(57)【要約】【課題】低コストで、生産性に優れたモールドの製造方法、および、このモールドを用いたパターンシートの製造方法を提供する。【解決手段】金属を含み、突起状パターン４２を有する型４０、または、型４０と対面し、少なくとも一方の面が磁化された基板６４、に樹脂を供給し、樹脂膜を形成する工程と、型４０と基板６４により、樹脂膜を押圧する工程と、突起状パターン４２の先端と基板の磁化された面とを、磁力により接触させる工程と、突起状パターン４２の先端と、基板６４の磁化された面と、を接触させた状態で、樹脂膜を固化し、モールド６８を形成する工程と、基板６４を剥離する工程と、モールド６８を型４０から剥離する工程と、を有する貫通孔を有するモールド６８の製造方法、および、モールド６８を用いたパターンシート７６の製造方法である。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を含み、突起状パターンを有する型、または、前記型と対面し、少なくとも一方の面が磁化された基板、に樹脂を供給し、樹脂膜を形成する工程と、
前記型と前記基板により、前記樹脂膜を押圧する工程と、
前記突起状パターンの先端と前記基板の磁化された面とを、磁力により接触させる工程と、
前記突起状パターンの先端と、前記基板の磁化された面と、を接触させた状態で、前記樹脂膜を固化し、モールドを形成する工程と、
前記基板を剥離する工程と、
前記モールドを前記型から剥離する工程と、を有する貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項２】
前記突起状パターンを有する型は、前記突起状パターンの反転型である凹状パターンを有する第１モールドからニッケル電鋳により製作される請求項１に記載の貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項３】
前記基板の磁化された面は、磁性体シートを固定している請求項１に記載の貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項４】
前記磁性体シートは、ゴムシートまたは樹脂シートに磁性粉が分散されたシートである請求項３に記載の貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項５】
金属を含み、突起状パターンを有する下型と、上型と、からなる型であって、前記上型の前記下型側が磁化されており、前記上型と前記突起状パターンの先端とを磁力により接触させた状態で、前記型内に樹脂を注入する工程と、
前記樹脂を固化し、モールドを形成する工程と、
前記上型を剥離した後、前記モールドを前記下型から剥離する工程と、を有する貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項６】
前記突起状パターンを有する下型は、前記突起状パターンの反転型である凹状パターンを有する第１モールドからニッケル電鋳により製作される請求項５に記載の貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項７】
前記上型は、磁性体シートが固定されている請求項５に記載の貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項８】
前記磁性体シートは、ゴムシートまたは樹脂シートに磁性粉が分散されたシートである請求項７に記載の貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項９】
前記突起状パターンの先端は、平面状である請求項１または５に記載の貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項１０】
前記突起状パターンの先端から前記突起状パターンの根本に向かって５μｍの位置における前記突起状パターンの断面形状において、外接する長方形の長辺の長さが５μｍ以上４０μｍ以下である請求項１または５に記載の貫通孔を有するモールドの製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の貫通孔を有するモールドの製造方法により製造されたモールドにポリマー溶解液を供給する工程と、
前記ポリマー溶解液を乾燥させてポリマーシートとする工程と、
前記ポリマーシートを前記モールドから剥離する工程と、を有する突起状パターンを有するパターンシートの製造方法。
【請求項１２】
前記ポリマー溶解液が水溶性の材料である請求項１１に記載の突起状パターンを有するパターンシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通孔を有するモールドの製造方法、および、突起状パターンを有するパターンシートの製造方法に係り、特に、製造されたモールド、パターンシートの形状を安定して形成できる貫通孔を有するモールド、および、突起状パターンを有するパターンシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体表面、即ち皮膚や粘膜などにより、薬品などを投与する方法としては、主に液状物質、または、粉状物質を付着させる方法がほとんどであった。しかしながら、これらの物質の付着領域は、皮膚の表面に限られていたため、発汗や異物の接触などによって、付着している薬品などが除去される場合があり、適量を投与することは困難であった。また、薬品を皮膚の奥深くに浸透させるためには、このような薬品の拡散による浸透を利用した方法では、浸透深さを確実に制御することは困難であるため、十分な薬効を得ることは困難であった。
【０００３】
このため、薬剤を含有する高アスペクト比の針状凸部（微小針、または、マイクロニードルともいう）が形成された経皮吸収シートを用い、微小針を皮膚内に挿入することにより、薬品を注入する方法が行われている。
【０００４】
このような高アスペクト比構造を有する機能性膜を製造する方法として、例えば、下記の特許文献１および２には、凸部または凹部のパターンを有するモールドを用いて、樹脂による成形によりシートを製造することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４５９５５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９４５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および２で記載されているような、凹部のパターンを有するモールドに薬剤を含む樹脂を注入する際、凹部内の空気が邪魔をし、注入に時間がかかっていた。そのため、凹部の先端に貫通孔を設け、空気を抜くことが行われている。樹脂の注入を速くするため、貫通孔から凹部内を減圧にすることが行われているが、貫通孔の径を均一に形成することは困難であり、貫通孔の径が大きいと貫通孔から樹脂が洩れてしまう、径が小さいと減圧の効果が得られないという問題があった。また、貫通孔の径が均一でないと、同じモールド内で、液洩れと注入不足が発生し、樹脂注入時の減圧度を調整することが困難になっていた。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、モールドを低コストかつ高い生産性にて安定製造できるとともに、そのモールドの凹部に樹脂を注入する場合に、注入不足や液漏れなどを発生させることなく、パターンシートを製造することができる貫通孔を有するモールドの製造方法、および、製造されたモールドを用いた突起状パターンを有するパターンシート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】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、金属を含み、突起状パターンを有する型、または、型と対面し、少なくとも一方の面が磁化された基板、に樹脂を供給し、樹脂膜を形成する工程と、型と基板により、樹脂膜を押圧する工程と、突起状パターンの先端と基板の磁化された面とを、磁力により接触させる工程と、突起状パターンの先端と、基板の磁化された面と、を接触させた状態で、樹脂膜を固化し、モールドを形成する工程と、基板を剥離する工程と、モールドを型から剥離する工程と、を有する貫通孔を有するモールドの製造方法を提供する。
【０００９】
本発明によれば、型の突起状パターンの先端を、磁化された基板に接触させた状態で、樹脂膜の固化を行っている。したがって、突起状パターンの先端が基板と接触している部分には、樹脂の無い状態で、固化し、モールドを形成することができるので、この部分に貫通孔を形成することができる。また、磁性により、突起状パターンの先端と基板とを、確実に接触させることができるので、突起状パターンの先端のサイズを均一に形成することで、貫通孔の孔径も均一にすることができる。したがって、製造されたモールドを用いることで、貫通孔から凹部内を減圧することができるので、確実に材料を凹部内に注入することができ、安定した形状のパターンシートを製造することができる。
【００１０】
本発明の別の態様においては、突起状パターンを有する型は、突起状パターンの反転型である凹状パターンを有する第１モールドからニッケル電鋳により製作されることが好ましい。
【００１１】
この態様によれば、凹状パターンを有する第１モールドからニッケル電鋳により型を製作することで、型を精度良く製作することができるとともに、型の素材がニッケルであるので、磁化された基板へ接触させることができる。
【００１２】
本発明の別の態様においては、基板の磁化された面は、磁性体シートを固定していることが好ましい。
【００１３】
この態様によれば、基板の磁化された面は、磁性体シートを固定することで形成されているため、基板の磁性化を容易に行うことができる。
【００１４】
本発明の別の態様においては、磁性体シートは、ゴムシートまたは樹脂シートに磁性粉が分散されたシートであることが好ましい。
【００１５】
この態様によれば、通常のシートの製造工程において、磁性粉を分散させることで、磁性体シートを容易に製造することができる。また、ゴムシートまたは樹脂シートとすることで、弾性力を付与することができるので、突起状パターンの高さのばらつきを吸収することで、均一なサイズの貫通孔を形成することができる。
【００１６】
本発明は上記目的を達成するために、金属を含み、突起状パターンを有する下型と、上型と、からなる型であって、上型の下型側が磁化されており、上型と突起状パターンの先端とを磁力により接触させた状態で、型内に樹脂を注入する工程と、樹脂を固化し、モールドを形成する工程と、上型を剥離した後、モールドを下型から剥離する工程と、を有する貫通孔を有するモールドの製造方法を提供する。
【００１７】
本発明によれば、下型の突起状パターンの先端を、磁化された上型に接触させた状態で、樹脂の注入、固化を行っているので、突起状パターン先端が上型と接触している部分には、樹脂が無い状態で、固化し、モールドを形成することができる。したがって、この部分に、貫通孔を確実に形成することができる。また、突起状パターンの先端のサイズを均一に形成することで、貫通孔の孔径も均一にすることができる。したがって、製造されたモールドを用いることで、貫通孔から凹部内を減圧することができるので、確実に材料を凹部内に注入することができ、安定した形状のパターンシートを製造することができる。
【００１８】
本発明の別の態様においては、突起状パターンを有する下型は、突起状パターンの反転型である凹状パターンを有する第１モールドからニッケル電鋳により製作されることが好ましい。
【００１９】
この態様によれば、凹状パターンを有する第１モールドからニッケル電鋳により型の下型を製作することで、下型を精度良く製作することができるとともに、下型の素材がニッケルであるので、磁化された基板と接触させることができる。
【００２０】
本発明の別の態様においては、上型は、磁性体シートが固定されていることが好ましい。
【００２１】
この態様によれば、上型に磁性体シートを固定することで、上型を磁化されているため、基板の磁性化を容易に行うことができる。
【００２２】
本発明の別の態様においては、磁性体シートは、ゴムシートまたは樹脂シートに磁性粉が分散されたシートであることが好ましい。
【００２３】
この態様によれば、通常のシートを製造する際に磁性粉を分散させることで、磁性体シートを容易に製造することができる。また、ゴムシートまたは樹脂シートとすることで、弾性力を付与することができるので、突起状パターンの高さのばらつきを吸収することで、均一なサイズの貫通孔を形成することができる。
【００２４】
本発明の別の態様においては、突起状パターンの先端は、できるだけ平面状であることが好ましい。
【００２５】
この態様によれば、突起状パターンの先端をできるだけ平面状とすることで、突起状パターンの先端の全面を基板または上型に接触させることができる。したがって、均一なサイズの貫通孔を形成することができる。
【００２６】
本発明の別の態様においては、突起状パターンの先端から突起状パターンの根本に向かって５μｍの位置における突起状パターンの断面形状において、外接する長方形の長辺の長さが５μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
突起状パターンの先端が基板または上型に接触している領域が貫通孔のサイズとなるため、突起状パターンのサイズを、上記範囲とすることにより、製造されるモールドの貫通孔のサイズを上記範囲とすることができる。製造されるモールドの貫通孔のサイズを上記範囲とすることにより、パターンシートを製造する際、モールドの凹部内を減圧にすることができるとともに、原料が貫通孔から洩れることを防止することができ、安定してパターンシートを製造することができる。
【００２８】
本発明は上記目的を達成するために、上記記載の貫通孔を有するモールドの製造方法により製造されたモールドにポリマー溶解液を供給する工程と、ポリマー溶解液を乾燥させてポリマーシートとする工程と、ポリマーシートをモールドから剥離する工程と、を有する突起状パターンを有するパターンシートの製造方法を提供する。
【００２９】
本発明によれば、上記のモールドの製造方法により製造されたモールドを用いてパターンシートを製造することで、モールドにポリマー溶解液を供給する工程において、貫通孔から減圧することで、モールド内にポリマー溶解液を確実に供給することができる。したがって、安定した形状のパターンシートを製造することができる。
【００３０】
本発明の別の態様においては、ポリマー溶解液が水溶性の材料であることが好ましい。
【００３１】
この態様によれば、パターンシートの材料を水溶性の材料とすることで、パターンシートを医薬品として用いる際に、パターンシートに形成された突起状パターンを皮膚内に挿入した際に、薬品の注入を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の貫通孔を有するモールドの製造方法によれば、モールドの凹部先端に設けられた貫通孔の孔径を均一に製造することができる。また、製造されたモールドを用いてパターンシートを製造することで、樹脂の注入不足、あるいは、液洩れが発生することなく、安定してパターンシートの製造をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】突起状パターンを有する型を製作する手順を示す工程図である。
【図２】突起状パターンを有する型を製作する手順を示す工程図である。
【図３】突起状パターンを有する型を製作する手順を示す工程図である。
【図４】突起状パターンを有する型を製作する手順を示す工程図である。
【図５】突起状パターンを有する型を製作する手順を示す工程図である。
【図６】突起状パターンを有する型を製作する手順を示す工程図である。
【図７】シリコーン樹脂膜を形成する手順を示す工程図である。
【図８】シリコーン樹脂膜を形成する手順を示す工程図である。
【図９】シリコーン樹脂膜を形成する手順を示す工程図である。
【図１０】第１実施形態のモールドを製造する手順を示す工程図である。
【図１１】第１実施形態のモールドを製造する手順を示す工程図である。
【図１２】第１実施形態のモールドを製造する手順を示す工程図である。
【図１３】第１実施形態のモールドを製造する手順を示す工程図である。
【図１４】第１実施形態のモールドを製造する手順を示す工程図である。
【図１５】スペーサ配置後の型の平面図である。
【図１６】モールド製造時の突起状パターンと基板との接触状態を示す拡大図である。
【図１７】型の斜視図である。
【図１８】型の断面図である。
【図１９】第２実施形態のモールドを製造する手順を示す工程図である。
【図２０】第２実施形態のモールドを製造する手順を示す工程図である。
【図２１】第２実施形態のモールドを製造する手順を示す工程図である。
【図２２】型の上型の他の実施形態を示す断面図である。
【図２３】パターンシートを製作する手順を示す工程図である。
【図２４】パターンシートを製作する手順を示す工程図である。
【図２５】パターンシートを製作する手順を示す工程図である。
【図２６】パターンシートを製作する手順を示す工程図である。
【図２７】パターンシートを製作する手順を示す工程図である。
【図２８】パターンシートを製作する手順を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面に従って、本発明に係る貫通孔を有するモールドの製造方法、および、突起状パターンを有するパターンシートの製造方法について説明する。なお、本明細書において、「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。また、以下では、樹脂の一例として、シリコーン樹脂を用いた例で説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００３５】
＜モールドの製造方法＞
≪第１実施形態≫
［第１モールドを製作する工程］
第１モールド２０は、モールド６８の反転型である突起状パターン４２を有する型４０を製造するための、型４０の反転型である凹状パターン２２を備える型である。第１モールド２０は、突起状パターン１２が形成された原版１０から、樹脂を用いて製造される。
【００３６】
まず、図１に示すように、突起状パターン１２が形成された原版１０を用意する。突起状パターン１２が形成された原版１０の作製方法は、特に限定されないが、例えば、次のように、作製することができる。Ｎｉなどの金属基板に、ダイヤモンドバイトなどの切削工具を用いた機械切削で加工することにより、原版１０の表面に複数の突起状パターン１２を作製することができる。
【００３７】
他の方法として、Ｓｉ基板上にフォトレジストを塗布した後、露光、現像を行う。そして、ＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング：Reactive Ion Etching）などによるエッチングを行うことにより、原版１０の表面に、突起状パターン１２を作製する。なお、原版１０の表面に突起状パターン1２を形成するためにＲＩＥなどのエッチングを行う際には、Ｓｉ基板を回転させながら斜め方向からのエッチングを行うことにより、突起状パターンを形成することが可能である。
【００３８】
次に、図２、３に示すように、原版１０を利用して凹状パターン２２を有する第１モールド２０を複数製作する。第１モールド２０を製作する方法としては、次の方法により、樹脂を用いて行うことができる。１番目の方法は、原版１０にＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン：polydimethylsiloxane、例えば、ダウ・コーニング社製シルガード１８４）に硬化剤を添加したシリコーン樹脂を流し込み、１００℃で加熱処理し硬化した後に、原版から突起状パターンの反転型である、凹状パターン２２を有する第１モールド２０を作製する。
【００３９】
２番目の方法は、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化樹脂を原版１０に流し込み、窒素雰囲気中で紫外線を照射した後に、原版１０から第１モールド２０を剥離する方法である。３番目の方法は、ポリスチレンやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート：polymethyl methacrylate）などのプラスチック樹脂を有機溶剤に溶解させたものを剥離剤の塗布された原版１０に流し込み、乾燥させることにより有機溶剤を揮発させて硬化させた後に、原版１０から第１モールド２０を剥離する方法である。
【００４０】
第１モールド２０を形成する材料としては、樹脂であり、紫外線硬化樹脂、または、熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。紫外線硬化樹脂、または、熱可塑性樹脂を用いることにより、第１モールド２０の製作を容易に行うことができ、かつ、原版１０の突起状パターン１２を安定して形成することができる。
【００４１】
［第１集合モールドを製作する工程］
次に、図４に示すように、原版１０から製作された複数の第１モールド２０を接合し、第１モールド２０の凹状パターン２２が形成された面２４を大面積化し、第１集合モールド３０を製作する。
【００４２】
第１集合モールド３０は、複数の第１モールド２０を接合することで製作することができる。第１モールド２０の接合は、例えば、接着剤により行うことができる。第１集合モールド３０は、次の工程で製造される突起状パターン４２を有する型４０の型枠となるため、凹状パターン２２が形成された面２４の平面性が確保された状態で、第１集合モールド３０を形成することが好ましい。凹状パターン２２が形成された面２４の平面性が確保されていないと、その後の工程で製造される型、モールド、および、パターンシートにおいて、段差が形成されるため好ましくない。
【００４３】
凹状パターン２２の平面性を確保し、第１集合モールド３０を製作する方法としては、特に限定されないが、例えば、基板上に、第１モールド２０の凹状パターン２２が形成された面２４を下向きとし、基板に接触する位置に配置した後、接着剤で硬化することで、第１集合モールド３０の平面性を確保することができる。このように、基板を用いて第１集合モールド３０の平面性を確保することで、第１集合モールド３０の第１モールド２０間の接着剤との段差、変形などの発生を抑制することができ、第１集合モールド３０の平面性を確保することができる。
【００４４】
なお、第１集合モールド３０の製作は、行ってもよく、行わなくてもよい。第１集合モールド３０を製作しない場合、第１モールド２０から突起状パターンを有する型を製作する。ただし、第１集合モールド３０を製作することで、１回の電鋳処理で、大面積の型を製作することができるので好ましい。また、その後の工程においても、大面積の型を用いてモールドの製造、および、モールドからパターンシートを製造することができるので、パターンシートの生産性を向上させることができるので好ましい。
【００４５】
［突起状パターンを有する型を製作する工程］
図５は、第１集合モールド３０を用いて、突起状パターン４２を有する型４０を製作する工程を示す図である。型４０は、電鋳処理により製作されることが好ましい。
【００４６】
電鋳処理においては、まず、第１集合モールド３０に対して、導電化処理を行う。第１集合モールド３０の第１モールド２０に、金属（例えば、ニッケル）をスパッタし、第１集合モールド３０の第１モールド２０の表面、凹状パターン２２に金属を付着する。
【００４７】
次いで、導電化処理を経た第１集合モールド３０を陰極に保持する。金属ペレットを金属製のケースに保持し陽極とする。第１集合モールド３０を保持する陰極と金属ペレットを保持する陽極とを電鋳液中に浸漬し、通電することで、第１集合モールド３０の凹状パターン２２に金属が埋め込まれ、剥離することで突起状パターン４２を有する型４０が製作される（図６）。
【００４８】
また、突起状パターン４２を有する型４０の製作は、電鋳処理に限定されず、第１集合モールドに樹脂を供給し、硬化させることで製作することもできる。供給する樹脂に金属粒子を分散させることで、型４０に金属を含ませることができる。
【００４９】
なお、突起状パターン４２を有する型４０は、図１から図６に示す方法に限定されず、原版１０の製作方法で製作された型を用いることもできる。しかしながら、原版１０の製作は、微細で複雑なパターン形状になるほどコストがかかるため、原版を複数作製することはコストがかかる。また、原版により突起状パターンの形状がことなることも懸念される。したがって、図１から図６に示すように、原版１０から複数の第１モールド２０を製作し、型４０を作製することで、低コストで型４０を製作することができる。
【００５０】
［樹脂膜（シリコーン樹脂膜）を形成する工程］
次に、上記で製作した型４０を用いて、モールドを製造する方法を説明する。図７から９はシリコーン樹脂膜を形成する工程を示す図であり、図１０から１４は、モールドを成形し、型から剥離する工程を示す図である。
【００５１】
まず、図７に示すように、型４０を台５０上に配置する。また、台５０上で、型４０の外側にギャップ調整機構として、スペーサ５２を配置する。スペーサ５２の高さを調節することで、以後のシリコーン樹脂膜６０を基板６４で押圧する工程において、型４０と基板６４の間隔を調整することができ、製造されるモールド６８の厚みを調整する。図１５は、スペーサ配置後の型の平面図である。スペーサ５２は、図１５に示すように、四角形状の型４０の各辺の中央部の外側に設けられているが、基板６４を接触させた際にモールドの厚みを一定にすることができれば、これに限定されない。スペーサ５２は、型４０の周囲一周にわたり設けてもよいし、型４０の角部の外側に設けてもよい。
【００５２】
スペーサ５２の素材としては、ＳＵＳ（Stainless Used Steel）、アルミなどの金属やガラスを用いることができる。基板６４を接触させることで、スペーサ５２の高さにシリコーン樹脂膜６０の厚みを調整することができ、また、貫通孔の大きさも調整することができるので、スペーサ５２は、剛性の高い材料が好ましい。
【００５３】
次に、図８、９に示すように、シリコーン樹脂溶液５８を型４０上に供給し、シリコーン樹脂膜６０を形成する。
【００５４】
シリコーン樹脂溶液５８の供給方法は、特に限定されないが、例えば、塗布により行うことができ、スピンコーターを用いた塗布を挙げることができる。また、突起状パターン４２が形成された領域を複数有する場合は、スリットノズル６２により、突起状パターン４２の幅で、突起状パターン４２を有する領域ごとに塗布することもできる。突起状パターン４２を有する領域ごとにシリコーン樹脂溶液５８を塗布することで、モールドを製造する位置にのみシリコーン樹脂溶液５８を塗布することができるので、不要なシリコーン樹脂溶液の塗布を防止することができる。
【００５５】
［シリコーン樹脂膜を脱泡する工程］
次に、型４０上に形成されたシリコーン樹脂膜６０を減圧し、シリコーン樹脂膜６０を脱泡する。シリコーン樹脂膜６０の脱泡は、減圧装置（不図示）内に、シリコーン樹脂膜６０を、台５０、型４０、スペーサ５２などとともに入れ、減圧装置内を減圧にすることにより行う。
【００５６】
シリコーン樹脂膜６０の脱泡の確認は、目視もしくはＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラによる画像認識により行うことができる。シリコーン樹脂膜６０の脱泡を行うことで、シリコーン樹脂膜中に含まれる空気を除去することができるので、成形時の形状を安定させることができる。
【００５７】
［基板を準備する工程］
次に、図１０に示すように、基板６４の一方の面に磁性体シート６６を固定させる。磁性体シート６６を固定させた面がシリコーン樹脂膜６０を押圧する面となる。
【００５８】
基板６４の素材としては、金属、多孔質のセラミックなどを用いることができる。基板６４として、これらの素材を用いることで、形成されるモールド６８の高さを一定にすることができる。
【００５９】
また、磁性体シート６６は、磁化されたシートであればよく、市販のマグネットシートを用いてもよく、フッ素ゴムシート、テフロン（登録商標）シート、シリコーン樹脂シート、エラストマーシートなどの樹脂シートを製造する際に、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライトなどの磁性粉を分散させることで、磁性体シート６６を製造することができる。磁性体シート６６の厚みは０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００６０】
基板６４と磁性体シート６６とは、図１０に示すように、基板６４に磁性体シート６６を接着剤により固定させることが好ましい。磁性体シート６６を基板６４に固定することで、次の基板を押圧する工程において、磁性体シート６６が移動することなく、安定して押圧することができる。また、基板６４と磁性体シート６６は、固定せず、基板６４をシリコーン樹脂膜６０に押圧する際に、基板６４とシリコーン樹脂膜６０との間に磁性体シート６６を挟んで押圧してもよい。
【００６１】
また、図１０においては、基板６４に磁性体シート６６を固定させた形態で説明したが、基板６４自体を磁化してもよい。基板６４を磁性体材料により製造する、基板６４の製造時に磁性粉を含有させる、または、磁力を有する金属材料を用いて基板６４を製造することにより、基板６４を磁化することができる。なお、基板６４自体を磁化させることで、磁性体シートは不要になるが、型４０の突起状パターン４２の先端の損傷を防ぐため、弾性のあるシートを使用することが好ましい。なお。基板６４自体に磁力を有する場合は、弾性のあるシートは磁性体シートである必要はない。
【００６２】
［樹脂膜を押圧する工程］
次に、図１１に示すように、シリコーン樹脂膜６０に、基板６４を接触させる。そして、基板６４を図１２に示すように、スペーサ５２に押圧することで、シリコーン樹脂膜６０も押圧し、シリコーン樹脂膜６０の厚み、すなわち、形成されるモールド６８の厚みが調整される。
【００６３】
図１６は、基板６４でシリコーン樹脂膜６０を押圧した際の突起状パターン４２の状態を示す拡大図である。突起状パターン４２の先端は、平面状に形成されている。突起状パターン４２のサイズは、突起状パターンの先端から突起状パターンの根本に向かって５μｍの位置における突起状パターンの断面形状において、外接する長方形の長辺の長さが５μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、１０μｍ以上３５μｍ以下、さらに好ましくは、１５μｍ以上３０μｍ以下である。突起状パターン４２のサイズにより、モールド６８の貫通孔の孔径が決定される。そして、パターンシートを形成する際の樹脂の充填時に貫通孔から凹部内を減圧することで、樹脂の注入を促進させている。突起状パターン４２のサイズを上記範囲にすることで、貫通孔の孔径を決定することができ、貫通孔の孔径を上記範囲とすることで、モールドの凹部内の減圧を効率良く行うことができるとともに、過度の減圧により、貫通孔からパターンシートを形成する材料が洩れることを防止することができる。
【００６４】
型４０は、電鋳処理により金属により作製されている、または、金属粒子を含む樹脂で作製されているため、磁力により突起状パターン４２の先端を磁性体シート６６に確実に接着させることができる。図１６に示すように、型４０の突起状パターン４２の先端を磁性体シート６６に接着させた状態でシリコーン樹脂膜６０を硬化させ、モールドを形成することで、磁性体シート６６と突起状パターン４２との間にシリコーン樹脂が無い状態で、加熱、硬化（固化）されるので、モールド６８に貫通孔を形成することができる。
【００６５】
スペーサ５２の高さは、型４０の突起状パターン４２の先端が磁性体シート６６に接触する高さに調節される。スペーサ５２をこの高さに調節し、基板６４を押圧することで、突起状パターン４２の先端を磁性体シート６６に接触させることができる。
【００６６】
また、突起状パターン４２の高さは、加工精度または成形精度に限界があるため、１０数ミクロン程度のばらつきが生じてしまう。このばらつきは、基板６４を押圧する際に、磁性体シート６６がわずかに変形することで吸収することができ、すべての突起状パターン４２の先端を磁性体シート６６に接触させることができる。また、このバラツキを吸収するために、磁性体シート６６を、弾性を有するシートとすることが好ましく、均一な貫通孔を有するモールドを製造することができる。
【００６７】
［モールドを形成する工程］
次に、基板６４をスペーサ５２およびシリコーン樹脂膜６０に接触させた状態で、シリコーン樹脂膜６０を加熱、硬化することで、モールド６８を形成する。シリコーン樹脂膜６０を加熱する方法としては、アルミヒータ、赤外線ヒータ、セラミックヒータ、ＩＨ（Induction Heating）ヒータなどにより行うことができる。
【００６８】
［基板を剥離する工程］
次に、図１３に示すように、モールド６８から基板６４および磁性体シート６６を剥離する。型４０の突起状パターン４２の先端は、磁性体シート６６に接触しているため、磁性体シート６６を、弾性を有する素材とすることで、突起状パターン４２の先端が傷んだり、破損したりすることを防止することができ、この点においても好ましい。
【００６９】
また、基板６４には、エアー噴出機構（不図示）を設け、エアー噴出機構によりエアーを供給することで、基板６４を剥離してもよい。
【００７０】
［モールドを剥離する工程］
次に、図１４に示すように、モールド６８を、型４０から剥離することで、型４０の突起状パターン４２の反転型であり、貫通孔７１が形成された凹状パターン７０を有するモールド６８を製造することができる。
【００７１】
なお、上記では、モールドの材料に用いられる樹脂として、シリコーン樹脂を用いた例で説明したが、樹脂は特に限定されず、あらゆる種類の熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂を用いることができる。樹脂として紫外線硬化樹脂を用いる場合は、基板および磁性体シート、または、型が紫外線を通過する材料を用いることが好ましい。
【００７２】
また、上記では、型４０に樹脂を供給し、樹脂膜を型４０の表面に形成する態様で説明したが、基板６４に樹脂を供給し、基板６４側に樹脂膜を形成してもよい。基板６４側に樹脂膜を形成した後、型４０とで、樹脂膜を押圧することで、同様に、凹状パターン７０を有するモールド６８を製造することができる。
【００７３】
≪第２実施形態≫
次に第２実施形態にかかる貫通孔を有するモールドの製造方法について説明する。第２実施形態の貫通孔を有するモールドは、上型と下型とからなる型を用いた射出成型によりモールドを製造する点が第１実施形態のモールドの製造方法と異なっている。
【００７４】
［型を準備する工程］
型１４１の下型１４０は、第１実施形態の型４０と同様の方法により製造することができるので、その説明を省略する。下型１４０は、モールド１６８の反転型である突起状パターン１４２を有する。
【００７５】
図１７は、型１４１の斜視図、図１８は型１４１の断面図である。図１７、図１８に示すように、型１４１の下型１４０と上型１３９との間に、枠１４３を設置し、型１４１を一体化させる。
【００７６】
図１８に示すように、型の上型１３９の下型１４０側は、磁性体シート１６６が固定されている。磁性体シート１６６を上型に固定することにより、下型１４０の突起状パターン１４２の先端を磁力により上型１３９の磁性体シート１６６に接触させることができる。
【００７７】
磁性体シート１６６としては、第１実施形態と同様に、磁化されたシートであればよく、市販のマグネットシートを用いてもよく、フッ素ゴムシート、テフロン（登録商標）シート、シリコーン樹脂シート、エラストマーシートなどの樹脂シートを製造する際に、酸化鉄、酸化クロム、コバルト、フェライトなどの磁性粉を分散させることで、磁性体シート６６を製造することができる。磁性体シート６６の厚みは０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００７８】
また、型の上型１３９自体を磁化させてもよい。上型１３９自体を磁化させる方法としては、上型１３９を磁性体材料により製造する、上型１３９の製造時に磁性粉を含有させる、または、磁力を有する金属材料を用いて上型を製造することにより行うことができる。なお、上型１３９自体を磁化させることで、磁性体シートは不要になるが、下型１４０の突起状パターン１４２の先端の損傷を防ぐため、弾性のあるシートを使用することが好ましい。なお、上型１３９自体に磁力を有する場合は、弾性のあるシートは磁性体シートである必要はない。
【００７９】
型１４１の下型１４０は、金属を用いた電鋳処理により製作されているので、上型１３９の磁性体シート１６６に磁力により、突起状パターン１４２の先端を確実に接触させることができる。したがって、型１４１の下型１４０の突起状パターン１４２に対応する位置に確実に貫通孔を設けることができる。貫通孔を有するモールドを用いてパターンシートを製造することで、貫通孔からモールドの凹部内を減圧にすることができるので、モールドの原料を凹部内に注入することができ、安定した形状のパターンシートを製造することができる。
【００８０】
突起状パターン１４２の先端と上型１３９とを接触させるためには、下型１４０の突起状パターン１４２と枠１４３との高さの精度が重要になるが、加工精度または成形精度には限界があるため、ばらつきが生じてしまう。磁性体シート１６６を、弾性を有するシートとすることで、このばらつきを磁性体シート１６６がわずかに変形することで吸収することができ、突起状パターン１４２の先端を上型に接触させることができる。
【００８１】
下型１４０の突起状パターン１４２の先端のサイズについては、第１実施形態の型４０の突起状パターン４２と同様の条件とすることができる。
【００８２】
［樹脂（シリコーン樹脂）を注入する工程］
図１９は、樹脂を注入後の型の断面形状である。下型１４０の突起状パターン１４２の先端を上型１３９の磁性体シート１６６に接触させた状態で、モールドの原料であるシリコーン樹脂１６０を注入することで、突起状パターン１４２の先端と上型１３９が接触している位置には、シリコーン樹脂が存在しない状態とすることができる。
【００８３】
シリコーン樹脂の注入方法は、特に限定されないが、図２０に示すように、上型１３９の注入管１４６から、型１４１の幅方向に広がる拡流部１４８により、型の幅方向に広げて注入することが好ましい。また、下型１４０に突起状パターンが形成されていない位置の上部から注入することが好ましい。この位置から注入することにより、シリコーン樹脂の注入時に突起状パターン１４２が変形することを防止することができ、安定した形状のモールド１６８を成形することができる。
【００８４】
［モールドを形成する工程］
シリコーン樹脂を注入後、シリコーン樹脂を加熱、硬化することで、モールド１６８を形成する。シリコーン樹脂を加熱する方法としては、アルミヒータ、赤外線ヒータ、セラミックヒータ、ＩＨヒータなどにより行うことができる。
【００８５】
［モールドを剥離する工程］
次に、図２０に示すように、モールド１６８から上型１３９および磁性体シート１６６を剥離する。その後、図２１に示すように、モールド１６８を型の下型１４０から剥離することで、下型１４０の突起状パターン１４２の反転型であり、貫通孔１７１が形成された凹状パターン１７０を有するモールド１６８を製造することができる。なお、枠１４３を外した後、モールド１６８を剥離してもよい。
【００８６】
図２２は、型の上型の他の実施形態を示す図である。図２２に示す型２４１は、上型２３９に側部２４４を有する点が、図１７、図１８に示す型１４１と異なっている。図２２に示す上型２３９を用い、下型１４０と一体化させることで、モールドの型となる空間を形成することができる。その際、上型２３９の下型１４０側に磁性体シート１６６を設け、下型１４０の突起状パターン１４２の先端を磁性体シートと接触させ、樹脂の注入、固化を行い、モールドの成形を行うことで、貫通孔を有するモールドを製造することができる。
【００８７】
＜パターンシートの製造方法＞
次に、上記の製造方法で製造されたモールド６８を用いて、パターンシートを製造する方法について説明する。図２３から図２８は、パターンシート７６を製造する工程図である。
【００８８】
＜ポリマー溶解液を供給する工程＞
図２３は、モールド６８を準備した状態を示している。モールド６８は、上述のモールドの製造方法により製造される。
【００８９】
図２４は、モールド６８の凹状パターン７０にポリマー溶解液７２を供給する工程を示す図である。
【００９０】
パターンシート７６を形成するポリマー溶解液７２の材料としては、水溶性材料を用いることが好ましい。パターンシートの製造に用いられるポリマー溶解液の樹脂ポリマーの素材としては、生体適合性のある樹脂を用いることが好ましい。このような樹脂としては、グルコース、マルトース、プルラン、コンドロイチン硫酸ナトリウム、ヒアルロン酸ナトリウム、ヒドロキシエチルデンプンなどの糖類、ゼラチンなどのタンパク質、ポリ乳酸、乳酸・グリコール酸共重合体などの生分解性ポリマーを使用することが好ましい。これらの中でもゼラチン系の素材は多くの基材と密着性をもち、ゲル化する材料としても強固なゲル強度を持つため、基材と密着させることができ、パターンシート７６をモールド６８から剥離する際、基材（不図示）を用いてパターンシート７６を剥離することができるので、好適に利用することができる。濃度は材料によっても異なるが、薬剤を含まないポリマー溶解液中に樹脂ポリマーが１０〜５０質量％含まれる濃度とすることが好ましい。また、溶解に用いる溶媒は、温水以外であっても揮発性を有するものであればよく、エタノールなどのアルコールなどを用いることができる。そして、ポリマー樹脂の溶解液中には、用途に応じて体内に供給するための薬剤を共に溶解させることが可能である。薬剤を含むポリマー溶解液のポリマー濃度（薬剤自体がポリマーである場合は薬剤を除いたポリマーの濃度）としては、０〜３０質量％含まれることが好ましい。
【００９１】
ポリマー溶解液の調製方法としては、水溶性の高分子（ゼラチンなど）を用いる場合は、水溶性粉体を水に溶解し、溶解後に薬剤を添加してもよいし、薬剤が溶解した液体に水溶性高分子の粉体を入れて溶かしてもよい。水に溶解しにくい場合、加温して溶解してもよい。温度は高分子材料の種類により、適宜選択可能であるが、必要に応じて、約２０〜４０℃の温度で加温することが好ましい。ポリマー樹脂の溶解液の粘度は、薬剤を含む溶解液では２００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは５０ｍＰａ・ｓ以下とすることが好ましい。薬剤を含まない溶解液では２０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以下とすることが好ましい。ポリマー樹脂の溶解液の粘度を適切に調整することにより、モールドの針状凹部に容易に溶解液を注入することが容易となる。例えば、ポリマー樹脂の溶解液の粘度は、細管式粘度計、落球式粘度計、回転式粘度計または振動式粘度計で測定することができる。
【００９２】
ポリマー溶解液に含有させる薬剤は、薬剤としての機能を有するものであれば限定されない。特に、ペプチド、タンパク質、核酸、多糖類、ワクチン、水溶性低分子化合物に属する医薬化合物、又は化粧品成分から選択することが好ましい。
【００９３】
このような樹脂ポリマーの溶解液をモールド６８に注入する方法としては、例えば、スピンコーターを用いた塗布を挙げることができる。
【００９４】
モールド６８の凹状パターン７０の凹部先端は、モールド６８を貫通する貫通孔を有しているので、凹状パターン７０の凹部内のエアーを貫通孔から逃がすことができる。したがって、ポリマー溶解液７２をモールド６８の凹部に入りやすくするこができる。また、この工程は、減圧状態で行うことが好ましい。
【００９５】
［乾燥する工程］
図２５は、ポリマー溶解液７２を乾燥させてポリマーシート７４とする工程を示す図である。例えば、モールド６８に供給されたポリマー溶解液７２に風を吹き付けることにより乾燥させることができる。ポリマーシート７４とは、ポリマー溶解液７２に所望の乾燥処理を施した後の状態を意味する。ポリマーシート７４の水分量等は適宜設定される。なお、乾燥により、ポリマーの水分量が低くなりすぎると剥離しにくくなるため、弾力性を維持している状態の水分量を残存させておくことが好ましい。
【００９６】
［ポリマーシートを剥離する工程］
図２６、２７は、ポリマーシート７４をモールド６８から剥離し、パターンシート７６とした状態を示す図であり、図２８は、パターンシート７６を切断して、個別のパターンシート７６ａ、７６ｂ、７６ｃとする工程を説明する図である。
【００９７】
モールド６８から剥離したパターンシート７６は、切断装置（不図示）にセットされ、パターンシート７６を切断する位置を決定する。基本的には、突起状パターン７８を有する領域７８ａ、７８ｂ、７８ｃごととなるように切断位置を決定する。図２８に示すように、パターンシート７６を切断して、複数の個別のパターンシート７６ａ、７６ｂ、７６ｃとする。
【００９８】
また、図２３から図２８においては、モールド６８を用いて、パターンシート７６を製造する方法を説明したが、複数のモールド６８を接合し、凹状パターン７０が形成された面積を大面積化した集合モールドを製作し、パターンシートを製造することもできる。集合モールドを製造する方法は、第１集合モールド３０を製作する方法と同様の方法により行うことができる。
【００９９】
集合モールドを用いてパターンシートの製造を行うことで、１回の製造で面積の大きいパターンシートの製造をすることができ、生産性を向上させることができる。
【０１００】
なお、本実施形態では、ポリマー溶解液７２をモールド６８の凹状パターン７０に充填し、乾燥することによりポリマーシート７４を形成する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。
【０１０１】
例えば、薬剤を含むポリマー溶解液をモールド６８の凹状パターン７０に充填して乾燥し、その後、薬剤を含まないポリマー溶解液をモールド６８の凹状パターン７０に充填し、乾燥することによりポリマーシート７４を形成することができる。
【０１０２】
また、モールド６８の使用は、初回の１回限りの使用とし、使い捨てとすることが好ましい場合がある。パターンシート７６が、医薬品として用いられる場合、製造されるパターンシート７６の生体への安全性を考慮して、使い捨てとすることが好ましい。また、使い捨てとすることで、モールド６８を洗浄する必要がなくなるので、洗浄によるコストを下げることができる。特に、パターンシート７６が、医薬品として用いられる場合には、高い洗浄性が求められるため、洗浄コストが高くなる。
【０１０３】
製造されるパターンシート７６の突起状の形状は、先端が先細り形状となっていれば、特に限定されないが、例えば、円錐状、または、三角錐、四角錐などの角錐状の形状とすることができる。また、先細り形状のニードル部と、ニードル部と接続された錐台部とにより形成することができる。
【０１０４】
突起状パターンの突起状の高さは、１００μｍ以上２０００μｍ以下の範囲であり、好ましくは、２００μｍ以上１５００μｍ以下である。
【０１０５】
製造される突起状パターン７８を有するパターンシート７６は、突起状パターン４２を有する型４０、または、突起状パターン１４２を有する下型１４０の複製であるため、型４０の突起状パターン４２の形状、下型１４０の突起状パターン１４２の形状、または、原版１０の突起状パターン１２の形状を所望の形状とすることで、製造されるパターンシート７６の突起状パターン７８を所望の形状とすることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０  原版
１２  突起状パターン
２０、１２０、１２１  第１モールド
２２、１２２  凹状パターン
２４  凹状パターンが形成された面
３０、１３０  第１集合モールド
４０、１４１、２４１  型
４２、１４２  突起状パターン
５０  台
５２  スペーサ
５４  平面部
５８  シリコーン樹脂溶液
６０  シリコーン樹脂膜
６２  スリットノズル
６４  基板
６６、１６６  磁性体シート
６８、１６８  モールド
７０、１７０  凹状パターン
７１、１７１  貫通孔
７２  ポリマー溶解液
７４  ポリマーシート
７６  パターンシート
７６ａ、７６ｂ、７６ｃ  個別のパターンシート
７８  突起状パターン
７８ａ、７８ｂ、７８ｃ  突起状パターンを有する領域
１２６  切欠き部
１３９、２３９  上型
１４０  下型
１４３  枠
１４６  注入管
１４８  拡流部
１６０  シリコーン樹脂
２４４  側部
【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】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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