(57)【要約】【課題】  安価かつ簡易に開口を形成することができる樹脂膜を提供する。【解決手段】  光を照射することによって光照射部分に開口を形成することが可能な開口形成用樹脂膜において、熱可塑性樹脂と、特定波長の光を積極的に吸収させるための光吸収性粒子と、を含み、かつ、光吸収性粒子の平均粒径を０．１〜３０μmとした。光吸収性粒子の含有量は、たとえば熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射することによって光照射部分に開口を形成することが可能な開口形成用樹脂膜であって、
熱可塑性樹脂と、特定波長の光を積極的に吸収させるための光吸収性粒子と、を含み、かつ、
上記光吸収性粒子の平均粒径が０．１〜３０μmであることを特徴とする、開口形成用樹脂膜。
【請求項２】
上記光吸収性粒子の含有量は、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部である、請求項１に記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項３】
上記光吸収性粒子は、フタロシアニン系顔料、カーボン系顔料およびアンソラキノン系顔料のうちの少なくとも１種である、請求項１または２に記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項４】
上記熱可塑性樹脂よりも比熱の小さい蓄熱用充填材をさらに含んでいる、請求項１ないし３のいずれかに記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項５】
上記蓄熱用充填材は、平均粒径が５〜３０μmである、請求項４に記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項６】
上記蓄熱用充填材の含有量は、上記熱可塑性樹脂100重量部に対して、５〜３０重量部である、請求項４または５に記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項７】
上記蓄熱用充填材は、Ni粉末である、請求項４ないし６のいずれかに記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項８】
上記特定波長の光に対する透過率が、１０％以下である、請求項１ないし７のいずれかに記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項９】
上記特定波長は、可視光〜近赤外光の範囲にある、請求項８に記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項１０】
上記熱可塑性樹脂は、融点が１００℃以下である、請求項１ないし９のいずれかに記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項１１】
上記熱可塑性樹脂は、融点が７０℃以下である、請求項１０に記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項１２】
上記熱可塑性樹脂は、エチレン−酢酸ビニル共重合体である、請求項１０または１１に記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項１３】
上記エチレン−酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニルの割合が、重量を基準として、５〜３５％である、請求項１２に記載の開口形成用樹脂膜。
【請求項１４】
厚みが５〜１００μｍである、請求項１ないし１３のいずれかに記載の開口形成用樹脂膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光照射によって開口を形成することができる開口形成用樹脂膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料の分析を行う方法としては、たとえば試料と試薬を反応させたときの反応液を、光学的手法により分析する方法がある。このような分析は、たとえば光の照射および受光が可能な光学系を構築した分析装置に対して、反応場を提供する分析用具を装着して行われる（たとえば、特許文献1参照）。
【０００３】
先の特許文献１に開示された分析用具は、本願の図５（ａ）および図５（ｂ）に示したように、試料処理室９０ａ，９０ｂ、測光室９１ａ，９１ｂおよび廃液溜９２を有しており、これらが相互に流路９３ａ〜９３ｄを介して繋げられたものである。試料処理室９０ａ，９０ｂには、その内部に試薬９４，９５が保持されており、試料処理室９０ａは試料受液口９６に繋げられている。廃液溜９２は、ポンプ接続口９７に繋げられている。この分析用具９では、試料受液口９６から導入された試料が試料処理室９０ａにおいて試薬９４と反応した後に、ポンプの吸引力により測光室９１ａおよび試料処理室９０ｂへと順次運ばれる。試料処理室９０ｂに運ばれた試料は、この試料処理室９０ｂの試薬９５と反応した後に、測光室９１ｂおよび廃液溜９２へと順次運ばれる。
【０００４】
分析用具９では、試料受液口９６およびポンプ接続口９７が開放状態とされている。したがって、試薬９４，９５の種類によっては、水分などにより試薬９４，９５が暴露される虞がある。このような不具合を抑制するためには、試料受液口９６およびポンプ接続口９７を閉鎖しておいた上で、分析時に試料受液口９６やポンプ接続口９７を開放するようにすればよい。しかしながら、安価かつ簡易な構成により、試料受液口９６やポンプ接続口９７を閉鎖しておいた上で、必要に応じて試料受液口９６やポンプ接続口９７を開放する技術は見当たらない。試料受液口９６やポンプ接続口９７を開放する場合に限らず、分析時において、その他の部位を閉鎖状態から開放状態にする必要が生じることも考えられる。
【０００５】
また、特定の領域に対して選択的に微細な開口を形成することは、上述した事情の分析用具９に限らず、その他の技術分野において必要とされることがある。たとえば、容器において、容器のシールを開放して内容物を取り出す場合に微細な開口を形成する必要が生じ得る。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１１４５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、安価かつ簡易に開口を形成することができる樹脂膜を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明により提供される開口形成用樹脂膜は、光を照射することによって光照射部分に開口を形成することが可能な開口形成用樹脂膜であって、熱可塑性樹脂と、特定波長の光を積極的に吸収させるための光吸収性粒子と、を含み、かつ、上記光吸収性粒子の平均粒径が０．１〜３０μmであることを特徴としている。
【０００９】
ここで、光吸収性粒子として平均粒径が上述した範囲にあるものを用いるのは、平均粒径が不当に小さいものを使用した場合には、開口形成するために十分な量の光を吸収するのが困難となる一方、平均粒径が不当に大きいものを使用した場合には、樹脂膜形成時における樹脂の流動性が悪化し、目的とする樹脂膜を形成するのが困難となるからである。同様な理由から、光吸収性粒子の含有量は、たとえば熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部とされる。
【００１０】
光吸収性粒子の種類は、樹脂膜に照射すべき光の波長特性に応じて選択される。たとえば樹脂膜に赤色光を照射する場合には、光吸収性粒子として青色、黒色、緑色あるいは青緑色の顔料が使用される。青色の光吸収性粒子としては、フタロシアニン系青色顔料を使用することができる。黒色の光吸収性粒子としては、典型的にはカーボンブラック(C)、銅‐クロム系ブラック(CuO・Cr2O3)、銅‐鉄系ブラック(CuO・Fe2O3)あるいは鉄黒(FeO4)を使用することができる。緑色の光吸収性粒子としては、典型的にはコバルトグリーン(CoO・Al2O3・Cr2O3)、チタン・コバルト系グリーン(TiO2・CoO・NiOZnO)を使用することができ、その他に銅フタロシアニン系顔料、ペリレン系の油溶性顔料を使用することもできる。青緑色の光吸収性粒子としては、アンソラキノン系青緑色顔料を使用することができる。もちろん、樹脂膜に照射する光の波長が異なれば、使用可能な光吸収性粒子の種類は先に例示したものとは異なってくる。
【００１１】
本発明の開口形成用樹脂膜には、光吸収性粒子の他に、光エネルギの拡散を抑制して光照射部位の温度を効率良く上昇させる目的で、熱可塑性樹脂よりも比熱の小さい蓄熱用充填材を含ませても良い。蓄熱用充填材としては、金、銀、銅、ニッケル、アルミなどの金属、ガラスなどの無機化合物を材料とするものを使用することができる。蓄熱用充填剤の形態は、たとえば粒子状もしくは繊維状が好ましい。蓄熱用充填材は、加工性を損なわずに充填目的を効果的に果たせるように、その含有量が熱可塑性樹脂１００重量部に対して、たとえば５〜３０重量部とされ、また粒子状のものを使用する場合には、平均粒径が５〜３０μmとされる。
【００１２】
本発明の開口形成用樹脂膜は、比熱の小さい材料により形成したメッシュに熱可塑性樹脂および光吸収性粒子を保持させた構成としてもよい。メッシュとしては、たとえば合成樹脂繊維、天然繊維あるいはガラス繊維により形成したものを使用することができる。
【００１３】
蓄熱用充填材やメッシュは、樹脂膜のハンドリング性を向上させ、あるいは樹脂膜を補強する目的で使用することもできる。
【００１４】
熱可塑性樹脂としては、樹脂膜に照射すべき光エネルギ量を低減しつつ効果的に開口を形成する観点からは、融点が１００℃以下であるものを使用するのが好ましく、さらに好ましくは、融点が７０℃以下のものが使用される。実用的には、熱可塑性樹脂として、融点が５０〜７０℃のものを使用するのが好ましい。熱可塑性樹脂の融点が不当に小さい場合には、保存時などに樹脂膜が軟化し、あるいは溶けてしまう虞がある一方、融点が不当に大きい場合には、上述のように照射すべき光エネルギ量が大きくなり、ランニングコスト的に不利となるからである。
【００１５】
本発明で使用できる熱可塑性樹脂は、目的を達成できる範囲において選択すればよく、単一のモノマを重合させたホモポリマ(ストレートポリマ)に限らず、共重合体(コポリマ)あるいはポリマアロイを使用することができる。共重合体あるいはポリマアロイでは、その組み合わせおよび配合比率を選択することにより、目的とする融点を有する熱可塑性樹脂を形成することができる。
【００１６】
ホモポリマとしては、たとえば低融点(ナイロン系)ポリアミド樹脂を使用することができる。共重合体としては、エチレン系のものが好ましく使用され、たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体やエチレン系アイオノマーを使用することができる。
【００１７】
エチレン−酢酸ビニル共重合体では、酢酸ビニルの含量を大きくするほど融点を低くすることができ、たとえば酢酸ビニルの含量を６％とすれば融点を１００℃程度、酢酸ビニルの含量を２８％とすれば融点を５８℃程度とすることができる。エチレン−酢酸ビニル共重合体としては、典型的には、酢酸ビニルの含量が５〜３５％のものが使用される。
【００１８】
エチレン系アイオノマーは、エチレンと不飽和カルボン酸の共重合体の金属塩であり、金属塩の種類やモノマの比率を選択することにより融点を８０〜１００℃の範囲とすることができる。金属塩としては、ZnやNaを例示することができる。
【００１９】
本発明の開口形成用樹脂膜は、樹脂膜に照射すべき光エネルギ量を低減する観点からは、特定波長の光、たとえば可視光〜近赤外光の範囲にある光に対する透過率が１０％以下となるように形成するのが好ましい。また、膜厚が不当に小さい場合には、透過率が大きくなるため、この点において、膜厚は５μm以上に設定するのが好ましい。一方、膜厚が不当に大きければ、光を照射した領域から熱エネルギが拡散し、目的部位の温度を効率良く上昇させることができないため、この点において、膜厚は１００μm以下に設定するのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の第1および第２の実施の形態について説明する。
【００２１】
まず、本発明の第1の実施の形態について、図1ないし図３を参照して説明する。
【００２２】
図1ないし図３に示した分析用具１は、毛細管力を利用して試料を移動させるための流路１０を備えたものである。この分析用具１は、凹部２０が形成された基板２と、２つの貫通孔３０，３１が形成されたカバー３と、を備えており、これらの要素２，３によって流路１０が規定されている。
【００２３】
基板２の凹部２０は、試料導入部２１、試料移動部２２、反応部２３および排出部２４を有している。反応部２３には、試料と反応させるための試薬部４が形成されている。
【００２４】
カバー３の貫通孔３０，３１は、流路１０の内部を外部に連通させるためのものであり、それぞれ試料導入部２１および排出部２４に対応した部位に形成されている。貫通孔３０，３１は、樹脂膜５０，５１によって封鎖されている。これにより、流路１０の内部の密閉状態が維持され、試薬部４が水分などにより暴露されるのが抑制されている。樹脂膜５０，５１は、たとえば接着剤を用いて、あるいは融着によりカバー３に固定されている。樹脂膜５０，５１は、自然状態より若干引き伸ばされた状態でカバー３に固定するのが好ましい。そうすれば、張力の作用によって、より確実に開口を形成することができるようになる。
【００２５】
樹脂膜５０，５１は、光を照射したときに光照射領域が溶融して開口が形成されるものであり、開口の形成により流路１０の内部が外部に連通した状態とされる。樹脂膜５０，５１は、たとえばスポット径が５０〜３００μm、出力が１５〜５０mWのレーザ光を、０．５〜１０秒照射したときに開口が形成されるように構成されている。より具体的には、樹脂膜５０，５１は、たとえば熱可塑性樹脂に光吸収性粒子および蓄熱用充填材を含有させたものであり、厚みが５〜１００μmに形成されている。
【００２６】
熱可塑性樹脂としては、融点が１００℃以下のもの、たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体を使用するのが好ましい。光吸収性粒子としては、平均粒径が０．１〜３０μmのものが使用される。光吸収性粒子の種類は、樹脂膜５０，５１に照射する光の波長に応じて選択される。蓄熱用充填材としては、たとえばニッケルの粉末が使用される。蓄熱性充填材は、省略してもよく、また蓄熱性充填材に代えて、あるいは蓄熱性充填材に加えてメッシュを用い、蓄熱性や強度を確保するようにしてもよい。
【００２７】
図２に示したように、分析用具１では、樹脂膜５０に対して特定波長の光を照射し、樹脂膜５０に開口を形成することによって、貫通孔３０を介して流路１０に試料を供給することができるようになる。一方、図面上には表れていないが、貫通孔３１を介して流路１０の内部の気体を外部に排出することができるようになる。これにより、流路１０の内部に毛細管力を生じ、貫通孔３０を介して導入された試料を貫通孔３１に向けて移動させることができるようになる。
【００２８】
分析用具１では、試料を導入するための貫通孔３０や気体を排出するための貫通孔３１が樹脂膜５０，５１により閉鎖されて内部の気密性が保たれ、試薬部４が暴露してしまうことが抑制されている。また、樹脂膜５０，５１に対しては、光を照射するといった簡易な手法により、閉鎖状態から開放状態とすることができる。このため、分析用具１に開口を形成するに当たって、分析用具を用いる分析装置の構成がさほど複雑化することもないため、製造コストの上昇を抑制しつつ分析用具１に開口を形成することができる。また、分析用具１が光学的手法に基づいて試料の分析を行うように構成されている場合には、分析用具１に光を照射するための光源を利用して、分析用具１に開口を形成することもできる。さらに、樹脂膜５０，５１は、光源としてレーザダイオードを用いれば、少ない消費電力で開口が形成されるように構成することができるため、ランニングコスト的にも有利である。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４を参照して説明する。
【００３０】
図４に示した容器６は、複数の収容部６０を備えたものである。図示した容器６では、収容部６０に液体試薬が保持されている。各収容部６０の開口部６１は、樹脂膜６２によって閉鎖されており、収容部６０の気密性が確保されている。樹脂膜６２は、先に説明した分析用具１の樹脂膜５０，５１(図１ないし図３参照)と同様な構成とされている。そのため、容器６では、樹脂膜６２に対して光を照射して樹脂膜６２に開口を形成することにより、収容部６０から液体試薬を取り出すことができる。
【００３１】
なお、容器６においては、必ずしも複数の収容部６０を設ける必要はなく、目的に応じて、収容部６０の数を決定すればよい。また、複数の収容部６０を設ける場合には、各収容部６０毎に個別に樹脂膜によって開口部６１を閉鎖してもよい。
【００３２】
第１および第２の実施の形態においては、分析用具または容器に対して樹脂膜を適用する場合を例にとって説明したが、本発明に係る樹脂膜は、分析用具や容器に限らず、特定の領域に対して選択的に微細な開口を形成する必要性がある場合に適用できる。
【実施例１】
【００３３】
本実施例においては、表１に示したように、組成の異なる複数のシート１〜７を作成し、各シート１〜７の光透過率を測定するとともに、各々のシート１〜７に対してレーザ光を照射したときに、シート１〜７に開孔が形成されるか否かを検討した。
【００３４】
【表１】
2005146106.tif 000002
【００３５】
表１において、EVA１は酢酸ビニルの比率が２８％、融点が６２℃である酢酸ビニル共重合体 (三井・デュポンケミカル社製)、EVA２は酢酸ビニルの比率が２５％、融点が６６℃である酢酸ビニル共重合体 (三井・デュポンケミカル社製)である。着色剤１は平均粒径が１μmのフタロシアニン系青色顔料(大日精化社製)、着色剤２は平均粒径が１μmのカーボン系黒色顔料(大日精化社製)、着色剤３は平均粒径が１μmのアンソラキノン系青緑色顔料(バイエル社製)、着色剤４は平均粒径が１μmのアンソラキノン系赤色顔料(バイエル社製)である。Ni粉末の平均粒径は、１０μmである。
【００３６】
（シートの作成）
シート１〜７の形成においては、まずベース樹脂をトルエンに溶解させ、固体分濃度が２０％の樹脂溶液を作製した。次いで、樹脂溶液を攪拌機において攪拌しながら、目的とする重量比率となるように光吸収性粒子を添加し、必要に応じて蓄熱用充填材を添加し、材料液を調整した。さらに、塗工装置を用いて、両面に剥離処理が施されたポリエステルセパレータ上に材料液を塗布した。その後、乾燥塔において材料液からトルエンを揮発させることにより、膜厚が３０μmであるシート１〜７を得た。
【００３７】
（光透過率の測定）
シート１〜７の光透過率は、分光光度計(「SCANING SPECTROPHOTOMETER UV-3101PC」；島津製作所製)を用いて、測定波長を６６０nmとして測定した。光透過率の測定結果については、表２に示した。
【００３８】
（開孔形成の検討）
開孔形成の有無は、シート１〜７に対してレーザ光を照射したときに、シート１〜７に開孔が形成されるか否かを目視により確認した。これと同時に、開孔が形成されるまでに要した時間を測定した。開孔形成の有無および開孔形成に要した時間については、表２に示した。
【００３９】
なお、シート１〜７に対するレーザ光の照射は、レーザダイオードユニット(酒井硝子エンジニアリング(株)製)を用いて行った。このレーザダイオードユニットは、光源として中心波長が６６０nmの赤色光を出射可能なレーザダイオード(HL6501MG；(株)日立製作所)を備えたものであり、焦点距離が３mm、焦点でのスポット径が１００μmとなるように構成されたものである。レーザダイオードからの光出力は、２７．５mWとした。
【００４０】
【表２】
2005146106.tif 000003
【００４１】
表２から分かるように、光透過率が２０％以上であったシート６，７については、開孔を形成することができなかった。それに対して、光透過率が５％以下であるシート１〜５については、短時間(１．５秒以下)で開孔が形成された。したがって、光透過率を基準として考えれば、１．５秒以下でシートに開口を形成するためには光透過率を５％以下に設定すればよく、また５〜１０程度で開孔を形成するのであれば、光透過率を１０％程度に設定しても開孔が形成できる可能性は十二分に伺える。
【００４２】
また、光吸収性粒子に着目した場合、波長が６６０nmであるレーザ光を用いてシートに開孔を形成するためには、青色、青緑、黒色の着色剤を、熱可塑性樹脂１００重量部に対して５重量部以上添加すればよいことが分かる。
【００４３】
さらに、樹脂シート３と樹脂シート５を比較すれば分かるように、Ｎｉ粉末を添加することにより、開孔が形成されるまでに要する時間が短縮されることが分かる。この点からすれば、熱可塑性樹脂よりも比熱の小さい材料を添加することにより、開孔が形成されやすくなることが伺える。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る分析用具の全体斜視図である。
【図２】図１のII‐II線に沿う断面図である。
【図３】図１に示した分析用具の分解斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る容器の断面図である。
【図５】(ａ)は従来の分析用具の一例を示す平面図であり、(ｂ)は(ａ)のＶb‐Ｖb線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  分析用具
３０，３１  (分析用具の)貫通孔(開口部)
５０，５１  (分析用具の)樹脂膜
６  容器
６１  (容器の)開口部
６２  樹脂膜(シール部)
【図１】
2005146106.tif 000004
【図２】
2005146106.tif 000005
【図３】
2005146106.tif 000006
【図４】
2005146106.tif 000007
【図５】
2005146106.tif 000008