JPH07112531B2 - 濾過膜及びその製造方法 - Google Patents

濾過膜及びその製造方法

Info

Publication number
JPH07112531B2
JPH07112531B2 JP4486688A JP4486688A JPH07112531B2 JP H07112531 B2 JPH07112531 B2 JP H07112531B2 JP 4486688 A JP4486688 A JP 4486688A JP 4486688 A JP4486688 A JP 4486688A JP H07112531 B2 JPH07112531 B2 JP H07112531B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filtration membrane
etching
treatment
membrane
aluminum foil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4486688A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH01218607A (ja
Inventor
明 橋本
忠雄 藤平
永三 礒山
実 長谷川
Original Assignee
昭和アルミニウム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 昭和アルミニウム株式会社 filed Critical 昭和アルミニウム株式会社
Priority to JP4486688A priority Critical patent/JPH07112531B2/ja
Publication of JPH01218607A publication Critical patent/JPH01218607A/ja
Publication of JPH07112531B2 publication Critical patent/JPH07112531B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、気体や液体、あるいはそれらの混合物の浄
化、精製、もしくは固体との分離等の目的のために使用
される濾過膜、特にフィルター要素として多孔質の電解
エッチング箔を利用する濾過膜の製造方法に関する。
従来の技術と課題 従来、前記のような使用目的のための濾過膜としては、
例えば酢酸セルロース系、アセチルセルロース系、ポリ
スルホン系、ポリオレフィン系等の高分子材料からなる
有機濾過膜が最も一般的なものとして多く用いられてい
る。しかしこれらの有機濾過膜は、耐熱性に劣るために
熱殺菌処理ができないことのほか、耐薬品性、耐溶剤
性、耐油性等に問題があり用途が限られるものであっ
た。
一方、耐熱性に優れた濾過膜として、バイコールガラ
ス、カーボン管、シリカ・アルミナ系セラミックスなど
の無機質材料の多孔質体からなるものが知られており、
主に工業的な分野ではセラミックスの焼結体が多く使用
されている。しかしながら、これらの無機質材料からな
る濾過膜の場合、孔径が均一でないこと、濾過機能を果
す空孔の方向が流体の流れ方向と一致しないため流体透
過特性に劣ること、更には、所要の孔径を有する濾過膜
を得るべく孔径を自由にコントロールしながら製造する
ことが困難であり、特に均一な微細孔径を有する濾過膜
の製造は困難であること等の問題があり、やはり用途が
制限されるものであった。
最近、アルミニウム箔を用いた濾過膜として、高純度ア
ルミニウム箔にエッチングを施すことにより、所要の孔
径を有する貫通エッチングピットを形成し、かつ表面に
陽極酸化皮膜あるいは水酸化皮膜を形成して安定化をは
かったものが提案されている(例えば特開昭62−30511
号)。
しかしながら、濾過機能を果すための空孔をエッチング
ピットとして形成するものであるため、その孔径のコン
トロールはある程度の自由性が得られるものゝ、濾過膜
として所要の流体透過特性が得られる空孔率の範囲で
は、その孔径としてμmオーダーのものしか得ることが
できず、またエッチングピットの表面孔径のばらつきが
大きいため、極めて微細な微粒子の分離に不適であると
共に、特に例えば空気中の酸素を分離濃縮するガス分離
膜の支持体として使用するような場合、分離用担持膜を
均一に形成できないというような問題があった。即ち、
上記酸素分離用としては、多孔質基体上に、例えばO2
N2の溶解速度がO2/N2≒2/1と報告されているシロキサン
系のポリマー単分子膜を累積、複合化して使用するが、
従来の上記エッチング箔では、エッチングピットの孔径
が比較的大きく、特に箔の表面部での孔径が大きく、し
かも大きなばらつきを有するために、酸素分離用の上記
単分子膜の担持性が悪く、それを均一に形成できないと
いうような問題があった。
一方、近時、極めて微細な異粒子の通過を選択的に阻止
することができ、しかも気体透過特性、耐熱性、耐薬品
性等にも優れた性質を有する濾過膜として、多孔質であ
るアルミニウム陽極酸化皮膜の利用が注目されている。
しかしながら、元来、かゝる陽極酸化皮膜は脆くて割れ
易いものであるところから、工業的に利用しうるような
大型膜としての製造は困難なものであった。
このような問題点に対して最近更に、陽極酸化皮膜の一
面にバックアップ層として機能しうる多孔質のアルミニ
ウム箔または薄板を積層状に組合わせた濾過膜が提案さ
れている。かゝる提案は、特開昭62−129106号公報に見
られるが、この従来提案の濾過膜は、アルミニウム箔ま
たは薄板の片面に陽極酸化皮膜を形成する一方、反対面
からアルミニウム素地にフォトリングラフィ技術により
前記酸化皮膜の微細孔に連通する多数の細孔を穿設形成
するものである。このため、特に上記フォトリングラフ
ィ工程において、酸化→フォトレジスト塗布→マスキン
グ→露光→現像→エッチング→フォトレジスト除去の一
連の多工程の実施を必要とし、工程管理も厄介で製造能
率が悪く結果的にコスト高につくというような問題点が
あった。
上記のような背景のもと、本発明者らは、先に電解エッ
チングアルミニウム箔を補強材とした陽極酸化皮膜によ
る濾過膜の製造方法を提案した(特願昭62−219884
号)。この製造方法は、高純度アルミニウム箔を先ず第
1工程として片面から電解エッチング処理し、貫通直前
までの深さを有する多数のエッチングピットを形成せし
め、次いで第2工程として箔の反対面に陽極酸化処理を
施し、該面に多数の微細孔を有する濾過要素としての陽
極酸化皮膜を形成せしめたのち、最後に第3工程として
溶解性の処理液に浸漬して前記エッチングピットを陽極
酸化皮膜の微細孔と連通せしめる貫通処理を施すもので
ある。ところが、この方法による場合、第1工程の電解
エッチング工程において、箔を貫通する直前までの深さ
にエッチングピットの深さをコントロールすることが難
しく、一部にエッチングピットの貫通部分を生じること
が起こり、工業的生産の場面で工程管理上の困難性が大
きいという新たな問題点の派生が知見された。
そこで、この発明は更にこの問題点の解決をはかり、極
微細な貫通孔を高密度かつ均一に有して選択性、透過性
に優れた濾過膜を得ることを目的とする。
課題を解決するための手段 この発明は、高純度アルミニウム箔に対し、先ずその両
面に陽極酸化処理を先行して施し、その酸化皮膜の微細
孔をエッチング核として次段の電解エッチング処理によ
り均一かつ微細な貫通エッチングピットを高密度に形成
せしめるものとなすことを主たる特徴事項とする。
即ち、この発明は、99.9%以上の高純度アルミニウム箔
を用い、その両面に陽極酸化処理を施して多数の微細孔
を有する陽極酸化皮膜を形成したのち、電解エッチング
処理を施すことにより前記陽極酸化皮膜の微細孔をエッ
チング核とする均一かつ微細な貫通エッチングピットを
形成せしめることを特徴とする濾過膜の製造方法であ
る。
素材のアルミニウム箔として、純度99.9%以上の高純度
のものを用いるのは、電解エッチングにより形成される
エッチングピットが箔表面に対して垂直な方向に形成さ
れることを保証するためであり、不純物の存在によって
該ピットの形成が妨げられあるいは成長を妨げられるの
を回避するためである。最も好ましくは純度99.99%以
上のものを用いるのが良い。また、その厚さは、0.5mm
以下のものを用いるのが好適であり、特に0.1mm程度の
ものを用いるのが良い。
製造の第1工程として、上記アルミニウム箔に対しその
両面を先ず陽極酸化処理し、該面に多孔質の陽極酸化皮
膜を形成する。この陽極酸化処理は、電解液として5〜
30wt%硫酸、1〜5wt%しゅう酸、5〜30wt%リン酸、
1〜10wt%クロム酸およびそれらの混酸浴のうちから選
ばれた任意の浴を用い、常法に従って浴温度10〜50℃程
度(硫酸浴10〜30℃、しゅう酸浴10〜40℃、リン酸浴10
〜50℃、クロム酸浴10〜50℃)で電解処理するものであ
る。また、この電解処理は、直流、交流、交直重量、パ
ルスのいずれの電流を用いて行っても良い。また同電解
は、一段電解で行っても良いし、二段以上の多段に実施
しても良く、この場合、前段電解処理は所定厚さの酸化
皮膜が得られるまで通常の電解処理を行い、後段電解処
理は前段電解処理時の印加電圧より所定範囲の値に急激
に電圧を降下させた定電圧電解処理によって行うものと
するのが有利である。
上記陽極酸化処理により、アルミニウム箔両面に、厚さ
0.1〜10μmの多孔質の陽極酸化皮膜を形成する。この
皮膜の有する微細孔は、陽極酸化処理条件を変化させる
ことで、孔径100〜2000Å、面積率4.5〜40%程度の範囲
に自由に制御しうるものである。
次に、第2工程として上記第1工程による両面に陽極酸
化皮膜を形成したアルミニウム箔に、常法に従い塩素イ
オンを含む水溶液中で直流による電解エッチング処理を
施す。この電解エッチング処理により、アルミニウム箔
の両面に有する陽極酸化皮膜の微細孔をエッチング核と
して食刻を進行せしめ、箔を貫通した微細な貫通エッチ
ングピットを形成せしめるものとして所期の濾過膜を得
ることができる。
この濾過膜は、もちろんそのまゝで極微細な異粒子分離
能力をもった高性能なものとして実用に供しうるが、例
えば空気から窒素を分離して酸素濃度を高める場合のよ
うなガス分離用としての用途においては、上記エッチン
グ箔による濾過膜をガス分離用担持膜の支持体として使
用する。而して、この場合、該支持体の片面にガス分離
用担持膜の担持処理を行い、例えばポリシロキサン系ポ
リマー単分子膜を担持せしめたものとする。該担持膜は
薄いほどガス透過性が良好なものとなるが、それ自体の
機械的強度が低下する。従って、良好な透過性を保持し
ながら破損を回避するためには、支持体側の透過孔とし
て機能するエッチングピットは、特に表面部孔径におい
てなるべく小さく均一であることが望ましい。かゝる意
味から、この発明によるエッチングアルミニウム箔は、
微細な貫通エッチングピットを高密度かつ均一に形成せ
しめうる点で好適である。
実施例 実施例1 A1N99アルミニウム材からなり、幅100mm、長さ200mm、
厚さ0.1mmの焼鈍アルミニウム箔(1)を素材として用
い、これを第1工程として次の電解条件で両面を陽極酸
化処理し、これにより、多数の微細孔(3)を有する厚
さ約1.5μmの陽極酸化皮膜(2)を得た(第1図)。
(陽極酸化処理条件) 液組成:15wt%硫酸 液温:20±1℃ 電解条件:直流1.5A/dm2×5分 次に、第2工程の電解エッチング処理として、上記陽極
酸化処理済アルミニウム箔の両面を次の条件で電解処理
し、前記陽極酸化皮膜の微細孔(3)をエッチング核と
して箔を貫通した多数の貫通エッチングピット(4)を
有する所期の濾過膜(A)を得た。
(電解エッチング処理条件) 液組成:5wt%HCl+0.1wt%H2C2O4 液温:70±2℃ 電流密度:D.C15A/dm2 処理時間:100秒 実施例2 陽極酸化処理を下記のとおりとしたほかは、実施例1と
同様にして濾過膜(A)を得た。
(陽極酸化処理条件) 液組成:15wt%硫酸 液温:20±1℃ 電解方法:多段電解 電解条件: 前段:直流1A/dm2×5分 後段:前段より低い電圧で数回の定電圧電解(最終2V) 上記陽極酸化処理によるアルミニウム箔表面の陽極酸化
皮膜は、厚さ約20Åのバリヤー皮膜を有するものであっ
た。
実施例3 陽極酸化処理を下記のとおりとしたほかは、実施例1と
同様にして濾過膜(A)を得た。
(陽極酸化処理条件) 液組成:3wt%しゅう酸 液温:30±1℃ 電解条件:直流1A/dm2×5分 上記陽極酸化処理により形成し得た陽極酸化皮膜は厚さ
約1.5μmのものであった。
実施例4 陽極酸化処理を下記のとおりとしたほかは、実施例1と
同様にして濾過膜(A)を得た。
(陽極酸化処理条件) 液組成:10wt%リン酸 液温:30±1℃ 電解条件:直流定電圧10V×10分 上記陽極酸化処理により形成し得た陽極酸化皮膜は厚さ
約0.5μmのものであった。
比較例1 実施例1と同様のアルミニウム箔に、陽極酸化処理を施
すことなく、そのまゝ実施例1の第2工程と同様の電解
エッチング処理のみを施し、第3図に模式的に示すよう
なアルミニウム箔(11)に多数の貫通エッチングピット
(14)を有する濾過膜(B)を得た。この濾過膜(B)
のエッチングピット(14)は、孔径においてやゝ不均い
であり、特に表面部において孔径の不規則な拡大部(14
a)を有するものであった。
比較例2 比較例1と同様にして電解エッチングを施したのち、更
に、孔径縮小処理として次の条件による電解処理を施し
て濾過膜を得た。
(孔径縮小処理) 液組成:15wt%硫酸 液温:25℃ 電解条件:直流1.0A/dm2×5分 〔対比評価〕 上記実施例1〜4及び比較例で得た各濾過膜を試料と
し、各試料にガス分離用担持膜(5)としてポリシロキ
サン系ポリマー単分子膜を担持せしめ、気体透過装置に
組込んで気体透過特性を調べると共に、担持膜の担持処
理性についても調査した。結果を下記第1表に示す。
上記第1表に示されるように、この発明の実施例におい
ては、担持膜の担持処理前後においていずれも良好で安
定した気体透過特性を示し、比較例のように担持膜欠陥
による透過特性の有害な変化が起こることがなく、優れ
た分離機能を実現しうるものであることを確認し得た。
発明の効果 この発明によれば、元来アルミニウム製のものであっ
て、耐熱性、耐薬品性、耐油性等の諸物性に優れた濾過
膜を得ることができるのはもとより、陽極酸化皮膜の微
細孔を含めて箔の厚さ方向に垂直に貫通エッチングピッ
トによる流体の流通孔を有するものとなしうることによ
り、流体透過特性に優れた濾過膜を得ることができる。
特に、電解エッチングの前に、陽極酸化処理を施して箔
の両面に多孔質の陽極酸化皮膜を形成せしめるものとし
たことにより、エッチング段階で表面溶解を防止しつ
ゝ、陽極酸化皮膜の微細孔をエッチング核として均一か
つ微細な貫通エッチングピットを高密度に形成せしめる
ことができる。従って、実質上陽極酸化皮膜の微細孔を
フィルター要素として機能させるものとなすことがで
き、製造上使用目的に応じて所要の孔径の孔を均一に形
成せしめることができると共に、特に極微細孔をもち、
極めて微細な異粒子の分離にも有効に使用しうるような
濾過膜を製造することが可能となる。
更に、この発明は、電解エッチングと、陽極酸化処理と
のいずれも簡易な表面処理技術を主工程としてそれらの
組合わせにおいて実施しうるものであるから、製造が簡
易であり、前記特開昭62−129106号公報に示されるよう
なそれ自体に多工程の組合わせを要するフォトリングラ
フィ技術を利用するような製造方法に較べ、はるかに生
産性が良く、任意光径の均一な孔をもった濾過膜を廉価
に製造することが可能となる。
更にまた、原材料とするアルミニウム箔に対し、先ず第
1工程としてその両面を陽極酸化処理し、次に第2工程
として両面から電解エッチングして陽極酸化皮膜の微細
孔を貫通せしめるものであるから、先に本発明者らが提
案した前述の製造方法に較べ、工程数の削減と共に工程
管理を容易化でき、製造能率、歩留りの向上をはかるこ
とができる。
また、請求項第2項においては、陽極酸化処理によっ
て、均一で微細な孔を高密度分布に有する陽極酸化皮膜
を形成できる点で有利であり、請求項第3項において
は、エッチング処理時に箔の表面溶解を抑制しつゝ、微
細孔から成長した貫通エッチングピットの確実な形成を
可能とする。
更に、請求項第4項及び第5項の濾過膜は、ガス分離用
担持膜に皮膜欠陥を生じることなく、耐久性、分離特性
に優れたガス分離用、特に酸素分離用のものとなしう
る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はこの発明による濾過膜の製造方法を
工程順に示すものであり、第1図は陽極酸化処理工程終
了時の状態を、第2図は電解エッチング処理終了後ガス
分離用担持膜を担持せしめた時の状態をそれぞれ示す模
式断面図である。第3図はエッチング処理のみで形成し
た濾過膜を担持膜処理後の状態において示す模式断面図
である。 (1)……アルミニウム箔、(2)……陽極酸化皮膜、
(3)……微細孔、(4)……貫通エッチングピット、
(5)……担持膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 実 大阪府堺市海山町6丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−235609(JP,A) 特開 昭61−71804(JP,A) 特開 平1−63005(JP,A) 特開 平1−75016(JP,A) 特開 平1−262904(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】99.9%以上の高純度アルミニウム箔を用
    い、その両面に陽極酸化処理を施して多数の微細孔を有
    する陽極酸化皮膜を形成したのち、電解エッチング処理
    を施すことにより前記陽極酸化皮膜の微細孔をエッチン
    グ核とする均一かつ微細な貫通エッチングピットを形成
    せしめることを特徴とする濾過膜の製造方法。
  2. 【請求項2】陽極酸化処理は、硫酸、しゅう酸、リン
    酸、クロム酸のうちから選ばれた1種または2種以上を
    含む電解液を用いて行う請求項(1)に記載の濾過膜の
    製造方法。
  3. 【請求項3】陽極酸化皮膜は、厚さを0.1〜10μmの範
    囲に形成する請求項(1)または(2)に記載の濾過膜
    の製造方法。
  4. 【請求項4】請求項(1)により貫通エッチングピット
    を形成したアルミニウム箔の片面にガス分離用担持膜を
    形成してなる濾過膜。
  5. 【請求項5】ガス分離用担持膜がポリシロキサン系ポリ
    マー単分子膜からなる請求項(4)に記載の濾過膜。
JP4486688A 1988-02-26 1988-02-26 濾過膜及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH07112531B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4486688A JPH07112531B2 (ja) 1988-02-26 1988-02-26 濾過膜及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4486688A JPH07112531B2 (ja) 1988-02-26 1988-02-26 濾過膜及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01218607A JPH01218607A (ja) 1989-08-31
JPH07112531B2 true JPH07112531B2 (ja) 1995-12-06

Family

ID=12703418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4486688A Expired - Lifetime JPH07112531B2 (ja) 1988-02-26 1988-02-26 濾過膜及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07112531B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI299917B (en) * 2006-03-17 2008-08-11 Epistar Corp Light-emitting diode and method for manufacturing the same
JP2011122769A (ja) * 2009-12-10 2011-06-23 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器用の伝熱材及び伝熱面の加工方法
JP2012088051A (ja) * 2012-01-26 2012-05-10 Mitsubishi Electric Corp 熱交換器用の伝熱材及び伝熱面の加工方法
CN108854590A (zh) * 2018-08-09 2018-11-23 常州费曼生物科技有限公司 输液器滤膜及制备方法、输液器滤膜结构及制备工艺和过滤器、输液器

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01218607A (ja) 1989-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rigby et al. An anodizing process for the production of inorganic microfiltration membranes
US8556088B2 (en) Nanoporous oxide ceramic membranes of tubular and hollow fiber shape and method of making the same
US7393391B2 (en) Fabrication of an anisotropic super hydrophobic/hydrophilic nanoporous membranes
JP4647812B2 (ja) 陽極酸化ポーラスアルミナの製造方法
CN100432301C (zh) 混合酸电解液制备高度有序的多孔阳极氧化铝模板的方法
KR20120123057A (ko) 나노다공성의 반투과성 멤브레인 및 그 제조방법
EP2027911A1 (en) Cross-flow filtration method and cross-flow filtration device
KR20140095052A (ko) 팔라듐-금 합금 가스 분리 멤브레인 시스템의 제조 방법
JP4608331B2 (ja) 陽極酸化ポーラスアルミナおよびその製造方法
JPH01262903A (ja) 濾過膜の製造方法
KR100619354B1 (ko) 양극산화알루미늄 템플레이트를 이용한 나노 입상 필터 및그 제조방법
JPH07112531B2 (ja) 濾過膜及びその製造方法
US4722771A (en) Process for manufacturing a partially permeable membrane
KR20180009240A (ko) 금속소재 표면에 패턴층을 형성하여 제조한 금속지지층 패턴과 금속산화물 막으로 구성된 복합분리막 및 그 제조방법
KR20090078611A (ko) 양 말단 세공의 직경이 균일한 다공성 양극산화 알루미늄주형의 제조방법
US20100230287A1 (en) Porous gold materials and production methods
JP2004285404A (ja) 陽極酸化ポーラスアルミナおよびその製造方法
CN101812712B (zh) 超小孔径多孔阳极氧化铝膜的高速制备方法
KR101454386B1 (ko) 양끝이 열린 나노크기 직경의 직관통공을 갖는 나노다공질 알루미나 분리막의 제조방법
KR101316082B1 (ko) 비대칭 균일기공 알루미나 분리막 및 이의 제조방법
JPS6171804A (ja) 多孔性酸化アルミニウム膜
KR101479211B1 (ko) 알루미늄의 전기화학적 고온 양극 산화를 통한 극미세 나노 다공성 알루미나 구조체의 제조 방법
KR100999255B1 (ko) 수직 이방성을 가지는 나노기둥 자성박막 제조방법
JPS59213402A (ja) フイルタ−
JP2005246340A (ja) 一次元貫通ナノ気孔膜を有する無機質フィルタの製造法