JPS6227076A - 単分子膜形成方法 - 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〕 本発明はウェブ状基体上又はウェブ状基体に設けられた
層上に両親媒性分子の単分子膜を連続的に形成する方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来、ガラス、金属材料、金属蒸着膜、等の基体上に有
機化合物の薄膜を形成することが種々行われており、そ
の１つとして両親媒性分子の単分子層を設ける方法が例
えばラングミュア等とＬａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅ
ｔｔ、フィジカルレビュー（Ｐｈｙ−ａｉｃａｌ　Ｒｅ
ｖｉｅｗ）５１　、６６４（１９３７）Ｋよって提案さ
れている。この方法は、両親媒性分子である飽和脂肪酸
をベンゼン等の揮発性溶媒に溶解した溶液を水面上に静
かに滴下すると、溶媒が揮発したあとに単分子膜が残さ
れる。このようにして形成された単分子層を圧縮して所
定の表面圧にした後に、ガラス基板を水中に浸漬して引
上げるとガラス表面に単分子膜が形成される。この場合
ガラス基板を引き上げると第３図に示すように単分子膜
の水に面している親水基が基板側に付き、疎水基（又は
親油基）が表面に並ぶ単分子膜構成となる（Ａ形膜と称
する）。またガラス基板を浸漬すると第４図のように疎
水基（又は親油基）が基板側に付き親水基が表面に並ぶ
単分子膜構成となる（Ｂ形膜と称する）。（「薄膜ハン
ドブックＪ　、　２６８〜２６９頁９日本学術振興会編
、昭和５８年１２月■オーム社発行）。

このような方法による単分子層が最近エレクトロニクス
等の分野において絶縁層等に利用されるようになり、種
々の改良が提案されている（例えば、特開昭５２−９８
０３８号公報）。

また、本出願人は、先に蒸着又は電解メッキ等によって
支持体上に強磁性合金薄膜を形成した磁気記録媒体にこ
の方法を利用して飽和脂肪酸またはその金属塩の単分子
層を保護層とし【設けることを提案した（特公昭５６−
５０６０９号公報）。

これらの改良方法においては、例えば第２図に示すよう
に、タンク１の下層液（水層）２の表面にノズル６から
４ンゼン、クロロホルム等の揮発性溶媒に溶解したステ
アリン酸、／＋１ルミチン酸の如き飽和脂肪酸の溶液を
滴下して水面上に飽和脂肪酸の単分子層４を形成させ、
水面下に一部が浸漬しているシリンダー５等の適当な圧
縮手段によって単分子層４を圧縮して固体膜（凝集膜）
６となし、水中に設けられたガイドローラ７によって案
内される基体８０表面に単分子膜９が形成される。この
場合、基体の引き上げ時に単分子膜を形成すればＡ形膜
引き込み時にはＢ形膜が形成される。基体に付着しては
こび出される分の単分子層は、ノズルから脂肪酸溶液を
供給することによって補給される。

〔発明が解決すべき問題点〕

前記の技術は単分子膜をウェブ状支持体に連続的に形成
できるという利点があるが、これまで開示された方式に
おい【は、下層液（水相）上に形成される両親媒性分子
の単分子層に表面圧を印加して固体状単分子膜を形成す
る場合に問題があった。例えば、前記特公昭５６−３０
６０９号公報に例示された方式においては、液面上に存
在するノ々リアーは／？ネによって押圧することによっ
て液面上の単分子層に表面圧を加え、また特開昭５２−
９８０３８号公報には、一部が液面上、一部が液面下に
ある水平に設けられたシリンダを回転させることにより
、液面上に形成された単分子層を液面上のシリンダー上
に沿って塗布域に送り、これにより単分子膜に表面圧を
加えている方式が開示されている。

これらの方式におい【は、いづれも加圧部材が液面上に
あるため、液面に波紋を起こして単分子層や固体単分子
膜に乱れを生じないように細心の注意を佛わなければな
らないことや、部材が単分子膜に接す機会が多いので両
親媒性分子の付着を防止したり、円滑な単分子層の塗布
域への移行を行わさるためにその材料が極め【限られて
いた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の従来の単分子膜形成方法における欠点を
解消すべくなされたものであって、本発明は、液面上に
両親媒性分子の揮発性溶媒溶液を導入して単分子層を形
成し、該溶媒を除去すると共に単分子層に表面圧を印加
して固体状単分子膜。

を形成し、これを連続的に走行するウェブ状基体表面に
転写することからなる単分子膜を基体上に形成する方法
において、単分子層の表面圧の印加を、液面に近接して
液中に設けられたエンドレスベルトを液面に沿って移動
させることにより【行うことを特徴とする単分子膜形成
方法である。

以下、本発明を蒸着型磁気記録媒体に保護層を設ける場
合について説明するが、本発明は、これのみに限られず
、エレクトロニクスその他の分野における単分子膜の形
成に応用できることは勿論である。

第１図は本発明の１例を示す説明であってタンク１内の
下層液（水層）２にノズル３から両親媒性分子を揮発性
溶媒に溶解した溶液を滴下に、下層液面上に両親媒性分
子の単分子層４を形成させる。

揮発性溶媒としては、ヘキサン、クロロホルム、ベンゼ
ン等が用いられ、両親媒性分子としては、保護層として
用いる場合は、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデ
カン酸、・セルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸
、ノナデカン酸、アラキン酸等の炭素数１６〜２１の直
鎖型脂肪酸又はこれらノＬｉ、Ｎａ、に、Ｍｇ、Ｃａ、
Ｂａ等の塩が用いられる。

下層液としては一般に純水または無機塩等の水溶液が用
いられる。よく用いられる下層液はＣａ”土。

Ｃｄ”＋　Ｂａｚ＋、　Ｍｇ”　等（７）二ｆ［［ｉ）
金ｆｉ　イオ：ｙ　ヲ含ミ、塩酸、炭酸水素ナトリウム
を加えてＰＨを調整したものである。

次に下層液面に形成された単分子層４を本発明に従い、
水面下、表面に近接して設置された両ロール１０．１０
の間に設げられたエンドレスベルト１１を静かに矢印方
向に移動させ、液の粘性によって下層液表面の単分子層
を塗布域に移動させると共にこれを圧縮すると共に単分
子層の溶剤を蒸発させて固体単分子膜６を形成させる。

溶剤を蒸発させるために、必要に応じて加熱手段１２を
用いてもよい。固体高分子膜６は、塗布域で下層液中に
設けられた回転ロール７に支持されて矢印方向に移動す
る磁気記録テープ等の基体８の表面に転写されて保護層
としての単分子膜９を形成する。

この例においては、固体単分子膜６の転写が、基体８を
下層液から引き上げる際に行っているので、基体８０表
面に形成された単分子膜９は第３図に示す人形膜となっ
ているが、回転ローシフ０回転を逆にし、基体が下層液
に侵入する際にその表面に固体単分子膜を形成させると
、第４図に示す如きＢ形膜を形成させることができる。

また、所望ならば、このような転写操作を２回またはそ
れ以上施こし、多層の固体単分子層を形成させることが
できる。

本発明の固体単分子膜を基体表面に転写する方式は上記
に限られず、例えば第５図に示す如き方式等、他の方式
によってもよい。

すなわち、第５図に示すように、第１図で説明したと同
様に、下層液２の表面に形成された両親媒性物質の単分
子膜４を下層液中にその表面に近接して設けられたエン
ドレスベルト１１の移動によって圧縮して固体単分子ｗ
Ｘ６となし、これをその一部が下層液中に浸漬している
第１回転ロール１３０回転によって適量の下層液と共に
回転ロール１３０表面上に引き上げ、回転ロール１６の
上方に適当な小間隙を保って配置された第２の回転ロー
ル１４に密着しながら移動する磁気記録媒体の如きウェ
ブ状基体８０表面との間に液だまり（ピーｒ）１５を形
成しながら該ウェブ基体に固体単分子膜９を形成させる
。この例では、基体８に形成される固体単分子膜９は、
第３図に示す如き人形膜であるが、回転ロール１５を第
５図の場合と逆に回転させ、基体の移動方向を逆向きに
すると、Ｂ形膜を形成させることができる。

本発明で用いるエンドレスベルト１１及び回転ロール１
０は、下層液２に浸漬され、その表面に出ていないので
、表面の単分子膜層４とは全く接触しないので、その材
料は、下層液、特に水又は前記した無機塩の水溶液を考
慮して選択すればよく、広範囲に選ぶことができる。例
えば、回転ロール１０としては、プラスチック、金属等
が用いられ、エンドレスベルト１１としては、プラスチ
ックフィルム、金属シート、フェルト等が用いられる。

また、ベルトと表面の距離は、液表面に好ましくない波
等を生じさせない範囲でなるべく小さいことが望ましい
。また、ベルトの幅は、基体の幅より大きいことが望ま
しい。

〔実施例〕

次に本発明を蒸着磁気テープに保ＩＩ層を設ける場合に
適用した実施例について説明する。

真空蒸着装置中に２５μｍ厚５０ｃｍ巾のポリエチレン
テレフタレートフィルムを設置し、Ｃｏ７５重量％、Ｎ
１２５重量％の組成のものを蒸発源フィラメントより真
空度５．０　＋　１０″ｎ　Ｔｏｒｒ中で該フィルム上
にＣＬ３μｍの厚さとなるように蒸着せしめた。

第５図に示すような装置のタンク１の水面上にベンゼン
１００ｃｃあたりＱ、００５ｓのノぐルミチン醗を溶解
した溶液を滴下して単分子層を形成させた。

回転ロール１０としては径５ＣＥ１の金属ロール、エン
ドレスベルト１１としては幅６０ｃｍのステンレス鋼ベ
ンドな用い、両ロールの距離１５ｃｍで毎分１０ｍの速
さで矢印方向に移動させ、上記単分子層を圧縮し固体状
とした。

転写プロセスは直径約２０ｍｍで同径のステンレス鋼製
ロール１３．１４を用い、上記蒸着フィルムを回転ロー
Ａ／１４に密着させて走行させ、回転ロール１６と蒸着
フィルム間に液だまりを作り、単分子膜を水面からフィ
ルム面に転写させてノｑルミチン酸の単分子膜からなる
保護層を連続的に形成させた。この時回転ロール１３０
回転数は１０　ｒ、ｐ。

ｍで蒸着フィルムの走行速度は６．５ｍ／分で良好な保
護層を形成させることができた。

〔発明の効果〕

本発明によるときは下層液面に悪影響を与えることな（
、また部材を液面上の単分子層と接触させることなく、
単分子層を圧縮して固体単分子膜とな　、有効に固体単
分子膜の転写を行うことができる。また、圧縮部材が完
全に下層液中にあり、高分子膜と接触しないので、その
材料の選択範囲を広くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１例を示す説明図、第２図は従来の単
分子膜形成方法を示す説明図、第３図及び第４図は単分
子膜形成の原理を示す説明図、第５図は本発明の他の１
例を示す説明図である。 ２・・・・・・下層液、６・・・・・・ノズル、４・・
・・・・単分子層、５・・・・・・シリンダー、６・・
・・・・固体単分子膜、７・・・・・・回転ロール、８
・・・・・・基体、９・・・・・・固体単分子膜（転写
されたもの）、１０・・・・・・回転ロール、１１・・
・・・・エンドレスベルト。 第　　１　　図 第　　２　　　′ｒＭ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）液面上に両親媒性分子の揮発性溶媒溶液を導入して
   単分子層を形成し、該溶媒を除去すると共に単分子層に
   表面圧を印加して固体状単分子膜を形成し、これを連続
   的に走行するウェブ状基体表面に転写することからなる
   単分子膜を基体上に形成する方法において、単分子層の
   表面圧の印加を、液面に近接して液中に設けられたエン
   ドレスベルトを液面に沿つて移動させることによつて行
   うことを特徴とする単分子膜形成方法。