JPH024642B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微粒子のコーテイング方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

一般に微粒子は種々の用途に用いられており、
例えば鉄の微粒子は記録用磁気テープの磁性材料
として広く用いられているが、この鉄の微粒子に
よる記録用磁気テープの製造においては酸化膜の
ない鉄の微粒子をプラスチツク等によるベーステ
ープに塗布することが必要とされることから、こ
の鉄の微粒子は酸素に解れないようにしてベース
テープに塗布された上やはり酸素に触れないよう
にして樹脂等により被覆して記録用磁気テープが
形成される。またこの他にも微粒子にコーテイン
グを施すことが広く行なわれている。

従来、このような微粒子のコーテイング方法と
しては、液体或いはペースト状の物質を用いる方
法が広く行なわれている。これは、例えば微粒子
を樹脂の有機溶液に浸漬せしめて表面に樹脂被膜
を形成する方法等である。

しかしながら、このように液体或いはペースト
状の物質を用いる方法においては、通常、装置が
複雑となり、また２種類以上の液体を用いて段階
的に表面処理を行なう必要がある場合には、一つ
の液体から次の液体へ順次微粒子を浸漬しなけれ
ばならないが、その際、酸素に触れさせずに微粒
子を移動させるのは極めて困難であり、酸化防止
の必要がある場合には極めて不利である。また、
この場合には各液体が混入するおそれがあり、溶
液の使用寿命或いは作用が低下することともな
る。また使用済の不要になつた液体を廃棄する場
合、公害防止上の観点から相当に安全性の高い処
理を施した上で廃棄することが要請され、コスト
高になる。更には、液体或いはペースト状の物質
を用いる方法では被膜が微粒子径に対してかなり
厚い膜になり、微粒子本来の特性が損われる場合
もある。

また、微粒子に蒸着或いはスパツタリング等に
より被膜をコーテイングする方法が知られている
が、これらの方法による被膜は異方的にコーテイ
ングされるために、微粒子表面に均一な被膜を形
成し得るとは言い難い。更に、これらの方法によ
る被膜は構造的に粗であり、ピンホール等の欠陥
が生じ易いという欠点もある。

〔発明が解決すべき課題〕

本発明は、上記のような状況においてなされた
ものであり、密閉系において、微粒子表面に極め
て均一に、架橋密度が高くてピンホール等の欠陥
のない被膜を形成することのできる微粒子のコー
テイング方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明方法の特徴とするところは、プラズマが
発生している空間内において、微粒子を転動さ
せ、更に空間を落下せしめることにより当該微粒
子の表面をプラズマ重合膜でコーテイングする点
にある。

以下本発明を具体的に説明する。

本発明方法においては、プラズマが発生してい
る空間内において、処理すべき微粒子を転動させ
ながら上昇落下せしめ、これに前記プラズマを作
用せしめて当該微粒子の表面をプラズマ重合膜に
よりコーテイングする。

プラズマ重合反応による被膜の形成は、蒸着或
いはスパツタリング等による被膜の形成がクラス
ター状の原子集団の堆積を基本過程としているの
に対して、活性原子或いは活性分子の反応を伴う
堆積を基本過程としているので、架橋密度が高く
てピンホール等の欠陥のない被膜を形成すること
ができる。

また、プラズマ重合反応は、プラズマ反応系内
の固体との接触面において均一に生起するため
に、蒸着或いはスパツタリング等のように被着体
が固定されている場合にその一面のみにしか被膜
が形成されないということがなく、被着体が固定
されていてもプラズマが接触する面のすべてに被
膜が形成されるという特徴を有する。更に、特に
本発明の方法によれば、微粒子を転動させること
により、微粒子の表面の被膜の均一性を更に向上
させると共に、被膜となるプラズマ重合膜の膜厚
の成長速度を向上させることができるという効果
をも得ることができる。

本発明の方法においては、例えば第１図に示す
ように、ガラス等より成る絶縁性の両端開口の円
筒３の当該両端開口をそれぞれ塞ぐよう、電極板
１Ａ，１Ｂを兼ねる一対の金属製の側板２Ａ，２
Ｂを配設して容器４を形成し、前記円筒３の例え
ば中心軸Ｘ上に沿つて前記側板２Ａ，２Ｂをそれ
ぞれ貫通してこれにより外方に伸びるガラス等よ
り成る絶縁性の回動軸５を当該側板２Ａ，２Ｂに
固定して設け、この回動軸５の両端をこれが水平
に位置するよう、真空槽８内に設けた支持枠７
Ａ，７Ｂにより回動自在に支持せしめて前記容器
４を真空槽８内に配設し、前記回動軸５の一端に
はキア等を介してモーター６を接続し、側板２
Ａ，２Ｂには複数の透孔９を設けて、その一方の
側板２Ａの透孔９に接近対向し得るようその供給
口１０を近接して位置せしめた、プラズマ重合用
ガスを供給するガス供給管１１を設けると共に、
真空槽８の例えば下底壁８１に排気管１２を接続
して設け、そして側板２Ａ，２Ｂを兼ねる電極板
１Ａ，１Ｂを含み、この電極板１Ａ，１Ｂの各々
にブラシ先端が接触するよう真空槽８に対して固
定して設けた電極ブラシ１４Ａ，１４Ｂと、この
電極ブラシ１４Ａ，１４Ｂに接続した電源１３と
によりプラズマ発生機構１５を構成せしめた装置
を使用する。

本発明方法においては、以上のような構成の装
置を用い、例えば次のようにして微粒子表面のコ
ーテイングを行なう。即ち、直径十Å〜数十μの
微粒子から成る集合体を容器４Ａ内に収納し、真
空槽８内を真空ポンプ（図示せず）等により排気
して高真空状態とした上でガス供給管１１よりプ
ラズマ重合用ガスを供給して容器４内に導入する
と共に、電源１３より電極ブラシ１４Ａ，１４Ｂ
を介して電極板１Ａ，１Ｂに電力を供給して容器
４内にプラズマ重合用ガスのプラズマを形成し、
更にモーター６を駆動せしめて容器４を例えば
50r.p.m.以上、好ましくは200r.p.m.以上の回転速
度で回転させながら、容器４内の微粒子に前記プ
ラズマ重合用ガスのプラズマを作用せしめ、以つ
て微粒子の表面にプラズマ重合膜のコーテイング
を行なう。

プラズマ重合用ガスとしては、例えばハイドロ
カーボン、フルオロカーボン、シラン、オルガノ
シラン、オルガノメタル等の微粒子の表面にプラ
ズマ重合膜を形成するものであればよく、微粒子
の表面の水に対する濡れを良くする場合には、上
記プラズマ重合用ガスと、酸素、窒素、一酸化炭
素等との混合ガスを用いることができる。

このような方法によれば、容器４を回転せしめ
るため、容器４内の微粒子は当該容器４の回転に
応じてプラズマ重合用ガスのプラズマ中において
転動しながら上昇し、そして更に自重で落下する
ようになり、しかもこの上昇・落下が繰り返さ
れ、このため当該微粒子がその表面全体に亘り均
一にプラズマの作用を受けるようになり、この結
果当該微粒子の表面のプラズマ重合膜の均一性が
向上し、かつプラズマ重合膜の膜厚の成長速度も
向上したものとなる。

以上において第２図イ及びロに示すように容器
４を構成する円筒３の内壁３１に当該円筒３の軸
と平行に伸びる複数（図示の例では８個）の細長
い板状の撹拌部材３２を当該円筒３の内方に突出
するよう設けておけば、容器４が回転したときに
微粒子をこの撹拌部材３２により確実に上昇・落
下せしめることができ、微粒子の表面コーテイン
グを更に均一に大きな速度で行なうことができる
こととなる。ここで撹拌部材３２の伸びる方向は
円筒３の軸に対して若干斜めであつてもよい。な
お撹拌部材３２は円筒３と一体に形成してもよい
し、円筒３とは別な部材で形成してもよい。

第１図に示した装置においては容器４を回転せ
しめる構成としたが、微粒子をプラズマ中で転動
せしめる手段としては、斯かる例に限らず例えば
容器４を全回転運動させるのではなく回動軸５を
中心に振子のような揺動運動せしめるようギア等
を構成してもよい。また容器４の形状は角筒型で
もよい。

前記プラズマ発生機構１５における電源１３と
しては、直流電源、オーデイオ周波数電源、高周
波電源等を用いることができる。

前記プラズマ発生機構１５は既述の例に限ら
ず、例えば第３図に示すように長尺な円筒型容器
４２の外周にコイル１８を巻回せしめてこのコイ
ル１８に高周波電源１３１を接続した構成、或い
は円筒型容器４２の外周に設けたはしご状のマイ
クロ波導波路材を介してマイクロ波電源によりマ
イク波エネルギーを加えるようにした構成等、微
粒子が収納される容器内にプラズマが形成される
構成であればよい。

〔実施例〕

以下本発明の実施例について説明する。

実施例 １ 第１図に示した構成の装置を用い、平均粒径
1000Åのニツケル微粒子を容器４内に収納し、真
空槽８内を排気して50ミリTorrの真空状態とな
るようガス供給管１１よりプラズマ重合用ガスと
してエチレンガスを流量50ml／分の割合で供給し
てこれを容器４内に導入すると共に電源１３より
電極板１Ａ，１Ｂに20Wの電力を供給して容器４
内にエチレンガスのプラズマを形成しながら、モ
ーター６を駆動せしめて容器４を例えば150r.p.
m.の回転速度で回転させ、約２時間に亘りプラ
ズマを作用させてニツケル微粒子表面のコーテイ
ングを行ない、以つてニツケル微粒子の表面がエ
チレンガスのプラズマ重合膜で被覆された被覆微
粒子を得た。

得られた被覆微粒子をESCA（電子分光法）に
より調べたところニツケルの2P3/2ピークが現わ
れず、当該被覆微粒子の表面にエチレンガスのプ
ラズマ重合膜が形成されていることが確認され
た。

次に得られた被覆微粒子を水中に分散させ、こ
の中から一滴とりだし、これを銅メツシユに厚さ
500Åのコロジオン膜を張つた基板上に滴下した
後乾燥させ、透過型電子顕微鏡で観察したところ
被覆微粒子表面のプラズマ重合膜の厚さは表面全
体に亘つて40±５Åの範囲内であり、極めて均一
性の高いもであつた。

更に得られた被覆微粒子を、濃度10重量％の硝
酸水溶液中に入れて１時間浸漬した後洗浄し、前
記と同様の方法で透過型電子顕微鏡で観察したと
ころ、被覆微粒子は硝酸水溶液に溶けることな
く、微粒子表面全体をプラズマ重合膜が被覆した
状態を保つていた。このことからプラズマ重合膜
にピンホールの無いことが確認された。

比較例 １ 容器４を回転させない以外は実施例１と同様の
方法によつて被覆微粒子を得た。

得られた被覆微粒子を実施例１と同様にESCA
により調べたところニツケルの2P3/2ピークが現
われ、次に透過型電子顕微鏡で観察したところ、
容器４内に入れた微粒子堆積層の上部にあつた微
粒子、即ちプラズマに晒されたいた微粒子表面に
は、表面全体の約2/3の領域に亘つてのみプラズ
マ重合膜が最高20Åの厚さで不均一に形成されて
いた。また、プラズマに直接晒されない容器４の
底部にあつた微粒子表面にはプラズマ重合膜は形
成されていなかつた。

次に、この被覆微粒子を実施例１と同様に濃度
10重量％の硝酸水溶液中に入れて１時間浸漬した
ところ、被覆微粒子としての形態を保つているも
のはなかつた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、密閉系において、微粒子表面
に極めて均一に、架橋密度が高くてピンホール等
の欠陥のない被膜を、優れた膜厚の成長速度で形
成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法に用いる装置の一例を示
す説明用断面図、第２図イ及びロはそれぞれ本発
明の方法に用いる容器の一例を示す説明用縦断面
図及び説明用縦断側面図、第３図は本発明に用い
る装置におけるプラズマ発生機構の他の例を示す
説明図である。 １Ａ，１Ｂ…電極板、２Ａ，２Ｂ…側板、３…
円筒、４…容器、５…回動軸、６…モーター、７
Ａ，７Ｂ…支持枠、８…真空槽、８１…下底壁、
９…透孔、１１…ガス供給管、１２…排気管、１
３…電源、１４Ａ，１３Ｂ…電極ブラシ、１５…
プラズマ発生機構、１８…コイル、３２…撹拌部
材、４２…容器、１３１…高周波電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラズマが発生している空間内において、微
   粒子を転動させ、更に空間を落下せしめることに
   より当該微粒子の表面をプラズマ重合膜によりコ
   ーテイングすることを特徴とする微粒子のコーテ
   イング方法。