(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-07
(45)【発行日】2023-11-15
(54)【発明の名称】濾過フィルタ
(51)【国際特許分類】
B01D 29/11 20060101AFI20231108BHJP
B01D 39/20 20060101ALI20231108BHJP
【ＦＩ】
B01D29/10 510D
B01D29/10 510G
B01D29/10 530A
B01D39/20 A
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2022013316
(22)【出願日】2022-01-31
(62)【分割の表示】P 2020538295の分割
【原出願日】2019-08-07
(65)【公開番号】P2022044839
(43)【公開日】2022-03-17
【審査請求日】2022-02-01
(31)【優先権主張番号】P 2018155942
(32)【優先日】2018-08-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(74)【代理人】
【識別番号】100183265
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 剣一
(72)【発明者】
【氏名】横田 秀輔
(72)【発明者】
【氏名】近藤 孝志
(72)【発明者】
【氏名】萬壽 優
(72)【発明者】
【氏名】西川 美和子
【審査官】宮部 裕一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１１４４８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１３１５９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭５８－５０７８０（ＪＰ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ ２９／１１
Ｂ０１Ｄ ３９／１０
Ｂ０１Ｄ ３９／２０
Ｂ０１Ｄ ４６／１０
Ｃ１２Ｎ １／０２
Ｃ１２Ｍ １／１２
Ｆ２４Ｆ １／００７１
Ｂ０７Ｂ １／０４
Ｂ０７Ｂ １／４６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１主面と、前記第１主面に対向する第２主面と、を有する平面状の濾過フィルタであって、
正方格子配列で配置される複数の貫通孔を画定する膜状のフィルタ基体部を備え、
前記フィルタ基体部は、
前記濾過フィルタの厚さ方向から見て、第１方向に延びる複数の第１フィルタ基体部と、前記第１方向に直交する第２方向に延びる複数の第２フィルタ基体部と、で形成される第１連続部と、
前記濾過フィルタの厚さ方向から見て、前記複数の第１フィルタ基体部と、前記第２方向と平行に延び、且つ前記複数の第２フィルタ基体部に対して前記第１方向にずれている複数の第３フィルタ基体部と、で形成される第２連続部と、
前記第１連続部と前記第２連続部とが接続される非連続部と、
を有する、濾過フィルタ。
【請求項2】
前記非連続部は、
前記複数の第２フィルタ基体部と前記第１フィルタ基体部とが接続される複数の第１接続部と、
前記複数の第３フィルタ基体部と前記第１フィルタ基体部とが接続される複数の第２接続部と、
を含み、
前記複数の第１接続部と前記複数の第２接続部とは、前記第１方向にずれている、
請求項１に記載の濾過フィルタ。
【請求項3】
前記複数の第１接続部のそれぞれは、隣接する前記複数の第２接続部の間にそれぞれ配置される、請求項２に記載の濾過フィルタ。
【請求項4】
前記濾過フィルタの厚さ方向から見て、前記非連続部であって前記第１方向と直交する方向における前記第１フィルタ基体部の寸法は、前記第１連続部及び前記第２連続部を形成するフィルタ基体部の延びる方向と直交する方向における前記フィルタ基体部の寸法と等しい、請求項２又は３に記載の濾過フィルタ。
【請求項5】
前記濾過フィルタは、一端と他端とを有し、前記一端と前記他端とを接合され、前記非連続部は、前記一端と前記他端とが接合される接合部に形成されている、
請求項１～４のいずれか一項に記載の濾過フィルタ。
【請求項6】
前記第１連続部、前記第２連続部及び前記非連続部は、一体で形成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載の濾過フィルタ。
【請求項7】
前記フィルタ基体部は、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれかを主成分とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の濾過フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、濾過フィルタに関する。
【背景技術】
【0002】
フィルタとして、例えば、円筒形状を有するフィルタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【0003】
特許文献１のフィルタは、縦方向の重合部を溶接している内側の筒状金網と、金属繊維のフェルトシートを内側の筒状金網に所定の厚みに巻き付け且つ耐熱性樹脂を含浸・乾燥させたフィルタ本体と、縦方向の重合部を溶接している外側の筒状金網とで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平９－２７６６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、外部の力を加えることによって容易に切断することができる濾過フィルタが求められている。
【0006】
本発明は、外部の力を加えることによって容易に切断することができる濾過フィルタ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】
【0007】
本発明の一態様の濾過フィルタは、
正方格子配列で配置される複数の貫通孔を画定するフィルタ基体部を備え、
前記フィルタ基体部は、
前記フィルタ基体部の延びる第１方向と、前記第１方向に直交する方向で濾過フィルタを切断したときの断面において前記フィルタ基体部の外表面に沿う第２方向と、に連続して形成される連続部と、
前記連続部の一部を前記第１方向にずらして形成される非連続部と、
を有する。
正方格子配列で配置される複数の貫通孔を画定するフィルタ基体部を備え、
前記フィルタ基体部は、
前記フィルタ基体部の延びる第１方向と、前記第１方向に直交する方向で濾過フィルタを切断したときの断面において前記フィルタ基体部の外表面に沿う第２方向と、に連続して形成される連続部と、
前記連続部の一部を前記第１方向にずらして形成される非連続部と、
を有する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、外部の力を加えることによって容易に切断することができる濾過フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタの一例の概略斜視図である。
【図4】本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタの切断方法の一例を示す図である。
【図5A】本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタの製造方法の工程の一例を示す概略図である。
【図5B】本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタの製造方法の工程の一例を示す概略図である。
【図5C】本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタの製造方法の工程の一例を示す概略図である。
【図5D】本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタの製造方法の工程の一例を示す概略図である。
【図5E】本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタの製造方法の工程の一例を示す概略図である。
【図6A】非連続部を形成する方法の一例を示す概略図である。
【図6B】非連続部を形成する方法の一例を示す概略図である。
【図7】応力解析シミュレーションに用いた解析モデルの一例を示す概略拡大図である。
【図8A】比較例１の解析モデルの応力解析シミュレーション結果の一例を示す図である。
【図9A】実施例１の解析モデルの応力解析シミュレーション結果の一例を示す図である。
【図10】解析モデルのフィルタの非連続部で応力解析を行った箇所を示す図である。
【図11】応力解析を行った詳細な位置を示す図である。
【図12A】比較例２の解析モデルの概略構成を示す図である。
【図12B】実施例９の解析モデルの概略構成を示す図である。
【図13】比較例２及び実施例２～９の応力解析結果の一例を示す図である。
【図14】比較例２を基準とする実施例２～９の最大主応力の関係を示す図である。
【図15A】本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタを用いて濾過を行っている様子の一例を示す図である。
【図15B】本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタを用いて濾過を行っている様子の別例を示す図である。
【図16】本発明に係る実施の形態２の濾過フィルタの一部の一例の概略斜視図である。
【図17】比較例３及び実施例１０～１４の応力解析結果の一例を示す図である。
【図18】比較例４～５及び実施例１５～１６の応力解析結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
（本発明に至った経緯）
近年、筒形状の濾過フィルタを用いて濾過対象物を含む流体をクロスフロー濾過方式で濾過した後、濾過フィルタに捕捉された濾過対象物を観察したいという要望が高まっている。例えば、濾過フィルタを用いて濾過を行った後、濾過対象物を捕捉した濾過フィルタを光学顕微鏡にセットし、濾過対象物を観察したいという要望がある。
近年、筒形状の濾過フィルタを用いて濾過対象物を含む流体をクロスフロー濾過方式で濾過した後、濾過フィルタに捕捉された濾過対象物を観察したいという要望が高まっている。例えば、濾過フィルタを用いて濾過を行った後、濾過対象物を捕捉した濾過フィルタを光学顕微鏡にセットし、濾過対象物を観察したいという要望がある。
【0011】
しかしながら、筒形状の濾過フィルタにおいては、濾過フィルタの内部に濾過対象物が捕捉されるため、濾過フィルタに捕捉された濾過対象物を観察することが困難である。このため、濾過フィルタを用いて濾過を行った後、濾過フィルタに外部の力を加えて切断し、濾過フィルタ内部に捕捉された濾過対象物を観察することになる。
【0012】
このような背景の下、筒形状の濾過フィルタにおいては、濾過を行っているときの流体の力で破壊されず、且つ濾過が終了した後に外部から力を加えることで容易に切断できることが求められている。
【0013】
そこで、本発明者らは、濾過に耐え得る強度を維持しつつ、外部から力を加えることで容易に切断することができる筒形状のフィルタを提供すべく、以下の発明に至った。
【0014】
本発明の一態様の濾過フィルタは、
第１開口と前記第１開口に対向する第２開口とが設けられた筒形状の濾過フィルタであって、
正方格子配列で配置される複数の貫通孔を画定するフィルタ基体部を備え、
前記フィルタ基体部は、
前記濾過フィルタの前記第１開口から前記第２開口に向かう方向と、前記濾過フィルタの前記第１開口から前記第２開口に向かう方向に直交する方向で前記濾過フィルタを切断したときの断面において前記濾過フィルタの外周に沿う周方向と、に連続して形成される連続部と、
前記連続部の一部を前記濾過フィルタの前記周方向と直交する方向にずらして形成される非連続部と、
を有する。
第１開口と前記第１開口に対向する第２開口とが設けられた筒形状の濾過フィルタであって、
正方格子配列で配置される複数の貫通孔を画定するフィルタ基体部を備え、
前記フィルタ基体部は、
前記濾過フィルタの前記第１開口から前記第２開口に向かう方向と、前記濾過フィルタの前記第１開口から前記第２開口に向かう方向に直交する方向で前記濾過フィルタを切断したときの断面において前記濾過フィルタの外周に沿う周方向と、に連続して形成される連続部と、
前記連続部の一部を前記濾過フィルタの前記周方向と直交する方向にずらして形成される非連続部と、
を有する。
【0015】
このような構成により、筒形状の濾過フィルタにおいて、外部から力を加えることで容易に切断することができる。
【0016】
前記フィルタ基体部は、前記非連続部において前記濾過フィルタの前記第１開口から前記第２開口に向かう方向に延びる第１フィルタ基体部と、前記濾過フィルタの前記周方向において前記第１フィルタ基体部の一方側に接続される複数の第２フィルタ基体部と、前記濾過フィルタの前記周方向において前記第１フィルタ基体部の他方側に接続される複数の第３フィルタ基体部と、を有し、
前記複数の第２フィルタ基体部と前記第１フィルタ基体部とが接続される複数の第１接続部と、前記複数の第３フィルタ基体部と前記第１フィルタ基体部とが接続される複数の第２接続部とは、前記濾過フィルタの前記第１開口から前記第２開口に向かう方向にずれていてもよい。
前記複数の第２フィルタ基体部と前記第１フィルタ基体部とが接続される複数の第１接続部と、前記複数の第３フィルタ基体部と前記第１フィルタ基体部とが接続される複数の第２接続部とは、前記濾過フィルタの前記第１開口から前記第２開口に向かう方向にずれていてもよい。
【0017】
このような構成により、非連続部を形成する第１フィルタ基体部において、濾過フィルタの周方向に延びる複数の第２フィルタ基体部及び複数の第３フィルタ基体部のそれぞれで接続点を形成している。これにより、非連続部において応力を発生させ易くし、濾過フィルタをより容易に切断することができる。
【0018】
前記複数の第１接続部のそれぞれは、隣接する前記複数の第２接続部の間にそれぞれ配置されてもよい。
【0019】
このような構成により、筒形状の濾過フィルタにおいて、外部から力を加えることでより容易に切断することができる。
【0020】
前記第１フィルタ基体部の幅は、前記連続部を形成するフィルタ基体部の幅と等しくてもよい。
【0021】
このような構成により、筒形状の濾過フィルタにおいて、外部から力を加えることで更に容易に切断することができる。
【0022】
前記濾過フィルタは、一端と他端とを有する膜状のフィルタであり、前記一端と前記他端とを接合することによって筒形状に形成され、
前記非連続部は、前記一端と前記他端とが接合される接合部に形成されていてもよい。
前記非連続部は、前記一端と前記他端とが接合される接合部に形成されていてもよい。
【0023】
このような構成により、容易に非連続部を形成することができると共に、筒形状の濾過フィルタにおいて、外部から力を加えることで更に容易に切断することができる。
【0024】
前記フィルタ基体部は、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれかを主成分としてもよい。
【0025】
このような構成により、筒形状の濾過フィルタにおいて、機械強度を向上させつつ、外部から力を加えることで容易に切断することができる。
【0026】
以下、本発明に係る実施の形態１について、添付の図面を参照しながら説明する。また、各図においては、説明を容易なものとするため、各要素を誇張して示している。
【0027】
（実施の形態１）
［全体構成］
図１は、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタ１Ａの一例の概略斜視図である。図２は、図１のフィルタ部１０の非連続部１４の一部を拡大した概略斜視図である。図３は、図１のフィルタ部１０の非連続部１４の一部を拡大した概略平面図である。図１中のＤ１、Ｄ２方向は、それぞれ、濾過フィルタ１Ａの周方向、濾過フィルタ１Ａの周方向と直交する方向を示している。図２及び３中のＸ、Ｙ、Ｚ方向は、それぞれ濾過フィルタ１Ａの横方向、縦方向、厚み方向を示している。
［全体構成］
図１は、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタ１Ａの一例の概略斜視図である。図２は、図１のフィルタ部１０の非連続部１４の一部を拡大した概略斜視図である。図３は、図１のフィルタ部１０の非連続部１４の一部を拡大した概略平面図である。図１中のＤ１、Ｄ２方向は、それぞれ、濾過フィルタ１Ａの周方向、濾過フィルタ１Ａの周方向と直交する方向を示している。図２及び３中のＸ、Ｙ、Ｚ方向は、それぞれ濾過フィルタ１Ａの横方向、縦方向、厚み方向を示している。
【0028】
図１に示すように、濾過フィルタ１Ａは、第１開口２と、第１開口２に対向する第２開口３とが設けられた円筒形状に形成されている。第１開口２と第２開口３とは、濾過フィルタ１Ａの縦方向（Ｙ方向）において対向している。本明細書では、周方向Ｄ１とは、濾過フィルタ１Ａの第１開口２から第２開口３に向かう方向Ｄ２に直交し、且つ濾過フィルタ１Ａの外周部の形状に沿って周る方向を意味する。具体的には、周方向Ｄ１とは、濾過フィルタ１Ａの第１開口２から第２開口３に向かう方向Ｄ２に直交する方向で濾過フィルタ１Ａを切断したときの断面において濾過フィルタ１Ａの外周に沿う方向を意味する。実施の形態１では、周方向Ｄ１は、濾過フィルタ１Ａの円周方向を意味する。
【0029】
実施の形態１では、濾過フィルタ１Ａは、フィルタ部１０と、枠部２０と、を備える。フィルタ部１０は、中空円筒形状に形成されている。枠部２０は、フィルタ部１０の両端に配置されており、環状に形成されている。
【0030】
実施の形態１では、濾過フィルタ１Ａが枠部２０を備える例について説明するが、枠部２０は必須の構成ではない。また、実施の形態１では、一例として、円筒形状の濾過フィルタ１Ａについて説明するが、濾過フィルタ１Ａの形状は円筒形状に限定されない。濾過フィルタ１Ａは、筒形状を有していればよい。
【0031】
実施の形態１では、濾過フィルタ１Ａは、第１主面ＰＳ１と第１主面ＰＳ１に対向する第２主面ＰＳ２とを有する矩形状を有する膜状のフィルタを丸めることによって、円筒形状に形成されている。第１主面ＰＳ１は円筒形状の濾過フィルタ１Ａの外面に位置し、第２主面ＰＳ２は円筒形状の濾過フィルタ１Ａの内面に位置する。
【0032】
濾過フィルタ１Ａは、クロスフロー濾過に用いられるフィルタである。濾過フィルタ１Ａでは、円筒形状の内側を、濾過対象物を含む流体が流れる。これにより、濾過フィルタ１Ａの第２主面ＰＳ２に濾過対象物が捕捉されると共に、流体の一部が濾過フィルタ１Ａの第２主面ＰＳ２から第１主面ＰＳ１に向かって流れる。
【0033】
本明細書において、「濾過対象物」とは、流体に含まれる対象物のうち濾過されるべき対象物を意味している。例えば、濾過対象物は、粉体又は微粒子であってもよい。また、濾過対象物は、流体に含まれる生物由来物質であってもよい。「生物由来物質」とは、細胞（真核生物）、細菌（真性細菌）、ウィルス等の生物に由来する物質を意味する。細胞（真核生物）としては、例えば、人工多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）、ＥＳ細胞、幹細胞、間葉系幹細胞、単核球細胞、単細胞、細胞塊、浮遊性細胞、接着性細胞、神経細胞、白血球、再生医療用細胞、自己細胞、がん細胞、血中循環がん細胞（ＣＴＣ）、ＨＬ－６０、ＨＥＬＡ、菌類を含む。細菌（真性細菌）としては、例えば、大腸菌、結核菌を含む。
【0034】
図１－３に示すように、フィルタ部１０は、周期的に配列される複数の貫通孔１１を画定するフィルタ基体部１２で形成されている。実施の形態１では、複数の貫通孔１１は正方格子配列で配置されている。フィルタ部１０を形成するフィルタ基体部１２は、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれかを主成分とする。フィルタ基体部１２は、例えば、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウム、チタン、これらの合金及びこれらの酸化物であってもよい。
【0035】
フィルタ基体部１２は、格子状に連続して形成される連続部１３と、連続部１３を濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２にずらして形成される非連続部１４と、を有する。
【0036】
図２及び図３に示すように、連続部１３は、格子状に連続して形成されている。「格子状に連続して形成されている」とは、フィルタ基体部１２のうち濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１（Ｘ方向）に延びる部分が変曲点を有さずに形成されており、且つフィルタ基体部１２のうち濾過フィルタ１Ａの縦方向（Ｙ方向）に延びる部分が変曲点を有さずに形成されていることを意味する。実施の形態１では、フィルタ基体部１２は、一体で形成されている。
【0037】
言い換えると、「格子状に連続して形成されている」とは、濾過フィルタ１Ａの第１開口２から第２開口３に向かう方向Ｄ２に連続して形成されており、且つ濾過フィルタ１Ａの第１開口２から第２開口３に向かう方向Ｄ２に直交する方向で濾過フィルタ１Ａを切断したときの断面において濾過フィルタ１Ａの外周に沿う周方向Ｄ１に連続して形成されていることを意味する。
【0038】
連続部１３においては、ハミルトニアンが並進対称性をもつように、周期的に複数の貫通孔１１が配列されている。例えば、連続部１３とは、フィルタ基体部１２のうち濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１への延びる部分、または周方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２に伸びる部分が、局所的に周期性を有していることを意味する。実施の形態１では、周方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２とは、第１開口２から第２開口３へ向かう方向を意味する。
【0039】
このように、フィルタ基体部１２においては、連続部１３が格子状に連続して形成されている。このため、フィルタ基体部１２により画定される複数の貫通孔１１は、フィルタ部１０の第１主面ＰＳ１及び第２主面ＰＳ２上に周期的に配置される。具体的には、複数の貫通孔１１は、フィルタ部１０においてマトリクス状に等間隔で設けられている。
【0040】
実施の形態１では、貫通孔１１は、フィルタ部１０の第１主面ＰＳ１側、即ちＺ方向から見て、正方形の形状を有する。複数の貫通孔１１は、フィルタ部１０の第１主面ＰＳ１側（Ｚ方向）から見て正方形の各辺と平行な２つの配列方向、即ち図２及び図３中のＸ方向とＹ方向に等しい間隔で設けられている。このように、複数の貫通孔１１を正方格子配列で設けることによって、開口率を高めることが可能であり、濾過フィルタ１Ａに対する流体の通過抵抗を低減することができる。
【0041】
複数の貫通孔１１の間隔は、濾過対象物の種類（大きさ、形態、性質、弾性）又は量に応じて適宜設計されるものである。ここで、貫通孔１１の間隔とは、図３に示すように、貫通孔１１をフィルタ部１０の第１主面ＰＳ１側から見て、任意の貫通孔１１の中心と隣接する貫通孔１１の中心との間隔ｂを意味する。周期配列の構造体の場合、貫通孔１１の間隔ｂは、例えば、貫通孔１１の一辺ｄの１倍より大きく１０倍以下であり、好ましくは貫通孔１１の一辺ｄの３倍以下である。あるいは、例えば、フィルタ部１０の開口率は、１０％以上であり、好ましくは開口率は、２５％以上である。このような構成により、フィルタ部１０に対する流体の通過抵抗を低減することができる。なお、開口率とは、（貫通孔１１が占める面積）／（貫通孔１１が空いていないと仮定したときの第１主面ＰＳ１の投影面積）で計算される。
【0042】
フィルタ部１０の厚みは、貫通孔１１の大きさ（一辺ｄ）の０．１倍以上１０倍以下が好ましい。より好ましくは、フィルタ部１０の厚みは、貫通孔１１の大きさ（一辺ｄ）の０．５倍より大きく１０倍以下である。このような構成により、流体に対する濾過フィルタ１Ａの抵抗を低減することができる。その結果、濾過対象物へのストレスを低減することができる。
【0043】
フィルタ部１０において、濾過対象物を含む流体が接触する第２主面ＰＳ２は、表面粗さが小さいことが好ましい。ここで、表面粗さとは、第２主面ＰＳ２の任意の５箇所において触針式段差計で測定された最大値と最小値の差の平均値を意味する。実施の形態１では、表面粗さは、濾過対象物の大きさより小さいことが好ましく、濾過対象物の大きさの半分より小さいことがより好ましい。言い換えると、フィルタ部１０の第２主面ＰＳ２上の複数の貫通孔１１の開口が同一平面（ＸＹ平面）上に形成されている。また、フィルタ部１０のうち貫通孔１１が形成されていない部分であるフィルタ基体部１２は、繋がっており、一体に形成されている。このような構成により、フィルタ部１０の第２主面ＰＳ２への濾過対象物の付着が低減され、流体の抵抗を低減することができる。
【0044】
貫通孔１１は、第１主面ＰＳ１側の開口と第２主面ＰＳ２側の開口とが連続した壁面を通じて連通している。具体的には、貫通孔１１は、第１主面ＰＳ１側の開口が第２主面ＰＳ２側の開口に投影可能に設けられている。即ち、フィルタ部１０を第１主面ＰＳ１側から見た場合に、貫通孔１１は、第１主面ＰＳ１側の開口が第２主面ＰＳ２側の開口と重なるように設けられている。
【0045】
フィルタ部１０の第1主面ＰＳ１に対して垂直な面に投影した貫通孔１１の形状（断面形状）は、長方形である。具体的には、貫通孔１１の断面形状は、濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１の一辺の長さが濾過フィルタ１Ａの厚み方向の一辺の長さより長い長方形である。なお、貫通孔１１の断面形状は、長方形に限定されず、例えば、平行四辺形又は台形等のテーパー形状であってもよいし、対称形状であってもよいし、非対称形状であってもよい。
【0046】
非連続部１４は、連続部１３の一部を濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２にずらして形成されている。具体的には、連続部１３のうち濾過フィルタ１Ａの横方向（Ｘ方向）に延びる部分を濾過フィルタ１Ａの縦方向（Ｙ方向）にずらして形成される。
【0047】
非連続部１４とは、フィルタ基体部１２のうち濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１に伸びる部分、または周方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２に伸びる部分が変曲点を有し、変曲点において３岐路を形成している部分を意味する。
【0048】
図２及び図３に示すように、フィルタ基体部１２は、非連続部１４において濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１（Ｘ方向）と直交する方向Ｄ２（Ｙ方向）に延びる第１フィルタ基体部１２ａを有する。また、フィルタ基体部１２は、濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１（Ｘ方向）において第１フィルタ基体部１２ａの一方側に接続される複数の第２フィルタ基体部１２ｂと、濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１（Ｘ方向）において第１フィルタ基体部１２ａの他方側に接続される複数の第３フィルタ基体部１２ｃと、を有する。複数の第２フィルタ基体部１２ｂと複数の第３フィルタ基体部１２ｃは、一体で形成されている。
【0049】
非連続部１４では、複数の第２フィルタ基体部１２ｂと第１フィルタ基体部１２ａとが接続される複数の第１接続部１５と、複数の第３フィルタ基体部１２ｃと第１フィルタ基体部１２ａとが接続される複数の第２接続部１６とが形成されている。
【0050】
複数の第１接続部１５と複数の第２接続部１６とは、第１フィルタ基体部１２ａにおいて、互いに離れている。具体的には、第１接続部１５は、隣接する２つの第２接続部１６との間に配置されている。言い換えると、複数の第１接続部１５のそれぞれは、隣接する複数の第２接続部１６の間にそれぞれ配置されている。
【0051】
このため、非連続部１４において、複数の第１貫通孔１１ａと、複数の第１貫通孔１１ａに隣接する複数の第２貫通孔１１ｂとは、貫通孔の配列が濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２（Ｙ方向）にずれている。なお、複数の第１貫通孔１１ａ及び複数の第２貫通孔１１ｂは、それぞれ、非連続部１４において、濾過フィルタ１Ａの高さ方向（Ｙ方向）、即ち濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１に直交する方向Ｄ２に配置されている。
【0052】
このように、濾過フィルタ１Ａは、連続部１３の一部を濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１（Ｘ方向）と直交する方向Ｄ２（Ｙ方向）にずらすことによって、非連続部１４を形成している。非連続部１４においては、フィルタ基体部１２が接続される接続部の数を連続部１３に比べて増やすことができる。なお、連続部１３における接続部とは、濾過フィルタ１Ａの横方向（Ｘ方向）に延びるフィルタ基体部１２の部分と、濾過フィルタ１Ａの縦方向（Ｙ方向）に延びるフィルタ基体部１２の部分とが交差して接続される部分である。非連続部１４における接続部は、第１接続部１５と第２接続部１６とを意味する。
【0053】
非連続部１４においては、連続部１３よりも接続部が多く形成されているため、連続部１３よりも応力が集中し易い。このため、非連続部１４は、連続部１３に比べて、外部から力を加えたときに破壊又は変形しやすい。即ち、非連続部１４では、連続部１３に比べて容易に切断することができる。また、非連続部１４は、濾過時において流体の流れる力によって破壊されない強度を有する。このように、濾過フィルタ１Ａは、濾過に耐え得る強度を維持しつつ、外部から力を加えることで容易に切断することができる。その結果、濾過フィルタ１Ａでは、濾過が終了した後、非連続部１４に外部から力を加えて切断し、濾過フィルタ１Ａに捕捉された濾過対象物を容易に観察することができる。
【0054】
実施の形態１では、非連続部１４を形成する第１フィルタ基体部１２ａの幅は、連続部１３を形成するフィルタ基体部１２の幅と等しい。具体的には、非連続部１４において、円筒形状の濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１（Ｘ方向）と直交する方向Ｄ２（Ｙ方向）に延びる第１フィルタ基体部１２ａの幅は、連続部１３を形成するフィルタ基体部１２の幅と等しい。ここで、「等しい」とは、１０％の範囲内の誤差を含む。
【0055】
枠部２０は、円筒形状のフィルタ部１０の両端とにそれぞれ配置される部材である。枠部２０は、円筒形状のフィルタ部１０の一端側又は他端側から見て、環状に形成されている。
【0056】
枠部２０には、フィルタの情報（例えば、貫通孔１１の寸法など）を表示してもよい。これにより、改めて測長などを行うことなく貫通孔１１の孔寸法を把握することができる。
【0057】
実施の形態１では、枠部２０を構成する材料は、フィルタ部１０（フィルタ基体部１２）を構成する材料と同じである。
【0058】
実施の形態１では、円筒形状の濾過フィルタ１Ａは直径１２ｍｍ、高さ２２ｍｍ、膜厚２μｍである。正方形の貫通孔１１の一辺は６μｍである。フィルタ基体部１２の幅は２．５μｍである。なお、濾過フィルタ１Ａは、これらの寸法に限定されることなく、他の寸法で作製されていてもよい。
【0059】
【0060】
図４に示すように、非連続部１４を濾過フィルタ１Ａの高さ方向（Ｙ方向）に延びる切断線ＣＬ１に沿って切断することによって、円筒形状の濾過フィルタ１Ａを容易に切断することができる。
【0061】
切断については、例えば、ピンセットとメスを用いて行う。
【0062】
［製造方法］
次に、濾過フィルタ１Ａの製造方法の一例について、図５Ａ～５Ｅを用いて説明する。図５Ａ～５Ｅは、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタ１Ａの製造方法の工程の一例を示す概略図である。なお、図５Ａ～５Ｅは、濾過フィルタ１Ａを円筒形状に加工する前の工程を示す。
次に、濾過フィルタ１Ａの製造方法の一例について、図５Ａ～５Ｅを用いて説明する。図５Ａ～５Ｅは、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタ１Ａの製造方法の工程の一例を示す概略図である。なお、図５Ａ～５Ｅは、濾過フィルタ１Ａを円筒形状に加工する前の工程を示す。
【0063】
図５Ａに示すように、シリコンなどの基板３１上に厚さ１．５μｍの銅薄膜３２を形成する。銅薄膜３２は蒸着またはスパッタリングにより形成することができる。このとき、基板３１と銅薄膜３２との接着性を向上させるために厚さ０．５μｍのＴｉの中間層３３を形成する。
【0064】
次に、銅薄膜３２上にスピンコートによりレジストを塗布し、乾燥させることで厚さ２μｍのレジスト膜を形成する。
【0065】
図５Ｂに示すように、レジスト膜３４を露光および現像処理し、フィルタ基体部１２に相当する箇所のレジスト膜３４を除去した。なお、孔形状は正方形とする。
【0066】
図５Ｃに示すように、レジスト膜３４を除去した部分に電鋳を用いて、Ｎｉめっき膜３５からなるフィルタ基体部１２を形成する。続いて、有機溶剤を用いてレジスト膜３４を除去することで、円筒形状に加工する前の濾過フィルタ１Ａを作製する。
【0067】
円筒形に加工する際、濾過フィルタ１Ａ単体では流体による変形が起きる恐れがあるため、濾過フィルタの機械強度を向上させる必要がある。そこで、濾過フィルタ１Ａの外周部および中央ライン部に、補強層３６を形成する。補強層３６の厚みは２０μｍであり、フィルタ基体部１２に配置される部分は、一辺２９０μｍ正方形の貫通孔１１が１０μｍ間隔で正方格子状に配列されている。
【0068】
補強層３６については、図５Ａ～５Ｃと同様の方法で、厚さ３０μｍのレジスト膜３４を形成し、露光および現像処理により、濾過フィルタ１Ａの外周部および中央ライン部のレジスト膜３４を除去する。レジスト膜３４を除去した箇所に電鋳を用いて、図５Ｄに示すように、Ｎｉめっき膜からなる補強層３６を形成する。有機溶剤を用いてレジスト膜３４を除去することで、図５Ｅに示すように、貫通孔１１の一辺６μｍ、開口率５０％の濾過フィルタ１Ａを作製する。この段階においては、濾過フィルタ１Ａは、矩形形状を有する膜状のフィルタである。濾過フィルタ１Ａの枠部２０及び支持部２１は、補強層３６で形成される。
【0069】
なお、実施の形態１の濾過フィルタ１Ａの製造方法では、補強層３６を形成する例について説明したが、補強層３６は必須の構成ではない。
【0070】
【0071】
図６Ａに示すように、ポリアセタール樹脂で形成される円筒状の容器４０の外周に、濾過フィルタ１Ａを巻き付ける。容器４０は、有底の容器である。濾過フィルタ１Ａが巻き付けられる容器４０の側壁は、開放されている。容器４０は、濾過に用いるための容器の一例である。容器４０は、これに限定されない。
【0072】
具体的には、一端Ｅ１と他端Ｅ２とを有する膜状の濾過フィルタ１Ａの外周部にテープを貼付けた後、濾過フィルタ１Ａを容器４０に巻きつけることによって、円筒形状に丸めて固定する。より具体的には、濾過フィルタ１Ａの外周部に、外周部のＸおよびＹ方向の幅に合わせ、ポリエステルフィルムを基材としアクリル粘着材を薄く塗りつけた、厚み５０μｍの両面テープ（リンテック（株）：タックライナー ＴＬ－４５０Ｓ－１６）を貼り付ける。なお、外周部の他端Ｅ２側は、長手方向（Ｘ方向）に両面テープを貼り付けない３ｍｍの隙間をつくる。両面テープを貼り付けた濾過フィルタ１Ａを容器４０に巻きつけることによって、円筒形状に丸めて固定する。
【0073】
図６Ｂに示すように、光学顕微鏡およびマイクロマニュピレーターを用いて、濾過フィルタ１Ａの一端Ｅ１と他端Ｅ２とをエポキシ系樹脂によって接合する。具体的には、一端Ｅ１と他端Ｅ２との接合面、及び濾過フィルタ１Ａの外周部と容器４０との隙間にエポキシ樹脂を塗布することによって接合する。このとき、複数の貫通孔１１の配列が非連続的になるように、一端Ｅ１と他端Ｅ２とをずらして接合する。これにより、一端Ｅ１と他端Ｅ２とを接合する接合部に非連続部１４を形成する。より具体的には、光学顕微鏡の倍率を１０００倍とし、顕微鏡で覗きながら、両面テープを貼り付けていない外周部の他端Ｅ２側を、マイクロマニュピレーターを用いて動かし、接合部における格子の位置あわせを行う。位置あわせを行った後、テープで仮止めし、一端Ｅ１と他端Ｅ２との接合面、及び濾過フィルタ１Ａの外周部と容器４０との隙間に、エポキシ樹脂を塗布することによって接合する。
【0074】
[濾過対象物の観察方法]
円筒形状の濾過フィルタ１Ａを用いた濾過対象物の濾過が終了した後、ピンセット及びメスを用いて、濾過フィルタ１Ａの非連続部１４を切断する。具体的には、濾過フィルタ１Ａの一端Ｅ１と他端Ｅ２とを接合するエポキシ樹脂を切り剥がし、非連続部１４を外周からピンセットを用いて容器４０からゆっくり剥がす。これにより、円筒形状の濾過フィルタ１Ａを非連続部１４で切断し、濾過フィルタ１Ａの第２主面ＰＳ２に捕捉された濾過対象物を顕微鏡で直接観察することができる。特に、濾過対象物が細胞である場合、細胞にダメージを与えることなく、濾過対象物を観察することができる。
円筒形状の濾過フィルタ１Ａを用いた濾過対象物の濾過が終了した後、ピンセット及びメスを用いて、濾過フィルタ１Ａの非連続部１４を切断する。具体的には、濾過フィルタ１Ａの一端Ｅ１と他端Ｅ２とを接合するエポキシ樹脂を切り剥がし、非連続部１４を外周からピンセットを用いて容器４０からゆっくり剥がす。これにより、円筒形状の濾過フィルタ１Ａを非連続部１４で切断し、濾過フィルタ１Ａの第２主面ＰＳ２に捕捉された濾過対象物を顕微鏡で直接観察することができる。特に、濾過対象物が細胞である場合、細胞にダメージを与えることなく、濾過対象物を観察することができる。
【0075】
[応力解析シミュレーション]
フィルタ部１０の非連続部１４に発生する応力について、株式会社村田製作所製Ｆｅｍｔｅｔを用いて応力解析シミュレーションを行った結果を説明する。
フィルタ部１０の非連続部１４に発生する応力について、株式会社村田製作所製Ｆｅｍｔｅｔを用いて応力解析シミュレーションを行った結果を説明する。
【0076】
図７は、応力解析シミュレーションに用いた解析モデルの一例を示す概略拡大図である。図７に示すように、解析モデルで用いた濾過フィルタは、正方形の複数の貫通孔１１が正方格子配列で配置されている。解析モデルのフィルタの貫通孔１１の一辺Ｌ１は１２μｍであり、深さＬ２は５μｍである。フィルタ基体部１２の幅Ｌ３は５μｍである。また、解析モデルのフィルタの構成材料はＮｉである。
【0077】
応力解析シミュレーションでは、非連続部１４で形成される第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとの配列のずれＳ１，Ｓ２を変化させている。ずれＳ１は、非連続部１４における第２貫通孔１１ｂの下辺Ｌ１１をフィルタの横方向（Ｘ方向）に延長した延長線Ｌ１２と第１貫通孔１１ａの側辺Ｌ２１とが交差する点Ｐ１から第１貫通孔１１ａの下辺Ｌ２２までの距離を意味する。ずれＳ２は、延長線Ｌ１２と第１貫通孔１１ａの側辺Ｌ２１とが交差する点Ｐ１から第１貫通孔１１ａの上辺Ｌ２３までの距離を意味する。なお、ずれＳ２は、「Ｓ２＝（１２－Ｓ１）」で算出できる。
【0078】
応力解析シミュレーションでは、ずれＳ１，Ｓ２を調整し、ずれがない比較例１と、ずれがある実施例１と、で応力解析を行った。なお、比較例１はＳ１＝０μｍ、Ｓ２＝１２μｍであり、実施例１はＳ１＝８．５μｍ、Ｓ２＝３．５μｍである。
【0079】
比較例１及び実施例１の応力解析シミュレーションでは、濾過フィルタの周方向Ｄ１、即ち＋Ｘ方向及び－Ｘ方向の両方向に解析モデルのフィルタを引っ張り、非連続部１４の主面（第１主面ＰＳ１）に対して、０．０５Ｎ／ｍ２の面荷重を加えた。
【0080】
図８Ａは、比較例１の解析モデルの応力解析シミュレーション結果の一例を示す。図８Ｂは、図８Ａの比較例１のＺ１部分を拡大した図である。図９Ａは、実施例１の解析モデルの応力解析シミュレーション結果の一例を示す。図９Ｂは、図９Ａの実施例１のＺ２部分を拡大した図である。図８Ａ，８Ｂ及び図９Ａ，９Ｂに示すように、実施例１の非連続部１４においては、比較例１に比べて、広い範囲で応力が発生している。これは、実施例１の非連続部１４では、比較例１に比べて、フィルタ基体部１２の接続部の数が多いことに起因する。フィルタ基体部１２の接続部においては、応力が発生しやすいため、実施例１では、比較例１に比べて、応力の発生する箇所が多くなったと考えられる。
【0081】
次に、解析モデルのフィルタを用いて、非連続部１４においてフィルタの縦方向（Ｙ方向）にかかる応力の解析を行った。
【0082】
図１０は、解析モデルのフィルタの非連続部１４で応力解析を行った箇所を示す。図１１は、応力解析を行った詳細な位置を示す。図１０及び図１１に示すように、非連続部１４において、第１貫通孔１１ａのうち第２貫通孔１１ｂと対向する側の一辺を通る解析ラインＣＬ２に沿って応力解析を行った。解析モデルのフィルタは、複数の貫通孔１１が周期的に形成されていることから、応力分布は周期性を有すると考えられる。このため、フィルタの縦方向（Ｙ方向）に隣接する２つの貫通孔１１ａａ、１１ａｂ間を１周期とみなす。応力解析シミュレーションでは、図１１に示すように、解析ラインＣＬ２上において、２つの貫通孔１１ａａ、１１ａｂ間に５つの解析位置Ｐ１～Ｐ５を設け、それぞれの解析位置における応力を解析した。なお、貫通孔１１ａａは、貫通孔１１ａｂの下方に配置されている。
【0083】
図１１に示すように、解析位置Ｐ１は、解析ラインＣＬ２を通る貫通孔１１ａａの一辺の中央に位置する。解析位置Ｐ２は、解析位置Ｐ１の上方であって、貫通孔１１ａａの角部に位置する。解析位置Ｐ３は、貫通孔１１ａａと貫通孔１１ａａに隣接する貫通孔１１ａｂとの間の第１フィルタ基体部１２ａ上にあり、貫通孔１１ａａの角部と貫通孔１１ａｂの角部とから互いに等しい距離に位置する。解析位置Ｐ４は、解析位置Ｐ３の上方であって、貫通孔１１ａａ側に配置される貫通孔１１ａｂの角部に位置する。解析位置Ｐ５は、解析ラインＣＬ２を通る貫通孔１１ａｂの一辺の中央に位置する。
【0084】
応力解析シミュレーションにおいては、第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとの配列のずれをパラメータとして、比較例２及び実施例２～９を用いた。比較例２は、ずれが０％であり、非連続部１４を有していない。実施例２～９は、それぞれ、ずれが１％、５％、１０％、２０％、４０％、６０％、８０％及び１００％である。
【0085】
図１２Ａは、比較例２の解析モデルの概略構成を示す。図１２Ｂは、実施例９の解析モデルの概略構成を示す。図１２Ａに示すように、比較例２は、ずれが０％であり、非連続部１４を有していない。ずれ０％とは、すべての貫通孔１１が正方格子配列で配置されていることを意味する。言い換えると、比較例２は、図７において、Ｓ１＝０μｍ、Ｓ２＝１２μｍの構成を有する。図１２Ｂに示すように、実施例９は、ずれ１００％であり、非連続部１４において第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとが最もずれている。ずれ１００％とは、図７において、Ｓ１＝８．５μｍ、Ｓ２＝３．５μｍの構成を有する。実施例２～８においては、順にＳ１を大きくすると共にＳ２を小さくすることによって、ずれの割合を変更している。
【0086】
図１３は、比較例２及び実施例２～９の応力解析結果の一例を示す。図１３に示すように、実施例３～９においては、比較例２に比べて、解析位置Ｐ２，Ｐ４近傍での最大主応力が高くなっている。実施例３～９では、比較例２に比べて、非連続部１４におけるフィルタ基体部１２の接続部の数が多いため、接続部に応力が集中しやすくなり、破壊しやすくなる。また、解析位置Ｐ３付近では、ずれの割合が大きいほど最大主応力の値が小さくなっている。このことから、解析位置Ｐ３付近に亀裂や欠けが生じにくいということが考えられる。
【0087】
このように、第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとの間のずれが５％以上である場合、ずれが０％である場合に比べて、非連続部１４におけるフィルタ基体部１２の接続部での応力が大きくなり、破壊しやすくなる。
【0088】
また、荷重を加えることで解析対象の両隣のフィルタ基体部１２の接続部にも同様の応力が発生すると考えられる。そのため、荷重を大きくすると両隣のフィルタ基体部１２の接続部と亀裂が繋がり、より破壊しやすくなると考えられる。
【0089】
実施例２の場合においても、フィルタの縦方向の端面において、非連続部１４におけるフィルタ基体部１２の接続部にずれが生じる。そのため、濾過後にメスとピンセットを用いて切断する際に、持ち手や隙間が存在することから、比較例２と比較して、切断成功の確率を高めたり、表面へのダメージを抑えた切断を行うことができる。
【0090】
図１４は、比較例２を基準とする実施例２～９の最大主応力の関係を示す図である。図１４では、解析位置Ｐ４における比較例２及び実施例２～９の最大主応力を用いている。図１４に示すように、比較例２の最大主応力を基準とすると、実施例３～９の最大主応力の値は、実施例３、実施例４、実施例５、実施例６、実施例７、実施例９、実施例８の順で大きくなっている。また、実施例８は、実施例９よりもずれが小さいにも関わらず、実施例９に比べて最大主応力が大きくなっている。
【0091】
このように、解析位置Ｐ４において、ずれが０％の構成の最大主応力を基準とした場合、ずれが５％～１００％の構成の最大主応力は、ずれが０％の構成と比べて大きくなり、且つずれが８０％の構成において最大主応力が最も大きくなる。
【0092】
［濾過］
図１５Ａは、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタ１Ａを用いて濾過を行っている様子の一例を示す。図１５Ａに示すように、濾過フィルタ１Ａは、円筒状の容器４１の側壁に取り付けられている。濾過フィルタ１Ａが取り付けられた容器４１を重力方向Ｄ３に対して直交する方向Ｄ４に沿って配置する。言い換えると、濾過対象物を含む流体の流入口４２を、重力方向Ｄ３に対して直交する方向Ｄ４へ向くように、容器４１を配置する。これにより、流体は、濾過フィルタ１Ａの内部を方向Ｄ４へ向かって流れると共に、濾過フィルタ１Ａの第２主面ＰＳ２に沿って平行に流れる。このとき、非連続部１４にかかる応力は、主に重力による荷重と、流体の摩擦によるせん断応力が支配的になると考えられる。図１５Ａに示す例では、重力による影響が大きい。したがって、非連続部１４は、重力方向Ｄ３において濾過フィルタ１Ａの上側に配置することが好ましい。これにより、重力方向Ｄ３への荷重が非連続部１４にかかることを避け、濾過中に非連続部１４が破壊されることを抑制することができる。
図１５Ａは、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタ１Ａを用いて濾過を行っている様子の一例を示す。図１５Ａに示すように、濾過フィルタ１Ａは、円筒状の容器４１の側壁に取り付けられている。濾過フィルタ１Ａが取り付けられた容器４１を重力方向Ｄ３に対して直交する方向Ｄ４に沿って配置する。言い換えると、濾過対象物を含む流体の流入口４２を、重力方向Ｄ３に対して直交する方向Ｄ４へ向くように、容器４１を配置する。これにより、流体は、濾過フィルタ１Ａの内部を方向Ｄ４へ向かって流れると共に、濾過フィルタ１Ａの第２主面ＰＳ２に沿って平行に流れる。このとき、非連続部１４にかかる応力は、主に重力による荷重と、流体の摩擦によるせん断応力が支配的になると考えられる。図１５Ａに示す例では、重力による影響が大きい。したがって、非連続部１４は、重力方向Ｄ３において濾過フィルタ１Ａの上側に配置することが好ましい。これにより、重力方向Ｄ３への荷重が非連続部１４にかかることを避け、濾過中に非連続部１４が破壊されることを抑制することができる。
【0093】
図１５Ｂは、本発明に係る実施の形態１の濾過フィルタ１Ａを用いて濾過を行っている様子の別例を示す図である。図１５Ｂに示すように、濾過フィルタ１Ａが取り付けられた円筒状の容器４１を重力方向Ｄ３に沿って配置してもよい。言い換えると、濾過対象物を含む流体の流入口４２を上向きにして容器４１を配置する。これにより、流体は重力方向Ｄ３と同じ方向Ｄ５へ向かって流れると共に、濾過フィルタ１Ａの第２主面ＰＳ２に沿って平行に流れる。このように、重力方向Ｄ３への荷重が非連続部１４にかかりにくいため、濾過中に非連続部１４が破壊されることを抑制することができる。
【0094】
また、図１５Ａ及び図１５Ｂの両方において、非連続部１４におけるフィルタ基体部１２の接続部の壁面は、流体の流れる方向に沿って配置されている。そのため、非連続部１４にかかるせん断力は、流れの粘性による影響が支配的になる。ニュートンの粘性法則により、壁面の極近傍にかかるせん断応力は粘度と速度勾配により決定される。速度勾配は壁面近傍においてのみ層流と同じ直線と見なせるため、流速と濾過フィルタ１Ａの円径により決定される。一般的に流体として使用される水などの液体の粘度は、数ｍＰａ／ｓ以下と小さい。半径６ｍｍの円筒状の濾過フィルタ１Ａの壁面にかかるせん断応力を計算すると、２０℃の水を５×１０－１ｍ／ｓで流した際、約４２ｍＰａとなる。エポキシ樹脂の強度が数百ＭＰａの単位で示されることから、薄く塗布したとしても十分に硬化していれば、濾過時に非連続部１４が破壊される可能性は極めて低いと考えられる。
【0095】
なお、濾過フィルタ１Ａは、重力方向Ｄ３に対して傾けた状態で使用されてもよい。
【0096】
観察時は、図４に示すように、切断線ＣＬ１に沿って非連続部１４を切断するために、外部から切り剥がす方向に力を加えることによって、濾過フィルタ１Ａを切断することができる。
【0097】
［効果］
実施の形態１に係る濾過フィルタ１Ａによれば、以下の効果を奏することができる。
実施の形態１に係る濾過フィルタ１Ａによれば、以下の効果を奏することができる。
【0098】
濾過フィルタ１Ａは、筒形状のフィルタであって、正方格子配列で配置される複数の貫通孔１１を画定するフィルタ基体部１２を備える。フィルタ基体部１２は、濾過フィルタ１Ａの第１開口２から第２開口３に向かう方向Ｄ２と、濾過フィルタ１Ａの第１開口２から第２開口３に向かう方向Ｄ２に直交する方向で濾過フィルタ１Ａを切断したときの断面において濾過フィルタ１Ａの外周に沿う周方向Ｄ１に連続して形成される連続部１３と、連続部１３の一部を濾過フィルタ１Ａの第１開口２から第２開口３に向かう方向Ｄ２にずらして形成される非連続部１４と、を有する。このような構成により、濾過フィルタ１Ａにおいては、クロスフロー濾過を行っているときに流体の力で破壊されることがなく、濾過が終了した後に外部から力を加えることで容易に切断することができる。その結果、濾過フィルタ１Ａの内部に捕捉された濾過対象物を容易に観察することができる。
【0099】
このように、濾過フィルタ１Ａは、筒形状のフィルタにおいて、濾過に耐え得る強度を維持しつつ、外部から力を加えることで容易に切断することができる。
【0100】
フィルタ基体部１２は、非連続部１４において濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２に延びる第１フィルタ基体部１２ａを有する。また、フィルタ基体部１２は、濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１において第１フィルタ基体部１２ａの一方側に接続される複数の第２フィルタ基体部１２ｂと、濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１において第１フィルタ基体部１２ａの他方側に接続される複数の第３フィルタ基体部１２ｃと、を有する。複数の第２フィルタ基体部１２ｂと第１フィルタ基体部１２ａとが接続される複数の第１接続部１５と、複数の第３フィルタ基体部１２ｃと第１フィルタ基体部１２ａとが接続される複数の第２接続部１６とは、濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２にずれている。
【0101】
このような構成により、非連続部１４を形成する第１フィルタ基体部１２ａにおいて、互いに離れた複数の第１接続部１５及び複数の第２接続部１６を形成している、これにより、非連続部１４においては、連続部１３と比べて接続部の数を多くすることができ、応力が発生しやすくなっている。その結果、濾過フィルタ１Ａは、円筒形状のフィルタにおいて、濾過に耐え得る強度を維持しつつ、外部から力を加えることでより容易に切断することができる。
【0102】
複数の第１接続部１５のそれぞれは、隣接する複数の第２接続部１６の間にそれぞれ配置される。このような構成により、濾過フィルタ１Ａに外部から力を加えたとき、より容易に切断することができる。
【0103】
非連続部１４を形成する第１フィルタ基体部１２ａの幅は、連続部１３を形成するフィルタ基体部１２の幅と等しい。このような構成により、非連続部１４に外力を加えたときに応力が発生しやすくなり、円筒形状の濾過フィルタ１Ａをより容易に切断することができる。
【0104】
濾過フィルタ１Ａは、一端Ｅ１と他端Ｅ２とを有する膜状のフィルタであり、一端Ｅ１と他端Ｅ２とを接合することによって円筒形状に形成されている。非連続部１４は、一端Ｅ１と他端Ｅ２とが接合される接合部に形成されている。このような構成により、非連続部１４を容易に形成することができると共に、外部の力を加えることによって濾過フィルタ１Ａをより容易に切断することができる。
【0105】
フィルタ基体部１２は、金属及び金属酸化物のうち少なくともいずれかを主成分とする。このような構成により、非連続部１４は流体の濾過による力によっては破壊しにくく、外力を加えたときに切断されやすくなる。即ち、濾過フィルタ１Ａは、機械強度を向上させつつ、外部から力を加えることで容易に切断することができる。
【0106】
非連続部１４と連続部１３の境界面（ずれが生じる面）において、境界面をまたぐように位置する第１貫通孔１１ａと隣接する第２貫通孔１１ｂとの間の距離が、境界面以外の位置において隣接する２つの貫通孔１１間の距離よりも長くすることができる。開口率を上げるため、貫通孔１１およびフィルタ基体部１２は規則的に配置しているが、境界面でずれにより隣接する第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとの間の距離を長くすることができるため、境界面の第１フィルタ基体部１２ａを細くして、境界面とそれ以外の領域における隣接する貫通孔１１間の距離とを等しくすることができる。このような構成により、開口率が高くなり、濾過効率を上げることができる。
【0107】
実施の形態１では、濾過対象物が細胞であり、流体が細胞懸濁液である場合に、有益である。
【0108】
なお、実施の形態１では、濾過フィルタ１Ａは、一端Ｅ１と他端Ｅ２とを接合することによって円筒形状に形成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、濾過フィルタ１Ａは、一体形成されていてもよい。言い換えると、連続部１３と非連続部１４とは一体で形成されていてもよい。例えば、図５Ｂに示す工程において、連続部１３と非連続部１４を連結させたパターンを同マスク内にまとめ、露光現像処理を行うことにより、連続部１３と非連続部１４が一体となった濾過フィルタ１Ａの型を一体形成することができる。
【0109】
実施の形態１では、濾過フィルタ１Ａにおいて、一端Ｅ１と他端Ｅ２とをエポキシ樹脂で接合する例について説明したが、これに限定されない。例えば、一端Ｅ１と他端Ｅ２とは、溶接によって接合されてもよい。
【0110】
実施の形態１では、非連続部１４は、濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１（Ｘ方向）に直交する方向Ｄ２（Ｙ方向）に形成される例について説明したが、これに限定されない。非連続部１４は、濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１に向かって交差する方向に形成されていればよい。例えば、非連続部１４は、濾過フィルタ１Ａの周方向Ｄ１に向かって斜めに形成されていてもよい。また、非連続部１４は、１つ以上形成されていてもよい。例えば、顕微鏡の１視野に入れて分析するため、６ウエルに入れて再培養するため、などの理由により、濾過フィルタ１Ａを分離したい場合、非連続部１４を複数箇所に入れることで、処理後に任意の大きさの濾過フィルタに切断することができる。このように非連続部１４は１つ以上形成されていてもよい。上述のように、複数箇所に非連続部１４を形成していてもよい。
【0111】
実施の形態１では、円筒形状の濾過フィルタ１Ａを切断し、切断した濾過フィルタを光学顕微鏡に置いて濾過対象物を観察する例について説明したが、これに限定されない。例えば、円筒形状の濾過フィルタ１Ａを切断し、濾過対象物を回収してもよい。
【0112】
実施の形態１では、濾過フィルタ１Ａは円筒形状を有する例について説明したが、これに限定されない。例えば、濾過フィルタ１Ａは、Ｄ２方向に直交する方向切断した断面が円形、楕円形、多角形の筒形状を有していてもよい。
【0113】
（実施の形態２）
本発明に係る実施の形態２の濾過フィルタについて説明する。
本発明に係る実施の形態２の濾過フィルタについて説明する。
【0114】
実施の形態２では、主に実施の形態１と異なる点について説明する。実施の形態２においては、実施の形態１と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。
【0115】
実施の形態２では、非連続部が平板部を有する点で、実施の形態１と異なる。
【0116】
図１６は、本発明に係る実施の形態２の濾過フィルタ１Ｂの一部の一例の概略構成図である。図１６に示すように、濾過フィルタ１Ｂでは、非連続部１４ａが濾過フィルタ１Ｂの周方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２に延びる平板部１７を有する。
【0117】
具体的には、平板部１７は、実施の形態１の第１フィルタ基体部１２ａの幅を大きくしたものである。即ち、平板部１７は、フィルタ基体部１２の一部である。平板部１７は、非連続部１４ａで形成される複数の第１貫通孔１１ａと複数の第２貫通孔１１ｂとの間に形成される。また、平板部１７の幅とは、濾過フィルタ１Ｂの横方向（Ｘ方向）の長さを意味する。平板部１７の厚みは、フィルタ基体部１２の厚みと等しい。平板部１７は、フィルタ基体部１２と同じ材料で形成されている。
【0118】
実施の形態２では、平板部１７の幅は、２５μｍである。
【0119】
濾過フィルタ１Ｂでは、平板部１７を間に挟んで、第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとの配列がずれて配置されている。即ち、濾過フィルタ１Ｂの周方向Ｄ１において平板部１７の一方側には、複数の第２フィルタ基体部１２ｂが接続されている。濾過フィルタ１Ｂの周方向Ｄ１において平板部１７の他方側には、複数の第３フィルタ基体部１２ｃが接続されている。
【0120】
[応力解析シミュレーション]
非連続部１４ａに発生する応力について、株式会社村田製作所製Ｆｅｍｔｅｔを用いて解析シミュレーションを行った結果を説明する。
非連続部１４ａに発生する応力について、株式会社村田製作所製Ｆｅｍｔｅｔを用いて解析シミュレーションを行った結果を説明する。
【0121】
応力解析シミュレーションでは、濾過フィルタ１Ｂと同様の構成を有する解析モデルを用いて応力解析を行った。応力解析の条件は、実施の形態１と同様である。具体的には、非連続部１４ａにおける第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとの間のずれＳ１，Ｓ２を調整し、ずれがない比較例３と、ずれがある実施例１０～１４と、で応力解析を行った。なお、比較例３は、平板部１７を有しているが、第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとの間のずれが０％であり、すべての貫通孔１１が正方格子配列で配置されている。実施例１０～１４は、濾過フィルタ１Ｂにおいて、それぞれ、第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとの間のずれを２０％、４０％、６０％、８０％及び１００％としている。
【0122】
図１７は、比較例３及び実施例１０～１４の応力解析結果の一例を示す。図１７に示すように、解析位置Ｐ２及びＰ４に着目すると、実施例１２～１４の最大主応力が、比較例３の最大主応力よりも大きくなっている。言い換えると、非連続部１４ａの第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとのずれが６０％以上１００％以下の範囲において、最大主応力がずれ０％の場合よりも大きくなっている。なお、比較例３と実施例１４とを比べると、解析位置Ｐ２及びＰ４における最大主応力の差が小さくなっている。
【0123】
次に、平板部１７を有する場合と有しない場合を比較するため、比較例４～５と実施例１５～１６を用いて応力解析シミュレーションを行った。比較例４は、平板部１７を有さず、第１貫通孔１１ａと第２貫通孔１１ｂとの間のずれが０％のフィルタである。比較例５は、平板部１７を有するが、ずれが０％のフィルタである。実施例１５は、平板部１７を有さず、ずれが１００％の濾過フィルタ１Ａである。実施例１６は、平板部１７を有し、ずれが１００％の濾過フィルタ１Ｂである。
【0124】
図１８は、比較例４～５及び実施例１５～１６の応力解析結果の一例を示す。解析位置Ｐ２及びＰ４における最大主応力に着目すると、比較例４、比較例５、実施例１６、実施例１５の順に、最大主応力が大きくなっている。
【0125】
［効果］
実施の形態２に係る濾過フィルタ１Ｂによれば、以下の効果を奏することができる。
実施の形態２に係る濾過フィルタ１Ｂによれば、以下の効果を奏することができる。
【0126】
濾過フィルタ１Ｂでは、非連続部１４ａは、円筒形状の濾過フィルタ１Ｂの周方向Ｄ１と直交する方向Ｄ２に延びる平板部１７を有している。平板部１７の幅は、フィルタ基体部１２の幅よりも大きい。このような構成により、非連続部１４ａの強度を実施の形態１の非連続部１４に比べて大きくすることができる。これにより、濾過時における流体の力に対する強度が大きくなる。一方、非連続部１４ａに外部から力を加えることによって、容易に切断することができる。その結果、濾過フィルタ１Ｂでは、非連続部１４ａの機械的強度を向上させつつ、外部から力を加えて容易に切断することができる。即ち、濾過フィルタ１Ｂにおいても、濾過に耐え得る強度を維持しつつ、外部から力を加えることで容易に切断することができる。
【0127】
平板部１７の幅は、フィルタ基体部１２の幅よりも大きいため、非連続部１４ａで複数の貫通孔１１の規則的な配列、即ち正方格子配列が崩れる。このため、濾過フィルタ１Ｂの周方向Ｄ１に延びるフィルタ基体部１２ｂ，１２ｃと平板部１７との接合箇所に応力集中が発生し易くなる。これにより、濾過フィルタ１Ｂの非連続部１４ａにおいて、外部の力が加わったときに容易に切断することができる。
【0128】
また、平板部１７と容器４０の隙間にメスなどの薄い刃を差し込めるため、平板部１７と容器４０の接着面を容易に剥がすことができる。これにより、非連続部１４ａの接合を弱めることができるため、濾過フィルタ１Ｂの非連続部１４ａにおいて、外部の力が加わったときに容易に切断することができる。
【0129】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した特許請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【0130】
本発明の濾過フィルタは、容易に捕集物を観察することができるため、例えば細胞を使用する薬効調査や再生医療薬の製造等の分野に有用である。
【符号の説明】
【0131】
１Ａ、１Ｂ 濾過フィルタ
２ 第１開口
３ 第２開口
１０ フィルタ部
１１ 貫通孔
１２ フィルタ基体部
１２ａ 第１フィルタ基体部
１２ｂ 第２フィルタ基体部
１２ｃ 第３フィルタ基体部
１３ 連続部
１４ 非連続部
１５ 第１接続部
１６ 第２接続部
１７ 平板部
２０ 枠部
２１ 支持部
３１ 基板
３２ 銅薄膜
３３ 中間層
３４ レジスト膜
３５ めっき膜
３６ 補強層
４０ 容器
４１ 容器
４２ 流入口
２ 第１開口
３ 第２開口
１０ フィルタ部
１１ 貫通孔
１２ フィルタ基体部
１２ａ 第１フィルタ基体部
１２ｂ 第２フィルタ基体部
１２ｃ 第３フィルタ基体部
１３ 連続部
１４ 非連続部
１５ 第１接続部
１６ 第２接続部
１７ 平板部
２０ 枠部
２１ 支持部
３１ 基板
３２ 銅薄膜
３３ 中間層
３４ レジスト膜
３５ めっき膜
３６ 補強層
４０ 容器
４１ 容器
４２ 流入口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】