イオンビーム照射によるフッ素系高分子多孔膜の作製; 「イオン穿孔」のサイズ制御

Preparation of porous fluoropolymer membranes by ion beam irradiation; Diameter control of "Track-Etched" pores

八巻 徹也; 越川 博; 長谷川 伸; 浅野 雅春; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Trautmann, C.*; Neumann, R.*

Yamaki, Tetsuya; Koshikawa, Hiroshi; Hasegawa, Shin; Asano, Masaharu; Maekawa, Yasunari; Voss, K.-O.*; Trautmann, C.*; Neumann, R.*

従来から検討がなされてきたPETなどの炭化水素系高分子ではなく、フッ素系高分子からなるイオン穿孔膜に着目し、そのエッチング挙動や応用性に関する研究を進めている。今回、イオン照射条件を変化させたりエッチング前処理を施したりすることによって、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)イオン穿孔膜の孔径制御を試みたので報告する。厚さ25mのPVDF膜に対し、2.3GeV Pb, 450MeV Xe, 520MeV Kr, 388MeV Niイオンを1cmあたり310310個のフルエンスで照射し、前処理として大気中、120C下の加熱を施した後で、80Cの9M KOH水溶液に浸漬することにより穿孔膜を得た。2.3GeV Pb, 450MeV Xeなどの高LETビームの照射と前処理を併用することで、未照射部に影響を与えずに高速エッチングが可能となり、潜在飛跡と未照射部におけるエッチング速度の比で表される穿孔形成の感度は最大で21000という極めて高い値に達した。

Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) thin films were irradiated with different kinds of ion beams and then exposed to a 9 M KOH aqueous solution. Based on the results of SEM observations and conductometric analyses, the heating at 120C was found to enhance the etch rate in the latent track without changing that in the non-irradiated part, thereby enabling us to obtain very high etching sensitivity for the preparation of nano-sized pores. The formation of oxidized species during this pretreatment should facilitate the introduction of the etching agent to improve etchability. Additionally, the irradiation with higher-mass ions was preferable to achieve high sensitivity of the etching.