(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の突起を備え、疎水性ポリマーから形成された突起構造体の製造方法において、
前記疎水性ポリマーから形成され複数の孔が表面に並んだハニカム構造を有するハニカム構造体に、液中で超音波振動を与えることにより、前記表面側の一部を前記ハニカム構造体から脱離させて、孔間の隔壁の一部を前記突起として残す超音波処理工程と、
前記ハニカム構造体の前記液に対する濡れ性を高める濡れ性向上工程とを有し、
硬化処理により前記ハニカム構造体をより硬くした状態で、前記超音波振動を与えることを特徴とする突起構造体の製造方法。
【請求項２】
前記ハニカム構造体は、光の照射により重合する重合性化合物を含み、
前記硬化処理は、前記ハニカム構造体に前記光を照射して前記重合性化合物を重合する光硬化処理であり、
前記超音波振動は、前記硬化処理後の前記ハニカム構造体に与える請求項１に記載の突起構造体の製造方法。
【請求項３】
前記硬化処理は、前記ハニカム構造体を前記疎水性ポリマーのガラス転移点以下に冷却する冷却処理であり、
前記超音波振動は、前記硬化処理中の前記ハニカム構造体に与える請求項１に記載の突起構造体の製造方法。
【請求項４】
前記液は水であり、
前記濡れ性向上工程は、前記超音波処理工程前に、前記ハニカム構造体にアルコールを接触させることにより前記ハニカム構造体の濡れ性を高める請求項１ないし３のいずれか１項に記載の突起構造体の製造方法。
【請求項５】
前記液はアルコールであり、
前記濡れ性向上工程は、前記超音波処理工程中の前記ハニカム構造体へ前記アルコールを接触させることにより前記ハニカム構造体の濡れ性を高める請求項１ないし３のいずれか１項に記載の突起構造体の製造方法。
【請求項６】
隣り合う前記孔は前記表面に沿った方向に内部で繋がっており、
前記突起は柱状である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の突起構造体の製造方法。
【請求項７】
前記ハニカム構造体はフィルムであり、前記表面は一方のフィルム面である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の突起構造体の製造方法。
【請求項８】
前記ハニカム構造体を他方のフィルム面から支持体により支持した状態で、前記超音波振動を与える請求項７に記載の突起構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突起構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小な柱状の突起が多数形成された突起構造体として膜状のものがあり、このような膜状物はピラーフィルムあるいはピラー構造フィルム等と呼ばれる。このピラーフィルムは、突起が形成されている面のその微細な凹凸構造によって細胞の培養等をはじめとする種々の用途が期待されている。
【０００３】
ピラーフィルムは、微小な孔がフィルム面に沿って複数並んでいることでハニカム構造とされたフィルム（以下、ハニカムフィルムと称する）から製造することができる。ハニカムフィルムからピラーフィルムを製造する方法としては、ハニカムフィルムの孔が形成されている一方のフィルム面に、粘着剤が表面にある粘着フィルムを貼り付け、この粘着フィルムを引っ張ることにより、孔が形成されている前述の一方のフィルム面側の部分を他方のフィルム面側の部分から剥ぎ取る方法があり、他方のフィルム面側の部分がピラーフィルムとなる（例えば特許文献１参照）。また、ハニカムフィルムに超音波照射してピラーフィルムを製造する方法も提案されている（例えば特許文献２参照）。これらの方法によると、ハニカムフィルムからピラーフィルムを簡便に製造することができる。
【０００４】
また、ピラーフィルムの材料とされるハニカムフィルムは、結露法（Ｂｒｅａｔｈ  Ｆｉｇｕｒｅ法とも呼ばれる）により製造することができる（例えば特許文献１参照）。結露法は、ハニカムフィルムを形成するための疎水性ポリマーを原料とした溶液を流延して流延膜を形成し、この流延膜に結露させて水滴を形成し、溶媒と水滴とを蒸発させることによりハニカムフィルムを製造する方法である（例えば、特許文献１参照）。この結露法によると、水滴が孔の鋳型となって極めて微小で均一な複数の孔が規則的に配列した状態に形成されているハニカムフィルムを得ることができるので、突起が均一にかつ規則的に並んだピラーフィルムを製造する材料として好ましい。
【０００５】
さらに、ハニカムフィルムは、曲面上にも形成することができる。例えば、円筒の外周面と内周面とにハニカムフィルムを形成する方法として、疎水性ポリマーを原料とした上記の溶液中に円筒を浸漬した後に、円筒の外周及び中空部に湿潤気体を供給し、その後乾燥気体を供給する方法がある（例えば特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９３０１９号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０４８０６４号パンフレット
【特許文献３】特開２０１０−２２９３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のように粘着テープを用いたピラーフィルムの製造方法は、ハニカムフィルムに対する粘着テープの均一な貼り付けと、粘着テープによる上記の一方のフィルム面側の均一な剥ぎ取りとが必要である。このため、製造するピラーフィルムの大面積化が難しいという問題がある。また、特許文献２に記載される超音波照射による製造方法は、製造するピラーフィルムの面積を大きくするほど、ハニカムフィルムでのハニカム構造が部分的に残ったり大きさや形状の不揃いな突起が形成されてしまうなど、不均一なピラーフィルムになってしまう。
【０００８】
本発明は、ハニカムフィルムから均一で膜状の突起構造体を大面積にかつ簡便に製造することができる突起構造体の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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の突起を備え、疎水性ポリマーから形成された突起構造体の製造方法において、疎水性ポリマーから形成され複数の孔が表面に並んだハニカム構造を有するハニカム構造体に、液中で超音波振動を与えることにより、表面側の一部をハニカム構造体から脱離させて、孔間の隔壁の一部を突起として残す超音波処理工程と、ハニカム構造体の液に対する濡れ性を高める濡れ性向上工程とを有し、硬化処理によりハニカム構造体をより硬くした状態で、超音波振動を与えることを特徴として構成されている。ハニカム構造体は、光の照射により重合する重合性化合物を含み、硬化処理は、ハニカム構造体に光を照射して重合性化合物を重合する光硬化処理であり、超音波振動は、硬化処理後のハニカム構造体に与えることが好ましい。硬化処理は、ハニカム構造体を疎水性ポリマーのガラス転移点以下に冷却する冷却処理であり、超音波振動は、硬化処理中のハニカム構造体に与えることが好ましい。
【００１０】
液は水であり、濡れ性向上工程は、超音波処理工程前に、ハニカム構造体にアルコールを接触させることによりハニカム構造体の濡れ性を高めること、または、液はアルコールであり、濡れ性向上工程は、超音波処理工程中のハニカム構造体へアルコールを接触させることによりハニカム構造体の濡れ性を高めることが好ましい。
【００１１】
隣り合う孔は表面に沿った方向に内部で繋がっており、突起は柱状であることが好ましい。
【００１２】
ハニカム構造体はフィルムであり、表面は一方のフィルム面であることが好ましい。ハニカム構造体を他方のフィルム面から支持体により支持した状態で、超音波振動を与えることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ハニカムフィルムから均一で膜状の突起構造体を簡便にかつ大面積に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を実施した突起構造体の断面図である。
【図２】本発明を実施したハニカム構造体の平面図である。
【図３】図２のIII−III線の沿う断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】突起構造体の製造工程を示す説明図である。
【図６】超音波処理装置の概略を示す説明図である。
【図７】ハニカム構造体を一方の表面の垂直方向から見た電子顕微鏡写真である。
【図８】突起構造体を一方の膜面とその膜面の垂直方向とに交差した方向から見た電子顕微鏡写真である。
【図９】突起構造体の別の製造工程を示す説明図である。
【図１０】本発明を実施した突起構造体の断面図である。
【図１１】突起構造部とハニカム構造部とを備える突起構造体を示す斜視図である。
【図１２】マスク板を示す斜視図である。
【図１３】突起構造部とハニカム構造部とを備える突起構造体を一方の表面の垂直方向から見た光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
図１に示すように、本発明を実施した突起構造体１０は、フィルム、すなわち膜状に形成されたものであり、一方の膜面（以下、第１膜面と称する）１０ａに複数の突起１１を備える。他方の膜面（以下、第２膜面と称する）１０ｂには、突起１１と突起１１との間に膜面開口部１０ｃが形成されている。突起構造体１０の厚みＴ１０は、この例では３μｍであるが、これに限られず、０．１μｍ以上１００μｍ以下の範囲内とされる。
【００１９】
複数の突起１１は、概ね同じ形状及び大きさに形成されており、第１膜面１０ａにおいて規則的に配列している。突起１１は柱状であり、先端に向かうに従い径が細くなるいわゆる先細形状とされている。突起構造体１０は後述のハニカム構造体２０（図２〜図４参照）から製造され、突起１１の先端は、この例では丸みを帯びた形状となっているが、ハニカム構造体２０における隔壁２２（図３，図４参照）の厚みに応じて形状は変わる。また、突起１１の太さも隔壁２２の厚みに応じて変わる。例えば隔壁２２の厚みが小さいほど、突起１１の先端はより尖鋭な形状になり、突起１１はより細くなる。なお、図１においては、突起構造体１０の厚みＴ１０に対して、突起１１の太さを大きく誇張して描いている。
【００２０】
突起１１の高さ（以下、突起高さと称する）は、この例では概ね３μｍであるが、これに限られず０．１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内である。突起高さは、後述のハニカム構造体２０の厚みＴ２０や、隔壁２２の態様、後述の超音波処理の条件によって変えることができる。また、隣り合う突起１１と突起１１との距離（以下、突起間距離と称する）は、この例では概ね８μｍであるが、これに限られず０．５μｍ以上５０μｍ以下の範囲内で概ね一定である。突起構造体１０に撥水性を発現させる観点では、突起高さは１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内、突起間距離は０．５μｍ以上５０μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。なお、突起間距離は突起１１と突起１１との先端同士の距離である。突起間距離は、ハニカム構造体２０の孔２１の大きさに応じて変わる。例えば孔２１が小さいほど、突起間距離は小さくなる。この例の突起構造体１０は、２０ｃｍ×３０ｃｍの矩形としているが、大きさ及び形状はこれに限られない。例えば、円形や、不定形にしたり、後述のように連続して製造した場合にはウェブ状体にすることもできる。
【００２１】
突起構造体１０は、疎水性ポリマー４２（図５参照）から形成されている。疎水性ポリマー４２としては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、ポリヒドロキシブチレート、ポリブタジエン、ポリウレタン、ポリスチレン（ＰＳ、ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、およびこれらの繰り返し単位を含む共重合体等が好ましく、本実施形態ではポリスチレンを用いている。突起構造体１０は、疎水性ポリマー４２に加えて、例えば両親媒性化合物を含んでいてもよく、両親媒性化合物はポリマー、オリゴマー、モノマーのいずれでもよい。両親媒性化合物が含まれる場合の両親媒性化合物の質量は、突起構造体１０の質量１００に対して１０以下であることが好ましい。
【００２２】
突起構造体１０は、第１膜面１０ａにおける水の接触角が概ね１４０°以上１６０°以下の範囲内であり、後述のハニカム構造体２０の第１フィルム面２０ａにおける水の接触角（概ね１００°以上１１０°以下の範囲内）に比べて大きい。また、突起構造体１０は、水中では、第１膜面１０ａにおける空気（気泡）の接触角が１５０°以上１７０°以下の範囲内である。
【００２３】
突起構造体１０は、例えば細胞を培養するための培養担体として用いられ、細胞を培養する際には、突起１１が形成されている側の第１膜面１０ａに培養する細胞が載せられる。
【００２４】
突起構造体１０の材料となるハニカム構造体は、表面に複数の孔が並んだハニカム構造を有する。ハニカム構造、すなわち蜂の巣構造は、隔壁により厳格な６角形の開口部を成したものに限られない。そこで、まず本実施形態におけるハニカム構造体について図２〜図４を参照しながら説明し、続けてその他の態様としてのハニカム構造及びハニカム構造体について説明する。
【００２５】
図２〜図４に示すように、突起構造体１０の材料であるハニカム構造体２０は、フィルムであり、一方の表面（以下、第１フィルム面と称する）２０ａと他方の表面（以下、第２フィルム面と称する）２０ｂとに開口した孔２１を複数備える。ハニカム構造体２０は、図３，図４では、ハニカム構造体２０の厚みＴ２０に対して、隣り合う孔２１と孔２１との間の隔壁２２の厚みを誇張して描いてある。
【００２６】
複数の孔２１は、第１フィルム面２０ａに沿って規則的に、より具体的にはマトリクス状に配列されている。孔２１は、ハニカム構造体２０を厚み方向に貫通しており、第１フィルム面２０ａ，第２フィルム面２０ｂにそれぞれ開口して表面開口部２１ａを形成している。また、図３、図４に示されるように、隣り合う孔２１と孔２１との間の隔壁２２は、第１フィルム面２０ａと第２フィルム面２０ｂとのそれぞれから厚み方向での中央に向かうに従い厚みが漸減している。この例では、隔壁２２は、厚み方向での概ね中央に隔壁開口部２２ａが形成されており、これにより、隣接した孔２１同士はハニカム構造体２０の内部で第１フィルム面２０ａに沿った方向に繋がっている。ただし、隔壁２２は、隔壁開口部２２ａが形成されていない場合もあり、その場合には孔２１は個々に独立している。ハニカム構造体２０は、隔壁２２に隔壁開口部２２ａが形成されているものの方が、形成されていないものに比べて柱状の突起１１を確実に形成する観点で好ましい。また、隔壁２２に隔壁開口部２２ａが形成されていない場合には、隔壁２２の厚みは小さいほど柱状の突起１１を確実に形成する観点で好ましい。各孔２１は、その大きさ、形状が一定であり、表面開口部２１ａの大きさ、形状も一定である。このようなハニカム構造体２０は、第１フィルム面２０ａに垂直な方向から見たときに、任意の１つの孔２１を中心にした６角形の各頂点に周囲の６個の孔２１が配された状態に、各孔２１が密に配列されている。これによりハニカム構造体２０は、蜂の巣状となるハニカム構造となっている。
【００２７】
ハニカム構造は、表面開口部２１ａの形状や、孔２１の第１フィルム面２０ａに平行な断面の形状が６角形であってもよいが、６角形である必要はない。この例では、表面開口部２１ａの形状は円形となっている。第１フィルム面２０ａの単位面積当たりの孔２１の密度や隣り合う孔２１同士の距離等に応じて表面開口部２１ａ、第１フィルム面２０ａに平行な断面での孔２１の形状は例えば丸みを帯びた略６角形や略８角形等になる場合もあり、ハニカム構造とはこのような態様も含む。また、ハニカム構造は、各孔２１が互いに独立している構造の他、この例のように隣接した孔２１同士がハニカム構造体２０の内部で繋がっている構造をも含む。さらに、孔２１の配列は、上記のものに限定されない。任意の１つの孔２１の周囲に３〜５個、あるいは７個以上の孔２１が配されてもよく、孔２１が正方配列されてもよい。
【００２８】
ハニカム構造体２０は、疎水性ポリマー４２（図５参照）から形成されており、この疎水性ポリマー４２に加えて、例えば両親媒性化合物を含んでいてもよい。両親媒性化合物はポリマー、オリゴマー、モノマーのいずれでもよい。疎水性ポリマー４２の好ましい例、及び両親媒性化合物を含む場合の両親媒性化合物の好ましい質量は、突起構造体１０における前述の例及び質量と同じである。
【００２９】
ハニカム構造体２０の厚みＴ２０は、０．５μｍ以上１００μｍ以下の範囲内であることが好ましい。ハニカム構造体２０の厚みＴ２０を０．５μｍ以上とすることで、０．５μｍ未満に比べてハニカム構造体２０としての強度が高くなるのでより好ましくなり、１００μｍ以下とすることで、１００μｍより大きい場合に比べてハニカム構造体２０の製造の容易さの観点でより好ましい。
【００３０】
表面開口部２１ａの径φ２１及び孔２１の間隔Ｄ２１は、製造する突起構造体１０の目的とする突起間距離に応じて決定するとよい。突起構造体１０における突起間距離が０．５μｍ以上５０μｍ以下の範囲内である場合には、表面開口部２１ａの径φ２１は、０．３μｍ以上７０μｍ以下の範囲内、孔２１の間隔Ｄ２１は、０．５μｍ以上５０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
【００３１】
なお、この例では、各孔２１が厚み方向に貫通しているハニカム構造体２０を用いているが、各孔２１が厚み方向に貫通していない構造のハニカム構造体であってもよい。孔２１が厚み方向に貫通していない構造では、孔２１はハニカム構造体の第１フィルム面にだけ開口し、第２フィルム面は表面開口部２１ａが無い平坦な面である。このように孔２１が第１フィルム面にだけ開口したハニカム構造体を用いる場合には、得られる突起構造体は、第２膜面に膜面開口部１０ｃが形成されていないもの、すなわち第２膜面が平坦であるものとなる。
【００３２】
ハニカム構造体２０は、例えば図５に示す突起構造体製造工程３０により製造される。突起構造体製造工程３０は、溶液調製工程３１、流延工程３２、結露工程３３、蒸発工程３４、アルコール接触工程３５、超音波処理工程３６、剥離工程３７とを有する。
【００３３】
溶液調製工程３１は、ハニカム構造体２０を形成するための溶液４１を調製する工程である。この例では、前述の疎水性ポリマー４２を溶媒４３に溶解して溶液４１とする。流延工程３２は、溶液４１を支持体６８（図６参照）の上に流下して広げ、流延膜４４を形成する工程である。支持体６８は、予め温度を調整しておき、流延膜４４を形成する間も温度を調整していることが好ましい。なお、支持体６８としては、本実施形態ではシート状のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ，polyethylene terephthalate）を用いている。しかし支持体６８の素材は溶媒４３に溶解しないものであればＰＥＴに限られず、例えば、ガラスやアルミニウム等でもよい。支持体６８の形態は、シート状、板状等種々の形態を採用してよい。また、支持体６８を長尺のフィルム状とし、この長尺の支持体６８を長手方向に走行させ、走行中の支持体６８上に溶液４１を連続して流下することにより、流延膜４４を長尺に形成してもよい。上記の長手方向での走行は、例えば、複数のローラ（図示無し）を支持体６８の走行路に並べて配し、各ローラの周面で支持体６８を支持して、ローラを周方向へ回転させる手法で行うことができる。
【００３４】
結露工程３３は、流延膜４４の膜面に結露させて水滴を形成する工程である。水滴は、例えば、周辺の雰囲気の温度よりも低い温度となるように支持体６８を介して流延膜４４を冷却することで形成される。ただし、複数の水滴の発生のタイミングを揃えたり、形成される水滴の大きさを均一に揃える観点では、支持体６８が所定の温度に保持されるように支持体６８の温度を調整しつつ、加湿した気体（例えば空気）を流延膜４４上に供給することが好ましい。
【００３５】
蒸発工程３４は、結露工程３３で形成した水滴と、溶媒４３とを蒸発させる工程である。この蒸発工程３４では、例えば乾燥した気体（例えば空気）を供給して、水滴よりも溶媒４３を早く蒸発させる。これにより、流延膜４４中に水滴を沈み込ませ、沈み込んだ水滴を鋳型にして孔２１を形成する。このため、溶媒４３としては、水よりも蒸発速度が大きいものを用いることが好ましく、本実施形態ではクロロホルムを用いている。ただし、水滴が蒸発し始めるタイミングは、溶媒４３のすべてが蒸発し終わった後でなくてもよい。また、形成された孔２１が維持される程度であれば、水滴の蒸発が完了した後にも多少の溶媒４３が流延膜４４に残っていてもよく、この場合には残存している溶媒４３は水滴の蒸発が完了した後に蒸発させる。なお、結露工程３３中に、水滴が流延膜４４中に沈み込みを開始する場合もある。この蒸発工程３４により支持体６８上にハニカム構造体２０が得られる。なお、この例では、ハニカム構造体２０の支持体６８に接している表面が前述の第２フィルム面２０ｂであり、露呈している表面が前述の第１フィルム面２０ａとなる。上記の結露工程３３、蒸発工程３４は、ハニカム構造体２０の製造方法として周知である結露法の工程である。また、流延膜４４を長尺に形成している場合の結露工程３３と蒸発工程３４とは、流延膜４４が形成されている支持体６８を長手方向に搬送し、加湿した気体が供給される加湿ゾーンと、乾燥した気体が供給される乾燥ゾーンとを順次通過させる手法で行うことができ、これによりハニカム構造体としての長尺のフィルムを得ることができる。なお、この例では、結露法によりハニカム構造体２０を製造しているが、この方法に限定されず、例えば、周知のナノインプリント法により、表面にハニカム構造をもつハニカム構造体を製造してもよい。
【００３６】
アルコール接触工程３５は、ハニカム構造体２０の水に対する濡れ性を高めるための濡れ性向上工程である。本実施形態の超音波処理工程３６はハニカム構造体２０に対して超音波振動を水中で与えており、ハニカム構造体２０の第１フィルム面２０ａは疎水性ポリマー４２の種類や表面開口部２６ａの径φ２６、孔２６の間隔Ｄ２６等によっては水に対する濡れ性が低くて水が孔２１の内部に入り込みにくいことがある。アルコール接触工程３５は、ハニカム構造体２０にアルコールを接触させ、水に対する濡れ性を高める。これにより、超音波処理工程３６において孔２１の内部に水がより確実に入り込む。その結果、ハニカム構造体２０からの後述の脱離がより確実になり、加えて、均等に脱離する。また、超音波処理の時間がより短く抑えられる。アルコールを接触させた後のハニカム構造体２０は、アルコールが蒸発しきらないうち、すなわちアルコールが残存するうちに、より好ましくはアルコールに濡れた状態の間に超音波処理工程３６に供することが好ましい。なお、水に対する濡れ性を高めるとは、水の接触角を大きくする意味である。
【００３７】
上記のように、アルコールの接触は、超音波処理工程３６で水を用いる場合に、その水に対するハニカム構造体２０の濡れ性を向上するためのものである。したがって、超音波処理工程３６で水に代えて例えばアルコールを用いる場合には、アルコール接触工程３５は超音波処理工程３６中にある。この場合のアルコール接触工程３５は、超音波処理で用いるアルコールが、ハニカム構造体２０の濡れ性を向上させる作用と、超音波振動を伝える作用との両作用を担う。
【００３８】
アルコール接触工程３５で用いるアルコールは、疎水性ポリマー４２の種類に応じて選択すればよく、特に限定されない。ただし、疎水性ポリマー４２をできるだけ溶解しないものがよく、疎水性ポリマー４２の溶解度が、概ね０．１ｇ／１００ｇ以下であるアルコールが好ましい。この溶解度の単位「ｇ／１００ｇ」は、アルコール１００ｇに対して疎水性ポリマー４２が溶ける質量を意味する。また、この溶解度は、接触させるアルコールの温度下におけるものであり、本実施形態では室温（１５℃以上３０℃以下の範囲内）としている。疎水性ポリマー４２がポリスチレンである場合には、アルコールとしてはエタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等が好ましく、これらは単独で用いてもよいし２種以上を混合して用いてもよい。なお、前述のポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、ポリヒドロキシブチレート、ポリブタジエン、ポリウレタン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、およびこれらの繰り返し単位を含む共重合体を疎水性ポリマー４２として使用する場合も同様に、アルコールとしてはエタノール、１−プロパノール、２−プロパノール等が好ましく、これらは単独で用いてもよいし２種以上を混合して用いてもよい。本実施形態では、疎水性ポリマー４２として前述の通りポリスチレンを用いており、アルコールとしてはエタノールを用いている。
【００３９】
本実施形態では、アルコールの接触は、容器（図示無し）中に収容されたアルコールの中にハニカム構造体２０を支持体６８に重ねた状態で浸漬する手法としているが、これに限られない。例えば、浸漬に代えて、または加えて、アルコールをハニカム構造体２０の第１フィルム面２０ａに塗布する手法、液滴状または霧状にして吹きつける手法等を用いてもよい。長尺のフィルムのハニカム構造体２０をアルコール接触工程３５に供する場合には、ハニカム構造体２０が形成されている支持体６８を長手方向に搬送させて、上記容器中のアルコール内を通過させて浸漬したり、搬送中のハニカム構造体２０の第１フィルム面２０ａにアルコールを塗布あるいは吹き付けることで、アルコールを接触させるとよい。
【００４０】
超音波処理工程３６は、ハニカム構造体２０に超音波振動を与えて突起構造体１０にする工程である。この超音波処理工程３６には、例えば後述の超音波処理装置６０（図６参照）が用いられる。
【００４１】
剥離工程３７は、支持体６８から突起構造体１０を剥離する工程である。なお、突起構造体１０の保管や使用の態様に応じて、剥離工程３７が無い場合もある。例えば、細胞を培養するための培養担体を用途とする場合には、剥離工程３７は無く、突起構造体１０は支持体６８に重なった状態で保管されて使用に供される。
【００４２】
超音波処理装置６０は、超音波処理工程３６のためのものであり、図６に示すように、装置本体６１と、保持ユニット６２とを備える。装置本体６１は、液を収容する液槽６５と超音波振動子（図示無し）と超音波発振器（図示無し）等から構成される。本実施形態では液槽６５に収容する液として水６３を用いている。超音波振動子は、本実施形態では、液槽６５の側部と底部とに設けられている複数の超音波振動素子（図示無し）からなるが、これに限定されず、例えば、液槽内に沈めて用いるいわゆる投込振動子や、底部に穴が開いた液槽を用いた場合の底部の穴に取り付ける振動子が板上に配された振動板でもよい。超音波振動素子は超音波発振器が出す高周波の電気エネルギーを機械的な振動エネルギーに変換して、音波を発生させる。このような装置本体６１は、超音波洗浄機として市販されているものであってよく、本実施形態では、アイワ医科工業株式会社製、ＡＵ−３０８ＣＢを用いている。
【００４３】
保持ユニット６２は、クリップ６６と、移動機構６７等から構成される。クリップ６６は、ハニカム構造体２０を保持するためのものであり、本実施形態では、支持体６８に重なったハニカム構造体２０を支持体６８とともに挟持するものとしている。クリップ６６は、ハニカム構造体２０及び支持体６８を挟持する挟持部材６６ａと、挟持部材６６ａによる挟持及びその解除を制御するクリップ本体６６ｂとを備える。クリップ本体６６ｂは、移動機構６７に接続しており、移動機構６７はクリップ本体６６ｂを、上下方向に変位、すなわち昇降させる。これにより、挟持部材６６ａにより挟持されているハニカム構造体２０及び支持体６８は、上下方向に変位する。なお、ハニカム構造体２０を保持するものであれば、クリップ６６に限定されず、例えばハニカム構造体２０の周囲を保持する枠状の保持部材などでもよい。
【００４４】
液槽６５に収容する液としては、水に限定されず、疎水性ポリマー４２（図５参照）をできるだけ溶解しないもの、ハニカム構造体２０を膨潤させないものであればよい。できるだけ溶解しないものとは、疎水性ポリマー４２の溶解度が概ね０．１ｇ／１００ｇ以下であるアルコールが好ましい。この溶解度の単位「ｇ／１００ｇ」は、液槽６５に収容する液１００ｇに対して疎水性ポリマー４２が溶ける質量を意味する。この溶解度は、超音波処理中の温度下におけるものであり、本実施形態では室温（１５℃以上３０℃以下の範囲内）としている。水以外の液として好ましい例は、疎水性ポリマー４２がポリスチレンである場合には、エタノール、１−プロパノール、ブタノール等が好ましく、これらは単独で用いてもよいし２種以上を混合して用いてもよい。疎水性ポリマー４２がポリブタジエンである場合には、エタノール、１−プロパノール、アセトン等が好ましく、これらは単独で用いてもよいし２種以上を混合して用いてもよい。
【００４５】
ハニカム構造体２０に超音波振動を与える処理時間は本実施形態では１０分としている。しかし、処理時間は、隔壁２２の厚みや、隔壁開口部２２ａの有無、疎水性ポリマー４２の種類等に応じて設定され、上記の１０分に限定されず、例えば１０秒以上６０分以下の範囲内が好ましく、１分以上３０分以下の範囲内がより好ましく、１分以上１０分以下の範囲内がさらに好ましい。また発振出力が大きいほど短時間で処理することができる。発振出力が小さい場合ほど処理時間を長く設定するとよい。なお、液槽６５に収容する液の比重が高いほど、超音波振動は伝達しにくいので、処理時間はより長く、発振出力はより大きく設定するとよい。
【００４６】
超音波処理装置６０の作用は以下の通りである。ハニカム構造体２０は支持体６８に重なった状態で、挟持部材６６ａにより挟持される。クリップ６６は、挟持部材６６ａによりハニカム構造体２０及び支持体６８を挟持した状態で移動機構６７により降下し、これによりハニカム構造体２０を水面下の処理位置に移動させる。超音波発振器からの電気エネルギーは、超音波振動子により機械的な振動エネルギーに変換され、この振動エネルギーが液槽６５中の水を介してハニカム構造体２０へ付与される。このようにしてハニカム構造体２０は水６３中で超音波振動が与えられる。
【００４７】
水６３中で超音波振動が与えられることにより、ハニカム構造体２０は脆い部分、すなわちハニカム構造体２０の厚み方向において厚みが最も小さく隔壁開口部２２ａが形成されている隔壁２２の概ね中央から第１フィルム面２０ａ側の一部が砕け、ハニカム構造部２０から脱離する。ハニカム構造体２０の第２フィルム面２０ｂ側は、全面が支持体６８に密着して支持された状態であるから超音波振動が与えられても形態が確実に維持される。これにより、隔壁２２の第２フィルム面２０ｂ側の一部は、突起１１として残り、図２〜図４に示すハニカム構造体２０は図１に示す突起構造体１０になる。また、前述のアルコール接触工程３５により、ハニカム構造体２０の第１フィルム面２０ａの水に対する濡れ性が高められているので、水６３がすべての孔２１の中に確実に入り込むから、超音波振動がより確実かつ均等にすべての隔壁２２に与えられる。この結果、均一な突起構造体１０が得られる。
【００４８】
長尺のフィルムのハニカム構造体２０を超音波処理工程３６に供する場合には、ハニカム構造体２０が形成されている支持体６８を長手方向に搬送させて、上記液槽６５に収容された水の中を通過させて浸漬することで、超音波振動を与えるとよい。なお、液槽６５中にアルコールを収容した場合には、液槽６５中で、アルコールの接触と超音波処理とが並行される。
【００４９】
この例では、支持体６８に支持された状態でハニカム構造体２０に超音波振動を与えているが、ハニカム構造体２０の第２フィルム面２０ｂ側が超音波振動の応力に耐える強度をもつ場合には、支持体６８から剥離した状態でハニカム構造体２０に超音波振動を与えてもよい。
【００５０】
第１フィルム面２０ａ側が脱離した後に、クリップ６６は、移動機構６７により上昇して突起構造体１０を水面上の退避位置に移動させる。挟持部材６６ａによる突起構造体１０及び支持体６８の挟持を解除し、突起構造体１０を支持体６８に支持された状態で乾燥する。乾燥は、乾燥した気体（例えば空気）等を吹き付ける等公知の乾燥手法を用いることができる。なお、この例では、挟持部材６６ａによる挟持を解除してから突起構造体１０を乾燥しているが、挟持された状態で突起構造体１０を乾燥してもよい。また、剥離工程３７により突起構造体１０を支持体６８から剥離してから乾燥してもよいが、支持体６８に支持された状態で乾燥する方が突起構造体１０の変形を抑制する観点でより好ましい。
【００５１】
本実施形態では超音波処理工程３６における支持体６８は、流延工程３２で用いたものとしているが、これに限られない。例えば、蒸発工程３４の後に、ハニカム構造体２０を流延工程３２で用いる支持体から剥離し、アルコール接触工程３５の前に他の支持体にハニカム構造体２０を粘着剤や粘着テープなどで貼り付けて、この貼り付けた状態で、アルコール接触工程３５及び超音波処理工程３６にハニカム構造体２０を供してもよい。この場合の支持体は、アルコール接触工程３５で用いるアルコールと、超音波処理工程３６で用いる液とにできるだけ溶解しない素材から形成されたものを用いる。
【００５２】
以上の方法によると、従来の粘着テープによる剥離方法に比べてより大きなサイズの突起構造体１０が、簡便に製造される。また、支持体６８及びハニカム構造体２０が可撓性をもつ場合には、例えば筒状に巻いた状態や折り曲げた状態で液槽６５の水６３中に浸漬させてもよく、これにより、突起構造体１０がより大面積に製造される。また巻いた状態は折り曲げた状態のハニカム構造体２０の場合のように第１フィルム面２０ａが曲面であっても突起構造体１０が確実に製造される。したがって、例えば、ガラス管の内壁や外壁に膜状のハニカム構造体２０を形成し、このハニカム構造体２０が形成されているガラス管を液槽６５の水６３に浸漬することで、突起構造体１０がガラス管の内壁や外壁に形成される。なお、この場合にも、超音波処理の前にアルコール接触処理を行うことにより、内壁や外壁に形成されているハニカム構造体２０の第１フィルム面２０ａにおける水の濡れ性が向上するのでより好ましい。アルコール接触工程３５については、例えば外径が１ｍｍ、内径が０．７ｍｍという非常に細い管の内壁にハニカム構造体２０が形成されている場合でも、この管をアルコールに浸漬することで水に対する濡れ性が確実に向上し、管の内壁に突起構造体１０が均一にかつ簡便に形成される。
【００５３】
［第２実施形態］
超音波処理は、ハニカム構造体２０の弾性率が低い場合ほど、すなわち柔らかいほど、上記の脱離作用が弱くなる。このような場合には、ハニカム構造体２０をより硬くする硬化処理を行い、硬くなった状態で超音波処理に供することが好ましい。ハニカム構造体２０の弾性率は、日本工業規格ＪＩＳ  Ｋ７１２７（名称：プラスチック−引張特性の試験方法−第３部：フィルム及びシートの試験条件）により測定可能である。硬化処理によってハニカム構造体２０の弾性率を１ＧＰａ以上とすることが好ましい。本実施形態では、硬化処理として、ハニカム構造体２０を冷却する冷却処理を行っている。冷却処理を行う場合には、例えば、液槽６５に水と氷とを入れ、この液槽６５にハニカム構造体２０を浸漬して超音波処理を行うとよい。これにより、ハニカム構造体２０は温度が下げられてより硬くなった状態、すなわち弾性率がより高くなった状態で超音波振動を与えられるから、より確実に第１フィルム面２０ａ側が脱離する。冷却処理において液槽６５に入れるものは水と氷とに限定されず、例えば液体窒素などでもよい。
【００５４】
冷却処理は、超音波処理工程３６中のハニカム構造体２０に対して行うことが好ましい。冷却処理は、疎水性ポリマー４２として例えばポリブタジエン、ポリ乳酸等を用いた場合に特に有効であり、本実施形態では、第１実施形態で用いるポリスチレンよりも柔らかい素材であるポリブタジエンを用いている。ハニカム構造体２０を形成している疎水性ポリマー４２がガラス転移点をもつものである場合には、冷却処理は、ガラス転移点以下にハニカム構造体２０を冷却することがより好ましい。
【００５５】
［第３実施形態］
硬化処理として他の例としては、光硬化処理が挙げられる。光硬化処理は、光を照射することにより重合するいわゆる光重合性化合物を疎水性ポリマー４２に代えてまたは加えて用いている場合に有効である。光重合性化合物はポリマー、オリゴマー、ポリマーとオリゴマーとの混合物とのいずれでもよい。また、前述の重合とは架橋も含む。
【００５６】
光硬化処理を行う一例としての本実施形態では、図９に示すように、ハニカム構造体２０を、光硬化工程７１、アルコール接触工程３５、超音波処理工程３６、剥離工程３７にこの工程順で供する。ただし、前述の通り、アルコール接触工程３５と剥離工程３７とは無い場合もあるし、アルコール接触工程３５が超音波処理工程３６中にある場合もある。このように、光硬化工程７１は、超音波処理工程３６の前にあればよい。光硬化工程７１は、上記の光硬化処理を行う工程であり、光重合性化合物を含むハニカム構造体２０に対し、光重合性化合物が重合する光を照射することで光重合性化合物を重合させ、ハニカム構造体２０をより硬くする。本実施形態では、疎水性ポリマー４２として紫外線の照射により架橋するポリブタジエン（ＪＳＲ（株）製、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、ＲＢ８２０）を用いており、ハニカム構造体２０はこの疎水性ポリマー４２から構成されている。
【００５７】
本実施形態の光硬化処理は、紫外線を射出する光源（図示無し）によりハニカム構造体２０に紫外線を照射する。光源はハニカム構造体２０の第１フィルム面２０ａ側に配しており、第１フィルム面２０ａに向けて紫外線を照射している。しかし、光源は、ハニカム構造体２０を構成する素材の光の透過性の有無及び程度に応じて、第１フィルム面２０ａ側に代えてまたは加えて第２フィルム面２０ｂ側に配してもよい。紫外線を照射する時間は、本実施形態では１０分としているが、これに限られず、概ね１分以上６０分以下の範囲内が好ましい。
【００５８】
紫外線の照射によりこの例での疎水性ポリマー４２は架橋し、ハニカム構造体２０は硬くなる。この光硬化工程７１を経たハニカム構造体２０を、前述のアルコール接触工程３５に供した後に、超音波処理工程３６に供する。ハニカム構造体２０は、光硬化工程７１でより硬くなっているから、光硬化処理を経ない場合に比べてハニカム構造体２０の第１フィルム面２０ａ側がより確実に脱離し、より均一な構造の突起構造体１０が得られる。なお、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、超音波処理の時間は１０分としている。
【００５９】
製造される突起構造体は、図１に示すような複数の柱状の突起が個々に独立したものに限定されない。図１０において膜状の突起構造体８０は、一方の第１膜面８０ａに連続した突起８１を備える。第１膜面８０ａには複数の孔８２が形成されており、突起８１は複数の孔８２を個々に独立させる隔壁を成している。このように、突起構造体は、柱状の複数の突起が個々に独立したいわゆるピラー構造体に限定されず、突起が連続して形成され、この突起によって複数の孔が個々に独立したいわゆるディンプル（dimple）構造体でもよい。なお、突起構造体８０において、他方の第２膜面８０ｂには、この第２膜面８０ｂを垂直方向から見たときの孔８２の概ね中央に、膜面開口部８０ｃが形成されている。
【００６０】
突起構造体８０は、隔壁に隔壁開口部が形成されていないハニカム構造体から製造されるが、隔壁に隔壁開口部が形成されていても隔壁開口部が隔壁に対して非常に小さい場合であれば突起構造体８０を製造することができる。また、突起構造体８０の他方の第２膜面８０ｂは平坦に形成する場合、すなわち膜面開口部８０ｃを第２膜面８０ｂに形成しない場合には、材料とするハニカム構造体は孔が厚み方向に非貫通のものである。
【００６１】
製造される突起構造体は、前述のような膜状のものに限定されない。例えば、突起構造体１０，８０よりも厚みが極めて大きな例えばブロック状のものであってもよい。ブロック状で表面にハニカム構造を備えるハニカム構造体を材料に用いることにより、ブロック状の凹凸構造体は製造される。一例としては、所望の型に溶液４１を入れ、型中の溶液４１を前述の結露工程３３と蒸発工程３４とに供することにより、溶液４１の液面に生じた水滴を鋳型としたハニカム構造をブロックの表面の一部に形成したブロック状のハニカム構造体（図示無し）を得ることができる。このハニカム構造体を超音波処理工程３６に供することにより、ブロック状の突起構造体（図示無し）が得られる。この場合にも、前述のアルコール接触処理と硬化処理とを行ってもよい。
【００６２】
［第４実施形態］
第４実施形態の突起構造体９０は、図１１に示すように、膜状に形成されており、突起構造部９２とハニカム構造部９３とを備える。なお、以下に説明する他は、突起構造体１０またはハニカム構造体２０と同様であり、実質的に同じ部材には、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００６３】
突起構造部９２は、フィルム１０と同様に構成されており、一方の表面である第１膜面９０ａに複数の突起１１が規則的に配列した態様で形成されている。ハニカム構造部９３は、ハニカム構造体２０と同様に構成されており、第１膜面９０ａから他方の表面である第２膜面９０ｂへと厚み方向に貫通した複数の孔２１が規則的に配列した態様で形成されている。なお、この例における突起構造体９０は、第１膜面９０ａにおいて、突起構造部９２の全面にわたって突起１１が形成されており、ハニカム構造部９３の全面にわたって孔２１が形成されているが、図１１，図１２では、その一部のみを誇張して描いてある。
【００６４】
突起構造部９２は、ハニカム構造部９３により囲まれて島状に形成されているが、例えば、ハニカム構造部を島状に形成してこのハニカム構造部を囲むように突起構造部を形成してもよい。また、この例での突起構造部９２は、第１膜面９０ａに垂直な方向から見た場合に、数字の「２」の鏡像の形状とされているが、この形状に限られない。例えば、突起構造部は、第１膜面９０ａに垂直な方向からみた場合に、円形、矩形、不定形など、種々の形状であってもよく、また、形状が互いに同じまたは異なる複数を島状に独立させて形成してもよい。第１膜面９０ａの高さは、突起構造部９２の方がハニカム構造部９３よりも低い。
【００６５】
なお、図示される第１膜面９０ａとは反対側の第２膜面９０ｂは、この例では、突起構造部９２においては膜面開口部１０ｃ（図１参照）が形成されており、ハニカム構造部９３においては表面開口部２１ａ（図３，図４参照）が形成されている。ただし、図１１においては、第２膜面９０ｂにおける膜面開口部１０ｃと表面開口部２１ａの図示は略してある。
【００６６】
上記構成によると、第１膜面９０ａは、突起構造部９２とハニカム構造部９３とにおいて、水の接触角が異なり、また、空気（気泡）の接触角が異なる。このため、ひとつの面内に濡れ性の異なる領域をパターニング形成することで用途が広がる。例えば、隔壁を有さないマイクロ流路が形成可能であり、その他にも細胞を培養する培養担体として用いる場合においては、突起構造部はハニカム構造部と比較して細胞が接着しにくくなるため、細胞の接着場所と非接着場所とを制御することが可能となる。
【００６７】
突起構造体９０を製造する場合には、図１２に示すように、ハニカム構造体２０（図２〜図４参照）の第１フィルム面２０ａにマスク板９４を重ねた状態で、超音波処理を行う。アルコール接触工程３５は、必ずしもマスク板９４に重ねた状態でしなくてもよいが、より好ましくは、マスク板９４を重ねた状態で、アルコール接触工程３５と超音波処理工程３６とに順次供する。この例では、疎水性ポリマー４２（図５参照）としてポリブタジエンを用いている。このため、マスク板９４を重ねた状態でハニカム構造体２０を、第３実施形態と同様に、光硬化工程７１に供し、その後、アルコール接触工程３５、超音波処理工程３６の順に供している。
【００６８】
マスク板９４は、例えばハニカム構造体２０と同じもしくはハニカム構造体２０よりも大きなサイズの板状部材であり、突起構造部９２に対応する部分に開口９４ａを形成してある。マスク板９４は、紫外線を透過しない金属製としており、これにより、ハニカム構造体２０のマスク板９４に覆われた領域に紫外線が照射されないようにしてある。マスク板９４における開口９４ａの大きさや形状、位置、数等を変えることにより、突起構造部９２の大きさや形状、位置、数等が異なる種々のパターンでハニカム構造部と突起構造部とを形成することができる。なお、突起構造部９２とハニカム構造部９３との境界を明瞭にする観点では、ハニカム構造体２０とマスク板９４とは、密着状態に重ねた方がよい。
【００６９】
ハニカム構造体２０に、マスク板９４を重ねた状態で紫外線を照射することにより、開口９４ａから露呈されているハニカム構造体２０の疎水性ポリマー４２は架橋して硬くなり、マスク板９４に覆われた領域の疎水性ポリマー４２は架橋がすすまない。また、この光硬化工程７１の後に、ハニカム構造体２０からマスク板９４を取り外し、続けてアルコールの接触を行う。これにより、第１フィルム面２０ａは水に対する濡れ性が高められる。
【００７０】
次に、ハニカム構造体２０に超音波振動を与える。これにより、紫外線照射の間に開口９４ａから露呈していた領域は、隔壁２２の概ね中央から第１フィルム面２０ａ側の一部が砕け、ハニカム構造体２０から脱離して突起構造部９２が形成される。アルコールの接触により水に対する濡れ性が高められた状態で超音波振動が与えられるから、突起１１の大きさや形状が揃った均一な突起構造部９２が形成される。これに対し、紫外線照射の間にマスク板９４で覆われていた領域はハニカム構造体２０の形状を維持するから、ハニカム構造部９３となる。得られたハニカム構造体２０には、図１３に示すように、突起構造部９２とハニカム構造部９３との境界が認められる。
【符号の説明】
【００７１】
１０，８０，９０  突起構造体
１１，８１  突起
２０    ハニカム構造体
２１    孔
２２    隔壁
６０    超音波処理装置
６３    水
６８    支持体
【図１】
0006280065.tif 000002
【図２】
0006280065.tif 000003
【図３】
0006280065.tif 000004
【図４】
0006280065.tif 000005
【図５】
0006280065.tif 000006
【図６】
0006280065.tif 000007
【図７】
0006280065.tif 000008
【図８】
0006280065.tif 000009
【図９】
0006280065.tif 000010
【図１０】
0006280065.tif 000011
【図１１】
0006280065.tif 000012
【図１２】
0006280065.tif 000013
【図１３】
0006280065.tif 000014