氮化硼类纤维纸及其制造方法技术

本发明专利技术提供具有微细的纤维直径且显示出优异的耐热性、机械特性和导热性的氮化硼纤维纸。该纤维纸由纤维直径为１μｍ以下的氮化硼纤维占４０％（重量）以上的纤维束形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及氮化硼无机纤维纸及其制造方法。更详细而言，本专利技术涉及由含有纤维直径为1 //m以下的氮化硼纤维的纤维束形成的氮 化硼类纤维纸及其制造方法。
技术介绍
近年来，正在开发无机纤维纸，该无机纤维纸是以由玻璃纤维或 碳纤维、金属纤维、陶资纤维等无机化合物形成的纤维作为主要原材 料，进行加工以赋予其纸的性质。由于可以赋予上述纤维纸以耐热性 或电特性、机械特性为代表的各种特性，所以正进行广泛应用。例如，对于由二氧化硅-氧化铝纤维形成的陶瓷纤维纸，有效利用 其优异的耐热性或绝热性、机械特性，研究其在过滤器或摩擦剂、绝 热材料等中的应用。这种无机纤维，以往是将作为其原料的无机物在 成百上千度的炉内熔融，利用压缩空气或纺丝机吹散以进行纤维化， 所以在制造方法上含有50%左右的非纤维状颗粒，为了在无机纤维纸 中使用，必须除去该非纤维状颗粒。另外，以往得到的无机纤维紙， 由于构成其的纤维直径较大，所以难以薄膜化。因此，有人提案了 通常使用总纤维重量的50%以上的、纤维直径为5 ,m以下的玻璃短 切纤维作为主体纤维，按照湿式抄纸法制造印刷配线板用玻璃纤维无 纺布(参照日本特开平11-189957号公报)；或者制成包括50%(质量) 以上的平均纤维直径为7 ^mi以上的玻璃短切纤维和3 20%(质量)的平 均纤维直径为1 以下的二氧化硅超细纤维的无纺布(参照日本特开 2004-183178号公报)。通过上述方法得到的纤维无纺布含有玻璃短切纤维，所以存在耐热性不充分的问题。另 一方面，日本特开2004-190183号7>才艮和日本特开2000-109306 号公报中公开了氮化硼纳米管所代表的氮化硼纤维可以利用CVD法 进行制备。将这种氮化硼纤维例如作为具有高强度、高弹性率、高导 热性以及绝缘性、高耐热性等特征的无机填料添加到聚合物等的结构 材料基质中，从而有望得到提高了机械物理性质、耐热性或导热性的 混合物。并且，将氮化硼纤维模制成薄膜状时，期待着可以用作超过 以往的无机纤维的耐热、高强度原材料以及导热性原材料。但迄今为 止尚无使用氮化硼纤维将纤维纸进行抄纸的报道。
技术实现思路
本专利技术人等鉴于上述现有技术，反复进行了深入研究，结果完成 了本专利技术。本专利技术的目的在于解决上述现有技术所存在的问题点，提供具有 微细的纤维直径且显示出优异的耐热性、机械特性和导热性的氮化硼 类纤维纸。本专利技术的另一目的在于提供通过极其简便的方法制造上述 氮化硼类纤维纸的方法。本专利技术的其他目的和优点通过以下说明可以 明确。即，第一，本专利技术的上述目的和优点通过纤维纸而达到，所述纤 维紙的特征在于由纤维束形成，该纤维束中含有40%(重量)以上的 纤维直径为1//m以下的氮化硼纤维。第二，本专利技术的上述目的和优点通过本专利技术的纤维纸的制造方法 而达到，所述制造方法的特征在于将纤维束中含有40%(重量)以上 的纤维直径为1 〃m以下的氮化硼纤维的该纤维束分散于表面活性剂 水溶液或有机溶剂中，然后将所得的分散液进行抄纸。附图说明图1是实施例1得到的纤维纸的扫描型电子显微镜照片。图2是实施例2得到的纤维纸的扫描型电子显微镜照片。具体实施例方式以下，对本专利技术进^f亍详细地说明。本专利技术的氮化硼类纤维纸的特征在于由纤维束形成，该纤维束中含有40%(重量)以上的纤维直径为1 /mi以下的氮化硼纤维。本专利技术的 纤维纸由以氮化硼纤维作为主要成分的纤维束构成。优选厚度为10 以上,更优选为20//m~5 mm。 单位面积重量优选100g/n^以上， 更优选为200-1,000 g/m2。需要说明的是，本专利技术中纤维束是指短纤 维和/或长纤维交织、或不交织而聚集的状态。本专利技术的纤维纸中，若纤维直径为1 pm以下的氮化硼纤维在纤 维束中所占的比例小于40%(重量)，则所得纤维纸的表面积变小，不 优选。纤维直径为1 /mi以下的氮化硼纤维的优选比例为50%(重量) 以上，更优选为80%(重量)以上。优选构成纤维束的纤维的平均纤维直径为0.4 nm 1 ^um。平均纤 维直径可以利用扫描型电子显微镜观察纤维纸的表面组织，由任意的 150根纤维的平均值进行定量。构成纤维纸的纤维的平均纤维直径大 于1 /mi时，该纤维纸难以薄膜化，而且纤维纸的表面积也变小，所 以不优选。优选构成纤维束的纤维的平均长径比为5以上。平均长径 比可以利用扫描型电子显微镜观察纤维纸的表面组织，由任意的150 ;f艮纤维的直径和长度的平均值进行定量。氮化硼具有对1,000。C以上的温度也可耐受的高耐热性，还具有 优异的耐腐蚀性，所以为了得到发挥该特性的纤维纸，优选纤维束主 要由氮化硼纤维构成。优选纤维束的40 100%(重量)为氮化硼纤维， 更优选纤维束的60~100%(重量)为氮化硼纤维。另外，纤维束中可以含有氮化硼纤维以外的其他纤维、例如合成 纤维、天然纤维、无^L纤维等纤维结构体。这种情况下，氮化硼纤维 以外的纤维的平均纤维直径可以超过1 ^m，但优选构成纤维纸的纤维束整体的平均纤维直径为1 ^m以下，更优选纤维束整体的平均纤维 直径为0.4nm~l戶。氮化硼纤维的优选的平均纤维直径为10 nm~700 nm,更优选为 20nm 500nm。这种氮化硼纤维的例子有氮化硼纳米管、氮化硼纳 米棒所代表的纤维状结构体。其中优选纤维束由氮化硼纳米管形成。 优选纤维束的1~100%(重量)为氮化硼纳米管，更优选纤维束的 10~ 100°/。(重量)为氮化硼纳米管。作为上述氮化硼纳米管的制造方法，已知可以采用电弧;汶电法、 激光加热法、化学气相成长法来合成。另外，还已知使用硼化镍作为 催化剂、以硼。秦(bomzine)为原料进行合成的方法。还有人提案了使用 碳纳米管作为铸型，使氧化硼与氮反应来进行合成的方法。本专利技术所 使用的氮化硼纤维并不限于利用上述方法制造的氮化硼纤维。还可以 使用进行了强酸处理或化学修饰的氮化硼纤维。如上所述，优选构成纤维束的纤维的平均长径比为5以上，进一 步优选氮化硼纤维中实质上不含长径比不足5的纤维。其中，"实质上 不含"是指即使用扫描型电子显微镜观察任意部位，也观察不到具有长 径比为5以下的纤维长度的纤维。若氮化硼纤维中含有具长径比为5 以下的纤维长度的纤维，则所得纤维纸的力学强度有时会变得不充 分。优选氮化硼纤维中实质上不含具长径比为10以下的纤维长度的 纤维，进一步优选氮化硼纤维中不含具长径比为20以下的纤维长度 的纤维。本专利技术的纤维纸中可以含有纤维形状以外的成分、例如无机颗 粒、粘合剂成分等。通过在纤维束中进一步混合粘合剂成分，还可以 改善纤维纸的力学特性。制造本专利技术的纤维纸时，只要是可得到上述该纤维纸的方法就均 可采用，但作为优选的一种方式，可以列举下述纤维纸的制造方法， 该方法包括制造氮化硼纤维的步骤；将该纤维分散于有机溶剂或表 面活性剂水溶液中的步骤；以及将该纤维的分散溶液进行抄纸的步骤。本专利技术的制造方法不同于下述方法，所述方法如同由碳纳米管纤维制造纤维纸的方法(参照日本特开2006-335604号公报)一样，必需 进行以下步骤、即在制造纤维后将纤维^:于介质中之前进行氧化处 理或酸处理以向纤维中导入极性基团，而本专利技术的制造方法不必通过 上述处理导入极性基团，而且优本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维纸，其特征在于：由纤维束形成，其中所述纤维束中含有４０％（重量）以上的纤维直径为１μｍ以下的氮化硼纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑原广明，板东义雄，支春义，唐成春，D戈伯格，
申请(专利权)人：帝人株式会社，独立行政法人物质材料研究机构，
类型：发明
国别省市：JP[日本]