(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスペンス液塗布シートの製造方法であって、
ディスペンス液が塗布される基材面に対して、所定の離間距離を置いて対向配置される多孔ノズル面から、所定粘度の前記ディスペンス液を吐出し、該吐出後の滴下体がノズル孔から離間しない状態で前記基材面と接し、その後多孔ノズルを離間させることによって、前記滴下体を基材面側に移行させるディスペンス工程を備え、
前記基材及び前記ディスペンス液がいずれも親水性であり、
前記ディスペンス液がゲル化剤を含み、
前記ディスペンス液塗布シートが微生物培養シートであり、
前記ディスペンス液が前記微生物培養シートの培養層を形成するための培地液である、
ディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項２】
前記多孔ノズルの離間後に所定時間放置することにより、前記滴下体をレベリングさせるレベリング工程を更に備える請求項１記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項３】
前記ディスペンス工程の後に、前記ディスペンス液から溶媒を揮発させる乾燥工程を更に備える請求項１又は２に記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項４】
前記ディスペンス液の粘度が１００〜２０００ｃｐの範囲内である請求項１から３いずれか記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、微生物検査を迅速に且つ正確に行うことができる微生物培養シートなどのディスペンス液塗布シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物の存在を確認したり、微生物数を測定したりする方法としては、寒天平板混釈法がある。この方法では、培地としてあらかじめ滅菌したシャーレに形成した寒天培地を使用するため、寒天培地を高圧蒸気滅菌するためのオートクレーブや、微生物検査を無菌的に行うことができる検査室が必要となる。また、微生物のサンプリングから試料液の調製、分注、培地との混釈、培養、計数に至る微生物検査の操作には熟練を要する。そこで、高度の熟練を必要とすることなく、簡便に微生物検査を行うことができる乾燥した培養層を備える微生物培養シートの開発が進められてきた。
【０００３】
これまで、報告されているシート状の微生物培養器としては、例えば、支持体の上部表面上に形成された水ベース接着剤組成物層と、該接着剤組成物層に付着されたゲル化剤を含む冷水溶解性粉末と、該冷水溶解性粉末を被覆するカバーシートとからなる培養器装置がある（特許文献１参照）。また、方形の粘着シート上に円形の水溶性高分子化合物層と多孔質マトリックス層とを積層し、上部に方形の透明フィルムを配設した微生物培養器がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３８３３０４号公報
【特許文献２】国際公開第０１／０４４４３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような微生物培養シートにおける乾燥した培養層の形成方法としては、微生物を適切に発育させるために培養層にある程度の厚みが必要となる点を考慮して、スクリーン印刷などの各種の印刷方式やコーティング方式が用いられている。
【０００６】
しかしながら、塗布する培地液が非相溶の分散系であったり、粘度が高い培地液を塗布する場合などでは、印刷方式やコーティング方式が適さない場合があり、塗布領域の平滑性が低下する場合がある。微生物培養シートにおける培養層の厚さや平滑性は検査結果に大きな影響を与えるので、測定精度の低下に繋がる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、微生物の発育に必要十分で、且つ、均一な厚みの培養層を備え、正確な微生物検査を行うことが可能な微生物培養シートを、精度良く、且つ、連続的に製造することができる製造方法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】
【０００８】
本発明者らは、基材シート上の所定の領域に対して、微生物の発育に必要な成分を含む培地液を多孔ノズルを用いてディスペンス（分注）し、ディスペンスの際に、ノズルと基材とのクリアランスと、培地液の表面張力と、を利用した間接転写方式を用いることで、培地液が非相溶の分散系であったり高粘度であっても、培養層の厚さや平滑性を均一にでき、かつ、塗布領域への同時ディスペンスが可能となることを見出し本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【０００９】
（１）  ディスペンス液が塗布される基材面に対して、所定の離間距離を置いて対向配置される多孔ノズル面から、所定粘度の前記ディスペンス液を吐出し、該吐出後の滴下体がノズル孔から離間しない状態で前記基材面と接し、その後多孔ノズルを離間させることによって、前記滴下体を基材面側に移行させるディスペンス工程を備える、ディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１０】
（２）  前記多孔ノズルの離間後に所定時間放置することにより、前記滴下体をレベリングさせるレベリング工程を更に備える（１）記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１１】
（３）  前記ディスペンス工程の後に、前記ディスペンス液から溶媒を揮発させる乾燥工程を更に備える（１）又は（２）に記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１２】
（４）  前記ディスペンス液の粘度が１００〜２０００ｃｐの範囲内である（１）から（３）いずれか記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１３】
（５）  前記ディスペンス液塗布シートが微生物培養シートであり、前記ディスペンス液が前記微生物培養シートの培養層を形成するための培地液である（１）から（４）いずれか記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のディスペンス装置によれば、微生物の発育に必要十分で、且つ、均一な厚みの培養層を形成できるので、コロニーが滲み難く、また、コロニーの形成速度に差が生じ難くなり、コロニー数の計測等の微生物検査を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の製法に好適に使用できるディスペンス装置を、微生物培養シートの製造例に適用した一例を示す全体概略構成図である。
【図２】図１におけるディスペンス部の全体動作を示す概略図である。
【図３】図１における上下ディスペンス部可動手段の動作を示す概略図である。
【図４】図１における多孔ノズルの吐出孔を示す図である。
【図５】図１における上下ディスペンス部可動手段の動作の詳細を示す概略図である。
【図６】微生物培養シートの製造方法を順次示す平面図である。
【図７】微生物培養シートの部分透視平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施形態について、本発明におけるディスペンス液塗布シートの一例である微生物培養シートの製造例を一例として挙げて詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００１７】
＜ディスペンス装置の構成＞
［ディスペンス装置の全体構成］
図１に示すように、このディスペンス装置１００は、基材シート１０上の所定の領域に、培養層３０を形成するための培地液となるディスペンス液３５を注入するための装置である。このディスペンス装置１００は、ディスペンス液３５を供給するディスペンス液供給手段１１０と、このディスペンス液供給手段１１０に接続され末端に多孔ノズル１２５を有するディスペンス部１２０と、このディスペンス部１２０を基材シート１０の水平面に対して上下方向（図１におけるＺ方向）に移動可能なＺ方向可動手段１３０と、ディスペンス部１２０を基材シート１０の水平面方向の一方向（図１におけるＸ方向）に移動可能なＸ方向可動手段１４０と、ディスペンス部１２０を基材シート１０の水平面方向の他方向（図１におけるＹ方向）に移動可能なＹ方向可動手段１５０と、を備える。
【００１８】
［ディスペンス液供給手段］
この実施形態におけるディスペンス液供給手段１１０は、ディスペンス液３５を収容可能な中空筒状の容器本体１１１と、バルブ１１７と吐出圧制御装置１１６とからなる吐出圧制御システム１１８とから主に構成されている。
【００１９】
容器本体１１１内には、容器内部のディスペンス液３５を攪拌するための攪拌羽根１１３が略中央部の底部に配置されており、攪拌羽根１１３を回転させるための回転軸がモーター１１２に接続されている。
【００２０】
容器本体１１１とバルブ１１７とは液送可能な中空チューブ１１４を介して接続されており、バルブ１１７とディスペンス部１２０とは同じく液送可能な中空チューブ１１５を介して接続されている。
【００２１】
吐出圧制御システム１１８を構成する一例であるバルブ１１７と吐出圧制御装置１１６は、いずれも公知のものが使用でき特に限定されない。また、吐出圧制御システム１１８は必ずしも圧力制御に限定されず、例えば流量計量式の流量制御であってもよく、容量計量式の容量制御であってもよい。
【００２２】
［ディスペンス部］
中空チューブ１１５の他端が接続されるディスペンス部１２０の先端には、多孔ノズル１２５が配置されている。この多孔ノズル１２５は、図４に示すように吐出面が全体として円形をなしており、吐出面には多数の吐出孔Ｋが形成されている。ノズルの吐出孔は、各々が等間隔で配置されていてもよいし、部分的に密に配置されていてもよい。本実施形態では、多孔ノズルの吐出孔Ｋの配置密度は、培養層３０の外周付近に該当する箇所で部分的に高くなっている。このような態様によれば、培養層３０の外周に枠層２０を形成した場合に、枠層２０と培養層３０との間に隙間なく培地液を拡げることができる。
【００２３】
［Ｘ方向／Ｙ方向／Ｚ方向可動手段］
ディスペンス部１２０は、図１のＸＹＺ直交空間において、Ｚステージ上に配置されるとともに、Ｚ方向可動手段１３０によって、Ｚ方向にスライド可動可能となっており、これが本発明における上下ディスペンス部可動手段に相当する。さらに、この実施形態においては、ディスペンス部１２０を含むＺ方向可動手段１３０自体が、Ｘ方向可動手段１４０、Ｙ方向可動手段１５０によってＸ方向、Ｙ方向にもスライド移動可能となっており、結果としてＸＹＺ空間上の任意の点にディスペンス部１２０が移動可能となっている。この移動制御を行うのが可動制御手段１６０である。この実施態様においては、Ｚ方向のみならず、ＸＹ方向への制御もこの可動制御手段１６０で行うことができる。Ｚ方向可動手段１３０、Ｘ方向可動手段１４０、Ｙ方向可動手段１５０、可動制御手段１６０はそれぞれ従来公知のステージ装置などを用いることができ特に限定されない。
【００２４】
［枠部形成手段］
後述する図２の工程Ｓ１に示すように、基材シート１０上には微生物培養シートの培養層３０の範囲を画定するために、ホットメルト樹脂からなる円周状の枠層２０があらかじめ形成される。このため、このディスペンス装置１００においてはディスペンス部１２０とは別に、ホットメルトガン２００が装着されている。このホットメルトガン２００はディスペンス部１２０と同様にＸ方向／Ｙ方向／Ｚ方向に可動となっており、ホットメルト樹脂（図２におけるＨＭ）が外部から供給可能であるとともに、先端に単独の吐出ノズル２１０を有し、図示しないガン制御部によって任意の箇所、形状にホットメルト樹脂を塗布可能であり、これによって円周状の枠層２０を形成できる。なお、本発明においては、枠層２０は培養層３０の範囲を画定するための枠部、すなわち段差部であればよく、枠層２０はホットメルト樹脂には限定されず、例えば紫外線硬化樹脂であってもよい。また、枠部を所定の厚さのシートによって形成して培養層３０の範囲を凹部としてもよい。
【００２５】
＜ディスペンス液塗布シートの製造方法＞
［前準備段階］
微生物培養シートの製造を一例として、このディスペンス装置１００を用いたディスペンス液塗布シートの製造方法について説明する。まず、アルコール系溶媒に、バインダー、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤等を溶解又は分散させて、ディスペンス液３５を調製して容器本体１１１内に投入し、攪拌羽根１１３を回転させて沈降を防ぐ。ここまでが前準備段階である。
【００２６】
ディスペンス液３５の粘度としては特に限定されないが、室温、例えば２５℃において１００〜２０００ｃｐ（ｍＰ・ｓ）の範囲のものも好適に使用できる。このような高粘度のディスペンス液３５であっても本発明のディスペンス工程を用いることで、厚さむらのない平滑な培養層３０を形成できる点に本発明の特徴の一つがある。
【００２７】
［枠層形成］
次に、図２の工程Ｓ１に示すように、本発明における基材に相当する基材シート１０をＸＹ面上に配置する。ここでいう基材シート１０の塗布面が本発明における基材面に相当する。このとき図６を併せて参照すると、微生物培養シートは図６（Ａ）の状態である。なお、図２における各工程の上段はＸ方向から見た正面図であり、下段は基材シート１０をＺ方向から見た平面図である。そして、ホットメルトガン２００のＸ方向稼動手段／Ｙ方向稼動手段／Ｚ方向稼動手段（図示せず）の、いずれか又は複数を可動させることで、所望の位置にホットメルトガン２００を配置し、例えばガン制御部からの制御によりホットメルトを吐出しながらノズル２１０を回転移動させることで円周状の枠層２０を形成する。微生物培養シートは図６（Ｂ）の状態である。
【００２８】
なお、図２の工程Ｓ１の下段に示すように、一の枠層２０の形成後に、ホットメルトガン２００のＸ方向稼動手段及び／又はＹ方向稼動手段を可動させ、基材シート１０上におけるＸＹ座標位置を変更することで、複数の枠層２０をあらかじめ形成してもよい。
【００２９】
［ディスペンス工程］
次に、ディスペンス装置１００のＸ方向可動手段１４０、Ｙ方向可動手段１５０のいずれか又は双方を可動させることで、所望の枠層２０のＸＹ座標位置と、多孔ノズル１２５のＸＹ座標位置が重なるように調整する。このときＺ方向のディスペンス部１２０の位置は充分に基材シート１０から離間している（図３（ａ）の状態）。
【００３０】
このとき、基材シート１０上の枠層２０と、多孔ノズル１２５の吐出面とは互いに対向するように配置されており、図６（Ｃ）に示すように基材シート１０上の枠層２０に囲まれた凹部領域を複数の分割領域Ｐに仮想分画し、それぞれの分割領域Ｐに対応して割り当てられている吐出孔Ｋを有する多孔ノズル１２５、言い換えれば分割領域の数と同数の吐出孔Ｋを有する多孔ノズル１２５が配置される。
【００３１】
多孔ノズルの各吐出孔Ｋの孔径は、０．１〜２．０ｍｍ／個であることが好ましく、０．３〜２．０ｍｍ／個であることがより好ましく、０．５〜２．０ｍｍ／個であることが最も好ましい。０．１ｍｍ／個未満では固形分の詰まりや流量不足が発生するため好ましくなく、２．０ｍｍ／個を超えるとディスペンス液の拡散機能が落ち始めることがあるため好ましくない。上記範囲であれば、ディスペンス液の液ダレや詰まりが生じ難い。特に、分散系のディスペンス液の場合には、孔が大きすぎると液ダレや塗布後のムラが生じやすく、孔が小さすぎると分散する栄養成分等の粒径によっては詰まりが生じやすくなる。なお、個々の孔径は、上記範囲内であれば全て同じ大きさでなくてもよい。また、多孔ノズルの吐出孔Ｋの配置密度は、５〜２０個／ｃｍ２であることが好ましく、５〜１６個／ｃｍ２であることがより好ましく、８〜１６個／ｃｍ２であることが最も好ましい。配置密度が５個／ｃｍ２未満であると、流量不足が発生し、ディスペンス液の拡散機能が落ち始めることがあり、ディスペンス液が十分に拡がらず、均一な厚みの培養層や厚みのある培養層の形成が困難となる場合がある。配置密度が２０個／ｃｍ２を超えると、孔同士の隙間が狭くなるため、分注の際にディスペンス液同士が接触し、良好に分注することができない場合がある。なお、多孔ノズルとしては、例えば、武蔵エンジニアリング社製のマルチノズルＭＮシリーズ等の一般に市販されているものも使用することができる。
【００３２】
この状態で、図３（ｂ）に示すようにＺ方向可動手段１３０を制御してディスペンス部１２０を下方に移動して、図５（ａ）に示すようにノズル先端部と基材シート１０面との距離がｈとなる点で停止させる。この離間距離ｈは本発明におけるクリアランスに相当し、ディスペンス液３５の粘度やノズル径などによってあらかじめ設定される。適宜設定可能であるが、好ましくは０．３〜２．０ｍｍである。
【００３３】
次いで、吐出圧制御システム１１８を動作させ、多孔ノズル１２５から図５（ｂ）に示すように吐出を開始する。この図５（ｂ）の段階では、吐出孔Ｋからの吐出量は最終吐出量より少ない量であり、その表面張力によってノズル先端から自重で垂れ下がった涙形の滴下体３５ｂの状態となる。その後、吐出を続けることで、図５（ｃ）の状態まで滴下体３５ｃが成長する。この辺りで吐出孔Ｋからの吐出量が最終吐出量に近くなる。更に吐出を続けると、図５（ｄ）のように基材シート１０上に滴下体３５ｄが接触して、滴下体は基材シート１０との濡れ性の関係で基材シート１０側へ移行し転写されていく。
【００３４】
［レベリング工程］
その後、多孔ノズル１２５を上方に離間させてｈより大きくすることで、図５（ｅ）や図６（Ｄ）のような半球状の滴下体３５ｅを瞬間的に経て、拡散し、図５（ｆ）や図６（Ｅ）のようにレベリングして平滑化する。
【００３５】
吐出圧制御システム１１８の動作開始タンミングとしては、図５（ａ）の離間距離ｈの状態が好ましいが、その若干前の下降段階であってもよい。吐出圧制御システム１１８の動作終了タンミングとしては、図５（ｄ）の状態が好ましい。なお、離間距離ｈでの保持時間も吐出圧など条件やディスペンス液３５の粘度などに応じて適宜設定可能であるが、その一例を挙げれば０．２〜５．０秒である。
【００３６】
このように吐出圧制御システム１１８を制御することで、ディスペンス液３５の適度の粘度に主に由来する滴下体の表面張力によって滴下体の体積を所定範囲内に維持できる。これに加えて、合成紙を含む紙基材などの親水性の基材シート１０への、同じく水やアルコール溶媒系などの親水性のディスペンス液３５の濡れ性を利用することで、基材シート１０への優れた転写性とその後のレベリング性を発揮できる優れた方式が本発明の製造方法である。
【００３７】
［連続形成］
なお、図２の工程Ｓ２の下段に示すように、一の枠層２０へのディスペンス完了後に、Ｘ方向可動手段１４０及び／又はＹ方向可動手段１５０を可動させ、基材シート１０上におけるＸＹ座標位置を変更することで、複数の枠層２０へのディスペンスを連続的に行なうことも可能である。そして工程Ｓ１と工程Ｓ２を組み合わせることで（工程Ｓ３）、基材シート１０上の複数の箇所に培養層３０を形成できる。
【００３８】
［後工程］
その後、図示しない熱風等の乾燥装置によって所定の乾燥工程を経てディスペンス液３５を培養層３０とした後、二軸延伸ポリプロピレンフィルム等のカバーフィルム４０を、上記培養層３０を形成した基材シート１０上に積層し、一辺の端部を接着し、必要に応じて図示しない裁断装置で個別に裁断することで微生物培養シートを製造することができる。
【００３９】
このようにして製造された微生物培養シートは、図７に示すように、方形の基材シート１０上に培養層３０を備えている。培養層３０の外周には疎水性樹脂からなる円形の枠層２０が形成されており、培養層３０は、枠層２０に囲まれた凹部領域に形成されている。また、枠層２０と培養層３０との間には隙間がなく、両層は接触している。そして、枠層２０と培養層３０とを被覆するように、方形の透明カバーシート４０が設けられている。
【００４０】
この微生物培養シートによれば、培養層３０の外周に円形の枠層２０が形成されているので、被検液を遺漏させることなく、所定の範囲に確実に拡げることができる。また、枠層２０は疎水性樹脂で形成されているので、培養層３０上に被検液を接種した場合でも、枠層２０が被検液によって崩れることがない。更に、枠層２０と培養層３０とは接触しているので、隙間に被検液が貯留することがなく、培養層３０上に被検液を均一に拡げることができる。そして、本発明のディスペンス装置を用いることで、微生物の発育に必要十分で、且つ、均一な厚みの培養層を形成できるので、コロニーが滲み難く、また、コロニーの形成速度に差が生じ難くなり、コロニー数の計測等の微生物検査を正確に行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    基材シート
２０    枠層
３０    培養層
３５    ディスペンス液
３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ    滴下体
４０    カバーシート
１００  ディスペンス装置
１１０  ディスペンス液供給手段１１０
１１４、１１５  中空チューブ
１１６  吐出圧制御装置
１１７  バルブ
１１８  吐出圧制御システム
１２０  ディスペンス部
１３０  Ｚ方向可動手段
１４０  Ｘ方向可動手段
１５０  Ｙ方向可動手段
１６０  可動制御手段
Ｋ    吐出孔
Ｐ    分割領域
【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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