微粒捕捉用过滤膜及其制造方法和多孔膜及其制造方法与流程

文档序号:15746929发布日期:2018-10-23 23:25阅读:125来源:国知局

本发明涉及被处理水中的微粒捕捉用的过滤膜,特别是涉及为了半导体制造用的超纯水、溶剂或药剂中所含的微粒数的测定等所使用的微粒捕捉用的过滤膜。另外,本发明涉及具有微细的连通孔的多孔膜。



背景技术:

当前,半导体制造工序中使用的超纯水、溶剂或药剂中的微粒以50~100nm的粒径进行管理。但是,近年来,伴随着半导体设备的高集成化,设备的线宽进行了微细化,因此要求以10nm左右的粒径进行管理。

作为超纯水中的微粒评价方法,有利用激光散射等的在线(online)法、以及利用微粒捕捉膜过滤超纯水并使用光学显微镜或扫描型电子显微镜测定膜上捕捉到的微粒的直接显微镜检查法。而且,使用了阳极氧化膜作为直接显微镜检查法的微粒捕捉膜。然而,阳极氧化膜的耐水性较弱,因此在阳极氧化处理后,需要进行烧成处理(专利文献1)。

例如,在专利文献2的图1中示出了具有异径结构的膜,在实施例中记载了最小气孔尺寸为20nm左右。另外,作为市售的阳极氧化膜,市售有最小孔径直至20nm的膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007-70126号公报

专利文献2:日本特开平2-218422号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

但是,目前,没有孔径比其更小的阳极氧化膜。因此,期望开发平均孔径为20nm以下的阳极氧化膜,以能够应对近年来更小粒径的微粒的管理要求的。

另外,在使用阳极氧化膜的微粒测定中,对测定对象进行通液并捕捉微粒,由此对测定对象中的微粒的数量进行测定,但在通液测定对象液时,有时阳极氧化膜会破损。

因此,本发明提供如下的微粒捕捉用过滤膜及其制造方法,该微粒捕捉用过滤膜为通过阳极氧化形成连通孔而得到的微粒捕捉用过滤膜,并且与以往相比,平均孔径较小且在对测定对象进行通液时不易破损。另外,本发明提供如下的多孔膜及其制造方法,该多孔膜为通过阳极氧化形成连通孔而得到的多孔膜,并且与以往相比,平均孔径较小且通液时不易破损。

用于解决课题的技术方案

这样的上述课题通过以下的本发明得到解决。

即,本发明的第一方面提供一种微粒捕捉用过滤膜,是通过铝材的阳极氧化形成连通孔而得到的微粒捕捉用过滤膜,其具有:

小孔径部,在该小孔径部形成有在过滤膜的一个面开口的连通孔;

中间孔部,在该中间孔部形成有与该小孔径部的连通孔相连且直径比该小孔径部的连通孔的直径大的连通孔;以及

大孔径部,在该大孔径部形成有与该中间孔部的连通孔相连且直径比该中间孔部的连通孔的直径大并在过滤膜的另一个面开口的连通孔,

在该小孔径部,从过滤膜的一个表面起到至少400nm的位置为止,形成有平均孔径为4~20nm的连通孔,

过滤膜的总膜厚为50μm以下,

该大孔径部的连通孔在中间孔部侧具有大孔径部狭小部。

另外,本发明的第二方面提供一种微粒捕捉用过滤膜的制造方法,其包括:

第一阳极氧化工序(A),通过对铝材进行阳极氧化,从而在该铝材形成大孔径部用的连通孔的前体连通孔,得到阳极氧化铝材(1A);

孔径扩大处理,通过将该阳极氧化铝材(1A)浸渍于草酸水溶液、铬酸水溶液、磷酸水溶液、硫酸水溶液或者它们的混合酸水溶液或碱性水溶液的任一种水溶液中,来扩大该前体连通孔的直径,形成大孔径部用的连通孔;

第二阳极氧化工序(A),通过对该孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)进行阳极氧化,从而在该孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)的该大孔径部用的连通孔的端部,形成直径小于该大孔径部用的连通孔的直径的大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2);

第三阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(2)形成与该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部相连且直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的直径的中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3);

第四阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(3)形成与该中间孔部用的连通孔相连且直径小于该中间孔部用的连通孔的直径的小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4);

剥离及蚀刻工序,将经阳极氧化的部分从该阳极氧化铝材(4)剥离,接着,对剥离的部分进行蚀刻处理,得到阳极氧化部分;以及

烧成工序,通过以800~1200℃对该阳极氧化部分进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜,

在该第四阳极氧化工序,沿厚度方向形成400nm以上的平均孔径为4~20nm的连通孔,

并且在该第一阳极氧化工序至该第四阳极氧化工序,通过阳极氧化形成连通孔的部分的总厚度为50μm以下。

另外,本发明的第三方面提供一种微粒捕捉用过滤膜的制造方法,其包括:

第一阳极氧化工序(B),通过对铝材进行阳极氧化,从而在该铝材形成大孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(1B);

第二阳极氧化工序(B),通过对该阳极氧化铝材(1B)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(1B)的该大孔径部用的连通孔的端部,形成直径小于该大孔径部用的连通孔的直径的大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2);

第三阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(2)形成与该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部相连且直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的直径的中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3);

第四阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(3)形成与该中间孔部用的连通孔相连且直径小于该中间孔部用的连通孔的直径的小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4);

剥离及蚀刻工序,将经阳极氧化的部分从该阳极氧化铝材(4)剥离,接着,对剥离的部分进行蚀刻处理,得到阳极氧化部分;以及

烧成工序,通过以800~1200℃对该阳极氧化部分进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜,

在该第四阳极氧化工序,沿厚度方向形成400nm以上的平均孔径为4~20nm的连通孔,

并且在该第一阳极氧化工序至该第四阳极氧化工序,通过阳极氧化形成连通孔的部分的总厚度为50μm以下。

另外,本发明的第四方面提供一种多孔膜,是通过铝材的阳极氧化形成连通孔而得到的多孔膜,其具有:

小孔径部,在该小孔径部形成有在多孔膜的一个面开口的连通孔;

中间孔部,在该中间孔部形成有与该小孔径部的连通孔相连且直径比该小孔径部的连通孔的直径大的连通孔;以及

大孔径部,在该大孔径部形成有与该中间孔部的连通孔相连且直径比该中间孔部的连通孔的直径大并在多孔膜的另一个面开口的连通孔,

在该小孔径部,从多孔膜的一个表面起到至少400nm的位置为止,形成有平均孔径为4~20nm的连通孔,

多孔膜的总膜厚为50μm以下,

该大孔径部的连通孔在中间孔部侧具有大孔径部狭小部。

另外,本发明的第五方面提供一种多孔膜的制造方法,其包括:

第一阳极氧化工序(A),通过对铝材进行阳极氧化,从而在该铝材形成大孔径部用的连通孔的前体连通孔,得到阳极氧化铝材(1A);

孔径扩大处理,通过将该阳极氧化铝材(1A)浸渍于草酸水溶液、铬酸水溶液、磷酸水溶液、硫酸水溶液或者它们的混合酸水溶液或碱性水溶液的任一种水溶液中,来扩大该前体连通孔的直径,形成大孔径部用的连通孔;

第二阳极氧化工序(A),通过对该孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)进行阳极氧化,从而在该孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)的该大孔径部用的连通孔的端部,形成直径小于该大孔径部用的连通孔的直径的大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2);

第三阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(2)形成与该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部相连且直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的直径的中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3);

第四阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(3)形成与该中间孔部用的连通孔相连且直径小于该中间孔部用的连通孔的直径的小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4);

剥离及蚀刻工序,将经阳极氧化的部分从该阳极氧化铝材(4)剥离,接着,对剥离的部分进行蚀刻处理,得到阳极氧化部分;以及

烧成工序,通过以800~1200℃对该阳极氧化部分进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜,

在该第四阳极氧化工序,沿厚度方向形成400nm以上的平均孔径为4~20nm的连通孔,

并且在该第一阳极氧化工序至该第四阳极氧化工序,通过阳极氧化形成连通孔的部分的总厚度为50μm以下。

另外,本发明的第六方面提供一种多孔膜的制造方法,其包括:

第一阳极氧化工序(B),通过对铝材进行阳极氧化,从而在该铝材形成大孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(1B);

该第二阳极氧化工序(B),通过对阳极氧化铝材(1B)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(1B)的该大孔径部用的连通孔的端部,形成直径小于该大孔径部用的连通孔的直径的大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2);

第三阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(2)形成与该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部相连且直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的直径的中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3);

第四阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(3)形成与该中间孔部用的连通孔相连且直径小于该中间孔部用的连通孔的直径的小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4);

剥离及蚀刻工序,将经阳极氧化的部分从该阳极氧化铝材(4)剥离,接着,对剥离的部分进行蚀刻处理,得到阳极氧化部分;以及

烧成工序,以800~1200℃对该阳极氧化部分进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜,

在该第四阳极氧化工序,沿厚度方向形成400nm以上的平均孔径为4~20nm的连通孔,

并且在该第一阳极氧化工序至该第四阳极氧化工序,通过阳极氧化形成连通孔的部分的总厚度为50μm以下。

发明效果

根据本发明,能够提供如下的微粒捕捉用过滤膜及其制造方法,该微粒捕捉用过滤膜为通过阳极氧化形成连通孔而得到的微粒捕捉用过滤膜,并且与以往相比平均孔径较小且在对测定对象进行通液时不易破损。另外,根据本发明,能够提供多孔膜及其制造方法,该多孔膜为通过阳极氧化形成连通孔而得到的多孔膜,并且与以往相比平均孔径较小且不易破损。

附图说明

图1是由图2中的符号40所示的虚线包围的部分的放大图。

图2是本发明的微粒捕捉用过滤膜的实施例的示意性的端面图。

图3是由图2中的符号39所示的虚线包围的部分的放大图。

图4是表示阳极氧化工序的概念图。

图5(A)是表示铝材被阳极氧化的状况的示意性的端面图。

图5(B)是表示铝材被阳极氧化的状况的示意性的端面图。

图5(C)是表示铝材被阳极氧化的状况的示意性的端面图。

图5(D)是表示铝材被阳极氧化的状况的示意性的端面图。

图5(E)是表示铝材被阳极氧化的状况的示意性的端面图。

图5(F)是表示铝材被阳极氧化的状况的示意性的端面图。

图6是本发明的微粒捕捉用过滤膜的实施例的一个表面附近的示意性的端面图。

图7是本发明的微粒捕捉用过滤膜的实施例的一个表面的示意图。

图8是本发明的微粒捕捉用过滤膜的实施例的一个表面附近的示意性的端面图。

图9是本发明的微粒捕捉用过滤膜的实施例的一个表面附近的示意性的端面图。

图10是实施例1的微粒捕捉用过滤膜的截面的SEM图像(倍率50000倍)。

图11是实施例1的微粒捕捉用过滤膜的小孔径侧的表面的SEM图像(倍率10000倍)。

图12是实施例1的微粒捕捉用过滤膜的小孔径侧的表面的SEM图像(倍率25000倍)。

图13是比较例1的微粒捕捉用过滤膜的截面的SEM图像(倍率30000倍)。

图14是比较例1的微粒捕捉用过滤膜的小孔径侧的表面的SEM图像(倍率10000倍)。

图15是比较例1的微粒捕捉用过滤膜的小孔径侧的表面的SEM图像(倍率50000倍)。

图16是比较例2的微粒捕捉用过滤膜的小孔径侧的表面的SEM图像(倍率25000倍)。

具体实施方式

参照图1~图5,对本发明的微粒捕捉用过滤膜及其制造方法进行说明。图1是由图2中的符号40所示的虚线包围的部分的放大图,是过滤膜的一个表面附近的放大图。图2是本发明的微粒捕捉用过滤膜的实施例的示意图,是相对于过滤膜的表面垂直切割时的端面图。图3是由图2中的符号39所示的虚线包围的部分的放大图,是过滤膜的另一个表面附近的放大图。图4是表示阳极氧化工序的概念图。图5是表示铝材被阳极氧化的状况的示意图,是相对于过滤膜的表面垂直切割时的端面图。

如图1~图3所示,微粒捕捉用过滤膜1具有形成有平均孔径为4~20nm的连通孔的小孔径部2、形成有直径比小孔径部的连通孔的直径大的连通孔的中间孔部3以及形成有直径比中间孔部3的连通孔大的连通孔的大孔径部4。大孔径部4的连通孔在中间孔部3侧具有大孔径部狭小部13。该大孔径部狭小部13为如下的部分,即,与大孔径部的连通孔之中大孔径部狭小部13的附近且比大孔径部狭小部13靠开口侧的部分的连通孔相比,孔径变小的部分。另外,中间孔部3的连通孔与大孔径部4的连通孔相连,但具体来说,与大孔径部4的连通孔的大孔径部狭小部13相连。小径孔部2、中间孔部3以及大孔径部4的合计的厚度,即,微粒捕捉用过滤膜1的总膜厚为50μm以下。此外,如图1及图3所示,在微粒捕捉用过滤膜1的小孔径部2、中间孔部3以及大孔径部4,形成有连通孔,但在图2中,为了制图的方便,没有记载连通孔,仅用斜线示出了小孔径部2、中间孔部3以及大孔径部的存在位置。另外,图2中用斜线表示的部分是微粒捕捉用过滤膜1的小孔径部2、中间孔部3以及大孔径部4的一部分,实际上,在图2的斜线部分的左右任一方向,都连续有小孔径部2、中间孔部3以及大孔径部4。

小孔径部2在微粒捕捉用过滤膜1的一个表面5侧形成,在过滤膜的一个表面5,开口有小孔径部2的连通孔8的开口7。大孔径部4形成于微粒捕捉用过滤膜1的另一个表面6侧,在过滤膜的一个表面6,开口有大孔径部4的连通孔10的开口11。而且,大孔径部4的连通孔10在中间孔部3侧具有大孔径部狭小部13。也就是说,在大孔径部4,在中间孔部3侧形成有大孔径部狭小部13。中间孔部3形成于小孔径部2与大孔径部4之间,小孔径部2的连通孔8与中间孔部3的连通孔9相连,并且,中间孔部3的连通孔9与形成于大孔径部4的连通孔10的中间孔部3侧的大孔径部狭小部13相连。因此,小孔径部2的连通孔8、中间孔部3的连通孔9以及大孔径部4的连通孔10形成了从微粒捕捉用过滤膜1的一个表面5至另一个表面6的连续的连通孔。

在中间孔部3的连通孔9,连着小孔径部2的多个连通孔8,另外,在大孔径部4的连通孔10,连着中间孔部3的多个连通孔9。

微粒捕捉用过滤膜1的骨架部通过如下方式得到,即,对铝材进行阳极氧化,接着,从铝材剥离阳极氧化部分,接着,对表面进行蚀刻处理,接着,进行烧成而得到,因此由氧化铝构成。即,小孔径部2的连通孔8、中间孔部3的连通孔9、大孔径部4的连通孔10以及大孔径部狭小部13通过氧化铝的壁12a、12b、12c、12d形成。

而且,超纯水等的被处理水21被从微粒捕捉用过滤膜1的一个表面5侧向过滤膜内供给,通过过滤膜内的连通孔,从微粒捕捉用过滤膜1的另一个表面6侧,作为处理水22,被向过滤膜外排出。此时,超纯水等的被处理水21内的微粒在微粒捕捉用过滤膜1的一个表面5上被捕捉。

这种微粒捕捉用过滤膜1的连通孔通过图4所示这样的阳极氧化来形成。阳极氧化通过如下方式进行,即,将铝材23和由铝、铜、镍、铂等材质构成的对电极材料24浸渍于电解液25,以使直流电流从铝材23流向对电极材料24的方式,施加直流电源26。

该微粒捕捉用过滤膜1的制造中的阳极氧化分以下四个阶段进行,即:针对铝材23,用于形成大孔径部用的连通孔的前体连通孔102的阳极氧化(图5(A));在进行孔径扩大处理(图5(B))之后,用于形成大孔径部狭小部的阳极氧化(图5(C));用于形成中间孔部用的连通孔91的阳极氧化(图5(D));用于形成小孔径部用的连通孔81的阳极氧化(图5(E))。此外,大孔径部用的连通孔103、大孔径部狭小部104、中间孔部用的连通孔91以及小孔径部用的连通孔81经过直至烧成,分别为成为微粒捕捉用过滤膜1的大孔径部4的连通孔10、大孔径部狭小部13、中间孔部3的连通孔9以及小孔径部2的连通孔8的连通孔。

首先,在图5(A)所示的用于形成大孔径部用的连通孔的前体连通孔102的阳极氧化中,通过阳极氧化,从铝材23的表面,形成大孔径部用的连通孔的前体连通孔102,得到阳极氧化铝材(1A)29。接着,如图5(B)所示,通过将形成有前体连通孔102的铝材浸渍于草酸水溶液、铬酸水溶液、磷酸水溶液、硫酸水溶液或者它们的混合酸水溶液或碱性水溶液的任一种水溶液中,使前体连通孔102的直径扩大,形成大孔径用的连通孔103。接着,在图5(C)所示的用于形成大孔径部狭小部104的阳极氧化中,通过阳极氧化,从形成于孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)30大孔径用的连通孔103的端部形成大孔径部狭小部104,得到阳极氧化铝材(2)31。接着,在图5(D)所示的用于形成中间孔部用的连通孔91的阳极氧化中,通过阳极氧化,从形成于阳极氧化铝材(2)31的大孔径部狭小部104的端部形成中间孔部用的连通孔91,得到阳极氧化铝材(3)32。接着,在图5(E)所示的用于形成小孔径部用的连通孔81的阳极氧化中,通过阳极氧化,从形成于阳极氧化铝材(3)32的连通孔91的端部形成小孔径部用的连通孔81,得到阳极氧化铝材(4)33。此外,如后述,前体连通孔102、大孔径部狭小部104、连通孔91、连通孔81的独立形成通过适当选择施加的电压、通电的电流、施加时间、电解液的种类等阳极氧化的条件来进行。而且,图5中,以符号401表示的部分、以符号301表示的部分以及以符号201表示的部分经过直至烧成,分别为成为微粒捕捉用过滤膜1的大孔径部4、中间孔部3以及小孔径部2的部分,分别为与微粒捕捉用过滤膜1的大孔径部4对应的部分、与中间孔部3对应的部分以及与小孔径部2对应的部分。

在进行上述那样四个阶段的阳极氧化之后,将阳极氧化部分34从得到的阳极氧化铝材(4)33的铝材部分35剥离,接着,对得到的阳极氧化部分34的表面进行蚀刻处理,得到图5(F)所示的阳极氧化部分34。

接着,通过将进行蚀刻处理所得到的阳极氧化部分34以800~1200℃进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜1。

这样,微粒捕捉用过滤膜1即为通过铝材的阳极氧化形成连通孔而得到的微粒捕捉用过滤膜。

本发明的微粒捕捉用过滤膜是通过铝材的阳极氧化形成连通孔而得到的微粒捕捉用过滤膜,具有:

形成有在过滤膜的一个面开口的连通孔的小孔径部;

形成有与该小孔径部的连通孔相连的、且直径比该小孔径部的连通孔的直径大的连通孔的中间孔部;以及

形成有与该中间孔部的连通孔相连、且直径比该中间孔部的连通孔的直径大、并在过滤膜的另一个面开口的连通孔的大孔径部,

在该小孔径部,从过滤膜的一个表面起到至少400nm为止的位置,形成有平均孔径为4~20nm的连通孔,

过滤膜的总膜厚为50μm以下,

该大孔径部的连通孔在中间孔部侧具有大孔径部狭小部。

本发明的微粒捕捉用过滤膜涉及的铝材为用于制造本发明的微粒捕捉用过滤膜的原材料,是被阳极氧化的材料。本发明的微粒捕捉用过滤膜涉及的铝材是以铝为主的材料,虽然没有特别限定,但在铝中所含的杂质较多时,制造时容易产生缺陷,因此铝材的纯度优选98.5质量%以上,特别优选99.0质量%以上。

而且,本发明的微粒捕捉用过滤膜为通过铝材的阳极氧化形成连通孔而得到的微粒捕捉用过滤膜,更详细而言,对铝材进行阳极氧化形成连通孔,接着,将阳极氧化部分从铝材剥离,接着,对阳极氧化部分进行表面蚀刻处理,接着,对阳极氧化部分进行烧成,进而得到该微粒捕捉用过滤膜。在本发明的微粒捕捉用过滤膜,小孔径部的连通孔、中间孔部的连通孔、大孔径部狭小部以及大孔径部的连通孔通过如下方式得到,即,首先,通过适当选择了施加的电压、通电的电流、施加时间、电解液的种类等阳极氧化的条件的阳极氧化,在铝材依次形成大孔径部用的连通孔、大孔径部狭小部、中间孔部用的连通孔、小孔径部用的连通孔,接着,进行阳极氧化部分的剥离、阳极氧化部分的蚀刻处理以及烧成。

本发明的微粒捕捉用过滤膜具有形成有平均孔径为4~20nm的连通孔的小孔径部、形成有与小孔径部的连通孔相连且直径比小孔径部的连通孔的直径大的连通孔的中间孔部、与中间孔部的连通孔相连且直径比中间孔部的连通孔的直径大的连通孔的大孔径部。而且,大孔径部的连通孔在中间孔部侧具有大孔径部狭小部。该大孔径部狭小部指如下部分,即,与大孔径部的连通孔之中大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分的连通孔相比,孔径小的部分。也就是说,中间孔部的连通孔与大孔径部的连通孔之中大孔径部狭小部相连。小孔径部的连通孔、中间孔部的连通孔、大孔径部狭小部以及大孔径部的连通孔沿相对于微粒捕捉用过滤膜的一个以及另一个表面大致垂直方向,也就是说,沿过滤膜的厚度方向延伸。

小孔径部在本发明的微粒捕捉用过滤膜的一个表面侧形成,小孔径部的连通孔在本发明的微粒捕捉用过滤膜的一个表面开口。另外,大孔径部在本发明的微粒捕捉用过滤膜的另一个表面侧形成,大孔径部的连通孔在本发明的微粒捕捉用过滤膜的另一个表面开口,并在中间孔部侧具有大孔径部狭小部。另外,中间孔部在小孔径部与大孔径部之间形成,小孔径部的连通孔与中间孔部的连通孔相连且中间孔部的连通孔与大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部相连。因此,从本发明的微粒捕捉用过滤膜的一个表面至另一个表面,形成有使被处理水能够以小孔径部的连通孔、中间孔部的连通孔、大孔径部狭小部、大孔径部的连通孔的顺序通过的连续孔。

在中间孔部的连通孔,可以仅有小孔径部的一个连通孔相连,也可以有小孔径部的多个连通孔相连。另外,在大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部,可以仅有中间孔部的一个连通孔相连,也可以有中间孔部的多个连通孔相连。而且,在本发明的微粒捕捉用过滤膜,小孔径部的多个连通孔与中间孔部的连通孔相连,而且,中间孔部的多个连通孔与大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部相连,换言之,从大孔径部的一个连通孔的端部(具体来说,是大孔径部狭小部),多个中间孔部的连通孔延伸,而且,从中间孔部的一个连通孔的端部,多个小孔径部的连通孔延伸,该结构使得能够在微粒捕捉用过滤膜的一个表面密集地设置小孔径部的连通孔,被处理水易于通水。

在本发明的微粒捕捉用过滤膜的小孔径部,连通孔的平均孔径为4~20nm,优选为8~20nm,尤其优选为9~15nm,更加优选为9~12nm,该连通孔形成于从过滤膜的一个表面起到至少400nm为止的位置。也就是说,在小孔径部,平均孔径为4~20nm、优选为8~20nm、尤其优选为9~15nm、更加优选为9~12nm的孔从至少过滤膜的一个表面到至少400nm的位置连续。换言之,平均孔径为4~20nm、优选为8~20nm、尤其优选为9~15nm、更加优选为9~12nm的孔连续的小孔径部的厚度为400nm以上。通过使小孔径部的连通孔的平均孔径为上述范围,作为直接用于显微镜检查法的微粒捕捉用过滤膜,将发挥优异的性能。另外,通过使小孔径部的厚度为400nm以上,由阳极氧化、剥离以及蚀刻所得到的阳极氧化部分的小孔径部的连通孔的破损减少。另外,在小孔径部,平均孔径为4~20nm、优选为8~20nm、尤其优选为9~15nm、更加优选为9~12nm的连通孔没有从过滤膜的一个表面至超过1000nm的位置形成,也就是说,小孔径部的厚度为1000nm以下,但在被处理水的通液时,在压力损失导致的透过流量不会变得过低方面是优选的。小孔径部的厚度优选为400~1000nm,尤其优选为400~700nm。

小孔径部整体的连通孔的平均孔径为4~20nm,优选为8~20nm,尤其优选为9~15nm,更加优选为9~12nm。通过使小孔径部整体的连通孔的平均孔径为上述范围,作为直接用于显微镜检查法的微粒捕捉用过滤膜,将发挥优异的性能。

在本发明中,例如,平均孔径为4~20nm的连通孔从过滤膜的一个表面到至少400nm的位置形成的确认基于利用扫描型电子显微镜观察沿厚度方向切割微粒捕捉用过滤膜的截面所得到的SEM图像来进行。关于具体的的确认方法,参照图6进行说明。另外,在本发明中,小孔径部整体的连通孔的平均孔径以如下方式求出。图6是微粒捕捉用过滤膜表面附近的截面的示意性SEM图像40。首先,在SEM图像40中,在小孔径部2的部分的过滤膜的表面的位置,与过滤膜的一个表面平行地画直线41a,接着,针对直线41a之中与各连通孔8重叠的各个部分,分别测定长度,对这些长度进行平均,算出平均值,求出小孔径部2的过滤膜的表面的位置的连通孔的平均孔径。接着,在与小孔径部2的部分的中间孔部3的连通孔9相连的位置附近,与过滤膜的一个表面平行地画直线41b,接着,针对直线41b之中与各连通孔8重叠的各部分,分别测定长度,对这些长度进行平均,算出平均值,求出与中间孔部3的连通孔9相连的位置附近的连通孔的平均孔径。接着,在过滤膜的表面与和中间孔部3的连通孔9相连的位置附近中间的位置附近,与过滤膜的一个表面平行地画直线41c,接着,针对直线41c之中与各连通孔8重叠的各个部分,分别测定长度,对这些长度进行平均,算出平均值,求出小孔径部2的过滤膜的表面与和中间孔部3的连通孔相连的位置附近的中间位置附近的连通孔的平均孔径。而且,小孔径部2的过滤膜的表面的位置的连通孔的平均孔径、与小孔径部2的中间孔部3的连通孔9相连的位置附近的连通孔的平均孔径、小孔径部2的过滤膜的表面与和中间孔部3的连通孔9相连的位置附近的中间位置附近的连通孔的平均孔径的任一个如果在4~20nm的范围,则判断为从过滤膜的一个表面至与中间孔部3的连通孔9相连的位置附近的位置,形成有平均孔径为4~20nm的连通孔。而且,如果直线41a至直线41b的距离为400nm以上,则判断为从过滤膜的一个表面到至少400nm的位置,形成有平均孔径为4~20nm的连通孔。另外,对存在于由直线41a和直线41b划分的部分的连通孔8的面积的合计(合计面积A)、存在于由直线41a和直线41b划分的部分的连通孔8的数量(连通孔数B)、以及直线41a与直线41b的距离(距离C)进行测定。而且,利用“小孔径部整体的连通孔的平均孔径=(A/(B×C))”的公式所计算的值为小孔径部整体的连通孔的平均孔径。

小孔径部的连通孔的孔径分布的相对标准偏差优选为40%以下,尤其优选为35%以下。通过使小孔径部的连通孔的孔径分布上的相对标准偏差为上述范围,在易于准确捕捉作为目标的粒径的微粒方面比较优选。

此外,在本发明中,如以下所述,小孔径部的连通孔的孔径分布上的相对标准偏差基于利用扫描型电子显微镜观察沿厚度方向切割微粒捕捉用过滤膜的截面所得到的SEM图像来求出。关于具体的方法,参照图6进行说明。首先,在图6所示的SEM图像40中,与过滤膜的一个表面平行地,在小孔径部2的部分的过滤膜的表面的位置画直线41a,在与中间孔部3的连通孔9相连的位置附近画直线41b,在过滤膜的表面和与中间孔部3的连通孔9相连的位置附近的中间位置附近画直线41c,接着,针对直线41a、41b以及41c之中与各连通孔8重叠的各个部分,分别对长度进行测定。接着,根据这些测定值的平均值和标准偏差,算出相对标准偏差。

本发明的微粒捕捉用过滤膜的一个表面的小孔径部的连通孔的开口率优选为10~50%,尤其优选为15~50%。通过使微粒捕捉用过滤膜的一个表面的小孔径部的连通孔的开口率为上述范围,在能够获得更多的透过水量而且由于耐压性得到维持所以破损减少方面比较优选。

在本发明中,如以下所述,微粒捕捉用过滤膜的一个表面的小孔径部的连通孔的开口率基于利用扫描型电子显微镜观察微粒捕捉用过滤膜的小孔径部的连通孔的开口侧的表面所得到的SEM图像来求出。首先,对图7所示的SEM图像中的小孔径部的连通孔的开口7的总面积进行测定。接着,计算开口7的总面积相对于测定视野的面积的比例,将该值作为微粒捕捉用过滤膜的一个表面的小孔径部的连通孔的开口率。此外,图7是微粒捕捉用过滤膜的一个表面的SEM图像的示意图。

在本发明的微粒捕捉用过滤膜,基于扫描型电子显微镜观察的截面的SEM图像中连通孔在小孔径部中的存在比例(面积比例=((连通孔的面积/小孔径部的面积)×100)优选为10~60%,尤其优选为20~50%。通过使微粒捕捉用过滤膜的截面的SEM图像中连通孔在小孔径部中的存在比例为上述范围,在透过水量增多方面比较优选。

在本发明中,微粒捕捉用过滤膜的截面的SEM图像中连通孔在小孔径部中的存在比例(面积比例)通过以下方式求出。首先,在图8所示的SEM图像40中,在过滤膜的一个表面的位置,与过滤膜的一个表面平行地画直线41d,在与中间孔部3的连通孔相连的位置附近画直线41e,对由直线41d和直线41e夹着的部分的小孔径部2的面积、即长方形42a、42b、42c、42d的面积进行测定。接着,求出长方形42a、42b、42c、42d内存在的小孔径部2的连通孔8的总面积。接着,计算长方形42a、42b、42c、42d内存在的小孔径部2的连通孔8的总面积相对于长方形42a、42b、42c、42d的面积的比例,将该值作为微粒捕捉用过滤膜的截面的SEM图像中小孔径部中的连通孔的存在比例(面积比例)。此外,图8是与图6相同的微粒捕捉用过滤膜的表面附近的截面的示意性SEM图像40。

对小孔径部的连通孔而言,在通过用与厚度方向平行的面进行切割时的截面进行观察时,连通孔的形成方向在厚度方向上对齐。

在中间孔部,可以是从小孔径部的连通孔相连的位置附近至与大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部相连的位置附近形成有相同程度孔径的连通孔,或者,也可以是随着从小孔径部的连通孔相连的位置附近靠近与大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部相连的位置附近形成有孔径增大的连通孔。而且,中间孔部的连通孔的孔径优选为10~100nm,尤其优选为20~100nm。中间孔部的连通孔的孔径比小孔径部的连通孔的孔径大且比大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的孔径小。另外,中间孔部的厚度优选为50~1000nm,尤其优选为50~800nm。

在本发明中,如以下所述,例如,中间孔部的孔径为10~100nm的确认基于利用扫描型电子显微镜观察沿厚度方向切割微粒捕捉用过滤膜的截面而得到的SEM图像来进行。关于具体的确认方法,参照图9进行说明。首先,在图9的SEM图像40中,与过滤膜的一个表面平行地,在中间孔部3的部分的小孔径部2的连通孔8相连的位置附近画直线43a,在与中间后部3的部分的大孔径部4的连通孔10的大孔径部狭小部13相连的位置附近画直线43b,在小孔径部2的连通孔8相连的位置附近与和大孔径部4的连通孔10的大孔径部狭小部13相连的位置附近的中间位置附近画直线43c,接着,针对直线43a、43b以及43c之中与各连通孔9重叠的各个部分,分别测定长度。而且,如果这些长度的任一个在10~100nm的范围,则判断为中间孔部的孔径为10~100nm。此外,图9是与图6相同的微粒捕捉用过滤膜的表面附近的截面的示意性SEM图像40。

在大孔径部,在中间孔部侧,形成有大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部,可以在从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的位置附近至过滤膜的另一个表面,形成有相同程度孔径的连通孔,或者,也可以是随着从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的位置附近靠近过滤膜的另一个表面形成有孔径增大的连通孔。大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的孔径与大孔径部的连通孔之中的大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分的孔径相比更小。而且,大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的孔径优选为20~200nm,尤其优选为30~200nm。另外,大孔径部的连通孔之中,从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的孔径优选为30~300nm,尤其优选为50~300nm。而且,大孔径部的连通孔之中,通过使大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的孔径为上述范围,通液时的压力损失减小。

在本发明中,如以下所述,例如,大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的孔径为30~300nm的确认基于利用扫描型电子显微镜观察沿厚度方向切割微粒捕捉用过滤膜的截面而得到的SEM图像进行。首先,从大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的形成位置至过滤膜的另一个表面的位置,得到测定视野包含的SEM图像。接着,在该SEM图像中,与过滤膜的另一个表面平行地,在过滤膜的另一个表面的位置画直线X,在大孔径部4的部分的大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分的位置附近画直线Y,在过滤膜的另一个表面与大孔径部4的部分的大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分的位置附近的中间位置附近画直线Z,接着,针对直线X、Y以及Z之中与大孔径部的各连通孔重叠的各个部分,分别测定长度。而且,如果这些长度均在30~300nm的范围,则判断为大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分开始,开口的连通孔的孔径为30~300nm。

另外,在本发明中,如下所述,例如,大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的孔径为20~200nm的确认基于利用扫描型电子显微镜观察沿厚度方向切割微粒捕捉用过滤膜的截面所得到的SEM图像进行。首先,从大孔径部狭小部的中间孔部侧的一端至与其相反侧的一端,得到测定视野包含的SEM图像。接着,在该SEM图像中,与过滤膜的一个表面平行地,在大孔径部狭小部的中间孔部侧的一端的位置附近画直线X,在与大孔径部狭小部的中间孔部侧的一端相反侧的一端的位置附近画直线Y,在与和大孔径部狭小部的中间孔部侧的一端相反侧的一端的中间位置附近画直线Z,接着,针对直线X、Y以及Z之中与大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部重叠的各个部分,分别测定长度。而且,如果这些长度均在20~200nm的范围,则判断为大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的孔径为20~200nm。

大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的平均孔径优选为50~300nm,尤其优选为80~300nm。大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的平均孔径优选为20~200nm,尤其优选为30~200nm。

在本发明中,如以下所述,大孔径部的连通孔之中,从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的平均孔径基于利用扫描型电子显微镜观察沿厚度方向切割微粒捕捉用过滤膜的截面而得到的SEM图像进行。此外,虽然测定对象不同,但以下所示的大孔径部的连通孔之中,从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的平均孔径的求出方法与上述的小孔径部整体的连通孔的平均孔径求出方法相同。首先,从大孔径部狭小部的形成位置至过滤膜的另一个表面的位置,得到测定视野包含的SEM图像。接着,在该SEM图像中,与过滤膜的另一个表面平行地,在过滤膜的另一个表面的位置画直线X,在大孔径部4的部分的大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分的位置附近画直线Y。接着,对存在于由直线X和直线Y划分的部分的连通孔的面积的合计(合计面积A)、存在于由直线X和直线Y划分的部分的连通孔的数量(连通孔数B)、以及直线X和直线Y的距离(距离C)进行测定。而且,利用“大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的平均孔径=(A/(B×C))”的公式所计算的值为大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的平均孔径。

在本发明中,如以下所示,大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的平均孔径基于利用扫描型电子显微镜观察沿厚度方向切割微粒捕捉用过滤膜的截面所得到的SEM图像进行。此外,虽然测定对象不同,但以下所示大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的平均孔径的求出方法与上述的小孔径部整体的连通孔的平均孔径求出方法相同。首先,从大孔径部狭小部的中间孔部侧的一端至与其相反侧的一端,得到测定视野包含的SEM图像。接着,在该SEM图像中,与过滤膜的一个表面平行地,在大孔径部狭小部的中间孔部侧的一端的位置附近画直线X,在与大孔径部狭小部的中间孔部侧的一端相反侧的一端的位置附近画直线Y。接着,对存在于由直线X和直线Y划分的部分的连通孔的面积的合计(合计面积A)、存在于由直线X和直线Y划分的部分的连通孔的数量(连通孔数B)、以及直线X和直线Y的距离(距离C)进行测定。而且,利用“大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的平均孔径=(A/(B×C))”的公式所计算的值为大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部的平均孔径。

在本发明的微粒捕捉用过滤膜,大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的平均孔径相对于小孔径部整体的连通孔的平均孔径的比(大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的平均孔径/小孔径部整体的连通孔的平均孔径)优选为3~100,尤其优选为4~50,更加优选为4~20。通过使大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的平均孔径相对于小孔径部整体的连通孔的平均孔径的比为上述范围,在耐应力强、不易发生破损方面是优选的。

大孔径部的厚度优选为10~40μm,尤其优选为20~40μm。

本发明的微粒捕捉用过滤膜的总膜厚为50μm以下,优选为20~50μm,尤其优选为20~45μm。通过使微粒捕捉用过滤膜的总膜厚为上述范围,在对由阳极氧化、剥离以及蚀刻处理得到阳极氧化部分进行烧成时,阳极氧化部分的破损减少。

本发明的微粒捕捉用过滤膜为通过铝材的阳极氧化形成连通孔而得到的微粒捕捉用过滤膜,更具体而言,对铝材进行阳极氧化而形成连通孔,接着,将阳极氧化部分从铝材剥离,接着,对阳极氧化部分进行表面蚀刻处理,接着,对阳极氧化部分进行烧成得到微粒捕捉用过滤膜,因此本发明的微粒捕捉用过滤膜的骨架部,换言之,小孔径部的连通孔、中间孔部的连通孔以及大孔径部的连通孔的壁由氧化铝形成。

另外,随机选取本发明的微粒捕捉用过滤膜中的中间孔部的连通孔以及大孔径部的连通孔,对它们的孔径进行比较,在中间孔部的连通孔中,存在具有孔径大于大孔径部的连通孔的部分的连通孔。另外,随机选取本发明的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔以及大孔径部狭小部,对他们的孔径进行比较,在大孔径部狭小部中,存在具有孔径大于从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的部分的大孔径部狭小部。另一方面,在形成本发明的微粒捕捉用过滤膜中的一个表面侧至另一个表面侧的连续流路的一系列的大孔径部的连通孔之中从大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔、大孔径部狭小部与中间孔部的连通孔、小孔径部的连通孔,对它们的孔径进行比较,由于本发明的微粒捕捉用过滤膜是通过铝材的阳极氧化形成连通孔而得到的微粒捕捉用过滤膜,因此在一个大孔径部中,与大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔的孔径相比,大孔径部狭小部的孔径较小,在该大孔径部狭小部,连着孔径比其小的中间孔部的连通孔,在该中间孔部的连通孔,连着孔径比其小的小孔径部的连通孔。

本发明的微粒捕捉用过滤膜适合作为用于基于半导体制造中所使用的超纯水、溶剂、药液等的直接显微镜检查法的微粒評价的微粒捕捉膜使用。另外,本发明的微粒捕捉用过滤膜也可以用于气体或气雾剂、其他流体中的微粒的捕捉、蛋白质、DNA的分离、捕捉。

本发明的微粒捕捉用过滤膜适合通过以下的本发明的微粒测定用过滤膜的制造方法来制造。

本发明的第一实施方式的微粒测定用过滤膜的制造方法包括:第一阳极氧化工序(A),通过对铝材进行阳极氧化,在该铝材形成大孔径部用的连通孔的前体连通孔,得到阳极氧化铝材(1A);

孔径扩大处理,通过将该阳极氧化铝材(1A)浸渍于草酸水溶液、铬酸水溶液、磷酸水溶液、硫酸水溶液或者它们的混合酸水溶液或碱性水溶液的任一种水溶液中,扩大该前体连通孔的直径,形成大孔径部用的连通孔;

第二阳极氧化工序(A),通过对该孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)进行阳极氧化,在该孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)的该大孔径部用的连通孔的端部,形成直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2);

第三阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化,在该阳极氧化铝材(2),形成与该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部相连且直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3);

第四阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化,在该阳极氧化铝材(3),形成与该中间孔部用的连通孔相连且直径小于该中间孔部用的连通孔的小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4);

剥离及蚀刻工序,将阳极氧化的部分从该阳极氧化铝材(4)剥离,接着,对剥离的部分进行蚀刻处理,得到阳极氧化部分;

烧成工序,通过以800~1200℃对该阳极氧化部分进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜,

在该第四阳极氧化工序,沿厚度方向形成400nm以上的平均孔径为4~20nm的连通孔,

并且在该第一阳极氧化工序至该第四阳极氧化工序,通过阳极氧化形成连通孔的部分的总厚度为50μm以下。

另外,本发明的第二实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法包括:第一阳极氧化工序(B),通过对铝材进行阳极氧化,在该铝材形成大孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(1B);

第二阳极氧化工序(B),通过对该阳极氧化铝材(1B)进行阳极氧化,在该阳极氧化铝材(1B)的该大孔径部用的连通孔的端部,形成直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2);

第三阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化,在该阳极氧化铝材(2),形成与该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部相连且直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3);

第四阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化,在该阳极氧化铝材(3),形成与该中间孔部用的连通孔相连且直径小于该中间孔部用的连通孔的小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4);

剥离及蚀刻工序,将阳极氧化的部分从该阳极氧化铝材(4)剥离,接着,对剥离的部分进行蚀刻处理,得到阳极氧化部分;

烧成工序,以800~1200℃对该阳极氧化部分进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜,

在该第四阳极氧化工序,沿厚度方向形成400nm以上的平均孔径为4~20nm的连通孔,

并且在该第一阳极氧化工序至该第四阳极氧化工序,通过阳极氧化形成连通孔的部分的总厚度为50μm以下。

也就是说,本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的第三阳极氧化工序、第四阳极氧化工序、剥离及蚀刻工序以及烧成工序与本发明的第二实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的第三阳极氧化工序、第四阳极氧化工序、剥离及蚀刻工序以及烧成工序相同。

本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的第一阳极氧化工序(A)为如下工序,即,通过对铝材进行阳极氧化,在铝材形成大孔径部用的连通孔的前体连通孔,得到阳极氧化铝材(1A)。

第一阳极氧化工序(A)涉及的铝材是第一阳极氧化工序(A)中作为阳极氧化的对象的材料,是以铝为主的材料,虽没有特别限定,但铝中所含的杂质较多时,制造时容易产生缺陷,因此铝材的纯度优选为98.5质量%以上,尤其优选为99.0质量%以上。

另外,在第一阳极氧化工序(A)中,对阳极氧化的铝材而言,优选表面预先进行了脱脂处理以及平滑化处理。进行脱脂处理的方法只要是能够去除存在于铝材的表面的有机物或油脂的方法,则没有特别限制,例如,可以举出将铝材浸渍于丙酮、乙醇、甲醇、IPA(异丙醇)等有机溶剂中并照射超声波的方法、进行加热(退火处理)的方法等。作为进行平滑化处理的方法,只要是能够使铝材的表面平滑的方法,则没有特别的限定,例如,可以举出电解研磨、化学研磨、机械研磨等。作为电解研磨的电解液,例如,可以举出磷酸、含高氯酸的乙醇等。另外,作为化学研磨,可以举出使用磷酸与硝酸的混合酸的方法、使用磷酸与硫酸的混合酸的方法等。

在第一阳极氧化工序(A)中,对铝材进行阳极氧化时的阳极氧化条件根据想要得到的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部的连通孔适当进行选择,为了形成作为目标的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部用的连通孔的前体连通孔,适当选择施加的电压、通电的电流、施加时间、电解液的种类等。作为第一阳极氧化工序(A)中的阳极氧化条件,例如,可以举出0.5~30质量%浓度的草酸水溶液、铬酸水溶液、或它们的混合酸水溶液等的电解液中,50~200V的条件。此时,可以是以恒定电压进行的方式,可以是以恒定电流进行的方式,也可以是使电压以及电流这两者变化的方式。

在第一阳极氧化工序(A)中,作为通过阳极氧化在铝材形成的大孔径部用的连通孔的前体连通孔,大孔径部用的连通孔的前体连通孔的孔径优选为20~200nm,尤其优选为30~200nm,前体连通孔的平均孔径优选为20~200nm,尤其优选为30~200nm,形成前体连通孔的部分的厚度优选为10~40μm,尤其优选为20~40μm。

而且,通过进行第一阳极氧化工序(A),从铝材的表面沿厚度方向形成连通孔,在铝材,形成从铝材的表面沿厚度方向延伸的大孔径部用的连通孔的前体连通孔,得到阳极氧化铝材(1A)。

本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的孔径扩大处理为如下处理,即,通过将阳极氧化铝材(1A)浸渍于草酸水溶液、铬酸水溶液、磷酸水溶液、硫酸水溶液或者它们的混合酸水溶液或氢氧化钠等碱性水溶液中,扩大前体连通孔的直径,形成大孔径部用的连通孔。而且,作为用于孔径扩大处理的水溶液,优选与第一阳极氧化工序(A)中使用的电解液相同的水溶液或相同种类的酸的水溶液。此外,大孔径部用的连通孔是指经过直至烧成工序得到的成为微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部的连通孔的连通孔。另外,与第一阳极氧化工序(A)中使用的电解液相同的水溶液是指酸的种类和浓度都相同的水溶液,另外,与第一阳极氧化工序(A)中使用的电解液相同种类的酸的水溶液是指酸的种类相同但浓度不同的水溶液。

在孔径扩大处理中,阳极氧化铝材(1A)的处理条件根据想要得到的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部的连通孔适当选择,为了形成作为目标的大孔径部用的连通孔,适当选择水溶液的浓度、浸渍温度、浸渍时间等。作为孔径扩大处理中的处理条件,例如,可以举出0.5~30质量%浓度的草酸水溶液、铬酸水溶液、或它们的混合酸水溶液等水溶液、氢氧化钠水溶液中10~80℃、30分钟~8小时的条件。

在孔径扩大处理中,作为通过浸渍于水溶液中扩大阳极氧化铝材(1A)中的大孔径部用的连通孔的前体连通孔而形成的大孔径部用的连通孔,大孔径部用的连通孔的孔径优选为30~300nm,尤其优选为50~300nm,大孔径部用的连通孔的平均孔径优选为50~300nm,尤其优选为80~300nm,与大孔径部对应的部分的厚度优选为10~40μm,尤其优选为20~40μm。

而且,通过进行孔径扩大处理,大孔径部用的连通孔的前体连通孔的孔径被扩大,形成从铝材的表面沿厚度方向延伸的大孔径部用的连通孔,得到孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)。

本发明的第一个微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的第二阳极氧化工序(A)为如下工序,即,通过对孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)进行阳极氧化,从而在孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)的大孔径部用的连通孔的端部,形成大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2)。

在第二阳极氧化工序(A)中,对铝材进行阳极氧化时的阳极氧化条件根据想要得到的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部适当选择,为了形成作为目标的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部,适当选择施加的电压、通电的电流、施加时间、电解液的种类等。作为第二阳极氧化工序(A)中的阳极氧化条件,例如,可以举出0.5~30质量%浓度的草酸水溶液、铬酸水溶液、或它们的混合酸水溶液等的电解液中,50~200V的条件。此时,可以是以恒定电压进行的方式,可以是以恒定电流进行的方式,可以是使电压以及电流这两者变化的方式。

在第二阳极氧化工序(A)中,作为通过阳极氧化在铝材形成的大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部,大孔径部用的连通孔的大孔径用狭小部的孔径优选为20~200nm,尤其优选为30~200nm,大孔径部狭小部的平均孔径优选为20~200nm,尤其优选为30~200nm,形成大孔径部狭小部的部分的厚度优选为500nm~20μm,尤其优选为500nm~10μm。

而且,通过进行第二阳极氧化工序(A),从大孔径部用的连通孔的一端沿厚度方向形成大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2)。

本发明的第二实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的第一阳极氧化工序(B)为如下工序,即,通过对铝材进行阳极氧化,在铝材形成大孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(1B)。此外,大孔径部用的连通孔是指经过直至烧成工序得到的成为微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部的连通孔的连通孔。

第一阳极氧化工序(B)涉及的铝材为在第一阳极氧化工序(B)中成为阳极氧化的对象的材料,与第一阳极氧化工序(A)涉及的铝材相同。

另外,在第一阳极氧化工序(B)中,对阳极氧化的铝材而言,优选表面预先进行了脱脂处理以及平滑化处理。第一阳极氧化工序(B)涉及的脱脂处理以及平滑化处理与第一阳极氧化工序(A)涉及的脱脂处理以及平滑化处理相同。

在第一阳极氧化工序(B)中,对铝材进行阳极氧化时的阳极氧化条件根据想要得到的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部的连通孔适当选择,为了形成作为目标的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部的连通孔,适当选择施加的电压、通电的电流、施加时间、电解液的种类等。作为第一阳极氧化工序(B)中的阳极氧化条件,例如,可以举出0.5~30质量%浓度的草酸水溶液、铬酸水溶液、或它们的混合酸水溶液等的电解液中,50~200V的条件。此时,可以是以恒定电压进行的方式,可以是以恒定电流进行的方式,可以是使电压以及电流这两者变化的方式。

在第一阳极氧化工序(B)中,作为通过阳极氧化在铝材形成的大孔径部用的连通孔,大孔径部用的连通孔的孔径优选为30~300nm,尤其优选为50~300nm,大孔径部用的连通孔的平均孔径优选为50~300nm,尤其优选为80~300nm,大孔径部用的连通孔的部分的厚度优选为10~40μm,尤其优选为20~40μm。

而且,通过进行第一阳极氧化工序(B),从铝材的表面沿厚度方向形成连通孔,在铝材,形成从铝材的表面沿厚度方向延伸的大孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(1B)。

本发明的第二实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的第二阳极氧化工序(B)为如下工序,即,通过对阳极氧化铝材(1B)进行阳极氧化,在阳极氧化铝材(1B)的大孔径部的连通孔的端部,形成大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2)。

在第二阳极氧化工序(B),对铝材进行阳极氧化时的阳极氧化条件根据想要得到的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部的连通孔的大孔径部狭小部适当选择,为了形成作为目标的微粒捕捉用过滤膜中的大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部,适当选择施加的电压、通电的电流、施加时间、电解液的种类等。作为第二阳极氧化工序(B)中的阳极氧化条件,例如,可以举出0.5~30质量%浓度的草酸水溶液、铬酸水溶液、硫酸或它们的混合酸水溶液等的电解液中,20~200V的条件。此时,可以是以恒定电压进行的方式,可以是以恒定电流进行的方式,可以是使电压以及电流这两者变化的方式。

在第二阳极氧化工序(B)中,作为通过阳极氧化在铝材形成的大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部,大孔径部用的连通孔的大孔径用狭小部的孔径优选为20~200nm,尤其优选为30~200nm,大孔径用狭小部的平均孔径优选为20~200nm,尤其优选为30~200nm,形成大孔径用狭小部的部分的厚度优选为500nm~20μm,尤其优选为500nm~10μm。

而且,通过进行第二阳极氧化工序(B),从大孔径部的连通孔的端部沿厚度方向形成大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2)。

对本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法和本发明的第二实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法而言,第三阳极氧化工序之后是相同的,因此一并进行说明。

本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法以及本发明的第二实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的第三阳极氧化工序为如下工序,即,通过对阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化,在阳极氧化铝材(2)形成中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3)。此外,中间孔部用的连通孔是指经过直至烧成工序得到的成为微粒捕捉用过滤膜中的中间孔部的连通孔的连通孔。

在第三阳极氧化工序,对阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化时的阳极氧化条件根据想要得到的微粒捕捉用过滤膜中的中间孔部的连通孔而适当选择,为了形成作为目标的中间孔部用的连通孔,适当选择施加的电压、通电的电流、施加时间、电解液的种类等。作为第三阳极氧化工序中的阳极氧化条件,只要是直径小于形成连通孔的大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的条件即可,例如,可以举出0.5~30质量%浓度的草酸水溶液、铬酸水溶液、硫酸或它们的混合酸水溶液等的电解液中,20~200V的条件,优选电压低于第二阳极氧化条件的电压这一条件。此时,可以是以恒定电压进行的方式,可以是以恒定电流进行的方式,可以是使电压以及电流这两者变化的方式。

在第三阳极氧化工序,作为通过阳极氧化在阳极氧化铝材(2)形成的中间孔部用的连通孔,中间孔部用的连通孔的孔径优选为10~100nm,尤其优选为20~100nm,与中间孔部对应的部分的厚度优选为50~1000nm,尤其优选为50~800nm。

而且,通过进行第三阳极氧化工序,从阳极氧化铝材(2)内的大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的端部沿厚度方向,形成孔径小于大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的连通孔,在阳极氧化铝材(2),形成从阳极氧化铝材(2)的大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的端部沿厚度方向延伸的中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3)。

本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法以及本发明的第二实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的第四阳极氧化工序为如下工序,即,通过对阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化,在阳极氧化铝材(3)形成小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4)。此外,小孔径部用的连通孔是指经过直至烧成工序得到的成为微粒捕捉用过滤膜中的小孔径部的连通孔的连通孔。

在第四阳极氧化工序,对阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化时的阳极氧化条件根据想要得到的微粒捕捉用过滤膜中的小孔径部的连通孔而适当选择,为了形成作为目标的小孔径部用的连通孔,适当选择施加的电压、通电的电流、施加时间、电解液的种类等。作为第四阳极氧化工序中的阳极氧化条件,平均孔径为4~20nm,优选为8~20nm,尤其优选为9~15nm,更加优选为9~12nm,只要是沿厚度方向形成400nm以上、优选为400~1000nm、尤其优选为400~700nm连通的连通孔的条件即可,例如,可以举出硫酸水溶液电解液中,5~30V的条件。此时,可以是以恒定电压进行的方式,可以是以恒定电流进行的方式,可以是使电压以及电流这两者变化的方式。

在第四阳极氧化工序,通过阳极氧化在阳极氧化铝材(3),沿厚度方向形成400nm以上、优选为400~1000nm、尤其优选为400~700nm的平均孔径为4~20nm、优选为8~20nm、尤其优选为9~15nm、更加优选为9~12nm的小孔径部用的连通孔。通过使小孔径部用的连通孔的平均孔径为上述范围,作为直接显微镜检查法中使用的微粒捕捉用过滤膜,得到发挥优异的性能的微粒捕捉用过滤膜。另外,通过使与小孔径部对应的部分的厚度为400nm以上,进行剥离工序得到的与阳极氧化部分的小孔径部对应的部分的连通孔的破损减少。另外,与小孔径部对应的部分的厚度为1000nm以下,在被处理水的通液时,在能够得到压力损失导致的透过流量不会变得过低的微粒捕捉用过滤膜方面是优选的。

在第四阳极氧化工序,作为通过阳极氧化在阳极氧化铝材(3)形成的小孔径部用的连通孔,与小孔径部对应的部分整体的连通孔的平均孔径为4~20nm,优选为8~20nm,尤其优选为9~15nm,更加优选为9~12nm,小孔径部用的连通孔的孔径分布的相对标准偏差优选为40%以下,尤其优选为35%以下,截面的SEM图像中与小孔径部对应的部分中的连通孔的存在比例(面积比例)优选为10~60%,尤其优选为20~50%。

而且,通过进行第四阳极氧化工序,从阳极氧化铝材(3)内的中间孔部用的连通孔的端部沿厚度方向,形成孔径小于中间孔部用的连通孔的连通孔,在阳极氧化铝材(3),形成从阳极氧化铝材(3)的中间孔部用的连通孔的端部沿厚度方向延伸的小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4)。

在第一阳极氧化工序、第二阳极氧化工序、第三阳极氧化工序以及第四阳极氧化工序,根据想要得到的的微粒捕捉用过滤膜中的小孔径部、中间孔部及大孔径部的各连通孔以及大孔径部狭小部的形状,为了形成作为目标的形状的小孔径部、中间孔部及大孔径部的各连通孔以及大孔径部狭小部,对第一阳极氧化工序、第二阳极氧化工序、第三阳极氧化工序以及第四阳极氧化工序中的各阳极氧化条件进行调节,也就是说,对施加的电压、通电的电流、施加时间、电解液的种类等分别进行调节。

另外,在第一阳极氧化工序至第四阳极氧化工序,为了使形成有连通孔的部分的总厚度为50μm以下、优选为20~50μm、尤其优选为20~45μm,对第一阳极氧化工序、第二阳极氧化工序、第三阳极氧化工序以及第四阳极氧化工序中的各阳极氧化条件进行调节。在第一阳极氧化工序至第四阳极氧化工序,通过使形成有连通孔的部分的总厚度为上述范围,利用烧成工序对阳极氧化部分进行烧成时,阳极氧化部分的破损减少。

本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法以及本发明的第二实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的剥离及蚀刻工序为如下工序,即,将阳极氧化的部分从阳极氧化铝材(4)剥离,接着,对剥离的部分的表面进行蚀刻处理,得到阳极氧化部分。

在剥离及蚀刻工序,作为将阳极氧化的部分从阳极氧化铝材(4)剥离的方法,没有特别限定,例如,可以举出溶液浸渍、逆电流法、电解研磨等。溶液浸渍为如下的方法,即,通过将阳极氧化铝材(4)浸渍于硫酸铜水溶液或盐酸等来进行,虽然剥离需要较长时间,物理性损害较少。逆电流法为如下的方法,即,通过使阳极氧化时的电流反向流动来进行,能够将阳极氧化部分从阳极氧化铝材(4)迅速地剥离。电解研磨为如下的方法,即,通过在含高氯酸的乙醇溶液、含高氯酸的双丙酮溶液中,对阳极氧化铝材(4)施加电压来进行,能够将阳极氧化部分从阳极氧化铝材(4)剥离。

在剥离及蚀刻工序,作为对剥离的阳极氧化部分的表面进行蚀刻处理的方法,没有特别限定,例如,可以举出浸渍于草酸、磷酸、铬酸、硫酸、碱性水溶液等溶液中的方法等。

而且,通过进行蚀刻处理,对从铝材剥离的部分的表面进行蚀刻,形成大孔径部用的连通孔和大孔径部狭小部、中间孔部用的连通孔以及小孔径部用的连通孔,得到通过它们贯通的贯通膜即阳极氧化部分。

本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法以及本发明的第二实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的烧成工序为通过对阳极氧化部分进行烧成得到微粒捕捉用过滤膜的工序。

在烧成工序,对阳极氧化部分进行烧成时的烧成温度为800~1200℃,优选为800~1000℃。另外,在烧成工序,对阳极氧化部分进行烧成时的烧成时间优选为10小时以下,尤其优选为1~5小时。另外,在烧成工序,对阳极氧化部分进行烧成时的烧成氛围气体为空气、氧气等氧化性氛围气体。

由于本发明的微粒捕捉用过滤膜的连通孔为从大孔径部至小孔径部通过阳极氧化所形成的,也就是说,利用阳极氧化,首先,在铝材形成大孔径部用的连通孔,接着,在大孔径部用的连通孔的一端形成大孔径部狭小部,接着,从该大孔径部用的连通孔的端部形成中间孔部用的连通孔,接着,从该中间孔部用的连通孔的端部形成小孔径部用的连通孔,由于以上述顺序形成,因此过滤膜的一个表面侧至另一个表面侧的所有连通孔都相连。

在本发明的微粒捕捉用过滤膜,为了减小对测定对象液进行通液时的压差,在另一侧在表面侧设置孔径较大的大孔径部的连通孔。在此,如果在微粒捕捉用过滤膜中,大孔径部的连通孔在中间孔部侧不具有大孔径部狭小部,中间孔部的连通孔直接与大孔径部的连通孔的孔径较大的部分相连,则由于中间孔部的连通孔和大孔径部的连通孔的孔径差过大,因此测定对象液从中间孔部的连通孔排到大孔径部的连通孔时的压力变化将变得过大。因此,在中间孔部的连通孔内被整流的测定对象液在从中间孔部的连通孔排出之后的大孔径部的连通孔的部分成为紊流,即便使大孔径部的连通孔的孔径增大,反而存在压力损失增大的可能性。另外,由于测定对象液从中间孔部的连通孔排到大孔径部的连通孔时的冲击,有微粒捕捉用过滤膜发生破损的可能。

与之相对,在本发明的微粒捕捉用过滤膜,为了减小对测定对象液进行通液时的压差,在另一个表面侧,设置孔径较大的大孔径部的连通孔,并且,大孔径部的连通孔在中间孔部侧具有大孔径部狭小部。而且,在本发明的微粒捕捉用过滤膜中,中间孔部的连通孔相连的是与大孔径部的连通孔之中大孔径部狭小部的附近且比大孔径部狭小部靠开口侧的部分至开口的连通孔相比,孔径较小的大孔径部狭小部。因此,与中间孔部的连通孔与孔径较大的大孔径部的连通孔的部分直接相连的情况相比,测定对象液从中间孔部的连通孔排到大孔径部狭小部时的压力变化较少。由此,在本发明的微粒捕捉用过滤膜,在中间孔部的连通孔内被整流的测定对象液从中间孔部的连通孔排到大孔径部狭小部时,不易成为紊流或能够减小其程度,因此能够减小压力损失。另外,由于能够减小测定对象液从中间孔部的连通孔排出时的冲击,因此微粒捕捉用过滤膜不易发生破损。

另外,在图13所示的微粒捕捉用过滤膜中,在一部分中,小孔径部的连通孔的形成方向没有对齐,存在以扇形扩展的方式形成有连通孔的部分。存在这种连通孔以扇形形成的部分时,存在无法使测定对象液正常透过连通孔情况或连通孔以扇形形成的部分成为蚀刻后的膜表面的隆起部分的情况。与之相对,在本发明的微粒捕捉用过滤膜的制造方法中,由于能够使小孔径部的连通孔的形成方向沿厚度方向对齐,因此在以与厚度方向平行的面切割的截面,能够形成所有连通孔的形成方向对齐的小孔径部。

另外,在作为电解液使用草酸水溶液的情况下,难以通过阳极氧化在铝材形成100nm以上的孔径较大的连通孔,为了形成100nm以上的连通孔,作为电解液需要使用磷酸水溶液。然而,即使在电解液中使用磷酸水溶液形成大孔径部的连通孔之后,试图将电解液替换为草酸水溶液,并通过阳极氧化形成大孔径部狭小部,或者,即使在电解液中使用磷酸水溶液形成大孔径部的连通孔以及大孔径部狭小部之后,试图将电解液替换为草酸水溶液,并通过阳极氧化形成中间孔部的连通孔,由于难以进行向草酸水溶液的电解液的置换,无法进行其之后的阳极氧化。与之相对,在本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法中,利用在电解液中使用草酸水溶液的阳极氧化实施之后,通过使用草酸水溶液的孔径扩大处理形成孔径为100nm以上的孔径较大的大孔径部的连通孔,由此不会发生从上述这种从磷酸水溶液向草酸水溶液的置换不良导致的问题,能够良好地进行在电解液中使用草酸水溶液形成大孔径部狭小部的第二阳极氧化工序(A)。

本发明的多孔膜为通过铝材的阳极氧化形成连通孔得到的多孔膜,其具有:

形成有在多孔膜的一个面开口的连通孔的小孔径部;

形成有与该小孔径部的连通孔相连且直径比该小孔径部的连通孔的直径大的连通孔的中间孔部;

形成有与该中间孔部的连通孔相连、且直径比该中间孔部的连通孔的直径大、并在多孔膜的另一个面开口的连通孔的大孔径部,

在该小孔径部,从多孔膜的一个表面到至少400nm的位置为止,形成有平均孔径为4~20nm的连通孔,

多孔膜的总膜厚为50μm以下,

该大孔径部的连通孔在中间孔部侧具有大孔径部狭小部。

本发明的多孔膜涉及的铝材、阳极氧化、连通孔、小孔径部、中间孔部、大孔径部以及大孔径部狭小部与上述本发明的微粒捕捉用过滤膜涉及的铝材、阳极氧化、连通孔、小孔径部、中间孔部、大孔径部以及大孔径部狭小部相同。

作为本发明的多孔膜的用途,除上述微粒捕捉用过滤膜以外,还可以举出用于利用酶电极等来固定酶的酶载体或碳材料、半导体布线的铸模或用于逐步极微量添加溶媒或者溶剂的添加过滤器等。

本发明的第一实施方式的多孔膜的制造方法包括:第一阳极氧化工序(A),通过对铝材进行阳极氧化,从而在该铝材形成大孔径部用的连通孔的前体连通孔,得到阳极氧化铝材(1A);

孔径扩大处理,通过将该阳极氧化铝材(1A)浸渍于草酸水溶液、铬酸水溶液、磷酸水溶液、硫酸水溶液或者它们的混合酸水溶液或碱性水溶液的任一种水溶液中,来扩大该前体连通孔的直径,形成大孔径部用的连通孔;

第二阳极氧化工序(A),通过对该孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)进行阳极氧化,从而在该孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)的该大孔径部用的连通孔的端部,形成直径小于该大孔径部用的连通孔的直径的大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2);

第三阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(2)形成与该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部相连且直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的直径的中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3);

第四阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(3)形成与该中间孔部用的连通孔相连且直径小于该中间孔部用的连通孔的小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4);

剥离及蚀刻工序,将经阳极氧化的部分从该阳极氧化铝材(4)剥离,接着,对剥离的部分进行蚀刻处理,得到阳极氧化部分;

烧成工序,通过以800~1200℃对该阳极氧化部分进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜,

在该第四阳极氧化工序,沿厚度方向形成400nm以上的平均孔径为4~20nm的连通孔,

并且在该第一阳极氧化工序至该第四阳极氧化工序,通过阳极氧化形成连通孔的部分的总厚度为50μm以下。

另外,本发明的第二实施方式的多孔膜的制造方法具有:第一阳极氧化工序(B),通过对铝材进行阳极氧化,从而在该铝材形成大孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(1B);

第二阳极氧化工序(B),通过对该阳极氧化铝材(1B)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(1B)的该大孔径部用的连通孔的端部,形成直径小于该大孔径部用的连通孔的直径的大孔径部狭小部,得到阳极氧化铝材(2);

第三阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(2)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(2)形成与该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部相连且直径小于该大孔径部用的连通孔的大孔径部狭小部的直径的中间孔部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(3);

第四阳极氧化工序,通过对该阳极氧化铝材(3)进行阳极氧化,从而在该阳极氧化铝材(3)形成与该中间孔部用的连通孔相连且直径小于该中间孔部用的连通孔的直径的小孔径部用的连通孔,得到阳极氧化铝材(4);

剥离及蚀刻工序,将经阳极氧化的部分从该阳极氧化铝材(4)剥离,接着,对剥离的部分进行蚀刻处理,得到阳极氧化部分;

烧成工序,通过以800~1200℃对该阳极氧化部分进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜,

在该第四阳极氧化工序,沿厚度方向形成400nm以上的平均孔径为4~20nm的连通孔,

并且在该第一阳极氧化工序至该第四阳极氧化工序,通过阳极氧化形成连通孔的部分的总厚度为50μm以下。

本发明的第一实施方式的多孔膜的制造方法涉及的铝材、阳极氧化、大孔径部用的连通孔的前体连通孔、阳极氧化铝材(1A)、第一阳极氧化工序(A)、大孔径部用的连通孔、孔径扩大处理、孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)、大孔径部狭小部、阳极氧化铝材(2)、第二阳极氧化工序(A)、中间孔部用的连通孔、阳极氧化铝材(3)、第三阳极氧化工序、小孔径部用的连通孔、阳极氧化铝材(4)、第四阳极氧化工序、剥离及蚀刻工序、烧成工序与本发明的第一实施方式的微粒捕捉用过滤膜的制造方法涉及的铝材、阳极氧化、大孔径部用的连通孔的前体连通孔、阳极氧化铝材(1A)、第一阳极氧化工序(A)、大孔径部用的连通孔、孔径扩大处理、孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)、大孔径部狭小部、阳极氧化铝材(2)、第二阳极氧化工序(A)、中间孔部用的连通孔、阳极氧化铝材(3)、第三阳极氧化工序、小孔径部用的连通孔、阳极氧化铝材(4)、第四阳极氧化工序、剥离及蚀刻工序、烧成工序相同。

另外,本发明的第二实施方式的多孔膜的制造方法涉及的铝材、阳极氧化、大孔径部用的连通孔、阳极氧化铝材(1B)、第一阳极氧化工序(B)、大孔径部狭小部、阳极氧化铝材(2)、第二阳极氧化工序(B)、中间孔部用的连通孔、阳极氧化铝材(3)、第三阳极氧化工序、小孔径部用的连通孔、阳极氧化铝材(4)、第四阳极氧化工序、剥离及蚀刻工序、烧成工序与本发明的第二实施方式的微粒捕捉膜的制造方法涉及的铝材、阳极氧化、大孔径部用的连通孔、阳极氧化铝材(1B)、第一阳极氧化工序(B)、大孔径部狭小部、阳极氧化铝材(2)、第二阳极氧化工序(B)、中间孔部用的连通孔、阳极氧化铝材(3)、第三阳极氧化工序、小孔径部用的连通孔、阳极氧化铝材(4)、第四阳极氧化工序、剥离及蚀刻工序、烧成工序相同。

本发明的多孔膜的制造方法除上述微粒捕捉用过滤膜的制造之外,被用在利用酶电极等来固定酶的酶载体、碳材料、半导体布线的铸模、用于逐步极微量添加溶媒或溶剂的添加过滤器等的多孔膜的制造或者被用于为了使涂层不易剥离而进行表面加工在底材的表面形成多孔膜。

【实施例】

以下,基于实施例对本发明进行详细说明。但是,本发明不限于以下的实施例。

(实施例1)

微粒捕捉用过滤膜的制造

<阳极氧化用的铝板材的准备>

准备5张纯度98.5质量%的铝板材。接着,将铝板材在丙酮中超声波照射30分钟,在20质量%含高氯酸的乙醇溶液中,以20V、15分钟的条件进行电解研磨,准备阳极氧化用的铝板材。

<第一阳极氧化工序>

将1.8质量%草酸水溶液作为电解液,将以上述方式得到的阳极氧化用的铝板材以浴温5℃在100V的恒定电压下进行阳极氧化。

<第二阳极氧化工序>

将1.8质量%草酸水溶液作为电解液,将以上述方式得到的阳极氧化用的铝板材以浴温5℃在75V的恒定电压下进行阳极氧化。

<第三阳极氧化工序>

接着,将1.8质量%草酸水溶液作为电解液,在浴温5℃下使电压逐渐降低,进行5分钟的阳极氧化。

<第四阳极氧化工序>

接着,在20质量%硫酸水溶液中,在浴温5℃下使电压逐渐降低,最终在电压9.5V下,进行10分钟的阳极氧化。

<剥离及蚀刻工序>

接着,利用电解研磨,使阳极氧化部分剥离。接着,用超纯水将阳极氧化部分洗净后,浸渍于20质量%硫酸水溶液中,对表面进行蚀刻,形成贯通膜。接着,用超纯水进行洗净。

<烧成工序>

接着,在1000℃、大气氛围气体下进行烧成,得到微粒捕捉用过滤膜。

微粒捕捉用过滤膜的结构的分析

利用扫描型电子显微镜观察所得到的微粒捕捉用过滤膜的截面以及小孔径部侧的表面,通过获得的SEM图像,求得结构。另外,将得到的截面的SEM图像表示在图10中,将表面的SEM图像表示在图11以及图12中。

<小孔径部>

小孔径部的厚度为790nm。另外,小孔径部的表面、300nm、700nm位置的平均孔径分别为10nm、10nm、10nm。另外,小孔径部整体的连通孔的平均孔径为10nm。另外,连通孔的孔径分布的相对标准偏差为21%。另外,小孔径部的连通孔的开口的开口率为28%。另外,连通孔在小孔径部中的存在比例为42%。

<中间孔部>

中间孔部的连通孔的孔径为9~43nm。此外,中间孔部的连通孔的孔径为中间孔部的厚度方向的中间位置附近的孔径。关于中间孔部的连通孔的孔径,以下是相同的。

<大孔径部狭小部>

大孔径部的连通孔的大孔径狭小部的平均孔径为60nm。

<大孔径部>

大孔径部的连通孔(除大孔径部狭小部之外的部分)的平均孔径为66nm。另外,任意选取21个大孔径部的连通孔进行观察的结果是,在19个连通孔中确认到存在狭小部分。

<过滤膜的总膜厚>

过滤膜的总膜厚为38μm。

(实施例2)

与实施例1相同进行第一阳极氧化工序。接着,将进行第一阳极氧化工序得到的阳极氧化铝材在1.8质量%草酸水溶液中浸渍4小时,进行孔径扩大处理。接着,使用所得到的进行了孔径扩大处理后的阳极氧化铝材,与实施例1相同地进行第二阳极氧化工序。接着,与实施例1相同地进行第三阳极氧化工序之后的工序,得到微粒捕捉用过滤膜。

微粒捕捉用过滤膜的结构的分析

利用扫描型电子显微镜观察所得到的微粒捕捉用过滤膜的截面以及小孔径部侧的表面,通过得到的SEM图像,求得结构。

<小孔径部>

小孔径部的厚度为730nm。另外,小孔径部的表面、200nm、400nm位置的平均孔径分别为10nm、10nm、10nm。另外,小孔径部整体的连通孔的平均孔径为10nm。另外,连通孔的孔径分布的相对标准偏差为26%。另外,小孔径部的连通孔的开口的开口率为17%。另外,连通孔在小孔径部中的存在比例为42%。

<中间孔部>

中间孔部的连通孔的孔径为13~48nm。此外,中间孔部的连通孔的孔径为中间孔部的厚度方向的中间位置附近的孔径。关于中间孔部的连通孔的孔径,以下是相同的。

<大孔径部狭小部>

大孔径部的连通孔的大孔径狭小部的平均孔径为72nm。

<大孔径部>

大孔径部的连通孔(除大孔径部狭小部之外的部分)的平均孔径为99nm。另外,任意选取17个大孔径部的连通孔进行观察的结果,在17个连通孔中,确认到存在狭小部分。

<过滤膜的总膜厚>

过滤膜的总膜厚为36μm。

(比较例1)

与实施例1相同地进行第一阳极氧化工序~第三阳极氧化工序。接着,在1.8质量%草酸水溶液中,将进行第三阳极氧化工序得到的阳极氧化铝材浸渍4小时,进行孔径扩大处理。接着,使用得到的进行孔径扩大处理后的阳极氧化铝材,与实施例1相同地进行第四阳极氧化工序。接着,与实施例1相同地进行剥离及蚀刻工序之后的工序,得到微粒捕捉用过滤膜。

微粒捕捉用过滤膜的结构的分析

利用扫描型电子显微镜观察得到的微粒捕捉用过滤膜的小孔径部侧的表面。将得到的截面的SEM图像在图13中表示,将表面的SEM图像在图14以及图15中表示。由此可见,在微粒捕捉用过滤膜的表面,产生了凸部。

(比较例2)

与实施例1相同地进行第一阳极氧化工序以及第二阳极氧化工序。将1.8质量%草酸水溶液作为电解液,针对得到的阳极氧化铝板材,在浴温5℃下使电压从75V逐渐降低至25V,进而,以25V的恒定电压进行3分钟的阳极氧化。接着,在1.8质量%草酸水溶液中将进行第二阳极氧化工序得到的阳极氧化铝材浸渍4小时,进行孔径扩大处理。接着,使用得到的进行了孔径扩大处理后的阳极氧化铝材,将1.8质量%草酸水溶液作为电解液,以浴温5℃在25V的恒定电压下进行3分钟的阳极氧化。接着,与实施例1相同地进行第四阳极氧化工序。接着,与实施例1相同地进行剥离及蚀刻工序以后的工序,得到微粒捕捉用过滤膜。

微粒捕捉用过滤膜的结构的分析

利用扫描型电子显微镜观察所得到的微粒捕捉用过滤膜的小孔径部侧的表面。将得到的表面的SEM图像在图16中表示。由此可见,在微粒捕捉用过滤膜的表面,产生了凸部。

(符号说明)

1 微粒捕捉用过滤膜

2 小孔径部

3 中间孔部

4 大孔径部

5 过滤膜的一个表面

6 过滤膜的另一个表面

7 小孔径部的连通孔的开口

8 小孔径部的连通孔

9 中间孔部的连通孔

10 大孔径部的连通孔

11 大孔径部的连通孔的开口

12 壁、骨架部

13 大孔径部狭小部

21 被处理水

22 处理水

23 铝材

24 对电极材料

25 电解液

26 直流电源

29 阳极氧化铝材(1A)

30 孔径扩大处理后的阳极氧化铝材(1A)

31 阳极氧化铝材(2)

32 阳极氧化铝材(3)

33 阳极氧化铝材(4)

34 阳极氧化部分

35 铝材部分

81 小孔径部用的连通孔

91 中间孔部用的连通孔

102 大孔径部用的连通孔的前体连通孔

103 大孔径部用的连通孔

104 大孔径部狭小部

201 与小孔径部对应的部分

301 与中间孔部对应的部分

401 与大孔径部对应的部分

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