(57)【要約】【課題】耐食性、耐摩耗性が良好であり、優れたフィルター機能を安定して発現するフィルターと、このようなフィルターを簡便に製造することができる製造方法を提供する。【解決手段】フィルター１を、複数の貫通孔３を有する金属基材２と、これらの貫通孔３の内壁面４を含む金属基材表面に位置する金属被覆層５と、を備えたものとし、金属被覆層５はビッカース硬度ＨＶが８００以上の層とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔を有する金属基材と、該貫通孔の内壁面を含む金属基材表面に位置する金属被覆層と、を備え、該金属被覆層はビッカース硬度ＨＶが８００以上であることを特徴とするフィルター。
【請求項２】
前記金属被覆層は、前記金属基材側から電気めっき層、無電解めっき層の順に積層された少なくとも２層を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルター。
【請求項３】
前記金属基材の厚みは２０〜８０μｍの範囲であり、前記貫通孔の内壁面に位置する前記金属被覆層で画定される開口寸法の最小値は、前記金属基材の厚みよりも小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルター。
【請求項４】
開口率が５〜５０％の範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフィルター。
【請求項５】
金属基材をエッチングして複数の貫通孔を形成するエッチング工程と、
該貫通孔の内壁面を含む前記金属基材の表面にめっきにより金属被膜を形成するめっき工程と、
前記金属被膜に加熱処理を施してビッカース硬度ＨＶが８００以上の金属被覆層とする加熱工程と、を有することを特徴とするフィルターの製造方法。
【請求項６】
前記めっき工程は、前記金属基材表面に電気めっきにより金属被膜を形成した後、無電解めっきにより金属被膜を重ねて形成する工程であることを特徴とする請求項５に記載のフィルターの製造方法。
【請求項７】
前記エッチング工程では、金属基材の両面に所望の開口部を有するレジスト層を形成し、一方の面に前記レジスト層を覆うようにエッチングバリア層を設けて、他方の面から前記レジスト層を介して金属基材を所望の深さまでエッチングした後、前記一方の面の前記エッチングバリア層を除去するとともに、他方の面に前記レジスト層を覆うようにエッチングバリア層を設けて、前記一方の面から前記レジスト層を介して金属基材をエッチングして前記エッチングバリア層を所望の範囲で露出させることにより貫通孔を形成することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルターに係り、特に流体中に含まれる異物の除去、あるいは、流体中に含まれる生成物の回収等に使用するフィルターとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、微細な貫通孔が形成された精密スクリーンや、セラミックによる多孔構造体、あるいは、金属粉体、金属繊維の焼結体が、各種プラントへフィルターとして適用されてきた。例えば、飲料から所定の大きさの粒子を除去する場合、あるいは、細菌類、赤血球、白血球、血小板などを捕獲する場合、上記のような立体構造が形成されたフィルター、あるいは、厚み方向において入り組んだ構造を有するフィルターが使用されてきた。
しかし、このような入り組んだ立体構造フィルターは、数ミクロン〜数十ミクロン程度の粒子を選択的に通過する能力、および、除去や捕獲が可能な粒子の大きさを事前に実機に装着して把握する必要があった。また、ろ過を実施するために要する圧力には、フィルターの開口表面積の他に、３次元的に入り組んだ構造の中を流体が通ることにより生じる圧力損失も考慮する必要があり、事前に実機への負荷影響がないかを試行して確かめる必要があった。さらに、使用後の洗浄での粒子残渣のおそれがあり、繰り返し使用が難しいという問題があった。
上記のような問題を解消するために、孔部を形成した金属薄板からなるフィルターが提案されている。例えば、微細なレジストパターンを形成した金属基板上に電着により金属層を形成し、その後、金属基板から金属層を剥離することにより、上記のレジストパターンに対応する位置に貫通孔を有する金属薄板を作製し、次いで、金属薄板の表面にめっきにより金属被膜を形成することにより、貫通孔を所望の開口寸法としたフィルターが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−５１５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような金属薄板からなるフィルターは、従来の立体構造が形成されたフィルターにおける問題点を解消するものである。しかし、金属薄板や金属被膜の材質が、例えば、ニッケルであると、長時間使用における耐食性が不十分であり、また、耐摩耗性が不十分であり、安定したフィルター機能が得られない場合があった。さらに、金属基板上への電着による金属層の形成、および、めっきによる金属被膜の形成では、所望の厚みの金属層、金属被膜を形成するまでに要する時間が長く、製造コストの増大を来すという問題があった。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、耐食性、耐摩耗性が良好であり、優れたフィルター機能を安定して発現するフィルターと、このようなフィルターを簡便に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決するために、本発明のフィルターは、複数の貫通孔を有する金属基材と、該貫通孔の内壁面を含む金属基材表面に位置する金属被覆層と、を備え、該金属被覆層はビッカース硬度ＨＶが８００以上であるような構成とした。
【０００６】
本発明の他の態様として、前記金属被覆層は、前記金属基材側から電気めっき層、無電解めっき層の順に積層された少なくとも２層を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記金属基材の厚みは２０〜８０μｍの範囲であり、前記貫通孔の内壁面に位置する前記金属被覆層で画定される開口寸法の最小値は、前記金属基材の厚みよりも小さいような構成とした。
本発明の他の態様として、開口率が５〜５０％の範囲であるような構成とした。
【０００７】
本発明のフィルターの製造方法は、金属基材をエッチングして複数の貫通孔を形成するエッチング工程と、該貫通孔の内壁面を含む前記金属基材の表面にめっきにより金属被膜を形成するめっき工程と、前記金属被膜に加熱処理を施してビッカース硬度ＨＶが８００以上の金属被覆層とする加熱工程と、を有するような構成とした。
【０００８】
本発明の他の態様として、前記めっき工程は、前記金属基材表面に電気めっきにより金属被膜を形成した後、無電解めっきにより金属被膜を重ねて形成する工程であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記エッチング工程では、金属基材の両面に所望の開口部を有するレジスト層を形成し、一方の面に前記レジスト層を覆うようにエッチングバリア層を設けて、他方の面から前記レジスト層を介して金属基材を所望の深さまでエッチングした後、前記一方の面の前記エッチングバリア層を除去するとともに、他方の面に前記レジスト層を覆うようにエッチングバリア層を設けて、前記一方の面から前記レジスト層を介して金属基材をエッチングして前記エッチングバリア層を所望の範囲で露出させることにより貫通孔を形成するような構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のフィルターは、耐食性、耐摩耗性が良好であり、優れたフィルター機能を安定して発現することができる。また、本発明のフィルターの製造方法は、このように優れたフィルター機能を発現するフィルターを簡便に製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明のフィルターの一実施形態を説明するための部分断面図である。
【図２】図２は、本発明のフィルターの他の実施形態を説明するための部分断面図である。
【図３】図３は、本発明のフィルターの使用例を示す部分断面図である。
【図４】図４は、本発明のフィルターの製造方法の一実施形態を説明する工程図である。
【図５】図５は、本発明のフィルターの製造方法の他の実施形態を説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。
［フィルター］
図１は、本発明のフィルターの一実施形態を説明するための部分断面図である。図１において、フィルター１は、複数の貫通孔３を有する金属基材２と、この金属基材２の一方の面２ａ、他方の面２ｂ、および、貫通孔３の内壁面４に位置する金属被覆層５と、を備えており、金属被覆層５はビッカース硬度ＨＶが８００以上である。
【００１２】
金属基材２の材質は、例えば、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系のステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、インバー材、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等であってよく、厚みは２０〜８０μｍ、好ましくは２５〜５０μｍの範囲である。金属基材２の厚みが２０μｍ未満であると、フィルター１の強度が不十分であり、ろ過を実施する際の圧力で変形、破損を生じ、また、取扱性に劣り好ましくない。一方、金属基材２の厚みが８０μｍを超えると、貫通孔３の開口寸法の微細化に限界があり、内壁面４に位置する金属被覆層５で画定される開口寸法の調整に支障を来し好ましくない。
金属基材２が有する貫通孔３は、金属基材２の面２ａ側の開口３ａが、金属基材２の面２ｂ側の開口３ｂよりも大きいものであり、貫通孔３の内壁面４はテーパー形状となっている。貫通孔３の開口形状は、円形が好適であるが、楕円形、あるいは、正方形、正六角形、正八角形等の多角形、これらの多角形の角部に丸味を有する形状等であってもよい。貫通孔３の開口寸法は、開口形状が円形である場合には、その直径であり、開口形状が楕円形、多角形等のように開口寸法が一定ではない場合には、開口形状における最小の開口寸法である。このような貫通孔３の開口３ｂの開口寸法Ｗ１は、後述する金属被膜層５で画定される開口寸法の最小値Ｗ１′と、金属基材２の厚みＴを考慮して適宜設定することができる。
【００１３】
また、金属基材２が有する貫通孔３間の距離、すなわち、貫通孔と貫通孔の間に位置する金属基材２の幅は、後述する開口率の範囲を考慮して設定することができ、例えば、１５〜６０μｍの範囲で隣接する貫通孔との距離を設定することができる。尚、フィルター１における貫通孔３間の距離は、貫通孔３の開口が大きい側、すなわち、金属基材２の面２ａを基準とする。
本発明のフィルター１を構成する金属被覆層５は、フィルター１に耐食性、耐摩耗性を付与すると共に、貫通孔３の内壁面４に位置することにより、フィルター１のろ過対象物の大きさを設定するものである。この金属被覆層５は、ニッケルを含む金属被膜に加熱処理を施したものである。この金属被膜は、電気めっきにより形成した金属被膜（以下、電気めっき層とも記す）と、無電解めっきにより形成した金属被膜（以下、無電解めっき層とも記す）とが、この順で金属基材２に積層された少なくとも２層を有することが好ましい。このような２層構成の金属被膜は、金属基材２への密着性が良好で、加熱処理を施すことにより高い硬度の金属被覆層５が得られ、また、金属被覆層５の膜厚の制御も容易である。
【００１４】
このような金属被覆層５は、上記のようにビッカース硬度ＨＶが８００以上、好ましくは８５０以上であり、ビッカース硬度ＨＶが８００未満であると、フィルター１の耐食性、耐摩耗性が不十分となることがあり好ましくない。また、金属基材２の貫通孔３の内壁面４に位置する金属被膜層５で画定される開口寸法の最小値Ｗ１′は、フィルター１のろ過対象物の大きさを決定するものである。そして、本発明では、金属被覆層５で画定される開口寸法の最小値Ｗ１′は、金属基材２の厚みＴよりも小さいものとすることができる。
金属被覆層５の厚みは、開口寸法の最小値Ｗ１′が所望の値となるように適宜設定することができ、例えば、貫通孔３の内壁面４に位置する金属被覆層５の厚みを０．５〜５μｍ程度の範囲で設定することができる。金属被覆層５の厚みが０．５μｍ未満であると、金属被覆層５がフィルター１に付与する耐食性、耐摩耗性が不十分となる。一方、金属被覆層５の厚みが５μｍを超えると、金属基材２と金属被覆層５との熱収縮率等の特性の違いによる応力の作用が大きくなり、フィルター１の反り、変形、クラック等の発生のおそれがあり好ましくない。
【００１５】
このようなフィルター１における開口寸法の最小値Ｗ１′は、ろ過対象である流体から除去する異物の大きさ等を考慮して設定するこができ、また、開口率［（各貫通孔３の開口寸法Ｗ１′の部位における合計面積／貫通孔３が形成されている領域の面積）×１００］が、５〜５０％、好ましくは５〜４０％の範囲となるよう設定することができる。このような範囲の開口率を有することにより、フィルター１は、フィルターのグレードの中で、従来のエッチング加工による単層構造のフィルターでは達成できない最も細かい領域をカバーすることができる。
図２は、本発明のフィルターの他の実施形態を説明するための部分断面図である。図２において、フィルター１１は、複数の貫通孔１３を有する金属基材１２と、この金属基材１２の一方の面１２ａ、他方の面１２ｂ、および、貫通孔１３の内壁面１４に位置する金属被覆層１５と、を備えており、金属被覆層１５はビッカース硬度ＨＶが８００以上である。
フィルター１１を構成する金属基材１２の材質、厚みは、上述の金属基材２と同様とすることができる。
【００１６】
金属基材１２が有する貫通孔１３は、その内壁面１４が貫通孔１３内に突出する突出部１４ａを有している。したがって、金属基材１２の面１２ａ側の開口１３ａにおける開口寸法、および、金属基材１２の面１２ｂ側の開口１３ｂにおける開口寸法に比べて、上記の突出部１４ａにおける開口寸法Ｗ２は小さいものである。貫通孔１３の開口形状は、円形が好適であるが、楕円形、あるいは、正方形、正六角形、正八角形等の多角形、これらの多角形の角部に丸味を有する形状等であってもよい。貫通孔１３の開口寸法は、開口形状が円形である場合には、その直径であり、開口形状が楕円形、多角形等のように開口寸法が一定ではない場合には、開口形状における最小の開口寸法である。このような貫通孔１３の突出部１４ａにおける開口寸法Ｗ２は、後述する金属被膜層１５で画定される開口寸法の最小値Ｗ２′と、金属基材１２の厚みＴを考慮して適宜設定することができる。
また、金属基材１２が有する貫通孔１３間の距離、すなわち、貫通孔と貫通孔の間に位置する金属基材１２の幅は、後述する開口率の範囲を考慮して設定することができ、例えば、１５〜６０μｍの範囲で隣接する貫通孔との距離を設定することができる。
【００１７】
本発明のフィルター１１を構成する金属被覆層１５は、フィルター１１に耐食性、耐摩耗性を付与すると共に、フィルター１１のろ過対象物の大きさを設定するものである。この金属被覆層１５は、上述の金属被覆層５と同様に、ニッケルを含む金属被膜に加熱処理を施したものであり、金属被膜は、電気めっき層と無電解めっき層とが、この順で金属基材１２に積層された少なくとも２層を有することが好ましい。また、この金属被覆層１５は、ビッカース硬度ＨＶが８００以上、好ましくは８５０以上である。また、貫通孔１３の内壁面１４に位置する金属被膜層１５で画定される開口寸法の最小値Ｗ２′は、フィルター１１のろ過対象物の大きさを決定するものである。そして、本発明では、金属被覆層１５で画定される開口寸法の最小値Ｗ２′は、金属基材１２の厚みＴよりも小さいものとすることができる。
金属被覆層１５の厚みは、開口寸法の最小値Ｗ２′が所望の値となるように適宜設定することができ、例えば、貫通孔１３の内壁面１４に位置する金属被覆層１５の厚みを０．５〜５μｍ程度の範囲で設定することができる。金属被覆層１５の厚みが０．５μｍ未満であると、金属被覆層１５がフィルター１１に付与する耐食性、耐摩耗性が不十分となる。一方、金属被覆層１５の厚みが５μｍを超えると、金属基材１２と金属被覆層１５との熱収縮率等の特性の違いによる応力の作用が大きくなり、フィルター１１の反り、変形、クラック等の発生のおそれがあり好ましくない。
【００１８】
このようなフィルター１１における開口寸法の最小値Ｗ２′は、ろ過対象である流体から除去する異物の大きさ等を考慮して設定するこができ、また、開口率［（各貫通孔１３の開口寸法Ｗ２′の部位における合計面積／貫通孔１３が形成されている領域の面積）×１００］が、５〜５０％、好ましくは５〜４０％の範囲となるよう設定することができる。このような範囲の開口率を有することにより、フィルター１１は、フィルターのグレードの中で、従来のエッチング加工による単層構造のフィルターでは達成できない最も細かい領域をカバーすることができる。
このような本発明のフィルター１，１１は、ビッカース硬度ＨＶが８００以上である金属被覆層５，１５を備えているので耐食性、耐摩耗性が良好であり、また、貫通孔３，１３の内壁面４，１４に位置する金属被膜層５，１５の厚みによりろ過対象物の大きさが高い精度で設定されるので、優れたフィルター機能を安定して発現することができる。
【００１９】
図３は、本発明のフィルターの使用例を示す部分断面図である。図３に示される例では、上述のフィルター１の金属基材２の面２ｂ側を支持体１０で支持し、矢印ａ方向からろ過対象の流体をフィルター１に供給して使用する。尚、図３では、フィルター１の金属基材２、貫通孔３、金属被覆層５を省略している。また、フィルター１の金属基材２の面２ａ側を支持体１０で支持して使用してもよい。
支持体１０は、複数の開口部１０ａを備えている。この開口部１０ａの形状、寸法は、フィルター１のフィルター機能に悪影響を与えず、かつ、ろ過対象の流体から受ける圧力によりフィルター１が変形、破損してフィルター機能が損なわれるのを防止することができるように、適宜設定することができる。支持体１０の材質は、耐食性、強度等を考慮して適宜選択することができ、例えば、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系のステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、インバー材等を挙げることができる。また、図示例では、支持体１０の形状は、複数の開口部１０ａを備えた平板形状であるが、これに限定されるものではなく、所望形状の筐体等、適宜設定することができる。
【００２０】
本発明のフィルター１１についても、上記のような支持体１０により支持された状態で使用することができる。
上述のフィルターの実施形態は例示であり、本発明のフィルターはこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
［フィルターの製造方法］
本発明のフィルターの製造方法の一実施形態を、上述の本発明のフィルター１を例として図４を参照しながら説明する。
本発明では、金属基材２の一方の面２ａに所望の開口部２１ａを有するレジスト層２１を形成し、他の面２ｂはエッチングバリア層２２で被覆する（図４（Ａ））。レジスト層２１は、例えば、金属基材２に感光性レジストを塗布した後、所望のマスクを介して露光、現像することにより形成することができる。また、感光性ドライフィルムを金属基材２にラミネートした後、所望のマスクを介して露光、現像することにより形成してもよい。エッチングバリア層２２は、後工程における金属基材２のエッチング処理に対するバリア性を有し、レジスト層２１と共に除去可能な材料により形成することができ、例えば、感光性ドライフィルムレジスト（旭化成（株）製  サンフォートＡＱシリーズ等）等を用いて形成することができる。
【００２２】
次に、レジスト層２１を介して金属基材２を一方の面２ａからエッチングして複数の貫通孔３を形成し、その後、レジスト層２１、エッチングバリア層２２を除去する（図４（Ｂ））。この金属基材２のエッチングは、浸漬方式、スプレー方式等のウエットエッチングとする。このように金属基材２をエッチングして形成された貫通孔３は、金属基材２の面２ａ側の開口３ａが、金属基材２の面２ｂ側の開口３ｂよりも大きいものであり、貫通孔３の内壁面４はテーパー形状となっている。金属基材２に形成する貫通孔３間の距離は、後工程において金属被覆層５を形成したときの開口率の範囲を考慮して設定することができ、例えば、１５〜６０μｍの範囲で隣接する貫通孔との距離を設定することができる。
次に、貫通孔３の内壁面４を含む金属基材２の表面にめっきにより金属被膜５′を形成する（図４（Ｃ））。金属被膜５′の形成は、電気めっきと無電解めっきにより行うことができ、金属基材２の表面に電気めっきにより金属被膜（電気めっき層）を形成した後、無電解めっきにより金属被膜（無電解めっき層）を重ねて形成し、少なくとも２層の構成とすることが好ましい。形成する金属被膜５′の材質としては、ニッケルまたはニッケルを含む合金とすることができる。
【００２３】
ここで、無電解めっきは金属基材の表面に均一な厚さの金属被膜を形成でき、さらに加熱処理により硬度を高めることができ、金属被覆層を形成するめっき方法として好適であるが、金属基材の表面に酸化膜があると密着性に劣る欠点がある。
一方、電気めっきは、ストライク浴を用いることで金属基材の表面の酸化皮膜を還元して除去しながらめっきするため、金属基材の表面に密着性の高い金属被膜を形成できる。しかし、電気めっきは、めっき対象物の凸部や鋭い角部などの電流密度が高くなる部分では、平坦な面と比較してめっきが厚くなる性質があり、形成する金属被膜の厚さを均一に制御することが困難となる場合がある。例えば、金属基材２は貫通孔３が形成されており、この貫通孔３の開口３ｂの縁部は鋭い角部となっており、電気めっきによる金属被膜の形成速度が速いものとなる。したがって、他の平坦な部分に所定の厚さの金属被膜を形成すると、開口３ｂの縁部での金属被膜の厚さが過大なものとなる。
【００２４】
このような２つ問題を解決するため、金属被膜５′を、金属基材２の表面に電気めっきにより金属被膜（電気めっき層）を形成した後、無電解めっきにより金属被膜（無電解めっき層）を重ねて形成し、少なくとも２層の構成とすることが好ましい。ここで、電気めっきにより形成する電気めっき層の厚さを、無電解めっきにより形成する無電解めっき層の厚さより薄く、かつ、金属基材２との密着性を確保できる最小限の厚さ、例えば、金属基材の平坦な面に形成される電気めっき層の厚さで０．１μｍを確保できる程度とする。このように電気めっき層を形成することにより、開口３ｂの縁部での金属被膜の厚さが過大なものとなることが抑制される。そして、金属被覆層５を所定の厚さとするために必要な残りの金属被膜を無電解めっきで形成することで、開口３ｂの縁部での金属被膜の厚さが過大となるのを防ぎ、金属被膜５′の厚さの均一性を向上させることができる。
以上のように金属被膜５′を２層構成（当然、金属被覆層５も同様の構成になる）とすることで金属基材２への密着性が良好で、加熱処理により高い硬度が得られ、金属被膜５′の膜厚を均一に制御することも容易となる。
【００２５】
上記のように形成する金属被膜５′の厚みは、開口寸法の最小値Ｗ１′が所望の値となるように適宜設定することができ、例えば、貫通孔３の内壁面４に位置する金属被膜５′の厚みを０．５〜５μｍ程度の範囲で設定することができる。金属被膜５′の厚みが０．５μｍ未満であると、後工程で形成する金属被覆層５がフィルター１に付与する耐食性、耐摩耗性が不十分となり、また、開口寸法の最小値Ｗ１′を所望の値とするためのめっき制御の精度が低下することがある。一方、金属被膜５′の厚みが５μｍを超えると、形成に要する時間が長くなり、また、後工程で形成する金属被覆層５と金属基材２との熱収縮率等の特性の違いによる応力の作用が大きくなり、フィルター１の反り、変形、クラック等の発生のおそれがあり好ましくない。
次いで、金属被膜５′に加熱処理を施してビッカース硬度ＨＶが８００以上の金属被覆層５とすることにより、フィルター１が得られる（図４（Ｄ））。金属被膜５′に施す加熱処理は、金属被膜５′の材質に応じて適宜設定することができ、例えば、加熱温度を４００〜７００℃、加熱時間を１〜５時間の範囲内で適宜設定することができる。このような加熱処理により、金属被膜５′の結晶粒が大きくなり、形成された金属被覆層５はビッカース硬度ＨＶが８００以上となって、耐食性、耐摩耗性に優れたものとなる。また、このように金属基材２の貫通孔３の内壁面４に金属被覆層５を形成することにより、貫通孔３内に位置する金属被膜層５で画定される開口寸法Ｗ１′を設定することができ、フィルター１のろ過対象物の大きさを高い精度で決定することができる。
【００２６】
このような本発明では、金属被覆層５で画定される開口寸法の最小値Ｗ１′を、金属基材２の厚みＴよりも小さいものとすることができ、微小な開口寸法を有するフィルターを高精度で製造することができる。
本発明のフィルターの製造方法の他の実施形態を、上述の本発明のフィルター１１を例として図５を参照しながら説明する。
本発明では、金属基材１２の両面１２ａ，１２ｂに所望の開口部３１ａ，３２ａを有するレジスト層３１，３２を形成し、その後、レジスト層３２を被覆するように基材１２の面１２ｂにエッチングバリア層３３を形成する（図５（Ａ））。レジスト層３１，３２は、例えば、金属基材１２に感光性レジストを塗布した後、所望のマスクを介して露光、現像することにより形成することができる。また、感光性ドライフィルムを金属基材１２にラミネートした後、所望のマスクを介して露光、現像することにより形成することもできる。このレジスト層３１，３２は、金属基材１２を介して対向する開口部３１ａ，３２ａが一致するように形成することが好ましい。エッチングバリア層３３は、後工程における金属基材１２のエッチング処理に対するバリア性を有するとともに、レジスト層３２を残存させたままで除去可能な材料により形成することができ、例えば、（株）スミロン製  金属建材保護フィルム  ＥＣシリーズ等を用いて形成することができる。
【００２７】
次に、一方のレジスト層３１を介して金属基材１２の面１２ａ側から所望の深さまでエッチングして孔部１３ａを形成する（図５（Ｂ））。この基材１２のエッチングは、浸漬方式、スプレー方式等のウエットエッチングとする。
次に、孔部１３ａが形成された金属基材１２の面１２ａにレジスト層３１を被覆するようにエッチングバリア層３４を形成するとともに、金属基材１２の面１２ｂに形成したエッチングバリア層３３を除去してレジスト層３２を露出させる。このエッチングバリア層３４は、上述のエッチングバリア層３３と同様とすることができ、また、金属基材１２のエッチング処理に対するバリア性を有し、レジスト層３１，３２と共に除去可能な材料により形成することもでき、この場合、上述のエッチングバリア層２２と同様とすることができる。
【００２８】
次に、レジスト層３２を介して金属基材１２の面１２ｂ側からエッチングを行い、エッチングバリア層３４が所望の範囲で露出するまでエッチングして孔部１３ｂを形成する（図５（Ｃ））。この金属基材１２のエッチングも、浸漬方式、スプレー方式等のウエットエッチングとする。このエッチングでは、前工程で形成した孔部１３ａ内にエッチングバリア層３４が存在するので、エッチング液が孔部１３ａ内に侵入することが防止される。
次いで、レジスト層３１，３２、エッチングバリア層３４を除去することにより、上記の孔部１３ａと孔部１３ｂが連通してなる貫通孔１３が得られ、このようにエッチングされた金属基材１２の貫通孔の内壁面１４には、貫通孔１３へ突出する突出部１４ａが形成されている（図５（Ｄ））。上記のように、孔部１３ｂの形成において、エッチング液が孔部１３ａ内に侵入することが防止されているので、突出部１４ａを丸めるようなエッチングが抑制され、これにより、突出部１４ａを高い精度で形成することができる。また、上記の孔部１３ａの形成深さを調整することにより、貫通孔１３の深さ方向における突出部１４ａの位置を制御することができる。
その後、上述の金属被膜５′の形成、この金属被膜５′に加熱処理を施すことによる金属被覆層５の形成と同様にして、金属被覆層１５を形成して、フィルター１１が得られる（図示せず）。
【００２９】
このような本発明では、金属被覆層１５で画定される開口寸法の最小値Ｗ２′（図２参照）は、金属基材１２の厚みＴよりも小さいものとすることができ、微小な開口寸法を有するフィルターを高精度で製造することができる。
ここで、金属基材２，１２は、上記のように、内壁面４がテーパー形状である貫通孔３、あるいは、突出部１４ａを内壁面１４に有している貫通孔１３を形成している。したがって、図４（Ｂ）に示される例では、金属基材２の面２ｂ側の開口３ｂにおいて、金属基材２の面２ｂと貫通孔３の内壁面４とがなす角度は丸みをもたない鋭い角部となっている。また、図５（Ｄ）に示されるように、突出部１４ａは丸みをもたない鋭い角部となっている。このような丸みをもたない鋭い角部では、電気めっきによる金属被膜５′，１５′の形成において他の部位よりも電流密度が高くなり、金属被膜５′，１５′の形成速度が速いものとなる。したがって、金属基材２，１２の平坦な面で金属被膜５′，１５′が所望の膜厚になる前に、丸みをもたない鋭い角部における金属被膜５′，１５′の膜厚が、所望の開口寸法Ｗ１′，Ｗ２′を達成する膜厚となってしまい、電気めっきのみでは金属被膜全体を所望の膜厚に制御するのは困難である。本発明においては、金属被膜は金属基材表面に電気めっきにより金属被膜（電気めっき層）を形成した後、無電解めっきにより金属被膜（無電解めっき層）を重ねて形成して、少なくとも２層を有する構成の金属被膜５′，１５′を形成することとし、さらに、電気めっき層の厚さを無電解めっき層の厚さより薄く、かつ、金属基材との密着性を確保できる最小限程度の厚さとし、金属被膜５′，１５′を所望の厚さとするために必要な残りの厚さの金属被膜を無電解めっきで形成することで、金属被膜５′，１５′の膜厚を均一に制御することが容易となる。
上述のフィルターの製造方法の実施形態は例示であり、本発明のフィルター製造方法はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００３０】
次に、具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
金属基材としてステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み２５μｍ）を準備し、金属基材の中央の５０ｍｍ×５０ｍｍを貫通孔形成領域として画定した。
この金属基材の一方の面に感光性ドライフィルム（旭化成（株）製）  サンフォートＡＱ−２５５８）をラミネートした後、所望のマスクを介して露光し、現像することによりレジスト層を形成した。このように形成したレジスト層は、直径３５μｍの円形の開口部を９０μｍピッチで６０°千鳥格子形状に１４４００個配置したものであった。また、金属基材の他方の面にも感光性ドライフィルム（旭化成（株）製）  サンフォートＡＱ−２５５８）をラミネートし、厚み２５μｍのエッチングバリア層を全面に形成した（図４（Ａ）参照）。
【００３１】
次に、レジスト層を介して金属基材を下記のエッチング条件のスプレーエッチングによりエッチングして貫通孔を形成し、その後、レジスト層およびエッチングバリア層を除去し、洗浄した（図４（Ｂ）参照）。
（エッチング条件）
・エッチング液  ：  塩化第二鉄溶液
・比重          ：  ４９ボーメ（Ｂｅ）
・温度          ：  ７０℃
【００３２】
このようなスプレーエッチングにより、金属基材の貫通孔形成領域には、９０μｍピッチで６０°千鳥格子形状に１４４００個の貫通孔が形成された。また、形成された貫通孔を両面顕微鏡を用いて観察、測定した結果、金属基材の一方の面における円形開口の直径が５０μｍ、他方の面における円形開口の直径が３５μｍであるテーパー形状をなすものであった。
次いで、上記のように貫通孔を形成した金属基材に対し、ストライクニッケルめっき浴（奥野製薬（株）製  トップセリーナ）を用いて電気めっきにより電気めっき層（貫通孔の内壁面での厚み０．５μｍ）を形成した後、無電解ニッケル−リン系めっき浴（奥野製薬（株）製  トップ二コロン）を用いて無電解めっきにより無電解めっき層（貫通孔の内壁面での厚み１．５μｍ）を形成した。これにより、電気めっき層、無電解めっき層からなる２層構成のニッケル被膜（貫通孔の内壁面での厚み２μｍ）を形成した（図４（Ｃ）参照）。このように形成したニッケル被膜のビッカース硬度ＨＶを、（株）ミツトヨ製  ビッカース硬さ試験機を用いて測定したところ、４４０であった。
【００３３】
次に、金属基材上に形成したニッケル被膜に対して、５００℃、２時間の加熱処理を施して、ニッケル被覆層とした（図４（Ｄ）参照）。このニッケル被覆層のビッカース硬度ＨＶを上記と同様に測定した結果、８５０であった。また、ニッケル被覆層を形成した後の貫通孔を両面顕微鏡を用いて観察、測定した結果、金属基材の一方の面における円形開口の直径が４０μｍ、他方の面における円形開口の直径が２５μｍであるテーパー形状であり、開口寸法の最小値が２５μｍ（開口率７．０％）であることが確認された。
上記のように貫通孔を有しニッケル被覆層で被覆された金属基材の貫通孔形成領域（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中央を、直径１０ｍｍの寸法で裁断してフィルターを作製した。
このようなフィルターをろ過装置に装着し、薄力粉（粒径分布幅は５〜１００μｍ）を純水に１０ｇ／Ｌ含有させた流体を用い、ろ過を行った結果、圧力損失は０．０３ＭＰａ程度であった。また、この流体を用いて０．１時間のろ過操作と洗浄を３回繰り返した。その後、フィルターの状態を両面顕微鏡を用いて観察した結果、フィルターの腐食、損傷は見られなかった。
【００３４】
［実施例２］
実施例１と同様に、金属基材を準備し、貫通孔形成領域を画定した。
この金属基材の両面に感光性ドライフィルム（旭化成（株）製）  サンフォートＡＱ−２５５８）をラミネートし、所望のマスクを介して露光し、現像することにより、金属基材の両面にレジスト層を形成した。このように形成したレジスト層は、直径３５μｍの円形の開口部を９０μｍピッチで６０°千鳥格子形状に１４４００個配置したものであり、各面のレジスト層の各開口部の中心は、金属基材を介して一致するものであった。次に、一方の面のレジスト層を覆うように、（株）スミロン製  金属建材保護フィルム  ＥＣシリーズを用いて、厚み１００μｍのエッチングバリア層を形成した（図５（Ａ）参照）。
次に、エッチングバリア層で被覆されていないレジスト層を介して、実施例１と同じ条件で、スプレーエッチングにより、金属基材を一方の面からエッチングして深さ１６μｍの孔部を形成した（図５（Ｂ）参照）。その後、エッチングバリア層を除去し、上記のエッチングにより孔部が形成された面を覆うように、実施例１と同様にして、厚み１００μｍのエッチングバリア層を形成した。次いで、エッチングバリア層が除去され露出されたレジスト層を介して、上記の孔部の形成と同じ条件で、スプレーエッチングにより、金属基材をエッチングして孔部を形成した（図５（Ｃ）参照）。これにより、貫通孔を形成し、その後、レジスト層およびエッチングバリア層を除去し、洗浄した。
【００３５】
このようなスプレーエッチングにより、金属基材の貫通孔形成領域には、９０μｍピッチで６０°千鳥格子形状に１４４００個の貫通孔が形成された。また、形成された貫通孔を両面顕微鏡を用いて観察、測定した結果、金属基材の表面における開口部の形状は、金属基材の両面において共に直径５０μｍの円形であった。また、金属基材の厚み方向の略中央において、貫通孔の内壁面に突出部が形成されており、この突出部における貫通孔の開口寸法は２５μｍであり、開口寸法の最小となる部位であることが確認された。
【００３６】
次いで、上記のように貫通孔を形成した金属基材に対し、実施例１と同様にして、電気めっきにより電気めっき層（貫通孔の内壁面での厚み０．５μｍ）を形成した後、無電解めっきにより無電解めっき層（貫通孔の内壁面での厚み０．５μｍ）を形成した。これにより、電気めっき層、無電解めっき層からなる２層構成のニッケル被膜（貫通孔の内壁面での厚み１μｍ）を形成した。このニッケル被膜に対し、実施例１と同様に加熱処理を施して、ニッケル被覆層とした。このニッケル被覆層のビッカース硬度ＨＶを上記と同様に測定した結果、８５０であった。また、ニッケル被覆層を形成した後の貫通孔を両面顕微鏡を用いて観察、測定した結果、金属基材の両面においる円形開口の直径が４５μｍ、貫通孔内部の突出部における円形開口の直径が２３μｍであり、開口寸法の最小値Ｗ２′が２３μｍ（開口率５．９％）であることが確認された。
【００３７】
上記のように貫通孔を有しニッケル被覆層で被覆された金属基材の貫通孔形成領域（５０ｍｍ×５０ｍｍ）の中央を、直径１０ｍｍの寸法で裁断してフィルターを作製した。
このようなフィルターを用いて実施例１と同様にろ過を行った結果、フィルターの腐食、損傷は見られなかった。
【００３８】
［比較例１］
貫通孔を形成した金属基材に対しニッケル被膜を形成する工程までを行い、加熱処理によるニッケル被覆層の形成は行わなかった他は、実施例１と同様にしてフィルターを作製した。
このようなフィルターを用いて実施例１と同様にろ過を行った結果、フィルターに変色（茶色）や凹状のくぼみのような腐食が見られ、また、ビッカース硬度が高くないことによって傷等の発生が見られた。
【００３９】
［比較例２］
貫通孔を形成した金属基材に対しニッケル被膜を形成する工程までを行い、加熱処理によるニッケル被覆層の形成は行わなかった他は、実施例２と同様にしてフィルターを作製した。
このようなフィルターを用いて実施例１と同様にろ過を行った結果、フィルターに変色（茶色）や凹状のくぼみのような腐食が見られ、また、ビッカース硬度が高くないことによって傷等の発生が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
種々の流体のろ過に利用可能であり、また、流体のろ過工程を必要とする種々の検査、製品の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１，１１…フィルター
２，１２…金属基材
３，１３…貫通孔
４，１４…内壁面
５，１５…金属被覆層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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