过滤用过滤器的制造方法技术

本发明专利技术提供能方便地得到自来水或淡水的过滤用过滤器的制造方法。对于由硅构成的基板1，使用形成在该基板1的表面上并具有使该表面的一部分露出的多个开口部的掩膜进行蚀刻，在基板1上形成多个直径约100nm的圆孔2，使氧化硅膜3沉积在形成的圆孔2的内表面上，调整因氧化硅膜3而缩小的圆孔2的开口部附近的最小直径部4中的直径D1至1nm～100nm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
从由工厂、家庭的排水(污水)中除去污染物质和杂质，精制自来水或者从海水中除去盐分精制淡水时，多用过滤用过滤器。作为过滤用过滤器，已知的有由高分子材料构成的过滤器，例如使用乙酸甲酯的高分子膜的反渗透膜。反渗透膜具有无数个直径为数nm的贯通孔，在对污水或海水施加压力使其通过反渗透膜时，一个直径约为0.38nm的水分子通过贯通孔，但大小为数十nm的污染物质的分子或通过水合而在周围配位有水分子的钠离子通不过贯通孔。由此，反渗透膜将水分子与污染物质和盐分分离，由污水或海水精制自来水或淡水。然而，在发展中国家、自然灾害的受灾地使用反渗透膜由污水精制自来水时，污水中的细菌会腐蚀高分子膜，因此，存在反渗透膜的寿命极短的问题。此外，在沿海岸配置的风车型风力发电机中，盐分、微细的沙容易混入润滑油中，因此，有着从润滑油中除去盐分、微细沙的强烈需求，但用反渗透膜除去盐分、微细沙时，润滑油的成分会使高分子膜溶解，因此，还存在反渗透膜的寿命极短的问题。此外，反渗透膜以高分子膜为主要构成要素，因此，强度低，存在若为了提高精制效率而升高对污水或海水施加的压力(进口侧压力)，施加负载，则会破裂的问题。因此，近年来，人们在开发一种由不会被细菌腐蚀、也不会溶解在润滑油中且刚性高的多孔陶瓷体构成的反渗透膜(例如可参见专利文献I)。专利文献专利文献1:日本特表2007-526819号公报
技术实现思路
然而，使用高分子膜的反渗透膜及由多孔陶瓷体构成的反渗透膜均不能在制造过程中直接控制贯通孔的直径。而且，即使在需要由直径在数nm以下的贯通孔构成反渗透膜的贯通孔的情况下，反渗透膜中仍然存在少量直径大于数nm的贯通孔，例如直径为数十nm的贯通孔，有时还可能存在数个直径为数百nm的贯通孔。因此，对除去污染物质、盐分的担心依然存在。此外，污水中存在大小为数十nm的病毒，例如存在约50nm的流感病毒、约20nm的小核糖核酸病毒或细小病毒，有这些病毒通过直径为数十nm的贯通孔之虞。另一方面，在不存在病毒等的情况下，例如在过滤含有大小为数百nm的霍乱菌或伤寒菌、还有大小为数百nm以上的异物的水时，可以使贯通孔的直径在数十 百nm左右，此时，由于不需要将进口侧压力升高那么多，因此能减少对反渗透膜的负载。然而，即使在使贯通孔的直径为数十 百nm左右的情况下，如不精密地控制贯通孔的直径，就会形成所希望的直径以上的贯通孔，存在霍乱菌等会通过之虞。此外，将反渗透膜利用到液体中所含的大小不同的多个药物成分的区分时，存在非所希望大小的药物成分通过贯通孔，不能进行药物成分的区分的问题。其结果，有必要在自来水或淡水的精制中并用蒸馏法等，而且有必要在药物成分的区分中并用离心分离法等。即，存在不能方便地得到自来水或淡水的问题。此外，根据利用反渗透膜进行过滤的对象、反渗透膜的设置状况或反渗透膜的维护性而调整贯通孔的形状时，例如，有时要决定是使贯通孔的截面形状为正圆或椭圆或者是用沟槽构成贯通孔，此时，必须高精度地控制贯通孔的形状。因此，形成反渗透膜的贯通孔时，可以说，高精度地控制该贯通孔的大小及形状是重要的课题。本专利技术旨在提供能方便地得到自来水或淡水的。为了达成上述目的，本专利技术的第I方式提供如下:使用形成在硬质基板的表面上的具有使该表面一部分露出的均匀大小的多个开口部的掩膜，对前述基板的与开口部对应的部分进行蚀刻，在前述基板上形成多个孔或沟槽。本专利技术的第I实施方式中，优选前述蚀刻为利用等离子体进行的干式蚀刻。本专利技术的第I实施方式中，优选将规定物质沉积在前述形成好的孔或沟槽的内表面上，从而将前述孔的直径或前述沟槽的宽度调整到Inm lOOnm。本专利技术的第I实施方式中，优选前述调整好的前述孔的直径或前述沟槽的宽度为Inm 5nm0本专利技术的第I实施方式中，优选前述规定物质通过CVD法沉积。本专利技术的第I实施方式中，优选前述规定物质通过ALD法沉积。本专利技术的第I实施方式中，优选在前述孔或沟槽的内表面上形成厚度为Inm IOOnm的有机膜、并在前述孔或沟槽的内部用其他材料覆盖该有机膜后，除去前述有机膜。本专利技术的第I实施方式中，优选前述有机膜的厚度为Inm 5nm。本专利技术的第I实施方式中，优选前述孔的直径或前述沟槽的宽度为IOnm lOOnm，在厚度方向上压缩前述基板，使前述孔或沟槽以前述孔或沟槽的内壁突出的方式变形，将前述孔的直径或前述沟槽的宽度调整至Inm 5nm。本专利技术的第I实施方式中，优选前述孔的直径或前述沟槽的宽度为IOnm IOOOnm,在厚度方向上压缩前述基板，使前述孔或沟槽以前述孔或沟槽的内壁突出的方式变形，将前述孔的直径或前述沟槽的宽度调整至Inm lOOnm。本专利技术的第I实施方式中，优选在前述多个孔或沟槽形成在前述基板上后，削磨前述基板的里面，使前述孔或沟槽贯通前述基板。本专利技术的第I实施方式中，优选将具有前述形成好的孔或沟槽的基板多张重叠。本专利技术的第I实施方式中，优选在前述基板的至少表面及背面的任何一方上形成氧化膜，重叠多张前述基板时，使各前述基板的前述氧化膜之间加热接合。本专利技术的第I实施方式中，优选在前述形成的多个孔或沟槽贯通前述基板、重叠多个前述基板时，使各前述基板的前述孔或沟槽在平面视图中重合，形成贯通前述基板的贯通部，在平面视图中，将前述贯通部的宽度调整至Inm lOOnm。本专利技术的第I实施方式中，优选前述贯通部的宽度为Inm 5nm。本专利技术的第I实施方式中，优选前述硬质基板由硅、金属或金属氧化物构成。本专利技术的第I实施方式中，优选将形成有前述多个孔或沟槽的基板接合在由陶瓷构成的其他基板上。本专利技术的第I实施方式中，优选将使用高分子膜的反渗透膜接合在形成有前述多个孔或沟槽的基板上。本专利技术的第I实施方式中，优选将具有传感功能的电路装在形成有前述多个孔或沟槽的基板上。为了达成上述目的，本专利技术的第2方式提供如下:使多个硬质基板彼此之间夹着有机件重叠，并使彼此的间隔为规定值，然后，除去前述有机件。本专利技术的第2方式中，优选在各前述基板上形成贯通该基板的孔或沟槽，以在平面视图中各前述基板的前述孔或沟槽不重合的方式重叠前述多个基板。本专利技术的第2方式中，优选前述有机件包括大小为Inm IOOnm的间隔保持件。本专利技术的第2方式中，优选前述间隔保持件的大小为Inm 5nm。本专利技术的第2方式中，优选在重叠前述多个基板后，形成将多个前述基板全部贯通的贯通孔，向该贯通孔中导入硬质部件，形成柱。本专利技术的第2方式中，优选将前述重叠的多个基板接合在由陶瓷构成的其他基板上。本专利技术的第2方式中，优选将使用高分子膜的反渗透膜接合到前述重叠的多个基板上。本专利技术的第2方式中，优选将具有传感功能的电路装在至少一个前述基板上。根据本专利技术，通过使用能实现高加工精度的蚀刻技术，尤其是使用利用等离子体的干式蚀刻技术，调整掩膜开口部的大小及形状，由此，能直接控制形成在基板上的多个孔的直径或沟槽的宽度以及形状，因此，在形成所希望大小的直径或宽度的孔或沟槽时，能防止所形成的孔的直径或沟槽的宽度的偏差。其结果，能防止作为过滤对象物的大小为数十nm的病毒、数百nm的霍乱菌或者污染物质通过基板，可在通过使用该基板的过滤用过滤器精制自来水或淡水时无需并用蒸馏法等，因此能方便地得到自来水或淡水。而且，根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：守屋刚，片冈宪一，先崎滋，岛贯洋一，狩野和彦，和村有，康松润，西村荣一，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：
国别省市：