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微細中空突起物的制造方法與流程

文檔序號:11526515閱讀:248來源:國知局
微細中空突起物的制造方法與流程

本發(fā)明涉及內(nèi)部中空的微細中空突起物的制造方法。

本發(fā)明涉及具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法。



背景技術(shù):

近年來,盡管得到與注射器所進行的劑的供給同等的性能,但根據(jù)不傷害皮膚且疼痛較少的理由,微針(microneedle)所進行的劑的供給備受關(guān)注。即使在微針中,特別是中空型的微針可以擴展分配于中空部的劑的選擇項。

一般而言,微針除了中空型以外,還具有針本身由溶解性的劑形成的自己溶解型和在針表面涂敷有劑的涂敷型。但是,兩者中劑的供給量(保持量)均依賴于針的形狀。與之相對,中空型具有不依賴于針形狀、可供給大量的劑等的優(yōu)點。

上述微針可以通過例如專利文獻1或2所公開的制造方法進行制造。專利文獻1所記載的制造方法中,在彈性體上配置樹脂體,一邊從彈性體的背面?zhèn)燃訜針渲w一邊使微細針貫通至樹脂體而制造微細噴嘴,因此,不會使用包含使噴嘴的外側(cè)形狀進行了凹凸反轉(zhuǎn)的微細的凹部的模具。因此,可以制造由樹脂制作的可一次性的微細噴嘴。

另外,專利文獻2中,可以使用預(yù)先形成的模具來制造中空微針陣列。

另外,專利文獻3中公開有一種方法,其將基材薄片架設(shè)于棒狀的凸模后,加熱基材薄片整體,使其變形成棒狀的凸模的形狀,由此,制造微針。

另外,近年來,在醫(yī)療領(lǐng)域或美容領(lǐng)域中,微針?biāo)M行的劑的供給備受關(guān)注。微針通過穿刺到皮膚的淺層,從而不會伴有疼痛,可以得到與注射器所進行的劑的供給同等的性能。即使在微針中,特別是具有貫通孔的微針可以擴展分配于微針的內(nèi)部的劑的選擇項而是有效的。但是,具有貫通孔的微針特別是在醫(yī)療領(lǐng)域或美容領(lǐng)域中使用的情況下,要求微針高度的精度或貫通孔的精度。

具有貫通孔的微針可以通過例如專利文獻1~3所公開的制造方法進行制造。專利文獻1中記載有一種方法,其在彈性體上配置樹脂體,一邊從彈性體的背面?zhèn)燃訜針渲w一邊使微細針貫通至樹脂體,在該彈性體和該微細針之間流入該樹脂體來制造微細噴嘴。

另外,專利文獻2中記載有一種方法,其使用具備預(yù)先形成的多個凹部的模具和具備預(yù)先形成的多個凸部的模具,將各凸部插入到各凹部內(nèi),通過成型來制造中空微針陣列。

另外,專利文獻4中記載有一種方法,其在利用熱壓印法復(fù)制于基板上的微細的微針中,通過短脈沖激光法形成貫通孔,制造具有微細的貫通孔的微細的微針。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2013-172833號公報

專利文獻2:us2012041337(a1)

專利文獻3:us6312612(b1)

專利文獻4:日本特開2011-72695號公報



技術(shù)實現(xiàn)要素:

但是,專利文獻1所記載的微細噴嘴的制造方法中,使用熱板(hotplate)等從彈性體的背面?zhèn)冗M行加熱,使配置于彈性體上的樹脂體整體變溫,因此,使樹脂體整體變溫而花費時間,從而難以提高生產(chǎn)性。另外,需要使配置于彈性體上的樹脂體整體變溫,因此,難以連續(xù)制造微細噴嘴。

另外,專利文獻2所記載的微細貫通孔成形品的制造方法中,成型用的模具價格高,因此,會導(dǎo)致成本增加,另外,微針的形狀及可選擇的材料的自由度較低。

另外,專利文獻3所記載的方法中,加熱基材薄片整體,因此,使樹脂體整體變溫而花費時間,從而難以提高生產(chǎn)性。另外,在將微細針成形為陣列狀時,除了微細針形狀部以外也受到熱變形的可能性較高,可以認為難以控制從薄片的底邊到針前端的距離。

因此,本發(fā)明提供一種微細中空突起物的制造方法,其可解決上述的現(xiàn)有技術(shù)所具有的缺點。

另外,專利文獻1所記載的制造方法中,使用熱板等從彈性體的背面?zhèn)冗M行加熱,使配置于彈性體上的樹脂體整體變溫,因此,使樹脂體整體變溫而花費時間,難以以低成本大量生產(chǎn)微細噴嘴。另外,專利文獻1中,關(guān)于調(diào)整微針的高度的觀點及調(diào)整形成于微針的貫通孔的大小的觀點,沒有任何記載。

另外,專利文獻2所記載的制造方法中,成型用的模具價格高,因此,導(dǎo)致成本增加,制造的微針的形狀及作為微針的原料可選擇的材料的自由度也低,難以以低成本大量生產(chǎn)中空微針陣列。另外,專利文獻2中,關(guān)于調(diào)整微針的高度的觀點及調(diào)整形成于微針的貫通孔的大小的觀點,沒有任何記載。

另外,專利文獻4所記載的制造方法中,使用后加工的短脈沖激光法形成微針的貫通孔,因此,設(shè)備負擔(dān)較大,難以以低成本大量生產(chǎn)具有貫通孔的微細的微針。另外,專利文獻4所述的制造方法中,使用短脈沖激光法形成微針的貫通孔,因此,會對先形成的微針賦予損傷,難以高質(zhì)量生產(chǎn)具有貫通孔的微細的微針。另外,專利文獻4中,關(guān)于調(diào)整微針的高度的觀點及調(diào)整形成于微針的貫通孔的大小的觀點,沒有任何記載。

因此,本發(fā)明提供一種微細中空突起物的制造方法,其可解決上述的現(xiàn)有技術(shù)所具有的缺點。

本發(fā)明(第一發(fā)明)涉及一種內(nèi)部中空的微細中空突起物的制造方法。本發(fā)明(第一發(fā)明)的制造方法具備:使具備加熱機構(gòu)的凸模部從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片的一個面?zhèn)鹊纸?,一邊利用熱使該基材薄片中的該抵接部分軟化一邊將該凸模部刺到該基材薄片,形成從該基材薄片的另一個面?zhèn)韧怀龅耐黄鸩康耐黄鸩啃纬晒ば?;在將所述凸模部刺到所述突起部的?nèi)部的狀態(tài)下冷卻該突出部的冷卻工序;在所述冷卻工序之后,從所述突起部的內(nèi)部抽出所述凸模部而形成所述微細中空突起物的釋放(release)工序。

本發(fā)明(第二發(fā)明)涉及一種具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法。本發(fā)明(第二發(fā)明)的制造方法包含:作為形成突起部的突起部形成工序,使具備加熱機構(gòu)的凸模部從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片的一個面抵接,一邊利用熱使該基材薄片中的該抵接部分軟化一邊將該凸模部刺到該基材薄片,形成從該基材薄片的另一個面突出并且具有貫通至該基材薄片的另一個面?zhèn)惹岸说呢炌椎闹锌盏耐黄鸩壳绑w的突起部前體形成工序;在將所述凸模部刺入所述突起部前體的內(nèi)部的狀態(tài)下,一邊利用熱使所述基材薄片中的所述抵接部分軟化一邊將該凸模部進一步刺到該基材薄片,從而形成從該基材薄片的另一個面進一步突出的突起部的突起伸長工序,具備:在將所述凸模部刺入所述突起部的內(nèi)部的狀態(tài)下冷卻該突起部的冷卻工序;在所述冷卻工序之后,從所述突起部的內(nèi)部抽出所述凸模部而形成具有所述貫通孔的微細中空突起物的釋放工序。

本發(fā)明(第三發(fā)明)涉及一種微細中空突起物的制造方法。本發(fā)明(第三發(fā)明)的制造方法具備:使具備加熱機構(gòu)的凸模部從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片的一個面?zhèn)鹊纸?,一邊利用熱使該基材薄片中的該抵接部分軟化一邊朝向該基材薄片的另一個面?zhèn)葘⒃撏鼓2看痰皆摶谋∑?,形成從該基材薄片的另一個面?zhèn)韧怀龅耐黄鸩康耐黄鸩啃纬晒ば?;在將所述凸模部刺到所述突起部的?nèi)部的狀態(tài)下,冷卻該突起部的冷卻工序;在所述冷卻工序之后,從所述突起部的內(nèi)部抽出所述凸模部,從而形成微細中空突起物的釋放工序。所述突起部形成工序中,使用從所述基材薄片的另一個面隔開間隔而配置的承受部件,在所述突起部形成工序中,所述凸模部與所述承受部件接觸而在所述突起部形成貫通孔。

附圖說明

圖1是通過本發(fā)明(第一發(fā)明)的微細中空突起物的制造方法制造的微細中空突起物的一個例子的示意立體圖。

圖2是圖1所示的ii-ii線剖面圖。

圖3是表示中空突起物的前端直徑的測定方法的說明圖。

圖4是表示制造圖1所示的微細中空突起物的制造裝置的第一實施方式的整體結(jié)構(gòu)的圖。

圖5是表示凸模部的前端角度的測定方法的說明圖。

圖6(a)~(d)是說明使用圖4所示的制造裝置制造微細中空突起物的工序的圖。

圖7(a)~(d)是說明使用第二實施方式的制造裝置制造微細中空突起物的工序的圖。

圖8是通過本發(fā)明(第一發(fā)明)的微細中空突起物的制造方法制造的另一微細中空突起物的例子的示意立體圖。

圖9是表示制造圖8所示的微細中空突起物的優(yōu)選的一個實施方式的制造裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖(相當(dāng)于圖4的圖)。

圖10是表示制造圖8所示的微細中空突起物的另一優(yōu)選的一個實施方式的制造裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖(相當(dāng)于圖4的圖)。

圖11是通過本發(fā)明(第二發(fā)明)的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法制造的、將具有貫通孔的突起部配置成陣列狀的微細中空突起物的一個例子的示意立體圖。

圖12是著眼于圖11所示的1個突起部的微細中空突起物的立體圖。

圖13是圖12所示的iii-iii線剖面圖。

圖14是表示制造圖11所示的微細中空突起物的制造裝置的第一實施方式的整體結(jié)構(gòu)的圖。

圖15是表示凸模部的凸模的前端直徑及前端角度的測定方法的說明圖。

圖16(a)~(e)是說明使用圖14所示的制造裝置制造具有貫通孔的微細中空突起物的工序的圖。

圖17(a)~(e)是說明使用第二實施方式的制造裝置制造具有貫通孔的微細中空突起物的工序的圖。

圖18是表示制造圖11所示的微細中空突起物的另一優(yōu)選的一個實施方式的制造裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖(相當(dāng)于圖14的圖)。

圖19是通過本發(fā)明(第三發(fā)明)的微細中空突起物的制造方法制造的、將具有貫通孔的突起部配置成陣列狀的微細中空突起物的一個例子的示意立體圖。

圖20是著眼于圖19所示的1個突起部的微細中空突起物的立體圖。

圖21是圖20所示的iii-iii線剖面圖。

圖22是表示制造圖19所示的微細中空突起物的制造裝置的第一實施方式的整體結(jié)構(gòu)的圖。

圖23是表示凸模部的凸模的前端直徑及前端角度的測定方法的說明圖。

圖24是從基材薄片側(cè)觀察圖22所示的制造裝置具備的承受部件的立體圖。

圖25(a)~(e)是說明使用圖22所示的制造裝置制造具有貫通孔的微細中空突起物的工序的圖。

圖26是圖25(c)所示的狀態(tài)的主要部分放大剖面圖。

圖27是表示制造圖19所示的微細中空突起物的制造裝置的第二實施方式的整體結(jié)構(gòu)的圖。

圖28是圖27所示的制造裝置具備的凸模部的1個凸模的立體圖。

圖29(a)~(e)是說明使用圖27所示的制造裝置制造具有貫通孔的微細中空突起物的工序的圖。

圖30是從基材薄片側(cè)觀察制造圖19所示的微細中空突起物的另一個實施方式的制造裝置具備的承受部件的立體圖。

圖31是制造圖19所示的微細中空突起物的另一優(yōu)選的一個實施方式的制造裝置中使用的開口板的立體圖。

具體實施方式

以下,將本發(fā)明(第一發(fā)明)基于其優(yōu)選的第一實施方式并參照附圖進行說明。

本發(fā)明(第一發(fā)明)的制造方法是內(nèi)部中空的微細中空突起物的制造方法。圖1中表示有通過第一實施方式的微細中空突起物的制造方法制造的一個實施方式的微細中空突起物1。微細中空突起物1具有片狀的基底部2和立設(shè)于基底部2的上表面上的1個圓錐狀的突起部3。如圖2所示,微細中空突起物1將內(nèi)部形成為中空。具體而言,中空的空間貫通基底部2,并形成至突起部3的內(nèi)部。微細中空突起物1中,突起部3的內(nèi)部的空間形成為與突起部3的外形形狀對應(yīng)的圓錐狀。此外,突起部3在微細中空突起物1中為圓錐狀,但除了圓錐狀的形狀以外,也可以是圓錐臺狀、圓柱狀、棱柱狀、棱錐狀、棱錐臺狀等。

微細中空突起物1其突出高度h1在用作微針的情況下,其前端在最淺處刺入到角質(zhì)層,較深則刺入到真皮為止,因此,優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上5mm以下。突起部3的平均厚度t1優(yōu)選為0.005mm以上,更優(yōu)選為0.01mm以上,而且,優(yōu)選為1.0mm以下,更優(yōu)選為0.5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.005mm以上1.0mm以下,更優(yōu)選為0.01mm以上0.5mm以下?;撞?的厚度t2優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為1.0mm以下,更優(yōu)選為0.7mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上1.0mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上0.7mm以下。

微細中空突起物1的前端直徑的直徑優(yōu)選為0.001mm以上,更優(yōu)選為0.005mm以上,而且,優(yōu)選為0.5mm以下,更優(yōu)選為0.3mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.001mm以上0.5mm以下,更優(yōu)選為0.005mm以上0.3mm以下。微細中空突起物1的前端直徑如以下進行測定。

〔微細中空突起物1的前端直徑的測定〕

將中空突起物1的前端部在使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡放大規(guī)定倍率的狀態(tài)下,如例如圖3所示的sem圖像那樣進行觀察。接著,如圖3所示,沿著兩側(cè)邊1a、1b內(nèi)的一側(cè)邊1a的直線部分延伸假想直線ila,沿著另一側(cè)邊1b的直線部分延伸假想直線ilb。然后,在前端側(cè),將一側(cè)邊1a離開假想直線ila的部位作為第一前端點1a1求得,將另一側(cè)邊1b離開假想直線ilb的部位作為第二前端點1b1求得。使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡測定將這樣求得的第一前端點1a1和第二前端點1b1連結(jié)的直線的長度l,將測定的該直線的長度設(shè)為微細中空突起物1的前端直徑。

接著,以上述的微細中空突起物1的制造方法為例,參照圖4~圖6說明本發(fā)明(第一發(fā)明)的微細中空突起物的制造方法。圖4中表示有實施第一實施方式的制造方法所使用的第一實施方式的制造裝置100a的整體結(jié)構(gòu)。此外,如上所述,微細中空突起物1非常小,但為了便于說明,圖4中非常大地描繪微細中空突起物1。

圖4所示的第一實施方式的制造裝置100a從上游側(cè)向下游側(cè)具備:在基材薄片2a上形成突起部3的突起部形成部10、冷卻部20、將下述的凸模部11抽出的釋放部30、在各微細中空突起物1上裁剪的裁剪部40及調(diào)整各微細中空突起物1的間隔的間距調(diào)節(jié)(repitch)部50。以下的說明中,將輸送基材薄片2a的方向(基材薄片2a的長邊方向)作為y方向,將與輸送的方向正交的方向及輸送的基材薄片2a的寬度方向作為x方向,將輸送的基材薄片2a的厚度方向作為z方向進行說明。此外,本說明書中,凸模部11是具備刺到基材薄片的部分即凸模110的部件,本實施方式中,成為在圓盤狀的基座部分之上具有凸模110的結(jié)構(gòu)。但是,不限于此,也可以是僅由凸模110構(gòu)成的凸模部,如下述的實施方式那樣,也可以是將多個凸模110配置于臺狀支承體之上的凸模部11。

如圖4所示,突起部形成部10具備具有加熱機構(gòu)(未圖示)的凸模部11。第一實施方式的制造裝置100a中,在凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)以外未設(shè)置加熱機構(gòu)。此外,本說明書中所謂“在凸模部11的加熱機構(gòu)以外未設(shè)置加熱機構(gòu)”,不僅是指完全排除其它加熱機構(gòu)的情況,還包含具備加熱至小于基材薄片2a的軟化溫度、或小于玻璃化溫度的機構(gòu)的情況。但是,優(yōu)選完全不包含其它加熱機構(gòu)。凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)在第一實施方式的制造裝置100a中為加熱器裝置。第一實施方式中,首先,從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片2a的坯料輥放出帶狀的基材薄片2a,沿y方向輸送。然后,使凸模部11從沿y方向輸送的帶狀的基材薄片2a的一個面2d側(cè)抵接,一邊利用熱使基材薄片2a中的抵接部分tp軟化,一邊將凸模部11刺到基材薄片2a而形成從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)突出的突起部3(突起部形成工序)。具體而言,凸模部11與制造的微細中空突起物1具有的圓錐狀的突起部3的外形形狀對應(yīng)而成為具有尖銳的前端的圓錐狀的部分的形狀。凸模部11在第一實施方式的制造裝置100a中,將其前端朝向上方配置,且至少可沿著厚度方向(z方向)的上下進行移動。詳細來說,第一實施方式的制造裝置100a中,凸模部11利用電動致動器(未圖示)可以沿著厚度方向(z方向)的上下進行移動,可以沿著輸送方向(y方向)與基材薄片2a并行。凸模部11的動作的控制由第一實施方式的制造裝置100a所具備的、控制機構(gòu)(未圖示)進行控制。這樣,第一實施方式的制造裝置100a是具有所謂描繪環(huán)形軌道的箱運動(boxmotion)式的突起部形成部10的裝置。此外,凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)的加熱的控制也由第一實施方式的制造裝置100a所具備的控制機構(gòu)(未圖示)進行控制。

基材薄片2a是成為制造的微細中空突起物1具有的基底部2的薄片,包含熱塑性樹脂而形成。作為熱塑性樹脂,可舉出:聚脂肪酸酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯類、聚氯乙烯、尼龍樹脂、丙烯酸樹脂等或它們的組合,從生物可降解性的觀點來看,優(yōu)選使用聚脂肪酸酯。作為聚脂肪酸酯,具體而言,可舉出:聚乳酸、聚乙醇酸或它們的組合等。此外,基材薄片2a除了熱塑性樹脂以外,也可以由包含透明質(zhì)酸、骨膠原、淀粉、纖維素等的混合物形成?;谋∑?a的厚度與制造的微細中空突起物1具有的基底部2的厚度t2相同等。

凸模部11的前端側(cè)的形狀只要成為與制造的微細中空突起物1具有的突起部3的外形形狀對應(yīng)的形狀即可。凸模部11的凸模110的高度h2與制造的微細中空突起物1的高度h1相同或略高地形成,優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為30mm以下,更優(yōu)選為20mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上30mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上20mm以下。凸模部11的凸模110的前端直徑d1(參照圖5)優(yōu)選為0.001mm以上,更優(yōu)選為0.005mm以上,而且,優(yōu)選為1mm以下,更優(yōu)選為0.5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.001mm以上1mm以下,更優(yōu)選為0.005mm以上0.5mm以下。凸模部11的凸模110的前端直徑d1如以下測定。

凸模部11的凸模110的下部直徑d2優(yōu)選為0.1mm以上,更優(yōu)選為0.2mm以上,而且,優(yōu)選為5mm以下,更優(yōu)選為3mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.1mm以上5mm以下,更優(yōu)選為0.2mm以上3mm以下。從容易得到充分的強度的觀點來看,凸模部11的凸模110的前端角度α優(yōu)選為1度以上,更優(yōu)選為5度以上。而且,從得到具有適當(dāng)?shù)慕嵌鹊耐黄鸩?的觀點來看,前端角度α優(yōu)選為60度以下,更優(yōu)選為45度以下,具體而言,優(yōu)選為1度以上60度以下,更優(yōu)選為5度以上45度以下。凸模部11的前端角度α如以下進行測定。

〔凸模部11的凸模110的前端直徑的測定〕

將凸模部11的凸模110的前端部在使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡放大至規(guī)定倍率的狀態(tài)下進行觀察。接著,如圖5所示,沿著兩側(cè)邊11a、11b內(nèi)的一側(cè)邊11a的直線部分延伸假想直線ilc,且沿著另一側(cè)邊11b的直線部分延伸假想直線ild。然后,在前端側(cè),將一側(cè)邊11a離開假想直線ilc的部位作為第一前端點11a1求得,將另一側(cè)邊11b離開假想直線ild的部位作為第二前端點11b1求得。使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡測定將這樣求得的第一前端點11a1和第二前端點11b1連結(jié)的直線的長度d1,并將測定的該直線的長度設(shè)為凸模110的前端直徑。

〔凸模部11的凸模110的前端角度α的測定〕

將凸模部11的凸模110的前端部,在使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡放大規(guī)定倍率的狀態(tài)下,如例如圖5所示的sem圖像那樣進行觀察。接著,如圖5所示,沿著兩側(cè)邊11a、11b內(nèi)的一側(cè)邊11a的直線部分延伸假想直線ilc,且沿著另一側(cè)邊11b的直線部分延伸假想直線ild。然后,使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡測定假想直線ilc和假想直線ild所成的角,將測定的該所成的角設(shè)為凸模部11的凸模110的前端角度α。

凸模部11由難折彎的高強度的材質(zhì)形成。作為凸模部11的材質(zhì),可舉出:鋼鐵、不銹鋼、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、鈷、鈷合金、銅、銅合金、鈹銅、鈹銅合金等金屬、或陶瓷等。

突起部形成部10在第一實施方式的制造裝置100a中,如圖4所示,具有在將凸模部11刺到基材薄片2a時支承基材薄片2a的支承部件12。支承部件12配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè),在將凸模部11從一個面2d側(cè)刺入時,發(fā)揮薄片基材2a難以撓曲的作用。因此,支承部件12配置于基材薄片2a的凸模部11被刺入的區(qū)域以外的部分,第一實施方式的制造裝置100a中,在基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部,由與輸送方向(y方向)平行地延伸的一對板狀部件形成。各支承部件12從突起部形成部10通過冷卻部20并延伸至到達釋放部30結(jié)束的位置。

作為構(gòu)成支承部件12的材質(zhì),也可以是與凸模部11的材質(zhì)相同的材質(zhì),也可以由合成樹脂等形成。

第一實施方式的突起部形成工序中,如圖4所示,利用在從坯料輥放出且沿著y方向輸送的帶狀的基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?配置的一對支承部件12、12,支承基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部。然后,使用箱運動式的突起部形成部10,使凸模部11從基材薄片2a中的未由支承部件12支承的部分、即基材薄片2a中的一對支承部件12、12之間的中央部分的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?抵接。這樣,突起部形成工序中,使凸模部11抵接的基材薄片2a的與抵接部分tp對應(yīng)的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?未設(shè)置用于形成突起物的與凸模部11嵌合的凹部而成為浮起的狀態(tài)。

再有,第一實施方式中,如圖6(a)所示,在抵接部分tp,利用加熱器裝置加熱凸模部11,使抵接部分tp產(chǎn)生熱而使抵接部分tp軟化。然后,一邊使抵接部分tp軟化,一邊如圖6(b)所示,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?向另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?上升,刺到基材薄片2a,形成從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?突出的突起部3。

從形成凸模部11的觀點來看,凸模部11所進行的基材薄片2a的加熱溫度優(yōu)選為使用的基材薄片2a的玻璃化溫度以上且小于熔融溫度,特別優(yōu)選為軟化溫度以上且小于熔融溫度。詳細而言,上述加熱溫度優(yōu)選為30℃以上,更優(yōu)選為40℃以上,而且,優(yōu)選為300℃以下,更優(yōu)選為250℃以下,具體而言,優(yōu)選為30℃以上300℃以下,更優(yōu)選為40℃以上250℃以下。此外,在如第一實施方式那樣使用加熱器裝置的情況下,只要在上述的范圍內(nèi)調(diào)整凸模部11的加熱溫度即可。此外,在第一實施方式中,即使在使用超聲波振動裝置加熱基材薄片2a的情況下,該加熱溫度也適用作與凸模110接觸的基材薄片2a的部分的溫度范圍。此外,玻璃化溫度(tg)的測定方法通過以下的方法測定,軟化溫度的測定方法根據(jù)jisk-7196“熱塑性塑料薄膜及薄片的熱機械分析進行的軟化溫度試驗方法”進行。

此外,上述“基材薄片的玻璃化溫度(tg)”是指基材薄片的構(gòu)成樹脂的玻璃化溫度(tg),在該構(gòu)成樹脂存在多種的情況下,這些多種玻璃化溫度(tg)相互不同時,上述加熱機構(gòu)所進行的基材薄片的加熱溫度優(yōu)選為至少這些多個玻璃化溫度(tg)中最低的玻璃化溫度(tg)以上,進一步優(yōu)選為這些多個玻璃化溫度(tg)中最高的玻璃化溫度(tg)以上。

另外,上述“基材薄片的軟化溫度”也與玻璃化溫度(tg)一樣,即,在基材薄片的構(gòu)成樹脂存在多種的情況下,這些多種軟化溫度相互不同時,上述加熱機構(gòu)所進行的基材薄片的加熱溫度優(yōu)選為至少這些多個軟化溫度中最低的軟化溫度以上,進一步優(yōu)選為這些多個軟化溫度中最高的軟化溫度以上。

另外,在基材薄片包含熔點不同的兩種以上的樹脂而構(gòu)成的情況下,上述加熱機構(gòu)所進行的基材薄片的加熱溫度優(yōu)選為小于這些多個熔點中最低的熔點。

〔玻璃化溫度(tg)的測定方法〕

使用dsc測定器進行熱量的測定,求得玻璃化溫度。具體而言,測定器使用perkinelmer公司制造的示差掃描熱量測定裝置(diamonddsc)。從基材薄片采取試驗片10mg。就測定條件而言,將20℃等溫5分鐘之后,從20℃到320℃以5℃/分鐘的速度進行升溫,得到橫軸溫度、縱軸熱量的dsc曲線。然后,根據(jù)該dsc曲線求得玻璃化溫度tg。

將凸模部11刺到基材薄片2a的刺入速度過慢時,樹脂過度加熱軟化,過快時,加熱軟化不足,因此,從有效地形成凸模部11的觀點來看,優(yōu)選為0.1mm/秒以上,更優(yōu)選為1mm/秒以上,而且,優(yōu)選為1000mm/秒以下,更優(yōu)選為800mm/秒以下,具體而言,優(yōu)選為0.1mm/秒以上1000mm/秒以下,更優(yōu)選為1mm/秒以上800mm/秒以下。在使加熱狀態(tài)的凸模部11的上升停止,將凸模部11刺到突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下,直到輸送至下一工序(冷卻工序)的時間即軟化時間過長時,成為過度加熱,但從補充加熱不足的觀點來看,優(yōu)選為0秒以上,更優(yōu)選為0.1秒以上,而且,優(yōu)選為10秒以下,更優(yōu)選為5秒以下,具體而言,優(yōu)選為0秒以上10秒以下,更優(yōu)選為0.1秒以上5秒以下。

從有效地形成凸模部11的觀點來看,刺到基材薄片2a的凸模部11的刺入高度優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上5mm以下。在此,“刺入高度”是指在將凸模部11最深刺入基材薄片2a的狀態(tài)下,凸模部11的頂點與基材薄片2a的另一個面2u(上表面)之間的距離。因此,突起部形成工序中的刺入高度是,突起部形成工序中將凸模部11最深地刺入且凸模部11從基材薄片2a的另一個面2u漏出的狀態(tài)下的、從該另一個面2u到沿垂直方向測定的凸模部11的頂點的距離。

接著,第一實施方式的制造裝置100a中,如圖4所示,在突起部形成部10的下游設(shè)置有冷卻部20。如圖4所示,冷卻部20具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21。第一實施方式中,突起部形成工序之后,使用冷風(fēng)送風(fēng)裝置21,在將凸模部11刺到突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下進行冷卻(冷卻工序)。具體而言,冷風(fēng)送風(fēng)裝置21覆蓋輸送的帶狀的基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?及一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?的整體,使帶狀的基材薄片2a在冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的內(nèi)部沿著輸送方向(y方向)輸送。在冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的隧道內(nèi),進行冷風(fēng)送風(fēng)的送風(fēng)口22(參照圖6(c))設(shè)于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?,從送風(fēng)口22吹附冷風(fēng)進行冷卻。此外,冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的冷卻溫度、冷卻時間的控制也由第一實施方式的制造裝置100a所具備的控制機構(gòu)(未圖示)進行控制。

第一實施方式的冷卻工序中,如圖4所示,使用箱運動式的突起部形成部10,在冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的隧道內(nèi)將凸模部11刺到突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下,與基材薄片2a的輸送方向(y方向)平行地輸送,如圖6(c)所示,在從隧道內(nèi)配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?的送風(fēng)口22吹附冷風(fēng),并在將凸模部11刺到突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下進行冷卻。此外,在進行冷卻時,凸模部11的加熱器裝置所進行的加熱也可以是繼續(xù)狀態(tài),也可以是停止的狀態(tài)。

如第一實施方式那樣,在凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為加熱器裝置的情況下,設(shè)置于突起部形成部10的下游的冷卻部20也可以是自然冷卻,但優(yōu)選實施積極的冷卻,優(yōu)選具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21。

從形成凸模部11的觀點來看,吹附的冷風(fēng)的溫度優(yōu)選為-50℃以上,更優(yōu)選為-40℃以上,而且,優(yōu)選為26℃以下,更優(yōu)選為10℃以下,具體而言,優(yōu)選為-50℃以上26℃以下,更優(yōu)選為-40℃以上10℃以下。從成型性和加工時間的兼得性的觀點來看,吹附冷風(fēng)進行冷卻的冷卻時間優(yōu)選為0.01秒以上,更優(yōu)選為0.5秒以上,而且,優(yōu)選為60秒以下,更優(yōu)選為30秒以下,具體而言,優(yōu)選為0.01秒以上60秒以下,更優(yōu)選為0.5秒以上30秒以下。

接著,第一實施方式的制造裝置100a中,如圖4所示,在冷卻部20的下游設(shè)置有釋放部30。第一實施方式中,在冷卻工序之后,使用箱運動式的突起部形成部10從突起部3的內(nèi)部抽出凸模部11,形成微細中空突起物1的前體1a(釋放工序)。具體而言,第一實施方式的釋放工序中,使用箱運動式的突起部形成部10,如圖6(d)所示,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?下降,從將凸模部11刺到突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)抽出凸模部11,形成成為內(nèi)部中空的微細中空突起物1的帶狀的微細中空突起物的前體1a。

接著,第一實施方式的制造裝置100a中,如圖4所示,在釋放部30的下游設(shè)置有裁剪部40。在第一實施方式的制造裝置100a中,裁剪部40具備在前端具有切割刀的切割部41和砧部42。切割部41的切割刀比帶狀的微細中空突起物的前體1a的整個寬度(x方向的長度)更寬地形成。第一實施方式中,釋放工序之后,向一對切割部41和砧部42之間輸送帶狀的微細中空突起物的前體1a,在輸送方向(y方向)上相鄰的每個突起部彼此3、3之間,利用切割部41的切割刀進行裁剪,而連續(xù)地制造單個的微細中空突起物1。

帶狀的微細中空突起物的前體1a的裁剪只要以沿著各微細中空突起物1的寬度方向延伸的方式進行即可,例如可以遍及各微細中空突起物1的寬度方向直線性地進行。或可以以裁剪線描繪曲線的方式進行裁剪。即使在任意情況下,也優(yōu)選采用不會由于裁剪而產(chǎn)生飛邊那樣的裁剪模式。

接著,第一實施方式的制造裝置100a中,如圖4所示,在裁剪部40的下游設(shè)置有間距調(diào)節(jié)部50。第一實施方式的制造裝置100a中,間距調(diào)節(jié)部50具有:以旋轉(zhuǎn)軸相互平行的方式配置的多個輥51、架設(shè)于各輥51間的環(huán)狀的輸送帶52。另外,在輸送帶52的內(nèi)部具有吸氣箱53。在輸送帶52上設(shè)有多個透孔(未圖示),該透孔用于通過起動吸氣箱53而從旋轉(zhuǎn)軌道的外部向內(nèi)部抽吸空氣。此外,輸送帶52的輸送速度比直到裁剪部40的基材薄片2a的輸送速度更快。

第一實施方式中,將每片發(fā)熱體2連續(xù)地經(jīng)由透孔(未圖示)一邊由吸氣箱53進行抽吸,一邊載置于速度較快的輸送帶52上,將輸送方向(y方向)上前后相鄰的微細中空突起物彼此1、1之間的距離變寬,設(shè)置規(guī)定的距離并再配置微細中空突起物1。

如以上說明的那樣,根據(jù)使用第一實施方式的制造裝置100a制造微細中空突起物1的第一實施方式的制造方法,僅以簡單的工序,就可以制造微細中空突起物1,可以抑制成本增加,可以有效地連續(xù)制造微細中空突起物1。

另外,如上所述,第一實施方式中,如圖6(a)所示,僅在使凸模部11抵接的基材薄片2a的抵接部分tp,利用加熱器裝置加熱凸模部11,使抵接部分tp軟化,因此,可以節(jié)能且有效地連續(xù)制造微細中空突起物1。與之相對,在假設(shè)將樹脂整體加熱至與凸模部相同的溫度的情況下,不僅能量效率差,而且由于使薄片整體軟化,突起部的間距偏差的產(chǎn)生、薄片的應(yīng)變產(chǎn)生、薄片的連續(xù)輸送變得困難等的問題產(chǎn)生的危險性變高。本發(fā)明(第一發(fā)明)中,凸模部11的加熱所產(chǎn)生的熱有效地傳遞至抵接部分tp,其周圍部成為僅可施加過程的加溫的環(huán)境,因此,僅加工(抵接)部分進行加熱,因此,具有不會產(chǎn)生這些問題的優(yōu)點。

另外,如上所述,第一實施方式的制造裝置100a利用控制機構(gòu)(未圖示),控制凸模部11的動作、凸模部11具備的加熱機構(gòu)(未圖示)的加熱條件、冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的冷卻溫度、冷卻時間。因此,如果利用控制機構(gòu)(未圖示),控制例如突起部形成工序中的凸模部11的刺入高度,則可容易變更凸模部11向基材薄片2a的刺入量,可控制制造的微細中空突起物1的突出高度h1。另外,如果控制凸模部11的加熱條件、基材薄片2a的抵接部分tp的軟化時間、及凸模部11向基材薄片2a的刺入速度的至少任一者,則可以自由地控制構(gòu)成微細中空突起物1的突起部3的厚度t1等。即,控制凸模部11具備的加熱機構(gòu)(未圖示)的條件、突起部形成工序中的凸模部11向基材薄片2a的刺入高度、基材薄片2a的抵接部分tp的軟化時間、凸模部11向基材薄片2a的刺入速度、凸模部11的形狀及冷卻工序中的冷卻條件的至少任一者,可以自由地控制微細中空突起物1的形狀。

另外,如上所述,第一實施方式中,如圖4所示,使用在基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?配置的一對支承部件12、12,支承基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部,使凸模部11從基材薄片2a中的一對支承部件12、12之間的浮起狀態(tài)(未由一對支承部件12、12支承的非支承狀態(tài))的中央部分的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?抵接,使抵接部分tp利用熱而軟化,形成突起部3。這樣,不需要用于形成突起部的、與凸模部11嵌合的凹部等,因此,可以抑制成本增加,可以有效地高精度形成制造的微細中空突起物1具備的突起部3。

接著,基于第二實施方式,參照圖7說明本發(fā)明(第一發(fā)明)。此外,本說明中,主要說明與上述的第一實施方式不同的點。

上述第一實施方式所使用的第一實施方式的制造裝置100a中,凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為加熱器裝置,但第二實施方式所使用的第二實施方式的制造裝置100a中,使用超聲波振動裝置代替加熱器裝置。

如第二實施方式的制造裝置100a那樣,在凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為超聲波振動裝置的情況下,如圖7(a)所示,抵接部分tp中,利用超聲波振動裝置使凸模部11進行超聲波振動,使抵接部分tp產(chǎn)生摩擦所產(chǎn)生的熱而使抵接部分tp軟化。然后,一邊使抵接部分tp軟化,一邊如圖7(b)所示,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?向另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?上升,刺到基材薄片2a,而形成從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?突出的突起部3。突起部3一旦以設(shè)定的高度突出,就使凸模部11的上升停止,在將凸模部11刺到突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下,向下一工序輸送。波振動裝置所產(chǎn)生的凸模部11的超聲波振動從凸模部11剛與基材薄片2a抵接之前,進行到剛到達下一工序(冷卻工序)的冷卻部20之前。

關(guān)于凸模部11的波振動裝置所產(chǎn)生的超聲波振動,從形成凸模部11的觀點來看,其頻率優(yōu)選為10khz以上,更優(yōu)選為15khz以上,而且,優(yōu)選為50khz以下,更優(yōu)選為40khz以下,具體而言,優(yōu)選為10khz以上50khz以下,更優(yōu)選為15khz以上40khz以下。另外,關(guān)于凸模部11的波振動裝置所產(chǎn)生的超聲波振動,從形成凸模部11的觀點來看,其振幅優(yōu)選為1μm上,更優(yōu)選為5μm以上,而且,優(yōu)選為60μm以下,更優(yōu)選為50μm以下,具體而言,優(yōu)選為1μm以上60μm以下,更優(yōu)選為5μm以上50μm以下。

如上所述,第二實施方式的制造裝置100a中,冷卻部20中,為了實施積極的冷卻而具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21,但凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為超聲波振動裝置,因此,未必需要具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21,通過中斷超聲波振動裝置的振動,也可以進行冷卻。在該點上,當(dāng)將超聲波振動用作加熱機構(gòu)時,裝置簡化,并且高速下的微細中空突起物的制造容易,因而優(yōu)選。另外,在基材薄片2a的未與凸模部11抵接的部分,熱更難以傳遞,另外,通過超聲波振動賦予的切斷,有效地進行冷卻,因此,具有難以產(chǎn)生成型部分以外的變形的優(yōu)點。

以下,將本發(fā)明(第二發(fā)明)基于其優(yōu)選的實施方式并參照附圖進行說明。

本發(fā)明(第二發(fā)明)的制造方法是具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法。圖11中表示有作為通過第一實施方式的微細中空突起物的制造方法制造的一個實施方式的微細中空突起物1的微針陣列1m的立體圖。本實施方式的微針陣列1m具有片狀的基底部2和多個突起部3。突起部3的數(shù)量、突起部3的配置及突起部3的形狀沒有特別限制,但本實施方式的微針陣列1m優(yōu)選在片狀的基底部2的上表面,陣列(行列)狀地具有9個圓錐臺狀的突起部3。配置成陣列(行列)狀的9個突起部3在輸送下述的基材薄片2a的方向(基材薄片2a的縱方向)即y方向上配置3行,在與輸送的方向正交的方向及輸送的基材薄片2a的橫方向即x方向上配置3列。此外,圖12是著眼于微針陣列1m具有的陣列(行列)狀的突起部3內(nèi)的1個突起部3的微針陣列1m的立體圖,圖13是圖12所示的iii-iii線剖面圖。

如圖12所示,微針陣列1m具有貫通孔3h。本實施方式中,如圖13所示,優(yōu)選微針陣列1m在各突起部3的內(nèi)部形成有從基底部2遍及至貫通孔3h的空間,在各突起部3的前端形成有貫通孔3h。各突起部3的內(nèi)部的空間在微針陣列1m中,形成為與突起部3的外形形狀對應(yīng)的形狀,本實施方式中,形成為與圓錐臺狀的突起部3的外形形狀對應(yīng)的圓錐臺狀。此外,突起部3在本實施方式中為圓錐臺狀,但除了圓錐臺狀的形狀以外,也可以是圓柱狀、棱柱狀、棱錐臺狀等。

就微針陣列1m的各突起部3的突出高度h1而言,使該前端在最淺處刺入到角質(zhì)層為止,較深則刺入到真皮為止,因此,優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上5mm以下。

各突起部3的平均厚度t1優(yōu)選為0.005mm以上,更優(yōu)選為0.01mm以上,而且,優(yōu)選為1.0mm以下,更優(yōu)選為0.5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.005mm以上1.0mm以下,更優(yōu)選為0.01mm以上0.5mm以下。

基底部2的厚度t2優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為1.0mm以下,更優(yōu)選為0.7mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上1.0mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上0.7mm以下。

微針陣列1m的各突起部3的前端直徑l的直徑優(yōu)選為1μm以上,更優(yōu)選為5μm以上,而且,優(yōu)選為500μm以下,更優(yōu)選為300μm以下,具體而言,優(yōu)選為1μm以上500μm以下,更優(yōu)選為5μm以上300μm以下。微細中空突起物1的前端直徑l是突起部3的前端中的最寬位置上的長度。在為該范圍時,將微針陣列1m刺入皮膚時的疼痛幾乎沒有。

如圖13所示,微細中空突起物1具有:位于各突起部3的前端部的貫通孔3h、位于與各突起部3對應(yīng)的基底部2的下表面的基底側(cè)貫通孔2h。本實施方式的微針陣列1m中,將貫通孔3h及基底側(cè)貫通孔2h形成為同心圓形狀。

貫通孔3h的開孔面積s1優(yōu)選為0.7μm2以上,更優(yōu)選為20μm2以上,而且,優(yōu)選為200000μm2以下,更優(yōu)選為70000μm2以下,具體而言,優(yōu)選為0.7μm2以上200000μm2以下,更優(yōu)選為20μm2以上70000μm2以下。

基底側(cè)貫通孔2h的開孔面積s2優(yōu)選為0.007mm2以上,更優(yōu)選為0.03mm2以上,而且,優(yōu)選為20mm2以下,更優(yōu)選為7mm2以下,具體而言,優(yōu)選為0.007mm2以上20mm2以下,更優(yōu)選為0.03mm2以上7mm2以下。

在片狀的基底部2的上表面上配置成陣列(行列)狀的9個突起部3優(yōu)選縱方向(y方向)的中心間距離均勻,且橫方向(x方向)的中心間距離均勻,優(yōu)選縱方向(y方向)的中心間距離和橫方向(x方向)的中心間距離為相同的距離。突起部3的縱方向(y方向)的中心間距離優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.05mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.05mm以上5mm以下。另外,突起部3的橫方向(x方向)的中心間距離優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.05mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.05mm以上5mm以下。

接著,以作為上述的微細中空突起物1的微針陣列1m的制造方法為例,參照圖14~圖16說明本發(fā)明(第二發(fā)明)的微細中空突起物的制造方法。圖14中表示有實施第一實施方式的制造方法所使用的第一實施方式的制造裝置100b的整體結(jié)構(gòu)。此外,如上所述,微針陣列1m的各突起部3非常小,但為了便于說明,圖14中非常大地描繪微針陣列1m的各突起部3。

圖14所示的第一實施方式的制造裝置100b從上游側(cè)向下游側(cè)具備:在基材薄片2a上形成中空的突起部前體3b的突起部前體形成部10a、在基材薄片2a上形成突起部3的突起伸長部10b、冷卻部20、將下述的凸模部11抽出的釋放部30、在各微針陣列1m上裁剪的裁剪部40及調(diào)整各微針陣列1m的間隔的間距調(diào)節(jié)部50。此外,制造裝置100b具備包含突起部前體形成部10a和突起伸長部10b的、形成突起部3的突起部形成部10,本發(fā)明(第二發(fā)明)中,將從使用突起部前體形成部10a的突起部前體形成工序到使用突起伸長部10b的突起伸長工序的工序稱為突起部形成工序。

以下的說明中,將輸送基材薄片2a的方向(基材薄片2a的縱方向)作為y方向,將與輸送的方向正交的方向及輸送的基材薄片2a的橫方向作為x方向,將輸送的基材薄片2a的厚度方向作為z方向進行說明。

如圖14所示,突起部形成部10具備的突起部前體形成部10a及突起伸長部10b具備具有加熱機構(gòu)(未圖示)的凸模部11。凸模部11具有與制造的微針陣列1m的突起部3的個數(shù)、配置、各突起部3的大致外形形狀對應(yīng)的凸模110,第一實施方式的制造裝置100b中,與9個圓錐臺狀的突起部3對應(yīng),具有9個圓錐狀的凸模110。

另外,第一實施方式的制造裝置100b中,由突起伸長部10b從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比由突起部前體形成部10a從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大。在此,對基材薄片2a賦予的熱量是指,對基材薄片2a賦予的每單位刺入高度的熱量。具體而言,作為由突起伸長部10b從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比由突起部前體形成部10a從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大的條件,是指滿足(a)關(guān)于凸模部11向基材薄片2a的刺入速度,突起伸長部10b的該刺入速度比突起部前體形成部10a的該刺入速度慢,(b)在凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為超聲波振動裝置的情況下,突起伸長部10b的凸模部11的超聲波的頻率比突起部前體形成部10a的凸模部11的超聲波的頻率高,及(c)在凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為超聲波振動裝置的情況下,突起伸長部10b的凸模部11的超聲波的振幅比突起部前體形成部10a的凸模部11的超聲波的振幅大,(d)在凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為加熱器的情況下,突起伸長部10b的凸模部11的加熱器溫度比突起部前體形成部10a的凸模部11的加熱器溫度高、的至少一個條件。此外,本發(fā)明(第二發(fā)明)的微細中空突起物的制造方法所使用的制造裝置中,除了凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)以外,未設(shè)置加熱機構(gòu)。此外,本說明書中“除了凸模部11的加熱機構(gòu)以外,未設(shè)置加熱機構(gòu)”不僅是指完全排除其它加熱機構(gòu)的情況,而且還包含具備加熱至小于基材薄片2a的軟化溫度或小于玻璃化溫度的裝置。但是,優(yōu)選完全不包含其它加熱機構(gòu)。

第一實施方式的制造裝置100b中,凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為超聲波振動裝置。第一實施方式中,首先,從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片2a的坯料輥放出帶狀的基材薄片2a,并沿y方向輸送。然后,使凸模部11從沿y方向輸送的帶狀的基材薄片2a的一個面2d側(cè)抵接,一邊利用熱使基材薄片2a中的抵接部分tp軟化,一邊將凸模部11刺到基材薄片2a而形成從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)突出并且具有貫通至基材薄片2a的另一個面2u側(cè)前端的貫通孔3h的中空的突起部前體3b(突起部前體形成工序)。優(yōu)選第一實施方式的制造裝置100b中,在凸模部11,9個尖銳的前端的圓錐狀的凸模110,將其前端朝向上方而配置,凸模部11至少可以沿著厚度方向(z方向)的上下移動。更優(yōu)選第一實施方式的制造裝置100b中,凸模部11利用電動致動器(未圖示)可以沿著厚度方向(z方向)的上下移動,且可以在輸送方向(y方向)上與基材薄片2a并行。凸模部11的動作(電動致動器)的控制由第一實施方式的制造裝置100b所具備的控制機構(gòu)(未圖示)控制。這樣,第一實施方式的制造裝置100b是具有所謂描繪環(huán)形軌道的箱運動式的凸模部11的裝置。此外,凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)的加熱的控制也由第一實施方式的制造裝置100b所具備的控制機構(gòu)(未圖示)進行控制。

基材薄片2a是成為制造的微針陣列1m具有的基底部2的薄片,包含熱塑性樹脂而形成。作為熱塑性樹脂,可舉出:聚脂肪酸酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯類、聚氯乙烯、尼龍樹脂、丙烯酸樹脂等或它們的組合,從生物可降解性的觀點來看,優(yōu)選使用聚脂肪酸酯。作為聚脂肪酸酯,具體而言,可舉出:聚乳酸、聚乙醇酸或它們的組合等。此外,基材薄片2a除了熱塑性樹脂以外,也可以由包含透明質(zhì)酸、骨膠原、淀粉、纖維素等的混合物形成?;谋∑?a的厚度與制造的微針陣列1m具有的基底部2的厚度t2相同等。

凸模部11的凸模110的外形形狀是比微針陣列1m具有的突起部3的外形形狀更尖銳的形狀。凸模部11的凸模110的高度h2(參照圖14)比制造的微針陣列1m的高度h1高地形成,優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為30mm以下,更優(yōu)選為20mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上30mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上20mm以下。凸模部11的凸模110的前端直徑d1(參照圖15)優(yōu)選為0.001mm以上,更優(yōu)選為0.005mm以上,而且,優(yōu)選為1mm以下,更優(yōu)選為0.5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.001mm以上1mm以下,更優(yōu)選為0.005mm以上0.5mm以下。凸模部11的凸模110的前端直徑d1如以下進行測定。

凸模部11的凸模110的下部直徑d2(參照圖15)優(yōu)選為0.1mm以上,更優(yōu)選為0.2mm以上,而且,優(yōu)選為5mm以下,更優(yōu)選為3mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.1mm以上5mm以下,更優(yōu)選為0.2mm以上3mm以下。

從容易得到充分的強度的觀點來看,凸模部11的凸模110的前端角度α(參照圖15)優(yōu)選為1度以上,更優(yōu)選為5度以上。而且,從得到具有適當(dāng)?shù)慕嵌鹊耐黄鸩?的觀點來看,前端角度α優(yōu)選為60度以下,更優(yōu)選為45度以下,具體而言,優(yōu)選為1度以上60度以下,更優(yōu)選為5度以上45度以下。凸模部11的凸模110的前端角度α如以下進行測定。

〔凸模部11的凸模110的前端直徑的測定〕

將凸模部11的凸模110的前端部在使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡放大至規(guī)定倍率的狀態(tài)下進行觀察。接著,如圖15所示,沿著兩側(cè)邊11a、11b內(nèi)的一側(cè)邊11a的直線部分延伸假想直線ila,且沿著另一側(cè)邊11b的直線部分延伸假想直線ilb。然后,在前端側(cè),將一側(cè)邊11a離開假想直線ila的部位作為第一前端點11a1求得,將另一側(cè)邊11b離開假想直線ilb的部位作為第二前端點11b1求得。使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡測定將這樣求得的第一前端點11a1和第二前端點11b1連結(jié)的直線的長度d1,并將測定的該直線的長度設(shè)為凸模110的前端直徑。

〔凸模部11的凸模110的前端角度α的測定〕

將凸模部11的凸模110的前端部,在使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡放大規(guī)定倍率的狀態(tài)下進行觀察。接著,如圖15所示,沿著兩側(cè)邊11a、11b內(nèi)的一側(cè)邊11a的直線部分延伸假想直線ila,且沿著另一側(cè)邊11b的直線部分延伸假想直線ilb。然后,使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡測定假想直線ila和假想直線ilb所成的角,將測定的該所成的角設(shè)為凸模部11的凸模110的前端角度α。

凸模部11由難折彎的高強度的材質(zhì)形成。作為凸模部11的材質(zhì),可舉出:鋼鐵、不銹鋼、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、鈷、鈷合金、銅、銅合金、鈹銅、鈹銅合金等金屬、或陶瓷等。

突起部前體形成部10a在第一實施方式的制造裝置100b中,如圖14所示,具有在將凸模部11刺到基材薄片2a時支承基材薄片2a的支承部件12。支承部件12配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè),在將凸模部11從一個面2d側(cè)刺入時,發(fā)揮薄片基材2a難以撓曲的作用。因此,支承部件12配置于基材薄片2a的凸模部11被刺入的區(qū)域以外的部分,第一實施方式的制造裝置100b中,在基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部,由與輸送方向(y方向)平行地延伸的一對板狀部件形成。各支承部件12從突起部前體形成部10a通過突起伸長部10b及冷卻部20并延伸至到達釋放部30結(jié)束的位置。

作為構(gòu)成支承部件12的材質(zhì),也可以是與凸模部11的材質(zhì)相同的材質(zhì),也可以由合成樹脂等形成。

第一實施方式的突起部前體形成工序中,如圖14所示,利用在從坯料輥放出且沿著y方向輸送的帶狀的基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?配置的一對支承部件12、12,支承基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部。然后,使用箱運動式的凸模部11,使凸模部11的各凸模110的前端部從基材薄片2a中的未由支承部件12支承的部分、即基材薄片2a中的一對支承部件12、12之間的中央部分的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?抵接。這樣,突起部前體形成工序中,使凸模部11的各凸模110抵接的基材薄片2a的與抵接部分tp對應(yīng)的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?未設(shè)置用于形成突起物的與凸模部11嵌合的凹部等而成為浮起的狀態(tài)。

然后,第一實施方式中,如圖16(a)所示,在抵接部分tp,利用超聲波振動裝置使凸模部11進行超聲波振動,使抵接部分tp產(chǎn)生摩擦所產(chǎn)生的熱而使抵接部分tp軟化。然后,第一實施方式的突起部前體形成工序中,一邊使各抵接部分tp軟化,一邊如圖16(b)所示,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?向另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?上升,使凸模110的前端部刺到基材薄片2a,形成從基材薄片2a的另一個面2u(上表面)突出并且具有貫通的貫通孔3h的中空的突起部前體3b。

第一實施方式的突起部前體形成工序中,關(guān)于凸模部11的超聲波振動裝置所產(chǎn)生的超聲波振動,從具有貫通孔3h的突起部前體3b的形成的觀點來看,其振動頻率(以下,稱為頻率)優(yōu)選為10khz以上,更優(yōu)選為15khz以上,而且,優(yōu)選為50khz以下,更優(yōu)選為40khz以下,具體而言,優(yōu)選為10khz以上50khz以下,更優(yōu)選為15khz以上40khz以下。

另外,關(guān)于凸模部11的超聲波振動裝置所產(chǎn)生的超聲波振動,從形成具有貫通孔3h的突起部前體3b的觀點來看,其振幅優(yōu)選為1μm以上,更優(yōu)選為5μm以上,而且,優(yōu)選為60μm以下,更優(yōu)選為50μm以下,具體而言,優(yōu)選為1μm以上60μm以下,更優(yōu)選為5μm以上50μm以下。在如第一實施方式那樣使用超聲波振動裝置的情況下,突起部前體形成工序中,只要在在上述的范圍內(nèi)調(diào)整凸模部11的超聲波振動的頻率及振幅即可。

第一實施方式的突起部前體形成工序中,將凸模部11刺到基材薄片2a的刺入速度過慢時,樹脂過度加熱軟化,貫通孔3h的大小變得過大,過快時,加熱軟化不足,不會形成貫通孔3h,因此,從有效地形成具有貫通孔3h的突起部前體3b的觀點來看,優(yōu)選為0.1mm/秒以上,更優(yōu)選為1mm/秒以上,而且,優(yōu)選為1000mm/秒以下,更優(yōu)選為800mm/秒以下,具體而言,優(yōu)選為0.1mm/秒以上1000mm/秒以下,更優(yōu)選為1mm/秒以上800mm/秒以下。

第一實施方式的突起部前體形成工序中,從有效地形成具有貫通孔3h的突起部前體3b的觀點來看,刺到基材薄片2a的凸模部11的刺入高度優(yōu)選為0.001mm以上,更優(yōu)選為0.01mm以上,而且,優(yōu)選為2mm以下,更優(yōu)選為1mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.001mm以上2mm以下,更優(yōu)選為0.01mm以上1mm以下。在此,“刺入高度”是指,在將凸模部11的凸模110刺入基材薄片2a的狀態(tài)下,凸模部11的凸模110的頂點和基材薄片2a的另一個面2u之間的距離。因此,突起部前體形成工序中的刺入高度是,突起部前體形成工序中將凸模110最深地刺入且凸模110從基材薄片2a的另一個面2u漏出的狀態(tài)下的、從該另一個面2u到沿垂直方向測定的凸模110的頂點的距離。

接著,第一實施方式的制造裝置100b中,如圖14所示,在突起部前體形成部10a的下游側(cè)設(shè)置有突起部伸長部10b。第一實施方式中,突起部前體形成工序之后,在將凸模部11刺入突起部前體3b的內(nèi)部的狀態(tài)下,一邊使基材薄片2a的抵接部分tp利用熱而軟化,一邊將凸模部11進一步刺到基材薄片2a,形成從基材薄片2a的另一個面2u突出更長的距離的突起部3(突起伸長工序)。優(yōu)選在第一實施方式的制造裝置100b中,使箱運動式的凸模部11,利用電動致動器(未圖示),向厚度方向(z方向)的上方進一步移動,在將凸模部11的凸模110刺入各突起部前體3b的內(nèi)部的狀態(tài)下,使基材薄片2a的各抵接部分tp利用超聲波振動裝置對凸模部11進行超聲波振動,一邊使抵接部分tp產(chǎn)生摩擦所產(chǎn)生的熱而進一步軟化,一邊將凸模部11的凸模110進一步刺到基材薄片2a,形成從基材薄片2a的另一個面2u進一步突出的突起部3。與此同時,使用箱運動式的凸模部11,使將凸模部11的凸模110刺入內(nèi)部的陣列狀的突起部3沿基材薄片2a的輸送方向(y方向)平行地移動。此外,第一實施方式的突起部形成工序中,如圖14所示,利用在沿y方向輸送的帶狀的基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?配置的一對支承部件12、12,支承基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部。

第一實施方式的突起伸長工序中,如圖16(c)所示,超聲波振動裝置所產(chǎn)生的凸模部11的超聲波振動的頻率及振幅分別與突起部前體形成工序中的超聲波振動的頻率及振幅相同。此外,突起伸長工序中形成的突起部3的貫通孔3h的開孔面積為突起部前體形成工序中形成的突起部前體3b的貫通孔3h的開孔面積s1以上的面積,但優(yōu)選為與開孔面積s1相同的面積。

第一實施方式的突起伸長工序中,將凸模部11刺到基材薄片2a的刺入速度比突起部前體形成工序中將凸模部11刺到基材薄片2a的刺入速度慢。第一實施方式的突起伸長工序中,將凸模部11刺到基材薄片2a的刺入速度過慢時,使樹脂過度軟化,貫通孔3h的大小過于大幅變化,過快時,軟化不足,突起部3的高度容易不足,因此,從有效地形成具有貫通孔3h的突起部3的觀點來看,優(yōu)選為0.1mm/秒以上,更優(yōu)選為1mm/秒以上,而且,優(yōu)選為1000mm/秒以下,更優(yōu)選為800mm/秒以下,具體而言,優(yōu)選為0.1mm/秒以上1000mm/秒以下,更優(yōu)選為1mm/秒以上800mm/秒以下。

第一實施方式的突起伸長工序中,在使加熱狀態(tài)的凸模部11的上升停止,將凸模部11的凸模110刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下,直到輸送至下一工序(冷卻工序)的時間即軟化時間過長時,基材薄片2a中的各抵接部分tp過度軟化,但從補充軟化不足的觀點來看,優(yōu)選為0秒以上,更優(yōu)選為0.1秒以上,而且,優(yōu)選為10秒以下,更優(yōu)選為5秒以下,具體而言,優(yōu)選為0秒以上10秒以下,更優(yōu)選為0.1秒以上5秒以下。

第一實施方式的突起伸長工序中,從有效地形成具有貫通孔3h的突起部3的觀點來看,刺到基材薄片2a的凸模部11的刺入高度優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上5mm以下。

如以上所述,第一實施方式中,突起部前體形成工序中凸模部11具備的加熱機構(gòu)(未圖示)的條件和突起伸長工序中凸模部11具備的加熱機構(gòu)(未圖示)的條件相同,突起伸長工序中將凸模部11進一步刺到基材薄片2a的速度比突起部前體形成工序中將凸模部11刺到基材薄片2a的速度慢。具體而言,第一實施方式的制造裝置100b是凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為超聲波振動裝置的情況,但突起伸長部10b具有的凸模部11的超聲波振動的頻率及振幅和突起部前體形成部10a具有的凸模部11的超聲波振動的頻率及振幅相同,不滿足上述(b)及上述(c)的條件。但是,第一實施方式中,關(guān)于凸模部11向基材薄片2a的刺入速度,突起伸長工序中的刺入速度比突起部前體形成工序中的刺入速度慢,滿足上述(a)的條件。因此,突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大。

另外,第一實施方式的制造裝置100b中,使用箱運動式的凸模部11,因此,關(guān)于凸模部11向基材薄片2a的刺入速度,從突起部前體形成工序到突起伸長工序,刺入速度連續(xù)地變慢。即,該刺入速度逐漸降低。因此,第一實施方式中,突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的每單位刺入高度的熱量和突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的每單位刺入高度的熱量,從突起部前體形成工序的后期到突起伸長工序的前期連續(xù)地變化。此外,“每單位刺入高度的熱量”是,各個工序中,對基材薄片2a賦予的總熱量除以凸模部11的移動距離的值。例如,突起部前體形成工序中,凸模部11與基材薄片2a接觸后直到該工序結(jié)束為止,對基材薄片2a賦予的總熱量除以該工序的總移動距離的值。

接著,第一實施方式的制造裝置100b中,如圖14所示,在突起部形成工序的下游,具體而言,在突起部形成工序的突起伸長部10b的下游設(shè)置有冷卻部20。如圖4所示,冷卻部20具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21。第一實施方式中,突起伸長工序之后,使用冷風(fēng)送風(fēng)裝置21,在將凸模部11刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下冷卻突起部3(冷卻工序)。具體而言,冷風(fēng)送風(fēng)裝置21覆蓋輸送的帶狀的基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?及一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?的整體,使帶狀的基材薄片2a在冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的內(nèi)部沿著輸送方向(y方向)輸送。在冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的隧道內(nèi),進行冷風(fēng)送風(fēng)的送風(fēng)口22(參照圖16(d))設(shè)于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?,從送風(fēng)口22吹附冷風(fēng)進行冷卻。此外,冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的冷卻溫度、冷卻時間的控制也由第一實施方式的制造裝置100b所具備的控制機構(gòu)(未圖示)進行控制。

第一實施方式的冷卻工序中,如圖14所示,使用箱運動式的凸模部11,在冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的隧道內(nèi),將凸模部11的凸模110刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下,與基材薄片2a的輸送方向(y方向)平行地輸送,如圖16(d)所示,在從隧道內(nèi)配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?的送風(fēng)口22吹附冷風(fēng),并在將凸模部11的凸模110刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下進行冷卻。此外,在進行冷卻時,凸模部11的超聲波裝置所進行的超聲波振動可以是繼續(xù)狀態(tài)也可以是停止的狀態(tài),但從不使突起部3的形狀過度變形而保持一定的觀點來看,優(yōu)選停止。

從形成具有貫通孔3h的突起部3的觀點來看,吹附的冷風(fēng)的溫度優(yōu)選為-50℃以上,更優(yōu)選為-40℃以上,而且,優(yōu)選為26℃以下,更優(yōu)選為10℃以下,具體而言,優(yōu)選為-50℃以上26℃以下,更優(yōu)選為-40℃以上10℃以下。

從成型性和加工時間的兼得性的觀點來看,吹附冷風(fēng)進行冷卻的冷卻時間優(yōu)選為0.01秒以上,更優(yōu)選為0.5秒以上,而且,優(yōu)選為60秒以下,更優(yōu)選為30秒以下,具體而言,優(yōu)選為0.01秒以上60秒以下,更優(yōu)選為0.5秒以上30秒以下。

接著,第一實施方式的制造裝置100b中,如圖14所示,在冷卻部20的下游設(shè)置有釋放部30。第一實施方式中,在冷卻工序之后,從突起部3的內(nèi)部抽出凸模部11,形成微針陣列1m的前體1a(釋放工序)。具體而言,第一實施方式的釋放工序中,使用箱運動式的凸模部11,如圖16(e)所示,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d(下表面)下降,從將凸模部11的凸模110刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)抽出凸模部11的凸模110,形成成為具有貫通孔3h且內(nèi)部中空的突起部3配置成陣列狀的微針陣列1m的帶狀的微細中空突起物的前體1a。

接著,第一實施方式的制造裝置100b中,如圖14所示,在釋放部30的下游設(shè)置有裁剪部40。在第一實施方式的制造裝置100b中,裁剪部40具備在前端具有切割刀的切割部41和砧部42。切割部41的切割刀比帶狀的微細中空突起物的前體1a的整個寬度(x方向的長度)更寬地形成。第一實施方式中,釋放工序之后,向一對切割部41和砧部42之間輸送帶狀的微細中空突起物的前體1a,在輸送方向(y方向)上相鄰的每個突起部彼此3、3之間,利用切割部41的切割刀進行裁剪,而連續(xù)地制造將具有貫通孔3h的突起部3配置成陣列狀的單個的微針陣列1m。

帶狀的微細中空突起物的前體1a的裁剪只要以沿著各微針陣列1m的橫方向延伸的方式進行即可,例如可以遍及各微針陣列1m的橫方向直線性地進行?;蚩梢砸圆眉艟€描繪曲線的方式進行裁剪。即使在任意情況下,也優(yōu)選采用不會由于裁剪而產(chǎn)生飛邊那樣的裁剪模式。

接著,第一實施方式的制造裝置100b中,如圖14所示,在裁剪部40的下游設(shè)置有間距調(diào)節(jié)部50。第一實施方式的制造裝置100b中,間距調(diào)節(jié)部50具有:以旋轉(zhuǎn)軸相互平行的方式配置的多個輥51、架設(shè)于各輥51間的環(huán)狀的輸送帶52。另外,在輸送帶52的內(nèi)部具有吸氣箱53。在輸送帶52上設(shè)有多個透孔(未圖示),該透孔用于通過起動吸氣箱53而從旋轉(zhuǎn)軌道的外部向內(nèi)部抽吸空氣。此外,輸送帶52的輸送速度比直到裁剪部40的基材薄片2a的輸送速度更快。

第一實施方式中,將毎片微針陣列1m連續(xù)地經(jīng)由透孔(未圖示)一邊由吸氣箱53進行抽吸,一邊載置于速度較快的輸送帶52上,將輸送方向(y方向)上前后相鄰的微針陣列1m、1m之間的距離變寬,設(shè)置規(guī)定的距離并再配置,制造作為微細中空突起物1的微針陣列1m。

如以上說明的那樣,根據(jù)使用第一實施方式的制造裝置100b制造具有貫通孔3h的微針陣列1m的第一實施方式的制造方法,具備:形成具有貫通孔3h的突起部前體3b的突起部前體形成工序;形成突起部3的突起伸長工序,因此,可以制造微針陣列1m具備的突起部3的高度及突起部3的貫通孔3h的大小精度較高的具有高質(zhì)量的貫通孔3h的微針陣列1m。另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,僅以簡單的工序,就可以制造具有貫通孔3h的微針陣列1m,可以實現(xiàn)低成本化。另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,可以有效地連續(xù)且穩(wěn)定地大量生產(chǎn)具有貫通孔3h的微針陣列1m。此外,本說明書中“具有貫通孔的微針陣列”是指,“具有作為具有貫通孔的突起部的微針的微針陣列”。

另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大,因此,可以制造突起部3的高度及突起部3的貫通孔3h的大小的精度更高的具有高質(zhì)量的貫通孔3h的微針陣列1m。詳細而言,突起部前體形成工序中,對基材薄片2a賦予的熱量較小,因此,與基材薄片2a的延伸相比,成為前端部開孔容易的條件。因此,前端的貫通口3h的大小容易控制。另一方面,緊接于該工序的突起伸長工序中,對基材薄片2a賦予的熱量較大,因此,成為開孔的突起部前體3b容易延伸的條件。因此,抑制損傷貫通口3h的形狀,且一邊將突起部3的高度維持良好的形狀性一邊進行設(shè)計變得容易。

另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,突起部前體形成工序中凸模部11具備的超聲波振動裝置所產(chǎn)生的超聲波振動的頻率及振幅的條件(即,加熱機構(gòu)的條件)和突起伸長工序中凸模部11具備的超聲波振動裝置所產(chǎn)生的超聲波振動的頻率及振幅的條件(即,加熱機構(gòu)的條件)相同。但是,突起伸長工序中將凸模部11進一步刺到基材薄片2a的速度比突起部前體形成工序中將凸模部11刺到基材薄片2a的速度慢,突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大。這樣,變更將凸模部11刺到基材薄片2a的速度,使突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大,因此,更容易控制微針陣列1m具備的突起部3的高度及突起部3的貫通孔3h的大小的精度,可以進一步制造具有高質(zhì)量的貫通孔3h的微針陣列1m。另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,通過速度控制控制基材薄片2a承受的總熱量,因此,容易使突起部前體延伸成良好的形狀,因而優(yōu)選。

另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,關(guān)于凸模部11向基材薄片2a的刺入速度,使用箱運動式的凸模部11,從突起部前體形成工序到突起伸長工序,連續(xù)地減慢刺入速度。這樣,突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量和突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量,從突起部前體形成工序到突起伸長工序連續(xù)地變化。因此,更容易控制微針陣列1m具備的突起部3的高度及突起部3的貫通孔3h的大小的精度。

另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,使用超聲波振動裝置作為凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示),因此,未必需要具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21,僅中斷超聲波振動裝置的振動,也可以進行冷卻。在該點上,當(dāng)將超聲波振動用作加熱機構(gòu)時,裝置簡化,并且可以高速制造具有貫通孔3h的微針陣列1m。另外,在基材薄片2a的未與凸模部11抵接的部分,熱更難以傳遞,另外,通過超聲波振動賦予的切斷,有效地進行冷卻,因此,難以產(chǎn)生成形部分以外的變形,可以制造精度良好的微針陣列1m。

另外,如上所述,第一實施方式的制造裝置100b的突起部形成部10通過控制機構(gòu)(未圖示),控制凸模部11的動作、凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)的加熱條件、冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的冷卻溫度、冷卻時間。因此,如果通過控制機構(gòu)(未圖示),控制例如突起伸長工序中的凸模部11的刺入高度,則可容易變更凸模部11向基材薄片2a的刺入量,可控制制造的微針陣列1m的突出高度h1。另外,如果控制凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)的條件、基材薄片2a的抵接部分tp的軟化時間、凸模部11向基材薄片2a的刺入速度及凸模部11的形狀的至少任一者,則可以自由地控制構(gòu)成微針陣列1m的突起部3的厚度t1等,可以自由地控制具有貫通孔3h的微針陣列1m的形狀。即,控制突起伸長工序中的凸模部11的刺入高度、加熱條件、基材薄片2a的抵接部分tp的軟化時間、及凸模部11向基材薄片2a的刺入速度、以及冷卻工序中的冷卻條件的至少任一者,可以自由地控制微針陣列1m的形狀。

另外,如上所述,第一實施方式中,如圖14所示,使用在基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?配置的一對支承部件12、12,支承基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部,在基材薄片2a中的一對支承部件12、12之間的浮起的狀態(tài)的中央?yún)^(qū)域,使凸模部11從配置有支承部件12的一側(cè)的相反側(cè)的一個面2d(下表面)抵接,使抵接部分tp軟化而形成突起部3。這樣,不需要用于形成突起部3的、與凸模部11嵌合的凹部等,因此,可以抑制成本增加,可以有效地高精度形成制造的微針陣列1m具備的突起部3。

接著,將本發(fā)明(第二發(fā)明)基于第二實施方式,并參照圖17進行說明。此外,本說明中,主要說明與上述的第一實施方式不同的點。

上述第一實施方式所使用的第一實施方式的制造裝置100b中,凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為超聲波振動裝置,但第二實施方式所使用的第二實施方式的制造裝置100b中,使用加熱器裝置代替超聲波振動裝置。

如第二實施方式的制造裝置100b那樣,在凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為加熱器裝置的情況下,如圖17(a)所示,抵接部分tp中,利用加熱器裝置對凸模部11進行加熱,使抵接部分tp產(chǎn)生熱而使抵接部分tp軟化。然后,第二實施方式的突起部前體形成工序中,一邊使抵接部分tp軟化,一邊如圖17(b)所示,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d(下表面)向另一個面2u(上表面)上升而將凸模110的前端部刺到基材薄片2a,而形成從基材薄片2a的另一個面2u(上表面)突出并具有貫通的貫通孔3h的中空的突起部前體3b。

第二實施方式的突起部前體形成工序中,從形成突起部前體3b的觀點來看,凸模部11所進行的基材薄片2a的加熱溫度優(yōu)選為使用的基材薄片2a的玻璃化溫度(tg)以上溫度以上且小于熔融溫度,更優(yōu)選為該樹脂的軟化溫度以上且小于熔融溫度。詳細而言,上述加熱溫度優(yōu)選為30℃以上,更優(yōu)選為40℃以上,而且,優(yōu)選為300℃以下,更優(yōu)選為250℃以下,具體而言,優(yōu)選為30℃以上300℃以下,更優(yōu)選為40℃以上250℃以下。此外,如第二實施方式那樣,在使用加熱器裝置的情況下,突起部前體形成工序中,只要在上述的范圍內(nèi)調(diào)整凸模部11的加熱溫度即可。此外,該加熱溫度,在第一實施方式中,即使在使用超聲波振動裝置加熱基材薄片2a的情況下,也可適用作與凸模110接觸的基材薄片2a的部分的溫度范圍。

此外,上述“基材薄片的玻璃化溫度(tg)”是指基材薄片的構(gòu)成樹脂的玻璃化溫度(tg),在該構(gòu)成樹脂存在多種的情況下,這些多種玻璃化溫度(tg)相互不同時,上述加熱機構(gòu)所進行的基材薄片的加熱溫度優(yōu)選為至少這些多個玻璃化溫度(tg)中最低的玻璃化溫度(tg)以上,進一步優(yōu)選為這些多個玻璃化溫度(tg)中最高的玻璃化溫度(tg)以上。

另外,上述“基材薄片的軟化溫度”也與玻璃化溫度(tg)一樣,即,在基材薄片的構(gòu)成樹脂存在多種的情況下,這些多種軟化溫度相互不同時,上述加熱機構(gòu)所進行的基材薄片的加熱溫度優(yōu)選為至少這些多個軟化溫度中最低的軟化溫度以上,進一步優(yōu)選為這些多個軟化溫度中最高的軟化溫度以上。

另外,在基材薄片包含熔點不同的兩種以上的樹脂而構(gòu)成的情況下,上述加熱機構(gòu)所進行的基材薄片的加熱溫度優(yōu)選為小于這些多個熔點中最低的熔點。

〔玻璃化轉(zhuǎn)變點(tg)的測定方法〕

使用dsc測定器進行熱量的測定,求得玻璃化溫度。具體而言,測定器使用perkinelmer公司制造的示差掃描熱量測定裝置(diamonddsc)。從基材薄片采取試驗片10mg。就測定條件而言,將20℃等溫5分鐘之后,從20℃到320℃以5℃/分鐘的速度進行升溫,得到橫軸溫度、縱軸熱量的dsc曲線。然后,根據(jù)該dsc曲線求得玻璃化溫度tg。

接著,第二實施方式的突起部伸長工序中,如圖17(c)所示,各抵接部分tp中,利用加熱器裝置以與突起部前體形成工序相同的溫度加熱凸模部11,一邊使抵接部分tp產(chǎn)生熱而使抵接部分tp軟化,一邊使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d(下表面)向另一個面2u(上表面)進一步上升,將凸模110的前端部進一步刺到基材薄片2a,形成具有從基材薄片2a的另一個面2u(上表面)更突出的貫通孔3h的突起部3。

此外,第二實施方式的突起伸長工序中,將凸模部11刺到基材薄片2a的刺入速度比突起部前體形成工序中將凸模部11刺到基材薄片2a的刺入速度慢。

如以上所述,第二實施方式的制造裝置100b是凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為加熱器的情況,但突起伸長部10b的凸模部11的加熱器溫度和突起部前體形成部10a的凸模部11的加熱器溫度為相同的溫度,不滿足上述(d)的條件。但是,第二實施方式中,關(guān)于凸模部11向基材薄片2a的刺入速度,突起伸長工序中的刺入速度比突起部前體形成工序中的刺入速度慢,滿足上述(a)的條件。因此,突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大。

接著,第二實施方式的冷卻工序中,與第一實施方式的冷卻工序一樣,如圖17(d)所示,在從隧道內(nèi)配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?的送風(fēng)口22吹附冷風(fēng),且將凸模部11的凸模110刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下進行冷卻。此外,進行冷卻時,凸模部11的加熱器裝置所進行的加熱也可以是繼續(xù)狀態(tài),也可以是停止的狀態(tài)。

如第二實施方式的制造裝置100b那樣,在凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為加熱器裝置的情況下,設(shè)置于突起部形成部10的下游的冷卻部20也可以是自然冷卻,但優(yōu)選具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21,實施積極的冷卻。

接著,第二實施方式的釋放工序中,與第一實施方式的釋放工序一樣,如圖17(e)所示,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d(下表面)下降,從將凸模部11的凸模110刺入各突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)抽出凸模部11的凸模110,形成成為具有貫通孔3h且內(nèi)部中空的突起部3配置成陣列狀的微針陣列1m的帶狀的微細中空突起物的前體1a。

接著,第二實施方式中,與第一實施方式一樣,利用切割部41的切割刀進行裁剪,連續(xù)地制造具有貫通孔3h的突起部3配置成陣列狀的單個的微針陣列1m,利用間距調(diào)節(jié)部50進行再配置而制造微針陣列1m。

如以上說明的那樣,根據(jù)第二實施方式的制造方法,突起部前體形成工序中凸模部11具備的加熱器裝置所進行的加熱條件(加熱機構(gòu)的條件)和突起伸長工序中凸模部11具備的加熱器裝置所進行的加熱條件(加熱機構(gòu)的條件)相同。但是,突起伸長工序中將凸模部11進一步刺到基材薄片2a的速度比突起部前體形成工序中將凸模部11刺到基材薄片2a的速度慢,突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大。這樣,變更將凸模部11刺到基材薄片2a的速度,使突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大,因此,更容易控制微針陣列1m具備的突起部3的高度及突起部3的貫通孔3h的大小的精度,可以進一步制造具有高質(zhì)量的貫通孔3h的微針陣列1m。

另外,如上所述,第二實施方式中,如圖17(a)所示,僅在使凸模部11抵接的基材薄片2a的抵接部分tp,利用加熱器裝置加熱凸模部11,使抵接部分tp軟化,因此,可以節(jié)能且有效地連續(xù)制造具有貫通孔3h的微針陣列1m。在此,在假定將樹脂整體加熱至與凸模部相同溫度的情況下,不僅能量效率差,而且由于使薄片整體軟化,突起部的間距偏差的產(chǎn)生、薄片的應(yīng)變產(chǎn)生、薄片的連續(xù)輸送變得困難的問題產(chǎn)生的危險性變高。與之相對,第二實施方式中,凸模部11的加熱所產(chǎn)生的熱有效地傳遞至抵接部分tp,其周圍部成為僅可施加過程的加溫的環(huán)境,因此,難以產(chǎn)生突起部3的間距偏差的問題,難以產(chǎn)生基材薄片2a的應(yīng)變,基材薄片2a的連續(xù)輸送也變得容易。

以下,將本發(fā)明(第三發(fā)明)基于其優(yōu)選的實施方式并參照附圖進行說明。

本發(fā)明(第三發(fā)明)的制造方法是具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法。圖19中表示有作為通過第一實施方式的微細中空突起物1的制造方法制造的一個實施方式的微細中空突起物的微針陣列1m的立體圖。本實施方式的微針陣列1m具有片狀的基底部2和多個突起部3。突起部3的數(shù)量、突起部3的配置及突起部3的形狀沒有特別限制,但本實施方式的微針陣列1m優(yōu)選在片狀的基底部2的上表面,陣列(行列)狀地具有9個圓錐臺狀的突起部3。配置成陣列(行列)狀的9個突起部3在輸送下述的基材薄片2a的方向(基材薄片2a的縱方向)即y方向上配置3行,在與輸送的方向正交的方向及輸送的基材薄片2a的橫方向即x方向上配置3列。此外,圖20是著眼于微針陣列1m具有的陣列(行列)狀的突起部3內(nèi)的1個突起部3的微針陣列1m的立體圖,圖21是圖20所示的iii-iii線剖面圖。

如圖20所示,微針陣列1m具有貫通孔3h。本實施方式中,如圖21所示,優(yōu)選微針陣列1m在各突起部3的內(nèi)部形成有從基底部2遍及貫通孔3h的空間,在各突起部3的前端形成有貫通孔3h。各突起部3的內(nèi)部的空間在微針陣列1m中,形成為與突起部3的外形形狀對應(yīng)的形狀,本實施方式中,形成為與圓錐臺狀的突起部3的外形形狀對應(yīng)的圓錐臺狀。此外,突起部3在本實施方式中為圓錐臺狀,但除了圓錐臺狀的形狀以外,也可以是圓柱狀、棱柱狀、棱錐臺狀等。

就微針陣列1m的各突起部3的突出高度h1而言,使其前端在最淺處刺入到角質(zhì)層為止,較深則刺入到真皮為止,因此,優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上5mm以下。

各突起部3的平均厚度t1優(yōu)選為0.005mm以上,更優(yōu)選為0.01mm以上,而且,優(yōu)選為1.0mm以下,更優(yōu)選為0.5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.005mm以上1.0mm以下,更優(yōu)選為0.01mm以上0.5mm以下。

基底部2的厚度t2優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為1.0mm以下,更優(yōu)選為0.7mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上1.0mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上0.7mm以下。

微針陣列1m的各突起部3的前端直徑l的直徑優(yōu)選為1μm以上,更優(yōu)選為5μm以上,而且,優(yōu)選為500μm以下,更優(yōu)選為300μm以下,具體而言,優(yōu)選為1μm以上500μm以下,更優(yōu)選為5μm以上300μm以下。微細中空突起物1的前端直徑l是突起部3的前端中的最寬位置上的長度。在為該范圍時,將微針陣列1m刺入皮膚時的疼痛幾乎沒有。

如圖21所示,微細中空突起物1具有:位于各突起部3的前端部的貫通孔3h、位于與各突起部3對應(yīng)的基底部2的下表面的基底側(cè)貫通孔2h。本實施方式的微針陣列1m中,將貫通孔3h及基底側(cè)貫通孔2h形成為同心圓形狀。

貫通孔3h的開孔面積s1優(yōu)選為0.7μm2以上,更優(yōu)選為20μm2以上,而且,優(yōu)選為200000μm2以下,更優(yōu)選為70000μm2以下,具體而言,優(yōu)選為0.7μm2以上200000μm2以下,更優(yōu)選為20μm2以上70000μm2以下。

基底側(cè)貫通孔2h的開孔面積s2優(yōu)選為0.007mm2以上,更優(yōu)選為0.03mm2以上,而且,優(yōu)選為20mm2以下,更優(yōu)選為7mm2以下,具體而言,優(yōu)選為0.007mm2以上20mm2以下,更優(yōu)選為0.03mm2以上7mm2以下。

在片狀的基底部2的上表面上配置成陣列(行列)狀的9個突起部3優(yōu)選縱方向(y方向)的中心間距離均勻,且橫方向(x方向)的中心間距離均勻,優(yōu)選縱方向(y方向)的中心間距離和橫方向(x方向)的中心間距離為相同的距離。突起部3的縱方向(y方向)的中心間距離優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.05mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.05mm以上5mm以下。另外,突起部3的橫方向(x方向)的中心間距離優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.05mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.05mm以上5mm以下。

接著,以作為上述的微細中空突起物1的微針陣列1m的制造方法為例,參照圖22~圖24說明本發(fā)明(第三發(fā)明)的微細中空突起物的制造方法。圖22中表示有實施第一實施方式的制造方法所使用的第一實施方式的制造裝置100c的整體結(jié)構(gòu)。此外,如上所述,微針陣列1m的各突起部3非常小,但為了便于說明,圖22中非常大地描繪微針陣列1m的各突起部3。

圖22所示的第一實施方式的制造裝置100c從上游側(cè)向下游側(cè)具備:在基材薄片2a上形成突起部3的突起部形成部10、冷卻部20、將下述的凸模部11抽出的釋放部30、在各微針陣列1m上裁剪的裁剪部40及調(diào)整各微針陣列1m的間隔的間距調(diào)節(jié)部50。

以下的說明中,將輸送基材薄片2a的方向(基材薄片2a的縱方向)作為y方向,將與輸送的方向正交的方向及輸送的基材薄片2a的橫方向作為x方向,將輸送的基材薄片2a的厚度方向作為z方向進行說明。

如圖22所示,突起部形成部10具備具有加熱機構(gòu)(未圖示)的凸模部11。凸模部11具有與制造的微針陣列1m的突起部3的個數(shù)、配置、各突起部3的大致外形形狀對應(yīng)的凸模110,第一實施方式的制造裝置100c中,與9個圓錐臺狀的突起部3對應(yīng),具有9個圓錐狀的凸模110。此外,本發(fā)明(第三發(fā)明)的微細中空突起物的制造方法所使用的制造裝置中,除了凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)以外,未設(shè)置加熱機構(gòu)。此外,本說明書中“除了凸模部11的加熱機構(gòu)以外,未設(shè)置加熱機構(gòu)”不僅是指完全排除其它加熱機構(gòu)的情況,而且還包含具備加熱至小于基材薄片2a的軟化溫度或小于玻璃化溫度的裝置。但是,優(yōu)選完全不包含其它加熱機構(gòu)。

第一實施方式的制造裝置100c中,凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為超聲波振動裝置。第一實施方式中,首先,從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片2a的坯料輥放出帶狀的基材薄片2a,并沿y方向輸送。然后,使凸模部11從沿y方向輸送的帶狀的基材薄片2a的一個面2d側(cè)抵接,一邊利用熱使基材薄片2a中的抵接部分tp軟化,一邊朝向基材薄片2a的另一個面2u側(cè),將凸模部11刺到基材薄片2a而形成從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)突出的突起部3(突起部形成工序)。突起部形成工序中,使用與基材薄片2a的另一個面2u隔開間隔地配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)的承受部件13。然后,突起部形成工序中,凸模部11與承受部件13接觸而在突起部3形成貫通孔3h。優(yōu)選在第一實施方式的突起部形成工序中,由凸模部11伸展的基材薄片2a的一部分與承受部件13接觸,基材薄片2a成為被凸模部11和承受部件13夾持的狀態(tài)。將凸模部11壓入基材薄片2a直到貫通基材薄片2a,凸模部11形成從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)突出并且具有貫通至基材薄片2a的另一個面2u側(cè)的貫通孔3h的突起部3。更優(yōu)選第一實施方式的制造裝置100c中,在凸模部11,9個尖銳的前端的圓錐狀的凸模110,將其前端朝向上方配置,凸模部11至少可以沿著厚度方向(z方向)的上下移動。更優(yōu)選第一實施方式的制造裝置100c中,凸模部11利用電動致動器(未圖示)可以沿著厚度方向(z方向)的上下移動,且在輸送方向(y方向)上可以與基材薄片2a并行。凸模部11的動作(電動致動器)的控制由第一實施方式的制造裝置100c所具備的控制機構(gòu)(未圖示)控制。這樣,第一實施方式的制造裝置100c是具有所謂描繪環(huán)形軌道的箱運動式的凸模部11的裝置。此外,凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)的加熱的控制也由第一實施方式的制造裝置100c所具備的控制機構(gòu)(未圖示)進行控制。

基材薄片2a是成為制造的微針陣列1m具有的基底部2的薄片,包含熱塑性樹脂而形成。作為熱塑性樹脂,可舉出:聚脂肪酸酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯類、聚氯乙烯、尼龍樹脂、丙烯酸樹脂等或它們的組合,從生物可降解性的觀點來看,優(yōu)選使用聚脂肪酸酯。作為聚脂肪酸酯,具體而言,可舉出:聚乳酸、聚乙醇酸或它們的組合等。此外,基材薄片2a除了熱塑性樹脂以外,也可以由包含透明質(zhì)酸、骨膠原、淀粉、纖維素等的混合物形成。基材薄片2a的厚度與制造的微針陣列1m具有的基底部2的厚度t2相同等。

凸模部11的凸模110的外形形狀是比微針陣列1m具有的突起部3的外形形狀更尖銳的形狀。凸模部11的凸模110的高度h2(參照圖22)比制造的微針陣列1m的高度h1高地形成,優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為30mm以下,更優(yōu)選為20mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上30mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上20mm以下。凸模部11的凸模110的前端直徑d1(參照圖23)優(yōu)選為0.001mm以上,更優(yōu)選為0.005mm以上,而且,優(yōu)選為1mm以下,更優(yōu)選為0.5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.001mm以上1mm以下,更優(yōu)選為0.005mm以上0.5mm以下。凸模部11的凸模110的前端直徑d1如以下進行測定。

凸模部11的凸模110的下部直徑d2(參照圖23)優(yōu)選為0.1mm以上,更優(yōu)選為0.2mm以上,而且,優(yōu)選為5mm以下,更優(yōu)選為3mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.1mm以上5mm以下,更優(yōu)選為0.2mm以上3mm以下。

從容易得到充分的強度的觀點來看,凸模部11的凸模110的前端角度α(參照圖23)優(yōu)選為1度以上,更優(yōu)選為5度以上。而且,從得到具有適當(dāng)?shù)慕嵌鹊耐黄鸩?的觀點來看,前端角度α優(yōu)選為60度以下,更優(yōu)選為45度以下,具體而言,優(yōu)選為1度以上60度以下,更優(yōu)選為5度以上45度以下。凸模部11的凸模110的前端角度α如以下進行測定。

〔凸模部11的凸模110的前端直徑的測定〕

將凸模部11的凸模110的前端部在使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡放大至規(guī)定倍率的狀態(tài)下進行觀察。接著,如圖23所示,沿著兩側(cè)邊11a、11b內(nèi)的一側(cè)邊11a的直線部分延伸假想直線ila,且沿著另一側(cè)邊11b的直線部分延伸假想直線ilb。然后,在前端側(cè),將一側(cè)邊11a離開假想直線ila的部位作為第一前端點11a1求得,將另一側(cè)邊11b離開假想直線ilb的部位作為第二前端點11b1求得。使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡測定將這樣求得的第一前端點11a1和第二前端點11b1連結(jié)的直線的長度d1,并將測定的該直線的長度設(shè)為凸模110的前端直徑。

〔凸模部11的凸模110的前端角度α的測定〕

將凸模部11的凸模110的前端部,在使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡放大規(guī)定倍率的狀態(tài)下進行觀察。接著,如圖23所示,沿著兩側(cè)邊11a、11b內(nèi)的一側(cè)邊11a的直線部分延伸假想直線ila,且沿著另一側(cè)邊11b的直線部分延伸假想直線ilb。然后,使用掃描電子顯微鏡(sem)或顯微鏡測定假想直線ila和假想直線ilb所成的角,將測定的該所成的角設(shè)為凸模部11的凸模110的前端角度α。

凸模部11由難折彎的高強度的材質(zhì)形成。作為凸模部11的材質(zhì),可舉出:鋼鐵、不銹鋼、鋁、鋁合金、鎳、鎳合金、鈷、鈷合金、銅、銅合金、鈹銅、鈹銅合金等金屬、或陶瓷等。

本發(fā)明(第三發(fā)明)的微細中空突起物的制造方法所使用的承受部件13,與基材薄片2a隔開間隔地配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)。承受部件13的形狀沒有特別限制,但第一實施方式的制造裝置100c中,形成為板狀。板狀的承受部件13的y方向的長度與凸模部11的y方向的長度大致相同,其x方向的長度與凸模部11的x方向的長度大致相同。這種板狀的承受部件13在第一實施方式的制造裝置100c中,如圖22所示,以夾持沿y方向輸送的基材薄片2a,進行箱運動式的凸模部11的動作和對象的動作的方式,以箱運動式描繪環(huán)形軌道。然后,箱運動式的承受部件13從基材薄片2a的另一個面2u沿著厚度方向(z方向)上方,隔開間隔地配置,可以沿著輸送方向(y方向)與基材薄片2a并行。承受部件13向輸送方向(y方向)的移動速度與凸模部11向輸送方向(y方向)的移動速度對應(yīng),由第一實施方式的制造裝置100c所具備的控制機構(gòu)(未圖示)控制。

承受部件13只要其材質(zhì)比將凸模部11刺入基材薄片2a且與承受部件13接觸時的基材薄片2a的硬度更硬即可,也可以由橡膠等的彈性部件、合成樹脂、或與凸模部11的材質(zhì)相同的材質(zhì)等形成。此外,承受部件13的材質(zhì)的硬度比將基材薄片2a加熱至其軟化溫度以上而軟化的基材薄片2a的硬度更硬,從加工的容易度的觀點來看優(yōu)選。

承受部件13和基材薄片2a的間隔與制造的微針陣列1m具有的突起部3的突出高度h1一致,可以根據(jù)制造的突起部3的突出高度h1,由第一實施方式的制造裝置100c所具備的控制機構(gòu)(未圖示)變更。

承受部件13如圖24所示,第一實施方式的制造裝置100c中,具有凹部131,優(yōu)選在與凸模部11接觸的部分凹部131。再有,凹部131的開口周緣131a形狀與凸模部11的周壁11w中的與承受部件13接觸的位置上的外周11c形狀(參照圖23)一致。第一實施方式的制造裝置100c中,與9個凸模110對應(yīng),具有9個凹部131。在此,凹部131的開口周緣131a形狀是指,從基材薄片2a側(cè)俯視在承受部件13的基材薄片2a側(cè)的面上形成的凹部131時的凹部131的輪郭的形狀。另外,凸模部11的上述外周11c形狀是指,在凸模部11的凸模110的周壁11w中的與承受部件13接觸的位置上,對凸模110剖視時的凸模110的輪郭的形狀。第一實施方式的制造裝置100c中,各凸模110為圓錐狀,因此,各上述外周11c形狀為圓形狀,各凹部131的開口周緣131a形狀也為圓形狀。此外,如果凸模110的形狀為棱錐狀,則上述外周11c形狀也成為矩形狀,凹部131的開口周緣131a形狀也成為矩形狀。

承受部件13的各凹部131中,只要僅開口周緣131a形狀與各凸模部11的外周11c形狀一致即可,與開口周緣131a相比,承受部件13的內(nèi)部的形狀沒有特別限制,但在第一實施方式的制造裝置100c中,如圖24所示,形成為圓柱狀。

突起部形成部10在第一實施方式的制造裝置100c中,如圖22所示,具有在將凸模部11刺到基材薄片2a時支承基材薄片2a的支承部件12。支承部件12配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè),在將凸模部11從一個面2d側(cè)刺入時,發(fā)揮薄片基材2a難以撓曲的作用。因此,支承部件12配置于基材薄片2a的凸模部11被刺入的區(qū)域以外的部分,第一實施方式的制造裝置100c中,在基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部,由與輸送方向(y方向)平行地延伸的一對板狀部件形成。各支承部件12從突起部形成部10通過冷卻部20并延伸至到達釋放部30結(jié)束的位置。

作為形成支承部件12的材質(zhì),也可以是與凸模部11的材質(zhì)相同的材質(zhì),也可以由合成樹脂等形成。

第一實施方式的突起部形成工序中,如圖22所示,利用在從坯料輥放出且沿著y方向輸送的帶狀的基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?配置的一對支承部件12、12,支承基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部。然后,使用箱運動式的凸模部11,使凸模部11的各凸模110的前端部從基材薄片2a中的未由支承部件12支承的部分、即基材薄片2a中的一對支承部件12、12之間的中央?yún)^(qū)域的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?抵接。

然后,第一實施方式中,如圖25(a)所示,在抵接部分tp,利用超聲波振動裝置使凸模部11進行超聲波振動,使抵接部分tp產(chǎn)生摩擦所產(chǎn)生的熱而使抵接部分tp軟化。然后,第一實施方式的突起部形成工序中,一邊使各抵接部分tp軟化,一邊如圖25(b)所示,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?向另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?上升,使凸模110的前端部刺到基材薄片2a。

在此,第一實施方式的突起部形成工序中,如圖25(c)所示,將凸模部11刺到基材薄片2a直到凸模部11的周壁11w與承受部件13的凹部131的開口周緣131a接觸而貫通基材薄片2a。圖26中表示圖25(c)的主要部分放大剖面圖。如圖26所示,第一實施方式的制造裝置100c中,使箱運動式的凸模部11利用電動致動器(未圖示),向厚度方向(z方向)的上方移動,將凸模部11的各凸模110刺到基材薄片2a,形成從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)突出的突起部3。然后,利用電動致動器(未圖示),使凸模部11進一步向厚度方向(z方向)的上方移動,如圖26所示,將凸模部11的各凸模110的前端刺到在承受部件13的基材薄片2a側(cè)的面上形成的圓柱狀的凹部131的內(nèi)部。然后,使基材薄片12與凹部131的開口周緣131a接觸,進一步或同時使凸模部11的周壁11w與該周壁11w的外周11c接觸,使凸模部11貫通基材薄片2a。這樣,第一實施方式的制造裝置100c中,利用凸模部11的凸模110和承受部件13的凹部131,將從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)突出并且具有貫通至基材薄片2a的另一個面2u側(cè)的貫通孔3h的突起部3形成為陣列狀。與此同時,使用箱運動式的凸模部11,使將凸模部11的凸模110刺入內(nèi)部的陣列狀的突起部3與基材薄片2a的輸送方向(y方向)平行地移動。

第一實施方式的突起部形成工序中,關(guān)于凸模部11的超聲波振動裝置所產(chǎn)生的超聲波振動,從形成具有貫通孔3h的突起部3的觀點來看,其頻率優(yōu)選為10khz以上,更優(yōu)選為15khz以上,而且,優(yōu)選為50khz以下,更優(yōu)選為40khz以下,具體而言,優(yōu)選為10khz以上50khz以下,更優(yōu)選為15khz以上40khz以下。

另外,關(guān)于凸模部11的超聲波振動裝置所產(chǎn)生的超聲波振動,從形成具有貫通孔3h的突起部3的觀點來看,其振幅優(yōu)選為1μm以上,更優(yōu)選為5μm以上,而且,優(yōu)選為60μm以下,更優(yōu)選為50μm以下,具體而言,優(yōu)選為1μm以上60μm以下,更優(yōu)選為5μm以上50μm以下。在如第一實施方式那樣使用超聲波振動裝置的情況下,突起部形成工序中,只要在上述的范圍內(nèi)調(diào)整凸模部11的超聲波振動的頻率及振幅即可。

第一實施方式的突起部形成工序中,從有效地形成具有貫通孔3h的突起部3的觀點來看,將凸模部11刺到基材薄片2a的刺入速度優(yōu)選為0.1mm/秒以上,更優(yōu)選為1mm/秒以上,而且,優(yōu)選為1000mm/秒以下,更優(yōu)選為800mm/秒以下,具體而言,優(yōu)選為0.1mm/秒以上1000mm/秒以下,更優(yōu)選為1mm/秒以上800mm/秒以下。

第一實施方式的突起部形成工序中,從有效地形成突起部3具有的貫通孔3h的觀點來看,刺到基材薄片2a的凸模部11的刺入高度比承受部件13和基材薄片2a的間隔、即制造的微針陣列1m具有的突起部3的突出高度h1高,優(yōu)選為0.01mm以上,更優(yōu)選為0.02mm以上,而且,優(yōu)選為10mm以下,更優(yōu)選為5mm以下,具體而言,優(yōu)選為0.01mm以上10mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上5mm以下。在此,“刺入高度”是指,在將凸模部11的凸模110最刺入基材薄片2a的狀態(tài)下,凸模部11的凸模110的頂點和基材薄片2a的另一個面2u(上表面)之間的距離。因此,突起部形成工序中的刺入高度是,突起部前體形成工序中將凸模110最深地刺入且凸模110從基材薄片2a的另一個面2u漏出的狀態(tài)下的、從該另一個面2u到沿垂直方向測定的凸模110的頂點的距離。

第一實施方式的突起部形成工序中,在使加熱狀態(tài)的凸模部11的上升停止,將凸模部11的凸模110刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下,直到輸送至下一工序(冷卻工序)的時間即軟化時間過長時,基材薄片2a中的各抵接部分tp過度軟化,但從補充軟化不足的觀點來看,優(yōu)選為0秒以上,更優(yōu)選為0.1秒以上,而且,優(yōu)選為10秒以下,更優(yōu)選為5秒以下,具體而言,優(yōu)選為0秒以上10秒以下,更優(yōu)選為0.1秒以上5秒以下。

接著,第一實施方式的制造裝置100c中,如圖22所示,在突起部形成部10的下游設(shè)置有冷卻部20。如圖22所示,冷卻部20具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21。第一實施方式中,突起伸長工序之后,使用冷風(fēng)送風(fēng)裝置21,在將凸模部11刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下冷卻突起部3(冷卻工序)。具體而言,冷風(fēng)送風(fēng)裝置21覆蓋輸送的帶狀的基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?及一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?的整體,使帶狀的基材薄片2a在冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的內(nèi)部沿著輸送方向(y方向)輸送。在冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的隧道內(nèi),進行冷風(fēng)送風(fēng)的送風(fēng)口22(參照圖25(d))設(shè)于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?和承受部件13之間,從送風(fēng)口22吹附冷風(fēng)進行冷卻。此外,冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的冷卻溫度、冷卻時間的控制也由第一實施方式的制造裝置100c所具備的控制機構(gòu)(未圖示)進行控制。

第一實施方式的冷卻工序中,如圖22所示,使用箱運動式的凸模部11,在冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的隧道內(nèi)將凸模部11的凸模110刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下,與基材薄片2a的輸送方向(y方向)平行地輸送,如圖25(d)所示,在從隧道內(nèi)配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?的送風(fēng)口22吹附冷風(fēng),并在將凸模部11的凸模110刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下進行冷卻。此外,在進行冷卻時,凸模部11的超聲波裝置所進行的超聲波振動可以是繼續(xù)狀態(tài)也可以是停止?fàn)顟B(tài),但從將突起部3的貫通孔3h的開孔面積保持一定的觀點來看,優(yōu)選停止。

從形成具有貫通孔3h的突起部3的觀點來看,吹附的冷風(fēng)的溫度優(yōu)選為-50℃以上,更優(yōu)選為-40℃以上,而且,優(yōu)選為26℃以下,更優(yōu)選為10℃以下,具體而言,優(yōu)選為-50℃以上26℃以下,更優(yōu)選為-40℃以上10℃以下。

從成型性和加工時間的兼得性的觀點來看,吹附冷風(fēng)進行冷卻的冷卻時間優(yōu)選為0.01秒以上,更優(yōu)選為0.5秒以上,而且,優(yōu)選為60秒以下,更優(yōu)選為30秒以下,具體而言,優(yōu)選為0.01秒以上60秒以下,更優(yōu)選為0.5秒以上30秒以下。

接著,第一實施方式的制造裝置100c中,如圖22所示,在冷卻部20的下游設(shè)置有釋放部30。第一實施方式中,在冷卻工序之后,從突起部3的內(nèi)部抽出凸模部11,形成微針陣列1m的前體1a(釋放工序)。具體而言,第一實施方式的釋放工序中,使用箱運動式的凸模部11,如圖25(e)所示那樣,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?下降,從將凸模部11的凸模110刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)抽出凸模部11的凸模110,形成成為具有貫通孔3h且內(nèi)部中空的突起部3配置成陣列狀的微針陣列1m的帶狀的微細中空突起物的前體1a。

接著,第一實施方式的制造裝置100c中,如圖22所示,在釋放部30的下游設(shè)置有裁剪部40。在第一實施方式的制造裝置100c中,裁剪部40具備在前端具有切割刀的切割部41和砧部42。切割部41的切割刀比帶狀的微細中空突起物的前體1a的整個寬度(x方向的長度)更寬地形成。第一實施方式中,釋放工序之后,向一對切割部41和砧部42之間輸送帶狀的微細中空突起物的前體1a,在輸送方向(y方向)上相鄰的每個突起部彼此3、3之間,利用切割部41的切割刀進行裁剪,而連續(xù)地制造將具有貫通孔3h的突起部3配置成陣列狀的單個的微針陣列1m。

帶狀的微細中空突起物的前體1a的裁剪只要以沿著各微針陣列1m的橫方向延伸的方式進行即可,例如可以遍及各微針陣列1m的橫方向直線性地進行?;蚩梢砸圆眉艟€描繪曲線的方式進行裁剪。即使在任意情況下,也優(yōu)選采用不會由于裁剪而產(chǎn)生飛邊那樣的裁剪模式。

接著,第一實施方式的制造裝置100c中,如圖22所示,在裁剪部40的下游設(shè)置有間距調(diào)節(jié)部50。第一實施方式的制造裝置100c中,間距調(diào)節(jié)部50具有:以旋轉(zhuǎn)軸相互平行的方式配置的多個輥51、架設(shè)于各輥51間的環(huán)狀的輸送帶52。另外,在輸送帶52的內(nèi)部具有吸氣箱53。在輸送帶52上設(shè)有多個透孔(未圖示),該透孔用于通過起動吸氣箱53而從旋轉(zhuǎn)軌道的外部向內(nèi)部抽吸空氣。此外,輸送帶52的輸送速度比直到裁剪部40的基材薄片2a的輸送速度更快。

第一實施方式中,將毎片微針陣列1m連續(xù)地經(jīng)由透孔(未圖示)一邊由吸氣箱53進行抽吸,一邊載置于速度較快的輸送帶52上,將輸送方向(y方向)上前后相鄰的微針陣列1m、1m之間的距離變寬,設(shè)置規(guī)定的距離并再配置,制造作為微細中空突起物1的微針陣列1m。

如以上說明的那樣,根據(jù)使用第一實施方式的制造裝置100c制造具有貫通孔3h的微針陣列1m的第一實施方式的制造方法,使用具備超聲波裝置的凸模部11和與基材薄片2a隔開間隔地配置的承受部件13,將凸模部11刺到基材薄片2a,直到凸模部11的一部分在比其下部更靠前端部側(cè)與承受部件13接觸并貫通基材薄片2a為止,因此,可以制造微細中空突起物的突起部3的高度的精度高、貫通孔3h的大小的精度高的具有高質(zhì)量的貫通孔3h的微針陣列1m。另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,僅通過簡單的工序,就可以制造具有貫通孔3h的微針陣列1m,可以實現(xiàn)低成本化。另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,可以有效地連續(xù)且穩(wěn)定地大量生產(chǎn)具有貫通孔3h的微針陣列1m。此外,本說明書中“具有貫通孔的微針陣列”是指,“具有作為具有貫通孔的突起部的微針的微針陣列”。

另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,使用的承受部件13如圖24所示,在與凸模部11接觸的部分具有凹部131,凹部131的開口周緣131a形狀與凸模部11的周壁11w的外周11c形狀一致。再有,第一實施方式的突起部形成工序中,如圖26所示,將凸模部11的各凸模110的前端刺到承受部件13的圓柱狀的凹部131的內(nèi)部,使凸模部11的周壁11w,利用該周壁11w的外周11c與凹部131的開口周緣131a接觸,并貫通基材薄片2a。這樣形成貫通孔3h,因此,可以制造貫通孔3h的大小的精度更高、且具有更高質(zhì)量的貫通孔3h的微針陣列1m。另外,圓錐形狀的凸模110的前端不與承受部件13接觸,因此,凸模110的持久性提高,更換的次數(shù)減少,因此,可以實現(xiàn)低成本化。

另外,根據(jù)第一實施方式的制造方法,使用超聲波振動裝置作為凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示),因此,未必需要具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21,僅中斷超聲波振動裝置的振動,也可以進行冷卻。在該點上,當(dāng)將超聲波振動用作加熱機構(gòu)時,裝置簡化,并且高速制造具有貫通孔3h的微針陣列1m。另外,在基材薄片2a的未與凸模部11抵接的部分,熱更難以傳遞,另外,通過超聲波振動賦予的切斷,有效地進行冷卻,因此,難以產(chǎn)生成形部分以外的變形,可以制造精度良好的微針陣列1m。

另外,如上所述,第一實施方式中,如圖25(a)所示,僅在使凸模部11抵接的基材薄片2a的抵接部分tp,利用超聲波振動裝置使凸模部11b振動,使抵接部分tp軟化,因此,可以節(jié)能且有效地連續(xù)制造具有貫通孔3h的微針陣列1m。

另外,如上所述,第一實施方式的制造裝置100c中,利用控制機構(gòu)(未圖示),可調(diào)整承受部件13和基材薄片2a的間隔,因此,可以容易地調(diào)整變更制造的微針陣列1m具有的突起部3的突出高度h1。另外,如果承受部件13的材質(zhì)為容易加工的材質(zhì),則通過調(diào)整凹部131的開口周緣131a的大小,可以容易地變更貫通孔3h的大小。這樣,可以自由地控制具有貫通孔3h的微針陣列1m的形狀。

另外,如上所述,第一實施方式的制造裝置100c中,可利用控制機構(gòu)(未圖示)調(diào)整突起部形成部10中的凸模部11的動作、凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)的加熱條件、基材薄片2a的抵接部分tp的軟化時間、凸模部11向基材薄片2a的刺入速度。另外,利用控制機構(gòu)(未圖示),控制冷卻部20中的、冷風(fēng)送風(fēng)裝置21的冷卻溫度、冷卻時間。因此,如果利用控制機構(gòu)(未圖示)控制例如突起部形成工序中的凸模部11的刺入速度,則可控制制造的微針陣列1m的厚度t1。另外,如果控制突起部形成工序中的凸模部11的刺入高度,則可容易變更凸模部11向基材薄片2a的刺入量,可控制制造的微針陣列1m的突出高度h1。因此,如果控制突起部形成工序中的、凸模部11具備的加熱機構(gòu)的條件、凸模部11向基材薄片2a的刺入高度、基材薄片2a的抵接部分tp的軟化時間、凸模部11向基材薄片2a的刺入速度、冷卻工序中的冷卻條件及凸模部11的形狀的至少一者,則可以自由地控制構(gòu)成微針陣列1m的突起部3的厚度t1等,可以自由地控制具有貫通孔3h的微針陣列1m的形狀。

另外,如上所述,第一實施方式中,如圖22所示,使用在基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?配置的一對支承部件12、12,支承基材薄片2a的沿著輸送方向(y方向)的兩側(cè)部,在基材薄片2a中的一對支承部件12、12之間的浮起的狀態(tài)的中央?yún)^(qū)域,使凸模部11從配置有支承部件12的一側(cè)的相反側(cè)的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?抵接,使抵接部分tp軟化而形成突起部3。這樣,不需要用于形成突起部3的、與凸模部11嵌合的凹部等,因此,可以抑制成本增加,可以有效地高精度形成制造的微針陣列1m具備的突起部3。

接著,將本發(fā)明(第三發(fā)明)基于第二實施方式,并參照圖27~圖29進行說明。此外,本說明中,主要說明與上述的第一實施方式不同的點。

上述第一實施方式所使用的第一實施方式的制造裝置100c中,凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為超聲波振動裝置,但第二實施方式所使用的第二實施方式的制造裝置100d中,使用加熱器裝置代替超聲波振動裝置。

第二實施方式的制造裝置100d如圖27所示,與第一實施方式的制造裝置100c一樣,從上游側(cè)朝向下游側(cè)具備:在基材薄片2a上形成突起部3的突起部形成部10、冷卻部20、釋放部30、裁剪部40及間距調(diào)節(jié)部50。第二實施方式的制造裝置100d中,在突起部形成部10具有的凸模部11b,如圖27及圖28所示,9個圓錐臺狀的凸模110b將前端110t朝向上方而配置。此外,凸模110b的形狀為圓錐臺狀,但也可以是棱錐臺狀。

凸模部11b的各凸模110b如圖28所示為圓錐臺狀,前端110t成為圓形狀的平面。該圓形狀的平面的面積與位于制造的微針陣列1m具有的各突起部3的前端部的貫通孔3h的開孔面積s1一致。

第二實施方式的制造裝置100d中,突起部形成部10具有的箱運動式的承受部件13b中,與凸模部11b接觸的面成為平坦面13f。第二實施方式的突起部形成工序中,使凸模部11b刺到基材薄片2a,直到凸模部11b的前端110t與承受部件13b的平坦面13f接觸并貫通基材薄片2a。以下,參照圖29說明使用第二實施方式的制造裝置100d的第二實施方式。

如第二實施方式的制造裝置100d那樣,在凸模部11b的加熱機構(gòu)(未圖示)為加熱器裝置的情況下,如圖29(a)所示,各抵接部分tp中,利用加熱器裝置對凸模部11b進行加熱,使抵接部分tp產(chǎn)生熱而使抵接部分tp軟化。然后,第二實施方式的突起部形成工序中,一邊使各抵接部分tp軟化,一邊如圖29(b)所示,使凸模部11b從基材薄片2a的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?向另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?上升,將凸模110b刺到基材薄片2a,

在此,第二實施方式的突起部形成工序中,如圖29(c)所示,使凸模部11刺到基材薄片2a,直到凸模部11的各凸模部11b的前端110t的圓形狀的平面與承受部件13的平坦面13f接觸并貫通基材薄片2a。第二實施方式的制造裝置100d中,使箱運動式的凸模部11利用電動致動器(未圖示)向厚度方向(z方向)的上方移動,將凸模部11的圓錐臺狀的各凸模110刺到基材薄片2a,形成從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)突出的突起部3。然后,利用電動致動器(未圖示),使凸模部11向厚度方向(z方向)的上方進一步移動,使凸模部11的各凸模110的前端110t的平面與承受部件13的平坦面13f接觸,并使凸模部11貫通于基材薄片2a。這樣,第二實施方式的制造裝置100d中,利用凸模部11的圓錐臺狀的凸模110和承受部件13的平坦面13f,將從基材薄片2a的另一個面2u側(cè)突出并且具有貫通至基材薄片2a的另一個面2u側(cè)的貫通孔3h的突起部3形成為陣列狀。

第二實施方式的突起部形成工序中,從形成突起部3的觀點來看,凸模部11b所進行的基材薄片2a的加熱溫度優(yōu)選為使用的基材薄片2a的玻璃化溫度(tg)以上且小于熔融溫度,更優(yōu)選為軟化溫度以上且小于熔融溫度。詳細而言,上述加熱溫度優(yōu)選為30℃以上,更優(yōu)選為40℃以上,而且,優(yōu)選為300℃以下,更優(yōu)選為250℃以下,具體而言,優(yōu)選為30℃以上300℃以下,更優(yōu)選為40℃以上250℃以下。此外,在如第二實施方式那樣使用加熱器裝置的情況下,突起部形成工序中,只要在上述的范圍內(nèi)調(diào)整凸模部11b的加熱溫度即可。此外,在第一實施方式中,即使在使用超聲波振動裝置加熱基材薄片2a的情況下,該加熱溫度也適用作與凸模110接觸的基材薄片2a的部分的溫度范圍。此外,玻璃化溫度(tg)的測定方法通過以下的方法測定,軟化溫度的測定方法根據(jù)jisk-7196“熱塑性塑料薄膜及薄片的熱機械分析進行的軟化溫度試驗方法”進行。

此外,上述“基材薄片的玻璃化溫度(tg)”是指基材薄片的構(gòu)成樹脂的玻璃化溫度(tg),在該構(gòu)成樹脂存在多種的情況下,這些多種玻璃化溫度(tg)相互不同時,上述加熱機構(gòu)進行的基材薄片的加熱溫度優(yōu)選為至少這些多個玻璃化溫度(tg)中最低的玻璃化溫度(tg)以上,進一步優(yōu)選為這些多個玻璃化溫度(tg)中最高的玻璃化溫度(tg)以上。

另外,上述“基材薄片的軟化溫度”也與玻璃化溫度(tg)一樣,即,在基材薄片的構(gòu)成樹脂存在多種的情況下,這些多種軟化溫度相互不同時,上述加熱機構(gòu)進行的基材薄片的加熱溫度優(yōu)選為至少這些多個軟化溫度中最低的軟化溫度以上,進一步優(yōu)選為這些多個軟化溫度中最高的軟化溫度以上。

另外,在基材薄片包含熔點不同的兩種以上的樹脂而構(gòu)成的情況下,上述加熱機構(gòu)進行的基材薄片的加熱溫度優(yōu)選為小于這些多個熔點中最低的熔點。

〔玻璃化溫度(tg)的測定方法〕

使用dsc測定器進行熱量的測定,求得玻璃化溫度。具體而言,測定器使用perkinelmer公司制造的示差掃描熱量測定裝置(diamonddsc)。從基材薄片采取試驗片10mg。就測定條件而言,將20℃等溫5分鐘之后,從20℃到320℃以5℃/分鐘的速度進行升溫,得到橫軸溫度、縱軸熱量的dsc曲線。然后,根據(jù)該dsc曲線求得玻璃化溫度tg。

接著,第二實施方式的冷卻工序中,與第一實施方式的冷卻工序一樣,如圖29(d)所示,在從隧道內(nèi)配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)(上表面?zhèn)?的送風(fēng)口22吹附冷風(fēng),并在將凸模部11b刺入突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)下進行冷卻。此外,在進行冷卻時,凸模部11的加熱器裝置所進行的加熱也可以是繼續(xù)狀態(tài),也可以是停止的狀態(tài)。

如第二實施方式的制造裝置100d那樣,在凸模部11的加熱機構(gòu)(未圖示)為加熱器裝置的情況下,設(shè)置于突起部形成部10的下游的冷卻部20也可以是自然冷卻,但優(yōu)選具備冷風(fēng)送風(fēng)裝置21,實施積極的冷卻。

接著,第二實施方式的釋放工序中,與第一實施方式的釋放工序一樣,如圖29(e)所示,使凸模部11從基材薄片2a的一個面2d側(cè)(下表面?zhèn)?下降,從將凸模部11的凸模110刺入各突起部3的內(nèi)部的狀態(tài)抽出凸模部11的凸模110,形成成為具有貫通孔3h且內(nèi)部中空的突起部3配置成陣列狀的微針陣列1m的帶狀的微細中空突起物的前體1a。

接著,第二實施方式中,與第一實施方式一樣,利用切割部41的切割刀進行裁剪,連續(xù)地制造具有貫通孔3h的突起部3配置成陣列狀的單個的微針陣列1m,利用間距調(diào)節(jié)部50進行再配置而制造微針陣列1m。

如以上說明的那樣,根據(jù)第二實施方式的制造方法,連續(xù)地制造將凸模部11b刺到基材薄片2a,直到凸模部11b的前端110t與承受部件13b的平坦面13f接觸并貫通基材薄片2a,且具有貫通孔3h的突起部3配置成陣列狀的微針陣列1m。因此,僅變更各凸模110b的前端110t的圓形狀的大小,就可控制制造的微針陣列1m中的位于各突起部3的前端部的貫通孔3h的開孔面積s1,利用控制機構(gòu)(未圖示),調(diào)整承受部件13和基材薄片2a的間隔,可以容易地調(diào)整變更突起部3的突出高度h1,可以制造具有高質(zhì)量的貫通孔3h的微針陣列1m。

另外,如上所述,第二實施方式中,如圖29(a)所示,僅在使凸模部11抵接的基材薄片2a的抵接部分tp,利用加熱器裝置加熱凸模部11b,使抵接部分tp軟化,因此,可以節(jié)能且有效地連續(xù)制造具有貫通孔3h的微針陣列1m。在此,在假定將樹脂整體加熱至與凸模部相同溫度的情況下,不僅能量效率差,而且由于使薄片整體軟化,突起部的間距偏差的產(chǎn)生、薄片的應(yīng)變產(chǎn)生、薄片的連續(xù)輸送變得困難的問題產(chǎn)生的危險性變高。與之相對,第二實施方式中,凸模部11b的加熱所產(chǎn)生的熱有效地傳遞至抵接部分tp,其周圍部成為僅可施加過程的加溫的環(huán)境,因此,難以產(chǎn)生突起部3的間距偏差的問題,難以產(chǎn)生基材薄片2a的應(yīng)變,基材薄片2a的連續(xù)輸送也變得容易。

以上,將本發(fā)明(第一發(fā)明~第三發(fā)明)基于其優(yōu)選的實施方式進行了說明,但本發(fā)明(第一發(fā)明~第三發(fā)明)不限制于上述實施方式,可以適宜變更。

例如,通過使用本發(fā)明(第一發(fā)明)的上述第一實施方式的制造裝置100a的第一實施方式或使用上述第二實施方式的制造裝置100a的第二實施方式的微細中空突起物的制造方法制造的微細中空突起物1在片狀的基底部2的上表面上具有1個突起部3,但如圖8所示,也可以陣列狀地具有多個突起部3。在此,陣列狀地具有突起部3是指,在片狀的基底部2的上表面上具有多個突起部3,特別優(yōu)選將多個突起部3在片狀的基底部2的上表面上配置成由多個行及多個列構(gòu)成的行列狀。在制造陣列狀地具有多個突起部3的微細中空突起物1(1m)的情況下,可以使用圖9所示那樣的裝置。圖9所示的裝置中,使突起部形成部10具備具有與多個突起部3的個數(shù)、配置及各突起部3的外形形狀對應(yīng)的多個凸模110的凸模部11?;蛉《?,也可以通過將1個凸模部11多次刺入基材薄片2a,制造具有多個突起部3的微細中空突起物1。此外,圖9所示的制造裝置100a中,對與圖4所示的制造裝置100a相同的部位標(biāo)注相同的編號。

另外,在使薄片的輸送系統(tǒng)進行間斷動作的情況下,代替描繪環(huán)形軌道的箱運動式的突起部形成部10,而使用僅可向厚度方向(z方向)的上下移動的突起部形成部10,可形成突起物。

另外,本發(fā)明(第一發(fā)明)的上述第一實施方式或第二實施方式的制造裝置100a如圖4所示,具有在將凸模部11刺到基材薄片2a時支承基材薄片2a的一對板狀的支承部件12、12,但只要配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)并支承基材薄片2a,就可以是一對板狀的支承部件12、12以外的部件。例如,也可以代替一對板狀的支承部件12、12,將圖10所示那樣的、在與抵接部分tp對應(yīng)的位置開設(shè)貫通口121的開口板的一個例子即沖孔板12a配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè),在將凸模部11刺到基材薄片2a時支承基材薄片2a。開口板是具有可插入凸模部11的凸模110的開口部的板。本實施方式中,開口部成為貫通口,但也可以非貫通。此外,在使用開口板的情況下,可以說與基材薄片2a的開口部相對的部分未由開口板支承。圖10所示的制造裝置100a中,使突起部形成部10具備具有與多個突起部3的個數(shù)、配置及各突起部3的外形形狀對應(yīng)的多個凸模110的凸模部11。另外,圖10所示的制造裝置100a中,開口板12a以與基材薄片2a的另一個面2u側(cè)相互接觸的方式配置。此外,圖10所示的制造裝置100a中,對與圖4所示的制造裝置100a相同的部位標(biāo)注相同的編號。

圖10所示的制造裝置100a中,成為基材薄片2a被凸模部11和開口板12a夾持的狀態(tài)。開口板12a在圖10所示的制造裝置100a中,在基材薄片2中的與凸模部11的1個凸模110的抵接部分tp對應(yīng)的位置配置有1個貫通口121,但也可以在與多個凸模110的抵接部分tp對應(yīng)的位置配置1個貫通口121。此外,就貫通口121而言,從上表面?zhèn)扔^察開口板12a,其形狀沒有特別限制,但在圖10所示的制造裝置100a中,形成圓形狀。

開口板12a的形狀沒有特別限制,但在圖10所示的制造裝置100a中,形成為板狀。板狀的開口板12a的y方向的長度與凸模部11的y方向的長度大致相同,其x方向的長度與凸模部11的x方向的長度大致相同。這種板狀的開口板12a在圖10所示的制造裝置100a中,夾持沿y方向輸送的基材薄片2a,以進行箱運動式的凸模部11的動作和對象的動作的方式,以箱運動式描繪環(huán)形軌道。然后,箱運動式的開口板12a從基材薄片2a的另一個面2u鄰接配置于厚度方向(z方向)上方,可以沿輸送方向(y方向)與基材薄片2a并行。開口板12a向輸送方向(y方向)的移動速度與凸模部11向輸送方向(y方向)的移動速度對應(yīng),且由圖10所示的制造裝置100a所具備的控制機構(gòu)(未圖示)控制。

另外,本發(fā)明(第一發(fā)明)的上述第一實施方式或第二實施方式的制造裝置100a如圖4所示,將凸模部11從下方向上方刺入基材薄片2a,但凸模部及支承部件相對于基材薄片的位置關(guān)系、刺入方向不限定于此,也可以從上方向下方成形微細中空突起物。

另外,例如,使用本發(fā)明(第二發(fā)明)的上述第一實施方式的制造裝置100b的第一實施方式中,突起伸長部10b具有的凸模部11的超聲波振動的頻率及振幅和突起部前體形成部10a具有的凸模部11的超聲波振動的頻率及振幅相同,且不滿足上述(b)及上述(c)的條件,但突起伸長工序中的刺入速度比突起部前體形成工序中的刺入速度慢,滿足上述(a)的條件,作為結(jié)果,突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大。另外,使用上述第二實施方式的制造裝置100b的第二實施方式中,突起伸長部10b的凸模部11的加熱器溫度和突起部前體形成部10a的凸模部11的加熱器溫度為相同的溫度,且不滿足上述(d)的條件,但突起伸長工序中的刺入速度比突起部前體形成工序中的刺入速度慢,且滿足上述(a)的條件,作為結(jié)果,突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大。即,第一實施方式及第二實施方式是突起部前體形成工序中凸模部11具備的加熱機構(gòu)的條件和突起伸長工序中凸模部11具備的加熱機構(gòu)的條件相同,且突起伸長工序中將凸模部11進一步刺到基材薄片2a的速度比突起部前體形成工序中將凸模部11刺到基材薄片2a的速度慢的制造方法。但是,也可以是突起部前體形成工序中將凸模部11刺到基材薄片2a的速度和突起伸長工序中將凸模部11進一步刺到基材薄片2a的速度相同,且突起伸長工序中在凸模部11具備的加熱機構(gòu)的條件下對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中在凸模部11具備的加熱機構(gòu)的條件下對基材薄片2a賦予的熱量大的制造方法。具體而言,也可以不滿足上述(a)的條件,但突起伸長部10b具有的凸模部11的超聲波振動的頻率或振幅比突起部前體形成部10a具有的凸模部11的超聲波振動的頻率或振幅大,滿足上述(b)或上述(c)的條件,作為結(jié)果,突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大。另外,也可以不滿足上述(a)的條件,但突起伸長部10b的凸模部11的加熱器溫度比突起部前體形成部10a的凸模部11的加熱器溫度高,滿足上述(d)的條件,作為結(jié)果,突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量比突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量大。另外,也可以滿足上述(a)的條件、上述(b)的條件、上述(c)的條件、及上述(d)的條件的全部條件。

另外,作為通過本發(fā)明(第二發(fā)明)的上述第一實施方式及上述第二實施方式的微細中空突起物的制造方法制造的微細中空突起物1的微針陣列1m在片狀的基底部2的上表面上,陣列(行列)狀地具有9個圓錐臺狀的突起部3,但也可以具有1個突起部3。另外,通過第一實施方式及第二實施方式的微細中空突起物的制造方法制造的微針陣列1m中,將位于突起部3的前端部的貫通孔3h和位于下表面的基底側(cè)貫通孔2h形成為同心圓形狀,但也可以不是同心圓形狀。

另外,本發(fā)明(第二發(fā)明)的上述第一實施方式及上述第二實施方式中,使用描繪環(huán)形軌道的箱運動式的凸模部11,但也可以使用僅可向厚度方向(z方向)的上下移動的凸模部11,使突起部前體形成工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量和突起伸長工序中從凸模部11對基材薄片2a賦予的熱量,從突起部前體形成工序到突起伸長工序階段性地改變,制造微針陣列1m。

另外,本發(fā)明(第二發(fā)明)的上述第一實施方式或第二實施方式的制造裝置100b如圖14所示,具有在將凸模部11刺到基材薄片2a時支承基材薄片2a的一對板狀的支承部件12、12,但只要配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)并支承基材薄片2a,就可以是一對板狀的支承部件12、12以外的部件。例如,也可以代替一對板狀的支承部件12、12,將圖18所示那樣的、在與抵接部分tp對應(yīng)的位置開設(shè)貫通口121的開口板的一個例子即沖孔板12a配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè),在將凸模部11刺到基材薄片2a時支承基材薄片2a。開口板是具有可插入凸模部11的凸模110的開口部的板。本實施方式中,開口部成為貫通口,但也可以非貫通。此外,在使用開口板的情況下,可以說與基材薄片2a的開口部相對的部分未由開口板支承。圖18所示的制造裝置100b中,使突起部形成部10具備具有與多個突起部3的個數(shù)、配置及各突起部3的外形形狀對應(yīng)的多個凸模110的凸模部11。另外,圖18所示的制造裝置100b中,開口板12a以與基材薄片2a的另一個面2u側(cè)相互接觸的方式配置。此外,圖18所示的制造裝置100b中,對與圖14所示的制造裝置100b相同的部位標(biāo)注相同的編號。

圖18所示的制造裝置100b中,成為基材薄片2a被凸模部11和開口板12a夾持的狀態(tài)。開口板12a在圖18所示的制造裝置100b中,在基材薄片2中的與凸模部11的1個凸模110的抵接部分tp對應(yīng)的位置配置有1個貫通口121,但也可以在與多個凸模110的抵接部分tp對應(yīng)的位置配置1個貫通口121。此外,就貫通口121而言,從上表面?zhèn)扔^察開口板12a,其形狀沒有特別限制,但在圖18所示的制造裝置100b中,形成為圓形狀。

開口板12a的形狀沒有特別限制,但在圖18所示的制造裝置100b中,形成為板狀。板狀的開口板12a的y方向的長度與凸模部11的y方向的長度大致相同,其x方向的長度與凸模部11的x方向的長度大致相同。這種板狀的開口板12a在圖18所示的制造裝置100b中,夾持沿y方向輸送的基材薄片2a,以進行箱運動式的凸模部11的動作和對象的動作的方式,以箱運動式描繪環(huán)形軌道。然后,箱運動式的開口板12a從基材薄片2a的另一個面2u鄰接配置于厚度方向(z方向)上方,可以沿輸送方向(y方向)與基材薄片2a并行。開口板12a向輸送方向(y方向)的移動速度與凸模部11向輸送方向(y方向)的移動速度對應(yīng),且由圖18所示的制造裝置100b所具備的控制機構(gòu)(未圖示)控制。

另外,本發(fā)明(第二發(fā)明)的上述第一實施方式或第二實施方式的制造裝置100b如圖14所示,將凸模部11從下方向上方刺入基材薄片2a,但凸模部及支承部件相對于基材薄片的位置關(guān)系、刺入方向不限定于此,也可以從上方向下方成形微針陣列1m。

另外,例如,本發(fā)明(第三發(fā)明)的上述第一實施方式的制造裝置100c中,如圖24所示,具備具有形成為圓柱狀的凹部131的承受部件13,但也可以如圖30所示,具備具有形成為圓錐狀的凹部131的承受部件13。圖30所示的圓錐狀的各凹部131成為與圖23所示的凸模部11具有的圓錐狀的凸模110的前端部對應(yīng)的形狀,各凹部131的開口周緣131a形狀與凸模110的外周11c形狀(參照圖23)一致。另外,圖24所示的承受部件13具備的圓柱狀的凹部131為有底形狀,但也可以是貫通的形狀。

另外,作為通過本發(fā)明(第三發(fā)明)的上述第一實施方式及上述第二實施方式的微細中空突起物的制造方法制造的微細中空突起物1的微針陣列1m在片狀的基底部2的上表面上,陣列(行列)狀地具有9個圓錐臺狀的突起部3,但也可以具有1個突起部3。另外,通過第一實施方式及第二實施方式的微細中空突起物的制造方法制造的微針陣列1m中,將位于突起部3的前端部的貫通孔3h和位于下表面的基底側(cè)貫通孔2h形成為同心圓形狀,但也可以不是同心圓形狀。

另外,本發(fā)明(第三發(fā)明)的上述第一實施方式及上述第二實施方式中,使用描繪環(huán)形軌道的箱運動式的凸模部11,但也可以使用僅可向厚度方向(z方向)的上下移動的凸模部11制造微針陣列1m。

另外,本發(fā)明(第三發(fā)明)的上述第一實施方式的制造裝置100c或第二實施方式的制造裝置100d如圖22所示,具有在將凸模部11刺到基材薄片2a時支承基材薄片2a的一對板狀的支承部件12、12,但只要配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè)并支承基材薄片2a,就可以是一對板狀的支承部件12、12以外的部件。例如,也可以代替一對板狀的支承部件12、12,將圖31所示那樣的、在與抵接部分tp對應(yīng)的位置開設(shè)貫通口121的開口板的一個例子即沖孔板12a配置于基材薄片2a的另一個面2u側(cè),在將凸模部11刺到基材薄片2a時支承基材薄片2a。開口板是具有可插入凸模部11的凸模110的開口部的板。本實施方式中,開口部成為貫通口,但也可以非貫通。此外,在使用開口板的情況下,可以說與基材薄片2a的開口部相對的部分未由開口板支承。圖22所示的制造裝置100c或圖27所示的制造裝置100d中,在將圖31所示的沖孔板12a用于代替支承部件12的情況下,開口板12a以與基材薄片2a的另一個面2u側(cè)相互接觸的方式配置。

圖22所示的制造裝置100c或圖27所示的制造裝置100d中,當(dāng)使用圖31所示的沖孔板12a代替支承部件12時,成為基材薄片2a被凸模部11和開口板12a夾持的狀態(tài)。圖31所示的沖孔板12a中,在基材薄片2中的與凸模部11的1個凸模110的抵接部分tp對應(yīng)的位置配置有1個貫通口121,但也可以在與多個凸模110的抵接部分tp對應(yīng)的位置配置1個貫通口121。此外,就貫通口121而言,從上表面?zhèn)扔^察開口板12a,其形狀沒有特別限制,但在但圖31所示的沖孔板12a中,形成為圓形狀。

開口板12a的形狀沒有特別限制,但在圖31所示的沖孔板12a中,形成為板狀。板狀的開口板12a的y方向的長度與凸模部11的y方向的長度大致相同,其x方向的長度與凸模部11的x方向的長度大致相同。這種板狀的開口板12a在圖22所示的制造裝置100c或圖27所示的制造裝置100d中,夾持沿y方向輸送的基材薄片2a,以進行箱運動式的凸模部11的動作和對象的動作的方式,以箱運動式描繪環(huán)形軌道。然后,箱運動式的開口板12a從基材薄片2a的另一個面2u鄰接配置于厚度方向(z方向)上方,可以沿輸送方向(y方向)與基材薄片2a并行。開口板12a向輸送方向(y方向)的移動速度與凸模部11向輸送方向(y方向)的移動速度對應(yīng),且由制造裝置100c或制造裝置100d所具備的控制機構(gòu)(未圖示)控制。

在使用圖31所示的開口板12a制造微細中空突起物的情況下,優(yōu)選將開口板12a配置于基材薄片2a和承受部件13之間。

另外,本發(fā)明(第三發(fā)明)的上述第一實施方式的制造裝置100c或第二實施方式的制造裝置100d如圖22所示,凸模部11從下方向上方刺入基材薄片2a,但凸模部及支承部件相對于基材薄片的位置關(guān)系、刺入方向不限定于此,也可以從上方向下方成形微針陣列1m。

上述一個實施方式中的說明省略部分及僅一個實施方式具有的要件可以分別適宜用于其它實施方式,另外,各實施方式中的要件可以適宜在實施方式間相互置換。

關(guān)于上述的實施方式,本發(fā)明還公開以下的微細中空突起物的制造方法。

<1>一種微細中空突起物的制造方法,其中,是內(nèi)部中空的微細中空突起物的制造方法,

具備:使具備加熱機構(gòu)的凸模部從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片的一個面?zhèn)鹊纸?,一邊利用熱使該基材薄片中的該抵接部分軟化,一邊將該凸模部刺到該基材薄片,形成從該基材薄片的另一個面?zhèn)韧怀龅耐黄鸩康耐黄鸩啃纬晒ば?;在將上述凸模部刺入上述突起部的?nèi)部的狀態(tài)下冷卻該突出部的冷卻工序;在上述冷卻工序之后,從上述突起部的內(nèi)部抽出上述凸模部而形成上述微細中空突起物的釋放工序。

<2>如上述<1>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序使用將上述凸模部刺到上述基材薄片時支承該基材薄片的支承部件進行,上述支承部件配置于上述基材薄片的另一個面?zhèn)?,使上述凸模部從上述基材薄片中的未由上述支承部件支承的部分的一個面?zhèn)鹊纸?,形成上述突起部?/p>

<3>如上述<2>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

作為上述支承部件,使用具有能夠插入上述凸模部的凸模的開口部的開口板。

<4>如上述<3>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述開口板具備多個上述開口。

<5>如上述<3>或<4>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

相對于上述開口板的一個上述開口部,插入一個上述凸模。

<6>如上述<3>或<4>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

在上述開口板的上述開口部插入多個上述凸模。

<7>如上述<1>~<6>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

控制上述突起部形成工序中的上述凸模部的加熱條件、上述基材薄片的上述抵接部分的軟化時間、及上述凸模部向上述基材薄片的刺入速度、以及冷卻工序中的冷卻條件的任一者,來控制上述微細中空突起物的形狀。

<8>如上述<1>~<7>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

使用帶狀的基材薄片作為上述基材薄片,在該帶狀的基材薄片的上述另一個面?zhèn)冗B續(xù)地形成上述微細中空突起物。

<9>如上述<1>~<8>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

通過上述凸模部的加熱而產(chǎn)生的上述基材薄片的加熱溫度是該基材薄片的玻璃化溫度以上且小于熔融溫度。

<10>如上述<1>~<9>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

通過凸模部的加熱而產(chǎn)生的基材薄片的加熱溫度是基材薄片的軟化溫度以上且小于熔融溫度。

<11>如上述<9>或<10>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述加熱溫度為30℃以上300℃以下。

<12>如上述<1>~<11>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)為加熱器裝置。

<13>如上述<1>~<11>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)為超聲波振動裝置,利用該超聲波振動裝置使該凸模部進行超聲波振動,使上述抵接部分產(chǎn)生摩擦所產(chǎn)生的熱而使該抵接部分軟化。

<14>如上述<13>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述超聲波振動的頻率為10khz以上50khz以下,更優(yōu)選為15khz以上40khz以下。

<15>如上述<13>或<14>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述超聲波振動的振幅為1μm以上60μm以下,更優(yōu)選為5μm以上50μm以下。

<16>如上述<1>~<15>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序中,除了上述凸模部的加熱機構(gòu)以外,未設(shè)置加熱機構(gòu)。

<17>如上述<1>~<16>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

能夠僅對上述凸模部被插入的上述基材薄片的部分及其附近的區(qū)域施加該基材薄片的軟化溫度以上的溫度,對上述基材薄片的除此以外的區(qū)域僅賦予過程的升溫。

<18>如上述<1>~<17>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的高度與制造的微細中空突起物的高度相同或略高地形成。

<19>如上述<1>~<18>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的高度為0.01mm以上30mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上20mm以下。

<20>如上述<1>~<19>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的前端直徑為0.001mm以上1mm以下,更優(yōu)選為0.005mm以上0.5mm以下。

<21>如上述<1>~<20>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的下部直徑為0.1mm以上5mm以下,更優(yōu)選為0.2mm以上3mm以下。

<22>如上述<1>~<21>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的前端角度為1度以上60度以下,更優(yōu)選為5度以上45度以下。

<23>如上述<1>~<22>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述冷卻工序中,在將凸模部刺入突起部的內(nèi)部的狀態(tài)下,利用冷風(fēng)送風(fēng)裝置實施冷卻。

<24>如上述<23>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述冷風(fēng)的溫度為-50℃以上26℃以下,優(yōu)選為-40℃以上10℃以下。

<25>如上述<23>或<24>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

吹附上述冷風(fēng)進行冷卻的冷卻時間為0秒以上60秒以下,更優(yōu)選為0.5秒以上30秒以下。

<26>如上述<1>~<25>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述冷卻工序中,不利用冷風(fēng)送風(fēng)裝置進行冷卻而進行自然冷卻。

<27>如上述<1>~<26>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序中,通過將上述凸模部刺入基材薄片的不同的位置,形成多個突起部,而具有多個突起部。

<28>如上述<27>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序中,將排列成陣列狀的多個凸模部刺入上述基材薄片,形成陣列狀地具有多個突起部的微細中空突起物。

<29>如上述<1>~<28>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部為微針。

<30>如上述<29>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述微細中空突起物為多個上述突起部排列于基材薄片上的微針陣列。

<31>如上述<1>~<30>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

具備:

作為上述突起部形成工序,使具備加熱機構(gòu)的凸模部從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片的一個面抵接,一邊利用熱使該基材薄片中的該抵接部分軟化,一邊將該凸模部刺到該基材薄片,形成從該基材薄片的另一個面突出并且具有貫通至該基材薄片的另一個面?zhèn)惹岸说呢炌椎闹锌盏耐黄鸩壳绑w的突起部前體形成工序;

在將上述凸模部刺入上述突起部前體的內(nèi)部的狀態(tài)下,一邊利用熱使上述基材薄片中的上述抵接部分軟化,一邊將該凸模部進一步刺到該基材薄片,而形成從該基材薄片的另一個面進一步突出的突起部的突起伸長工序。

<32>如上述<1>~<30>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,是具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,

包含:作為形成突起部的突起部形成工序,使具備加熱機構(gòu)的凸模部從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片的一個面抵接,一邊利用熱使該基材薄片中的該抵接部分軟化,一邊將該凸模部刺到該基材薄片,形成從該基材薄片的另一個面突出并且具有貫通至該基材薄片的另一個面?zhèn)惹岸说呢炌椎闹锌盏耐黄鸩壳绑w的突起部前體形成工序;在將上述凸模部刺入上述突起部前體的內(nèi)部的狀態(tài)下,一邊利用熱使上述基材薄片中的上述抵接部分軟化,一邊將該凸模部進一步刺到該基材薄片,形成從該基材薄片的另一個面進一步突出的突起部的突起伸長工序,

具備:

在將上述凸模部刺入上述突起部的內(nèi)部的狀態(tài)下冷卻該突起部的冷卻工序;

在上述冷卻工序之后,從上述突起部的內(nèi)部抽出上述凸模部而形成具有上述貫通孔的微細中空突起物的釋放工序。

<33>如<31>或<32>所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起伸長工序中從上述凸模部對上述基材薄片賦予的熱量比上述突起部前體形成工序中從上述凸模部對上述基材薄片賦予的熱量大。

<34>如<31>~<33>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部前體形成工序中從上述凸模部對上述基材薄片賦予的每單位刺入高度的熱量和上述突起伸長工序中從上述凸模部對上述基材薄片賦予的每單位刺入高度的熱量,從上述突起部前體形成工序到上述突起伸長工序連續(xù)地變化。

<35>如<31>~<34>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序中,控制上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)的條件、上述凸模部向上述基材薄片的刺入高度、上述基材薄片的上述抵接部分的軟化時間、上述凸模部向上述基材薄片的刺入速度、及上述凸模部的形狀的至少一者,來控制具有上述貫通孔的微細中空突起物的形狀。

<36>如<35>所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序中,控制上述凸模部向上述基材薄片的刺入速度,來控制具有上述貫通孔的微細中空突起物的形狀。

<37>如<31>~<36>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部前體形成工序中上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)的條件和上述突起伸長工序中上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)的條件相同,上述突起伸長工序中將上述凸模部進一步刺到上述基材薄片的刺入速度比上述突起部前體形成工序中將上述凸模部刺到上述基材薄片的刺入速度慢。

<38>如<31>~<36>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部前體形成工序中將上述凸模部刺到上述基材薄片的刺入速度和上述突起伸長工序中將上述凸模部進一步刺到上述基材薄片的刺入速度相同,上述突起伸長工序中在上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)的條件下對上述基材薄片賦予的熱量比上述突起部前體形成工序中在上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)的條件下對上述基材薄片賦予的熱量大。

<39>如<31>~<38>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)為超聲波振動裝置,利用該超聲波振動裝置使該凸模部進行超聲波振動,使上述抵接部分產(chǎn)生摩擦所產(chǎn)生的熱而使該抵接部分軟化。

<40>如<39>所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述超聲波振動的頻率為10khz以上50khz以下,更優(yōu)選為15khz以上40khz以下。

<41>如<39>或<40>所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述超聲波振動的振幅為1μm以上60μm以下,更優(yōu)選為5μm以上50μm以下。

<42>如<31>~<38>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)為加熱器,利用加熱器裝置加熱該凸模部,使上述抵接部分軟化。

<43>如<31>~<42>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部前體形成工序及上述突起伸長工序使用具有多個凸模的上述凸模部來進行,將具有上述貫通孔的微細中空突起物陣列狀地形成多個。

<44>如<31>~<43>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序使用將上述凸模部刺到上述基材薄片時支承該基材薄片的支承部件來進行,上述支承部件配置于上述基材薄片的另一個面?zhèn)?,使上述凸模部從上述基材薄片中的未由上述支承部件支承的部分的一個面?zhèn)鹊纸?,形成上述突起部?/p>

<45>如上述<44>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

作為上述支承部件,使用具有能夠插入上述凸模部的凸模的開口部的開口板。

<46>如上述<45>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述開口板具備多個上述開口。

<47>如上述<45>或<46>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

相對于上述開口板的一個上述開口部,插入一個上述凸模。

<48>如上述<44>~<46>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

在上述開口板的上述開口部插入多個上述凸模。

<49>如<31>~<48>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

使用帶狀的基材薄片作為上述基材薄片,在該帶狀的基材薄片的上述另一個面?zhèn)冗B續(xù)地形成上述微細中空突起物。

<50>如<31>~<49>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

通過上述凸模部的加熱而產(chǎn)生的上述基材薄片的加熱溫度是該基材薄片的玻璃化溫度以上且小于熔融溫度。

<51>如<31>~<49>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

通過上述凸模部的加熱而產(chǎn)生的基材薄片的加熱溫度是基材薄片的軟化溫度以上且小于熔融溫度。

<52>如<50>或<51>所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述加熱溫度為30℃以上300℃以下。

<53>如<31>~<52>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序中,除了上述凸模部的加熱機構(gòu)以外,未設(shè)置加熱機構(gòu)。

<54>如<31>~<53>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

能夠僅對上述凸模部被插入的上述基材薄片的部分及其附近的區(qū)域施加該基材薄片的軟化溫度以上的溫度,對上述基材薄片的除此以外的區(qū)域可僅賦予過程的升溫。

<55>如<31>~<54>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的高度與制造的微細中空突起物的高度相同或略高地形成。

<56>如<31>~<55>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的高度為0.01mm以上30mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上20mm以下。

<57>如<31>~<56>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的前端直徑為0.001mm以上1mm以下,更優(yōu)選為0.005mm以上0.5mm以下。

<58>如<31>~<57>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的下部直徑為0.1mm以上5mm以下,更優(yōu)選為0.2mm以上3mm以下。

<59>如<31>~<58>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的前端角度為1度以上60度以下,更優(yōu)選為5度以上45度以下。

<60>如<31>~<59>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述冷卻工序中,在將凸模部刺入突起物的內(nèi)部的狀態(tài)下,利用冷風(fēng)送風(fēng)裝置實施冷卻。

<61>如<60>所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述冷風(fēng)的溫度為-50℃以上26℃以下,優(yōu)選為-40℃以上10℃以下。

<62>如<60>或<61>所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

吹附上述冷風(fēng)進行冷卻的冷卻時間為0秒以上60秒以下,更優(yōu)選為0.5秒以上30秒以下。

<63>如<31>~<62>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述冷卻工序中,不利用冷風(fēng)送風(fēng)裝置進行冷卻而進行自然冷卻。

<64>如<31>~<63>中任一項所記載的具有貫通孔的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部為微針。

<65>如上述<1>~<30>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

具備:使具備加熱機構(gòu)的凸模部從包含熱塑性樹脂而形成的基材薄片的一個面?zhèn)鹊纸?,一邊利用熱使該基材薄片中的該抵接部分軟化,一邊朝向該基材薄片的另一個面?zhèn)葘⒃撏鼓2看痰皆摶谋∑?,形成從該基材薄片的另一個面?zhèn)韧怀龅耐黄鸩康耐黄鸩啃纬晒ば?;在將上述凸模部刺入上述突起部的?nèi)部的狀態(tài)下,冷卻該突起部的冷卻工序;在上述冷卻工序之后,從上述突起部的內(nèi)部抽出上述凸模部而形成微細中空突起物的釋放工序,上述突起部形成工序使用與上述基材薄片的另一個面隔開間隔而配置的承受部件,在上述突起部形成工序中,上述凸模部與上述承受部件接觸而在上述突起部形成貫通孔。

<66>如<65>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述承受部件具有凹部,該凹部的開口周緣形狀與上述凸模部的周壁中的與該承受部件接觸的位置上的外周形狀一致,上述突起部形成工序中,將該凸模部刺到該基材薄片,直到上述凸模部的周壁與上述承受部件的上述凹部的開口周緣接觸并貫通上述基材薄片。

<67>如<66>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的前端不與承受部件接觸。

<68>如<65>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述承受部件中,與上述凸模部接觸的面成為平坦面,上述突起部形成工序中,將該凸模部刺到該基材薄片,直到上述凸模部的前端與上述承受部件的平坦面接觸并貫通上述基材薄片。

<69>如<65>~<68>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

控制上述突起部形成工序中的、上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)的條件、上述凸模部向上述基材薄片的刺入高度、上述基材薄片的上述抵接部分的軟化時間及上述凸模部向上述基材薄片的刺入速度、以及上述冷卻工序中的冷卻條件、上述凸模部的形狀的至少一者,來控制具有上述貫通孔的微細中空突起物的形狀。

<70>如<65>~<69>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)為超聲波振動裝置,利用該超聲波振動裝置使該凸模部進行超聲波振動,使上述抵接部分產(chǎn)生摩擦所產(chǎn)生的熱,而使該抵接部分軟化。

<71>如<70>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述超聲波振動的頻率為10khz以上50khz以下,更優(yōu)選為15khz以上40khz以下。

<72>如<70>或<71>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述超聲波振動的振幅為1μm以上60μm以下,更優(yōu)選為5μm以上50μm以下。

<73>如上述<65>~<69>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部具備的上述加熱機構(gòu)為加熱器,利用加熱器裝置加熱該凸模部,使上述抵接部分軟化。

<74>如上述<65>~<73>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序使用具有多個凸模的上述凸模部來進行,將上述微細中空突起物陣列狀地形成多個。

<75>如上述<65>~<74>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序使用將上述凸模部刺到上述基材薄片時支承該基材薄片的支承部件進行,上述支承部件配置于上述基材薄片的另一個面?zhèn)?,使上述凸模部從上述基材薄片中的未由上述支承部件支承的部分的一個面?zhèn)鹊纸?,形成上述突起部?/p>

<76>如上述<75>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

作為上述支承部件,使用具有能夠插入上述凸模部的凸模的開口部的開口板。

<77>如上述<76>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述開口板具備多個上述開口。

<78>如上述<76>或<77>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

相對于上述開口板的一個上述開口部,插入一個上述凸模。

<79>如上述<76>或<77>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

在上述開口板的上述開口部插入多個上述凸模。

<80>如上述<65>~<79>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

使用帶狀的基材薄片作為上述基材薄片,在該帶狀的基材薄片的上述另一個面?zhèn)冗B續(xù)地形成上述微細中空突起物。

<81>如上述<65>~<80>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

通過上述凸模部的加熱而產(chǎn)生的上述基材薄片的加熱溫度是該基材薄片的玻璃化溫度以上且小于熔融溫度。

<82>如上述<65>~<81>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

通過上述凸模部的加熱而產(chǎn)生的基材薄片的加熱溫度是基材薄片的軟化溫度以上且小于熔融溫度。

<83>如上述<81>或<82>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述加熱溫度為30℃以上300℃以下。

<84>如<65>~<83>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序中,除了上述凸模部的加熱機構(gòu)以外,未設(shè)置加熱機構(gòu)。

<85>如<65>~<84>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

能夠僅對上述凸模部被插入的上述基材薄片的部分及其附近的區(qū)域施加該基材薄片的軟化溫度以上的溫度,對上述基材薄片的除此以外的區(qū)域可僅賦予過程的升溫。

<86>如<65>~<85>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的高度與制造的微細中空突起物的高度相同或略高地形成。

<87>如<65>~<86>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的高度為0.01mm以上30mm以下,更優(yōu)選為0.02mm以上20mm以下。

<88>如<65>~<87>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的前端直徑為0.001mm以上1mm以下,更優(yōu)選為0.005mm以上0.5mm以下。

<89>如<65>~<88>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的下部直徑為0.1mm以上5mm以下,更優(yōu)選為0.2mm以上3mm以下。

<90>如<65>~<89>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述凸模部的前端角度為1度以上60度以下,更優(yōu)選為5度以上45度以下。

<91>如<65>~<90>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述冷卻工序中,在將凸模部刺入突起物的內(nèi)部的狀態(tài)下,利用冷風(fēng)送風(fēng)裝置實施冷卻。

<92>如<91>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述冷風(fēng)的溫度為-50℃以上26℃以下,優(yōu)選為-40℃以上10℃以下。

<93>如<91>或<92>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

吹附上述冷風(fēng)進行冷卻的冷卻時間為0秒以上60秒以下,更優(yōu)選為0.5秒以上30秒以下。

<94>如上述<65>~<90>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述冷卻工序中,不利用冷風(fēng)送風(fēng)裝置進行冷卻而進行自然冷卻。

<95>如上述<65>~<94>中任一項所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部形成工序中,通過將上述凸模部刺入基材薄片的不同的位置,形成多個突起部,而具有多個突起部。

<96>如上述<65>~<95>中任一項所記載的部件中空突起物的制造方法,其中,

上述突起部為微針。

<97>如上述<96>所記載的微細中空突起物的制造方法,其中,

上述微細中空突起物為多個上述突起部排列于基材薄片上的微針陣列。

實施例

以下,通過實施例更詳細地說明本發(fā)明(第一發(fā)明~第三發(fā)明)。但是,本發(fā)明(第一發(fā)明~第三發(fā)明)的范圍不限制于該實施例。

制造裝置具備的凸模部11的準(zhǔn)備

作為凸模部11,準(zhǔn)備其材質(zhì)由作為不銹鋼的sus304形成且前端部為圓錐狀的部件。凸模部11的高度(錐部的高度)h2為2.5mm,其前端直徑d1為15μm,其下部直徑d2為0.5mm。

基材薄片2a的準(zhǔn)備

作為基材薄片2a,準(zhǔn)備由聚乳酸(pla)形成的厚度0.3mm的帶狀的薄片。

〔實施例1a〕

根據(jù)圖6所示的順序制造微細中空突起物1。具體而言,凸模部11的加熱機構(gòu)為加熱器裝置。作為制造條件,如表1所示,加熱溫度為140℃,刺入高度為1.0mm,刺入速度為1mm/秒,軟化時間為10秒,冷卻時間為10秒。

〔實施例2a〕

根據(jù)圖7所示的順序制造微細中空突起物1。具體而言,凸模部11的加熱機構(gòu)為超聲波振動裝置。作為制造條件,如表1所示,超聲波振動的頻率為20khz,超聲波振動的振幅為40μm,刺入高度為1.0mm,刺入速度為10mm/秒,軟化時間為0.5秒,冷卻時間為2秒。

〔性能評價〕

對于實施例1a~2a的微細中空突起物,根據(jù)上述的方法測定微細中空突起物的前端直徑,并測定微細中空突起物的下部直徑。將這些結(jié)果在下述表1中表示。另外,制造的實施例1a~2a的微細中空突起物的照片也一并表示。

[表1]

如根據(jù)表1所示的結(jié)果可知的那樣,實施例1a~2a的微細中空突起物中,形狀的精度良好。因此,可期待根據(jù)制造實施例1a~2a的微細中空突起物的制造方法,可有效地連續(xù)制造形狀的精度的良好的微細中空突起物。

(1)制造裝置具備的凸模部11的準(zhǔn)備

作為凸模部11,準(zhǔn)備其材質(zhì)由作為不銹鋼的sus304形成的部件。凸模部11具有1個圓錐狀的凸模110。凸模110的高度(錐部的高度)h2為2.5mm,其前端直徑d1為15μm,其下部直徑d2為0.5mm,其前端角度為11度。

(2)基材薄片2a的準(zhǔn)備

作為基材薄片2a,準(zhǔn)備由聚乳酸(pla;tg55.8℃)形成的厚度0.3mm的帶狀的薄片。

〔實施例1b〕

根據(jù)圖16所示的順序,制造作為微細中空突起物1的微針陣列1m。具體而言,凸模部11的加熱機構(gòu)為超聲波振動裝置。作為制造條件,如表2所示,在突起部前體形成部10a中以及在突起伸長部10b中,超聲波振動的頻率均為20khz而共同,超聲波振動的振幅均為40μm而共同。另外,突起部前體形成部10a中,刺入高度為0.1mm,刺入速度為30mm/秒。另一方面,突起伸長部10b中,刺入高度為1.0mm,刺入速度為5mm/秒。這樣,突起伸長部10b中的刺入速度比突起部前體形成部10a中的刺入速度慢。另外,軟化時間為0.5秒,冷卻時間為1秒。通過以上的制造條件,制造實施例1b的微細中空突起物。此外,刺入時的基材薄片的溫度為85℃,基材薄片進行了軟化。

〔比較例1b〕

突起部前體形成部10a中,除了將刺入速度設(shè)為5mm/秒以外,通過與實施例1b相同的制造條件,制造比較例1b的微細中空突起物。

〔性能評價〕

對于實施例1b、比較例1b的微細中空突起物,使用顯微鏡觀察是否具有貫通孔。在微細中空突起物具有貫通孔的情況下,根據(jù)上述的方法測定微細中空突起物的前端直徑l。將這些結(jié)果在下述表2中表示。另外,制造的實施例1b、比較例1b的微細中空突起物的照片也一并表示。

[表2]

如根據(jù)表2所示的結(jié)果可知的那樣,與比較例1b的微細中空突起物相比,實施例1b的微細中空突起物在突起部形成有貫通孔,突起部的高度及貫通孔的大小的精度良好。作為得到這種結(jié)果的原因,認為在突起部前體形成部10a中,實施例1b及比較例1b的刺入高度的條件設(shè)定成相同的0.1mm,與之相對,實施例1b的刺入速度(30mm/秒)的條件比比較例1b的刺入速度(5mm/秒)的條件更快地設(shè)定,因此,實施例1b中,形成具有貫通孔3h的突起部前體3b,比較例1b中,不能形成貫通孔3h。即,認為比較例1b的微細中空突起物的制造過程中,未經(jīng)由突起部前體形成工序,因此,不能在突起部形成貫通孔。因此,可期待根據(jù)制造實施例1b的微細中空突起物的制造方法,有效地連續(xù)制造突起部的高度及貫通孔的大小的精度良好的微細中空突起物。

(1)制造裝置具備的凸模部11的準(zhǔn)備

作為凸模部11,準(zhǔn)備其材質(zhì)由作為不銹鋼的sus304形成的部件。凸模部11具有1個圓錐狀的凸模110。凸模110的高度(錐部的高度)h2為2.5mm,其前端直徑d1為15μm,其下部直徑d2為0.5mm,其前端角度為11度。

(2)基材薄片2a的準(zhǔn)備

作為基材薄片2a,準(zhǔn)備由聚乳酸(pla;tg55.8℃)形成的厚度0.3mm的帶狀的薄片。

〔實施例1c〕

根據(jù)圖25所示的順序,制造作為微細中空突起物1的微針陣列1m。具體而言,凸模部11的加熱機構(gòu)為超聲波振動裝置。另外,作為承受部件13,準(zhǔn)備其材質(zhì)由聚縮醛制的合成樹脂形成的部件。承受部件13也可以具有1個圓錐狀的凹部131。凹部131的開口周緣131a形狀和凸模部11的凸模110與周壁11w的承受部件13接觸的位置上的外周11c形狀一致。即,在開口周緣131a的直徑和凸模110的上述接觸的位置上的直徑相同。此外,該接觸的位置上的凸模110的位置是前端部和下部之間的部分。作為制造條件,如表3所示,超聲波振動的頻率為20khz,超聲波振動的振幅為40μm。另外,刺入高度為0.5mm,刺入速度為10mm/秒。另外,軟化時間為0.5秒,冷卻時間為1秒。通過以上的制造條件,制造實施例1c的微細中空突起物。此外,刺入時的基材薄片的溫度為85℃,基材薄片進行了軟化。

〔比較例1c〕

除了使用具有貫通的凹部的承受部件以外,通過與實施例1c相同的制造條件制造比較例1c的微細中空突起物。此外,上述凹部131中,在其開口周緣的直徑比凸模110的下部直徑d2大。

〔性能評價〕

對于實施例1c、比較例1c的微細中空突起物,使用顯微鏡觀察是否具有貫通孔。在微細中空突起物具有貫通孔的情況下,根據(jù)上述的方法測定微細中空突起物的前端直徑l。將這些結(jié)果在下述表3中表示。另外,制造的實施例1c、比較例1c的微細中空突起物的照片也一并表示。

[表3]

如根據(jù)表3所示的結(jié)果可知的那樣,與比較例1c的微細中空突起物相比,實施例1c的微細中空突起物形成有貫通孔,突起部的高度及貫通孔的大小的精度良好。因此,可期待根據(jù)制造實施例1c的微細中空突起物的制造方法,可有效地連續(xù)制造突起部的高度及貫通孔的大小的精度良好的微細中空突起物。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明(第一發(fā)明),可以抑制成本增加并有效地連續(xù)制造微細中空突起物。

根據(jù)本發(fā)明(第二發(fā)明及第三發(fā)明),可以以低成本穩(wěn)定地大量生產(chǎn)微細中空突起物的高度及貫通孔的大小的精度較高的具有高質(zhì)量的貫通孔的微細中空突起物。

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