(57)【要約】【課題】  水と加圧二酸化炭素とを含む混合溶液を用いて所定の処理を行う際に、より効率よく且つ安定して所定の処理が行える容器を提供する。【解決手段】  非ポリマー材料で形成された被処理体を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で処理するために用いられる容器であって、金属製の容器本体と、容器本体の内壁表面に形成され且つ混合溶液に対して不活性である膜とを備える容器を用いることにより、被処理体に対して、より効率よく且つ安定して所定の処理を施すことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非ポリマー材料で形成された被処理体を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で処理するために用いられる容器であって、
金属製の容器本体と、
上記容器本体の内壁表面に形成され且つ上記混合溶液に対して不活性である膜とを備える容器。
【請求項２】
上記膜が非金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の容器。
【請求項３】
上記膜がダイヤモンドライクカーボンで形成されていることを特徴とする請求項２に記載の容器。
【請求項４】
非ポリマー材料で形成された被処理体を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で処理するために用いられる容器であって、
金属製の容器本体と、
上記容器本体内部に配置され、且つ、上記混合溶液に対して不活性である材料で形成された内部容器とを備える容器。
【請求項５】
上記混合溶液に対して不活性である材料が非金属材料であることを特徴とする請求項４に記載の容器。
【請求項６】
上記混合溶液に対して不活性である材料がポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項５に記載の容器。
【請求項７】
上記加圧二酸化炭素が超臨界状態の二酸化炭素であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の容器。
【請求項８】
上記混合溶液が無電解メッキ液及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の容器。
【請求項９】
上記被処理体が表面に金属を有する基材であることを特徴とする請求項８に記載の容器。
【請求項１０】
上記処理が上記被処理体上に膜厚３０μｍ〜５００μｍのメッキ膜を形成するメッキ処理であることを特徴とする請求項８または９に記載の容器。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の容器を用いて非ポリマー材料で形成された被処理体を処理する方法であって、
上記容器内に水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、
上記混合溶液に上記被処理体を接触させることとを含む処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を用いて被処理体に所定の処理を施すために用いられる容器及びそれを用いた被処理体の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水と加圧二酸化炭素とを含む混合溶液中で被処理体に何らかの処理を行う方法が様々な分野で適用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、水と加圧二酸化炭素とを含む混合溶液中でリポソームが分散した懸濁液を生成する方法が開示されている。具体的には、まず、水溶液中に脂質を界面活性剤として添加し、さらに、炭酸ガスを導入してＣＯ２／Ｈ２Ｏのエマルジョンを得る。次いで、圧力容器中から炭酸ガスを抜くことにより、リポソームが分散した懸濁液を生成している。
【０００３】
また、水と加圧二酸化炭素とを含む混合溶液を用いた処理方法の一つとして、水が主成分である無電解メッキ液に超臨界二酸化炭素を含ませて無電解メッキを行う方法が提案されている（例えば、特許文献２、非特許文献１、非特許文献２参照）。これらの文献では、無電解メッキ液と超臨界二酸化炭素とを、界面活性剤を用いて相溶させ、攪拌によりエマルジョン（乳濁状態）を形成し、該エマルジョン中でメッキ反応を起こす無電解メッキ方法が開示されている。通常、電解メッキや無電解メッキにおいては、メッキ反応中に発生する水素ガスがメッキ対象物の表面に滞留して、メッキ膜にピンホールの発生させる要因となる。しかしながら、上記文献に開示されている無電解メッキ法のように超臨界二酸化炭素を含む無電解メッキ液を用いた場合には、超臨界二酸化炭素は水素を溶解するので、上記メッキ反応中に発生する水素が取り除かれ、それによりピンホールが発生し難くなり、硬度の高い無電解メッキ膜が得られるとされる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１３１５６７号公報
【特許文献２】特許第３５７１６２７号公報
【非特許文献１】表面技術  Ｖｏｌ．５６、Ｎｏ．２、第８３頁（２００５）
【非特許文献２】化学工学会  第３８回秋季大会要旨集２日目  Ｕ２０９（２００６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、現在、様々な分野で、水と加圧二酸化炭素とを含む混合溶液を用いて所定の処理を行うことが検討されており、それらの処理に好適な容器の開発が要望されている。
【０００６】
本発明は、上記要望に応えるべくなされたものであり、本発明の目的は、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液により被処理体に所定の処理を施すために用いられる容器において、被処理体に対してより効率よく且つ安定して所定の処理が行える容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、非ポリマー材料で形成された被処理体を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で処理するために用いられる容器であって、金属製の容器本体と、上記容器本体の内壁表面に形成され且つ上記混合溶液に対して不活性である膜とを備える容器が提供される。
【０００８】
本明細書でいう、用語「処理」は、加水分解、脱水反応、付加重合、縮合重合（縮重合）、電解メッキ、無電解メッキ等の化学反応のみならず、混合、分離、精製、抽出、溶解、浸透等の物理的な処理も含む意味である。また、用語「被処理体」は、固体物のみならず、液状物質（液体）も含む意味である。本明細書でいう「混合溶液に対して不活性である」とは、混合溶液と化学的な反応を起こさないことをいう。また、本明細書でいう「非ポリマー材料」とは、ポリマーを含まない材料のことをいう。
【０００９】
また、本明細書でいう「加圧二酸化炭素」とは、加圧された二酸化炭素のことをいう。なお、ここでいう「加圧二酸化炭素」には、超臨界状態の二酸化炭素のみならず、加圧された液状二酸化炭素及び加圧された二酸化炭素ガスも含む意味である。また、加圧二酸化炭素の圧力は、臨界点（超臨界状態）以上に加圧された二酸化炭素のみならず、臨界点より低圧力で加圧された二酸化炭素も含まれる。好ましくは５ＭＰａ以上に加圧された二酸化炭素のことをいう。
【００１０】
本発明者らが、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を用いて所定の処理を行う方法、例えば、特許文献２や非特許文献１及び２に開示されているような超臨界二酸化炭素を含む無電解メッキ液（主成分は水）を用いて無電解メッキを行う方法について、検証実験を重ねたところ、以下のようなことが判明した。
【００１１】
従来の無電解メッキ法では、一般に、メッキ液の容器として樹脂製容器が用いられるが、特許文献２及び非特許文献１及び２に記載されているようなメッキ方法では、無電解メッキ液に加圧二酸化炭素を含ませるので、高圧容器つまり耐圧の要求される金属製容器内でメッキ反応させる必要がある。しかしながら、本発明者らの検証実験によると、高圧容器にＳＵＳ等の金属材料を用いた場合、メッキ対象物以外に、高圧容器の内壁表面にもメッキ膜が成長してメッキ浴が不安定になり、その結果、メッキ対象物に均一な金属膜を成長させることが困難になることが分かった。さらに、容器の内壁表面に成長したメッキ膜の密着性は悪いので、メッキ処理の最中に容器内壁表面に成長した該メッキ膜が剥離して、メッキ対象物上に形成されたメッキ膜に異物として混入する問題も発生することがわかった。このような異物の混入はメッキ膜のピンホールの発生の原因となる。
【００１２】
また、本発明者らの検証実験によると、加圧二酸化炭素を含むメッキ液で長時間メッキ処理を行うと、容器内壁が腐食し、生成された腐食物がメッキ膜へ混入することが分かった。このような現象が起こると、容器耐久性が低くなり、コストが増大するという問題が生じる。それゆえ、この問題は、この技術を用いたメッキ処理の工業化、大量生産化を図る上で大きな障害となる。特に、金型へのメッキを目的とした場合、厚膜（１００μｍ以上）の金属膜を金型表面に形成する必要があるので、メッキ反応時間（処理時間）も非常に長くなる。そのような処理時間が長くなる場合、容器腐食により生成された腐食物がメッキ膜へ混入する可能性が高くなる。腐食物がメッキ膜へ混入すると、金型表面にピンホールが発生し、金型としては致命的な欠陥となり得る。
【００１３】
さらに、上述した水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液による腐食（酸化）作用について検証実験を重ねたところ、イオン交換水（または水道水）及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を所定温度に温調された金属製の容器に注入して、混合溶液を攪拌しながら長時間保持した結果、容器の内壁に腐食が確認された。すなわち、金属製容器に対する上記混合溶液の腐食（酸化）作用は、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を用いたメッキ処理以外の処理においても発生することが確認された。
【００１４】
本発明は、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で被処理体に所定の処理を施した際の上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の第１の態様に従う処理容器では、容器本体の内壁表面に混合溶液に対して不活性である膜が形成されているので、混合溶液と内壁表面との間で化学的な反応は起こらず、例えば、内壁にメッキ膜が成長したり、腐食が発生したりせず、容器内で安定して効率よく被処理体に所定の処理を施すことができる。
【００１５】
本発明の第１の態様に従う容器の内壁に形成する膜の形成材料としては、膜が水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液に対して不活性であれば任意の材料が用い得る。例えば、ダイヤモンドライクカーボン（硬質炭素膜）等の緻密な炭素膜、超臨界二酸化炭素に侵され難いＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の有機物質の薄膜を用いることができる。これらの薄膜は、高周波プラズマＣＶＤ、スパッタ、溶射、塗装等を用いて形成することができる。あるいは、金（Ａｕ）やチタン等の安定な金属膜をメッキやスパッタでコーティングしてもよい。なお、本発明の第１の態様に従う容器では、上記膜が非金属材料で形成されていることが好ましく、特に、上記膜がダイヤモンドライクカーボンで形成されていることが好ましい。
【００１６】
本発明に用いることのできる金属製の容器本体の材質は任意であるが、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液に侵され難い材質が好ましい。例えば、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ハステロイ、チタン、インコネル等を用いることができる。
【００１７】
本発明の第２の態様に従えば、非ポリマー材料で形成された被処理体を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で処理するために用いられる容器であって、金属製の容器本体と、上記容器本体内部に配置され、且つ、上記混合溶液に対して不活性である材料で形成された内部容器とを備える容器が提供される。
【００１８】
第２の態様に従う容器では、混合溶液に対して不活性である材料で形成された内部容器を備えており、その内部容器内で所定の処理を行うので、混合溶液と容器本体及び内部容器の内壁表面との間で化学的な反応は起こらず、容器内で安定して効率よく所定の処理を行うことができる。
【００１９】
上記内部容器の形成材料としては、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液に対して不活性であれば任意の材料が用い得る。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド等の樹脂材料及び、それらの樹脂材料にガラス繊維等の無機物を混合した材料、並びに、金属材料としてはチタンやハステロイ、インコネル等の金属材料等が用い得る。なお、本発明の第２の態様に従う容器では、上記混合溶液に対して不活性である材料が非金属材料であることが好ましく、特に、上記混合溶液に対して不活性である材料がポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
【００２０】
本発明の容器では、上記加圧二酸化炭素が超臨界状態の二酸化炭素であることが好ましい。
【００２１】
本発明の容器では、上記混合溶液が無電解メッキ液及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液であることが好ましい。その場合、上記被処理体が表面に金属を有する基材であることが好ましく、特に、上記被処理体が金型製基材であることが好ましい。
【００２２】
本発明の容器では、上述のように、水と及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液と容器内壁との間で化学的な反応が起こらないので、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液中で長時間メッキ処理を行っても、容器内壁にメッキ膜が成長したり、容器内壁が腐食したりしない。それゆえ、特に、膜厚が３０μｍ〜５００μｍのメッキ膜を被処理体上に形成する場合（長時間メッキ処理を行う場合）に有効である。
【００２３】
本発明の第３の態様に従えば、本発明の第１または第２の態様に従う容器を用いて非ポリマー材料で形成された被処理体を処理する方法であって、上記容器内に水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、上記混合溶液に上記被処理体を接触させることとを含む処理方法が提供される。
【００２４】
本発明の処理方法では、本発明の容器を用いて被処理体に所定の処理を施すので、安定して効率よく所定の処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の容器によれば、金属製の容器本体の内壁表面に水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液に対して不活性である膜を形成している、あるいは、混合溶液に対して不活性である材料で形成された内部容器を備えているので、混合溶液と容器内壁との間で反応が起こらず、容器内で安定して効率よく被処理体に対して所定の処理を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の容器及びそれを用いた処理方法の実施例について図面を参照しながら具体的に説明するが、以下に述べる実施例は本発明の好適な具体例であり、本発明はこれに限定されない。
【実施例１】
【００２７】
実施例１では、バッチ処理により光学部材成形用の金型基材（被処理体）の表面に無電解メッキ膜（金属膜）を形成する方法を説明する。なお、この例では、液晶表示装置等のバックライトユニットに用いられる導光板の成形用金型を作製した。この例で作製した導光板成形用金型の概略構成を図２に示した。図２（ａ）は、導光板成形用金型を成形機内の固定金型に装着した際の概略断面図であり、図２（ｂ）はこの例で作製した導光板成形用金型の概略断面図であり、そして、図２（ｃ）は図２（ｂ）中の破線Ａで囲まれた領域の拡大断面図である。
【００２８】
この例の導光板成形用金型１０は、図２（ｂ）に示すように、金型基材１（入れ子）と、金型基材１の表面に形成された金属膜２とからなる。そして、図２（ｃ）に示すように、金属膜２の表面には、鋸状の凹凸面が形成されている。なお、この例では、金型基材１をＨＰＭ３８（ＳＵＳ４２０Ｊ２改良鋼または焼き入れ焼き戻し鋼）で形成し、金属膜２はニッケル−リンで形成した。また、金属膜２の表面にはピッチ２００μｍ、高さ５μｍの鋸状の凹凸パターンを形成した。
【００２９】
図２（ｂ）に示すような、導光板成形用金型１０を用いて導光板を成形する場合には、図２（ａ）に示すように、成形機１００内の固定金型１０１に導光板成形用金型１０が装着される。この際、導光板成形用金型１０の金属膜２側がキャビティ１１側に配置されるように装着される。
【００３０】
［メッキ処理装置］
次に、この例の金型基材１上に金属膜２を形成するために用いたメッキ処理装置を説明する。この例で用いたメッキ処理装置の概略構成図を図１に示した。この例のメッキ処理装置２００は、図１に示すように、主に、液体二酸化炭素ボンベ２１と、加圧二酸化炭素を生成するシリンジポンプ２２と、メッキ処理を行う高圧容器３０と、高圧容器３０から排出されるガスを回収する回収槽４１と、それらの構成要素を繋ぐ配管２３とで構成されている。また、配管２３には、図１に示すように、処理装置２００内の加圧二酸化炭素の流動を制御するための手動ニードルバルブ２５，４４，４５及び保圧弁４２が所定の位置に設けられている。
【００３１】
高圧容器３０は、図１に示すように、容器本体３１と、蓋３２とからなり、公知のバネが内蔵されたポリイミド製シール３３でシールされ、容器内部が密閉される構造になっている。容器本体３１及び蓋３２の形成材料としては、ＳＵＳ３１６Ｌを用いた。また、高圧容器３０の蓋３２には、容器内部に導光板成形用の金型基材１を吊り下げるための吊り下げ部材３４を設けた。なお、高圧容器３０は、温調流路３６を流れる図示しない温調機により温度制御された温調水により３０℃から１４５℃の任意の温度により温調することができる構造になっている。また、図１に示すように高圧容器３０の容器本体３１には、加圧二酸化炭素の導入口３８及び排出口３９が形成されており、導入口３８及び排出口３９には配管２３が繋がれている。それゆえ、高圧容器３０の内部はその導入口３８及び排出口３９を介して、それぞれシリンジポンプ２２及び回収槽４１と流通している。
【００３２】
そして、この例の高圧容器３０では、図１に示すように、容器本体３１の内壁にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）で形成された反応防止膜４０（加圧二酸化炭素を含む無電解メッキ液に対して不活性な膜）を形成した。反応防止膜４０は、ＤＬＣをＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相法）により形成し、膜厚は約１００ｎｍとした。なお、反応防止膜４０の膜厚はある程度の厚さが必要であり、薄すぎると膜内にピンホール等が存在する可能性があり、その場合には遮蔽性が十分でなくなる。一方、反応防止膜４０の膜厚が厚すぎると不経済である。
【００３３】
この例のメッキ処理を行う高圧容器３０では、上述のように、容器本体３１の内壁に加圧二酸化炭素を含む無電解メッキ液に対して不活性な反応防止膜４０が形成されているので、メッキ処理の最中に内壁にメッキ膜が成長したり、腐食が発生したりすることはなく、良好な析出レートで安定してメッキ膜を金型基材１上に形成することができる。
【００３４】
［導光板成形用金型の製造方法］
次に、この例の導光板成形用金型１０の金型基材１の表面に金属膜２を形成する工程から金属膜２の表面を切削加工して導光板成形用金型１０を作製するまでの一連の製造工程について説明する。まず、所定形状の金型基材１を用意し、図示しないメッキ装置により、金型基材１の表面にストライクメッキを施し、厚さ約１μｍのニッケルメッキ膜を金型基材１の表面に形成した。
【００３５】
次いで、還元剤（次亜リン酸ナトリウム）及び金属塩（硫酸ニッケル）を含む無電解メッキ液３７（奥野製薬社製ニコロンＤＫ）を用意した。なお、この例では、金属塩に対する還元剤のモル比（還元剤／金属塩）が１０となるように無電解メッキ液３７を調製した。また、この例では、無電解メッキ液３７に界面活性剤として、東信油化製トーレックス１０００を１ｗｔ％添加した。界面活性剤を添加することにより、無電解メッキ液に導入する加圧二酸化炭素とメッキ液とをより相溶させることができ、また、その混合溶液を攪拌することによりエマルジョン（乳濁状態）を形成することができる。
【００３６】
次いで、予め９０℃に温調された高圧容器３０内に、調整したメッキ液３７を高圧容器３０に導入（注入）した。この際、高圧容器３０の内容積（５００ｍｌ）の７０％をメッキ液３７が占めるように注入した。次いで、ストライクメッキされた金型基材１及びマグネチックスターラー３５を高圧容器３０内に挿入し、金型基材１をメッキ液３７中に浸漬した。ここで、該光学部材成型用金型は、それに取り付けられる樹脂等からなる非メッキ成長性の被覆プレートと一緒に仕込んでも良い。これは、光学部材成型用金型（入れ子）の被覆プレートに接触する部分にメッキ膜が厚く形成されると、寸法変化で入れ子が金型本体に収まらなくなる恐れがあるので、入れ子の被覆プレートに接触する部分にメッキが成長しないようにするためである。
【００３７】
次いで、二酸化炭素ボンベ２１からフィルター２４を介して、シリンジポンプ２２に液体二酸化炭素を供給し、シリンジポンプ２２で液体二酸化炭素を１５ＭＰａに昇圧した（加圧二酸化炭素を生成した）。次いで、手動バルブ２５を開いて、導入口３８より圧力１５ＭＰａの加圧二酸化炭素を高圧容器３０内に導入した。その後、マグネチックスターラー３５を高速で回転させて加圧二酸化炭素とメッキ液３７と攪拌して相溶させた。そして、その状態を１５時間保持し、ストライクメッキが施された金型基材１の表面にニッケルーリン皮膜を形成した。また、この際、高圧容器３０内のメッキ液は図示しない自動分析供給システムにより浴内の濃度が一定になるように調整した。この例では、このようにして、金型基材１上にニッケルーリンからなる金属膜２を形成した。
【００３８】
上記状態を１５時間保持した後、マグネチックスターラー３５を停止させ、二酸化炭素とメッキ液を２相分離させた。その後、手動バルブ２５を閉じ、手動バルブ４５を開いて、二酸化炭素を回収槽４１に排気した。その後、高圧容器３０内から金型基材１を取り出した。取り出した金型基材１の表面には、厚さ１０５μｍのピンホールのない均一な金属膜２が形成されていた。また、目視により、高圧容器３０の内壁を観察したところ、内壁にはメッキ膜の成長は見られず、腐食も見られなかった。
【００３９】
次に、上述のようにして厚さ１０５μｍの金属膜２が表面に形成された金型基材１の表面を鏡面研磨した。次いで、単結晶ダイヤモンドバイトを用いて、金属膜２の表面を切削加工して溝を形成し、図２（ｃ）に示すような鋸状の凹凸パターンを金属膜２の表面に形成した。この例では、以上のようにして、図２（ｂ）に示すような構造の導光板成形用金型１０を作製した。
【００４０】
この例で作製した導光板成形用金型１０の金属膜２の表面をレーザ顕微鏡で観察したところ、欠陥及びピンホール等が観測されなかった。また、この例の導光板成形用金型１０を用いて導光板を作製し、その光学特性を評価したところ、良好な光学特性が得られた。
【実施例２】
【００４１】
実施例２では、実施例１と同様に、バッチ処理により光学部材成形用の金型基材（被処理体）の表面に無電解メッキ膜（金属膜）を形成する方法を説明する。なお、この例においても、実施例１と同様に、導光板の成形用金型を作製した。ただし、この例では、金型基材の表面にメッキ処理を施すメッキ処理装置を実施例１とは変えた。
【００４２】
［メッキ処理装置］
この例の金型基材１上に金属膜２を形成するために用いたメッキ処理装置の概略構成図を図３に示した。この例のメッキ処理装置３００は、図３に示すように、主に、液体二酸化炭素ボンベ２１と、加圧二酸化炭素を生成するシリンジポンプ２２と、メッキ処理を行う高圧容器５０と、高圧容器５０から排出されるガスを回収する回収槽４１と、それらの構成要素を繋ぐ配管２３とで構成されている。また、配管２３には、図３に示すように、処理装置３００内の加圧二酸化炭素の流動を制御するための手動ニードルバルブ２５，４４，４５及び保圧弁４２が所定の位置に設けられている。すなわち、この例では、高圧容器５０以外は、実施例１のメッキ処理装置２００と同じものを用いた。
【００４３】
高圧容器５０は、図３に示すように、容器本体５１と、蓋５２と、容器本体５１の内部に収容される内部容器６０とからなる。蓋５２は、実施例１のように金型基材１を保持する保持部材を備えないこと以外は、実施例１と同様の構造である。この例の容器本体５１では、その内壁表面に、反応防止膜を設けなかったこと以外は、実施例１と同様の構造とした。そして、この例のメッキ処理装置３００では、金属製の容器本体５１の内部に収容可能なＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製の内部容器６０を用い、この内部容器６０内で金型基材１に無電解メッキ処理を施した。ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）は加圧二酸化炭素を含む無電解メッキ液に対して不活性な材料である。
【００４４】
内部容器６０は、図３に示すように、無電解メッキ液３７及び金型基材１が収容される容器本体部６１と、蓋部６２とからなる。蓋部６２の無電解メッキ液３７側の表面（下面）には、金型基材１を無電解メッキ液３７内に吊るして保持することのできる保持部材６３が設けられている。この保持部材６３は、実施例１の保持部材と同様の構造を有する。一方、容器本体部６１内の底部には、無電解メッキ液３７を攪拌するためのマグネチックスターラー３５を挿入した。また、容器本体部６１の上端付近の外壁にはネジ溝が形成されており、蓋部６２内壁には容器本体部６１の上端の外壁に設けられたネジ溝と勘合するネジ溝が形成されている。そして、容器本体部６１のネジ溝と蓋部６２のネジ溝とを勘合させることにより、内部容器６０を閉める構造になっている。
【００４５】
この例の高圧容器５０では、上述のように、容器本体５１の内部に配置され且つ加圧二酸化炭素を含む無電解メッキ液に対して不活性な材料で形成された内部容器６０内でメッキ処理を行うので、メッキ処理の最中に容器本体５１及びた内部容器６０の内壁にメッキ膜が成長したり、腐食が発生したりすることはなく、良好な析出レートで安定してメッキ膜を金型基材１上に形成することができる。
【００４６】
［導光板成形用金型の製造方法］
次に、この例の導光板成形用金型１０の金型基材１の表面に金属膜２を形成する工程から金属膜２の表面を切削加工して導光板成形用金型１０を作製するまでの一連の製造工程について説明する。
【００４７】
まず、実施例１と同様にして、金型基材１の表面にストライクメッキを施し、厚さ約１μｍのニッケルメッキ膜を金型基材１の表面に形成した。次いで、実施例１と同様にして調製された無電解メッキ液３７を用意した。なお、この例では、実施例１と同様に、金属塩に対する還元剤のモル比（還元剤／金属塩）が１０となるように無電解メッキ液３７を調製した。また、無電解メッキ液３７には、実施例１と同様に、界面活性剤も添加した。
【００４８】
次に、上述のようにして用意した無電解メッキ液３７を高圧容器５０の外で、内部容器６０に導入し、次いで、ストライクメッキが施された金型基材１及びマグネチックスターラー３５を内部容器６０に挿入し、金型基材１を無電解メッキ液３７に浸漬した。次いで、予め９０℃に温調された高圧容器本体５１内に、内部容器６０を挿入し、蓋５２を閉めた。
【００４９】
次に、二酸化炭素ボンベ２１からフィルター２４を介して、シリンジポンプ２２に液体二酸化炭素を供給し、シリンジポンプ２２で液体二酸化炭素を１５ＭＰａに昇圧した（加圧二酸化炭素を生成した）。次いで、手動バルブ２５を開いて、導入口５８を介して圧力１５ＭＰａの加圧二酸化炭素を高圧容器５０内に導入した。この際、内部容器６０の容器本体部６１と蓋部６２は、上述のように、ネジで勘合されているが、その状態においても、加圧二酸化炭素は、粘度が低く拡散性が高いので、内部容器６０のネジで勘合されている部分のわずかの隙間から内部容器６０の内部に充分に導入される。その後、マグネチックスターラー３５を高速で回転させて加圧二酸化炭素とメッキ液３７と攪拌して相溶させた。そして、その状態を１５時間保持し、ストライクメッキが施された金型基材１の表面にニッケルーリン皮膜を形成した。また、この際、高圧容器５０内のメッキ液は図示しない自動分析供給システムにより浴内の濃度が一定になるように調整した。この例では、このようにして、金型基材１上にニッケルーリンからなる金属膜２を形成した。
【００５０】
上記状態を１５時間保持した後、マグネチックスターラー３５を停止させ、二酸化炭素とメッキ液を２相分離させた。その後、手動バルブ２５を閉じ、手動バルブ４５を開いて、二酸化炭素を回収槽４１に排気した。その後、高圧容器５０内から内部容器６０を取り出し、次いで、金型基材１を内部容器６０から取り出した。取り出した金型基材１の表面には、厚さ１０３μｍのピンホールのない均一な金属膜２が形成されていた。また、目視により、高圧容器５０の内壁を観察したところ、内壁にはメッキ膜の成長は見られず、腐食も見られなかった。
【００５１】
次に、上述のようにして厚さ１０３μｍの金属膜２が表面に形成された金型基材１の表面を実施例１と同様にして切削加工して、図２（ｃ）に示すような鋸状の凹凸パターンを金属膜２の表面に形成した。この例では、以上のようにして、図２（ｂ）に示すような構造の導光板成形用金型１０を作製した。
【００５２】
この例で作製した導光板成形用金型１０の金属膜２の表面をレーザ顕微鏡で観察したところ、欠陥及びピンホール等が観測されなかった。また、この例の導光板成形用金型１０を用いて導光板を作製し、その光学特性を評価したところ、良好な光学特性が得られた。
【実施例３】
【００５３】
実施例３では、実施例２で用いたメッキ処理装置（図３）を用いて、実施例１の導光板成形用の金型基材１上に１０〜２００μｍの範囲で膜厚が異なる種々の金属膜２を形成した。具体的には、メッキの処理時間を１．５時間〜３０時間の範囲で変化させて、金型基材１上に種々の膜厚を有する金属膜２を形成した。そして、この例では、各メッキ処理時間後の容器腐食の状況を目視により調べて、メッキ処理時間（金属膜の膜厚）と容器腐食との関係（耐食性）を調べた。
【００５４】
［比較例１］
また、この例では、比較のために、内部容器を備えず、且つ金属製の容器本体の内壁に反応防止膜を備えない高圧容器を用意し、その高圧容器についても、上記と同様の評価実験を行った。なお、比較例１の高圧容器の評価実験においては、１０〜５０μｍの範囲（１．５時間〜７．５時間）で膜厚が異なる種々の金属膜を金型基材上に形成した。また、上記評価実験で、容器内壁に腐食が発生した場合には、容器内壁の腐食をサンドブラストにより除去した後、その高圧容器を次の実験に用いた。
【００５５】
上記評価実験の結果を下記表１に示した。なお、表１では容器腐食の評価結果を○、△及び×で表わしたが、これらの評価基準は以下の通りとした。
○：容器内壁の腐食及びメッキ膜成長なし
△：容器内壁の一部に腐食及びメッキ膜成長あり
×：容器内壁の腐食およびメッキ膜成長があり且つメッキ液中及び金属膜中に腐食物の混入あり
【００５６】
【表１】
2008214699.tif 000003
【００５７】
表１から明らかなように、本実施例のメッキ処理装置の高圧容器（図３）では、評価したメッキ膜厚（処理時間）の範囲では、容器腐食が見られなかった。また、本実施例の高圧容器では、容器内壁のメッキ膜成長も見られなかった。
【００５８】
一方、比較例１の高圧容器では、表１に示すように、メッキ膜厚が１０μｍ（処理時間：１．５時間）の場合（処理時間が比較的短い場合）には、容器内壁に腐食は見られなかった。しかしながら、メッキ膜厚が３０μｍ（処理時間：４．５時間）になると、比較例１では、容器内壁の一部に腐食及びメッキ膜成長が確認された（△評価）。さらに、メッキ膜厚５０μｍ（処理時間：７．５時間）となると、容器内壁に腐食及びメッキ膜成長が発生するだけでなく、メッキ液中及び金属膜中にサビ等の腐食物が混入していることが確認された。
【００５９】
上記評価結果から、本実施例のように、加圧二酸化炭素を含む無電解メッキ液に対して不活性な材料で形成された内部容器内でメッキ処理を行うことにより、メッキ処理時間（メッキ膜厚）が増大しても、高圧容器の内壁に腐食及びメッキ膜成長が発生せず、ピンホール等の無い良好な金属膜を安定して形成することができることが分かった。特に、メッキ膜を３０μｍ以上の厚さで形成する場合には、特に、本実施例の高圧容器を用いることが有効であることが分かった。なお、本発明のメッキ膜の形成方法で形成し得るメッキ膜の上限は、用途等を考慮すると５００μｍ程度である。実際、本実施例のような光学部材用金型を作製する場合には、メッキ膜が５００μｍ程度あれば十分である。それ以上の厚さを形成する必要が場合には、成膜レートを考慮して、本発明の方法で無電解メッキ膜を形成した後、電気メッキを行うことが好ましい。
【００６０】
なお、実施例３では、実施例２で用いた高圧容器を用いた場合を説明したが、実施例１で用いた高圧容器、すなわち、高圧容器内壁にＤＬＣ膜をコーティングした高圧容器を用いて、上記実施例３と同様の評価実験を行ったところ、同様の結果が得られた。
【実施例４】
【００６１】
実施例４では、特許文献１と同様に、水と加圧二酸化炭素を含む混合溶液中で、リポソームが分散した懸濁液を生成する方法について説明する。なお、この例の処理装置は、実施例２（図３）と同様の装置３００を用いた。なお、内部容器６０の形成材料も、実施例２と同様に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）とした。
【００６２】
まず、ジパルミトイルホスファチジルコリン（ＤＰＰＣ）０．２ｇ、及び、グルコース水溶液２０ｇ（グルコース濃度０．１５ｍＭ）を高圧容器５０の外で内部容器６０に導入した後、予め６０℃に温調された高圧容器５０内に内部容器６０を装着した。ただし、この例では、この混合水溶液を内部容器６０の内容積の７０％を満たすように導入した。
【００６３】
次いで、実施例２と同様にして、高圧容器５０内に圧力２０ＭＰａで加圧二酸化炭素を導入した。具体的には、液体二酸化炭素ボンベ２１からフィルター２４を介して液体二酸化炭素をシリンジポンプ２２で吸い上げ、次いで、シリンジポンプ２２内で液体二酸化炭素を２０ＭＰａに昇圧にした（加圧二酸化炭素を生成した）。次いで、手動バルブ２５を開いて２０ＭＰａの加圧二酸化炭素を高圧容器５０内部に導入した。この際、内部容器６０の容器本体部６１と蓋部６２はネジで勘合されているが、その状態においても、加圧二酸化炭素は、粘度が低く拡散性が高いので、内部容器６０のネジで勘合されている部分のわずかの隙間から内部容器６０の内部に充分に導入される。
【００６４】
その後、内部容器６０内のマグネチックスターラー３５を高速で回転させ、４０分間撹拌した。そして、４０分保持後、高圧容器５０内の加圧二酸化炭素を実施例２と同様にして排気し、リポソームが分散した懸濁液を得た。上記処理後、高圧容器５０の内壁を観察したところ、高圧容器５０内壁の腐食は認められなかった。
【００６５】
なお、実施例４では、実施例２で用いた高圧容器を用いた場合を説明したが、実施例１で用いた高圧容器、すなわち、高圧容器内壁にＤＬＣ膜をコーティングした高圧容器を用いて、上記実施例４と同様の処理を行ったところ、高圧容器の内壁に腐食は認められなかった。
【００６６】
［比較例２］
また、比較のため、内部容器を備えず、且つ金属製の容器本体の内壁に反応防止膜を備えない高圧容器を用意し、その高圧容器を用いて、上記実施例４と同じ処理を行った。その結果、高圧容器内壁において変色及び腐食が起きていることが確認された。
【００６７】
上記実施例１〜３では、加圧二酸化炭素を含む無電解メッキ液を用いたメッキ処理について説明し、実施例４では、水と加圧二酸化炭素を含む混合溶液中で、リポソーム懸濁液を生成する方法について説明したが、本発明の高圧容器及びそれを用いた処理方法はこれらの処理に限定されず、水と加圧二酸化炭素を含む混合溶液を用いて行う任意の処理に適用可能である。例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）、半導体等のレジストパターンの乾燥処理やアルコールの分離精製、抽出等の処理においても、本発明は適用可能であり、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の容器及びそれを用いた処理方法では、加圧二酸化炭素及び水の混合溶液中で被処理体に何らかの処理を行っても、容器内壁と加圧二酸化炭素及び水の混合溶液とが反応しないので（例えば、メッキ膜が成長したり、腐食したりしないので）、安定して効率よく所定の処理を行うことができる。それゆえ、本発明の容器及びそれを用いた処理方法は、加圧二酸化炭素と水とを含む混合溶液を用いた種々の処理、特に、長時間処理が必要な処理に最適な容器及び処理方法である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、実施例１で用いたメッキ処理装置の概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１で作製した導光板成形用金型の概略構成図であり、図２（ａ）は成形機に導光板成形用金型を装着した際の成形機の概略断面図であり、図２（ｂ）は導光板成形用金型の概略断面図であり、図２（ｃ）は図２（ｂ）中の破線Ａで囲まれた領域の拡大図である。
【図３】図３は、実施例２で用いたメッキ処理装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  金型基材
２  金属膜
１０  導光板成形用金型
２１  液体二酸化炭素ボンベ
２２  シリンジポンプ
３０，５０  高圧容器
３１，５１  容器本体
３２，５２  蓋
３７  無電解メッキ液
４０  反応防止膜
６０  内部容器
２００，３００  メッキ処理装置
【図１】
2008214699.tif 000004
【図２】
2008214699.tif 000005
【図３】
2008214699.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月21日(2008.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非ポリマー材料で形成された被処理体を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で処理する方法であって、
金属製の容器本体と、上記容器本体の内壁表面に形成され且つ上記混合溶液に対して不活性である膜とを備える容器内に、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、
上記容器内で、上記混合溶液に上記被処理体を接触させることとを含む処理方法。
【請求項２】
非ポリマー材料で形成された被処理体を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で処理する方法であって、
金属製の容器本体と、上記容器本体内部に配置され、且つ、上記混合溶液に対して不活性である材料で形成された内部容器とを備える容器内に、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、
上記容器内で、上記混合溶液に上記被処理体を接触させることとを含む処理方法。
【請求項３】
上記加圧二酸化炭素が、超臨界状態の二酸化炭素であることを特徴とする請求項１または２に記載の処理方法。
【請求項４】
上記混合溶液が、無電解メッキ液及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項５】
上記処理が、上記被処理体上に膜厚３０μｍ〜５００μｍのメッキ膜を形成するメッキ処理であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項６】
上記被処理体が、成形用金型であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項７】
上記被処理体が、表面に金属を有する基材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項８】
上記膜が非金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の処理方法。
【請求項９】
上記膜がダイヤモンドライクカーボンで形成されていることを特徴とする請求項８に記載の処理方法。
【請求項１０】
上記混合溶液に対して不活性である材料が非金属材料であることを特徴とする請求項２に記載の処理方法。
【請求項１１】
上記混合溶液に対して不活性である材料がポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１０に記載の処理方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を用いて被処理体に所定の処理を施すために用いられる処理方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、上記要望に応えるべくなされたものであり、本発明の目的は、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液により被処理体に所定の処理を施すために用いられる容器を用いて、被処理体に対してより効率よく且つ安定して所定の処理が行える処理方法を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、非ポリマー材料で形成された被処理体を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で処理する方法であって、金属製の容器本体と、上記容器本体の内壁表面に形成され且つ上記混合溶液に対して不活性である膜とを備える容器内に、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、上記容器内で、上記混合溶液に上記被処理体を接触させることとを含む処理方法が提供される。この処理方法では、本発明の容器を用いて被処理体に所定の処理を施すので、安定して効率よく所定の処理を行うことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第２の態様に従えば、非ポリマー材料で形成された被処理体を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液で処理する方法であって、金属製の容器本体と、上記容器本体内部に配置され、且つ、上記混合溶液に対して不活性である材料で形成された内部容器とを備える容器に、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、上記容器内で、上記混合溶液に上記被処理体を接触させることとを含む処理方法が提供される。この処理方法では、本発明の容器を用いて被処理体に所定の処理を施すので、安定して効率よく所定の処理を行うことができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明によれば、金属製の容器本体の内壁表面に水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液に対して不活性である膜を形成している、あるいは、混合溶液に対して不活性である材料で形成された内部容器を備えているので、混合溶液と容器内壁との間で反応が起こらず、容器内で安定して効率よく被処理体に対して所定の処理を施すことができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
本発明の処理方法では、加圧二酸化炭素及び水の混合溶液中で被処理体に何らかの処理を行っても、容器内壁と加圧二酸化炭素及び水の混合溶液とが反応しないので（例えば、メッキ膜が成長したり、腐食したりしないので）、安定して効率よく所定の処理を行うことができる。それゆえ、本発明の処理方法は、加圧二酸化炭素と水とを含む混合溶液を用いた種々の処理、特に、長時間処理が必要な処理に最適な処理方法である。
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月28日(2008.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非ポリマー材料で形成された成形用金型を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液でメッキ処理する方法であって、
金属製の容器本体と、上記容器本体の内壁表面に形成され且つ上記混合溶液に対して不活性である膜とを備える容器内に、主成分を水とする無電解メッキ液及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、
上記容器内で、上記混合溶液に上記成形用金型を接触させて、上記成形用金型上に膜厚３０μｍ〜５００μｍのメッキ膜を形成することとを含むメッキ処理方法。
【請求項２】
非ポリマー材料で形成された成形用金型を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液でメッキ処理する方法であって、
金属製の容器本体と、上記容器本体内部に配置され、且つ、上記混合溶液に対して不活性である材料で形成された内部容器とを備える容器内に、主成分を水とする無電解メッキ液及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、
上記容器内で、上記混合溶液に上記成形用金型を接触させて、上記成形用金型上に膜厚３０μｍ〜５００μｍのメッキ膜を形成することとを含むメッキ処理方法。
【請求項３】
上記加圧二酸化炭素が、超臨界状態の二酸化炭素であることを特徴とする請求項１または２に記載のメッキ処理方法。
【請求項４】
上記成形用金型が、表面に金属を有する基材であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のメッキ処理方法。
【請求項５】
上記膜が非金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載のメッキ処理方法。
【請求項６】
上記膜がダイヤモンドライクカーボンで形成されていることを特徴とする請求項５記載のメッキ処理方法。
【請求項７】
上記混合溶液に対して不活性である材料が非金属材料であることを特徴とする請求項２記載のメッキ処理方法。
【請求項８】
上記混合溶液に対して不活性である材料がポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項７記載のメッキ処理方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を用いて被処理体に所定の処理を施すために用いられるメッキ処理方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、上記要望に応えるべくなされたものであり、本発明の目的は、水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液により被処理体に所定の処理を施すために用いられる容器を用いて、被処理体に対してより効率よく且つ安定して所定の処理が行えるメッキ処理方法を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、非ポリマー材料で形成された成形用金型（被処理体）を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液でメッキ処理する方法であって、金属製の容器本体と、上記容器本体の内壁表面に形成され且つ上記混合溶液に対して不活性である膜とを備える容器内に、主成分を水とする無電解メッキ液及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、上記容器内で、上記混合溶液に上記成形用金型を接触させて、上記成形用金型上に膜厚３０μｍ〜５００μｍのメッキ膜を形成することとを含むメッキ処理方法が提供される。この処理方法では、本発明の容器を用いて被処理体に所定の処理を施すので、安定して効率よく所定の処理を行うことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の第２の態様に従えば、非ポリマー材料で形成された成形用金型を水及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液でメッキ処理する方法であって、金属製の容器本体と、上記容器本体内部に配置され、且つ、上記混合溶液に対して不活性である材料で形成された内部容器とを備える容器に、主成分を水とする無電解メッキ液及び加圧二酸化炭素を含む混合溶液を注入することと、上記容器内で、上記混合溶液に上記成形用金型を接触させて、上記成形用金型上に膜厚３０μｍ〜５００μｍのメッキ膜を形成することとを含むメッキ処理方法が提供される。この処理方法では、本発明の容器を用いて被処理体に所定の処理を施すので、安定して効率よく所定の処理を行うことができる。