JPH0314512B2

JPH0314512B2 -

Info

Publication number: JPH0314512B2
Application number: JP57189193A
Authority: JP
Inventors: Chikara Hayashi; Seiichiro Kashu
Original assignee: SHINGIJUTSU JIGYODAN; SHINKU YAKIN KK
Current assignee: SHINGIJUTSU JIGYODAN; SHINKU YAKIN KK
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1991-02-26
Also published as: JPS5980361A

Description

【発明の詳細な説明】一般に1μｍ以下の粒子は超微粒子（代表的な
粒子の大きさは、平均粒径0.1〜0.01μｍ）と呼ば
れているが、この超微粒子は近年、それより大き
い微粒子に比べて種々の特異な性質を有すること
が明らかになり、種々の用途が開発されている。

本発明は、この超微粒子を用いて膜を形成する
方法に関するものである。

従来、超微粒子を用いて膜を形成する方法とし
ては、超微粒子を溶剤、バインダーなどに混合し
た粘性混練物としたのち、高分子フイルム、ガラ
ス板、セラミツク板などの適当なベース面に塗布
し、乾燥、焼成してその膜を形成する方法が、磁
気記録体の磁性膜や導電膜の製法に用いられて公
知であるが、その混合溶液を調整し、塗布、乾燥
する作業は煩雑であり、且つ比較的長い時間を要
し、又その生成膜も、バインダーの混在により強
度の大きい緻密な膜が得られず、又その厚さや幅
等が比較的大きくなることが不可避である等の不
都合をもたらす。

本発明は、かゝる不都合を解消し、超微粒子の
みから成る極めて強度の大きい膜を簡単な方法で
得ることができると共に極めて小さい点や細い線
から成る膜をも生成し得る超微粒子の膜形成法を
提供するもので、粒径が1μｍ以下である超微粒
子をキヤリヤーガスとともに微小孔ノズルの先端
からベース面に吹き付け、接着剤の使用なしにそ
の超微粒子をベース面に付着させ、その適当な形
状、厚さの連続又は不連続な膜を形成することを
特徴とする。

次に本発明の実施例を添付図面を参考に説明す
る。

金属又は合金、例えばNi、Co、Fe−Ni、Fe−
Co等の単独又は、２種以上の混合から成る粒径
0.1〜0.01μｍの超微粒子ａの適量を容器１内に入
れると共に該容器１内にAr、Heなどの不活性ガ
ス、H₂などの還元性ガス、N₂などの非酸化性ガ
ス等の適当な１種又は２種以上を混合したガスを
ボンベ２よりその導管３をその容器１の下面にキ
ヤリヤーガスｂとして吹き込み、超微粒子ａを容
器１内でガスｂで浮遊状態に維持する。該容器１
の上部に接続した搬送管４を通つてその超微粒子
ａの担持ガスｃは送られ、処理容器５内に導入さ
れた該搬送管４の先端に接続した口径約0.01mm〜
１mmの範囲の例えば0.1mmの微小孔ノズル６の先
端から噴出させ、適当なベース例えばガラス基板
のベース７面上にスプレーする。超微粒子ａはベ
ース７面上にその噴出ガスの圧力で押し付けられ
付着堆積し適当な厚さの超微粒子のみから成る緻
密な膜Ｂが生成する。

尚、このような膜Ｂは、粒径1μｍを越える粒
子を用いた場合には得られない。

ノズル６とベース７面との間隔距離は、処理容
器５内の雰囲気の圧力とベース面の拡がりによつ
て変化するもので、通常1.5mm以下好ましくは、
0.5mm程度とする。かくして、そのノズル６を動
かさない場合はそのノズル６口と同じ形状の点状
の膜Ｂが得られ、ノズル６を徐々に移動すればそ
の口径と同じ幅の即ち0.1mm径の線状の膜Ｂが得
られる。ベース７側を移動させても同様に0.1mm
太さの線状膜が得られる。点状膜の大きさ、線状
膜の大きさは、ノズル６の口径を適当な変えるこ
とにより所望に得られる。又ノズル６からのスプ
レーを連続的に行なう代りに、断続的に行なつて
もよく、例えば、一定の時間間隔も以て間歇的ス
プレーを行なえば、一定の距離間隔をもつ点又は
線から成る不連続の線状被膜が得られる。又連続
スプレー法と間歇スプレー法を組み合わせること
も出来、この場合同じ位置上を移動させれば、連
続線と点線とが重なつた模様の膜ができる。その
他曲線等を描き、適当な形状、模様の膜を形成で
きる。又、面をもつ膜の形成はノズル６を幅方向
に往復動し乍ら下方へ移動させることができる。
ノズルの口径が0.01〜１mmの範囲内で確実に強い
ガス圧によりベース７面に所定形状の膜を強固に
付着形成できる。勿論ガス圧によつても異なり、
ガス圧は1.2〜1.5Kg／cm²の範囲が好ましい。第２
図に上記の生成膜Ｂの各種形状の例を示す。尚、
膜形成に当り、そのスプレー前に、ガス又はプラ
ズマを用いて、ベース７面を清浄しておくことが
好ましい。その生成膜Ｂの付着性を更に強固とす
るために、必要に応じ、赤外線スポツト加熱装置
９を設け、これによりベース面を加熱しておいた
ものにスプレーするか、スプレー後、ベースを加
熱し焼成結着を行なうようにしてもよい。

ベース７としては、ガラス等のセラミツク基
板、合成樹脂テープ、フイルム等、従来の磁気記
録体、導電膜等の電気器機等用途に応じて各種の
ものが使用できる。スプレーを重ねて行ない、同
種又は異種の超微粒子の２重又はそれ以上の重層
膜に形成してもよい。又２種以上の混合超微粒子
と１種又は２種以上の混合キヤリヤーガスを使用
して多元成分超微粒子膜に形成することも出来
る。

膜厚は、ノズルやベースの移動速度、ガス中の
超微粒子の濃度、噴出量等により適当に調節され
て得られる。膜のかさ密度（気孔率）は、キヤリ
ヤーガスのノズル部通過速度、膜生成後の加熱条
件などにより調節できる。

尚、ノズル６は固定又は移動自在に設け、該処
理容器５内は不活性ガスボンベ１０により純度＞
99.99％の常圧Arガス等の雰囲気に保ち、ガラス
板等のベース７は予め固定台又は移動台８上に設
置し、ベース７移動機構１１に連結し前後方向等
に移動自在として実施することが一般である。

ノズルの保持、固定、移動は、次に更に具体的
な実施例を説明する。

実施例１平均粒径0.02μｍのNi超微粒子（かさ密度0.2
ｇ／cm³）30ｇを内容積１のガラス容器に入れ、
該容器の底部に外部のArガスボンベ等のガス源
から流量200c.c.／minのArガスを吹き込みNi超微
粒子を浮遊させArガスとNi超微粒子との混合状
態をつくる。該容器にはその上部に接続した内径
２mm、長さ１ｍの搬送管とその先端に交換自在に
取り付けた内径0.1mmのノズルとを有し、該ノズ
ルは外気と遮断した室内に臨み固定して設けら
れ、ノズル先端と間隔0.5mmを存在してガラス基
板から成るベースを移動可能台上に固定して置
き、予め室内は純度99.99％以上の常圧Arガスの
雰囲気に予め保持しておく。該ガラス基板は例え
ば、コーニング製Micro Slide幅25mm長さ76mm厚
さ１mmを使用する。該ベースはスプレーされる部
分を含む幅約２mmの表面を約300℃に加熱器によ
り加熱しその表面の水分などの付着物を予め除去
する。その後、前記のNi超微粒子を所定量含有
するキヤリヤーArガスを200c.c.／minの流量でノ
ズルから噴出させ、且つベースを30mm／minの速
度で移動させてガラス基板面上に細線状のスプレ
ー膜を形成した。スプレーを止め直ちに赤外線加
熱のスポツトを該膜面に当てて約200℃に加熱し
た。かくして、表面の活性状態のいくらか残つた
超微粒子の生成膜が得られ、その幅は80μｍ、厚
さ1μｍ、かさ密度6.3ｇ／cm³（密度比71％）抵抗
値1.2×10^-3Ω^-cmであり、ベースとの付着性は、
付着膜にセロテープを貼り付け、その後剥離する
通称セロテープテストを２回実施したが剥離が認
められず、付着強度の良好なことが確認された。

本法は、超微粒子の膜を使用する電子工業その
他の分野に使用し、作業簡単で又品質管理が容易
で、製造コストの低下が可能となる。

実施例２前記実施例１に従つてガラス基板上にNi超微
粒子の線状膜を付着形成後、その膜上面に、同じ
元素であるNi超微粒子を所定量含有するキヤリ
ヤーArガスを前記と同じ方法で吹き付けてその
膜を重層形成する。この場合、ノズル先端と基板
面との間隔0.5mmは変えない。かくして同じ元素
の２層から成る重層膜が得られる。この第２層膜
の形成を行なう場合、第１層膜を必要に応じ予め
100℃程度に加熱しておくことが好ましい。

このようにして形成された重層膜の特性は次の
通りであつた。

線状膜の幅 80μｍ〃厚さ 2μｍ〃かさ密度 6.2ｇ／cm³（密度比70％）〃抵抗値 6.3×10^-4Ω^-cm ベーストの付着性良膜層間の〃良尚必要に応じ、更に同様に１つ又はそれ以上の
膜を吹き付け形成し３重又はそれ以上の重層膜と
することができ、この場合も、層間の付着強度は
大きく実用上差支えなかつた。

実施例３前記実施例１に従つてガラス基板上にNi超微
粒子の所定形状寸法の膜を形成し、次いで平均粒
径0.07μｍのAg超微粒子（かさ密度1.0ｇ／cm³）
150ｇを内容積１のガラス容器に入れ、該容器
の底部に流量800c.c.／mmのArガスを吹き込み、
Ag超微粒子を浮遊させたキヤリヤーガスを内径
２mm長さ１ｍの搬送管を介し内径0.1mmのノズル
より吹き出させ、該ノズルと前記膜との間に0.8
mmの間隔を存して、予め約100℃に加熱されてい
る該膜面に吹き付け第２層膜を重合形成する。そ
の後、この重層膜上面に赤外線加熱のスポツトを
当てゝ約100℃に加熱して、互に異種の重層膜を
得た。かくして得た重層膜の特性は次の通りであ
つた。

重層膜の幅 110μｍ〃厚さ 2.2μ 〃抵抗値 2.1×10^-4Ω^-cm ベース面との付着性良層間の〃良 Ag超微粒子はガラス基板との付着性は比較的
悪いが、Ni超微粒子膜を介して付着させること
により、強固に付着し、導電性の優れた膜に形成
される。

この場合も、その上に更に１層又はそれ以上の
超微粒子膜を形成でき、３重又はそれ以上の重層
膜に形成してもよく、この場合、その他の適当な
金属又はその合金の超微粒子も適当に組み合わせ
た異種の重層膜とすることができる。

実施例４共通１個のノズルの基部に前記のNi超微粒子
搬送管とCr超微粒子搬送管とを共通に接続した。
即ち、平均粒径0.05μｍのCr超微粒子（かさ密度
0.6ｇ／cm³）を所定量入れたガラス容器と、該容
器の底部にArガスボンベよりアルゴンガスを吹
き込み、そのCr超微粒子との混合状態をつくり、
そのキヤリヤーガスを該容器の上部に接続した内
径２mm、長さ１mmの搬送管を介し400c.c.／minの
流速でその先端のノズル基部に送給されるように
する１方、同じノズル基部に接続されたNi超微
粒子搬送管を介し、平均粒径0.01μｍ（かさ密度
0.15ｇ／cm³）のNi超微粒子を200c.c.／minの流速
で該ノズル基部に送給されるようにし、かくして
ノズルの先端から所定の割合で配合されたCrと
Ni混合超微粒子がガラス基板面上に吹き付けら
れてその混合超微粒子から成る所定形状の膜が付
着形成されるようにした。この場合ノズルの先端
と基板面の間隔を0.7mmとし、ガラス板の移動速
度を30mm／minとし、その吹き付け前に、基板の
スプレーされる部分を含む幅約２mmの表面を約
300℃に加熱しておき、吹き付け終了直後その生
成膜上面に赤外線加熱のスポツトを当てゝ約200
℃に加熱する。かくして得られた膜特性は下記の
通りであつた。

膜の幅 90μｍ〃厚さ 1.8μｍ成分比（重量比） Ni4S−Cr55 抵抗値 3.2×10^-3Ω^-cm ベース面との付着性良上記のスプレー膜成分比は、使用ガス流量の調
節で適当に変えることができ、膜の電気抵抗を適
当に変えることができる。

実施例５実施例３の共通のノズルによる吹き付けに変
え、各別のノズルを併設して、その夫々から同時
に基板に吹き付ければ、平面上に平行する互に接
し或は所定の間隔を存する複数種の膜が同時に得
られる。

尚、上記のいづれの実施例も、Arガス等の不
活性雰囲気の処理容器内で行なつた場合である
が、大気中でも実施できる。この場合は、予め金
属超微粒子を徐酸化処理するのが一般である。

このような本発明によるときは、超微粒子をキ
ヤリヤーガスに混合し小孔ノズルより吹き出さ
せ、これをベース面に吹き付けるようにしたの
で、ベース面にその超微粒子膜を所定の形状、厚
さに生成でき、従来の超微粒子をバインダーと混
合したものをベース面に塗布する方法に比し、簡
単且つ安価に膜の形成ができ、又微細な点、線等
の膜の形成に有利である等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本法を実施する１例の線図、第２図は
各種形状の膜の平面図を示す。１……容器、４……搬送管、６……ノズル、７
……ベース。

Claims

【特許請求の範囲】１粒径が1μｍ以下である超微粒子をキヤリヤ
ーガスとともに微小孔ノズルの先端からベース面
に吹き付け、接着剤の使用なしにその超微粒子を
ベース面に付着させ、その適当な形状、厚さの連
続又は不連続な膜を形成することを特徴とする超
微粒子の膜形成法。２粒径が1μｍ以下である超微粒子をキヤリヤ
ーガスとともに微小孔ノズルの先端からベース面
に吹き付け、接着剤の使用なしにその超微粒子か
ら成る膜をベース面に付着形成した後、その膜面
上に、同じ超微粒子又はこれとは異種の超微粒子
をキヤリヤーガスとともに吹き付けその超微粒子
から成る膜を重層形成し、少なくとも２層から成
る重層膜を形成することを特徴とする超微粒子の
膜形成法。３粒径が1μｍ以下である２種又はそれ以上の
異種の混合超微粒子を１種又は２種以上のキヤリ
ヤーガスとともに微小孔ノズルの先端からベース
面に吹き付け、接着剤の使用なしにその混合超微
粒子から成る膜をベース面に付着形成することを
特徴とする超微粒子の膜形成法。