JP6064012B1 - Method for producing fine hollow projection - Google Patents
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Abstract
【課題】コストアップを抑え、効率的に連続して微細中空突起物を製造することができる微細中空突起物の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の微細中空突起物1の製造方法は、熱可塑性樹脂を含んで形成された基材シート2の一面2D側から、加熱手段を備える凸型部11を当接させて、基材シート2における当接部分TPを熱により軟化させながら、凸型部11を基材シート2に刺してゆき基材シート2の他面2U側から突出する突起部3を形成する突起部形成工程を備える。また突起部3の内部に凸型部11を刺した状態で該突出部3を冷却する冷却工程を備える。そして冷却工程の後に、突起部3の内部から凸型部11を抜いて微細中空突起物1を形成するリリース工程を備える。【選択図】図4To provide a method for producing a fine hollow projection capable of producing a fine hollow projection efficiently and continuously while suppressing an increase in cost. A method for producing a fine hollow projection 1 according to the present invention comprises contacting a convex portion 11 provided with a heating means from one surface 2D side of a base sheet 2 formed containing a thermoplastic resin, Protrusion formation that forms the protrusion 3 protruding from the other surface 2U side of the base sheet 2 while the convex part 11 is pierced into the base sheet 2 while the contact portion TP in the base sheet 2 is softened by heat A process is provided. In addition, a cooling step is provided for cooling the protruding portion 3 in a state where the protruding portion 11 is stabbed inside the protruding portion 3. Then, after the cooling step, a release step of removing the convex portion 11 from the inside of the protrusion 3 to form the fine hollow protrusion 1 is provided. [Selection] Figure 4
Description
本発明は、内部が中空の微細中空突起物の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fine hollow projection having a hollow inside.
近年、注射器による剤の供給と同等の性能が得られるにも拘わらず、皮膚を傷めず痛みが少ない理由から、マイクロニードルによる剤の供給が注目されている。マイクロニードルの中でも、特に中空型のマイクロニードルは、中空部に配される剤の選択肢を広げることができる。 In recent years, the supply of agents using microneedles has been attracting attention for the reason that the skin is not damaged and there is little pain in spite of the performance equivalent to that of the agent supplied by a syringe. Among the microneedles, hollow microneedles, in particular, can expand the options for the agent disposed in the hollow portion.
一般的にマイクロニードルは中空型以外に、ニードル自体が溶解性の剤でできた自己溶解型と、ニードル表面に剤をコーティングしたコーティング型がある。しかし、どちらも剤の供給量(保持量)はニードルの形状に依存してしまう。それに対し、中空型はニードル形状に依存しない、大量の剤を供給することが可能というメリットがある。 In general, microneedles include a self-dissolving type in which the needle itself is made of a soluble agent and a coating type in which the needle surface is coated with the agent, in addition to the hollow type. However, in both cases, the supply amount (retention amount) of the agent depends on the shape of the needle. On the other hand, the hollow mold has an advantage that a large amount of agent can be supplied without depending on the needle shape.
前記マイクロニードルは、例えば、特許文献1又は2に開示されている製造方法により製造することができる。特許文献1に記載の製造方法は、弾性体上に樹脂体を配置し、弾性体の裏面側から樹脂体を加熱しながら、微細針を樹脂体に貫通させて微細ノズルを製造するので、ノズルの外側形状を凹凸反転させた微細な凹部を含む金型を用いることがない。その為、樹脂から作られる使い捨て可能な微細ノズルを製造することができる、とされている。 The microneedle can be manufactured by, for example, a manufacturing method disclosed in Patent Document 1 or 2. Since the manufacturing method described in Patent Document 1 arranges a resin body on an elastic body, and heats the resin body from the back side of the elastic body, a fine nozzle is made to penetrate the resin body to manufacture a fine nozzle. There is no need to use a mold including fine concave portions in which the outer shape of the concave and convex portions is inverted. Therefore, it is said that the disposable fine nozzle made from resin can be manufactured.
また、特許文献2には、予め形成されている型を用いて中空マイクロニードルアレイを製造することができる、とされている。 Patent Document 2 states that a hollow microneedle array can be manufactured using a pre-formed mold.
また、特許文献3には、基材シートを棒状の凸型に橋掛けた後に、基材シート全体を加熱して、棒状の凸型の形状に変形させることでミクロ針を製造する方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses a method of manufacturing a microneedle by bridging a base sheet into a rod-shaped convex shape, and then heating the entire base sheet to deform it into a rod-shaped convex shape. Has been.
しかし、特許文献1に記載の微細ノズルの製造方法は、弾性体の裏面側からホットプレート等を用いて加熱し、弾性体上に配置された樹脂体全体を温めているので、樹脂体全体を温めるのに時間がかかり生産性を向上することが難しい。また、弾性体上に配置された樹脂体全体を温める必要があるので、微細ノズルを連続して製造することが難しい。 However, since the manufacturing method of the fine nozzle described in Patent Document 1 is heated from the back side of the elastic body using a hot plate or the like to warm the entire resin body arranged on the elastic body, It takes time to warm up and it is difficult to improve productivity. Moreover, since it is necessary to warm the whole resin body arrange | positioned on an elastic body, it is difficult to manufacture a fine nozzle continuously.
また、特許文献2に記載の微細貫通孔成形品の製造方法は、成型用の型が高価であることからコストアップにつながってしまうし、また、マイクロニードルの形状や選択できる材料の自由度が低い。 Moreover, the manufacturing method of the fine through-hole molded product described in Patent Document 2 leads to an increase in cost because the mold for molding is expensive, and the degree of freedom of the shape of the microneedle and the material that can be selected is high. Low.
また、特許文献3に記載の方法では、基材シート全体を加熱するので樹脂体全体を温めるのに時間がかかり生産性を向上することが難しい。また、微細針をアレイ状に成形するにあたっては、微細針形状部以外も熱変形を受ける可能性が高く、シートの底辺から針先端までの距離を制御することが困難になることが考えられる。 Moreover, in the method of patent document 3, since the whole base material sheet is heated, it takes time to warm the whole resin body, and it is difficult to improve productivity. Further, when the fine needles are formed in an array shape, it is highly possible that parts other than the fine needle-shaped portion are subjected to thermal deformation, and it may be difficult to control the distance from the bottom of the sheet to the tip of the needle.
したがって本発明は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る微細中空突起物の製造方法を提供することにある。 Therefore, this invention is providing the manufacturing method of the fine hollow protrusion which can eliminate the fault which the prior art mentioned above has.
本発明は、内部が中空の微細中空突起物の製造方法であって、熱可塑性樹脂を含んで形成された基材シートの一面側から、加熱手段を備える凸型部を当接させて、該基材シートにおける該当接部分を熱により軟化させながら、該凸型部を該基材シートに刺してゆき該基材シートの他面側から突出する突起部を形成する突起部形成工程と、前記突起部の内部に前記凸型部を刺した状態で該突出部を冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後に、前記突起部の内部から前記凸型部を抜いて前記微細中空突起物を形成するリリース工程とを備える微細中空突起物の製造方法を提供するものである。 The present invention is a method for producing a hollow microprojection having a hollow inside, wherein a convex portion provided with a heating means is brought into contact from one side of a base material sheet formed including a thermoplastic resin, A projecting part forming step of forming a projecting part protruding from the other surface side of the base sheet by piercing the base part sheet while softening the corresponding contact part in the base sheet by heat; and A cooling step for cooling the protruding portion with the protruding portion stabbed inside the protruding portion, and after the cooling step, the protruding portion is removed from the protruding portion to form the fine hollow protrusion. And a release process for producing a fine hollow projection.
本発明によれば、コストアップを抑え、効率的に連続して微細中空突起物を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the increase in cost and to manufacture the fine hollow protrusions efficiently and continuously.
以下、本発明を、その好ましい第1実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。
本発明の製造方法は、内部が中空の微細中空突起物の製造方法である。図1には、第1実施態様の微細中空突起物の製造方法で製造される一実施形態の微細中空突起物1が示されている。微細中空突起物1は、シート状の基底部2と、基底部2の上面上に立設する1個の円錐状の突起部3とを有する。微細中空突起物1は、図2に示すように、内部が中空に形成されている。具体的には、中空の空間が、基底部2を貫通して、突起部3の内部にまで亘って形成されている。微細中空突起物1においては、突起部3の内部の空間が、突起部3の外形形状に対応した円錐状に形成されている。尚、突起部3は、微細中空突起物1においては、円錐状であるが、円錐状の形状以外に、円錐台状、円柱状、角柱状、角錐状、角錐台状等であってもよい。
Hereinafter, the present invention will be described based on the preferred first embodiment with reference to the drawings.
The production method of the present invention is a method for producing a fine hollow projection having a hollow inside. FIG. 1 shows a fine hollow protrusion 1 according to an embodiment manufactured by the method of manufacturing a fine hollow protrusion according to the first embodiment. The fine hollow protrusion 1 has a sheet-like base portion 2 and one conical protrusion portion 3 standing on the upper surface of the base portion 2. As shown in FIG. 2, the fine hollow projection 1 has a hollow interior. Specifically, a hollow space is formed extending through the base portion 2 and into the inside of the protrusion 3. In the fine hollow protrusion 1, the space inside the protrusion 3 is formed in a conical shape corresponding to the outer shape of the protrusion 3. In addition, although the projection part 3 is a cone shape in the fine hollow protrusion 1, in addition to a cone shape, a truncated cone shape, a column shape, a prism shape, a pyramid shape, a truncated pyramid shape, etc. may be sufficient. .
微細中空突起物1は、その突出高さH1が、マイクロニードルとして使用する場合には、その先端を最も浅いところでは角層まで、深くは真皮まで刺入するため、好ましくは0.01mm以上、更に好ましくは0.02mm以上であり、そして、好ましくは10mm以下であり、更に好ましくは5mm以下であり、具体的には、好ましくは0.01mm以上10mm以下であり、更に好ましくは0.02mm以上5mm以下である。突起部3は、その平均厚みT1が、好ましくは0.005mm以上、更に好ましくは0.01mm以上であり、そして、好ましくは1.0mm以下であり、更に好ましくは0.5mm以下であり、具体的には、好ましくは0.005mm以上1.0mm以下であり、更に好ましくは0.01mm以上0.5mm以下である。基底部2は、その厚みT2が、好ましくは0.01mm以上、更に好ましくは0.02mm以上であり、そして、好ましくは1.0mm以下であり、更に好ましくは0.7mm以下であり、具体的には、好ましくは0.01mm以上1.0mm以下であり、更に好ましくは0.02mm以上0.7mm以下である。 When the microscopic hollow projection 1 has a projection height H1 when it is used as a microneedle, the tip is inserted into the stratum corneum at the shallowest point and deeply into the dermis, preferably 0.01 mm or more, More preferably, it is 0.02 mm or more, preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less, specifically preferably 0.01 mm or more and 10 mm or less, more preferably 0.02 mm or more. 5 mm or less. The protrusion 3 has an average thickness T1 of preferably 0.005 mm or more, more preferably 0.01 mm or more, and preferably 1.0 mm or less, more preferably 0.5 mm or less. Specifically, it is preferably 0.005 mm or more and 1.0 mm or less, and more preferably 0.01 mm or more and 0.5 mm or less. The base 2 has a thickness T2 of preferably 0.01 mm or more, more preferably 0.02 mm or more, and preferably 1.0 mm or less, more preferably 0.7 mm or less. Is preferably 0.01 mm or more and 1.0 mm or less, more preferably 0.02 mm or more and 0.7 mm or less.
微細中空突起物1の先端径は、その直径が、好ましくは0.001mm以上、更に好ましくは0.005mm以上であり、そして、好ましくは0.5mm以下であり、更に好ましくは0.3mm以下であり、具体的には、好ましくは0.001mm以上0.5mm以下であり、更に好ましくは0.005mm以上0.3mm以下である。微細中空突起物1の先端径は、以下のようにして測定する。 The tip diameter of the fine hollow projection 1 is preferably 0.001 mm or more, more preferably 0.005 mm or more, and preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.3 mm or less. Specifically, it is preferably 0.001 mm to 0.5 mm, and more preferably 0.005 mm to 0.3 mm. The tip diameter of the fine hollow projection 1 is measured as follows.
〔微細中空突起物1の先端径の測定〕
中空突起物1の先端部を、走査型電子顕微鏡(SEM)もしくはマイクロスコープを用いて所定倍率拡大した状態で、例えば、図3に示すSEM画像のように観察する。次に、図3に示すように、両側辺1a,1bの内の一側辺1aにおける直線部分に沿って仮想直線ILaを延ばし、他側辺1bにおける直線部分に沿って仮想直線ILbを延ばす。そして、先端側にて、一側辺1aが仮想直線ILaから離れる箇所を第1先端点1a1として求め、他側辺1bが仮想直線ILbから離れる箇所を第2先端点1b1として求める。このようにして求めた第1先端点1a1と第2先端点1b1とを結ぶ直線の長さLを、走査型電子顕微鏡(SEM)又はマイクロスコープを用いて測定し、測定した該直線の長さを、微細中空突起物1の先端径とする。
[Measurement of tip diameter of fine hollow projection 1]
For example, the tip of the hollow protrusion 1 is observed like a SEM image shown in FIG. 3 in a state where the tip is enlarged by a predetermined magnification using a scanning electron microscope (SEM) or a microscope. Next, as shown in FIG. 3, the imaginary straight line ILa is extended along the straight line portion on one side 1a of the both sides 1a and 1b, and the imaginary straight line ILb is extended along the straight line portion on the other side 1b. Then, on the distal end side, a location where the one side 1a is separated from the virtual straight line ILa is obtained as the first distal point 1a1, and a location where the other side 1b is separated from the virtual straight line ILb is obtained as the second distal point 1b1. The length L of the straight line connecting the first tip point 1a1 and the second tip point 1b1 thus determined is measured using a scanning electron microscope (SEM) or a microscope, and the measured length of the straight line is measured. Is the tip diameter of the fine hollow projection 1.
次に、本発明の微細中空突起物の製造方法を、前述した微細中空突起物1の製造方法を例にとり図4〜図6を参照して説明する。図4には、第1実施態様の製造方法の実施に用いる第1実施形態の製造装置100の全体構成が示されている。尚、上述したように、微細中空突起物1は非常に小さなものであるが、説明の便宜上、図4においては微細中空突起物1が非常に大きく描かれている。 Next, the manufacturing method of the fine hollow projection of this invention is demonstrated with reference to FIGS. 4-6 using the manufacturing method of the fine hollow projection 1 mentioned above as an example. FIG. 4 shows the overall configuration of the manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment used for carrying out the manufacturing method according to the first embodiment. As described above, the fine hollow protrusion 1 is very small, but for convenience of explanation, the fine hollow protrusion 1 is drawn very large in FIG.
図4に示す第1実施形態の製造装置100は、上流側から下流側に向かって、基材シート2Aに突起部3を形成する突起部形成部10、冷却部20、後述する凸型部11を抜き出すリリース部30、各微細中空突起物1に裁断する裁断部40及び各微細中空突起物1の間隔を調整するリピッチ部50を備えている。以下の説明では、基材シート2Aを搬送する方向(基材シート2Aの長手方向)をY方向、搬送する方向と直交する方向及び搬送される基材シート2Aの幅方向をX方向、搬送される基材シート2Aの厚み方向をZ方向として説明する。なお、本明細書において凸型部11とは基材シートに刺さる部分である凸型110を備えた部材のことであり、本実施形態では、円盤状の土台部分の上に凸型110を有する構造となっている。ただし、これに限られず凸型110のみからなる凸型部であっても良いし、後述する実施形態のように、複数の凸型110を台状支持体の上に配した凸型部11であっても良い。 The manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment shown in FIG. 4 includes a protruding portion forming portion 10 that forms the protruding portion 3 on the base sheet 2A from the upstream side to the downstream side, a cooling portion 20, and a convex portion 11 described later. Are provided with a release portion 30, a cutting portion 40 for cutting into each fine hollow projection 1, and a re-pitch portion 50 for adjusting the interval between the fine hollow projections 1. In the following description, the direction in which the base sheet 2A is transported (the longitudinal direction of the base sheet 2A) is the Y direction, the direction orthogonal to the transport direction and the width direction of the transported base sheet 2A are transported in the X direction. The thickness direction of the base sheet 2 </ b> A will be described as the Z direction. In the present specification, the convex part 11 is a member provided with a convex mold 110 that is a part that pierces the substrate sheet. In this embodiment, the convex part 11 has the convex mold 110 on the disk-shaped base part. It has a structure. However, the present invention is not limited to this, and it may be a convex part composed only of the convex mold 110, or may be a convex part 11 in which a plurality of convex molds 110 are arranged on a table-like support as in the embodiment described later. There may be.
突起部形成部10は、図4に示すように、加熱手段(不図示)を有した凸型部11を備えている。第1実施形態の製造装置100においては、凸型部11の加熱手段(不図示)以外に加熱手段を設けていない。なお、本明細書で「凸型部11の加熱手段以外に加熱手段を設けていない」とは、他の加熱手段を一切排除する場合を指すだけではなく、基材シート2Aの軟化温度未満、又はガラス転移温度未満に加熱する手段を備える場合も含む。但し、他の加熱手段を一切含まないことが好ましい。凸型部11の加熱手段(不図示)は、第1実施態様の製造装置100においては、加熱ヒーター装置である。第1実施態様においては、先ず、熱可塑性樹脂を含んで形成された基材シート2Aの原反ロールから帯状の基材シート2Aを繰り出し、Y方向に搬送する。そしてY方向に搬送されている帯状の基材シート2Aの一面2D側から凸型部11を当接させて、基材シート2Aにおける当接部分TPを熱により軟化させながら、凸型部11を基材シート2Aに刺してゆき基材シート2Aの他面2U側から突出する突起部3を形成する(突起部形成工程)。具体的には、凸型部11は、製造する微細中空突起物1の有する円錐状の突起部3の外形形状に対応して、尖鋭な先端の円錐状の部分を有する形状となっている。凸型部11は、第1実施態様の製造装置100においては、その先端を上方に向けて配置されており、少なくとも厚み方向(Z方向)の上下に移動可能となっている。詳述すると、第1実施態様の製造装置100においては、凸型部11は、電動アクチュエータ(不図示)によって、厚み方向(Z方向)の上下に移動可能となっており、搬送方向(Y方向)に基材シート2Aと並走可能となっている。凸型部11の動作の制御は、第1実施態様の製造装置100に備えられた、制御手段(不図示)により制御されている。このように、第1実施形態の製造装置100は、所謂、無限軌道を描くボックスモーション式の突起部形成部10を有する装置である。尚、凸型部11の加熱手段(不図示)の加熱の制御も、第1実施態様の製造装置100に備えられた、制御手段(不図示)により制御されている。 As shown in FIG. 4, the protruding portion forming portion 10 includes a convex portion 11 having heating means (not shown). In the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, no heating means is provided other than the heating means (not shown) of the convex portion 11. In the present specification, “no heating means other than the heating means of the convex portion 11” not only refers to the case of excluding other heating means, but also below the softening temperature of the base sheet 2A, Or the case where a means for heating below the glass transition temperature is provided is included. However, it is preferable not to include any other heating means. The heating means (not shown) of the convex portion 11 is a heater device in the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment. In the first embodiment, first, the belt-like base sheet 2A is fed out from the raw roll of the base sheet 2A formed by including the thermoplastic resin, and is conveyed in the Y direction. And the convex part 11 is made to contact | abut from the one surface 2D side of the strip | belt-shaped base material sheet 2A currently conveyed by the Y direction, and softens the contact part TP in the base material sheet 2A with a heat | fever. The base material sheet 2A is stabbed and the protrusion part 3 which protrudes from the other surface 2U side of the base material sheet 2A is formed (projection part formation process). Specifically, the convex portion 11 has a shape having a conical portion with a sharp tip corresponding to the outer shape of the conical protrusion 3 of the fine hollow protrusion 1 to be manufactured. In the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, the convex portion 11 is arranged with its tip facing upward, and is movable up and down at least in the thickness direction (Z direction). More specifically, in the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, the convex portion 11 can be moved up and down in the thickness direction (Z direction) by an electric actuator (not shown), and the conveying direction (Y direction). ) In parallel with the base sheet 2A. Control of the operation of the convex portion 11 is controlled by a control means (not shown) provided in the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment. As described above, the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment is an apparatus having the so-called box motion type projection forming part 10 that draws an endless track. Control of heating of the heating means (not shown) of the convex portion 11 is also controlled by a control means (not shown) provided in the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment.
基材シート2Aは、製造する微細中空突起物1の有する基底部2となるシートであり、熱可塑性樹脂を含んで形成されている。熱可塑性樹脂としては、ポリ脂肪酸エステル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート類、ポリ塩化ビニル、ナイロン樹脂、アクリル樹脂等又はこれらの組み合わせが挙げられ、生分解性の観点から、ポリ脂肪酸エステルが好ましく用いられる。ポリ脂肪酸エステルとしては、具体的に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。尚、基材シート2Aは、熱可塑性樹脂以外に、ヒアルロン酸、コラーゲン、でんぷん、セルロース等を含んだ混合物で形成されていても良い。基材シート2Aの厚みは、製造する微細中空突起物1の有する基底部2の厚みT2と同等である。 The base sheet 2A is a sheet that becomes the base portion 2 of the fine hollow protrusion 1 to be manufactured, and is formed to include a thermoplastic resin. Examples of the thermoplastic resin include poly fatty acid ester, polycarbonate, polypropylene, polyethylene, polyester, polyamide, polyamideimide, polyetheretherketone, polyetherimide, polystyrene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, nylon resin, acrylic resin, etc. From the viewpoint of biodegradability, poly fatty acid esters are preferably used. Specific examples of the polyfatty acid ester include polylactic acid, polyglycolic acid, and combinations thereof. The base sheet 2A may be formed of a mixture containing hyaluronic acid, collagen, starch, cellulose and the like in addition to the thermoplastic resin. The thickness of the base material sheet 2A is equal to the thickness T2 of the base portion 2 of the fine hollow protrusion 1 to be manufactured.
凸型部11の先端側の形状は、製造する微細中空突起物1の有する突起部3の外形形状に対応した形状となっていればよい。凸型部11の凸型110は、その高さH2が、製造される微細中空突起物1の高さH1と同じか或いは若干高く形成されており、好ましくは0.01mm以上、更に好ましくは0.02mm以上であり、そして、好ましくは30mm以下であり、更に好ましくは20mm以下であり、具体的には、好ましくは0.01mm以上30mm以下であり、更に好ましくは0.02mm以上20mm以下である。凸型部11の凸型110は、その先端径D1(図5参照)が、好ましくは0.001mm以上、更に好ましくは0.005mm以上であり、そして、好ましくは1mm以下であり、更に好ましくは0.5mm以下であり、具体的には、好ましくは0.001mm以上1mm以下であり、更に好ましくは0.005mm以上0.5mm以下である。凸型部11の凸型110の先端径D1は、以下のようにして測定する。
凸型部11の凸型110は、その根本径D2が、好ましくは0.1mm以上、更に好ましくは0.2mm以上であり、そして、好ましくは5mm以下であり、更に好ましくは3mm以下であり、具体的には、好ましくは0.1mm以上5mm以下であり、更に好ましくは0.2mm以上3mm以下である。凸型部11の凸型110は、十分な強度が得られ易くなる観点から、その先端角度αが、好ましくは1度以上、更に好ましくは5度以上である。そして、先端角度αは、適度な角度を有する突起部3を得る観点から、好ましくは60度以下であり、更に好ましくは45度以下であり、具体的には、好ましくは1度以上60度以下であり、更に好ましくは5度以上45度以下である。凸型部11の先端角度αは、以下のようにして測定する。
The shape on the front end side of the convex portion 11 only needs to be a shape corresponding to the outer shape of the protrusion 3 of the fine hollow protrusion 1 to be manufactured. The convex mold 110 of the convex mold part 11 is formed such that its height H2 is the same as or slightly higher than the height H1 of the fine hollow projection 1 to be manufactured, preferably 0.01 mm or more, more preferably 0. 0.02 mm or more, preferably 30 mm or less, more preferably 20 mm or less, specifically preferably 0.01 mm or more and 30 mm or less, more preferably 0.02 mm or more and 20 mm or less. . The convex mold 110 of the convex mold part 11 has a tip diameter D1 (see FIG. 5) of preferably 0.001 mm or more, more preferably 0.005 mm or more, and preferably 1 mm or less, more preferably It is 0.5 mm or less, specifically, preferably 0.001 mm or more and 1 mm or less, and more preferably 0.005 mm or more and 0.5 mm or less. The tip diameter D1 of the convex mold 110 of the convex mold part 11 is measured as follows.
The convex mold 110 of the convex mold section 11 has a root diameter D2 of preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more, and preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less. Specifically, it is preferably 0.1 mm or more and 5 mm or less, and more preferably 0.2 mm or more and 3 mm or less. The convex mold 110 of the convex mold section 11 has a tip angle α of preferably 1 degree or more, more preferably 5 degrees or more, from the viewpoint that sufficient strength can be easily obtained. The tip angle α is preferably 60 degrees or less, more preferably 45 degrees or less from the viewpoint of obtaining the protrusion 3 having an appropriate angle, and specifically, preferably 1 degree or more and 60 degrees or less. More preferably, it is 5 degrees or more and 45 degrees or less. The tip angle α of the convex portion 11 is measured as follows.
〔凸型部11の凸型110の先端径の測定〕
凸型部11の凸型110の先端部を、走査型電子顕微鏡(SEM)もしくはマイクロスコープを用いて所定倍率に拡大した状態で観察する。次に、図5に示すように、両側辺11a,11bの内の一側辺11aにおける直線部分に沿って仮想直線ILcを延ばし、他側辺11bにおける直線部分に沿って仮想直線ILdを延ばす。そして、先端側にて、一側辺11aが仮想直線ILcから離れる箇所を第1先端点11a1として求め、他側辺11bが仮想直線ILdから離れる箇所を第2先端点11b1として求める。このようにして求めた第1先端点11a1と第2先端点11b1とを結ぶ直線の長さD1を、走査型電子顕微鏡(SEM)又はマイクロスコープを用いて測定し、測定した該直線の長さを、凸型110の先端径とする。
[Measurement of the tip diameter of the convex part 110 of the convex part 11]
The tip part of the convex part 110 of the convex part 11 is observed in a state of being enlarged to a predetermined magnification using a scanning electron microscope (SEM) or a microscope. Next, as shown in FIG. 5, the virtual straight line ILc is extended along the straight line portion on the one side 11a of the both sides 11a and 11b, and the virtual straight line ILd is extended along the straight line portion on the other side 11b. Then, on the distal end side, a location where the one side 11a is separated from the virtual straight line ILc is obtained as the first distal point 11a1, and a location where the other side 11b is separated from the virtual straight line ILd is obtained as the second distal point 11b1. The length D1 of the straight line connecting the first tip point 11a1 and the second tip point 11b1 thus determined is measured using a scanning electron microscope (SEM) or a microscope, and the measured length of the straight line is measured. Is the tip diameter of the convex mold 110.
〔凸型部11の凸型110の先端角度αの測定〕
凸型部11の凸型110の先端部を、走査型電子顕微鏡(SEM)もしくはマイクロスコープを用いて所定倍率拡大した状態で、例えば、図5に示すSEM画像のように観察する。次に、図5に示すように、両側辺11a,11bの内の一側辺11aにおける直線部分に沿って仮想直線ILcを延ばし、他側辺11bにおける直線部分に沿って仮想直線ILdを延ばす。そして、仮想直線ILcと仮想直線ILdとのなす角を、走査型電子顕微鏡(SEM)又はマイクロスコープを用いて測定し、測定した該なす角を、凸型部11の凸型110の先端角度αとする。
[Measurement of Tip Angle α of Convex Mold 110 of Convex Mold Part 11]
The tip part of the convex part 110 of the convex part 11 is observed as a SEM image shown in FIG. 5, for example, in a state where it is enlarged by a predetermined magnification using a scanning electron microscope (SEM) or a microscope. Next, as shown in FIG. 5, the virtual straight line ILc is extended along the straight line portion on the one side 11a of the both sides 11a and 11b, and the virtual straight line ILd is extended along the straight line portion on the other side 11b. Then, the angle formed between the virtual straight line ILc and the virtual straight line ILd is measured using a scanning electron microscope (SEM) or a microscope, and the measured angle is determined as the tip angle α of the convex mold 110 of the convex portion 11. And
凸型部11は、折れ難い高強度の材質で形成されている。凸型部11の材質としては、鋼鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、コバルト、コバルト合金、銅、銅合金、ベリリウム銅、ベリリウム銅合金等の金属、又はセラミック等が挙げられる。 The convex part 11 is formed of a high-strength material that is difficult to break. Examples of the material of the convex part 11 include metals such as steel, stainless steel, aluminum, aluminum alloy, nickel, nickel alloy, cobalt, cobalt alloy, copper, copper alloy, beryllium copper, and beryllium copper alloy, or ceramic. .
突起部形成部10は、第1実施態様の製造装置100においては、図4に示すように、凸型部11を基材シート2Aに刺してゆく際に基材シート2Aを支持する支持部材12を有している。支持部材12は、基材シート2Aの他面2U側に配されており、凸型部11を一面2D側から刺し込んだ際にシート基材2Aが撓みにくくする役目をしている。したがって、支持部材12は、基材シート2Aの凸型部11が刺し込まれる領域以外の部分に配置されており、第1実施態様の製造装置100においては、基材シート2Aの搬送方向(Y方向)に沿う両側部に、搬送方向(Y方向)に平行に延在する一対の板状部材から形成されている。各支持部材12は、突起部形成部10から冷却部20を通ってリリース部30の終わる位置に至るまで延在している。 In the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, the protruding portion forming portion 10 is a support member 12 that supports the base sheet 2A when the protruding portion 11 is pierced into the base sheet 2A as shown in FIG. have. The support member 12 is disposed on the other surface 2U side of the base sheet 2A, and serves to make the sheet base material 2A difficult to bend when the convex portion 11 is inserted from the one surface 2D side. Therefore, the support member 12 is arrange | positioned in parts other than the area | region where the convex part 11 of the base material sheet 2A is stabbed, and in the manufacturing apparatus 100 of a 1st embodiment, the conveyance direction (Y of base material sheet 2A) (Direction) is formed from a pair of plate-like members extending in parallel to the transport direction (Y direction). Each support member 12 extends from the protrusion forming part 10 to the position where the release part 30 ends through the cooling part 20.
支持部材12を構成する材質としては、凸型部11の材質と同じ材質でもよく、合成樹脂等から形成されていてもよい。 The material constituting the support member 12 may be the same material as the convex portion 11 or may be formed of a synthetic resin or the like.
第1実施態様の突起部形成工程においては、図4に示すように、原反ロールから繰り出されてY方向に搬送されている帯状の基材シート2Aの他面2U側(上面側)に配された一対の支持部材12,12で、基材シート2Aの搬送方向(Y方向)に沿う両側部を支持する。そして、ボックスモーション式の突起部形成部10を用いて、基材シート2Aにおける支持部材12で支持されていない部分、即ち、基材シート2Aにおける一対の支持部材12,12の間の中央部分の一面2D側(下面側)から凸型部11を当接させる。このように、突起部形成工程においては、凸型部11を当接させた基材シート2Aの当接部分TPに対応する他面2U側(上面側)が、突起物を形成する為の、凸型部11に嵌合する凹部等を設けておらず、浮いた状態となっている。 In the projection forming step of the first embodiment, as shown in FIG. 4, the projection is formed on the other surface 2U side (upper surface side) of the strip-shaped base sheet 2A that is fed from the raw roll and conveyed in the Y direction. The paired support members 12 and 12 support both side portions along the conveyance direction (Y direction) of the base sheet 2A. And, using the box motion type projection forming part 10, a portion of the base sheet 2A that is not supported by the support member 12, that is, a central portion between the pair of support members 12 and 12 in the base sheet 2A. The convex portion 11 is brought into contact with the surface 2D side (lower surface side). Thus, in the protrusion forming step, the other surface 2U side (upper surface side) corresponding to the contact portion TP of the base sheet 2A with which the convex portion 11 is contacted is for forming a protrusion. There is no recess or the like that fits into the convex portion 11, and it is in a floating state.
そして、第1実施態様においては、図6(a)に示すように、当接部分TPにおいて、加熱ヒーター装置により凸型部11を加熱し、当接部分TPに熱を発生させて当接部分TPを軟化させる。そして、当接部分TPを軟化させながら、図6(b)に示すように、基材シート2Aの一面2D側(下面側)から他面2U側(上面側)に向かって凸型部11を上昇させて基材シート2Aに刺してゆき、基材シート2Aの他面2U側(上面側)から突出する突起部3を形成する。 In the first embodiment, as shown in FIG. 6 (a), in the contact portion TP, the convex part 11 is heated by the heater device, and heat is generated in the contact portion TP, so that the contact portion is formed. Softens TP. Then, while softening the contact portion TP, as shown in FIG. 6B, the convex portion 11 is moved from the one surface 2D side (lower surface side) to the other surface 2U side (upper surface side) as shown in FIG. It raises and stabs into the base material sheet 2A, and the protrusion part 3 which protrudes from the other surface 2U side (upper surface side) of the base material sheet 2A is formed.
凸型部11による基材シート2Aの加熱温度は、凸型部11の形成の観点から、使用される基材シート2Aのガラス転移温度以上溶融温度未満であることが好ましく、特に軟化温度以上溶融温度未満であることが好ましい。詳述すると前記加熱温度は、好ましくは30℃以上、更に好ましくは40℃以上であり、そして、好ましくは300℃以下であり、更に好ましくは250℃以下であり、具体的には、好ましくは30℃以上300℃以下であり、更に好ましくは40℃以上250℃以下である。なお、第1実施形態のように加熱ヒーター装置を用いる場合には、凸型部11の加熱温度を上述した範囲で調整すればよい。なお、当該加熱温度は、第1実施形態において、基材シート2Aを超音波振動装置を用いて加熱する場合においても、凸型110と接触した基材シート2Aの部分の温度範囲として適用される。なお、ガラス転移温度(Tg)の測定方法は、以下の方法によって測定され、軟化温度の測定方法は、JIS K-7196「熱可塑性プラスチックフィルム及びシートの熱機械分析による軟化温度試験方法」に従って行う。 From the viewpoint of forming the convex part 11, the heating temperature of the base sheet 2A by the convex part 11 is preferably equal to or higher than the glass transition temperature of the base sheet 2A used and lower than the melting temperature, and in particular, melted above the softening temperature. It is preferable that the temperature is lower than the temperature. More specifically, the heating temperature is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, and preferably 300 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower. It is not less than 300 ° C and more preferably not less than 40 ° C and not more than 250 ° C. In addition, what is necessary is just to adjust the heating temperature of the convex-shaped part 11 in the range mentioned above, when using a heater apparatus like 1st Embodiment. In addition, the said heating temperature is applied as a temperature range of the part of the base material sheet 2A which contacted the convex mold 110, also when heating the base material sheet 2A using an ultrasonic vibration apparatus in 1st Embodiment. . The glass transition temperature (Tg) is measured by the following method, and the softening temperature is measured according to JIS K-7196 “Softening temperature test method by thermomechanical analysis of thermoplastic film and sheet”. .
尚、前記「基材シートのガラス転移温度(Tg)」は、基材シートの構成樹脂のガラス転移温度(Tg)を意味し、該構成樹脂が複数種存在する場合においてそれら複数種のガラス転移温度(Tg)が互いに異なる場合、前記加熱手段による基材シートの加熱温度は、少なくともそれら複数のガラス転移温度(Tg)のうち最も低いガラス転移温度(Tg)以上であることが好ましく、それら複数のガラス転移温度(Tg)のうち最も高いガラス転移温度(Tg)以上であることがさらに好ましい。
また、前記「基材シートの軟化温度」についてもガラス転移温度(Tg)と同様であり、即ち、基材シートの構成樹脂が複数種存在する場合においてそれら複数種の軟化温度が互いに異なる場合、前記加熱手段による基材シートの加熱温度は、少なくともそれら複数の軟化温度のうち最も低い軟化温度以上であることが好ましく、それら複数の軟化温度のうち最も高い軟化温度以上であることがさらに好ましい。
また、基材シートが融点の異なる2種以上の樹脂を含んで構成されている場合、前記加熱手段による基材シートの加熱温度は、それら複数の融点のうち最も低い融点未満であることが好ましい。
The “glass transition temperature (Tg) of the base sheet” means the glass transition temperature (Tg) of the constituent resin of the base sheet, and when there are a plurality of types of the constituent resins, the plurality of types of glass transitions. When the temperatures (Tg) are different from each other, the heating temperature of the base sheet by the heating means is preferably at least the lowest glass transition temperature (Tg) among the plurality of glass transition temperatures (Tg), More preferably, the glass transition temperature (Tg) is higher than the highest glass transition temperature (Tg).
Further, the "softening temperature of the base sheet" is also the same as the glass transition temperature (Tg), that is, when there are a plurality of types of constituent resins of the base sheet, when the plurality of types of softening temperatures are different from each other, The heating temperature of the base sheet by the heating means is preferably at least the lowest softening temperature among the plurality of softening temperatures, and more preferably at least the highest softening temperature among the plurality of softening temperatures.
Moreover, when the base sheet is configured to include two or more kinds of resins having different melting points, the heating temperature of the base sheet by the heating means is preferably less than the lowest melting point among the plurality of melting points. .
〔ガラス転移温度(Tg)の測定方法〕
DSC測定器を使用して熱量の測定を行い、ガラス転移温度を求める。具体的に、測定器はPerkin Elmer社製の示差走査熱量測定装置(Diamond DSC)を使用する。基材シートから試験片10mgを採取する。測定条件は20℃を5分間等温した後に、20℃から320℃まで、5℃/分の速度で昇温させ、横軸温度、縦軸熱量のDSC曲線を得る。そして、このDSC曲線からガラス転移温度Tgを求める。
[Measurement method of glass transition temperature (Tg)]
The amount of heat is measured using a DSC measuring instrument to determine the glass transition temperature. Specifically, the measuring instrument uses a differential scanning calorimeter (Diamond DSC) manufactured by Perkin Elmer. 10 mg of a test piece is collected from the base sheet. The measurement conditions are that 20 ° C. is isothermal for 5 minutes, and then the temperature is increased from 20 ° C. to 320 ° C. at a rate of 5 ° C./min to obtain a DSC curve of the horizontal axis temperature and the vertical axis calorific value. And glass transition temperature Tg is calculated | required from this DSC curve.
凸型部11を基材シート2Aに刺してゆく刺入速度は、遅過ぎると樹脂を過剰に加熱軟化させ、速過ぎると加熱軟化不足となるので、凸型部11を効率的に形成する観点から、好ましくは0.1mm/秒以上、更に好ましくは1mm/秒以上であり、そして、好ましくは1000mm/秒以下であり、更に好ましくは800mm/秒以下であり、具体的には、好ましくは0.1mm/秒以上1000mm/秒以下であり、更に好ましくは1mm/秒以上800mm/秒以下である。加熱状態の凸型部11の上昇を停止させ、突起部3の内部に凸型部11を刺した状態のまま次工程(冷却工程)に搬送するまでの時間である軟化時間は、長過ぎると過剰加熱となるが、加熱不足を補う観点から、好ましくは0秒以上、更に好ましくは0.1秒以上であり、そして、好ましくは10秒以下であり、更に好ましくは5秒以下であり、具体的には、好ましくは0秒以上10秒以下であり、更に好ましくは0.1秒以上5秒以下である。 The insertion speed at which the convex portion 11 is inserted into the base sheet 2A is excessively softened by heating the resin excessively, and if it is too fast, the heat softening becomes insufficient, so that the convex portion 11 can be efficiently formed. Therefore, it is preferably 0.1 mm / second or more, more preferably 1 mm / second or more, and preferably 1000 mm / second or less, more preferably 800 mm / second or less, and specifically preferably 0 mm / second or less. It is 1 mm / second or more and 1000 mm / second or less, more preferably 1 mm / second or more and 800 mm / second or less. When the heating time of the convex part 11 is stopped and the softening time, which is the time until the convex part 11 is transported to the next process (cooling process) in a state where the convex part 11 is stuck inside the protrusion 3, is too long. From the viewpoint of compensating for insufficient heating, it is preferably 0 seconds or longer, more preferably 0.1 seconds or longer, and preferably 10 seconds or shorter, more preferably 5 seconds or shorter. Specifically, it is preferably 0 second or longer and 10 seconds or shorter, and more preferably 0.1 second or longer and 5 seconds or shorter.
基材シート2Aに刺す凸型部11の刺入高さは、凸型部11を効率的に形成する観点から、好ましくは0.01mm以上、更に好ましくは0.02mm以上であり、そして、好ましくは10mm以下であり、更に好ましくは5mm以下であり、具体的には、好ましくは0.01mm以上10mm以下であり、更に好ましくは0.02mm以上5mm以下である。ここで、「刺入高さ」とは、基材シート2Aに最も凸型部11を刺し込んだ状態において、凸型部11の頂点と、基材シート2Aの他面2U(上面)との間の距離を意味する。したがって、突起部形成工程における刺入高さとは、突起部形成工程で凸型部11が最も深く刺し込まれて基材シート2Aの他面2Uから凸型部11が出てきた状態における、該他面2Uから垂直方向に測定した凸型部11の頂点までの距離のことである。 From the viewpoint of efficiently forming the convex portion 11, the insertion height of the convex portion 11 that pierces the base sheet 2 </ b> A is preferably 0.01 mm or more, more preferably 0.02 mm or more, and preferably Is not more than 10 mm, more preferably not more than 5 mm, specifically preferably not less than 0.01 mm and not more than 10 mm, more preferably not less than 0.02 mm and not more than 5 mm. Here, “the insertion height” means that the apex of the convex portion 11 and the other surface 2U (upper surface) of the base sheet 2A in the state where the convex portion 11 is most inserted into the base sheet 2A. Means the distance between. Therefore, the piercing height in the protruding portion forming step means that the protruding portion 11 is deeply inserted in the protruding portion forming step and the protruding portion 11 comes out from the other surface 2U of the base sheet 2A. It is the distance from the other surface 2U to the apex of the convex portion 11 measured in the vertical direction.
次に、第1実施態様の製造装置100においては、図4に示すように、突起部形成部10の下流に冷却部20が設置されている。冷却部20は、図4に示すように、冷風送風装置21を備えている。第1実施態様においては、突起部形成工程の後、冷風送風装置21を用いて、突起部3の内部に凸型部11を刺した状態で冷却する(冷却工程)。具体的には、冷風送風装置21は、搬送されている帯状の基材シート2Aの他面2U側(上面側)及び一面2D側(下面側)の全体を覆っており、冷風送風装置21の内部を帯状の基材シート2Aが搬送方向(Y方向)に搬送されるようになっている。冷風送風装置21のトンネル内には、冷風送風する送風口22(図6(c)参照)が基材シート2Aの他面2U側(上面側)に設けられており、送風口22から冷風を吹き付けて冷却するようになっている。尚、冷風送風装置21の冷却温度、冷却時間の制御も、第1実施態様の製造装置100に備えられた、制御手段(不図示)により制御されている。 Next, in the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, as shown in FIG. 4, the cooling unit 20 is installed downstream of the protrusion forming unit 10. As shown in FIG. 4, the cooling unit 20 includes a cold air blowing device 21. In the first embodiment, after the protruding portion forming step, cooling is performed using the cold air blowing device 21 in a state where the protruding portion 11 is stabbed inside the protruding portion 3 (cooling step). Specifically, the cold air blowing device 21 covers the entire other surface 2U side (upper surface side) and one surface 2D side (lower surface side) of the belt-shaped base sheet 2A being conveyed. The belt-shaped base sheet 2A is conveyed in the conveyance direction (Y direction). In the tunnel of the cold air blowing device 21, an air blowing port 22 (see FIG. 6C) for blowing cold air is provided on the other surface 2U side (upper surface side) of the base sheet 2 </ b> A. It is designed to cool by spraying. Control of the cooling temperature and cooling time of the cold air blower 21 is also controlled by a control means (not shown) provided in the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment.
第1実施態様の冷却工程においては、図4に示すように、ボックスモーション式の突起部形成部10を用いて、冷風送風装置21のトンネル内に凸型部11を突起部3の内部に刺した状態で、基材シート2Aの搬送方向(Y方向)に平行に搬送し、図6(c)に示すように、トンネル内にて基材シート2Aの他面2U側(上面側)に配された送風口22から冷風を吹き付けて、突起部3の内部に凸型部11を刺した状態のまま冷却する。尚、冷却する際には、凸型部11の加熱ヒーター装置による加熱は継続状態でも止められた状態でも良い。 In the cooling process of the first embodiment, as shown in FIG. 4, the protruding portion 11 is inserted into the inside of the protruding portion 3 in the tunnel of the cold air blowing device 21 using the box motion type protruding portion forming portion 10. In this state, the substrate sheet 2A is conveyed in parallel with the conveyance direction (Y direction), and is arranged on the other surface 2U side (upper surface side) of the substrate sheet 2A in the tunnel as shown in FIG. Cooling air is blown from the blower opening 22, and cooling is performed while the protruding portion 11 is stuck inside the protrusion 3. When cooling, the heating of the convex portion 11 by the heater device may be continued or stopped.
第1実施形態のように、凸型部11の加熱手段(不図示)が加熱ヒーター装置である場合には、突起部形成部10の下流に設置される冷却部20は、自然冷却でもよいが、積極的な冷却を施すことが好ましく、冷風送風装置21を備えることが好ましい。 When the heating means (not shown) of the convex part 11 is a heater device as in the first embodiment, the cooling part 20 installed downstream of the protrusion part forming part 10 may be natural cooling. It is preferable to perform positive cooling, and it is preferable to provide the cold air blowing device 21.
吹き付ける冷風の温度は、凸型部11の形成の観点から、好ましくは−50℃以上、更に好ましくは−40℃以上であり、そして、好ましくは26℃以下であり、更に好ましくは10℃以下であり、具体的には、好ましくは−50℃以上26℃以下であり、更に好ましくは−40℃以上10℃以下である。冷風を吹き付けて冷却する冷却時間は、成型性と加工時間の両立性の観点から、好ましくは0.01秒以上、更に好ましくは0.5秒以上であり、そして、好ましくは60秒以下であり、更に好ましくは30秒以下であり、具体的には、好ましくは0.01秒以上60秒以下であり、更に好ましくは0.5秒以上30秒以下である。 The temperature of the cold air to be blown is preferably −50 ° C. or higher, more preferably −40 ° C. or higher, and preferably 26 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower, from the viewpoint of forming the convex portion 11. Specifically, it is preferably −50 ° C. or higher and 26 ° C. or lower, and more preferably −40 ° C. or higher and 10 ° C. or lower. The cooling time for cooling by blowing cold air is preferably 0.01 seconds or more, more preferably 0.5 seconds or more, and preferably 60 seconds or less, from the viewpoint of compatibility between moldability and processing time. More preferably, it is 30 seconds or less, specifically, preferably 0.01 seconds or more and 60 seconds or less, more preferably 0.5 seconds or more and 30 seconds or less.
次に、第1実施態様の製造装置100においては、図4に示すように、冷却部20の下流にリリース部30が設置されている。第1実施態様においては、冷却工程の後に、ボックスモーション式の突起部形成部10を用いて、突起部3の内部から凸型部11を抜いて微細中空突起物1の前駆体1Aを形成する(リリース工程)。具体的に、第1実施態様のリリース工程においては、ボックスモーション式の突起部形成部10を用いて、図6(d)に示すように、基材シート2Aの一面2D側(下面側)から凸型部11を下降させて、突起部3の内部に凸型部11を刺した状態から、凸型部11を抜いて、内部が中空の微細中空突起物1となる帯状の微細中空突起物の前駆体1Aを形成する。 Next, in the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, as shown in FIG. 4, the release unit 30 is installed downstream of the cooling unit 20. In the first embodiment, after the cooling step, using the box motion type projection forming portion 10, the convex portion 11 is removed from the inside of the projection 3 to form the precursor 1 </ b> A of the fine hollow projection 1. (Release process). Specifically, in the release process of the first embodiment, as shown in FIG. 6 (d), using the box motion type projection forming part 10, from one surface 2D side (lower surface side) of the base sheet 2 </ b> A. From the state where the convex part 11 is lowered and the convex part 11 is stabbed inside the projecting part 3, the convex part 11 is removed, and the fine hollow projecting object 1 is formed into a hollow fine hollow projecting object 1 inside. 1A is formed.
次に、第1実施態様の製造装置100においては、図4に示すように、リリース部30の下流に裁断部40が設置されている。裁断部40は、第1実施態様の製造装置100においては、先端にカッター刃を有するカッター部41とアンビル部42とを備えている。カッター部41のカッター刃は、帯状の微細中空突起物の前駆体1Aの全幅(X方向の長さ)よりも幅広に形成されている。第1実施態様においては、リリース工程の後、一対のカッター部41とアンビル部42との間に、帯状の微細中空突起物の前駆体1Aを搬送して、搬送方向(Y方向)に隣り合う突起部どうし3,3の間毎に、カッター部41のカッター刃で裁断して枚葉の微細中空突起物1を連続的に製造する。 Next, in the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, as shown in FIG. 4, a cutting part 40 is installed downstream of the release part 30. In the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, the cutting part 40 includes a cutter part 41 having a cutter blade at the tip and an anvil part 42. The cutter blade of the cutter unit 41 is formed wider than the entire width (length in the X direction) of the belt-shaped fine hollow projection precursor 1A. In the first embodiment, after the release step, the belt-shaped fine hollow projection precursor 1A is transported between the pair of cutter parts 41 and the anvil part 42 and is adjacent to the transport direction (Y direction). The fine hollow protrusion 1 of a single wafer is continuously manufactured by cutting with a cutter blade of the cutter part 41 between the protrusions 3 and 3.
帯状の微細中空突起物の前駆体1Aの裁断は、各微細中空突起物1の幅方向に延びるように行われればよく、例えば各微細中空突起物1の幅方向にわたって直線的に行うことができる。あるいは、裁断線が曲線を描くように裁断を行うことができる。いずれの場合であっても、裁断によってトリムが発生しないような裁断パターンを採用することが好ましい。 The cutting of the precursor 1A of the band-shaped fine hollow protrusions only needs to be performed so as to extend in the width direction of each fine hollow protrusion 1, and can be performed linearly across the width direction of each fine hollow protrusion 1, for example. . Or it can cut so that a cutting line may draw a curve. In any case, it is preferable to employ a cutting pattern that does not cause trimming by cutting.
次に、第1実施態様の製造装置100においては、図4に示すように、裁断部40の下流にリピッチ部50が設置されている。リピッチ部50は、第1実施態様の製造装置100においては、回転軸が互いに平行になるように配置されている複数のローラ51と、各ローラ51間に架け渡された無端の搬送ベルト52とを有している。また、搬送ベルト52の内部には、サクションボックス53を有している。搬送ベルト52には、サクションボックス53を起動することで、周回軌道の外部から内部へ向けて空気を吸引するための透孔(不図示)が複数設けられている。尚、搬送ベルト52は、その搬送速度が、裁断部40までの基材シート2Aの搬送速度よりも速くなっている。 Next, in the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, as shown in FIG. 4, the re-pitch part 50 is installed downstream of the cutting part 40. In the manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment, the re-pitch unit 50 includes a plurality of rollers 51 that are arranged so that their rotation axes are parallel to each other, and an endless conveyance belt 52 that is spanned between the rollers 51. have. Further, a suction box 53 is provided inside the conveyor belt 52. The conveyor belt 52 is provided with a plurality of through holes (not shown) for sucking air from the outside to the inside of the circuit track by starting the suction box 53. In addition, the conveyance speed of the conveyance belt 52 is faster than the conveyance speed of the base sheet 2 </ b> A up to the cutting unit 40.
第1実施態様においては、毎葉の発熱体2を連続的に、透孔(不図示)を介してサクションボックス53で吸引しながら、速度の速い搬送ベルト52上に載置し、搬送方向(Y方向)において前後に隣り合う微細中空突起物どうし1,1の間の距離を広げ、所定の距離を置いて微細中空突起物1を再配置する。 In the first embodiment, the heating elements 2 of each leaf are continuously placed on the conveying belt 52 while being sucked by the suction box 53 through a through hole (not shown), and the conveying direction ( In the Y direction), the distance between the fine hollow protrusions 1 and 1 adjacent to each other in the front and rear directions is increased, and the fine hollow protrusions 1 are rearranged at a predetermined distance.
以上説明したように、第1実施態様の製造装置100を用いて微細中空突起物1を製造する第1実施態様の製造方法によれば、シンプルな工程だけで、微細中空突起物1を製造することができ、コストアップを抑えることができ、効率的に連続して微細中空突起物1を製造することができる。 As explained above, according to the manufacturing method of the first embodiment for manufacturing the fine hollow protrusion 1 using the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment, the fine hollow protrusion 1 is manufactured by only a simple process. Therefore, the cost increase can be suppressed, and the fine hollow projection 1 can be manufactured efficiently and continuously.
また、上述したように、第1実施態様においては、図6(a)に示すように、凸型部11を当接させた基材シート2Aの当接部分TPにおいてのみ、加熱ヒーター装置により凸型部11を加熱させ、当接部分TPを軟化させるので、省エネルギーで、効率的に連続して微細中空突起物1を製造することができる。これに対して、仮に樹脂全体を凸型部と同様の温度に加熱する場合には、エネルギー効率が悪いだけでなく、他にシート全体が軟化することによって、突起部のピッチずれの発生、シートのひずみ発生、シートの連続搬送が困難になる、といった問題が生じる危険性が高まる。本発明では、凸型部11の加熱による熱は当接部分TPに効率的に伝わり、その周囲部は成り行きの加温のみが加えられ得る環境となるので加工(当接)部分しか加熱しないのでこれらの問題が生じない、という長所がある。 Further, as described above, in the first embodiment, as shown in FIG. 6A, only the contact portion TP of the base sheet 2A with which the convex portion 11 is in contact is projected by the heater device. Since the mold part 11 is heated and the contact part TP is softened, the fine hollow projection 1 can be manufactured continuously and efficiently with energy saving. On the other hand, if the entire resin is heated to the same temperature as the convex part, not only is the energy efficiency poor, but the entire sheet is softened, resulting in the occurrence of pitch deviation of the protrusions, the sheet This increases the risk of occurrence of problems such as generation of distortion and difficulty in continuous sheet conveyance. In the present invention, the heat due to the heating of the convex portion 11 is efficiently transmitted to the contact portion TP, and the surrounding portion becomes an environment where only the desired heating can be applied, so only the processing (contact) portion is heated. There is an advantage that these problems do not occur.
また、上述したように、第1実施形態の製造装置100は、制御手段(不図示)により、凸型部11の動作、凸型部11の備える加熱手段(不図示)の加熱条件、冷風送風装置21の冷却温度、冷却時間が制御されている。その為、制御手段(不図示)により、例えば突起部形成工程における凸型部11の刺入高さを制御すれば、凸型部11の基材シート2Aへの刺入量が容易に変更でき、製造される微細中空突起物1の突出高さH1をコントロールできる。また、凸型部11の加熱条件、基材シート2Aの当接部分TPの軟化時間、及び凸型部11の基材シート2Aへの刺入速度の少なくとも何れか1つを制御すれば、微細中空突起物1を構成する突起部3の厚みT1等を自由にコントロールすることができる。即ち、凸型部11の備える加熱手段(不図示)の条件、突起部形成工程における凸型部11の基材シート2Aへの刺入高さ、基材シート2Aの当接部分TPの軟化時間、凸型部11の基材シート2Aへの刺入速度、凸型部11の形状及び冷却工程における冷却条件の少なくとも何れか1つを制御して、微細中空突起物1の形状を自由にコントロールすることができる。 In addition, as described above, the manufacturing apparatus 100 according to the first embodiment uses the control unit (not illustrated) to operate the convex portion 11, the heating condition of the heating unit (not illustrated) provided in the convex portion 11, and the cold air blowing. The cooling temperature and cooling time of the device 21 are controlled. Therefore, the amount of insertion of the convex portion 11 into the base sheet 2A can be easily changed by controlling the insertion height of the convex portion 11 in the protrusion forming step, for example, by a control means (not shown). The protrusion height H1 of the fine hollow protrusion 1 to be manufactured can be controlled. Moreover, if at least any one of the heating conditions of the convex part 11, the softening time of the contact portion TP of the base sheet 2 </ b> A, and the insertion speed of the convex part 11 into the base sheet 2 </ b> A is controlled, the fine The thickness T1 and the like of the protrusion 3 constituting the hollow protrusion 1 can be freely controlled. That is, the conditions of the heating means (not shown) with which the convex part 11 is provided, the insertion height of the convex part 11 into the base sheet 2A in the projection forming step, the softening time of the contact part TP of the base sheet 2A The shape of the fine hollow projection 1 can be freely controlled by controlling at least one of the insertion speed of the convex portion 11 into the base sheet 2A, the shape of the convex portion 11 and the cooling condition in the cooling step. can do.
また、上述したように、第1実施態様においては、図4に示すように、基材シート2Aの他面2U側(上面側)に配された一対の支持部材12,12を用いて、基材シート2Aの搬送方向(Y方向)に沿う両側部を支持し、基材シート2Aにおける一対の支持部材12,12の間の浮いた状態(一対の支持部材12,12で支持されていない非支持状態)の中央部分の一面2D側(下面側)から凸型部11を当接させ、当接部分TPを熱により軟化させて突起部3を形成する。このように、突起部を形成する為の、凸型部11に嵌合する凹部等が必要ないのでコストアップを抑えることができ、製造される微細中空突起物1の備える突起部3を効率的に精度良く形成することができる。 In addition, as described above, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, a pair of support members 12 and 12 arranged on the other surface 2U side (upper surface side) of the base sheet 2A is used. Supports both side portions along the conveyance direction (Y direction) of the material sheet 2A, and floats between the pair of support members 12 and 12 in the base sheet 2A (non-supported by the pair of support members 12 and 12) The protruding portion 11 is brought into contact with one surface 2D side (lower surface side) of the central portion in the support state, and the contact portion TP is softened by heat to form the protruding portion 3. Thus, since the recessed part etc. which fit in the convex-shaped part 11 for forming a protrusion part are unnecessary, a cost increase can be suppressed and the protrusion part 3 with which the fine hollow protrusion 1 manufactured is manufactured efficiently Can be formed with high accuracy.
次に、本発明を、第2実施態様に基づき、図7を参照して説明する。なお、本説明においては、上述した第1実施態様と異なる点をメインに説明する。
上記第1実施態様に用いる第1実施形態の製造装置100においては、凸型部11の加熱手段(不図示)は、加熱ヒーター装置であったが、第2実施態様に用いる第2実施形態の製造装置100では、これに代えて超音波振動装置を用いている。
Next, the present invention will be described based on the second embodiment with reference to FIG. In this description, differences from the above-described first embodiment will be mainly described.
In the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment used in the first embodiment, the heating means (not shown) of the convex portion 11 is a heater device, but the heating apparatus of the second embodiment used in the second embodiment. Instead of this, the manufacturing apparatus 100 uses an ultrasonic vibration device.
第2実施形態の製造装置100のように、凸型部11の加熱手段(不図示)が超音波振動装置である場合、図7(a)に示すように、当接部分TPにおいて、超音波振動装置により凸型部11を超音波振動させ、当接部分TPに摩擦による熱を発生させて当接部分TPを軟化させる。そして、当接部分TPを軟化させながら、図7(b)に示すように、基材シート2Aの一面2D側(下面側)から他面2U側(上面側)に向かって凸型部11を上昇させて基材シート2Aに刺してゆき、基材シート2Aの他面2U側(上面側)から突出する突起部3を形成する。突起部3が、設定した高さまで突出したら、凸型部11の上昇を停止させて突起部3の内部に凸型部11を刺した状態のまま、次工程に搬送する。波振動装置による凸型部11の超音波振動は、基材シート2Aに凸型部11が当接する直前から、次工程(冷却工程)の冷却部20に至る直前まで行われる。 When the heating means (not shown) of the convex portion 11 is an ultrasonic vibration device as in the manufacturing apparatus 100 of the second embodiment, as shown in FIG. The convex part 11 is ultrasonically vibrated by the vibration device to generate heat due to friction at the contact part TP to soften the contact part TP. Then, while softening the contact part TP, as shown in FIG. 7B, the convex part 11 is moved from the one surface 2D side (lower surface side) to the other surface 2U side (upper surface side) as shown in FIG. It raises and stabs into the base material sheet 2A, and the protrusion part 3 which protrudes from the other surface 2U side (upper surface side) of the base material sheet 2A is formed. When the protruding portion 3 protrudes to the set height, the rising of the protruding portion 11 is stopped, and the protruding portion 11 is transported to the next process while being stuck in the protruding portion 3. The ultrasonic vibration of the convex portion 11 by the wave vibration device is performed from immediately before the convex portion 11 comes into contact with the base sheet 2A to immediately before reaching the cooling portion 20 in the next step (cooling step).
凸型部11の波振動装置による超音波振動に関し、その周波数は、凸型部11の形成の観点から、好ましくは10kHz以上、更に好ましくは15kHz以上であり、そして、好ましくは50kHz以下であり、更に好ましくは40kHz以下であり、具体的には、好ましくは10kHz以上50kHz以下であり、更に好ましくは15kHz以上40kHz以下である。また、凸型部11の波振動装置による超音波振動に関し、その振幅は、凸型部11の形成の観点から、好ましくは1μm上、更に好ましくは5μm以上であり、そして、好ましくは60μm以下であり、更に好ましくは50μm以下であり、具体的には、好ましくは1μm以上60μm以下であり、更に好ましくは5μm以上50μm以下である。 Regarding the ultrasonic vibration by the wave vibration device of the convex part 11, the frequency is preferably 10 kHz or more, more preferably 15 kHz or more, and preferably 50 kHz or less from the viewpoint of formation of the convex part 11, More preferably, it is 40 kHz or less, specifically, preferably 10 kHz or more and 50 kHz or less, more preferably 15 kHz or more and 40 kHz or less. Further, regarding the ultrasonic vibration of the convex portion 11 by the wave vibration device, the amplitude is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, and preferably 60 μm or less from the viewpoint of forming the convex portion 11. Yes, more preferably 50 μm or less, specifically preferably 1 μm or more and 60 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 50 μm or less.
上述したように、第2実施形態の製造装置100においては、冷却部20に、積極的な冷却を施すために冷風送風装置21を備えているが、凸型部11の加熱手段(不図示)が超音波振動装置であるので、冷風送風装置21を必ず備える必要はなく、超音波振動装置の振動を切ることにより、冷却することもできる。この点で、超音波振動を加熱手段として用いると、装置の簡便化とともに、高速での微細中空突起物の製造が容易となるので好ましい。また、基材シート2Aの凸型部11と当接していない部分では、より熱が伝わりにくく、また、超音波振動付与のオフによって冷却が効率的に行われるので、成型部分以外の変形が生じにくいという長所がある。 As described above, in the manufacturing apparatus 100 according to the second embodiment, the cooling unit 20 is provided with the cold air blowing device 21 in order to perform positive cooling, but the heating unit (not shown) of the convex portion 11 is provided. Since it is an ultrasonic vibration device, it is not always necessary to provide the cold air blowing device 21, and cooling can also be performed by cutting the vibration of the ultrasonic vibration device. In this respect, it is preferable to use ultrasonic vibration as a heating means because it simplifies the apparatus and facilitates the production of fine hollow projections at high speed. Further, in the portion of the base sheet 2A that is not in contact with the convex portion 11, heat is more difficult to be transmitted, and since cooling is efficiently performed by turning off the application of ultrasonic vibration, deformation other than the molded portion occurs. There is an advantage that it is difficult.
以上、本発明をその好ましい第1実施態様及び第2実施態様に基づき説明したが、本発明は前記実施態様に制限されるものではなく、適宜変更可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable 1st embodiment and 2nd embodiment, this invention is not restrict | limited to the said embodiment, It can change suitably.
例えば、上記第1実施形態の製造装置100を用いる第1実施態様又は上記第2実施形態の製造装置100を用いる第2実施態様の微細中空突起物の製造方法で製造される微細中空突起物1は、シート状の基底部2の上面に、1個の突起部3を有しているが、図8に示すように、アレイ状に複数個の突起部3を有していてもよい。ここでアレイ状に突起部3を有しているとは、シート状の基底部2の上面に複数個の突起部3を有していることを意味し、特に、複数個の突起部3がシート状の基底部2の上面に、複数個の行及び複数個の列から成る行列状に配されていることが好ましい。アレイ状に複数個の突起部3を有する微細中空突起物1(1M)を製造する場合には、図9に示すような装置を用いることが可能である。図9に示す装置では、複数個の突起部3の個数、配置及び各突起部3の外形形状に対応した複数個の凸型110を有する凸型部11を突起部形成部10が備えるようにしている。または、これに代えて、1個の凸型部11を複数回基材シート2Aに刺入することで、複数個の突起部3を有する微細中空突起物1を製造してもよい。尚、図9に示す製造装置100においては、図4に示す製造装置100と同じ部位には同じ番号を付してある。 For example, the fine hollow protrusion 1 manufactured by the manufacturing method of the fine hollow protrusion of the first embodiment using the manufacturing apparatus 100 of the first embodiment or the second embodiment using the manufacturing apparatus 100 of the second embodiment. 1 has one projection 3 on the upper surface of the sheet-like base 2, but may have a plurality of projections 3 in an array as shown in FIG. Here, having the protrusions 3 in the form of an array means having a plurality of protrusions 3 on the upper surface of the sheet-like base 2, and in particular, the plurality of protrusions 3 are It is preferable that the upper surface of the sheet-like base portion 2 is arranged in a matrix having a plurality of rows and a plurality of columns. When manufacturing the micro hollow projection 1 (1M) which has the some projection part 3 in the array form, it is possible to use an apparatus as shown in FIG. In the apparatus shown in FIG. 9, the protruding portion forming section 10 includes a protruding portion 11 having a plurality of protruding molds 110 corresponding to the number and arrangement of the protruding portions 3 and the outer shape of each protruding portion 3. ing. Alternatively, the fine hollow protrusion 1 having a plurality of protrusions 3 may be manufactured by inserting one convex portion 11 into the base sheet 2A a plurality of times. In addition, in the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 9, the same number is attached | subjected to the same site | part as the manufacturing apparatus 100 shown in FIG.
また、シートの搬送系を間欠動作にした場合、無限軌道を描くボックスモーション式の突起部形成部10に換えて、厚み方向(Z方向)の上下にのみ移動可能な突起部形成部10を用いて、突起物を成形できる。 In addition, when the sheet conveying system is operated intermittently, a projection forming unit 10 that can move only in the thickness direction (Z direction) is used instead of the box motion type projection forming unit 10 that draws an endless track. Thus, the projection can be formed.
また、上記第1実施形態又は第2実施形態の製造装置100は、図4に示すように、凸型部11を基材シート2Aに刺してゆく際に基材シート2Aを支持する一対の板状の支持部材12,12を有しているが、基材シート2Aの他面2U側に配して基材シート2Aを支持するものであれば一対の板状の支持部材12,12以外のものであってもよい。例えば、一対の板状の支持部材12,12の替わりに、図10に示すような、当接部分TPに対応する位置に貫通口121の開いた開口プレートの一例であるパンチングプレート12Aを、基材シート2Aの他面2U側に配して、凸型部11を基材シート2Aに刺してゆく際に基材シート2Aを支持してもよい。開口プレートとは、凸型部11の凸型110を挿入可能な開口部を有するプレートである。本実施形態において開口部は貫通口となっているが、非貫通であっても良い。なお、開口プレートを用いる場合には、基材シート2Aの開口部に対向する部分は開口プレートによって支持されていないと言える。図10に示す製造装置100では、複数個の突起部3の個数、配置及び各突起部3の外形形状に対応した複数個の凸型110を有する凸型部11を突起部形成部10が備えるようにしている。また、図10に示す製造装置100では、開口プレート12Aが、基材シート2Aの他面2U側に互いが接するようにして配されている。尚、図10に示す製造装置100においては、図4に示す製造装置100と同じ部位には同じ番号を付してある。 Moreover, the manufacturing apparatus 100 of the said 1st Embodiment or 2nd Embodiment is a pair of board which supports base material sheet 2A, when projecting the convex part 11 in base material sheet 2A, as shown in FIG. The support members 12 and 12 are in the form of a plate, but other than the pair of plate-like support members 12 and 12 as long as they support the base sheet 2A by being arranged on the other surface 2U side of the base sheet 2A. It may be a thing. For example, instead of the pair of plate-like support members 12 and 12, a punching plate 12A, which is an example of an opening plate having an opening 121 at a position corresponding to the contact portion TP, as shown in FIG. You may distribute | arrange to the other surface 2U side of 2 A of material sheets, and may support the base material sheet 2A, when piercing the convex-shaped part 11 in the base material sheet 2A. The opening plate is a plate having an opening part into which the convex mold 110 of the convex part 11 can be inserted. In the present embodiment, the opening is a through hole, but it may be non-through. In addition, when using an opening plate, it can be said that the part which opposes the opening part of 2 A of base materials is not supported by the opening plate. In the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 10, the protruding portion forming section 10 includes a protruding portion 11 having a plurality of protruding molds 110 corresponding to the number and arrangement of the protruding portions 3 and the outer shape of each protruding portion 3. I am doing so. Moreover, in the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 10, the opening plate 12A is arranged so that the other surface 2U side of the base sheet 2A is in contact with each other. In addition, in the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 10, the same number is attached | subjected to the same site | part as the manufacturing apparatus 100 shown in FIG.
図10に示す製造装置100では、基材シート2Aが凸型部11と開口プレート12Aとで挟まれた状態になる。開口プレート12Aは、図10に示す製造装置100では、基材シート2における凸型部11の1個の凸型110の当接部分TPに対応する位置に1個の貫通口121が配されているが、複数個の凸型110の当接部分TPに対応する位置に1個の貫通口121が配されていてもよい。尚、貫通口121は、開口プレート12Aを上面側から視て、その形状に、特に制限はないが、図10に示す製造装置100では、円形状に形成されている。 In the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 10, the base sheet 2A is sandwiched between the convex portion 11 and the opening plate 12A. In the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 10, the opening plate 12 </ b> A has one through-hole 121 arranged at a position corresponding to the contact portion TP of one convex mold 110 of the convex mold part 11 in the base sheet 2. However, one through-hole 121 may be arranged at a position corresponding to the contact portion TP of the plurality of convex molds 110. The through-hole 121 is formed in a circular shape in the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 10, although the shape of the opening plate 12A is not particularly limited when the opening plate 12A is viewed from the upper surface side.
開口プレート12Aは、その形状に、特に制限はないが、図10に示す製造装置100においては、板状に形成されている。板状の開口プレート12Aは、そのY方向の長さが、凸型部11のY方向の長さと略同じであり、そのX方向の長さが、凸型部11のX方向の長さと略同じである。このような板状の開口プレート12Aが、図10に示す製造装置100においては、Y方向に搬送されている基材シート2Aを挟んで、ボックスモーション式の凸型部11の動作と対象の動作をするように、ボックスモーション式で無限軌道を描くようになっている。そして、ボックスモーション式の開口プレート12Aは、基材シート2Aの他面2Uから厚み方向(Z方向)上方に隣接して配されており、搬送方向(Y方向)に基材シート2Aと並走可能となっている。開口プレート12Aの搬送方向(Y方向)への移動速度は、凸型部11の搬送方向(Y方向)への移動速度に対応しており、図10に示す製造装置100に備えられた、制御手段(不図示)により制御されている。 The shape of the opening plate 12A is not particularly limited, but is formed in a plate shape in the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. The length of the plate-shaped opening plate 12A in the Y direction is substantially the same as the length of the convex portion 11 in the Y direction, and the length of the X direction is substantially the same as the length of the convex portion 11 in the X direction. The same. In the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 10, such a plate-shaped opening plate 12 </ b> A sandwiches the base material sheet 2 </ b> A conveyed in the Y direction, and the operation of the box motion type convex portion 11 and the target operation. It is designed to draw an endless track with a box motion formula. The box motion type opening plate 12A is arranged adjacent to the upper surface in the thickness direction (Z direction) from the other surface 2U of the base sheet 2A, and runs parallel to the base sheet 2A in the transport direction (Y direction). It is possible. The movement speed of the opening plate 12A in the conveyance direction (Y direction) corresponds to the movement speed of the convex portion 11 in the conveyance direction (Y direction), and is provided in the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. It is controlled by means (not shown).
また、上記第1実施形態又は第2実施形態の製造装置100は、図4に示すように、凸型部11が基材シート2Aを下方やら上方に向かって刺入しているが、基材シートに対する凸型部や支持部材の位置関係、刺入方向はこれに限定されず、上方から下方に向かって微細中空突起物を成形してもよい。 Moreover, as shown in FIG. 4, the manufacturing apparatus 100 of the said 1st Embodiment or 2nd Embodiment inserts the base material sheet 2A in the downward direction upwards, but the base material 2A is shown in FIG. The positional relationship between the convex portion and the support member with respect to the sheet and the insertion direction are not limited to this, and the fine hollow protrusions may be formed from the top to the bottom.
上述した実施態様に関し、本発明は更に以下の微細中空突起物の製造方法を開示する。<1> 内部が中空の微細中空突起物の製造方法であって、熱可塑性樹脂を含んで形成された基材シートの一面側から、加熱手段を備える凸型部を当接させて、該基材シートにおける該当接部分を熱により軟化させながら、該凸型部を該基材シートに刺してゆき該基材シートの他面側から突出する突起部を形成する突起部形成工程と、前記突起部の内部に前記凸型部を刺した状態で該突出部を冷却する冷却工程と、前記冷却工程の後に、前記突起部の内部から前記凸型部を抜いて前記微細中空突起物を形成するリリース工程とを備える微細中空突起物の製造方法。
<2> 前記突起部形成工程は、前記凸型部を前記基材シートに刺してゆく際に該基材シートを支持する支持部材を用いて行い、前記支持部材は、前記基材シートの他面側に配されており、前記基材シートにおける前記支持部材で支持されていない部分の一面側から前記凸型部を当接させて前記突起部を形成する前記<1>に記載の微細中空突起物の製造方法。
<3> 前記支持部材として、前記凸型部における凸型を挿入可能な開口部を有する開口プレートを用いる、前記<2>記載の微細中空突起物の製造方法。
<4> 前記開口プレートが、複数の前記開口を備えている、前記<3>に記載の微細中空突起物の製造方法。
<5> 前記開口プレートの1つの前記開口部に対して1つの前記凸型が挿入される、前記<3>又は<4>に記載の微細中空突起物の製造方法。
<6> 前記開口プレートの前記開口部に複数の前記凸型が挿入される、前記<3>又は<4>に記載の微細中空突起物の製造方法。
<7> 前記突起部形成工程における前記凸型部の加熱条件、前記基材シートの前記当接部分の軟化時間、及び前記凸型部の前記基材シートへの刺入速度、並びに冷却工程における冷却条件の何れか1つを制御して、前記微細中空突起物の形状をコントロールする前記<1>〜<6>の何れか1に記載の微細中空突起物の製造方法。
<8> 前記基材シートとして、帯状の基材シートを用い、該帯状の基材シートの前記他面側に前記微細中空突起物を連続的に形成する前記<1>〜<7>の何れか1に記載の微細中空突起物の製造方法。
<9> 前記凸型部の加熱による前記基材シートの加熱温度は、該基材シートのガラス転移温度以上溶融温度未満である<1>〜<8>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<10> 凸型部の加熱による基材シートの加熱温度は、基材シートの軟化温度以上溶融温度未満である前記<1>〜<9>の何れか1に記載の微細中空突起物の製造方法。
<11> 前記加熱温度は、30℃以上300℃以下である前記<9>又は<10>記載の微細中空突起物の製造方法。
<12> 前記凸型部の備える前記加熱手段が加熱ヒーター装置である、前記<1>〜<11>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<13> 前記凸型部の備える前記加熱手段が超音波振動装置であり、該超音波振動装置により該凸型部を超音波振動させ、前記当接部分に摩擦による熱を発生させて該当接部分を
軟化させる前記<1>〜<11>の何れか1に記載の微細中空突起物の製造方法。
<14> 前記超音波振動の周波数が10kHz以上50kHz以下であり、更に好ましくは15kHz以上40kHz以下である前記<13>記載の微細中空突起物の製造方法。
<15> 前記超音波振動の振幅が1μm以上60μm以下であり、更に好ましくは5μm以上50μm以下である前記<13>又は<14>記載の微細中空突起物の製造方法。
<16> 前記突起部形成工程において、加熱手段は前記凸型部の加熱手段以外に設けない、前記<1>〜<15>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<17> 前記凸型部が差し入れられた前記基材シートの部分及びその近傍の領域のみに該基材シートの軟化温度以上の温度が加えられ、前記基材シートのそれ以外の領域には成り行きの昇温のみが付与され得るようにする、前記<1>〜<16>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<18> 前記凸型部の高さが、製造される微細中空突起物の高さと同じか或いは若干高く形成されている、前記<1>〜<17>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<19> 前記凸型部の高さは、0.01mm以上30mm以下であり、更に好ましくは0.02mm以上20mm以下である、前記<1>〜<18>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<20> 前記凸型部は、その先端径が、0.001mm以上1mm以下であり、更に好ましくは0.005mm以上0.5mm以下である、前記<1>〜<19>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<21> 前記凸型部は、その根本径が0.1mm以上5mm以下であり、更に好ましくは0.2mm以上3mm以下である、前記<1>〜<20>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<22> 前記凸型部は、その先端角度が、1度以上60度以下であり、更に好ましくは5度以上45度以下である、前記<1>〜<21>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<23> 前記冷却工程では、突起部の内部に凸型部を刺した状態で、冷風送風装置による冷却を施す、前記<1>〜<22>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<24> 前記冷風の温度は−50℃以上26℃以下であり、好ましくは−40℃以上10℃以下である、前記<23>に記載の微細中空突起物の製造方法。
<25> 前記冷風を吹き付けて冷却する冷却時間は0秒以上60秒以下であり、更に好ましくは0.5秒以上30秒以下である、前記<23>又は<24>記載の微細中空突起物の製造方法。
<26> 前記冷却工程では、冷風送風装置による冷却を行わず、自然冷却を行う、前記<1>〜<25>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<27> 前記突起部形成工程において、前記凸型部が基材シートの異なった位置に刺し入れられることにより複数個の突起部を形成する、複数の突起部を有する<1>〜<26>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<28> 前記突起部形成工程において、アレイ状に整列した複数個の凸型部が前記基材シートに刺し入れられ、アレイ状に複数個の突起部を有する微細中空突起物形成する、前記<27>の何れか1つに記載の微細中空突起物の製造方法。
<29> 前記突起部がマイクロニードルである、<1>〜<28>の何れか1つに記載の貫通孔を有する微細中空突起物の製造方法。
<30> 前記微細中空突起物が、複数の前記突起部が基材シート上に配列しているマイクロニードルアレイである、<29>に記載の微細中空突起物の製造方法。
In relation to the above-described embodiments, the present invention further discloses the following method for producing fine hollow protrusions. <1> A method for producing a hollow microprojection having a hollow inside, wherein a convex portion provided with a heating means is brought into contact with one side of a base sheet formed by including a thermoplastic resin. A protrusion forming step of forming a protrusion protruding from the other surface side of the base sheet by piercing the base portion into the base sheet while softening the corresponding contact portion of the material sheet by heat; A cooling step of cooling the protruding portion in a state where the protruding portion is stabbed inside the portion, and after the cooling step, the protruding portion is removed from the inside of the protruding portion to form the fine hollow protrusion. A manufacturing method of a fine hollow projection provided with a release process.
<2> The projecting portion forming step is performed using a support member that supports the base sheet when the convex portion is stabbed into the base sheet, and the support member is a member other than the base sheet. The fine hollow according to <1>, wherein the protruding portion is formed by bringing the convex portion into contact with one surface side of a portion of the base sheet that is disposed on the surface side and not supported by the support member. Protrusion manufacturing method.
<3> The method for producing a fine hollow projection according to <2>, wherein an opening plate having an opening into which the convex shape in the convex portion can be inserted is used as the support member.
<4> The method for producing a fine hollow projection according to <3>, wherein the opening plate includes a plurality of the openings.
<5> The method for producing a fine hollow protrusion according to <3> or <4>, wherein one convex mold is inserted into one opening of the opening plate.
<6> The method for producing a fine hollow projection according to <3> or <4>, wherein the plurality of convex molds are inserted into the opening of the opening plate.
<7> In the heating condition of the convex part in the protrusion part forming step, the softening time of the contact portion of the base sheet, the insertion speed of the convex part into the base sheet, and the cooling step The method for producing a fine hollow projection according to any one of <1> to <6>, wherein any one of the cooling conditions is controlled to control the shape of the fine hollow projection.
<8> Any of the above <1> to <7>, wherein a band-shaped substrate sheet is used as the substrate sheet, and the fine hollow protrusions are continuously formed on the other surface side of the band-shaped substrate sheet. A method for producing the fine hollow projection according to claim 1.
<9> The fine hollow according to any one of <1> to <8>, wherein the heating temperature of the base sheet by heating the convex part is not less than the glass transition temperature of the base sheet and less than the melting temperature. Protrusion manufacturing method.
<10> The production of the fine hollow projection according to any one of <1> to <9>, wherein the heating temperature of the base sheet by heating the convex portion is not less than the softening temperature of the base sheet and less than the melting temperature. Method.
<11> The method for producing a fine hollow projection according to <9> or <10>, wherein the heating temperature is 30 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
<12> The method for producing a fine hollow projection according to any one of <1> to <11>, wherein the heating unit included in the convex portion is a heater device.
<13> The heating means provided in the convex portion is an ultrasonic vibration device, and the ultrasonic vibration device is used to ultrasonically vibrate the convex portion to generate heat due to friction at the contact portion. The manufacturing method of the fine hollow protrusion of any one of said <1>-<11> which softens a part.
<14> The method for producing a fine hollow projection according to <13>, wherein the frequency of the ultrasonic vibration is 10 kHz to 50 kHz, and more preferably 15 kHz to 40 kHz.
<15> The method for producing a fine hollow projection according to <13> or <14>, wherein the amplitude of the ultrasonic vibration is 1 μm or more and 60 μm or less, more preferably 5 μm or more and 50 μm or less.
<16> The method for producing a fine hollow projection according to any one of <1> to <15>, wherein in the protrusion formation step, no heating means is provided other than the heating means of the convex portion.
<17> A temperature equal to or higher than the softening temperature of the base sheet is applied only to the portion of the base sheet into which the convex portion is inserted and a region in the vicinity thereof. The method for producing fine hollow projections according to any one of <1> to <16>, wherein only a temperature rise of 1 can be applied.
<18> The fine hollow according to any one of <1> to <17>, wherein the height of the convex portion is the same as or slightly higher than the height of the fine hollow protrusion to be produced. Protrusion manufacturing method.
<19> The height of the convex portion is 0.01 mm or more and 30 mm or less, more preferably 0.02 mm or more and 20 mm or less, and the fineness according to any one of <1> to <18>. Manufacturing method of hollow protrusion.
<20> The convex portion has a tip diameter of 0.001 mm to 1 mm, and more preferably 0.005 mm to 0.5 mm, in any one of the above <1> to <19>. The manufacturing method of the fine hollow protrusion of description.
<21> The convex portion has a root diameter of 0.1 mm to 5 mm, and more preferably 0.2 mm to 3 mm, according to any one of the above <1> to <20>. Manufacturing method of fine hollow protrusion.
<22> The convex portion has a tip angle of not less than 1 degree and not more than 60 degrees, more preferably not less than 5 degrees and not more than 45 degrees, according to any one of the above <1> to <21>. Manufacturing method of fine hollow protrusions.
<23> The fine hollow projection according to any one of <1> to <22>, wherein in the cooling step, cooling is performed by a cold air blower in a state where the projection is stabbed inside the projection. Manufacturing method.
<24> The method for producing fine hollow projections according to <23>, wherein the temperature of the cold air is −50 ° C. or higher and 26 ° C. or lower, preferably −40 ° C. or higher and 10 ° C. or lower.
<25> The fine hollow projection according to <23> or <24>, wherein the cooling time for cooling by blowing the cold air is 0 second to 60 seconds, and more preferably 0.5 seconds to 30 seconds. Manufacturing method.
<26> The method for producing a fine hollow projection according to any one of <1> to <25>, wherein in the cooling step, natural cooling is performed without performing cooling by a cold air blower.
<27> In the protrusion formation step, the convex portion has a plurality of protrusions that form a plurality of protrusions by being inserted into different positions of the base sheet <1> to <26>. The manufacturing method of the fine hollow protrusion as described in any one of these.
<28> In the projection forming step, a plurality of convex portions arranged in an array are inserted into the base sheet to form a fine hollow projection having a plurality of projections in an array. 27> The manufacturing method of the fine hollow protrusion as described in any one of 27>.
<29> The method for producing a fine hollow protrusion having a through hole according to any one of <1> to <28>, wherein the protrusion is a microneedle.
<30> The method for producing a fine hollow protrusion according to <29>, wherein the fine hollow protrusion is a microneedle array in which a plurality of protrusions are arranged on a base sheet.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲はかかる実施例に制限されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited to such examples.
製造装置の備える凸型部11の準備
凸型部11としては、その材質がステンレス鋼であるSUS304で形成されており、先端部が円錐状のものを用意した。凸型部11は、その高さ(テーパー部の高さ)H2が2.5mmであり、その先端径D1が15μmであり、その根本径D2が0.5mmであった。
Preparation of Convex Type Part 11 Provided in Manufacturing Apparatus The convex part 11 is made of SUS304, which is made of stainless steel, and has a conical tip. The convex part 11 had a height (taper part height) H2 of 2.5 mm, a tip diameter D1 of 15 μm, and a root diameter D2 of 0.5 mm.
基材シート2Aの準備
基材シート2Aとしては、ポリ乳酸(PLA)で形成された厚み0.3mmの帯状のシートを用意した。
Preparation of Base Material Sheet 2A As the base material sheet 2A, a strip-like sheet having a thickness of 0.3 mm formed of polylactic acid (PLA) was prepared.
〔実施例1〕
図6に示す手順に従って微細中空突起物1を製造した。具体的には、凸型部11の加熱手段が加熱ヒーター装置であった。製造条件としては、表1に示すように、加熱温度が140℃であり、刺入高さが1.0mmであり、刺入速度が1mm/秒であり、軟化時間が10秒であり、冷却時間が10秒であった。
[Example 1]
A fine hollow projection 1 was produced according to the procedure shown in FIG. Specifically, the heating means of the convex portion 11 was a heater device. As the manufacturing conditions, as shown in Table 1, the heating temperature is 140 ° C., the insertion height is 1.0 mm, the insertion speed is 1 mm / second, the softening time is 10 seconds, cooling Time was 10 seconds.
〔実施例2〕
図7に示す手順に従って微細中空突起物1を製造した。具体的には、凸型部11の加熱手段が超音波振動装置であった。製造条件としては、表1に示すように、超音波振動の周波数が20kHzであり、超音波振動の振幅が40μmであり、刺入高さが1.0mmであり、刺入速度が10mm/秒であり、軟化時間が0.5秒であり、冷却時間が2秒であった。
[Example 2]
A fine hollow projection 1 was produced according to the procedure shown in FIG. Specifically, the heating means of the convex part 11 was an ultrasonic vibration device. As shown in Table 1, the manufacturing conditions are as follows: the frequency of ultrasonic vibration is 20 kHz, the amplitude of ultrasonic vibration is 40 μm, the insertion height is 1.0 mm, and the insertion speed is 10 mm / second. The softening time was 0.5 seconds and the cooling time was 2 seconds.
〔性能評価〕
実施例1〜2の微細中空突起物について、上述した方法に従って微細中空突起物の先端径を測定し、微細中空突起物の根本径を測定した。それらの結果を下記表1に示す。また、製造された実施例1〜2の微細中空突起物の写真も併せて示す。
[Performance evaluation]
About the fine hollow protrusion of Examples 1-2, the tip diameter of the fine hollow protrusion was measured according to the method mentioned above, and the fundamental diameter of the fine hollow protrusion was measured. The results are shown in Table 1 below. Moreover, the photograph of the fine hollow protrusion of manufactured Examples 1-2 is also shown collectively.
表1に示す結果から明らかなように、実施例1〜2の微細中空突起物は、形状の精度が良好であった。従って、実施例1〜2の微細中空突起物を製造する製造方法によれば、形状の精度の良好な微細中空突起物を、効率的に連続して製造できることが期待できる。 As is clear from the results shown in Table 1, the fine hollow protrusions of Examples 1 and 2 had good shape accuracy. Therefore, according to the manufacturing method which manufactures the fine hollow protrusion of Examples 1-2, it can be anticipated that the fine hollow protrusion with favorable shape precision can be manufactured efficiently and continuously.
1 微細中空突起物
2 基底部
3 突起部
10 突起部形成部
11 凸型部
12 支持部材
12A 開口プレート(パンチングプレート)
20 冷却部
21 冷風送風装置
22 送風口
30 リリース部
40 裁断部
41 カッター部
42 アンビル部
50 リピッチ部
51 ローラ
52 搬送ベルト
53 サクションボックス
100 製造装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fine hollow projection 2 Base part 3 Projection part 10 Projection part formation part 11 Convex part 12 Support member 12A Opening plate (punching plate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Cooling part 21 Cold air blower 22 Air blower 30 Release part 40 Cutting part 41 Cutter part 42 Anvil part 50 Re-pitch part 51 Roller 52 Conveyor belt 53 Suction box 100 Manufacturing apparatus
Claims (11)
熱可塑性樹脂を含んで形成された基材シートの一面側から、加熱手段を備える凸型部を当接させて、該基材シートにおける該当接部分を熱により軟化させながら、該凸型部を該基材シートに刺してゆき該基材シートの他面側から突出する突起部を形成する突起部形成工程と、
前記突起部の内部に前記凸型部を刺した状態で該突出部を冷却する冷却工程と、
前記冷却工程の後に、前記突起部の内部から前記凸型部を抜いて前記微細中空突起物を形成するリリース工程とを備え、
前記加熱手段が超音波振動装置である微細中空突起物の製造方法。 A method for producing a fine hollow projection having a hollow inside,
From one surface side of the base sheet formed by including a thermoplastic resin, the convex portion provided with heating means is brought into contact, and the corresponding contact portion in the base sheet is softened by heat. A protrusion forming step of piercing the base sheet and forming a protrusion protruding from the other side of the base sheet;
A cooling step of cooling the protruding portion in a state where the protruding portion is stabbed inside the protruding portion;
After the cooling step, including a release step of removing the convex portion from the inside of the protrusion to form the fine hollow protrusion ,
A method for producing a fine hollow projection, wherein the heating means is an ultrasonic vibration device .
前記支持部材は、前記基材シートの他面側に配されており、
前記基材シートにおける前記支持部材で支持されていない部分の一面側から前記凸型部を当接させて前記突起部を形成する請求項1に記載の微細中空突起物の製造方法。 The protruding portion forming step is performed using a support member that supports a region other than the region where the protruding portion is formed in the base sheet when the convex portion is stabbed into the base sheet.
The support member is disposed on the other surface side of the base sheet,
The manufacturing method of the fine hollow protrusion of Claim 1 which makes the said convex part contact | abut from the one surface side of the part which is not supported by the said supporting member in the said base material sheet, and forms the said projection part.
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