JP2003253429A

JP2003253429A - 加熱用容器

Info

Publication number: JP2003253429A
Application number: JP2002054770A
Authority: JP
Inventors: Akira Taomoto; 昭田尾本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】溶融原料３ｂを加熱用容器内に浸透させるこ
となく加熱し、溶融原料３ｂと加熱用容器とが密着する
のを防いで、繰り返して使用することができる加熱用容
器を提供する。【解決手段】容器本体４と、この容器本体４の少なく
とも一部を覆うグラファイトシート１とからなる加熱用
容器１０を提供する。これにより、溶融原料３ｂを容器
本体４内に浸透させることなく加熱でき、また、溶融原
料３ｂと容器本体４との密着を防いで、加熱用容器１０
を繰り返して使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸着用るつぼまた
は加熱用皿などの高温で使用する加熱用容器に関する。

【０００２】

【従来の技術】加熱用容器としては、カーボン、黒鉛、
ガラス、石英、セラミック、白金、タングステン等の高
融点金属等のるつぼや皿があり、高融点、耐食性、安定
性の観点から見て非常に有効であり、広く使用されてい
る。

【０００３】真空蒸着や電子ビーム蒸着で蒸着物質の加
熱に使用される容器として、タングステン等の高融点金
属製のボートやバスケット、これらにアルミナコーティ
ングをしたもの、さらには等方性黒鉛製のるつぼが使用
されている。このうち黒鉛るつぼは、冷間静水圧プレス
（ＣＩＰ：ＣｏｌｄＩｓｏｓｔａｔｉｃＰｒｅｓ
ｓ）で生成された等方性黒鉛材を切削・研削加工するこ
とによって製造されている。黒鉛るつぼは熱衝撃に強
く、溶融金属と反応しにくい特長をもっており、熱伝導
性が大きく、加工性に優れ、高純度化できることなどの
利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、黒鉛製
のるつぼや皿は、高温まで安定で融解原料と反応しない
という優れた特長をもっているが、等方性黒鉛製のるつ
ぼや皿は表面が多孔質であるため、原料を加熱して溶融
させたときに、原料の種類によってはるつぼや皿の表面
から内部に原料が浸透し、るつぼや皿の加熱・冷却によ
って膨張・収縮することにより、黒鉛と原料との熱膨張
率の差により、黒鉛るつぼや皿にクラック（ひび割れ）
が生じることがある。これを防ぐためには、黒鉛るつぼ
や皿の表面にＰＢＮ（ＰｙｒｏｌｙｔｉｃＢｏｒｏｎ
Ｎｉｔｒｉｄｅ）等でコーティングして、原料がるつ
ぼや皿内部に浸透することを防ぐ方法があるが、原料を
残したまま蒸着を終了して、るつぼや皿を冷却すると、
原料が冷えて収縮する際に、原料とコーティング材料と
の密着性が、黒鉛るつぼや皿とコーティング材料との密
着性より強い場合に、コーティング材料が黒鉛るつぼや
皿から剥れてしまい、繰り返し使用できないという問題
がある。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑み、溶融原料を加
熱用容器内に浸透させることなく加熱でき、また、溶融
原料と加熱用容器とが密着するのを防いで、繰り返して
使用することができる加熱用容器を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の加熱用容器は、容器本体の少なくとも一部を
グラファイトシートで覆ったことを特徴とするものであ
る。

【０００７】本発明の加熱用容器によれば、グラファイ
トシートで容器の少なくとも一部、例えば、内側を覆う
ので、高温で使用する溶融原料を、蒸着用るつぼまたは
加熱用皿などの加熱用容器内に浸透させることなく蒸着
または加熱でき、また、溶融原料と加熱用容器との密着
を防いで、容器を繰り返して使用することができる。

【０００８】本発明の加熱用容器は、容器本体の内側の
みをグラファイトシートで覆ったことを特徴とするもの
である。これにより、溶融原料を加熱用容器内に浸透さ
せることなく加熱でき、また、溶融原料と加熱用容器と
の密着を防いで、容器を繰り返して使用することができ
る。

【０００９】本発明の加熱用容器は、容器本体がるつ
ぼ、または皿であることを特徴とするものである。

【００１０】本発明の加熱用容器は、容器本体がカーボ
ン、または黒鉛からなることを特徴とするものである。
容器の材質をカーボン、または黒鉛とすることにより、
高温まで安定に加熱でき、加熱または蒸着用材料と反応
しない加熱用容器を実現できる。

【００１１】本発明の加熱用容器は、容器本体がガラ
ス、または石英からなることを特徴とするものである。
容器の材質をガラス、または石英とすることにより、不
純物の混入が少なく、加熱または蒸着用材料と反応しな
い加熱用容器を実現できる。

【００１２】本発明の加熱用容器は、容器本体がセラミ
ックからなることを特徴とするものである。容器の材質
をセラミックとすることにより、高温まで安定に加熱で
き、加熱または蒸着用材料と反応しない加熱用容器を実
現できる。

【００１３】本発明の加熱用容器は、容器本体が白金ま
たは高融点金属からなることを特徴とするものである。
容器の材質を白金または高融点金属とすることにより、
高温まで安定に加熱でき、加熱または蒸着用材料と反応
しない加熱用容器を実現できる。

【００１４】本発明の加熱用容器は、グラファイトシー
トがポリイミドフィルムを原料として不活性ガス中で２
５００℃以上の温度まで焼成する高温熱処理工程を経て
作られることを特徴とするものである。これにより、任
意に形状を変更できるので、任意の形状の加熱用容器に
適応することができる。

【００１５】本発明の加熱用容器は、グラファイトシー
トがポリイミドフィルムを原料として不活性ガス中で室
温から昇温して、１０００℃から１６００℃の温度範囲
までで焼成する予備熱処理工程と、室温から昇温して２
５００℃以上の温度まで焼成する高温熱処理工程とを経
て作られることを特徴とするものである。これにより、
可撓性及び柔軟性に優れ、且つ熱伝導性も高いグラファ
イトシートを作成でき、このグラファイトシートによ
り、任意の形状の加熱用容器に適応することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。（実施の形態１）図１は、本実施の形態で用いる加熱用
容器を示す概略斜視図であり、（ａ）は皿にグラファイ
トシートを載せる前の状態を示す図であり、（ｂ）は皿
にグラファイトシートを載せて加熱用容器とした状態を
示す図である。

【００１７】図１において、１０は加熱用容器、１はグ
ラファイトシート、２は皿、３ａは加熱用原料である。
グラファイトシート１は、加熱用原料３ａが浸透せず、
熱伝導性に優れたシートである。皿２は、加熱用容器１
０の容器本体として用いられるものであり、カーボン、
黒鉛、ガラス、石英、セラミック等でできた皿を用い
る。また、皿２は、白金、タングステン等の高融点金属
から製作されてもよい。加熱用原料３ａは、皿２に載せ
て加熱される物質である。そして、以上のように構成さ
れた本実施の形態で特徴的な事項は、コーティング材の
機能を有するグラファイトシート１で皿上面を覆ったこ
とにあり、この状態で加熱を行うと、加熱用原料３ａを
加熱用容器１０の皿２表面に浸透させることなく加熱で
き、また、加熱用原料３ａと皿２との密着を防ぐことが
できる。

【００１８】（実施の形態２）図２は、本実施の形態で
用いる加熱用容器を示す概略構成図であり、（ａ）はる
つぼ内側をグラファイトシートで覆う前の状態を示す図
であり、（ｂ）はるつぼ内側をグラファイトシートで覆
い加熱用容器とした状態を示す図である。

【００１９】図２において、１０は加熱用容器、１はグ
ラファイトシート、３ｂは蒸着用原料、４はるつぼであ
り、グラファイトシート１は、図１に付した番号と同じ
構成なので、重複した説明は避ける。蒸着用原料３ｂ
は、加熱用容器１０内で加熱溶融される物質である。る
つぼ４は、加熱用容器１０の容器本体として用いられる
ものであり、カーボン、黒鉛、ガラス、石英、セラミッ
ク等でできたるつぼを用いる。また、るつぼ４は、白
金、タングステン等の高融点金属から製作されてもよ
い。以上のように構成された本実施の形態で特徴的な事
項は、コーティング材の機能を有するグラファイトシー
トでるつぼ内側を覆ったことにある。

【００２０】以下、本実施の形態の加熱用容器を検証す
るために行った実験とその結果について述べる。グラフ
ァイトシート１は、以下の工程により作製した。出発原
料は、厚さ７５μｍの東レ・デュポン社製ポリイミドフ
ィルム（商品名：カプトン）を用いた。予備熱処理工程
として、窒素雰囲気中で最高処理温度を１２００℃まで
上げた後、室温まで温度を下げて取り出し、次に高温熱
処理工程として、Ａｒガス雰囲気下で最高処理温度２７
００℃まで上昇させた後、室温まで温度を下げて焼成を
行った。この後に圧延を行い作成したグラファイトシー
トは、厚さが１００μｍとなり、可撓性及び柔軟性を有
し、繰り返し折り曲げを可能にするシートになった。そ
して、このグラファイトシート１を用いて、直径５ｃ
ｍ、深さ３ｃｍの等方性カーボン製るつぼ４の内側を覆
うことにより、加熱用容器１０を形成した。

【００２１】このるつぼ４の中に蒸着用原料としてＡｌ
１ｇを入れて真空蒸着装置の中にセットし、１０^-6Ｔｏ
ｒｒの真空中でるつぼを抵抗加熱し、蒸着を行った。蒸
着後の加熱用容器１０には、Ａｌを蒸着した成型体の他
に、溶融したＡｌが残ったが、Ａｌがグラファイトシー
ト１に浸透することはなく、るつぼ４にＡｌが付着する
ことはなかった。

【００２２】以上、本実施の形態では、るつぼ内側をグ
ラファイトシートで覆ったことにより、溶融原料をるつ
ぼに浸透させることなく蒸着でき、また、溶融原料とる
つぼとの密着を防ぐことができるので、加熱用容器とし
てのるつぼを繰り返して使用することができる。なお、
本実施の形態では、るつぼの内側をグラファイトシート
で覆ったが、本発明は、これに限定されるものではな
く、浸透を防ぐ必要がある箇所をグラファイトシートで
覆えば、同様の効果が得られる。また、グラファイトシ
ートは、必ずしも容器に密着しなくても良い。さらに、
グラファイトシートを作成する工程は、本発明を限定す
るものではなく、可撓性及び柔軟性を有し、繰り返し折
り曲げを可能にしたグラファイトシートを作成できれば
どのような工程を行っても良いものとする。また、本実
施の形態では、蒸着用原料として用いたＡｌは、本発明
を限定するものではなく、他の原料を使用することも可
能であり、例えば、ＣｕやＡｕを蒸着用原料として用い
ても同様の効果が得られた。

【００２３】

【発明の効果】以上、本発明の加熱用容器によれば、グ
ラファイトシートで容器を覆うので、高温で使用する溶
融原料を、蒸着用るつぼまたは加熱用皿などの加熱用容
器内に浸透させることなく蒸着または加熱でき、また、
溶融原料と加熱用容器との密着を防いで、容器を繰り返
して使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は皿上面をグラファイトシートで覆う
前の状態を示す図（ｂ）は皿上面をグラファイトシー
トで覆ったときの状態を示す図

【図２】（ａ）はるつぼ内側をグラファイトシートで
覆う前の状態を示す図（ｂ）はるつぼ内側をグラファイ
トシートで覆ったときの状態を示す図

【符号の説明】

１グラファイトシート２皿（容器本体）３ａ加熱用原料３ｂ蒸着用原料４るつぼ（容器本体）１０加熱用容器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器本体と、この容器本体の少なくとも
一部を覆うグラファイトシートとから成ることを特徴と
する加熱用容器。
【請求項２】前記容器本体の内側のみをグラファイト
シートで覆ったことを特徴とする請求項１記載の加熱用
容器。
【請求項３】前記容器本体がるつぼ、または皿である
ことを特徴とする請求項２記載の加熱用容器。
【請求項４】前記容器本体がカーボン、または黒鉛か
らなることを特徴とする請求項３記載の加熱用容器。
【請求項５】前記容器本体がガラス、または石英から
なることを特徴とする請求項３記載の加熱用容器。
【請求項６】前記容器本体がセラミックからなること
を特徴とする請求項３記載の加熱用容器。
【請求項７】前記容器本体が白金または高融点金属か
らなることを特徴とする請求項３記載の加熱用容器。
【請求項８】前記グラファイトシートがポリイミドフ
ィルムを原料として不活性ガス中で２５００℃以上の温
度まで焼成する高温熱処理工程を経て作られることを特
徴とする請求項１から７のいずれかに記載の加熱用容
器。
【請求項９】前記グラファイトシートがポリイミドフ
ィルムを原料として不活性ガス中で室温から昇温して、
１０００℃から１６００℃の温度範囲までで焼成する予
備熱処理工程と、室温から昇温して２５００℃以上の温
度まで焼成する高温熱処理工程とを経て作られることを
特徴とする請求項８に記載の加熱用容器。