JP2008142849A - 複数の突起を有する構造体の製造方法、及び多孔板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の突起を有する構造体を容易に製造する方法を提供する。
【解決手段】平行なスリット１ａを複数有するプレート１と、平行なスリット２ａを複数有するプレート２）を重ね合わせて固定し、放電電極とする。プレート１ａとプレート２ａを、９０°回転させて重ね合わせ、固定することにより、図１に示すように、正方形の貫通孔が規則正しく配列された重ね合わせプレートが形成される。これを放電電極として使用し、被加工材である板材を放電加工すれば、先端部（例えば高さ0.5〜１mm）が直方体となった（放電の影響により角が丸くなったもの）複数の柱状体（突起部）が形成された構造体が形成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の突起を有する構造体の製造方法、及び多孔板の製造方法に関するものである。

医療用のメンブレンフィルタ等に用いる多孔板には、強度や化学汚染が少ないことから、金属薄板が適している。金属薄板に密に微細な孔を開ける手段として電子ビーム、レーザなどの高エネルギ束加工によるもの、フォトリソエッチングによるもの、ドリルやパンチのような機械的加工のようなものがある。

例えば、特開平８−４７８１９号公報には、多数の貫通孔を、放電加工により一度に形成するための技術が記載されている。
特開平８−４７８１９号公報

しかしながら、高エネルギ束加工では、1つの孔をあけるのにかかる時間は短いが、加工時に発生する蒸発物質や熱の影響で孔形状が非常悪くなり、間隔を密に詰めることができない。フォトリソエッチングでは、多数の孔を同時にあけることができるが、エッチング時に基本的に金属は等方性にエッチングされるために板厚より小さな間隔で孔をあけることはできない。ドリルやパンチなどの機械的加工方法では、孔形状は垂直で孔間隔を小さくすることができるが、同時に多数孔をあけることが困難で、大きな面積の密な多孔板を得るのにコストと時間が膨大なものになる。

さらに高エネルギ束加工では、エネルギの入射面の開口が、出射面の開口よりも広がるラッパ状の孔形状になる。また、除去された物質が孔周辺に飛び散って、孔の形状を非常に悪くする。フォトリソエッチングでは、先にも記したように等方性エッチングされるために孔はテーパ状になる。上記に示した製作方法では、円筒状の孔をあけることはできなかった。

このため、このような多孔板を製造するのには、放電加工により、プレートに孔あけを行うのが最も適当な方法であると考えられている。しかしながら、放電加工により、このような多孔板を製造するためには、微細な大きさの突起を多数有する放電電極を製造する必要がある。このような電極を、フライス盤や研削等の機械加工により製造することは困難である。すなわち、微細なエンドミルや砥石自体を作ることが困難であり、又、機械加工では加工抵抗が大きいため、微細な突起部が加工時に折れやすい。よって、高さの高い突起部を機械加工に製造することは、事実上不可能であると考えられていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、複数の突起を有する構造体を容易に製造する方法、及びこの構造体を用いた多孔板の製造方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための第１の手段は、複数の平行なスリットを有するプレートを複数枚、それぞれある角度回転させて、全ての前記プレートを貫通する複数の孔が形成されるように重ね合わせて固定した放電電極を形成し、この放電電極を使用して放電加工を行う工程を有することを特徴とする、複数の突起を有する構造体の製造方法である。

前記課題を解決するための第２の手段は、複数の平行なプレートを、間隔を開けて固定することにより、複数の平行なスリットを有するプレートと等価な部材を形成し、この部材をそれぞれある角度回転させて、全ての前記部材を貫通する複数の孔が形成されるように重ね合わせて固定した放電電極を形成し、この放電電極を使用して放電加工を行う工程を有することを特徴とする、複数の突起を有する構造体の製造方法である。

前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段の複数の突起を有する構造体の製造方法を使用して製造された複数の突起を有する構造体を、放電加工用の電極として使用して、平板に対して放電加工を行う工程を有することを特徴とする多孔板の製造方法である。

本発明によれば、複数の突起を有する構造体を容易に製造する方法、及びこの構造体を用いた多孔板の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の第１の例である複数の突起を有する構造体の製造方法に使用するための第１の放電電極を、放電加工により製造する際に使用する第２の放電電極の概要を示す図である。平行なスリット１ａを複数有するプレート１（例えば厚さ５０μｍ）と、平行なスリット２ａを複数有するプレート２（例えば厚さ５０μｍ）を重ね合わせて固定し、第２の放電電極とする。図１の例の場合は、各スリット１ａの幅（例えば８０μｍ）は同一であり、各スリット２ａの幅も同一であって、かつスリット１ａの幅とスリット２ａの幅も同一である。又、スリット１ａの間隔は、スリット１ａの幅と同一であり、スリット２ａの間隔はスリット２ａの幅と同一である。

プレート１ａとプレート２ａを、９０°回転させて重ね合わせ、固定することにより、図１に示すように、正方形の貫通孔が規則正しく配列された重ね合わせプレートが形成される。

これを第２の放電電極として使用し、被加工材である板材を放電加工すれば、先端部（例えば高さ0.5〜１mm）が直方体となった（放電の影響により角が丸くなったもの）複数の柱状体（突起部）が形成された構造体が形成される。なお、図１の場合、前述のスリットの寸法の条件により、先端部の直方体の断面形状は、角の丸くなった部分を除けば略正方形（例えば５０μｍ×５０μｍ）であり、かつ、左右に等間隔（例えば５０μｍ間隔）で配列されたものとなる。しかし、スリット１ａの幅と、スリット２ａの幅を変えたり、スリット１ａ、２ａの間隔を変えたりすることにより、突起部の先端部の断面形状を略長方形としたり、配列の間隔を変えたりすることができる。又、プレート１ａとプレート２ｂとの角度を変えれば、突起部の先端部の断面形状を略菱形や略平行四辺形とすることができる。

図２は、本発明の実施の形態の第２の例である複数の突起を有する構造体の製造方法に使用するための第１の放電電極を、放電加工により製造する際に使用する第２の放電電極の概要を示す図である。平行なスリット１ａを複数有するプレート１と、平行なスリット２ａを複数有するプレート２と、平行なスリット３ａを複数有するプレート３とを重ね合わせて固定し、第２の放電電極とする。図２の例の場合は、各スリット１ａの幅は同一であり、各スリット２ａの幅も、各スリット３ａの幅も同一であって、かつスリット１ａの幅とスリット２ａの幅とスリット３ａも同一である。又、スリット１ａの間隔は、スリット１ａの幅と同一であり、スリット２ａの間隔はスリット２ａの幅と同一であり、スリット３ａの間隔はスリット３ａの幅と同一である。

プレート１と、プレート２、プレート３を、６０°回転させて重ね合わせ、固定することにより、図２に示すように、正三角形の貫通孔が規則正しく配列された重ね合わせプレートが形成されるようにする。

これを第２の放電電極として使用し、被加工材である板材を放電加工すれば、先端部が正三角形となった（放電の影響により角が丸くなったもの）複数の柱状体（突起部）が形成された構造体が形成される。

図３は、本発明の実施の形態の第３の例である複数の突起を有する構造体の製造方法に使用するための第１の放電電極を、放電加工により製造する際に使用する第２の放電電極の概要を示す図である。平行なスリット１ａを複数有するプレート１と、平行なスリット２ａを複数有するプレート２と、平行なスリット３ａを複数有するプレート３とを重ね合わせて固定し、第２の放電電極とする。図３の例の場合は、各スリット１ａの幅は同一であり、各スリット２ａの幅も、各スリット３ａの幅も同一であって、かつスリット１ａの幅とスリット２ａの幅とスリット３ａも同一である。又、スリット１ａの間隔は、スリット１ａの幅と同一であり、スリット２ａの間隔はスリット２ａの幅と同一であり、スリット３ａの間隔はスリット３ａの幅と同一である。

プレート１と、プレート２、プレート３を、６０°回転させて重ね合わせ、固定することにより、図３に示すように、正六角形の貫通孔が規則正しく配列された重ね合わせプレートが形成されるようにする。

これを第２の放電電極として使用し、被加工材である板材を放電加工すれば、先端部が正六角形となった（放電の影響により角が丸くなったもの）複数の柱状対（突起部）が形成された構造体が形成される。

図４は、本発明の実施の形態の第４の例である複数の突起を有する構造体の製造方法に使用するための第１の放電電極を、放電加工により製造する際に使用する第２の放電電極の概要を示す図である。

この例においては、平行なプレート４ａ〜４ｅを、平行に固定部材６によって固定し、図１におけるプレート１と同等の部材を作成する。同様、平行なプレート５ａ〜５ｅを、平行に固定部材６によって固定し、図１におけるプレート２と同等の部材を作成する。そして、これらの部材を、それぞれ、図１におけるプレート１、プレート２と同様に使用して第２の放電電極を構成する。この放電電極の作用効果は、図１に示したものと全く同じである。同様、これらの部材の個数と重ね合わせ方法を変えれば、図２に示す放電電極、図３に示す放電電極と全く同じ作用効果を奏する放電電極が形成できる。

図１〜図４に示すような第２の放電電極を使用して形成された、複数の突起部（柱状体）を有する構造体を第１の放電電極として使用して、多孔板を形成する方法は、従来から公知のものであるので、その図示と説明を省略する。

なお、本発明の方法により製造される多孔板は、医療用メンブレンフィルタ等として使用されるばかりでなく、塗料製造、食品製造時の濾過フィルタ等にも使用され、その用途は限定されない。又、本発明の方法により製造される複数の突起を有する構造体は、放電電極以外の用途にも使用することができ、その用途は限定されない。食品製造に使用される多孔板は、液体に溶けないものであることが望ましく、例えばチタンにより製造することが好ましい。

本発明の実施の形態の第１の例である複数の突起を有する構造体の製造方法に使用するための第１の放電電極を、放電加工により製造する際に使用する第２の放電電極の概要を示す図である。 本発明の実施の形態の第２の例である複数の突起を有する構造体の製造方法に使用するための第１の放電電極を、放電加工により製造する際に使用する第２の放電電極の概要を示す図である。 本発明の実施の形態の第３の例である複数の突起を有する構造体の製造方法に使用するための第１の放電電極を、放電加工により製造する際に使用する第２の放電電極の概要を示す図である。 本発明の実施の形態の第３の例である複数の突起を有する構造体の製造方法に使用するための第１の放電電極を、放電加工により製造する際に使用する第２の放電電極の概要を示す図である。

符号の説明

１…プレート、１ａ…スリット、２…プレート、２ａ…スリット、３…プレート、３ａ…スリット、４ａ〜４ｅ…プレート、５ａ〜５ｅ…プレート、６…固定部材

Claims (3)

1. 複数の平行なスリットを有するプレートを複数枚、それぞれある角度回転させて、全ての前記プレートを貫通する複数の孔が形成されるように重ね合わせて固定した放電電極を形成し、この放電電極を使用して放電加工を行う工程を有することを特徴とする、複数の突起を有する構造体の製造方法。
2. 複数の平行なプレートを、間隔を開けて固定することにより、複数の平行なスリットを有するプレートと等価な部材を形成し、この部材をそれぞれある角度回転させて、全ての前記部材を貫通する複数の孔が形成されるように重ね合わせて固定した放電電極を形成し、この放電電極を使用して放電加工を行う工程を有することを特徴とする、複数の突起を有する構造体の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の複数の突起を有する構造体の製造方法を使用して製造された複数の突起を有する構造体を、放電加工用の電極として使用して、平板に対して放電加工を行う工程を有することを特徴とする多孔板の製造方法。

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