JP6087357B2 - Alumina through-hole membrane and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、アルミニウムの陽極酸化によって作製される陽極酸化ポーラスアルミナから形成されるアルミナスルーホールメンブレンと、その製造方法に関する。 The present invention, alumina through hole membrane formed from anodized porous alumina is produced by anodic oxidation of aluminum, a manufacturing method thereof.

アルミニウムを酸性浴中で陽極酸化することにより得られる陽極酸化ポーラスアルミナは、サイズの均一な細孔が配列したホールアレー構造を有するために、フィルターや触媒担体、鋳型材料等、様々な応用が期待できる機能性材料である。陽極酸化ポーラスアルミナは、アルミニウム材を電極として電解液中で陽極酸化を行うことでアルミニウム材の表面に形成される多孔質の酸化皮膜であるため、形成されたポーラスアルミナをフィルター用途などメンブレンとして使用する際には、地金から剥離する必要がある。陽極酸化を行ったアルミニウム材の残存地金を化学的に溶解除去すれば、ポーラスアルミナ皮膜を得ることが可能であるが、地金を溶解してしまうため残存地金を陽極酸化ポーラスアルミナの作製に使用できないことから、高スループットなメンブレンの作製法には適していない。   Anodized porous alumina obtained by anodizing aluminum in an acidic bath has a hole array structure in which pores of uniform size are arranged, so it is expected to be used in various applications such as filters, catalyst carriers, and template materials. It is a functional material that can be used. Anodized porous alumina is a porous oxide film formed on the surface of an aluminum material by anodizing it in an electrolytic solution using an aluminum material as an electrode, so the formed porous alumina is used as a membrane for filter applications, etc. When you do, it is necessary to peel from the bullion. It is possible to obtain a porous alumina film by chemically dissolving and removing the remaining bullion of the anodized aluminum material. However, since the bullion is dissolved, the remaining bullion is made of anodized porous alumina. Therefore, it is not suitable for a method for producing a high-throughput membrane.

また、地金アルミニウムよりポーラスアルミナ皮膜を剥離する手法としては、以前より逆電解剥離法(非特許文献1)や電解研磨液中でアノード電解を行う手法(非特許文献2)をはじめ、いくつかの手法が提案されてきている。例えば、逆電解剥離法によれば、所定の条件下で陽極酸化を行いポーラスアルミナ皮膜を形成した後、アルミニウム材を陰極として逆電解を行うと皮膜の剥離を行うことができることが知られている。また、所望の陽極酸化皮膜を形成したアルミニウム材を過塩素酸系の電解研磨液中で再度陽極酸化を行うことで、酸化皮膜の剥離が可能なことも報告されている。このような手法に基づけば、ポーラスアルミナ皮膜を剥離した後の地金は、再度、皮膜の形成を行うための母材として使用できるため、効率良くポーラスアルミナ皮膜の形成を行うことが可能である。   In addition, as a method of peeling the porous alumina film from the bare metal aluminum, there are several methods including a reverse electrolytic peeling method (Non-patent Document 1) and a method of performing anode electrolysis in an electrolytic polishing liquid (Non-Patent Document 2). This method has been proposed. For example, according to the reverse electrolytic stripping method, it is known that the coating can be stripped by performing anodization under a predetermined condition to form a porous alumina film and then performing reverse electrolysis using an aluminum material as a cathode. . It has also been reported that an oxide film can be peeled off by performing anodization again on an aluminum material on which a desired anodized film is formed in a perchloric acid-based electropolishing liquid. Based on such a technique, since the bare metal after peeling the porous alumina film can be used as a base material for forming the film again, it is possible to efficiently form the porous alumina film. .

陽極酸化ポーラスアルミナの特徴の一つに、適切な条件下で陽極酸化を行うと細孔が自己組織化的に規則配列を形成することが挙げられる(非特許文献3)。適切な条件下で長時間陽極酸化を行うことで形成された酸化皮膜層を選択的に溶解除去し、再度、同一の条件下で陽極酸化を行うという二段階陽極酸化プロセスによれば、表面から皮膜底部まで細孔が規則的に配列したポーラスアルミナも得ることができる(非特許文献4)。これは、一段目の陽極酸化によって形成された皮膜底部の規則的な細孔配列に対応した窪み配列がアルミニウム地金表面に形成され、これが、2回目の陽極酸化の際に細孔発生の開始点として機能することによるものである。このような特徴を活かせば、細孔が規則的に配列したホールアレー構造を有するポーラスアルミナメンブレンの作製を行うことができる。   One of the characteristics of anodized porous alumina is that the pores form a regular array in a self-organized manner when anodized under appropriate conditions (Non-patent Document 3). According to the two-step anodizing process in which the oxide film layer formed by anodizing for a long time under appropriate conditions is selectively dissolved and removed, and then anodized again under the same conditions, Porous alumina in which pores are regularly arranged to the bottom of the film can also be obtained (Non-Patent Document 4). This is because a depression array corresponding to the regular pore arrangement at the bottom of the film formed by the first stage of anodic oxidation is formed on the surface of the aluminum metal, and this is the start of pore generation during the second anodic oxidation. This is because it functions as a point. By making use of such characteristics, a porous alumina membrane having a hole array structure in which pores are regularly arranged can be produced.

しかしながら、既存のポーラスアルミナ皮膜の剥離手法では、適切な条件下で長時間陽極酸化を行い残存地金表面に規則的な窪み配列を形成した場合においても、剥離処理の過程で規則的な窪み配列構造が崩壊してしまうといった問題点があった。このため、剥離処理を行った後のアルミニウム材に再度同一条件下で陽極酸化を行った場合においても、表面から細孔が規則的に配列したポーラスアルミナを形成することはできない。地金表面に形成された規則的な凹凸構造を維持したままポーラスアルミナ皮膜の剥離を行うことが可能になれば、一つのアルミニウム材から連続的に繰り返し規則性ポーラスアルミナメンブレンを作製することが可能になると期待できるが、そのようなポーラスアルミナ皮膜の剥離手法は未だ確立されていない。   However, with the existing porous alumina film peeling method, even if anodization is performed for a long time under appropriate conditions and a regular depression array is formed on the surface of the remaining metal, the regular depression arrangement is performed during the peeling process. There was a problem that the structure collapsed. For this reason, even when anodization is again performed on the aluminum material after the peeling treatment under the same conditions, porous alumina in which pores are regularly arranged from the surface cannot be formed. If it is possible to peel the porous alumina film while maintaining the regular uneven structure formed on the metal surface, it is possible to produce a regular porous alumina membrane repeatedly from one aluminum material continuously. However, such a porous alumina film peeling method has not yet been established.

陽極酸化ポーラスアルミナは、皮膜の底部にバリヤー層と呼ばれるアルミナ層が形成されているため、スルーホールメンブレンとして使用する際には、このバリヤー層を除去することが必須となる。バリヤー層の除去には、Arイオンミリングのような物理的にアルミナ層を削る手法と、化学的に溶解する手法が知られている。Arイオンミリングのような手法を用いれば、細孔径を拡大することなく貫通処理を行うことが可能であるが、装置サイズの制約から、大面積試料への適用が困難であるといった問題点がある。一方、化学的な溶解手法によれば、大面積試料への適用が可能であるが、バリヤー層溶解処理の際に、細孔内部の溶解も進行するため、孔径が拡大してしまうといった問題点がある。これは、バリヤー層が溶解されるとともに、細孔内部にエッチャントが侵入し、細孔壁部分の溶解が進行することによる。通常、陽極酸化によって形成されたポーラスアルミナの細孔径は、細孔周期の1/3程度であるが、化学的な貫通孔化処理を用いた場合では細孔周期の1/3以下のサイズの細孔を有するスルーホールメンブレンの形成を行うことは困難である。バリヤー層部分が他のアルミナ層に比べ、著しく溶解性の高い性質を有する陽極酸化ポーラスアルミナの作製が可能になれば、化学溶解法によっても、細孔径の小さいスルーホールメンブレンの作製が可能になると期待できるが、そのような陽極酸化ポーラスアルミナ皮膜の作製手法はこれまでに報告されていない。   Since an anodized porous alumina has an alumina layer called a barrier layer formed at the bottom of the coating, it is essential to remove the barrier layer when used as a through-hole membrane. For removing the barrier layer, a method of physically scraping the alumina layer such as Ar ion milling and a method of chemically dissolving the layer are known. If a technique such as Ar ion milling is used, penetration processing can be performed without enlarging the pore diameter, but there is a problem that it is difficult to apply to a large-area sample due to restrictions on the apparatus size. . On the other hand, the chemical dissolution method can be applied to a large-area sample, but the problem is that the pore diameter increases because the dissolution inside the pore also proceeds during the barrier layer dissolution treatment. There is. This is because the barrier layer is dissolved, the etchant penetrates into the pores, and the dissolution of the pore wall portion proceeds. Usually, the pore diameter of the porous alumina formed by anodization is about 1/3 of the pore period. However, when chemical through-pore treatment is used, the pore diameter is 1/3 or less of the pore period. It is difficult to form a through-hole membrane having pores. If it becomes possible to produce an anodized porous alumina whose barrier layer portion has significantly higher solubility properties than other alumina layers, it is possible to produce a through-hole membrane with a small pore diameter even by a chemical dissolution method. Although it can be expected, a method for producing such an anodized porous alumina film has not been reported so far.

水木一成,アルミニウム研究会誌,6,6 (1985)Kazunari Mizuki, Journal of Aluminum Research, 6, 6 (1985) H. H. Yuan, F. Y. He, D. C. Sun, X. H. Xia, Chem. Mater., 16, 1841 (2004)H. H. Yuan, F. Y. He, D. C. Sun, X. H. Xia, Chem. Mater., 16, 1841 (2004) H. Masuda and K. Fukuda, Science, 268, 1466 (1995)H. Masuda and K. Fukuda, Science, 268, 1466 (1995) H. Masuda and M. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys. 35 (1996) 126H. Masuda and M. Satoh, Jpn. J. Appl. Phys. 35 (1996) 126

上述の如く、アルミニウム材表面に形成された陽極酸化ポーラスアルミナ皮膜を剥離するための、既存の手法では、剥離を行うポーラスアルミナ皮膜裏面のバリヤー層に対応した凹凸構造をアルミニウム地金表面に保持することが困難であった。また、大面積試料にも適用可能なバリヤー層の化学溶解によるスルーホール処理において、孔径拡大を伴わずに貫通孔を得ることは困難であった。   As described above, in the existing method for peeling the anodized porous alumina film formed on the surface of the aluminum material, the concavo-convex structure corresponding to the barrier layer on the back surface of the porous alumina film to be peeled is held on the aluminum metal surface. It was difficult. Further, in the through-hole treatment by chemical dissolution of the barrier layer applicable to a large area sample, it was difficult to obtain a through-hole without enlarging the hole diameter.

そこで本発明の課題は、上述したこれらの問題点を解決することが可能な、溶解性の異なる複数のアルミナ層を有する、とくに溶解性の高いアルミナ層をスルーホール処理に必要な部位に有する陽極酸化ポーラスアルミナから作製されるアルミナスルーホールメンブレンを煩雑な工程を経ることなく製造できるようにすることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an anode having a plurality of alumina layers with different solubility, particularly having a highly soluble alumina layer in a portion necessary for through-hole treatment, which can solve these problems described above. It is to make it the alumina through hole membrane made from oxidized porous alumina can be produced without a complicated process.

本発明は、従来のポーラスアルミナスルーホールメンブレンの作製手法では実現が困難であった、残存アルミニウム地金表面の規則的な凹凸構造を維持したままポーラスアルミナメンブレンの剥離を行う手法、更には、細孔径が微細なポーラスアルミナスルーホールメンブレンを得る手法について鋭意検討を行った結果完成されたものである。   The present invention provides a method for peeling a porous alumina membrane while maintaining a regular uneven structure on the surface of the remaining aluminum metal, which has been difficult to realize by a conventional method for producing a porous alumina through-hole membrane. This was completed as a result of intensive studies on a method for obtaining a porous alumina through-hole membrane with a fine pore diameter.

すなわち、本発明に係るアルミナスルーホールメンブレンの製造方法は、アルミニウムの陽極酸化のみによって溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成し、前記溶解性の異なる2層以上のアルミナ層を、電解液に含まれる酸の濃度または種類の異なる溶液中で陽極酸化を行うことにより作製するとともに、溶解性の高いアルミナ層を、3M以上の濃度の酸を含む電解液を用いた陽極酸化によって作製し、該陽極酸化ポーラスアルミナをエッチャントに浸漬し、前記溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することにより、溶解性の低いアルミナ層を細孔が貫通孔化されたスルーホールメンブレンに形成することを特徴とする方法からなる。 That is, the method for producing an alumina through-hole membrane according to the present invention forms an anodized porous alumina film having a structure in which two or more alumina layers having different solubility are laminated only by anodization of aluminum . Two or more alumina layers having different concentrations are prepared by anodizing in different concentrations or types of acids contained in the electrolyte, and a highly soluble alumina layer is formed with an acid having a concentration of 3M or more. produced by anodic oxidation using an electrolyte solution containing, immersed in etchant anodised porous alumina, by selectively dissolving and removing the high alumina layer of said soluble, pore lower alumina layer having solubility It forms in the through-hole membrane made into the through-hole, and consists of a method characterized by the above-mentioned.

このような方法においては、例えば、溶解性の低いアルミナ層を皮膜上部に、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した陽極酸化ポーラスアルミナでは、溶解性の高いアルミナ層をエッチャント中で優先的に溶解することが可能となるため、結果として、貫通孔を有する陽極酸化ポーラスアルミナメンブレンを得ることができる。この時、溶解性の高いアルミナ層と、溶解性の低いアルミナ層を、2層以上実質的に交互に積層しておけば、エッチャント中での化学溶解処理により、溶解性の低い複数枚のポーラスアルミナ膜を一度に得ることも可能である。   In such a method, for example, in an anodized porous alumina in which a low-solubility alumina layer is formed on the top of the film and a high-solubility alumina layer is formed on the bottom of the film, the high-solubility alumina layer is preferentially used in the etchant. As a result, an anodized porous alumina membrane having a through hole can be obtained. At this time, if two or more alumina layers having high solubility and alumina layers having low solubility are substantially alternately laminated, a plurality of porous layers having low solubility can be obtained by chemical dissolution treatment in an etchant. It is also possible to obtain an alumina film at once.

また、溶解性の異なるアルミナ層を陽極酸化で形成する手法としては、陽極酸化に用いる電解浴の種類を変化させる手法が有効である。陽極酸化によって形成されるアルミナ層は、皮膜中に電解液中のアニオン成分を取り込むことが知られており、得られるアルミナ層の溶解性は、皮膜中に取り込まれたアニオンの種類や濃度に依存して変化する。そのため、異なるアニオン種を含む2種類以上の電解液中で陽極酸化を行う手法や、酸濃度の異なる電解液中で陽極酸化を行うことで、溶解性の異なるアルミナ層を形成することが可能となる。   As a method for forming an alumina layer having different solubility by anodic oxidation, a method of changing the type of electrolytic bath used for anodic oxidation is effective. The alumina layer formed by anodization is known to incorporate an anionic component in the electrolyte into the coating, and the solubility of the resulting alumina layer depends on the type and concentration of the anion incorporated in the coating. And change. Therefore, it is possible to form alumina layers with different solubilities by performing anodization in two or more types of electrolytes containing different anion species, or by anodizing in electrolytes with different acid concentrations. Become.

溶解性の高いアルミナ層の形成には、本発明では、3M以上の酸またはアルカリ試薬を含む電解液を用いた陽極酸化による。更には、8M以上の酸またはアルカリ試薬を含む電解液を用いることが有効である。 In the present invention, the highly soluble alumina layer is formed by anodic oxidation using an electrolytic solution containing 3 M or more acid or alkali reagent. Furthermore , it is effective to use an electrolytic solution containing an acid or alkali reagent of 8 M or more.

高い溶解性を示すアルミナ層の形成には、硫酸、シュウ酸、リン酸、スルファミン酸のいずれか一つ以上を含む電解液を用いることが有効である。   It is effective to use an electrolytic solution containing one or more of sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, and sulfamic acid to form an alumina layer exhibiting high solubility.

また、上記のようにして作製された溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された陽極酸化ポーラスアルミナが表面に形成されたアルミニウム材をエッチャント中に浸漬すると、試料表面より細孔内部にエッチャントが侵入し高い溶解性のアルミナ層を優先的に溶解除去できるため、地金を溶解除去することなく、ポーラスアルミナスルーホールメンブレンを得ることができる。この時、溶解性の低いポーラスアルミナ層と溶解性の高いアルミナ層を複数積層しておけば、一つのアルミニウム材より、一度に複数枚のポーラスアルミナスルーホールメンブレンを得ることも可能である。   Moreover, when an aluminum material formed on the surface of anodized porous alumina having two or more layers of alumina layers with different solubility prepared as described above is immersed in an etchant, the etchant is introduced into the pores from the sample surface. Intrusions can preferentially dissolve and remove the highly soluble alumina layer, so that a porous alumina through-hole membrane can be obtained without dissolving and removing the metal. At this time, if a plurality of low-solubility porous alumina layers and high-solubility alumina layers are laminated, a plurality of porous alumina through-hole membranes can be obtained from one aluminum material at a time.

また、上記溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去する際に、酸化剤を含むエッチャントを使用すること、とくに、該酸化剤を含むエッチャントとして、クロム酸、硝酸の少なくとも一方を含む酸性溶液を使用することは、好ましい形態の一つである。アルミニウムの表面に溶解性の異なるアルミナ層の積層構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成し、皮膜の最底部に形成された溶解性の高いアルミナ層を溶解する際に,リン酸等の通常の酸性溶液を使用すると、アルミニウムの地金が露出した際に、アルミニウム表面で酸とアルミニウムが反応し水素発生が起こる。このようにして発生した水素ガスは、ポーラスアルミナ皮膜とアルミニウム地金の界面にトラップされることになり、これによりポーラスアルミナ皮膜に機械的な応力がかかり、クラックが発生することがある。このような問題は、酸化剤を含むエッチャント、中でも酸化力の高い酸性溶液(例えば、上述したクロム酸、硝酸の少なくとも一方を含む酸性溶液)を用いて溶解性の高いアルミナ層を溶解することで解決することが可能である。酸化剤を含むエッチャント、とくに、クロム酸や硝酸をはじめとする酸化力の強い酸性溶液では、アルミニウム地金が露出した場合にも、その表面に不動態膜が形成され,アルミニウムと酸の反応は進行しない。結果として、水素ガスの発生も抑制できることから、ポーラスアルミナ皮膜のクラックを抑制することができる。また、溶解性の高いアルミナ層の底部に溶解性の低いポーラスアルミナ層が形成された積層構造では、溶解性の高いアルミナ層を溶解除去しても、溶解性の低いアルミナ層がアルミニウム表面に残るため、地金が直接溶液に露出することを防ぐことができる。このような方法においても、剥離を行ったポーラスアルミナ皮膜にクラックが入ることを抑制することができる。   Further, when selectively dissolving and removing the highly soluble alumina layer, an etchant containing an oxidizing agent is used. In particular, an acidic solution containing at least one of chromic acid and nitric acid is used as the etchant containing the oxidizing agent. The use of is one of the preferred forms. When an anodized porous alumina film having a layered structure of alumina layers with different solubility is formed on the surface of aluminum and the highly soluble alumina layer formed at the bottom of the film is dissolved, phosphoric acid or the like is usually used. When the acid solution of is used, when the aluminum ingot is exposed, the acid and aluminum react on the aluminum surface to generate hydrogen. The hydrogen gas generated in this way is trapped at the interface between the porous alumina film and the aluminum base metal, which may cause mechanical stress on the porous alumina film and generate cracks. Such a problem is caused by dissolving a highly soluble alumina layer using an etchant containing an oxidizing agent, particularly an acidic solution having a high oxidizing power (for example, an acidic solution containing at least one of chromic acid and nitric acid described above). It is possible to solve. Etchant containing oxidant, especially acidic solutions with strong oxidizing power such as chromic acid and nitric acid, even when aluminum ingot is exposed, a passive film is formed on the surface, and the reaction between aluminum and acid Does not progress. As a result, generation of hydrogen gas can also be suppressed, so that cracks in the porous alumina film can be suppressed. In a laminated structure in which a low-solubility porous alumina layer is formed on the bottom of a high-solubility alumina layer, even if the high-solubility alumina layer is dissolved and removed, the low-solubility alumina layer remains on the aluminum surface. Therefore, it is possible to prevent the bare metal from being directly exposed to the solution. Also in such a method, it can suppress that a crack enters into the peeled porous alumina film.

また、ポーラスアルミナが形成された試料の端部分をあらかじめカットしておくと、側部からも溶解が進行するため効率良く、ポーラスアルミナスルーホールメンブレンを得ることができる。皮膜の最底部に溶解性の高いアルミナ層を形成しておけば、化学溶解処理によりポーラスアルミナ皮膜を剥離処理した後に、アルミニウム地金が露出するため、このアルミニウム材に再度陽極酸化を行うことで、繰り返し陽極酸化ポーラスアルミナを形成することも可能である。とくに、地金アルミニウムの溶解性の低いエッチャントを用いて、溶解性の高いアルミナ層を溶解すれば、陽極酸化ポーラスアルミナの細孔配列に対応した窪み配列を残存地金表面に保持することが可能である。そのため、溶解性の低いアルミナ層を自己組織化的な手法(例えば 非特許文献 H. Masuda and K. Fukuda, Science, 268, 1466 (1995))あるいはテクスチャリングによる手法(例えば 非特許文献 H. Masuda, H. Yamada, M. Satoh, H. Asoh, M. Nakao and T. Tamamura: Appl.Phys. Lett. 1997, 71, 2770)により細孔が規則配列したポーラスアルミナにし、その底部に形成する溶解性の高いアルミナ層の形成を行う際に細孔の規則配列を保持することが可能であれば、ポーラスアルミナを剥離した後、残存地金表面に規則的な窪み配列構造を保持することができる。このようなアルミニウム材を、再度適切な条件下で陽極酸化を行えば、表面から細孔が規則的に配列したポーラスアルミナメンブレンを繰り返し作製することが可能となる。   Further, if the end portion of the sample on which the porous alumina is formed is cut in advance, the dissolution proceeds from the side portion, so that a porous alumina through-hole membrane can be obtained efficiently. If a highly soluble alumina layer is formed at the bottom of the film, the aluminum ingot is exposed after the porous alumina film is peeled off by chemical dissolution treatment. It is also possible to repeatedly form anodized porous alumina. In particular, if a highly soluble alumina layer is dissolved using a low-solubility etchant of ingot aluminum, it is possible to retain the depression array corresponding to the pore arrangement of anodized porous alumina on the surface of the remaining ingot. It is. For this reason, a low-solubility alumina layer is prepared by a self-organizing method (for example, non-patent document H. Masuda and K. Fukuda, Science, 268, 1466 (1995)) or a texturing method (for example, non-patent document H. Masuda). , H. Yamada, M. Satoh, H. Asoh, M. Nakao and T. Tamamura: Appl. Phys. Lett. 1997, 71, 2770). If it is possible to maintain a regular arrangement of pores when forming a highly functional alumina layer, a regular dent arrangement structure can be maintained on the surface of the remaining metal after peeling the porous alumina. . If such an aluminum material is anodized again under appropriate conditions, a porous alumina membrane in which pores are regularly arranged from the surface can be repeatedly produced.

また、アルミニウムの予め定めた特定の領域に(例えば、マスキングによって予め定められた特定の領域に)陽極酸化により溶解性の低いアルミナ層を形成し、その後前記特定の領域を含む該特定の領域よりも広い領域に対し(例えば、マスキングを除去したより広い領域に対し)再度陽極酸化を行うことにより溶解性の高いアルミナ層を形成して、上記陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成することもできる。本発明によれば,アルミニウムに陽極酸化を行い、溶解性の低いアルミナ層を形成した後、電解液を変えて続けて陽極酸化を行うことで、積層構造を有するポーラスアルミナ層を形成し、当該試料にウェットエッチングを施すことで、アルミナスルーホールメンブレンの作製を行うことが可能であるが、再陽極酸化を行う際に、溶解性の低いアルミナ層を形成していない部分まで(上記のより広い領域まで)電解液に浸漬し、溶解性の高いアルミナ層を形成すれば、ウェットエッチングを行うだけで、アルミナスルーホールメンブレンがアルミニウム材から完全に分離された構造を得ることができる。さらには、あらかじめ、マスキングあるいは治具を用いてアルミニウム材の一部が電解液に浸漬しないような処理を施し陽極酸化を行うことで、アルミニウム材の一部にのみ溶解性の低いアルミナ層を形成し、その後、マスキングや治具により陽極酸化を行われていなかった部分まで、溶解性の高いアルミナ層の形成を行い、最後にウェットエッチングを行って溶解性の高いアルミナ層を溶解除去すれば、アルミニウム材からアルミナスルーホールメンブレンをより簡便に剥離することも可能である。このような手法を用いれば、アルミニウム材の形状によらず、ディスク形状など、所望の形状のアルミナスルーホールメンブレンを得ることが可能である。   Further, an alumina layer having a low solubility is formed by anodic oxidation in a predetermined specific region of aluminum (for example, in a specific region predetermined by masking), and then the specific region including the specific region Alternatively, a highly soluble alumina layer can be formed by anodizing again over a wide area (for example, a wider area where masking has been removed) to form the anodized porous alumina film. According to the present invention, anodization is performed on aluminum to form a low-solubility alumina layer, and then anodization is performed by changing the electrolytic solution to form a porous alumina layer having a laminated structure. It is possible to produce an alumina through-hole membrane by performing wet etching on the sample, but when performing re-anodization, up to the part where the low-solubility alumina layer is not formed (the above-mentioned wider If a highly soluble alumina layer is formed by immersing in an electrolyte solution (up to the region), a structure in which the alumina through-hole membrane is completely separated from the aluminum material can be obtained only by performing wet etching. Furthermore, an alumina layer with a low solubility is formed only on a portion of the aluminum material by performing anodization in advance by applying a treatment that prevents a portion of the aluminum material from being immersed in the electrolyte using masking or a jig. Then, to the part that has not been anodized by masking and jigs, forming a highly soluble alumina layer, and finally performing wet etching to dissolve and remove the highly soluble alumina layer, It is also possible to more easily peel the alumina through-hole membrane from the aluminum material. By using such a method, it is possible to obtain an alumina through-hole membrane having a desired shape such as a disk shape regardless of the shape of the aluminum material.

また、ウェットエッチングにより、陽極酸化ポーラスアルミナのスルーホール処理を行う際には、細孔径の拡大が伴うが、本発明で提案する積層構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナによれば、細孔径が拡大することなく皮膜のスルーホール処理を行うことも可能である。地金つきの状態でエッチングを行った場合においても、細孔径の拡大を最小限に抑えることが可能であるが、アルミニウム地金をあらかじめ溶解除去し、皮膜底部に形成された溶解性の高いアルミナ層に直接エッチングを施す手法によれば、地金付きの場合に比べて、より短時間に貫通孔化を行うことが可能となり、結果として、細孔径の拡大を最小限に抑えることも可能である。   In addition, when the through-hole treatment of the anodized porous alumina is performed by wet etching, the pore diameter increases, but according to the anodized porous alumina having the laminated structure proposed in the present invention, the pore diameter increases. It is also possible to perform through-hole treatment of the film without any problem. Even when etching is performed with a bare metal, it is possible to minimize the enlargement of the pore diameter. However, a highly soluble alumina layer is formed on the bottom of the film by dissolving and removing the aluminum in advance. According to the direct etching method, it is possible to make a through-hole in a shorter time than the case with a bare metal, and as a result, it is possible to minimize the expansion of the pore diameter. .

また、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に厚く形成すれば、例えば、溶解性の低いアルミナ層よりも厚く形成すれば、アルミニウムの地金溶解を行う際には貫通孔化処理までの皮膜の支持層として機能させることができるため、大面積のスルーホールメンブレンや100nm以下の厚みの極薄膜メンブレンを作製する際に有効である。   In addition, if a highly soluble alumina layer is formed thick on the bottom of the film, for example, if it is formed thicker than an alumina layer with low solubility, when the aluminum metal is melted, the film up to the through-hole treatment is formed. Since it can function as a support layer, it is effective for producing a large-area through-hole membrane or an ultra-thin membrane having a thickness of 100 nm or less.

また、本発明に係る方法においては、溶解性の低いアルミナ層の細孔を貫通孔化処理するに際し、あらかじめ定めた所望の領域部分のみ貫通孔化することも可能である。すなわち、上記溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成するに際し、溶解性の高いアルミナ層を、溶解性の低いアルミナ層の形成領域に対し予め定めた特定の領域のみに部分的に形成し、アルミニウムの地金を溶解除去した後、エッチャントに浸漬して上記溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することにより、上記特定の領域の溶解性の低いアルミナ層の細孔のみが貫通孔化されたスルーホールメンブレンを形成する手法である。例えば、スルーホール化を行いたい部分にのみ溶解性の高いアルミナ層を形成する方法としては、溶解性の低いアルミナ層を形成した後、スルーホール化を行いたい部分以外に、マスクを形成して陽極酸化を行う手法を用いることができる。マスクとしては、乾燥することで塗膜となるポリマー溶液やマスキングテープを用いることができる。また、中性電解液中で陽極酸化を行うことで形成されるバリヤー型皮膜により、スルーホールを行わない部分にポアフィリングを施す手法も有効である。   Further, in the method according to the present invention, when the pores of the low-solubility alumina layer are subjected to through-hole treatment, it is possible to make only predetermined desired region portions through-holes. That is, when forming a film of anodized porous alumina having a structure in which two or more alumina layers having different solubilities are laminated, a highly soluble alumina layer is formed in advance with respect to a formation region of an alumina layer having low solubility. It is partially formed only in the specified specific region, and after the aluminum ingot is dissolved and removed, it is immersed in an etchant to selectively dissolve and remove the highly soluble alumina layer. This is a technique for forming a through-hole membrane in which only the pores of the low-solubility alumina layer are made through-holes. For example, as a method of forming an alumina layer having high solubility only in a portion to be through-holed, after forming a low-solubility alumina layer, a mask is formed in addition to the portion to be through-holed. A technique of performing anodization can be used. As the mask, a polymer solution or a masking tape that becomes a coating film by drying can be used. It is also effective to apply pore filling to a portion where no through-hole is formed by a barrier type film formed by anodizing in a neutral electrolyte.

さらに、本発明においては、より具体的な手法として、次のような手法を採用することもできる。例えば、アルミニウムの陽極酸化によって細孔が自己組織化的に規則配列した第1のアルミナ層を形成し、該第1のアルミナ層の細孔の底部側に、陽極酸化により第1の溶解性の高いアルミナ層を形成し、該第1の溶解性の高いアルミナ層の規則配列された細孔を次層の細孔発生開始点として利用し、陽極酸化により溶解性の低いアルミナ層を形成し、該溶解性の低いアルミナ層の細孔の底部側に、陽極酸化により第2の溶解性の高いアルミナ層を形成し、形成された陽極酸化ポーラスアルミナをエッチャントに浸漬し、前記第1、第2の溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することにより、前記溶解性の低いアルミナ層を細孔が貫通孔化されたスルーホールメンブレンに形成する手法を採用することもできる。自己組織化プロセスにより試料表面から底部にかけて規則的なポーラスアルミナの作製を行う場合には、通常、2段階陽極酸化プロセスが必須であった。これは、長時間陽極酸化により形成したポーラスアルミナ層を一旦除去し、これによって形成されるアルミニウム地金表面の規則的な窪み配列を2段目の陽極酸化の際の細孔発生開始点として利用するものである。しかしながら、上記のような本発明におけるより具体的な手法を用いると、適切な条件下で長時間陽極酸化を行い細孔の自己組織化的な規則配列を形成したのち、一旦、溶解性の高いアルミナ層を薄く形成し、続けて溶解性の低いアルミナ層が形成可能な条件下で所望の厚みのポーラスアルミナ層の形成を行ってエッチャント中に浸漬すれば、表面から底部まで細孔が規則的に配列したポーラスアルミナがアルミ地金表面に形成された試料を簡便に作製することができる。また、最後に溶解性の高いアルミナ層を再び形成したのち、エッチャント中に浸漬することにより、上記溶解性の低いアルミナ層を所望の膜厚の高規則性スルーホールメンブレンとして、簡素なプロセスで容易に得ることもできる。   Furthermore, in the present invention, the following method can be adopted as a more specific method. For example, a first alumina layer in which pores are regularly arranged in a self-organized manner is formed by anodic oxidation of aluminum, and the first soluble layer is formed by anodization on the bottom side of the pores of the first alumina layer. Forming a high alumina layer, utilizing the regularly arranged pores of the first highly soluble alumina layer as a starting point of pore generation of the next layer, forming an alumina layer having low solubility by anodic oxidation, On the bottom side of the pores of the low-solubility alumina layer, a second high-solubility alumina layer is formed by anodic oxidation, and the formed anodic porous alumina is immersed in an etchant. It is also possible to employ a technique in which the low-solubility alumina layer is selectively dissolved and removed to form the low-solubility alumina layer on the through-hole membrane having through holes. When regular porous alumina is produced from the sample surface to the bottom by the self-assembly process, a two-step anodizing process is usually essential. This removes the porous alumina layer formed by anodic oxidation for a long time, and uses the regular dent array on the surface of the aluminum ingot formed as a starting point for pore generation during the second anodic oxidation. To do. However, when a more specific method in the present invention as described above is used, after anodizing for a long time under appropriate conditions to form a self-organized regular array of pores, once the solubility is high By forming a thin alumina layer and then forming a porous alumina layer with a desired thickness under conditions that allow formation of a low-solubility alumina layer and immersing it in an etchant, the pores are regular from the surface to the bottom. It is possible to easily produce a sample in which porous alumina arranged in the above is formed on the surface of an aluminum ingot. Finally, after forming a highly soluble alumina layer again and immersing it in an etchant, the low solubility alumina layer can be easily converted into a highly regular through-hole membrane with the desired film thickness by a simple process. Can also be obtained.

さらにまた、本発明に係る方法においては、陽極酸化によって細孔が自己組織化的に規則配列した陽極酸化ポーラスアルミナを形成し、この陽極酸化ポーラスアルミナを選択的に溶解除去し、除去後の表面に残存した規則的な窪みの配列を利用して、より高精度にアルミナスルーホールメンブレン製造用の、アルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成することができる。すなわち、アルミニウムの陽極酸化によって細孔が自己組織化的に規則配列した第1のアルミナ層を形成し、該第1のアルミナ層の皮膜を選択的に溶解除去することで、表面に前記細孔の底部に対応する規則的な窪みの配列が形成されたアルミニウム材を作製し、該アルミニウム材に対して、陽極酸化によって溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成し、該陽極酸化ポーラスアルミナをエッチャントに浸漬し、溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することにより、溶解性の低いアルミナ層を細孔が貫通孔化されたスルーホールメンブレンに形成する手法である。   Furthermore, in the method according to the present invention, anodized porous alumina in which pores are regularly arranged in a self-organized manner is formed by anodization, and the anodized porous alumina is selectively dissolved and removed, and the surface after removal is removed. An anodized porous alumina film having a structure in which two or more alumina layers are laminated for manufacturing an alumina through-hole membrane can be formed with higher accuracy by using the arrangement of regular depressions remaining in the substrate. . That is, a first alumina layer in which pores are regularly arranged in a self-organized manner is formed by anodic oxidation of aluminum, and the film of the first alumina layer is selectively dissolved and removed, whereby the pores are formed on the surface. An anodized porous material having a structure in which two or more alumina layers having different solubility by anodization are laminated on an aluminum material in which an array of regular depressions corresponding to the bottom of the material is formed. By forming an alumina film and immersing the anodized porous alumina in an etchant to selectively dissolve and remove the highly soluble alumina layer, the low-solubility alumina layer has a through-hole. This is a technique for forming a hole membrane.

この手法においては、上記第1のアルミナ層を形成するために陽極酸化するに際し、第一段階目の陽極酸化を実施した後、陽極酸化電圧、電解液濃度の少なくとも一方を変更して第二段階目以降の陽極酸化を実施するようにすることもできる。このようにすれば、第1のアルミナ層の細孔を、より高い規則性をもって配列することができ、第1のアルミナ層除去後の窪みも、より高い規則性をもって配列することが可能になるので、最終的に得られるアルミナスルーホールメンブレンの貫通孔も、より高い規則性をもって配列することができる。   In this method, when anodizing to form the first alumina layer, after performing the first stage of anodization, at least one of the anodization voltage and the electrolyte concentration is changed to form the second stage. It is also possible to carry out anodic oxidation after the first. In this way, the pores of the first alumina layer can be arranged with higher regularity, and the recesses after the removal of the first alumina layer can be arranged with higher regularity. Therefore, the through holes of the finally obtained alumina through hole membrane can also be arranged with higher regularity.

本発明は、さらに、アルミニウムの陽極酸化によって形成される陽極酸化ポーラスアルミナであって、溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有することを特徴とする陽極酸化ポーラスアルミナについても提供することも可能である。 In the present invention, furthermore, a anodized porous alumina formed by anodic oxidation of aluminum, for the anodic porous alumina solubility of different alumina layer is characterized by having a laminated structure of two or more layers It is also possible to provide .

また、本発明は、電解液に含まれる酸の濃度または種類の異なる溶液中でアルミニウムの陽極酸化を行うことにより、溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナを形成することを特徴とする、陽極酸化ポーラスアルミナの製造方法についても提供することが可能である。 In the present invention , anodized porous having a structure in which two or more alumina layers having different solubilities are laminated by performing anodization of aluminum in solutions having different concentrations or types of acids contained in the electrolytic solution. It is also possible to provide a method for producing anodized porous alumina, which is characterized by forming alumina .

また、本発明は、溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することによって得られたアルミナスルーホールメンブレンであって、その表面が,細孔の周辺部分が窪んだ構造を有していることを特徴とするアルミナスルーホールメンブレンについても提供する。高濃度の酸またはアルカリ電解液中で陽極酸化を行うと、電解液中のアニオンがアルミナ皮膜中に多量に取り込まれるため、溶解性の高いアルミナ層が形成される。このとき、低濃度の電解液中で陽極酸化を行った後、高濃度の電解液中で陽極酸化を行うと、後述の図に示すような卵形のアニオンの取り込み分布となって、細孔の周辺部に同様の形状の溶解性の高いアルミナ層が形成され、この溶解性の高いアルミナ層をウェットエッチングによって選択的に溶解除去することにより、その表面に,細孔の周辺部分が窪んだ構造、例えば、セル境界部分に対して細孔周辺部が窪んだ構造が形成される。   The present invention also relates to an alumina through-hole membrane obtained by selectively dissolving and removing a highly soluble alumina layer of anodized porous alumina having a structure in which two or more alumina layers having different solubility are laminated. The present invention also provides an alumina through-hole membrane characterized in that the surface has a structure in which the peripheral portion of the pore is recessed. When anodization is performed in a high-concentration acid or alkaline electrolyte, a large amount of anions in the electrolyte is taken into the alumina film, so that a highly soluble alumina layer is formed. At this time, if anodization is performed in a high concentration electrolyte solution after anodization in a low concentration electrolyte solution, an oval anion uptake distribution as shown in the figure below will be formed, resulting in pores. A highly soluble alumina layer with the same shape is formed on the periphery of the surface, and by selectively dissolving and removing this highly soluble alumina layer by wet etching, the peripheral portion of the pores is recessed on the surface. A structure, for example, a structure in which the periphery of the pore is recessed with respect to the cell boundary portion is formed.

また、本発明は、溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することによって得られた、細孔周期の1/3以下の細孔径の細孔を有することを特徴とするアルミナスルーホールメンブレンについても提供することが可能である。前述の如く、従来の化学的な貫通孔化処理では、細孔周期の1/3以下のサイズの細孔を有するスルーホールメンブレンの形成を行うことは困難であったが、前述のような本発明に係る方法により、このようなアルミナスルーホールメンブレンの作製が可能となった。 In the present invention, the solubility of different alumina layer is obtained by selectively dissolving and removing the high alumina layer soluble in anodized porous alumina with a laminated structure of two or more layers, the pore period It is also possible to provide an alumina through-hole membrane characterized by having pores having a pore diameter of 1/3 or less of the above. As described above, it is difficult to form a through-hole membrane having pores having a size of 1/3 or less of the pore period by the conventional chemical through-hole forming treatment. The alumina through-hole membrane can be produced by the method according to the invention.

さらに本発明は、溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの、溶解性の低いアルミナ層の形成領域に対し予め定めた特定の領域のみに部分的に形成されていた溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することによって得られた、前記特定の領域の溶解性の低いアルミナ層の細孔のみが貫通孔化されていることを特徴とするアルミナスルーホールメンブレンについても提供することが可能である。前述の如き本発明に係る方法、例えば、スルーホール化を行いたい部分にのみ溶解性の高いアルミナ層を形成する手法として、溶解性の低いアルミナ層を形成した後、スルーホール化を行いたい部分以外に、マスクを形成して陽極酸化を行う手法を用いた方法により、このような特定の領域のみが貫通孔化されたアルミナスルーホールメンブレンが得られる。 Further, in the present invention , anodized porous alumina having a structure in which two or more alumina layers having different solubilities are laminated is partially only in a specific region predetermined with respect to the region where the low-solubility alumina layer is formed. Only the pores of the low-solubility alumina layer in the specific region obtained by selectively dissolving and removing the formed high-solubility alumina layer are formed as through-holes. An alumina through-hole membrane can also be provided . A method according to the present invention as described above, for example, as a method of forming an alumina layer having high solubility only in a portion to be through-hole formed, after forming a low-solubility alumina layer, a portion to be through-hole formed In addition, an alumina through-hole membrane in which only such a specific region is formed as a through hole can be obtained by a method using a method of forming a mask and performing anodization.

このように、本発明によれば、煩雑な工程を経ることなく容易に、所望のアルミナスルーホールメンブレンを得ることができる。   Thus, according to the present invention, a desired alumina through-hole membrane can be easily obtained without going through complicated steps.

本発明の一実施態様に係る陽極酸化ポーラスアルミナの製造方法を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing method of the anodic oxidation porous alumina which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施態様に係るアルミナスルーホールメンブレンの製造方法を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing method of the alumina through hole membrane which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の別の実施態様に係るアルミナスルーホールメンブレンの製造方法を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing method of the alumina through hole membrane which concerns on another embodiment of this invention. 本発明の別の実施態様に係る陽極酸化ポーラスアルミナの製造方法を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing method of the anodic oxidation porous alumina which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施態様に係るアルミナスルーホールメンブレンの製造方法を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing method of the alumina through-hole membrane which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施態様に係るアルミナスルーホールメンブレンの製造方法を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing method of the alumina through-hole membrane which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施態様に係るアルミナスルーホールメンブレンの製造方法を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing method of the alumina through-hole membrane which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施態様に係るアルミナスルーホールメンブレンの製造方法を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing method of the alumina through-hole membrane which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施態様に係るアルミナスルーホールメンブレンの製造方法を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing method of the alumina through-hole membrane which concerns on another embodiment of this invention. 図9に示した方法で得られた構造を電子顕微鏡で観察した一例を示す図である。It is a figure which shows an example which observed the structure obtained by the method shown in FIG. 9 with the electron microscope.

以下、図面を参照して、本発明のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法について詳細に説明する。
図1は、本発明において得られる溶解性の異なるアルミナ層が積層した陽極酸化ポーラスアルミナの製造方法を示したものである。陽極酸化の条件を変化させて2階陽極酸化を行うことで、溶解性の異なるアルミナ層を深さ方向に積層したポーラスアルミナを得ることができる。例えば、アルミニウム1の陽極酸化によって溶解性の異なる2層以上のアルミナ層を、電解液に含まれる酸の濃度または種類の異なる溶液中で陽極酸化を行うことにより作製する。図示例では、溶解性の低いアルミナ層2の細孔3の底部側に、溶解性の高いアルミナ層4が形成される。
Hereinafter, with reference to drawings, the manufacturing method of the alumina through-hole membrane of this invention is demonstrated in detail.
FIG. 1 shows a method for producing anodized porous alumina obtained by laminating alumina layers having different solubility obtained in the present invention. Porous alumina in which alumina layers having different solubilities are laminated in the depth direction can be obtained by changing the anodizing conditions and performing the second floor anodizing. For example, two or more alumina layers having different solubility due to anodization of aluminum 1 are prepared by anodizing in solutions having different concentrations or types of acids contained in the electrolytic solution. In the illustrated example, an alumina layer 4 with high solubility is formed on the bottom side of the pores 3 of the alumina layer 2 with low solubility.

図2は、上記のような溶解性の異なるアルミナ層2、4の積層構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナ5に、地金アルミニウム6付きの状態でエッチャントに浸漬してウェットエッチングを施すことで、ポーラスアルミナ層の剥離を行う様子を示したものである。この時、溶解性の高いアルミナ層4が選択的に溶解除去され、溶解性の低いアルミナ層2の細孔3が貫通孔化されてアルミナスルーホールメンブレン7として形成され、地金アルミニウム6から剥離される。   FIG. 2 shows a case where porous etching is performed by immersing anodized porous alumina 5 having a laminated structure of alumina layers 2 and 4 having different solubilities as described above in an etchant with bare metal aluminum 6 and performing wet etching. It shows how the alumina layer is peeled off. At this time, the high-solubility alumina layer 4 is selectively dissolved and removed, and the pores 3 of the low-solubility alumina layer 2 are made through-holes to form alumina through-hole membranes 7 that are peeled off from the bare aluminum 6 Is done.

図3は、3層以上の積層構造からなる陽極酸化ポーラスアルミナを作製し、ウェットエッチングを施すことで、複数枚のアルミナスルーホールメンブレンを一度に形成する手法を示している。例えば、アルミニウム1の陽極酸化によって形成される溶解性の低いアルミナ層2に対し、電解液に含まれる酸の濃度または種類の異なる溶液中で陽極酸化を行うことにより溶解性の高いアルミナ層が形成される。図示例では、地金アルミニウム6側から順に、溶解性の高いアルミナ層4a、溶解性の低いアルミナ層2a、溶解性の高いアルミナ層4b、溶解性の低いアルミナ層2b、溶解性の高いアルミナ層4c、溶解性の低いアルミナ層2cが、交互に形成されている。この陽極酸化ポーラスアルミナの全体を、地金アルミニウム6付きの状態でエッチャントに浸漬してウェットエッチングを施すことにより、溶解性の高いアルミナ層4a、4b、4cを実質的に同時に溶解除去することで、複数枚のアルミナスルーホールメンブレン7a、7b、7cを一度に形成する。   FIG. 3 shows a method of forming a plurality of alumina through-hole membranes at a time by producing anodized porous alumina having a laminated structure of three or more layers and performing wet etching. For example, a highly soluble alumina layer is formed by performing anodic oxidation in a solution having a different concentration or type of acid contained in the electrolytic solution with respect to the low-solubility alumina layer 2 formed by anodic oxidation of aluminum 1. Is done. In the illustrated example, an alumina layer 4a having a high solubility, an alumina layer 2a having a low solubility, an alumina layer 4b having a high solubility, an alumina layer 2b having a low solubility, and an alumina layer having a high solubility, in this order from the metal aluminum 6 side. 4c, low-solubility alumina layers 2c are alternately formed. By immersing the whole of the anodized porous alumina in an etchant with the base metal aluminum 6 and performing wet etching, the highly soluble alumina layers 4a, 4b and 4c are dissolved and removed substantially simultaneously. A plurality of alumina through-hole membranes 7a, 7b, 7c are formed at a time.

図4は、剥離処理を施したのち、再度陽極酸化を行うことで、地金表面の窪みパターンに対応した細孔配列を有する陽極酸化ポーラスアルミナの形成を行う手法を示している。例えば、図2に示したのと同様に、溶解性の異なるアルミナ層2、4の積層構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナに、地金アルミニウム6付きの状態でエッチャントに浸漬してウェットエッチングを施すことで、溶解性の高いアルミナ層4を選択的に溶解除去し、溶解性の低いアルミナ層2をアルミナスルーホールメンブレン7として形成するとともに地金アルミニウム6から剥離する。剥離後、表面に窪みパターン8が残存した状態で再度陽極酸化を行うことにより、窪みパターン8に対応した細孔配列を有する陽極酸化ポーラスアルミナ9を形成する。   FIG. 4 shows a method of forming an anodized porous alumina having a pore arrangement corresponding to a dent pattern on the surface of a bare metal by performing anodization again after performing a peeling treatment. For example, as shown in FIG. 2, wet etching is performed by immersing anodized porous alumina having a laminated structure of alumina layers 2 and 4 having different solubilities in an etchant with a bare aluminum 6. Then, the alumina layer 4 having high solubility is selectively dissolved and removed, and the alumina layer 2 having low solubility is formed as the alumina through-hole membrane 7 and peeled off from the metal aluminum 6. After the peeling, anodic oxidation is performed again with the depression pattern 8 remaining on the surface, thereby forming an anodized porous alumina 9 having a pore arrangement corresponding to the depression pattern 8.

図5は、地金部分を溶解除去した後にウェットエッチングを施すことで、ポーラスアルミナスルーホールメンブレンの作製を行う手法を示している。図示例では、図1に示したのと同様に、アルミニウム1の陽極酸化によって溶解性の異なる2層以上のアルミナ層を、例えば、電解液に含まれる酸の濃度または種類の異なる溶液中で陽極酸化を行うことにより作製する。すなわち、溶解性の低いアルミナ層2の細孔3の底部側に、溶解性の高いアルミナ層4を形成する。地金アルミニウム6を溶解除去した後に、溶解性の高いアルミナ層4を選択的に溶解除去し、溶解性の低いアルミナ層2の細孔3を貫通孔化してアルミナスルーホールメンブレン7を作製する。   FIG. 5 shows a method for producing a porous alumina through-hole membrane by performing wet etching after dissolving and removing the metal part. In the illustrated example, as shown in FIG. 1, two or more alumina layers having different solubility due to the anodic oxidation of aluminum 1 are formed in, for example, an anode in a solution having a different concentration or type of acid contained in the electrolytic solution. It is produced by performing oxidation. That is, the highly soluble alumina layer 4 is formed on the bottom side of the pores 3 of the lowly soluble alumina layer 2. After the metal aluminum 6 is dissolved and removed, the alumina layer 4 having high solubility is selectively dissolved and removed, and the pores 3 of the alumina layer 2 having low solubility are made through-holes to produce an alumina through-hole membrane 7.

図6は、溶解性の高いアルミナ層を厚く形成し、支持層として使用するプロセスを示している。例えば、図5に示したように形成される、地金アルミニウム6溶解除去後の、溶解性の低いアルミナ層2dと溶解性の高いアルミナ層4dの積層構成を有する陽極酸化ポーラスアルミナ5の溶解性の高いアルミナ層4dを比較的厚い層に形成し、支持層として機能させる。この支持層として機能する溶解性の高いアルミナ層4dを選択的に溶解除去し、溶解性の低いアルミナ層2dの細孔を貫通孔化してアルミナスルーホールメンブレン7を作製する。溶解性の高いアルミナ層4dが溶解除去されるまでは、溶解性の低いアルミナ層2dはアルミナ層4dで支持されているので、溶解性の低いアルミナ層2d自体は比較的薄い層でも形態保持可能となり、最終的に薄いアルミナスルーホールメンブレン7の作製が可能となる。   FIG. 6 shows a process in which a highly soluble alumina layer is formed thick and used as a support layer. For example, the solubility of the anodized porous alumina 5 formed as shown in FIG. 5 and having a laminated structure of the low-solubility alumina layer 2d and the high-solubility alumina layer 4d after the dissolution and removal of the bare aluminum 6 is performed. A high-alumina layer 4d is formed in a relatively thick layer and functions as a support layer. The alumina layer 4d having high solubility functioning as the support layer is selectively dissolved and removed, and the pores of the alumina layer 2d having low solubility are made through-holes to produce the alumina through-hole membrane 7. Until the high-solubility alumina layer 4d is dissolved and removed, the low-solubility alumina layer 2d is supported by the alumina layer 4d, so that the low-solubility alumina layer 2d itself can retain its form even with a relatively thin layer. Finally, it becomes possible to produce a thin alumina through-hole membrane 7.

図7は、予め定められた特定の領域のみスルーホール化したアルミナスルーホールメンブレンの作製例を示している。図1に示したのと同様に、アルミニウム1の陽極酸化によって細孔3を有する溶解性の低いアルミナ層2を形成し、上記予め定められた特定の領域以外の領域(つまり、スルーホール化を行いたくない領域)に例えばマスク11を施し、上記とは異なる条件の陽極酸化によってマスク11を施していない領域部分に対して溶解性の低いアルミナ層2の細孔3の底部側に溶解性の高いアルミナ層12を形成し、地金アルミニウム6を溶解除去した後に、マスク11と溶解性の高いアルミナ層12を溶解除去することにより、特定の領域のみ部分的にスルーホール化したアルミナスルーホールメンブレン13を作製することができる。   FIG. 7 shows a manufacturing example of an alumina through-hole membrane in which only a predetermined specific region is made a through hole. In the same manner as shown in FIG. 1, a low-solubility alumina layer 2 having pores 3 is formed by anodic oxidation of aluminum 1, and regions other than the predetermined specific region (that is, through holes are formed). For example, a mask 11 is applied to a region which is not desired to be performed, and the solubility of the mask layer 11 on the bottom side of the pores 3 of the alumina layer 2 is low with respect to the region where the mask 11 is not applied by anodic oxidation under conditions different from the above. An alumina through-hole membrane in which only a specific region is partially through-holed by dissolving and removing the mask 11 and the highly soluble alumina layer 12 after the high alumina layer 12 is formed and the bare aluminum 6 is dissolved and removed. 13 can be produced.

図8は、溶解性の高いアルミナ層を溶解性の低いアルミナ層よりも広い領域に形成し、溶解性の高いアルミナ層の溶解除去により簡便にアルミナスルーホールメンブレンを作製する手法の例を概略平面図として示している。図8(A)に示す例では、アルミニウム1の予め定めた特定の領域21に(例えば、マスキングによって予め定められた特定の領域21に)陽極酸化により溶解性の低いアルミナ層22を形成し、その後この特定の領域21を含む該特定の領域21よりも広い領域23に対し(例えば、上記マスキングを除去することにより、あるいは別のマスキングを施すことにより設定された、上記領域21よりも広い領域23に対し)再度陽極酸化を行うことにより溶解性の高いアルミナ層24を形成し、溶解性の高いアルミナ層24を溶解除去することにより、溶解性の低いアルミナ層22で形成されたアルミナスルーホールメンブレン25を地金アルミニウム6から簡便に剥離させることができる。図8(B)に示す例においても同様に、アルミニウム1の予め定めた特定の領域26に陽極酸化により溶解性の低いアルミナ層27を形成し、その後この特定の領域26を含む該特定の領域26よりも広い領域28に対し再度陽極酸化を行うことにより溶解性の高いアルミナ層29を形成し、溶解性の高いアルミナ層29を溶解除去することにより、溶解性の低いアルミナ層27で形成されたアルミナスルーホールメンブレン30を地金アルミニウム6から簡便に剥離させることができる。   FIG. 8 is a schematic plan view showing an example of a method of forming an alumina through-hole membrane simply by forming a high-solubility alumina layer in a wider area than a low-solubility alumina layer and dissolving and removing the high-solubility alumina layer. It is shown as a diagram. In the example shown in FIG. 8A, an alumina layer 22 having low solubility is formed by anodic oxidation in a predetermined specific region 21 of aluminum 1 (for example, in a specific region 21 predetermined by masking), Thereafter, an area wider than the area 21 is set on the area 23 including the specific area 21 and wider than the specific area 21 (for example, by removing the masking or by applying another masking). 23) to form an alumina layer 24 having high solubility by performing anodic oxidation again, and by removing the alumina layer 24 having high solubility by dissolving and removing the alumina layer 24 having low solubility. The membrane 25 can be easily peeled from the bare aluminum 6. Similarly, in the example shown in FIG. 8B, an alumina layer 27 having a low solubility is formed by anodic oxidation in a predetermined specific region 26 of aluminum 1, and then the specific region including the specific region 26 is formed. An area 28 wider than 26 is anodized again to form an alumina layer 29 with high solubility, and an alumina layer 29 with high solubility is formed by dissolving and removing the alumina layer 29 with high solubility. Further, the alumina through-hole membrane 30 can be easily peeled off from the bare aluminum 6.

図9は、細孔の周辺部分が窪んだ表面構造を有するアルミナスルーホールメンブレンの作製例を示している。アルミニウム1の表面上に溶解性の低いアルミナ層31を形成した後溶解性の高いアルミナ層32を形成するとき、低濃度の電解液中で陽極酸化を行った後,高濃度の電解液中で陽極酸化を行うと、図9に示したような略卵形のアニオンの取り込み分布となり、この溶解性の高いアルミナ層32に対してウェットエッチングを行い溶解性の高いアルミナ層32を溶解除去すると、セル境界部分に対して細孔3の周辺部が窪んだ構造33のアルミナスルーホールメンブレン34が形成される。このような方法により作製されたアルミナスルーホールメンブレンの構造を電子顕微鏡で観察した一例を図10に示す(図9に示した方法で得られた構造41)。   FIG. 9 shows an example of manufacturing an alumina through-hole membrane having a surface structure in which the peripheral portion of the pore is recessed. After forming the low-solubility alumina layer 31 on the surface of the aluminum 1, after forming the high-solubility alumina layer 32, the anodization is performed in the low-concentration electrolytic solution, and then in the high-concentration electrolytic solution. When anodization is performed, the distribution of uptake of the anion as shown in FIG. 9 is obtained, and when the highly soluble alumina layer 32 is dissolved and removed by performing wet etching on the highly soluble alumina layer 32, An alumina through-hole membrane 34 having a structure 33 in which the periphery of the pore 3 is recessed with respect to the cell boundary portion is formed. An example of observing the structure of an alumina through-hole membrane produced by such a method with an electron microscope is shown in FIG. 10 (structure 41 obtained by the method shown in FIG. 9).

実施例1(アルミ地金付き試料からの細孔周期100nmアルミナスルーホールメンブレンの形成)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で90分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で8分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料を1wt%リン酸水溶液、浴温30度中に30分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、皮膜部分を地金より取り外することでアルミナスルーホールメンブレンを得た。
Example 1 (Formation of alumina through hole membrane with 100 nm pore period from sample with aluminum ingot)
An aluminum plate having a purity of 99.99% was subjected to an electropolishing treatment in a perchloric acid ethanol mixed solution, and then anodized for 90 minutes under the conditions of a 0.3 M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 40 V. Subsequently, anodization was performed for 8 minutes under the conditions of a 12 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 40 V, thereby forming a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The obtained sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to remove the highly soluble alumina layer. The etched sample was washed with distilled water and dried, and then the film portion was removed from the bare metal to obtain an alumina through-hole membrane.

実施例2(アルミ地金付き試料からの細孔周期63nmアルミナスルーホールメンブレンの形成)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、0.3M硫酸浴、浴温17度、化成電圧25Vの条件下で180分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧25Vの条件下で8分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料を1wt%リン酸水溶液、浴温30度中に30分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、皮膜部分を地金より取り外することでアルミナスルーホールメンブレンを得た。
Example 2 (Formation of alumina through-hole membrane with 63 nm pore period from sample with aluminum ingot)
An aluminum plate having a purity of 99.99% was subjected to an electropolishing treatment in a perchloric acid ethanol mixed solution, and then anodized for 180 minutes under the conditions of a 0.3 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a conversion voltage of 25 V. Subsequently, anodic oxidation was carried out for 8 minutes under the conditions of a 12M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 25 V to form a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The obtained sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to remove the highly soluble alumina layer. The etched sample was washed with distilled water and dried, and then the film portion was removed from the bare metal to obtain an alumina through-hole membrane.

実施例3(細孔周期100nm周期高規則性アルミナスルーホールメンブレンの形成)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で5時間陽極酸化を行い、その後、酸化皮膜部分をクロム酸リン酸混合溶液中で選択的に溶解除去することで、規則的な窪み配列が表面に形成されたアルミニウム板を得た。このようにして得られたアルミニウム板に、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で90分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で8分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料を1wt%リン酸水溶液、浴温30度中に30分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、皮膜部分を地金より取り外することでポーラスアルミナスルーホールメンブレンを得た。
Example 3 (Formation of highly regular alumina through-hole membrane with a pore period of 100 nm)
An aluminum plate with a purity of 99.99% was subjected to an electropolishing treatment in a perchloric acid ethanol mixed solution, and then anodized for 5 hours under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 40 V. By selectively dissolving and removing the oxide film portion in the chromic acid phosphoric acid mixed solution, an aluminum plate having a regular dent array formed on the surface was obtained. The aluminum plate thus obtained was anodized for 90 minutes under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 ° C., and a formation voltage of 40V. Subsequently, anodization was performed for 8 minutes under the conditions of a 12 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 40 V, thereby forming a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The obtained sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to remove the highly soluble alumina layer. After etching, the sample was washed with distilled water and dried, and then the film portion was removed from the bare metal to obtain a porous alumina through-hole membrane.

実施例4(細孔周期100nm周期高規則性アルミナスルーホールメンブレンの繰り返し形成)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で5時間陽極酸化を行い、その後、酸化皮膜部分をクロム酸リン酸混合溶液中で選択的に溶解除去することで、規則的な窪み配列が表面に形成されたアルミニウム板を得た。このようにして得られたアルミニウム板に、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で90分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で8分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料を1wt%リン酸水溶液、浴温30度中に30分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、皮膜部分を地金より取り外することでポーラスアルミナスルーホールメンブレンを得た。メンブレンを取り外した地金の表面には、規則的な窪み配列が形成されていることから、このアルミに板を使用し、再度、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で90分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で8分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料を1wt%リン酸水溶液、浴温30度中に30分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、皮膜部分を地金より取り外することでアルミナスルーホールメンブレンを得た。このような操作を5回繰り返した場合においても、表面から底部にかけて細孔が規則的に配列したアルミナスルーホールメンブレンを作製することが可能であった。
Example 4 (Repeated formation of highly regular alumina through-hole membrane with a pore period of 100 nm)
An aluminum plate with a purity of 99.99% was subjected to an electropolishing treatment in a perchloric acid ethanol mixed solution, and then anodized for 5 hours under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 40 V. By selectively dissolving and removing the oxide film portion in the chromic acid phosphoric acid mixed solution, an aluminum plate having a regular dent array formed on the surface was obtained. The aluminum plate thus obtained was anodized for 90 minutes under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 ° C., and a formation voltage of 40V. Subsequently, anodization was performed for 8 minutes under the conditions of a 12 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 40 V, thereby forming a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The obtained sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to remove the highly soluble alumina layer. After etching, the sample was washed with distilled water and dried, and then the film portion was removed from the bare metal to obtain a porous alumina through-hole membrane. Since a regular array of depressions is formed on the surface of the bare metal from which the membrane has been removed, a plate is used for this aluminum, and a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 40 V are used again. Anodization was performed for 90 minutes underneath. Subsequently, anodization was performed for 8 minutes under the conditions of a 12 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 40 V, thereby forming a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The obtained sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to remove the highly soluble alumina layer. The etched sample was washed with distilled water and dried, and then the film portion was removed from the bare metal to obtain an alumina through-hole membrane. Even when such an operation was repeated 5 times, it was possible to produce an alumina through-hole membrane in which pores were regularly arranged from the surface to the bottom.

実施例5(複数枚のポーラスアルミナスルーホールメンブレンの一括成形)
実施例3に記載の方法により規則的な窪み配列が形成されたアルミニウム板を作製し、これに、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で15分間陽極酸化、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で8分間陽極酸化をそれぞれ5回ずつ行った。このようにして得られた試料を、1wt%リン酸水溶液、浴温30℃に30分間浸漬することにより、溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去した。その後、試料は、蒸留水で洗浄し、乾燥させた。試料表面より、ポーラスアルミナ層を取りはずすことで、5枚のスルーホールメンブレンを得ることが可能であった。
Example 5 (Batch molding of multiple porous alumina through-hole membranes)
An aluminum plate in which a regular array of depressions was formed by the method described in Example 3 was prepared, and this was anodized for 15 minutes under conditions of a 0.3 M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 40 V. Anodization was performed 5 times each for 8 minutes under the conditions of a sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 40V. The sample thus obtained was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to selectively dissolve and remove the highly soluble alumina layer. Thereafter, the sample was washed with distilled water and dried. It was possible to obtain five through-hole membranes by removing the porous alumina layer from the sample surface.

実施例6(理想配列アルミナスルーホールメンブレンの形成)
純度99.99%のアルミニウム板表面に、100 nm周期で突起が規則的に配列した構造を持つNi製モールドを押し付け、表面に微細な凹凸パターンを形成した。テクスチャリング処理を施したアルミニウム板に、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で90分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で8分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料を1wt%リン酸水溶液、浴温30度中に30分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、皮膜部分を地金より取り外することで細孔が理想配列したアルミナスルーホールメンブレンを得た。
Example 6 (Formation of ideal array alumina through-hole membrane)
A Ni mold having a structure in which protrusions were regularly arranged with a period of 100 nm was pressed against the surface of an aluminum plate with a purity of 99.99% to form a fine uneven pattern on the surface. The aluminum plate subjected to texturing was anodized for 90 minutes under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 ° C., and a formation voltage of 40V. Subsequently, anodization was performed for 8 minutes under the conditions of a 12 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 40 V, thereby forming a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The obtained sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to remove the highly soluble alumina layer. The sample after etching was washed with distilled water and dried, and then the film portion was removed from the base metal to obtain an alumina through-hole membrane with ideally arranged pores.

実施例7(細孔径30nmの100nm周期アルミナスルーホールメンブレンの形成)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で5時間陽極酸化を行い、その後、酸化皮膜部分をクロム酸リン酸混合溶液中で選択的に溶解除去することで、規則的な窪み配列が表面に形成されたアルミニウム板を得た。このようにして得られたアルミニウム板に、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で15分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で8分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料の背面部分を機械的に削り酸化皮膜を除去し地金を露出させ、ヨウ素飽和メタノール中に浸漬することで、残存地金を選択的に溶解除去した。地金除去後の試料は、1wt%リン酸水溶液、浴温30度に、10分間浸漬することで表面、裏面ともに、細孔径が30nmの細孔周期100nmアルミナスルーホールメンブレンを得た。
Example 7 (Formation of 100 nm Periodic Alumina Through Hole Membrane with a Pore Diameter of 30 nm)
An aluminum plate with a purity of 99.99% was subjected to an electropolishing treatment in a perchloric acid ethanol mixed solution, and then anodized for 5 hours under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 40 V. By selectively dissolving and removing the oxide film portion in the chromic acid phosphoric acid mixed solution, an aluminum plate having a regular dent array formed on the surface was obtained. The aluminum plate thus obtained was anodized for 15 minutes under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 ° C., and a formation voltage of 40V. Subsequently, anodization was performed for 8 minutes under the conditions of a 12 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 40 V, thereby forming a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The back part of the obtained sample was mechanically shaved to remove the oxide film to expose the bare metal, and immersed in iodine saturated methanol to selectively dissolve and remove the remaining bare metal. After removing the bullion, the sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution at a bath temperature of 30 ° C. for 10 minutes to obtain a 100 nm alumina through-hole membrane with a pore diameter of 30 nm on both the front and back surfaces.

実施例8(溶解性の高いアルミナ層を支持層とするアルミナスルーホールメンブレンの形成)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で5時間陽極酸化を行い、その後、酸化皮膜部分をクロム酸リン酸混合溶液中で選択的に溶解除去することで、規則的な窪み配列が表面に形成されたアルミニウム板を得た。このようにして得られたアルミニウム板に、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で15秒間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で15分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料の背面部分を機械的に削り酸化皮膜を除去し地金を露出させ、ヨウ素飽和メタノール中に浸漬することで、残存地金を選択的に溶解除去した。溶解性の低いアルミナ層の厚みは100nmであったが、溶解性の高いアルミナ層を2μm形成していることから、ハンドリングも可能な機械強度を有する皮膜を得ることができた。地金除去後の試料は、1wt%リン酸水溶液、浴温30度に、10分間浸漬することで膜厚100nm スルーホールメンブレンとすることが可能であった。
Example 8 (Formation of an alumina through-hole membrane using a highly soluble alumina layer as a support layer)
An aluminum plate with a purity of 99.99% was subjected to an electropolishing treatment in a perchloric acid ethanol mixed solution, and then anodized for 5 hours under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 40 V. By selectively dissolving and removing the oxide film portion in the chromic acid phosphoric acid mixed solution, an aluminum plate having a regular dent array formed on the surface was obtained. The aluminum plate thus obtained was anodized for 15 seconds under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 ° C., and a formation voltage of 40V. Subsequently, anodic oxidation was performed for 15 minutes under the conditions of a 12 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 40 V to form a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The back part of the obtained sample was mechanically shaved to remove the oxide film to expose the bare metal, and immersed in iodine saturated methanol to selectively dissolve and remove the remaining bare metal. The thickness of the low-solubility alumina layer was 100 nm, but since a high-solubility alumina layer was formed at 2 μm, it was possible to obtain a film having mechanical strength that can be handled. The sample after removal of the bullion could be made into a 100 nm through-hole membrane by immersing the sample in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution at a bath temperature of 30 ° C. for 10 minutes.

実施例9(200nm周期理想配列アルミナスルーホールメンブレンの形成)
純度99.99%のアルミニウム板表面に、200 nm周期で突起が規則的に配列した構造を持つNi製モールドを押し付け、表面に微細な凹凸パターンを形成した。テクスチャリング処理を施したアルミニウム板に、0.05Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧80Vの条件下で15分間陽極酸化を行った。その後、続けて、14M硫酸浴、浴温0度、化成電圧80Vの条件下で10分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料を1wt%リン酸水溶液、浴温30度中に30分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、皮膜部分を地金より取り外することで細孔が理想配列したアルミナスルーホールメンブレンを得た。
Example 9 (Formation of 200 nm periodic ideal array alumina through-hole membrane)
A Ni mold having a structure in which protrusions were regularly arranged with a period of 200 nm was pressed against the surface of an aluminum plate with a purity of 99.99% to form a fine uneven pattern on the surface. The textured aluminum plate was anodized for 15 minutes under the conditions of a 0.05M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 80V. Subsequently, anodization was carried out for 10 minutes under the conditions of a 14 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 80 V to form a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The obtained sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to remove the highly soluble alumina layer. The sample after etching was washed with distilled water and dried, and then the film portion was removed from the base metal to obtain an alumina through-hole membrane with ideally arranged pores.

実施例10(45nm周期アルミナスルーホールメンブレンの形成)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、8M硫酸浴、浴温17度、化成電圧25Vの条件下で1時間陽極酸化を行い、その後、酸化皮膜部分をクロム酸リン酸混合溶液中で選択的に溶解除去することで、規則的な窪み配列が表面に形成されたアルミニウム板を得た。このようにして得られたアルミニウム板に、0.3M硫酸浴、浴温17度、化成電圧18Vの条件下で2分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧18Vの条件下で20分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料の背面部分を機械的に削り酸化皮膜を除去し地金を露出させ、ヨウ素飽和メタノール中に浸漬することで、残存地金を選択的に溶解除去した。地金除去後の試料は、1wt%リン酸水溶液、浴温30度に、10分間浸漬することで表面、裏面ともに、細孔径が15nmの細孔周期45nmアルミナスルーホールメンブレンを得た。
Example 10 (Formation of 45 nm periodic alumina through-hole membrane)
An aluminum plate with a purity of 99.99% was subjected to electropolishing treatment in a perchloric acid ethanol mixed solution, and then anodized for 1 hour under conditions of an 8M sulfuric acid bath, a bath temperature of 17 ° C, and a formation voltage of 25V. By selectively dissolving and removing the film portion in the chromic acid phosphoric acid mixed solution, an aluminum plate having a regular dent array formed on the surface was obtained. The aluminum plate thus obtained was anodized for 2 minutes under the conditions of a 0.3 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 18 V. Subsequently, anodization was carried out for 20 minutes under the conditions of a 12M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a conversion voltage of 18 V to form a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The back part of the obtained sample was mechanically shaved to remove the oxide film to expose the bare metal, and immersed in iodine saturated methanol to selectively dissolve and remove the remaining bare metal. The sample after the removal of the bullion was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution at a bath temperature of 30 ° C. for 10 minutes to obtain a 45 nm alumina through-hole membrane with a pore diameter of 15 nm on both the front and back surfaces.

実施例11(細孔周期100nm周期高規則性アルミナスルーホールメンブレンの形成)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で5時間陽極酸化を行い、続けて12M硫酸浴、40V、0度の条件下で10分間陽極酸化を行った。さらにつづけて、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で90分間陽極酸化、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で8分間陽極酸化を行い、規則性の悪い最上層の下に溶解性の高いアルミナ層、所望の膜厚を有する規則的なポーラスアルミナ層、更にその下に溶解性の高いアルミナ層が積層された試料を得た。この手法では、溶解性の高いアルミナ層を中間層とした場合にも細孔配列規則性は保持することができることが確認されている。得られた試料を1wt%リン酸水溶液、浴温30度中に30分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。これにより、所望の膜厚を有する表面から底部まで細孔が規則的に配列したポーラスアルミナスルーホールメンブレンを得た。
Example 11 (Formation of highly regular alumina through-hole membrane with a pore period of 100 nm)
An aluminum plate with a purity of 99.99% was electropolished in a perchloric acid ethanol mixed solution, then anodized for 5 hours under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 40V. Anodization was performed for 10 minutes under the conditions of 12M sulfuric acid bath, 40V, 0 degree. Next, anodization was performed for 90 minutes under conditions of 0.3M oxalic acid bath, bath temperature of 17 ° C and conversion voltage of 40V, and 12M sulfuric acid bath, bath temperature of 0 ° C and conversion voltage of 40V for 8 minutes. A sample was obtained in which a highly soluble alumina layer under a top layer with poor regularity, a regular porous alumina layer having a desired film thickness, and a highly soluble alumina layer thereunder were further laminated. In this method, it has been confirmed that the regularity of pore arrangement can be maintained even when an alumina layer having high solubility is used as an intermediate layer. The obtained sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to remove the highly soluble alumina layer. As a result, a porous alumina through-hole membrane was obtained in which pores were regularly arranged from the surface having the desired film thickness to the bottom.

実施例12(自己組織化プロセスで作製した200nm周期アルミナスルーホールメンブレン)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、0.8Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で16時間陽極酸化を行い、その後、0.8Mシュウ酸、浴温17度、化成電圧80Vの条件下で1時間陽極酸化を行った。この試料の酸化皮膜部分をクロム酸リン酸混合溶液中で選択的に溶解除去することで、規則的な窪み配列が表面に形成されたアルミニウム板を得た。このようにして得られたアルミニウム板に、0.05Mシュウ酸浴、浴温0度、化成電圧80Vの条件下で90分間陽極酸化を行った。その後、続けて、14M硫酸浴、浴温0度、化成電圧80Vの条件下で20分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料を1wt%リン酸水溶液、浴温30度中に30分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、皮膜部分を地金より取り外することで細孔が自己組織化的に200nm周期で規則配列したアルミナスルーホールメンブレンを得た。
Example 12 (200 nm periodic alumina through-hole membrane produced by self-assembly process)
An aluminum plate with a purity of 99.99% was subjected to electropolishing treatment in a perchloric acid ethanol mixed solution, and then anodized for 16 hours under the conditions of 0.8M oxalic acid bath, bath temperature of 17 degrees, and formation voltage of 40V. Anodization was performed for 1 hour under the conditions of 0.8 M oxalic acid, bath temperature of 17 ° C. and formation voltage of 80 V. By selectively dissolving and removing the oxide film portion of this sample in a mixed solution of chromic phosphoric acid, an aluminum plate having a regular dent array formed on the surface was obtained. The aluminum plate thus obtained was anodized for 90 minutes under the conditions of a 0.05M oxalic acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 80V. Subsequently, anodization was performed for 20 minutes under the conditions of a 14 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 80 V, thereby forming a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The obtained sample was immersed in a 1 wt% phosphoric acid aqueous solution and a bath temperature of 30 ° C. for 30 minutes to remove the highly soluble alumina layer. The sample after etching was washed with distilled water and dried, and then the film portion was removed from the base metal to obtain an alumina through-hole membrane in which pores were regularly arranged in a cycle of 200 nm in a self-organized manner.

実施例13(クロム酸を用いた溶解性の高いアルミナ層の溶解除去)
純度99.99%のアルミニウム板に、過塩素酸エタノール混合溶液中で電解研磨処理を施したのち、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で5時間陽極酸化を行い、その後、酸化皮膜部分をクロム酸リン酸混合溶液中で選択的に溶解除去することで、規則的な窪み配列が表面に形成されたアルミニウム板を得た。このようにして得られたアルミニウム板に、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で90分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で15分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成した。得られた試料を1.8wt%クロム酸、6wt%リン酸の混合水溶液、浴温30度中に15分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、3辺のエッジ部分のアルミナ層をスコッチテープで剥離することで、ポーラスアルミナスルーホールメンブレンを地金アルミニウムより取り外した。ポーラスアルミナスルーホールメンブレンを剥離したアルミニウム板表面には、規則的な細孔配列を有するポーラスアルミナが保持されているため、残った地金に再陽極酸化を行うことで、高アスペクト比の規則性ポーラスアルミナメンブレンを得ることが可能であった。
Example 13 (Dissolution removal of highly soluble alumina layer using chromic acid)
An aluminum plate with a purity of 99.99% was subjected to an electropolishing treatment in a perchloric acid ethanol mixed solution, and then anodized for 5 hours under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 degrees, and a formation voltage of 40 V. By selectively dissolving and removing the oxide film portion in the chromic acid phosphoric acid mixed solution, an aluminum plate having a regular dent array formed on the surface was obtained. The aluminum plate thus obtained was anodized for 90 minutes under the conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 ° C., and a formation voltage of 40V. Subsequently, anodic oxidation was performed for 15 minutes under the conditions of a 12 M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C., and a formation voltage of 40 V to form a highly soluble alumina layer at the bottom of the film. The obtained sample was immersed in a mixed aqueous solution of 1.8 wt% chromic acid and 6 wt% phosphoric acid and a bath temperature of 30 ° C. for 15 minutes to remove the highly soluble alumina layer. The etched sample was washed with distilled water and dried, and then the alumina layer at the edge of the three sides was peeled off with scotch tape to remove the porous alumina through-hole membrane from the bare aluminum. Porous alumina with a regular pore arrangement is retained on the surface of the aluminum plate from which the porous alumina through-hole membrane has been peeled off. By re-anodizing the remaining metal, regularity with a high aspect ratio is achieved. It was possible to obtain a porous alumina membrane.

実施例14(溶解性の高いアルミナ層の溶解除去時の水素ガス発生の抑制)
アルミニウム板に、0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で90分間陽極酸化を行った。その後、続けて、12M硫酸浴、浴温0度、化成電圧40Vの条件下で15分間陽極酸化を行い、溶解性の高いアルミナ層を皮膜底部に形成したのち、再び0.3Mシュウ酸浴、浴温17度、化成電圧40Vの条件下で5分間陽極酸化を行った。得られた試料を5wt%リン酸の混合水溶液、浴温30度中に15分間浸漬することで、溶解性の高いアルミナ層の除去を行った。エッチング後の試料は、蒸留水で洗浄、乾燥したのち、3辺のエッジ部分のアルミナ層をスコッチテープで剥離することで、ポーラスアルミナスルーホールメンブレンを基材より取り外した。
Example 14 (Suppression of hydrogen gas generation during dissolution and removal of a highly soluble alumina layer)
The aluminum plate was anodized for 90 minutes under conditions of a 0.3M oxalic acid bath, a bath temperature of 17 ° C., and a formation voltage of 40V. Subsequently, anodization was performed for 15 minutes under conditions of a 12M sulfuric acid bath, a bath temperature of 0 ° C, and a formation voltage of 40V, and a highly soluble alumina layer was formed on the bottom of the film, and then again a 0.3M oxalic acid bath and bath Anodization was performed for 5 minutes under conditions of a temperature of 17 degrees and a conversion voltage of 40V. The obtained sample was immersed in a mixed aqueous solution of 5 wt% phosphoric acid and a bath temperature of 30 ° C. for 15 minutes to remove the highly soluble alumina layer. The etched sample was washed with distilled water and dried, and then the alumina layer at the edge of the three sides was peeled off with a scotch tape to remove the porous alumina through-hole membrane from the substrate.

本発明に係るアルミナスルーホールメンブレンは、高規則性多孔性材料として、各種フィルター材料などの各種用途における様々な機能性デバイス用材料として適用することができる。   The alumina through-hole membrane according to the present invention can be applied as a highly regular porous material, as a material for various functional devices in various applications such as various filter materials.

1 アルミニウム
2、2a、2b、2c、2d、22、27、31 溶解性の低いアルミナ層
3 細孔
4、4a、4b、4c、4d、24、29、32 溶解性の高いアルミナ層
5 陽極酸化ポーラスアルミナ
6 地金アルミニウム
7、7a、7b、7c、25、30、34 アルミナスルーホールメンブレン
8 窪み配列
9 陽極酸化ポーラスアルミナ
11 マスク
12 溶解性の高いアルミナ層
13 アルミナスルーホールメンブレン
21、26 予め定めた特定の領域
23、28 特定の領域よりも広い領域
33 細孔周辺部が窪んだ構造
41 図9に示した方法で得られた構造
1 Aluminum 2, 2a, 2b, 2c, 2d, 22, 27, 31 Alumina layer with low solubility 3 Pore 4, 4a, 4b, 4c, 4d, 24, 29, 32 Alumina layer with high solubility 5 Anodization Porous alumina 6 Metal ingot 7, 7a, 7b, 7c, 25, 30, 34 Alumina through-hole membrane 8 Depression array 9 Anodized porous alumina 11 Mask 12 Highly soluble alumina layer 13 Alumina through-hole membrane 21, 26 Predetermined Specific regions 23 and 28 Regions wider than specific regions 33 Structures in which pore peripheral portions are recessed 41 Structures obtained by the method shown in FIG.

Claims (15)

アルミニウムの陽極酸化のみによって溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成し、前記溶解性の異なる2層以上のアルミナ層を、電解液に含まれる酸の濃度または種類の異なる溶液中で陽極酸化を行うことにより作製するとともに、溶解性の高いアルミナ層を、3M以上の濃度の酸を含む電解液を用いた陽極酸化によって作製し、該陽極酸化ポーラスアルミナをエッチャントに浸漬し、前記溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することにより、溶解性の低いアルミナ層を細孔が貫通孔化されたスルーホールメンブレンに形成することを特徴とする、アルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 An anodized porous alumina film having a structure in which two or more alumina layers having different solubility are laminated only by anodization of aluminum is formed, and the two or more alumina layers having different solubility are included in the electrolyte. Anodization is performed by performing anodization in solutions having different acid concentrations or types, and a highly soluble alumina layer is prepared by anodization using an electrolyte containing an acid having a concentration of 3M or more. immersing the porous alumina etchant, by selectively dissolving and removing the high alumina layer of said soluble, pore lower alumina layer having solubility and characterized by forming a through hole membrane is penetrated Anaka A method for producing an alumina through-hole membrane. 前記溶解性の高いアルミナ層を、硫酸、シュウ酸、リン酸、スルファミン酸のいずれか1つ以上を用いて形成する、請求項に記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 The method for producing an alumina through-hole membrane according to claim 1 , wherein the highly soluble alumina layer is formed using one or more of sulfuric acid, oxalic acid, phosphoric acid, and sulfamic acid. 前記溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去し、溶解性の低いアルミナ層をスルーホールメンブレンに形成する際に、アルミニウムの地金を溶解除去することなく、陽極酸化ポーラスアルミナをエッチャントに浸漬する、請求項1または2に記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 The high-solubility alumina layer is selectively dissolved and removed, and when forming a low-solubility alumina layer on the through-hole membrane, anodized porous alumina is immersed in an etchant without dissolving and removing the aluminum base metal. The method for producing an alumina through-hole membrane according to claim 1 or 2 . 溶解性の低いアルミナ層、該溶解性の低いアルミナ層の底部側に溶解性の高いアルミナ層、該溶解性の高いアルミナ層の底部側に溶解性の低いアルミナ層が形成された積層構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成し、該陽極酸化ポーラスアルミナをエッチャントに浸漬して前記溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することにより、溶解性の低いアルミナ層からなる剥離されたスルーホールメンブレンと、表面に溶解性の低いアルミナ層が形成されたアルミニウムの地金を得る、請求項1〜3のいずれかに記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。It has a laminated structure in which an alumina layer having low solubility, an alumina layer having high solubility on the bottom side of the alumina layer having low solubility, and an alumina layer having low solubility on the bottom side of the alumina layer having high solubility are formed. By forming a film of anodized porous alumina and immersing the anodized porous alumina in an etchant to selectively dissolve and remove the highly soluble alumina layer, a peeled through layer made of an alumina layer having low solubility is removed. The manufacturing method of the alumina through-hole membrane in any one of Claims 1-3 which obtains the hole metal and the aluminum ingot in which the low-solubility alumina layer was formed in the surface. 前記溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去する際に、酸化剤を含むエッチャントを使用する、請求項1〜のいずれかに記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 The method for producing an alumina through-hole membrane according to any one of claims 1 to 3 , wherein an etchant containing an oxidizing agent is used when the alumina layer having high solubility is selectively dissolved and removed. 前記酸化剤を含むエッチャントとして、クロム酸、硝酸の少なくとも一方を含む酸性溶液を使用する、請求項に記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 The method for producing an alumina through-hole membrane according to claim 5 , wherein an acidic solution containing at least one of chromic acid and nitric acid is used as the etchant containing the oxidizing agent. 前記陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜をアルミニウムの地金から剥離し、該剥離後に地金表面に残った皮膜底部の細孔配列に対応した窪み配列を利用し、繰り返し陽極酸化によって溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成する、請求項1〜のいずれかに記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 The anodized porous alumina film is peeled off from an aluminum base metal, and an alumina layer having different solubility by repeated anodic oxidation is utilized by using a hollow array corresponding to the pore array at the bottom of the film remaining on the base metal surface after the peeling. There is formed a film of anodized porous alumina with a stacked or two-layer structure, a manufacturing method of alumina through hole membrane according to any one of claims 1-6. アルミニウムの予め定めた特定の領域に陽極酸化により溶解性の低いアルミナ層を形成し、その後前記特定の領域を含む該特定の領域よりも広い領域に対し再度陽極酸化を行うことにより溶解性の高いアルミナ層を形成して、前記陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成する、請求項1〜のいずれかに記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 Highly soluble by forming an alumina layer having a low solubility in a predetermined specific region of aluminum by anodic oxidation, and then performing anodization again on a region wider than the specific region including the specific region The method for producing an alumina through-hole membrane according to any one of claims 1 to 7 , wherein an alumina layer is formed to form a film of the anodized porous alumina. 前記溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成し、アルミニウムの地金を溶解除去した後、エッチャントに浸漬して溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去する、請求項1または2に記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 An anodized porous alumina film having a structure in which two or more alumina layers having different solubilities are laminated is formed, an aluminum base metal is dissolved and removed, and then immersed in an etchant to select a highly soluble alumina layer. method for producing alumina through hole membrane according to dissolving removed, according to claim 1 or 2. 前記溶解性の高いアルミナ層を、溶解性の低いアルミナ層よりも厚く形成し、アルミニウムの地金溶解後の陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜の支持層として利用する、請求項に記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 The alumina through hole according to claim 9 , wherein the highly soluble alumina layer is formed to be thicker than the lowly soluble alumina layer, and is used as a support layer for an anodized porous alumina film after dissolution of an aluminum ingot. Membrane manufacturing method. 前記溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成するに際し、溶解性の高いアルミナ層を、溶解性の低いアルミナ層の形成領域に対し予め定めた特定の領域のみに部分的に形成し、アルミニウムの地金を溶解除去した後、エッチャントに浸漬して前記溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することにより、前記特定の領域の溶解性の低いアルミナ層の細孔のみが貫通孔化されたスルーホールメンブレンを形成する、請求項1、2、5〜10のいずれかに記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 In forming an anodized porous alumina film having a structure in which two or more alumina layers having different solubilities are laminated, a highly soluble alumina layer is determined in advance with respect to the formation region of the low-solubility alumina layer. It is partially formed only in a specific region, and after dissolving and removing the aluminum ingot, it is immersed in an etchant to selectively dissolve and remove the highly soluble alumina layer, thereby dissolving the specific region. The manufacturing method of the alumina through-hole membrane in any one of Claim 1 , 2 , 5-10 which forms the through-hole membrane by which only the pore of the low alumina layer was made into the through-hole. アルミニウムの陽極酸化によって細孔が自己組織化的に規則配列した第1のアルミナ層を形成し、該第1のアルミナ層の細孔の底部側に、陽極酸化により第1の溶解性の高いアルミナ層を形成し、該第1の溶解性の高いアルミナ層の規則配列された細孔を次層の細孔発生開始点として利用し、陽極酸化により溶解性の低いアルミナ層を形成し、該溶解性の低いアルミナ層の細孔の底部側に、陽極酸化により第2の溶解性の高いアルミナ層を形成し、形成された陽極酸化ポーラスアルミナをエッチャントに浸漬し、前記第1、第2の溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することにより、前記溶解性の低いアルミナ層を細孔が貫通孔化されたスルーホールメンブレンに形成する、請求項1〜11のいずれかに記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 A first alumina layer in which pores are regularly arranged in a self-organized manner is formed by anodization of aluminum, and a first highly soluble alumina by anodization is formed on the bottom side of the pores of the first alumina layer. Forming a layer, using the regularly arranged pores of the first highly soluble alumina layer as a starting point for generating pores in the next layer, forming an alumina layer having low solubility by anodic oxidation, and A second high-solubility alumina layer is formed by anodic oxidation on the bottom side of the pores of the low-porosity alumina layer, and the formed anodic porous alumina is immersed in an etchant, and the first and second dissolutions are performed. The alumina according to any one of claims 1 to 11 , wherein the low-solubility alumina layer is formed on a through-hole membrane having pores formed by selectively dissolving and removing a high-solubility alumina layer. Through hole Membrane manufacturing method. アルミニウムの陽極酸化によって細孔が自己組織化的に規則配列した第1のアルミナ層を形成し、該第1のアルミナ層の皮膜を選択的に溶解除去することで、表面に前記細孔の底部に対応する規則的な窪みの配列が形成されたアルミニウム材を作製し、該アルミニウム材に対して、陽極酸化によって溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの皮膜を形成し、該陽極酸化ポーラスアルミナをエッチャントに浸漬し、溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することにより、溶解性の低いアルミナ層を細孔が貫通孔化されたスルーホールメンブレンに形成する、請求項1〜11のいずれかに記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 A first alumina layer in which pores are regularly arranged in a self-organized manner is formed by anodic oxidation of aluminum, and a film of the first alumina layer is selectively dissolved and removed, whereby a bottom portion of the pores is formed on the surface. Of anodized porous alumina having a structure in which two or more alumina layers having different solubility properties are laminated by anodizing the aluminum material. A through-hole membrane in which pores are formed in the low-solubility alumina layer by forming a film, immersing the anodized porous alumina in an etchant, and selectively dissolving and removing the high-solubility alumina layer formed, the manufacturing method of alumina through hole membrane according to any one of claims 1 to 11. 前記第1のアルミナ層を形成するために陽極酸化するに際し、第一段階目の陽極酸化を実施した後、陽極酸化電圧、電解液濃度の少なくとも一方を変更して第二段階目以降の陽極酸化を実施する、請求項13に記載のアルミナスルーホールメンブレンの製造方法。 When anodizing to form the first alumina layer, after anodizing the first stage, change at least one of the anodizing voltage and the electrolyte concentration to change the anodizing after the second stage. The manufacturing method of the alumina through-hole membrane of Claim 13 which implements. 溶解性の異なるアルミナ層が2層以上積層された構造を有する陽極酸化ポーラスアルミナの溶解性の高いアルミナ層を選択的に溶解除去することによって得られたアルミナスルーホールメンブレンであって、その表面が,細孔の周辺部分が窪んだ構造を有していることを特徴とするアルミナスルーホールメンブレン。   An alumina through-hole membrane obtained by selectively dissolving and removing a highly soluble alumina layer of an anodized porous alumina having a structure in which two or more layers of alumina layers having different solubility are laminated. , Alumina through-hole membrane characterized by having a structure in which the peripheral part of the pore is recessed.
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