JPH047031A - Ｌｂ膜作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＬＢ膜作成装置、特に、支持板表面に単分子
膜を付着採取する前の、水槽内表面に展開されたサンプ
ルを圧縮するパッキングユニットの改良に関する。

〔従来の技術］ 近年、薄膜成膜技術の一つとしていわゆるＬＢ膜とよば
れる有機超薄膜か、にわかに脚光を浴びてきている。こ
のものはその分子統御性のよさ、素材となる分子の多様
性、常温常圧下で成膜できる等の優れた特徴を有し、種
々の分野での応用が研究されている。

このＬＢＵＩｃ作成にあたっては、水面上にパッキング
された単分子膜を採取する技術が重要なことはもとより
、その前工程としてのパッキング操作も極めて重要にな
る。単分子膜のパッキング状態により膜特性が著しく変
化するからである。

従って、良好な凝集状態にある膜を採取すべくパッキン
グ状態を確認する手段として、従来は、第４図に示され
るようなπ（膜圧力）　−Ａ　（分子占有面積）曲線を
測定し、この曲線より適当な膜圧力を決定して行ってい
た。

すなわち、第４図に示されるπ−八へ線において、ａ点
から規則正しい単分子膜の配列が形成され始め、略直線
部のｂ領域において、さらに配列された単分子が徐々に
密に充填されていき、０点を越えると最密充填の限度を
越えて座屈が生じるようになる。従って、実際の膜採取
は、直線部のｂ領域のいずれかに設定されて行なわれて
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来、上記のπ−八へ線による方法では
、表面張力の変化にょる膜圧力のみをモニタしていたの
で、同一圧力で成膜したものが、必ずしも同様な膜特性
を有するとは限らず、膜特性の、ばらつきか生じるとい
う問題が生じていた。

特に、パッキングされるサンプルを光記録媒体の記録膜
に用いる有機色素とした場合であって、パッキング途中
にいわゆるＪ会合体を形成するものにあっては、Ｊ会合
体の形成の確認が必要とされる。すなわち、第３図に示
されるように、色素膜の膜圧力の上昇に基ついて吸光度
ピークは、長波長側にシフトするとともにピーク強度も
上昇し、一定の膜圧力において、波長シフトが完了する
。

この波長シフトの完了を確認することによってＪ会合体
か形成されたか否かか判断される。

このＪ会合体形成の確認か必要であるにもかかわらず、
π−Ａ曲線のみによる従来の方法では、時としてＪ会合
体を形成すへくπの値であっても、Ｊ会合体を形成して
いないものか生じていた。

このような実情に鑑み、本発明は、上記の問題点を解消
し、安定した膜特性を有する膜か得られるＬＢ膜作成装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明は、水槽内に貯留された
下層液の表面に展開されたサンプルをバリアを移動させ
て圧縮するパッキングユニットと、該ユニットにより配
向充填された単分子膜を支持板表面に採取する採取ユニ
ットとを備えるＬＢ膜作成装置であって、前記パッキン
グユニットは、下層液の表面に展開されたサンプルの膜
圧力が設定圧になるまで、バリアを移動制御させて圧縮
した後、当該圧縮されたサンプルの吸光度を測定し、し
かる後、必要に応じて所定の設定吸光度値になるまでバ
リアをさらに移動制御するパッキング制御手段を有する
ように構成した。

〔作用〕

本発明のＬＢ膜作成装置は上記のごとくパッキング制御
手段を有するので、水槽内に貯留された下層液の表面に
展開されたサンプルは、予め設定された設定膜圧力にな
るまでパッキングされ、この状態でサンプルの吸光度が
実測される。しかる後、この吸光度が設定吸光度になる
までバリアの移動がさらに必要に応して行われる。

このような制御手段によって所望の膜が形成された後、
支持板上に膜採取が行われる。

〔実施例〕

以下、本発明のＬＢ膜作成装置を第１図を参照して詳細
に説明する。

本発明のＬＢ膜作成装置は、単分子膜形成組成であるサ
ンプル７を圧縮するパッキングユニットＰと、該ユニツ
ｈＰにより配向充填された単分子膜７ａを採取する採取
ユニットＳとを備えている。

パッキングユニットＰは、下層液１４を貯留する水槽１
２と、この水面上に浸水されたバリア５２と、後述する
パッキング制御手段を備えている。

水槽１２は、略直方体形状をなし、この中には、ＰＨや
塩類濃度を調整した下層液１４か貯留され、この下層液
１４の表層部に単分子膜形成組成であるサンプル７か浮
遊されるようになっている。

／＜　ｌ）ア５２は、浮遊するサンプル７に一定の圧力
をかけて配向充填するために用いられる。そのためバリ
ア５２は、第１図紙面奥行き方向の水槽幅と同程度の長
さを有する略直方体形状をなし、このものは、図示しな
いバリア駆動操作部に連結され、この操作部により水面
上を前進または後退できるようになっている（矢印（イ
）または（ロ）方向）。

このようなバリア５２によって配向充填されるサンプル
７は、パッキング制御手段によって制御されるようにな
っている。すなわち、パッキング制御手段は検出部と制
御部とに大別され、図面右方向には表面圧（膜圧力）を
測定するため、検出部としての表面圧検出プレート４２
が水面に浸漬されて設けられ、この検出部により検出さ
れた信号は図示しない制御部に送られる。

さらに、前記表面圧検出プレート４２から所定間隔おい
て（バリア５２側）サンプル７の吸光度検出部か設けら
れる。

この検出部は水槽１２の底面に固定された反射ミラー２
２と、この反射ミラー２２と対向して水面上に設置され
た光フアイバヘッド２４と、この光フアイバヘッドに接
続された分光器を備え、この吸光度検出部から検出され
た信号は、前記圧力信号と同様に図示しない制御部に送
られる。

制御部では第２図のフローチャートに示されるような制
御が行われる。これについては、後述する動作説明で詳
細に説明する。

このようなパッキングユニットＰによって、水面上に配
向されたサンプル７の単分子膜７ａは、採取ユニットＳ
によって採取される。

採取ユニットＳは、単分子膜７ａを直接移し取るための
支持板３２と、この支持板３２を昇降させる図示しない
駆動系を備えている。本実施例の場合、いわゆる垂直法
が例示されており、支持板３２は単分子膜７ａの膜面に
対して垂直におかれ、上下動させることによって、膜７
ａを支持板３２上に移行できるようになっている。

次に、本発明のＬＢ膜作成装置の動作について説明する
。

予め、水槽１２内に、貯留された下層液１４の表面に展
開されたサンプル７を単分子配列させて所望の特性を有
する膜７ａとするため、制御部に、設定膜圧力および設
定吸光度の値がそれぞれインプットされる。ついで、装
置が起動を開始すると、制御手段によって第２図に示さ
れるフローの動作が行われる。すなわち、まず、予め設
定された設定膜圧力になるまで、バリア５２が矢印（イ
）方向に移動される。ついて、サンプル７の圧力が設定
膜圧力になったところで、一端、バリア５２は停止され
、この状態で光フアイバヘッド２４から検出光か射出さ
れ、反射ミラー２２により反射された反射光に基つきサ
ンプル７（単分子膜７ａ）の吸光度か実測される。この
吸光度が設定吸光度になるまでバリア５２の移動かさら
に行われ、設定吸光度か得られた所でバリア５２は停止
する。

このような制御手段によって所望の膜７ａか形成された
後、支持板３２を膜面に対して垂直に置き所定回数、上
下動させることにより膜を支持板３２上に移行させ膜採
取をするようになっている。

上述したようなような制御手段を設けることにより、支
持板３２上に所望の膜特性を有するＬＢ膜が安定して形
成される。より具体的なメリットとしては例えば、 ■サンプルを有機色素とした場合、第３図に示されるよ
うに、長波長シフトを実測することにより、確実にＪ会
合体形成の判断がなされる。

すなわち、第３図に示されるように測定波長的５７８ｎ
ｍとし吸収強度を１点以上に設定しておけば、Ｊ会合体
形成か確認される。

■サンプルを有機色素とし、光記録媒体の記録膜に応用
する場合において、その膜厚に制限かあり、かつ所定の
吸光度か要求されている場合であってもきわめて容易に
対応できる。

すなわち、第３図に示されるグラフにおいて、Ｗて示さ
れる範囲は、ピークシフトが完了されてＪ会合体か形成
されており、かつこの範囲では単分子膜の色素濃度（膜
圧力）の変化に伴って吸光強度か異なる。従って、比較
的膜厚に余裕があれば、比較的座屈のおそれのない単分
子膜の色素濃度（膜圧力）の低いところ（Ｗの範囲の下
部）に吸光度を設定しておき、所定の必要吸光度を膜の
採取のターン数で稼げばよい。この一方で、例えば、２
ターンの極めて薄い膜厚に限定された場合には、所定の
必要吸光度を単分子膜の色素濃度（膜圧力）で稼ぐよう
に吸光度を設定（Ｗの範囲の上部）すればよい。なお、
この場合には座屈の発生する危険が伴う側に設定される
ことになる。

なお、上述してきた本発明のパッキング制御手段におい
て、所定の設定吸光度になるまでバリアを移動制御する
場合、このバリア移動時に膜の座屈が生じてないか否か
を判断するために、π−Ａ曲線の微分値か零であること
を確認させる制御手段を付加してもよい。

なお、本発明の装置は、用いるサンプルとして有機色素
に限定されることなく種々の有機膜に応用可能である。

〔発明の効果〕

本発明のＬＢ膜作成装置は、下層液の表面に展開された
サンプルの表面圧か設定圧になるまで、バリアを移動制
御させて圧縮し、当該圧縮されたサンプルの吸光度を測
定し、しかる後、必要に応じて所定の設定吸光度値にな
るまでバリアをさらに移動制御するパッキング制御手段
を有するので、所定の膜特性を有する膜が極めて安定し
て得られる。

第２図は本発明に用いるパッキング制御手段の動作を説
明するフローチャート図、第３図は表面圧（膜圧力）の
変化に伴う波長−吸光強度曲線をあられすグラフ、第４
図はバリア移動に伴う分子占有面積−膜圧力の関係を示
すグラフである。

Ｐ・・パッキングユニット、Ｓ・・採取ユニット、７・
・・サンプル、１４・・・下層液、２２・・・反射ミラ
ー２４・・・光フアイバヘッド、３２・・・支持板、５
２・・・バリア。

出願人代理人　　石　　川　　泰　　男

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＬＢ膜作成装置の概略断面図、第 図 １子と鷹薗撲 ニーへ曲珠 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水槽内に貯留された下層液の表面に展開されたサンプル
   をバリアを移動させて圧縮するパッキングユニットと、
   該ユニットにより配向充填された単分子膜を支持板表面
   に採取する採取ユニットとを備えるＬＢ膜作成装置であ
   って、 前記パッキングユニットは、下層液の表面に展開された
   サンプルの膜圧力が設定圧になるまで、バリアを移動制
   御させて圧縮した後、当該圧縮されたサンプルの吸光度
   を測定し、しかる後、必要に応じて所定の設定吸光度値
   になるまでバリアをさらに移動制御するパッキング制御
   手段を有することを特徴とするＬＢ膜作成装置。