(57)【要約】【課題】寸法精度の高い中空のマイクロニードルを量産することができる成形方法を提供する。【解決手段】錐状体のニードル部１１１に貫通孔１１１Ａが形成されたマイクロニードル１１０の成形方法であって、可動型１３０と複数に分割される固定型１２０とを備える金型１４０が準備される準備工程と、金型のキャビティに樹脂が射出される射出工程とを備える。固定型は、ニードル部の頂点と貫通孔の開口部の中心とを含む面で分割される。可動型１３０によりニードル部１１１の貫通孔１１１Ａが成形され、複数の固定型１２０のそれぞれによりニードル部１１１の外面形状が成形される、【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錐状体のニードル部に貫通孔が形成されたマイクロニードルの成形方法であって、
可動型と複数に分割される固定型とを備える金型が準備される準備工程と、
前記金型のキャビティに樹脂が射出される射出工程と、を備え、
前記固定型は、前記ニードル部の頂点と前記貫通孔の開口部の中心とを含む面で分割され、
前記可動型により前記ニードル部の前記貫通孔が成形され、
前記複数の固定型のそれぞれにより前記ニードル部の外面形状が成形される、マイクロニードルの成形方法。
【請求項２】
前記可動型は、前記ニードル部の前記貫通孔の形状が成形されるピン部を備え、
前記固定型は、ニードル成形部と、前記ピン部の先端部を保持するピン保持部と、該ピン保持部と連通するエアベント部とを備え、
前記ピン部と前記ニードル成形部との隙間に前記キャビティの前記樹脂を流動させ、前記樹脂は前記ピン保持部と前記ピン部の先端部との隙間に空気を押し込み、該空気を前記エアベント部から外部へ排出する、請求項１に記載のマイクロニードルの成形方法。
【請求項３】
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が１列に並んで成形され、
前記固定型は、２つに分割され、
前記固定型の分割されるそれぞれによって前記ニードル部の外面形状の一部が成形される、請求項１に記載の成形方法。
【請求項４】
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が複数列に並んで成形され、
前記固定型の分割されるそれぞれによって前記ニードル部の外面形状の一部が成形される、請求項１に記載の成形方法。
【請求項５】
錐状体のニードル部に貫通孔が形成されたマイクロニードルを成形する成形金型であって、
前記ニードル部の前記貫通孔を成形する可動型と、
前記ニードル部の外面形状を成形する複数に分割される固定型とを備え、
前記固定型は、前記ニードル部の頂点と前記貫通孔の開口部の中心とを含む面で分割されている、マイクロニードルの成形金型。
【請求項６】
前記可動型は、前記ニードル部の前記貫通孔の形状が成形されるピン部を備え、
前記ピン部は、テーパー形状とされる、請求項５に記載の成形金型。
【請求項７】
前記ピン部は、テーパー部と先端部とを備える、請求項６に記載の成形金型。
【請求項８】
前記分割される固定型のそれぞれの合わせ面には、前記ニードル部の外面形状の一側部分を成形するニードル成形部と、前記可動型の前記ピン部の先端部を保持するピン保持部とが形成される、請求項６に記載のマイクロニードルの成形金型。
【請求項９】
前記固定型の分割されるそれぞれの少なくとも１つには、エアベント部が形成される、請求項５から８のいずれか１項に記載の成形金型。
【請求項１０】
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が１列に並んで成形され、
前記固定型の分割されるそれぞれは、前記１列に並んだ複数の前記ニードル部の外面形状の一部を成形するように形成されている、請求項５から９のいずれか１項に記載の成形金型。
【請求項１１】
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が複数列に並んで成形され、
前記固定型の分割されるそれぞれは、前記複数列に並んだ各列の複数の前記ニードル部の外面形状の一部を成形するように形成されている、請求項５から９のいずれか１項に記載の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空型のマイクロニードルを射出成形によって成形する成形方法及び成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロニードルは、１ｍｍ未満の直径および長さの極小の針として公知である。中空型のマイクロニードルは、貫通孔が形成される中空形状である。例えば、特許文献１には、中空型のマイクロニードルを射出成形によって成形する成形方法が開示される。
【０００３】
従来、中空型のマイクロニードルを成形するときに用いられる射出成形金型の固定型は、一枚型（単一の金型ユニット）である。そのため、例えば、円錐形状のニードル部の外面形状を成形する時には、金型にインローピンを保持するための穴を加工し、加工した穴をさらに円錐形状に加工する必要がある。
【０００４】
深型の底部における穴加工または円錐形状の加工では、加工作業が困難であるため、固定型の寸法精度が低い。固定型の寸法精度が低いため、型締め時の固定型と可動型との位置精度が低い。そのため、寸法精度の高い中空型のマイクロニードルを量産することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０３８６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためのものであり、寸法精度の高い中空のマイクロニードルを量産することができる成形方法及び成形金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るマイクロニードルの成形方法は、
錐状体のニードル部に貫通孔が形成されたマイクロニードルの成形方法であって、
可動型と複数に分割される固定型とを備える金型が準備される準備工程と、
前記金型のキャビティに樹脂が射出される射出工程と、を備え、
前記固定型は、前記ニードル部の頂点と前記貫通孔の開口部の中心とを含む面で分割され、
前記可動型により前記ニードル部の前記貫通孔が成形され、
前記複数の固定型のそれぞれにより前記ニードル部の外面形状が成形される、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るマイクロニードルの成形方法において、
前記可動型は、前記ニードル部の前記貫通孔の形状が成形されるピン部を備え、
前記固定型は、ニードル成形部と、前記ピン部の先端部を保持するピン保持部と、該ピン保持部と連通するエアベント部とを備え、
前記ピン部と前記ニードル成形部との隙間に前記キャビティの前記樹脂を流動させ、前記樹脂は前記ピン保持部と前記ピン部の先端部との隙間に空気を押し込み、該空気を前記エアベント部から外部へ排出することが好適である。
【０００９】
本発明に係るマイクロニードルの成形方法において、
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が１列に並んで成形され、
前記固定型は、２つに分割され、
前記固定型の分割されるそれぞれによって前記ニードル部の外面形状の一部が成形されることが好適である。
【００１０】
本発明に係るマイクロニードルの成形方法において、
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が複数列に並んで成形され、
前記固定型の分割されるそれぞれによって前記ニードル部の外面形状の一部が成形されることが好適である。
【００１１】
本発明に係るマイクロニードルの成形金型は、
錐状体のニードル部に貫通孔が形成されたマイクロニードルを成形する成形金型であって、
前記ニードル部の前記貫通孔を成形する可動型と、
前記ニードル部の外面形状を成形する複数に分割される固定型とを備え、
前記固定型は、前記ニードル部の頂点と前記貫通孔の開口部の中心とを含む面で分割されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るマイクロニードルの成形金型において、
前記可動型は、前記ニードル部の前記貫通孔の形状が成形されるピン部を備え、
前記ピン部は、テーパー形状とされることが好適である。
【００１３】
本発明に係るマイクロニードルの成形金型において、
前記ピン部は、テーパー部と先端部とを備えることが好適である。
【００１４】
本発明に係るマイクロニードルの成形金型において、
前記分割される固定型のそれぞれの合わせ面には、前記ニードル部の外面形状の一側部分を成形するニードル成形部と、前記可動型の前記ピン部の先端部を保持するピン保持部とが形成されることが好適である。
【００１５】
本発明に係るマイクロニードルの成形金型において、
前記固定型の分割されるそれぞれの少なくとも１つには、エアベント部が形成されることが好適である。
【００１６】
本発明に係るマイクロニードルの成形金型において、
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が１列に並んで成形され、
前記固定型の分割されるそれぞれは、前記１列に並んだ複数の前記ニードル部の外面形状の一部を成形するように形成されていることが好適である。
【００１７】
本発明に係るマイクロニードルの成形金型において、
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が複数列に並んで成形され、
前記固定型の分割されるそれぞれは、前記複数列に並んだ各列の複数の前記ニードル部の外面形状の一部を成形するように形成されている、ことが好適である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の成形方法及び成形金型によれば、寸法精度の高い中空型のマイクロニードルを量産することができる。
【００１９】
より詳細には、本発明の成形方法によれば、射出成形金型の固定型が分割されるため、固定型を切削加工することができる。固定型を切削加工することができるため、固定型の寸法精度を向上することができる。例えば、深型の最深部にマイクロニードルを形成する、マイクロニードルに微細な貫通孔を得るための微細な溝を形成する、金型にエアベント部を形成することができる。そして、寸法精度が向上した固定型に樹脂を射出成形することによって、寸法精度の高い中空型のマイクロニードルを量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明の実施形態１に係るマイクロニードルを示す斜視図である。
【図１Ｂ】ニードル部の断面図及び平面図である。
【図２Ａ】射出成形用金型を示す斜視図である。
【図２Ｂ】射出成形用金型を示す断面図である。
【図３】可動型のピン部を示す斜視図である。
【図４】射出成形工程の流れを示すフロー図である。
【図５】射出工程の作用を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態２に係るマイクロニードルを示す斜視図である。
【図７】固定型を示す斜視図である。
【図８】固定型を分割したうちの一つを示す斜視図である。
【図９】可動型を示す斜視図である。
【図１０】別のマイクロニードルを示す斜視図である。
【図１１】別のマイクロニードルの第１適用例を示す断面図である。
【図１２】別のマイクロニードルの第２適用例を示す断面図である。
【図１３】ニードル部を複数列設ける場合の配列の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態の一例は、図面を参照しながら詳細に説明される。
実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に表された構成要素の寸法比率などは現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において、「略＊＊」との用語は、略平行を例に挙げて説明すると、完全に平行はもとより、実質的に平行と認められる状態を含む。
【００２２】
＜マイクロニードル＞
まず、本発明に係るマイクロニードルの成形方法により成形されるマイクロニードルの構成について説明する。
【００２３】
図１Ａは、本実施形態１に係るマイクロニードル１１０の構成を斜視図によって表す。
マイクロニードル１１０は、１ｍｍ未満の直径および長さのニードル部１１１を有する極小の針である。マイクロニードル１１０は、樹脂製とされる。マイクロニードル１１０は、後述する射出成形金型１４０を用いる射出成形工程Ｓ１００によって成形される。
【００２４】
マイクロニードル１１０は、３つのニードル部１１１と、第１ベース部１１２と、第２ベース部１１３と、を備える。３つのニードル部１１１は、１列に並んで成形される。ここで、１列に並んだ３つのニードル部１１１のそれぞれが２分割される面は、「境界面Ｆ１」（図２Ｂ）として定義される。マイクロニードル１１０の外面には、境界面Ｆ１とマイクロニードル１１０の外面が交差する所に分割線ＰＬ（図１Ａ参照）が現れる。ニードル部１１１の数および配列は、特に限定されない。
【００２５】
ニードル部１１１の詳細は、後述する。
第１ベース部１１２は、深型の鍋形状に成形される。第１ベース部１１２の先端側には、ニードル部１１１が成形される。第１ベース部１１２は、例えば、マイクロニードル１１０が注射器に装着される時に、注射器の先端側に取り付けられる。
【００２６】
第２ベース部１１３は、鍔形状に成形される。第２ベース部１１３は、第１ベース部１１２の基端側に形成される。
【００２７】
図１Ｂに示すように、ニードル部１１１は、錐状体としての略円錐形状に形成される。本実施形態のニードル部１１１は、略円錐形状に形成されるが、これに限定されない。錐状体は、例えば、略四角錐または略三角錐を含む。また、錐状体は、略円錐と略四角錐とを組み合わせたもの、または略円錐と略三角錐とを組み合わせたものを含む。さらに、錐状体は、錐状体の軸を含む断面に現れる斜面が直線又は折れ線であるもの、外側に凸の曲線又は内側に凹の曲線であるものも含む。略円錐形状の頂点は、「頂点Ｔ」として定義される。略円錐形状の頂点Ｔから底面１０Ｂに下した垂線は、「軸線Ａ１」として定義される。
【００２８】
ニードル部１１１には、貫通孔１１１Ａが形成される。貫通孔１１１Ａの中心を貫く貫通線は、「軸線Ａ２」として定義される。貫通孔１１１Ａが形成されるニードル部１１１を備えるマイクロニードル１１０は、「中空型のマイクロニードル」として定義される。
【００２９】
貫通孔１１１Ａは、軸線Ａ１に対してオフセットして形成される。言い換えれば、貫通孔１１１Ａの軸線Ａ２は、軸線Ａ１に対してオフセットして形成される。
【００３０】
ニードル部１１１は、底面１０Ｂの重心Ｇに対して、軸線Ａ１がオフセットして形成される。言い換えれば、ニードル部１１１は、軸線Ａ１による底面１０Ｂの足（通過部）Ｆｔと、重心Ｇとがオフセットして形成される。
【００３１】
底面１０Ｂは、オーバル形状に形成される。より詳細には、底面１０Ｂは、卵形状に形成される。本実施形態の底面１０Ｂは、卵形状に形成されるが、これに限定されず、楕円形状と三角形状の組み合わせ等、種々の形状に形成される。また、「オーバル形状」は、長円形状（トラック形状）および楕円形状を含む。
【００３２】
「重心Ｇ」は、平面図形としての底面１０Ｂの重心Ｇとして定義される。具体的には、「重心Ｇ」は、図形内における１次のモーメントの総和が０になる点として定義される。本実施形態のように底面１０Ｂが卵形状の場合には、重心Ｇは、対称軸Ｓの軸上であって、対称軸Ｓの中心よりも先端側の反対側に位置する。
【００３３】
「対称軸Ｓ」は、底面１０Ｂの卵形状が線対称となる軸として定義される。なお、対称軸は、底面１０Ｂが楕円形状の場合には、長軸である。対称軸Ｓは、底面１０Ｂが長円形状の場合には、長軸である。「先端側」は、底面１０Ｂの卵形状における尖った側として定義される。
【００３４】
例えば、底面１０Ｂが円の場合には、重心Ｇは、円の中心である。底面１０Ｂが楕円の場合には、重心Ｇは、長軸と短軸との交点である。底面１０Ｂが長円の場合には、重心Ｇは、長軸の中心である。底面１０Ｂが三角形の場合には、重心Ｇは、三角形の３つの中線の交点である。
【００３５】
「オフセット」は、設計段階において意図的にずらして設計される、として定義される。「オフセット」は、例えば加工による寸法公差内のずれは含まない。
【００３６】
底面１０Ｂの輪郭は、円に近似した輪郭と、楕円に近似した輪郭と、に分けられる。言い換えれば、楕円に近似した輪郭は、円に近似した輪郭よりも扁平率が大きい。ニードル部１１１の表面において、頂点Ｔから円に近似した輪郭と楕円に近似した輪郭との境界のそれぞれに向かって伸ばされた線分は、「境界線Ｒ」として定義される。
【００３７】
頂点Ｔと、境界線Ｒと、円に近似した輪郭と、を含む傾斜面は、「緩傾斜面１０Ｌ」として定義される。頂点Ｔと、境界線Ｒと、楕円に近似した輪郭と、を含む傾斜面は、「急傾斜面１０Ｓ」として定義される。ニードル部１１１の表面（底面１０Ｂを除く）は、緩傾斜面１０Ｌと、急傾斜面１０Ｓと、に分けられる。底面１０Ｂ上の軸線Ａ１による垂線の足Ｆｔから緩傾斜面１０Ｌ側にある底面１０Ｂの輪郭と対称軸Ｓとの交点Ｓ１までの距離Ｌ１は、底面１０Ｂ上の軸線Ａ１による垂線の足Ｆｔから急傾斜面１０Ｓ側にある底面１０Ｂの輪郭と対称軸Ｓとの交点Ｓ２までの距離Ｌ２より長く形成される。
【００３８】
貫通孔１１１Ａは、軸線Ａ１に対し、底面１０Ｂの卵形状の対称軸Ｓの先端側の反対側にオフセットして形成される。より詳細には、貫通孔１１１Ａの軸線Ａ２は、軸線Ａ１に対し、底面１０Ｂの卵形状の対称軸Ｓの先端側の反対側にオフセットして形成される。
【００３９】
貫通孔１１１Ａは、図１Ｂ（ｂ）に示すように、対称軸Ｓと交差し、底面１０Ｂの重心Ｇを通過するように形成される。より詳細には、貫通孔１１１Ａの軸線Ａ２は、底面１０Ｂの対称軸Ｓの軸上にある重心Ｇを通過するように形成される。貫通孔１１１Ａは、必ずしも底面１０Ｂの重心Ｇを通過する必要はなく、図１Ｂ（ｂ）に示すように、対称軸Ｓから最も離れた底面１０Ｂの輪郭上の点を結ぶ線Ｗと対称軸Ｓとの交点Ｏ、すなわち、最も幅広の部分の中心Ｏを通過するようにしてもよい。
【００４０】
貫通孔１１１Ａは、底面１０Ｂから緩傾斜面１０Ｌに向かって形成される。貫通孔１１１Ａの緩傾斜面１０Ｌにおける開口部は、「開口部１１Ｃ」として定義される。貫通孔１１１Ａは、テーパー形状とされる。より具体的には、貫通孔１１１Ａは、テーパー部１１Ｔと、ストレート部１１Ｓと、を備える。
【００４１】
テーパー部１１Ｔは、底面１０Ｂから貫通孔１１１Ａの開口部１１Ｃ側の中途部に向かって縮径するように形成される。ストレート部１１Ｓは、テーパー部１１Ｔの最も縮径された径にて貫通孔１１１Ａの中途部から開口部１１Ｃまで形成される。
【００４２】
マイクロニードル１１０の作用として、例えば、マイクロニードル１１０を注射針に取り付けて薬剤が人体に投与される場合には、貫通孔１１１Ａがテーパー形状とされるため、薬剤の注入抵抗が低減される。
【００４３】
マイクロニードル１１０の効果として、マイクロニードル１１０は、鋭利な形状とされ、なおかつ、マイクロニードルの強度が確保される。
すなわち、貫通孔１１１Ａが軸線Ａ１に対してオフセットして形成されるため、ニードル部１１１の先端部が形成される。ニードル部１１１の先端部が形成されるため、ニードル部１１１の先端部が鋭利な形状とされる。
【００４４】
さらに、底面１０Ｂの重心Ｇ又は最も幅広の部分の中心Ｏに貫通孔１１１Ａが形成されるため、貫通孔１１１Ａの肉厚が確保される。貫通孔１１１Ａの肉厚が確保されるため、マイクロニードル１１０の強度が確保される。
【００４５】
＜マイクロニードルの成形金型及び成形方法＞
次に、マイクロニードルの成形金型及び成形方法について説明する。なお、本発明のマイクロニードルの成形方法及び成形金型は、前記構成のマイクロニードルのように急傾斜面と緩傾斜面を有し底面がオーバル形状の錘状体で貫通孔が緩傾斜面側にオフセットしたマイクロニードルが最適である。しかし、本発明のマイクロニードルの成形方法及び成形金型は、錐状体に貫通孔が形成されるマイクロニードルであればよく、円錐状で貫通孔がオフセットしたマイクロニードルや、円錐状で貫通孔がオフセットしていないマイクロニードルにも適用できる。
【００４６】
図２Ａ，図２Ｂは、金型としての射出成形金型１４０の構成をそれぞれ斜視図、断面図によって表す。また、図２Ａは、固定型１２０のうちの第１固定型１２０Ａのみを表す。さらに、図２Ａは、射出成形金型１４０の型締め時の状態を表す。なお、「型締め時」は、後述する型締工程Ｓ１２０が終了した状態として定義される。
【００４７】
金型としての射出成形金型１４０は、後述する射出成形工程Ｓ１００において、マイクロニードル１１０が成形される時に用いられる。射出成形金型１４０は、固定型１２０と、可動型１３０と、を備える。
【００４８】
固定型１２０は、複数に分割される。実施形態１の固定型１２０は、図２Ｂに示すように、第１固定型１２０Ａと、第２固定型１２０Ｂと、の２つに分割される。第１固定型１２０Ａと第２固定型１２０Ｂとを合わせる時は、位置合わせ機構が用いられる。「位置合わせ機構」は、ピンまたは外枠等が用いられる。ニードル部１１１が２分割される合わせ面は、ニードル部１１１の錐状体の頂点と貫通孔１１１Ａの開口部の中心とを含む。
【００４９】
第１固定型１２０Ａおよび第２固定型１２０Ｂのそれぞれによってニードル部１１１の外面形状の一部が成形される。第１固定型１２０Ａによってマイクロニードル１１０の境界面Ｆ１より一側の部分が成形される。第２固定型１２０Ｂによってマイクロニードル１１０の境界面Ｆ１より他側の部分が成形される。
【００５０】
第１固定型１２０Ａの第２固定型１２０Ｂとの合わせ面には、ニードル成形部１２１と、ピン保持部１２２と、エアベント部１２３と、第１ベース成形部１２４と、が形成される。ニードル成形部１２１、ピン保持部１２２、エアベント部１２３および第１ベース成形部１２４は、連通して形成される。エアベント部１２３は、第１固定型１２０Ａの第２固定型１２０Ｂとの合わせ面の両縁を面取りすることにより形成された排出部１２５を介して外部と連通している。
【００５１】
ニードル成形部１２１によって、ニードル部１１１の外面形状の境界面Ｆ１より一側の部分が成形される。ピン保持部１２２は、後述するピン部１３２を隙間なく保持するように形成される。エアベント部１２３は、浅い溝として形成される。第１ベース成形部１２４によって、第１ベース部１１２の外面形状の境界面Ｆ１より一側の部分が成形される。
【００５２】
なお、第２固定型１２０Ｂは、エアベント部１２３が形成されない点を除いて、第１固定型１２０Ａと同様の形状であるため、説明を省略する。
【００５３】
可動型１３０は、固定型１２０に対し進退するように構成される。可動型１３０は、３個のピン部１３２と、第１ベース成形部１３４と、を備える。
【００５４】
ピン部１３２によってニードル部１１１の貫通孔１１１Ａが成形される。ピン部１３２は、テーパー形状に形成される。ピン部１３２の構成の詳細は、後述する。
【００５５】
第１ベース成形部１３４は、略円柱形状に形成される。第１ベース成形部１３４によってニードル部１１１の第１ベース部１１２の内面形状が成形される。第１ベース成形部１３４の先端側には、３つのピン部１３２が１列に並んで形成される。
【００５６】
図３は、ピン部１３２の構成を斜視図によって表す。また、図３は、図２（Ａ）の一部を拡大して表す。
【００５７】
ピン部１３２は、基端部１３２Ａと、テーパー部１３２Ｂと、先端部１３２Ｃと、を備える。ピン部１３２は、基端側から先端側に向かって、基端部１３２Ａ、テーパー部１３２Ｂ、先端部１３２Ｃの順に形成される。
【００５８】
基端部１３２Ａは、先端部１３２Ｃよりも径が大きい円柱形状に形成される。
【００５９】
テーパー部１３２Ｂは、ピン部１３２の先端側に向かって縮径するように形成される。テーパー部１３２Ｂは、型締め時には、境界面Ｆ１の断面視において、固定型１２０のニードル成形部１２１と第１ベース成形部１２４とに跨って位置する。
【００６０】
先端部１３２Ｃは、基端部１３２Ａよりも径が小さい円柱形状に形成される。先端部１３２Ｃの径は、第１固定型１２０Ａのピン保持部１２２の径と略同一に形成される。先端部１３２Ｃは、型締め時には、境界面Ｆ１の断面視において、固定型１２０のピン保持部１２２とニードル成形部１２１とに跨って位置する。
【００６１】
射出成形金型１４０の効果としては、固定型１２０が分割されるため、固定型１２０を切削加工することができる。固定型１２０を切削加工することができるため、固定型１２０の寸法精度が向上される。つまり、射出成形金型１４０の効果としては、第１ベース成形部１２４にニードル成形部１２１を形成することができる、微細なピン保持部１２２を形成することができる、エアベント部１２３を形成することができる。
【００６２】
図４は、射出成形方法としての射出成形工程Ｓ１００の流れをフロー図によって表す。
射出成形工程Ｓ１００では、射出成形金型１４０を用いて、マイクロニードル１１０が射出成形される。射出成形工程Ｓ１００は、準備工程Ｓ１１０と、型締工程Ｓ１２０と、射出工程Ｓ１３０と、を備える。
【００６３】
準備工程Ｓ１１０では、射出成形金型１４０が準備される。このとき、固定型１２０は、位置合わせ機構によって、第１固定型１２０Ａと第２固定型１２０Ｂとの位置を合わせて合体される。
【００６４】
型締工程Ｓ１２０では、射出成形金型１４０の固定型１２０と可動型１３０とが閉じられ、締め付けられる。射出工程Ｓ１３０では、溶かされた樹脂が射出成形金型１４０の湯口１４１（図２Ａ）からキャビティに流し込まれる。
【００６５】
図５は、射出工程Ｓ１３０の作用を斜視図によって表す。なお、図５の矢印Ａ、Ｂ、Ｃは、射出工程Ｓ１３０における樹脂または空気の流れを表す。
【００６６】
射出工程Ｓ１３０では、溶かされた樹脂が、一方の第１ベース成形部１２４と第１ベース成形部１３４との隙間から、他方の第１ベース成形部１２４と第１ベース成形部１３４との隙間に向かって流れる（矢印Ａ）。
【００６７】
このとき、ピン部１３２において基端部１３２Ａが先端部１３２Ｃよりも径が大きい円柱形状に形成されるため、ピン部１３２の強度は、十分に確保される。ピン部１３２に十分な強度が確保されるため、ピン部１３２は、樹脂の流動力に対し変形されない。
【００６８】
一方、溶かされた樹脂は、一方の第１ベース成形部１２４と第１ベース成形部１３４との隙間から、ニードル成形部１２１とピン部１３２との隙間を基端側から先端側に向かって流れる（矢印Ｂ）。
【００６９】
このとき、テーパー部１３２Ｂが先端側に向かって縮径するように形成されるため、樹脂は、ニードル成形部１２１とピン部１３２との隙間を基端側から先端側に向かってスムーズに流れる。そのため、樹脂を先端まで到達させることができる。
【００７０】
また、ニードル成形部１２１とピン部１３２との隙間を基端側から先端側に向かって流れる樹脂は、ピン保持部１２２と先端部１３２Ｃとの隙間に空気を押し込む（矢印Ｃ）。ピン保持部１２２と先端部１３２Ｃとの隙間に押し込まれた空気は、エアベント部１２３から排出部１２５を通って外部へ排出される。
【００７１】
射出成形工程Ｓ１００の効果としては、寸法精度の高い中空型のマイクロニードル１１０が量産される。すなわち、上述したように固定型１２０の寸法精度が向上されるため、寸法精度が向上された固定型１２０に樹脂が射出成形されることによって、寸法精度の高い中空型のマイクロニードル１１０が量産される。
【００７２】
図６は、実施形態２に係るマイクロニードル２１０の構成を斜視図によって表す。
マイクロニードル２１０は、後述する射出成形金型２４０を用いる射出成形方法としての射出成形工程Ｓ２００により成形される。
【００７３】
マイクロニードル２１０は、９つのニードル部２１１と、第１ベース部２１２と、第２ベース部２１３と、を備える。９つのニードル部２１１は、３列に平行に並んで成形される。ここで、３列に並んだうちの１列に含まれる３個のニードル部２１１のそれぞれが２分割される面は、「境界面Ｆ２」（図示なし）として定義される。ニードル部２１１には、貫通孔２１１Ａが形成される。マイクロニードル２１０の外面には、境界面Ｆ２とマイクロニードル２１０の外面が交差する所に分割線ＰＬが現れる。
【００７４】
ニードル部２１１、第１ベース部２１２および第２ベース部２１３は、実施形態１のニードル部１１１、第１ベース部１１２および第２ベース部１１３と同様であるため説明を省略する。
【００７５】
図７は、固定型２２０の構成を斜視図によって表す。
図８は、第２固定型２２０Ｂの構成を斜視図によって表す。
【００７６】
金型としての射出成形金型２４０（図示なし）は、射出成形工程Ｓ２００において、マイクロニードル２１０（図６参照）が成形される時に用いられる。射出成形金型２４０は、固定型２２０と、可動型２３０（図９参照）と、を備える。
【００７７】
図７に示すように、固定型２２０は、第１固定型２２０Ａと、第２固定型２２０Ｂと、第３固定型２２０Ｃと、第４固定型２２０Ｄと、の４つに分割される。第１固定型２２０Ａと第２固定型２２０Ｂと第３固定型２２０Ｃと第４固定型２２０Ｄとの位置を合わせる時は、位置合わせ機構が用いられる。
【００７８】
第１固定型２２０Ａ、第２固定型２２０Ｂ、第３固定型２２０Ｃ、または第４固定型２２０Ｄのそれぞれによってニードル部２１１の外面形状の一部が成形される。
【００７９】
図８に示すように、例えば、第２固定型２２０Ｂの一側によって、マイクロニードル２１０の境界面Ｆ２より他側の部分が成形される。第２固定型２２０Ｂの他側によって、マイクロニードル２１０の境界面Ｆ２より一側の部分が成形される。より具体的には、第２固定型２２０Ｂの一側には、ニードル成形部２２１と、ピン保持部２２２と、エアベント部２２３と、第１ベース成形部２２４と、が形成される。
【００８０】
ニードル成形部２２１、ピン保持部２２２、エアベント部２２３および第１ベース成形部２２４は、第１実施形態のニードル成形部１２１、ピン保持部１２２、エアベント部１２３および第１ベース成形部１２４と同様であるため説明を省略する。
【００８１】
図９は、可動型２３０の構成を斜視図によって表す。
可動型２３０は、９つのピン部２３２と、第１ベース成形部２３４と、を備える。ピン部２３２および第１ベース成形部２３４は、第１実施形態のピン部１３２および第１ベース成形部１３４と同様であるため説明を省略する。
【００８２】
射出成形金型２４０の効果は、第１実施形態の射出成形金型１４０の効果と同様であるため説明を省略する。射出成形工程Ｓ２００の流れ、作用および効果は、第１実施形態の射出成形工程Ｓ１００の流れ、作用および効果と同様であるため説明を省略する。
【００８３】
図１０は、別のマイクロニードル３１０の構成を斜視図によって表す。
マイクロニードル３１０は、分割される可動型を備える射出成形金型を用いる射出成形工程により成形される。マイクロニードル３１０は、２０個のニードル部３１１と、シート部３１２と、を備える。シート部３１２は、シート状に成形される。ニードル部３１１には、貫通孔３１１Ａ（図示なし）が成形される。ニードル部３１１は、実施形態１のニードル部１１１と同様であるため説明を省略する。
【００８４】
図１１は、マイクロニードル３１０の第１適用例を断面図によって表す。
第１適用例において、マイクロニードル３１０の裏面には、蓋３５０が取り付けられる。また、マイクロニードル３１０の裏面と蓋３５０との隙間には、薬剤Ｍが充填される。マイクロニードル３１０の表面には、カバー３６０が設けられる。
【００８５】
第１適用例では、カバー３６０が取り外され、人体の皮膚にマイクロニードル３１０の表面が押し付けられ、蓋３５０が押し込まれることによって、人体に薬剤Ｍが投与される。
【００８６】
図１２は、マイクロニードル３１０の第２適用例を断面図によって表す。
第２適用例において、マイクロニードル３１０の裏面には、蓋３７０が設けられる。また、マイクロニードル３１０の裏面と蓋３７０との隙間は、中空とされる。
【００８７】
第２適用例では、マイクロニードル３１０が蓋３７０を押し込んだ状態で、マイクロニードル３１０の表面が人体の皮膚Ｓに押し付けられる。そして、マイクロニードル３１０の裏面と蓋３７０との隙間の押し込み圧力が開放されることによって、血液がマイクロニードル３１０の裏面と蓋３７０との隙間に採取される。
【００８８】
図１３は、ニードル部２１１を複数列配置する場合の変形例を示す。図１３（ａ）は、図６の実施形態と同様に、ニードル部２１１を正方形型に配列しているが、各列で貫通孔２１１Ａのオフセットする方向が異なっている。図１３（ｂ）は菱形、図１３（ｃ）は三角形、図１３（ｄ）は十字型にそれぞれ配置したものである。いずれの場合も、ニードル部の頂点Ｔと貫通孔２１１Ａの中心とは分割線ＰＬ上にある。
【符号の説明】
【００８９】
１１０，２１０，３１０…マイクロニードル
１１１，２１１，３１１…ニードル部
１１１Ａ，２１１Ａ，３１１Ａ…貫通孔
１２０，２２０…固定型
１２１，２２１…ニードル成形部
１２２，２２２…ピン保持部
１２３，２２３…エアベント部
１３０，２３０…可動型
１３２，２３２…ピン部
１３２Ａ…基端部
１３２Ｂ…テーパー部
１３２Ｃ…先端部
１４０，２４０…射出成形金型
Ｓ１００…射出成形工程
【図１Ａ】
2020131704.tif 000003
【図１Ｂ】
2020131704.tif 000004
【図２Ａ】
2020131704.tif 000005
【図２Ｂ】
2020131704.tif 000006
【図３】
2020131704.tif 000007
【図４】
2020131704.tif 000008
【図５】
2020131704.tif 000009
【図６】
2020131704.tif 000010
【図７】
2020131704.tif 000011
【図８】
2020131704.tif 000012
【図９】
2020131704.tif 000013
【図１０】
2020131704.tif 000014
【図１１】
2020131704.tif 000015
【図１２】
2020131704.tif 000016
【図１３】
2020131704.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月19日(2020.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
錐状体のニードル部に貫通孔が形成されたマイクロニードルの成形方法であって、
可動型と複数に分割される固定型とを備える金型が準備される準備工程と、
前記金型のキャビティに樹脂が射出される射出工程と、を備え、
前記可動型は、前記ニードル部の前記貫通孔の形状が成形されるピン部を備え、
前記固定型は、ニードル成形部と、前記ピン部の先端部を保持するピン保持部と、該ピン保持部と連通するエアベント部とを備え、
前記固定型は、前記ニードル部の頂点と前記貫通孔の開口部の中心とを含む面で分割され、
前記ピン部と前記ニードル成形部との隙間に前記キャビティの前記樹脂を流動させ、前記樹脂は前記ピン保持部と前記ピン部の先端部との隙間に空気を押し込み、該空気を前記エアベント部から外部へ排出し、
前記可動型により前記ニードル部の前記貫通孔が成形され、
前記複数の固定型のそれぞれにより前記ニードル部の外面形状が成形される、マイクロニードルの成形方法。
【請求項２】
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が１列に並んで成形され、
前記固定型は、２つに分割され、
前記固定型の分割されるそれぞれによって前記ニードル部の外面形状の一部が成形される、請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が複数列に並んで成形され、
前記固定型の分割されるそれぞれによって前記ニードル部の外面形状の一部が成形される、請求項１に記載の成形方法。
【請求項４】
錐状体のニードル部に貫通孔が形成されたマイクロニードルを射出成形によって成形する成形金型であって、
前記ニードル部の前記貫通孔を成形する可動型と、
前記ニードル部の外面形状を成形する複数に分割される固定型とを備え、
前記固定型は、前記ニードル部の頂点と前記貫通孔の開口部の中心とを含む面で分割され、
前記可動型は、前記ニードル部の前記貫通孔の形状が成形されるピン部を備え、
前記分割される固定型のそれぞれの合わせ面には、前記ニードル部の外面形状の一側部分を成形するニードル成形部と、前記可動型の前記ピン部の先端部を保持するピン保持部と、該ピン保持部と連通するエアベント部とを備え、
前記ピン部と前記ニードル成形部との隙間に前記キャビティの前記樹脂を流動させ、前記樹脂は前記ピン保持部と前記ピン部の先端部との隙間に空気を押し込み、該空気を前記エアベント部から外部へ排出するように形成されている、マイクロニードルの成形金型。
【請求項５】
前記ピン部は、テーパー部と先端部とを備える、請求項４に記載の成形金型。
【請求項６】
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が１列に並んで成形され、
前記固定型の分割されるそれぞれは、前記１列に並んだ複数の前記ニードル部の外面形状の一部を成形するように形成されている、請求項４又は５に記載の成形金型。
【請求項７】
前記マイクロニードルは、複数の前記ニードル部が複数列に並んで成形され、
前記固定型の分割されるそれぞれは、前記複数列に並んだ各列の複数の前記ニードル部の外面形状の一部を成形するように形成されている、請求項４又は５に記載の成形金型。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係るマイクロニードルの成形方法は、
錐状体のニードル部に貫通孔が形成されたマイクロニードルの成形方法であって、
可動型と複数に分割される固定型とを備える金型が準備される準備工程と、
前記金型のキャビティに樹脂が射出される射出工程と、を備え、
前記可動型は、前記ニードル部の前記貫通孔の形状が成形されるピン部を備え、
前記固定型は、ニードル成形部と、前記ピン部の先端部を保持するピン保持部と、該ピン保持部と連通するエアベント部とを備え、
前記固定型は、前記ニードル部の頂点と前記貫通孔の開口部の中心とを含む面で分割され、
前記ピン部と前記ニードル成形部との隙間に前記キャビティの前記樹脂を流動させ、前記樹脂は前記ピン保持部と前記ピン部の先端部との隙間に空気を押し込み、該空気を前記エアベント部から外部へ排出し、
前記可動型により前記ニードル部の前記貫通孔が成形され、
前記複数の固定型のそれぞれにより前記ニードル部の外面形状が成形される、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係るマイクロニードルの成形金型は、
錐状体のニードル部に貫通孔が形成されたマイクロニードルを射出成形によって成形する成形金型であって、
前記ニードル部の前記貫通孔を成形する可動型と、
前記ニードル部の外面形状を成形する複数に分割される固定型とを備え、
前記固定型は、前記ニードル部の頂点と前記貫通孔の開口部の中心とを含む面で分割され、
前記可動型は、前記ニードル部の前記貫通孔の形状が成形されるピン部を備え、
前記分割される固定型のそれぞれの合わせ面には、前記ニードル部の外面形状の一側部分を成形するニードル成形部と、前記可動型の前記ピン部の先端部を保持するピン保持部と、該ピン保持部と連通するエアベント部とを備え、
前記ピン部と前記ニードル成形部との隙間に前記キャビティの前記樹脂を流動させ、前記樹脂は前記ピン保持部と前記ピン部の先端部との隙間に空気を押し込み、該空気を前記エアベント部から外部へ排出するように形成されている、ことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】