JP2002316037A - 火焔析出と非真空物理蒸着 - Google Patents

火焔析出と非真空物理蒸着

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 火焔析出と非真空物理蒸着の提供。 【解決手段】 ゲル法を組み合わせて簡単な点火燃焼
で、高品質の微粒子（或いは超微粒子）粉体を析出す
る。本発明により生成した微粒子（或いは超微粒子）粉
体は生成速度が速く、粉体粒径が小さく、結晶格子配位
が良好で且つ高温条件中で生成される（高温粉体）た
め、自然長態（非真空状態）で物理蒸着可能である。ゆ
えに、本発明は低汚染（僅かにピュアな二酸化炭素体汚
染だけ有る）で、高品質で、低コストの微粒子（或いは
超微粒子）粉体と物理電気メッキ工程である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一種の火焔析出と非
真空物理蒸着に係り、特に、ゲル法を組み合わせて簡易
な点火燃焼で微粒子或いは超微粒子粉体を発生させる方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にゲル工程で製造したい微粒子粉体
は、通常、先に製造された粉体前駆物質と有機溶剤の混
合溶液と加熱器中に置き、有機溶剤より高い閃点で沸点
より低い温度にゆっくりと加熱し（温度が低いほどよ
い）、数十時間後乃至一月の後に溶液中の有機溶剤を完
全に揮発させる。このようにしても、ただ粉体の前駆物
質（このときは未だ粉体を獲得できない）を得られるだ
けであり、且つ揮発過程で大量の粉体の前駆物質が有機
溶剤の揮発と共に揮発してしまう。
【０００３】また過程で加熱が必要であるため、生産エ
ネルギーコストが増加した。
【０００４】さらに、製造過程時間が長く、生産能力が
低かった。このほか、工程中に揮発の原因を必要とする
ため、粉体の前駆物質が有機溶剤と共に揮発してしまっ
た。
【０００５】このため、生産過程中の損耗が大きく、汚
染性が高く、空気に対して厳重な汚染を形成し、並びに
加熱器を汚染した。また長い製造過程時間を必要とする
ため、粉体前駆物質が凝集し、ゆえに微粒子粉体の粒径
が大きくなり、品質が下がるなど、多くの欠点があっ
た。
【０００６】このほか、溶媒蒸発法、凍結乾燥法、噴霧
乾燥法、噴霧熱分解法、沈殿法及び水素酸素焔乾燥法も
あるが、いずれもエネルギーコストの増加、厳重な空気
汚染を形成し、並びに微小粒径の粉体の生成が難しかっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は一種の火焔析
出と非真空物理蒸着を提供することを課題とする。その
製造工程は化学方法を使用し、長時間攪拌して均一に化
合させ、生成物を完全に配位可能とし、さらに高温火焔
で微粒子粉体を焼出する。こうして生成した粉体は以下
の特性を有する。 １．粒子寸法が小さい。 ２．表面エネルギー量が大きく、溶解しやすい。 ３．乾燥粉体で、必要とする適当な溶液を自由に選択で
きる。 ４．容易に改質できる（例えば、カプセル化、表面改
質）。 ５．直接、結晶癖（単結晶粒子、反応結晶構造の固有外
形現出）を得ることができ、生成粉体の品質がその他の
物理法で生成したものより良好である。
【０００８】本発明のもう一つの課題は、一種の火焔析
出と非真空物理蒸着を提供することにある。その点火燃
焼時に、大量の高温の微粒子粉体を生成可能で、この粉
体は長時間の化合により、完全な配位結晶格子構造（伝
統的な電気メッキと比較して）を発生することができる
ようにする。
【０００９】本発明のもう一つの課題は、一種の火焔析
出と非真空物理蒸着を提供することにある。伝統的な真
空電気メッキはもし単一金属電気メッキであれば、真空
蒸着設備を使用すれば可能である。もし比較的複雑な金
属化合物或いは二つの金属以上の合金を電気メッキする
場合は、高価なスパッタ設備を使用しなければ達成しが
たい。且つ新製造工程は開発が非常に難しく、大量の時
間と研究開発経費をかけなければ、比較的良好な結晶癖
を得ることができない。ただし、本発明により析出した
微粒子粉体は完全に近く（これは真空電気メッキで獲得
できる粉体）で、ゆえに高品質の製品を蒸着形成できる
ようにする。
【００１０】本発明のもう一つの課題は、一種の火焔析
出と非真空物理蒸着を提供することにある。即ち、非真
空状態で蒸着を進行し、被メッキ物の種類が大幅に増加
し、例えば、金属、ガラス、セラミック、プラスチッ
ク、皮革、布、繊維、紙のいずれも操作可能である。こ
のほか、真空キャビティの制限がないため、回転と移動
が行え、大寸法と各種の不規則形状の被メッキ物に対す
る蒸着が行える。
【００１１】本発明のもう一つの目的は、一種の火焔析
出と非真空物理蒸着を提供することにある。即ち、電気
メッキガンは十分に安価であり、ゆえに随意に増加する
ことができ、作業進度を加速することができるものとす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、微粒
子或いは超微粒子の生成方法において、金属塩或いは金
属化合物のイオン或いは前駆物質溶液と有機溶剤を混合
して混合液を形成し、この混合液に点火して共に燃焼せ
しめ、火焔で金属塩或いは金属化合物結晶の超微粒子を
析出することを特徴とする、微粒子或いは超微粒子の生
成方法としている。請求項２の発明は、前記金属化合物
を、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、金属ホウ化
物、クロス金属酸化物、クロス金属硫化物、クロス金属
窒化物、クロス金属ホウ化物、金属ハロゲン化物及びク
ロス金属ハロゲン化物のいずれかとすることを特徴とす
る、請求項１に記載の微粒子或いは超微粒子の生成方法
としている。請求項３の発明は、前記金属塩を、金属り
ん酸塩、金属炭酸塩、金属硫酸塩及び金属硝酸塩のいず
れかとすることを特徴とする、請求項１に記載の微粒子
或いは超微粒子の生成方法としている。請求項４の発明
は、前記混合溶液に点火して共に燃焼せしめるステップ
の前に、このほかの適量の余分の有機溶剤を有機溶剤に
加えて均一に混合して金属塩、金属化合物のイオン、前
駆物質溶液の濃度を調整し、金属化物の生成速度と粒径
寸法を制御し並びに燃焼温度を増加することを特徴とす
る、請求項１に記載の微粒子或いは超微粒子の生成方法
としている。請求項５の発明は、前記粉収集設備を使用
して火焔中より焼出された超微粒子の粉体を収集するこ
とを特徴とする、請求項１に記載の微粒子或いは超微粒
子の生成方法としている。請求項６の発明は、請求項１
に記載の微粒子或いは超微粒子の生成方法の火焔の上に
被メッキ物を置き、電場の大きさを制御して電気メッキ
ガンより射出する微粒子の速度を制御することを特徴と
する、非真空物理蒸着方法としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１及び図２にから分かるよう
に、本発明は金属有機塩に塩化物を加え、十分に混合
後、金属化合物の前駆物質と有機溶剤の混合溶液を得
て、点火燃焼し、有機溶剤燃焼時に金属化合物も共に燃
焼させて、金属化合物の微粒子粉体を得る。この方法に
より炭素煤のような極めて微小な粒子を生成する。
【００１４】加入する水化物（ＨｎＸｍ）のうち、Ｘは
酸素、イオウ、窒素、ホウ素その他の元素とされる。点
火燃焼後に得られるのは金属酸化物、金属硫化物、金属
窒化物、金属ホウ化物である。例えば、
【化１】
【００１５】このほか、一種類或いは二種類以上の金属
有機塩を混合し、十分に攪拌してそれを混合或いは化合
させ、さらに一種類或いは二種類以上の塩化物を入れ、
十分に攪拌して完全反応させ、点火燃焼後に金属化合物
の微粒子粉体を得る。
【化２】 例えば、
【化３】
【００１６】さらに、本発明は、一種類或いは二種類以
上の金属有機塩を混合し、十分攪拌後に混合或いは化合
し、さらに一種類或いは二種類以上の塩化物を入れて、
十分攪拌して完全に反応せしめ、この時、第１種の前駆
物質と有機溶剤を得る。さらに、このほかの一種類或い
は二種類以上の金属有機塩を混合（このときは重金属元
素の種類の交換）し、十分攪拌してそれを混合或いは化
合させ、さらに一種類或いはそれ以上の塩化物（このと
きは重非金属元素の種類の交換）を入れ、十分に攪拌し
て完全に反応させ、第２種の前駆物質と有機溶剤を得
る。このとき、二種類以上の前駆物質と有機溶剤を混合
し、十分攪拌して均一に混合する。さらに点火燃焼し、
複雑なクロス金属化合物の微粒子粉体を得る。例えば、
【化４】 以上に述べた方法により、各種の異なるイオンを相互に
インプラントできる。
【００１７】本発明はまた、金属塩或いは金属化合物を
酸液或いは塩液に溶かし、前駆物質溶液を製造し、さら
に適当な有機溶剤に金属化物を加えたものを選択して入
れ、金属化物前駆物質と有機溶剤の混合溶液を得る。混
合溶液を点火燃焼し、共焼して金属化物の微粒子粉体或
いは超微粒子粉体を獲得する。酸化銅粉末（結晶相）を
塩酸に溶かし、酸化銅粉末を非結晶相の前駆物質に変成
させる。金属化合物前駆物質溶液を製造する方法には、
金属りん酸塩、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属硝酸塩そ
の他適当な金属塩化物を使用することができる。
【００１８】本発明のもう一つの実施例では、前述の金
属塩化物前駆物質溶液製造の方法に代えて、金属ハロゲ
ン化物を直接有機溶剤に溶かすか、或いは金属ハロゲン
化物の水溶液を大量の有機溶剤に溶かして金属ハロゲン
化物前駆物質溶液を製造し、さらに適当な有機溶剤を選
択して加え、金属化物前駆物質と有機溶剤の混合溶液を
製造する。混合溶液を点火燃焼し、共焼して金属ハロゲ
ン化物の微粒子粉体或いは超微粒子粉体を獲得する。例
えば、ＮａＣｌを直接エタノールに溶かし、この混合溶
液を点火燃焼する。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、ゲル法を組み合わせて簡単な
点火燃焼で、高品質の微粒子（或いは超微粒子）粉体を
析出する。本発明により生成した微粒子（或いは超微粒
子）粉体は生成速度が速く、粉体粒径が小さく、結晶格
子配位が良好で且つ高温条件中で生成される（高温粉
体）ため、自然長態（非真空状態）で物理蒸着可能であ
る。ゆえに、本発明は低汚染（僅かにピュアな二酸化炭
素体汚染だけ有る）で、高品質で、低コストの微粒子
（或いは超微粒子）粉体と物理電気メッキ工程である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施例の火焔析出と非真空物理
蒸着の表示図である。
【図２】本発明のもう一つの実施例の火焔析出と非真空
物理蒸着の表示図である。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 微粒子或いは超微粒子の生成方法におい
    て、 金属塩或いは金属化合物のイオン或いは前駆物質溶液と
    有機溶剤を混合して混合液を形成し、 この混合液に点火して共に燃焼せしめ、火焔で金属塩或
    いは金属化合物結晶の超微粒子を析出することを特徴と
    する、微粒子或いは超微粒子の生成方法。
  2. 【請求項２】 前記金属化合物を、金属酸化物、金属硫
    化物、金属窒化物、金属ホウ化物、クロス金属酸化物、
    クロス金属硫化物、クロス金属窒化物、クロス金属ホウ
    化物、金属ハロゲン化物及びクロス金属ハロゲン化物の
    いずれかとすることを特徴とする、請求項１に記載の微
    粒子或いは超微粒子の生成方法。
  3. 【請求項３】 前記金属塩を、金属りん酸塩、金属炭酸
    塩、金属硫酸塩及び金属硝酸塩のいずれかとすることを
    特徴とする、請求項１に記載の微粒子或いは超微粒子の
    生成方法。
  4. 【請求項４】 前記混合溶液に点火して共に燃焼せしめ
    るステップの前に、このほかの適量の余分の有機溶剤を
    有機溶剤に加えて均一に混合して金属塩、金属化合物の
    イオン、前駆物質溶液の濃度を調整し、金属化物の生成
    速度と粒径寸法を制御し並びに燃焼温度を増加すること
    を特徴とする、請求項１に記載の微粒子或いは超微粒子
    の生成方法。
  5. 【請求項５】 前記粉収集設備を使用して火焔中より焼
    出された超微粒子の粉体を収集することを特徴とする、
    請求項１に記載の微粒子或いは超微粒子の生成方法。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の微粒子或いは超微粒子
    の生成方法の火焔の上に被メッキ物を置き、電場の大き
    さを制御して電気メッキガンより射出する微粒子の速度
    を制御することを特徴とする、非真空物理蒸着方法。
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