(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の球状成形品を製造する方法であって、
溶融樹脂が流れるための断面積が０．０１ｍｍ2〜１０ｍｍ2のブリッジを成形品成形部間に配置し、少なくとも１本のランナーに連なった１つのゲートに対し、前記ブリッジを介して連結された複数個の成形品成形部を接続してなる構造を有する射出成形用成形型に溶融樹脂を射出し、成形することにより、球状成形品が連なった連球を得る工程と、複数の前記球状成形品が連結された連球を分断する工程とを備え、
前記連球を分断する工程が、回転速度の異なる第１，第２のローラーと、前記第１，第２のローラー間に連球を供給するためのフィーダーとを用い、前記フィーダーにより連球を第１，第２のローラー間に供給し、回転速度の異なる第１，第２のローラーに前記連球を接触させて、前記連球を個々の球状成形品に分断することにより行われることを特徴とする、球状成形品の製造方法。
【請求項２】
前記フィーダーとして、振動されることにより前記連球を搬送する振動型フィーダーを用い、かつ
前記フィーダー内には、連球を搬送する方向に延び、かつ連球内の球状成形品の直径よりも大きく、該直径の２倍よりも小さな幅の搬送溝が形成されている、請求項１に記載の球状成形品の製造方法。
【請求項３】
前記第１，第２のローラーの下方に、個々の球状成形品は通過されるが、２つ以上の球状成形品が連結された連球は通過されないふるいを配置し、第１，第２のローラー間で連球を分断することにより得られた個々の球状成形品の選別を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の球状成形品の製造方法。
【請求項４】
連球を分断することにより得られた個々の球状成形品に微細な凹凸模様を付与する工程をさらに備え、該微細な凹凸模様を付与する工程が、
略円錐形の内面形状を有する容器と、該容器内に挿入された略円錐形のローターとの間の加工空間に、前記球状成形品と該球状成形品よりも硬度の大きな粉末状の研削材とを供給し、上記ローター及び容器のうち少なくとも何れか一方を回転させながら研削し、上記球状成形品表面に微細な凹凸模様を形成することにより行われる請求項１に記載の球状成形品の製造方法。
【請求項５】
連球を分断することにより得られた前記球状成形品の表面に微細な凹凸模様を形成する工程をさらに備え、前記微細な凹凸模様を形成する工程が、ボールミル装置のポットに、球状成形品と、研削材として該球状成形品よりも硬度が大きく、ＪＩＳ  Ｒ０６１０に準拠して測定される最大粒子径が１１０μｍ以下の粉体とを封入し、前記ポットを回転させることにより球状成形品表面に微細な凹凸模様を形成することにより行われる請求項１に記載の球状成形品の製造方法。
【請求項６】
球状成形品表面に微細な凹凸模様を形成した後に、球状成形品と研削材とを分離する工程をさらに備え、
前記球状成形品と研削材とを分離する工程が、前記球状成形品と研削材とを分離するためのふるい部が設けられたホッパーに、研削材が表面に付着した球状成形品を供給し、前記ホッパーをふるい部とともに揺動させることにより行われ、
前記ふるい部は、球状成形品の直径よりも小さく、研削材粒子の直径よりも大きいメッシュを備えており、かつ前記ホッパーの導入部からふるい部のメッシュ面に至る流路の間隔が、球状成形品の直径の１．１〜１．８倍とされている、請求項４または５に記載の球状成形品の製造方法。
【請求項７】
複数個の球状成形品を製造する方法であって、
溶融樹脂が流れるための断面積が０．０１ｍｍ2〜１０ｍｍ2のブリッジを成形品成形部間に配置し、少なくとも１本のランナーに連なった１つのゲートに対し、前記ブリッジを介して連結された複数個の成形品成形部を接続してなる構造を有する射出成形用成形型に溶融樹脂を射出し、成形することにより、球状成形品が連なった連球を得る工程を備え、前記射出成形用の成形型の特定の表面粗さを付与しておき、該表面粗さが付与された成形型を用いて樹脂を射出成形する、球状成形品の製造方法。
【請求項８】
前記表面粗さが、中心線平均粗さＲａ値が０．０１〜３０μｍの範囲とされている、請求項７に記載の球状成形品の製造方法。
【請求項９】
前記球状成形品が、体液成分の吸着または診断薬用の担体である、請求項１〜８の何れかに記載の球状成形品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の球状成形品の製造方法に用いられる連球分断装置であって、
回転速度の異なる第１，第２のローラーと、前記第１，第２のローラー間に連球を供給するためのフィーダーとを備えることを特徴とする連球分断装置。
【請求項１１】
前記フィーダーが、振動されることにより連球を搬送する振動型フィーダーであり、かつ
前記フィーダー内には、連球を搬送する方向に延び、かつ連球内の球状成形品の直径よりも大きく、該直径の２倍よりも小さな幅の搬送溝が形成されている請求項１０に記載の連球分断装置。
【請求項１２】
前記第１，第２のローラーの下方に設けられた球状成形品収納容器と、
前記球状成形品収納容器の上方に配置されており、かつ個々の球状成形品は通過されるが、２つ以上の球状成形品が連結されたものは通過させないふるいとをさらに備える、請求項１０または１１に記載の連球分断装置。
【請求項１３】
研削材が表面に付着した球状成形品を供給するためのホッパーと、前記球状成形品と研削材とを分離するためのふるい部がともに揺動する球状成形品加工装置であって、
前記ふるい部が球状成形品の直径より小さく、研削材の直径より大きいメッシュを備えており、かつ前記ホッパー端部からふるい部のメッシュ面に至る流路の間隔が、球状成形品の直径の１．１〜１．８倍であることを特徴とする、請求項６に記載の球状成形品の製造方法に用いられる球状成形品加工装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、複数個の球状成形品を製造する方法に関し、特に、複数個の成形品を連結してなる連球を射出成形により得ることを可能とする工程を備えた球状成形品の製造方法に関する。
背景技術
従来、射出成形に際し、生産性を高めるために、多数個取りで成形品を成形する方法が種々提案されている。例えば、特開昭５８−８７０２９号公報には、成形機のランナーに対し、成形品成形部に溶融樹脂を供給するためのゲートを多数連結し、それによって多数個の同時成形を可能とする方法が開示されている。
しかしながら、このような成形方法では、１つのゲートに対し、１つの成形品を得るための成形部が連結されている。従って、１度の成形により多数の成形品を得ようとする場合、ゲートの数が、成形品の取り数に応じて増加せざるを得なかった。その結果、ゲートの数が増加するため、ゲートが連ねられるランナーの体積が大きくならざるを得なかった。
よって、一定数量の成形品を射出成形するに際し、成形時間は短縮し得るものの、ランナーロスが増加し、成形効率はさほど改善されなかった。特に、得ようとする成形品が小さいものであればある程、成形品の体積に対しランナーの体積が大きくなるため、上記のようなランナーロスの増大による成形効率の低下が顕著に表れていた。
そこで、ランナーロスを低減するための方法として、特開平２−１３１９１２号公報に開示されているように、ホットランナーやミニホットランナーを採用する方法が提案されている。しかしながら、ホットランナーやミニホットランナーを用いたこの先行技術に記載の方法では、多数個取りに限界があり、数十個程度の成形品しか同時に成形することができなかった。すなわち、数百個あるいは数千個といった、より多くの成形品を一度に成形することはできなかった。
また、このような多数個取りにより得られた成型品では、複数の成型品が連結された状態で金型から取り出される。例えば、球状の成型品を多数個取りする場合には、成型された球状体が点もしくは線接触的に連結された連球が金型から取り出される。
従って、個々の球状体を得るために、連球を成型後に個々の球状体に分離する必要があった。従来、連球を個々の球状体に分離する方法としては、▲１▼カッターやはさみ等の切断具を用い、個々の球状体を連球から１個ずつ分断する方法、あるいは▲２▼乳鉢に連球を入れた後、乳棒を用いて押し切ることにより個々の球状体に分断する方法が採用されていた。
しかしながら、上述したカッターやはさみ等を用いた分断方法及び乳鉢内において乳棒により分断する方法のいずれにおいても、連球を個々の球状体に分断する作業が煩雑であった。すなわち、大量の連球を個々の球状体に連続的にかつ効率的良く分断することが困難であった。
さらに、球状成形品に対し、用途によっては、表面に微細な凹凸を付与することが求められる。このような凹凸を付与するために、従来、種々の研磨方法が提案されている。
合成樹脂、繊維強化樹脂、セラミックス、金属などの各材料を研磨する方法としては、例えば、特開昭５８−１９２７４１号公報には、球状ガイド台とこのガイド面に対向する回転砥石からなり、上記ガイド面に加工すべき球体をそのガイド面に設けられたガイド溝に配置し、回転砥石により上記球体を研削する球体加工装置が開示されている。
また、例えば、特開平１−１６４５５１号公報には、上下対向して設けられた一対の研磨体の間の加工空間に加工対象物を保持し、少なくとも一方の研磨体を回転させながら挟圧状態で保持して球体を研磨する球体加工装置が開示されている。
さらに、例えば、特開平２−２３７７５３号公報には、円板状の下ラップと、この下ラップに対して偏心して設けられた円板状の上ラップとにより、被加工球体を挟圧しながら転動させることにより球体を研磨する球体加工方法及びその装置が開示されている。
しかしながら、上記いずれの装置においても、研磨の際に加工液又は研磨液等の液体を流して、研磨によって発生した切り屑を洗い流しながら連続的に加工しているが、加工対象物の材質や使用目的等によって上記液体を使用できない場合があり、その場合には砥石の目に研磨屑が詰まり加工ができなくなるという問題点があった。また、上記液体を使用せずに研磨する場合は、一定量の加工対象物を研磨する毎に砥石の目を再生するためのドレッシング処理を行う必要があるため、ドレッシング処理の頻度が多くなり、生産効率を著しく低下させるという問題点があった。
他方、球体の表面に凹凸模様を形成する方法として、上記砥石による研磨の他、ボールミルによる処理、バレル研磨、サンドブラスト処理、転写等も採用されている。
上記ボールミルによる処理は、ポットに加工対象物と研磨用ボール（直径１ｍｍ以上）を封入し、ポットを回転させることにより、ボールを加工対象物に衝突させて粉砕する方法である（特開昭６０−１０４６４５号公報）。
また、上記ボールの硬さ、表面粗さを変化させることにより、加工対象物の表面加工の程度を調節でき、研磨条件を変えることにより、加工対象物に付着するバリ等を取り除くこともできる。
上記バレル研磨とは、微粉を水もしくは油等の流体に混ぜて強制的に攪拌し、微粉を加工対象物に衝突させて、表面加工する方法である。ボールミル処理との違いは加工対象物を固定して行うことにある（特開昭５７−１８４６６５号公報）。
上記サンドブラスト処理とは、空気や水等の流体に砂状の砥石粉等を混ぜ、加工対象物に高圧で吹きつけ表面加工する方法である。砥石粉の粒度、吹きつけ圧力等によって表面加工の程度を調節することができる。
上記転写とは、所定の形状、表面加工の程度を有する型に加工対象物を押しつけて、型の表面形状を写し取る方法である。
上記いずれの方法においても、処理時間や押圧する圧力、加工対象物の硬度・大きさ等によって表面加工の程度を調節している。
しかしながら、ボールミルによる表面加工では、加工対象物が小さくなるとボールの間に入って加工されなかったり、ボールの重量、回転によって加工対象物が押し潰されるという問題点があった。
上記サンドブラスト処理やバレル研磨では、加工対象物を固定して加工するので、処理量が少ない場合や加工対象物が小さい場合には加工が困難となり、また、加工された部分の処理ができないので、２回以上の処理を行わないと全面の加工ができないという問題点があった。
上記転写の場合は、加工対象物の性質にもよるが、砥石と同様の目詰まりを起こすことがあり、加工対象物の大きさが均一である必要があった。
ところで、血液などの体液の成分を吸着させる担体や粘液診断薬において用いられる担体として、従来より種々の物質が用いられている。例えば、血液中の顆粒球を分離するに際しては、顆粒球を選択的に付着させる物質として、ナイロン繊維、ポリエステル繊維またはシリコーン処理ガラスウール等が用いられている（特開昭５４−４６８１２号公報、特開昭５７−１１９２０号公報等）。
上記の様に体液中の成分を選択的に吸着させる方法では、担体の表面積を出来るだけ大きくし、それによって吸着能力を高める工夫がなされている。従って、担体としては、主として繊維が用いられている。
しかしながら、単に担体の吸着面積を増加させるだけでは、成分によっては吸着能力を十分に高めることはできず、特定の表面粗さを有するように構成して初めて十分な吸着能の得られることがわかっている（特開平５−１６８７０６号公報）。
そこで、特開平５−１６８７０６号公報では、担体に特定の表面粗さを付与する方法として、▲１▼担体物質を機械的に研磨する方法が開示されている。また、特定の表面粗さを担体に付与する他の方法としては、▲２▼担体の表面に微粒子を接着もしくは粘着して固定する方法や、▲３▼表面が特定の表面粗さに合致した多孔質の材料を用いる方法なども提案されている。
しかしながら、▲１▼研磨法は、粒子状の担体に対してのみ適用できる方法に過ぎず、その適用範囲が狭いという欠点があった。加えて、研磨に際し屑が発生するため、このような研磨屑を除去する煩雑な作業を強いられるという欠点もあった。
また、▲２▼微粒子を担体に固定する方法においても、同様に担体に固定されなかった微粒子が発生するため、このような微粒子を除去する煩雑な作業が強いられる。加えて、担体に微粒子を固定するためには、何らかの接着剤や粘着剤等を用いる必要があり、接着剤や粘着剤により微粒子が変質したり、検体サンプルとこれらの接着性物質との相互作用が発生するという問題があった。
さらに、▲３▼多孔質の材料を用いる方法では、材料上の制約が大きいという欠点があった。すなわち、特定の表面粗さに合致した多孔質材料を得ようとした場合、その材料の選択範囲が非常に限られるという欠点があった。
発明の目的
本発明の主たる目的は、従来の多数個取り射出成形方法の欠点を解消し、ランナーロスの増大を招くことなく、大量の球状成形品を一度に成形することができ、従って成形効率を効率的に高め得る球状成形品の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、射出成形により得られた大量の連球を能率良く確実に分離することを可能とする工程を備えた球状成形品の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、加工液または研磨液などの液体を使用することなく球状成形品を研削することができ、研削屑を除去するドレッシング処理の回数を大幅に削減し得る加工工程を備えた球状成形品の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、加工液又は研磨液などの液体を使用せずに研削してもドレッシング処理の必要がなく、かつボールの重み、衝撃等によって球状成形品が破壊されることなく、大きさの異なる種々の球状成形品に対しても研削が可能な加工工程を備えた球状成形品の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、比較的簡単な設備で、高精度に、球状成形品と研削材とを効率良く分離し得る工程を備えた球状成形品の製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、研磨屑や微粒子が発生し難く、従って研磨屑や微粒子の煩雑な除去作業を無くすことができ、固定化用の物質を用いることなく、しかも広範な材料から目的とする表面粗さを有する球状成形品を確実に製造し得る方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、固定化用の物質を用いることなく、広範な材料から目的とする表面粗さを有する、血液などの体液の成分を吸着させる担体や免疫診断薬に用いられる担体としての球状成形品を提供することにある。
発明の開示
請求項１に記載の発明は、複数個の球状成形品を多数個取りで射出成形する方法であって、溶融樹脂が流れるための断面積０．０１ｍｍ2〜１０ｍｍ2のブリッジを成形品成形部間に配置し、少なくとも１本のランナーに連なった１つのゲートに対し、前記ブリッジを介して連結された複数個の成形品成形部を接続して射出成形することを特徴とする、多数個取り射出成形方法である。
すなわち、請求項１に記載の発明の多数個取り成形方法では、上記特定の断面積のブリッジを成形品成形部間に配置して成形を行うことを特徴とし、少なくとも１本のランナーに接続された１つのゲートに対し、上記ブリッジを介して複数の成形品成形部が連結されている。よって、請求項１に記載の発明の射出成形法では、１つのゲートに対し、上記ブリッジを介して複数の成形品成形部が連結されているため、１つのゲートに対して接続されている複数個の成形品成形部から、複数の球状成形品が成形されることになる。もっとも、上記ブリッジに注入された溶融樹脂が硬化することにより断面積０．１〜１０ｍｍ2のブリッジ部分が構成されるので、該ブリッジ部分により球状成形品同士が連結された状態、すなわち連球の状態で取り出されることになる。このようなブリッジ部分は、成形後に、成形品同士を分離することにより除去される。
上記ブリッジ部分による球状成形品同士の連結数は、ブリッジの断面積、長さ、樹脂の流れ性、成形温度などの様々な条件によってその最大連結可能数量が決定される。もっとも、ブリッジの断面積は、樹脂の流れ性や成形後の分離に要する作業を考慮すると、上記のように、０．０１ｍｍ2〜１０ｍｍ2、好ましくは、０．０９ｍｍ2〜１ｍｍ2程度とされることが望ましい。また、成形品重量効率を高めたり、一定の金型の大きさ内においてなるべく多数の成形品を配列するためには、ブリッジの長さは、１０ｍｍ以下程度とすることが望ましい。
なお、請求項１に記載の発明の射出成形方法では、ブリッジを介して連結された複数の成形品成形部の一方側にのみゲート及びランナーを配置してもよいが、両側にゲートを配置し、両側から樹脂を流し込んでもよく、それによって、より多数の成形品成形部を連結した場合であっても、確実にかつ迅速に樹脂を全ての成形部に流し込むことができる。
また、当然のことながら、請求項１に記載の発明では、ホットランナーやミニホットランナーを併用してもよい。
請求項１に記載の発明の射出成形方法では、成形品成形部間に上記特定の断面積のブリッジが介在されている。従って、１つのゲートから注入された樹脂が、上記ブリッジを介して連結された複数の成形部に流し込まれ、ブリッジで硬化した樹脂に基づくブリッジ部分を介して連結された複数個の球状成形品が一度に取り出される。よって、上記成形部の連結数を増加させることにより、ランナーロスを招くことなく一度に多数の球状成形品を成形することができる。
例えば、一度に６４個の球状成形品を成形する場合、従来法では、ランナーは、６４個の成形品成形部のそれぞれに対してゲートを介して接続されている必要があった。従って、少なくとも６４個のゲートがランナーに接続されていた。これに対して、本発明では、成形品成形部同士が上記ブリッジで連結されているため、例えばブリッジ部分を介して２個の球状成形品が連結した連球を得ようとする場合には、ランナーは３２個のゲートに接続されているだけでよい。また、球状成形品がブリッジを介して８個連結された連球を成形しようとした場合には、ランナーは８個のゲートに接続されるだけでよい。よって、ランナーロスを効果的に低減することができる。
請求項１に記載の発明では、次に、上記連球を分断する工程がさらに備えられており、上記連球を分断する工程は、回転速度の異なる第１，第２のローラーと、上記第１，第２のローラー間に連球を供給するためのフィーダーとを用い、上記フィーダーにより連球を第１，第２のローラー間に供給し、回転速度の異なる第１，第２のローラーに前記連球を接触させて、前記連球を個々の球状成形品に分断することにより行われる。
請求項１に記載の発明の連球分断装置では、フィーダーから連球が第１，第２のローラー間に供給され、第１，第２のローラーの回転速度が異なるため、第１，第２のローラーの外周面によりローラーが個々の球状成形品に分断される。この場合、第１，第２のローラーとしては、異なる回転速度で回転され得る限り、適宜の円筒状のローラーを用いることができ、かつローラーを回転駆動するために、モーターなどの適宜の回転駆動手段が用いられる。さらに、上記フィーダーとしては、第１，第２のローラー間に連球を搬送し得る限り、適宜のフィーダーが用いられる。
好ましくは、上記フィーダーは、振動されることにより連球をその長さ方向に搬送する振動型のフィーダーで構成される。この場合、振動型のフィーダー内には、連球搬送方向に延び、かつ連球内の球状成形品の直径よりも大きく、該直径の２倍よりも小さな幅の搬送溝が形成されている。搬送溝の幅を、球状成形品の直径よりも大きくする必要があるのは、搬送溝の幅が球状成形品の直径よりも小さい場合には、搬送溝内に連球が収納されず、従って搬送溝方向に連球を搬送することができなくなるからである。また、搬送溝の幅を球状成形品の直径の２倍よりも小さくする必要があるのは、２倍以上である場合には、連球の全部もしくは一部が溝に直交する方向に配置されたまま溝内を移動するおそれがあり、連球の搬送を円滑に行うことが困難となるからである。
さらに、本発明では、好ましくは、請求項３に記載のように、第１，第２のローラーの下方に球状成形品収納容器が設けられ、該球状成形品収納容器の上方に、個々の球状成形品は通過させるが、２つ以上連結されたものは通過させないふるいが備えられる。
上記球状成形品収納容器としては、個々の球状成形品を収納し得る適宜の材料及び容積を有する容器を用いることができる。また、上記ふるいとしては、個々の球状成形品を通過させ、２つ以上の球状成形品が連結されたものを通過させない機能を果たし得る限り、適宜の材料及び構造からなるものを用いることができる。このようなふるいの例としては、金属や合成樹脂からなるメッシュ、多数の貫通孔が形成された多孔板などが挙げられる。
本発明の連球分断方法では、連球がフィーダーにより第１，第２のローラー間に自動的に供給される。第１，第２のローラー間においては、第１，第２のローラーの回転速度が異なるため、連球に速度の異なる第１のローラーの外周面と第２のローラーの外周面とが接触することになる。この場合、第１のローラーの外周面の移動速度と、第２のローラーの外周面の移動速度とが異なるため、連球に対しては両者の移動速度差による剪断応力が加えられることになり、それによって、連球から個々の球状成形品が分断されることになる。
また、上記搬送溝が形成された振動型フィーダーを用いた場合は、連球を確実に第１，第２のローラー間に、個々の球状成形品が連なっている方向に沿って搬送させることができる。従って、第１，第２のローラー間に、連球がその連結方向になった向きに確実に供給される。よって、連球から個々の球状成形品を確実に分断することができる。
さらに、第１，第２のローラーの下方に球状成形品収納容器及びふるいを設けた構成では、ふるいにより個々の球状成形品のみが確実に球状成形品収納容器内に収納されることになる。
なお、本願の請求項１０〜１２に記載の発明は、上記請求項１〜３に記載の発明の連球分断工程を実施するための連球分断装置に関するものであり、それぞれ、下記の構成を備える。すなわち、請求項１０に記載の発明では、請求項１に記載の球状成形品の製造方法に用いられる連球分断装置であって、回転速度の異なる第１，第２のローラーと、前記第１，第２のローラー間に連球を供給するためのフィーダーとを備えることを特徴とする連球分断装置で提供される。
また、請求項１１に記載の発明では、前記フィーダーが、振動されることにより連球を搬送する振動型フィーダーであり、かつ前記フィーダー内には、連球を搬送する方向に延び、かつ連球内の球状成形品の直径よりも大きく、該直径の２倍よりも小さな幅の搬送溝が形成されている連球分断装置が提供される。
さらに、請求項１２に記載の発明では、前記第１，第２のローラーの下方に設けられた球状成形品収納容器と、前記球状成形品収納容器の上方に配置されており、かつ個々の球状成形品は通過されるが、２つ以上の球状成形品が連結されたものは通過させないふるいとをさらに備える連球分断装置が提供される。
本発明の球状成形品の製造方法では、上記のように、射出成形により球状成形品が連なった連球が得られ、該連球が請求項１に記載の発明の連球分断工程により分断され、個々の球状成形品が得られるが、好ましくは、請求項４に記載の発明のように、連球を分断することにより得られた個々の球状成形品に微細な凹凸模様を付与する工程がさらに備えられる。ここでは、該微細な凹凸模様を付与する工程が、略円錐形の内面形状を有する容器と、該容器内に挿入された略円錐形のローターとの間の加工空間に、前記球状成形品と該球状成形品よりも硬度の大きな粉末状の研削材とを供給し、上記ローター及び容器のうち少なくとも何れか一方を回転させながら研削し、上記球状成形品表面に微細な凹凸模様を形成することにより行われる。
従って、請求項４に記載の発明では、上記凹凸模様を付与する工程において、上記特定の粉末状の研削材を用いて球状成形品を研削するため、加工液や研磨液などの液体を全く必要としない。よって、装置のローラーや容器内壁に付着した研削屑のみを除去すればよいため、ドレッシング処理の回数を大幅に削減することができる。
また、請求項５に記載の発明においても、連球を分断することにより得られた前記球状成形品の表面に微細な凹凸模様を形成する工程がさらに備えられる。ここでは、前記微細な凹凸模様を形成する工程が、ボールミル装置のポットに、球状成形品と、研削材として該球状成形品よりも硬度が大きく、ＪＩＳ  Ｒ０６１０に準拠して測定される最大粒子径が１１０μｍ以下の粉体とを封入し、前記ポットを回転させることにより球状成形品表面に微細な凹凸模様を形成することにより行われる。
請求項５に記載の発明の表面加工方法では、球状成形品の表面に微細な凹凸模様を形成する装置として汎用的なボールミルが用いられる。
上記球状成形品としては、酢酸セルロース、ポリスチレン、ポリアミド（ナイロン）、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロエチレン・プロピレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、エチルセルロース製等を成形してなる球体が挙げられる。
上記研削材としては、加工対象物である球状成形品より硬度の大きな粉体が選択され、例えば、粉末状の白色アルミナ等が好適に使用される。研削材の粒度は、研削される球体の直径や材質、球体に形成される凹凸模様の形状や深さ等によって適宜決定されるが、最大粒子径（ＪＩＳ  Ｒ６０１０に準拠して測定される微粉の最大粒子径）１１０μｍ以下に制限される。
上記球状成形品と研削材とをボールミル装置のポットに封入し、ポットを回転させることにより球状成形品の表面に微細な凹凸模様を形成する。
上記粉体の研削材を使用することにより、球状成形品が研削材に埋もれるので、研削時の衝撃や荷重は球体に加わらず研削材によって吸収される。
また、上記研削材や粒度を適当に選択することによって、球状成形品に形成される凹凸模様の形状や深さを調節することができる。
上記研削に要する時間は、球状成形品の表面硬度、凹凸模様の形状や深さ等によって適宜決定される。
請求項６に記載の発明では、上記のように表面に微細な凹凸模様が付与された球状成形品を得た後に、球状成形品と研削材とを分離する工程がさらに備えられる。このような球状成形品と研削材とを分離する工程は、請求項６に記載のように、前記球状成形品と研削材とを分離するためのふるい部が設けられたホッパーに、研削材が表面に付着した球状成形品を供給し、前記ホッパーをふるい部とともに揺動させることにより行われ、前記ふるい部は、球状成形品の直径よりも小さく、研削材粒子の直径よりも大きいメッシュを備えており、かつ前記ホッパーの導入部からふるい部のメッシュ面に至る流路の間隔が、球状成形品の直径の１．１〜１．８倍とされている。ここでは、後述する実施形態の説明から明らかなように、ふるい部が球状成形品の直径よりも小さく、研磨材粒子の直径よりも大きいメッシュを備えており、かつホッパー端部からふるい部のメッシュ面に至る流路の間隔が、球状成形品の直径の１．１〜１．８倍とされているため、メッシュ面の揺動により球状成形品の全表面がメッシュ面と接触する機会が与えられる。従って、ふるい効果が十分に高められるため、簡単な設備で高精度に球状成形品と他の研削材粒子などとを効率良く分離し得る。
なお、請求項１３に記載の発明は、上記請求項６に記載の球状成形品と研削材とを分離する工程を実施するための球状成形品加工装置であり、研削材が表面に付着した球状成形品を供給するためのホッパーと、前記球状成形体と研削材とを分離するためのふるい部がともに揺動する球状成形品加工装置であって、前記ふるい部が球状成形品の直径より小さく、研削材の直径より大きいメッシュを備えており、かつ前記ホッパー端部からふるい部のメッシュ面に至る流路の間隔が、球状成形品の直径の１．１〜１．８倍であることを特徴とする球状成形品の製造方法に用いられる球状成形品加工装置である。
請求項７に記載の発明では、請求項１に記載の発明において球状成形品が連ねられた連球を得るにあたり、射出成形用の成形型に特定の表面粗さを付与しておく。従って、該表面粗さが付与された成形型を用いて樹脂を射出成形することにより、特定の表面粗さが付与された球状成形品が得られることになる。
請求項７に記載の発明では、まず、成形型に特定の表面粗さを付与する。成形型としては、金型あるいは樹脂型のいずれであってもよい。この成形型表面に粗さを付与する方法は特に限定されるものではなく、例えば、サンドブラスト処理、エッチング、バフ研磨等により行い得る。
また、成形型に付与される上記特定の表面粗さの程度は、球状成形品に付与する上記特定の表面粗さに応じたものであり、球状成形品の用途に応じて適宜定められる。例えば、球状成形品を、特開平５−１６８７０６号公報に記載のような顆粒球を吸着させるための担体に用いる場合には、請求項８に記載のように、中心線平均粗さＲａ値が０．０１〜３０μｍ、好ましくは０．０１〜１０μｍ程度の範囲となるように上記表面粗さが選ばれる。ここで、中心線平均粗さＲａ値とは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９８２における中心線平均粗さを示す。
また、請求項７に記載の発明において上記特定の表面粗さを付与された球状成形品を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、射出成形され得る任意の熱可塑性樹脂を用いることができ、このような熱可塑性樹脂の種類は用途に応じて適宜選ばれる。
請求項７に記載の発明の球状成形品の製造方法では、成形型に特定の表面粗さを付与し、該表面粗さが付与された成形型を用いて射出成形することにより球状成形品が得られる。従って、球状成形品表面には、上記成形型の表面粗さに応じた表面粗さが付与されることになる。この場合、上述したように、表面粗さを付与する処理や成形条件によって、球状成形品表面に付与される粗さは、必ずしも成形型の表面粗さとは一致しないが、いずれにせよ、球状成形品表面には、成形型の表面粗さに応じて表面粗さが付与されることになる。従って、成形型の表面粗さを制御することにより、目的とする特定の表面粗さを有する球状成形品を確実に得ることができる。
次に、請求項９に記載の発明の球状成形品の製造方法の一具体例を体液成分吸着用担体として用いられる球状成形品の場合を例にとり説明する。例えば、直径２ｍｍの酢酸セルロース球であって、Ｒａ値が０．０１〜３０μｍ程度の表面粗さを有する担体を得る場合を例にとる。まず、射出成形用の成形型に、＃１５０〜＃４０００の範囲でサンドブラスト処理を施す。サンドブラスト処理に際しては、成形型の合わせ面はマスキングしておき、合わせ面まで表面粗さが付与されることを防止しておく。しかる後、上記サンドブラスト処理を行った後、マスキングを取り除き、射出成形を行う。その結果、成形型表面の粗さが、得られた球状酢酸セルロース担体表面に転写されることになり、上記表面粗さが付与された酢酸セルロース球からなる担体を得ることができる。
なお、上記表面粗さＲａ値は、同じサンドブラスト処理を施した場合であっても、ブラスト時間やブラスト圧によって異なる。また、同じ粗さを付与した成形型を用いた場合であっても、射出圧力や保圧時間などの成形条件によって、表面粗さの転写状態が大きく左右される。従って、最終的に目標とする表面粗さが担体表面に形成されるように、上記各条件を選択することが必要である。
さらに、担体表面の表面粗さＲａ値は、測定方法によっても異なるが、本明細書における上記Ｒａ値は、レーザーテック社製、３次元焦点移動非接触式走査型レーザー顕微鏡：１ＬＭ１１によって測定したものである。
【図面の簡単な説明】
図１は、請求項１に記載の発明の実施例において得られる球状成形品の連結体である連球を説明するための模式的側面図。
図２は、図１に示した連球を説明するための模式的平面図。
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、ブリッジを介して連結された球状成形品の側面図及び（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
図４は、連球を説明するための正面図。
図５は、連球分断装置の実施例の要部を説明するための概略構成図。
図６は、図５に示した連球分断装置の具体的な実施例を説明するための斜視図。
図７は、搬送溝を説明するための斜視図。
図８は、比較例で用いた第３のフィーダー部を説明するための斜視図。
図９は、球状成形品収納容器及びふるい部を説明するための断面図。
図１０は、請求項４に記載の発明に係る実施例で用いられる凹凸模様を付与するための装置を説明するための模式的断面図。
図１１は、請求項６に記載の発明に係る実施例で球状成形品と研削材とを分離するのに用いられる装置を説明するための模式的断面図。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の非限定的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
図１は、請求項１に記載の発明の球状成形品の製造方法に従って成形される成形品を説明するための模式的側面図であり、図２は平面図である。図１及び図２では、多数の球状成形品１がブリッジ部分２を介して連結された状態で成形されている。なお、図１及び図２では、上記成形品１が成形装置内で成形された状態を示しており、ランナー３内に配置された樹脂４と接続された状態で図示されている。また、５はゲートを示す。
図１及び図２に示す例では、ランナー３に対してゲート５が複数連結されており、各ゲート５に対し、複数個の成形品１が得られるようにブリッジを介して複数個の成形品成形部が連結されている。従って、図３（ａ），（ｂ）に示すようにブリッジ部分２を介して連結された複数個の成形品１が一度に成形される。
実施例１
直径２．５ｍｍのポリスチレンからなる球状の成形品を成形した。１個のゲートに対する成形部の連結数は３０とし、ブリッジの数は２９とし、ブリッジの断面積及び長さを、それぞれ、０．３６ｍｍ2及びほぼ０ｍｍとした。なお、ランナーについては、上記ブリッジで連結された成形部の両側に一対のランナーを接続し、ランナーとしてはコールドランナーを用いた。また、両側のランナーに対し３４０個のゲート、すなわち各ランナーに１７０個のゲートを接続した。上記方法及び仕様を表１にまとめて示す。
その結果、一度に５１００個の球状のポリスチレンからなる成形品を得ることができた。
実施例２〜５
実施例１と同様に本発明に従って下記の表１に示す形状及び材質の成形品を多数個取りで射出成形した。ブリッジによる成形品の連結数、ブリッジの数、ブリッジの断面積、ブリッジの長さ、ランナーに接続されるゲートの数、ランナーの配置及びランナーシステムを下記の表１に示す。
表１から明らかなように、実施例２〜５では、一度に、それぞれ、４３００個、２００個、９０００個及び２００個の成形品を得ることが可能である。
比較例１
実施例１と同様に、直径２．０ｍｍのポリスチレンよりなる球状の成形品を成形した。ブリッジを成形装置に設けずに、その他については実施例１と同様にして多数個取り射出成形を行った。この場合、両側に配置されたランナーの各側に１７０のゲートを接続しただけであるため、１７０個の成形品しか一度に得ることができなかった。
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図４は、連球を説明するための正面図である。連球１１は、複数の球状成形品１２が連結された構造を有する。この連球１１は、合成樹脂を射出成型することにより得られたものであり、球状成形品１２の数を増加させることにより、より効率よく多数の球状成形品１２を成型することができる。
なお、球状成形品１２間は、ブリッジ１３により相互に連結されている。このブリッジ１３の断面積は、球状成形品の直径が２．５ｍｍ程度の場合、通常、０．０１ｍｍ2〜５ｍｍ2程度とされており、かつブリッジの長さは、０〜２ｍｍ程度とされている。すなわち、ブリッジ１３は、その幅及び長さが、球状成形品１２の直径に比べてかなり小さくされている。
上述したように、従来、連球から個々の球状成形品を分断するにあたっては、はさみやカッターなどを用いて切断する方法や、乳鉢内において乳棒により連球を乳鉢の内壁に押しつけることにより分離する方法が採用されていた。
次に述べる実施例は、図４に示す連球１１から個々の球状成形品１２を自動的に分断するための装置に関するものである。本発明の一実施例の分断装置を、図４及び図５を参照して説明する。
図５は、本発明の一実施例にかかる分断装置の要部を説明するための概略構成図である。図５を参照して、本実施例の分断装置には、ローラー１４，１５が配置されている。ローラー１４，１５は、図示しない回転駆動源、例えばモーターにより互いに逆方向に回転されている。また、第１のローラー１４と第２のローラー１５とは、その回転速度が異ならされている。
他方、第１，第２のローラー１４，１５間に連球１１を供給するために、フィーダー１６が設けられている。フィーダー１６は、連球１１を図示の矢印Ａ方向、すなわちローラー１４，１５間に供給し得るように構成されている。フィーダー１６は、振動により連球１１を図示の矢印Ａ方向に搬送し得る振動型フィーダー、あるいは他の適宜のフィーダーにより構成することができる。好ましくは、フィーダー１６は、上記振動型フィーダーで構成される。
なお、ローラー１４，１５間の間隔Ｂは、球状成形品１２が通過し得る大きさとされる必要はあるが、球状成形品１２の直径に比べて大きすぎる場合には、連球１１から球状成形品１２を分断することはできない。従って、ローラー１４，１５間の間隔Ｂは、通常、球状成形品１２の直径と同等の大きさから、該直径の１／２倍程度の大きさとされる。
本実施例の分断装置では、連球１１がローラー１４，１５間にフィーダー１３により供給される。この場合、ローラー１４，１５の外周面の移動速度が異なるため、ローラー１４，１５間では、連球１１に対して両者の移動速度差により剪断応力が加えられ、連球１１から個々の球状成形品が分断され、個々の球状成形品が連球１１から分断されてローラー１４，１５の間から放出される。従って、連球１１から個々の球状成形品１２を分断する作業を機械により自動化することができる。よって、大量の連球１１を自動的にかつ能率よく個々の球状成形品１２に分断することができる。
次に、本発明のより具体的な実施例の分断装置を図６を参照して説明する。
図６に示した実施例の分断装置２１は、図５に示した分断装置を具体化した構造にあたる。すなわち、ローラー１４，１５が、ベースプレート２２の上方に配置されている。第１のローラー１４は、モーター２３にベルト２４により連結されており、それによって図示の矢印方向に回転駆動され得るように構成されている。同様に、第２のローラー１５は、下方に配置されたモーター２５にベルト２６により連結されており、該モーター２５を駆動することにより、図示の矢印方向に回転駆動され得る。
他方、ローラー１４，１５の側方には、フィーダー１６が配置されている。フィーダー１６は、本実施例では、円形パーツフィーダー１６Ａと、直進パーツフィーダー１６Ｂとを有する。円形パーツフィーダー１６Ａは、射出成型機から取り出された連球１１がその中央上部から投入され、振動により連球１１がスパイラル状に搬送され、パーツフィーダー１６Ａの排出部２７から排出されるように構成されている。排出部２７は、連球１１を、個々の球状成形品１２が連結している方向に沿って搬送し得るように、その幅が個々の球状成形品１２の直径よりも大きく、かつ該直径の２倍以下となるように構成されている。
直進パーツフィーダー１６Ｂは、円形パーツフィーダー１６Ａから排出された連球１１を第１，第２のローラー１４，１５間に整列した状態で供給することを可能とするために設けられている。すなわち、直進パーツフィーダー１６Ｂは、連球１１を、球状成形品１２が連結されている方向に沿った向きのまま、第１，第２のローラー１４，１５間に供給し得るように構成されている。
直進パーツフィーダー１６Ｂは、第１〜第３のフィーダー部２８〜３０を有する。第１のフィーダー部２８は、プレート２８ａ上に、ピアノ線などの線材２８ｂを搬送方向に沿って複数本配置した構造を有する。すなわち、複数本の線材２８ｂを平行にかつ搬送方向に沿って延びるように配置することにより、重なり合う線材間の搬送領域内を、連球１１がその長手方向に沿って移動可能とし得るように構成されている。
同様に、第２のフィーダー部２９においても、複数の仕切り壁３１が平行に、かつ連球１１の搬送方向に沿って延びるように形成されている。この仕切り壁３１は、金属もしくは合成樹脂などの適宜の材料からなり、連球１１の高さよりも長く形成されている。
さらに、第３のフィーダー部３０においては、プレート３０ａに、図７に示す複数本の搬送溝３２が形成されている。この搬送溝３２は、連球１１の搬送方向に延びるように形成されている。また、搬送溝３２の幅は、球状成形品１２の直径よりも大きく、かつ該直径の２倍よりも狭くされている。さらに、搬送溝３２の延びる方向は、第１，第２のローラー１４，１５の長さ方向に対して直交する方向とされている。従って、搬送溝３２内を搬送されている連球１１は、先頭の球状体から順に第１，第２のローラー１４，１５間に確実に供給されることになる。
第１，第２のローラー１４，１５の排出側下方には、図９に示す球状体収納容器３３が配置されており、該収納容器３３は、分断された球状体を収納し得る適宜の材料から構成されている。
さらに、球状体収納容器３３の上方には、ふるい３４が配置されている。このふるい３４は、本実施例では金属メッシュからなり、分断された個々の球状体３を通過させ得るが、２個以上の球状体が連結されたものは通過させないようなメッシュで構成されている。
なお、図６において、３５はローラー１４の高さを調整するために設けられている高さ調整機構を示す。この高さ調整機構３５によりローラー１４の高さを調整することにより、第１，第２のローラー１４，１５間の間隔を連球１１から球状成形品１２を分断するのに適当な間隔に調整することができる。
図６に示した分断装置２１を用いた場合、射出成型機から取り出された連球１１を円形パーツフィーダー１６Ａの中心に投入し、しかる後パーツフィーダー１６を振動させることにより、第１，第２のローラー１４，１５間に確実に連球１１を供給することができる。しかも、第１，第２のローラー１４，１５間においては、ローラー１４，１５の回転速度が異なるため、連球１１から個々の球状成形品１２が確実に分断され、下方に配置された球状体収納容器３３内に集められる。また、誤って２個以上の球状体が連結されたまま下方に落下した場合には、上記ふるい３４により球状体収納容器３３内への落下が防止される。従って、球状体収納容器３３内には、個々の球状成形品１２のみが確実に収納されることになる。
次に、具体的な実験例につき説明する。
直径２．５ｍｍの合成樹脂よりなる球状成形品が２０個連結されてなる連球１１を分断装置２１を用いて分断した。分断にあたり、下記の実施例６及び実施例７の条件にて、連球１１の分断を行った。
実施例６
第１，第２のローラー１４，１５として、直径９０ｍｍのローラーを用い、第１のローラー１４の回転速度を１０ｒｐｍ、第２のローラー１５の回転速度を８ｒｐｍとした。また、第１のフィーダー部２８においては、直径１ｍｍ×長さ３０ｃｍのピアノ線を２．５ｃｍの間隔をおいて配置した。さらに、第２のフィーダー部２９においては、仕切り壁１９ａとして、長さ８ｃｍ、幅４．０ｍｍのアクリル板からなる仕切り壁を３５ｍｍの間隔をおいて平行に配置した。さらに、第３のフィーダー部３０としては、深さ５ｍｍ、幅１０ｍｍの断面Ｖ字状の搬送溝３２が形成されたものを用いた。
実施例７
第１，第２のローラー１４，１５として、直径９０ｍｍのローラーを用い、第１のローラー１４の回転速度を１０ｒｐｍ、第２のローラー１５の回転速度を３ｒｐｍとした。直進パーツフィーダー１６Ｂの第１のフィーダー部及び第２のフィーダー部は実施例６と同様にして構成した。但し、第３のフィーダー部については、深さ５ｍｍ、幅１０ｍｍの断面Ｕ字状の溝を形成したものを用いた。
また、比較のために、下記の２種類の条件で、同じく連球１１の分断を行った。
比較例２
第１，第２のローラー１４，１５として、直径９０ｍｍのものを用い、ただし、両者の回転速度は１０ｒｐｍとし、同一とした。また、直進パーツフィーダーの第３のフィーダー部として、搬送溝に代えて、図８に示すように、複数の仕切り壁３７を平行に立設したものを用いた。なお、仕切り壁３７，３７の間の間隔は３ｍｍとし、かつ仕切り壁３７の長さ及び高さは５ｍｍ及び４ｍｍとした。
比較例３
第１，第２のローラー１４，１５として、直径９０ｍｍのローラーを用い、回転速度は何れも１０ｒｐｍとした。また、直進パーツフィーダーの第３のフィーダー部については、比較例１と同様に仕切り壁３７を複数立設したものを用いた。もっとも、仕切り壁３７間の間隔は５ｍｍとした。
上記実施例６，７及び比較例２，３の条件で連球１１の分断を行ったところ、実施例６，７では、連球１１から確実に個々の球状成形品を分離することができた。これに対して、比較例２，３では、第１，第２のローラー１４，１５の回転速度が同じであるため、２個以上の球状成形品が分断されずに残存する割合が高かった。加えて、第１，第２のローラー１４，１５間に連球１１がその連結方向に沿って確実にローラー１４，１５間に供給され難かった。
次に、上記のようにして連球から分断された球状成形品を加工する工程につき説明する。すなわち、次に説明する実施例は、請求項４に記載の発明に係る実施例に相当し、上記連球を分断することにより得られた個々の球状成形品に微細な凹凸模様を付与する工程をさらに備える実施例である。
本実施例の球状成形品加工工程では、例えば、図１０に模式図に示された装置が用いられる。図１０において、４１は容器を示し、この容器４１は、略円錐形の内面形状の凹部４１ａを有する。４２は略円錐形のローターを示す。このローター４２の外径を容器４１の内径より若干小さくなるようにすることにより、容器４１内に挿入されたローター４２と容器４１の内面との間に加工空間４６を形成することができる。
上記加工空間４６に粉末状の球体４３を研削材４４と共に供給し、ローター４２を矢印の方向へ回転させることにより、球体４３表面が研削材４４によって部分的に研削され、該表面に微細な凹凸模様が形成される。
上記粉末状の球体４３及び研削材４４は、予め両者を混合して使用してもよい。
なお、上記例示においては、上記ローター４２を回転させたが、ローター４２の代わりに容器４１を回転させてもよく、ローター４２及び容器４１の両方を回転させてもよい。なお、ローター４２及び容器４１の両方を回転させる場合には、回転方向がそれぞれ反対となるように回転させるか、回転方向が同方向の時は回転数を異ならせて回転させることが好ましい。
上記球状成形品４３は、前述した連球を分断して得られているが、その材料は特に限定されるものではない。このような材料としては、例えば、酢酸セルロース、ポリスチレン、ポリアミド（ナイロン）、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロエチレン・プロピレン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、エチルセルロースが挙げられる。
上記研削材４４としては、加工対象物である球体より硬度の大きい粉体が選択され、例えば、粉末状の白色アルミナ等が好適に使用される。研削材４４の粒度は、研削される球状成形品の直径や硬度、球状成形品に形成される凹凸模様の形状や深さ等によって適宜決定される。
また、上記ローター４２の表面には、図１０に示すように、螺旋状の溝４５が設けられていてもよい。このような溝４５によって、研削効率が向上させることができる。このような溝は、容器４１の内面（図示しない）に設けられていてもよく、ローター４２の表面及び容器４１の内面の両方に設けられていてもよい。
次に、図１０を参照して説明した球体加工方法の具体的な実施例を、下記の実施例８として説明する。
実施例８
直径４３ｍｍ、長さ４０ｍｍのローターの表面に幅５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの溝を螺旋状に設けたローターと、内径５０ｍｍ、深さ４０ｍｍの容器からなる装置を使用してローターと容器とで形成される加工空間に、＃４００の粉末状の白色アルミナ研削材２０ｇと直径２．５ｍｍの酢酸セルロース球体３０ｇの混合物を供給し、ローターのみを１２ｒｐｍの回転数で１時間回転させて、酢酸セルロース球体表面に微細な凹凸模様を形成した。得られた球体は、破壊されることなく、その表面にＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠して測定される中心線平均粗さ）値＝２．０μｍの凹凸模様を形成することできた。
次に、連球を分断することにより得られた前述した球状成形品の表面に微細な凹凸模様を形成する工程に特徴を有する請求項５に記載の発明に係る具体的な実験例を、実施例９として以下において説明する。
実施例９
ボールミル装置を使用して、直径２０ｃｍ、長さ２５ｃｍの陶器製ふた付きポットに、直径２ｍｍの酢酸セルロース球体５００ｇと研削材として＃４００の白色アルミナ粉体５００ｇを封入した後、ポットをその中心軸が水平となるように設置し、１０ｒｐｍの回転速度で１０時間回転させて、球体表面に微細な凹凸模様を形成した。得られた球体は破壊されることなく、その表面にＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準拠して測定される中心線平均粗さ）値＝２．０μｍの凹凸模様を形成することができた。
上述した種々の方法によって、連球から分離された個別の球状成形品表面に微細な凹凸模様を形成し得るが、本発明では、好ましくは、微細な凹凸模様を形成した後に、球状成形品と研削材とを請求項６に記載の発明に従って分離される。次に、この請求項６に記載の発明における球状成形品と研削材とを分離する工程についての具体的な実施例を、図１１を参照して説明する。
図１１に示すビーズ加工装置では、ホッパー５１が備えられている。ホッパー５１の下方には、ふるい部５２が設けられている。ふるい部５２は、枠体７１と、枠体７１の開口部に固定されているメッシュ７２とを有する。また、ホッパー５１の下方には、ホッパー５１の排出部をラフに支持するためのゴム製の板６１が取り付けられている。また、メッシュ７２の全幅にわたるように、かつメッシュの上方を覆うように、ゴム板６２が取り付けられている。
上記ホッパー５１は該枠体７１上に固定され、モーター５３にて駆動される偏心ユニバーサル５４によって上記ホッパー５１とふるい部５２のメッシュ７２の位置関係に変更を加えることなく両者を揺動可能に装備されている。上記揺動機構は特に上記のものに限定されるものではなく、上記ホッパー５１とふるい部５２のメッシュ７２の位置関係を本発明に規定する如く、被処理ビーズの直径の１．１〜１．８倍の間隔に固定できるものであれば別個に揺動し得るように装備されていてもよい。
５５は研削材粒子及び研削屑の受け箱であり、上記メッシュ２２の揺動範囲に相当する開口部を有する。５６はふるい分けされた被処理ビーズの受け箱である。受け箱５５，５６は、何れも枠体５７に着脱自在に取り付けられている。
上記ふるい部５２には上記ホッパー５１に連なる部分から被処理ビーズの受け箱５６の方向に傾斜が設けられており、上記ホッパー５１からメッシュ７２に加えられる揺動によって漸次前進し、被処理ビーズが受け箱５６内に落下するまでに、研削材粒子及び研削屑をふるい分けし、これらを受け箱５５内に収納するように構成されている。
本実施例のビーズ加工装置では、研磨材粒子が表面に付着した被処理ビーズを供給するためのホッパーと前記被処理ビーズと研磨材粒子を分離するためのふるい部が共に揺動し、上記ふるい部が被処理ビーズの直径より小さく、研磨材粒子の直径より大きいメッシュを具備し、かつ、上記ホッパー端部からふるい部のメッシュ面に至る流路の間隔が、上記被処理ビーズの直径の１．１〜１．８倍であるので、メッシュ面の揺動によって被処理ビーズの全表面がメッシュ面と接触するチャンスがあり、十分にふるい効果が及ぶ。従って、簡単な設備で、精度高く被処理ビーズとその他の研削材粒子等とを効率良く分離できる。
次に、図１１に示したビーズ加工装置を用いた非処理ビーズと研削材粒子との分離工程の具体的な実験例につき、図１１を参照して説明する。
図１１に示されたビーズ加工装置において、ホッパー５１を、ステンレスを用いて幅４００ｍｍ、奥行き１５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの寸法を有するように構成した。また、シリコーンゴムからなるゴム板６１，６２が備えられており、これらのゴム板６１，６２は、それぞれメッシュ７２面との間をシールし、メッシュ７２面に落下した被処理ビーズが多層状に堆積しないように落下量を制御している。
上記ふるい部５２は、被処理ビーズの進行方向（長さ方向）８００ｍｍ、幅４００ｍｍの枠体７１に、長さ３００ｍｍ、幅３００ｍｍの目開き１．５ｍｍのメッシュ７２面の先端がホッパー５１の落下孔の直下４．５ｍｍに位置するように構成し、末端部にかけて１０度の傾斜を設けて設置されている。
上記ホッパー５１とふるい部５２は、電動モーター５３で駆動される変心ユニバーサル５４によって７０回／分、揺動ストローク３０ｍｍで揺動するように設定した。
実施例１０
上記のように構成した図１１に示したビーズ加工装置を用いて実施した。まず、ボールミルにて、直径２５ｍｍの酢酸セルロースからなるビーズ９ｋｇを、ＪＩＳ  Ｒ６１１１に規定される＃４００白色アルミナ研削材（最大粒子径７５μｍ以下、累積高さ９４％点の粒子径２５μｍ以上）２ｋｇと共に６時間研削処理したものを、上記ビーズ加工装置を用いて被処理酢酸セルロースビーズと研削材及び研削屑とを１０ｋｇ／時の処理得度でふるい分けした。
上記ふるい分けされた被処理酢酸セルロースビーズをメタノールで洗浄し、被処理酢酸セルロースビーズ表面に浸出してきた上記樹脂の添加物を取り除き、乾燥した。次いで、メタノール洗浄された被処理酢酸セルロースビーズを常法に従い１回水洗し、乾燥して酢酸セルロースビーズの表面加工を完了した。
得られた表面加工酢酸セルロースビーズの水洗濾液の蒸発残渣は０であった。
比較例４
実施例１０で使用したビーズ加工装置のホッパー５１の落下孔から直下のメッシュ７２面までの間隔を５０ｍｍとしたこと以外、実施例１０と同様にして被処理酢酸セルロースビーズと研削材及び研削屑とをふるい分けした。
上記ふるい分けされた被処理酢酸セルロースビーズは、実施例１０と同様にメタノール洗浄を行った後、常法に従い水洗し、５回水洗を繰り返したが水洗濾液の蒸発残渣が残り、６回目でやっと蒸発残渣がなくなった。
次に、請求項７に記載の発明に係る実施例を、下記の具体的な実験例としての実施例１１，１２及び比較例５を参照して説明する。
実施例１１
酢酸セルロースから、直径２．３ｍｍの球状の担体を射出成形により作製した。まず、成形に先立ち、金型表面を、合わせ面を除いて、＃６００のサンドブラスト処理を行った。この場合、金型の表面には、Ｒａ値＝３．５μｍの表面粗さが付与された。
上記のように表面粗さが付与された金型を用い、射出圧力１７００ｋｇ／ｃｍ2及び保圧時間２．０秒の条件で酢酸セルロースを射出成型し、担体を得た。得られた担体の表面の粗さを測定したところＲａ値は、３．１０μｍであった。
実施例１２
金型表面に表面粗さを付与する処理として、＃６００のサンドブラスト処理に代えて、＃３２０のサンドブラスト処理を行ったことを除いては、実施例１１と同様にして、球状の酢酸セルロースからなる担体を作成した。
実施例１２では、＃３２０のサンドブラスト処理による金型の表面粗さは、Ｒａ値＝７．０μｍであった。また、得られた担体表面の表面粗さは、Ｒａ値＝６．４０μｍであった。
比較例５
金型表面をサンドブラスト処理をしなかったことを除いては、実施例１１と同様にして球状の酢酸セルロースからなる担体を作製した。得られた担体表面の中心線平均粗さＲａは、０．０１μｍであった。
上記のように、実施例１１及び１２では、サンドブラスト処理の条件を変更することにより、得られた担体表面の表面粗さを容易に制御し得ることがわかる。また、実施例１１，１２及び比較例５のいずれの方法においても、射出成形により担体を作成しただけであるため、研磨屑や微粒子等の発生は生じなかった。
発明の効果
以上のように、請求項１に記載の発明に係る方法によれば、樹脂が流れるための断面積０．０１〜１０ｍｍ2のブリッジを成形部間に配置し、２つのゲートに対し、上記ブリッジを介して複数の成形部を連結して射出成形を行うものであるため、ランナーを大きくすることなく、多数の球状成形品を一度に成形することができる。従って、ランナーロスの増大を招くことなく、多数個取り射出成形を行うことができる。
また、従来の１つのゲートに対し１つの成形部を接続した方法に比べて、同じランナー配置で、成形品個取り数を数倍から数十倍と、より多くの成形品を一度に成形することが可能となる。一度の成形により成形できる成形品数が増加するため、本発明によれば、成形機の運転時間を短縮することができ、かつ成形費用のコストダウンを図ることができる。
また、大量生産を行う場合には、１台の成形機あたりの生産量が増加するため、成形機の台数を減らすことができる。
また、請求項１，１２に記載の発明に係る方法及び装置では、回転速度の異なる第１，第２のローラー間にフィーダーから連球が供給され、第１，第２のローラー間において連球から個々の球状成形品が確実に分断される。従って、従来必要であった煩雑な手作業による球状成形品の分断作業を省略することができ、連球から個々の球状成形品に分断する作業の効率を飛躍的に高めることが可能となる。
また、振動型フィーダーに上記特定の搬送溝を設けた構造を採用した場合には、連球をその連結方向に沿って確実に搬送することができ、かつ第１，第２のローラー間に連球を確実に所定の向きに供給することができる。従って、連球から個々の球状成形品への分断をより確実に行うことができる。
さらに、球状成形品収納容器及びふるいを配置した構造によれば、第１，第２のローラー間で分断されて得られた球状成形品が確実に球状成形品収納容器に収納される。
さらに、請求項４に記載の発明では、粉末状の研削材を使用して球状成形品を研削しその表面に微細な凹凸模様を形成するので、加工液または研磨液等の液体を全く必要とせず、装置のローターや容器内壁に付着した研削屑のみを除去すればよいので、ドレッシング処理の回数を大幅に削減することができ、生産効率を大幅に向上させることができる。
また、請求項５に記載の発明では、加工液または研磨液等の液体を使用せずに研削してもドレッシング処理の必要がなく、かつボールの重みや衝撃等によって球状成形品が破壊されることなく、大きさの異なる種々な球状成形品に対してその表面に微細な凹凸模様を形成することが可能である。
また、上記研削材の硬度や粒子径を適当に選択することによって、球状成形品に形成される凹凸模様の形状や深さを調節することも可能である。
また、請求項６，１３に記載の発明のビーズ加工方法及び装置は、叙上の如く構成されているので、被処理ビーズの表面に部分的に研削屑等が残存せず、煩わしい水洗作業を繰り返し行う必要はなく、極めて作業能率よくふるい分けができる。
さらに、請求項１２に記載の発明では、予め成形型の表面を粗しておくことにより、最終的に得られる球状成形品の表面に該表面粗さが転写されて、特定の表面粗さを有する球状成形品が得られる。よって、従来の体液成分吸着用や該診断薬用の担体を得るにあたって採用されていた各法では、▲１▼研磨法では担体を直接研磨していたため研磨屑が発生するという問題があったり、▲２▼担体に微粒子を固定する方法においても、微粒子が発生するという問題があったが、本発明の方法を用いれば、このような研磨屑や微粒子の発生が生じない。また、従来の▲２▼担体に微粒子を固定する方法では、接着性物質による検体サンプルとの相互作用等の問題も生じていたが、本発明ではこのような接着性物質を用いないため、体液成分や検体サンプル等との相互作用も生じない。
よって、球状成形品、特に体液成分の吸着や診断薬用の担体として最適な担体を安定に提供することが可能となる。しかも、従来の▲３▼多孔質材料を用いた方法では、材料及び表面粗さに制約があったが、本発明の方法では、射出成形し得る適宜の材料を用いて、しかも各条件を制御することにより所望通りの表面粗さを有する担体を容易に得ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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