(57)【要約】【課題】  微細構造を有する樹脂構造体において、微細構造の形状を変化させることなくバリを除去することができる樹脂構造体の加工方法及び加工装置を提供すること。【解決手段】  本発明にかかる樹脂構造体の加工方法は、熱可塑性樹脂より形成され、微細構造の近傍に位置する微細穴２１、２２を有し、当該微細穴にバリ５が形成された、例えば走化性観察用チップ１を対象とする。まず、微細穴２１、２２に対応した形状を有する金属体６１を微細穴２１、２２に挿入する。次に金属体６１に対して一時的に熱を加えることによって、バリ５を溶融させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂より形成され、微細構造の近傍に位置する微細穴を有し、当該微細穴にバリが形成された樹脂構造体の加工方法であって、
前記微細穴に対応した形状を有する金属体を前記微細穴に挿入するステップと、
前記金属体に対して一時的に熱を加えるステップとを備えた樹脂構造体の加工方法。
【請求項２】
前記金属体は、空洞を有するパイプにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の樹脂構造体の加工方法。
【請求項３】
前記パイプに対して熱風を供給することを特徴とする請求項２記載の樹脂構造体の加工方法。
【請求項４】
前記パイプに対して熱風を供給した後に冷風を供給することを特徴とする請求項３記載の樹脂構造体の加工方法。
【請求項５】
前記金属体に対して発熱体を接触させて熱を加えることを特徴とする請求項１記載の樹脂構造体の加工方法。
【請求項６】
前記微細穴の一部が樹脂構造体の一側面まで到達し、切り欠いていることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の樹脂構造体の加工方法。
【請求項７】
熱可塑性樹脂より形成され、細胞又は走化性因子を注入又は採取する貫通穴と、細胞の通路とを有し、当該貫通穴にバリが形成された走化性観察用チップの加工方法であって、
前記貫通穴に対応した形状を有する金属体を前記貫通穴に挿入するステップと、
前記金属体に対して一時的に熱を加えるステップとを備えた走化性観察用チップの加工方法。
【請求項８】
前記貫通穴の一部が樹脂構造体の一側面まで到達し、切り欠いていることを特徴とする請求項７記載の走化性観察用チップの加工方法。
【請求項９】
熱可塑性樹脂より形成され、微細構造の近傍に位置する微細穴を有し、当該微細穴にバリが形成された樹脂構造体の加工装置であって、
前記微細穴に対応した形状を有し、当該微細穴に挿入するための金属体と、
前記金属体に対して一時的に熱を加える加熱手段とを備えた樹脂構造体の加工装置。
【請求項１０】
熱可塑性樹脂より形成され、微細構造の近傍に位置する微細穴を有し、当該微細穴にバリが形成された樹脂構造体の加工装置であって、
前記微細穴に対応した形状を有し、当該微細穴に挿入するためのパイプと、
前記パイプに対して熱風を供給する熱風発生部と、
前記パイプに対して冷風を供給する冷風発生部とを備えた樹脂構造体の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂構造体の加工方法及び加工装置に関するものであり、特に樹脂構造体に生じたバリを除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞の走化性を利用して治療薬の開発に応用しようとする動きがある。特に、この走化性を利用することによって、各種の炎症やアレルギー、ガンに対する治療薬の開発に新しいアプローチが見出せるのではないかと考えられており、走化性研究の重要性は増している。この走化性を観察するために、マイクロチップを用いて走化性因子の挙動を観察することが提案されている。
【０００３】
この走化性を観察するためのマイクロチップ（以下、走化性観察用チップ）は、走化性因子を充填する第１のウエルと、走化性を有する細胞等を充填する第２のウエルを有する。そして、これらのウエル間は流路によって連通されており、当該流路内には障壁によって隔てられた微細な通路を多数設けている。
【０００４】
図５（ａ）は、従来の走化性観察用チップの構成を説明するため断面図である。図において、走化性観察用チップ１には、細胞又は走化性因子を充填する領域であるウエル３１、３２が設けられている。それらウエル３１、３２には、貫通穴２１、２２がそれぞれ設けられている。貫通穴２１、２２は、細胞あるいは走化性因子等の試料を注入・採取するための微細穴である。また、ウエル３１とウエル３２の間には、それらの間を連通する流路４が設けられている。流路４には、障壁によって隔てられた微細な通路が形成されている。かかる通路の大きさは細胞の通常の大きさより多少小さく作れられており、走化性因子の濃度勾配ができると細胞は通路を通って濃度の高い方へ移動するため、走化性の観察ができる。
【０００５】
この走化性観察用チップ１は、ガラス基板１０と密着させて用いられる。かかるガラス基板１０側から流路４の微細通路を通過する細胞を観察する。
【０００６】
従来の走化性観察用チップ１は、主にシリコンウエハ（単結晶シリコン）を異方性ドライエッチング等のマイクロマシニング技術を用いて加工する方法や、シリコンゴムの一種であるＰＤＭＳ（Polydimethylsiloxane ：ポリジメチルシロキサン）を成形する方法によって製作されていたが、製造コストを低減するため、樹脂により形成することが試みられている。
【０００７】
図５（ｂ）に樹脂により走化性観察用チップ１を製造する場合の様子を示す。この場合には、第１の金型１０１と第２の金型１０２によって囲まれた領域中にピン１０３、１０４が突き当てられて形成された空間に熱可塑性の樹脂を射出し、冷却硬化させることによって、当該走化性観察用チップ１を製造することができる。第１の金型１０１、第２の金型１０２は、例えば電鋳により作製することができる。
【０００８】
ピン１０３、１０４は、走化性観察用チップ１の貫通穴２１、２２をそれぞれ形成するために用いられるが、ピン１０３、１０４の第２の金型１０２と接する面は当該接する面と平行かつ平面に加工することは難しいから、一部に射出した樹脂が入り込むことは避けられない。特にピン１０３、１０４の数が多い場合には、全てのピンにおいてかかる不具合を回避することはコスト上困難である。
【０００９】
図５（ｃ）に、かかる不具合が生じた場合の走化性観察用チップ１の断面図を示す。ピン１０３、１０４と第２の金型１０２の間に入り込んだ樹脂は、硬化してバリ５が形成される。
【００１０】
このとき、走化性観察用チップ１のウエル３１、３２の深さは、０．１ｍｍ程度であるから、走化性観察用チップ１をガラス基板１０と密着させた状態において、当該バリ５が細胞の動きを妨げることになる。従って、バリ５を除去する必要がある。
【００１１】
一般にバリを熱風により除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平６−７１６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
バリ５を熱風により除去する方法によれば、バリ５自体は除去できるが、貫通穴２１、２２の近傍には、微細な構造を持つ流路４が設けられているため、かかる熱風により流路４の通路の形状を変化させてしまう。このとき、熱風をバリ５に対してのみ吹き付け、流路４の近傍には吹き付けないようにすればよいが、熱風を選択的に吹き付けることは技術的に困難であり、流路４への熱の影響を避けることはできない。
【００１３】
また、走化性観察用チップ１以外にも微細構造を有する樹脂構造体においてバリが発生する場合はあり、かかるバリを当該微細構造の形状を変化させずに除去する方法が強く求められている。
【００１４】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、微細構造を有する樹脂構造体において、微細構造の形状を変化させることなくバリを除去することができる樹脂構造体の加工方法及び加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明にかかる樹脂構造体の加工方法は、熱可塑性樹脂より形成され、微細構造の近傍に位置する微細穴を有し、当該微細穴にバリが形成された樹脂構造体の加工方法であって、前記微細穴に対応した形状を有する金属体を前記微細穴に挿入するステップと、前記金属体に対して一時的に熱を加えるステップとを備えたものである。このような方法により、微細構造に熱的変形を加えることなくバリを除去することができる。
【００１６】
前記金属体は、空洞を有するパイプにより構成されていることが望ましい。そして、パイプに対して熱風を供給することが好ましい。これにより、パイプの温度制御を細かく行うことが可能となる。
【００１７】
さらにパイプに対して熱風を供給した後に冷風を供給することが望ましい。これにより、微細構造や微細穴への変形を防止できる。
【００１８】
前記金属体に対して発熱体を接触させて熱を加えるようにしてもよい。
【００１９】
前記微細穴の一部が樹脂構造体の一側面まで到達し、切り欠いているものに対しても適用可能である。
【００２０】
本発明にかかる走化性観察用チップの加工方法は、熱可塑性樹脂より形成され、細胞又は走化性因子を注入又は採取する貫通穴と、細胞の通路とを有し、当該貫通穴にバリが形成された走化性観察用チップの加工方法であって、前記貫通穴に対応した形状を有する金属体を前記貫通穴に挿入するステップと、前記金属体に対して一時的に熱を加えるステップとを備えたものである。このような方法により、通路に熱的変形を加えることなくバリを除去することができる。
【００２１】
前記貫通穴の一部が樹脂構造体の一側面まで到達し、切り欠いている場合にも適用可能である。
【００２２】
本発明にかかる樹脂構造体の加工装置は、熱可塑性樹脂より形成され、微細構造の近傍に位置する微細穴を有し、当該微細穴にバリが形成された樹脂構造体の加工装置であって、前記微細穴に対応した形状を有し、当該微細穴に挿入するための金属体と、前記金属体に対して一時的に熱を加える加熱手段とを備えたものである。
【００２３】
本発明にかかる他の樹脂構造体の加工装置は、熱可塑性樹脂より形成され、微細構造の近傍に位置する微細穴を有し、当該微細穴にバリが形成された樹脂構造体の加工装置であって、前記微細穴に対応した形状を有し、当該微細穴に挿入するためのパイプと、前記パイプに対して熱風を供給する熱風発生部と、前記パイプに対して冷風を供給する冷風発生部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、微細構造を有する樹脂構造体において、微細構造の形状を変化させることなくバリを除去することができる樹脂構造体の加工方法及び加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
発明の実施の形態１．
図１を用いて本発明にかかる樹脂構造体の加工方法について説明する。この例において用いられる樹脂構造体は、走化性観察用チップ１であるが、微細構造を有する他の樹脂構造体であってもよい。
【００２６】
当該走化性観察用チップ１は、熱可塑性樹脂により形成されており、ここでは、透明性を有するポリエステルエラストマー、ポリオレフィンエラストマー等のエラストマー系材料により形成されている。走化性観察用チップ１のウエル３１、３２は、走化性観察用チップ１の一方の面から約１００μｍ窪んで形成されている。
【００２７】
ウエル３１とウエル３２との間には、両者を連通する流路４が設けられている。この流路４は、走化性観察用チップ１の一方の面より約５μｍ窪んで形成されている。流路４には複数の障壁が設けられている。障壁の高さは５μｍ程度、微細な通路の幅は２〜１０μｍ程度である。微細構造を有する流路４と、バリが生じる貫通穴２１、２２との距離は、１ｍｍ以下であり、両者は近傍に位置する。
【００２８】
貫通穴２１、２２の断面形状が円形であれば直径１ｍｍ程度、正方形であれば一辺の長さが１ｍｍ程度が典型的である。貫通穴２１、２２には、バリ５が生じている。バリ５は、例えば、サブミクロンオーダーの厚さを有する。
【００２９】
貫通穴２１には、管状体（管状ピン）であるパイプ６１が挿入されている。パイプ６１は熱伝導性の高い金属体により構成されている。パイプ６１の熱容量は可能な限り小さい方が好ましい。パイプ６１の外径は、貫通穴２１の内径と略同じ程度であり、貫通穴２１の内径より若干小さくても大きくてもよい。
【００３０】
パイプ６１に対しては、送風装置７より熱風及び冷風が送られる。図２に当該送風装置７の構成を示す。送風装置７は、制御部７１、熱風発生部７２及び冷風発生部７３を備えている。制御部７１は、熱風発生部７２及び冷風発生部７３を制御する。熱風発生部７２は、電熱線やファン等により構成され、熱風を発生させる。ここで、本発明において、「熱風」とは樹脂の融点よりも高い温度を有する空気を指す。
【００３１】
冷風発生部７３は、冷却機構やファン等により構成され、冷風を発生させる。尚、本発明において「冷風」とは、必ずしも冷却された空気のみを意味せず、室温の空気をも含まれる。少なくとも冷風発生部７３において発生される冷風は、熱風発生部７２において発生される熱風よりも低い温度を有し、より具体的には、走化性観察用チップ１を構成する樹脂の融点よりも低い温度を有する。
【００３２】
具体的にバリを除去する方法について説明する。まず、走化性観察用チップ１の貫通穴２１、２２に対してパイプ６１を挿入する。このとき、パイプを２本或いは２股に分岐したパイプを用いて両方の貫通穴２１、２２に同時に挿入するようにしてもよい。次に、パイプ６１に対して送風装置７より熱風を送る。どの程度の温度の熱風をどの程度の時間送るかについては、樹脂材料や成形品の形状により決定される。
【００３３】
パイプ６１は、管内を熱風が通ることによりその温度が上昇する。パイプ６１の温度が融点以上になると、バリ５は、パイプ６１から熱を受けて、丸まり、小さくなる。そしてバリ５は溶融する。
【００３４】
その後、送風装置７は、熱風の供給を停止し、次に冷風をパイプ６１の管内に供給する。この冷風によってパイプ６１は冷却される。これにより、パイプ６１の近傍の樹脂も温度が下がるため、特に流路４等の微細構造への熱の影響を低減することができる。その後、即ち、冷却後にパイプ６１を貫通穴２１、２２から抜き出す。
【００３５】
尚、パイプ６１を加熱した後に貫通穴２１、２２に対して挿入すると、樹脂の変形が大きくなり、バリだけでなく貫通穴２１、２２の内面及び縁まで大きく変形するため好ましくない。また、パイプ６１を冷却する前に貫通穴２１、２２からパイプを抜き出すと、バリ以外の箇所も変形してしまうため好ましくない。
【００３６】
以上説明したように、本発明の実施の形態１では、貫通穴２１、２２に挿入したパイプ６１に熱風を通すことにより温度を上げることによって、貫通穴２１、２２の一部にあるバリ５を除去するようにしたので、貫通穴２１、２２の近傍に位置する流路４等の微細構造が熱的変形を起こすことを防止できる。さらに、バリ５を除去した後に、パイプ６１に冷風を通すことにより温度を下げたので、より確実に微細構造の熱的変形を起こすことを防止できる。
【００３７】
尚、この例では、パイプ６１の温度を制御するために熱風及び冷風を用いたが、空気のみならず、他のガスや液体等の媒体を用いるようにしてもよい。
【００３８】
発明の実施の形態２．
本発明の実施の形態２においては、図３に示すように、貫通穴２１、２２にパイプ６１の代わりに金属棒６２を挿入し、当該金属棒６２に対して発熱体８１を取り付け、加熱装置８２によって発熱させて金属棒６２の温度を高めている。金属棒６２は、無垢の金属により構成され、中実構造を有する。金属棒６２の温度が高くなり、その温度が融点以上になると、バリ５は、金属棒６２から熱を受けて丸まり、小さくなり、遂には溶融する。
【００３９】
ここで、発熱体８１は、例えば電熱線より構成され、かかる電熱線を金属棒６２に巻回することによって取り付ける。このとき、加熱装置８２からは、電熱線よりなる発熱体８１に対して所定電圧を印加する。加熱装置８２から発熱体８１に対して高周波信号を加えることにより、加熱してもよい。
【００４０】
以上説明したように、本発明の実施の形態２は、貫通穴２１、２２に挿入した金属棒６２を発熱体８１により温度を上げることによって、貫通穴２１、２２の一部にあるバリ５を除去するようにしたので、貫通穴２１、２２の近傍に位置する流路４等の微細構造が熱的変形を起こすことを防止できる。
【００４１】
尚、発熱体８１は、金属棒６２に巻回されるものでなくとも一部のみ接触することにより取り付けられるものであってもよい。
【００４２】
発明の実施の形態３．
本発明の実施の形態３においては、樹脂構造体である走化性観察用チップ１の貫通穴２１、２２の形状が発明の実施の形態１と異なる。本発明の実施の形態３では、図４（ａ）に示されるように、貫通穴２１、２２は、Ｕの字状にくり抜かれており、一部が側面に到達している。即ち、本明細書においては、図４（ａ）に符号２１、２２で示されるような形状も貫通穴に含まれる。
【００４３】
図４（ｂ）は、走化性観察用チップ１を下面、即ちガラス基板と接触する面から見た図である。この例における貫通穴２１、２２は、ウエル３１、３２をそれぞれ切り欠くようにして側面に亘って設けられている。ウエル３１とウエル３２の間には、通路４が設けられている。細胞や走化性因子は、側面側から注入、採取することもできるし、上部から注入、採取することもできる。
【００４４】
図４（Ｃ）は、当該貫通穴２１、２２に挿入されるパイプ６３の構成例を示す。パイプ６３は、形状のみ発明の実施の形態１で説明したパイプ６１と異なり、その他は同じである。パイプ６３の外径は、貫通穴２１、２２の内径と同じ形状を有している。
【００４５】
パイプ６３に対して図２に示す送風装置７によって熱風及び冷風を供給することにより、バリ５を除去する。具体的な加工方法については、発明の実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００４６】
本発明の実施の形態にかかる樹脂構造体の加工方法によれば、このような形状を有する走化性観察用チップ１に対しても微細構造に対して熱的影響を与えることなく、バリを除去することができる。
【００４７】
尚、この例におけるパイプ６３の代わりに、同じ外形状を有する中実構造の金属体に対して発熱体により加熱するようにしてもよい。この場合の加工方法は、発明の実施の形態２と同様になる。
【００４８】
また、発明の実施の形態３では、パイプ６３の形状を貫通穴２１、２２の内径と同じ形状としたが、これに限らず、円筒状としてもよい。この場合は、円筒状のパイプ６３を加工時に適宜移動させることによって、バリを熱し、溶融させて除去する。
【００４９】
その他の実施の形態．
上述の例では、本発明によって樹脂構造体の貫通穴の端部に生じたバリを除去したが、これに限らず、貫通穴の中央近傍に生じたバリも同様の手段により除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による樹脂構造体の加工方法を説明するための断面図である。
【図２】本発明により加工装置の送風装置の構成図である
【図３】本発明による樹脂構造体の加工方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明による樹脂構造体の加工方法を説明するための斜視図及び下面図である。
【図５】樹脂構造体のバリの発生を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  走化性観察用チップ
２  貫通穴
３  ウエル
４  流路
５  バリ
６  金属体（パイプ）
７  送風装置
１０  ガラス基板
【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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