(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜厚が０.５〜２.０μｍであり、孔径が０.０５〜０.５μｍの貫通孔が形成された貫通孔膜部と、前記貫通孔膜部よりも厚さが大きく前記貫通孔膜部の周囲を囲む構造補強部を備える樹脂製のフィルターであって、
前記構造補強部の上面にフィルター破損防止構造を備え、
前記フィルター破損防止構造が、凹凸構造体、前記構造補強部上面の表面エネルギーよりも低い低表面エネルギー層、または、前記構造補強部よりも弾性率の低い低弾性率層のうち、いずれか１つであることを特徴とするフィルター。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルターにおいて、前記貫通孔の方向が前記貫通孔膜部の面に対して法線方向に沿って配置されていることを特徴とするフィルター。
【請求項３】
請求項１に記載のフィルターにおいて、前記凹凸構造体が上側に凸の曲面であることを特徴とするフィルター。
【請求項４】
請求項１に記載のフィルターにおいて、前記低表面エネルギー層の表面エネルギーが３０ｍＪ／ｍ2以下であることを特徴とするフィルター。
【請求項５】
請求項１に記載のフィルターにおいて、前記低弾性率層の弾性率が５００ＭＰａ以下であることを特徴とするフィルター。
【請求項６】
請求項４に記載のフィルターにおいて、前記低表面エネルギー層が前記貫通孔膜部の表面にも設けられていることを特徴とするフィルター。
【請求項７】
請求項１に記載のフィルターにおいて、前記貫通孔膜部の貫通孔の淵に、高さが２〜２０ｎｍの突起を有することを特徴とするフィルター。
【請求項８】
請求項１に記載のフィルターにおいて、前記貫通孔膜部と前記構造補強部が同一の樹脂で形成されていることを特徴とするフィルター。
【請求項９】
請求項８に記載のフィルターにおいて、前記貫通孔膜部と前記構造補強部が一体成型されていることを特徴とするフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルター、特に貫通孔を有するフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
居住空間における空気の浄化に関しては、古くから様々な技術が開発されている。貫通孔を有する薄膜を用いたフィルターは、主に溶液中のろ過物をろ過するために使用されており、陽極酸化アルミナが形成する貫通孔構造を用いたフィルターが市販されている。一方、サイズ分別によるろ過以外に、貫通孔中のガスの拡散速度の違いを用いて、ガス分子を選択遮蔽するフィルターに関しても、文献報告がある。非特許文献１では、孔径が２０ｎｍ程度の陽極酸化アルミナ薄膜を用いて、分子量による異種ガスのフィルタリングが可能であることを報告している。このフィルターは、貫通孔の孔径がガスの平均自由行程程度（大気ガスで約７０ｎｍ）である場合に、貫通孔中のガスの拡散速度がガスの分子量の−１／２乗に比例することを利用している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Journal of Chemical Engineering of Japan 17,514 (1984)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
サイズ分別によるろ過やガスの拡散速度の違いを利用したフィルターを量産するためには、可とう性のある樹脂材料を用いることが有効である。一方で、微細な貫通孔を有するフィルターは、フィルタリング後の気体の透過速度増加の観点から、貫通孔膜部の膜厚を０.５〜２μｍ程度に薄くする必要がある。そのため、力学的強度が弱く、フィルターを重ねて使用する場合や製造時にリールで巻き取る際にフィルターが破損しないように工夫する必要がある。微細な貫通孔を有するフィルターに力学的強度を付与するための一般的な方法として、膜厚の大きい構造補強部を貫通孔膜部と並列してフィルター中に形成する方法がある。しかし、例えばリール巻取り時では、構造補強部の上面が、隣接するフィルターを破損し、微細な貫通孔を有するフィルターの歩留まりを低下させる問題が懸念される。
【０００５】
本発明の目的は、破損低減が可能な微細な貫通孔を有する樹脂製のフィルターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明では、膜厚が０.５〜２.０μｍであり、孔径が０.０５〜０.５μｍの貫通孔が形成された貫通孔膜部と、前記貫通孔膜部よりも厚さが大きく前記貫通孔膜部の周囲を囲む構造補強部を備える樹脂製のフィルターであって、前記構造補強部の上面にフィルター破損防止構造を備え、前記フィルター破損防止構造が、凹凸構造体、前記構造補強部よりも低表面エネルギーの低表面エネルギー層、または、前記構造補強部よりも弾性率の低い低弾性率層のうち、いずれか１つであることを特徴とする。
【０００７】
また、上記のフィルターにおいて、前記貫通孔膜部の貫通孔の淵に、高さが２〜２０ｎｍの突起を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、微細な貫通孔を有する樹脂製のフィルターの破損を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例、比較例のフィルターを作製する製造装置の模式図。
【図２】フィルターの作製工程を説明する断面模式図。
【図３】金型の模式図（拡大図）。
【図４】金型中の貫通孔膜部を形成する部分の模式図（拡大図）。
【図５】フィルターの模式図（拡大図）。
【図６】貫通孔膜部の模式図（拡大図）。
【図７】フィルターの模式図（拡大図）。
【図８】フィルターの模式図（拡大図）。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る微細な貫通孔を有するフィルターの実施形態を説明する。
【００１１】
本実施形態の微細な貫通孔を有するフィルターは、微細な貫通孔が形成された貫通孔膜部と、貫通孔膜部の周囲を囲む構造補強部と、構造補強部の上面に設けられたフィルター破損防止構造を有する。ここで、本実施形態のフィルターは、可とう性があり、取り扱いが容易な樹脂で形成されている。フィルターの強度向上などのために、樹脂中に可とう性を損なわない程度の無機材料が混合されていてもよい。このような樹脂の例としては、アクリル系樹脂、メタクリル樹脂、ポリジメチルシロキサンやシルセスキオキサンなどのシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素添加樹脂、などが挙げられる。また、樹脂に混合可能な無機材料としては、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、カーボンナノチューブなどが挙げられる。
【００１２】
貫通孔膜部の膜厚は、０.５〜２μｍが望ましい。膜厚が０.５μｍ以下であると、膜強度が不足し、該貫通孔膜部が破損しやすくなり実用に耐えられなくなる。また、２μｍ以上であると、ガスの透過性が低下するため好ましくない。貫通孔膜部が有する貫通孔の孔径は、０.０５〜０.５μｍが望ましく、ろ過するガス、またはガスに含まれるろ過対象の不純物（大気浮遊物など）のサイズに応じて選ぶことができる。特に貫通孔中のガスの拡散速度の違いによりガス分子を選択遮蔽するフィルターでは、該貫通孔膜部が有する貫通孔の孔径は、０.０５〜０.１５μｍ程度が望ましく、貫通孔のアスペクト比は１０程度（貫通孔膜部の膜厚は０.５〜１.５μｍ程度）であることが望ましい。また、貫通孔はフィルター面の法線方向に沿って配置された形状とする。
【００１３】
本実施形態のフィルターの開口率（貫通孔の面積が全面積に占める割合）は、５〜１５％であることが望ましい。本実施形態のフィルターは、貫通孔の向きがフィルター面（貫通孔膜部）の法線方向に沿って配置されているため、孔の方向が制御されていないフィルターと比べてガスが流れやすく、５〜１５％の開口率で十分なガス透過量を確保できる。
開口率が５％未満であると、ガスの透過性が低下するため好ましくない。また、開口率が１５％より大きいと、膜強度が不足し、フィルターが破損しやすくなり実用に耐えられなくなる。
【００１４】
構造補強部は、少なくとも貫通孔膜部よりも厚さが厚い構造体であり、貫通孔膜部の周囲を囲むように配置することで貫通孔膜部の強度を補強するものである。該構造補強部の膜厚は、該貫通孔膜部が構造補強できれば特に制限はなく、用途に応じて選ぶことが可能である。構造補強部の面積は、フィルターの強度を確保でき、フィルターの開口率が５〜１５％となるように設定される。なお、フィルターの強度を向上するために、構造補強部と貫通孔膜部は同じ樹脂材料で形成され一体成型されていることが好ましい。すなわち、構造補強部と貫通孔膜部が一体化していることが好ましい。本発明のフィルターは、構造補強部の上面に、フィルター破損防止構造を有する。フィルター破損防止構造は、本発明の貫通孔を有するフィルター、の破損を低減するために設けられる。フィルター破損の主な要因としては、フィルター同士あるいはフィルターと他の部材とが接触後、剥離する際の接触面の接着力に起因する破損、接触部での応力破壊による破損が挙げられる。従って、フィルター面同士が接触した際の接着力低減、応力緩和が達成できる機能のうち、少なくともいずれか１つの機能を備えたフィルター破損防止構造を設けることで、フィルターの破損を低減することができる。
【００１５】
フィルター同士が接触した際の接着力低減の機能を備えたフィルター破損防止構造としては、接触面の面積を小さくすることが挙げられる。具体的には構造補強部の断面積よりも上面の面積が小さくなる構造体をフィルター破損防止構造として設ける。具体的には、構造補強部の上面に凹凸構造を有する構造物を設ける。例えば、該構造補強部の上面の両端を節とする、上に凸の面（鞍状の曲面）や、下に凸の面（ハーフパイプ状の曲面）を有する構造が挙げられる。
【００１６】
フィルター同士が接触した際の接着力低減の機能を備えたフィルター破損防止構造の別の例としては、構造補強部上面の表面エネルギーを小さくし、構造補強部上面の接触力を小さくすることが挙げられる。具体的には、構造補強部の上面に構造補強部よりも低表面エネルギーの低表面エネルギー層を設ける。この際、低表面エネルギー層の表面エネルギーは３０ｍＪ／ｍ2以下であることが望ましい。低表面エネルギー層を構成する材料の例としては、パーフルオロポリエーテルなどのフッ素系樹脂などが挙げられる。
【００１７】
接触部の応力緩和の機能を備えたフィルター防止構造の例として、構造補強部の上面に構造補強部よりも低弾性率の低弾性率層を設けることが挙げられる。この際、低弾性率層の弾性率は５００ＭＰａ以下であることが望ましい。低弾性率層を構成する材料の例としては、ポリジメチルシロキサンに代表されるシリコーンゴムなどのエラストマー材料が挙げられる。
【００１８】
以上のように、本発明のフィルター破損防止構造は、構造補強部の上面に凹凸構造、低表面エネルギー層、低弾性率層のいずれか１つを有する構成を備えたものである。
【００１９】
本発明の、微細な貫通孔を有するフィルター、の製造方法の例として、金型の形状を樹脂に転写して構造を形成するナノインプリント法や、金型に流し込んだ樹脂を硬化させて、その後剥離するナノキャスティング法などが挙げられる。本発明のフィルターをナノインプリント法により作製する場合は、犠牲層を塗布した基材フィルム上で、フィルターの材料となる樹脂に金型の構造を転写し、その後犠牲層を溶解することによりフィルターを作製する。犠牲層は、フィルターが溶解しない溶剤に可溶な材料から構成されていれば問題ない。一例として、フィルターが水に溶解しない場合、犠牲層を構成する材料の例として、ポリビニルアルコール、ポリジメチルアクリルアミド、ポリビニルピロリドンなどの、水に溶解する樹脂が考えられる。
【００２０】
本発明に係る微細な貫通孔を有するフィルターの他の実施形態を説明する。孔径が０.０５〜０.５μｍの微細な貫通孔を有するフィルターでは、通常は問題にならない貫通孔膜部への大気浮遊物質の吸着が、微細な貫通孔を有するフィルターのガス透過性に大きく影響を与える問題も懸念される。これに対して、貫通孔膜部の貫通孔の下面側の淵に、高さが２〜２０ｎｍの突起を設けることで大気浮遊物質の吸着を抑制することができる。これは、突起が貫通孔の淵に存在すると、フィルター表面（貫通孔膜部の表面）と大気浮遊物質との間に隙間が形成され、大気浮遊物質とフィルター表面との接触面積が減少する。
これにより、大気浮遊物質とフィルター表面との間に働くファンデルワールス力が抑制されるため、大気浮遊物質の吸着が抑制される。この際、突起の高さが２ｎｍ以下であると、該貫通孔の下面側の淵に排気ガス粒子などの大気浮遊物質が接触した際に、フィルター表面と大気浮遊物質との間に十分な隙間ができず、フィルター表面と大気浮遊物質との間に働くファンデルワールス力が十分に抑制できないため、大気浮遊物質の吸着抑制効果が得られなくなる。また、突起の高さが２０ｎｍよりも大きいと、透過ガスが貫通孔に入り難くなり、ガスの透過性が低下するため好ましくない。このため、貫通孔の淵に設ける突起の高さとしては、２〜２０ｎｍとすることが望ましい。本突起の高さは、フィルターの作製条件により制御することができる。例えば、ナノインプリント法によりフィルターを作製する場合、金型押圧時の圧力を制御することにより、突起の高さを制御することが可能である。この場合、金型押圧時の圧力が大きいほど、突起は高くなる。
【００２１】
以下に実施例、比較例、を用いて本発明及びその効果をさらに説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００２２】
本実施例、比較例では、図１に示すロール・トゥー・ロール工程の製造装置を用いて、微細な貫通孔を有するフィルターを作製した。また、ロール・トゥー・ロール工程の各工程における断面模式図を図２に示す。まず、ＰＥＴフィルム巻出しリール１に巻き取られていたＰＥＴフィルム１０（長さ３０ｍ、幅１５cm、厚さ１００μｍ）をポリビニルアルコール水溶液の浴槽２に浸し、ＰＥＴフィルム上に厚さ１μｍの犠牲層となるポリビニルアルコール樹脂膜２２を形成した（図２（ａ）、（ｂ））。その後、ポリビニルアルコール樹脂膜上に、樹脂塗工機３を用いて微細な貫通孔を有するフィルターの材料となる樹脂２３を塗布した（図２（ｃ））。その後、微細構造転写装置４を用いて、フッ素系離型剤によって離型処理が施されたＮｉ製の金型を押圧／剥離して、金型の構造を樹脂２３に転写した（図２（ｄ）、（ｅ））。この際、貫通孔膜部の貫通孔を形成するための金型の突起部が犠牲層であるポリビニルアルコール樹脂膜２２まで到達するように、加圧力や樹脂２３の厚さあるいは量が調整されている。また、図２（ｄ）に示すように構造補強部を形成する金型の凹部内に完全に樹脂が充填されないようにすれば、後述のように構造補強部の上面に鞍状あるいはハーフパイプ状のフィルター破損防止構造を設けることも可能となる。また、構造補強部を形成する金型の凹部内に凹凸パターンを形成しておくことで、本転写工程により構造補強部の上面に所定の凹凸構造を備えたフィルター破損防止構造を設けることも可能である。
【００２３】
次に、微細構造転写装置４で樹脂に凹凸パターンを転写した後、シートを水浴槽５中に浸してポリビニルアルコール樹脂膜２２を溶解して、構造が転写された樹脂２３をＰＥＴフィルム１０から剥離した（図２（ｆ））。その後、構造が転写された樹脂は、水浴槽７中に浸してフィルター表面に残存したポリビニルアルコール樹脂を溶解した後、フィルム巻取りリール８で回収した。また、ＰＥＴフィルムは、ＰＥＴフィルム巻取りリール６に回収した。ロール・トゥー・ロール工程において、各工程へのフィルムの搬送はフィルム送りロール９により行われる。なお、金型の構造を樹脂に転写する際には、樹脂の種類に応じて、金型押印時に樹脂に紫外光照射して樹脂硬化し金型を剥離するプロセス（光硬化プロセス）、または、ガラス転移温度以上の樹脂に金型を押圧し冷却後に金型を剥離するプロセス（熱プロセス）を使用した。光硬化プロセスを用いる場合には、微細構造転写装置４は光硬化性樹脂を硬化させるための光照射手段を備える。また、熱プロセスを用いる場合には、微細構造転写装置４は熱可塑性樹脂を軟化させるための加熱手段とこれを冷却する冷却手段を有する。また、微細構造転写装置４は平板状の金型を用いて加圧する転写装置の他、ロール状、ベルト状の金型を用いたローラタイプの転写装置とすることもできる。
【００２４】
本発明の実施例、比較例に用いた金型は、貫通孔膜部を形成する部分１１と、構造補強部を形成する部分１２から構成される。金型の模式図（拡大図）、及び金型中の貫通孔膜部を形成する部分１１の模式図（拡大図）を、それぞれ図３、図４に示す。貫通孔膜部を形成する部分１１は、構造補強部を形成する部分１２によって区切られており、単位区画の面積はＡである。また、貫通孔膜部を形成する部分１１は、図４に示すように直径Ｄ、間隔Ｓ、高さｄの円柱状ピラーが規則配列した構造を有する。構造補強部は、幅５０μｍ、深さ１００μｍの溝状の構造を有する。本実施例、比較例では、貫通孔膜部を形成する部分１１の円柱状ピラーの直径Ｄ、間隔Ｓ、高さＨが異なる金型を用いてフィルターを作製した。各実施例、比較例で用いた金型のＤ、Ｓ、Ｈ、Ａを表１に示す。また、作製したフィルターの形状パラメータを原子間力顕微鏡、及び触診型膜厚計で測定した結果を表２に示す。
【００２５】
【表１】
0005518039.tif 000002
【００２６】
【表２】
0005518039.tif 000003
【００２７】
実施例１と比較例では、同一の金型で検討を行った。また、樹脂として、シルセスキオキサン誘導体（東亜合成株式会社製  ＡＣ−ＳＱＳＩ−２０）と光開始剤（ＢＡＳＦ製ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３：５％）との混合物（樹脂Ａ）を用い、光硬化プロセスで樹脂Ａを硬化させた。比較例では、金型が有する空間を埋めるために十分な量の樹脂Ａをポリビニルアルコール膜上に塗布した。比較例のフィルターの模式図（拡大図）と貫通孔膜部の模式図（拡大図）をそれぞれ図５、図６に示す。一方、実施例１では、金型が有する空間を埋めるために必要な量の９０％に相当する樹脂Ａをポリビニルアルコール膜上に塗布した。実施例１のフィルターの模式図（拡大図）と貫通孔膜部１４の模式図（拡大図）をそれぞれ図７、図６に示す。比較例の構造補強部１３の高さは、構造補強部を形成する金型部分の溝の深さに相当する１００μｍとなり、構造補強部１３の上面は平面となった。一方、実施例１の構造補強部１３の高さは、構造補強部を形成する金型部分の溝の深さの９割程度となり、構造補強部１３の上面は鞍状の曲面となった。この原因として、樹脂Ａと金型の相互作用が強く、金型の押圧時に樹脂Ａと金型表面との接触角が９０度以下であったことが考えられる。一方、形成されたフィルターの貫通孔１５の下面側の淵には高さが５ｎｍの突起１６があることが確認できた。この原因として、金型押圧時に、貫通孔膜部を形成するピラー部がポリビニルアルコール膜中に入り込み、その結果ピラー部の淵に存在する樹脂Ａもポリビニルアルコール中に入り込んだことが考えられる。また、貫通孔膜部１４は、金型中の貫通孔膜部を形成する部分の構造が良好に転写された構造となった。
【００２８】
実施例２と実施例３では、実施例１と金型中の貫通孔膜部１４を形成する部分のピラーの高さが異なる金型を用いて、実施例１と同等の条件でフィルターを作製した。実施例２と実施例３のフィルターの模式図（拡大図）と貫通孔膜部１４の模式図（拡大図）をそれぞれ図７、図６に示す。実施例２と実施例３のフィルターは、実施例１と同様に、構造補強部１３の高さが金型中の構造補強部を形成する部分の溝の深さの９割程度となり、構造補強部１３の上面は鞍状の曲面となった。一方、形成されたフィルターの貫通孔１５の下面側の淵には突起１６があることが確認できた。また、貫通孔膜部１４は、金型中の貫通孔膜部を形成する部分の構造が良好に転写された構造となった。
【００２９】
実施例４と実施例５では、実施例１と金型中の貫通孔膜部を形成する部分のピラーの直径が異なる金型を用いて、実施例１と同等の条件でフィルターを作製した。実施例４と実施例５のフィルターの模式図（拡大図）と貫通孔膜部１４の模式図（拡大図）をそれぞれ図７、図６に示す。実施例４と実施例５のフィルターは、実施例１と同様に、構造補強部１３の高さが金型中の構造補強部を形成する部分の溝の深さの９割程度となり、構造補強部１３の上面は鞍状の曲面となった。一方、形成されたフィルターの貫通孔１５の下面側の淵には突起１６があることが確認できた。また、貫通孔膜部１４は、金型中の貫通孔膜部を形成する部分の構造が良好に転写された構造となった。
【００３０】
実施例６と実施例７では、金型中の構造補強部分を形成する部分の溝が貫通孔膜部を囲う面積が実施例１と異なる金型を用いて、実施例１のフィルターと開口率が異なるフィルターを作製した。実施例６と実施例７のフィルターの模式図（拡大図）と貫通孔膜部１４の模式図（拡大図）をそれぞれ図７、図６に示す。実施例６と実施例７のフィルターは、実施例１と同様に、構造補強部１３の高さが金型中の構造補強部を形成する部分の溝の深さの９割程度となり、構造補強部１３の上面は鞍状の曲面となった。一方、形成されたフィルターの貫通孔１５の下面側の淵には突起１６があることが確認できた。また、貫通孔膜部１４は、金型中の貫通孔膜部を形成する部分の構造が良好に転写された構造となった。
【００３１】
実施例８では、アクリル酸ブチル（Ａｌｄｒｉｃｈ製）と光開始剤（ＢＡＳＦ製  ＤＡＲＯＣＵＲ１１７３：５％）との混合物（樹脂Ｂ）を用いて、実施例１と同じ金型を用いてフィルターを作製した。樹脂Ｂに対しては、光硬化プロセスを用いて金型の微細構造を転写した。実施例８のフィルターの模式図（拡大図）と貫通孔膜部１４の模式図（拡大図）をそれぞれ図８、図６に示す。実施例８のフィルターは、構造補強部１３の高さが構造補強部を形成する金型部分の溝の深さの９割程度となり、構造補強部１３の上面はハーフパイプ状の曲面となった。この原因として、樹脂Ｂと金型の相互作用が弱く、金型の押圧時に樹脂Ｂと金型表面との接触角が９０度以上であったことが考えられる。一方、形成されたフィルターの貫通孔１５の下面側の淵には突起１６があることが確認できた。また、貫通孔膜部１４は、金型中の貫通孔膜部を形成する部分の構造が良好に転写された構造となった。
【００３２】
実施例９では、比較例１と同条件でフィルターを作成し、フィルターを巻き取る前にパーフルオロポリエーテル（Ａｕｓｉｍｏｎｔ製  Ｚ−ＴＥＴＲＡＯＬ）のＨＦＥ７１００（住友スリーエム製）溶液（濃度０.１ｗｔ％）中に浸して、フィルター表面に低表面エネルギー材料を塗布した。Ｘ線表面反射測定の結果、構造補強部の表面には膜厚が２ｎｍの低表面エネルギー層の形成が確認できた。また、接触角法による表面エネルギー測定の結果、低表面エネルギー層上の表面エネルギーは２３ｍＪ／ｍ2であった。
【００３３】
実施例１０では、比較例１と同条件でフィルターを作製し、フィルターを巻き取る前にフィルター表面を、ポリジメチルシロキサン樹脂（反応性シリコーンオイルＫＦ−１０５（信越化学工業株式会社製））と硬化剤（アデカオプトマーＳＰ１７２：５重量パーセント）との混合物のフィルムに押し付け、構造補強部の表面に混合物層を転写した。その後、紫外線照射を行い、構造補強部の表面のポリジメチルシロキサン樹脂を硬化した。触針計で測定した結果、得られたポリジメチルシロキサン樹脂層の膜厚は１μｍであった。また、原子間力顕微鏡（Dimension Icon（Ｂｒｕｋｅｒ製））を用いて測定したポリジメチルシロキサン樹脂層の弾性率は３０ＭＰａであった。
【００３４】
実施例１１では、樹脂としてポリイミド（日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社製  ＨＤ−４１０４）（樹脂Ｃ）を用いて、実施例１と同じ金型を用いてフィルターを作製した。樹脂Ｃに対しては、光硬化プロセスを用いて金型の微細構造を転写し、その後熱処理してからリールで巻き取った。実施例１１のフィルターの模式図（拡大図）と貫通孔膜部１４の模式図（拡大図）をそれぞれ図６、図５に示す。実施例１１のフィルターは、構造補強部１３の高さが構造補強部を形成する金型部分の溝の深さの９割程度となり、構造補強部１３の上面は鞍状の曲面となった。この原因として、樹脂Ｃと金型の相互作用が強く、金型の押圧時に樹脂Ａと金型表面との接触角が９０度以下であったことが考えられる。一方、形成されたフィルターの貫通孔１５の下面側の淵には突起１６があることが確認できた。また、貫通孔膜部１４は、金型中の貫通孔膜部を形成する部分の構造が良好に転写された構造となった。
【００３５】
実施例１２では、樹脂としてポリスチレン（Ａｌｄｒｉｃｈ製）（樹脂Ｄ）を用いて、実施例１と同じ金型を用いてフィルターを作製した。樹脂Ｄに対しては、熱プロセスを用いて金型の微細構造を転写した。実施例１２のフィルターの模式図（拡大図）と貫通孔膜部１４の模式図（拡大図）をそれぞれ図６、図５に示す。実施例１２のフィルターは、構造補強部１３の高さが構造補強部を形成する金型部分の溝の深さの９割程度となり、構造補強部１３の上面は鞍状の曲面となった。この原因として、樹脂Ｄと金型の相互作用が強く、金型の押圧時に樹脂Ｄと金型表面との接触角が９０度以下であったことが考えられる。一方、形成されたフィルターの貫通孔１５の下面側の淵には突起１６があることが確認できた。また、貫通孔膜部１４は、金型中の貫通孔膜部を形成する部分の構造が良好に転写された構造となった。
【００３６】
＜巻き出し後のフィルターの破損量評価＞
リールに巻き取られたフィルターを常温常圧の環境下で７日間放置し、その後リールからフィルターを巻き出した。その後、フィルター表面の１mm2中に存在する、大きさが１μｍ以上の欠陥数をレーザー顕微鏡で測定した。結果を表２に示す。この結果から、実施例１〜１２の欠陥数は、比較例の欠陥数の１０％程度であることがわかる。この理由として、比較例では、フィルター中の構造補強部の上面が、リール巻取り時に隣接するフィルターを破損する一方で、実施例１〜１２では、構造補強部上面のフィルター破損防止構造が有効に作用し、フィルターの破損が抑制されたことが考えられる。
【００３７】
なお、実施例９のフィルターは、表面全体に低表面エネルギー材料が塗布されているため、貫通孔膜部に形成された低表面エネルギー材料によって、大気浮遊物質の吸着の抑制効果も期待できる。なお、実施例９では、フィルターの表面全体に低表面エネルギー材料が塗布した例を示したが、パーフルオロポリエーテルを４ｎｍの厚さで塗布したフィルム上にフィルター表面を押付けて作製し、構造補強部の表面のみに低表面エネルギー層を形成することも可能である。
【００３８】
本実施例では、巻き出し後のフィルターの破損防止を例として説明したが、本発明の効果は巻き出し後のフィルターの破損防止に限定されるものではなく、他の部材と積層して使用される形態などでも破損抑制効果を有する。例えば、粒径の大きい大気浮遊物質を事前に除去するプレフィルターを、本実施例のフィルターと重ねて使用する場合において、本実施例のフィルター破損防止構造により、力学的強度の弱いプレフィルターの破損が抑制することができる。
【００３９】
以上より、本発明により、微細な貫通孔を有する樹脂製のフィルターの破損を抑制することができる。また、貫通孔膜部が有する貫通孔の下面側の淵に、高さが２〜２０ｎｍの突起を有することにより、貫通孔膜部への大気浮遊物質の吸着が抑制された、ガス透過性の高い、微細な貫通孔を有するフィルターを提供することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  ＰＥＴフィルム巻出しリール
２  ポリビニルアルコール水溶液の浴槽
３  樹脂塗工機
４  微細構造転写装置
５、７  水浴槽
６  ＰＥＴフィルム巻取りリール
８  フィルター巻取りリール
９  フィルム送りロール
１０  ＰＥＴフィルム
１１  貫通孔膜部を形成する部分
１２  構造補強部を形成する部分
１３  構造補強部
１４  貫通孔膜部
１５  貫通孔
１６  突起
【図１】
0005518039.tif 000004
【図２】
0005518039.tif 000005
【図３】
0005518039.tif 000006
【図４】
0005518039.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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