JP2009068076A - Fine structure and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】水系溶媒の液の濾過系に関し、濾過流量に優れ、且つ精密分画性に優れたポーラスアルミナメンブレンフィルターとして使用可能な微細構造体および該微細構造体の製造方法の提供。
【解決手段】アルミニウム陽極酸化皮膜からなり、マイクロポア貫通孔を有する微細構造体であって、前記マイクロポア貫通孔のポア径の分散が平均径の8%以内であり、前記アルミニウム陽極酸化皮膜の表面に、該陽極酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質が付与されていることを特徴とする微細構造体。
【選択図】なし[Problem] To provide a fine structure that can be used as a porous alumina membrane filter having an excellent filtration flow rate and excellent precision fractionation, and a method for producing the fine structure, with respect to a filtration system for an aqueous solvent liquid.
A microstructure comprising an aluminum anodized film and having micropore through-holes, wherein the pore diameter dispersion of the micropore through-holes is within 8% of the average diameter, A microstructure having a surface imparted with a substance that improves the hydrophobicity of the surface of the anodic oxide film.
[Selection figure] None
Description
本発明は、微細構造体およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a microstructure and a manufacturing method thereof.
精密濾過分野において実用化されているフィルターメンブレンには、有機系メンブレン、無機系メンブレンがあり、実際に広く使用されているのは有機系メンブレンである。この有機系メンブレンの多くは、細孔が独立したものではなく、又、孔径分布も比較的広いため、フィルターの最も重要な機能である特定物の分離の精度に関してさらに向上させるための研究が各方面で進められている。 Filter membranes put into practical use in the field of microfiltration include organic membranes and inorganic membranes, and organic membranes are widely used in practice. Many of these organic membranes do not have independent pores, and the pore size distribution is relatively wide. Therefore, research to further improve the accuracy of separation of specific substances, which is the most important function of the filter, has been conducted. It is proceeding in the direction.
こうした問題を解決するため、例えば非特許文献1等では、ポリマーよりなる有機皮膜に、原子炉から生じる高エネルギー粒子を照射し、粒子が有機皮膜を通過した飛跡をエッチング処理することにより細孔を形成する、いわゆるトラックエッチング方式が知られている。このトラックエッチング方式は、有機皮膜に対して直行した、細孔径分布の狭い独立した細孔が得られるが、飛跡形成時に重複して粒子が入射することによる二重孔の発生を避けるため、孔密度、いわゆる空隙率を上げることができないという問題があった。 In order to solve such problems, for example, in Non-Patent Document 1, etc., the organic film made of a polymer is irradiated with high energy particles generated from a nuclear reactor, and the tracks through which the particles have passed through the organic film are etched to form pores. A so-called track etching method is known. This track etching method can obtain independent pores with a narrow pore diameter distribution that are perpendicular to the organic film, but in order to avoid the generation of double holes due to the incidence of particles overlapping during track formation, There was a problem that the density, so-called porosity, could not be increased.
一方で、無機系メンブレンとしては、例えば非特許文献2等で知られているように、アルミニウムの陽極酸化皮膜を利用した、ポーラスアルミナメンブレンフィルターが知られている。アルミニウムを酸性電解液中で陽極酸化処理することで、細孔径分布の狭い独立した細孔が、高い空隙率で配置されているため、時間当たりの濾過流量の高いメンブレンフィルターを安価に製造することができる。 On the other hand, as an inorganic membrane, for example, as known in Non-Patent Document 2, etc., a porous alumina membrane filter using an anodized aluminum film is known. By anodizing aluminum in an acidic electrolyte, independent pores with a narrow pore size distribution are arranged with a high porosity, so a membrane filter with a high filtration flow rate per hour can be manufactured at low cost. Can do.
したがって、本発明は、水系溶媒の液の濾過系に関し、濾過流量に優れ、且つ精密分画性に優れたポーラスアルミナメンブレンフィルターとして使用可能な微細構造体および該微細構造体の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention relates to an aqueous solvent liquid filtration system, and provides a fine structure that can be used as a porous alumina membrane filter having an excellent filtration flow rate and excellent precision fractionation, and a method for producing the fine structure. For the purpose.
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、微細構造体をなすアルミニウム陽極酸化皮膜の表面に、該陽極酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与することで、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has given the present invention to the surface of the aluminum anodic oxide film forming the microstructure by adding a substance that improves the hydrophobicity of the surface of the anodic oxide film. Completed.
即ち、本発明は、以下の(i)〜(iv)を提供する。
(i)アルミニウム陽極酸化皮膜からなり、マイクロポア貫通孔を有する微細構造体であって、前記マイクロポア貫通孔のポア径の分散が平均径の8%以内であり、前記アルミニウム陽極酸化皮膜の表面に、該陽極酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質が付与されていることを特徴とする微細構造体。
(ii)アルミニウム基板に、少なくとも、
(A)陽極酸化処理によりマイクロポアを有する酸化皮膜を形成する処理、
(B)上記(A)で得られた酸化皮膜から、アルミニウムを除去する処理、
(C)上記(A)で得られた酸化皮膜のマイクロポアを貫通させる処理、および
(D)酸化皮膜表面に、該酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理、
をこの順に施すことにより形成される上記(i)に記載の微細構造体。
(iii)前記疎水性を向上させる物質が、HLB値9以下の界面活性剤として作用する化合物である、上記(i)または(ii)に記載の微細構造体。
(iv)前記マイクロポア貫通孔について、下記式(1)により定義される規則化度が50%以上である、上記(i)〜(iii)に記載の微細構造体。
規則化度(%)=B/A×100 (1)
上記式(1)中、Aは、測定範囲におけるマイクロポア貫通孔の全数を表す。Bは、一のマイクロポア貫通孔の重心を中心とし、他のマイクロポア貫通孔の縁に内接する最も半径が短い円を描いた場合に、その円の内部に前記一のマイクロポア貫通孔以外のマイクロポア貫通孔の重心を6個含むことになる前記一のマイクロポア貫通孔の測定範囲における数を表す。
That is, the present invention provides the following (i) to (iv).
(I) a microstructure comprising an aluminum anodized film and having micropore through-holes, wherein the pore diameter dispersion of the micropore through-holes is within 8% of the average diameter, and the surface of the aluminum anodized film And a substance for improving the hydrophobicity of the surface of the anodic oxide film.
(Ii) at least on the aluminum substrate;
(A) Treatment for forming an oxide film having micropores by anodization treatment,
(B) Treatment for removing aluminum from the oxide film obtained in (A) above,
(C) treatment for penetrating the micropores of the oxide film obtained in (A) above, and (D) treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface to the oxide film surface,
The fine structure according to the above (i), which is formed by applying the materials in this order.
(Iii) The microstructure according to (i) or (ii) above, wherein the substance that improves hydrophobicity is a compound that acts as a surfactant having an HLB value of 9 or less.
(Iv) The microstructure according to (i) to (iii) above, wherein the degree of ordering defined by the following formula (1) is 50% or more for the micropore through hole.
Ordering degree (%) = B / A × 100 (1)
In the above formula (1), A represents the total number of micropore through holes in the measurement range. B, when a circle with the shortest radius inscribed in the edge of the other micropore through hole is drawn around the center of gravity of the one micropore through hole, other than the one micropore through hole inside the circle This represents the number of the one micropore through hole in the measurement range that includes the six gravity centers of the micropore through holes.
本発明によれば、水系溶媒の液の濾過系に関し、濾過流量に優れ、且つ精密分画性に優れたポーラスアルミナメンブレンフィルターとして使用可能な微細構造体を得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, regarding the filtration system of the liquid of an aqueous solvent, the fine structure which can be used as a porous alumina membrane filter excellent in the filtration flow volume and excellent in the precision fractionation property can be obtained.
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の微細構造体は、アルミニウム陽極酸化皮膜からなり、マイクロポア貫通孔を有する微細構造体であって、該マイクロポア貫通孔のポア径の分散が平均径の8%以内であり、該アルミニウム陽極酸化皮膜の表面に、該陽極酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質が付与されていることを特徴とする。
The present invention is described in detail below.
The microstructure of the present invention is a microstructure having an anodized aluminum film and having micropore through-holes, and the pore diameter dispersion of the micropore through-holes is within 8% of the average diameter. The surface of the anodized film is provided with a substance that improves the hydrophobicity of the surface of the anodized film.
本発明の微細構造体は、好ましくは、
アルミニウム基板に、少なくとも、
(A)陽極酸化処理によりマイクロポアを有する酸化皮膜を形成する処理、
(B)上記(A)で得られた酸化皮膜から、アルミニウムを除去する処理、
(C)上記(A)で得られた酸化皮膜のマイクロポアを貫通させる処理、および
(D)酸化皮膜表面に、該酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理、
をこの順に施すことにより形成される。
The microstructure of the present invention is preferably
On the aluminum substrate, at least
(A) Treatment for forming an oxide film having micropores by anodization treatment,
(B) Treatment for removing aluminum from the oxide film obtained in (A) above,
(C) treatment for penetrating the micropores of the oxide film obtained in (A) above, and (D) treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface to the oxide film surface,
Are formed in this order.
<アルミニウム基板>
アルミニウム基板は、特に限定されず、例えば、純アルミニウム板;アルミニウムを主成分とし微量の異元素を含む合金板;低純度のアルミニウム(例えば、リサイクル材料)に高純度アルミニウムを蒸着させた基板;シリコンウエハー、石英、ガラス等の表面に蒸着、スパッタ等の方法により高純度アルミニウムを被覆させた基板;アルミニウムをラミネートした樹脂基板が挙げられる。
<Aluminum substrate>
The aluminum substrate is not particularly limited. For example, a pure aluminum plate; an alloy plate containing aluminum as a main component and containing a small amount of foreign elements; a substrate obtained by depositing high-purity aluminum on low-purity aluminum (for example, recycled material); silicon Examples of the substrate include a substrate in which high purity aluminum is coated on the surface of a wafer, quartz, glass or the like by a method such as vapor deposition or sputtering; a resin substrate in which aluminum is laminated.
アルミニウム基板のうち、陽極酸化処理により陽極酸化皮膜を設ける表面は、アルミニウム純度が、99.5質量%以上であるのが好ましく、99.9質量%以上であるのがより好ましく、99.99質量%以上であるのが更に好ましい。アルミニウム純度が上記範囲であると、マイクロポア配列の規則性が十分となる。 Of the aluminum substrate, the surface on which the anodized film is provided by anodizing treatment preferably has an aluminum purity of 99.5% by mass or more, more preferably 99.9% by mass or more, and 99.99% by mass. % Or more is more preferable. When the aluminum purity is in the above range, the regularity of the micropore array is sufficient.
アルミニウム基板の表面は、あらかじめ脱脂処理および鏡面仕上げ処理を施されるのが好ましい。 The surface of the aluminum substrate is preferably subjected to degreasing and mirror finishing in advance.
<熱処理>
熱処理を施す場合は、200〜350℃で30秒〜2分程度施すのが好ましい。これにより、後述する陽極酸化処理により生成するマイクロポアの配列の規則性が向上する。
熱処理後のアルミニウム基板は、急速に冷却するのが好ましい。冷却する方法としては、例えば、水等に直接投入する方法が挙げられる。
<Heat treatment>
When heat treatment is performed, it is preferably performed at 200 to 350 ° C. for about 30 seconds to 2 minutes. Thereby, the regularity of the arrangement | sequence of the micropore produced | generated by the anodic oxidation process mentioned later improves.
The aluminum substrate after the heat treatment is preferably cooled rapidly. As a method of cooling, for example, a method of directly feeding into water or the like can be mentioned.
<脱脂処理>
脱脂処理は、酸、アルカリ、有機溶剤等を用いて、アルミニウム表面に付着した、ほこり、脂、樹脂等の有機成分等を溶解させて除去し、有機成分を原因とする後述の各処理における欠陥の発生を防止することを目的として行われる。
脱脂処理には、従来公知の脱脂剤を用いることができる。具体的には、例えば、市販されている各種脱脂剤を所定の方法で用いることにより行うことができる。
<Degreasing treatment>
Degreasing treatment uses acids, alkalis, organic solvents, etc. to dissolve and remove organic components such as dust, fat, and resin that adhere to the aluminum surface, and causes defects in each treatment described later due to the organic components. This is done for the purpose of preventing the occurrence of.
A conventionally known degreasing agent can be used for the degreasing treatment. Specifically, for example, various commercially available degreasing agents can be used by a predetermined method.
中でも、以下の各方法が好適に例示される。
アルコール(例えば、メタノール)、ケトン、ベンジン、揮発油等の有機溶剤を常温でアルミニウム表面に接触させる方法(有機溶剤法);石けん、中性洗剤等の界面活性剤を含有する液を常温から80℃までの温度でアルミニウム表面に接触させ、その後、水洗する方法(界面活性剤法);濃度10〜200g/Lの硫酸水溶液を常温から70℃までの温度でアルミニウム表面に30〜80秒間接触させ、その後、水洗する方法;濃度5〜20g/Lの水酸化ナトリウム水溶液を常温でアルミニウム表面に30秒間程度接触させつつ、アルミニウム表面を陰極にして電流密度1〜10A/dm2の直流電流を流して電解し、その後、濃度100〜500g/Lの硝酸水溶液を接触させて中和する方法;各種公知の陽極酸化処理用電解液を常温でアルミニウム表面に接触させつつ、アルミニウム表面を陰極にして電流密度1〜10A/dm2の直流電流を流して、または、交流電流を流して電解する方法;濃度10〜200g/Lのアルカリ水溶液を40〜50℃でアルミニウム表面に15〜60秒間接触させ、その後、濃度100〜500g/Lの硝酸水溶液を接触させて中和する方法;軽油、灯油等に界面活性剤、水等を混合させた乳化液を常温から50℃までの温度でアルミニウム表面に接触させ、その後、水洗する方法(乳化脱脂法);炭酸ナトリウム、リン酸塩類、界面活性剤等の混合液を常温から50℃までの温度でアルミニウム表面に30〜180秒間接触させ、その後、水洗する方法(リン酸塩法)。
Especially, the following each method is illustrated suitably.
A method in which an organic solvent such as alcohol (for example, methanol), ketone, benzine, volatile oil or the like is brought into contact with the aluminum surface at room temperature (organic solvent method); a solution containing a surfactant such as soap or neutral detergent at a temperature from 80 to 80 A method in which the aluminum surface is contacted at a temperature up to ℃, and then washed with water (surfactant method); a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 10 to 200 g / L is brought into contact with the aluminum surface at a temperature from room temperature to 70 ° C for 30 to 80 seconds. Then, a method of washing with water; while a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 5 to 20 g / L was brought into contact with the aluminum surface at room temperature for about 30 seconds, a direct current having a current density of 1 to 10 A / dm 2 was passed with the aluminum surface as a cathode. And then neutralizing by contacting with a nitric acid aqueous solution having a concentration of 100 to 500 g / L; various known electrolytic solutions for anodizing treatment are usually used. In while in contact with the aluminum surface, the aluminum surface by applying a direct current of a current density of 1 to 10 A / dm 2 in the cathode, or a method of electrolysis by passing an alternating current; the alkaline aqueous solution in the concentration of 10 to 200 g / L A method of bringing the aluminum surface into contact at 40 to 50 ° C. for 15 to 60 seconds, and then neutralizing by contacting with an aqueous nitric acid solution having a concentration of 100 to 500 g / L; a surfactant, water or the like was mixed with light oil or kerosene. A method in which the emulsion is brought into contact with the aluminum surface at a temperature from room temperature to 50 ° C. and then washed with water (emulsion degreasing method); a mixed solution of sodium carbonate, phosphates, surfactants, etc. is brought to a temperature from room temperature to 50 ° C. The aluminum surface is brought into contact with the aluminum surface for 30 to 180 seconds and then washed with water (phosphate method).
脱脂処理は、アルミニウム表面の脂分を除去しうる一方で、アルミニウムの溶解がほとんど起こらない方法が好ましい。この点で、有機溶剤法、界面活性剤法、乳化脱脂法、リン酸塩法が好ましい。 The degreasing treatment is preferably a method in which the fat content on the aluminum surface can be removed while aluminum dissolution hardly occurs. In this respect, the organic solvent method, the surfactant method, the emulsion degreasing method, and the phosphate method are preferable.
<鏡面仕上げ処理>
鏡面仕上げ処理は、アルミニウム基板の表面の凹凸をなくして、電着法等による粒子形成処理の均一性や再現性を向上させるために行われる。アルミニウム基板の表面の凹凸としては、例えば、アルミニウム基板が圧延を経て製造されたものである場合における、圧延時に発生した圧延筋が挙げられる。
本発明において、鏡面仕上げ処理は、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。例えば、機械研磨、化学研磨、電解研磨が挙げられる。
<Mirror finish processing>
The mirror finishing process is performed to eliminate unevenness on the surface of the aluminum substrate and improve the uniformity and reproducibility of the particle forming process by an electrodeposition method or the like. Examples of the irregularities on the surface of the aluminum substrate include rolling stripes generated during rolling in the case where the aluminum substrate is manufactured through rolling.
In the present invention, the mirror finish is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. Examples thereof include mechanical polishing, chemical polishing, and electrolytic polishing.
機械研磨としては、例えば、各種市販の研磨布で研磨する方法、市販の各種研磨剤(例えば、ダイヤ、アルミナ)とバフとを組み合わせた方法が挙げられる。具体的には、研磨剤を用いる方法を、用いる研磨剤を粗い粒子から細かい粒子へと経時的に変更して行う方法が好適に例示される。この場合、最終的に用いる研磨剤としては、#1500のものが好ましい。これにより、光沢度を50%以上(圧延アルミニウムである場合、その圧延方向および幅方向ともに50%以上)とすることができる。 Examples of the mechanical polishing include a method of polishing with various commercially available polishing cloths, and a method of combining various commercially available abrasives (for example, diamond, alumina) and a buff. Specifically, a method in which the method using an abrasive is performed by changing the abrasive used from coarse particles to fine particles over time is preferably exemplified. In this case, the final polishing agent is preferably # 1500. Thereby, the glossiness can be 50% or more (in the case of rolled aluminum, both the rolling direction and the width direction are 50% or more).
化学研磨としては、例えば、「アルミニウムハンドブック」,第6版,(社)日本アルミニウム協会編,2001年,p.164−165に記載されている各種の方法が挙げられる。
また、リン酸−硝酸法、Alupol I法、Alupol V法、Alcoa R5法、H3PO4−CH3COOH−Cu法、H3PO4−HNO3−CH3COOH法が好適に挙げられる。中でも、リン酸−硝酸法、H3PO4−CH3COOH−Cu法、H3PO4−HNO3−CH3COOH法が好ましい。
化学研磨により、光沢度を70%以上(圧延アルミニウムである場合、その圧延方向および幅方向ともに70%以上)とすることができる。
As chemical polishing, for example, “Aluminum Handbook”, 6th edition, edited by Japan Aluminum Association, 2001, p. Various methods described in 164 to 165 may be mentioned.
Further, phosphoric acid - nitric acid method, Alupol I method, Alupol V method, Alcoa R5 method, H 3 PO 4 -CH 3 COOH -Cu method, H 3 PO 4 -HNO 3 -CH 3 COOH method are preferable. Among these, the phosphoric acid-nitric acid method, the H 3 PO 4 —CH 3 COOH—Cu method, and the H 3 PO 4 —HNO 3 —CH 3 COOH method are preferable.
By chemical polishing, the glossiness can be made 70% or more (in the case of rolled aluminum, both the rolling direction and the width direction are 70% or more).
電解研磨としては、例えば、「アルミニウムハンドブック」,第6版,(社)日本アルミニウム協会編,2001年,p.164−165に記載されている各種の方法が挙げられる。
また、米国特許第2708655号明細書に記載されている方法が好適に挙げられる。
また、「実務表面技術」,vol.33,No.3,1986年,p.32−38に記載されている方法も好適に挙げられる。
電解研磨により、光沢度を70%以上(圧延アルミニウムである場合、その圧延方向および幅方向ともに70%以上)とすることができる。
As electrolytic polishing, for example, “Aluminum Handbook”, 6th edition, edited by Japan Aluminum Association, 2001, p. Various methods described in 164 to 165 may be mentioned.
Moreover, the method described in US Pat. No. 2,708,655 is preferable.
“Practical Surface Technology”, vol. 33, no. 3, 1986, p. The method described in 32-38 is also preferably exemplified.
By electropolishing, the gloss can be 70% or more (in the case of rolled aluminum, both the rolling direction and the width direction are 70% or more).
これらの方法は、適宜組み合わせて用いることができる。例えば、研磨剤を用いる方法を、用いる研磨剤を粗い粒子から細かい粒子へと経時的に変更して行い、その後、電解研磨を施す方法が好適に挙げられる。 These methods can be used in appropriate combination. For example, a method of using an abrasive is preferably performed by changing the abrasive to be used from coarse particles to fine particles over time, and then performing electrolytic polishing.
鏡面仕上げ処理により、例えば、平均表面粗さRa0.1μm以下、光沢度50%以上の表面を得ることができる。平均表面粗さRaは、0.03μm以下であるのが好ましく、0.02μm以下であるのがより好ましい。また、光沢度は70%以上であるのが好ましく、80%以上であるのがより好ましい。
なお、光沢度は、圧延方向に垂直な方向において、JIS Z8741−1997の「方法3 60度鏡面光沢」の規定に準じて求められる正反射率である。具体的には、変角光沢度計(例えば、VG−1D、日本電色工業社製)を用いて、正反射率70%以下の場合には入反射角度60度で、正反射率70%を超える場合には入反射角度20度で、測定する。
By mirror finishing, for example, a surface having an average surface roughness R a of 0.1 μm or less and a glossiness of 50% or more can be obtained. The average surface roughness Ra is preferably 0.03 μm or less, and more preferably 0.02 μm or less. Further, the glossiness is preferably 70% or more, and more preferably 80% or more.
The glossiness is a regular reflectance obtained in accordance with JIS Z8741-1997 “Method 3 60 ° Specular Gloss” in the direction perpendicular to the rolling direction. Specifically, using a variable angle gloss meter (for example, VG-1D, manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.), when the regular reflectance is 70% or less, the incident reflection angle is 60 degrees and the regular reflectance is 70%. In the case of exceeding, the incident / reflection angle is 20 degrees.
<処理(A):陽極酸化によるマイクロポア形成処理>
処理(A)では、アルミニウム基板を陽極酸化することにより、該アルミニウム基板表面にマイクロポアを有する酸化皮膜を形成する。
陽極酸化処理としては、従来公知の方法を用いることができる。具体的には、後述する自己規則化法を用いるのが好ましい。
<Process (A): Micropore formation process by anodic oxidation>
In process (A), an aluminum substrate is anodized to form an oxide film having micropores on the surface of the aluminum substrate.
As the anodizing treatment, a conventionally known method can be used. Specifically, it is preferable to use the self-ordering method described later.
自己規則化法は、陽極酸化皮膜のマイクロポアが規則的に配列する性質を利用し、規則的な配列をかく乱する要因を取り除くことで、規則性を向上させる方法である。具体的には、高純度のアルミニウムを使用し、電解液の種類に応じた電圧で、長時間(例えば、数時間から十数時間)かけて、低速で陽極酸化皮膜を形成させる。
この方法においては、ポア径は電圧に依存するので、電圧を制御することにより、ある程度所望のポア径を得ることができる。
The self-ordering method is a method of improving the regularity by utilizing the property that the micropores of the anodized film are regularly arranged and removing the factors that disturb the regular arrangement. Specifically, high-purity aluminum is used, and an anodized film is formed at a low speed over a long period of time (for example, several hours to several tens of hours) at a voltage according to the type of the electrolytic solution.
In this method, since the pore diameter depends on the voltage, a desired pore diameter can be obtained to some extent by controlling the voltage.
自己規則化法によりマイクロポアを形成するには、後述する陽極酸化処理(a−1)を実施すればよいが、好ましくは、後述する陽極酸化処理(a−1)、脱膜処理(a−2)および再陽極酸化処理(a−3)をこの順に実施する方法により形成するのが好ましい。 In order to form micropores by the self-ordering method, anodizing treatment (a-1) described later may be performed, but preferably anodizing treatment (a-1) described later, film removal treatment (a- It is preferable to form by the method of implementing 2) and re-anodizing treatment (a-3) in this order.
<陽極酸化処理(a−1)>
陽極酸化処理(a−1)をする際の平均流速は、0.5〜20.0m/minであるのが好ましく、1.0〜15.0m/minであるのがより好ましく、2.0〜10.0m/minであるのが更に好ましい。上記範囲の流速で陽極酸化処理を行うことにより、均一かつ高い規則性を有することができる。
また、電解液を上記条件で流動させる方法は、特に限定されないが、例えば、スターラーのような一般的なかくはん装置を使用する方法が用いられる。特に、かくはん速度をデジタル表示でコントロールできるようなスターラーを用いると、平均流速が制御できるため、好ましい。このようなかくはん装置としては、例えば、「マグネティックスターラーHS−50D(AS ONE製)」等が挙げられる。
<Anodizing treatment (a-1)>
The average flow rate during the anodizing treatment (a-1) is preferably 0.5 to 20.0 m / min, more preferably 1.0 to 15.0 m / min, and 2.0 More preferably, it is -10.0 m / min. By performing anodizing treatment at a flow rate in the above range, uniform and high regularity can be obtained.
Moreover, the method of flowing the electrolytic solution under the above-mentioned conditions is not particularly limited, but, for example, a method using a general stirring device such as a stirrer is used. In particular, it is preferable to use a stirrer that can control the stirring speed with a digital display because the average flow rate can be controlled. Examples of such a stirring apparatus include “Magnetic Stirrer HS-50D (manufactured by AS ONE)” and the like.
陽極酸化処理(a−1)は、例えば、酸濃度0.01〜5mol/Lの溶液中で、アルミニウム基板を陽極として通電する方法を用いることができる。
陽極酸化処理(a−1)に用いられる溶液としては、酸溶液であることが好ましく、硫酸、リン酸、クロム酸、シュウ酸、スルファミン酸、ベンゼンスルホン酸、アミドスルホン酸、グリコール酸、酒石酸、りんご酸、クエン酸等がより好ましく、中でも硫酸、リン酸、シュウ酸が特に好ましい。これらの酸は単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
For the anodizing treatment (a-1), for example, a method in which an aluminum substrate is used as an anode in a solution having an acid concentration of 0.01 to 5 mol / L can be used.
The solution used for the anodizing treatment (a-1) is preferably an acid solution, and sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, oxalic acid, sulfamic acid, benzenesulfonic acid, amidosulfonic acid, glycolic acid, tartaric acid, Malic acid, citric acid, and the like are more preferable, and sulfuric acid, phosphoric acid, and oxalic acid are particularly preferable. These acids can be used alone or in combination of two or more.
陽極酸化処理(a−1)の条件は、使用される電解液によって種々変化するので一概に決定され得ないが、一般的には電解液濃度0.01〜5mol/L、液温−10〜30℃、電流密度0.01〜20A/dm2、電圧3〜300V、電解時間0.5〜30時間であるのが好ましく、電解液濃度0.05〜3mol/L、液温−5〜25℃、電流密度0.05〜15A/dm2、電圧5〜250V、電解時間1〜25時間であるのがより好ましく、電解液濃度0.1〜1mol/L、液温0〜20℃、電流密度0.1〜10A/dm2、電圧10〜200V、電解時間2〜20時間であるのが更に好ましい。 The conditions for the anodizing treatment (a-1) vary depending on the electrolyte used, and thus cannot be determined unconditionally. In general, however, the electrolyte concentration is 0.01 to 5 mol / L, and the solution temperature is -10 to 10. It is preferably 30 ° C., current density 0.01 to 20 A / dm 2 , voltage 3 to 300 V, electrolysis time 0.5 to 30 hours, electrolyte concentration 0.05 to 3 mol / L, liquid temperature −5 to 25 It is more preferable that it is C, current density 0.05-15A / dm < 2 >, voltage 5-250V, electrolysis time 1-25 hours, electrolyte concentration 0.1-1 mol / L, liquid temperature 0-20 degreeC, current More preferably, the density is 0.1 to 10 A / dm 2 , the voltage is 10 to 200 V, and the electrolysis time is 2 to 20 hours.
陽極酸化処理(a−1)の処理時間は、0.5分〜16時間であるのが好ましく、1分〜12時間であるのがより好ましく、2分〜8時間であるのが更に好ましい。 The treatment time for the anodizing treatment (a-1) is preferably 0.5 minutes to 16 hours, more preferably 1 minute to 12 hours, and even more preferably 2 minutes to 8 hours.
陽極酸化処理(a−1)は、一定電圧下で行う以外に、電圧を断続的または連続的に変化させる方法も用いることができる。この場合は電圧を順次低くしていくのが好ましい。これにより、陽極酸化皮膜の抵抗を下げることが可能になり、陽極酸化皮膜に微細なマイクロポアが生成するため、特に電着処理により封孔処理する際に、均一性が向上する点で、好ましい。 The anodizing treatment (a-1) can be performed under a constant voltage, or a method of changing the voltage intermittently or continuously. In this case, it is preferable to decrease the voltage sequentially. This makes it possible to reduce the resistance of the anodized film, and fine micropores are formed in the anodized film, which is preferable in terms of improving uniformity, particularly when sealing treatment is performed by electrodeposition. .
本発明においては、このような陽極酸化処理(a−1)により形成される陽極酸化皮膜の膜厚は、0.1〜2000μmであるのが好ましく、1〜1000μmであるのがより好ましく、10〜500μmであるのが更に好ましい。 In the present invention, the thickness of the anodized film formed by such anodizing treatment (a-1) is preferably 0.1 to 2000 μm, more preferably 1 to 1000 μm. More preferably, it is -500 micrometers.
更に、本発明においては、このような陽極酸化処理(a−1)により形成されるマイクロポアの平均ポア密度は、50〜1500個/μm2であるのが好ましい。
更に、このような陽極酸化処理(a−1)により形成されるマイクロポアの占める面積率は、20〜50%であるのが好ましい。
ここで、マイクロポアの占める面積率は、アルミニウム表面の面積に対するマイクロポアの開口部の面積の合計の割合で定義される。
Furthermore, in the present invention, the average pore density of the micropores formed by such anodizing treatment (a-1) is preferably 50 to 1500 / μm 2 .
Furthermore, the area ratio occupied by the micropores formed by such anodizing treatment (a-1) is preferably 20 to 50%.
Here, the area ratio occupied by the micropores is defined by the ratio of the total area of the openings of the micropores to the area of the aluminum surface.
<脱膜処理(a−2)>
脱膜処理(a−2)は、上記陽極酸化処理(a−1)によりアルミニウム基板表面に形成した陽極酸化皮膜を溶解させて除去する処理である。
上記陽極酸化処理(a−1)によりアルミニウム基板表面に陽極酸化皮膜を形成した後、後述する処理(B)(アルミニウム除去処理)を直ちに施してもよいが、上記陽極酸化処理(a−1)の後、更に脱膜処理(a−2)および後述する再陽極酸化処理(a−3)をこの順で施した後に、後述する処理(B)(アルミニウム除去処理)を施すのが好ましい。
<Film removal treatment (a-2)>
The film removal process (a-2) is a process for dissolving and removing the anodized film formed on the surface of the aluminum substrate by the anodizing process (a-1).
After forming the anodized film on the surface of the aluminum substrate by the anodizing treatment (a-1), the processing (B) (aluminum removing treatment) described later may be performed immediately, but the anodizing treatment (a-1) Thereafter, it is preferable to perform a film removal process (a-2) and a re-anodization process (a-3) described later in this order, and then perform a process (B) (aluminum removal process) described later.
陽極酸化皮膜は、アルミニウム基板に近くなるほど規則性が高くなっているので、この脱膜処理(a−2)により、一度陽極酸化皮膜を除去して、アルミニウム基板の表面に残存した陽極酸化皮膜の底部分を表面に露出させて、規則的な窪みを得ることができる。したがって、脱膜処理(a−2)では、アルミニウムは溶解させず、アルミナ(酸化アルミニウム)からなる陽極酸化皮膜のみを溶解させる。 Since the anodic oxide film has higher regularity as it gets closer to the aluminum substrate, the anodic oxide film once removed by this film removal treatment (a-2) and remaining on the surface of the aluminum substrate. The bottom portion can be exposed on the surface to obtain regular depressions. Therefore, in the film removal process (a-2), aluminum is not dissolved, but only the anodized film made of alumina (aluminum oxide) is dissolved.
アルミナ溶解液は、クロム化合物、硝酸、リン酸、ジルコニウム系化合物、チタン系化合物、リチウム塩、セリウム塩、マグネシウム塩、ケイフッ化ナトリウム、フッ化亜鉛、マンガン化合物、モリブデン化合物、マグネシウム化合物、バリウム化合物およびハロゲン単体からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有した水溶液が好ましい。 Alumina solution includes chromium compound, nitric acid, phosphoric acid, zirconium compound, titanium compound, lithium salt, cerium salt, magnesium salt, sodium fluorosilicate, zinc fluoride, manganese compound, molybdenum compound, magnesium compound, barium compound and An aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of simple halogens is preferred.
具体的なクロム化合物としては、例えば、酸化クロム(III)、無水クロム(VI)酸等が挙げられる。
ジルコニウム系化合物としては、例えば、フッ化ジルコンアンモニウム、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウムが挙げられる。
チタン化合物としては、例えば、酸化チタン、硫化チタンが挙げられる。
リチウム塩としては、例えば、フッ化リチウム、塩化リチウムが挙げられる。
セリウム塩としては、例えば、フッ化セリウム、塩化セリウムが挙げられる。
マグネシウム塩としては、例えば、硫化マグネシウムが挙げられる。
マンガン化合物としては、例えば、過マンガン酸ナトリウム、過マンガン酸カルシウムが挙げられる。
モリブデン化合物としては、例えば、モリブデン酸ナトリウムが挙げられる。
マグネシウム化合物としては、例えば、フッ化マグネシウム・五水和物が挙げられる。
バリウム化合物としては、例えば、酸化バリウム、酢酸バリウム、炭酸バリウム、塩素酸バリウム、塩化バリウム、フッ化バリウム、ヨウ化バリウム、乳酸バリウム、シュウ酸バリウム、過塩素酸バリウム、セレン酸バリウム、亜セレン酸バリウム、ステアリン酸バリウム、亜硫酸バリウム、チタン酸バリウム、水酸化バリウム、硝酸バリウム、あるいはこれらの水和物等が挙げられる。上記バリウム化合物の中でも、酸化バリウム、酢酸バリウム、炭酸バリウムが好ましく、酸化バリウムが特に好ましい。
ハロゲン単体としては、例えば、塩素、フッ素、臭素が挙げられる。
Specific examples of the chromium compound include chromium (III) oxide and anhydrous chromium (VI) acid.
Examples of the zirconium-based compound include zircon ammonium fluoride, zirconium fluoride, and zirconium chloride.
Examples of the titanium compound include titanium oxide and titanium sulfide.
Examples of the lithium salt include lithium fluoride and lithium chloride.
Examples of the cerium salt include cerium fluoride and cerium chloride.
Examples of the magnesium salt include magnesium sulfide.
Examples of the manganese compound include sodium permanganate and calcium permanganate.
Examples of the molybdenum compound include sodium molybdate.
Examples of magnesium compounds include magnesium fluoride pentahydrate.
Examples of barium compounds include barium oxide, barium acetate, barium carbonate, barium chlorate, barium chloride, barium fluoride, barium iodide, barium lactate, barium oxalate, barium perchlorate, barium selenate, selenite. Examples thereof include barium, barium stearate, barium sulfite, barium titanate, barium hydroxide, barium nitrate, and hydrates thereof. Among the barium compounds, barium oxide, barium acetate, and barium carbonate are preferable, and barium oxide is particularly preferable.
Examples of halogen alone include chlorine, fluorine, and bromine.
中でも、上記アルミナ溶解液が、酸を含有する水溶液であるのが好ましく、酸として、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等が挙げられ、2種以上の酸の混合物であってもよい。
酸濃度としては、0.01mol/L以上であるのが好ましく、0.05mol/L以上であるのがより好ましく、0.1mol/L以上であるのが更に好ましい。上限は特にないが、一般的には10mol/L以下であるのが好ましく、5mol/L以下であるのがより好ましい。不要に高い濃度は経済的でないし、より高いとアルミニウム基板が溶解するおそれがある。
Among them, the alumina solution is preferably an aqueous solution containing an acid. Examples of the acid include sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, and the like, and a mixture of two or more acids may be used.
The acid concentration is preferably 0.01 mol / L or more, more preferably 0.05 mol / L or more, and still more preferably 0.1 mol / L or more. There is no particular upper limit, but generally it is preferably 10 mol / L or less, more preferably 5 mol / L or less. An unnecessarily high concentration is not economical, and if it is higher, the aluminum substrate may be dissolved.
アルミナ溶解液は、−10℃以上であるのが好ましく、−5℃以上であるのがより好ましく、0℃以上であるのが更に好ましい。なお、沸騰したアルミナ溶解液を用いて処理すると、規則化の起点が破壊され、乱れるので、沸騰させないで用いるのが好ましい。 The alumina solution is preferably −10 ° C. or higher, more preferably −5 ° C. or higher, and still more preferably 0 ° C. or higher. In addition, since the starting point of ordering will be destroyed and disturbed if it processes using the boiling alumina solution, it is preferable to use it without boiling.
アルミナ溶解液は、アルミナを溶解し、アルミニウムを溶解しない。ここで、アルミナ溶解液は、アルミニウムを実質的に溶解させなければよく、わずかに溶解させるものであってもよい。 The alumina solution dissolves alumina and does not dissolve aluminum. Here, the alumina solution may not dissolve aluminum substantially or may dissolve it slightly.
脱膜処理(a−2)は、陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム基板を上述したアルミナ溶解液に接触させることにより行う。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸せき法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸せき法が好ましい。 The film removal treatment (a-2) is performed by bringing the aluminum substrate on which the anodized film is formed into contact with the above-described alumina solution. The method of making it contact is not specifically limited, For example, the immersion method and the spray method are mentioned. Of these, the dipping method is preferred.
浸せき法は、陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム基板を上述したアルミナ溶解液に浸せきさせる処理である。浸せき処理の際にかくはんを行うと、ムラのない処理が行われるため、好ましい。
浸せき処理の時間は、10分以上であるのが好ましく、1時間以上であるのがより好ましく、3時間以上、5時間以上であるのが更に好ましい。
The dipping method is a treatment in which an aluminum substrate on which an anodized film is formed is dipped in the above-described alumina solution. Stirring during the dipping process is preferable because a uniform process is performed.
The dipping treatment time is preferably 10 minutes or longer, more preferably 1 hour or longer, and further preferably 3 hours or longer and 5 hours or longer.
<再陽極酸化処理(a−3)>
上記脱膜処理(a−2)により陽極酸化皮膜を除去して、アルミニウム基板の表面に規則的な窪みを形成した後、再び陽極酸化処理を施すことで、マイクロポアの規則化度がより高い陽極酸化皮膜を形成することができる。
再陽極酸化処理(a−3)は、従来公知の方法を用いることができるが、上述した陽極酸化処理(a−1)と同一の条件で行われるのが好ましい。
また、直流電圧を一定としつつ、断続的に電流のオンおよびオフを繰り返す方法、直流電圧を断続的に変化させつつ、電流のオンおよびオフを繰り返す方法も好適に用いることができる。これらの方法によれば、陽極酸化皮膜に微細なマイクロポアが生成するため、特に電着処理により封孔処理する際に、均一性が向上する点で、好ましい。
<Re-anodizing treatment (a-3)>
After removing the anodic oxide film by the film removal treatment (a-2) to form regular depressions on the surface of the aluminum substrate, the degree of ordering of the micropores is higher by performing the anodic oxidation treatment again. An anodized film can be formed.
For the re-anodizing treatment (a-3), a conventionally known method can be used, but it is preferably performed under the same conditions as the above-described anodizing treatment (a-1).
Also, a method of repeatedly turning on and off the current intermittently while keeping the DC voltage constant, and a method of repeatedly turning on and off the current while intermittently changing the DC voltage can be suitably used. According to these methods, fine micropores are generated in the anodic oxide film, which is preferable in that uniformity is improved particularly when sealing treatment is performed by electrodeposition.
また、再陽極酸化処理(a−3)を低温で行うと、マイクロポアの配列が規則的になり、また、ポア径が均一になる。
一方、再陽極酸化処理(a−3)を比較的高温で行うことにより、マイクロポアの配列を乱し、また、ポア径のばらつきを所定の範囲にすることができる。また、処理時間によっても、ポア径のばらつきを制御することができる。
When the re-anodizing treatment (a-3) is performed at a low temperature, the arrangement of micropores becomes regular and the pore diameter becomes uniform.
On the other hand, by performing the re-anodizing treatment (a-3) at a relatively high temperature, the arrangement of the micropores can be disturbed, and the variation in pore diameter can be made within a predetermined range. Also, the pore diameter variation can be controlled by the processing time.
本発明においては、このような再陽極酸化処理(a−3)により形成される陽極酸化皮膜の膜厚は、0.1〜1000μmであるのが好ましく、1〜500μmであるのがより好ましく、10〜500μmであるのが更に好ましい。 In the present invention, the thickness of the anodized film formed by such re-anodizing treatment (a-3) is preferably 0.1 to 1000 μm, more preferably 1 to 500 μm, More preferably, it is 10-500 micrometers.
また、本発明においては、このような陽極酸化処理(a−3)により形成されるマイクロポアのポア径は0.01〜0.5μmであるのが好ましい。
また、このような再陽極酸化処理(a−3)により形成されるマイクロポアは、1μm2の範囲において、ポア径の分散が平均径の8%以内であることが好ましく、5%以内であることがより好ましい。
In the present invention, the pore diameter of the micropore formed by such anodizing treatment (a-3) is preferably 0.01 to 0.5 μm.
Further, the micropores formed by such re-anodizing treatment (a-3) preferably have a pore diameter dispersion within 8% of the average diameter within a range of 1 μm 2. It is more preferable.
更に、本発明においては、このような陽極酸化処理(a−3)により形成されるマイクロポアの平均ポア密度は50〜1500個/μm2であるのが好ましい。
更に、このような陽極酸化処理(a−3)により形成されるマイクロポアの占める面積率は、20〜50%であるのが好ましい。
Furthermore, in the present invention, the average pore density of the micropores formed by such anodizing treatment (a-3) is preferably 50 to 1500 / μm 2 .
Furthermore, the area ratio occupied by the micropores formed by such anodizing treatment (a-3) is preferably 20 to 50%.
本発明においては、上述した陽極酸化処理(a−1)および脱膜処理(a−2)に代えて、例えば、物理的方法、粒子線法、ブロックコポリマー法、レジストパターン・露光・エッチング法等により、上述した再陽極酸化処理(a−3)によるマイクロポア生成の起点となる窪みを形成させてもよい。 In the present invention, instead of the above-described anodic oxidation treatment (a-1) and film removal treatment (a-2), for example, a physical method, a particle beam method, a block copolymer method, a resist pattern / exposure / etching method, etc. Thus, a depression that is a starting point for generating micropores by the re-anodizing treatment (a-3) described above may be formed.
<物理的方法>
例えば、インプリント法(突起を有する基板またはロールをアルミニウム板に圧接し、凹部を形成する、転写法、プレスパターニング法)を用いる方法が挙げられる。具体的には、複数の突起を表面に有する基板をアルミニウム表面に押し付けて窪みを形成させる方法が挙げられる。例えば、特開平10−121292号公報に記載されている方法を用いることができる。
また、アルミニウム表面にポリスチレン球を稠密状態で配列させ、その上からSiO2を蒸着した後、ポリスチレン球を除去し、蒸着されたSiO2をマスクとして基板をエッチングして窪みを形成させる方法も挙げられる。
<Physical method>
For example, a method using an imprint method (a transfer method or a press patterning method in which a substrate or a roll having a protrusion is pressed against an aluminum plate to form a recess) can be used. Specifically, a method of forming a depression by pressing a substrate having a plurality of protrusions on the surface thereof against the aluminum surface can be mentioned. For example, a method described in JP-A-10-121292 can be used.
Another example is a method in which polystyrene spheres are arranged in a dense state on the aluminum surface, SiO 2 is vapor-deposited thereon, then the polystyrene spheres are removed, and the substrate is etched using the vapor-deposited SiO 2 as a mask to form depressions. It is done.
<粒子線法>
粒子線法は、アルミニウム表面に粒子線を照射して窪みを形成させる方法である。粒子線法は、窪みの位置を自由に制御することができるという利点を有する。
粒子線としては、例えば、荷電粒子ビーム、集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)、電子ビームが挙げられる。
粒子線法としては、例えば、特開2001−105400号公報に記載されている方法を用いることもできる。
<Particle beam method>
The particle beam method is a method in which a hollow is formed by irradiating the aluminum surface with a particle beam. The particle beam method has an advantage that the position of the depression can be freely controlled.
Examples of the particle beam include a charged particle beam, a focused ion beam (FIB), and an electron beam.
As the particle beam method, for example, a method described in JP-A-2001-105400 can be used.
<ブロックコポリマー法>
ブロックコポリマー法は、アルミニウム表面にブロックコポリマー層を形成させ、熱アニールによりブロックコポリマー層に海島構造を形成させた後、島部分を除去して窪みを形成させる方法である。
ブロックコポリマー法としては、例えば、特開2003−129288号公報に記載されている方法を用いることができる。
<Block copolymer method>
The block copolymer method is a method in which a block copolymer layer is formed on an aluminum surface, a sea-island structure is formed in the block copolymer layer by thermal annealing, and then an island portion is removed to form a depression.
As a block copolymer method, the method described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-129288 can be used, for example.
<レジストパターン・露光・エッチング法>
レジストパターン・露光・エッチング法は、フォトリソグラフィあるいは電子ビームリソグラフィ法によりアルミニウム板表面のレジストに露光および現像を施し、レジストパタンを形成した後これをエッチングする。レジストを設け、エッチングしてアルミニウム表面まで貫通した窪みを形成させる方法である。
<Resist pattern, exposure, etching method>
In the resist pattern / exposure / etching method, the resist on the surface of the aluminum plate is exposed and developed by photolithography or electron beam lithography to form a resist pattern, which is then etched. In this method, a resist is provided and etched to form a recess penetrating to the aluminum surface.
また、本発明においては、上記処理(A)(陽極酸化によるマイクロポア形成処理)として、下記(1)〜(4)の工程をこの順に施すことにより、アルミニウム基板表面にマイクロポアを有する酸化皮膜を形成してもよい。
(1)アルミニウム基板の表面を陽極酸化して、アルミニウム基板の表面にマイクロポアを有する陽極酸化皮膜を形成する工程
(2)酸またはアルカリを用いて、上記陽極酸化皮膜を部分的に溶解させる工程
(3)陽極酸化処理を実施して上記マイクロポアを深さ方向に成長させる工程
(4)上記マイクロポアの断面形状の変曲点よりも上方の陽極酸化皮膜を除去する工程
Moreover, in this invention, the oxide film which has a micropore on the aluminum substrate surface by giving the process of following (1)-(4) in this order as said process (A) (micropore formation process by anodization). May be formed.
(1) Step of forming an anodic oxide film having micropores on the surface of the aluminum substrate by anodizing the surface of the aluminum substrate (2) Step of partially dissolving the anodic oxide film using acid or alkali (3) A step of growing the micropores in the depth direction by performing anodization treatment (4) A step of removing the anodized film above the inflection point of the cross-sectional shape of the micropores
<工程(1)>
工程(1)では、アルミニウム基板の少なくとも一方の表面を陽極酸化処理して、該アルミニウム基板の表面にマイクロポアを有する陽極酸化皮膜を形成する。
工程(1)は、上記陽極酸化処理(a−1)と同様の手順で実施することができる。
図1は、アルミニウム基板および該アルミニウム基板上に形成される陽極酸化皮膜の模式的な端面図である。
図1(A)は、工程(1)により、アルミニウム基板12a表面に、マイクロポア16aを有する陽極酸化皮膜14aが形成された状態を示している。
<Step (1)>
In the step (1), at least one surface of the aluminum substrate is anodized to form an anodized film having micropores on the surface of the aluminum substrate.
Step (1) can be carried out in the same procedure as in the anodizing treatment (a-1).
FIG. 1 is a schematic end view of an aluminum substrate and an anodized film formed on the aluminum substrate.
FIG. 1A shows a state in which the anodized film 14a having the micropores 16a is formed on the surface of the aluminum substrate 12a by the step (1).
<工程(2)>
工程(2)では、工程(1)で形成した陽極酸化皮膜を、酸またはアルカリを用いて、部分的に溶解させる。
ここで、陽極酸化皮膜を部分的に溶解させるとは、工程(1)で形成した陽極酸化皮膜を完全に溶解させるのではなく、図1(B)に示されるように、アルミニウム基板12a上に、マイクロポア16bを有する陽極酸化皮膜14bが残存するように、図1(A)に示す陽極酸化皮膜14aの表面およびマイクロポア16aの内部を部分的に溶解させることを示す。
また、陽極酸化皮膜の溶解量は、陽極酸化皮膜全体の0.001〜50質量%であるのが好ましく、0.005〜30質量%であるのがより好ましく、0.01〜15質量%であるのが更に好ましい。溶解量が上記範囲であると、陽極酸化皮膜の表面の配列が不規則な部分を溶解させて、マイクロポアの配列の規則性を高くすることができるとともに、マイクロポアの底部分に陽極酸化皮膜を残存させて、工程(3)で実施する陽極酸化処理の起点を残すことができる。
<Step (2)>
In step (2), the anodized film formed in step (1) is partially dissolved using acid or alkali.
Here, partially dissolving the anodic oxide film does not completely dissolve the anodic oxide film formed in the step (1), but on the aluminum substrate 12a as shown in FIG. 1A shows that the surface of the anodized film 14a shown in FIG. 1A and the inside of the micropore 16a are partially dissolved so that the anodized film 14b having the micropores 16b remains.
Further, the dissolution amount of the anodized film is preferably 0.001 to 50% by mass of the whole anodized film, more preferably 0.005 to 30% by mass, and 0.01 to 15% by mass. More preferably. When the dissolution amount is in the above range, the irregular part of the surface of the anodic oxide film can be dissolved to increase the regularity of the micropore array, and the anodic oxide film is formed on the bottom part of the micropore. Thus, the starting point of the anodizing treatment performed in the step (3) can be left.
工程(2)は、アルミニウム基板上に形成された陽極酸化皮膜を酸水溶液またはアルカリ水溶液に接触させることにより行う。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸せき法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸せき法が好ましい。 Step (2) is performed by bringing the anodized film formed on the aluminum substrate into contact with an aqueous acid solution or an aqueous alkali solution. The method of making it contact is not specifically limited, For example, the immersion method and the spray method are mentioned. Of these, the dipping method is preferred.
工程(2)に酸水溶液を用いる場合は、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸またはこれらの混合物の水溶液を用いることが好ましい。中でも、クロム酸を含有しない水溶液が安全性に優れる点で好ましい。酸水溶液の濃度は0.01〜1mol/Lであるのが好ましい。酸水溶液の温度は、25〜60℃であるのが好ましい。
工程(2)にアルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は0.01〜1mol/Lであるのが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、20〜35℃であるのが好ましい。
具体的には、例えば、0.5mol/L、40℃のリン酸水溶液、0.05mol/L、30℃の水酸化ナトリウム水溶液または0.05mol/L、30℃の水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
酸水溶液またはアルカリ水溶液への浸せき時間は、8〜120分であるのが好ましく、10〜90分であるのがより好ましく、15〜60分であるのが更に好ましい。
When an acid aqueous solution is used in step (2), it is preferable to use an aqueous solution of an inorganic acid such as sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, or a mixture thereof. Especially, the aqueous solution which does not contain chromic acid is preferable at the point which is excellent in safety | security. The concentration of the acid aqueous solution is preferably 0.01 to 1 mol / L. The temperature of the acid aqueous solution is preferably 25 to 60 ° C.
When an alkaline aqueous solution is used in step (2), it is preferable to use an aqueous solution of at least one alkali selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide. The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 0.01 to 1 mol / L. The temperature of the alkaline aqueous solution is preferably 20 to 35 ° C.
Specifically, for example, 0.5 mol / L, 40 ° C. phosphoric acid aqueous solution, 0.05 mol / L, 30 ° C. sodium hydroxide aqueous solution or 0.05 mol / L, 30 ° C. potassium hydroxide aqueous solution is suitable. Used.
The immersion time in the acid aqueous solution or alkali aqueous solution is preferably 8 to 120 minutes, more preferably 10 to 90 minutes, and still more preferably 15 to 60 minutes.
<工程(3)>
工程(3)では、工程(2)で陽極酸化皮膜が部分的に溶解されたアルミニウム基板に対して、再び陽極酸化処理を実施してマイクロポアを深さ方向に成長させる。
図1(C)に示されるように、工程(3)の陽極酸化処理により、図1(B)に示されるアルミニウム基板12aの酸化反応が進行し、アルミニウム基板12b上に、マイクロポア16bよりも深さ方向に成長したマイクロポア16cを有する陽極酸化皮膜14cが形成される。
<Step (3)>
In step (3), the anodization process is again performed on the aluminum substrate in which the anodized film is partially dissolved in step (2) to grow micropores in the depth direction.
As shown in FIG. 1 (C), the oxidation reaction of the aluminum substrate 12a shown in FIG. 1 (B) proceeds by the anodizing treatment in the step (3), and the aluminum substrate 12b is more than the micropores 16b. An anodic oxide film 14c having micropores 16c grown in the depth direction is formed.
陽極酸化処理は、従来公知の方法を用いることができるが、上述した陽極酸化処理(a−1)と同一の条件で行われるのが好ましい。
また、直流電圧を一定としつつ、断続的に電流のオンおよびオフを繰り返す方法、直流電圧を断続的に変化させつつ、電流のオンおよびオフを繰り返す方法も好適に用いることができる。これらの方法によれば、陽極酸化皮膜に微細なマイクロポアが生成するため、特に電着処理により封孔処理する際に、均一性が向上する点で、好ましい。
上述した電圧を断続的に変化させる方法においては、電圧を順次低くしていくのが好ましい。これにより、陽極酸化皮膜の抵抗を下げることが可能になり、後に電着処理を行う場合に、均一化することができる。
A conventionally known method can be used for the anodizing treatment, but it is preferably performed under the same conditions as the above-described anodizing treatment (a-1).
Also, a method of repeatedly turning on and off the current intermittently while keeping the DC voltage constant, and a method of repeatedly turning on and off the current while intermittently changing the DC voltage can be suitably used. According to these methods, fine micropores are generated in the anodic oxide film, which is preferable in that uniformity is improved particularly when sealing treatment is performed by electrodeposition.
In the above-described method of intermittently changing the voltage, it is preferable to decrease the voltage sequentially. As a result, the resistance of the anodized film can be lowered, and can be made uniform when the electrodeposition treatment is performed later.
陽極酸化皮膜の厚さの増加量は、0.1〜100μmであるのが好ましく、0.5〜50μmであるのがより好ましい。増加量が上記範囲であると、ポアの配列の規則性をより高くすることができる。 The amount of increase in the thickness of the anodized film is preferably from 0.1 to 100 μm, and more preferably from 0.5 to 50 μm. When the increase amount is in the above range, the regularity of the pore arrangement can be further increased.
<工程(4)>
工程(4)では、図1(C)に示されるマイクロポア16cの断面形状の変曲点30よりも上方の陽極酸化皮膜を除去する。自己規則化法により形成されるマイクロポアは、図1(C)に示されるように、マイクロポア16cの上部を除いて、断面形状が略直管形状になる。言い換えると、マイクロポア16cの上部には、該マイクロポア16cの残りの部分とは断面形状が異なる部分(異形部分)20が存在する。工程(4)では、このようなマイクロポア16c上部に存在する異形部分20を解消するため、マイクロポア16cの断面形状の変曲点30よりも上方の陽極酸化皮膜を除去する。
ここで、変曲点30とは、マイクロポア16cの断面形状がなす主たる形状(ここでは、略直管形状)に対して、著しく形状が変化する部分を指し、別の言い方をすると、マイクロポア16cの断面形状において、主たる形状(略直管形状)に対して、形状の連続性が失われる部分を指す。
マイクロポア16cの断面形状の変曲点30よりも上方の陽極酸化皮膜を除去することにより、図1(D)に示されるように、マイクロポア16d全体が略直管形状となる。
<Process (4)>
In step (4), the anodized film above the inflection point 30 in the cross-sectional shape of the micropore 16c shown in FIG. As shown in FIG. 1C, the micropore formed by the self-ordering method has a substantially straight tube shape in cross section except for the upper portion of the micropore 16c. In other words, a portion (a deformed portion) 20 having a cross-sectional shape different from that of the remaining portion of the micropore 16c exists in the upper portion of the micropore 16c. In step (4), the anodized film above the inflection point 30 of the cross-sectional shape of the micropore 16c is removed in order to eliminate the deformed portion 20 existing on the upper portion of the micropore 16c.
Here, the inflection point 30 refers to a portion where the shape changes remarkably with respect to the main shape (here, a substantially straight pipe shape) formed by the cross-sectional shape of the micropore 16c. In the cross-sectional shape of 16c, it refers to a portion where the continuity of the shape is lost with respect to the main shape (substantially straight pipe shape).
By removing the anodized film above the inflection point 30 of the cross-sectional shape of the micropore 16c, the entire micropore 16d has a substantially straight tube shape as shown in FIG.
工程(4)では、工程(3)実施後の陽極酸化皮膜14cを断面方向からFE−SEMを撮影することによって、マイクロポア16cの断面形状の変曲点30を特定し、該変曲点30よりも上方の陽極酸化皮膜を除去してもよい。 In the step (4), the inflection point 30 of the cross-sectional shape of the micropore 16c is specified by photographing an FE-SEM of the anodized film 14c after the execution of the step (3) from the cross-sectional direction. The anodic oxide film above may be removed.
ただし、マイクロポアに異形部分が生じるのは、主として、工程(1)のように、アルミニウム基板12a上に新たに陽極酸化皮膜14aを形成した場合である。したがって、マイクロポア16cの断面形状の変曲点30よりも上方の陽極酸化皮膜を除去して、マイクロポア16c上部の異形部分20を解消するには、工程(1)で形成された陽極酸化皮膜を工程(4)で除去すればよい。
なお、後述するように、工程(3)および工程(4)を2回以上繰り返す場合、工程(4)実施後の陽極酸化皮膜14dでは、異形部分20が解消されて、マイクロポア16dの断面形状全体が略直管形状となるので、工程(4)に続いて実施する工程(3)(以下、本段落においては「工程(3′)」という。)で形成されるマイクロポア上部には新たに異形部分が生じる。したがって、工程(3′)に続いて実施する工程(4)(以下、本段落においては「工程(4′)」という。)では、工程(3′)で形成されたマイクロポア上部に新たに生じた異形部分を除去する必要がある。このため、工程(4′)では、工程(3′)で形成されるマイクロポアの変曲点よりも上方の陽極酸化被膜を除去する必要がある。
However, the deformed portion is generated in the micropore mainly when the anodized film 14a is newly formed on the aluminum substrate 12a as in the step (1). Therefore, in order to remove the anodic oxide film above the inflection point 30 of the cross-sectional shape of the micropore 16c and eliminate the deformed portion 20 above the micropore 16c, the anodic oxide film formed in the step (1) is used. May be removed in step (4).
As will be described later, when the step (3) and the step (4) are repeated twice or more, the deformed portion 20 is eliminated in the anodized film 14d after the step (4) is performed, and the cross-sectional shape of the micropore 16d is obtained. Since the whole has a substantially straight pipe shape, a new micropore is formed above the micropore formed in step (3) (hereinafter referred to as “step (3 ′)”) following step (4). A deformed part occurs in Therefore, in the step (4) (hereinafter referred to as “step (4 ′)” in this paragraph) to be performed following the step (3 ′), a new upper portion of the micropore formed in the step (3 ′) is added. It is necessary to remove the deformed part. Therefore, in step (4 ′), it is necessary to remove the anodized film above the inflection point of the micropore formed in step (3 ′).
工程(4)で、マイクロポア16cの断面形状の変曲点よりも上方の陽極酸化皮膜を除去する処理としては、例えば、機械研磨、化学研磨、電解研磨等の研磨処理であってもよい。ただし、工程(2)のように、酸またはアルカリを用いて、陽極酸化皮膜を溶解させる処理であることが好ましい。この場合、図1(D)に示されるように、図1(C)に示される陽極酸化皮膜14cよりも厚さが小さい陽極酸化皮膜14dが形成される。 In the step (4), the process for removing the anodic oxide film above the inflection point of the cross-sectional shape of the micropore 16c may be a polishing process such as mechanical polishing, chemical polishing, and electrolytic polishing. However, as in the step (2), a treatment for dissolving the anodized film using an acid or an alkali is preferable. In this case, as shown in FIG. 1D, an anodic oxide film 14d having a thickness smaller than that of the anodic oxide film 14c shown in FIG. 1C is formed.
工程(4)で、酸またはアルカリを用いて、陽極酸化皮膜を部分的に溶解させる場合、陽極酸化皮膜の溶解量は、陽極酸化皮膜の溶解量は、特に限定されず、陽極酸化皮膜全体の0.01〜30質量%であるのが好ましく、0.1〜15質量%であるのがより好ましい。溶解量が上記範囲であると、陽極酸化皮膜の表面の配列が不規則な部分を溶解させて、マイクロポアの配列の規則性を高くすることができる。また、工程(3)および工程(4)を2回以上繰り返して実施する場合、次に実施する工程(3)での陽極酸化処理の起点を残すことができる。 In the step (4), when the anodized film is partially dissolved using acid or alkali, the dissolved amount of the anodized film is not particularly limited, and the total amount of the anodized film is not limited. It is preferable that it is 0.01-30 mass%, and it is more preferable that it is 0.1-15 mass%. When the dissolution amount is in the above range, the irregular portion of the surface arrangement of the anodized film can be dissolved, and the regularity of the arrangement of the micropores can be increased. Moreover, when performing a process (3) and a process (4) repeatedly 2 times or more, the starting point of the anodizing process in the process (3) implemented next can be left.
上記工程(3)および上記工程(4)は、2回繰り返して行うのが、ポアの配列の規則性が高くなるため好ましく、3回以上繰り返して行うのがより好ましく、4回以上繰り返して行うのが更に好ましい。
上記工程を2回以上繰り返して行う場合、各回の工程(3)および工程(4)の条件はそれぞれ同じであっても、異なっていてもよい。規則化度向上性の観点から、工程(3)は、各回ごとに電圧を変えて実施することが好ましい。この場合、徐々に高電圧の条件に変えていくのが、規則化度向上性の観点から、より好ましい。
It is preferable to repeat the step (3) and the step (4) twice because the regularity of the pore arrangement is high, more preferably 3 times or more, and more preferably 4 times or more. Is more preferable.
When the above steps are repeated twice or more, the conditions of each step (3) and step (4) may be the same or different. From the viewpoint of improving the degree of ordering, the step (3) is preferably performed by changing the voltage every time. In this case, it is more preferable to gradually change to a high voltage condition from the viewpoint of improving the degree of ordering.
図1(D)に示す状態において、平均ポア密度が50〜1500個/μm2であるのが好ましく、マイクロポアの占める面積率が20〜50%であるのが好ましい。 In the state shown in FIG. 1D, the average pore density is preferably 50 to 1500 / μm 2 , and the area ratio occupied by the micropores is preferably 20 to 50%.
図2は、上記処理(A)(陽極酸化によるマイクロポア形成処理)後の状態を示した部分断面図である。図2に示すように、アルミニウム基板12表面には、マイクロポア16を有する陽極酸化皮膜14が形成されている。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a state after the above process (A) (micropore formation process by anodization). As shown in FIG. 2, an anodic oxide film 14 having micropores 16 is formed on the surface of the aluminum substrate 12.
<処理(B):アルミニウム除去処理>
処理(B)では、図2に示す状態からアルミニウム基板12を溶解して除去する。図3は、本処理後の状態を示した部分断面図であり、マイクロポア16を有する陽極酸化皮膜14からなる微細構造体が示されている。
したがって、アルミニウム除去処理には、アルミナは溶解せず、アルミニウムを溶解する処理液を用いる。
<Process (B): Aluminum removal process>
In the process (B), the aluminum substrate 12 is dissolved and removed from the state shown in FIG. FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the state after the main treatment, and shows a fine structure made of the anodized film 14 having the micropores 16.
Therefore, in the aluminum removal treatment, a treatment solution that does not dissolve alumina but dissolves aluminum is used.
処理液としては、アルミナは溶解せず、アルミニウムを溶解する液であれば特に限定されないが、例えば、塩化水銀、臭素/メタノール混合物、臭素/エタノール混合物、王水、塩酸/塩化銅混合物等の水溶液等が挙げられる。
濃度としては、0.01〜10mol/Lが好ましく、0.05〜5mol/Lがより好ましい。
処理温度としては、−10℃〜80℃が好ましく、0℃〜60℃が好ましい。
The treatment liquid is not particularly limited as long as it does not dissolve alumina and dissolves aluminum. For example, an aqueous solution such as mercury chloride, bromine / methanol mixture, bromine / ethanol mixture, aqua regia, hydrochloric acid / copper chloride mixture, etc. Etc.
As a density | concentration, 0.01-10 mol / L is preferable and 0.05-5 mol / L is more preferable.
As processing temperature, -10 degreeC-80 degreeC are preferable, and 0 degreeC-60 degreeC is preferable.
アルミニウム除去処理は、上述した処理液に接触させることにより行う。接触させる方法は、特に限定されず、例えば、浸せき法、スプレー法が挙げられる。中でも、浸せき法が好ましい。このときの接触時間としては、10秒〜5時間が好ましく、1分〜3時間がより好ましい。 The aluminum removal treatment is performed by contacting with the treatment liquid described above. The method of making it contact is not specifically limited, For example, the immersion method and the spray method are mentioned. Of these, the dipping method is preferred. The contact time at this time is preferably 10 seconds to 5 hours, and more preferably 1 minute to 3 hours.
アルミニウム除去処理後の陽極酸化皮膜の膜厚は、1〜1000μmであるのが好ましく、10〜500μmであるのが更に好ましい。 The film thickness of the anodized film after the aluminum removal treatment is preferably 1 to 1000 μm, and more preferably 10 to 500 μm.
アルミニウム除去処理後、後述する処理(C)(マイクロポア貫通化処理)を行う前に、陽極酸化皮膜を水洗処理するのが好ましい。水和によるマイクロポアのポア径の変化を抑制するため、水洗処理は30℃以下で実施することが好ましい。 After the aluminum removal treatment, the anodized film is preferably washed with water before the treatment (C) (micropore penetration treatment) described later. In order to suppress changes in the pore diameter of the micropores due to hydration, the water washing treatment is preferably performed at 30 ° C. or lower.
<処理(C):マイクロポア貫通処理>
処理(C)では、図3に示すマイクロポア16を有する陽極酸化皮膜14を、酸水溶液またはアルカリ水溶液に浸せきさせることにより、陽極酸化皮膜14を部分的に溶解させる。これにより、マイクロポア16底部の陽極酸化皮膜14が除去され、マイクロポア16が貫通する(マイクロポア貫通孔18が形成される)。図4は、マイクロポア貫通処理後の状態を示した部分断面斜視図であり、マイクロポア貫通孔18を有する陽極酸化皮膜14からなる微細構造体が示されている。
この処理によりマイクロポアの貫通率としては70%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、95%以上であることが特に好ましい。
<Process (C): Micropore penetration process>
In the process (C), the anodic oxide film 14 having the micropores 16 shown in FIG. 3 is immersed in an acid aqueous solution or an alkali aqueous solution to partially dissolve the anodic oxide film 14. Thereby, the anodic oxide film 14 at the bottom of the micropore 16 is removed, and the micropore 16 penetrates (a micropore through hole 18 is formed). FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view showing a state after the micropore penetrating process, and shows a fine structure made of the anodic oxide film 14 having the micropore through-hole 18.
With this treatment, the penetration rate of the micropores is preferably 70% or more, more preferably 85% or more, and particularly preferably 95% or more.
マイクロポア貫通処理に酸水溶液を用いる場合は、硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸またはこれらの混合物の水溶液を用いることが好ましい。酸水溶液の濃度は1〜10質量%であるのが好ましい。酸水溶液の温度は、25〜40℃であるのが好ましい。
マイクロポア貫通処理にアルカリ水溶液を用いる場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムからなる群から選ばれる少なくとも一つのアルカリの水溶液を用いることが好ましい。アルカリ水溶液の濃度は0.1〜5質量%であるのが好ましい。アルカリ水溶液の温度は、20〜35℃であるのが好ましい。
具体的には、例えば、50g/L、40℃のリン酸水溶液、0.5g/L、30℃の水酸化ナトリウム水溶液または0.5g/L、30℃の水酸化カリウム水溶液が好適に用いられる。
酸水溶液またはアルカリ水溶液への浸せき時間は、8〜120分であるのが好ましく、10〜90分であるのがより好ましく、15〜60分であるのが更に好ましい。
When an acid aqueous solution is used for the micropore penetration treatment, it is preferable to use an aqueous solution of an inorganic acid such as sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, or a mixture thereof. The concentration of the acid aqueous solution is preferably 1 to 10% by mass. The temperature of the acid aqueous solution is preferably 25 to 40 ° C.
When an alkaline aqueous solution is used for the micropore penetration treatment, it is preferable to use an aqueous solution of at least one alkali selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide. The concentration of the alkaline aqueous solution is preferably 0.1 to 5% by mass. The temperature of the alkaline aqueous solution is preferably 20 to 35 ° C.
Specifically, for example, 50 g / L, 40 ° C. phosphoric acid aqueous solution, 0.5 g / L, 30 ° C. sodium hydroxide aqueous solution or 0.5 g / L, 30 ° C. potassium hydroxide aqueous solution is preferably used. .
The immersion time in the acid aqueous solution or alkali aqueous solution is preferably 8 to 120 minutes, more preferably 10 to 90 minutes, and still more preferably 15 to 60 minutes.
貫通処理後の陽極酸化皮膜の膜厚は、1〜1000μmであるのが好ましく、10〜500μmであるのが更に好ましい。 The thickness of the anodic oxide film after the penetration treatment is preferably 1 to 1000 μm, and more preferably 10 to 500 μm.
また貫通処理後、水洗処理するのが好ましい。水和によるマイクロポアのポア径の変化を抑制するため、水洗処理は30℃以下で実施することが好ましい。 Moreover, it is preferable to wash with water after the penetration treatment. In order to suppress changes in the pore diameter of the micropores due to hydration, the water washing treatment is preferably performed at 30 ° C. or lower.
<処理(D):酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理>
処理(D)では、図4に示すマイクロポア貫通孔16を有する陽極酸化皮膜12からなる微細構造体に対して、マイクロポア内部を含めた陽極酸化皮膜の表面に、該酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する。ここで、マイクロポア内部を含めた陽極酸化皮膜の表面全域にわたって、該酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与することが好ましい。
処理(D)により、酸化皮膜表面の疎水性が向上する。具体的には、処理(D)により、酸化皮膜表面の水に対する接触角が100度以上、好ましくは125度以上、より好ましく150度以上となる。
<Treatment (D): Treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface>
In the treatment (D), the hydrophobicity of the surface of the oxide film on the surface of the anodized film including the inside of the micropore with respect to the microstructure formed of the anodized film 12 having the micropore through-holes 16 shown in FIG. The substance which improves is given. Here, it is preferable to apply a substance that improves the hydrophobicity of the surface of the oxide film over the entire surface of the anodized film including the inside of the micropore.
Treatment (D) improves the hydrophobicity of the oxide film surface. Specifically, the treatment (D) makes the contact angle of the oxide film surface with water 100 ° or more, preferably 125 ° or more, more preferably 150 ° or more.
処理(D)において、酸化皮膜表面に付与する物質は、酸化皮膜表面に付与することにより、酸化皮膜の疎水性を向上させるものである限り特に限定されない。
処理(D)では、酸化皮膜表面に疎水性物質を付与することにより、酸化皮膜の疎水性を向上させることが好ましい。ここで、処理(D)で酸化皮膜表面に付与する疎水性物質としては、HLB値の低い界面活性剤として作用する化合物、具体的には、HLB値9以下の界面活性剤として作用する化合物が好ましい。
In the treatment (D), the substance to be applied to the oxide film surface is not particularly limited as long as the substance is applied to the oxide film surface to improve the hydrophobicity of the oxide film.
In the treatment (D), it is preferable to improve the hydrophobicity of the oxide film by applying a hydrophobic substance to the surface of the oxide film. Here, as a hydrophobic substance imparted to the oxide film surface in the treatment (D), a compound that acts as a surfactant having a low HLB value, specifically, a compound that acts as a surfactant having an HLB value of 9 or less. preferable.
処理(D)で用いられる界面活性剤として作用する化合物としては、HLB値が9以下である限り特に限定されず、アニオン性界面活性剤として作用する化合物、カチオン性界面活性剤として作用する化合物、非イオン性界面活性剤として作用する化合物等のいずれも使用可能である。なお、界面活性剤として作用する化合物のHLB値はその構造により異なるため、HLB値が9以下になるように構造を選択して使用する。
上記の界面活性剤として作用する化合物の中でも、濾過処理時にHLB値が変動する影響が小さいという理由から、非イオン性界面活性剤として作用する化合物が特に好ましい。
The compound that acts as a surfactant used in the treatment (D) is not particularly limited as long as the HLB value is 9 or less, a compound that acts as an anionic surfactant, a compound that acts as a cationic surfactant, Any compound that acts as a nonionic surfactant can be used. In addition, since the HLB value of the compound acting as a surfactant varies depending on the structure, the structure is selected and used so that the HLB value is 9 or less.
Among the compounds that act as the above-mentioned surfactants, compounds that act as nonionic surfactants are particularly preferred because of the small influence that the HLB value fluctuates during the filtration treatment.
非イオン性界面活性剤として作用する化合物を用いる場合、その構造は特に限定されず、エーテル型、エステル型、アミノエーテル型、エーテルエステル型、アルカノールアミド型のもの等が挙げられる。これら非イオン性界面活性剤として作用する化合物の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、オキシエチレン/オキシプロピレンブロックコポリマー、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンエーテル誘導体、ポリオキシプロピレングリセリルエーテル、メトキシポリエチレングリコール、グリセロールボレイト脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレングリセロールボレイト脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アルカノールアミド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンフィトステロール、ポリオキシエチレンフィトスタノール、ポリオキシエチレン植物油、ポリオキシエチレンラノリン、ポリオキシエチレンラノリンアルコール、ポリオキシエチレンミツロウ誘導体、ポリオキシエチレンアルキルフェニルホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。
これらの非イオン性界面活性剤として作用する化合物のなかでも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステルが、アルキル鎖長によりHLB値を調整しやすいという理由から好ましい。
When a compound that acts as a nonionic surfactant is used, the structure is not particularly limited, and examples thereof include ether type, ester type, amino ether type, ether ester type, alkanolamide type, and the like. Specific examples of the compound acting as a nonionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene derivative, oxyethylene / oxypropylene block copolymer, polyethylene glycol fatty acid ester, sorbitan fatty acid. Esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, glycerin fatty acid esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamines, alkyl alkanolamides, polyoxyethylene alkylamino ethers, pentaerythritol fatty acid esters, polyethylene glycol , Polyoxypropylene polyoxyethylene alkyl ether, polyoxye Len polyoxypropylene ether derivative, polyoxypropylene glyceryl ether, methoxypolyethylene glycol, glycerol borate fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene glycerol borate fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid alkanolamide, polyglycerin fatty acid ester, Propylene glycol fatty acid ester, polyoxyethylene sorbit fatty acid ester, polyoxyethylene phytosterol, polyoxyethylene phytostanol, polyoxyethylene vegetable oil, polyoxyethylene lanolin, polyoxyethylene lanolin alcohol, polyoxyethylene beeswax derivative, polyoxyethylene alkylphenyl Examples include formaldehyde condensates.
Among these compounds that act as nonionic surfactants, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene block polymer, polyoxyethylene sorbit fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan Fatty acid ester, polyethylene glycol, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyethylene glycol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, pentaerythritol fatty acid ester, propylene glycol fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester adjust HLB value by alkyl chain length It is preferable because it is easy to do.
これらの中でも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルが、酸化皮膜の主成分であるアルミナへの吸着性が優れるという理由から好ましく、特にポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステルが好ましい。先にも述べたが、界面活性剤として作用する化合物のHLB値はその構造により異なるため、上述における界面活性剤として作用する化合物は、同系であっても、その構造が異なることによりHLB値が異なる。例えば、オキシエチレン繰り返し単位を有する界面活性剤として化合物であっても、オキシエチレン繰り返し単位の繰り返し数が異なることによってHLB値は異なるので、HLB値が9以下になるように構造を選択して使用する。 Among these, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene sorbite fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, polyethylene glycol, polyethylene glycol fatty acid ester are adsorptive to alumina which is the main component of oxide film Is preferable, and polyoxyethylene sorbite fatty acid ester and polyethylene glycol fatty acid ester are particularly preferable. As described above, since the HLB value of a compound that acts as a surfactant varies depending on its structure, the compound acting as a surfactant in the above-described case has an HLB value due to the difference in its structure even if it is of the same type. Different. For example, even if it is a compound as a surfactant having an oxyethylene repeating unit, the HLB value varies depending on the number of repeating oxyethylene repeating units, so the structure is selected so that the HLB value is 9 or less. To do.
また上記の界面活性剤以外にも、特開昭62−251740号公報や特開平3−208514号公報に記載されているような非イオン界面活性剤として作用する化合物、特開昭59−121044号公報、特開平4−13149号公報に記載されているような両性界面活性剤として作用する化合物、特開昭62−170950号公報に記載されているようなフッ素系界面活性剤として作用する化合物を添加することができる。上記の非イオン性界面活性剤として作用する化合物の具体例としては、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタントリオレート、ステアリン酸モノグリセリド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等が挙げられる。上記の両性界面活性剤として作用する化合物の具体例としては、アルキルジ(アミノエチル)グリシン、アルキルポリアミノエチルグリシン塩酸塩、2−アルキル−N−カルボキシエチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインやN−テトラデシル−N,N−ベタイン型(例えば、商品名「アモーゲンK」:第一工業(株)製)等が挙げられる。
これらの界面活性剤も同様に、HLB値が9以下のものをそれぞれ選択して使用する。
In addition to the above surfactants, compounds acting as nonionic surfactants as described in JP-A-62-251740 and JP-A-3-208514, JP-A-59-121044 Compounds acting as amphoteric surfactants as described in JP-A-4-13149, and compounds acting as fluorine-based surfactants as described in JP-A-62-170950. Can be added. Specific examples of the compound that acts as the nonionic surfactant include sorbitan tristearate, sorbitan monopalmitate, sorbitan trioleate, stearic acid monoglyceride, polyoxyethylene nonylphenyl ether and the like. Specific examples of the compound acting as an amphoteric surfactant include alkyldi (aminoethyl) glycine, alkylpolyaminoethylglycine hydrochloride, 2-alkyl-N-carboxyethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine, and N- Examples include tetradecyl-N, N-betaine type (for example, trade name “Amogen K” manufactured by Daiichi Kogyo Co., Ltd.).
Similarly, these surfactants having a HLB value of 9 or less are selected and used.
また、HLB値が9以下の市販の界面活性剤を使用することができる。HLB値が9以下の界面活性剤の具体例としては、例えば以下の界面活性剤を使用できる。
青木油脂製「ブラウノンN−502(HLB値5.7)」、「ブラウノンN−503(HLB値7.4)」、「ブラウノンN−504(HLB値8.9)」、「ブラウノンEL−1502.2(HLB値6.3)」、「ファインサーフOE−40(HLB値7.9)」、「ブラウノンEL−1503P(HLB値8.3)」、「ココサーフHG−30(HLB値8.3)」、「ファインサーフD−1303(HLB値9.0)」。
ミヨシ油脂製「ペレテックス(登録商標)PC−2418(HLB値5.8)」、「ペレテックス(登録商標)PC−2419(HLB値6.4)」、「ペレテックス(登録商標)PC−2420(HLB値7.0)」、「ペレテックス(登録商標)PC−2421(HLB値8.3)」、「ペレテックス(登録商標)PC−2422(HLB値9.0)」、「ペレテックス(登録商標)PC−2319(HLB値6.2)」、「ペレテックス(登録商標)PC−2320(HLB値6.9)」、「ペレテックス(登録商標)PC−2321(HLB値8.1)」、「ペレテックス(登録商標)PC−2322(HLB値9.0)」。
花王製「エマルゲン(登録商標)103(HLB値8.1)」、「エマルゲン(登録商標)404(HLB値8.8)」。
ライオン製「レオコール(登録商標)TD−30(HLB値8.0)」、「レオックス(登録商標)TC−35(HLB値7.4)」、「レオックス(登録商標)CC−30(HLB値8.0)」、「レオックス(登録商標)CCN−20(HLB値6.2)」、「レオックス(登録商標)CCN−30(HLB値8.0)」。
A commercially available surfactant having an HLB value of 9 or less can be used. As specific examples of the surfactant having an HLB value of 9 or less, for example, the following surfactants can be used.
“Brownon N-502 (HLB value 5.7)”, “Brownon N-503 (HLB value 7.4)”, “Brownon N-504 (HLB value 8.9)”, “Brownon EL-1502” .2 (HLB value 6.3) ”,“ Fine Surf OE-40 (HLB value 7.9) ”,“ Brownon EL-1503P (HLB value 8.3) ”,“ Cocosurf HG-30 (HLB value 8. 3) "," Finesurf D-1303 (HLB value 9.0) ".
“Peletex (registered trademark) PC-2418 (HLB value 5.8)”, “Peletex (registered trademark) PC-2419 (HLB value 6.4)”, “Peletex (registered trademark) PC-2420 (HLB)” Value 7.0) "," Peletex (registered trademark) PC-2421 (HLB value 8.3) "," Peletex (registered trademark) PC-2422 (HLB value 9.0) "," Peletex (registered trademark) PC ". -2319 (HLB value 6.2) "," Peletex (registered trademark) PC-2320 (HLB value 6.9) "," Peletex (registered trademark) PC-2321 (HLB value 8.1) "," Peletex ( (Registered trademark) PC-2322 (HLB value 9.0) ".
"Emulgen (registered trademark) 103 (HLB value 8.1)" manufactured by Kao, "Emulgen (registered trademark) 404 (HLB value 8.8)".
“Leocol (registered trademark) TD-30 (HLB value 8.0)”, “LEOX (registered trademark) TC-35 (HLB value 7.4)”, “LEOX (registered trademark) CC-30 (HLB value) manufactured by Lion 8.0) "," LEOX (registered trademark) CCN-20 (HLB value 6.2) "," LEOX (registered trademark) CCN-30 (HLB value 8.0) ".
処理(D)では、酸化皮膜表面の疎水性を向上させる程度に応じて、使用する界面活性剤として作用する化合物を適宜選択することができる。酸化皮膜表面の疎水性をより向上させるためには、HLB値8以下の界面活性剤として作用する化合物を用いることが好ましく、HLB値6以下の界面活性剤として作用する化合物を用いることがより好ましい。 In the treatment (D), a compound that acts as a surfactant to be used can be appropriately selected according to the degree of improving the hydrophobicity of the oxide film surface. In order to further improve the hydrophobicity of the oxide film surface, it is preferable to use a compound that acts as a surfactant having an HLB value of 8 or less, and more preferably to use a compound that acts as a surfactant having an HLB value of 6 or less. .
処理(D)では、HLB値9以下の界面活性剤として作用する化合物を溶媒に溶解させた液に、酸化皮膜を浸漬したのち、加熱処理により溶媒のみを揮発させることにより、酸化皮膜表面にHLB値9以下の界面活性剤として作用する化合物を付与する方法が好ましい。溶剤の種類としては、界面活性剤として作用する化合物が溶解する溶剤であれば特に限定されないが、水、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、2−メトキシエチルアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジメトキシエタン、乳酸メチル、乳酸エチル、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラメチルウレア、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、トルエン等が好ましい。上記の方法が好ましいのは、加熱処理時に溶剤が揮発するだけでなく、酸化皮膜と界面活性剤として作用する化合物とが化学的に結合するからである。溶媒に溶解させた液中の界面活性剤として作用する化合物の濃度は、酸化皮膜表面全体を均一に処理するため、0.1〜20wt%が好ましく、0.5〜10wt%がより好ましい。また加熱処理温度としては、40〜400℃が好ましく、60〜300℃がより好ましい。また加熱処理時間としては、30秒〜12時間が好ましく、1分〜8時間がより好ましく、10分〜4時間が特に好ましい。 In the treatment (D), after immersing the oxide film in a solution in which a compound that acts as a surfactant having an HLB value of 9 or less is dissolved in a solvent, only the solvent is volatilized by heat treatment, whereby the HLB is formed on the surface of the oxide film. A method of imparting a compound that acts as a surfactant having a value of 9 or less is preferred. The type of the solvent is not particularly limited as long as the compound acting as a surfactant dissolves, but water, ethylene dichloride, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2 -Propanol, 2-methoxyethyl acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, dimethoxyethane, methyl lactate, ethyl lactate, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, tetramethylurea, N-methylpyrrolidone, Dimethyl sulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone, toluene and the like are preferable. The reason why the above method is preferred is that not only the solvent volatilizes during the heat treatment, but also the oxide film and the compound acting as a surfactant are chemically bonded. The concentration of the compound acting as a surfactant in the solution dissolved in the solvent is preferably 0.1 to 20 wt%, more preferably 0.5 to 10 wt% in order to uniformly treat the entire oxide film surface. Moreover, as heat processing temperature, 40-400 degreeC is preferable and 60-300 degreeC is more preferable. The heat treatment time is preferably 30 seconds to 12 hours, more preferably 1 minute to 8 hours, and particularly preferably 10 minutes to 4 hours.
また、上記のようなHLB値9以下の界面活性剤として作用する化合物を溶媒に溶解させた液に酸化皮膜を浸漬したのち、加熱処理する方法以外にも、ポリマー好ましくは水不溶性ポリマー、および、HLB値9以下の界面活性剤として作用する化合物を有機溶媒に溶解させた液に、酸化皮膜表面に浸漬したのち、加熱処理により溶媒のみを揮発させることで、該酸化皮膜表面にHLB値9以下の界面活性剤として作用する化合物を付与することもできる。この場合、ポリマー、好ましくは水不溶性ポリマーが、酸化皮膜の水和を妨げる保護膜として機能する。以下、本明細書において、ポリマーおよび界面活性剤として作用する化合物を有機溶媒に溶解させた液に酸化皮膜を浸漬したのち、加熱処理することで酸化皮膜表面に界面活性剤として作用する化合物を付与する方法を保護膜形成法という。一方、界面活性剤として作用する化合物を溶媒に溶解させた液に酸化皮膜を浸漬したのち、加熱処理することで酸化皮膜表面に界面活性剤として作用する化合物を付与する方法を直接付与法ともいう。 In addition to the method of heat treatment after immersing the oxide film in a solution in which a compound acting as a surfactant having an HLB value of 9 or less as described above is dissolved in a solvent, a polymer, preferably a water-insoluble polymer, and After immersing in the surface of the oxide film in a solution in which a compound that acts as a surfactant having an HLB value of 9 or less is dissolved in an organic solvent, only the solvent is volatilized by heat treatment, so that the surface of the oxide film has an HLB value of 9 or less. A compound that acts as a surfactant can also be added. In this case, the polymer, preferably a water-insoluble polymer, functions as a protective film that prevents the hydration of the oxide film. Hereinafter, in this specification, after immersing the oxide film in a solution in which a polymer and a compound that acts as a surfactant are dissolved in an organic solvent, the compound that acts as a surfactant is applied to the surface of the oxide film by heat treatment. This method is called a protective film forming method. On the other hand, after immersing an oxide film in a solution in which a compound that acts as a surfactant is dissolved in a solvent, a method of imparting a compound that acts as a surfactant to the surface of the oxide film by heat treatment is also referred to as a direct imparting method. .
水不溶性ポリマーとしては、例えば、ポリ塩化ビニリデン、ポリ(メタ)アクリロニトリル、ポリサルホン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、セロハン等が挙げられる。
また、有機溶剤としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、2−メトキシエチルアセテート、1−メトキシ−2−プロピルアセテート、ジメトキシエタン、乳酸メチル、乳酸エチル、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラメチルウレア、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、トルエン、等が挙げられる。有機溶媒に溶解させた液中の界面活性剤濃度、および、ポリマー濃度は、それぞれ0.1〜50wt%が好ましく、1〜30wt%がより好ましい。
また、溶剤揮発時の加熱処理温度としては、30〜300℃が好ましく、50〜200℃がより好ましい。
Examples of the water-insoluble polymer include polyvinylidene chloride, poly (meth) acrylonitrile, polysulfone, polyvinyl chloride, polyethylene, polycarbonate, polystyrene, polyamide, cellophane and the like.
Examples of the organic solvent include ethylene dichloride, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol, 2-methoxyethyl acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, dimethoxyethane. , Methyl lactate, ethyl lactate, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, tetramethylurea, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone, toluene, and the like. The surfactant concentration and the polymer concentration in the liquid dissolved in the organic solvent are each preferably 0.1 to 50 wt%, more preferably 1 to 30 wt%.
Moreover, as heat processing temperature at the time of solvent volatilization, 30-300 degreeC is preferable and 50-200 degreeC is more preferable.
アルミニウム基板に、少なくとも上記(A)〜(D)の処理をこの順を施すことにより、得られる本発明の微細構造体は、酸化皮膜に存在するマイクロポアのポア径が0.01〜0.5μmであるのが好ましい。ここで、マイクロポアとは、マイクロポア貫通孔のことを指す。
また、マイクロポアは、1μm2の範囲において、ポア径の分散が平均径の8%以内であることが好ましく、5%以内であることがより好ましい。なお、ポア径の平均径および分散はそれぞれ下記式で求めることができる。
平均径:μx=(1/n)ΣXi
分散:σ2=(1/n)(ΣXi2)−μx2
分散/平均径=σ/μx≦0.03
ここで、Xiは、1μm2の範囲で測定された1個のマイクロポアのポア径である。
By subjecting the aluminum substrate to at least the above-described treatments (A) to (D) in this order, the fine structure of the present invention obtained has a pore diameter of micropores existing in the oxide film of 0.01 to 0.00. It is preferably 5 μm. Here, the micropore refers to a micropore through hole.
Further, in the micropore, in the range of 1 μm 2 , the pore diameter dispersion is preferably within 8% of the average diameter, and more preferably within 5%. In addition, the average diameter and dispersion | distribution of a pore diameter can each be calculated | required by a following formula.
Average diameter: μx = (1 / n) ΣXi
Dispersion: σ 2 = (1 / n) (ΣXi 2 ) −μx 2
Dispersion / average diameter = σ / μx ≦ 0.03
Here, Xi is the pore diameter of one micropore measured in the range of 1 μm 2 .
また、本発明の微細構造体が、酸化皮膜に存在するマイクロポアに関して、下記式(1)により定義される規則化度が50%以上であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the degree of ordering defined by the following formula (1) is 50% or more for the micropores present in the oxide film in the microstructure of the present invention.
規則化度(%)=B/A×100 (1) Ordering degree (%) = B / A × 100 (1)
上記式(1)中、Aは、測定範囲におけるマイクロポアの全数を表す。Bは、一のマイクロポアの重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円を描いた場合に、その円の内部に前記一のマイクロポア以外のマイクロポアの重心を6個含むことになる前記一のマイクロポアの測定範囲における数を表す。 In the above formula (1), A represents the total number of micropores in the measurement range. B is centered on the center of gravity of one micropore, and when a circle with the shortest radius inscribed in the edge of another micropore is drawn, the center of gravity of the micropore other than the one micropore is placed inside the circle. This represents the number in the measurement range of the one micropore to be included.
なお図5は、ポアの規則化度を算出する方法の説明図である。図5を用いて、上記式(1)をより具体的に説明する。
図5(A)に示されるマイクロポア1は、マイクロポア1の重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円3(マイクロポア2に内接している。)を描いた場合に、円3の内部にマイクロポア1以外のマイクロポアの重心を6個含んでいる。したがって、マイクロポア1は、Bに算入される。
図5(B)に示されるマイクロポア4は、マイクロポア4の重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円6(マイクロポア5に内接している。)を描いた場合に、円6の内部にマイクロポア4以外のマイクロポアの重心を5個含んでいる。したがって、マイクロポア4は、Bに算入されない。また、図5(B)に示されるマイクロポア7は、マイクロポア7の重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円9(マイクロポア8に内接している。)を描いた場合に、円9の内部にマイクロポア7以外のマイクロポアの重心を7個含んでいる。したがって、マイクロポア7は、Bに算入されない。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for calculating the degree of ordering of pores. The above formula (1) will be described more specifically with reference to FIG.
The micropore 1 shown in FIG. 5A draws a circle 3 (inscribed in the micropore 2) having the shortest radius and centering on the center of gravity of the micropore 1 and inscribed in the edge of another micropore. In this case, the center of the circle 3 includes six centroids of micropores other than the micropore 1. Therefore, the micropore 1 is included in B.
The micropore 4 shown in FIG. 5 (B) draws a circle 6 (inscribed in the micropore 5) having the shortest radius and centering on the center of gravity of the micropore 4 and inscribed in the edge of the other micropore. In this case, the center of gravity of the micropores other than the micropores 4 is included inside the circle 6. Therefore, the micropore 4 is not included in B. In addition, the micropore 7 shown in FIG. 5B is centered on the center of gravity of the micropore 7 and has the shortest radius 9 inscribed in the edge of another micropore (inscribed in the micropore 8). Is drawn, the circle 9 includes seven centroids of micropores other than the micropore 7. Therefore, the micropore 7 is not included in B.
本発明の微細構造体は、酸化皮膜に存在するマイクロポアに関して、上記式(1)により定義される規則化度が60%以上であることがより好ましい。 The microstructure of the present invention more preferably has a degree of ordering defined by the above formula (1) of 60% or more with respect to the micropores present in the oxide film.
また、本発明の微細構造体は、用途に応じて、陽極酸化皮膜のマイクロポアに、有機化合物や無機化合物、金属微粒子等を担持することもできる。 Moreover, the fine structure of the present invention can also carry organic compounds, inorganic compounds, metal fine particles, and the like in the micropores of the anodized film depending on the application.
以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
[実施例1]
1.電解研磨処理
高純度アルミニウム基板(住友軽金属社製、純度99.99質量%、厚さ0.4mm)を、10cm四方の面積で陽極酸化処理できるようカットし、以下組成の電解研磨液を用いて、電圧25V、液温度65℃、液流速3.0m/minの条件で電解研磨処理を行なった。陰極はカーボン電極とし、電源は、GP0110−30R(高砂製作所社製)を用いた。また電解液の流速は渦式フローモニターFLM22−10PCW(AS ONE製)を用いて計測した。
[Example 1]
1. Electropolishing treatment A high-purity aluminum substrate (manufactured by Sumitomo Light Metal Co., Ltd., purity 99.99 mass%, thickness 0.4 mm) is cut so that it can be anodized in an area of 10 cm square, and an electropolishing liquid having the following composition is used. The electropolishing treatment was performed under the conditions of a voltage of 25 V, a liquid temperature of 65 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. The cathode was a carbon electrode, and GP0110-30R (manufactured by Takasago Seisakusho) was used as the power source. The flow rate of the electrolyte was measured using a vortex flow monitor FLM22-10PCW (manufactured by AS ONE).
<電解研磨液組成>
・85質量%リン酸(和光純薬社製試薬) 660mL
・純水 160mL
・硫酸 150mL
・エチレングリコール 30mL
<Electrolytic polishing liquid composition>
-660 mL of 85% phosphoric acid (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Pure water 160mL
・ Sulfuric acid 150mL
・ Ethylene glycol 30mL
2.処理(A):陽極酸化によるマイクロポア形成処理
上記で得られた研磨処理後のサンプルを、0.30mol/L硫酸の電解液で、電圧25V、液温度15℃、液流速3.0m/minの条件で1時間陽極酸化処理した。さらに得られたサンプルを、0.5mol/Lリン酸の混合水溶液を用いて40℃の条件で20分間浸漬して脱膜処理した。
この処理を4回繰り返した後、0.30mol/L硫酸の電解液で、電圧25V、液温度15℃、液流速3.0m/minの条件で5時間再陽極酸化処理し、0.5mol/Lリン酸の混合水溶液を用いて40℃の条件で20分間浸漬して(脱膜処理し)、図2に示す、アルミニウム基板12表面に、マイクロポア16が直管状で且つハニカム状に配列された陽極酸化皮膜14を形成した。
なお、陽極酸化処理、再陽極酸化処理共に、陰極はステンレス電極とし、電源は、GP0110−30R(高砂製作所社製)を用いた。また、冷却装置としては、NeoCool BD36(ヤマト科学社製)、かくはん加温装置としてペアスターラー PS−100(EYELA社製)を用いた。電解液の流速は渦式フローモニターFLM22−10PCW(AS ONE製)を用いて計測した。
2. Treatment (A): Micropore formation treatment by anodic oxidation The sample after the polishing treatment obtained above was treated with an electrolytic solution of 0.30 mol / L sulfuric acid, voltage 25 V, liquid temperature 15 ° C., liquid flow rate 3.0 m / min. And anodizing for 1 hour. Furthermore, the obtained sample was immersed for 20 minutes under a condition of 40 ° C. using a mixed aqueous solution of 0.5 mol / L phosphoric acid to remove the film.
After this treatment was repeated four times, re-anodization treatment was performed for 5 hours with an electrolyte solution of 0.30 mol / L sulfuric acid at a voltage of 25 V, a liquid temperature of 15 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. The micropores 16 are arranged in the form of a straight tube and a honeycomb on the surface of the aluminum substrate 12 shown in FIG. 2 by dipping for 20 minutes under a condition of 40 ° C. using a mixed aqueous solution of L phosphoric acid (film removal treatment). An anodic oxide film 14 was formed.
In both the anodizing treatment and the re-anodizing treatment, a stainless steel electrode was used as the cathode, and GP0110-30R (manufactured by Takasago Seisakusho) was used as the power source. Further, NeoCool BD36 (manufactured by Yamato Kagaku Co.) was used as the cooling device, and Pear Stirrer PS-100 (manufactured by EYELA) was used as the stirring and heating device. The flow rate of the electrolyte was measured using a vortex flow monitor FLM22-10PCW (manufactured by AS ONE).
3.処理(B):アルミニウム除去処理
上記で得られたサンプルを、20質量%塩酸、及び、0.1mol/L塩化第二銅の混合水溶液を用いて、25℃、20分間浸漬させ、アルミニウム基板12を溶解して除去し、図3に示すマイクロポア16を有する陽極酸化皮膜14からなる微細構造体を作成した。
3. Treatment (B): Aluminum removal treatment The sample obtained above was immersed in a mixed aqueous solution of 20% by mass hydrochloric acid and 0.1 mol / L cupric chloride at 25 ° C. for 20 minutes to obtain an aluminum substrate 12. Was dissolved to remove, and a fine structure made of the anodic oxide film 14 having the micropores 16 shown in FIG. 3 was produced.
4.処理(C):マイクロポア貫通処理
上記で得られたサンプルを、0.10mol/L塩化カリウム水溶液に、25℃、2分間浸漬処理したのち、0.10mol/L水酸化カリウムを用いて、貫通する面に20℃、10分間接触処理し、マイクロポアを貫通させて、図4に示す、マイクロポア貫通孔16を有する陽極酸化皮膜14からなる微細構造体を作成した。
4). Treatment (C): Micropore penetration treatment The sample obtained above was immersed in a 0.10 mol / L potassium chloride aqueous solution at 25 ° C for 2 minutes, and then penetrated using 0.10 mol / L potassium hydroxide. The surface to be contacted was subjected to a contact treatment at 20 ° C. for 10 minutes, and the micropores were allowed to penetrate therethrough, so that a fine structure composed of the anodized film 14 having the micropore through holes 16 shown in FIG.
5.処理(D):酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理
上記で得られたサンプルを、下記組成の液に5分間浸漬した後、200℃30分間の条件下で加熱処理し、溶剤を揮発除去する直接付与法により、酸化皮膜表面に界面活性剤として作用する化合物を付与した。
・GO−4:テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット(日光ケミカルズ社製)
※HLB値:8.5 0.025g
・メチルエチルケトン 30.00g
5). Treatment (D): Treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface The sample obtained above is immersed in a solution having the following composition for 5 minutes, and then heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes, A compound that acts as a surfactant was applied to the surface of the oxide film by a direct application method that volatilizes and removes the solvent.
・ GO-4: Polyoxyethylene sorbitol tetraoleate (Nikko Chemicals)
* HLB value: 8.5 0.025g
・ Methyl ethyl ketone 30.00g
6.ポーラスアルミナメンブレンフィルターの形状解析
表面写真(倍率20000倍)をFE−SEMにより撮影し、1μm×1μmの視野で任意のマイクロポア300個について、平均径および径の標準偏差を下記式により求め、分散/平均径を求めた。結果、ポア径の平均径に対する分散は2.7%であった。
平均径:μx=(1/n)ΣXi
分散:σ2=(1/n)(ΣXi2)−μx2
6). Shape analysis of porous alumina membrane filter A surface photograph (magnification 20000 times) was taken with FE-SEM, and the average diameter and the standard deviation of the diameter were calculated by the following formula for 300 arbitrary micropores in a 1 μm × 1 μm field of view. / The average diameter was determined. As a result, the dispersion of the pore diameter with respect to the average diameter was 2.7%.
Average diameter: μx = (1 / n) ΣXi
Dispersion: σ 2 = (1 / n) (ΣXi 2 ) −μx 2
標準偏差=σ=
標準偏差/平均径=σ/μx
ここでXi、xは、1μm2の範囲で測定された1個のマイクロポアのポア径である。
また、同じく任意のマイクロポア300個を用いて、下記式(1)で定義される規則化度を求めた。結果、規則化度は90%であった。
規則化度(%)=B/A×100 (1)
上記式(1)中、Aは、測定範囲におけるマイクロポアの全数を表す。Bは、一のマイクロポアの重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円を描いた場合に、その円の内部に前記一のマイクロポア以外のマイクロポアの重心を6個含むことになる前記一のマイクロポアの測定範囲における数を表す。
Standard deviation / average diameter = σ / μx
Here, Xi and x are pore diameters of one micropore measured in the range of 1 μm 2 .
Similarly, the degree of ordering defined by the following formula (1) was determined using 300 arbitrary micropores. As a result, the degree of ordering was 90%.
Ordering degree (%) = B / A × 100 (1)
In the above formula (1), A represents the total number of micropores in the measurement range. B is centered on the center of gravity of one micropore, and when a circle with the shortest radius inscribed in the edge of another micropore is drawn, the center of gravity of the micropore other than the one micropore is placed inside the circle. This represents the number in the measurement range of the one micropore to be included.
上記で得られた実施例1の微細構造体の濾過流量を評価した。具体的には、1.0kgf・cm-2の駆動圧力で20℃の純水の単位時間当たりの濾過流量を求めた。結果を表1に示す。 The filtration flow rate of the fine structure of Example 1 obtained above was evaluated. Specifically, the filtration flow rate per unit time of 20 ° C. pure water at a driving pressure of 1.0 kgf · cm −2 was obtained. The results are shown in Table 1.
[実施例2]
上記2.処理(A):陽極酸化によるマイクロポア形成処理で使用する電解液を、0.50mol/Lシュウ酸の電解液とし、電圧を40Vとした以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例2の微細構造体を得た。なお形状解析の結果、ポア径の平均径に対する分散は2.9%、規則化度は90%であった。なお、本微細構造体においても、実施例1同様、濾過流量テストを実施した。結果を表1に示す。
[Example 2]
2. Treatment (A): Implemented in the same manner as in Example 1 except that the electrolyte used in the micropore formation treatment by anodization was an electrolyte of 0.50 mol / L oxalic acid and the voltage was 40V. The microstructure of Example 2 was obtained. As a result of the shape analysis, the dispersion of the pore diameter with respect to the average diameter was 2.9%, and the degree of ordering was 90%. In addition, the filtration flow rate test was implemented also in this fine structure like Example 1. FIG. The results are shown in Table 1.
[実施例3]
上記5.処理(D):酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理で使用する界面活性剤として作用する化合物を以下のものに変えた以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例3の微細構造体を得た。なお形状解析の結果、ポア径の平均径に対する分散は2.7%、規則化度は90%であった。なお、本微細構造体においても、実施例1同様、濾過流量テストを実施した。結果を表1に示す。
・オレインアルコール/OE−20(青木油脂工業株式会社製)
※HLB値:5.0 0.040g
[Example 3]
5. above. Treatment (D): Implemented in the same manner as in Example 1 except that the compound acting as a surfactant used in the treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface was changed to the following. The microstructure of Example 3 was obtained. As a result of the shape analysis, the dispersion of the pore diameter with respect to the average diameter was 2.7%, and the degree of ordering was 90%. In addition, the filtration flow rate test was implemented also in this fine structure like Example 1. FIG. The results are shown in Table 1.
・ Olein alcohol / OE-20 (Aoki Yushi Kogyo Co., Ltd.)
* HLB value: 5.0 0.040g
[実施例4]
上記5.処理(D):酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理で使用する界面活性剤として作用する化合物を以下のものに変えた以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例4の微細構造体を得た。なお形状解析の結果、ポア径の平均径に対する分散は2.7%、規則化度は90%であった。なお、本微細構造体においても、実施例1同様、濾過流量テストを実施した。結果を表1に示す。
・アルキルフェノール/ノニルフェノール/N−503(青木油脂工業株式会社製)
※HLB値:7.4 0.050g
[Example 4]
5. above. Treatment (D): Implemented in the same manner as in Example 1 except that the compound acting as a surfactant used in the treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface was changed to the following. The microstructure of Example 4 was obtained. As a result of the shape analysis, the dispersion of the pore diameter with respect to the average diameter was 2.7%, and the degree of ordering was 90%. In addition, the filtration flow rate test was implemented also in this fine structure like Example 1. FIG. The results are shown in Table 1.
・ Alkylphenol / nonylphenol / N-503 (Aoki Yushi Kogyo Co., Ltd.)
* HLB value: 7.4 0.050g
[実施例5]
上記5.処理(D):酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理で使用する界面活性剤として作用する化合物を以下のものに変えた以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例5の微細構造体を得た。なお形状解析の結果、ポア径の平均径に対する分散は2.7%、規則化度は90%であった。なお、本微細構造体においても、実施例1同様、濾過流量テストを実施した。結果を表1に示す。
・n−デシルアルコール/ファインサーフ/D−1303(青木油脂工業株式会社製)
※HLB値:9.0 0.025g
[Example 5]
5. above. Treatment (D): Implemented in the same manner as in Example 1 except that the compound acting as a surfactant used in the treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface was changed to the following. The microstructure of Example 5 was obtained. As a result of the shape analysis, the dispersion of the pore diameter with respect to the average diameter was 2.7%, and the degree of ordering was 90%. In addition, the filtration flow rate test was implemented also in this fine structure like Example 1. FIG. The results are shown in Table 1.
・ N-decyl alcohol / Fine Surf / D-1303 (Aoki Yushi Kogyo Co., Ltd.)
* HLB value: 9.0 0.025g
[実施例6]
上記5.処理(D):酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理を以下の組成の液を用いて保護膜形成法により実施した以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例6の微細構造体を得た。なお、浸漬時間および加熱処理条件は実施例1と同じである。形状解析の結果、ポア径の平均径に対する分散は6.6%、規則化度は75%であった。なお、本微細構造体においても、実施例1同様、濾過流量テストを実施した。結果を表1に示す。
・GO−4:テトラオレイン酸ポリオキシエチレンソルビット(日光ケミカルズ社製)
※HLB値:8.5 0.025g
・ポリ塩化ビニリデン 0.200g
・メチルエチルケトン 30.00g
[Example 6]
5. above. Treatment (D): In the same manner as in Example 1 except that the treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface was carried out by a protective film formation method using a liquid having the following composition: 6 microstructures were obtained. The immersion time and heat treatment conditions are the same as in Example 1. As a result of the shape analysis, the dispersion of the pore diameter with respect to the average diameter was 6.6%, and the degree of ordering was 75%. In addition, the filtration flow rate test was implemented also in this fine structure like Example 1. FIG. The results are shown in Table 1.
・ GO-4: Polyoxyethylene sorbitol tetraoleate (Nikko Chemicals)
* HLB value: 8.5 0.025g
・ Polyvinylidene chloride 0.200g
・ Methyl ethyl ketone 30.00g
[比較例1]
上記5.処理(D):酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理を省略した以外は、実施例1と同様の方法で比較例1の微細構造体を得た。なお形状解析の結果、ポア径の平均径に対する分散は2.7%、規則化度は90%であった。なお、本微細構造体においても、実施例1同様、濾過流量テストを実施した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
5. above. Treatment (D): A microstructure of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface was omitted. As a result of the shape analysis, the dispersion of the pore diameter with respect to the average diameter was 2.7%, and the degree of ordering was 90%. In addition, the filtration flow rate test was implemented also in this fine structure like Example 1. FIG. The results are shown in Table 1.
[比較例2]
上記2.処理(A):陽極酸化によるマイクロポア形成処理において、0.30mol/L硫酸の電解液で、電圧25V、液温度15℃、液流速3.0m/minの条件で1時間陽極酸化処理、さらに得られたサンプルを、0.5mol/Lリン酸の混合水溶液を用いて40℃の条件で20分間浸漬して脱膜処理の4回繰り返し処理を省略した以外は、実施例1と同様の方法で比較例2の微細構造体を得た。なお形状解析の結果、ポア径の平均径に対する分散は11.2%、規則化度は18%であった。なお、本微細構造体においても、実施例1同様、濾過流量テストを実施した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
2. Treatment (A): In micropore formation treatment by anodization, anodization treatment was performed for 1 hour with an electrolyte of 0.30 mol / L sulfuric acid under conditions of a voltage of 25 V, a liquid temperature of 15 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. The same method as in Example 1 except that the obtained sample was immersed in a mixed solution of 0.5 mol / L phosphoric acid at 40 ° C. for 20 minutes to omit the repeated film removal treatment four times. Thus, the microstructure of Comparative Example 2 was obtained. As a result of the shape analysis, the dispersion of the pore diameter with respect to the average diameter was 11.2%, and the degree of ordering was 18%. In addition, the filtration flow rate test was implemented also in this fine structure like Example 1. FIG. The results are shown in Table 1.
[比較例3]
上記5.処理(D):酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理で使用する界面活性剤として作用する化合物を以下のものに変えた以外は、実施例1と同様の方法にて、比較例3の微細構造体を得た。なお形状解析の結果、ポア径の平均径に対する分散は2.7%、規則化度は90%であった。なお、本微細構造体においても、実施例1同様、濾過流量テストを実施した。結果を表1に示す。
・アルキルフェノール/ノニルフェノール/N−505(青木油脂工業株式会社製)
※HLB値:10.0 0.025g
[Comparative Example 3]
5. above. Treatment (D): Comparison was made in the same manner as in Example 1 except that the compound acting as a surfactant used in the treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface was changed to the following. The microstructure of Example 3 was obtained. As a result of the shape analysis, the dispersion of the pore diameter with respect to the average diameter was 2.7%, and the degree of ordering was 90%. In addition, the filtration flow rate test was implemented also in this fine structure like Example 1. FIG. The results are shown in Table 1.
・ Alkylphenol / nonylphenol / N-505 (Aoki Yushi Kogyo Co., Ltd.)
* HLB value: 10.0 0.025g
1、2、4、5、7、8 マイクロポア
3、6、9 円
12、12a、12b、 アルミニウム基板
14、14a、14b、14c、14d 陽極酸化皮膜
16、16a、16b、16c、16d マイクロポア
18:マイクロポア貫通孔
20 異形部分
30 変曲点
1, 2, 4, 5, 7, 8 Micropore 3, 6, 9 Circle 12, 12a, 12b, Aluminum substrate 14, 14a, 14b, 14c, 14d Anodized film 16, 16a, 16b, 16c, 16d Micropore 18: Micropore through hole 20 Deformed portion 30 Inflection point
Claims (4)
(A)陽極酸化処理によりマイクロポアを有する酸化皮膜を形成する処理、
(B)上記(A)で得られた酸化皮膜から、アルミニウムを除去する処理、
(C)上記(A)で得られた酸化皮膜のマイクロポアを貫通させる処理、および
(D)酸化皮膜表面に、該酸化皮膜表面の疎水性を向上させる物質を付与する処理、
をこの順に施すことにより形成される請求項1に記載の微細構造体。 On the aluminum substrate, at least
(A) Treatment for forming an oxide film having micropores by anodization treatment,
(B) Treatment for removing aluminum from the oxide film obtained in (A) above,
(C) treatment for penetrating the micropores of the oxide film obtained in (A) above, and (D) treatment for imparting a substance that improves the hydrophobicity of the oxide film surface to the oxide film surface,
The fine structure according to claim 1, which is formed by applying the components in this order.
規則化度(%)=B/A×100 (1)
上記式(1)中、Aは、測定範囲におけるマイクロポア貫通孔の全数を表す。Bは、一のマイクロポア貫通孔の重心を中心とし、他のマイクロポア貫通孔の縁に内接する最も半径が短い円を描いた場合に、その円の内部に前記一のマイクロポア貫通孔以外のマイクロポア貫通孔の重心を6個含むことになる前記一のマイクロポア貫通孔の測定範囲における数を表す。 The microstructure according to any one of claims 1 to 3, wherein the degree of ordering defined by the following formula (1) is 50% or more for the micropore through hole.
Ordering degree (%) = B / A × 100 (1)
In the above formula (1), A represents the total number of micropore through holes in the measurement range. B, when a circle with the shortest radius inscribed in the edge of the other micropore through hole is drawn around the center of gravity of the one micropore through hole, other than the one micropore through hole inside the circle This represents the number of the one micropore through hole in the measurement range that includes the six gravity centers of the micropore through holes.
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