(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法であって、
０．５〜１．５バールの圧力範囲における圧力環境下で、作動ガス（３）を励起領域を
通過させることによって、低温プラズマのプラズマビームを発生させ、
１０から５０，０００ナノメートルの範囲の平均厚さ（Ｈ）を有し、１０から２０００
の範囲の形状ファクター（Ｆ）を有する板状粒子（１０）が、基板（２０）に対して照射
したプラズマビーム（２）の中へ供給されることを特徴とする方法であって、
前記プラズマビーム（２）が、５００Ｖから１５ｋＶの電圧範囲でかつ１０ｋＨｚから
１００ｋＨｚの周波数範囲の交流電圧又はパルス状直流電圧によって、前記作動ガス（３
）を励起することによって発生されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法であって、
前記板状粒子（１０）を、キャリアガス（１４）によって、プラズマビーム（２）の中
へ供給することを特徴とする、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法であって、
前記キャリアガス（１４）の体積流量が１ｌ／ｍｉｎから１５ｌ／ｍｉｎの範囲であり
、前記キャリアガス（１４）の圧力が０．５バールから２バールの範囲であることを特徴
とする、方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法
であって、
被覆（１９）を塗布している間に、プラズマビーム（２）および基板（２０）が、少な
くとも相対的に時々動かされることができることを特徴とする、方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法
であって、
前記板状粒子（１０）を、前記プラズマビーム（２）が進行する方向を横断して、前記
プラズマビーム（２）の中へ供給することを特徴とする、方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法
であって、
前記プラズマビーム（２）が、９００℃未満の前記プラズマビーム（２）の中心（コア
）領域（１７）のガス温によって発生されることを特徴とする、方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法
であって、
金属で形成された板状粒子（１０）を、前記プラズマビーム（２）の中へ供給すること
を特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法であって、
前記金属が、アルミニウム、亜鉛、スズ、チタン、鉄、銅、銀、金、タングステン、ケ
イ素、又はそれらの合金もしくは混合物からなる群の中から選択されたものであることを
特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか一項に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法
であって、
金属以外の非金属板状粒子（１０）が、酸化物、炭化物、水酸化物、炭酸塩、塩化物、
フッ化物、又はそれらの混合物からなる群から選択されるいずれかを含み、前記金属以外
の非金属板状粒子（１０）を、前記プラズマビーム（２）の中へ供給することを特徴とす
る、方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法
であって、
前記板状粒子（１０）が、更なる層によって、少なくとも部分的に追加的な被覆を施さ
れていることを特徴とする、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方法であって、
前記更なる層が、ポリマーで形成されることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の基板（２０）上に被覆（１９）を塗布する方
法であって、
前記基板（２０）が、金属、木材、プラスチック、ガラス、セラミック、又は紙からな
る群から選択されることを特徴とする、方法。
【請求項１３】
ガスによって誘導された低温プラズマのプラズマビーム（２）を使用して、基板（２０
）上に被覆（１９）を塗布するための、１０から５０，０００ナノメーターの範囲の平均
厚さＨ、及び、１０から２０００の数値範囲の形状ファクターＦを有する板状粒子（１０
）の使用であって、０．５〜１．５バールの圧力範囲における圧力環境下で、５００Ｖか
ら１５ｋＶの電圧範囲でかつ１０ｋＨｚから１００ｋＨｚの周波数範囲の交流電圧又はパ
ルス状直流電圧によって、作動ガス（３）を励起することによって、低温プラズマのプラ
ズマビーム（２）を発生することを特徴とする、前記板状粒子（１０）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にコーティング（被覆）を塗布するための方法および装置に関する。特に、本発明においては、作動ガスを励起領域を通過させることによって、低温プラズマのプラズマビームを発生させることを特徴とする。
【０００２】
更に、本発明は、板状粒子の使用に加えて、基板上に少なくとも粒子間で部分的に融合した板状粒子で形成されたコーティングに関する。
【背景技術】
【０００３】
基板上に被覆層を形成することは、ずっと以前から知られており、経済的に関心の高いものである。加工技術のための部分的な減圧条件や超高速または（超）高温の条件のような、複数の異なる方法が使用されている。
【０００４】
公知の方法としてプラズマスプレー法があり、プラズマスプレー法においては、単一のガス又はガスの混合物の気流をプラズマバーナーの電気アークを通過させることによって、イオン化する。イオン化の間、２０，０００Ｋまで昇温して伝導ガスを発生させる。このプラズマビーム中に、通常、５〜１２０μｍの粒度分布を有する粉末が注入され、粉末は、高いプラズマ温度のために溶融状態になる。プラズマビームは、粉末粒子を輸送し、コーティングしようとする基板上に粉末粒子を塗布する。プラズマスプレー法を用いるプラズマコーティングは、常圧下で行うことができる。
【０００５】
粉末を溶融させ、それによって、層として堆積させることができるようにするためには、１０，０００℃以上の高いガス温が必要である。したがって、プラズマスプレー法は、非常にエネルギーを必要とする方法であり、基板上に安価にコーティングを施すためには、そう頻繁に使用できない方法である。更に、高温を発生させるために、複雑な装置の使用が必須である。高温のために、ポリマーフィルム及び／又は紙のような温度感受性及び／又は極めて薄い基板の上にコーティングを施すことはできない。高温によるエネルギーのため、それらの基板を損傷させてしまうからである。表面上に堆積した層が十分な接着力を持つことを確実にするために、部分的に込み入った前処理段階が必要となる。更に、プラズマコーティングの間、使用される粒子は、高温で投入されなければならず、そのため、前記粒子として特に金属粒子を使用する場合には、少なくとも部分的に酸化される可能性があるという不利もある。特に、例えば、所望とする金属層を堆積させるためには、導電性の流路又は腐食保護を使用しなければならないという欠点がある。
【０００６】
これらの理由によって、基板上に被覆層を生成するために、低温プラズマとも称される、所謂、大気中冷温プラズマを使用する方法が発展された。これらの方法において、当業者に公知の方法は、大気条件下で冷温プラズマビームを発生させ、前記プラズマビーム中に粉末を導入することの結果として、基板上に粉末を堆積させるというものである。
【０００７】
特許文献１は、基板上にコーティングを施す一般的な方法を開示しており、当該方法においては、大気条件下において励起領域を通して作動ガスを導入することによって、低温プラズマのプラズマビームを発生させる。モノマー化合物からなる前駆体材料は、作動ガスから分離されたプラズマビーム中に供給される。不安定な前駆体材料については、比較的低温のプラズマビーム中へのその供給は、励起領域の下流位置で行われる。これによって、２００℃以下の温度でのみ安定な前駆体材料による基板のコーティングが可能となる。
【０００８】
この方法の欠点は、モノマー化合物がプラズマ中に供給される前駆体材料として実際に使用される点であり、３００〜４００ｎｍ／ｓという、比較的低い堆積速度においてのみ、その反応は成し遂げられるということである。粉末状出発材料を用いる好適な方法で達成される堆積速度と比較して、１００μｍのオーダーの大きさの粒子を用いた場合においてさえも、これらはファクターにして、１０〜１０００ほど小さいものにすることができる。したがって、工業的規模におけるコーティングは、この方法では不可能である。
【０００９】
特許文献２は、低温プラズマのプラズマビームを使用する、基板表面をコーティングするための更なる方法を開示しており、当該方法は、粉末搬送装置の手段によって、０．００１〜１００μｍのサイズの微細な粒子を供給することによってコーティングを形成することが可能である。熱プラズマを回避する目的で、大気圧下におけるプラズマビームの中心（コア）部分の温度が９００℃未満の低温プラズマが用いられる。上記事情にも関わらず、発生させるプラズマビームのコアの温度が最高２００００℃までの高温プラズマの使用が、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許第ＥＰ１２３０４１４Ｂ１号公報
【特許文献２】欧州特許第ＥＰ１６７５９７１Ｂ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
例えば、セラミック材料や高融点金属のような高い融点を持つ材料から作られた粉末は、プロセス中で溶融させることができないという欠点がある。プラズマビームの速度が高すぎると、プラズマのホットゾーン（ｈｏｔ  ｚｏｎｅｓ）における粉末の小粒子の滞留時間が、該粒子が完全な溶融状態に達するためには不十分になる。このため、高融点を持つ材料（例えば、銀、銅、ニッケル、鉄、チタン、タングステン）の場合には、メルトオンが発生し、必要に応じて粒子の表面上に極性の層が形成され、該層中では粒子は殆ど初期の大きさで一緒に付着している。したがって、本発明の方法は、スズや亜鉛のような低融点金属を用いて基板をコーティングするための迅速かつ卓越した方法である。
【００１２】
本発明の課題は、基板上にコーティング（被膜）を形成するための一般的方法を提供することである。本発明の方法においては、特にメルトオン、原子または分子の結合の会合、凝集分解、及びコーティング材料の原子化のために必要な反応エネルギーを減少でき、その結果、特に高融点のコーティング材料を用いても、完璧なコーティング（flawless coating）を行うことが可能である。更に、本発明の方法を実施するための装置および当該方法によって得られるコーティングには、利点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の課題は、平均厚さＨが１０から５００００ナノメーターで、形状ファクターＦが１０から２００００の板状粒子が、基板に直接照射されるプラズマビームの中に供給されることによって解決される。
【００１４】
板状粒子は、平均厚さＨが５０から５０００ｎｍ、好ましくは１００から２０００ｎｍの独立した材料である。
【００１５】
１０個の板状粒子の正確な平均厚さの決定は、水被覆率（ＤＩＮ５５９２３の拡張法）の手段、及び／又は、走査型電子顕微鏡（ＲＥＭ）の手段によって実施される。
【００１６】
板状粒子の平均厚さＨが１０ｎｍよりも小さい場合には、ブラズマビーム法による粒子の完全な堆積は、もはや保証されない。階層的に覆うことを目的とする限りにおいては、板状粒子が薄くなるほど、その透過率は増大するため、コーティング粉末による被覆力は減少する。形状ファクターは、板状粒子の縦方向の平均長さＤと平均厚さＨとの比として定義される。平均厚さＨが１０ｎｍで形状ファクターが１０の板状粒子が、本発明による方法に使用される場合、該粒子は縦方向の平均長さＤとして０．１μｍを持つ。平均厚さＨが５０．０００ｎｍで形状ファクターが１０の板状粒子が、本発明による方法に使用される場合、該粒子は縦方向の平均長さＤとして５００μｍを持つ。粒子の所望とする縦方向の長さは、それぞれのコーティングの目的によって、かなり異なる。高い形状ファクターと共に、できる限り低い平均厚さＨを同時に有する場合、板状粒子の基板上へのより良い配向での堆積は保証される。このことは、表面へのペイントコーティングにおいて、高い関心事となっている。
【００１７】
プラズマビーム中への板状粒子の供給は、特に、プラズマビームの出口に隣接して配置されたビーム発生器の供給開口を経由した供給は、気体状態で必ずしも行う必要はなく、液体状態または固体状態でも行うことができる。しかしながら、板状粒子がキャリアガスを用いて供給される場合には、特に有利である。板状粒子とキャリアガスとで構成される混合物を発生させるために、ビーム発生器の供給開口は、渦巻き気流チャンバーと、経路を介して接続される。渦巻き気流チャンバーは、閉じられた容器であるように設計されており、板状粒子によって最大時には最大充填レベルまで充填される。板状粒子は、加圧下でキャリアガスを用い、少なくとも１つのガス供給口を経由して、特に周期的な間隔で該キャリアガスによる吹き込みを受ける。これによって、板状粒子は、キャリアガスとともに混合物として渦巻き状に一緒に流れて、渦巻き気流チャンバーの最大充填レベルの上に配置された出口の少なくとも１つを通過して、容器からビーム発生器の供給開口の方向へ出ていく。渦巻き気流チャンバー中の板状粒子に対する、キャリアガスを用いた周期的な吹き込みは、１Ｈｚから１００Ｈｚの範囲の周波数を用いて行われる。特に、板状粒子は、いくつかのガス導入口を通過させたキャリアガスによって時間内に首尾よく吹き込みを受ける。該ガスの導入口は、板状粒子の通常利用可能なストック中へ直接、（キャリアガスを）導入することができる。該粒子中へのキャリアガスの、この好ましい中間的な吹き込みに加えて、該粒子の表面にキャリアガスが当たるように、渦巻き気流チャンバー中の粒子の最大充填レベルの上に、ガス導入口を配置することも可能である。
【００１８】
プラズマビームは、０．５〜１．５バールの範囲の圧力下で発生させるが、より好ましくは大気圧条件下で発生させる。次に、大気圧プラズマについて説明する。
【００１９】
板状粒子を用いる場合、優れた特性を有する層が、高い融点を持つ金属および非金属の両方について得られるのは、全く驚くべき結果である。球状粒子に比較して、板状粒子が高い比表面積であるのは、おそらく、その極めて優れた特性の原因であると考えられる。
【００２０】
本明細書においては、基本に準拠して、比表面積が外表面を規定し、比表面積積は、板状粒子１ｋｇ当たりの表面として、以下のように規定される。
ＳＭ＝表面／重量  ［ｍ２／ｋｇ］
粒径ｄｐを有する理想的な球については、その比表面積は、以下のように表される。
ＳＭ＝６／ｄｐ×ρ  ［ｍ２／ｋｇ］
【００２１】
ナノ粒子は、マクロな材料と比較して融点が低いことが文献において知られている。このようなナノ粒子は、その体積に比較して、大変大きな表面を有している。このことは、そのようなナノ粒子については、その表面上に大きな粒子よりも、非常にたくさんの原子が存在することを意味している。粒子の中心における原子よりも、粒子の表面の、（他のものとの間で）結合を形成していない原子の方が、とても反応性が高い。したがって、それら（粒子の表面上の原子）は、マクロな粒子よりもそれらの内的環境において粒子間で相当に強く相互作用することができる。本発明において用いられる板状粒子は、同じ重量の球状粒子と比較して、明らかに増大した表面を持つ。半径１μｍの球状粒子の表面は、同じ重量の厚さ０．０１μｍの板状粒子と比較して、前記ファクターが３０だけ大きい。基本的に粒子の表面がプラズマと反応するので、この拡大した表面が、粒子のよりよい融解挙動をもたらす原因になっていると、現在のところ考えられる。
【００２２】
そのため、より高い融点の金属およびセラミックの粒子も又、大気圧下の低温プラズマを用いる本発明による方法によって、より低いエネルギーで溶融でき、表面上に層として堆積できる。
【００２３】
板状粒子の拡大した表面は、粒子と基板との間だけでなく、堆積した粒子どうしの間での結合を高める。
【００２４】
板状粒子の更なる利点は、同じ重量の球状粒子と比較して、特に、大きな表面を有していることであり、コーティングすべき基板をより効果的に被覆できることである。したがって、特にコーティングを被覆するために、本発明のコーティング方法は、より少ないコーティング材料で行うことができる。
【００２５】
更に、板状粒子の使用は、とても微細な球状粒子を用いる場合に存在する爆発の危険が減少するので、プロセスの安全性を高める。粒子が板状形状であるために、プラズマビーム中における粒子のより良い搬送が、更に達成される。
【００２６】
平均厚さＨが１０μｍ未満の板状粒子では、プラズマビーム法による粒子の欠陥のない堆積は、もはや保証されない。所望とする層形成（stratification）の被覆に関する限り、コーティングの被覆力は、上記のように薄い板状粒子では高い透過率のために減少する。
【００２７】
形状ファクターは、板状粒子の縦方向の平均長さＤと平均厚さＨとの比として定義される。本発明の方法において、平均厚さＨが１０ｎｍで形状ファクターが１０の板状粒子が使用される場合、該粒子の縦方法の平均長さＤは、０．１μｍである。本発明の方法において、平均厚さＨが５０．０００ｎｍで形状ファクターが１０の板状粒子が用いられる場合、該粒子の縦方向の平均長さＤは、５００μｍである。
【００２８】
粒子の縦方向の所望とする平均長さは、それぞれのコーティングの目的に応じて、かなり異なる。高い形状ファクターで、かつ、可能な限り小さい平均厚さＨを持つ粒子では、基板上への板状粒子のより良く配向した堆積が保証される。これは、表面へのペイントコーティングのための、特別な関心事である。
【００２９】
厚さの分布は、本発明による板状粒子の特徴としての重要なパラメーターを表わす。厚さの分布を決定することに関して、先行技術には、その数値を容易に決定できる測定機器は存在しない。それゆえ、ＲＥＭ−（走査型電子顕微鏡）で板状粒子の統計的に十分に大きな数の厚さの決定が、既定の方法で決定される。通常、大体５０から１００個の粒子が測定される。そうするために、粒子は例えば、ワニス塗料中に分散され、後者（ワニス塗料）は続いてフィルム上に塗布される。板状粒子を含有するワニス塗料を用いてコートされたフィルムは、次に、ワニス塗料を通過して切断するための適当な道具を用いて切断される。続いて、こうして作成されたフィルムは、切断した表面に対して垂直な観測方向でＲＥＭに入れられる。このようにして、粒子は側面から拡大した範囲を観測され、その厚さは容易に決定される。これに関連して、その決定は、配送されるソフトウェアパッケージのような好適な手段を既定として用い、製造業者によるＲＥＭ装置を既定として用いることによる対応する限定をマークすることで達成される。例えば、その決定には、ツァイス（ＺＥＩＳＳ）社（ドイツ国）が市販しているＬＥＯシリーズのＲＥＭ装置、及びソフトウェアＡｘｉｏｖｉｓｉｏｎ４１６（ツァイス社製、ドイツ国）を用いて行うことができる。板状粒子の厚さ分布は、均一ではない。厚さの分布は、累積サイズ分布曲線を形成することによって、好適に表わすことができる。厚さｈ５０の値は、累積サイズ分布曲線の平均値として使用できる。つまり、全粒子の５０％は、この値と同じか、又は、この値よりも小さな厚さを有する。あるいは、厚さの分布は、Ｈ１０やＨ９０という値を用いることによっても、特徴付けることができる。
【００３０】
板状粒子は、キャリアガスを用いて、プラズマビーム中に好適に供給される。プラズマビーム中への板状粒子の供給は必須であるが、ガス状態で行われることは必須ではなく、液体状態または固体状態でも行うことができる。キャリアガス（１４）の体積流量は、好ましくは、１（ｌ／ｍｉｎ）から１５（ｌ／ｍｉｎ）の範囲であり、圧力は０．５バールから２バールの範囲である。
【００３１】
９００℃未満のガス温でプラズマビームの中心（コア）領域への、板状粒子の均一な供給は、好ましくはプラズマビームの進行方向に対して直角に行われる。
【００３２】
そのような板状粒子は、様々な方法で作成することができる。材質が金属か、例えばセラミックや酸化物材料のような非金属かによって、粒子の作成には異なる方法が用いられる。
【００３３】
金属の板状粒子の作成は好ましくは、粉末、特に金属粉末の機械的破砕の手段によって行われる。機械的破砕は通常、ミル中で行われるが、特にアジテーター（agitator）やボールミル（ball mill）、エッジミル（edge mill）、ドライボールミル（drum ball mill）、ロータリーチューブボールミル（rotary tube ball mill）などの中で行われる。
【００３４】
機械的加工は、一般に湿式粉砕を通して行われる。すなわち、溶媒と一緒に粉末グラインドを通すことによって行われる。特に揮発油（white-spirit）のような溶媒や潤滑剤の存在下および／またはオレイン酸やステアリン酸などの分散添加剤の存在下で行われる。前記加工は、粉砕用物体の存在下で行われる。該粉砕用物体としては、通常、粉砕用ボールが用いられ、該粉砕用ボールの直径は、通常、０．１〜１０ｍｍの範囲、好ましくは、０．２〜４．０ｎｍの範囲である。該粉砕用物体は、一般に、セラミック、ガラス、又はスチールなどの金属で形成されている。好ましくは、スチール製のボールが、粉砕用物体として使用される。そのような加工は、例えば、ＤＥ１０２００７０６２９４２Ａ１に記載されており、その記載内容は参照として本明細書に組み込まれる。
【００３５】
本発明による金属製の板状粒子を得るためには、使用される粉末は、好ましくはサイズが分類され、次に、０．５から２００μｍの範囲のＤ５０値を持つ粒径分布の板状粒子を得ながら、機械的加工を行う。サイズの分類は、例えば、インフラサイザー（infrasizer）、サイクロン（cyclone）や、篩（sieve）や、その他の公知の器具を用いて行われる。
【００３６】
この方法のために、金属粒子は、分散した粒子の形態で測定できる。入射するレーザー光の散乱は、様々な空間的方向で記録され、製造業者の製品であるＣＩＬＡＳ測定器を用いて、フロインホーファー解析理論（Fraunhofer diffraction theory）によって、評価される。この方法においては、粒子は、球として数学的に取り扱われる。したがって、決定された直径は、常に相当する球の直径と対応付けられ、金属粒子の実際の形態とは関係なく、全ての空間方向に平均化されて評価される。大きさの分布は、（同じ球状直径に関する）体積平均値の形で計算され決定される。この体積平均サイズ分布は、とりわけ累積的サイズ分布曲線として表すことができる。累積サイズ分布曲線は、その結果、例えば、Ｄ５０又はＤ９０値などの特定の特性値による簡易化法によって最も特徴付けられる。Ｄ９０値は、全粒子の９０％が特定の値未満であることを意味している。言い換えれば、全粒子の１０％が特定値よりも大きいことを意味している。Ｄ５０値は、全粒子の５０％が特定値未満であり、全粒子の５０％が特定値よりも大きいことを意味している。
【００３７】
本発明の更なる態様によれば、粉末は初めに粉砕され、そのため、Ｄ５０値が１〜１５０μｍの範囲のサイズ分布の、本発明による板状粒子を得るために、（粒子の）サイズ分類がなされる。更に好ましい態様によれば、サイズ分布は１．５μｍから１００μｍの間である。更に望ましい態様によれば、サイズ分布は、２μｍから５０μｍの間である。
【００３８】
これに関連して、金属の純度のグレードは、金属、合金又はその混合物の全重量に対して、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上、望ましくは９５重量％以上である。板状粒子の形成のためには、金属、金属の混合物、又は合金は、例えば、加熱によって溶融され、続いて、噴霧機（atomization）すなわち回転式の粉末への転換機を通過させることによって行うことができる。このような方法によって生成された金属粒子は、例えば１から１００μｍの範囲の、好ましくは２から８０μｍの範囲の、平均値（Ｄ５０値）で粒子サイズ分布を有する。
【００３９】
非金属層が基板上に塗布される場合、好ましくは、非金属板状粒子のコーティングプロセスが使用される。この場合、完全に酸化された出発材料でも、部分的に酸化された出発材料でも、用いることができる。これらの出発材料は、金属板状粒子の標的酸化によって生成できる。この酸化（法）は、当業者に公知の全ての方法で行うことができる。更なる酸化は、特に酸素含有プラズマ中で行うことができ、既定では、結合させるためのエネルギー量に依存して、コーティング材料に応じて行われる。必要な場合には、作動ガス中の酸素含量を設定することによって、酸化を制御して行うことができる。
【００４０】
金属粒子は、気相酸化によって、及び／又は、液相酸化によって、酸化できる。好ましくは、酸化は、液体中又はガス気流中の燃焼の手段によって、行われる。
【００４１】
酸化が液相すなわち液体中で行われる場合、これは好ましくは、粉末が液相すなわち液体中で第一に分散されるような様式で起こる。これは、付加的な（補助的な）材料の添加の有無、及び、エネルギーを供給するか否かに関わらず、行うことができる。好ましくは、分散は、付加的な（補助的な）材料を添加することなく、撹拌しながら行う。液体は、酸化効果を持たない不活性液体であっても、又は、酸化効果を持ち金属粒子と反応する反応性液体であっても、いずれでもよい。分散後、酸化は、直ちに始まるか、又は、酸化剤及び／又は酸化触媒の添加及び／又は昇温によって始まる。
【００４２】
液体が反応性で金属と反応する場合、（金属粒子の）酸化は（金属粒子を）分散させている間に、すでに始まっていてもよい。酸化反応が直接進行するかどうかは、液体と金属粉末との選択された組み合わせに応じ、更に必要に応じて、触媒の存在に応じて決まる。好ましくは、酸化は、酸化剤及び／又は酸化触媒の添加によって開始される。好ましくは、酸化反応を加速するために、酸化反応中、反応混合物は加温される。酸化剤の例としては、硫酸、過マンガン酸カリウム、過酸化水素、および当業者に公知の酸化剤が挙げられる。酸化触媒の例としては、金属、金属塩、酸、及び塩基が挙げられる。特に、酸および塩基を添加するためには、好ましくは反応混合物が酸化反応に適したｐＨ値であるように調整される。反応を開始した後、金属含有粒子の全重量に対する金属含量が０（ゼロ）から少なくとも９０重量％まで、より好ましくは０（ゼロ）から少なくとも９５重量％まで、望ましくは少なくとも９９重量％まで、反応が続けられる。好ましい実施形態によれば、酸化反応の処理を完了した後、金属酸化物として粒子が得られる。
【００４３】
金属酸化物の含量は、当業者に公知の方法によって実験的に決定できる。酸化反応の間、温度は高められても低められても一定に保たれてもよい。更に、１以上の酸化剤及び／又は酸化触媒の添加をしてもよく、それによって、酸化工程は制御できる。酸化の間、追加の化学反応が引き起こされてもよく、必要に応じて、更なる反応成分及び／又は金属または金属酸化物などの更なる成分が添加され、得られる金属酸化物粒子中に、例えばドーピングとして含有させることができる。
【００４４】
これらの反応パラメーターを選択することによって、金属酸化物粒子の形態（morphology）だけでなく、金属酸化物粒子の化学的および物理的特性が所望とする特性値に調整できる。好ましくは、反応パラメーターは、酸化反応生成物が、プラズマ中に粒子を導入することによって、基板の次なるコーティングを容易にするような性質を有するように及び／又は所望とする更なる応用に有利であるように、調整される。
【００４５】
金属粉末の酸化を導く好ましい化学反応には、以下のようなものがある。
２Ａｌ＋４Ｈ２Ｏ→２ＡｌＯＯＨ＋３Ｈ２
２Ｆｅ＋２Ｈ２Ｏ→２Ｆｅ（ＯＨ）＋Ｈ２
２Ｚｎ＋Ｈ２Ｏ→ＺｎＯ＋Ｈ２
２Ｃｕ＋Ｈ２Ｏ→Ｃｕ２Ｏ＋Ｈ２
【００４６】
これらの酸化反応は、例示として挙げた。正確な化学反応機構を決定することは、しばしば困難なものとなる。更に、金属酸化物の可能な反応機構は例えば、Ｈｏｌｌｅｍａｎｎ、Ｗｉｂｅｒｇ著の無機化学教科書（Ｌｅｈｒｂｕｃｈ  ｄｅｒ  Ａｎｏｒｇａｎｉｓｃｈｅｎ  Ｃｈｅｍｉｅ）、ド  グリューター出版（ｄｅ  Ｇｒｕｙｔｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ）、第１０１版のような文献に記載されている。
【００４７】
酸化後、酸化を行った液体から金属酸化物粒子が分離される。金属酸化物粒子の分離は、反応混合物から液体を速やかに取り除くようなやり方で行うことができる。これは、当業者に熱乾燥として知られている方法、好ましくは、大気中、減圧下で行うことができる。液体の分離は、好ましくは、固体の最初の濃縮後に行われ、簡単な方法、特に濾過の手段によって行われる。
【００４８】
分離の次には、金属酸化物粒子は場合により（追加的に）熱処理（tempering）すなわち追加的温度処理が行われてもよい。焼き戻し（tempering）すなわちこの熱処理の手段によって、特に前述の金属酸化物粒子の化学的な組成及び／又は結晶構造を変化させることができる。このような熱処理の温度は、一般に２００℃以上であるが、融点または分解点よりは低い温度である。（処理）時間は、一般に数分間から数時間の範囲である。例えば、熱処理を通して、水中でアルミニウム金属の粉末を反応させる方法によって生成した水酸化アルミニウムは、水の解離によって、４００℃以上の温度まで加熱し、アルミニウムオキサイドに変換することができる。８００℃から１３００℃の範囲での更なる熱処理をする場合には、アルミニウムオキサイドの結晶構造は、目的とする様式に調整することができる。このようにして、例えば、γ−Ａｌ２Ｏ３は、８００℃よりも高い温度まで加熱されてα−Ａｌ２Ｏ３に変換される。
【００４９】
金属粒子の非金属粒子への変換に加えて、非金属の板状粒子は直接的に生成できる。例えば、結晶性、半結晶性、又はアモルファスな板状粒子が生成できる。例えば、ガラス製の板状粒子は、回転させているカップ型容器の中に溶融したガラスの一筋（beam）を注入することによって生成できる。容器の回転のために、溶融したガラスが薄板形状の容器から渦を巻いて飛び出る。この方法では、該溶融物は固化し、それによって、ガラス製の板状粒子が形成される。
【００５０】
更に、非金属製の板状粒子は、例えば、層状シリケート（ケイ酸塩）のような層状材料の機械的層剥離によって生成できる。
【００５１】
板状粒子は、様々な材料で形成できる。金属粒子の場合、例えば、アルミニウム、亜鉛、スズ、チタン、鉄、銅、銀、金、タングステン、ニッケル、鉛、白金、ケイ素、又はこれらの合金もしくは混合物で形成することができる。本発明の方法の変化形態によれば、アルミニウム、銅、亜鉛、及びスズ、又はこれらの合金もしくは混合物が特に好ましい。非金属粒子の場合、該粒子は、前述の金属又はその他の金属の酸化物もしくは水酸化物で形成されることができ、更に、該粒子は、ガラス又は例えばマイカもしくはベントナイトのようなシリケート（ケイ酸塩）から形成されることができる。更に、該粒子は、カーバイド、シリケート（ケイ酸塩）、及び硫酸塩でも形成できる。本発明の方法のための好ましい粒子を抽出および調製することは、他の方法（例えば、結晶化（再結晶）や吸引などの人為的手段）によっても行うことができる（増殖（breeding）法、又は従来型の採鉱（mining）法および浮遊（floating）法、その他を参照）。該粒子は又、有機または無機の塩であってもよい。更に、該粒子は、ホモポリマー、コポリマー、ブロックポリマー又はプレポリマーの、各純粋な若しくはこれらの混合物でもよく、純粋な有機物、混合結晶、又はアモルファス形態のいずれであってもよい。
【００５２】
該粒子は又、少なくとも２種の材料の混合物から形成されてもよい。更なる態様によれば、該板状粒子は、好ましくは少なくとも１つの被包型コーティング（enveloping coating）を持っている。
【００５３】
例えば、少なくとも単一のコーティングを、腐食保護層としても規定される、腐食に対する保護層とすることができる。
【００５４】
本発明の板状粒子は、例えば、少なくとも１つの金属酸化物層と接触していてもよい。金属酸化物、金属水酸化物、及び／又は、金属酸化物の水和物を用いたコーティングは、沈殿法、ゾル−ゲル法、又は粒子表面の湿式化学的酸化の手段によって、好ましく施すことができる。
【００５５】
金属酸化物コーティングのためには、ケイ素の酸化物、水酸化物、及び／又は、酸化物の水和物、アルミニウム、セリウム、ジルコニウム、イットリウム、クロム、及び／又は、これらの混合物を好ましく使用することができる。
【００５６】
好ましい発展によれば、ケイ素及び／又はアルミニウムの酸化物、水酸化物及び／又は酸化物の水和物が使用される。好ましい最外部（outermost）は、ケイ素の酸化物、水酸化物、及び／又は、酸化物の水和物である。
【００５７】
特に酸化ケイ素の金属酸化物層、及び／又は、アルミニウムオキサイド層の層の厚さは、好ましくは５から１５０ｎｍの範囲であり、より好ましくは１０から８０ｎｍの範囲であり、最も好ましくは１５から５０ｎｍの範囲である。
【００５８】
腐食に対する保護層として、有機ポリマーで作られた保護層も又、適用できる。ポリアクリレート、及び／又は、ポリメタクリレートを含むコーティングが、保護のためには、最も好適である。もちろん、例えば、エポキシド、ポリエステル、ポリウレタン、又はポリスチレン、及び、これらの混合物で構成される合成樹脂コーティングも又、使用できる。
【００５９】
金属酸化物、及び／又は、重合された合成樹脂で構成されたコーティングに代えて又は加えて、所謂、表面不活性層（passivation layer）も又、被覆できる。該表面不活性層の作用機構は、複雑である。阻害剤（inhibitor）としては、立体的な効果が最も大きい。
【００６０】
該阻害剤は、使用された金属粒子の重量に対して、概略１重量％から１５重量％の程度の低濃度で、通常、加えられる。
【００６１】
阻害剤としては、以下のコーティング物質が好ましく使用できる。
・有機的に修飾されたリン酸又はそのエステル、すなわち、一般式Ｒ−Ｐ（Ｏ）（ＯＲ１）（ＯＲ２）（式中、Ｒ＝アルキル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキル、アルキルエーテル、特には、エトキシ化されたアルキルエーテルで、Ｒ１，Ｒ２＝Ｈ，ｎ＝１から１２、好ましくはｎ＝１から６であるＣｎＨ２ｎ＋１、アルキルは枝分かれであっても枝分かれでなくてもよく、Ｒ１はＲ２と同じであっても異なっていてもよい）
・有機的に修飾されたリン酸又はそのエステル、すなわち、一般式Ｒ−Ｏ−Ｐ（ＯＲ１）（ＯＲ２）（式中、Ｒは、アルキル、アリール、アルキルアリール、アリールアルキル、アルキルエステル、特に、エトキシ化されたアルキルエステルで、Ｒ１，Ｒ２＝Ｈ，ｎ＝１から１２、好ましくは１から６のＣｎＨ２ｎ＋１、アルキルは、枝分かれであっても枝分かれでなくてもよく、Ｒ１はＲ２と同一であっても異なっていてもよい）
【００６２】
同様に、純粋な無機リン酸又はリン酸エステル、又は、リン酸又はリン酸エステル、又は、これらの混合物も使用できる。
【００６３】
更に、該コーティングは、例えば、チオウレア誘導体、高級ケトンの硫黄及び／又は窒素化合物、アルデヒド及び／又はアルコール（脂肪族アルコール）及び／又はチオール、又はこれらの混合物などの、有機的に機能性を有するシラン、脂肪族または環式のアミン、脂環式または芳香族のニトロ化合物、酸素、硫黄、及び／又は、窒素を含有したヘテロ環（化合物）で構成され得る。しかしながら、不動態化する阻害剤層は又、上記の材料で構成されてもよい。有機リン酸及び／又はリン酸エステル、又はそれらの混合物が好ましい。アミン化合物を用いる場合には、それらは、６つ以上の炭素原子を有する有機の基を有する。上記のアミンは、好ましくは、有機のリン酸及び／又はリン酸エステル、又はそれらの混合物と一緒に使用されるのが好ましい。
【００６４】
化学的および物理的保護効果を持つ、腐食保護バリアを介在させた不動態化は、様々な方法で行うことが可能である。
【００６５】
板状金属粒子のための、特に優れた腐食保護効果を保証する、不動態化腐食保護層は、酸化ケイ素を含んでなるか、又は、酸化ケイ素のみからなり、好ましくは、二酸化ケイ素、クロミウムアルミニウムオキサイド、クロム酸塩法が好ましく適用されるものとして、酸化クロム、ジルコニウムオキサイド、セリウムオキサイド、アルミニウムオキサイド、重合したプラスチック樹脂、リン酸エステル化合物、ホスファイト化合物、又はホウ酸塩化合物、又はこれらの混合物を含んでなる。
【００６６】
二酸化ケイ素の層およびクロムアルミニウムオキサイドの層が好適である。アルミニウムオキサイドと同様に、セリウムオキサイド、セリウムハイドロキサイド、又はセリウムオキサイドの水和物や、ＤＥ１９５２０３１２Ａ１に記載されているアルミニウムオキサイド又はアルミニウムオキサイドの水和物も又、好適である。
【００６７】
二酸化ケイ素層は、１０〜１５０ｎｍ、好ましくは１５〜４０ｎｍの平均層厚を有し、ゾル−ゲル法によって、好ましく調製される。
【００６８】
更に、上記したコーティングは、例えば、特別な態様において、本発明の粒子がＳｉＯ２層で形成されたコーティングを持ち、更に機能性シランで形成された塗工層を持つように、結合されていてもよい。
【００６９】
堆積した粒子のできる限り高い充填密度は、層と等価であり、閉じられた不特定の層と殆ど同じであるので、理想的な基礎材料に相当した層である。コーティング工程を通じて出来る限り広い範囲で、粒子は、その形状と構造が保たれていて、特に、得られる層が単一の粒子で形成される場合には、高いパッキング密度が達成される。該粒子が高い融点（融点５００℃以上）の金属及び非金属材料からなる場合には、該粒子は前述のような挙動を示す。プラズマのエネルギーは、表面上のそれらの粒子のみを活性化し、それによって、粒子の形状は、基板上に形成された層中で維持される。
【００７０】
板状粒子を基板上に形成する本発明による方法によって調製されたコーティングは、コーティングと基板の間にバインダーを用いることなく形成できる。層と基板との間にバインダーを必要としないコーティングの調製の前提条件は、材料で形成された板状粒子を使用することである。そして、板状粒子を構成する該金属は、表面上でコールドプラズマビームの作用によって、少なくとも部分的に融解し、それによって板状粒子が、コーティング上で粒子相互間で部分的に結合している。
【００７１】
板状粒子で形成されたコーティングを塗布するために有用な装置は、以下の点を特徴とする。まず、流動させる作動ガスを供給するための導入口と、作動ガスによって誘導されたプラズマビームの出口とを含む。そして、ビーム発生器は、２つの電極を有し、それらの電極は、作動ガスを導く排出経路を形成するための交流電源またはパルス状の直流電源に接続されていてもよい。又、ビーム発生器は、排出経路の領域にプラズマビームを排出し、プラズマビームが板状粒子を供給されるようにするための供給開口を有している。
【００７２】
該装置は、作動ガスとして、特に圧縮空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素、又は、水素のようなイオン性気体を導入口を通して供給される。作動ガスは、予めオイルや潤滑剤が含まれないように清浄される。通常のビーム発生器におけるガス流量は、作動ガスの速度が１０から１００ｍ／ｓ、特に１０から５０ｍ／ｓの場合に、１０から７０ｌ／ｍｉｎであり、特に１０から４０ｌ／ｍｉｎである。
【００７３】
ビーム発生器は、更に、２つの電極を備え、特に互いに間隔を隔てて同軸上（coaxially）に配置され、それらは交流電源または特にはパルス状直流電源に接続されている。放電経路が電極間に形成される。５００Ｖから１２ｋＶのパルス状の直流電圧が好ましい。パルスの周波数は、１０から１００ｋＨｚであり、特に、１０から５０ｋＨｚである。
【００７４】
直流電圧のパルス操作のために、軽い電子と重いイオンとの間で熱平衡を起こさないとみなすことが必要である。このため、板状粒子の（装置への）導入は、低温で行われることになる。本発明によるビーム発生器を用いたコーティング法は、低温プラズマのビームが中心（コア）領域で９００℃未満のガス温を持つように、特に５００℃未満のガス温（の低温プラズマ）を持つように制御されるのが好ましい。
【００７５】
ビーム発生器の電極間の放電経路の領域に供給開口が放電するという事実のために、板状粒子は、プラズマビームによって直接プラズマ励起が引き起こされる領域に運び込まれる。この測定を通して、必要な反応エネルギーは、可能な限り低く維持される。
【００７６】
供給開口は、好ましくは、放電経路の領域に置かれたプラズマビームの出口に隣接して配置される。
【００７７】
前記供給は、前記装置の出口の下流で行われる場合であっても原理的に可能であり、これにより、エネルギーの観点で有利ではないガス誘導プラズマビームによる単なる間接的プラズマ励起の結果となる。
【００７８】
本発明の方法は、複数の基板をコーティングするのに用いることができる。例えば、基板は、金属、木材、プラスチック、又は、紙のいずれであってもよい。基板は、部品のように幾何学的に複雑な形状としても或いはフィルムやシートのような形状としても提供される。本発明の方法によって基板上に板状粒子を成長させて形成したコーティングは、少なくとも部分的に板状粒子どうしで結合して、コーティングと基板との間にバインダーを用いることなく、形成することができる。層と基板との間にバインダーを用いないでコーティングを形成するための前提条件は、表面上でコールドプラズマビームの作用によって少なくとも部分的に融解して、板状粒子がコーティング中で粒子どうしの間で、部分的に結合を形成し得るような板状粒子を使用することである。
【００７９】
本発明の方法の応用は、極めて多様である。本発明の方法を用いることによって、例えば、光学的および電磁気学的に反射性もしくは吸収性の、電導性の、又は半電導性もしくは電気絶縁性の層、気体および液体の拡散バリア、滑動層（sliding layer）、衣料保護層および腐食保護層、表面張力に影響を与える層、吸着を促進する層などを製造することができる。
【００８０】
本発明の方法によって調製した電導層は、例えば、熱電層性トラックを生成するために使用できる。更に、そのような電導層は、ｓシート、電気的接触、又はアンテナ、特にＲＦＩＤ（特定のラジオ周波数用の）アンテナとしてのセンサー表面サンドとして使用することができる。
【００８１】
本発明のコーティングは、（基板の表面の７０％を超えるような）基板の大部分を被覆するように、大きな表面に適用することができる。しかし、層は又、小さい表面の上にも適用でき、特に織物の形態、すなわち、基板表面の１０％未満を被覆するようなサブエリアにも適用することができる。特に、基板の小さなサブエリアにコーティングを施すためには、例えば接触堆積法では、コーティングする間に、基板とビーム発生器との間で相対的な運動を行うことを必要としない。層は又、所望とする機能に好ましく適合うるパターンの形成にも適用できる。例えば、幾何学的パターンの形成は、マスクを使用してもなされ得る。
【００８２】
板状粒子で作ったコーティングを塗布するための有益な装置は、流動する作動ガスの供給口と、作動ガスによって導入されたプラズマビームのための出口と、を備えるビーム発生器を含む。該ビーム発生器は、作動ガスを導入すると共に、放電経路を形成するために交流電源またはパルス状の直流電源に接続されていてもよい２つの電極を有する。該ビーム発生器は、板状粒子が通過して、（板状粒子が）放電経路の領域でプラズマビームに供給されるような供給開口を有する。
【００８３】
該装置には、イオン性ガス、特に、圧縮空気、窒素、アルゴン、二酸化炭素、又は水素等の作動ガスが導入口を通して供給される。該作動ガスは、オイルや潤滑剤が含まれないように、予め清浄にされる。通常のビーム発生器におけるガス流速は、作動ガスの流速が１０から１００ｍ／ｓ、特に１０から５０ｍ／ｓである場合に、１０から７０ｌ／ｍｉｎ、特に１０から４０ｌ／ｍｉｎである。
【００８４】
該ビーム発生器は更に２つの電極を含み、２つの電極は交流電圧源に接続されて、又は、特にはパルス状の直流電源に接続されており、互いに所定の間隔で同軸上（coaxially）に配置されている。該放電経路は、該電極間に形成される。該直流電源の該パルス状の直流電圧は、好ましくは５００Ｖから１２ｋＶである。該パルス周波数は１０から１００ｋＨｚであり、特に１０から５０ｋＨｚである。
【００８５】
直流電源のパルス操作のために、軽い電子と重いイオンとの間の熱収支は考慮しないこととされる。これにより、板状粒子の導入は、低い温度で行われる。本発明の方法による（プラズマ）ビーム発生器を用いるコーティングプロセスは、好ましくは、中心（コア）領域におけるプラズマが９００℃未満のガス温、特に５００℃未満のガス温を持つ低温プラズマビームを用いる手段によって、制御される。
【００８６】
供給開口は、ビーム発生器の２つの電極の間の放電経路の領域で放電するため、板状粒子は、プラズマビームによる直接プラズマ励起が引き起こされる領域に入れられる。この測定を通して、必要な反応エネルギーは、できる限り低く保たれる。
【００８７】
供給開口は、好ましくは、放電経路の領域の、プラズマビームの出口にすぐ隣接する位置に配置される。供給が、基本的にプラズマ励起の可能な装置の出口の下流で行われたとしても、ガスによって導入されたプラズマビームによる間接的なプラズマ励起は可能であるが、エネルギー的には不利である。
【００８８】
既に上記で述べたように、板状粒子の供給は、好ましくは、板状粒子のためのキャリアガスを用いて行われる。板状粒子とキャリアガスとから構成される混合物を生成するために、ビーム発生器の供給開口は、渦巻き気流チャンバーと、ラインを介して接続される。閉じた容器として設計された渦巻き気流チャンバーは、板状粒子で最大充填レベルまで、最大時には充填される。板状粒子は、加圧下、特に周期的にキャリアガスを用いて、少なくとも１つのガス導入口を通して作用される。これによって、渦を巻いた板状粒子の流れは、キャリアガスとの混合物になって、ビーム発生器の供給開口の方向へ、容器の渦を巻いたチャンバーの最大充填レベルの上まで充填される。
【００８９】
渦巻き気流チャンバー中でのキャリアガスを用いた板状粒子の周期的な吹き込みは、１Ｈｚから１００Ｈｚの範囲の周波数で行われる。特に粒子は、キャリアガスを用いて、いくつかのガス導入口を通して、時間内に連続的に吹き込まれる。ガスの導入口は、通常利用可能な板状粒子の貯え（ストック）の中に直接、キャリアガスを導入できる。粒子中へのこの好ましい中間的なキャリアガスの吹き込みに加えて、粒子の表面にキャリアガスが吹き付けられるように、渦巻き気流チャンバー中の粒子の最大充填レベルの上部に、ガス注入口を配置してもよい。
【実施例】
【００９０】
本発明を以下の実施例によって説明するが、これは本発明を何ら限定するものではない。
【００９１】
使用した測定方法：
サイズと厚さとの比
例証される具体的実施形態のサンプル粒子のサイズと厚さの比は、ＲＥＭ測定装置による評価に基づいて決定された。このプロセスにおいては、Ｃｉｌａｓ１０６４の方法によって測定された縦方向の直径、および、（少なくとも１００個の）粒子に関する厚さの統計数は、それぞれ、縦方向の直径と厚さとの比をとることによって計算された。
【００９２】
実施例１：  アルミニウム粉末の調製
アルミニウム棒（金属）の約２．５トンが、誘導るつぼ炉（Ｉｎｄｕｇａ社製、ドイツ国ｃｏｌｏｇｎｅ）中に導入され、溶融された。所謂、前床中で、アルミニウムの溶融物が、約７２０℃の温度の液体として得られた。インジェクターの原理で作動する複数のノズルが、溶融され原子状態のアルミニウム溶融物の中に、垂直上向きに浸漬された。原子化された気体がコンプレッサー（Ｋａｅｓｅｒ社製、ドイツ国Ｃｏｂｕｒｇ）で２０バールまで圧縮され、ガスヒーターで約７００℃まで加熱された。粉砕し／原子化して固化した後に得られたアルミニウム粉末は、飛行させることによって冷却された。前記誘導炉は、閉じた設備（装置）に統合された。原子化は、不活性気体（窒素）の雰囲気下で行われた。アルミニウム粉末の堆積は、サイクロン中で初めは行われ、サイクロン中に堆積された粉末状のアルミニウム粒子は、１４〜１７μｍのＤ５０値を有していた。複数のサイクロンは、次に、更なる堆積のために使用され、サイクロン中に堆積された複数の粉末状のアルミニウム粒子は、２．３〜２．８μｍのＤ５０値を有していた。金属元素（Ｐａｌｌ社製）と共にフィルター（Ａｌｐｉｎｅ社製、タイ国）を用いて、気−固分離が行われた。濾過中、ｄ１０が０．７μｍ、ｄ５０が１．９μｍ、ｄ９０が３．８μｍのアルミニウム粉末が微細なフラクションとして得られた。
【００９３】
実施例２：  粉砕を経由した金属板状粒子の製造
ポットミル（長さ３２ｃｍ、幅１９ｃｍ）中に、ガラス製ビーズ（直径２ｍｍ）４ｋｇ、アルミニウム粉末７５ｇ、揮発油２００ｇ、およびオレイン酸３．７５ｇを加えた。次に、５８ｒｐｍで、１５時間、粉砕（grinding）を行った。生成物は、粉砕用ボールを揮発油ですすぐことによって分離され、次に、２５μｍの篩上で湿式の篩分けを行った。ナッシュフィルター（Nutsch filter）を通した揮発油から、微細粒子が大量に得られた（固体含有量  約８０％）。
【００９４】
実施例３：  金属板状粒子（アルミニウム）の酸化を経由した非金属板状粒子（水酸化アルミニウム）の製造
５Ｌのガラス製反応容器に、実施例２で得られた変形（deformed）したアルミニウム粉末３００ｇを１０００ｍｌのプロパノール（ＶＭＲ社製、ドイツ国）中に分散し、プロペラ式撹拌機で撹拌した。懸濁液は、７８℃まで加熱された。次に、２５重量％のアンモニウム溶液（ＶＷＲ社製、ドイツ国）５ｇが加えられた。短時間の後、気体の大量発生が観察された。アンモニアを添加し始めてから３時間に、２５重量％のアンモニア溶液５ｇが更に添加された。更に、３時間後、２５重量％のアンモニウム溶液５ｇが更に添加された。懸濁液は、更に一晩撹拌された。翌朝、ナッシュ（Ｎｕｔｓｃｈ）フィルターの手段によって固形分は分離され、真空乾燥用オーブン中で、５０℃で４８時間乾燥された。白色粉末が得られた。この粉末の解析を次に行った。まず、ｐＨの関数として、粒径サイズ及びゼータ電位が測定された。ｐＨの設定は、１．０Ｍ  ＮａＯＨ又は１．０Ｍ  ＨＣｌを用いて行った。低いｐＨ値と高いｐＨ値の両方において、ゼータ電位は最大値を示し、粒子の直径は最小値を示した。ベーマイト（ＡｌＯＯＨ）が約３３重量％で、ギプサイト（Ａｌ（ＯＨ）３）が約６７重量％の組成物が誘導されたことが、材料のＸＲＤ分析によって判明した。
【００９５】
実施例４：  ２５個の非金属板状粒子（アルミニウムハイドロキサイド）の熱処理による非金属板状粒子（アルミニウムオキサイド）の製造
実施例３で得られた材料５００ｇが、回転式チューブ炉（Ｎａｂｅｒｔｈｅｒｍ社製、ドイツ国）の中で、１１００℃で１０分間加熱された。白色結晶３３５ｇが得られた。これは、上記と同様に試験された。か焼されていない材料とは対照的に、全ｐＨ領域に亘って、粒子の直径は僅かに大きく、又、ゼータ電位は正であった。ＸＲＤ解析の結果、シーター型アルミナであることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
本発明の方法および本発明の方法を実施するための装置について、以下に図面を参照しながら、更に詳細に説明する。
【図１】本発明のビーム発生器の具体的実施形態を示す略図である。
【図２】図１のビーム発生器の出口付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００９７】
低温プラズマのプラズマビーム２を発生させるための本発明のビーム発生器１は、電極４及び５の間にパルス状の直流電圧を発生させる電源６とともに、作動ガス３の流路中に配置された２つの電極４及び５を含む。第一の電極４としては、ピン電極が用いられるのに対して、第一電極と所定距離を隔てて配置される第二電極５は、環状電極として形成される。ピン電極４の先端と環状電極５との間の経路は、排出経路１６を形成している。
【００９８】
導電性材料からなる鞘（sheath）７は、ピン電極４と同心円状に配置され、ピン電極４と絶縁（insulate）されている。作動ガス３は、環状電極５の反対側のビーム発生器１の末端上にある導入口２１を通して供給される。導入口２１は、中空円筒状の鞘７の末端表面に搭載された電気絶縁材料で形成されたスリープ２２の上に配置され、ピン電極４を有している。該末端表面の反対側には、鞘７が、プラズマビーム２の出口８に対して、ノズルの間隔まで次第に細くなっている。
【００９９】
供給開口９は、ビーム発生器１の縦軸方向に伸びてビーム発生器の縦軸方向の長さに対して横断している出口８に直ぐ隣接した位置に配置されており、プラズマビーム２は、板状粒子１０の供給を受けることができる。ビーム発生器１の供給開口９は、板状粒子１０を貯蔵している渦巻き気流チャンバー１１に、経路１２を経由して、この目的のために接続される。渦巻き気流チャンバー１１は、板状粒子１０で最大充填レベル１３まで、最大時、充填される。最大充填レベル１３の下には、大気圧と比較して高められた圧力で粒子の貯え（ストック）中に吹き込まれるキャリアガス１４のための導入口２３が配置され、（粒子は）渦巻き気流チャンバーへ排出される。これによって、粒子１０は、最大充填レベル１３の上の空間で渦を巻いて上昇し、出口１５、経路１２、及びビーム発生器１の排出経路１６の供給開口９を経由して出てくる。
【０１００】
図２の拡大図から特にわかるように、板状粒子１０は、プラズマビーム２の進行方向を横切って、５００℃未満のプラズマビーム２の中心（コア）領域１７に到達する。各パルス間に、電源６は、電極４と５の間に電気アークが形成されるための点火電圧が得られるまで、電極４と５の間に印加される電圧を増大する。導電性鞘７のために、図１に破線で表したように、内部の側面の表面の方向に放電する結果となる。点火電圧に達した後、電極４と５の間の放電経路１６は、導電性である。電源６は、アーク放電のための点火電圧を持つ電圧パルスを発生し、そして、パルス周波数を発生し、連続した２つの電圧パルスの間のアークを打ち消すように構成されたものが好ましい。その結果、プラズマビーム２中には、排出されたパルスガスが存在する。パルス周波数は、好ましくは、１０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲であり、実施例においては５０ｋＨｚを用いた。電源６の電圧は、最大１２ｋＶである。作動ガス３としては、圧縮空気が使用され、通常の操作状態で４０ｌ／ｍｉｎで供給される。
【０１０１】
代表的な好適な例を悪化させるやり方によって、ビーム発生器１の手段によって基板２０の上に発生させるのは、断続的なコーティングだけではない。本発明の実施形態の１つに、プラズマビーム２と基板２０とをコーティングの間、互いに少なくとも時どき、動かされてもよい。相対的な運動は、表に例示するように、水平面を動かすようにして、基板２０を少なくとも時々は動かすことによって行われる。例えば、表に示すように、水平面を動かすことによって行われる。あるいは、ＸＹシフトユニット中にビーム発生器１が配置され、それは基板２０と少なくとも平行を保って動かされ、基板に対して特定の速度で動かすことができる。この相対運動を通じて、織物すなわち基板２０上の全表面コーティングを調製することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１      ビーム発生器
２      プラズマビーム
３      作動ガス
４      第一電極
５      第二電極
６      電源
７      鞘
８      出口
９      供給開口
１０    板状粒子
１１    渦巻き気流チャンバー
１２    経路
１３    最大充填レベル
１４    キャリアガス
１５    出口
１６    放電経路
１７    プラズマビームの中心（コア）領域
１９    被覆
２０    基板
２１    作動ガスの導入口
２２    スリープ
２３    キャリアガスの導入口
【図１】
0005888342.tif 000002
【図２】
0005888342.tif 000003