WO2002018669A1

WO2002018669A1 - Materiau de depot par evaporation sous vide de monoxyde de silicium, son procede de production, la matiere premiere pour sa production et appareil de production

Info

Publication number: WO2002018669A1
Application number: PCT/JP2001/007510
Authority: WO
Inventors: Nobuhiro Arimoto; Kazuo Nishioka; Shingo Kizaki; Tadashi Ogasawara; Makoto Fujita
Original assignee: Osaka Titanium Technologies Co Ltd
Current assignee: Osaka Titanium Technologies Co Ltd
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2002-03-07
Anticipated expiration: 2003-02-28
Also published as: CN1451057A; TW583326B; CN1317420C; US20030150377A1; US20070166219A1; EP1318207A1; EP1318207A4

Description

明細書

一酸化け、素蒸着材料とその製造方法並びに製造用原料と製造装置技術分野

この発明は、食料品、医薬品、医療品等の包装用フィルム材料にすぐれたガスバリア性を付与できるけい素酸化物蒸着膜を成膜するための、成膜素材としての一酸化けい素蒸着材料に関し、特に前記蒸着材料を効率よく製造でき、またフィルム材料に蒸着膜を成膜する際に発生するスプラッシュ現象を低減防止でき、高品質、高純度のけい素酸化物蒸着膜を成膜可能にする一酸化けい素蒸着材料とその製造方法並びに製造装置に関する。背景技術

食料品には、含まれる油脂分やたんばく質の劣化を防止すること、例えば包装材料を透過する酸素、水蒸気、芳香性ガス等に起因する酸化による品質の劣化を抑制することが求められている。

また、医療品、医薬品においては、さらに高い基準で収納物の雰囲気からの汚染防止、変質並びに劣化の抑制が求められ、また蒸着膜自体に不純物を含まないよう高純度化が求められている。

これら食料品、医療品、医薬品等を保護するための包装用材料には、収容物の酸化を引き起こす各種ガスを透過させないガスバリア性が要求され、例えば紙や高分子フィルム上にアルミニウム箔ゃアルミニウム蒸着膜を有する包装材料が使用されて来た。

今日、包装材料のリサイクルが進められる中、前記アルミニウム箔ゃアルミニゥム蒸着膜を有する包装材料は、再利用するためには金属と紙や樹脂フィルムの分離が要求されるため、かかる分離回収する必要のない材料からなる包装材料が要求されている。例えば、高分子フィルム上に一酸化けい素蒸着膜を有する包装材料は、単に樹脂フィルムとして回収処理できるだけでなく、一酸化け、素蒸着膜がすぐれたガスバリア性を有するために注目されている。

この包装材料は、一酸化けい素蒸着材料を、抵抗加熱蒸着法あるいは電子ビーム加熱蒸着法により昇華させ、昇華したガスを高分子フィルムに蒸着させて製造されている。

包装材料の製造方法としては、蒸着用素材を昇華させ、蒸着にて基材上に成膜するため、蒸着用素材の性状、昇華や蒸着の雰囲気や条件が重要であるとされている。

すなわち、一酸化けい素蒸着膜を有する包装材料を、一酸化けい素蒸着材料を使って作製する際、昇華していない高温の微細一酸化けい素粒子が飛散すると、均一な一酸化けい素膜にピンホール等の欠陥を生じ、蒸着膜のガスバリア性が劣化する問題を生じる。なお、未昇華の微細一酸化けい素粒子の飛散現象をスプラッシュ現象という。

素材の一酸化けい素蒸着材料は、古くは特公昭 40-22050に記載されるごとく、けい素 (Si)の粉末と石英 (Si0₂)の粉末とを混練して適当なルツボに入れ真空中で 1300°Cに昇温し、発生する一酸化け、素の気体を冷却された壁面に凝縮させて回収する方法で製造される。すなわち真空蒸着法で製造されるため、原料粉末の反応率が 80%程度以下で、効率良く製造できないとされていた。また、 Si粉末と Si0₂粉末とを乾式で混合して加圧成形し焼結したものを一酸化けレ、素 (SiO)用蒸着材料とする方法 (特開昭 63-310961)、 Si粉末と Si0₂粉末とケィ酸ナトリウムなどの塩基性アル力リ金属化合物と水などの媒体とを混合して粘土状混合物を作り、発生する水素ガスを利用して発泡成形し、乾燥後に焼成したものを SiO用の蒸着材料とする方法 (特開平 4-353531)が提案されておリ、比較的安価に製造できるが、スプラッシュ現象を十分抑制できないとされている。また、特開平 9-143689に示されるように、 Si粉末と Si0₂粉末とを含有するスラリーを湿式成形し、その成形の際にゲル化させ、得られた成形物を乾燥し焼成する方法で、密封気孔率を 10%以下とし、且つ嵩密度を真密度の 30~70% とした多孔質蒸着材料を得る方法が提案され、この蒸着材料で前記スプラッシュ現象の発生を抑制できるとされているが、やはリ十分でな、。発明の開示

この発明は、真空蒸着法によリー酸化けい素蒸着材料を得ることを目的とし、反応効率を向上させて安定性よくかつ量産性を向上させることを目的としている。

また、この発明は、食料品、医療品、医薬品等の分野で使用される包装用材料に要求される不純物の少ない、特に人体に有害な As、 Cd、 Hg、 Sb、 Pb等を含む不純物の含有量を著しく低減した一酸化けレ、素蒸着膜を得ることが可能な一酸化けい素蒸着材料を効率よく製造することを目的としている。

また、この発明は、ガスバリア性に優れたけい素酸化物蒸着膜を得る際に、スプラッシュ現象を抑制できる一酸化けい素蒸着材料及びその製造方法の提供を目的としている。

発明者らは、けい素酸化物蒸着膜の成膜時に発生しやすいスプラッシュ現象を抑制できる構成からなる一酸化け、素蒸着材料を真空蒸着法によリ製造すること、並びに真空蒸着法によリー酸化けい素蒸着材料を得る際に、真空蒸着の反応効率を向上させることを目的に、原料粉末の粒度などの性状や真空蒸着の条件などを種々検討した結果、反応効率に原料の粒度や混合割合が大きく影響すること、さらに蒸着材料を得る際の真空蒸着時にも原料粉末の粒径やガス等に起因してスブラッシュ現象が発生し、このスプラッシュ現象が得られるー酸化けレ、素蒸着材料の構造、性状を変化させることを知見した。発明者らは、反応効率に原料の粒度や混合割合が大きく影響する点についてさらに検討を加えたところ、平均粒度を一定の範囲のものにするか、または混合する金属け、素粉末と二酸化け、素粉末のモル比 (二酸化けレ、素/金属けい素）を一定の範囲に制限することにより、高品質の該蒸着材料を高い反応率で効率良く製造できることを知見した。

すなわち、発明者らは、一酸化けい素蒸着材料を真空蒸着法により製造する際に、金属けい素粉末と二酸化けい素粉末の平均粒度がいずれも 1μπι~40μπι の範囲のものを使用するか、金属けレ、素粉末と二酸化け、素粉末のモル比 (二酸化け、素/金属けヽ素)を 0.90~0.99の範囲にする、あるいは前記平均粒度範囲でかつ特定のモル比となすことで、高品質の該蒸着材料を高い反応率で効率良く製造できることを知見した。

また、発明者らは、当該蒸着材料を得る際の真空蒸着時にも原料粉末の粒径やガス等に起因してスプラッシュ現象が発生することについて、詳細に検討した結果、原料室でスブラッシュ現象が起こると、発生した未反応微粉が析出室に入り、析出室で生成する一酸化けい素蒸着材料の品質に悪影響を及ぼす可能性があること、一方、原料が高純度であれば、スプラッシュにより発生する未反応微粉による品質上の問題も小さいはずであるが、良好な昇華反応のためには半導体シリコンゥェーハを機械的に粉砕した Si粉末と Si0₂粉末を混合して湿式造粒して乾燥を行う必要があリ、この過程である程度汚染することが不可避であることから、前記原料室でのスプラッシュ現象により、得られる一酸化けい素蒸着材料に不純物が持ち込まれることを知見した。

そこで、発明者らは、得られる一酸化けい素蒸着材料に不純物が含まれるのを防止するには、原料室で発生するスプラッシュ現象により生じる未反応微粉がスプラッシュ発生時のエネルギーによリ吹き飛ばされ、析出室に侵入するのを抑制すればよいことを知見し、例えば、真空蒸着装置の原料室と析出室との間に仕切リ部材などの多孔通路を設けることで未反応微粉を除去し、スプラッシュ現象によリ生じる未反応微粉が析出室へ侵入するのを防止することができ、金属不純物の合計が 50ppm以下の高純度一酸化けレ、素蒸着材料を製造できることを知見した。

発明者らは、当該蒸着材料を得る際の真空蒸着時にも原料粉末の粒径やガス等に起因してスプラッシュ現象が発生することについて、さらに詳細に検討した結果、昇華する前に脱ガス処理を施してかかるスプラッシュ現象などを防止して所定の高い平均嵩密度と、熱衝撃に耐え得る所定の高硬度を有する一酸化け、素蒸着材料が得られると、この蒸着材料を用いてけ、素酸化物を成膜すると、昇華していな、高温の微細一酸化けレ、素粒子が飛散するスプラッシュ現象を防止できることを知見した。

そこで、発明者らは、脱ガス処理方法について詳細に検討した結果、一酸化けレ、素蒸着材料を製造する際、原料室の温度を一酸化け ^、素の昇華反応温度よリ低い 800~1200°Cの範囲に 0.5〜4.0hr保持して上記原料の脱ガス処理を施した後、 1300~ 1400°Cの範囲まで昇温して一酸化けい素を昇華させることによリ、析出基体への付着が良好となり、平均嵩密度が 2.0g/cm³以上かつピツカ一ス硬さが 500以上の高嵩密度、高硬度の一酸化けい素蒸着材料を得られることを知見した。

さらに、発明者らは、前記の高反応率が実現できる方法、高純度一酸化けい素蒸着材料を得る方法、高嵩密度、高硬度の一酸化けい素蒸着材料を得る製造方法は、いずれの方法との組合せにおいても有効であり、これら全てを組み合せて高純度、高嵩密度、高硬度の一酸化けい素蒸着材料を効率よく製造できることを知見した。

さらに、発明者らは、上記方法で得られた高嵩密度、高硬度、あるいはさらに高純度を有する一酸化けレ、素蒸着材料は、けレ、素酸化物蒸着膜を真空蒸着法にて成膜するする際に、スプラッシュ現象が発生するのを抑制し得ることを知見し、この発明を完成した。図面の説明

図 1は、この発明により一酸化け、素蒸着材料を製造する際に使用する製造装置の一例を示す縦断面図である。

図 2は、この発明により高純度一酸化けい素蒸着材料を製造する際に使用する製造装置の一例を示す縦断面図である。

図 3は、図 2の製造装置における仕切り部材の詳細を示す説明図で、図 3Aは縦断面図、図 3Bは底面図である。

図 4は、図 2の製造装置における仕切リ部材の他の構成例を示す説明図で、図 4Aは斜視図、図 4Bは平面図である。発明を実施するための最良の形態

この発明により一酸化けレ、素蒸着材料を製造する際に使用する製造装置、すなわち抵抗加熱による真空蒸着装置の一例を図 1に基づいて説明する。真空蒸着装置を構成する真空室 3内に設置される装置本体は、原料室 1の上側に析出室 2を組み合せた構成からなる。

原料室 1は、円筒体の中央に円筒の原料容器 4を設置し、その周囲に例えば電熱ヒータからなる加熱源 5を配置してある。円筒体の析出室 2は、その内周面にステンレス鋼製の析出基体 6を着設し、ここに原料室 1の原料容器 4で昇華した気体一酸化けい素を蒸着させる。また析出室 2上端には蓋 7を着脱自在に設けてある。蓋 7には図示していない孔がぁリ、析出室 2と真空室 3の間は通気可能となっている。

原料容器 4に金属けレ、素粉末と二酸化け、素粉末との混合造粒原料 8を装てんし、真空中で加熱し反応によリー酸化けい素を昇華させると、発生した気体一酸化けい素は原料室 1から上昇して析出室 2に入リ、周囲の析出基体 6に蒸着して析出一酸化けい素 9が形成される。ここで、原料の金属けい素粉末と二酸化けい素粉末の粒径は、小さいほど反応速度が速くなるが、平均粒度が Ιμπι未満のものを使用した場合には、析出基体 6上に析出する一酸化けい素 9蒸着材料の中に、未反応の金属けい素粉末と二酸化けい素粉末の一部が混入することがある。これは、原料室 1での反応中のスプラッシュ現象によリ発生する未反応微粉が、当該反応によリ生成した気体一酸化け、素のガス流れに乗り、析出基体 6まで運ばれるためである。

原料粉末の粒径は、平均粒度が 40μιηを超えると、粒径が大きすぎるため、金属けい素粉末と二酸化けい素粉末との接触面積が小さくなる。原料室 1での金属けい素と二酸化けい素との反応は固相反応であるため、前記接触面積が反応速度を左右する。したがって、接触面積が小さければ、反応速度が遅くなリ、単位時間当たりの析出量が減少する。

よって、原料の金属けい素粉末と二酸化けい素粉末には、いずれも平均粒度が 1μιη~40μπιの範囲のものを使用することにより、反応効率を向上させることができる。より好ましくは、 5μπι~30μπιの範囲である。

従来、原料の金属けい素粉末と二酸化けい素粉末の混合割合は、 SiOの化学式から考えて、モル比 (二酸化けい素/金属けい素) 1.0で実施していた。しかし、造粒体を作る際に、金属けい素粉末の表面に酸化膜が形成されるため、造粒体中の酸素濃度が高くなる。そのため、混合割合をモル比 1.0より小さくすることが反応効率を向上させるために望ましい。発明者らは実験の結果、モル比を 0.90~0.99とすることにより、原料中の Siと 0の比を 1:1に近づけることができることを知見した。

上記の造粒体は、平均粒径が lmm未満で小さすぎると、原料室中のガス流通が悪くなるため、反応生成したガスが造粒体を壊し、未反応微粉が析出室に運ばれてしまう原因となる。逆に平均粒径が 30mmを超えると大きすぎて、造粒時間、乾燥時間が長くなる。従って、造粒体の平均粒径は l〜30mmの範囲内にあることが望ましい。高嵩密度、高硬度の一酸化けい素蒸着材料を製造するには、まず、上記装置において、金属けい素とけい素酸化物との混合造粒体、または固体一酸化けい素を加熱して蒸発させるが、 1300°C以上の昇華反応温度まで加熱する前に、 800〜； L200°Cの範囲に 0.5時間〜 4.0時間保持して原料の脱ガス処理を施す。このように昇華する前に脱ガス処理を施して得た一酸化けい素は、析出基体 6への付着が良好で、均質な一酸化けい素蒸着膜を形成でき、高嵩密度、高硬度の酸化けレ、素蒸着材料を製造することができる。

脱ガス処理温度は、 800°C未満では脱ガスに時間がかかりすぎ、能率良く処理できず、また 1200°Cを超えると脱ガスが完了する前に、一酸化けい素ガスが発生し始めるため、脱ガスの効果が十分得られないので、 800~1200°Cの範囲とした。

脱ガス処理における保持時間は、脱ガスが十分に進行するのに必要な時間は少なくとも 0.5時間を要し、加熱温度が低いほど、また原料の量が多いほど保持時間は長くなリ、逆に加熱温度が高いほど、また原料の量が少ないほど保持時間は短くなるが、 4.0時間を越えて保持する必要はない。

脱ガス処理後の昇華反応温度は、 1300°C未満では、けい素粉末と二酸化けい素粉末が十分反応せず、又 1400°Cを超えると、けい素の融点 1412°Cを超える恐れがあるため、反応温度は 1300~1400°Cが好ましい。

次に、人体に有害な金属を含む全ての金属不純物を合計で 50ppm以下に低減した高純度一酸化け L、素蒸着材料を製造するには、図 2に示す真空蒸着装置を用いる。炉の基本構造は、図 1に示す装置と同等であり、析出室 2の入口近くの原料容器 4の上部に、原料容器 4内で発生したスプラッシュ現象により生じる未反応微粉の析出室 2への侵入を防ぐための仕切リ部材 10を設けてある。

原料容器 4内に配置される仕切リ部材 10は、図 3A，Bに示すごとく、円板の中央部に 3つの気体流通孔 14を配設した下側仕切リ板 11の上に、円板の周縁側に 6つの気体流通孔 15を配設した上側仕切り板 12を隙間保持環 13を介在して重ね合わせて構成してある。

また、図 4に示すごとく、 2枚の上側仕切り板 12を用いて隙間保持環 13を介在して重ね合わせ、各円板の 6つの気体流通孔 15が連通しないように周方向に回転させてずらして構成することもできる。

上記仕切リ部材 10は、多数の気体流通孔をあけたカーボン成型体やダラファィト板の単板または隙間を介して上下に組み合せた複数枚で構成することができる。また、穿孔することなくタンタルやモリブデンなどの多孔質材料からなる板を用いることができる。

気体流通孔 14,15は、原料容器 4内で昇華した一酸化けい素ガスを析出室 2へ通すための流通孔であリ、原料室で発生したスプラッシュ現象により生じた未反応微粉が析出室へ侵入するのを遮断できるように仕切リ板板厚や流通孔径を適宜選定する。

また、複数枚の板材を組み合せる場合、板材間に適宜隙間を設けて、図示のように上下板の間で気体流通孔の位置をずらすことにより、スプラッシュ現象により生じる未反応微粉の析出室への侵入の遮断効果を更に向上できる。要するに、昇華ガスを前述のごとき多孔通路内に導入通過させることにより、未反応微粉を除去するものである。

さらに、仕切リ部材 10が介在することにより、原料容器 4内の温度の均一性が増し、原料 8の反応速度が向上する効果を奏する。

仕切リ部材を有する製造装置により一酸化け、素蒸着材料を製造すると、原料室で発生するスブラッシュ現象により生じる未反応微粉は仕切り部材に除去されて、析出室 2の析出基体 6へ飛来するのを防止することができる。

従って、析出基体 6には、金属不純物の少ない一酸化けい素が均一に付着して、すなわち Fe、 Al、 Ca、 Cu、 Cr、 Mn、 Mg、 Ti、 Ni、 P、 As、 Cd、 Hg、 Sb、 Pbの合計が 50ppm以下の高純度の一酸化けい素蒸着材を形成できる。実施例

実施例 1

金属け、素粉末には半導体用シリコンゥェ一ハを機械的に破砕した Si粉末を用い、市販の二酸化けい素粉末と種々の割合で配合し、純水を用いて湿式造粒を行った。造粒原料を乾燥して混合造粒体を得た。

図 1に示す製造装置において、原料容器 4に原料として、混合造粒体を詰め、加熱前の真空お気で圧力 O.lPa程度の真空状態とし、その後、真空室 3の加熱源 5に通電して、原料室 1内を真空排気しながら 800〜1200°Cに加熱 .維持し、その中に原料を 2時間保持して脱ガス処理を行った。

ここで脱ガスが完了し、所定の真空度に保持されていることを確認して、再び昇温し始め、真空排気しながら、室温を 1300~1400°Cまで昇温して反応を開始した。反応時は、原料から気体一酸化けい素が大量に発生するので、室温の圧力は自然と上昇した。反応時の圧力は、 60〜100Pa程度となった。

発生した気体一酸化けい素は、原料室 1から上昇して析出室 2に入り、ここで析出基体 6に蒸着した。このようにして一酸化けい素蒸着材料を得た。 . なお、金属けい素粉末と二酸化けい素粉末の平均粒度は、比較例を含めて 0.8μπ！〜 50μπιの範囲で変化させ、また混合割合のモル比は 0.86~1.0の範囲で種々配合した。

上記原料の金属けい素と二酸化けい素の粉砕は、ボールミルなどで行うが、粉砕後に篩で平均粒径を揃えておく。また、例えば、ボールミルによる粉砕時間と平均粒径の関係を予め測定しておけば、粉砕時間による管理で所要の平均粒径を得ることができる。

得られた一酸化けい素蒸着材料中の未反応のけい素及び二酸化けい素の存在については、 X線回析でピークが存在するか否かで判断できる。この泉回析で調べた結果、原料粉末の平均粒径が Ιμπι以上では、けい素及び二酸化けい素の X線でピークはほとんどなく、 5um以上では全くなかった。また、原料粉末の粒径は、堀場レーザ解析散乱式粒度分布測定装置 LA-700(商品名)を使って測定した。これらの試験結果を表 1に示す。

表 1の試験結果より、本発明の実施によるものは、反応率は全て 90%以上あリ、比較例の試料 Νο.10、 11に比べ高いことがわかる。特に、原料の粒径とモル比の両方の条件を備えた本発明試料 No.7~9の反応率は、格段に高いことが分かる。

No. 原料混合反応率 (％)

(μηι) モル比析出量/原料

1 1 1 90

2 10 1 93

本 3 40 1 90

4 50 0.9 91

5 50 0.95 96

6 50 0.98 93

明 7 8 0.93 97

8 20 0.95 99

9 30 0.99 95

比 10 0.8 0.86 70

較

例 11 50 1 82 実施例 2

他の製造過程において発生するスクラップの半導体用シリコンゥエーハを機械的に破砕したけ、素粉末 (平均粒径 ΙΟμπι)と、市販の二酸化け、素粉末 (平均粒径 ΙΟμπι)とをモル比 (二酸化けい素/金属けい素)で 1で配合し、純水を用いて湿式造粒を行った。造粒原料を乾燥して混合造粒体を得た。

図 1に示す製造装置において、原料容器 4に原料として、混合造粒体を詰め、加熱前の真空排気で圧力 O.lPa程度の真空状態とし、その後、真空室 3の加熱源 5に通電して、原料室 1内を真空排気しながら 800~1200°Cに加熱.維持し、その中に原料を 2時間保持して脱ガス処理を行った。

ここで脱ガスが完了し、所定の真空度に保持されていることを確認して、再び昇温し始め、真空排気しながら、室温を 1300~1400°Cまで昇温し反応を開始した。反応時は、原料から気体一酸化けい素が大量に発生するので、室温の圧力は自然と上昇した。反応時の圧力は、 60~100Pa程度となった。

発生した気体一酸化けい素は、原料室 1から上昇して析出室 2に入り、ここで析出基体 6に蒸着した。このようにして一酸化けい素蒸着材料を得た。

得られた一酸化けい素蒸着材料の嵩密度をアルキメデス法で測定した。又、硬さは蒸着材料を研磨した後、ピツカ一ス硬さ試験機 (商品名:ァカシ製 MVK- GI型)によリ試験荷重 200gで測定した。

比較例として、実施例 2の方法から 800~1200°Cに加熱する工程を省略し、その他は実施例 2と同様の方法で一酸化けレ、素蒸着材料を得た。

さらに、得られた一酸化けい素蒸着材料を用いて、真空蒸着を行いスプラッシュの発生状況を調べた。これらの結果を表 2に示した。 No. 脱ガス温度硬さスプラッシュ °C (g/cm3) (Hv) 本 1 800 2.12 530 〇まれに発生

2 1000 2.19 600 ◎観察されず明 3 1200 2.23 680 ◎観察されず it 4 1.95 470 X激しく発生較

例 5 1.92 490 △時々発生

実施例 3

他の製造過程にお、て発生するスクラップの半導体用シリコンゥェ一ハを機械的に破砕したけ、素粉末 (平均粒径 ΙΟμπι)と、市販の二酸化け、素粉末 (平均粒径 ΙΟμιη)とをモル比 (二酸化けい素/金属けい素)で 1で配合し、純水を用いて湿式造粒を行った。造粒原料を乾燥して混合造粒体を得た。

図 2に示す製造装置において、原料容器 4に原料として、混合造粒体を詰め、加熱前の真空排気で圧力 O.lPa程度の真空状態とし、その後、真空室 3の加熱源 5に通電して、原料室 1内を真空排気しながら 800~1200°Cに加熱.維持し、その中に原料を 2時間保持して脱ガス処理を行った。

ここで脱ガスが完了し、所定の真空度に保持されていることを確認して、再び昇温し始め、真空排気しながら、室温を 1300~1400°Cまで昇温して反応を開始した。反応時は、原料から気体一酸化けい素が大量に発生するので、室温の圧力は自然と上昇した。反応時の圧力は、 60~100Pa程度となった。発生した気体一酸化けい素は、原料室 1から上昇して析出室 2に入り、ここで析出基体 6に蒸着した。このようにして一酸化けい素蒸着材料を得た。

仕切リ部材には、直径 304mm、厚さ 10mmの上下仕切リ板の外周寄りに 8個の直径 30mmの気体流通孔を板中心から 107mmの円周上に配設した上下仕切リ板を 10mmの間隔で上下に対向し、かつ各板の気体流通孔の孔位置を板の円周方向にずらしたものを使用した。

得られた複数の一酸化けい素蒸着材料から、それぞれ試料を採取し、各試料に対し ICP発光分析法、原子吸光光度法、吸光光度法により金属不純物の分析を行った。その結果を表 3に示した。

表 3の試験結果よリ、この発明の実施による試料 No.l~5の金属不純物濃度は、全て合計で 50ppm以下であることがわかる。特に、上下に配置した 2枚の仕切リ板からなる仕切リ部材を使つた装置により、作られた試料 No.4と 5の金属不純物濃度は、 35ppm台以下である。これに対し、仕切リ部材のない従来装置で作られた比較例の試料 No.6~9の金属不純物濃度は、全て合計で 120ppm 台以上である。

この結果から、この発明の実施による仕切り部材を用いることにより、一酸化けい素蒸着材料の金属不純物を低減する効果が顕著であることがわかる。また、この発明の実施により製造された一酸化けい素蒸着材料は、金属不純物の含有量が著しく低減しておリ、食品や医薬品等の分野で包装用材料として使用するのに最適の蒸着材料であることがわかる。 NO. 金属不純物濃度 (ppm)

Fe Al Ca Cu Cr Mn Mg Ti Ni P As Cd Hg Sb Pb

1 15 9 2 .1 1 4 4 1 1 く 5 ぐ 0.5 ぐ 0.1 ぐ 0.01 ぐ 5 ぐ 0.5 49.11 本 2 14 9 1 1 1 4 4 1 1 ぐ 5 ぐ 0.5 ぐ 0.1 < 0.0.1 ぐ 5 ぐ 0.5 47.11

3 13 9 1 1 1 4 2 1 1 ぐ 5 ぐ 0.5 . ぐ 0.1 ぐ 0.01 <5 ぐ 0.5 44.11 明 4 8 5 1 1 1 3 3 1 1 ぐ 5 ぐ 0.5 ぐ 0.1 ぐ 0.01 ぐ 5 く 0.5 35.11

C

5 8 4 1 1 1 3 2 1 1 <5 ぐ 0.5 ぐ 0.1 ぐ 0.01 < 5 ぐ 0.5 33.11

6 23 60 6 3 3 5 12 1 1 6 0.7 ぐ 0.1 0.01 6 < 0：5 127.31 比

7 35 80 5 2 2 5 14 2 1 7 0.7 0.2 0.02 7 0.5 161.42

8 33 70 7 2 3 4 9 2 1 5 0.8 < 0.1 0.01 5 ぐ 0.5 142.41 例

9 39 90 9 3 3 4 9 1 1 9 0.7 < 0.1 0.02 5 ぐ 0.5 174.32

産業上の利用可能性

この発明は、原料粉末の粒度と混合割合のいずれか一方又は両方の条件を所定範囲に揃えることで、高品質の一酸化けい素蒸着材料を効率良く製造することができる。

この発明により、一酸化けい素蒸着材料を製造する際、原料室において、一酸化けい素が発生する前の低い温度で、原料の脱ガス処理を施すことにより、高嵩密度，高硬度で優れた品質の一酸化けい素蒸着材料を得ることができる。そして、ガスバリア性のけい秦酸化物蒸着膜を形成する際にスプラッシュ現象を抑制し得るので、この発明による一酸化けい素蒸着材料を使えば、優れたガスバリア性を備えた包装材料を作ることができる。

この発明による原料室と析出室との間に、仕切リ部材を有する真空蒸着法による製造装置によれば、原料室で発生するスプラッシュ現象により生じた未反応微粉が析出室へ侵入するのを阻止して、人体に有害な金属不純物の少ない高純度の一酸化けい素蒸着材料が得られる。従って、この発明による一酸化けい素蒸着材料を使えば、食品や医療品 ·医薬品等用として高い基準で要求される不純物量が極めて少な、高品質を備えた包装材料を提供できる。

Claims

請求の範囲

1. 平均嵩密度が 2.0g/cm³、かつビッカース硬さが 500以上である一酸化けい素蒸着材料。

2. 金属不純物の合計が 50ppm以下である一酸化けい素蒸着材料。

3. 平均嵩密度が 2.0g m³、かつビッカース硬さが 500以上で、金属不純物の含有合計が 50ppm以下である一酸化けい素蒸着材料。

4. 金属け、素粉末と二酸化け、素粉末との混合造粒体または固体一酸化け、素原料を、真空雰囲気で 800~ 1200°Cに 0.5〜4.0時間保持する脱ガス処理工程、脱ガス処理後に該原料を昇温して気体一酸化けい素を発生させる昇華工程を含む一酸化け ^、素蒸着材料の製造方法。

5. 金属けレ、素粉末と二酸化け、素粉末との混合造粒体または固体一酸化けい素原料を、昇温して気体一酸化けい素を発生させる昇華工程後に、昇華ガスを多孔通路内に導入通過させて未反応微粉を除去する工程を含む一酸化けレ、素蒸着材料の製造方法。

6. 金属け、素粉末と二酸化け、素粉末との混合造粒体または固体一酸化けレ、素原料を、真空雰囲気で 800~ 1200°Cに 0.5~4.0時間保持する脱ガス処理工程、脱ガス処理後に該原料を昇温して気体一酸化けい素を発生させる昇華工程、昇華ガスを多孔通路内に導入通過させて未反応微粉を除去する工程を含む一酸化け、素蒸着材料の製造方法。

7. 平均粒度が Ιμπ！〜 40μπιの範囲にある金属けレ、素粉末と二酸化け、素粉末を混合造粒体となす工程を含む一酸化け、素蒸着材料の製造方法。

8. 混合割合がモル比 (二酸化け、素/金属けレ、素)で 0.90 0.99の範囲である金属け、素粉末と二酸化け、素粉末を混合造粒体となす工程を含む一酸化け、素蒸着材料の製造方法。

9. 平均粒度が Ιμπ！〜 40μπιの範囲にあり、混合割合がモル比 (二酸化け、素/金属けレ、素)で 0.90〜0.99の範囲である金属け、素粉末と二酸化けレ、素粉末を混合造粒体となす工程を含む一酸化け、素蒸着材料の製造方法。

10. 混合造粒体の平均粒径が l~30mmである請求項 7~9のいずれかに記載の一酸化けレ、素蒸着材料の製造方法。

11. 平均粒度が Ιμπ！〜 40μπιの範囲にある金属け、素粉末と二酸化けレ、素粉末の混合造粒体からなる一酸化けい素蒸着材料の製造用原料。

12. 混合割合がモル比 (二酸化けい素/金属けレ、素)で 0.90〜0.99の範囲である金属けレ、素粉末と二酸化け、素粉末を混合造粒体からなる一酸化けい素蒸着材料の製造用原料。

13. 平均粒度が Ιμπ！〜 40μπιの範囲にあり、混合割合がモル比 (二酸化けレ、素/金属けヽ素)で 0.90〜0.99の範囲である金属け、素粉末と二酸化け、素粉末を混合造粒体からなる一酸化けい素蒸着材料の製造用原料。

14. 真空蒸着装置において、一酸化けい素蒸着材料の製造用原料の昇華工程が行われる原料室と蒸着工程が行われる析出室との間に、昇華ガスを多孔通路内に導入通過させて未反応微粉を除去するための多孔通路手段を配置した一酸化け、素蒸着材料の製造装置。

15. 多孔通路手段が、複数の気体流通孔を穿孔した単板又は単板を所定間隔を介して積層した仕切り板からなる請求項 14に記載の一酸化けレ、素蒸

16. 多孔通路手段が、多孔質材料の単板又は単板を所定間隔を介して積層した積層体からなる請求項 14に記載の一酸化けい素蒸着材料の製造装