專利名稱：采用具有通孔的金屬制基板的微型球體的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用作食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等所采用的乳劑、DDS(供藥系統(tǒng))用的乳劑、微型膠囊、離子交換樹脂、色譜分析載體等的固體微粒子、液體微粒子的微型球體(微粒子)的制造方法。
特別是，從滿足細微加工精度、制造成本、耐久性的觀點來說，本發(fā)明的具有通孔的金屬制基板的制造方法有效地用作可進行工業(yè)化(批量化)的微型球體的制造方法。
背景技術：
在過去，人們知道有使像水相和有機相這樣，以熱力學的方式分離的狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài)的二相系通過乳化，形成準穩(wěn)定狀態(tài)的乳劑的技術。
作為一般的乳化方法，像在“エマルシヨンの化學”(朝倉書店1971)中記載的那樣，人們知道有采用混合器、膠體研磨、均化器等的方法、通過超聲波等分散的方法。
前述的一般的乳劑的制造方法具有連續(xù)相中的分散相顆粒(微型球體)的顆粒分布的寬度較大的缺點。于是，人們還提出有采用由聚碳酸酯形成的膜進行過濾的方法；采用PTFE(聚四氟乙烯)膜，反復地進行過濾的方法；通過具有均勻的細孔的多孔質(zhì)玻璃膜送入連續(xù)相，制造均質(zhì)的乳劑的方法(參照專利文獻1)。
采用聚碳酸酯膜、PTFE膜進行過濾的方法，具有從原理上無法制造大于膜的細孔的乳劑，小于膜的細孔的乳劑無法區(qū)分的問題。于是，不適合于制造特別大的尺寸的乳劑。
另外，在采用具有均勻的細孔的多孔質(zhì)玻璃膜的方法中，在膜的平均細孔徑小的場合，粒徑分布未擴大，可獲得均質(zhì)的乳劑，但是如果增加膜的平均細孔徑，則粒徑分布擴大，無法獲得均質(zhì)的乳劑。
為了解決上述各種問題，人們提出有微型球體的制造方法，其中，通過形成有通孔的隔壁，將分散相和連續(xù)相分離，對分散相施加大于作用于連續(xù)相的壓力，由此，將分散相作為微型球體而擠壓到連續(xù)相中，在從上述通孔擠壓到連續(xù)相中的分散相的界面上作用有不均勻的剪切力，形成微型球體(參照專利文獻2)。
但是，通過應用在上述文獻文本中，以及實施例中所給出的半導體細微加工技術的硅基板的濕式蝕刻加工、或干式蝕刻加工而獲得的基板具有1)在使用時或在清洗時，基板容易破損；2)硅基板的材料成本高；3)無法獲得通孔的寬度精度等的實用方面的問題。
在于硅基板中形成通孔的場合，一般使用的基板的厚度在0.1～0.3mm的范圍內(nèi)。伴隨通孔數(shù)量(通孔面積)的增加，具有機械強度極度降低，在形成微型球體時破損的擔心，由此，不能說是適合實用的加工方法。
另外，同樣在反復使用時，比如，進行超聲波清洗的場合，破損的可能性增加。
在濕式蝕刻的場合，伴隨遮覆材料底部的蝕刻不足(アンダ一エツチング)的進行，無法獲得通孔的寬度精度，由此，不能說是精密的加工方法。
相對濕式蝕刻，干式蝕刻為從硅半導體的圖案形成工藝發(fā)展的技術，人們正在研究各種等離子材料制造的各種電子器件、化合物半導體的應用。但是，在該方法中，由于與具有優(yōu)良的細微加工性相反，蝕刻速度慢到500～2000nm/分的范圍內(nèi)，故在比如，進行造型深度為0.1mm的加工的場合，必須要求50分鐘以上的加工時間，不能說是生產(chǎn)性優(yōu)良的低價的加工方法。
由于蝕刻速度慢，故如果要減小用于形成通孔的基板厚度，在處理時，或清洗時的破損的可能性進一步增加。
作為解決上述問題的其它的制造方法，列舉有激光加工方法。但是，對于金屬、樹脂的切削、通孔制作等一般廣泛使用的碳酸氣體激光器，目前的狀況是，激光光點直徑大到500μm，不適合于制作細微通孔。另外，如果要采用聚光透鏡，進一步減小光點直徑，則具有加工深度變淺的問題。
激光光點直徑為最小，通過選擇小到30～50μm的范圍內(nèi)的YAG激光器等，可制作的最小通孔直徑改善到50～100μm的范圍內(nèi)，但是，由于激光的強度、指向性較低，故深度在10～50μm的范圍內(nèi)的加工為界限，實際的情況是用于形成印刷電路板的用途等的場合(參照專利文獻3)。
作為激光光點直徑小，并且獲得加工深度的方法，人們知道有以脈沖方式照射激光的方法。其中尤其以飛母托秒激光能以10～50μm的最小通孔直徑，進行50μm以上的深度的加工。但是，對于采用飛母托秒激光的方法，由于飛母托秒振蕩裝置在工業(yè)中不普及，并且價格高到約1億日元/臺，故具有通孔的金屬制基板的制造成本高。另外，如果要增加具有通孔的金屬制基板的孔數(shù)，則加工所需要的時間變長，大面積繪圖用的裝置價格也增加，由此，還在實用方面預測為效率降低。
作為解決上述問題的其他的制造方法，列舉有采用精密刀具的精密機械切削。但是，由于在精密刀具的最小刀具直徑中，φ100μm為界限，故不可能進行小于該值的通孔的加工。另外，由于按照1個單位進行加工，故在形成數(shù)萬個、數(shù)10萬個的通孔方面，需要花費數(shù)個小時，為高成本。另外，如果要進行φ4英寸(直徑為100mm)以上的大面積加工，由于產(chǎn)生精密刀具的磨耗，故為高成本。
專利文獻1日本特開平2-95433號文獻專利文獻2日本特許3511238號文獻專利文獻3日本特許2773710號文獻發(fā)明內(nèi)容在應用半導體細微加工技術的硅基板的濕式蝕刻加工、干式蝕刻加工、或過去的具有通孔的金屬制基板的制造方法中，具有無法獲得符合設計的通孔寬度、深度；在使用時或清洗時容易破損；硅基板的材料成本高；無法以良好的生產(chǎn)性制造具有所需的通孔寬度、深度的金屬制基板的問題。
本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供采用具有所需的通孔寬度、深度的金屬制基板的微型球體的制造方法。
另外，本發(fā)明的目的在于提供采用具有所需的通孔寬度、深度的金屬制基板制造的微型球體。
此外，本發(fā)明的目的在于提供具有所需的通孔寬度、深度的微型球體制造用金屬制基板的制造方法，以及通過該方法獲得的微型球體制造用金屬制基板。
還有，本發(fā)明的目的在于提供作為形成有通孔的基板，采用上述微型球體制造用金屬制基板的微型球體的制造裝置。
作為深入研究解決上述課題的方案的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)可通過下述的方式解決上述課題，由此完成了本發(fā)明，該方式為一種制造微型球體的方法，在通過形成有通孔的基板，將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，基板采用具有特定的寬度、深度的金屬制的基板。
即，本發(fā)明涉及一種微型球體的制造方法，在該方法中，通過形成有通孔的基板將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，制造微型球體，采用至少1塊金屬制的基板，在該基板中，通孔的寬度在0.5～500μm的范圍內(nèi)，通孔的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)，通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1～1/30(1/1～1/30)的范圍內(nèi)。
另外，本發(fā)明針對上述方法，作為優(yōu)選形式而分別包括對金屬制的基板進行化學表面處理和/或物理表面處理；形成于金屬制的基板中的通孔的形狀為多層結(jié)構(gòu)；形成于金屬制的基板中的通孔的形狀，在通孔的微型球體形成側(cè)開口周圍具有凹狀造型；具有多個形成通孔的金屬制基板；金屬制的基板具有2種以上的形狀的通孔；金屬制的基板包括將基板支承于至少一個面上的支承板。
此外，本發(fā)明涉及一種微型球體，該微型球體通過上述任一項所述的制造方法獲得。
還有，本發(fā)明涉及一種用于上述制造方法的金屬制基板的制造方法，該方法由包括抗蝕圖案形成步驟和金屬制基板形成步驟的工序獲得，在該抗蝕圖案形成步驟，在抗蝕形成基板上形成抗蝕層，進行曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔的形狀的抗蝕圖案，在該金屬制基板形成步驟，按照上述抗蝕圖案，通過電鍍堆積金屬，然后將抗蝕形成基板剝離，接著通過顯影液將抗蝕圖案剝離，形成具有通孔的金屬制的基板。
再有，本發(fā)明作為優(yōu)選形式而包括在上述金屬制基板的的制造方法中的抗蝕圖案形成步驟，采用具有導電性的抗蝕形成基板形成抗蝕層，進行曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影；在上述抗蝕圖案形成步驟，通過多次的抗蝕層的形成與至少1次以上的曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔形狀的抗蝕圖案，直至抗蝕圖案按照通孔的高度形成；在上述抗蝕圖案形成步驟，采用掩模進行曝光的場合，在多次的抗蝕層的形成與至少1次以上的曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影時，包括對掩模圖案的位置進行對準的掩模對位步驟，以便曝光的各層的掩模圖案的位置位于相同位置的；在上述抗蝕圖案形成步驟，在多次形成抗蝕層時各抗蝕層采用曝光靈敏度不同的抗蝕劑；在抗蝕圖案形成步驟，曝光用的光源為紫外線或激光。
另外，本發(fā)明涉及一種金屬制基板，該金屬制基板形成通過上述制造方法獲得的通孔。
此外，本發(fā)明涉及一種微型球體的制造裝置，其中，在殼體中間隔開地安裝第1板、形成有通孔的基板和第2板，在上述第1板和形成有通孔的基板之間形成分散相流動的第1流路，在形成有上述通孔的基板和第2板之間形成有包括連續(xù)相和微型球體的層流動的第2流路，該基板為通孔的寬度在0.5～500μm的范圍內(nèi)、通孔的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)、通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1～1/30的范圍內(nèi)的金屬制基板。
還有，本發(fā)明涉及上述的制造裝置，其中，第1板和/或第2板中的至少一部分由具有透明性的部件形成。
按照本發(fā)明，可提供采用具有所需的通孔寬度、深度的金屬制基板的微型球體的制造方法。另外，按照本發(fā)明，還可提供采用所需的通孔寬度、深度的金屬制基板而制造的微型球體。此外，本發(fā)明可提供具有所需的通孔寬度、深度的微型球體制造用金屬制基板的制造方法，以及通過該方法獲得的微型球體制造用金屬制基板。另外，按照本發(fā)明，作為形成通孔的基板，可提供采用上述微型球體制造用金屬制基板的微型球體的制造裝置。
比如，按照本發(fā)明，在用作用于食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等的乳劑、DDS(供藥系統(tǒng))用的乳劑、微型膠囊、離子交換樹脂、色譜分析載體等的固體微粒子、液體微粒子的微型球體(微粒子)的制造中，對于細微加工精度、制造成本、耐久性，可充分滿足市場的要求，可實現(xiàn)工業(yè)化(批量生產(chǎn))。
特別是，在將本發(fā)明應用于蛋黃醬、巧克力、人造黃油、涂抹脂肪(フアツトスプレツド)等的制造的場合，可使分散相顆粒細微并且均勻，可進行即使在長期保存的情況下，仍難以分離，并且口感也提高的微型球體的工業(yè)化(批量生產(chǎn))。


圖1A為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖1B為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖1C為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖1D為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖1E為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；
圖1F為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖2A為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖2B為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖2C為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖2D為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖2E為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖2F為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖2G為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖2H為表示在本發(fā)明中，形成具有通孔的金屬制基板的工序的示意圖；圖3A為表示在本發(fā)明中，用于提高微型球體的制造效率的呈通孔的形狀形成多層結(jié)構(gòu)時的示意圖；圖3B為表示在本發(fā)明中，用于提高微型球體的制造效率的呈通孔的形狀形成多層結(jié)構(gòu)時的示意圖；圖3C為表示在本發(fā)明中，用于提高微型球體的制造效率的呈通孔的形狀形成多層結(jié)構(gòu)時的示意圖；圖3D為表示在本發(fā)明中，用于提高微型球體的制造效率、與通孔的形狀有關、在微型球體形成側(cè)周圍形成凹造型時的示意圖；
圖3E為表示在本發(fā)明中，用于提高微型球體的制造效率、與通孔的形狀有關、在微型球體形成側(cè)周圍形成凹造型時的示意圖；圖4A為通過圖1A～1F所示的工序制造的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外形圖；圖4B為通過圖1A～1F所示的工序制造的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外形圖；圖4C為通過圖1A～1F所示的工序制造的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外形圖；圖5為根據(jù)SEM的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外觀，以及細微結(jié)構(gòu)圖；圖6為根據(jù)SEM的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外觀，以及細微結(jié)構(gòu)圖；圖7為根據(jù)SEM的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的外觀，以及細微結(jié)構(gòu)圖；圖8A為通過圖2A～2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖；圖8B為通過圖2A～2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖；圖8C為通過圖2A～2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖；圖9A為通過圖2A～2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖；圖9B為通過圖2A～2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖；圖9C為通過圖2A～2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖；
圖10A為通過圖2A～2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖；圖10B為通過圖2A～2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖；圖10C為通過圖2A～2H所示的工序制造的貫通型金屬制基板的外形圖；圖11為微型球體制造裝置的示意圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明進行具體描述。
最好，對應于用于食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等利用的乳劑、DDS(供藥系統(tǒng))用的乳劑、微型膠囊、離子交換樹脂、色譜分析載體等的用途，選擇本形式的具有通孔的金屬制基板的通孔的尺寸。
如果在從通孔擠壓到連續(xù)相中的分散相的界面上作用不均勻的剪切力，則分散相分離，容易獲得形成微型球體的時機，可制造均勻的粒徑的微型球體。這可通過使通孔的開口形狀為具有狹槽狀等的變形的形狀的方式實現(xiàn)。即，在從通孔中擠壓分散相時，由于該變形，與界面相垂直，按照從外側(cè)到內(nèi)側(cè)的方向的力的大小產(chǎn)生分布，由此，分散相和連續(xù)相的界面的狀態(tài)不穩(wěn)定，促進界面的剪切，形成精細而均質(zhì)的微型球體。
于是，最好，對于將分散相擠壓到連續(xù)相中的開口形狀，與圓形或接近圓形的形狀、正方形或接近正方形的形狀相比較，具有橢圓形或長方形的形狀為好，在此場合，獲得分散相與開口部分離的時機。最好，長方形(橢圓形)的短邊(短直徑)和長邊(長直徑)的比在1∶1～1∶20的范圍內(nèi)，特別是最好從1∶2～1∶10的范圍中選擇。
作為微型球體，在以乳劑等為目的的場合，比如，分散相和連續(xù)相均為液體，另外在以噴霧干燥等為目的的場合，分散相為液體，連續(xù)相為氣體。
在具有通孔的金屬制基板的通孔在激光盤、小磁盤等的記錄媒體、導光體等的光學商品的制造中，可通過制造具有凹凸圖案的母盤(原盤)的技術制作，實現(xiàn)極細微的，并且高精度的尺寸。最好，通孔的寬度根據(jù)用途從0.5～500μm的范圍中選擇，特別是最好從1～250μm的范圍中選擇。通孔的寬度在比如通孔為圓形的場合設定為直徑，在橢圓的場合設定為短徑，另外在長方形的場合設定為短邊。
最好，通孔的深度從10～6000μm的范圍中選擇，特別是最好從30μm～3000μm的范圍中選擇。
最好，通孔的寬度和深度的比(寬度/深度)從1～1/30的范圍中選擇，特別是最好從1～1/20的范圍中選擇。
可改變對應于具有通孔的金屬制基板的親水、疏水性而制造的微型球體的類型。即，在采用親水的板的場合，在采用O/W型(水中油型)的微型球體、疏水性的板的場合，可制造W/O型(油中水型)的微型球體。具有通孔的金屬制基板的親水化、疏水化處理可在金屬制基板的表面上，通過有機或電鍍等的無機材料的堆積的方式實現(xiàn)。
一般，改善材料表面的濕潤性的技術分為化學處理技術、物理處理技術。作為化學處理技術，列舉有化學品處理、溶劑處理、偶合劑處理、單體涂敷、聚合物涂敷、無機材料涂敷、蒸汽處理、表面包覆處理、電化學處理、陽極氧化等。另一方面，作為物理處理技術，列舉有紫外線照射處理、等離子接觸處理、等離子噴射處理、等離子聚合處理、蒸鍍聚合處理、熱氧化處理、離子束處理、機械處理等。
在采用具有通孔金屬制基板的微型球體的制造方法中，通孔的形狀具有多層結(jié)構(gòu)，由此，可進一步提高微型球體的制造效率。
在為了穩(wěn)定地形成微型球體，剪斷分散相界面時，連續(xù)相必須按照某程度的比例位于界面的周圍，以便必須將位于界面的周圍的連續(xù)相面向界面移動·供給。另外，必須供給連續(xù)相，以便還回收已形成的微型球體，并且可通過改變連續(xù)相的流速，任意地設定乳劑中的分散相的比例。
為了提高微型球體的制造效率，在剪斷分散相界面時，位于界面的周圍的連續(xù)相必須具有積極地供向開口部的界面的形狀。作為積極地將連續(xù)相供向開口部的界面的方法，可通過使通孔的開口側(cè)孔尺寸大于靠近自己一側(cè)的孔尺寸的方式，積極地導入連續(xù)相，可提高微型球體的制造效率。
另外，可通過使通孔的開口側(cè)尺寸大于靠近自己一側(cè)的孔尺寸的方式，在開口部的界面的內(nèi)部導入連續(xù)相，可積極地進行分散相界面的剪切，另外可提高微型球體的制造效率。
在使通孔的開口側(cè)孔尺寸大于靠近自己一側(cè)的孔尺寸的場合，通過積極地進行分散相界面的剪斷的效果，將分散相擠壓到連續(xù)相中。開口側(cè)的靠近自己一側(cè)的開口形狀既可為圓形或接近圓形的形狀，也可為正方形或接近正方形的形狀。
在采用具有通孔的金屬制基板的微型球體的制造方法中，在微型球體形成側(cè)周圍具有凹狀造型，由此，可進一步提高微型球體的制造效率。通過在形成有微型球體的通孔的開口側(cè)周圍，設置凹狀造型，可積極地導入連續(xù)相，可提高微型球體的制造效率。
在通孔的整體的深度淺到比如50μm的場合，如果開口側(cè)孔尺寸大于靠近自己一側(cè)的孔尺寸，由于存在用于形成微型球體的分散相供給壓力范圍變窄、不容易穩(wěn)定地制造微型球體的情況，故最好，在通孔的開口側(cè)周圍設置凹狀造型。
圖3A～圖3E表示用于提高微型球體的制造效率、通孔的形狀為多層結(jié)構(gòu)或在微型球體形成側(cè)周圍設置凹狀造型的結(jié)構(gòu)實例。圖3A所示的通孔7的截面形狀為四邊形，圖3B和圖3C所示的通孔7的剖面形狀為圓形。
圖3A～圖3C表示多層結(jié)構(gòu)的實例，但是，通孔7的形狀沒有特別的限制，比如，既可為四邊形、圓形、橢圓形等，也可將它們組合。另外，通孔7的連續(xù)相側(cè)(分散相出口)8的形狀也沒有特別限制，但是，從進一步提高顆粒的分離效率的觀點來說，大于靠近自己一側(cè)(內(nèi)側(cè))的通孔7的尺寸這一點是重要的。比如，可通過使通孔7的連續(xù)相側(cè)(分散相出口)8的尺寸稍大于靠近自己(內(nèi)側(cè))的通孔的尺寸，提高制造效率。另外，作為連續(xù)相側(cè)(分散相出口)8的通孔的形狀，也可與像圖3C那樣鄰接的通孔連接。在這些場合，更加容易將連續(xù)相供向通孔側(cè)，可顯著地提高微型球體的制造效率。另外，只要在金屬制基板的制造方面沒有特別限制，通孔7的多層結(jié)構(gòu)是不限定的，但是，既可像上述附圖那樣形成2層結(jié)構(gòu)，也可為3層以上的結(jié)構(gòu)。
此外，在本發(fā)明中，也可像圖3D和圖3E所示的那樣，在位于微型球體形成側(cè)的連續(xù)相側(cè)(分散相出口)8的周圍，設置凹狀造型，可期待微型球體的制造效率的進一步的提高。比如，在圖3D中，在多個長方形通孔的兩側(cè)形成長方形形狀的凹部(即，凹狀造型)9，另外，在圖3E中，在多個長橢圓形通孔7的兩側(cè)形成長方形狀的凹部(即，凹狀造型)9，但是，該凹狀造型的凹部9的形狀和尺寸并不是特別限定的，可通過通孔7的配置適當調(diào)整地設置。作為凹狀造型的配置，可在不影響通孔7的形狀的范圍內(nèi)設置于通孔7的附近，比如，也可在一部分連接設置于通孔7的兩側(cè)的凹狀造型。
在采用具有通孔的金屬制基板的微型球體的制造方法中，可通過設置多個形成通孔的金屬制基板，提高微型球體的生產(chǎn)性。
特別是，在作為工業(yè)的規(guī)模，要求1～100噸/年的生產(chǎn)量的場合，可通過擴大具有通孔的金屬制基板的面積，并且設置多個基板的方式實現(xiàn)。
金屬制的基板可通過具有2個以上的形狀的通孔的方式，提高微型球體的制造效率。在具有1個通孔的金屬制基板中，具有僅僅1個的孔形狀的場合，只能制造具有一種顆粒直徑的微型球體。在工業(yè)用途等的實際使用中，必須要求具有多種顆粒直徑的微型球體的場合，通過采用具有二種以上的形狀的通孔的金屬制基板，可提高微型球體的制造效率。
在采用具有通孔的金屬制基板的微型球體的制造裝置中，通過在形成有通孔的金屬制基板中的至少一個面上設置支承金屬制基板的支承板，可提高微型球體的生產(chǎn)性。
在形成有通孔的金屬制基板的深度(金屬制基板的厚度)淺到比如40～80μm的場合，如果可形成微型球體的壓力范圍變窄，分散相的送液壓力超過上限，其結(jié)果是，由于早于分散相界面被剪斷之前供給分散相，故向連續(xù)相噴射分散相。形成微型球體的壓力范圍可通過下述方式擴大，該方式為在已制造的金屬制基板上，將1個或多個具有相同的通孔的支承板重合或接合。由于微型球體的形成受到在分散界面剪斷的開口部的形狀、尺寸的影響，故支承板側(cè)的通孔的尺寸可為與金屬制基板相同的尺寸，或既可大于金屬制基板的尺寸，也可小于該基板的尺寸。
另外，也可通過具有支承金屬制板基板的支承板，提高金屬制基板的處理性、耐久性。
在抗蝕圖案形成步驟形成的細微凸圖案的寬度、形狀、高度為具有通孔的金屬制基板中的通孔的寬度、形狀、深度。
在激光盤、小磁盤等的記錄媒體、導光體等的光學商品的制造中，細微凸抗蝕圖案形成方法進一步提高制造具有極細微、并且高精度的凹凸圖案的母盤(原盤)的技術水平。
在根據(jù)細微凸抗蝕圖案，通過電鍍獲得貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的工序，通過控制基于電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積時間，可獲得具有所需的厚度的貫通型金屬結(jié)構(gòu)體，可獲得在實際使用以及反復清洗中，極具機械強度、耐久性極優(yōu)良的通孔的金屬制基板。
此外，設置于金屬制基板上的通孔的數(shù)量在不妨礙強度時，沒有特別限定，但是，每1cm2通常1～1000000個，最好1～500000個。在比如，外形尺寸為縱向4cm×橫向4cm的通孔區(qū)域，可一次獲得10萬個以上的通孔。即使在根據(jù)目的用途高密度地設置在抗蝕圖案形成步驟形成的細微凸圖案，形成20萬個以上的場合，仍可獲得實際使用、反復清洗的耐久性沒有問題的實用性優(yōu)良的金屬制基板。
另外，也可通過進行Φ5英寸(直徑為125mm)以上的大面積抗蝕圖案形成、以及電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積，制造多個貫通型金屬結(jié)構(gòu)體，還可大幅度降低制造成本。
為了制作具有所需的通孔深度的金屬性基板，必須進一步提高具有激光盤、小磁盤等的記錄媒體制作的細微凸抗蝕圖案形成方法。在記錄媒體等的制造中，細微凸抗蝕圖案的高度較低，在1～3μm的范圍內(nèi)，沒產(chǎn)生特別的問題。
但是，如果形成比如，細微凸抗蝕圖案的寬度為3μm，具有10μm以上的高度的細微抗蝕圖案，則在顯影工序，在從頂層到底層進行顯影的階段，具有頂層的細微凸抗蝕圖案變形，甚至坍陷的問題。另外，由于在顯影工序中，高寬比(高度/寬度之比)增加，故具有還產(chǎn)生細微凸抗蝕圖案倒坍的問題。
為了解決在顯影工序中，在從頂層到底層進行顯影的階段，頂層的細微凸抗蝕圖案變形，甚至坍陷的問題，在細微凸抗蝕圖案形成步驟，在反復多次地進行抗蝕層的形成、曝光，直至抗蝕層具有所需的高度的結(jié)構(gòu)體之前，可通過使頂層的顯影液的溶解性小于底層的方式成為可能。
可通過使頂層的抗蝕層的烘焙所需要的熱量(溫度、時間)大于底層，使頂層的溶解性小于底層。在比如，底層采用熱板而進行烘焙之后，頂層可采用頂層側(cè)的選擇性的能進行烘焙的清潔烘焙箱(熱風干燥機)。
在所采用的抗蝕材料為光硬化性抗蝕劑(負抗蝕劑)的場合，可通過使頂層的曝光量大于底層，使頂層的溶解性小于底層。在采用化學增強型負抗蝕劑的場合，可通過使頂層的曝光量大于底層，而且使頂層的曝光后的熱處理量(溫度，時間)大于底層的方式實現(xiàn)。
為了解決在顯影工序，由于高寬比(高度/寬度之比)增加，細微凸抗蝕圖案倒坍的問題，可選擇上述的方法，并且在多次地反復進行抗蝕層的形成、曝光時，通過使底層的圖案形狀(寬度)稍大于頂層，可防止細微凸抗蝕圖案的倒坍。
為了使底層的圖案形狀(寬度)稍大于頂層，在比如，UV平行光曝光中形成底層頂面和掩模的間隙為1～50μm的近程曝光，可采用光的散射，使底層的圖案形狀(寬度)大于實際的掩模圖案的方法，或底層的曝光所采用的掩模的尺寸大于頂層所采用的掩模。
具有本形式的通孔的金屬性基板通過進行(a)基板上的抗蝕層的形成；(b)采用掩模的抗蝕層的曝光；(c)抗蝕層的熱處理；(d)顯影的細微凸抗蝕圖案形狀步驟，與按照形成于上述基板上的上述細微凸抗蝕圖案，根據(jù)(e)電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積；(f)抗蝕的去除，制造具有通孔的金屬制基板。
關于(a)基板上的抗蝕層的形成進行說明。
在基板上形成抗蝕層的方法沒有任何限定，但是，一般可列舉旋轉(zhuǎn)涂敷方式、浸漬方式、輥方式、干薄膜抗蝕的貼合等。其中尤其是，旋轉(zhuǎn)涂敷方式為在旋轉(zhuǎn)的玻璃基板上涂敷抗蝕層的方法，具有可在直徑超過300mm的玻璃基板上，按照較高的平面度涂敷抗蝕劑的優(yōu)點。于是，從可實現(xiàn)較高的平面度的觀點來說，最好采用旋轉(zhuǎn)涂敷方式。
所采用的抗蝕劑具有正型抗蝕劑、負型抗蝕劑的2種。無論哪一個，由于伴隨抗蝕劑的靈敏度、曝光條件，抗蝕劑的可曝光的深度會改變，故最好，在比如采用UV曝光裝置的場合，對應于抗蝕劑厚度、靈敏度，選擇曝光時間、UV輸出值的種類。
在所采用的抗蝕劑為濕式抗蝕劑的場合，為了通過比如旋轉(zhuǎn)涂敷方式獲得規(guī)定的抗蝕劑厚度，包括有改變旋轉(zhuǎn)涂敷轉(zhuǎn)數(shù)的方法與調(diào)整粘度方法。
改變旋轉(zhuǎn)涂敷轉(zhuǎn)數(shù)的方法，通過設定旋轉(zhuǎn)涂敷的轉(zhuǎn)數(shù)獲得所需的抗蝕劑厚度。在調(diào)整粘度的方法中，在抗蝕劑厚度大的場合或在涂敷面積變大時，由于有平面度降低的危險，故對應于在實際使用上所要求的平面度調(diào)整粘度。
最好，在比如旋轉(zhuǎn)涂敷方式的場合，1次涂敷的抗蝕層的厚度考慮保持較高的平面度，最好在10～50μm的范圍內(nèi)，特別是最好在20～50μm的范圍內(nèi)。為了保持較高的平面度，獲得所需的抗蝕層的厚度，可通過形成多個抗蝕層的方式實現(xiàn)。
對(b)采用掩模的抗蝕層的曝光進行說明。
掩模的作法沒有任何限定，但是，可列舉乳劑掩模、鉻掩模等。在抗蝕圖案形成步驟，通過所采用的掩模左右尺寸和精度，該尺寸和精度還反映于具有通孔的金屬性基板中。于是，由于具有通孔的金屬性基板的尺寸和精度是規(guī)定的，故必須規(guī)定掩模的尺寸和精度。提高掩模的精度的方法沒有任何限定，但是，可列舉將掩模的圖案形成所采用的激光光源變?yōu)椴ㄩL更短的類型的方法，但是，由于設備費用是高額的，掩模制作費變得高額，故最好，貫通型金屬結(jié)構(gòu)體為對應于實際上所要求的精度，適當規(guī)定的類型。
最好，從溫度膨脹系數(shù)、UV透射吸收性能的方面來說，掩模的材料最好為石英玻璃，但是由于價格較高，貫通型金屬結(jié)構(gòu)體為對應于實際上所要求的精度，進行適當規(guī)定的類型，故優(yōu)選。
最好，曝光所采用的光源為設備費用為低價的紫外線或激光。在同步加速器輻射光中，雖然曝光深度較大，但是上述設備費用高，實質(zhì)上貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的價格高，工業(yè)上不實用，但是，也可通過該方式實現(xiàn)。
由于曝光時間、曝光強度等的曝光條件伴隨抗蝕層的材質(zhì)、厚度等而變化，故最好對應于所獲得的圖案適當調(diào)整。由于特別是對通孔的寬度、形狀的尺寸以及精度造成影響，故曝光條件的調(diào)節(jié)是重要的。另外，由于伴隨抗蝕劑的種類，改變可曝光的深度，故在比如采用UV曝光裝置的場合，最好對應于抗蝕劑的厚度、靈敏度選擇曝光時間、UV輸出值。
對(c)抗蝕層的熱處理進行說明。
在曝光后的熱處理中，人們知道有稱為“退火”的熱處理，以便對抗蝕圖案的形狀進行補償。
在這里，僅僅以化學交聯(lián)為目的，進行采用化學放大系負抗蝕劑的場合進行處理。化學放大系負抗蝕劑主要包括2成分系或3成分系，通過曝光時的光，比如，化學結(jié)構(gòu)的終端的環(huán)氧基借助開環(huán)、熱處理而發(fā)生交聯(lián)反應。熱處理時間在比如，膜厚為100μm的場合，在設定溫度為100℃的條件下，經(jīng)數(shù)分鐘進行交聯(lián)反應。
對(d)顯影進行描述。
最好，顯影采用與已使用的抗蝕劑相對應的規(guī)定的顯影液。最好，顯影時間、顯影溫度、顯影液濃度等的顯影條件對應于抗蝕層厚度、圖案形狀適當?shù)卣{(diào)節(jié)。比如，如果顯影時間過長，由于小于規(guī)定的細微凸抗蝕圖案尺寸，故最好設定適合條件。
對(e)電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積進行描述。
金屬結(jié)構(gòu)體的堆積指沿細微凸抗蝕圖案形成步驟獲得的抗蝕圖案堆積金屬，沿細微凸抗蝕圖案形成金屬結(jié)構(gòu)體的凹面，由此，獲得金屬結(jié)構(gòu)體的工序。
在該工序，預先沿細微凸抗蝕圖案形成導電性膜。該導電性膜的形成方法沒有特別限定，但是，最好，可采用蒸鍍、濺射等方式。對于導電性膜所采用的導電性材料，可列舉有金、銀、鉑、銅、鎳、鋁等。
在形成導電性膜之后，沿細微凸抗蝕圖案，通過電鍍、堆積金屬形成金屬結(jié)構(gòu)體。堆積金屬的電鍍方法沒有特別限定，但是，可列舉有比如電解電鍍、非電解電鍍等。在非電解電鍍的場合不需要形成導電性膜。所采用的金屬沒有特別限定，但是，可列舉鎳、鎳-鈷合金、銅、金，從經(jīng)濟性·耐久性的觀點來說，最好采用鎳。
基于電鍍的金屬結(jié)構(gòu)體的堆積厚度為與細微凸抗蝕圖案的高度相同的程度，由此，可縮短用于獲得之后的貫通結(jié)構(gòu)的溶解或研磨的作業(yè)時間。
即使金屬結(jié)構(gòu)體對應于表面狀態(tài)而研磨，仍沒有關系。但是，由于具有污物附著于造型物上的擔心，故最好在研磨之后，實施超聲波清洗。通過電鍍而堆積的金屬結(jié)構(gòu)體與細微凸抗蝕圖案分離。
對(f)抗蝕劑的去除進行描述。
將抗蝕劑去除，以便去除附著于金屬結(jié)構(gòu)體上的細微凸抗蝕圖案。最好，抗蝕劑的去除采用與已采用的抗蝕劑相對應的規(guī)定的溶解液。在采用光交聯(lián)型的負型抗蝕劑的場合，因預測會產(chǎn)生難以溶解的情況，列舉有下述方法，提高溶解液的溫度、通過攪拌翼攪拌溶解液，或使用對采用的抗蝕劑的溶解性較高的有機溶劑的超聲波清洗等。
由于已獲得的金屬結(jié)構(gòu)體的電鍍側(cè)被封閉，故可通過酸性水溶液的溶解或研磨，獲得具有通孔的金屬制基板。
在用于制造具有通孔的金屬性基板的抗蝕圖案形成步驟，通過形成細微凹圖案制作具有細微凸圖案的金屬性基板，通過再一次進行電鍍，也可獲得具有通孔的金屬制基板。在此場合，能以具有細微凸圖案的金屬結(jié)構(gòu)體為模具反復地使用，可降低具有通孔的金屬性基板的制造成本。
同樣，在已制作的具有細微凸圖案的金屬結(jié)構(gòu)體上，進行比如澆鑄成形，由此也可獲得樹脂制的貫通基板。作為樹脂材料沒有特別地限定，但是，比如可列舉有丙烯酸系樹脂、聚乳酸、聚乙二醇酸、苯乙烯系樹脂、丙烯·苯乙烯系的共聚物樹脂(MS樹脂)、聚碳酸酯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、乙烯·乙烯醇系的共聚物、苯乙烯系彈性體等的熱塑性彈性體、氯乙烯系樹脂、聚二甲基硅氧烷等的硅樹脂、醋酸乙烯系樹脂(比如，商品名エクセバ一ル)、聚乙烯丁縮醛等。
在細微凸抗蝕圖案形成步驟，通過預先在基板上堆積導電膜或采用導電性基板，在去除附著于金屬結(jié)構(gòu)體上的細微凸抗蝕圖案之后，即使在不進行基于酸性水溶液的溶解或研磨的情況下，仍可獲得貫通型金屬結(jié)構(gòu)體，可降低貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的制造成本。
采用堆積導電膜的基板或?qū)щ娦曰?，形成細微凸抗蝕圖案的場合，出現(xiàn)在細微凸抗蝕圖案的周圍導電膜露出的結(jié)果，如果照原樣進行電鍍，則僅僅在導電膜露出部分堆積金屬，可制造貫通型金屬結(jié)構(gòu)體。由于通過形成細微凸抗蝕圖案，導電膜面的電阻稍高，故基板上的導電膜和電鍍面的貼緊性低，可容易將貫通型金屬結(jié)構(gòu)體與基板剝離開。
在基板上堆積導電膜的方法沒有特別的限制，但是，最好，可采用蒸鍍、濺射等方式。作為導電性膜所采用的導電性材料，可列舉有金、銀、鉑、銅、鎳、鋁等。導電性基板沒有特別限制，但是，可列舉不銹鋼、鋁、銅等。由于基板的表面粗糙度反映到貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的表面粗糙度中，故最好采用對應于目的、用途而進行了鏡面研磨的類型。
為了使通孔的深度為所需的深度，細微凸抗蝕圖案的高度必須具有所需的高度。在多次地反復進行抗蝕層的形成、曝光之后，進行顯影處理，由此，可獲得所需的高度的細微凸抗蝕圖案。
如果細微凸抗蝕圖案的高度增加，則具有在顯影之后細微抗蝕圖案倒坍的可能性。為了避免該情況，在比如2次地進行抗蝕層的形成、曝光的場合，采用2個掩模使底層的細微凸抗蝕圖案的尺寸大于頂層的細微凸抗蝕圖案的尺寸，由此，可防止細微凸抗蝕圖案的倒坍。
另外，在通孔的形狀為多層結(jié)構(gòu)的場合，在比如2次地進行抗蝕層的形成、曝光的場合，可采用2種掩模，分別在底層、頂層上形成形狀不同的細微凸抗蝕圖案。
為了使底層的細微凸抗蝕圖案與頂層的細微凸抗蝕圖案的位置關系符合所需的設計，在采用掩模的曝光時必須進行正確的對位。
對于該對位，列舉有在基板與掩模的相同位置進行切削加工，通過銷固定的方法；采用激光干涉計而進行找位的方法；在基板與掩模的相同位置制作位置標記，通過光學顯微鏡進行對位的方法等。
在通過光學顯微鏡進行對位的方法中，比如，通過光刻法在基板上制作位置標記，在掩模上通過激光繪圖裝置繪制位置標記。即使在采用光學顯微鏡的手動操作的情況下，對于簡單地獲得5μm以內(nèi)的精度的方面是有效的。
如果細微凸抗蝕圖案的高度增加，則有在顯影工序具有細微凸抗蝕圖案的頂部的尺寸小于底部的不利情況的擔心。在形成多個抗蝕層的場合，具有最好在形成各抗蝕層時分層地形成靈敏度不同的抗蝕劑的情況。在該場合，比如列舉有頂層的抗蝕劑的靈敏度高于接近底部的層的情況。
最好，用于曝光的光源為設備費用低的紫外線或激光。對于獲得較大的曝光深度的同步加速器輻射光，設備費用高，實質(zhì)上貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的價格高，在工業(yè)上是不實用的。
從工業(yè)上容易再現(xiàn)的觀點來說，最好貫通型金屬結(jié)構(gòu)體的通孔的寬度的尺寸精度在±0.5～10％的范圍內(nèi)。
在采用具有通孔的金屬制基板的微型球體的制造裝置中，在通孔的連續(xù)相側(cè)出口部中的至少一部分上，在至少一部分具有透明性的板以間隔連續(xù)相的流路而設置，以便可觀察所形成的微型球體，由此，可精密地控制微型球體的制造速度。
特別是，通過形成具有由玻璃板或塑料板形成的透明板的結(jié)構(gòu)，可監(jiān)視是否從外部經(jīng)CCD照相機等的光學讀取裝置，在微型球體的形成壓力范圍內(nèi)正常地形成等的情況，可精密地控制伴隨分散相送液壓力等的變化的微型球體的制造速度。
實施例按照本發(fā)明，在下面參照附圖對形成具有通孔的金屬制基板的方法更具體地進行說明。雖然是根據(jù)實施例對本發(fā)明進行具體說明，但是，本發(fā)明并不限于這些實施例。
按照本發(fā)明，在下面參照附圖，對形成具有通孔的金屬制基板的方法更具體地進行說明。
(第1制造方法)參照圖1A，首先在基板1上進行以有機材料(東京応化工業(yè)製“PMER N-CA3000PM”)為母體的抗蝕劑涂敷處理，形成抗蝕層2。
參照圖1B，通過UV曝光裝置(キヤノン製“PLA-501F”)，采用掩模3對抗蝕層2進行曝光(波長為365nm，曝光量為300mJ/cm2)。
參照圖1C，采用熱板(100℃×4分鐘)，進行抗蝕層2的熱處理。
像圖1D所示的那樣，對具有上述抗蝕層2的基板1進行顯影，在基板1上形成抗蝕圖案4(顯影液東京応化工業(yè)製“PMER顯影液P-7G”)。
像圖1E所示的那樣，在具有上述抗蝕圖案4的基板1的表面上進行蒸鍍或濺射處理，在抗蝕圖案的表面上堆積由鎳形成的導電性膜5。在該工序還可堆積鉑、銀、金、銅、鋁等。
接著，將具有上述抗蝕圖案4的基板1浸漬于電鍍液中，進行電鍍，在抗蝕圖案的凹部之間獲得金屬結(jié)構(gòu)體(在下面有時稱為“鎳結(jié)構(gòu)體”)6。在該工序，還可堆積銅、金等。
像圖1F所示的那樣，為了去除附著于從基板1剝離而獲得的鎳結(jié)構(gòu)體6上的抗蝕劑，浸漬于溶解液中，獲得鎳結(jié)構(gòu)體6(溶解液東京応化工業(yè)製“クリ一ンストリツプMF”)。接著，通過對鎳結(jié)構(gòu)體6的電鍍側(cè)進行研磨，獲得具有通孔7的金屬制基板10。
(第2制造方法)參照圖2A，首先，在基板1的表面上進行蒸鍍或濺射處理，堆積由鎳形成的導電性膜。在該工序，還可堆積鉑、銀、金、銅、鋁等?；蛘撸刹捎貌讳P鋼、鋁等的導電性的基板。接著，在具有導電性膜5的基板1上，進行以有機材料(東京応化工業(yè)製“PMER N-CA3000PM”)為母體的抗蝕劑涂敷處理，形成第1抗蝕層21。
參照圖2B，通過UV曝光裝置(キヤノン製“PLA-501F”)，采用掩模3對第1抗蝕層21進行曝光(波長為365nm，曝光量為300mJ/cm2)。
在曝光時，由于第1抗蝕層21的抗蝕圖案與后述的第2抗蝕圖案的位置為規(guī)定位置，故實施采用作為本UV曝光裝置的功能的位置光學顯微鏡，調(diào)節(jié)基板與掩模的位置的對準曝光。
參照圖2C，采用熱板(100℃×4分鐘)，進行第1抗蝕層21的熱處理。
參照圖2D，在具有第1抗蝕層21的基板1上，進行以有機材料(東京応化工業(yè)裂“PMER N-CA3000PM”)為母體的抗蝕劑涂敷處理，形成第2抗蝕層22。接著，通過UV曝光裝置(キヤノン製“PLA-501F”)，采用掩模3對第2抗蝕層22進行曝光(波長為365nm，曝光量為300mJ/cm2)。
在曝光時，由于第1抗蝕層21的抗蝕圖案與第2抗蝕層22的抗蝕圖案的位置關系為規(guī)定的位置，故采用作為本UV曝光裝置的功能的光學顯微鏡，進行調(diào)節(jié)基板與掩模的位置的對準曝光。
參照圖2E，采用熱風干燥機(100℃×4分鐘)進行第2抗蝕層22的熱處理。
像圖2F所示的那樣，對具有由第1抗蝕層21和第2抗蝕層22形成的抗蝕層的基板1進行顯影，在基板1上形成抗蝕圖案23(顯影液東京応化工業(yè)製“PMER顯影液P-7G”)。
像圖2G所示的那樣，將具有上述抗蝕圖案23的基板1浸漬于電鍍液中進行電鍍，僅在抗蝕圖案23的凹部之間，有選擇地堆積金屬，由此，獲得金屬結(jié)構(gòu)體(在下面稱為“鎳結(jié)構(gòu)體”)6。在該工序，還可堆積銅、金等。
像圖2H所示的那樣，為了去除附著于從基板剝離而獲得的鎳結(jié)構(gòu)體6上的抗蝕劑，浸漬于溶解液中，獲得具有通孔7的金屬制基板10(溶解液東京応化工業(yè)製“クリ一ンストリツプMF”)。
(具有通孔的金屬制基板A的制作)按照圖1A-圖1F所示的成形品的形成方法，反復1次地進行抗蝕涂敷形成抗蝕層，進行曝光、熱處理、顯影，然后制造在圖4A～圖4C所示的縱向40mm×橫向40mm，厚度為100μm的金屬板上，具有60000個縱向10μm×橫向20μm，深度為100μm的通孔的貫通型金屬制基板。圖4A為具有通孔的金屬制基板的俯視圖，圖4B為側(cè)視圖，圖4C為表示通孔數(shù)量的表。
盡管貫通型金屬結(jié)構(gòu)體厚度薄到100μm，細微通孔仍在不變形的情況下保持，獲得不妨礙處理性的類型。通過采用上述的貫通型金屬制結(jié)構(gòu)體，可制造高壓力、高溫下的微型球體。
在空氣中，測定對水的接觸角。在采用協(xié)和界面化學株式會社、型號為CA-DT·A型而測定時，該角為88°。
圖5、圖6、圖7表示基于SEM的通孔的細微結(jié)構(gòu)圖。這些細微結(jié)構(gòu)圖是根據(jù)具有通孔的金屬制結(jié)構(gòu)體的頂面拍攝的。分別改變倍數(shù)進行拍攝。在細微結(jié)構(gòu)圖中，看上去黑色的部分為通孔。
(具有通孔的金屬制基板B的制作)按照形成圖2A～圖2H所示的成形品的方法，反復1次地進行抗蝕劑涂敷，形成第1抗蝕層，在各層上進行曝光、熱處理，然后，再按照1次地反復進行蝕刻涂敷，形成第2蝕刻層，進行曝光、熱處理，接著，進行顯影處理，制造在圖8A～圖8C所示的那樣的縱向40mm×橫向40mm、厚度為300μm的金屬板上具有60000個通孔的貫通型金屬制基板，該通孔頂層為縱向10μm×橫向40μm、深度為150μm(連續(xù)相側(cè))，底層為縱向30μm×橫向60μm、深度為150μm(分散相側(cè))。圖8A為表示具有通孔的金屬制基板的俯視圖，圖8B為側(cè)視圖，圖8C為表示通孔數(shù)量的表。
盡管具有通孔的金屬制基板中的孔的深度大到300μm，仍可通過進行用于防止抗蝕圖案的倒坍的多層圖案制作處理，獲得沒有圖案的倒坍，具有所需的孔尺寸的金屬制基板。
在空氣中，測定對于水的接觸角。采用協(xié)和界面化學株式會社、型號為CA-DT·A型而測定時，該角為86°。
具有上述通孔的金屬制基板B為多層結(jié)構(gòu)的實例，對于通孔的尺寸，按照2層設定10×40μm與30×60μm。
(具有通孔的金屬制基板C的制作)按照形成圖2A～圖2H所示的成形品的方法，反復1次地進行抗蝕劑涂敷，形成第1抗蝕層，在各層上進行曝光、熱處理，然后，再按照1次地反復進行蝕刻涂敷形成第2蝕刻層，進行曝光、熱處理，接著進行顯影處理，制造在圖9A～圖9C所示的那樣的縱向40mm×橫向40mm、厚度為170μm的金屬板上具有60000個通孔的貫通型金屬制基板，該通孔頂層為縱向20μm×橫向60μm、深度為20μm(連續(xù)相側(cè))，底層為縱向20μm×橫向20μm、深度為150μm(分散相側(cè))。圖9A表示具有通孔的金屬制基板的俯視圖，圖9B為側(cè)視圖，圖9C表示通孔數(shù)量的表。
在已制造的具有通孔的金屬制基板上進行基于蒸鍍處理的表面改質(zhì)。采用(株)アルバツク、EB蒸鍍裝置，型號HP-1010F，堆積200nm的SiO2膜。在空氣中，測定對于水的接觸角。在采用協(xié)和界面化學株式會社、型式CA-DT·A型而測定時，該角為18°。
具有上述通孔的金屬制基板C為了進一步提高微型球體的制造效率，通孔為多層結(jié)構(gòu)的實例，相當于上述圖3A的結(jié)構(gòu)。
(具有通孔的金屬制基板D的制作)按照形成圖2A～圖2H所示的成形品的方法，反復1次地進行抗蝕劑涂敷，形成第1抗蝕層，在各層上進行曝光、熱處理，然后，再按照1次地反復進行蝕刻涂敷，形成第2蝕刻層，進行曝光、熱處理，接著進行顯影處理，制造在圖10A～圖10C所示的那樣的縱向40mm×橫向40mm、厚度為170μm的金屬板上具有60000個通孔的貫通型金屬制基板，該通孔的頂層為縱向10μm，深度為10μm(與連續(xù)相側(cè)、底層連通)，底層為縱向10μm×橫向15μm(橢圓形)、深度為160μm(分散相側(cè))。圖10A表示具有通孔的金屬制基板俯視圖，圖10B為側(cè)視圖，圖10C表示通孔數(shù)量的表。
在已制造的具有通孔的金屬制基板上進行基于蒸鍍處理的表面改質(zhì)。采用(株)アルバツク、EB蒸鍍裝置，型式HP-1010F，堆積200nm的SiO2膜。在空氣中測定水的接觸角。在采用協(xié)和界面化學株式會社、型式CA-DT·A型而測定時，該角為21°。
在具有上述通孔的金屬制基板C中，為了進一步提高微型球體的制造效率，通孔為多層結(jié)構(gòu)，相當于上述圖3C的結(jié)構(gòu)。
(采用具有通孔的金屬制基板A的油中水單分散微粒子的制作)將作為基板的金屬制基板A組裝于后述的制造裝置中，進行油中水單分散微粒子的制作試驗，其中分散相(水)采用純水，連續(xù)相(油)采用甘油三油酸酯。由于金屬制基板相對水的接觸角高到88°，故在流體流路的出口處，作為分散相(水)的純水在不濕潤基板的情況下單獨分離，在獲得具有均勻的純水顆粒直徑的乳劑方面取得成功。采用大塚電子社生產(chǎn)的顆粒測定裝置，型號PAR-III測定顆粒直徑，其結(jié)果是確認可制造具有平均顆粒直徑為41.8微米、變化率為3.0％、非常均勻的顆粒的乳劑。
在乳劑的制造中，在CCD照相機中對顆粒與金屬制基板分離的過程進行錄像，確認顆粒制作效率，此時為10個/秒。
(采用具有通孔的金屬制基板B的油中水單分散微粒子的制作)將作為基板的金屬制基板B組裝于后述的制造裝置中，進行油中水單分散微粒子的制作試驗，其中分散相(水)采用純水，連續(xù)相(油)采用甘油三油酸酯。由于金屬制基板相對水的接觸角高到86°，故在流體流路的出口處，作為分散相(水)的純水在不濕潤基板的情況下單獨分離，成功獲得具有均勻的純水顆粒直徑的乳劑。采用大塚電子社生產(chǎn)的顆粒測定裝置，型式PAR-III測定顆粒直徑，其結(jié)果是確認可制造具有平均顆粒直徑為34.1微米、變化率為2.5％、極均勻的顆粒的乳劑。
在乳劑的制造中，在CCD照相機中對顆粒與金屬制基板單獨分離的過程進行錄像，確認顆粒制作效率，此時，在15～20個/秒，并確認為在通孔的縱、橫的比大時，單獨分離顆粒的能力優(yōu)良，所制作的顆粒直徑變小。
(采用具有通孔的金屬制基板C的水中油單分散微粒子的制作)將作為基板的金屬制基板C組裝于后述的制造裝置中，進行分散相(油)采用大豆油、連續(xù)相(水)采用純水的油中水單分散微粒子的制作試驗。由于金屬制基板相對水的接觸角低到18°，故在流體流路的出口處作為分散相(油)的大豆油在不濕潤基板的情況下單獨分離，有助于獲得具有均勻的大豆油顆粒直徑的乳劑。采用大塚電子社生產(chǎn)的顆粒測定裝置，型式PAR-III測定顆粒直徑，其結(jié)果是確認，可制造具有平均顆粒直徑為30.7微米、變化率為2.0％、極均勻的顆粒的乳劑。
在乳劑的制造中，在CCD照相機中對顆粒與金屬制基板單獨分離的過程進行錄像，確認顆粒制作效率，此時，在80～90個/秒，流體流路的出口側(cè)的孔尺寸大于貫通基板的孔尺寸，在此場合確認，容易將連續(xù)相導入流體流路的出口側(cè)，單獨分離顆粒的能力進一步優(yōu)良，所制作的顆粒直徑變小。
(采用具有通孔的金屬制基板D的水中油單分散微粒子的制作)將作為基板的金屬制基板D組裝于后述的制造裝置中，進行油中水單分散微粒子的制作試驗，其中分散相(油)采用大豆油，連續(xù)相(水)采用純水。由于金屬制基板相對水的接觸角低到21°，在流體流路的出口處，作為分散相(油)的大豆油在不濕潤基板的情況下單獨分離，成功獲得具有均勻的大豆油顆粒直徑的乳劑。采用大塚電子社生產(chǎn)的顆粒測定裝置，型式PAR-III，測定顆粒直徑，其結(jié)果是確認可制造具有平均顆粒直徑為28.6微米、變動率為1.5％、極均勻的顆粒的乳劑。
在乳劑的制造中，在CCD照相機中對顆粒與金屬制基板單獨分離的過程進行錄像，在確認顆粒制作效率時，確認90～100個/秒。流體流路的出口側(cè)的孔尺寸大于貫通基板的孔尺寸，并且與鄰接的通孔連通，在此場合確認更容易將連續(xù)相導入流體流路的出口側(cè)，分離顆粒的能力進一步優(yōu)良，所制作的顆粒直徑變小。
(微型球體的制造裝置的結(jié)構(gòu)實例)圖11表示微型球體的制造裝置的結(jié)構(gòu)實例。具有通孔的金屬制基板10固定于MC組件100的內(nèi)部。MC組件100按照組裝多個間隔件11、板12的方式構(gòu)成。板12為比如玻璃板。MC組件100通過下述方式形成，該方式為在金屬性基板10的下方第1流路101呈環(huán)狀設置板12，該第1流路101在頂部設置的容器200(箱)內(nèi)流有分散相，且液體密封。另外通過下述方式形成，該方式為在金屬制基板10的上方，從設置于上方的泵300流有連續(xù)相和乳劑的液體密封的第2流路102呈環(huán)狀設置板12?？蓮耐獠客ㄟ^物鏡402通過CCD照相機401等的光學讀取裝置監(jiān)視在第2流路102內(nèi)部的微型球體的形成是否正常等的情況，可精密地控制伴隨驅(qū)動壓力的變化的微型球體的制造速度。通過CCD照相機401拍攝的圖像顯示于監(jiān)視器403中。為了采用以上的結(jié)構(gòu)的裝置形成微型球體，以規(guī)定的壓力將容器200內(nèi)的分散相供給到第1流路101，與此同時，通過泵300以規(guī)定的壓力將連續(xù)相供給到第2流路102的內(nèi)部。于是，通過第2流路102內(nèi)的壓力，第1流路101內(nèi)的壓力通常高于第2流路102內(nèi)的壓力(通常，在0.5～2KPa)，由此，第1流路101內(nèi)的分散相通過金屬性基板10的通孔7形成微型球體，分散于連續(xù)相中，形成微型球體。已形成的乳劑經(jīng)管13回收于容器等中。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的微型球體的制造方法可用于食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等所采用的乳劑、DDS(供藥系統(tǒng))用的乳劑、微型膠囊、離子交換樹脂、色譜分析載體等的制造。
標號說明標號1表示基板；標號2表示抗蝕層；標號3表示掩模；標號4表示抗蝕圖案；標號5表示導電膜；標號6表示金屬結(jié)構(gòu)體；標號7表示通孔；標號10表示具有通孔的金屬制基板。
權(quán)利要求
1.一種微型球體的制造方法，在該方法中，通過形成有通孔的基板將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，制造微型球體，其特征在于采用至少1塊金屬制的基板，在該基板中，通孔的寬度在0.5～500μm的范圍內(nèi)，通孔的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)，通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1～1/30的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于對金屬制的基板進行化學表面處理和/或物理表面處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于形成于金屬制的基板中的通孔的形狀為多層結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于形成于金屬制的基板中的通孔的形狀，在通孔的微型球體形成側(cè)開口周圍具有凹狀造型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的微型球體制造方法，其特征在于采用多個形成通孔的金屬制基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的制造方法，其特征在于金屬制的基板具有2種以上的形狀的通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的制造方法，其特征在于金屬制的基板包括將基板支承于至少一個面上的支承板。
8.一種微型球體，該微型球體通過權(quán)利要求1～7中任一項所述的制造方法獲得。
9.一種權(quán)利要求1～7所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于該方法由包括抗蝕圖案形成步驟和金屬制基板形成步驟的工序獲得，在該抗蝕圖案形成步驟，在抗蝕形成基板上形成抗蝕層，進行曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔的形狀的抗蝕圖案，在該金屬制基板形成步驟，按照上述抗蝕圖案，通過電鍍堆積金屬，然后，將抗蝕形成基板剝離，另外，通過顯影液將抗蝕圖案剝離，形成具有通孔的金屬制的基板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，采用具有導電性的抗蝕形成基板形成抗蝕層，進行曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，通過多次的抗蝕層的形成與至少1次以上的曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔形狀的抗蝕圖案，直至抗蝕圖案按照通孔的高度形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，采用掩模進行曝光的場合，在多次的抗蝕層的形成與至少1次以上的曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影時，包括對掩模圖案的位置進行對準的掩模對位步驟，以便曝光的各層的掩模圖案的位置位于相同位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，在多次形成抗蝕層時各抗蝕層采用曝光靈敏度不同的抗蝕劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求9～13中任一項所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，曝光用的光源為紫外線或激光。
15.一種金屬制基板，該金屬制基板形成通過權(quán)利要求9～14中任一項所述的制造方法獲得的通孔。
16.一種微型球體的制造裝置，其特征在于在殼體中間隔開地安裝第1板、形成有通孔的基板和第2板，在上述第1板和形成有通孔的基板之間形成分散相流動的第1流路，在形成有上述通孔的基板和第2板之間形成有包括連續(xù)相和微型球體的層流動的第2流路，該基板為通孔的寬度在0.5～500μm的范圍內(nèi)、通孔的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)、通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1～1/30的范圍內(nèi)的金屬制基板。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的制造裝置，其特征在于第1板和/或第2板中的至少一部分由具有透明性的部件形成。
18.一種微型球體的制造方法，在該方法中，通過形成有通孔的基板，將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，制造微型球體，其特征在于采用至少1塊金屬制的基板，在該基板中，通孔的寬度在0.5～500μm的范圍內(nèi)，通孔的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)，通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1～1/30的范圍內(nèi)，通孔的形狀在通孔的微型球體形成側(cè)開口周圍具有凹狀造型。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造方法，其特征在于對金屬制的基板進行化學表面處理和/或物理表面處理。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的制造方法，其特征在于形成于金屬制的基板上的通孔的形狀為多層結(jié)構(gòu)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18～20中任一項所述的微型球體制造方法，其特征在于采用多個形成有通孔的金屬制基板。
22.根據(jù)權(quán)利要求18～21中任一項所述的制造方法，其特征在于金屬制的基板具有2種以上的形狀的通孔。
23.根據(jù)權(quán)利要求18～22中任一項所述的制造方法，其特征在于金屬制的基板包括將基板支承于至少1個面上的支承板。
24.一種金屬制基板的制造方法，在制造微型球體的方法中被采用，在該微型球體的制造方法中，通過形成有通孔的基板，將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔將分散相擠壓于連續(xù)相中，該金屬制基板的制造方法包括抗蝕圖案形成步驟，在該步驟中，在抗蝕形成基板上形成抗蝕層，采用掩模進行曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔的形狀的抗蝕圖案；金屬制基板形成步驟，在該步驟按照上述抗蝕圖案，通過電鍍堆積金屬，然后，將抗蝕劑形成基板剝離，另外，通過顯影液將抗蝕圖案剝離，形成具有通孔的金屬制的基板，在上述金屬制基板中，通孔的寬度在0.5～500μm的范圍內(nèi)，通孔的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)，通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1～1/30的范圍內(nèi)，通孔的形狀在通孔的微型球體形成側(cè)開口周圍具有凹狀造型。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，采用具有導電性的抗蝕劑形成基板，形成抗蝕層，采用掩模進行曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，通過多次的抗蝕層的形成與至少1次以上的曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影，形成具有通孔的形狀的抗蝕圖案，直至抗蝕圖案按照通孔的高度形成。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，在多次的抗蝕層的形成、至少1次以上的曝光和顯影、或曝光、熱處理和顯影時，包括對掩模圖案的位置進行對準的掩模對位步驟，以便曝光的各層的掩模圖案的位置位于相同位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，在多次形成抗蝕層時，各抗蝕層采用曝光靈敏度不同的抗蝕劑。
29.根據(jù)權(quán)利要求24～28中任一項所述的金屬制基板的制造方法，其特征在于在上述抗蝕圖案形成步驟，曝光用的光源為紫外線或激光。
30.一種金屬制基板，該金屬制基板形成通過權(quán)利要求24～29中任一項所述的制造方法獲得通孔。
31.一種微型球體的制造裝置，其特征在于其中，在殼體中間隔開地安裝第1板、形成有通孔的基板和第2板，在上述第1板和形成有通孔的基板之間形成流動分散相的第1流路，在形成有上述通孔的基板和第2板之間形成有包括連續(xù)相和微型球體的層流動的第2流路，該基板為通孔的寬度在0.5～500μm的范圍內(nèi)，通孔的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)，通孔的寬度與深度的比(寬度/深度)在1～1/30的范圍內(nèi)，通孔的形狀在通孔的微型球體形成側(cè)開口部周圍具有凹狀造型的金屬制基板。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的制造裝置，其特征在于第1板和/或第2板中的至少一部分由具有透明性的部件形成。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種微型球體的制造方法，該微型球體為用作食品工業(yè)、醫(yī)藥或化妝品制造等所采用的乳劑、DDS(供藥系統(tǒng))用的乳劑等的固體微粒子、液體微粒子。上述課題通過下述的微型球體的制造方法解決，在該方法中，通過形成有通孔(7)的基板(1)將分散相和連續(xù)相分離，通過通孔(7)將分散相擠壓于連續(xù)相中，擠成微型球體，其特征在于通孔(7)的寬度在0.5～500μm的范圍內(nèi)，通孔(7)的深度在10～6000μm的范圍內(nèi)，通孔(7)的寬度與深度的比在1～1/30的范圍內(nèi)，形成有通孔(7)的基板為金屬制基板。
文檔編號B01J13/04GK101043936SQ200580035718
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者中島光敏, 西泰治, 金井誠一, 木谷剛典, 福田始弘 申請人:獨立行政法人農(nóng)業(yè)·食品產(chǎn)業(yè)技術綜合研究機構(gòu), 株式會社可樂麗, 中島光敏