JP2018089593A - フィルタ膜 - Google Patents

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Abstract

【課題】 検査や実験等の用途で使用した際に、開口が他の物質で塞がりにくく、効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができるフィルタ膜を提供する。【解決手段】 複数の開口が形成され、前記開口を利用して処理媒体中の特定の材料を、他の材料から選択的に分離するフィルタ膜であって、前記フィルタ膜は、前記処理媒体が供給される側である第一の面と、第一の面と反対側の第二の面とを有し、前記開口を含み、前記第二の面に垂直な断面の形状は、少なくとも前記第二の面から第一の面に向かって形成された開口部と、前記開口部が前記第一の面に到達する前に開口部の大きさが拡張された拡張部とを含み、前記第一面は、二以上の領域に分割されていることを特徴とするフィルタ膜。【選択図】 図５

Description

本発明は、フィルタ膜に関する。
近年、経済の急激な発展に伴い、人々の経済活動により発生する空気汚染は、徐々に悪化しており、特に、自動車や工場等から発生する排気ガスにより大気が汚染され、人々の健康に悪影響を与えている。このため、汚染した大気から汚染物質を取り除くためのフィルタが種々研究されている（特許文献１参照）。
また、健康に影響を与える空気に含まれているウィルス、細菌等が人体に侵入するのを防止するためのフィルタについても、種々研究が進んでいる。
一方、逆に生体中の細胞の構成成分のなかから特定の成分のみを選択的に濾過し、特定の成分のみを得るフィルタについても研究が進んでおり、特許文献２には、フィルム単独で形状を維持できるように、厚さ方向に貫通する、精密形成された複数のミクロンスケールの細孔を含むポリマーフィルタ層と、精密形成された多孔質支持構造を含むポリマー支持層とからなるフィルタ膜が開示されている。上記のような比較的厚い構造とすることにより、フィルム単独で形状を維持でき、かつ、塊状に不可逆な凝集を起こさないフィルタ膜を作製することができる。
特開２０１１−７８４８１号公報 特開２００８−８６９９６号公報
特許文献２に開示されたようなフィルタ膜では、ポリマーフィルタ層とポリマー支持層とを別々に作製し、両者を積層、接着してフィルタ膜を作製する必要がある。しかし、ポリマーフィルタ層とポリマー支持層との間の剥離を防止するとともに、作製したフィルタ膜の破損を防止し、かつ、接着強度を確保するためには、接着工程が煩雑になってしまうという問題点がある。
また、接着の際、ポリマー支持層がポリマーフィルタ層の細孔を一部塞いでしまい、細孔の面積や細孔径にばらつきが発生し易い。このため、検査や実験等の用途で使用した際には、再現性の乏しいデータとなってしまうという問題点がある。
さらに、フォトリソグラフィー法やエッチング法により比較的厚い構造のフィルタ膜を作製しようとすると、露光時の歪みやエッチングの量のばらつき等により細孔の形状が不均一になってしまう。このため、上記と同様、検査や実験等の用途で使用した際には、再現性の乏しいデータとなってしまうという問題点がある。
さらには、平面上に単に細孔が形成されているのみでは、フィルタとして使用した際、細孔より大きい形状の物質が細孔を塞いでしまい、短時間で濾過が困難になり易いという問題がある。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、検査や実験等の用途で使用した際に、開口が他の物質で塞がりにくく、効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができるフィルタ膜を提供することを目的とする。
上記目的を解決するための本発明のフィルタ膜は、複数の開口が形成され、上記開口を利用して処理媒体中の特定の材料を、他の材料から選択的に分離するフィルタ膜であって、上記フィルタ膜は、上記処理媒体が供給される側である第一の面と、第一の面と反対側の第二の面とを有し、
上記開口を含み、上記第二の面に垂直な断面の形状は、少なくとも上記第二の面から第一の面に向かって形成された開口部と、上記開口部が上記第一の面に到達する前に開口部の大きさが拡張された拡張部とを含み、上記第一面は、二以上の領域に分割されていることを特徴とする。
本発明のフィルタ膜では、上記処理媒体が供給される側である第一の面と、第一の面と反対側の第二の面とを有し、上記開口を含み、上記第二の面に垂直な断面の形状は、少なくとも上記第二の面から第一の面に向かって形成された開口部と、上記開口部が上記第一の面に到達する前に開口部の大きさが拡張された拡張部とを含んでいるので、上記拡張部の存在により、検査や実験等の用途で使用した際に、開口部が濾過対象外物質で塞がりにくく、効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
また、第一面は、二以上の領域に分割されているので、拡張部の容積が多くなり、開口部が濾過対象外物質でより塞がりにくくなり、効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
なお、本発明のフィルタ膜は、空気や特性成分のガス及び液体中に存在する粉塵やウィルス、細菌等を取り除き、清浄な空気、ガス、液体等を得るためのフィルタ膜として使用することができるとともに、逆に、空気や特性成分のガス及び液体中に存在する特定サイズの粒子、ウィルス、細菌、細胞等のみを選択的に濾過、分離して得るためのフィルタ膜としても使用することができる。
本発明のフィルタ膜において、上記フィルタ膜を平面視した際、複数の島状部からなる第一の面が上記拡張部の間に点在していることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記フィルタ膜を平面視した際、複数の島状部からなる第一の面が上記拡張部の間に点在していると、濾過処理流体中の開口部よりも大きな物質は、濾過処理中、フィルタ膜に到達した際、島状部に支えられた状態となり、島状部以外の部分には、大きな容積の拡張部が存在するため空隙部分が存在し易く、この空隙部分を介して流体が開口部方向に流通するため、開口部よりも大きな物質が開口部を塞ぎにくく、より効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
本発明のフィルタ膜において、上記フィルタ膜を平面視した際、上記島状部は、四角形からなり、上記島状部は、上下左右に規則的に配置されていることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記フィルタ膜を平面視した際、上記島状部は、四角形からなり、上記島状部は、上下左右に規則的に配置されていると、濾過処理流体中の開口部よりも大きな物質は、フィルタ膜のいずれの部分に到達しても、濾過処理中、島状部に支えられた状態となり、島状部以外の部分には、大きな容積の拡張部が存在するため空隙部分が存在し易く、この空隙部分を介して流体が開口方向に流通するため、開口部よりも大きな物質が開口部を塞ぎにくく、より効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
本発明のフィルタ膜において、上記フィルタ膜を平面視した際、所定幅の帯状部からなる第一の面が拡張部を挟んで複数回繰り返す繰り返し構造を有することが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記フィルタ膜を平面視した際、所定幅の帯状部からなる第一の面が拡張部を挟んで複数回繰り返す繰り返し構造を有すると、繰り返し構造を有する方向に垂直な方向に対して機械的特性に優れ、上記特性を利用して繰り返し構造を有する方向に垂直な方向に伸ばしながら、フィルタ装置等に設置することにより、破損等を発生させず、フィルタとして好適に使用することができる。
また、濾過処理流体中の開口よりも大きな物質は、所定幅の帯状部からなる第一の面に支えられた状態となり、第一の面以外の部分には拡張部が存在するため空隙部分が存在し易く、この空隙部分を介して流体が開口方向に流通するため、開口部よりも大きな物質が開口部を塞ぎにくく、より効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
なお、上記帯状部は、必ずしも長細い長方形のように直線状でなくてもよく、全体が曲線を描くように形成された曲線状であってもよく、途中に屈曲部があってもよい。
本発明のフィルタ膜において、上記フィルタ膜を平面視した際、上記第一の面は、縞模様を形成していることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記フィルタ膜を平面視した際、上記第一の面が、所定の形状が複数回繰り返す、縞模様を形成していると、縞模様が繰り返す方向に垂直な方向に対して機械的特性に優れ、上記特性を利用して繰り返し構造を有する方向に垂直な方向に伸ばしながら、フィルタ装置等に設置することにより、破損等を発生させず、フィルタとして使用することができる。
また、上記フィルタ膜を平面視した際、上記第一の面が縞模様を形成していると、濾過処理流体中の開口よりも大きな物質は、縞模様の第一の面に支えられた状態となり、第一の面以外の部分には拡張部が存在するため空隙部分が存在し易く、この空隙部分を介して流体が開口方向に流通するため、開口部よりも大きな物質が開口部を塞ぎにくく、より効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
本発明のフィルタ膜において、上記フィルタ膜は、全体的に同一材料からなり、一体的に形成されていることが望ましい。
本発明のフィルタ膜が全体的に同一材料からなり、一体的に形成されていると、二つの層を接着した場合のような層分離を起こすことはなく、より機械的特性に優れるとともに、細孔の面積や細孔径にばらつきが発生しにくい。そのため、検査や実験等の用途で使用した際に、再現性のよいデータを得ることができる。
本発明のフィルタ膜において、上記開口を含み、上記第二の面に垂直な断面の形状において、上記拡張部の上記第一の面から続く壁面と、上記第一の面とのなす角度は、４３〜８０°であることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記開口を含み、上記第二の面に垂直な断面の形状において、上記拡張部の上記第一の面から続く壁面と、上記第一の面とのなす角度が４３〜８０°であると、第一の面から続く拡張部の第一の面に平行な断面の断面積は、第一の面に近づくに従って広くなっている。従って、上記第一の面に形成された開口よりも大きな濾過対象外物質が第一の面に近づいても、上記開口と濾過対象外物質との間に空隙が形成され易く、開口部が塞がりにくく、濾過を長時間に渡って連続的に行うことができ、効率よく濾過工程を終了することができる。
また、第二の面と開口部を構成する壁面とのなす角度も、４３〜８０°であることが望ましい。開口部の入口が出口より少し大きいため、所定の径以下の濾過対象物が詰まることなく、通過しやすい。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部の径（ｒ１）は、０．１〜１０．０μｍであることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記開口部の径（ｒ１）が０．１〜１０．０μｍであると、非常に微細な粉塵、ウィルス等を含むガス等から粉塵、ウィルス等を除去することができる。また、細胞を構成するような液中の微細な成分も、濾過により選択的に分離することができる。
本明細書において、開口部の径とは、第二の面における開口部の径を意味する。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部同士の間隔（ｄ）と開口部の径（ｒ１）との関係は、０．２ｒ１≦ｄ≦１．２ｒ１であることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記開口部同士の間隔（ｄ）と開口部の径（ｒ１）との関係は、０．２ｒ１≦ｄ≦１．２ｒ１であると、開口部の単位面積当たりの数が充分に多く、かつ、機械的強度も保つことができ、耐久性に優れたフィルタ膜となり、このフィルタ膜を用いて効率よく濾過を行うことができる。
本明細書において、開口部同士の間隔とは、第二の面における開口部同士の間隔を意味する。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）が１〜４μｍであり、上記拡張部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ２）が３〜１６μｍであることが望ましい。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）が１〜４μｍであり、上記拡張部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ２）が３〜１６μｍであると、機械的強度を有し、耐久性に優れたフィルタ膜を用いて効率よく濾過を行うことができる。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部のアスペクト比（ｔ１／ｒ１）は、８以下であることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記開口部のアスペクト比（ｔ１／ｒ１）が８以下であると、開口部が細すぎず、かつ、長くないので、濾過物質が詰まりにくい。
本発明のフィルタ膜において、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記開口部が形成された面積（ａ１）の割合（（ａ１／Ａ）×１００）は、４〜３０％であることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記開口部が形成された面積（ａ１）の割合が４〜３０％であると、開口部の単位面積当たりの開口部の面積が充分に大きく、かつ、機械的強度も保つことができ、耐久性に優れたフィルタ膜を用いて効率よく濾過を行うことができる。
本明細書において、開口部が形成された面積とは、第二面における開口部の面積を意味する。
本発明のフィルタ膜において、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記拡張部が形成された面積（ａ２）の割合（（ａ２／Ａ）×１００）は、２０〜８０％であることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記拡張部が形成された面積（ａ２）の割合が２０〜８０％であると、拡張部の面積が充分に大きいので、当該フィルタ膜に詰まり等が発生しにくく、効率よく濾過作業を行うことができる。
本明細書において、拡張部が形成された面積とは、第一面における開口部の面積を意味する。
図１（ａ）は、本発明のフィルタ膜の一例を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すフィルタ膜のＡ−Ａ線断面図である。 図２は、本発明のフィルタ膜において、開口を含み、上記第二の面に垂直な断面の形状を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の実施形態１に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図である。 図４は、本発明の実施形態２に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図である。 図５は、本発明の実施形態３に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図である。 図６は、本発明の実施形態４に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図である。 図７は、本発明の実施形態５に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図である。 図８は、本発明の実施形態６に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図である。 図９（ａ）〜（ｈ）は、本発明のフィルタ膜の製造方法における各工程を模式的に示す断面図である。 図１０（ａ）〜（ｆ）は、本発明のフィルタ膜の製造方法の一例における２段階のマスターモールド作製工程を模式的に示した断面図である。 図１１（ａ）〜（ｃ）は、本発明のフィルタ膜の製造方法の一例における１段階のマスターモールド作製工程を模式的に示した断面図である。 図１２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の別のフィルタ膜の製造方法の一例におけるマスターモールド作製工程を模式的に示した断面図である。
（発明の詳細な説明）
以下、本発明のフィルタ膜について詳述する。
本発明のフィルタ膜は、複数の開口が形成され、上記開口を利用して処理媒体中の特定の材料を、他の材料から選択的に分離するフィルタ膜であって、上記フィルタ膜は、上記処理媒体が供給される側である第一の面と、第一の面と反対側の第二の面とを有し、上記開口を含み、上記第二の面に垂直な断面の形状は、少なくとも上記第二の面から第一の面に向かって形成された開口部と、上記開口部が上記第一の面に到達する前に開口部の大きさが拡張された拡張部とを含み、上記第一面は、二以上の領域に分割されていることを特徴とする。なお、上記開口は、開口部と拡張部とを含む上位概念の言葉である。
本発明のフィルタ膜は、空気や特性成分のガス及び液体中に存在する粉塵やウィルス、細菌等を取り除き、清浄な空気、ガス、液体等を得るためのフィルタ膜として使用することができるとともに、逆に、空気や特性成分のガス及び液体中に存在する特定サイズの粒子、ウィルス、細菌、細胞等のみを選択的に濾過、分離して得るためのフィルタ膜としても使用することができる。
上記した本発明のフィルタ膜の形状、構造等の一例について、さらに詳述する。
図１（ａ）は、本発明のフィルタ膜の一例を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すフィルタ膜のＡ−Ａ線断面図である。
図１（ａ）及び（ｂ）に示す本発明のフィルタ膜１０は、処理媒体が供給される側である第一の面１１と、第一の面と反対側の第二の面１２とを有し、開口１６を含み、第二の面１２に垂直な断面の形状は、少なくとも第二の面１２から第一の面１１に向かって形成された開口部１３と、開口部１３が第一の面１１に到達する前に開口部１３の大きさが拡張された拡張部１４とを含み、拡張部１４を除いた第一の面１１は、連続している。なお、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、開口１６は、開口部１３と拡張部１４とを含む上位概念の言葉である。
本発明のフィルタ膜１０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、開口部１３と拡張部１４とからなる複数の開口１６が形成され、開口１６を利用して処理媒体中の特定の物質を、他の物質から選択的に分離するフィルタ膜として使用することができる。
本発明のフィルタ膜の開口は、概念的には、開口部が形成された層と拡張部が形成された層の二つの層に分けて考えることができるが、フィルタ膜自体は、全体的に同一材料からなり、一体的に形成されていることが望ましい。
上記フィルタ膜が全体的に同一材料からなり、一体的に形成されていると、二つの層を接着した場合のような層分離を起こすおそれはなく、より機械的特性に優れるとともに、二つの層を積み重ねた際に発生する不都合、すなわち細孔の面積や細孔径にばらつきが発生しにくい。そのため、検査や実験等の用途で使用した際に、再現性のよいデータを得ることができる。
また、本発明のフィルタ膜では、二以上の領域に分割されているので、拡張部の容積が多くなり、開口部が濾過対象外物質でより塞がりにくくなり、効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
なお、本発明のフィルタ膜は、空気や特性成分のガス及び液体中に存在する粉塵やウィルス、細菌等を取り除き、清浄な空気、ガス、液体等を得るためのフィルタ膜として使用することができるとともに、逆に、空気や特性成分のガス及び液体中に存在する特定サイズの粒子、ウィルス、細菌、細胞等のみを選択的に濾過、分離して得るためのフィルタ膜としても使用することができる。
本発明のフィルタ膜を構成する樹脂材料としては、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シリカハイブリッドコンポジット等が挙げられる。上記樹脂は、高い柔軟性を有するので、機械的特性に優れ、フィルタ膜の自立性を確保し易い。なお、本発明のフィルタ膜の製造方法については、後で詳しく説明することにする。
本発明のフィルタ膜を構成する樹脂材料として、ネガ型のシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。これらの樹脂を使用すると、紫外線等の光を照射することにより、照射した部分は溶剤に対する溶解性が増加し、現像液を用いて光を照射した部分を溶解し、除去することができる。
シリコーン系樹脂は、４官能型のテトラアルコキシシランを主成分に、トリアルコキシシラン等を組み合わせたもので、最終的には、樹脂中にＳｉＯの３次元的な構造が形成される。また、シリコーン系樹脂は、触媒を用いることにより、又は、加熱により硬化させることができる。このように、樹脂フィルムとしてシリコーン系樹脂を用いた場合、ＳｉＯの３次元的な構造を有するので、硬く、耐摩耗性に優れている。
アクリル系樹脂は、多官能モノマー／単官能モノマー／ポリマー系からなり、多官能モノマーの種類、量によって架橋度を制御したものである。多官能モノマーとしては、ポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等が挙げられる。このように、樹脂フィルムとしてアクリル系樹脂を用いた場合、紫外線により短時間で硬化させることができという特徴を有している。
シリカハイブリッドコンポジットとは、シリカゾル等の無機微粒子又は上記したシリコーン系樹脂を用いたＳｉＯの３次元的な構造体とハードコート層の形成に用いられるアクリル系樹脂やその他の樹脂を組み合わせたものであり、ラジカル重合性のアクリロイル基（ＡＣ）とメタクリロイル基（ＭＡＣ）、またはカチオン重合性のオキセタニル基（ＯＸ）とラジカル重合性のアクリロイル基（ＡＣ）、メタクリロイル基（ＭＡＣ）、又は、カチオン重合性のオキセタニル基（ＯＸ）を有する樹脂を組み合わせることにより、紫外線等の光により硬化させることができる。
本発明のフィルタ膜において、開口部の径（ｒ１）は、０．１〜１０．０μｍであることが望ましい。
本明細書において、開口部の径とは、第二の面における開口部の径を意味する。
従って、図１（ｂ）においては、第二の面１２で測定される径ｒ１が開口部１３の径となる。
開口部の径ｒ１は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、フィルタ膜の第二の面を撮影することにより得られた写真からその値を測定することができる。
第二の面から見た開口部の形状は、特に限定されるものではなく、円形でもよく、楕円形であってもよく、レーストラック形状であってもよく、その他の曲線から構成される形状であってもよい。第二の面から見た開口部の形状は、四角形等の多角形であってもよいが、濾過をスムーズに行うためには、円、楕円等の曲線から構成される形状が好ましい。
また、本発明のフィルタ膜において、第二の面から平面視した開口部の形状が円でない場合には、最も幅の狭い部分を開口部の径（ｒ１）とする。
本発明のフィルタ膜で、上記開口部の径（ｒ１）が０．１〜１０．０μｍであると、非常に微細な粉塵、ウィルス等を含むガス等から粉塵、ウィルス等を除去することができる。また、細胞を構成するような液中の微細な成分も、濾過により選択的に分離することができる。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部の径（ｒ１）が０．１μｍ未満であると、開口部の径が小さすぎるため、正確な開口部を形成しようとすると、開口部形成の費用が高くなりすぎる。一方、開口部の径（ｒ１）が１０．０μｍを超えると、開口部の径が大きくなりすぎ、濾過が容易になるので、本発明のような開口部と拡張部とを有するフィルタ膜を作製しても、本発明のフィルタ膜の特徴を充分に発揮することができない。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部同士の間隔（ｄ）と開口部の径（ｒ１）との関係は、０．２ｒ１≦ｄ≦１．２ｒ１であることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記開口部同士の間隔（ｄ）と開口部の径（ｒ１）との関係は、０．２ｒ１≦ｄ≦１．２ｒ１であると、開口部の単位面積当たりの数が充分に多く、かつ、機械的強度も保つことができ、耐久性に優れたフィルタ膜を用いて効率よく濾過を行うことができる。
本明細書において、開口部同士の間隔とは、第二の面における開口部同士の間隔を意味する。
従って、図１（ｂ）においては、第二の面１２で測定される開口部１３同士の間隔ｄが開口部同士の間隔となる。
開口部同士の間隔ｄは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、フィルタ膜の第二の面を撮影することにより得られた写真からその値を測定することができる。
開口部同士の間隔（ｄ）が開口部の径（ｒ１）に対して０．２ｒ１未満であると、間隔（ｄ）が短すぎるため、フィルタ膜の強度が低下し、破壊され易くなる。一方、開口部同士の間隔（ｄ）が開口部の径（ｒ１）に対して１．２ｒ１を超えると、開口部同士の間隔が広すぎるため、開口部の単位面積当たりの数が少なくなり、濾過の効率が低下してしまう。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）は、１〜４μｍであり、上記拡張部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ２）は、３〜１６μｍであることが好ましい。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）が１〜４μｍであり、上記拡張部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ２）が３〜１６μｍであると、機械的強度を有し、耐久性に優れたフィルタ膜を用いて効率よく濾過を行うことができる。
図１（ｂ）に示すように、拡張部１４の底面１４ａが第二の面１２に対して平行に形成されている場合は、底面１４ａと第二の面１２との距離が開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）となり、底面１４ａと第一の面１１との距離が拡張部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ２）となる。
図２は、本発明のフィルタ膜において、開口を含み、上記第二の面に垂直な断面の形状を模式的に示す断面図である。
図２に示すように、本発明のフィルタ膜２０において、拡張部２４の底面２４ａが第二の面２２と平行でない場合には、第二の面２２に対して垂直な断面において、底面２４ａを延長した線と拡張部２４の第一の面２１に続く壁面２４ｂを延長した線とが交わった点ｐにおける第二の面２２との最短距離を、開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）とし、第一の面２１と第二の面２２との間の厚さ（Ｔ）から開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）を引いた値（Ｔ−ｔ１）を、拡張部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ２）とする。
開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）が１μｍ未満であると、開口部の厚さ（ｔ１）が薄すぎ、濾過の際、開口部に亀裂等が形成されるおそれが発生する。一方、開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）が４μｍを超えると、開口部の厚さ（ｔ１）が厚すぎ、濾過対象物質が開口部を抜けにくくなるため、濾過がスムーズに進行しない場合がある。
拡張部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ２）が３μｍ未満であると、拡張部の容積が小さくなってしまうため、濾過の際、濾過対象外物質が詰まり易くなる。一方、拡張部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ２）が１６μｍを超えると、拡張部の容積が大きくなりすぎ、フィルタ膜の製造が難しくなるため、フィルタ膜が高価になってしまう。
本発明のフィルタ膜において、上記開口部のアスペクト比（ｔ１／ｒ１）は、８以下であることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、上記開口部のアスペクト比（ｔ１／ｒ１）は、８以下であると、開口部が細すぎず、かつ、長くないので、濾過対象外物質が詰まりにくい。
開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）は、上述したように規定されており、開口部の径（ｒ１）も、上述のように規定されているので、本明細書において、開口部のアスペクト比（ｔ１／ｒ１）は、明確に規定されている。
上記開口部のアスペクト比（ｔ１／ｒ１）が８を超えると、開口部の径（ｒ１）に比べて開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）が厚くなりすぎるため、濾過対象物質が開口部を抜けにくくなり、濾過を効率的に行うことが難しくなる。
本発明のフィルタ膜において、上記開口を含み、上記第二の面に垂直な断面の形状において、上記拡張部の上記第一の面から続く壁面と、上記第一の面とのなす角度は、４３〜８０°であることが望ましい。
図１及び図２において、第一の面２１から続く拡張部２４の壁面２４ｂと第一の面２１とのなす角度は、αで表示される。図２において、拡張部２４と第一の面２１との境界部分が曲線により構成されている場合は、第一の面２１から続く拡張部２４の壁面２４ｂと第一の面２１とのなす角度は、拡張部２４の直線部分を第一の面２１に延長した際、この直線と第一の面２１とのなす角度とする。
本発明のフィルタ膜で、拡張部の第一の面から続く壁面と第一の面とのなす角度（α）が４３〜８０°であると、第一の面から続く拡張部の第一の面に平行な断面の断面積は、第一の面に近づくに従って広くなっている。従って、第一の面に形成された開口部よりも大きな濾過対象外物質が第一の面に近づいても、上記開口部と濾過対象外物質との間に空隙が形成され易く、開口部が塞がりにくく、濾過を長時間に渡って連続的に行うことができ、効率よく濾過工程を行うことができる。
本発明のフィルタ膜において、拡張部の第一の面から続く壁面と第一の面とのなす角度（α）が４３°未満であると、拡張部が第一の面に近づくに従って急激に拡張しているため、濾過対象外物質が第一の面に近づいた際、開口部が塞がり易くなる。
一方、拡張部の第一の面から続く壁面と第一の面とのなす角度（α）が８０°を超えると、第一の面から垂直に近い角度で拡張部の第一の面から続く壁面が形成されているので、濾過対象外物質が拡張部に嵌り易くなり、やはり開口部に詰まりが発生し易い。
また、第二の面と開口部を構成する壁面とのなす角度も、４３〜８０°であることが望ましい。開口部の入口が出口より少し大きいため、所定の径以下の濾過対象物が詰まることなく、通過しやすい。
本発明のフィルタ膜において、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記開口部が形成された面積（ａ１）の割合は、４〜３０％であることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記開口部が形成された面積（ａ１）の割合が４〜３０％であると、開口部全体の単位面積当たりの開口部の面積が充分に大きく、かつ、機械的強度も保つことができ、耐久性に優れたフィルタ膜を用いて効率よく濾過を行うことができる。
本発明のフィルタ膜において、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記開口部が形成された面積（ａ１）の割合が４％未満であると、開口部の面積が小さすぎるので、濾過を効率よく行うことが難しくなる。一方、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記開口部が形成された面積（ａ１）の割合が３０％を超えると、開口部の面積が大きすぎるため、フィルタ膜を支持する部分の面積が小さくなり、フィルタ膜の機械的強度が小さくなり、破損し易くなる。
本発明のフィルタ膜において、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記拡張部が形成された面積（ａ２）の割合は、２０〜８０％であることが望ましい。
本発明のフィルタ膜で、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記拡張部が形成された面積（ａ２）の割合が２０〜８０％であると、拡張部の面積が充分に大きいので、当該フィルタ膜に詰まり等が発生しにくく、効率よく濾過作業を行うことができる。
本発明のフィルタ膜において、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記拡張部が形成された面積（ａ２）の割合が２０％未満であると、拡張部の容積が小さすぎることとなり、上記拡張部の存在により、検査や実験等の用途で使用した際に、開口部が濾過対象外物質で塞がりにくくなるという本発明の効果を得られにくくなる。
一方、平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する上記拡張部が形成された面積（ａ２）の割合が８０％を超えると、拡張部の容積が大きくなりすぎ、厚さの厚い連続した第一の面を含む部分の容積が小さくなりすぎ、フィルタ膜の自立性が大きく低下してしまう。
次に、本発明のフィルタ膜の具体的な形状について説明する。
本発明のフィルタ膜においては、上記フィルタ膜を平面視した際、複数の島状部からなる第一の面が上記拡張部の間に点在していることが望ましい。
すなわち、本発明の実施形態１に係るフィルタ膜としては、フィルタ膜を平面視した際、第一の面である正方形の複数の島状部が縦横に整列した状態で点在しており、島状部以外の部分に円形の開口部と拡張部とからなる開口が形成されており、拡張部のなかに開口部が縦横に規則正しく配置されている構造のフィルタ膜を挙げることができる。
また、本発明の実施形態２に係るフィルタ膜としては、ほぼ実施形態１に係るフィルタ膜と同様に構成されているが、島状部の配置状態が異なり、横方向の配列を観察すると、一番の上の列の島状部と一つ下の列の島状部では、１／２ピッチずれて配置されており、上の列の２つの島状部の間に下の列の島状部が配置されるとともに、島状部以外の部分に開口部と拡張部とからなる開口が形成され、拡張部のなかに開口部が縦横に規則正しく配置されているフィルタ膜を挙げることができる。
さらに、本発明の実施形態３に係るフィルタ膜としては、島状部の配置状態は、実施形態２に係るフィルタ膜と同様であり、拡張部のなかに開口部が配置されている点は、実施形態１及び実施形態２に係るフィルタ膜と同様であるが、開口部の平面視した形状が楕円形である点が実施形態１及び実施形態２に係るフィルタ膜と異なり、開口部の楕円形状は、お互いの配置方向が９０°異なる２種類のものが一定の規則に従って配置されているフィルタ膜を挙げることができる。
さらに、本発明の実施形態４に係るフィルタ膜としては、島状部の配置状態は、実施形態１に係るフィルタ膜と同様であり、拡張部のなかに開口部が配置されている点は、実施形態１及び実施形態２に係るフィルタ膜と同様であるが、開口部の平面視した形状が楕円形である点で実施形態３に係るフィルタ膜と同様であり、開口部の楕円形状は、お互いの配置方向が９０°異なる２種類のものが一定の規則に従って配置されているフィルタ膜を挙げることができる。
このような構成のフィルタ膜では、濾過処理流体中の開口よりも大きな物質は、フィルタ膜のいずれの部分に到達しても、濾過処理中、島状部に支えられた状態となり、島状部以外の部分には、大きな容積の拡張部が存在するため空隙部分が存在し易く、この空隙部分を介して流体が開口方向に流通するため、開口部よりも大きな物質が開口部を塞ぎにくく、より効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
上記フィルタ膜について、さらに図面を用いて具体的に説明する。
図３は、本発明の実施形態１に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図であり、図４は、本発明の実施形態２に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図である。また、図５は、本発明の実施形態３に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図であり、図６は、本発明の実施形態４に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図である。
図３に示す本発明の実施形態１に係るフィルタ膜３０では、フィルタ膜３０を平面視した際、第一の面である正方形の複数の島状部３１が縦横に整列した状態で点在しており、島状部３１以外の部分に円形の開口部３３と拡張部３４とからなる開口３６が形成され、拡張部３４のなかに開口部３３が縦横に規則正しく配置されている。
図４に示す本発明の実施形態２に係るフィルタ膜４０では、ほぼ図３に示すフィルタ膜３０と同様に構成されているが、島状部４１の配置状態が異なり、横方向の配列を観察すると、一番の上の列の島状部４１と一つ下の列の島状部４１では、ピッチが１／２ずれて配置されており、上の列の２つの島状部４１の間に下の列の島状部４１が配置された態様となっている。島状部４１以外の部分に開口部４３と拡張部４４とからなる開口４６が形成されており、拡張部４４のなかに開口部４３が縦横に規則正しく配置されている点は、図３に示したフィルタ膜３０と同様である。
図５に示す本発明の実施形態３に係るフィルタ膜５０では、島状部５１の配置状態は、図４と同様であり、拡張部５４のなかに開口部５３が配置されている点は、図３及び図４に示したフィルタ膜３０、４０と同様であるが、開口部５３の平面視した形状が楕円形である点が図３及び図４に示したフィルタ膜３０、４０と異なる。また、開口部５３の楕円形状は、お互いの配置方向が９０°異なる２種類のものが一定の規則に従って配置されている。
図６に示す本発明の実施形態４に係るフィルタ膜６０では、島状部６１の配置状態は、図３と同様であり、拡張部６４のなかに開口部６３が配置されている点は、図３及び図４に示したフィルタ膜３０、４０と同様であるが、開口部６３の平面視した形状が楕円形である点で図５に示したフィルタ膜５０と同様である。また、開口部６３の楕円形状は、お互いの配置方向が９０°異なるものが一定の規則に従って配置されている。
このような図３〜図６に示した実施形態に係るフィルタ膜３０、４０、５０、６０では、濾過処理流体中の開口３６、４６、５６、６６よりも大きな物質は、フィルタ膜３０、４０、５０、６０のいずれの部分に到達しても、濾過処理中、島状部３１、４１、５１、６１に支えられた状態となり、島状部３１、４１、５１、６１以外の部分には、大きな容積の拡張部３４、４４、５４、６４が存在するため空隙部分が存在し易く、この空隙部分を介して流体が開口方向に流通するため、開口部３３、４３、５３、６３よりも大きな物質が開口部３３、４３、５３、６３を塞ぎにくく、より効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
また、本発明のフィルタ膜は、フィルタ膜を平面視した際、所定幅の帯状部からなる第一の面が拡張部を挟んで複数回繰り返す繰り返し構造を有していることが望ましい。
本発明の実施形態５に係るフィルタ膜としては、平面視した際、第一の面からなる所定幅の帯状部が上下にほぼ平行に３列並んでおり、これらの間に円形の開口部と拡張部とからなる帯形状の開口が形成されており、開口部は、拡張部中に縦に２列で形成されているが、そのピッチが１／２ずれており、平面視した開口部を辿っていくとジグザクの形状となるフィルタ膜が挙げられる。
本発明の実施形態６に係るフィルタ膜としては、平面視した際、第一の面からなる所定幅の帯状部が上下にほぼ平行に３列並んでおり、これらの間に楕円形の開口部と拡張部とからなる帯形状の開口が形成されており、開口部は、拡張部中に縦に１列で形成されているフィルタ膜が挙げられる。
すなわち、上記した本発明の実施形態５及び６に係るフィルタ膜では、フィルタ膜を平面視した際、所定幅の帯状部からなる第一の面が拡張部を挟んで複数回繰り返す繰り返し構造を有しており、第一の面（帯状部）は、縞模様を形成している。
上記した本発明の実施形態５及び６に係るフィルタ膜では、フィルタ膜を平面視した際、第一の面（帯状部）が、所定の形状が複数回繰り返す縞模様を形成しているので、縞模様が繰り返す方向に垂直な方向に対して機械的特性に優れ、上記特性を利用して繰り返し構造を有する方向に垂直な方向に伸ばしながら、フィルタ装置等に設置することにより、破損等を発生させず、フィルタとして使用することができる。
また、上記フィルタ膜を平面視した際、第一の面（帯状部）が縞模様を形成しているので、濾過処理流体中の開口よりも大きな物質は、縞模様の第一の面帯状部に支えられた状態となり、第一の面からなる帯状部以外の部分には拡張部が存在するため空隙部分が存在し易く、この空隙部分を介して流体が開口方向に流通するため、開口部よりも大きな物質が開口を塞ぎにくく、より効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
上記本発明の実施形態５及び６に係るフィルタ膜に関し、さらに図面を用いて具体的に説明する。
図７は、本発明の実施形態５に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図であり、図８は、本発明の実施形態６に係るフィルタ膜を模式的に示す平面図である。
図７に示す本発明の実施形態５に係るフィルタ膜７０では、平面視した際、第一の面からなる所定幅の帯状部７１が上下にほぼ平行に３列並んでおり、これらの間に円形の開口部７３と拡張部７４とからなる帯形状の開口７６が形成されている。開口部７３は、拡張部７４中に縦に２列で形成されているが、そのピッチが１／２ずれており、平面視した開口部７３を辿っていくとジグザクの形状となる。
図８に示す本発明の実施形態６に係るフィルタ膜８０では、平面視した際、第一の面からなる所定幅の帯状部８１が上下にほぼ平行に３列並んでおり、これらの間に楕円形の開口部８３と拡張部８４とからなる帯形状の開口８６が形成されている。開口部８３は、拡張部８４中に縦に１列で形成されている。
本発明の実施形態５及び６に係るフィルタ膜７０、８０では、フィルタ膜７０、８０を平面視した際、所定幅の帯状部７１、８１からなる第一の面が拡張部７４、８４を挟んで複数回繰り返す繰り返し構造を有しており、第一の面（帯状部７１、８１）は、縞模様を形成している。
上記した本発明の実施形態５及び６に係るフィルタ膜７０、８０では、フィルタ膜７０、８０を平面視した際、第一の面（帯状部７１、８１）が、所定の形状が複数回繰り返す、縞模様を形成しているので、縞模様が繰り返す方向に垂直な方向に対して機械的特性に優れ、上記特性を利用して繰り返し構造を有する方向に垂直な方向に伸ばしながら、フィルタ装置等に設置することにより、破損等を発生させず、フィルタとして使用することができる。
また、上記フィルタ膜７０、８０を平面視した際、第一の面（帯状部７１、８１）が縞模様を形成しているので、濾過処理流体中の開口よりも大きな物質は、縞模様の第一の面帯状部（７１、８１）に支えられた状態となり、第一の面からなる帯状部（７１、８１）以外の部分には拡張部７４、８４が存在するため空隙部分が存在し易く、この空隙部分を介して流体が開口方向に流通するため、開口７６、８６よりも大きな物質が開口部７３、８３を塞ぎにくく、より効率よく濾過工程を進めることができ、再現性のよいデータを得ることができる。
本発明のフィルタ膜は、上記した実施形態１〜６に係るフィルタ膜に限定されるものではなく、第一面が二以上の領域に分割されているものであればよい。しかしながら、上記したフィルタ膜を平面視した際、複数の島状部からなる第一の面が上記拡張部の間に点在している構造のフィルタ膜や所定幅の帯状部からなる第一の面が拡張部を挟んで複数回繰り返す繰り返し構造を有するフィルタ膜が望ましい。
次に、上記したフィルタ膜の製造方法について説明する。
上記したフィルタ膜の製造方法としては、平板状の基体部と、上記基体部上に形成され、上記した本発明のフィルタ膜と同様の構成のフィルタ膜部とからなるマスターモールドを作製するマスターモールド作製工程と、上記工程により作製された上記マスターモールドに、透明な熱可塑性樹脂フィルムを熱ラミネートし、上記マスターモールドの凹凸形状を転写した後剥離し、ミラーイメージモールドを作製する転写モールド作製工程と、基体部上に形成された感光性樹脂からなる感光性樹脂層に、上記ミラーイメージモールドを押し付けた後上記感光性樹脂層を硬化させ、上記基体部上に上記した本発明のフィルタ膜と同様の構成のフィルタ膜を作製するフィルタ膜作製工程とを含むフィルタ膜の製造方法が望ましい。
上記したフィルタ膜の製造方法では、上記マスターモールド作製工程で作製したマスターモールドを利用し、上記転写モールド作製工程を介して作製した同じミラーイメージモールドを使用して、最終的なフィルタ膜を製造することができるので、開口部の形状等の構成が設計通りのフィルタ膜を再現性よく製造することができる。
図９（ａ）〜（ｈ）は、上記フィルタ膜の製造方法における各工程を模式的に示す断面図である。
（１）マスターモールド作製工程
上記フィルタ膜の製造方法では、マスターモールド作製工程として、平板状の基体部と、上記基体部上に形成され、上記した本発明のフィルタ膜と同様の構成のフィルタ膜部とからなるマスターモールドを作製する。
マスターモールド作製方法は、特に限定されるものではないが、上記基体部上にフォトリソグラフィー及び／又はエッチングの手法を用いて樹脂製のマスターモールドを作製する方法を採用することができる。
図１０（ａ）〜（ｆ）は、上記フィルタ膜の製造方法の一例における２段階のマスターモールド作製工程を模式的に示した断面図である。なお、図９及び図１０に示した製造方法では、マスターモールドとして樹脂製のものを作製する。
マスターモールドを構成する樹脂は、特に限定されるものではないが、本発明のフィルタ膜を構成する樹脂材料と同じものを使用することができる。上記樹脂材料としては、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリカハイブリッドコンポジット等が挙げられる。上記樹脂は、高い柔軟性を有するので、機械的特性に優れ、ミラーイメージモールドを多数回作製しても、摩耗しにくい。
これらのシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリカハイブリッドコンポジットについては、本発明のフィルタ膜を構成する樹脂材料の説明で詳しく説明したので、ここではその説明を省略する。下記の処理では、上記した樹脂でネガ型の感光性樹脂を使用する。
このマスターモールド作製工程では、まず、基体部１０１上に上記樹脂を溶剤等に溶解させた塗布液を調製した後、該塗布液を塗布し、乾燥させ、開口部形成用の塗布層１０２ａ´を形成する（図１０（ａ）参照）。塗布層１０２ａ´の形成後、塗布層１０２ａ´を硬化させて硬化樹脂層１０２ａとし、平面視した際、開口部の形状の硬化樹脂層表面１０３ａが露光するようにパターン形成されたガラス板１０６ａをマスクとして設置し、露光する（図１０（ｂ）参照）。露光の光源としては、ランプ等が使用される。
基体部１０１の材料は特に限定されるものではなく、例えば、ビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂、シリコン等の金属、アルミナ、ガラス等のセラミック等が挙げられる。
次に、硬化樹脂層１０２ａを所定の時間、現像液と接触させ、硬化樹脂層表面１０３ａを含む部分を溶解除去し、凹部（開口部）１０３を形成する（図１０（ｃ）参照）。
次に、再度、上記塗布液を塗布し、乾燥させ、拡張部形成用の塗布層１０２ｂ´を形成する（図１０（ｄ）参照）。次に、塗布層１０２ｂ´を硬化させて硬化樹脂層１０２ｂとし、拡張部の形状の硬化樹脂層表面１０４ａが露光するようにパターン形成されたガラス板１０６ｂをマスクとして設置し、露光する（図１０（ｅ）参照）。
次に、硬化樹脂層１０２ｂを所定の時間、現像液と接触させ、硬化樹脂層表面１０４ａを含む部分を溶解除去して凹部（拡張部）１０４及び開口部１０３を形成する。これにより、開口部１０３と拡張部１０４とを有するマスターモールド１０２の作製を終了する（図１０（ｆ）及び図９（ａ）参照）。なお、硬化樹脂層１０２ａは、２回目の露光で溶解しないように処理されている。また、基体部１０１は、上記現像液と接触してもエッチングされない材料である必要がある。
上記工程では、２回塗布層を形成し、２回現像処理することにより、マスターモールドを作成しているが、１回の現像処理により、開口部と拡張部とを形成してもよい。
図１１（ａ）〜（ｃ）は、本発明のフィルタ膜の製造方法の一例における１段階のマスターモールド作製工程を模式的に示した断面図である。
このマスターモールド作製工程では、まず、基体部１０１上に上記樹脂を溶剤等に溶解させた塗布液を調製した後、該塗布液を塗布し、乾燥させ、開口部及び拡張部形成用の厚い塗布層１０２ｃ´を形成する（図１１（ａ）参照）。塗布層１０２ｃ´の形成後、塗布層１０２ｃ´を硬化させて硬化樹脂層１０２ｃとし、硬化樹脂層表面１０４ｂが露光するようにパターン形成されたガラス板１０６ｃをマスクとして設置し、露光するが、その際、ガラス板１０６ｃのパターンとして、拡張部となる部分と開口部となる部分で、濃淡を付けたパターンを形成しており、露光することにより、開口部及び拡張部となる部分を一括して露光することができる（図１１（ｂ）参照）。
この後、硬化樹脂層１０２ｃを所定の時間、現像液と接触させ、硬化樹脂層１０２ｃの露光した硬化樹脂層表面１０４ｂを含む部分を溶解除去し、拡張部１０４及び開口部１０３を形成する。これにより、開口部１０３と拡張部１０４とを有するマスターモールド１０２ｃの作製を終了する（図１１（ｃ）及び図９（ａ）参照）。
上記したマスターモールド作製工程では、パターン成形されたガラス板をマスクとして用い、露光、現像によりマスターモールドを作製しているが、レーザー光源等の集光された光源を用いて、マスクを用いることなく、開口部となる部分等の特定の領域を照射、露光し、現像処理してマスターモールドを作製してもよい。開口部と拡張部等、深さの異なる凹部を形成する場合には、レーザー光等を、照射する場所に応じてその出力を調整することにより、露光の深さを調整することができ、これにより一度に開口部と拡張部とを形成することが可能になる。
（２）転写モールド作製工程
本発明の転写モールド作製工程では、上記マスターモールド作製工程により作製されたマスターモールド１０２に、透明な熱可塑性樹脂フィルム１０８´を用い（図９（ｂ）参照）、熱可塑性樹脂フィルム１０８´を熱ラミネートしてマスターモールドの凹凸形状を転写し（図９（ｃ）参照）、その後剥離することにより、ミラーイメージモールド１０８を作製する（図９（ｄ）参照）。
透明な熱可塑性樹脂フィルムの材料としては、シクロオレフィンポリマー、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂等のアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等が挙げられる。
上記工程では、透明な熱可塑性樹脂フィルム１０８´を熱ラミネートすることによりマスターモールドを作製していたが、マスターモールド１０２上に、液状の樹脂を塗布し、硬化させた後、剥離することにより、ミラーイメージモールド１０８を作製してもよい。この方法によれば、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を使用してミラーイメージモールド１０８を作製することができる。
熱ラミネートの温度は、８０〜２００℃が好ましく、熱ラミネートの時間は、０．５〜５分が好ましい。
（３）フィルタ膜作製工程
本発明のフィルタ膜作製工程では、別の基体部１１１上に形成された感光性樹脂からなる感光性樹脂層１１２´に、透明なミラーイメージモールド１０８を押し付けた後（図９（ｅ）参照）、紫外線等を透明なミラーイメージモールド１０８を介して照射し、感光性樹脂層１１２´を硬化させ（図９（ｆ）参照）、基体部１１１上にフィルタ膜と同様の構成のフィルタ膜１１２を作製し（図９（ｇ）参照）、基体部１１１を剥離することにより、開口部１１３及び拡張部１１４が形成された本発明のフィルタ膜１１２の作製を終了する（図９（ｈ）参照）。
感光性樹脂層１１２´は、溶剤に溶かした感光性樹脂を基体部１１１に塗布し、乾燥させることにより形成することができる。感光性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリカハイブリッドコンポジット等が挙げられる。
別の基体部１１１の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、ビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂、シリコン等の金属、アルミナ、ガラス等のセラミック等が挙げられる。
上記フィルタ膜作製工程では、感光性樹脂を使用しているが、熱硬化性のシリコーン系樹脂等を使用し、ミラーイメージモールド１０８を押し付けた後、加熱等を行うことにより、樹脂を硬化させてもよい。
本発明のフィルタ膜の製造方法においては、上記マスターモールド作製工程において、フォトリソグラフィー及び／又はエッチングの手法を用いて、上記基体部と上記フィルタ膜部とが一体的に形成されたシリコン製又はガラス製のマスターモールドを作製してもよい。
図１２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の別のフィルタ膜の製造方法の一例におけるマスターモールド作製工程を模式的に示した断面図である。図１２（ａ）〜（ｆ）に示した製造方法では、マスターモールドとしてシリコン製又はガラス製のものを作製する。
マスターモールド作製工程では、まず、フォトリソグラフィーの手法を用い、シリコン製又はガラス製の基材１２１の表面に、平面視した際、開口部の形状の基材表面１２１ａが露出するようにエッチングレジスト層１２６を形成する（図１２（ａ）参照）。
ガラスの材料は特に限定されるものではなく、例えば、ソーダガラス等の汎用ガラス、石英ガラス、テンパックス等の耐熱ガラスを使用することができる。
次に、基材表面１２１ａを所定の時間、エッチングガスと接触させ、基材１２１に凹部（開口部）１２３を形成し（図１２（ｂ）参照）、エッチンングレジスト層１２６を剥離する（図１２（ｃ）参照）。
次に、フォトリソグラフィーの手法を用い、凹部（開口部）１２３を有する基材１２１上に、拡張部の形状の基材表面１２１ａが露出するように別のエッチングレジスト層１２７を形成する（図１２（ｄ）参照）。
次に、エッチングレジスト層１２７が形成された基材表面１２１ａを、所定時間エッチングガスと接触させることにより、基材１２１に所定深さの拡張部１２４及び開口部１２３を形成し（図１２（ｅ））、エッチングレジスト層１２７を剥離することにより開口部１２３及び拡張部１２４を有するシリコン製又はガラス製のマスターモールド１２２を作製する（図１２（ｆ））。
作製されたマスターモールドでは、基体部とフィルタ膜部とが一体的に形成されている。
得られたマスターモールド１２２を用いた本発明のフィルタ膜の製造方法は、上述の図９（ａ）〜（ｈ）を用いて説明したフィルタ膜の製造方法と同様であるので、ここではその説明を省略する。
（実施例）
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
（１）マスターモールド作製工程
ビスマレイミドトリアジン樹脂からなる基体部１０１の表面に、感光性のアクリル樹脂をジエチレングリコールジメチルエーテルに溶解させて調製した該塗布液を塗布し、乾燥させ、塗布層１０２´を形成した（図１０（ａ））。塗布層１０２ａ´の形成後、塗布層１０２ａ´を硬化させて硬化樹脂層１０２ａとし、平面視した際、開口部の形状の硬化樹脂層表面１０３ａが露光するようにパターン形成されたガラス板１０６ａをマスクとして設置し、露光した（図１０（ｂ）参照）。
次に、硬化樹脂層１０２ａを所定の時間、現像液と接触させ、硬化樹脂層表面１０３ａを含む部分を溶解除去し、凹部（開口部）１０３を形成した（図１０（ｃ）参照）。
この後、塗布層１０２ａ´を熱処理し、硬化樹脂層１０２ａとする。
次に、再度、上記塗布液を塗布し、乾燥させ、拡張部形成用の塗布層１０２ｂ´を形成した（図１０（ｄ）参照）。次に、塗布層１０２ｂ´を硬化させて硬化樹脂層１０２ｂとし、拡張部の形状の硬化樹脂層表面１０４ａが露光するようにパターン形成されたガラス板１０６ｂをマスクとして設置し、露光した（図１０（ｅ）参照）。
次に、硬化樹脂層１０２ｂを所定の時間、現像液と接触させ、硬化樹脂層表面１０４ａを含む部分を溶解除去して凹部（拡張部）１０４及び開口部１０３を形成した。これにより、開口部１０３と拡張部１０４とを有するマスターモールド１０２の作製を終了した（図１０（ｆ）及び図９（ａ）参照）。なお、硬化樹脂層１０２ａは、２回目の露光で溶解しないように処理されている。
（２）転写モールド作製工程
本発明の転写モールド作製工程では、上記マスターモールド作製工程により作製されたマスターモールド１０２に、シクロオレフィンポリマーからなる透明な熱可塑性樹脂フィルム１０８´を用い（図９（ｂ）参照）、熱可塑性樹脂フィルム１０８´を熱ラミネートしてマスターモールドの凹凸形状を転写し（図９（ｃ）参照）、その後剥離することにより、ミラーイメージモールド１０８を作製した（図９（ｄ）参照）。
（３）フィルタ膜作製工程
本発明のフィルタ膜作製工程では、別の基体部１１１上に形成された感光性のポリイミド樹脂からなる感光性樹脂層１１２´に、透明なミラーイメージモールド１０８を押し付けた後（図９（ｅ）参照）、紫外線等を透明なミラーイメージモールド１０８を介して照射し、感光性樹脂層１１２´を硬化させ（図９（ｆ）参照）、基体部１１１上にフィルタ膜と同様の構成のフィルタ膜１１２を作製し（図９（ｇ）参照）、基体部１１１を剥離することにより、開口部１１３及び拡張部１１４が形成された本発明のフィルタ膜１１２の作製を終了した（図９（ｈ）参照）。
得られたフィルタ膜は、平面視した構造が図３に示したものと同様であった。
形成されたフィルタ膜１１２において、開口部１１３の第二の面における径は、０．５μｍであった。
（実施例２）
（１）マスターモールド作製工程
基体部１０１上に上記樹脂を溶剤等に溶解させた塗布液を調製した後、該塗布液を塗布し、乾燥させ、開口部及び拡張部形成用の厚い塗布層１０２ｃ´を形成した（図１１（ａ）参照）。塗布層１０２ｃ´の形成後、塗布層１０２ｃ´を硬化させて硬化樹脂層１０２ｃとし、硬化樹脂層表面１０４ｂが露光するようにパターン形成されたガラス板１０６ｃをマスクとして設置し、露光するが、その際、ガラス板１０６ｃのパターンとして、拡張部となる部分と開口部となる部分で、濃淡を付けたパターンを形成しており、露光することにより、開口部及び拡張部となる部分を一括して露光することができる（図１１（ｂ）参照）。
この後、硬化樹脂層１０２ｃを所定の時間、現像液と接触させ、硬化樹脂層表面１０４ｂを含む部分を溶解除去し、拡張部１０４及び開口部１０３を形成した。これにより、開口部１０３と拡張部１０４とを有するマスターモールド１０２ｃの作製を終了した（図１１（ｃ）及び図９（ａ）参照）。
この後、実施例１と同様に（２）転写モールド作製工程及び（３）フィルタ膜作製工程を行い、本発明のフィルタ膜を作製した。
形成されたフィルタ膜において、開口部の第二の面における径は、０．５μｍであった。
（実施例３）
（１）マスターモールド作製工程
まず、シリコン製の基材１２１の表面に、フォトリソグラフィーの手法を用い、平面視した際、開口部の形状の基材表面１２１ａが露出するようにエッチングレジスト層１２６を形成した（図１２（ａ）参照）。
次に、基材表面１２１ａを所定の時間、エッチングガスと接触させ、基材１２１に凹部（開口部）１２３を形成し（図１２（ｂ）参照）、エッチンングレジスト層１２６を剥離した（図１２（ｃ）参照）。
次に、フォトリソグラフィーの手法を用い、凹部（開口部）１２３を有する基材１２１上に、拡張部の形状の基材表面１２１ａが露出するように別のエッチングレジスト層１２７を形成した（図１２（ｄ）参照）。
次に、エッチングレジスト層１２７が形成された基材表面１２１ａを、所定時間エッチングガスと接触させることにより、基材１２１に所定深さの拡張部１２４及び開口部１２３を形成し（図１２（ｅ））、エッチングレジスト層１２７を剥離することにより開口部１２３及び拡張部１２４を有するシリコン製のマスターモールド１２２を作製した（図１２（ｆ））。
この後、実施例１と同様に（２）転写モールド作製工程及び（３）フィルタ膜作製工程を行い、本発明のフィルタ膜を作製した。
形成されたフィルタ膜において、開口部の第二の面における径は、０．５μｍであった。
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、１１２ フィルタ膜
１１、２１ 第一の面
３１、４１、５１、６１ 島状部
７１、８１ 帯状部
１２、２２ 第二の面
１３、３３、４３、５３、６３、７３、８３、１０３、１１３、１２３ 開口部
１４、２４、３４、４４、５４、６４、７４、８４、１０４、１１４、１２４ 拡張部
１４ａ、２４ａ 底面
２４ｂ 壁面
１６、３６、４６、５６、６６、７６、８６ 開口
１０１、１１１ 基体部
１０２、１２２ マスターモールド
１０２ａ´、１０２ｂ´、１０２ｃ´ 塗布層
１０２ａ、１０２ｂ 硬化樹脂層
１０２ｃ マスターモールド（硬化樹脂層）
１０３ａ、１０４ａ、１０４ｂ 硬化樹脂層表面
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ ガラス板
１０８´ 熱可塑性樹脂フィルム
１０８ ミラーイメージモールド
１１２´ 感光性樹脂層
１２１ 基材
１２１ａ 基材表面
１２６、１２７ エッチングレジスト層

Claims (13)

  1. 複数の開口が形成され、前記開口を利用して処理媒体中の特定の材料を、他の材料から選択的に分離するフィルタ膜であって、
    前記フィルタ膜は、前記処理媒体が供給される側である第一の面と、第一の面と反対側の第二の面とを有し、
    前記開口を含み、前記第二の面に垂直な断面の形状は、
    少なくとも前記第二の面から第一の面に向かって形成された開口部と、前記開口部が前記第一の面に到達する前に開口部の大きさが拡張された拡張部とを含み、
    前記第一面は、二以上の領域に分割されていることを特徴とするフィルタ膜。
  2. 前記フィルタ膜を平面視した際、複数の島状部からなる第一の面が前記拡張部の間に点在している請求項１に記載のフィルタ膜。
  3. 前記フィルタ膜を平面視した際、前記島状部は、四角形からなり、前記島状部は、上下左右に規則的に配置されている請求項２に記載のフィルタ膜。
  4. 前記フィルタ膜を平面視した際、所定幅の帯状部からなる第一の面が拡張部を挟んで複数回繰り返す繰り返し構造を有する請求項１に記載のフィルタ膜。
  5. 前記フィルタ膜を平面視した際、前記第一の面は、縞模様を形成している請求項４に記載のフィルタ膜。
  6. 前記フィルタ膜は、全体的に同一材料からなり、一体的に形成されている請求項１〜５のいずれか１に記載のフィルタ膜。
  7. 前記開口を含み、前記第二の面に垂直な断面の形状において、
    前記拡張部の前記第一の面から続く壁面と、前記第一の面とのなす角度は、４３〜８０°である請求項１〜６のいずれか１に記載のフィルタ膜。
  8. 前記開口部の径（ｒ１）は、０．１〜１０．０μｍである請求項１〜７のいずれか１に記載のフィルタ膜。
  9. 前記開口部同士の間隔（ｄ）と開口部の径（ｒ１）との関係は、０．２ｒ１≦ｄ≦１．２ｒ１である請求項８に記載のフィルタ膜。
  10. 前記開口部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ１）は、１〜４μｍであり、前記拡張部のみが形成されている部分の厚さ（ｔ２）は、３〜１６μｍである請求項１〜９のいずれか１に記載のフィルタ膜。
  11. 前記開口部のアスペクト比（ｔ１／ｒ１）は、８以下である請求項８〜１０のいずれか１に記載のフィルタ膜。
  12. 平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する前記開口部が形成された面積（ａ１）の割合は、４〜３０％である請求項１〜１１のいずれか１に記載のフィルタ膜。
  13. 平面視した際のフィルタ膜の総面積（Ａ）に対する前記拡張部が形成された面積（ａ２）の割合は、２０〜８０％である請求項１〜１２のいずれか１に記載のフィルタ膜。
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