特許 7165287 窒化ホウ素粉末、及び窒化ホウ素粉末の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-25

(45)【発行日】2022-11-02

(54)【発明の名称】窒化ホウ素粉末、及び窒化ホウ素粉末の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C01B 21/064 20060101AFI20221026BHJP

【ＦＩ】

C01B21/064 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2022533206

(86)(22)【出願日】2021-09-27

(86)【国際出願番号】 JP2021035448

(87)【国際公開番号】W WO2022071246

(87)【国際公開日】2022-04-07

【審査請求日】2022-06-02

(31)【優先権主張番号】P 2020165641

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003296

【氏名又は名称】デンカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100128381

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 義憲

(74)【代理人】

【識別番号】100185591

【弁理士】

【氏名又は名称】中塚 岳

(72)【発明者】

【氏名】竹田 豪

(72)【発明者】

【氏名】塩月 宏幸

(72)【発明者】

【氏名】田中 孝明

【審査官】神野 将志

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２１８２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０３２０６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１２２３７８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０１Ｂ ２１／０６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含む窒化ホウ素粉末であって、
純度が９８．５質量％以上であり、溶出性不純物濃度が７００ｐｐｍ以下であり、
前記一次粒子の黒鉛化指数が２．３以下であり、
平均粒子径が７～１００μｍであり、
前記溶出性不純物濃度は、医薬部外品原料規格２００６に準拠して測定される溶出ホウ素濃度と、以下の方法によって測定されるＣｕ ^２＋ 、Ａｇ ^＋ 、Ｌｉ ^＋ 、Ｎａ ^＋ 、Ｋ ^＋ 、Ｍｇ ^２＋ 、ＮＨ _４ ^＋ 、Ｆ ^－ 、Ｃｌ ^－ 、Ｂｒ ^－ 、及びＮＯ _３ ^－ の合計量である特定イオン濃度と、の合計量であり、
前記特定イオン濃度は、前記窒化ホウ素粉末５ｇと純水２５ｍＬとを外装がステンレス製であり、内装がテフロン(登録商標)製である耐圧容器中に測り取り、８５℃で２０時間撹拌することによって、イオンを溶出させた後、ろ過によって得られたろ液を対象として、イオンクロマトグラフ及びＩＣＰ分析装置を用いた分析を行うことで測定される値である、窒化ホウ素粉末。

【請求項2】

比表面積が０．８～８．０ｍ^２／ｇである、請求項１に記載の窒化ホウ素粉末。

【請求項3】

六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含み、純度が９８．０質量％以上である原料粉末を酸と接触させて湿式処理し、洗浄液の電気伝導度が０．７ｍＳ／ｍ以下となるまで、水を含む溶液で洗浄した後、不活性ガス雰囲気下において３００℃以上で加熱処理することを含む、窒化ホウ素粉末の製造方法。

【請求項4】

前記原料粉末の配向性指数が３０以下である、請求項３に記載の製造方法。

【請求項5】

前記一次粒子の黒鉛化指数が２．３以下である、請求項３又は４に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、窒化ホウ素粉末、及び窒化ホウ素粉末の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

六方晶窒化ホウ素は、潤滑性、高熱伝導性、及び絶縁性等に優れる。そのため、六方晶窒化ホウ素は、放熱材料用の充填材、固体潤滑材、溶融ガス及びアルミニウム等に対する離型材、化粧料用の原料、並びに焼結体用の原料等の種々の用途に用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１では、樹脂等の絶縁性放熱材の充填材として用いた場合に、上記樹脂等の熱伝導率及び耐電圧（絶縁破壊電圧）を高めることができる六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－１１６４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

パワーデバイス、トランジスタ、サイリスタ、及びＣＰＵ等の電子部品の高機能化にともない、これらの電子部品に使用される部材にも更なる高性能化が求められている。例えば、電子部品を高電圧で長時間使用するような場面では、電子部品に組み込まれる伝熱シートにもより優れた絶縁性等が求められる。窒化ホウ素粉末は、樹脂と共に伝熱シートを構成する材料として用いられるが、本発明者らの検討によれば、十分に高純度であり性能に優れると考えられる従前の窒化ホウ素粉末を用いた場合であっても、上述のような使用環境においては、伝熱シートの絶縁破壊等が生じ得る。

【0006】

本開示は、従来の窒化ホウ素粉末よりも、充填材として使用した場合の絶縁性能に優れる窒化ホウ素粉末、及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは純度の高い従来の窒化ホウ素粉末に対する詳細な分析を行い、伝熱シートに使用した際への影響を検討した。検討の中で、従前は問題ないとされていた微量の溶出性不純物（例えば、イオン等）が高電圧等に曝される環境下にあっては伝熱シート等の製品の性能に影響を及ぼし得ることを見出し、当該知見に基づいて本発明を完成させた。

【0008】

本開示の一側面は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含み、純度が９８．５質量％以上であり、溶出性不純物濃度が７００ｐｐｍ以下である、窒化ホウ素粉末を提供する。

【0009】

上記窒化ホウ素粉末は、純度が高く、溶出性不純物濃度が低くなっていることから、充填材として使用した場合の絶縁性能に優れる。本開示における絶縁性能は、従来よりも厳しい条件で評価される性能である。本開示における絶縁性能は、具体的には、窒化ホウ素粉末と樹脂とで調製された樹脂組成物を、６５℃、９０ＲＨ％の環境下で、直流電圧１１００Ｖを印加し、絶縁破壊が生じるまでの通電条件に基づいて評価される性能である。

【0010】

上記窒化ホウ素粉末は、上記一次粒子の黒鉛化指数が２．３以下であってよい。一次粒子の黒鉛化指数が上記範囲内であると、窒化ホウ素粉末は絶縁性能により優れる。

【0011】

上記窒化ホウ素粉末は、平均粒子径が７～１００μｍであり、比表面積が０．８～８．０ｍ^２／ｇであってよい。平均粒子径及び比表面積が上記範囲内であると、窒化ホウ素粉末は絶縁性に加え、熱伝導率も向上し得る。このため、上記窒化ホウ素粉末は、絶縁性能及び放熱性能に優れる伝熱シートを調製するための充填剤としてより好適に使用できる。

【0012】

本開示の一側面は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含み、純度が９８．０質量％以上である原料粉末を酸と接触させて湿式処理し、洗浄液の電気伝導度が０．７ｍＳ／ｍ以下となるまで、水を含む溶液で洗浄した後、不活性ガス雰囲気下において３００℃以上で加熱処理することを含む、窒化ホウ素粉末の製造方法を提供する。

【0013】

上記窒化ホウ素の製造方法においては、純度の高い窒化ホウ素の原料粉末を更に湿式処理することを含むことによって、上述のような窒化ホウ素粉末を製造することができる。

【0014】

上記原料粉末の配向性指数が３０以下であってよい。

【0015】

上記一次粒子の黒鉛化指数が２．３以下であってよい。

【発明の効果】

【0016】

本開示によれば、従来の窒化ホウ素粉末よりも、充填材として使用した場合の絶縁性能に優れる窒化ホウ素粉末、及びその製造方法を提供できる。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本開示の実施形態について説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。

【0018】

本明細書において例示する材料は特に断らない限り、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。組成物中の各成分の含有量は、組成物中の各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。本明細書における「工程」とは、互いに独立した工程であってもよく、同時に行われる工程であってもよい。

【0019】

［窒化ホウ素粉末］
窒化ホウ素粉末の一実施形態は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含む。上記窒化ホウ素粉末は、純度が９８．５質量％以上であり、溶出性不純物濃度が７００ｐｐｍ以下である。

【0020】

六方晶窒化ホウ素は一次粒子の粒子形状のばらつきが小さなものであってよい。六方晶窒化ホウ素の一次粒子の形状は、例えば、鱗片状及び円盤状等であってよい。

【0021】

窒化ホウ素粉末の純度はより高いものであってよく、例えば、９８．７質量％以上、又は９９．０質量％以上であってよい。本明細書における窒化ホウ素粉末の純度は、滴定によって算出される値を意味する。具体的には、本明細書の実施例に記載の方法で滴定を行い、決定する。

【0022】

窒化ホウ素粉末は純度の高いことに加え、更に溶出性不純物の濃度が十分に低減されたものである。溶出性の不純物としては、例えば、溶出ホウ素、及び各種イオン種等が挙げられる。イオン種としては、例えば、銅イオン（Ｃｕ^２＋）、銀イオン（Ａｇ^＋）、リチウムイオン（Ｌｉ^＋）、ナトリウムイオン（Ｎａ^＋）、カリウムイオン（Ｋ^＋）、マグネシウムイオン（Ｍｇ^２＋）、及びアンモニウムイオン（ＮＨ_４ ^＋）等のカチオン、並びに、フッ化物イオン（Ｆ^－）、塩化物イオン（Ｃｌ^－）、臭化物イオン（Ｂｒ^－）、及び硝酸イオン（ＮＯ_３ ^－）等のアニオンが挙げられる。

【0023】

窒化ホウ素粉末の溶出性不純物濃度の上限値は７００ｐｐｍ以下であるが、例えば、６５０ｐｐｍ以下、６００ｐｐｍ以下、又は５５０ｐｐｍ以下であってよい。溶出性不純物濃度の上限値が上記範囲内であると、窒化ホウ素粉末は絶縁性能により優れる。窒化ホウ素粉末の溶出性不純物濃度の上限値が上述の範囲であれば十分に効果が発揮され得るが、窒化ホウ素粉末の溶出性不純物濃度はさらに低減することもでき、例えば、４５０ｐｐｍ以下、３５０ｐｐｍ以下、２５０ｐｐｍ以下、１５０ｐｐｍ以下、又は１００ｐｐｍ以下とすることもできる。窒化ホウ素粉末の溶出性不純物濃度の下限値は、特に制限されるものではないが、例えば、５ｐｐｍ以上、１０ｐｐｍ以上、１５ｐｐｍ以上、３０ｐｐｍ以上、又は５０ｐｐｍ以上であってよい。窒化ホウ素粉末の溶出性不純物濃度は上述の範囲内で調整してよく、例えば、５～７００ｐｐｍであってよい。

【0024】

本明細書における溶出性不純物の濃度とは、溶出ホウ素濃度と、下記の特定イオンの濃度との合計量を意味する。ここで、溶出ホウ素濃度は、医薬部外品原料規格２００６に準拠して測定される値を意味する。またイオン濃度は、イオンクロマトグラフィー法及び高周波誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）分析法によって測定される値を意味する。ここで、測定対象のイオン種は、Ｃｕ^２＋、Ａｇ^＋、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｍｇ^２＋、ＮＨ_４ ^＋、Ｆ^－、Ｃｌ^－、Ｂｒ^－、及びＮＯ_３ ^－とし、これらの合計量をイオン濃度とする。イオン濃度は、具体的には、本明細書の実施例に記載の方法で決定する。なお、イオン濃度が検出限界以下の場合には、ゼロｐｐｍであるものとして扱うものとする。

【0025】

上記窒化ホウ素粉末に含まれる六方晶窒化ホウ素は、好ましくは結晶性が高いものである。本実施形態の窒化ホウ素粉末においては、上述の結晶性の指標として黒鉛化指数（Ｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ（Ｇ．Ｉ．）ということもある）を用いることができる。すなわち、黒鉛化指数の低い六方晶窒化ホウ素を含む窒化ホウ素粉末は、不純物がより低減されており絶縁性能に優れ、結晶性が高いことで放熱性能も向上し得る。上記窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数の上限値は、例えば、２．３以下、２．２以下、２．１以下、又は２．０以下であってよい。上記窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数の上限値が上記範囲内であることによって、窒化ホウ素粉末はより絶縁性能に優れる。上記窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数の下限値は、特に制限されるものではないが、放熱フィラー向けとしては一般に、１．２以上、又は１．３以上であってよい。上記窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数は上述の範囲内で調整してよく、例えば、１．２～２．４等であってよい。

【0026】

本明細書における黒鉛化指数は、黒鉛の結晶性の程度を示す指標値としても知られている指標である（例えば、Ｊ．Ｔｈｏｍａｓ，ｅｔ．ａｌ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．８４，４６１９（１９６２）等）。黒鉛化指数は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子を粉末Ｘ線回折法で測定したスペクトルに基づき算出する。まず、Ｘ線回折スペクトルにおいて、六方晶窒化ホウ素の一次粒子の（１００）面、（１０１）面及び（１０２）面に対応する各回折ピークの積分強度（すなわち、各回折ピーク）とそのベースラインとで囲まれる面積値（単位は任意）を算出し、それぞれＳ１００、Ｓ１０１、及びＳ１０２とする。算出された面積値を用いて、［（Ｓ１００＋Ｓ１０１）／Ｓ１０２］の値を算出し、黒鉛化指数を決定する。より具体的には、本明細書の実施例に記載の方法によって決定する。

【0027】

窒化ホウ素粉末の平均粒子径の下限値は、例えば、７μｍ以上、８μｍ以上、９μｍ以上、又は１０ｍ以上であってよい。窒化ホウ素粉末の平均粒子径の下限値が上記範囲内であると、窒化ホウ素粉末の放熱性能をより向上できる。窒化ホウ素粉末の平均粒子径の上限値は、例えば、１００μｍ以下、９０μｍ以下、８０μｍ以下、又は７５μｍ以下であってよい。窒化ホウ素粉末の上限値が上記範囲内であると、５００μｍ以下のシートに好適に充填できる。窒化ホウ素粉末の平均粒子径は上述の範囲内で調整でき、例えば、７～１００μｍ、又は８～８０μｍであってよい。例えば、樹脂中に窒化ホウ素粉末を分散させ、シート状に成形して用いる場合には、シートの厚さに合わせて窒化ホウ素粉末の平均粒子径を選択することができる。

【0028】

本明細書における平均粒子径は、窒化ホウ素粉末に対するホモジナイザー処理を行わずに測定して得られる値であり、凝集粒子を含む平均粒子径である。本明細書における平均粒子径はまた、累積粒度分布の累積値が５０％となる粒子径（メジアン径、ｄ５０）である。本明細書における平均粒子径は、ＩＳＯ １３３２０：２００９の記載に準拠し、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置を用いて測定する。具体的には、本明細書の実施例に記載の方法で測定する。レーザー回折散乱法粒度分布測定装置としては、例えば、ベックマンコールター社製の「ＬＳ－１３ ３２０」（装置名）等を使用できる。

【0029】

窒化ホウ素粉末の比表面積の下限値は、例えば、０．８ｍ^２／ｇ以上、１．０ｍ^２／ｇ以上、１．２ｍ^２／ｇ以上、又は１．４ｍ^２／ｇ以上であってよい。比表面積の下限値が上記範囲内であると、充填性と放熱性とにより優れたフィラーを提供することができる。窒化ホウ素粉末の比表面積の上限値は、例えば、８．０ｍ^２／ｇ以下、７．５ｍ^２／ｇ以下、７．０ｍ^２／ｇ以下、又は６．５ｍ^２／ｇ以下であってよい。比表面積の上限値が上記範囲内であると、絶縁性能により優れる。窒化ホウ素粉末の比表面積は上述の範囲内で調整でき、例えば、０．８～８．０ｍ^２／ｇ、又は１．０～７．０ｍ^２／ｇであってよい。

【0030】

本明細書における比表面積は、ＪＩＳ Ｚ ８８３０：２０１３「ガス吸着による粉体（固体）の比表面積測定方法」の記載に準拠し、比表面積測定装置を用い測定される値を意味し、窒素ガスを使用したＢＥＴ一点法を適用して算出される値である。具体的には、本明細書の実施例に記載の方法で測定する。

【0031】

上記凝集粒子は、六方晶窒化ホウ素の複数の一次粒子の凝集によって構成されることから、空隙を有する。したがって、平均粒子径の値のみでは無く、比表面積の値と総合して性状評価の指標とすることが望ましい。上記窒化ホウ素粉末の平均粒子径及び比表面積は、上述の範囲内で調整してよく、上記窒化ホウ素粉末は、例えば、平均粒子径が７～１００μｍであり、かつ比表面積が０．８～８．０ｍ^２／ｇであってよく、平均粒子径が８～８０μｍであり、かつ比表面積が１～７ｍ^２／ｇであってよい。

【0032】

上記凝集粒子は、好ましくは圧壊強さに優れたものである。上記凝集粒子の圧壊強さの下限値は、例えば、６ＭＰａ以上、８ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以上、又は１２ＭＰａ以上であってよい。上記凝集粒子の圧壊強さの上限値は、例えば、２０ＭＰａ以下、又は１５ＭＰａ以下であってよい。上記凝集粒子の圧壊強さは上述の範囲内で調整してよく、例えば、６～２０ＭＰａ、又は８～１５ＭＰａであってよい。

【0033】

本明細書における圧壊強さは、ＪＩＳ Ｒ １６３９－５：２００７「ファインセラミックス－か（顆）粒特性の測定方法－第５部：単一か粒圧壊強さ」の記載に準拠して測定される値を意味する。具体的には、本明細書の実施例に記載の方法で測定する。

【0034】

上記窒化ホウ素粉末の配向性指数の上限値は、例えば、３０以下、２０以下、１８以下、又は１５以下であってよい。上記窒化ホウ素粉末の配向性指数の下限値は、特に制限されるものではないが、例えば、２以上、３以上、又は５以上であってよい。配向性指数の上限値が上記範囲内であると、放熱性により優れた窒化ホウ素粉末が提供できる。上記窒化ホウ素粉末の配向性指数は上述の範囲内で調整してよく、例えば、２～３０であってよい。

【0035】

本明細書における配向性指数は、Ｘ線回折装置で測定される窒化ホウ素の（００２）面におけるピーク強度と、（１００）面におけるピーク強度との比を意味し、［Ｉ（００２）／Ｉ（１００）］で算出することができる。具体的には、本明細書の実施例に記載の方法で測定する。

【0036】

窒化ホウ素粉末には、六方晶窒化ホウ素の無色の粒子に加えて、有色の粒子が含まれ得る。この有色の粒子としては、例えば、炭素を含む粒子、及び着磁性を有する粒子等が挙げられる。上記窒化ホウ素粉末の性能をより向上させる観点から、これらの粒子の含有量が低減されていることが好ましい。特に、炭素を含む粒子（以下、炭素含有粒子ともいう）は導電性を有するものであることが多く、窒化ホウ素粉末の性状への影響が比較的大きいことから、上述の粒子を含む場合には、絶縁性能をより向上させる観点から、炭素含有粒子の含有量は低減されることがより好ましい。着磁性を有する粒子（以下、着磁性粒子ともいう）とは、磁石に着磁する粒子のことを意味し、例えば、鉄（Ｆｅ）を含む粒子であってよい。なお、上述の有色の粒子の色味は、六方晶窒化ホウ素の粒子とは異なることを意味するものであって、色味を特定するものではない。炭素を含む粒子、及び着磁性を有する粒子は、一般に、褐色、又は黒色であるが、炭素の含有量及び着磁性成分の含有量に応じて色味は変化し得る。

【0037】

窒化ホウ素粉末における炭素含有粒子の個数の上限値は、窒化ホウ素粉末１０ｇあたり、例えば、１０個以下、９個以下、８個以下、７個以下、５個以下、又は３個以下であってよい。炭素含有粒子の個数の上限値が上記範囲内であると、窒化ホウ素粉末の絶縁性能等への影響をより十分に抑制できる。窒化ホウ素粉末における炭素含有粒子の個数の下限値は特に制限されるものではなく、含まれなくてもよいが、窒化ホウ素粉末１０ｇあたり、例えば、０．０５個以上、又は０．１個以上であってよい。窒化ホウ素粉末における炭素含有粒子の個数は上述の範囲内で調整してよく、窒化ホウ素粉末１０ｇあたり、例えば、０．０５～１０個などであってよい。

【0038】

窒化ホウ素粉末における着磁性粒子の個数の上限値は、窒化ホウ素粉末１０ｇあたり、例えば、１０個以下、９個以下、８個以下、７個以下、５個以下、又は３個以下であってよい。着磁性粒子の個数の上限値が上記範囲内であると、窒化ホウ素粉末の絶縁性能等への影響をより十分に抑制できる。窒化ホウ素粉末における着磁性粒子の個数の下限値は特に制限されるものではなく、含まれなくてもよいが、窒化ホウ素粉末１０ｇあたり、例えば、０．０５個以上、又は０．１個以上であってよい。窒化ホウ素粉末における着磁性粒子の個数は上述の範囲内で調整してよく、窒化ホウ素粉末１０ｇあたり、例えば、０．０５～１０個などであってよい。

【0039】

本明細書における炭素含有粒子及び着磁粒子の個数は、以下のように測定して得られる数である。まず、容器に、測定対象となる窒化ホウ素粉末１０ｇと、エタノール１００ｍＬとを測り取り、撹拌棒によって撹拌し、混合溶液を調製する。次に上記混合溶液を、超音波分散器を用いて分散させ、分散液を調製する。得られた分散液を、目開き６３μｍのふるい（ＪＩＳ Ｚ ８８０１－１：２０１９「試験用ふるい－金属製網ふるい」）に投入し、その後、蒸留水２Ｌ投入する。さらに、ふるい下から白濁した水が出なくなるまで蒸留水を流し続けふるいにかける。その後、ふるいの上に残ったもの（篩上品）をエタノールで洗浄し、ふるいにかけて篩上品を回収する。篩上品に再度エタノールを投入し、ふるい下から白濁した水が出なくなるまで更に蒸留水を流し続けて、篩上品をエタノールにて洗浄する。更に、篩上品を容器に移し、エタノール１００ｍＬを加えて、上述の操作と同様に撹拌、分散、ふるいの処理を行う。ふるいを通過するエタノール溶液の白濁がなくなるまで同様の操作を繰り返し行う。

【0040】

その後、上述のようにして得た篩上品を乾燥させ薬包紙の上に粉末を分散させ、薬包紙の下に永久磁石を設置し、永久磁石に対して着磁されない粉末を別の薬包紙の上に分散させ、光学顕微鏡によって観察を行い、観測される有色粒子の数をカウントする。同様の操作を５サンプル以上について行い、得られた有色粒子の数の算術平均を算出し、この平均値を窒化ホウ素粉末１０ｇあたりの炭素含有粒子の個数とする。なお、炭素を含有するものであることはエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）によって測定することで確認できる。一方、薬包紙上に分散され、上記永久磁石に対して着磁された有色粒子についても、光学顕微鏡によって観察を行い、観測される有色粒子の数をカウントする。同様の操作を５サンプル以上について行い、得られた有色粒子の数の算術平均を算出し、この平均値を窒化ホウ素粉末１０ｇあたりの着磁性粒子の個数とする。なお、光学顕微鏡観察中に、永久磁石を動かすことによって、着磁性のある粒子をより容易に識別することができる。

【0041】

窒化ホウ素粉末は炭素及び鉄が不純物として含まれ得る。微量に含まれる炭素及び鉄であっても、窒化ホウ素粉末が使用される状況に応じて、絶縁性能等の性状に影響を及ぼし得る。窒化ホウ素粉末における炭素（不純物炭素）及び鉄（不純物鉄）の含有量は低減されていることが好ましい。

【0042】

窒化ホウ素粉末における不純物炭素量の上限値は、例えば、１７０ｐｐｍ以下、１６５ｐｐｍ以下、又は１６０ｐｐｍ以下であってよい。不純物炭素量の上限値が上記範囲内であると、窒化ホウ素粉末の絶縁性能により優れる。窒化ホウ素粉末における不純物炭素量の下限値は特に制限されるものではなく、含まれなくてもよいが、例えば、５ｐｐｍ以上、１０ｐｐｍ以上、又は１５ｐｐｍ以上であってよい。窒化ホウ素粉末における不純物炭素量は上述の範囲内で調整してよく、例えば、５～１７０ｐｐｍ等であってよい。

【0043】

本明細書における不純物炭素量は、炭素／硫黄同時分析装置によって測定される値を意味する。炭素／硫黄同時分析装置としては、例えば、ＬＥＣＯ社製の「ＩＲ－４１２型」（製品名）等を使用できる。

【0044】

窒化ホウ素粉末における不純物鉄量の上限値は、例えば、５０ｐｐｍ以下、４５ｐｐｍ以下、又は４０ｐｐｍ以下であってよい。不純物鉄量の上限値が上記範囲内であると、窒化ホウ素粉末の絶縁性能により優れる。窒化ホウ素粉末における不純物鉄量の下限値は特に制限されるものではなく、含まれなくてもよいが、例えば、０．５ｐｐｍ以上、又は１ｐｐｍ以上であってよい。窒化ホウ素粉末における不純物鉄量は上述の範囲内で調整してよく、例えば、０．５～５０ｐｐｍ等であってよい。

【0045】

本明細書における不純物鉄量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ発光分光分析法）による加圧酸分解法によって測定される値を意味する。

【0046】

本実施形態に係る窒化ホウ素粉末は、純度が十分に高く、従来品よりも溶出性不純物濃度が低く抑制されていることから、過酷な環境（例えば、長時間高電圧を印加される等）に曝される場合であっても、高い性能（例えば、絶縁性能等）を発揮し得る。上記窒化ホウ素粉末は、例えば、樹脂、ゴム等に分散させて用いる充填材として好適に使用できる。上記窒化ホウ素粉末は、例えば、伝熱シート等の構成材料に好適に使用できる。上記窒化ホウ素粉末は、溶出性不純物濃度が低く抑えられていることから充填材として使用した際もバルクとなる樹脂及びゴム等への影響（例えば、イオン等によって樹脂等を構成する材料の分解を促進する等）が抑制されるため、製品の長期安定性にも寄与し得る。

【0047】

［窒化ホウ素粉末の製造方法］
上述の窒化ホウ素粉末は、例えば、以下のような方法によって調製することができる。窒化ホウ素粉末の製造方法の一実施形態は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含み、純度が９８．０質量％以上である原料粉末を酸素含有雰囲気下で加熱処理する工程（以下、酸化処理工程ともいう）、上記原料粉末を酸と接触させて湿式処理し、洗浄液の電気伝導度が０．７ｍＳ／ｍ以下となるまで、水を含む溶液で洗浄した後、不活性ガス雰囲気下において３００℃以上で加熱処理する工程（以下、湿式処理工程ともいう）、及び上記原料粉末と水とを含むスラリーを調製し、上記スラリー中の着磁性粒子の含有量を低減した後、不活性ガス雰囲気下で上記スラリー中の水含有量を低減する工程（以下、脱着磁性粒子工程ともいう）、を含む。なお、酸化処理工程及び脱着磁性粒子工程は任意の工程であり、省略することもできる。すなわち、窒化ホウ素粉末の製造方法としては、六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含み、純度が９８．０質量％以上である原料粉末を酸と接触させて湿式処理し、洗浄液の電気伝導度が０．７ｍＳ／ｍ以下となるまで洗浄した後、窒素雰囲気下において３００℃以上で加熱処理すること、を含む製法とすることもできる。

【0048】

上記原料粉末は、六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含み、純度が９８．０質量％以上の粉末であればよく、市販の窒化ホウ素粉末を用いることも、別途調製したものを用いることもできる。原料粉末を調製する場合、例えば、炭化ホウ素を、窒素を含む雰囲気下で焼成する方法（以下、Ｂ_４Ｃ法ともいう）、及び窒素を含む雰囲気下で焼成する方法（以下、炭素還元法ともいう）等によって調製できる。

【0049】

Ｂ_４Ｃ法を応用した原料粉末の調製方法の一例は、炭化ホウ素粉末（Ｂ_４Ｃ粉末）を、窒素加圧雰囲気下で焼成して、炭窒化ホウ素（Ｂ_４ＣＮ_４）を含む焼成物を得る工程（以下、窒化工程ともいう）と、当該焼成物と、ホウ酸を含むホウ素含有化合物とを含む混合粉末を加熱して鱗片状である六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の一次粒子を生成し、一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含む粉末を得る工程（以下、結晶化工程ともいう）と、を有する。

【0050】

炭化ホウ素粉末は、例えば、以下の手順で調製したものを用いることもできる。ホウ酸とアセチレンブラックとを混合したのち、不活性ガス雰囲気中、１８００～２４００℃にて、１～１０時間加熱し、炭化ホウ素塊を得る。この炭化ホウ素塊を、粉砕後、篩分けし、洗浄、不純物除去、乾燥等を適宜行い、炭化ホウ素粉末を調製することができる。

【0051】

窒化工程における焼成温度は、例えば、１８００～２４００℃、１９００～２４００℃、１８００～２２００℃又は１９００～２２００℃であってよい。焼成温度を上記範囲内とすることで、炭窒化ホウ素の結晶性を高め、六方晶炭窒化ホウ素の割合を高めることができる。窒化工程における圧力は、０．６～１．０ＭＰａ、０．７～１．０ＭＰａ、０．６～０．９ＭＰａ、又は０．７～０．９ＭＰａであってよい。当該圧力を上記範囲内とすることで、炭化ホウ素の窒化をより十分に進行させることができる。一方、当該圧力が高すぎると、製造コストが上昇する傾向にある。

【0052】

窒化工程における窒素加圧雰囲気の窒素ガス濃度は、例えば、９５体積％以上、又は９９体積％以上であってよい。窒化工程における焼成時間は、窒化が十分進む範囲であれば特に限定されず、例えば、６～３０時間、又は８～２０時間であってもよい。なお、本明細書において焼成時間とは、加熱対象物の周囲環境の温度が所定の温度に到達してから当該温度で維持する時間（保持時間）を意味する。

【0053】

結晶化工程では、窒化工程で得られた炭窒化ホウ素を脱炭化させるとともに、所定の大きさの鱗片状の一次粒子を生成させつつ、これらを凝集させて塊状粒子を含む窒化ホウ素粉末を得る。

【0054】

ホウ素含有化合物としては、ホウ酸に加えて、酸化ホウ素等が挙げられる。結晶化工程で加熱する混合粉末は、公知の添加物を含有してもよい。ホウ素含有化合物との配合割合は、モル比に応じて適切に設定可能である。混合粉末におけるホウ素含有化合物の含有量は、ホウ素含有化合物を炭窒化ホウ素に対して過剰量となるように設定することで、原料粉末の純度を向上できる。

【0055】

結晶化工程において混合粉末を加熱する加熱温度は、例えば、１８００～２２００℃、２０００～２２００℃、又は２０００～２１００℃であってよい。加熱温度を上記範囲内とすることで、粒成長をより十分に進行させることができる。結晶化工程は、常圧（大気圧）の雰囲気下で加熱してもよく、加圧して大気圧を超える圧力で加熱してもよい。加圧する場合には、例えば０．５ＭＰａ以下、又は０．３ＭＰａ以下であってよい。

【0056】

結晶化工程における加熱時間は、例えば、０．５～４０時間、０．５～３５時間、又は１～３０時間であってよい。加熱時間が短すぎると粒成長が十分に進行しない傾向にある。一方、加熱時間が長すぎると工業的に不利になる傾向にある。

【0057】

以上の工程によって、六方晶窒化ホウ素粉末を得ることができる。結晶化工程の後に、粉砕工程を行ってもよい。粉砕工程においては、一般的な粉砕機又は解砕機を用いることができる。例えば、ボールミル、振動ミル、ジェットミル等を用いることができる。なお、本開示においては、「粉砕」には「解砕」も含まれる。

【0058】

炭素還元法を応用した原料粉末の調製方法の一例は、ホウ酸を含むホウ素含有化合物と、炭素含有化合物とを含む混合粉末を、窒素加圧雰囲気下で焼成して、窒化ホウ素を含む焼成物を得る工程（以下、低温焼成工程ともいう）と、上記工程よりも高く、２０５０℃未満の温度で上記焼成物を加熱処理し、六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の一次粒子を生成し、上記一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含む粉末を得る工程（以下、焼成工程ともいう）と、を有する。

【0059】

ホウ素含有化合物は構成元素としてホウ素を有する化合物である。ホウ素含有化合物としては、純度が高く比較的安価な原料を用いることができる。このようなホウ素含有化合物としては、ホウ酸の他、例えば、酸化ホウ素などが挙げられる。ホウ素含有化合物はホウ酸を含むが、ホウ酸は加熱によって脱水し酸化ホウ素となり、原料粉末の加熱処理中に液相を形成すると共に粒成長を促す助剤としても働くことができる。

【0060】

炭素含有化合物は構成元素として炭素原子を有する化合物である。炭素含有化合物としては、純度が高く比較的安価な原料を用いることができる。このような炭素含有化合物としては、例えば、カーボンブラック及びアセチレンブラック等が挙げられる。

【0061】

混合粉末において、ホウ素含有化合物を炭素含有化合物に対して過剰量となるように配合してよい。混合粉末は、炭素含有化合物及びホウ素含有化合物に加えて、その他の化合物を含有してもよい。その他の化合物としては、例えば、核剤としての窒化ホウ素等が挙げられる。混合粉末が核剤としての窒化ホウ素を含有することで、合成される六方晶窒化ホウ素粉末の平均粒径をより容易に制御することができる。混合粉末は、好ましくは核剤を含む。混合粉末が核剤を含む場合、比表面積の小さな六方晶窒化ホウ素粉末（例えば、比表面積が２．０ｍ^２／ｇ未満である六方晶窒化ホウ素粉末）の調製がより容易となる。

【0062】

低温焼成工程は加圧下で行われる。低温焼成工程における圧力は、例えば、０．２５ＭＰａ以上５．０ＭＰａ未満、０．２５～３．０ＭＰａ、０．２５～２．０ＭＰａ、０．２５～１．０ＭＰａ、０．２５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ未満、０．３０～２．０ＭＰａ、又は０．５０～２．０ＭＰａであってよい。低温焼成工程における圧力を高くすることで、ホウ素含有化合物等の原料の揮発をより抑制し、副生成物である炭化ホウ素の生成を抑制することができる。また低温焼成工程における圧力を高くすることで、窒化ホウ素粉末の比表面積の増加を抑制することができる。低温焼成工程の圧力の上限値を上記範囲内とすることで、窒化ホウ素の一次粒子の成長をより促進することができる。

【0063】

低温焼成工程における加熱温度は、例えば、１６５０℃以上１８００℃未満、１６５０～１７５０℃、又は１６５０～１７００℃であってよい。低温焼成工程における加熱温度の下限値を上記範囲内とすることで、反応を促進させ、得られる窒化ホウ素の収量を向上させることができる。低温焼成工程における加熱温度の上限値を上記範囲内とすることで、副生成物の生成を十分に抑制することができる。

【0064】

低温焼成工程における加熱時間は、例えば、１～１０時間、１～５時間、又は２～４時間であってよい。窒化ホウ素を合成する反応の序盤である工程において、比較的低温で所定時間の間、維持することで、反応系をより均質化することができ、ひいては形成される窒化ホウ素をより均質化できる。なお、本明細書において加熱時間とは、加熱対象物の周囲環境の温度が所定の温度に到達してから当該温度で維持する時間（保持時間）を意味する。

【0065】

焼成工程は、低温焼成工程で得られた焼成物を、低温焼成工程よりも高い温度で加熱処理して六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の一次粒子を生成し、上記一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含む粉末を得る工程である。

【0066】

焼成工程における加熱温度は、低温焼成工程よりも高く、２０５０℃未満の温度である。焼成工程の加熱温度は、２０００℃以下であってよい。焼成工程における加熱時間は、例えば、３～１５時間、５～１０時間、又は６～９時間であってよい。

【0067】

焼成工程の圧力は、例えば、０．２５ＭＰａ以上５．０ＭＰａ未満、０．２５～３．０ＭＰａ、０．２５～２．０ＭＰａ、０．２５～１．０ＭＰａ、０．２５ＭＰａ以上１．０ＭＰａ未満、０．３０～２．０ＭＰａ、又は０．５０～２．０ＭＰａであってよい。焼成工程における圧力を高くすることで、得られる原料粉末の純度をより向上させることができる。焼成工程における圧力の上限値を上記範囲内とすることで、原料粉末の調製コストをより低減することができ、工業的に優位である。

【0068】

以上の工程によって、六方晶窒化ホウ素粉末を得ることができる。低温焼成工程又は焼成工程の後に、粉砕工程を行ってもよい。粉砕工程においては、一般的な粉砕機又は解砕機を用いることができる。

【0069】

窒化ホウ素粉末の製造方法における酸化処理工程は、酸素存在下で原料粉末を加熱処理することによって、原料粉末中の炭素分を炭酸ガスに変換し、系外に除去することで、原料粉末における炭素分の残存量を低減する工程である。当該工程によって、炭素含有粒子及び不純物炭素の含有量をより低減することができ、続く湿式処理工程における溶出性不純物濃度の低減をより容易なものとすることできる。

【0070】

酸化処理工程における加熱温度の下限値は、例えば、５００℃以上、６００℃以上、又は７００℃以上であってよい。加熱温度の下限値を上記範囲内とすることで、原料粉末中の炭素分をより低減できる。酸化処理工程における加熱温度の上限値は、例えば、１０００℃未満、９００℃以下、又は８００℃以下であってよい。加熱温度の上限値を上記範囲内とすることで、脱炭処理を行いつつ、窒化ホウ素の過剰な酸化を防ぐことができる。酸化処理工程における加熱温度は上述の範囲内で調整してよく、例えば、５００℃以上１０００℃未満、又は５００～９００℃等であってよい。

【0071】

酸化処理工程における圧力は、例えば、大気圧、又は減圧となるように調整することができる。酸化処理工程における圧力の上限値は、例えば、１５０ｋＰａ以下、１３０ｋＰａ以下、又は１２０ｋＰａ以下であってよい。酸化処理工程における圧力の下限値は特に制限されるものではないが、例えば、１５ｋＰａ以上、２０ｋＰａ以上、又は３０ｋＰａ以上であってよい。酸化処理工程における圧力は上述の範囲内で調整してよく、例えば、１５～１５０ｋＰａ等であってよい。

【0072】

酸化処理工程における雰囲気に占める酸素の割合の下限値は、例えば、１５体積％以上、１８体積％以上、又は２０体積％以上であってよい。酸素の割合の下限値が上記範囲とすることで、原料粉末中の炭素分をより低減できる。酸化処理工程における雰囲気に占める酸素の割合の上限値は、例えば、８０体積％以下、７０体積％以下、又は６０体積％以下であってよい。なお、上記酸素の割合は、標準状態における体積で定められる値を意味する。酸化処理工程における雰囲気に占める酸素の割合の上述の範囲内で調整してよく、例えば、１５～８０体積％等であってよい。

【0073】

窒化ホウ素粉末の製造方法における湿式処理工程は、原料粉末又は酸化処理を経た原料粉末を酸によって湿式処理する工程であり、原料粉末中における溶出性不純物を酸によって抽出し、系外に除去することで、溶出性不純物濃度を低減することができる。湿式処理は、例えば、原料粉末を酸に浸漬させ撹拌することによって行うことができる。

【0074】

湿式処理工程で使用する酸は、例えば、希硝酸、及び濃硝酸等であってよい。湿式処理工程において使用する酸としては、例えば、塩酸、フッ酸、及び硫酸等を使用することもできるが、酸に由来するイオン性不純物を生じ得ることから、硝酸を使用することが好ましい。

【0075】

湿式処理工程において酸と接触させる時間は、例えば、１０分間～５時間であってよい。

【0076】

湿式処理工程において湿式処理後の原料粉末を洗浄する。水を含む溶液（洗浄液）は、例えば、水、イオン交換水等を使用できる。水を含む溶液としては、その他、有機溶剤と水との混合溶液等も使用できる。洗浄は、洗浄液の電気伝導度が０．７ｍＳ／ｍ以下となるまで洗浄するが、好ましくは洗浄液の伝導度がより低くなるまで洗浄する。洗浄液の電気伝導度は好ましくは、例えば、０．５ｍＳ／ｍ以下、０．３ｍＳ／ｍ以下、又は０．２ｍＳ／ｍ以下である。

【0077】

上記洗浄を経た原料粉末を加熱処理して洗浄液等の含有量を低減する。この加熱処理は不活性ガス雰囲気下で行う。不活性ガス雰囲気下で加熱処理を行うことで、窒化ホウ素粉末の酸化等による分解によって新たに溶出性不純物が発生することを十分に抑制することができる。不活性ガスとしては、例えば、窒素等が挙げられる。加熱温度の上限値は、例えば、３００℃以下、２５０℃以下、又は１５０℃以下であってよい。加熱温度の上限値を上記範囲内とすることで、新たな溶出性不純物等の発生等をより確実に抑制することができる。加熱温度の下限値は、例えば、８０℃以上、又は９０℃以上であってよい。当該加熱処理は、減圧下で行ってもよい。上記加熱温度は上述の範囲内で調整してよく、例えば、８０～３００℃等であってよい。

【0078】

窒化ホウ素粉末の製造方法における脱着磁性粒子工程は、少なくとも湿式処理工程を経た原料粉末中に着磁性粒子が含まれる場合、本工程によって着磁性粒子をより低減することができる。

【0079】

上記原料粉末と水とを含むスラリーにおける原料粉末の濃度は適宜調整することができる。上記スラリーの濃度（固形分濃度）は、例えば、１０～４５質量％、又は２０～４０質量％であってよい。

【0080】

上記スラリーから着磁性粒子を除去する手段は、例えば、電磁式脱金属装置（例えば、電磁式脱鉄装置）、及びマグネット式脱金属装置（例えば、マグネット式脱鉄装置）等を用いることができる。スラリーに印加される磁場の磁束密度の下限値は、例えば、０．５Ｔ以上、０．６Ｔ以上、１．０Ｔ以上、又は１．３Ｔ以上であってよい。スラリーに印加される磁場の磁束密度の上限値は、例えば、１．８Ｔ以下、１．７Ｔ以下、又は１．６Ｔ以下であってよい。スラリーに印加される磁場の磁束密度は上述の範囲内で調整でき、例えば、０．５～１．８Ｔであってよい。

【0081】

着磁性粒子の含有量を低減したスラリーを加熱処理して水含有量を低減し、窒化ホウ素粉末を調製する。この加熱処理も不活性ガス雰囲気下で行う。不活性ガス雰囲気下で加熱処理を行うことで、窒化ホウ素粉末の酸化等による分解によって新たに溶出性不純物が発生することを十分に抑制することができる。不活性ガスとしては、例えば、窒素等が挙げられる。加熱温度の上限値は、例えば、３００℃以下、２５０℃以下、又は１５０℃以下であってよい。加熱温度の上限値を上記範囲内とすることで、新たな溶出性不純物等の発生等をより確実に抑制することができる。加熱温度の下限値は、例えば、８０℃以上、又は９０℃以上であってよい。当該加熱処理は、減圧下で行ってもよい。上記加熱温度は上述の範囲内で調整してよく、例えば、８０～３００℃等であってよい。

【0082】

以上、幾つかの実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。また、上述した実施形態についての説明内容は、互いに適用することができる。

【実施例】

【0083】

以下、実施例及び比較例を参照して本開示の内容をより詳細に説明する。ただし、本開示は、下記の実施例に限定されるものではない。

【0084】

（実施例１）
［炭化ホウ素粉末の調製］
新日本電工株式会社製のオルトホウ酸１００質量部と、デンカ株式会社製のアセチレンブラック（商品名：ＨＳ１００Ｌ）３５質量部とをヘンシェルミキサーを用いて混合した。得られた混合物を、黒鉛製のルツボ中に充填し、アーク炉によって、アルゴン雰囲気下で、２２００℃、６時間加熱し、塊状の炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を得た。得られた塊状物を、ジョークラッシャーで粗粉砕して粗粉を得た。得られた粗粉を、炭化珪素製のボール（直径：１０ｍｍ）を有するボールミルによって、さらに粉砕して粉砕粉を得た。ボールミルによる粉砕は、回転数２５ｒｐｍで６０分間行った。その後、目開き６３μｍの振動篩を用いて、粉砕粉を分級し炭化ホウ素粉末を得た。得られた炭化ホウ素粉末の炭素量は１９．７質量％であった。炭素量は、炭素／硫黄同時分析計によって測定した。

【0085】

［炭窒化ホウ素粉末の調製］
調製した炭化ホウ素粉末を、カーボン式抵抗加熱炉内で、窒素ガス雰囲気下、焼成温度２０５０℃、且つ圧力０．９０ＭＰａの条件で１２時間加熱した。このようにして炭窒化ホウ素（Ｂ_４ＣＮ_４）を含む焼成物を得た。また、ＸＲＤで分析した結果、六方晶炭窒化ホウ素の生成を確認した。その後、引き続き、アルミナ製のルツボに上記焼成物を充填し、マッフル炉内で、大気雰囲気、且つ焼成温度７００℃の条件で５時間加熱した。

【0086】

［原料粉末（窒化ホウ素粉末）の調製］
焼成物とホウ酸とを、炭窒化ホウ素１００質量部に対してホウ酸が１００質量部となるような割合で配合し、ヘンシェルミキサーを用いて混合した。得られた混合物を、窒化ホウ素製のルツボに充填し、抵抗加熱炉内で、窒素ガス雰囲気下、大気圧の圧力条件で、室温から１０００℃まで昇温速度１０℃／分で昇温した。引き続いて、１０００℃から昇温速度２℃／分で２０００℃まで昇温した。２０００℃で、５時間保持して加熱することによって、六方晶窒化ホウ素の一次粒子が凝集して構成される凝集粒子を含む粉末を得た。得られた粉末をヘンシェルミキサーで２０分解砕した後、７５μｍ通篩することで原料粉末を得た。このようにして得られた原料粉末の純度は９９．２質量％であり、配向性指数は７、黒鉛化指数は１．７であった。

【0087】

［酸化処理工程］
次に、得られた原料粉末に対して、以下の酸化処理を行った。まず、原料粉末５００ｇに対し、大気圧雰囲気下（酸素の割合２１体積％）、ロータリーキルン炉を用い７００℃、１ｒｐｍで粉末を炉内攪拌させながら、２時間酸化処理して、原料粉末中の炭素分（不純物炭素等）を除去した粉末を得た。

【0088】

［湿式処理工程］
上記酸化処理工程を経て得られた粉末に対して、以下の湿式処理を行った。希硝酸（硝酸濃度：１質量％）４００ｇに、上記粉末４０ｇを投入して溶液を調製し、室温で６０分間攪拌した。攪拌後、溶液を一時間静置し、デカンテーションによって、上澄み液を廃棄した。その後、再度イオン交換水を加え、３０分攪拌した後、吸引ろ過によって固液分離し、ろ液が中性になるまで水を入れ替えた。最終的に洗浄液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｍになるまで洗浄した。

【0089】

［脱着磁性粒子工程］
湿式処理工程において洗浄液の電気伝導度が０．２ｍＳ／ｍであることを確認した際、ろ過によって得られた固形分（ケーキ部分）に対して、以下の着磁性粒子の除去処理を行った。上記固形分と、２５℃のイオン交換水とを混合して、固形分濃度が３０質量％の水スラリーを１０Ｌ作製した。２０Ｌ樹脂容器に上記水スラリー１０Ｌを投入した。樹脂容器中の水スラリーを、ヤマト科学株式会社製の撹拌機（商品名：ラボスターラＬＲ５００Ｂ（オールＰＴＦＥ被覆の長さ１００ｍｍ羽根付き撹拌棒を装着））を用いて１００ｒｐｍの回転数で撹拌させた。

【0090】

次に、湿式処理が可能な電磁脱鉄機に、目開きが０．５ｍｍのメッシュ構造を有するスクリーンを垂直方向にそれぞれ１０枚重ね、スクリーンの磁力が１４０００Ｇ（１．４Ｔ）となるように、電磁脱鉄機の励磁電流を設定した。そして、撹拌後の上記水スラリーの入った樹脂容器と電磁脱鉄機との間に、Ｗａｔｓｏｎ－Ｍａｒｌｏｗ社製のチューブポンプ（商品名：７０４Ｕ ＩＰ５５ Ｗａｓｈｄｏｗｎ）を設置し、上記水スラリーを電磁脱鉄機の磁選ゾーンの下から上に０．２ｃｍ／秒の流速で２０分間、循環通過させた。なお、樹脂容器と電磁脱鉄機を繋ぐ流路として、内径が１２ｍｍφの樹脂ホースを用い、流路の長さは５ｍとした。循環通過の後、得られたスラリーを吸引ろ過によって固液分離することで、着磁性粒子が除去された固形分を得た。

【0091】

［乾燥工程］
窒化ホウ素板の上に、着磁性粒子が除去された固形分を設置した後、窒素雰囲気にて高温乾燥機を用いて、４００℃、３０分間加熱して、乾燥粉末を得た。当該乾燥粉末を実施例１の窒化ホウ素粉末とした。

【0092】

（実施例２）
湿式処理工程において電気伝導度０．７ｍＳ／ｍまで洗浄したこと以外は、実施例１と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製し、評価した。

【0093】

（実施例３）
脱着磁性粒子工程の磁束密度を６０００Ｇに変更したこと以外は、実施例１と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製し、評価した。

【0094】

（実施例４）
酸化処理工程の加熱温度を５５０℃に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製し、評価した。

【0095】

（実施例５）
脱着磁性粒子工程の磁束密度を６０００Ｇに変更し、酸化処理工程の加熱温度を５５０℃に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製し、評価した。

【0096】

（実施例６）
脱着磁性粒子工程の磁束密度を６０００Ｇに変更し、湿式処理工程において電気伝導度０．７ｍＳ／ｍまで洗浄したこと以外は、実施例１と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製し、評価した。

【0097】

（実施例７）
酸化処理工程の加熱温度を５５０℃に変更し、湿式処理工程において電気伝導度０．７ｍＳ／ｍまで洗浄したこと以外は、実施例１と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製し、評価した。

【0098】

（実施例８）
脱着磁性粒子工程の磁束密度を６０００Ｇに変更し、酸化処理工程の加熱温度を５５０℃に変更し、湿式処理工程において電気伝導度０．７ｍＳ／ｍまで洗浄したこと以外は、実施例１と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製し、評価した。

【0099】

（比較例１）
湿式処理工程を行わなかったこと以外は、実施例５と同様にして、窒化ホウ素粉末を調製し、評価した。

【0100】

＜窒化ホウ素粉末の評価＞
実施例１～８、及び比較例１で得られた窒化ホウ素粉末のそれぞれについて、後述する測定方法によって、純度、溶出性不純物濃度、黒鉛化指数、平均粒子径、比表面積、圧壊強さ、配向性指数、不純物炭素量、炭素含有粒子の数、不純物鉄量、及び着磁性粒子の数を評価した。結果を表１に示す。

【0101】

［窒化ホウ素粉末の純度］
窒化ホウ素粉末を水酸化ナトリウムでアルカリ分解させ、水蒸気蒸留法によって分解液からアンモニアを蒸留して、ホウ酸水溶液に捕集した。この捕集液を対象として、硫酸規定液で滴定行った。滴定の結果から窒化ホウ素粉末中の窒素原子（Ｎ）の含有量を算出した。得られた窒素原子の含有量から、式（１）に基づいて、窒化ホウ素粉末中の六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の含有量を決定し、六方晶窒化ホウ素粉末の純度を算出した。なお、六方晶窒化ホウ素の式量は２４．８１８ｇ／ｍｏｌ、窒素原子の原子量は１４．００６ｇ／ｍｏｌを用いた。
試料中の六方晶窒化ホウ素（ｈＢＮ）の含有量［質量％］＝窒素原子（Ｎ）の含有量［質量％］×１．７７２・・・式（１）

【0102】

［窒化ホウ素粉末の溶出性不純物濃度］
窒化ホウ素粉末の溶出ホウ素濃度、及び下記特定イオンの濃度をそれぞれ測定し、その合計量を溶出性不純物濃度とした。溶出ホウ素量は、医薬部外品原料規格２００６に準拠して測定した。イオン濃度は、窒化ホウ素粉末５ｇと純水２５ｍＬとを外装がステンレス製（ＳＵＳ製）であり、内装がテフロン製である耐圧容器中に測り取り、８５℃で２０時間撹拌することによって、イオンを溶出させた後、ろ過によって得られたろ液（抽出液）を対象として、イオンクロマトグラフ及びＩＣＰ分析装置を用いた分析を行うことで測定した。測定対象のイオン種は、Ｃｕ^２＋、Ａｇ^＋、Ｌｉ^＋、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｍｇ^２＋、ＮＨ_４ ^＋、Ｆ^－、Ｃｌ^－、Ｂｒ^－、及びＮＯ_３ ^－とし、これらの合計量をイオン濃度とした。なお、イオン濃度が検出限界以下の場合には、ゼロｐｐｍであるものとした。

【0103】

［窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数］
窒化ホウ素粉末の黒鉛化指数は粉末Ｘ線回折法による測定結果から算出した。得られたＸ線回折スペクトルにおいて、六方晶窒化ホウ素の一次粒子の（１００）面、（１０１）面及び（１０２）面に対応する各回折ピークの積分強度（すなわち、各回折ピーク）とそのベースラインとで囲まれる面積値（単位は任意）を算出し、それぞれＳ１００、Ｓ１０１、及びＳ１０２とした。こうして算出された面積値を用いて、以下の式（２）に基づき、黒鉛化指数を決定した。
ＧＩ＝（Ｓ１００＋Ｓ１０１）／Ｓ１０２・・・式（２）

【0104】

［窒化ホウ素粉末の平均粒子径］
窒化ホウ素粉末の平均粒子径は、ＩＳＯ １３３２０：２００９の記載に準拠し、ベックマンコールター社製のレーザー回折散乱法粒度分布測定装置（装置名：ＬＳ－１３ ３２０）を用いて測定した。なお、窒化ホウ素粉末に対するホモジナイザー処理を行わずに、測定を行った。粒度分布の測定に際し、窒化ホウ素粉末を分散させる溶媒には水を用い、分散剤にはヘキサメタリン酸を用いた。この際、水の屈折率として１．３３の数値を用い、窒化ホウ素粉末の屈折率として１．８０の数値を用いた。

【0105】

［窒化ホウ素粉末の比表面積］
窒化ホウ素粉末の比表面積は、ＪＩＳ Ｚ ８８３０：２０１３「ガス吸着による粉体（固体）の比表面積測定方法」の記載に準拠し、窒素ガスを使用したＢＥＴ一点法を適用して算出した。比表面積測定装置としては、ユアサアイオニクス株式会社製の比表面積測定装置（装置名：カンターソーブ）を用いた。なお、測定は、窒化ホウ素粉末を、３００℃で、１５分間かけて、乾燥脱気した後に行った。

【0106】

［凝集粒子の圧壊強さ］
凝集粒子の圧壊強さは、ＪＩＳ Ｒ １６３９－５：２００７「ファインセラミックス－か（顆）粒特性の測定方法－第５部：単一か粒圧壊強さ」の記載に準拠して測定した。圧壊強さσ（単位［ＭＰａ］）は、粒子内の位置によって変化する無次元数α（α＝２．４８）と、圧壊試験力Ｐ（単位［Ｎ］）と、測定対象である凝集粒子の粒子径ｄ（単位［μｍ］）とから、σ＝α×Ｐ／（π×ｄ^２）の計算式を用いて２０粒子の累積破壊率６３．２％の箇所を圧壊強さとして算出した。

【0107】

［窒化ホウ素粉末の配向性指数］
窒化ホウ素粉末の配向性指数は、粉末Ｘ線回折法による測定結果から決定した。まずＸ線回折装置（株式会社リガク製、商品名：ＵＬＴＩＭＡ－ＩＶ）に付属している深さ０．２ｍｍの凹部を有するガラスセルの凹部に、窒化ホウ素粉末を充填し、粉末試料成型機（株式会社アメナテック製、商品名：ＰＸ７００）を用いて、設定圧力Ｍにて固めることで測定サンプルを調製した。上記成型機によって固めた充填物の表面が平滑になっていない場合は手動で平滑にしてから測定を行った。測定サンプルにＸ線を照射して、ベースライン補正を行った後、窒化ホウ素の（００２）面と（１００）面とのピーク強度比を算出し、この数値に基づき配向性指数［Ｉ（００２）／Ｉ（１００）］を決定した。

【0108】

［窒化ホウ素粉末の不純物炭素量］
窒化ホウ素粉末の不純物炭素量は、炭素／硫黄同時分析装置（ＬＥＣＯ社製、商品名：ＩＲ－４１２型）によって測定した。

【0109】

［窒化ホウ素粉末の不純物鉄量］
窒化ホウ素粉末の不純物鉄量は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ発行分光分析法）による加圧酸分解法によって測定した。

【0110】

［窒化ホウ素粉末の炭素含有粒子の数、及び着磁性粒子の数］
炭素含有粒子及び着磁粒子の個数は、以下のように測定した。まず、容器に、測定対象となる窒化ホウ素粉末１０ｇと、エタノール１００ｍＬとを測り取り、撹拌棒によって撹拌し、混合溶液を調製した。次に上記混合溶液を、超音波分散器を用いて分散させ、分散液を調製した。得られた分散液を、目開き６３μｍのふるい（ＪＩＳ Ｚ ８８０１－１：２０１９「試験用ふるい－金属製網ふるい」）に投入し、その後、蒸留水２Ｌ投入し、篩下から白濁した水が出なくなるまで更に蒸留水を流し続けふるいにかけた。その後、ふるいの上に残ったもの（篩上品）をエタノールで洗浄し、ふるいにかけて回収した。篩上品に再度エタノールを投入し篩下から白濁した水が出なくなるまで更に蒸留水を流し続けて、篩上品をエタノールにて洗浄した。更に、篩上品を容器に移し、エタノール１００ｍＬを加えて、上述の操作と同様に撹拌、分散、ふるいの処理を行った。ふるいを通過するエタノール溶液の白濁がなくなるまで同様の操作を繰り返し行った。

【0111】

その後、篩上品を乾燥させ薬包紙の上に粉末を分散させ、薬包紙の下に永久磁石を設置し、永久磁石に対して着磁されない粉末を別の薬包紙の上に分散させ、光学顕微鏡によって観察を行い、観測される有色粒子の数をカウントした。同様の操作を５サンプル以上について行い、得られた有色粒子の数の算術平均を算出し、この平均値を窒化ホウ素粉末１０ｇあたりの炭素含有粒子の個数とした。なお、炭素を含有するものであることはＸＲＦによって測定することで確認した。一方、薬包紙上に分散され、上記永久磁石に対して着磁された有色粒子についても、光学顕微鏡によって観察を行い、観測される有色粒子の数をカウントした。同様の操作を５サンプル以上について行い、得られた有力粒子の数の算術平均を算出し、この平均値を窒化ホウ素粉末１０ｇあたりの着磁性粒子の個数とした。なお、光学顕微鏡観察中に、永久磁石を動かすことによって、着磁性のある粒子を確認しつつカウントした。

【0112】

＜窒化ホウ素粉末の性能評価＞
実施例１～８、及び比較例１で得られた窒化ホウ素粉末のそれぞれについて性能評価を行った。具体的には、放熱シートの充填剤としての評価を行った。結果を表１に示す。

【0113】

［絶縁性能の評価（絶縁破壊電圧の測定）］
まず、窒化ホウ素粉末の含有する樹脂シートを調製した。ナフタレン型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製、商品名ＨＰ４０３２）１００質量部と硬化剤としてイミダゾール類（四国化成工業株式会社製、商品名ＭＡＶＴ）１０質量部の混合物を準備した。この混合物１００体積部に対して、窒化ホウ素粉末を５５体積部の割合でプラネタリーミキサーによって１５分間、攪拌混合した。得られた混合物を、ＰＥＴ製シートの上に塗布した後、５００Ｐａの減圧条件で、脱泡を１０分間行った。エポキシ樹脂組成物を、厚さ０．０５ｍｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルム上に、硬化後の厚さが０．１０ｍｍになるように塗布し、１００℃１５分加熱乾燥させ、プレス機によって面圧１６０ｋｇｆ／ｃｍ^２をかけながら１８０℃で１８０分間、加熱硬化し、厚さ０．１ｍｍの放熱シートを得た。

【0114】

得られた放熱シートを評価対象とした。放熱シートの絶縁強度の測定は、ＪＩＳ Ｃ ２１１０に記載の方法に準拠して行った。具体的には、シート状の放熱部材（放熱シート）を５ｃｍ×５ｃｍの大きさに加工し、加工した放熱部材の一方の面に直径２５ｍｍの円形の銅層を形成し、他方の面には面全体に銅層を形成し、試験サンプルを作製した。試験サンプルを挟み込むように電極を配置し、６５℃、９０ＲＨ％の状態で、直流電圧１１００Ｖを印加した。印加してから、絶縁破壊されるまでの通電時間（破壊時間という）を測定し、以下の基準で評価付けを行った。各評価サンプルに対して１０回、同じ評価を行い、その平均値を、各評価サンプルの絶縁性能とした。
Ａ：破壊時間が６００時間以上である。
Ｂ：破壊時間が５００時間以上６００時間未満である。
Ｃ：破壊時間が４００時間以上５００時間未満である。
Ｄ：破壊時間が３００時間以上４００時間未満である。
Ｅ：破壊時間が２００時間以上３００時間未満である。

【0115】

［放熱性能の評価（熱伝導率の測定）］
上記絶縁性評価のための樹脂シートと同じ樹脂シート（放熱シート）を調製し、エポキシ樹脂組成物をシリコーンシート上に流し込み、縦１０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの硬化体を作製し、これを評価サンプルとした。得られた樹脂シートの一軸プレス方向における熱伝導率Ｈ（単位［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］）は、熱拡散率Ｔ（単位［ｍ^２／秒］）、密度Ｄ（単位［ｋｇ／ｍ^３］）、及び比熱容量Ｃ（単位［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］）の測定値を用いて、Ｈ＝Ｔ×Ｄ×Ｃの計算式から算出した。熱拡散率Ｔは、樹脂シートを、縦×横×厚さ＝１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．３ｍｍのサイズに加工したサンプルに対するレーザーフラッシュ法によって測定した値を用いた。測定装置はキセノンフラッシュアナライザ（ＮＥＴＺＳＣＨ社製、商品名：ＬＦＡ４４７ＮａｎｏＦｌａｓｈ）を用いた。密度Ｄはアルキメデス法によって測定した値を用いた。比熱容量Ｃは、示差走査熱量計（株式会社リガク製、商品名：ＴｈｅｒｍｏＰｌｕｓＥｖｏ ＤＳＣ８２３０）を用いて測定した値を用いた。得られた、熱伝導率Ｈに基づき、窒化ホウ素粉末の放熱性能を以下の基準で評価した。
Ａ：熱伝導率Ｈが、１２Ｗ／ｍＫ以上である。
Ｂ：熱伝導率Ｈが、９Ｗ／ｍＫ以上１２Ｗ／ｍＫ未満である。
Ｃ：熱伝導率Ｈが、６Ｗ／ｍＫ以上９Ｗ／ｍＫ未満である。
Ｄ：熱伝導率Ｈが、６Ｗ／ｍＫ未満である。

【0116】

【表1】

【産業上の利用可能性】

【0117】

本開示によれば、従来の窒化ホウ素粉末よりも、充填材として使用した場合の絶縁性能に優れる窒化ホウ素粉末を提供できる。