JP2008202112A - Microstructure and method of manufacturing the same - Google Patents

Microstructure and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2008202112A
JP2008202112A JP2007040811A JP2007040811A JP2008202112A JP 2008202112 A JP2008202112 A JP 2008202112A JP 2007040811 A JP2007040811 A JP 2007040811A JP 2007040811 A JP2007040811 A JP 2007040811A JP 2008202112 A JP2008202112 A JP 2008202112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
micropore
treatment
micropores
aluminum
microstructure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2007040811A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Hatanaka
優介 畠中
Yoshinori Hotta
吉則 堀田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2007040811A priority Critical patent/JP2008202112A/en
Priority to EP20070023950 priority patent/EP1967616B8/en
Priority to CN 200710160897 priority patent/CN101275264A/en
Publication of JP2008202112A publication Critical patent/JP2008202112A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25FPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
    • C25F3/00Electrolytic etching or polishing
    • C25F3/16Polishing
    • C25F3/18Polishing of light metals
    • C25F3/20Polishing of light metals of aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18After-treatment, e.g. pore-sealing
    • C25D11/20Electrolytic after-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porus alumina membrane filter having excellent acid resistance, alkali resistance and excellent filtration rate, a microstructure suitable for the porus alumina membrane filter and a method of manufacturing the microstructure. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the microstructure is carried out by applying (A) a treatment of forming an oxide film having micropores by an anodic oxidation treatment on the surface of an aluminum substrate and (B) a treatment of heating the oxide film formed in (A) at ≥50°C at least for 10 min in this order to obtain the microstructure having the micropores on the surface. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、微細構造体およびその製造方法に関する。また、本発明は、該微細構造体を用いたポーラスアルミナメンブレンフィルタに関する。   The present invention relates to a microstructure and a manufacturing method thereof. The present invention also relates to a porous alumina membrane filter using the microstructure.

精密濾過分野において実用化されているメンブレンフィルタには、有機系メンブレンフィルタおよび無機系メンブレンフィルタがあり、実際に広く使用されているのは有機系メンブレンフィルタである。この有機系メンブレンフィルタの多くは、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。   Membrane filters put to practical use in the field of microfiltration include organic membrane filters and inorganic membrane filters, and organic membrane filters are widely used in practice. Many of these organic membrane filters do not have independent pores and have a relatively wide pore size distribution, so 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 various directions.

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、いわゆる空壁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, the so-called vacancy rate, could not be increased.

一方で、無機系メンブレンフィルタとしては、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、高い空壁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を安価に製造することができる。   On the other hand, as an inorganic membrane filter, a porous alumina membrane filter using an anodic oxide film of aluminum is known, as is known, for example, in Non-Patent Document 2. By anodizing aluminum in an acidic electrolyte, independent pores with a narrow pore size distribution are arranged with a high vacancy rate, so a membrane filter with a high filtration flow rate per hour can be manufactured at low cost. be able to.

しかしながら、ポーラスアルミナメンブレンフィルタは、アルミニウム陽極酸化皮膜の耐酸性および耐アルカリ性が十分ではなく、改良が望まれている。   However, the porous alumina membrane filter does not have sufficient acid resistance and alkali resistance of the aluminum anodized film, and improvement is desired.

T.D.Brock,Membrane Filtration,Sci.Tech,Inc.,Madison(1983)T.A. D. Block, Membrane Filtration, Sci. Tech, Inc. , Madison (1983) 益田秀樹,「陽極酸化を用いたポーラスメンブレンの新技術」, アルトピア,1995年7月Hideki Masuda, “New Technology of Porous Membrane Using Anodization”, Altopia, July 1995

したがって、本発明は、耐酸性および耐アルカリ性に優れ、且つ濾過流量に優れたポーラスアルミナメンブレンフィルタ、ならびに該ポーラスアルミナメンブランフィルタに好適な微細構造体、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。   Accordingly, the present invention provides a porous alumina membrane filter excellent in acid resistance and alkali resistance and excellent in filtration flow rate, a fine structure suitable for the porous alumina membrane filter, and a method for producing the fine structure. With the goal.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、マイクロポアを有する陽極酸化皮膜を形成した後、該陽極酸化皮膜を加熱処理することで、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor completed the present invention by forming an anodized film having micropores and then heat-treating the anodized film.

即ち、本発明は、以下の(i)〜(iv)を提供する。
(i)(A)アルミニウム基板表面に、少なくとも、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、および
(B)前記(A)で形成された酸化皮膜を50℃以上の温度で少なくとも10分間加熱する処理、
をこの順に施すことにより、表面にマイクロポアを有する微細構造体を得る、微細構造体の製造方法。
(ii)さらに、
(C)前記(A)で得られた酸化被膜から、アルミニウムを除去する処理、および
(D)前記(A)で得られた酸化被膜のマイクロポアを貫通させる処理、
をこの順で施した後、前記(B)を施すことにより、表面にマイクロポア貫通孔を有する微細構造体を得る、上記(i)に記載の微細構造体の製造方法。
(iii)上記(i)または(ii)に記載の微細構造体の製造方法により得られる微細構造体。
(iv)アルミニウム陽極酸化皮膜よりなり、マイクロポアを有する微細構造体であって、
前記陽極酸化皮膜における、S原子濃度が3.2wt%以下であり、C原子濃度が2.5wt%以下であり、およびP原子濃度が1.0wt%以下であることを特徴とする微細構造体。
(v)前記微細構造体がマイクロポア貫通孔を有する上記(iv)に記載の微細構造体。
(vi)前記マイクロポアのポア径の分散が平均径の3%以内である上記(iii)ないし(v)のいずれかに記載の微細構造体。
(vii)前記マイクロポアについて、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(iii)ないし(vi)のいずれか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。
(viii)上記(iii)ないし(vii)のいずれかに記載の微細構造体を用いたポーラスアルミナメンブランフィルタ。
That is, the present invention provides the following (i) to (iv).
(I) (A) a treatment for forming at least an oxide film having micropores on the surface of the aluminum substrate by anodic oxidation; and (B) at least the oxide film formed in (A) at a temperature of 50 ° C. or higher. Treatment for 10 minutes,
Is applied in this order to obtain a fine structure having micropores on the surface.
(Ii) In addition,
(C) The process which removes aluminum from the oxide film obtained by said (A), and (D) The process which penetrates the micropore of the oxide film obtained by said (A),
Are applied in this order, and then (B) is applied to obtain a microstructure having a micropore through-hole on the surface thereof.
(Iii) A fine structure obtained by the method for producing a fine structure according to (i) or (ii) above.
(Iv) a microstructure comprising an anodized aluminum film and having micropores,
In the anodized film, the S atom concentration is 3.2 wt% or less, the C atom concentration is 2.5 wt% or less, and the P atom concentration is 1.0 wt% or less. .
(V) The microstructure according to (iv), wherein the microstructure has a micropore through hole.
(Vi) The microstructure according to any one of (iii) to (v), wherein the pore diameter dispersion of the micropore is within 3% of the average diameter.
(Vii) The microstructure according to any one of the above (iii) to (vi), wherein the degree of ordering defined by the following formula (1) is 50% or more for the micropore.
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.
(Viii) A porous alumina membrane filter using the microstructure according to any one of the above (iii) to (vii).

本発明によれば、耐酸性および耐アルカリ性に優れ、且つ濾過流量に優れたポーラスアルミナメンブレンフィルタを得ることができる。   According to the present invention, a porous alumina membrane filter excellent in acid resistance and alkali resistance and excellent in filtration flow rate 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の製造方法は、
(A)アルミニウム基板表面に、少なくとも、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、および
(B)前記(A)で形成された酸化皮膜を50℃以上の温度で少なくとも10分間加熱する処理、
をこの順に施すことにより、表面にマイクロポアを有する微細構造体を得る、微細構造体の製造方法である。
The present invention is described in detail below.
The manufacturing method of the microstructure of the present invention is as follows:
(A) At least a treatment for forming an oxide film having micropores by anodizing treatment on the surface of the aluminum substrate, and (B) The oxide film formed in (A) is heated at a temperature of 50 ° C. or higher for at least 10 minutes. Processing,
Are applied in this order to obtain a microstructure having a micropore on the surface.

<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.

また、本発明により得られる微細構造体を、あらかじめアルミニウム基板が熱処理を施されるのが好ましい。熱処理により、ポア配列の規則性が向上する。   Moreover, it is preferable that the aluminum substrate is preliminarily subjected to heat treatment for the fine structure obtained by the present invention. The regularity of the pore arrangement is improved by the heat treatment.

<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 with a nitric acid aqueous solution having a concentration of 100 to 500 g / L; various known anodizing electrolytes 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 on the aluminum surface can be removed while aluminum is hardly dissolved. 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 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 buffing. 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. Of 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.

<(A)陽極酸化によるマイクロポア形成処理>
処理(A)では、アルミニウム基板に陽極酸化処理を施すことにより、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。
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。
なお、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を実施すればよいが、好ましくは、後述する陽極酸化処理、脱膜処理および再陽極酸化処理をこの順に実施する。
<(A) Micropore formation treatment by anodic oxidation>
In the treatment (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.
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.
In order to form the micropores by the self-ordering method, an anodizing process described later may be performed. Preferably, an anodizing process, a film removal process, and a re-anodizing process described later are performed in this order.

<陽極酸化処理>
陽極酸化処理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。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。そのようなかくはん装置としては、例えば、AS ONE社製のマグネティックスターラーHS−50Dが挙げられる。
<Anodizing treatment>
The average flow rate during the anodizing treatment is preferably 0.5 to 20.0 m / min, more preferably 1.0 to 15.0 m / min, and 2.0 to 10.0 m / min. More preferably, it is 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. 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. As such a stirring apparatus, for example, magnetic stirrer HS-50D manufactured by AS ONE can be mentioned.

陽極酸化処理は、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, for example, a method of energizing an aluminum substrate 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 is preferably an acid solution, more preferably sulfuric acid, phosphoric acid, chromic acid, oxalic acid, sulfamic acid, benzenesulfonic acid, amidosulfonic acid, etc., among which sulfuric acid, phosphoric acid, Oxalic acid is particularly preferred. These acids can be used alone or in combination of two or more.

陽極酸化処理の条件は、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 anodizing treatment vary depending on the electrolyte used, and thus cannot be determined in general. In general, however, the electrolyte concentration is 0.01 to 5 mol / L, the solution temperature is -10 to 30 ° C., and the current density. 0.01 to 20 A / dm 2 , voltage 3 to 300 V, electrolysis time 0.5 to 30 hours are preferable, electrolyte concentration 0.05 to 3 mol / L, solution temperature −5 to 25 ° C., current density 0 0.05 to 15 A / dm 2 , voltage 5 to 250 V, electrolysis time 1 to 25 hours is more preferable, electrolyte concentration 0.1 to 1 mol / L, solution temperature 0 to 20 ° C., current density 0.1 to More preferably, it is 10 A / dm 2 , a voltage of 10 to 200 V, and an electrolysis time of 2 to 20 hours.

陽極酸化処理の処理時間は、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 is preferably 0.5 minutes to 16 hours, more preferably 1 minute to 12 hours, and further preferably 2 minutes to 8 hours.

陽極酸化処理は、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 can be performed by changing the voltage intermittently or continuously in addition to being performed under a constant voltage. 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. .

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。
マイクロポアのポア径は0.01〜0.5μmであるのが好ましい。
平均ポア密度は50〜1500個/μm2であるのが好ましい。
The thickness of the anodized film is preferably 0.1 to 2000 μm, more preferably 1 to 1000 μm, and still more preferably 10 to 500 μm.
The pore diameter of the micropore is preferably 0.01 to 0.5 μm.
The average pore density is preferably 50-1500 / μm 2 .

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3%以内であることが好ましく、2%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)−μx 2
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。
In the range of 1 μm 2 , the micropores preferably have a pore diameter dispersion within 3% of the average diameter, and more preferably within 2%. In addition, the average diameter and dispersion | distribution of a pore diameter can each be calculated | required by a following formula.
Average diameter: μ x = (1 / n) ΣXi
Dispersion: σ 2 = (1 / n) (ΣXi 2 ) −μ x 2
Dispersion / average diameter = σ / μ x ≦ 0.03
Here, Xi is the pore diameter of one micropore measured in the range of 1 μm 2 .

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。なお、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。   The area ratio occupied by the micropores is preferably 20 to 50%. The area ratio occupied by the micropores is defined by the ratio of the total area of the micropore openings to the area of the aluminum surface.

また、陽極酸化皮膜とアルミニウム基板との界面において、マイクロポアについて下記式(1)により定義される規則化度が10%以上であるのが好ましく、15%以上であるのがより好ましく、20%以上であるのが更に好ましい。上記範囲であると、規則化処理の処理時間を短くすることができ、ひいては、総処理時間を短くすることができる。   Further, at the interface between the anodized film and the aluminum substrate, the degree of ordering defined by the following formula (1) for the micropores is preferably 10% or more, more preferably 15% or more, and 20% The above is more preferable. Within the above range, the processing time of the regularization processing can be shortened, and as a result, the total processing time can be shortened.

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.

マイクロポアの規則化度を算出する方法は、陽極酸化皮膜とアルミニウム基板との界面における規則化度である以外は、後述する微細構造体のマイクロポアの規則化度を算出する方法と同様である。陽極酸化皮膜とアルミニウム基板との界面における規則化度は、例えば、陽極酸化皮膜の大部分をリン酸およびクロム酸の混合水溶液により溶解させることにより、マイクロポアの底部を露出させてから算出することができる。   The method for calculating the degree of ordering of the micropores is the same as the method for calculating the degree of ordering of the micropores of the microstructure described later except that the degree of ordering at the interface between the anodized film and the aluminum substrate is used. . The degree of ordering at the interface between the anodized film and the aluminum substrate should be calculated after exposing the bottom of the micropore by, for example, dissolving the majority of the anodized film with a mixed aqueous solution of phosphoric acid and chromic acid. Can do.

<脱膜処理>
陽極酸化処理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、直ちに後述する陽極酸化皮膜を加熱する処理を実施してもよいが、陽極酸化処理の実施後、脱膜処理および再陽極酸化処理をこの順で実施してから、陽極酸化皮膜を加熱する処理を実施することが好ましい。
脱膜処理では、陽極酸化処理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。
<Film removal treatment>
After forming the anodized film on the surface of the aluminum substrate by anodizing treatment, a treatment for heating the anodized film described later may be performed immediately. However, after the anodizing treatment, film removal treatment and re-anodizing treatment are performed. After performing in this order, it is preferable to perform the process which heats an anodic oxide film.
In the film removal process, the anodized film formed on the surface of the aluminum substrate by the anodizing process is dissolved and removed.

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 is more regular as it gets closer to the aluminum substrate, the anodic oxide film is removed once by this film removal treatment, and the bottom portion of the anodic oxide film remaining on the surface of the aluminum substrate is made the surface. It can be exposed to obtain regular depressions. Therefore, in the film removal treatment, 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 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>
脱膜処理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。
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>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>
After removing the anodized film by removing the film to form regular depressions on the surface of the aluminum substrate, anodizing is performed again to form an anodized film with a higher degree of ordering of micropores. be able to.
A conventionally known method can be used for the anodizing treatment, but it is preferably performed under the same conditions as the above-described <anodic oxidation treatment>.
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.

陽極酸化皮膜を低温で行うと、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、陽極酸化処理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 anodized film is formed at a low temperature, the arrangement of micropores becomes regular and the pore diameter becomes uniform.
On the other hand, by performing the anodizing treatment at a relatively high temperature, the arrangement of the micropores can be disturbed, and the pore diameter variation can be made within a predetermined range. Also, the pore diameter variation can be controlled by the processing time.

再陽極酸化処理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。
マイクロポアのポア径は0.01〜0.5μmであるのが好ましい。
平均ポア密度は50〜1500個/μm2であるのが好ましい。
The film thickness of the anodized film formed by the re-anodizing treatment is preferably 0.1 to 1000 μm, more preferably 1 to 500 μm, and still more preferably 10 to 500 μm.
The pore diameter of the micropore is preferably 0.01 to 0.5 μm.
The average pore density is preferably 50-1500 / μm 2 .

処理(A)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)アルミニウム基板表面を陽極酸化処理して、前記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、前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前記マイクロポアを深さ方向に成長させる工程
(4)前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
As the treatment (A), the following steps (1) to (4) may be performed in this order to form an oxide film having micropores on the surface of the aluminum substrate.
(1) Step of forming an anodized film having micropores on the surface of the aluminum substrate by anodizing the surface of the aluminum substrate (2) Partially dissolving the anodized film using acid or alkali Step (3) Performing anodization to grow the micropores in the depth direction (4) 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、段落[0027]〜[0038]に記載した陽極酸化処理と同様の手順で実施することができる。
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。
Process (1)
In 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 the anodizing treatment described in paragraphs [0027] to [0038].
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。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指す。
ここで、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。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。
Process (2)
In step (2), the anodized film formed in step (1) is partially dissolved using acid or alkali. The partial dissolution of the anodic oxide film does not completely dissolve the anodic oxide film formed in the step (1), but the micropores are formed on the aluminum substrate 12a as shown in FIG. This means 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 16b remains.
Here, the dissolution amount of the anodized film is preferably 0.001 to 50% by mass of the entire anodized film, more preferably 0.005 to 30% by mass, and 0.01 to 15% by mass. More preferably. Within the above range, the irregular arrangement of the surface of the anodized film can be dissolved to increase the regularity of the arrangement of the micropores, and the anodized film can remain on the bottom of the micropores. 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 acid aqueous solution or an alkali aqueous 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、上述した自己規則化法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 self-ordering method described above.
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。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. Within 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。
Step (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 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 such a deformed portion 20 existing on the micropore 16c. Here, the inflection point 30 refers to a portion where the shape changes remarkably with respect to the main shape (here, 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 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.

但し、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30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)(工程(3’))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)(工程(4)’)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 30 is eliminated in the anodized film 14d after the step (4) is performed, and the cross-sectional shape of the micropore 16d Since the whole has a substantially straight pipe shape, a deformed portion is newly generated in the upper part of the micropore formed in the step (3) (step (3 ′)) performed after the step (4). Therefore, in the step (4) (step (4) ′) performed subsequent to the step (3 ′), it is necessary to remove the deformed portion newly formed on the micropore formed in the step (3 ′). . For this reason, in the step (4 ′), it is necessary to remove the anodized film above the inflection point of the micropore formed in the 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。但し、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 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。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%. Within 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。
The above steps (3) and (4) are preferably repeated twice, because the regularity of the pore arrangement is high, more preferably three times or more, more preferably four 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%.

<(B)(A)で形成された陽極酸化皮膜の加熱処理>
上記手順で形成された陽極酸化皮膜を50℃以上の温度で少なくとも10分間加熱処理する。この加熱処理を行うには、陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム基板を上記の条件で加熱すればよい。
本発明者らは、鋭意検討した結果、陽極酸化処理で使用した電解液や、脱膜処理に使用したアルミナ溶解液、さらには後述するアルミニウム除去処理やマイクロポア貫通処理で使用する処理液由来の酸イオン、例えば、電解液として、硫酸を使用した場合、SO4 2-、が、陽極酸化皮膜中に残留することが、陽極酸化皮膜の耐酸性および耐アルカリ性を悪化させていることを見出した。
上記手順で形成された陽極酸化皮膜を加熱することにより、陽極酸化皮膜中に残留している酸イオンが除去される。この結果、陽極酸化皮膜の耐酸性および耐アルカリ性が向上する。なお、陽極酸化皮膜中に残留する酸イオンは、陽極酸化皮膜中に残存する水分に溶け込んだ状態となっており、陽極酸化皮膜を加熱すると、陽極酸化皮膜中に残存する水分の蒸発とともに酸イオンが除去されると考えられる。
<(B) Heat treatment of anodized film formed in (A)>
The anodized film formed by the above procedure is heat-treated at a temperature of 50 ° C. or higher for at least 10 minutes. In order to perform this heat treatment, the aluminum substrate on which the anodized film is formed may be heated under the above conditions.
As a result of intensive studies, the inventors derived from the electrolytic solution used in the anodizing treatment, the alumina solution used in the film removal treatment, and the treatment solution used in the aluminum removal treatment and micropore penetration treatment described later. It has been found that when sulfuric acid is used as an acid solution, for example, SO 4 2− , SO 4 2− remains in the anodized film, which deteriorates the acid resistance and alkali resistance of the anodized film. .
By heating the anodic oxide film formed by the above procedure, the acid ions remaining in the anodic oxide film are removed. As a result, the acid resistance and alkali resistance of the anodized film are improved. The acid ions remaining in the anodic oxide film are dissolved in the water remaining in the anodic oxide film, and when the anodic oxide film is heated, the acid ions are evaporated together with the evaporation of the water remaining in the anodic oxide film. Is thought to be removed.

加熱温度が50℃未満だと、陽極酸化皮膜中に残留している酸イオンを除去する作用を十分発揮することができない。
加熱温度は150℃以上であることが好ましく、200℃以上であることがより好ましく、400℃以上であることがさらに好ましい。
但し、加熱温度が高すぎると、陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム基板が熱によって変形するおそれがあるので、加熱温度は800℃以下であることが好ましい。
When the heating temperature is less than 50 ° C., the effect of removing the acid ions remaining in the anodized film cannot be sufficiently exhibited.
The heating temperature is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher, and further preferably 400 ° C. or higher.
However, if the heating temperature is too high, the aluminum substrate on which the anodized film is formed may be deformed by heat. Therefore, the heating temperature is preferably 800 ° C. or lower.

加熱時間が10分未満だと、陽極酸化皮膜中に残留している酸イオンを除去する作用を十分発揮することができない。
加熱時間は15分間以上が好ましく、30分間以上がより好ましく、1時間以上がさらに好ましい。
10時間以上加熱しても、陽極酸化皮膜中に残留している酸イオンを除去する作用にもはや寄与せず、歩留まりやエネルギー効率の観点から好ましくない。また、加熱温度にもよるが、15時間以上加熱すると、陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム基板が熱によって変形するおそれがある。
When the heating time is less than 10 minutes, the effect of removing the acid ions remaining in the anodized film cannot be sufficiently exhibited.
The heating time is preferably 15 minutes or longer, more preferably 30 minutes or longer, and even more preferably 1 hour or longer.
Heating for 10 hours or longer no longer contributes to the action of removing the acid ions remaining in the anodized film, which is not preferable from the viewpoint of yield and energy efficiency. Although depending on the heating temperature, when heated for 15 hours or longer, the aluminum substrate on which the anodized film is formed may be deformed by heat.

加熱後の陽極酸化皮膜は、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、微細構造体を水等に直接投入する方法が挙げられる。   The anodized film after heating is preferably cooled rapidly. As a method for cooling, for example, a method in which the fine structure is directly poured into water or the like can be mentioned.

微細構造体をポーラスアルミナメンブランフィルタとして用いる場合、マイクロポアが貫通していること、すなわち、マイクロポア貫通孔であることが必要となる。
マイクロポア貫通孔を有する微細構造体を得る場合、本発明の微細構造体の製造方法では、さらに、
(C)上記処理(A)で得られた酸化被膜から、アルミニウムを除去する処理
、および
(D)上記処理(A)で得られた酸化被膜のマイクロポアを貫通させる処理、
をこの順で施した後、上記処理(B)を施すことが好ましい。
When the fine structure is used as a porous alumina membrane filter, it is necessary that the micropores are penetrated, that is, the micropores are through holes.
When obtaining a microstructure having a micropore through hole, in the method for manufacturing a microstructure of the present invention,
(C) A treatment for removing aluminum from the oxide film obtained in the treatment (A), and (D) a treatment for penetrating the micropores of the oxide film obtained in the treatment (A).
Are applied in this order, and then the treatment (B) is preferably performed.

<(C)アルミニウム除去処理>
図2は、処理(A)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。
アルミニウム除去処理では、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。
<(C) Aluminum removal treatment>
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a state after the processing (A). As shown in FIG. 2, an anodic oxide film 14 having micropores 16 is formed on the surface of the aluminum substrate 12.
In the aluminum removal process, 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(D)を行う前に、陽極酸化皮膜12を水洗処理する。水和によるマイクロポア16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 anodic oxide film 12 is washed with water before the treatment (D) described later. In order to suppress changes in the pore diameter of the micropores 16 due to hydration, the water washing treatment is preferably performed at 30 ° C. or lower.

<(D)マイクロポア貫通処理>
マイクロポア貫通処理では、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。
図4では、陽極酸化皮膜14に存在する全てのマイクロポアがマイクロポア貫通孔18となっているが、処理(D)により、陽極酸化皮膜に存在する全てのマイクロポアが貫通しなくてもよい。但し、本発明の微細構造体をポーラスアルミナメンブレンフィルタとして使用する場合、陽極酸化皮膜に存在するマイクロポアのうち70%が、処理(D)により貫通することが好ましい。
<(D) Micropore penetration processing>
In the micropore penetrating treatment, 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.
In FIG. 4, all the micropores existing in the anodic oxide film 14 are the micropore through holes 18, but not all the micropores existing in the anodic oxide film may penetrate through the treatment (D). . However, when the microstructure of the present invention is used as a porous alumina membrane filter, it is preferable that 70% of the micropores present in the anodized film penetrate through the treatment (D).

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.

マイクロポア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 film thickness of the anodized film after the micropore penetration treatment is preferably 1-1000 μm, and more preferably 10-500 μm.

マイクロポア貫通処理後、上記の処理(B)を行う前に、陽極酸化皮膜14を水洗処理する。水和によるマイクロポア貫通孔18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 micropore penetration treatment, the anodic oxide film 14 is washed with water before the treatment (B). In order to suppress a change in the pore diameter of the micropore through hole 18 due to hydration, the water washing treatment is preferably performed at 30 ° C. or lower.

アルミニウム基板に、少なくとも上記(A)および(B)の処理をこの順に施すことにより、好ましくは、上記(A)、(C)、(D)および(B)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、処理(B)で陽極酸化皮膜を加熱することによって、陽極酸化皮膜中に残留している酸イオン、すなわち、陽極酸化処理で使用した電解液や、脱膜処理に使用したアルミナ溶解液、さらには後述するアルミニウム除去処理やマイクロポア貫通処理で使用する処理液由来の酸イオン、が除去されるため、陽極酸化皮膜における酸イオン由来の元素の濃度が著しく低減されている。
陽極酸化皮膜中に残留する酸イオンは、陽極酸化処理等の各種処理で使用する酸の種類によっても異なるが、陽極酸化処理では、硫酸、リン酸またはシュウ酸が特に好ましく用いられる。そのため、陽極酸化皮膜中に残留する酸イオンは、SO4 2-、PO3 2-、C25COO-が主である。本発明の微細構造体では、陽極酸化皮膜における、これらの酸イオン由来の元素の濃度が著しく低減されている。
具体的には、本発明の微細構造体は、陽極酸化皮膜における、S原子濃度、C原子濃度およびP原子濃度がそれぞれ以下である。
S原子濃度:3.2wt%以下
C原子濃度:2.5wt%以下
P原子濃度:1.0wt%以下
陽極酸化皮膜におけるこれら原子濃度は、例えば、電子プローブ微量分析(EPMA)やX線光電子分光分析(ESCA)により測定することができる。
By subjecting the aluminum substrate to at least the treatments (A) and (B) in this order, preferably, subjecting the aluminum substrate to the treatments (A), (C), (D) and (B) in this order. The resulting microstructure of the present invention is obtained by heating the anodic oxide film in the treatment (B), whereby the acid ions remaining in the anodic oxide film, that is, the electrolytic solution used in the anodic oxidation treatment, Since the alumina solution used for the treatment, as well as the acid ions derived from the treatment solution used in the aluminum removal treatment and micropore penetration treatment described later, are removed, the concentration of the acid ion-derived elements in the anodized film is significantly reduced. Has been.
The acid ions remaining in the anodized film vary depending on the type of acid used in various treatments such as anodizing treatment, but sulfuric acid, phosphoric acid or oxalic acid is particularly preferably used in the anodizing treatment. Therefore, the acid ions remaining in the anodized film are mainly SO 4 2− , PO 3 2− , and C 2 H 5 COO . In the microstructure of the present invention, the concentration of these acid ion-derived elements in the anodized film is significantly reduced.
Specifically, in the microstructure of the present invention, the S atom concentration, the C atom concentration, and the P atom concentration in the anodized film are as follows.
S atom concentration: 3.2 wt% or less C atom concentration: 2.5 wt% or less P atom concentration: 1.0 wt% or less These atomic concentrations in the anodic oxide film are, for example, electron probe microanalysis (EPMA) or X-ray photoelectron spectroscopy. It can be measured by analysis (ESCA).

本発明の微細構造体において、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3%以内であることが好ましく、2%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)−μx 2
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。
In the microstructure of the present invention, the micropores have a pore diameter dispersion within 3% of the average diameter, and more preferably within 2%, in the range of 1 μm 2 . In addition, the average diameter and dispersion | distribution of a pore diameter can each be calculated | required by a following formula.
Average diameter: μ x = (1 / n) ΣXi
Dispersion: σ 2 = (1 / n) (ΣXi 2 ) −μ x 2
Dispersion / average diameter = σ / μ x ≦ 0.03
Here, Xi is the pore diameter of one micropore measured in the range of 1 μm 2 .

本発明の微細構造体は、マイクロポアについて、下記式(1)により定義される規則化度が50%以上であることが好ましく、70%であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましい。
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。
In the microstructure of the present invention, the degree of ordering defined by the following formula (1) is preferably 50% or more, more preferably 70%, and more preferably 80% or more for the micropores. Further preferred.
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.

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.

また、本発明の微細構造体は、ポーラスアルミナメンブランフィルタとして好適である。
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。
The microstructure of the present invention is suitable as a porous alumina membrane filter.
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% by mass phosphoric acid (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Pure water 160mL
・ Sulfuric acid 150mL
・ Ethylene glycol 30mL

2.(A)陽極酸化によるマイクロポア形成処理
処理(A)として、上記(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た。
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、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. (A) Micropore formation treatment by anodic oxidation As the treatment (A), the steps (1) to (4) described above were performed in this order to form an oxide film having micropores on the surface of the aluminum substrate.
The polished sample obtained above was anodized with an electrolyte solution of 0.30 mol / L sulfuric acid for 1 hour under the conditions of a voltage of 25 V, a liquid temperature of 15 ° C., and a liquid flow rate of 3.0 m / min. Furthermore, the obtained sample was immersed for 20 minutes on 40 degreeC conditions using the mixed aqueous solution of 0.5 mol / L phosphoric acid.
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. Anodized film 14 in which micropores 16 are arranged in a straight tubular shape and in a honeycomb shape on the surface of aluminum substrate 12 shown in FIG. 2 is immersed in a mixed aqueous solution of L phosphoric acid at 40 ° C. for 20 minutes. 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. In addition, NeoCool BD36 (manufactured by Yamato Kagaku Co.) was used as the cooling device, and Pair 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.(C)アルミニウム除去処理
上記で得られたサンプルを、濃度2mol/Lの塩化水銀水溶液を用いて、20℃、3時間浸漬させ、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. (C) Aluminum removal treatment The sample obtained above was immersed in an aqueous solution of mercury chloride having a concentration of 2 mol / L at 20 ° C. for 3 hours to dissolve and remove the aluminum substrate 12, and the micropores shown in FIG. A microstructure comprising an anodic oxide film 14 having 16 was prepared.

4.(D)マイクロポア貫通処理
上記で得られたサンプルを、5質量%リン酸を用いて、30℃、30分間浸漬処理し、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18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). (D) Micropore penetrating treatment The sample obtained above is immersed in 5 mass% phosphoric acid at 30 ° C. for 30 minutes to penetrate the micropore, and the micropore through-hole 18 shown in FIG. A microstructure comprising an anodic oxide film 14 having

5.(B)加熱処理
上記で得られた図4に示す微細構造体を、温度400℃の条件下で1時間加熱処理を施し、実施例1のサンプルを得た。
5. (B) Heat treatment The fine structure shown in FIG. 4 obtained above was heat-treated for 1 hour under the condition of a temperature of 400 ° C., and a sample of Example 1 was obtained.

[実施例2]
上記5.(B)加熱処理の温度を200℃とした以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例2のサンプルを得た。
[Example 2]
5. above. (B) A sample of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the heat treatment was 200 ° C.

[実施例3]
上記5.(B)加熱処理の温度を150℃とした以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例2のサンプルを得た。
[Example 3]
5. above. (B) A sample of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the heat treatment was 150 ° C.

[実施例4]
上記2.(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4のサンプルを得た。
[Example 4]
2. (A) Example 4 was carried out 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 40 V. Got a sample.

[実施例5]
上記2.(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、0.30mol/Lリン酸の電解液とし、電圧を195Vとし、脱膜処理で使用するリン酸混合水溶液の濃度を1.0mol/Lとした以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例5のサンプルを得た。
[Example 5]
2. (A) The electrolyte used in the micropore formation process by anodic oxidation is an electrolyte of 0.30 mol / L phosphoric acid, the voltage is 195 V, and the concentration of the phosphoric acid mixed aqueous solution used in the film removal process is 1.0 mol. A sample of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that / L was used.

[実施例6]
上記5.(B)加熱処理の処理時間を30分とした以外は、実施例3と同様の方法にて、実施例6のサンプルを得た。
[Example 6]
5. above. (B) A sample of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the heat treatment time was 30 minutes.

[実施例7]
上記5.(B)加熱処理の処理時間を10時間とした以外は、実施例3と同様の方法にて、実施例6のサンプルを得た。
[Example 7]
5. above. (B) A sample of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the heat treatment time was 10 hours.

[比較例1]
上記5.(B)加熱処理を省略した以外は、実施例1と同様の方法にて、比較例1のサンプルを得た。
[Comparative Example 1]
5. above. (B) A sample of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment was omitted.

[比較例2]
上記5.(B)加熱処理を省略した以外は、実施例4と同様の方法にて、比較例2のサンプルを得た。
[Comparative Example 2]
5. above. (B) A sample of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the heat treatment was omitted.

[比較例3]
上記5.(B)加熱処理を省略した以外は、実施例5と同様の方法にて、比較例3のサンプルを得た。
[Comparative Example 3]
5. above. (B) A sample of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 5 except that the heat treatment was omitted.

[比較例4]
上記5.(B)加熱処理の温度を150℃、加熱時間を5分とした以外は、実施例1と同様の方法にて、比較例4のサンプルを得た。
[Comparative Example 4]
5. above. (B) A sample of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the heat treatment was 150 ° C. and the heating time was 5 minutes.

実施例1〜7、及び、比較例1〜4のサンプルについて、EPMA解析法により、JEOL JXA−8800、加速電圧:20kV、照射電流:1×10-7A、Dwell:50ms、プローブ系:0、倍率: 1000倍の条件で、陽極酸化皮膜中のS原子濃度、C原子濃度およびP原子濃度を測定した。結果を表1に記す。 For the samples of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, JEOL JXA-8800, acceleration voltage: 20 kV, irradiation current: 1 × 10 −7 A, Dwell: 50 ms, probe system: 0 Magnification: S atom concentration, C atom concentration and P atom concentration in the anodized film were measured under the condition of 1000 times. The results are shown in Table 1.

また、実施例1〜7、及び、比較例1〜4のサンプルの表面写真(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、平均径および径の分散を下記式により求め、分散/平均径を求めた。結果を表1に示す。
平均径:μx=(1/n)ΣXi
分散:σ2=(1/n)(ΣXi2)−μx 2
分散/平均径=σ/μx
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。
Further, surface photographs (magnification 20000 times) of the samples of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 were taken with FE-SEM, and the average diameter and the average diameter of 300 micropores in a 1 μm × 1 μm field of view were determined. The dispersion of the diameter was determined by the following formula, and the dispersion / average diameter was determined. The results are shown in Table 1.
Average diameter: μ x = (1 / n) ΣXi
Dispersion: σ 2 = (1 / n) (ΣXi 2 ) −μ x 2
Dispersion / average diameter = σ / μ x
Here, Xi is the pore diameter of one micropore measured in the range of 1 μm 2 .

また、実施例1〜7、及び、比較例1〜4のサンプルについて、FE−SEMによる表面写真(倍率20000倍)の1μm×1μmの視野で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。結果を表1に示す。
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。
Moreover, about the sample of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-4, 300 micropores arbitrary in the 1 micrometer x 1 micrometer visual field of the surface photograph (magnification 20000 times) by FE-SEM are used, and a following formula ( The degree of ordering defined in 1) was obtained. The results are shown in Table 1.
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.

また、実施例1〜7、及び、比較例1〜4のサンプルを、pH=0.05、0.1、1.0、2.0にそれぞれ調整した塩酸水溶液、及び、pH=11.0、12.0、13.0にそれぞれ調整した水酸化ナトリウム水溶液に、20℃条件下で15時間浸漬した後のサンプルの状態をFE−SEMにて観察した。結果を表1に記す。表中、○は浸漬前後で変化がないもの、△は変化がみられたもの、×は浸漬によりサンプルが溶けてしまったことをそれぞれ表す。   Moreover, the hydrochloric acid aqueous solution which adjusted the samples of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-4 to pH = 0.05, 0.1, 1.0, 2.0, respectively, and pH = 11.0. The state of the sample after being immersed in a sodium hydroxide aqueous solution adjusted to 12.0 and 13.0, respectively, at 20 ° C. for 15 hours was observed with an FE-SEM. The results are shown in Table 1. In the table, ◯ indicates that there is no change before and after immersion, Δ indicates that a change is observed, and × indicates that the sample has been dissolved by immersion.

また、実施例1〜7、及び、比較例1〜4のサンプルのポーラスアルミナメンブランフィルタとしての濾過特性を評価した。具体的には、1.0kgf・cm-2の駆動圧力で濾過時間0〜100分間の20℃純水の濾過流量を求めた。値が大きいほど、フィルタとしての濾過特性が良いといえる。結果を表1に示す。 Moreover, the filtration characteristic as a porous alumina membrane filter of the samples of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 was evaluated. Specifically, the filtration flow rate of 20 ° C. pure water with a driving pressure of 1.0 kgf · cm −2 and a filtration time of 0 to 100 minutes was determined. It can be said that the larger the value, the better the filtering characteristics as a filter. The results are shown in Table 1.

Figure 2008202112
Figure 2008202112

図1は、本発明の微細構造体の製造方法を説明するための、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。FIG. 1 is a schematic end view of an aluminum substrate and an anodized film formed on the aluminum substrate for explaining the method for producing a microstructure of the present invention. 図2は、処理(A)後の状態を示した部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a state after the processing (A). 図3は、処理(C)後の状態を示した部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a state after the processing (C). 図4は、処理(D)後の状態を示した部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a state after the processing (D). 図5は、ポアの規則化度を算出する方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a method for calculating the degree of ordering of pores.

符号の説明Explanation of symbols

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 (8)

(A)アルミニウム基板表面に、少なくとも、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、および
(B)前記(A)で形成された酸化皮膜を50℃以上の温度で少なくとも10分間加熱する処理、
をこの順に施すことにより、表面にマイクロポアを有する微細構造体を得る、微細構造体の製造方法。
(A) At least a treatment for forming an oxide film having micropores by anodizing treatment on the surface of the aluminum substrate, and (B) The oxide film formed in (A) is heated at a temperature of 50 ° C. or higher for at least 10 minutes. Processing,
Is applied in this order to obtain a fine structure having micropores on the surface.
さらに、
(C)前記(A)で得られた酸化被膜から、アルミニウムを除去する処理、および
(D)前記(A)で得られた酸化被膜のマイクロポアを貫通させる処理、
をこの順で施した後、前記(B)を施すことにより、表面にマイクロポア貫通孔を有する微細構造体を得る、請求項1に記載の微細構造体の製造方法。
further,
(C) The process which removes aluminum from the oxide film obtained by said (A), and (D) The process which penetrates the micropore of the oxide film obtained by said (A),
2. The method for manufacturing a fine structure according to claim 1, wherein a fine structure having a micropore through hole is obtained on the surface by applying (B) after applying in this order.
請求項1または2に記載の微細構造体の製造方法により得られる微細構造体。   A fine structure obtained by the method for producing a fine structure according to claim 1. アルミニウム陽極酸化皮膜よりなり、マイクロポアを有する微細構造体であって、
前記陽極酸化皮膜における、S原子濃度が3.2wt%以下であり、C原子濃度が2.5wt%以下であり、およびP原子濃度が1.0wt%以下であることを特徴とする微細構造体。
A microstructure comprising an anodized aluminum film and having micropores,
In the anodized film, the S atom concentration is 3.2 wt% or less, the C atom concentration is 2.5 wt% or less, and the P atom concentration is 1.0 wt% or less. .
前記微細構造体がマイクロポア貫通孔を有する請求項4に記載の微細構造体。   The microstructure according to claim 4, wherein the microstructure has a micropore through hole. 前記マイクロポアのポア径の分散が平均径の3%以内である請求項3ないし5のいずれかに記載の微細構造体。   The microstructure according to any one of claims 3 to 5, wherein the pore diameter dispersion of the micropores is within 3% of the average diameter. 前記マイクロポアについて、下記式(1)により定義される規則化度が50%以上である、請求項3ないし6のいずれか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。
The microstructure according to any one of claims 3 to 6, wherein the degree of ordering defined by the following formula (1) is 50% or more for the micropore.
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.
請求項3ないし7のいずれかに記載の微細構造体を用いたポーラスアルミナメンブレンフィルタ。   A porous alumina membrane filter using the microstructure according to any one of claims 3 to 7.
JP2007040811A 2007-02-21 2007-02-21 Microstructure and method of manufacturing the same Abandoned JP2008202112A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007040811A JP2008202112A (en) 2007-02-21 2007-02-21 Microstructure and method of manufacturing the same
EP20070023950 EP1967616B8 (en) 2007-02-21 2007-12-11 Microstructure and method of manufacturing the same
CN 200710160897 CN101275264A (en) 2007-02-21 2007-12-27 Microstructure and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007040811A JP2008202112A (en) 2007-02-21 2007-02-21 Microstructure and method of manufacturing the same

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012015549A Division JP2012140708A (en) 2012-01-27 2012-01-27 Microstructure and manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008202112A true JP2008202112A (en) 2008-09-04

Family

ID=39446458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007040811A Abandoned JP2008202112A (en) 2007-02-21 2007-02-21 Microstructure and method of manufacturing the same

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1967616B8 (en)
JP (1) JP2008202112A (en)
CN (1) CN101275264A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012241224A (en) * 2011-05-18 2012-12-10 Kogakuin Univ Porous material, and method of producing the same
JP2013251333A (en) * 2012-05-30 2013-12-12 Fujifilm Corp Method of manufacturing thermoelectric conversion element
CN117558560A (en) * 2024-01-12 2024-02-13 中国科学院合肥物质科学研究院 Method for preparing ordered porous tantalum foil with assistance of high-energy beam and product and application thereof

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101751396B1 (en) 2012-06-22 2017-06-28 애플 인크. White appearing anodized films and methods for forming the same
US9839974B2 (en) 2013-11-13 2017-12-12 Apple Inc. Forming white metal oxide films by oxide structure modification or subsurface cracking
JP6585759B1 (en) * 2018-03-28 2019-10-02 株式会社Uacj Aluminum member and manufacturing method thereof
US11312107B2 (en) 2018-09-27 2022-04-26 Apple Inc. Plugging anodic oxides for increased corrosion resistance
US11447887B2 (en) 2020-12-10 2022-09-20 Saudi Arabian Oil Company Surface smoothing of copper by electropolishing
US11512400B2 (en) * 2020-12-10 2022-11-29 Saudi Arabian Oil Company Electrochemical reduction of carbon dioxide
US11617981B1 (en) 2022-01-03 2023-04-04 Saudi Arabian Oil Company Method for capturing CO2 with assisted vapor compression

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS605897A (en) * 1983-06-22 1985-01-12 Fujitsu Ltd Manufacture of alumite substrate with high corrosion resistance
JPS61101946A (en) * 1984-10-23 1986-05-20 Kao Corp Mesh manufacturing system
JPH10121292A (en) * 1996-08-26 1998-05-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Formation of porous anodized alumina film
JP2005152707A (en) * 2003-11-21 2005-06-16 Shiseido Co Ltd Filter material

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2708655A (en) 1955-05-17 Electrolytic polishing of aluminum
US3488262A (en) * 1966-07-13 1970-01-06 Clarence W Forestek Method of heat treating hard anodized surfaces
JPS60231921A (en) * 1984-05-01 1985-11-18 Kobe Steel Ltd Surface treatment of substrate for magnetic disk
JPS62149029A (en) * 1985-09-04 1987-07-03 Furukawa Alum Co Ltd Alumite magnetic disk substrate and its production
GB8823417D0 (en) * 1988-10-05 1988-11-09 Alcan Int Ltd Treating porous anodic aluminium oxide membrane
TWI285225B (en) * 2004-09-07 2007-08-11 Univ Nat Chiao Tung Method of manufacturing aluminum oxide film with arrayed nanometric pores
US20060234396A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method for producing structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS605897A (en) * 1983-06-22 1985-01-12 Fujitsu Ltd Manufacture of alumite substrate with high corrosion resistance
JPS61101946A (en) * 1984-10-23 1986-05-20 Kao Corp Mesh manufacturing system
JPH10121292A (en) * 1996-08-26 1998-05-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Formation of porous anodized alumina film
JP2005152707A (en) * 2003-11-21 2005-06-16 Shiseido Co Ltd Filter material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012241224A (en) * 2011-05-18 2012-12-10 Kogakuin Univ Porous material, and method of producing the same
JP2013251333A (en) * 2012-05-30 2013-12-12 Fujifilm Corp Method of manufacturing thermoelectric conversion element
CN117558560A (en) * 2024-01-12 2024-02-13 中国科学院合肥物质科学研究院 Method for preparing ordered porous tantalum foil with assistance of high-energy beam and product and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN101275264A (en) 2008-10-01
EP1967616B8 (en) 2013-10-02
EP1967616B1 (en) 2013-08-28
EP1967616A1 (en) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2008202112A (en) Microstructure and method of manufacturing the same
JP4870544B2 (en) Manufacturing method of fine structure and fine structure
JP4813925B2 (en) Manufacturing method of fine structure and fine structure
US7838105B2 (en) Microstructure and method of manufacturing the same
US8231789B2 (en) Cross-flow filtration method and cross-flow filtration device
JP4768478B2 (en) Manufacturing method of fine structure and fine structure
JP2009074133A (en) Microstructure
JP2007332437A (en) Method of manufacturing fine structure and fine structure
JP2007204802A (en) Method of manufacturing structure
JP4800799B2 (en) Manufacturing method of fine structure and fine structure
JP4990737B2 (en) Manufacturing method of fine structure
JP5498032B2 (en) Manufacturing method of fine structure and fine structure
JP4884202B2 (en) Manufacturing method of fine structure and fine structure
JP2008238048A (en) Precision filter unit
JP2008093652A (en) Microstructure and its manufacturing method
JP2009068076A (en) Fine structure and method of manufacturing the same
JP4800865B2 (en) Method for producing catalyst body
JP5274097B2 (en) Fine structure and manufacturing method thereof
JP2009030079A (en) Manufacturing method of fine structure and fine structure
JP2012140708A (en) Microstructure and manufacturing method
JP5106691B2 (en) Manufacturing method of precision filter unit
JP2008012426A (en) Catalytic body
WO2011034008A1 (en) Microstructure and method for producing same
JP2012176405A (en) Cross-flow filtration method and cross-flow filtration device
JP2008057018A (en) Method for producing fine structure, and fine structure

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080723

A621 Written request for application examination

Effective date: 20090903

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110825

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110830

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111031

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111129

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120127

A02 Decision of refusal

Effective date: 20120228

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20120404