(57)【要約】【課題】フッ素の材質混練やコーティングの工程を不要としながら、廉価で撥水性の高いピペットチップを提供する。【解決手段】ピペットチップ１０は、先端に液体を吐出又は吸引する先端孔１２と中空部１４とを有する筒形状である。先端孔１２の開口を形成する内周淵部２８を含む内周面と、先端面の外周淵部３２を含む外周面には撥水性を呈する微小な凹凸３８が設けられている。凹凸３８は微小な多数の山部４０と谷部４２が高密度に配置されている。凹凸３８によれば表面積増加率が大きく、しかも谷部４２によって空隙４４が得られる。谷部４２に空隙４４の空気層が形成され、液滴４６は山部４０に乗り上がるようになり、接触角θが大きくなって撥水性が高まる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に液体を吐出又は吸引する先端孔を備え、中空部を有するピペットチップであって、
内周面の少なくとも一部に撥水性を呈する凹凸が設けられていることを特徴とするピペットチップ。
【請求項２】
請求項１記載のピペットチップにおいて、
前記先端孔の開口を形成する内周淵部を含む内周面に前記凹凸が設けられていることを特徴とするピペットチップ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のピペットチップにおいて、
前記先端孔が設けられる先端面の外周淵部を含む外周面に前記凹凸が設けられていることを特徴とするピペットチップ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のピペットチップにおいて、
前記内周面で、基準容量に対応する範囲以上に前記凹凸が設けられていることを特徴とするピペットチップ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のピペットチップにおいて、
前記凹凸は、周期性があり均一な山部と谷部がある形状であることを特徴とするピペットチップ。
【請求項６】
先端に液体を吐出又は吸引する先端孔を備え、中空部を有するピペットチップの成型金型であって、
前記中空部に対応する位置に配置されて内側形状を形成する雄型と、その外側に配置されて外側形状を形成する雌型とを有し、
前記雄型の表面には、前記先端孔の開口を形成する内周淵部を含む内周面に対応する部分に撥水性を呈する凹凸が設けられ、
前記雌型の表面には、前記先端孔が設けられる先端面の外周淵部を含む外周面に対応する部分に前記凹凸が設けられ、
前記ピペットチップの対応する表面に撥水性を呈する凹凸を転写することを特徴とするピペットチップの成型金型。
【請求項７】
請求項６記載のピペットチップの成型金型において、
前記雄型は、軸方向で前記ピペットチップの前記先端面に相当する位置で第１金型先端環状面を形成して段差状に縮径する縮径部と、
前記縮径部からさらに突出する円柱部と、
を有し、
前記雌型は、前記円柱部が嵌合される嵌合孔と、
前記嵌合孔の開口部周囲に設けられ、中心側に前記第１金型先端環状面が当接し、該第１金型先端環状面が当接しない外側部分が前記先端面を形成する第２金型先端環状面と、
を有することを特徴とするピペットチップの成型金型。
【請求項８】
先端に液体を吐出又は吸引する先端孔を備え、中空部を有するピペットチップの成型方法であって、
前記中空部に対応する位置に配置されて内側形状を形成する雄型と、その外側に配置されて外側形状を形成する雌型とを用い、
前記雄型の表面には、前記先端孔の開口を形成する内周淵部を含む内周面に対応する部分に撥水性を呈する凹凸が設けられ、
前記雌型の表面には、前記先端孔が設けられる先端面の外周淵部を含む外周面に対応する部分に前記凹凸が設けられ、
前記ピペットチップの対応する表面に撥水性を呈する凹凸を転写することを特徴とするピペットチップの成型方法。
【請求項９】
請求項８記載のピペットチップの成型方法において、
前記雄型は、軸方向で前記ピペットチップの前記先端面に相当する位置で第１金型先端環状面を形成して段差状に縮径する縮径部と、
前記縮径部からさらに突出する円柱部と、
を有し、
前記雌型は、前記円柱部が嵌合される嵌合孔と、
前記嵌合孔の開口部周囲に設けられ、中心側に前記第１金型先端環状面が当接し、該第１金型先端環状面が当接しない外側部分が前記先端面を形成する第２金型先端環状面と、
を有し、
前記第１金型先端環状面と前記第２金型先端環状面とを当接させた状態で、プラスチック材を充填させることを特徴とするピペットチップの成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸引手段の先端に取り付けるなどして液体を吐出又は吸引するピペットチップ、ピペットチップの成型金型及びピペットチップの成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ピペットチップは吸引手段の先端に取り付けるなどして必要量の液体を吐出又は吸引するものであり各種の分析や実験に用いられている。
【０００３】
ピペットチップは高い吐出精度が求められ、残液量を少なくして吐出量を安定化させるためには撥水性を向上させることが好ましい。ピペットチップの撥水性を向上させるため成型材料にフッ素を混練する方法や成型後にフッ素やシリコーンでコーティングを行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ピペットチップは一般的にディスポーザブル品であり、廉価かつ大量に生産するためには射出成型による製造が適しており、その金型にも工夫がなされている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
図８に示すように、従来のピペットチップの射出成型において用いられる成型金型５００は、雄型のコアピン５０２と、雌型の入子５０４及び外型５０６とを有する。コアピン５０２の先端の円柱部５０８は入子５０４に設けられた嵌合孔５１０に嵌合されることによりピペットチップの先端部及び先端孔に相当する空間部５０７が形成され、該空間部５０７にプラスチック材が充填される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１３１３５１号公報
【特許文献２】特開２００３−２６０３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のように射出成型材料にフッ素を混練する方法や成型後にフッ素等をコーティングする方法では材料費が嵩み、さらに混練工程やコーティング工程の分だけ工程数が増えてしまい結果的にコスト高となる。ピペットチップは一般にディスポーザブル品であることからも廉価であることが望ましい。
【０００８】
また、図８に示すように、従来のピペットチップの射出成型方法において用いられる成型金型５００ではコアピン５０２の円柱部５０８が入子５０４の嵌合孔５１０に嵌合されているだけであることから隙間やダレが発生しやすく、成型品における先端孔の開口を形成する内周淵部５１２にバリが発生することがある。このような、いわゆる孔バリはピペットチップによる液体の吐出時に液切れが不安定となる要因となり、吐出精度に影響している。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、撥水性や液切れ性を向上させることにより吐出精度を向上させるとともに廉価に製造することのできるピペットチップ、ピペットチップの成型金型及びピペットチップの成型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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるピペットチップは、先端に液体を吐出又は吸引する先端孔を備え、中空部を有するピペットチップであって、内周面の少なくとも一部に撥水性を呈する凹凸が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかるピペットチップの成型金型は、先端に液体を吐出又は吸引する先端孔を備え、中空部を有するピペットチップの成型金型であって、前記中空部に対応する位置に配置されて内側形状を形成する雄型と、その外側に配置されて外側形状を形成する雌型とを有し、前記雄型の表面には、前記先端孔の開口を形成する内周淵部を含む内周面に対応する部分に撥水性を呈する凹凸が設けられ、前記雌型の表面には、前記先端孔が設けられる先端面の外周淵部を含む外周面に対応する部分に前記凹凸が設けられ、前記ピペットチップの対応する表面に撥水性を呈する凹凸を転写することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明にかかるピペットチップの成型方法は、先端に液体を吐出又は吸引する先端孔を備え、中空部を有するピペットチップの成型方法であって、前記中空部に対応する位置に配置されて内側形状を形成する雄型と、その外側に配置されて外側形状を形成する雌型とを用い、前記雄型の表面には、前記先端孔の開口を形成する内周淵部を含む内周面に対応する部分に撥水性を呈する凹凸が設けられ、前記雌型の表面には、前記先端孔が設けられる先端面の外周淵部を含む外周面に対応する部分に前記凹凸が設けられ、前記ピペットチップの対応する表面に撥水性を呈する凹凸を転写することを特徴とする。
【００１３】
このように、ピペットチップの表面に撥水性を呈する凹凸を設けることにより、特殊な材質やコーティング剤を用いずとも撥水性を向上させ、吐出精度を向上させることができる。材質混練やコーティングの工程も不要であり、ピペットチップを簡便かつ廉価に製造することができる。
【００１４】
また、前記先端孔の開口を形成する内周淵部を含む内周面に前記凹凸が設けられているとよい。吐出時に液体は最終的にすべて内周淵部を通過するので、この部分に凹凸が設けられていることにより吐出精度が特に向上する。
【００１５】
さらに、前記先端孔が設けられる先端面の外周淵部を含む外周面に前記凹凸が設けられていると、液体の吸入時の精度が向上するとともに、外周側への液回り現象を防止できる。
【００１６】
前記内周面で、基準容量に対応する範囲以上に前記凹凸が設けられていると、必要かつ十分な範囲がカバーされる。
【００１７】
前記凹凸は、周期性があり均一な山部と谷部がある形状にすると、好適な撥水性が得られるとともに加工が容易となる。
【００１８】
前記雄型は、軸方向で前記ピペットチップの前記先端面に相当する位置で第１金型先端環状面を形成して段差状に縮径する縮径部と、前記縮径部からさらに突出する円柱部と、を有し、前記雌型は、前記円柱部が嵌合される嵌合孔と、前記嵌合孔の開口部周囲に設けられ、中心側に前記第１金型先端環状面が当接し、該第１金型先端環状面が当接しない外側部分が前記先端面を形成する第２金型先端環状面と、を有し、前記第１金型先端環状面と前記第２金型先端環状面とを当接させた状態で、プラスチック材を充填させてもよい。
【００１９】
これにより、先端孔の開口を形成する内周淵部は、雄型における縮径部の第１金型先端環状面と雌型における第２金型先端環状面とが面同士で当接することになり、ダレや隙間が生じにくい。したがって、成型されたピペットチップの先端孔にはバリが発生しにくく、液切れ性がよくなり吐出精度が向上する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明にかかるピペットチップ、ピペットチップの成型金型及びピペットチップの成型方法によれば、ピペットチップの表面に撥水性を呈する微小な凹凸を設けることにより、特殊な材質やコーティング剤を用いずとも撥水性を向上させ、吐出精度を向上させることができる。材質混練やコーティングの工程も不要であり、ピペットチップを簡便かつ廉価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施の形態にかかるピペットチップの斜視図である。
【図２】図２は、本実施の形態にかかるピペットチップの側面図である。
【図３】図３は、図２におけるＩＩＩ〜ＩＩＩ線視の断面図である。
【図４】図４は、ピペットチップの先端の断面側面図である。
【図５】図５は、ピペットチップの表面に液滴が付着した状態を示す模式図である。
【図６】図６は、本実施の形態にかかるピペットチップの成型金型の一部拡大断面図である。
【図７】図７は、成型金型の表面に設けられた凹凸の拡大写真である。
【図８】図８は、従来技術にかかるピペットチップの成型金型の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明にかかるピペットチップ、ピペットチップの成型金型及びピペットチップの成型方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００２３】
まず、本実施の形態にかかるピペットチップ１０について説明する。
【００２４】
図１、図２及び図３に示すように、ピペットチップ１０は、先端に液体を吐出又は吸引する先端孔１２を備え、基端側に向かって少しずつ拡径しており、中空部１４を有する筒形状である。先端部は比較的テーパ角度が急になっており、液量の目安となる２つの外周段差部１６ａ，１６ｂが先端から順に設けられている。ピペットチップ１０の中間部はほぼ一定径のパイプ形状部２０となっている。ピペットチップ１０の基端側は近接した２つの外周段差部２２ａ，２２ｂを介してやや大径となり、最も基端側には把持や他の機器への取付けのためのクラウン状のフランジ２４が設けられている。
【００２５】
ピペットチップ１０は射出成型機により成型され、材質は例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどの熱可塑性材が用いられる。これらの材質によればある程度の撥水性が得られ、適度な強度があり、廉価である。また、材質の選定により透明にすることができ内容量が視認可能となる。
【００２６】
図４に示すように、ピペットチップ１０の先端部には、環状の微小な先端面２６が形成され、その中心に先端孔１２が設けられている。先端面２６は先端孔１２の開口を形成する内周淵部２８を境として内周面３０につながり、外周淵部３２を境として外周面３４につながっている。内周面３０の先端にはテーパのない短円筒面３６が設けられ、この端部が先端孔１２として開口している。条件によっては先端面２６や短円筒面３６がほとんどない形状であってもよい。
【００２７】
ピペットチップ１０の内周面及び外周面には、撥水性を有する微小凹凸が設けられている。外周面については、図２の寸法線Ａで示す範囲、つまり先端孔１２から２つ目の外周段差部１６ｂの位置まで微小凹凸が一面に設けられている。この寸法線Ａの範囲はピペットチップ１０による液体の吸引時に、先端が液体に浸漬される通常の範囲よりも広く設定されている。また寸法線Ａの範囲は外周淵部３２（図４参照）を含む。
【００２８】
内周面については、図３の寸法線Ｂで示す範囲、つまり先端孔１２から外周段差部２２ａまでの範囲に微小凹凸が一面に設けられている。この範囲は内周淵部２８（図４参照）を含む。この寸法線Ｂで示す範囲は、ちょうどピペットチップ１０の基準容量の液体が収容される範囲となっている。微小凹凸は基準容量の液体が収容される範囲以上に設定することにより、必要十分な範囲がカバーされる。先端面２６についても微小凹凸を設けている。
【００２９】
ところで、一般的に接触角が９０°以上の物体の表面は、凹凸による表面積増加率が大きいほど、さらに、空気をトラップする空隙の面積割合が大きいほど撥水性が高いと言われる。
【００３０】
図５に示すように、ピペットチップ１０の表面に設けられた凹凸３８は微小な多数の山部４０と谷部４２が高密度に配置されているものである。このような凹凸３８によれば、表面積増加率が大きく、しかも谷部４２によって空隙４４が得られる。したがって、ピペットチップ１０の表面に液滴４６が付着すると谷部４２に空隙４４の空気層が形成され、液滴４６は山部４０に乗り上がるようになり、接触角θが大きくなって撥水性が高まるのである。微小な液滴４６を例にしたが体積の大きい液体についても同様である。なお、図５は理解を容易にするための模式図であり、液滴４６に比べて凹凸３８を拡大して表しているのはもちろんである。
【００３１】
このような凹凸３８が、ピペットチップ１０の内周面における寸法線Ｂの範囲の一面に設けられていることにより撥水性が高まり、液体を先端孔１２から吐出する際に該液体が内周面に付着して残存することが防止され、吐出精度が向上する。また、先端孔１２の開口を形成する内周淵部２８を含む内周面に凹凸３８が設けられており、吐出時に液体は最終的にすべて内周淵部２８を通過するので、この部分に凹凸３８が設けられていることにより吐出精度が特に向上する。なお、撥水性を呈する凹凸３８は、内周面において寸法線Ｂの範囲に設けてあると吐出精度を向上させるのに特に好適であるが、内周面の少なくとも一部に設けられていれば相応の効果が得られることはもちろんである。
【００３２】
また、凹凸３８がピペットチップ１０の外周面における寸法線Ａの範囲の一面に設けられていることにより撥水性が高まり、液体を吸引する際に該液体が外周面に付着することが防止される。したがって、吐出する際にも外周面から無用の液滴が落下することがなく、しかも先端孔１２から出た液体の一部が外周面に沿って上がってしまう液回り現象を防止することができ、吐出精度が向上する。
【００３３】
例えば、ピペットチップ１０の基準容量ちょうどの液体をある容器から別の容器に移そうとする場合に、まずピペットチップ１０の外周段差部２２ａ以内まで液体を吸引するが、この際に液体が先端部の外周面に付着し残存することなく正確に基準容量だけの液体を吸引することができる。吸引された液体は内周面における凹凸３８が設けられている範囲にちょうど収まる。さらに、液体を先端孔１２から吐出する際には凹凸３８の呈する撥水性により内周面に残存することなく、しかも外周面への液回り現象がなく、すべてが吐出されることになり正確に基準容量ちょうどが排出されることになる。なお、凹凸３８の詳細形状については後述する。
【００３４】
次に、本実施の形態にかかるピペットチップ１０の成型金型５０及びピペットチップ１０の成型方法について説明する。
【００３５】
図６に示すように、成型金型５０は、雄型であるコアピン５２と、雌型５４とを有する。雌型５４は外型５６と入子５８とを有する。外型５６と入子５８は一体構造であってもよい。
【００３６】
雄型であるコアピン５２は、ピペットチップ１０の中空部１４（図３参照）に対応する位置に配置されて内側形状を形成し、縮径部６２と、円柱部６４とを有する。縮径部６２は、軸方向でピペットチップ１０の先端面２６（図４参照）に対応する位置で第１金型先端環状面６０を形成して段差状に縮径している。円柱部６４は、縮径部６２からさらに同軸状に突出している。縮径部６２から基端側には、短円筒面３６（図４参照）に対応する短円柱部６５が設けられている。
【００３７】
雌型５４の一部である入子５８は、円柱部６４が嵌合される嵌合孔６６と、第２金型先端環状面６８とを有する。第２金型先端環状面６８は、嵌合孔６６の開口部周囲に設けられ、中心側に第１金型先端環状面６０が当接し、該第１金型先端環状面６０が当接しない外側部分が先端面２６（図４参照）を形成する。円柱部６４の先端は丸まっており、嵌合孔６６に挿入しやすく、ガイド機能をもつ。
【００３８】
雌型５４の一部である外型５６はコアピン５２の外側に配置されてピペットチップ１０の外側形状を形成する。
【００３９】
第１金型先端環状面６０の外周淵部６９は、ピペットチップ１０の内周淵部２８（図４参照）に相当し、第２金型先端環状面６８の外周淵部７０は同じく外周淵部３２に相当する。
【００４０】
コアピン５２の第１金型先端環状面６０と入子５８の第２金型先端環状面６８は面同士で適度に強く押圧され接触している。したがって、外周淵部６９には隙間やダレがなく、この部分に相当するピペットチップ１０の内周淵部２８にはバリがほとんど発生しない。これにより、成型されたピペットチップ１０における先端孔１２の内周淵部２８（図４参照）にはバリが発生しにくく、液切れ性がよくなり吐出精度がさらに向上する。
【００４１】
コアピン５２は可動型であり、固定型である雌型５４に対して軸方向に移動可能である。コアピン５２は、右方向に移動して円柱部６４が嵌合孔６６に挿入され、第１金型先端環状面６０が第２金型先端環状面６８の中心側に当接した状態が図６に示される。コアピン５２は入子５８に対して適度に強く押圧され、第１金型先端環状面６０と第２金型先端環状面６８は隙間なく当接する。この状態でピペットチップ１０の形状が空間部７１に形成され、プラスチック材が図示しないスプール、ランナ及びゲートを通り空間部７１に充填される。プラスチック材が充填されて冷却された後、成型された製品のピペットチップ１０はコアピン５２ともに後退しイジェクタピンにより取り外される。この一連の工程が本実施の形態にかかるピペットチップ１０の成型方法であり、後述するようにピペットチップ１０の表面に微小な凹凸３８が転写される。
【００４２】
図７に示すように、コアピン５２及び外型５６の表面には微小な多数の山部７２及び谷部７４が高密度に配置され凹凸７６を形成している。このような凹凸７６は、外型５６については図２のピペットチップ１０における寸法線Ａに相当する範囲に設けられ、コアピン５２については図３のピペットチップ１０における寸法線Ｂに相当する範囲に設けられている。凹凸７６は高精度かつ均一に加工することが求められ、ブラスト、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザなどが適している。
【００４３】
図７に示すように、周期性があり均一な凹凸形状によれば、好適な撥水性が得られるとともにブラスト、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザなどによる加工が容易となる。なお、凹凸７６は十分に微細であることから、山部７２及び谷部７４の配列する方向は特に限定されず、離型にもほとんど影響がない。
【００４４】
このような山部７２及び谷部７４からなる凹凸７６は、射出成型でプラスチック材が充填されることにより、その形状の山谷が逆となってピペットチップ１０の表面に転写されて、凹凸３８（図５参照）の山部４０及び谷部４２となり好適な撥水性を呈することになる。
【００４５】
上述したように、ピペットチップ１０、ピペットチップ１０の成型金型５０及びピペットチップ１０の成型方法によれば、コアピン５２及び外型５６の表面に凹凸７６（図７参照）を設けることにより、射出成型で得られたピペットチップ１０の表面には凹凸３８（図５参照）が転写される。これにより、特殊な材質やコーティング剤を用いずとも撥水性を向上させ、吐出精度を向上させることができる。材質混練やコーティングの工程も不要であり、ピペットチップ１０を簡便かつ廉価に製造することができる。
【００４６】
なお、凹凸３８，７６は必ずしも図７に示すような配列形態に限られず、例えば、植物の葉には撥水性を呈する微小な毛が生えていることがあるが、このような構造を模した形状にしてもよい。
【００４７】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  ピペットチップ、    １２  先端孔、    １４  中空部、    １６ａ，１６ｂ，２２ａ，２２ｂ  外周段差部、    ２０  パイプ形状部、    ２４  フランジ、    ２６  先端面、    ２８  内周淵部、    ３０  内周面、    ３２，６９，７０  外周淵部、    ３４  外周面、    ３６  短円筒面、    ３８，７６  凹凸、    ４０，７２  山部、    ４２，７４  谷部、    ４４  空隙、    ４６  液滴、    ５０，５００  成型金型、    ５２，５０２  コアピン、    ５４  雌型、    ５６，５０６  外型、    ５８，５０４  入子、    ６０  第１金型先端環状面、    ６２  縮径部、    ６４，５０８  円柱部、    ６５  短円柱部、    ６６，５１０  嵌合孔、    ６８  第２金型先端環状面、    ７１，５０７  空間部
【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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