(57)【要約】【課題】液体の接触角を高精度に定量的に制御することが可能な濡れ性制御素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】まず平坦な表面を有する素子本体１１を準備する。次に、予め求められた素子本体１１の孔２０の空隙率ｖと接触角θとの関係に基づいて、所望の接触角θ１をもつ空隙率ｖ１を決定する。その後、決定した空隙率ｖ１に基づいて、素子本体１１の表面１１ａに複数の孔２０を形成することにより、所望の接触角θ１を有する濡れ性制御素子１０が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濡れ性制御素子の製造方法であって、
平坦な表面を有する素子本体を準備する工程と、
予め求められた前記素子本体の孔の空隙率と接触角との関係に基づいて、所望の接触角をもつ空隙率を決定する工程と、
決定した前記空隙率に基づいて、前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程とを備えたことを特徴とする濡れ性制御素子の製造方法。
【請求項２】
前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程は、
決定した前記空隙率に基づいて、複数の凸部を有する原版を作製する工程と、
前記原版の前記凸部を前記素子本体に転写することにより、前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１記載の濡れ性制御素子の製造方法。
【請求項３】
前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程は、
決定した前記空隙率に基づいて、複数の孔を有する原版を作製する工程と、
前記原版に基づいて、複数の凸部を有する金型を作製する工程と、
前記金型の前記凸部を前記素子本体に転写することにより、前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１記載の濡れ性制御素子の製造方法。
【請求項４】
前記素子本体の前記孔の空隙率が５％〜８０％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の濡れ性制御素子の製造方法。
【請求項５】
前記素子本体の前記孔のピッチは、５００ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の濡れ性制御素子の製造方法。
【請求項６】
前記素子本体の前記表面は、二酸化ケイ素又は合成樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の濡れ性制御素子の製造方法。
【請求項７】
液体に対する初期接触角を有する材料を加工して得られる濡れ性制御素子であって、
表面に複数の孔が形成された素子本体を備え、
前記素子本体の前記孔の空隙率が５％〜８０％であり、
前記初期接触角と、複数の孔が形成された前記素子本体の、前記液体に対する接触角との差が、１°〜７０°であることを特徴とする濡れ性制御素子。
【請求項８】
前記液体は水であり、前記初期接触角と、複数の孔が形成された前記素子本体の、前記水に対する接触角との差が、１°〜７０°であることを特徴とする請求項７記載の濡れ性制御素子。
【請求項９】
前記液体は油であり、前記初期接触角と、複数の孔が形成された前記素子本体の、前記油に対する接触角との差が、１°〜３５°であることを特徴とする請求項８記載の濡れ性制御素子。
【請求項１０】
前記油は、ｎ−ヘキサデカンであることを特徴とする請求項９記載の濡れ性制御素子。
【請求項１１】
前記素子本体の前記孔のピッチは、５００ｎｍ〜１μｍであることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一項記載の濡れ性制御素子。
【請求項１２】
前記素子本体の前記表面は、二酸化ケイ素又は合成樹脂を含むことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一項記載の濡れ性制御素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建築用、自動車用、産業用の窓材や鏡材などに好適に用いられる撥水性または親水性の構造体に係り、更には、医療用のマイクロ流路に係り、とりわけ接触角を定量的に制御する機能を有する濡れ性制御素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、構造体の表面を撥水性または親水性にすることで、防曇性や防汚性の機能を持たせることが知られている。とりわけ近年、撥水性と親水性との差を利用することで、液体の移動を制御する受動弁の機能が注目され、これを利用したマイクロ流路の開発が活発に行われている（例えば特許文献１）。
【０００３】
従来技術では、特に撥水性を発現させるためにフッ素やシリコーンといった表面エネルギーの小さい材料を含有する薬剤により材料表面を化学処理している。例えば特許文献１では、撥水（疎水）部はフッ素系のポリマー、例えば、ＣＰＦＰをパーフルオロ溶媒で薄めたポリマー（商品名：ＣｙｔｏｐＣＴＬ−８０９Ｍ、旭硝子）を使用して形成することが記載されている（段落［００１３］および［発明の実施の形態］参照）。
【０００４】
一方、マイクロ流路の応用分野として最も期待される医療検査チップにおいては、薬剤の溶出により検査精度が劣化することが懸念される。このため、材料表面を非化学処理することにより撥水性および親水性を制御する手段を確立することが強く望まれている。
【０００５】
その一方で、材料表面に微細な凹凸を形成することで濡れ性を変化させることが知られている（特許文献２）、（特許文献３）、（非特許文献１）。
【０００６】
このうち特許文献２と非特許文献１では、ピッチ２００〜４００ｎｍ、アスペクト比０．５以上の微細な凹凸を樹脂表面に形成することで親水性になり、濡れ性が向上することが報告されている（特許文献２の請求項１と請求項２、非特許文献１の右写真）。
【０００７】
また、特許文献３では、ピッチ１μｍ〜１００μｍの凹凸を樹脂表面に形成することで撥水性になり、濡れ性が低下することが報告されている（段落［００３９］および図１０参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４５９０５４２号公報
【特許文献２】特開２０１１−５３３３４号公報
【特許文献３】特開２０１２−６６４１７号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】栗原一真、「成形だけで撥水性表面が親水性に変化」、産総研ＴＯＤＡＹ２０１０−０５、独立行政法人産業技術総合研究所、平成２２年５月１日、通巻１２２号、ｐ．１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、これらの従来技術では、樹脂表面に微細な凹凸を形成し、非化学処理により濡れ性を変化させているが、濡れ性の定量的な指標である接触角を制御するようにはなっていない。このため、これらの技術は、非特許文献１に記載されている様に、窓材として用いることは十分可能であるが、医療用の検査チップや培養チップの様な高度な液体制御が要求されるマイクロ流路に用いるのにはまったく不十分である。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、液体の接触角を高精度に定量的に制御することが可能な濡れ性制御素子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題について鋭意検討し、孔による微細孔の空隙率を制御することで液体の接触角を連続的かつ任意に定量的に制御することができ、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１３】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子の製造方法は、平坦な表面を有する素子本体を準備する工程と、予め求められた前記素子本体の孔の空隙率と接触角との関係に基づいて、所望の接触角をもつ空隙率を決定する工程と、決定した前記空隙率に基づいて、前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子の製造方法において、前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程は、決定した前記空隙率に基づいて、複数の凸部を有する原版を作製する工程と、前記原版の前記凸部を前記素子本体に転写することにより、前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程とを有してもよい。
【００１５】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子の製造方法において、前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程は、決定した前記空隙率に基づいて、複数の孔を有する原版を作製する工程と、前記原版に基づいて、複数の凸部を有する金型を作製する工程と、前記金型の前記凸部を前記素子本体に転写することにより、前記素子本体の前記表面に複数の孔を形成する工程とを有してもよい。
【００１６】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子の製造方法において、前記素子本体の前記孔の空隙率が５％〜８０％であってもよい。
【００１７】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子の製造方法において、前記素子本体の前記孔のピッチは、５００ｎｍ〜１μｍであってもよい。
【００１８】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子の製造方法において、前記素子本体の前記表面は、二酸化ケイ素又は合成樹脂を含んでもよい。
【００１９】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子は、液体に対する初期接触角を有する材料を加工して得られる濡れ性制御素子であって、表面に複数の孔が形成された素子本体を備え、前記素子本体の前記孔の空隙率が５％〜８０％であり、前記初期接触角と、複数の孔が形成された前記素子本体の、前記液体に対する接触角との差が、１°〜７０°であることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子において、前記液体は水であり、前記初期接触角と、複数の孔が形成された前記素子本体の、前記水に対する接触角との差が、１°〜７０°であってもよい。
【００２１】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子において、前記液体は油であり、前記初期接触角と、複数の孔が形成された前記素子本体の、前記油に対する接触角との差が、１°〜３５°であってもよい。
【００２２】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子において、前記油は、ｎ−ヘキサデカンであってもよい。
【００２３】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子において、前記素子本体の前記孔のピッチは、５００ｎｍ〜１μｍであってもよい。
【００２４】
本発明の一実施の形態による濡れ性制御素子において、前記素子本体の前記表面は、二酸化ケイ素又は合成樹脂を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、単に素子本体の表面の濡れ性を変化させるだけでなく、液体との接触角を定量的に制御することができるため、素子本体の濡れ性を制御することができ、所望の濡れ性を有する濡れ性制御素子を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る濡れ性制御素子を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、空隙率と接触角との関係（相関データ）を示すグラフである。
【図３】図３（ａ）〜（ｂ）は、濡れ性制御素子の製造方法を示す概略断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、濡れ性制御素子の製造方法の変形例を示す概略断面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、濡れ性制御素子の製造方法の変形例を示す概略断面図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、各実施例における、空隙率と水の接触角との関係を示すグラフである。
【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は、各実施例における、空隙率と油の接触角との関係を示すグラフである。
【図８】図８（ａ）は、空隙率と水の接触角との関係を重畳して示すグラフであり、図８（ｂ）は、空隙率と油の接触角との関係を重畳して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態について説明する。図面は例示であり、説明のために特徴部を誇張することがあり、実物とは異なる場合がある。また、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。
【００２８】
（濡れ性制御素子）
まず本発明の一実施形態に係る濡れ性制御素子の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る濡れ性制御素子の概略斜視図である。
【００２９】
図１に示す濡れ性制御素子１０は、表面１１ａと、４つの側面１１ｂと、裏面１１ｃとを有する直方体状の素子本体１１を備えている。
【００３０】
図１に示すように、素子本体１１の表面１１ａには、多数（複数）の孔２０が形成されており、各孔２０は、それぞれ平面正方形状の開口２１を有している。なお、開口２１の平面形状は、正方形状に限られるものではなく、円形状、楕円形状、多角形状等としても良い。
【００３１】
図１において、多数の孔２０は、互いに同一形状を有するとともに、縦横それぞれ均等な間隔でマトリックス状に配置されている。具体的には、孔２０のピッチｐは１μｍ以下であり、好ましくは５００ｎｍ〜１μｍ（５００ｎｍ以上１μｍ以下をいう。以下同様）である。また、孔２０の開口２１の幅ｗは、９７０ｎｍ以下であり、８９０ｎｍ以下とすることが更に好ましい。
【００３２】
この場合、孔２０の空隙率は０％〜９５％であり、とりわけ５％〜８０％とすることが好ましい。ここで、孔２０のピッチｐとは、互いに隣接する孔２０の中心から中心までの距離であり、孔２０の空隙率（％）とは、｛１００×（１つの開口２１の面積）／（孔２０のピッチｐの二乗）｝で定義される。なお、各孔２０は、縦方向および横方向の両方とも同一のピッチｐで配置されているが、これに限られるものではなく、孔２０のピッチを縦方向と横方向とで異ならせても良い。
【００３３】
また、孔２０の深さｄは、５０ｎｍ〜１０００ｎｍとすることが好ましい。
【００３４】
なお、孔２０は、素子本体１１の表面１１ａの全域に形成されていても良く、例えば表面１１ａの中央部等、表面１１ａの一部の領域（孔形成領域）のみに形成されていても良い。また、素子本体１１の表面１１ａに、孔２０の空隙率が互いに異なる複数の領域（パターンエリア）を設けても良い。
【００３５】
このような濡れ性制御素子１０は、液体（例えば水、油）に対する所定の初期接触角（静的接触角）をもつ材料を加工して得られるものである。
【００３６】
具体的には、濡れ性制御素子１０は、合成石英、サファイア、無アルカリガラス等の二酸化ケイ素を含む無機材料から作製されても良い。この場合、後述するように、濡れ性制御素子１０は、例えばドライエッチング法または切削加工法により作製されても良い。また、素子本体１１の表面１１ａを二酸化珪素で被覆したものであれば、その全体が均一の材料からなっていなくてもよい。たとえば、自然酸化膜で覆われたシリコンウェハでも同様の効果を得ることができる。
【００３７】
あるいは、濡れ性制御素子１０は、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）等の熱可塑性樹脂、ウレタンアクリリレート、ポリエステルアクリレート、オキセタン樹脂等の光硬化性樹脂等の合成樹脂材料から作製されても良い。この場合、後述するように、濡れ性制御素子１０は、例えば熱ナノインプリント法または光ナノインプリント法等のナノインプリント法により作製されても良い。
【００３８】
このように素子本体１１の表面１１ａに微細な孔２０を規則的に設けることにより、表面１１ａに液体（例えば水、油）を滴下した際、この液体が空気と接する界面が増加する。空気に対する液体の接触角は理論的には１８０°の超撥水を有するため、いわゆる撥液性が増すと考えられる。
【００３９】
さらに、上述のように孔２０の空隙率を５％〜８０％とすることにより、素子本体１１の液体に対する初期接触角と、多数の孔２０が形成された素子本体１１の当該液体に対する接触角との差を１°〜７０°とすることができる。すなわち、素子本体１１の接触角を初期接触角に対して１°〜７０°程度増加させることができる。これにより、素子本体１１の表面１１ａを親液性から撥液性に変化させることができる。なお、初期接触角とは、素子本体１１の表面１１ａに孔２０が形成されておらず平坦な場合における（すなわち素子本体１１を構成する材料自体の）液体に対する静的接触角をいう。
【００４０】
なお、孔２０の空隙率が大きくなりすぎると、液体が孔２０の内部に浸透するようになるため、撥液性は発現しにくくなると考えられる。したがって、孔２０の空隙率が約８０％を上回ると、むしろ接触角は逓減する傾向がある。
【００４１】
例えば、液体として水を用いた場合、素子本体１１の初期接触角と、多数の孔２０が形成された素子本体１１の接触角との差を１°〜７０°程度とすることができる。これにより、親水性の素子本体１１の表面１１ａを撥水性に変化させることができる。
【００４２】
また、液体として油（例えばｎ−ヘキサデカン）を用いた場合、素子本体１１の初期接触角と、多数の孔２０が形成された素子本体１１の接触角との差を１°〜３５°程度とすることができる。これにより、親油性の素子本体１１の表面１１ａを撥油性に変化させることができる。
【００４３】
なお、一般に、素子本体１１の材料が異なる場合、所定の液体に対する素子本体１１の初期接触角の値も異なる。しかしながら、素子本体１１の材料が異なる場合であっても、空隙率が同一であれば、素子本体１１の所定の液体に対する初期接触角と、多数の孔２０が形成された素子本体１１の当該液体に対する接触角との差は、概ね同一になると考えられる。
【００４４】
また、素子本体１１の材料、及び空隙率を制御することにより、様々な特性を有する濡れ性制御素子を作製することができる。例えば、初期接触角として水に対する静的接触角９０°未満である素子本体１１の所定の領域に孔を形成することにより、水に対する静的接触角が９０°以上かつ１８０°以下である疎水性領域とすることができ、初期接触角と疎水性領域の水に対する静的接触角差を６０°以上であるようにすることができる。
【００４５】
以上説明した濡れ性制御素子１０は、例えば建築用、自動車用、産業用の窓材や鏡材などに好適に用いられる。また、濡れ性制御素子１０は、測定する液体に対する接触角を定量的に制御することが求められる医療用のマイクロ流路にも適している。
【００４６】
（濡れ性制御素子の製造方法）
次に、図１に示す濡れ性制御素子１０を製造する方法について、図２および図３を用いて説明する。具体的には、合成石英からなる濡れ性制御素子１０の接触角θが所定の値θ１となるように制御する場合を例にとって説明する。
【００４７】
まず、濡れ性制御素子１０となる素子本体１１を準備し、予め素子本体１１の孔２０の空隙率ｖと接触角θとの関係を求めておく。以下では、一例として合成石英からなる素子本体１１を用いた場合について説明する。
【００４８】
この場合、まず平坦な表面１１ａを有する（未加工の）素子本体１１を準備する。次いで、素子本体１１の表面１１ａの、所定の液体（例えば水、油）に対する接触角（初期接触角θ０）を求める。具体的には、素子本体１１の表面１１ａに当該液体を供給し、公知の接触角計を用いることにより初期接触角θ０を計測する。
【００４９】
次に、平坦な表面１１ａを有する（未加工の）素子本体１１を複数準備する。次いで、これら素子本体１１をそれぞれ表面加工することにより、互いに異なる空隙率ｖをもつ複数の濡れ性制御素子１０を作製する。例えば、濡れ性制御素子１０毎に孔２０のピッチｐ及び／又は面積を異ならせることにより、各濡れ性制御素子１０が互いに異なる空隙率ｖをもつようにしてもよい。あるいは、１つの濡れ性制御素子１０の表面１１ａに、孔２０の空隙率ｖを変えた複数のパターンエリアを設けても良い。
【００５０】
なお、合成石英からなる素子本体１１に多数の孔２０を形成する場合、ドライエッチング法を用いても良い。あるいは、精密切削加工機を用いて、素子本体１１の表面１１ａに多数の孔２０を切削加工しても良い。
【００５１】
次いで、異なる空隙率ｖをもつ複数の濡れ性制御素子１０について、それぞれ所定の液体（例えば水、油）に対する接触角θ（静的接触角）を求める。この場合、各素子本体１１の表面１１ａにそれぞれ当該液体を供給し、公知の接触角計を用いることにより各々の接触角θを計測する。
【００５２】
このようにして、例えば図２に示すように、合成石英からなる素子本体１１について、空隙率ｖと接触角θとの関係（相関データ）が求められる。
【００５３】
次に、実際の加工対象となる平坦な表面１１ａを有する素子本体１１を準備する（図３（ａ））。
【００５４】
続いて、上述した空隙率ｖと接触角θとの関係（相関データ）に基づいて、所望の接触角をもつ空隙率を決定する（図２）。例えば、素子本体１１の表面１１ａの接触角をθ１とする場合、図２に示す相関データを参照し、接触角θ１に対応する空隙率ｖ１を決定する。
【００５５】
その後、決定した空隙率ｖ１に基づいて、孔２０のピッチｐおよび開口２１の面積を設定いる。次いで、このピッチｐ及び面積となるよう、素子本体１１の表面１１ａに多数の孔２０を形成する（図３（ｂ））。なお、上述したように、素子本体１１に多数の孔２０を形成する場合、ドライエッチング法を用いても良く、あるいは精密切削加工機を用いて素子本体１１を切削加工しても良い。
【００５６】
このようにして、表面１１ａに多数の孔２０が形成された素子本体１１を備えた濡れ性制御素子１０が得られる。この濡れ性制御素子１０において、素子本体１１は所望の接触角θ１をもっている。
【００５７】
（濡れ性制御素子の製造方法の変形例）
上記においては素子本体１１が合成石英からなっている場合を例にとって説明した。しかしながら、素子本体１１は合成樹脂からなっていても良い。この場合、以下のようにして濡れ性制御素子１０を製造することができる。
【００５８】
まず、上記と略同様にして、合成樹脂からなる素子本体１１の孔２０の空隙率と接触角との関係（相関データ）を予め求めておく。
【００５９】
次に、平坦な表面１１ａを有する合成樹脂製の素子本体１１を準備する。素子本体１１を構成する合成樹脂としては、熱可塑性樹脂（熱ナノインプリント法を用いる場合）または光硬化性樹脂（光ナノインプリント法を用いる場合）が挙げられる。
【００６０】
続いて、予め求めた孔２０の空隙率と接触角との関係（相関データ）に基づいて、所望の接触角をもつ空隙率を決定する。
【００６１】
次に、素子本体１１の表面１１ａに多数の孔２０を形成する（図４（ａ）〜（ｃ））。
【００６２】
この場合、まず決定した空隙率に基づいて、多数の凸部５１を有する原版５０を作製する（図４（ａ））。この場合、原版５０は、例えば合成石英等の無機材料に対してドライエッチング法により多数の凸部５１を形成したものであっても良い。なお、凸部５１の形状は、孔２０の形状を反転した形状となる。すなわち、凸部５１のピッチｐおよび水平断面の面積は、それぞれ孔２０のピッチｐおよび開口２１の面積と同一に設定する。
【００６３】
次に、原版５０の凸部５１を素子本体１１に転写することにより、素子本体１１の表面１１ａに多数の孔２０を形成する（図４（ｂ））。
【００６４】
この場合、熱可塑性樹脂からなる素子本体１１をガラス転移温度以上に加熱した状態で、原版５０を押圧することによりインプリントする。続いて、これらを冷却し、その後原版５０を離型して、原版５０の凸部５１を素子本体１１に転写するようにしても良い（熱ナノインプリント法）。
【００６５】
あるいは、光硬化性樹脂からなる素子本体１１に原版５０を押圧した状態で光（例えば紫外線）を照射して光硬化させることにより、原版５０の凸部５１を素子本体１１に転写するようにしても良い（光ナノインプリント法）。
【００６６】
このようにして、表面１１ａに多数の孔２０が形成された素子本体１１を備えた合成樹脂製の濡れ性制御素子１０が得られる（図４（ｃ））。この濡れ性制御素子１０において、素子本体１１は、所望の接触角をもっている。
【００６７】
あるいは、以下のようにして、合成樹脂からなる素子本体１１の表面１１ａに多数の孔２０を形成しても良い。
【００６８】
まず、上記と略同様にして、予め求めた空隙率と接触角との関係（相関データ）に基づいて決定した空隙率に基づいて、多数の孔６１を有する原版６０（マスター金型）を作製する（図５（ａ））。この場合、原版６０は、例えば合成石英等の無機材料に対してドライエッチング法により多数の孔６１を形成し、表面にチタンなどの導電性薄膜を形成したものであっても良い。
【００６９】
なお、孔６１の形状は、孔２０の形状と同一の形状とする。すなわち、孔６１のピッチｐおよび開口の面積は、それぞれ孔２０のピッチｐおよび開口２１の面積と同一に設定する。
【００７０】
次に、原版６０に基づいて、多数の凸部６６を有する金型６５を作製する（図５（ｂ））。この際、原版６０に電気めっきを施し、この電気めっき品（電鋳品）を原版６０から離型することにより金型６５が得られる。なお、原版６０の各孔６１がそれぞれ金型６５の凸部６６に対応する。
【００７１】
その後、金型６５の凸部６６を平坦な表面１１ａを有する素子本体１１に転写することにより、素子本体１１の表面１１ａに多数の孔２０を形成する（図５（ｃ））。素子本体１１の表面１１ａに多数の孔２０を形成する方法としては、上述した熱ナノインプリント法や光ナノインプリント法を挙げることができる。
【００７２】
このようにして、表面１１ａに多数の孔２０が形成された素子本体１１を備えた合成樹脂製の濡れ性制御素子１０が得られる（図５（ｄ））。この濡れ性制御素子１０において、素子本体１１は、所望の接触角をもっている。
【００７３】
この場合、金属製の金型６５を用いて素子本体１１に多数の孔２０を形成するため、合成石英を用いる場合と比較して金型６５に破損が生じにくく、濡れ性制御素子１０を多数製造する場合に適している。
【実施例】
【００７４】
本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【００７５】
［実施例１］
６．３５ｍｍ厚の平坦な表面を有する合成石英製の素子本体にクロムを１００ｎｍ厚スパッタし、半導体プロセス用のポジレジスト（ＦＥＰ−１７１）を塗布し、電子線リソグラフィーによりピッチ５００ｎｍの孔パターンを形成した。なお、素子本体の表面に、それぞれピッチが５００ｎｍで孔の空隙率を変えたパターンエリアを形成した。次にＩＣＰドライエッチングによりクロムをエッチング除去し、クロムをマスクとしてガス（ＣＦ４）を用いたＩＣＰドライエッチングを施すことにより、深さ２３０ｎｍの孔を規則的に複数形成した。その後、クロムマスクを酸によって除去し、同じ空隙率のパターンをそれぞれ５ｍｍ×１０ｍｍのエリアに形成した。このようにして得られた濡れ性制御素子において、接触角計（協和界面科学株式会社製ＤＭ−７０１）を用いて水の接触角を空隙率の異なるパターンエリアごとに測定した。
【００７６】
図６（ａ）に示すように、空隙率を０％から８０％まで変化させると水の接触角を４３°から１０３°まで６０°変化させることができた。図７（ａ）に示すように、水の代わりにｎ−ヘキサデカンを用いたところ、空隙率を０％から７０％変化させると接触角を２５°から６０°まで３５°変化させることができた。
【００７７】
［実施例２］
孔のピッチを６００ｎｍとした以外は、実施例１と同様にして、濡れ制御素子を作製した。
【００７８】
図６（ｂ）に示すように、空隙率を０％から７０％まで変化させると水の接触角を４３°から１１０°まで６７°変化させることができた。図７（ｂ）に示すように、水の代わりにｎ−ヘキサデカンを用いたところ、空隙率を０％から７０％変化させると接触角を２５°から５８°まで３３°変化させることができた。
【００７９】
［実施例３］
孔のピッチを８００ｎｍとした以外は、実施例１、実施例２と同様にして、濡れ制御素子を作製した。
【００８０】
図６（ｃ）に示すように、空隙率を０％から７０％まで変化させると水の接触角を４３°から１１０°まで６７°変化させることができた。図７（ｃ）に示すように、水の代わりにｎ−ヘキサデカンを用いたところ、空隙率を０％から７５％変化させると接触角を２５°から５８°まで３３°変化させることができた。
【００８１】
［実施例４］
孔のピッチを１０００ｎｍとした以外は、実施例１、実施例２、実施例３と同様にして、濡れ制御素子を作製した。
【００８２】
図６（ｄ）に示すように、空隙率を０％から８０％まで変化させると水の接触角を４３°から１１０°まで６７°変化させることができた。図７（ｄ）に示すように、水の代わりにｎ−ヘキサデカンを用いたところ、空隙率を０％から７５％変化させると接触角を２５°から５５°まで３０°変化させることができた。
【００８３】
図８（ａ）は、実施例１〜４について、水に関する空隙率と接触角との関係（相関データ）（図６（ａ）〜（ｄ））を重ね合わせたものである。また、図８（ｂ）は、実施例１〜４について、ｎ−ヘキサデカンに関する空隙率と接触角との関係（相関データ）（図７（ａ）〜（ｄ））を重ね合わせたものである。図８（ａ）および（ｂ）から明らかなように、液体の種類および孔の空隙率が同一であれば、孔のピッチが異なっても空隙率と接触角との関係（相関データ）は概ね同一になると考えられる。
【符号の説明】
【００８４】
１０        濡れ性制御素子
１１        素子本体
１１ａ      表面
２０        孔
２１        開口
５０        原版
５１        凸部
６０        原版
６１        孔
６５        金型
６６        凸部
【図１】
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【図２】
2014079892.tif 000004
【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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