(57)【要約】【課題】超音波式吸入器の用いられる微細な貫通孔を有するメッシュに関するものである。【解決手段】薄肉部分８と厚肉部分９を有する合成樹脂薄板における薄肉部分に微細な貫通孔７を設けてなる超音波式吸入器用メッシュであって、薄肉部分８の厚さは１〜１０μｍの範囲内にあり、厚肉部分９の厚さは２０〜２００μｍの範囲内にある超音波式吸入器用メッシュ。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄肉部分および厚肉部分を有する合成樹脂薄板における薄肉部分に微細な貫通孔を設けてなることを特徴とする超音波式吸入器用メッシュ。
【請求項２】
薄肉部分の厚さは１〜１０μｍの範囲内にあり、厚肉部分の厚さは２０〜２００μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の超音波式吸入器用メッシュ。
【請求項３】
凹凸を有するＳｉ基板の凹凸面表面に緻密な酸化被膜を形成する耐食金属層を形成して原型を作製し、この原型の耐食金属層の上に酸に溶解しやすい易溶解金属層を形成し、この易溶解金属層の上に感光性樹脂を表面が平らになるようにスピンコート法により塗布して感光性樹脂層を形成し、感光性樹脂層の上に微細な貫通孔を有するフォトマスクを載置して露光し現像して感光性樹脂層の薄肉部分に微細な貫通孔を形成し、感光性樹脂層を加熱処理して硬化させたのち、易溶解金属層を耐食金属層から剥がすことにより硬化感光性樹脂層および易溶解金属層からなる積層体を取り出し、積層体の易溶解金属層を酸で溶解することにより薄肉部分および厚肉部分並びに貫通孔を有する硬化感光性樹脂薄板を作製し、この硬化感光性樹脂薄板を機械加工することを特徴とする超音波式吸入器用メッシュの製造方法。
【請求項４】
前記原型は、表面に突起を有する耐食金属で構成されていることを特徴とする請求項３記載の超音波式吸入器用メッシュの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、超音波式吸入器の用いられる微細な貫通孔を有するメッシュに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、超音波式吸入器は、図１１の断面図に示されるように、ケース１の下部に薬液Ｌを入れるボトル部２を形成し、ケース１の中間部に振動子５を弾性体６に支持して設け、この振動子５にパイプ３を固定し、パイプ３の下端部はボトル部２内部の薬液Ｌに浸漬できるようにボトル部２に突出させ、一方、パイプ３の上端をメッシュ４に接するように固定した構造を有している。
かかる構造を有する超音波式吸入器において、振動子５を超音波振動させると、振動子５に固定されているパイプ３は矢印方向に上下に振動子が振動して、ボトル部２内の薬液Ｌを吸い上げ、吸い上げられた薬液Ｌが共振するメッシュ４によって薬液ミストＬ´になり、このミストになった薬液ミストＬ´は多数の貫通孔７を通って外部に放散させる。
前記メッシュ４は、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックスからなる薄板、Ｎｉ、Ｔｉ、ステンレスなどの耐食金属または耐食合金からなる薄板、ポリサルフォン、ポリエステル、ポリイミドなどの合成樹脂からなる薄板を使用し、これら薄板にエッチング、放電加工法、レーザー加工法、紫外線ビーム加工法などにより貫通孔７を形成することは知られている（特許文献１、２参照）。
近年、注射薬を超音波式吸入器でミスト状にし、投与する試みが成されており、この時必要とする注射薬ミストの粒の大きさは１〜１０μｍ（好ましくは１〜３μｍ）であるといわれている。かかる大きさの注射薬ミストを超音波式吸入器で得るには、超音波式吸入器に使用されるメッシュ４に形成される貫通孔の径を一層微細化すると共に口径のばらつきを極力抑えて均一な口径にしなければならない。かかる微細な貫通孔を有するメッシュは、照射径を小さくした放電加工またはレーザー加工法を用いて穿孔することにより形成することができ、これら方法により形成される貫通孔は、形成する薄板の厚さが薄いほど均一微細な口径を形成できることが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１１７２号公報
【特許文献２】
特開平７−８０３６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、セラミックス製薄板に放電加工法またはレーザー加工法により寸法精度の優れた微細な貫通孔を形成した厚さの薄いセラミックス製メッシュは、これを超音波式吸入器のメッシュとして使用すると、使用時に常に超音波振動を受け、薄いセラミックス製メッシュは靭性が不足するためにるために寿命が短くなる。そこで、セラミックス製薄板の厚さを厚くすると強度が向上するものの、放電加工法またはレーザー加工法により均一な口径を有する微細貫通孔を形成することは難しく、得られた貫通孔は径にバラツキが生じ、また均一な口径を有する微細貫通孔を形成しようとするとコストがかかる。
したがって、通常は、金属製メッシュまたは合成樹脂製メッシュが使用されているが、金属製メッシュは金属の種類によっては薬剤により腐食することがあり、また、腐食により溶け出した金属が体内に入り、アレルギーの原因になるなど安全性の面から好ましくないことがある。
そこで、最も価格が安く薬剤に対して比較的耐食性を有する合成樹脂製メッシュが考えられるが、肉厚の薄い合成樹脂板に貫通孔を形成した合成樹脂製メッシュは、強度が不足し、肉厚の厚い合成樹脂板に貫通孔を形成すると口径が不均一な貫通孔が形成されるので好ましくないなどの問題点があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者等は、最も低価格で供給することができる高強度でかつ均一で微細な貫通孔を有する超音波式吸入器用の合成樹脂製メッシュを得るべく研究を行った結果、
（イ）薄い合成樹脂薄板に口径が均一で微細な貫通孔を設けることが簡単にできるところから、薄肉部分および厚肉部分を有する合成樹脂薄板において、薄肉部分に口径が均一で微細な貫通孔を設け、一方、厚肉部分で強度を補足すると、高強度でかつ均一で微細な貫通孔を有する超音波式吸入器用の合成樹脂製メッシュが得られる、
（ロ）前記薄肉部分の厚さは可能な限り薄くして１〜１０μｍの範囲内にあることが好ましく、厚肉部分の厚さは特に限定されるものではないがメッシュの強度を確保することができるに厚さの２０〜２００μｍにすることが好ましい、
（ハ）前記（イ）および（ロ）記載の合成樹脂製メッシュは、感光性樹脂を用いて作ることが好ましく、感光性樹脂をスピンコート法により塗布して薄肉部分および厚肉部分を有する感光性樹脂層を形成し、感光性樹脂層にフォトマスクを載置して露光し現像して感光性樹脂層の薄肉部分に微細な貫通孔を形成し、加熱処理して感光性樹脂層を硬化させることにより、従来の放電加工法またはレーザー加工法に比べて均一な寸法を有する口径を効率良く形成することができる、などの知見を得たのである。
【０００６】
この発明は、かかる知見に基づいてなされたものであって、
（１）薄肉部分および厚肉部分を有する合成樹脂薄板における薄肉部分に微細な貫通孔を設けてなる超音波式吸入器用メッシュ、
（２）薄肉部分と厚肉部分を有する合成樹脂薄板における薄肉部分に微細な貫通孔を設けてなる超音波式吸入器用メッシュであって、薄肉部分の厚さは１〜１０μｍの範囲内にあり、厚肉部分の厚さは２０〜２００μｍの範囲内にある超音波式吸入器用メッシュ、に特徴を有するものである。
この発明の超音波式吸入器用メッシュの薄肉部分の厚さが１μｍ未満であると、材質が合成樹脂であるために強度が不足するので好ましくなく、一方、１０μｍを越えると均一微細な貫通孔を形成できなくなるので好ましくないことによるものである。また、厚肉部分の厚さが２０μｍ未満では十分な強度を確保することができず、２００μｍを越えると、厚すぎて超音波式吸入器用メッシュとしては好ましくないからである。
【０００７】
この発明の超音波式吸入器用メッシュを図１〜図４に基づいて説明する。図１はこの発明の超音波式吸入器用メッシュの断面図、図２は図１におけるＡ方向から見た平面図、図３は図１におけるＢ方向から見た平面図である。図１〜図３において、７は貫通孔、８は薄肉部分、９は厚肉部分である。図４はこの発明の別の実施態様を示す平面図であり、図４において超音波式吸入器用メッシュの周囲に厚肉部分と同じ厚さを有するリング枠９´を形成して強度を一層高めた超音波式吸入器用メッシュであり、その他の記号は図１〜図３と同じであるのでそれらの説明は省略する。
【０００８】
この発明の超音波式吸入器用メッシュ４の薄肉部分８に設けられる貫通孔７は、薄肉部分に形成されるために口径寸法にバラツキが少なく、均一で微細な貫通孔を比較的簡単に形成することができ、また厚肉部分９を設けることにより強度を確保することができる。この場合、薄肉部分８の厚さは１〜１０μｍの範囲内にあり、厚肉部分９の厚さは２０〜２００μｍの範囲内にあることが好ましく、その理由はすでに説明してある。図４に示されるように、メッシュの周囲にリング枠９´を形成することにより強度を一層向上させることができる。なお、図面では、この発明の超音波式吸入器用メッシュ４の厚肉部分９は格子状に形成しているが、厚肉部分は円柱状突起であっても良く、この円柱状突起を所定間隔に設け、円柱状突起の隙間に薄肉部分を形成し、この薄肉部分に貫通孔を設けたものであっても良い。
【０００９】
次ぎに、この発明の超音波式吸入器用メッシュの製造方法を図５〜図１１に基づいて説明する。
図５は、この発明の超音波式吸入器用メッシュを製造するための原型であり、図５において１０で示されている。原型１０はＳｉ基板１１の表面にエッチングにより凹凸を形成し、その凹凸を有するＳｉ基板の表面に緻密な酸化被膜を形成する耐食金属層１２を形成して作製する。この耐食金属層は具体的にはＣｒ，Ｔｉ，Ｚｒ、ステンレスなどの耐食金属をスパッタリングして形成されたＣｒ層，Ｔｉ層，Ｚｒ層、ステンレス層などであり、その厚さは０．１〜１μｍで十分である。なお、この原型は、図１０の１０´に示されるようにＣｒ，Ｔｉ，Ｚｒ、ステンレスなどの耐食金属からなる基板の表面に直接エンボス加工により凹凸を形成したものであっても良いが、微細な凹凸を正確に形成するにはＳｉ基板に形成する方が簡単であり、その技術も半導体産業ではすでに確立されているので形成しやすい。例えば、Ｓｉ基板を用意し、このＳｉ基板の片面にフォトレジストを塗布し、露光し、現像したのち、Ｃ２Ｆ６ガスを使用してドライエッチング法により縦：７０〜９０μｍ、横：７０〜９０μｍ、高さ：４０〜４５μｍの寸法を有する正方形の凸部または幅：７０〜９０μｍ、深さ：４０〜４５μｍの寸法を有する溝をＳｉ基板の表面に簡単に形成することができる。
【００１０】
次ぎに、図６に示されるように、原型１０における耐食金属層１２の表面に、さらに酸（特に硝酸）に溶解しやすいＣｕ，Ｚｎなどの易溶解金属からなる易溶解金属層１３を形成する。この易溶解金属層１３は電気メッキにより形成する。易溶解金属層１３は電気メッキにより形成するのでその厚さは１〜２μｍ程度となる。
【００１１】
さらに、図７に示されるように、易溶解金属層１３の上に、感光性樹脂をスピンコート法により積層させる。感光性樹脂として代表的なものとして感光性ポリイミドが知られている。易溶解金属層１３の上に感光性樹脂をスピンコート法により積層させたのち得られた感光性樹脂層１４を６０℃で１０分間乾燥させ、乾燥した感光性樹脂層１４の表面に、図８に示されるように、微細な穴１６を有するフォトマスク１５を被覆し、フォトマスク１５の表面から高圧水銀ランプにより紫外線（例えば、波長：３６５ｎｍのｉ線）を照射して露光し、現像することにより露光した部分に貫通孔を形成する。その後、１８０℃に６０分間保持の加熱処理を施して感光性樹脂層１４を硬化させる。
【００１２】
このようにして得られた易溶解金属層１３および感光性樹脂層１４からなる積層体１５を、図９に示されるように、原型１０の耐食金属層１２から剥離する。易溶解金属層１３と耐食金属層１２とは接合しない特性を有するので簡単に剥離することができる。剥離した積層体１５は硝酸水溶液中に浸漬して易溶解金属層１３を溶解し、図１に示される薄肉部分８および厚肉部分９を有し、薄肉部分８に微細な貫通孔７を有する合成樹脂板からなるメッシュ４が得られ、このメッシュを打抜き加工して所定の形状を有する超音波式吸入器用メッシュが得られるのである。
一方、Ｓｉ基板１１および耐食金属層１２からなる原型１０は再利用することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施例
厚さ：０．５ｍｍのＳｉ基板を用意し、このＳｉ基板の片面にフォトレジストを塗布し、露光し、現像したのち、Ｃ２Ｆ６ガスを使用してドライエッチング法により縦：８０μｍ、横：８０μｍ、深さ：４５μｍの寸法を有する正方形の凹部を形成した。このＳｉ基板の表面にスパッタリングにより厚さ：０．５μｍのＣｒ耐食金属層を形成し、このＣｒ耐食金属層の上に電気メッキにより厚さ：１．５μｍのＣｕ易溶解金属層を形成した。
【００１４】
さらに、市販の感光性ポリイミド粉末：１ｇをＮＭＰ：３ｇに溶解させた後、２、６−ジ−（４´−アジドベンザル）−４−メチルシクロヘキサン：０．０８ｇの割合で加えることにより感光性ポリイミド溶液を作製し用意した。
前記Ｃｕ易溶解金属層の上に、用意した感光性ポリイミド溶液をスピンコート法により塗布して塗膜を形成し、この塗膜を６０℃で１０分間乾燥させる加熱処理を施すことにより感光性ポリイミド膜を形成した。
この感光性ポリイミド膜の上に微細な直径：５μｍの穴を有するフォトマスクを被覆し、フォトマスクの表面に高圧水銀ランプにより発生する直径：５μｍの大きさのｉ線（３６５ｎｍ）を６秒間照射して露光し、次いで、露光した感光性ポリイミド膜を現像することにより、厚肉部分の厚さ：４０μｍ、薄肉部分の厚さ：１０μｍを有し、薄肉部分に目標口径：５μｍの貫通孔を有する感光性ポリイミド樹脂膜を形成した。その後、１８０℃に６０分間保持の加熱処理を施して感光性樹脂塗膜を硬化させた。
【００１５】
このようにして得られたＣｕ易溶解金属層および貫通孔を有する感光性ポリイミド樹脂膜からなる積層体を、原型のＣｒ耐食金属層から剥離し、剥離した積層体を硝酸水溶液中に浸漬してＣｕ易溶解金属層を溶解除去し、薄肉部分と厚肉部分を有し、薄肉部分に目標口径：５μｍの貫通孔を形成した感光性ポリイミド樹脂板を得た。この貫通孔を有する感光性ポリイミド樹脂板を直径：１０ｍｍの寸法に打抜き成形して１０枚の超音波式吸入器用メッシュを作製した。１枚の超音波式吸入器用メッシュには２０００個の貫通孔を有していた。
【００１６】
従来例
さらに、比較のために、厚さ：４０μｍのポリイミド樹脂板を用意し、このポリイミド樹脂板にレーザー加工により目標口径：５μｍの貫通孔を形成し、この貫通孔を形成したポリイミド樹脂板を直径：１０ｍｍの寸法に打抜き成形して１０枚の超音波式吸入器用メッシュを作製した。１枚の超音波式吸入器用メッシュには２０００個の貫通孔を有していた。
【００１７】
実施例で作製した１０枚の超音波式吸入器用メッシュおよび従来例で作製した１０枚の超音波式吸入器用メッシュにおける口径をそれぞれ光学顕微鏡および画像処理装置を用いて測定し、その結果を表１に示した。
【００１８】
【表１】
2004290426.tif 000003
【００１９】
【発明の効果】
表１を見ると、この発明では、薄肉部分に貫通孔を形成するために、寸法精度にばらつきの少ない口径の微細な貫通孔を形成することができることが分かる。また、この発明で得られたメッシュは、強度を厚肉部分で確保することができるので、強度および均一な口径の微細貫通孔を有する合成樹脂からなる超音波式吸入器用メッシュを比較的簡単に低コストで提供することができ、特に医療産業上すぐれた効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の超音波式吸入器用メッシュを説明するための断面図である。
【図２】この発明の超音波式吸入器用メッシュを図１のＡ方向から見た平面図である。
【図３】この発明の超音波式吸入器用メッシュを図１のＢ方向から見た平面図である。
【図４】この発明の超音波式吸入器用メッシュの他の実施形態を示す平面図である。
【図５】この発明の超音波式吸入器用メッシュの製造に使用する原型の断面図である。
【図６】この発明の超音波式吸入器用メッシュの製造に使用する原型に易溶解金属層を形成した状態の断面図である。
【図７】この発明の超音波式吸入器用メッシュの製造に使用する原型に易溶解金属層を形成し、その上に感光性樹脂層を形成した状態の断面図である。
【図８】この発明の超音波式吸入器用メッシュの製造に使用する原型に易溶解金属層を形成し、その上に感光性樹脂層を形成したのち、露光している状態の断面図である。
【図９】この発明の超音波式吸入器用メッシュの製造に使用する原型から易溶解金属層および感光性樹脂層からなる積層体を剥離した状態を示す断面図である。
【図１０】この発明の超音波式吸入器用メッシュの製造に使用する別の原型の断面図である。
【図１１】従来の超音波式吸入器の断面説明図である。
【符号の説明】
１  ケース
２  ボトル部
３  パイプ
４  メッシュ
５  振動子
６  弾性体
７  貫通孔
Ｌ  薬液
Ｌ´  薬液ミスト
８  薄肉部分
９  厚肉部分
９´  リング枠
１０  原型
１１  Ｓｉ基板
１２  耐食金属層
１３  易溶解金属層
１４  感光性樹脂層
１５  フォトマスク
１６  穴
【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】
2004290426.tif 000011
【図９】
2004290426.tif 000012
【図１０】
2004290426.tif 000013
【図１１】
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