(57)【要約】【課題】高さ５０μｍ以上５００μｍ以下の非常に微細な錐体状突起が精度良く形成された錐体状突起成形型製造用金型を提供する。【解決手段】第１割型６１と第２割型６２を合わせることによって、パーティングラインＰＬ上に複数の錐体状凹部６４を形成する。第１割型６１と前記第２割型６２を合わせた状態で、複数の錐体状凹部６４にメッキを施して複数のメッキ金属製の錐体状突起１１を形成し、複数のメッキ金属製の錐体状突起１１の上にさらにメッキを施して第１割型６１と第２割型６２の表面６３にメッキ層１２を形成する。第１割型６１と前記第２割型６２から高さ５０μｍ以上５００μｍ以下の非常に微細な錐体状突起１１及びメッキ層１２を剥離する。【選択図】図１０
2015020326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０μｍ以上５００μｍ以下の高さを有する複数のメッキ金属製の錐体状突起と、
複数の前記メッキ金属製の錐体状突起と一体に形成されているメッキ層と、
前記メッキ層が固定されている金属ブロックと
を備える、錐体状突起成形型製造用金型。
【請求項２】
前記メッキ金属製の錐体状突起は、貴金属からなる貴金属層を表面に有する、
請求項１に記載の錐体状突起成形型製造用金型。
【請求項３】
前記メッキ金属製の錐体状突起は、前記貴金属層の下にニッケルメッキ又はニッケル合金メッキからなる錐体突起部をさらに有する、
請求項２に記載の錐体状突起成形型製造用金型。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の錐体状突起成形型製造用金型を用いて樹脂製の錐体状突起成形型を成形することを特徴とする、錐体状突起成形型の製造方法。
【請求項５】
少なくとも一組の第１割型と第２割型を合わせることによって、前記第１割型と前記第２割型の表面のパーティングライン上に複数の錐体状凹部を形成する錐体状凹部形成工程と、
前記第１割型と前記第２割型を合わせた状態で、複数の前記錐体状凹部にメッキを施して複数のメッキ金属製の錐体状突起を形成する第１メッキ工程と、
前記第１割型と前記第２割型を合わせた状態で、複数の前記メッキ金属製の錐体状突起の上にさらにメッキを施して前記第１割型と前記第２割型の前記表面にメッキ層を形成する第２メッキ工程と、
前記第１割型と前記第２割型から複数の前記メッキ金属製の錐体状突起及び前記メッキ層を剥離する剥離工程と、
を備える、錐体状突起成形型製造用金型の製造方法。
【請求項６】
前記錐体状凹部形成工程では、複数の前記錐体状凹部の最深部を前記パーティングラインで２分する形状を持つ前記第１割型と前記第２割型とを用いる、
請求項５に記載の錐体状突起成形型製造用金型の製造方法。
【請求項７】
前記第１割型と前記第２割型は、金属及びセラミックのうちの少なくとも一つからなり、
前記第１メッキ工程は、複数の前記錐体状凹部の表面に貴金属からなる貴金属層を形成する工程と、前記貴金属層の上に、ニッケル又はニッケル合金をメッキして複数の前記メッキ金属製の錐体状突起を形成する工程とを含む、
請求項５又は請求項６に記載の錐体状突起成形型製造用金型の製造方法。
【請求項８】
前記錐体状凹部形成工程では、複数組の第１割型と第２割型を合わせることによって、複数組の前記第１割型と前記第２割型の表面の複数の前記パーティングライン上に複数列配置されている複数の錐体状凹部を形成し、
前記第１メッキ工程では、複数組の前記第１割型と前記第２割型を合わせた状態で、複数列に配置されている複数の前記錐体状凹部にメッキを施して複数列に配置されている複数のメッキ金属製の錐体状突起を形成し、
前記第２メッキ工程では、複数組の前記第１割型と前記第２割型を合わせた状態で、複数列に配置されている複数の前記メッキ金属製の錐体状突起の上にさらにメッキを施して複数組の前記第１割型と前記第２割型の前記表面にメッキ層を形成し、
前記剥離工程では、複数組の前記第１割型と前記第２割型から複数列に配置されている複数の前記メッキ金属製の錐体状突起及び前記メッキ層を一度に剥離する、
請求項５から７のいずれか一項に記載の錐体状突起成形型製造用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、錐体状突起を成形する樹脂製の錐体状突起成形型を製造するための錐体状突起成形型製造用金型及びその製造方法、並びにその錐体状突起成形型製造用金型を用いる錐体状突起成形型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からメッキ層によって微細金型を製造する方法が知られている。例えば、特許文献１（特開２００９-５６６５９号公報）には、マイクロ流体チップの流路パターンを形成するため、流路パターンに対応する凹凸を持つ微細金型を電解めっきによって形成する技術が開示されている。
特許文献１の微細金型は、断面形状が矩形をした溝が形成されているエラストマー材料層を用いて形成される。このようなエラストマー材料層の上に、薄い電極膜を形成し、電極膜上に金属の電解めっきを施すことにより、断面矩形状の凸条のパターンを持つ微細金型を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９-５６６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に開示されている微細金型の製造方法は、電解めっきで形成する形状が断面矩形状の凸状のような簡単な形状である場合には適した方法であるが、錐体状突起を持つ微細金型を得る方法としては適切な方法であるとはいえない。錐体状突起の先端が尖っているため、特許文献１に記載されている微細金型の製造方法では、エラストマー材料層の凹部を、錐体状突起を作り出すための形状に精度良く加工することが困難だからである。また、電解めっきのための電極膜によって錐体状突起の先端に対応する凹部の最深部の形状が変わってしまい、錐体状突起を作り出すための凹部の形状が得難いという問題もある。そこで、エラストマー材料層を、比較的加工しやすい金属材料層に変えたとしても、錐体状突起が高さ５０μｍ以上５００μｍ以下の非常に微細な形状を持っているため、表面から金属材料層を切削する凹部の最深部の加工が難しいことには変わりがない。
【０００５】
本発明の課題は、高さ５０μｍ以上５００μｍ以下の非常に微細な錐体状突起が精度良く形成された錐体状突起成形型製造用金型を提供することにあり、非常に微細な錐体状突起を成形し得る錐体状突起成形型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る錐体状突起成形型製造用金型は、５０μｍ以上５００μｍ以下の高さを有する複数のメッキ金属製の錐体状突起と、複数のメッキ金属製の錐体状突起と一体に形成されているメッキ層と、メッキ層が固定されている金属ブロックとを備える、ものである。
このように構成された錐体状突起成形型製造用金型によれば、金属メッキによって精度良く形成された５０μｍ以上５００μｍ以下の高さを有する微細な錐体状突起の先端部分の形状を錐体状孔などに写し、５０μｍ以上５００μｍ以下の高さを有する微細な錐体状突起を形成し得る錐体状突起成形型が容易に製造できる。また、複数の錐体状突起とメッキ層を一体に成形することで、丈夫な錐体状突起成形型製造用金型を得ることができる。
【０００７】
この錐体状突起成形型製造用金型において、メッキ金属製の錐体状突起は、貴金属からなる貴金属層を表面に有する、ように構成されてもよい。このように構成されることにより、樹脂製の錐体状突起成形型の錐体状孔を形成する際に貴金属層によって錐体状突起から錐体状孔に金属イオンが付着するのを抑制でき、少ない貴金属で衛生的な錐体状突起を形成することができる。
【０００８】
この錐体状突起成形型製造用金型において、メッキ金属製の錐体状突起は、貴金属層の下にニッケルメッキ又はニッケル合金メッキからなる錐体突起部をさらに有する、ように構成されてもよい。このように構成されることにより、ニッケルメッキ又はニッケル合金メッキによって錐体状突起の硬度を確保することができ、耐久性の高い錐体状突起成形型製造用金型を得ることができる。
【０００９】
本発明の一見地に係る錐体状突起成形型の製造方法は、上記の錐体状突起成形型製造用金型を用いて樹脂製の錐体状突起成形型を成形するものである。
【００１０】
本発明の一見地に係る錐体状突起成形型製造用金型の製造方法は、第１割型と第２割型を合わせることによって、第１割型と第２割型の表面のパーティングライン上に複数の錐体状凹部を形成する錐体状凹部形成工程と、第１割型と第２割型を合わせた状態で、複数の錐体状凹部にメッキを施して複数のメッキ金属製の錐体状突起を形成する第１メッキ工程と、第１割型と第２割型を合わせた状態で、複数のメッキ金属製の錐体状突起の上にさらにメッキを施して第１割型と第２割型の表面にメッキ層を形成する第２メッキ工程と、第１割型と第２割型から複数のメッキ金属製の錐体状突起及びメッキ層を剥離する剥離工程と、を備える、ものである。
【００１１】
このように構成された錐体状突起成形型製造用金型の製造方法によれば、第１割型の分割面及び第２割型の分割面からメッキ金属製の錐体状突起をつくりだすための錐体状凹部を加工できるので、錐体状凹部の加工が容易になって錐体状凹部を精度良く形成することができる。そして、第１メッキ工程で、このように精度良く形成された錐体状凹部にメッキ金属を充填するため、精度の良いメッキ金属製の錐体状突起を形成することができる。そして、剥離工程で、第１割型と第２割型から複数のメッキ金属製の錐体状突起及びメッキ層を剥離することで、錐体状突起成形型製造用金型の錐体状突起を容易に得ることができる。
【００１２】
この錐体状突起成形型製造用金型の製造方法において、錐体状凹部形成工程では、複数の錐体状凹部の最深部をパーティングラインで２分する形状を持つ第１割型と第２割型とを用いる、ように構成されてもよい。このように構成されることにより、第１割型と第２割型をパーティングラインで分割すると、錐体状凹部の最深部を２つに割ることができるので、清掃やメッキ金属製の錐体状突起の取出しが容易になる。
【００１３】
この錐体状突起成形型製造用金型の製造方法において、第１割型と第２割型は、金属及びセラミックのうちの少なくとも一つからなり、第１メッキ工程は、複数の錐体状凹部の表面に貴金属からなる貴金属層を形成する工程と、貴金属層の上に、ニッケル又はニッケル合金をメッキして複数のメッキ金属製の錐体状突起を形成する工程とを含む、ように構成されてもよい。このように構成されることにより、第１割型と第２割型に金属及びセラミックのうちの少なくとも一つを用い、メッキ金属製の錐体状突起の錐体突起部をニッケル又はニッケル合金で形成したときに、それらの間にある錐体状突起の表面の貴金属層で分離しやすくなり、メッキ金属製の錐体状突起が第１割型や第２割型に固着して損傷するのを貴金属層によって防ぐことができる。
【００１４】
この錐体状突起成形型製造用金型の製造方法において、錐体状凹部形成工程では、複数組の第１割型と第２割型を合わせることによって、複数組の第１割型と第２割型の表面の複数のパーティングライン上に複数列配置されている複数の錐体状凹部を形成し、第１メッキ工程では、複数組の第１割型と第２割型を合わせた状態で、複数列に配置されている複数の錐体状凹部にメッキを施して複数列に配置されている複数のメッキ金属製の錐体状突起を形成し、第２メッキ工程では、複数組の第１割型と第２割型を合わせた状態で、複数列に配置されている複数のメッキ金属製の錐体状突起の上にさらにメッキを施して複数組の第１割型と第２割型の表面にメッキ層を形成し、剥離工程では、複数組の第１割型と第２割型から複数列に配置されている複数のメッキ金属製の錐体状突起及びメッキ層を一度に剥離する、ように構成されてもよい。このように複数組の第１割型と第２割型とを合わせて、複数列に配置されている複数のメッキ金属製の錐体状突起に対して一つのメッキ層を形成することにより、メッキや剥離の工数を省くことができ、錐体状突起成形型製造用金型の製造コストを下げることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の錐体状突起成形型製造用金型の製造方法によれば、高さ５０μｍ以上５００μｍ以下の非常に微細な錐体状突起が精度良く形成された錐体状突起成形型製造用金型を提供でき、このような錐体状突起成形型製造用金型及び錐体状突起成形型の製造方法によれば、高さ５０μｍ以上５００μｍ以下の非常に微細な錐体状突起を成形し得る樹脂製の錐体状突起成形型を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）錐体状突起成形型の一製造方法のフィルム取付部での予熱工程を模式的に示す断面図、（ｂ）成形部での型締め工程の前の状態を模式的に示す断面図。
【図２】図１に示されている製造工程に続く、成形部での型開き工程を模式的に示す断面図。
【図３】錐体状突起成形型の他の製造方法を説明するための模式的な断面図。
【図４】（ａ）錐体状突起の形状の一例を説明するための拡大斜視図、（ｂ）図４（ａ）の錐体状突起の断面図。
【図５】（ａ）錐体状突起の各部の大きさの一例を説明するための模式図、（ｂ）錐体状突起の各部の大きさの他の例を説明するための模式図、（ｃ）錐体状突起の各部の大きさのさらに他の例を説明するための模式図。
【図６】（ａ）錐体状突起成形型製造用金型の錐体状突起の配列の一例を示す平面図、（ｂ）錐体状突起の配列の他の例を示す平面図。
【図７】（ａ）錐体状突起の形状の他の例を説明するための拡大斜視図、（ｂ）図７（ａ）の錐体状突起の断面図、（ｃ）錐体状突起の形状の他の例を説明するための模式的な断面図。
【図８】樹脂製錐体状突起成形型の錐体状貫通孔の一例を説明するための断面図。
【図９】第１割型と第２割型の外形を示す部分拡大斜視図。
【図１０】第１割型と第２割型を用いたメッキ工程を説明するための部分拡大斜視図。
【図１１】（ａ）貴金属層の形成を説明するための模式的な断面図、（ｂ）メッキによる錐体状突起の形成を説明するための模式的な断面図、（ｃ）錐体状突起及びメッキ層の剥離を説明するための模式的な断面図、（ｄ）金属ブロックへの錐体状突起及びメッキ層の固定を説明するための模式的な断面図。
【図１２】（ａ）貴金属層の形成を説明するための模式的な断面図、（ｂ）メッキによる錐体状突起の形成を説明するための模式的な断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態に係る錐体状突起成形型製造用金型及びその製造方法について図を用いて説明する。錐体状突起成形型製造用金型及びその製造方法について説明する前に、まず、錐体状突起成形型製造用金型を用いて錐体状突起成形型を製造する工程について説明する。
【００１８】
（１）錐体状突起成形型の製造
樹脂製の錐体状突起成形型の製造方法について図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２に示されている樹脂製の錐体状突起成形型５０は、フィルム取り付け部と成形部とを備える真空成形機によって成形される。図１（ａ）には、真空成形機のフィルム取り付け部での製造工程が示されている。図１（ａ）に示されているように、フィルム取り付け部ではフィルム取り付け枠３に取り付けられている母材１が、ハロゲン光源ヒータや遠赤外線ヒータなどのヒータ５で加熱される。母材１は、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートやポリエチレンなどの熱可塑性フィルムからなっている。このヒータ５によって、母材１は、熱可塑性フィルムの軟化点Ｔｇの近傍の温度まで加熱される。なお、図１（ａ）に示されている矢印Ａｒ１は、ヒータ５から母材１に向けて放射される放射熱を示している。
加熱された母材１は、フィルム取り付け枠３にクランプされたまま、図１（ｂ）に示されている真空成形機の成形部に移動される。真空成形機には、第１型１０と第２型２０とが取り付けられている。これら第１型１０と第２型２０とで、錐体状突起成形型製造用金型が構成されている。第１型１０と第２型２０の構成については後ほど説明するが、第１型１０に錐体状突起１１が設けられており、第２型２０の表面に錐体状突起１１の先端部分が嵌合する凹部２１を形成するための金層２２が形成されている。第１型１０の錐体状突起１１と第２型２０の凹部２１によって、図２に示されている樹脂製の錐体状突起成形型５０の錐体状貫通孔５１が形成される。
【００１９】
ここで、第１型１０と第２型２０とによって母材１が加工されるときの温度について簡単に説明する。真空成形機に母材１が移動されてきたとき、第１型１０及び第２型２０の温度は、軟化点Ｔｇよりも低くなっているが、室温Ｔｒよりも高い温度に保持されている。第１型１０及び第２型２０に対してフィルム取付枠３が位置決めされることで、第１型１０及び第２型２０に対する母材１の配置が完了する。そして、第１型１０及び第２型２０がヒータ１３，２４によって熱可塑性フィルムの融点前後の所定温度まで昇温される。
図１において、矢印Ａｒ２がフィルム取付枠３の移動を示している。フィルム取付枠３が第１型１０と第２型２０との間に移動されると、次に、第１型１０と第２型２０の型締めが行なわれる。型締めのときの第１型１０と第２型２０の間隔はスペーサ（図示せず）によって保持される。このとき第１型１０と第２型２０の温度は母材１のプレス成形に適した温度になっている。そのため、既に軟化点Ｔｇ近傍の温度になっている母材１は、型締めによって第１型１０と第２型２０に接触することで第１型１０と第２型２０の型温度まですばやく昇温される。この型締めによって、母材１に錐体状突起１１の形状が転写されて、錐体状貫通孔５１を持つ樹脂製の錐体状突起成形型５０が成形される（図２参照）。
型締めされた状態で次に、第１型１０と第２型２０の冷媒流路１４，２５に冷水が流されて第１型１０と第２型２０が冷却される。母材１をなす熱可塑性フィルムの軟化点Ｔｇよりも十分に低い所定温度まで第１型１０と第２型２０とが冷却されると、図２に示されているように型開きが行なわれる。そして、樹脂製の錐体状突起成形型５０が第１型１０と第２型２０から取り出される。
【００２０】
上述の錐体状突起成形型５０の製造方法では、熱可塑性フィルムからなる母材１に錐体状貫通孔５１を開ける方法を用いているが、図３に示されているように、射出成形によって錐体状突起成形型５０を成形することもできる。図３に示されている第１型１０Ａには、型締めされたときに溶融樹脂が流れ込むキャビティを形成するため、樹脂漏れ防止枠１６が設けられている。図３の第１型１０Ａにおいて、この樹脂漏れ防止枠１６以外の錐体状突起１１、ヒータ１３及び冷媒流路１４などの他の構成は図１の第１型１０と同様である。また、図３の第２型２０Ａは、樹脂漏れ防止枠１６の内側に嵌るように型表面２０ａが造られている点を除いて凹部２１、金層２２、銅製の金属ブロック２３、ヒータ２４及び冷媒流路２５などの他の構成は図１の第２型２０と同様である。
図３の第１型１０Ａと第２型２０Ａが型締めされると、錐体状突起成形型５０と同じ形状のキャビティが第１型１０Ａと第２型２０Ａの間に形成される。溶融樹脂を射出する射出成形機の射出可塑化装置によって、そのキャビティが溶融樹脂で満たされた後、型締めされた状態で樹脂が固化されて錐体状突起成形型５０が成形される。
【００２１】
（２）錐体状突起成形型製造用金型の構成
（２−１）第１型の構成
上述の図１に示されている第１型１０及び図３に示されている第１型１０Ａには、複数の錐体状突起１１がアレイ状に形成されている。図４（ａ）は、図１及び図３の錐体状突起１１を拡大した斜視図であり、図４（ｂ）は、錐体状突起１１の断面図である。錐体状突起１１はメッキ層１２の上に、メッキ層１２と一体に形成されている。錐体状突起１１の形状は、ほぼ円錐形である。錐体状突起１１の円錐の母線Ｇｅは、内側に凸となるように湾曲している。そのため、例えば、錐体状突起１１の底面Ｂ１の直径Ｄ１に対して、錐体状突起１１の高さｈ（底面Ｂ１から頂点Ｖｅまでの距離）の半分の位置（ｈ／２）で錐体状突起１１を切断したところの直径Ｄ２を比較すると、Ｄ１＞（Ｄ２×２）となる。
錐体状突起１１の高さｈは、メッキによる形成が容易な範囲、つまり５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内で設定される。錐体状突起１１の根元の断面の長さ、つまり錐体状突起１１の底面Ｂ１の半径Ｒ１は３０μｍから８００μｍまでのいずれかの値に設定されるのが好ましい。
【００２２】
上述のように、錐体状突起１１の円錐面が内側に凸となるように湾曲しているため、錐体状突起１１の底面の中心と頂点とを通るように平面で錐体状突起１１を切断すると、底辺以外の２つの母線Ｇｅ（稜線）が内側に凸に湾曲している。錐体状突起の高さｈと底辺の長さＤ１が同じでも頂点Ｖｅから底面に向かって延びる稜線の湾曲の仕方が異なると、錐体状突起１１の尖り方が異なってくる。例えば図５（ａ）、図５（ｂ）及び図５（ｃ）には、好ましい３つの錐体状突起１１ｐ、１１ｑ、１１ｒが示されている。錐体状突起１１ｐ、１１ｑ、１１ｒの高さｈ１、ｈ２、ｈ３は、５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲内にあり、ここではｈ１、ｈ２、ｈ３が３００μｍに設定されている。
図５（ａ）に示されている錐体状突起１１ｐでは、底面の中心及び頂点を通る平面と底面と円錐面とが交わるところが交点Ｐｏ１である。この交点Ｐｏ１と頂点Ｖｅ１とを結ぶ稜線ＲＬ１において、交点Ｐｏ１と頂点Ｖｅ１とを結ぶ直線ＬＬ１から最も遠いところに最深部ＤＰ１がある。この最深部ＤＰ１の高さｈｈ１（底面からの距離）は、０．３５×ｈ１から０．６５×ｈ１に設定されることが好ましい。ここでは、高さｈｈ１＝１３８μｍに設定されている。また、錐体状突起１１ｐの底辺の長さｄｉ１は、頂点Ｖｅ１の角度Ａｎ１が５０度以下１５度以上の範囲で設定させることが好ましい。ここでは、角度Ａｎ１＝４５度に設定され、底辺の長さｄｉ１は２４９μｍである。上述のような条件の下で、交点Ｐｏ１と頂点Ｖｅ１とを結ぶ直線ＬＬ１から最深部ＤＰ１までの距離Ｚ１は０．００５×ｈ１から０．１５×ｈ１の範囲で設定されることが好ましく、ここでは最深部ＤＰ１までの距離Ｚ１が３２μｍに設定されている。
【００２３】
図５（ｂ）に示されている錐体状突起１１ｑでは、底面の中心及び頂点Ｖｅ２を通る平面と底面と円錐面とが交わるところが交点Ｐｏ２である。この交点Ｐｏ２と頂点Ｖｅ２とを結ぶ稜線ＲＬ２の最深部ＤＰ２の高さｈｈ２は、１４３μｍに設定されている。また、錐体状突起１１ｑの底辺の長さｄｉ２は、頂点Ｖｅ２の角度Ａｎ２が３５度に設定され、底辺の長さｄｉ２は１８９μｍである。上述のような条件の下で、交点Ｐｏ２と頂点Ｖｅ２とを結ぶ直線ＬＬ２から最深部ＤＰ２までの距離Ｚ２は２４μｍに設定されている。
図５（ｃ）に示されている錐体状突起１１ｒでは、底面の中心及び頂点Ｖｅ３を通る平面と底面と円錐面とが交わるところが交点Ｐｏ３である。この交点Ｐｏ３と頂点Ｖｅ３とを結ぶ稜線ＲＬ３の最深部ＤＰ３の高さｈｈ３は、１４８μｍに設定されている。また、錐体状突起１１ｒの底辺の長さｄｉ３は、頂点Ｖｅ３の角度Ａｎ３が２０度に設定され、底辺の長さｄｉ３は１０６μｍである。上述のような条件の下で、交点Ｐｏ３と頂点Ｖｅ３とを結ぶ直線ＬＬ３から最深部ＤＰ３までの距離Ｚ３は１３μｍに設定されている。
【００２４】
錐体状突起１１の配列は、例えば図６（ａ）に示されているような格子状配列である。しかし、錐体状突起１１の配列は、格子状配列に限られるものではなく、例えば図６（ｂ）に示されているような千鳥状配列などの他の形態であってもよい。
例えば、図６（ａ）において、横方向に並ぶ２つの錐体状突起１１の中心間の距離ＳＤは５００μｍであり、縦方向に並ぶ２つの錐体状突起１１の中心間の距離ＬＤは５００μｍである。図６（ａ）に示されている格子状配列では、最も近い錐体状突起１１同士のピッチＰｔは６００μｍである。このピッチＰｔは、錐体状突起成形型５０の成形を容易にするために３００μｍから３５００μｍまでのいずれかの値に設定されるのが好ましい。なお、上述の例では、断面径Ｒ１×２＜ピッチＰｔのように設定され、隣接する錐体状突起１１が互いに独立しており、隣接する錐体状突起１１の根元部分が離れていたが、断面径Ｒ１×２≧ピッチＰｔのように設定されて隣接する錐体状突起１１の根元部分が繋がり、隣接する錐体状突起１１が連なるように構成されていてもよい。
上述の錐体状突起１１のように、ほぼ円錐形状であって底面Ｂ１が円形の場合は、断面径Ｒ１の好ましい範囲が上述のようになるが、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されているような錐体状突起１１Ａなどの円錐以外の錐体状突起の場合の根元の大きさの好ましい範囲は、錐体の底面の中心と中心から最も離れた底面上の点との距離（Ｄ３／２）が３０μｍから８００μｍまでのいずれかの値になる。さらに、錐体状突起１１は、例えば、断面径：高さ=１：１．５乃至１：３と高いアスペクト比（高さ／断面径）を有していることが好ましい。図７（ａ）及び図７（ｂ）においては、錐体状突起１１のみを示しメッキ層１２の記載は省略している。図７（ａ）に示されている錐体状突起１１Ａは、稜線（辺）ＥＬが内側に凸となるように湾曲している。錐体状突起１１Ａの底面Ｂ２平面であるが、各辺は内側に湾曲しており、底面Ｂ２の形状は星型になっている。一方、角錐面ＰＳは、曲面で構成され、内側に凸に湾曲している。この錐体状突起１１Ａの頂点Ｖｅも、突き刺しやすい形状を得るために、曲率半径が５μｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
錐体状突起の形状は、例えば、全体が円錐や角錐などの錐体状になっている場合だけでなく、先端部分が円錐や角錐などの錐体状に尖っていて胴体が円柱や角柱になっていてもよい。また、円錐や角錐などの錐体状の最先端の部分は、欠け難いように断面形状が略円弧状になるように削られてドーム型になっていてもよい。さらには、図７（ｃ）に示されている錐体状突起１１Ｂのように、頂部が平らに削られた円錐台などの錐台状のものも錐体状突起の形状に含まれる。また、錐体状突起は、円錐や角錐などのように錐体の母線や稜線が直線であってもよく、錐面が平面であってもよい。
錐体状突起１１は、ビッカース硬度が１５０ＨＶ以上の硬い金属（以下、第１金属ともいう）で形成されている。このような硬い金属としては、そのメッキの仕方によって硬さが多少異なるが、ビッカース硬度１００ＨＶ〜８００ＨＶ程度のニッケル、又はニッケル合金などが好適に用いられる。ニッケル合金としては、例えば、ニッケルコバルトやニッケル鉄などが挙げられる。錐体状突起１１の表面には、厚みの均一な貴金属層１１ａが形成されていることが好ましい。貴金属の例としては、金、銀、白金及びパラジウムなどが挙げられるが、主にニッケルメッキ又はニッケル合金メッキで錐体突起部１１ｂを形成するときには、ニッケルメッキ又はニッケル合金メッキの剥離を容易にするためにパラジウムを用いることが好ましい。なお、ここでいうビッカース硬度の値は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４のビッカース硬さ試験−試験方法に準拠して測定した場合の値である。この値を求めるとき、試験力は、ＪＩＳ規格に記載されている表の値が用いられる。
【００２６】
錐体状突起１１の下方には、錐体状突起１１と同様の材質で、錐体状突起１１と一体的にメッキ層１２が形成されている。メッキ層１２の表面には、錐体状突起１１の貴金属層１１ａと同じ材質で貴金属層１２ａが形成されている。また、メッキ層１２の基部１２ｂは、錐体状突起１１の錐体突起部１１ｂと同様の材質で形成されている。メッキ層１２の厚みは、例えば１２０μｍである。
第１型１０において、メッキ層１２は金属ブロック１５の上に固定されている。第１型１０の温度を調節するためのヒータ１３と冷媒流路１４は、金属ブロック１５に設けられている。ヒータ１３や冷媒流路１４は、型表面１０ａから一定距離Ｌ１，Ｌ２離れたところに配置されている（図２参照）。ヒータ１３には面状ヒータ、リングヒータ及びシーズヒータなどの各種のヒータの中から適宜適したものが選択される。ヒータ１３の加熱と非加熱の切り換えは電流のオンオフによって行われる。冷媒流路１４には、冷却時に例えば冷水が流される。
【００２７】
（２−２）第２型の構成
第２型２０の型表面２０ａは、平坦な面になっている。この型表面２０ａは、ビッカース硬度１００ＨＶ以下の柔らかい金属（以下、第２金属ともいう）で形成されている。このような柔らかい金属としては、ビッカース硬度２０〜５０ＨＶ程度の金、ビッカース硬度２０〜３０ＨＶ程度の銀、ビッカース硬度４０〜７０ＨＶ程度の銅及びビッカース硬度２０〜４０ＨＶ程度のアルミニウム又はそれらの合金が好適に用いられる。金属イオン、微小金属片又は微小金属粒子が型の表面に残存又は付着する可能性を考慮すると、これらの中でも金属アレルギーを引き起こし難く、熱伝導率の高い金が好ましい。また、金や金合金のような高価な貴金属を用いる場合には、ビッカース硬度が１００ＨＶ以下の金属ブロックの上に第２金属の層を形成することが好ましい。図１（ｂ）には、銅製の金属ブロック２３の上に積層された金層２２で型表面２０ａが形成されている例が示されている。金層２２は、例えば銅製の金属ブロック２３の上に金メッキをすることによって形成することができる。
【００２８】
上述のように、第２金属の熱伝導率は高い方が好ましく、例えば２００Ｗ／ｍＫ（１００℃）以上であることが好ましく、金は熱伝導率３１０〜３２０Ｗ／ｍＫ程度（１００℃）であり、銀は熱伝導率４２０〜４３０Ｗ／ｍＫ程度（１００℃）であり、銅は３８０〜４００Ｗ／ｍＫ程度（１００℃）であり、アルミニウムは２２０〜２４０Ｗ／ｍＫ程度（１００℃）である。ここに示されている熱伝導率は、ＪＩＳＨ７８０１に準拠して測定した値であり、カッコ内には測定時の温度が示されている。
なお、第２型２０のヒータ２４や冷媒流路２５は、第１型１０のヒータ１３や冷媒流路１４と同様であるので説明を省略する。
第１型１０と第２型２０とを型締めしたときには、錐体状突起１１の先端部分１１ｖが凹部２１に嵌合する。この凹部２１に錐体状突起１１の先端部分１１ｖが嵌合している状態は、柔らかい第２金属でできた型表面２０ａに硬い第１金属でできた錐体状突起１１が突き刺さっている状態と言い換えることができる。この凹部２１は、第２型２０の型表面２０ａを滑らかな平坦な平面として形成した後、第１型１０と第２型２０を型締めすることによって錐体状突起１１の先端部分１１ｖを第２型２０の型表面２０ａに食い込ませて形成することができる。つまり、錐体状突起１１の先端部分１１ｖが第２型２０の型表面２０ａに食い込むことで、型表面２０ａの一部がすり鉢状に変形して凹部２１が形成される。一旦凹部２１が形成されると２回目以降の型締めでは第１型１０と第２型２０の位置関係を変更しない限り、先端部分１１ｖが凹部２１に嵌合する。空気抜きができる貫通孔を形成するために、例えば、錐体状突起１１の高さが３００μｍとして、凹部２１の深さが数μｍ〜数十μｍになるように形成される。このとき、母材１の厚みは（３００μｍ−数μｍ）〜（３００μｍ−数十μｍ）になる。母材１の厚みは、第１型１０と第２型２０の型締め時の隙間を決めるスペーサ（図示せず）の厚みに対応する。
【００２９】
なお、第１型１０と第２型２０の取り扱いに不具合が発生して第１型１０と第２型２０の型表面１０ａ，２０ａが接触するようなことがあっても錐体状突起１１が銅製の金属ブロック２３に達しないように、金層２２の厚さＬ４が錐体状突起１１の高さＬ３よりも大きくなるように（Ｌ４＞Ｌ３），第１型１０と第２型２０が構成されている。
例えば、錐体状突起１１のアスペクト比が２として、スペーサの厚みが２０μｍとすると、上述の凹部２１の直径は１０μｍになる。このように、凹部２１は非常に小さなものであり、これらがアレイ状に多数並んでいることを考えると、第１型１０と第２型２０のプレス機への取り付けも高い精度が要求されるものになる。また、このような凹部２１を工作機器による加工によって形成することもできる。しかし、凹部２１の加工に高い精度が要求されることから、凹部２１を工作機器で加工する場合には加工コストが高くなる。上述のように、錐体状突起１１を第２型２０の型表面２０ａに食い込ませて形成することで、このような取り付けの手間や加工コストを省くことができる。なお、凹部２１を形成するために予め凹部２１よりも小さな凹みや穴を加工によって前もって形成しておき、その凹みに錐体状突起１１を食い込ませて凹みや穴を広げて凹部２１を形成することもできる。
【００３０】
（３）樹脂製錐体状突起成形型の構成
図８には、上述の錐体状突起成形型製造用金型で成形された樹脂製錐体状突起成形型の断面形状が示されている。樹脂製錐体状突起成形型５０は、成形後の冷却時に樹脂が収縮するのが一般的であることから、錐体状貫通孔５１のテーパ面の大きさは、第１型１０の錐体状突起１１のテーパ面の大きさよりも少し小さくなる傾向がある。錐体状貫通孔５１の第１型１０の側の開口部５１ａの半径Ｒ２は、錐体状突起１１の根元の断面径Ｒ１とほぼ同じになり、５０μｍから５００μｍまでのいずれかの値をとるように形成される。錐体状貫通孔５１の第２型２０の側の貫通孔５１ｂの直径Ｄ４は、１μｍから２００μｍまでのいずれかの値に設定される。そのため、樹脂製錐体状突起成形型５０の厚みＴｈ１は、錐体状突起１１の高さｈよりも小さい値に設定されるが、５０μｍから５００μｍまでの間のいずれかの値に設定されるのが好ましい。それにより、第１型１０と第２型２０の間に挟まれて第１型１０と第２型２０の両方に接する樹脂製錐体状突起成形型５０の成形用の熱可塑性樹脂体を錐体状突起１１が貫通して錐体状貫通孔５１が形成される。樹脂製錐体状突起成形型５０の半径Ｒ２と貫通孔径Ｄ４との関係は、Ｒ２×２＞Ｄ４であればよい。
【００３１】
（４）錐体状突起成形型製造用金型の製造
次に、第１型１０の製造方法について図９乃至図１１を用いて説明する。第１型１０の製造の中でも、メッキ金属製の錐体状突起１１及びメッキ層１２の製造を中心に説明する。錐体状突起１１及びメッキ層１２は、図９に示されている第１割型６１と第２割型６２に電解メッキ或いは無電解メッキを施すことにより形成される。第１割型６１と第２割型６２には、金属及びセラミックのうちの少なくとも一つが用いられる。通常、第１割型６１と第２割型６２には、金属又はセラミックで形成される。図１０には、互いに合わさった第１分割型６１と第２分割型６２の表面６３の上にメッキ層１２が形成され、この表面６３にできる錐体状凹部６４に錐体状突起１１が形成されている様子が示されている。
第１割型６１と第２割型６２には、金属として、例えばステンレス、アルミニウム合金、機械構造用炭素鋼及びクロム銅が好適に用いられる。第１割型６１と第２割型６２がこのような金属で形成されるときには、第１割型６１と第２割型６２からメッキ金属を離形し易くするために、パラフィン等、潤滑性のある物質を表面に塗布してもよい。あるいは、第１割型６１と第２割型６２には、セラミックとして、例えば、シリコン、アルミナ及び放電用炭素材が好適に用いられる。セラミック製の第１割型６１と第２割型６２に導電性を付与してメッキをするためには、表面にパラジウム等の希少金属のコロイド塗布及びスパッタ蒸着などの処理を施すとよい。
また、第１割型６１及び第２割型６２の材料としては、金属及びセラミックの中でも、耐食性が良く繰り返し使うことができるため、ステンレスが好ましい。
図９に示されているように、第１割型６１と第２割型６２とを分割した状態では、パーティングラインＰＬによって錐体状凹部６４が２分割される。そのため、分割面ＰＬＳに向かって錐体状凹部６４のテーパ面６４ａが開放されている。つまり、この錐体状凹部６４を金型加工機で加工するときには、分割面ＰＬＳの側から切削加工することができるということである。錐体状凹部６４の最深部６４ｂが分割面ＰＬＳの近傍にあるため、錐体状凹部６４を簡単に切削加工することができる。
【００３２】
次に、図１１を用いてメッキによる錐体状突起１１とメッキ層１２の形成工程を説明する。図１１（ａ）から図１１（ｄ）に示されているのは、製造工程を説明するための模式的な断面であり、各部の大きさや厚さの比率などは正確に記載されているわけではない。図１１（ａ）には、互いに合わさった第１分割型６１と第２分割型６２の表面６３及び錐体状凹部６４に、貴金属層１１ａ，１２ａが形成された状態が示されている。これら貴金属層１１ａ，１２ａは、スパッタリングや真空蒸着やＣＶＤなどの気相蒸着やコロイド塗布などによって形成される。貴金属層１１ａ，１２ａを形成する前に、前処理として、例えば脱脂、水洗、酸中和、及び剥離処理などが適宜行なわれる。
図１１（ｂ）に示されているように、貴金属層１１ａ，１２ａの上に、例えばニッケルを３００μｍの厚みにメッキして、錐体状突起１１の錐体突起部１１ｂとメッキ層１２の基部１２ｂを形成する。
その後、図１１（ｃ）に示されているように、第１分割型６１と第２分割型６２からメッキ層１２ごと錐体状突起１１を剥ぎ取る。このとき、第１分割型６１及び第２分割型６２とメッキ層１２及び錐体状突起１１とは、第１分割型６１及び第２分割型６２と貴金属層１１ａ，１２ａとの界面で分離される。ここでは、一つの第１割型６１と一つの第２割型６２とが合わされた型６０から一列に並んだ錐体状突起１１を剥離している。
図１１（ｄ）に示されているように、剥ぎ取られたメッキ層１２は、錐体状突起１１を上にして金属ブロック１５に固定され、第１型１０が形成される。このとき、剥ぎ取られた一列の錐体状突起１１が金属ブロック１５の上に複数列並べて固定されることによって、錐体状突起１１が複数列並んだ第１型１０が形成される。
【００３３】
（５）特徴
（５−１）
以上説明したように、図１１（ａ）から図１１（ｄ）に示されている製造方法によって得られる錐体状突起成形型製造用金型を用いれば、金属メッキによって精度良く形成された５０μｍ以上５００μｍ以下の高さを有する微細な錐体状突起１１，１１Ａ，１１Ｂの先端部分１１ｖの形状を錐体状貫通孔５１などに写し、５０μｍ以上５００μｍ以下の高さを有する微細な錐体状突起を形成し得る錐体状突起成形型５０が容易に製造できる。また、複数の錐体状突起１１，１１Ａ，１１Ｂと一体に成形されたメッキ層１２を金属ブロック１５に固定することで、丈夫な第１型１０（錐体状突起成形型製造用金型の例）を得ることができる。
（５−２）
メッキ金属製の錐体状突起１１，１１Ａ，１１Ｂの表面にある貴金属層１１ａによって、樹脂製の錐体状突起成形型５０の錐体状貫通孔５１を形成する際に錐体状突起１１，１１Ａ，１１Ｂから錐体状貫通孔５１に金属イオンや金属粉などが付着するのを抑制でき、少ない貴金属で衛生的な錐体状突起１１，１１Ａ，１１Ｂを形成することができる。
【００３４】
（５−３）
メッキ金属製の錐体状突起１１，１１Ａ，１１Ｂは、貴金属層１１ａの下に形成されているニッケルメッキ又はニッケル合金メッキからなる錐体突起部１１ｂによって硬度を確保し、第１型１０の耐久性を高めている。
（５−４）
図９に示されている工程（錐体状凹部形成工程の例）で、第１割型６１と第２割型６２を合わせることによって、第１割型６１と第２割型６２の表面６３のパーティングラインＰＬ上に複数の錐体状凹部６４を簡単に形成することができる。第１割型６１及び第２割型６２を用いれば、分割面ＰＬＳからメッキ金属製の錐体状突起１１をつくりだすための錐体状凹部を機械加工できるので、錐体状凹部６４の加工が容易になって錐体状凹部６４を精度良く形成することができる。そして、図１１（ｂ）に示されているメッキ工程（第１メッキ工程の例）で、このように精度良く形成された錐体状凹部６４にニッケルメッキ（メッキ金属の例）を充填するため、精度の良いニッケルメッキ製の錐体状突起１１を形成することができる。そして、図１１（ｃ）に示されている工程（剥離工程の例）で、第１割型６１と第２割型６２から複数のニッケルメッキ製の錐体状突起１１及びメッキ層１２を剥離することで、第１型１０の錐体状突起１１を容易に得ることができる。
【００３５】
（５−５）
図９に示されているように、複数の錐体状凹部６４の最深部６４ｂをパーティングラインＰＬで２分する形状を持つ第１割型６１と第２割型６２をパーティングラインＰＬで分割すると、錐体状凹部６４の最深部６４ｂを２つに割ることができる。それにより、清掃やメッキ金属製の錐体状突起１１，１１Ａ，１１Ｂの取出しが容易になる。
（５−６）
第１割型６１と第２割型６２は、金属又はセラミックからなる。そして、錐体状突起１１をニッケル又はニッケル合金で形成すると金属又はセラミックとニッケルとの密着力によって錐体状突起１１の先端部分１１ｖが損傷しやすくなる。ところが、図１１（ａ）に示されているように、複数の錐体状凹部６４のテーパ面６４ａ（錐体状凹部の表面の例）に貴金属層１１ａを形成すると、貴金属層１１ａで第１割型６１及び第２割型６２と錐体状突起１１の錐体突起部１１ｂとを分離しやすくなり、錐体状突起１１が第１割型６１や第２割型６２に固着して損傷するのを防ぐことができる。
【００３６】
（６）変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
（６−１）
上記実施形態では、錐体状突起１１の表面に貴金属層１１ａを形成する場合について説明したが、錐体状突起は、この貴金属層１１ａが省かれて、表面にニッケルメッキ又はニッケル合金が露出するように形成されてもよい。
（６−２）
上記実施形態では、錐体状突起１１によって樹脂製の錐体状突起成形型５０に錐体状貫通孔５１が形成される場合について説明したが、樹脂製の錐体状突起成形型５０が持つ、錐体状突起を形成するための錐体状孔は貫通していなくてもよい。
【００３７】
（６−３）
上記実施形態では、図１０に示されているように、一つの第１割型６１と一つの第２割型６２とを合わせて一列に並んだ錐体状突起１１を形成し、一列ずつ剥離する場合について説明した。しかし、図１２（ａ）に示されているように、一つの第１割型６１と一つの第２割型６２とが合わされた型を複数組組み付けて、例えば全ての組をボルト（図示せず）で止めつけて、メッキ金属製の錐体状突起１１を得るための型６０Ａを形成する。そして、図１２（ｂ）に示されているように、型６０Ａの上にメッキを行なって、一枚のメッキ層１２Ａの下に複数列の錐体状突起１１が形成されているものを一度に剥ぎ取るようにすることもできる。このように複数組の第１割型と第２割型とを合わせた型６０Ａを用いると、一度のメッキ工程で複数列に配置されている複数のメッキ金属製の錐体状突起１１及び一つのメッキ層１２Ａを形成することができる。このように、第１型１０を製造するために、複数組の第１割型と第２割型とを合わせたものを用いることにより、メッキや剥離の工数を省くことができ、第１型１０の製造コストを下げることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０，１０Ａ  第１型
２０，２０Ａ  第２型
１１，１１Ａ，１１Ｂ  錐体状突起
１１ａ  貴金属層
１１ｂ  錐体突起部
１１ｖ  先端部分
１２  メッキ層
１２ａ  貴金属層
１２ｂ  基部
５０  錐体状突起成形型
５１  錐体状貫通孔
６１  第１割型
６２  第２割型
６４  錐体状凹部
【図１】
2015020326.tif 000003
【図２】
2015020326.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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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