーク)が確認されなかった。つまり、窒化ホウ素粒子の中心部Cにおける領域C1~C4は、低結晶性の窒化ホウ素で構成されていることが確認された。 FIG. 6 shows a TEM dark-field image of the central portion C of the boron nitride particle shown in FIG. 1, observed at 400,000 times. As shown in FIG. 6, FFT analysis was also performed on other regions C1 to C4 in the central portion C of the boron nitride particle in the same manner as for region S1. As a result, as shown in FIGS. 6 and 7, no bright spots (peaks) due to periodicity derived from the h-BN (0002) plane were confirmed in the range of 1 to 4 nm −1 in the reciprocal lattice space. In other words, it was confirmed that the regions C1 to C4 in the central portion C of the boron nitride particle are composed of low-crystalline boron nitride.

なお、図3(b)、図5及び図7に示すグラフは、B-スプライン法にてバックグラウンドを差し引いた後の強度を示すグラフである。また、図3(b)図5及び図7に示すグラフより、領域S1~S5及びC1~C4の各領域について、逆格子空間上の1~4nm-1の範囲における最大強度(相対強度)Smaxと、ノイズ強度(逆格子空間上の4nm-1を超え6nm-1以下の範囲における標準偏差)Nと、これらの比(Smax/N)とを求めた。結果を表1に示す。 The graphs shown in Figures 3(b), 5, and 7 show the intensities after subtracting the background by the B-spline method. From the graphs shown in Figures 3(b), 5, and 7, the maximum intensity (relative intensity) Smax in the range of 1 to 4 nm -1 in the reciprocal lattice space, the noise intensity (standard deviation in the range of more than 4 nm -1 to 6 nm -1 in the reciprocal lattice space), and the ratio thereof (Smax/N) were determined for each of the regions S1 to S5 and C1 to C4. The results are shown in Table 1.

Figure 0007611232000001
Figure 0007611232000001

以上のとおり、得られた窒化ホウ素粒子の周囲部には高結晶性の窒化ホウ素が含まれており(上述した輝点(ピーク)が確認できる領域が支配的であり)、中心部には低結晶性の窒化ホウ素が含まれている(上述した輝点(ピーク)が確認できない領域が支配的である)ことが分かった。また、中心部の径は約40nmであり、周囲部の厚さは約50nmであった。As described above, it was found that the peripheral portion of the obtained boron nitride particles contains highly crystalline boron nitride (dominated by the area where the above-mentioned bright spots (peaks) can be confirmed), and the central portion contains less crystalline boron nitride (dominated by the area where the above-mentioned bright spots (peaks) cannot be confirmed). In addition, the diameter of the central portion was approximately 40 nm, and the thickness of the peripheral portion was approximately 50 nm.

(平均円形度の測定)
まず、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて撮影した窒化ホウ素粒子の像(倍率:10,000倍、画像解像度:1280×1024ピクセル)について、画像解析ソフト(例えば、マウンテック社製、商品名:MacView)を用いた画像解析により、窒化ホウ素粒子の投影面積(S)及び周囲長(L)を算出した。次に、投影面積(S)及び周囲長(L)を用いて、以下に式:
円形度=4πS/L
に従って円形度を求めた。任意に選ばれた100個の窒化ホウ素粒子について求めた円形度の平均値を平均円形度として算出した。得られた窒化ホウ素粒子の平均円形度は、0.94であった。
(Measurement of average circularity)
First, an image of a boron nitride particle (magnification: 10,000 times, image resolution: 1280 × 1024 pixels) taken with a scanning electron microscope (SEM) was analyzed using image analysis software (e.g., MacView, product name, manufactured by Mountec Co., Ltd.) to calculate the projected area (S) and perimeter (L) of the boron nitride particle. Next, the projected area (S) and perimeter (L) were calculated using the following formula:
Circularity = 4πS/ L2
The circularity was calculated according to the formula: The average value of the circularities calculated for 100 randomly selected boron nitride particles was calculated as the average circularity. The average circularity of the obtained boron nitride particles was 0.94.

(平均粒子径の測定)
窒化ホウ素粒子を分散させる分散媒として蒸留水を用い、分散剤としてヘキサメタリン酸ナトリウムを用い、0.125質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を調製した。この水溶液中に0.1g/80mLの比率で窒化ホウ素粒子を加え、超音波ホモジナイザー(日本精機製作所製、商品名:US-300Eを使用)により、AMPLITUDE(振幅)80%にて超音波分散を1分30秒間で1回行うことで、窒化ホウ素粒子の分散液を調製した。この分散液を60rpmで撹拌しながら分取し、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置(ベックマンコールター社製、商品名:LS-13 320)により体積基準の粒度分布を測定した。このとき、水の屈折率として1.33を用い、窒化ホウ素粒子の屈折率として1.7を用いた。測定結果から、累積粒度分布の累積値50%の粒径(メジアン径、d50)として平均粒子径を算出した。得られた窒化ホウ素粒子の平均粒子径は、510nmであった。
(Measurement of average particle size)
Using distilled water as a dispersion medium for dispersing boron nitride particles and sodium hexametaphosphate as a dispersant, a 0.125% by mass aqueous solution of sodium hexametaphosphate was prepared. Boron nitride particles were added to this aqueous solution at a ratio of 0.1 g/80 mL, and ultrasonic dispersion was performed once for 1 minute and 30 seconds at AMPLITUDE (amplitude) 80% using an ultrasonic homogenizer (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho, product name: US-300E was used) to prepare a dispersion of boron nitride particles. This dispersion was taken while stirring at 60 rpm, and the volume-based particle size distribution was measured using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device (manufactured by Beckman Coulter, product name: LS-13 320). At this time, 1.33 was used as the refractive index of water, and 1.7 was used as the refractive index of boron nitride particles. From the measurement results, the average particle size was calculated as the particle size (median size, d50) at the cumulative value of 50% of the cumulative particle size distribution. The average particle size of the obtained boron nitride particles was 510 nm.

[比較例1]
実施例1の第2の工程の後に、窒化ホウ素粒子を窒化ホウ素製ルツボに入れ、誘導加熱炉において、窒素雰囲気下にて2000℃で5時間加熱した以外は、実施例1と同様にして、比較用窒化ホウ素粒子を得た。
[Comparative Example 1]
Comparative boron nitride particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that after the second step of Example 1, the boron nitride particles were placed in a boron nitride crucible and heated in an induction heating furnace at 2000°C for 5 hours under a nitrogen atmosphere.

得られた比較用窒化ホウ素粒子について、実施例1と同じ装置及び条件により得られたTEM像を図8に示す。図8(a)は、100,000倍で観察した比較用窒化ホウ素粒子全体のTEM像であり、図8(b)は、400,000倍で観察した比較用窒化ホウ素粒子の周囲部のTEM像である。 Figure 8 shows TEM images of the obtained comparative boron nitride particles, obtained using the same apparatus and conditions as in Example 1. Figure 8(a) is a TEM image of the entire comparative boron nitride particle observed at 100,000x magnification, and Figure 8(b) is a TEM image of the peripheral portion of the comparative boron nitride particle observed at 400,000x magnification.

図8(a)から分かるとおり、窒化ホウ素粒子は多角形の平面形状を呈していた。また、図8(b)から分かるとおり、窒化ホウ素粒子の最表面(周囲部の最表面)は略平面状となっていた(10nm×10nmの範囲内に収まるような凹凸は観察されなかった)。As can be seen from Fig. 8(a), the boron nitride particles had a polygonal planar shape. Also, as can be seen from Fig. 8(b), the outermost surface of the boron nitride particles (the outermost surface of the peripheral part) was approximately planar (no irregularities within a range of 10 nm x 10 nm were observed).

<粘度の測定>
実施例1で得られた窒化ホウ素粒子、及び比較例1で得られた比較用窒化ホウ素粒子について、以下の手順で樹脂組成物としたときの粘度を測定した。
エポキシ樹脂(DIC社製、商品名「HP-4032D」)86体積部と、窒化ホウ素粒子14体積部とを混合して樹脂組成物を調製した。得られた樹脂組成物について、レオメータ(アントンパール社製「MCR92」にて、上部治具としてφ25mmのパラレルプレートを用い、温度:40℃、せん断速度:0.01~100s-1の条件で粘度を測定した。得られた結果を図9に示す。
<Measurement of Viscosity>
The boron nitride particles obtained in Example 1 and the comparative boron nitride particles obtained in Comparative Example 1 were prepared into a resin composition by the following procedure, and the viscosity was measured.
A resin composition was prepared by mixing 86 parts by volume of an epoxy resin (manufactured by DIC Corporation, product name "HP-4032D") and 14 parts by volume of boron nitride particles. The viscosity of the obtained resin composition was measured using a rheometer (manufactured by Anton Paar, "MCR92"), using a φ25 mm parallel plate as the upper jig, under conditions of a temperature of 40°C and a shear rate of 0.01 to 100 s -1 . The results are shown in Figure 9.

Claims (6)

ホウ酸エステルとアンモニアとを750~1400℃で30秒間以内で反応させて窒化ホウ素粒子の前駆体を得る第1の工程と、
窒素ガス及びアンモニアガスを導入しながら、前記前駆体を1000~1600℃で加熱して窒化ホウ素粒子を得る第2の工程と、を備え、
前記第2の工程の後に前記窒化ホウ素粒子を1800℃以上で加熱する工程を備えない、窒化ホウ素粒子の製造方法。
A first step of reacting a boric acid ester with ammonia at 750 to 1400° C. for 30 seconds or less to obtain a precursor of boron nitride particles;
a second step of heating the precursor at 1000 to 1600° C. while introducing nitrogen gas and ammonia gas to obtain boron nitride particles;
A method for producing boron nitride particles, which does not include a step of heating the boron nitride particles at 1800°C or higher after the second step.
複数の窒化ホウ素結晶子を含む窒化ホウ素粒子であって、
透過型電子顕微鏡により100,000倍の視野で観察したときに円形の平面形状を呈し、
透過型電子顕微鏡により400,000倍の視野で観察したときに、前記窒化ホウ素粒子の最表面に前記窒化ホウ素結晶子で構成される凹凸を呈し、
前記凹凸が前記400,000倍の視野における10nm×10nmの範囲内に少なくとも一つずつの凹部及び凸部を有する、窒化ホウ素粒子。
A boron nitride particle comprising a plurality of boron nitride crystallites,
When observed under a transmission electron microscope at a magnification of 100,000 times , the shape is circular in plan view;
when observed under a transmission electron microscope at a magnification of 400,000 times, the outermost surface of the boron nitride particle exhibits irregularities constituted by the boron nitride crystallites,
The boron nitride particles have at least one concave portion and one convex portion within a range of 10 nm x 10 nm in the field of view at 400,000 times magnification .
前記窒化ホウ素粒子の平均粒子径が1μm以下である、請求項2に記載の窒化ホウ素粒子。 The boron nitride particles according to claim 2, wherein the average particle size of the boron nitride particles is 1 μm or less. 前記窒化ホウ素粒子の平均円形度が0.8以上である、請求項2又は3に記載の窒化ホウ素粒子。 The boron nitride particles according to claim 2 or 3, wherein the average circularity of the boron nitride particles is 0.8 or more. 樹脂と、請求項2~4のいずれか一項に記載の窒化ホウ素粒子と、を含有する樹脂組成物。 A resin composition containing a resin and the boron nitride particles according to any one of claims 2 to 4. 請求項2~4のいずれか一項に記載の窒化ホウ素粒子と、前記窒化ホウ素粒子を収容する容器と、を備える収容体。 A container comprising the boron nitride particles according to any one of claims 2 to 4 and a container for containing the boron nitride particles.
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