(57)【要約】【課題】構造体内部に気密性および寸法精度に優れた微細な流路を備え、接合強度および外観形状に優れた微細流路構造体およびその製造方法を提供する。【解決手段】樹脂体の内部に所定パターンを有する管状の流路を備えた微細流路構造体であって、上記管状の流路は、該流路の周囲が樹脂板の超音波溶着により一体化された樹脂体であり、上記流路は、厚さ方向断面に垂直の凹溝が設けられた樹脂板と、上記凹溝に嵌合する凸部が設けられた樹脂板とを相互に一体接合して形成される気密空間よりなり、上記凸部は、その先端部が上記凹溝に嵌合できる形状であり、上記凹溝の深さより短い凸部高さであって、該凸部の基端部の幅が凸部の先端幅より広く、かつ上記凸部の両側面に該凸部の先端幅より基端部の幅を広くする方向の傾斜面を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂体の内部に所定パターンを有する管状の流路を備えた微細流路構造体であって、
前記管状の流路は、該流路の周囲が樹脂板の超音波溶着により一体化された樹脂体であり、
前記流路は、厚さ方向断面に垂直の凹溝が設けられた樹脂板と、前記凹溝に嵌合する凸部が設けられた樹脂板とを相互に一体接合して形成される気密空間よりなり、
前記凸部は、その先端部が前記凹溝に嵌合できる形状であり、前記凹溝の深さより短い凸部高さであって、該凸部の基端部の幅が凸部の先端幅より広く、かつ前記凸部の両側面に該凸部の先端幅より基端部の幅を広くする方向の傾斜面を有することを特徴とする微細流路構造体。
【請求項２】
前記凸部が設けられた樹脂板は、該凸部の基部の両側に溝状の樹脂溜まり部を備えることを特徴とする請求項１記載の微細流路構造体。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の微細流路構造体の製造方法であって、
前記製造方法は、厚さ方向断面に垂直の凹溝が設けられた樹脂板と、前記凹溝に嵌合する凸部が設けられた樹脂板とを、前記凸部を前記凹溝に嵌合させると共に、前記凸部の傾斜面を含む基端部両側面において前記凹溝の側面と超音波溶着により相互に一体接合する工程を備えてなることを特徴とする微細流路構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体内部に気密性および寸法精度に優れ、流体として液体および気体の搬送のための微細な流路を備えた微細流路構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡ等の生体物質の同定や検出に用いられるマイクロアレイや、マイクロポンプに利用される流路マニホールド、その他生体分野や化学分野において微量分析等に用いられるマイクロリアクター等で、流路幅および深さが０．０５〜０．５ｍｍである管状流路を立体物内部に有する樹脂製あるいはガラス製の構造体が採用されている。
【０００３】
従来、立体物内部に液体や気体等の流体搬送のための微細な流路を形成した構造体として、表面に凹溝等が形成された樹脂板を積層して形成したものがある。例えば、一方の樹脂板に流路となる凹溝を設け、平坦な樹脂板で被覆して接着や熱溶着等により接合したものや、一方の樹脂板に他方の樹脂板の凹溝に相対する凸部を設けて、凹溝と凸部を嵌合し、樹脂板間を接着して流路を形成したものが開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
樹脂板を積層して構造体を形成するためには、樹脂板同士を接合する必要がある。しかしながら、接着剤を用いて樹脂板を接合する場合、余分な接着剤が流路に流れ込んで流路を塞いでしまう、あるいは流路を流れる流体に接着剤が混入するおそれがある。また、拡散接合やＵＶ接合などの手法を用いる場合では、製造工程が複雑であるため、量産性に乏しいという問題がある。超音波溶着を利用する場合でも、流路付近に溶着形状を作製すると接着剤を使用した場合と同様に溶けた樹脂が流路に流れ込んで流路を塞いでしまう、あるいは溶着バリが流体に混入するなどの問題があった。また、溶着部分を流路となる凹溝と凹溝の間に形成すると、流路と流路の間隔を広く設けて溶着形状を作製するエリアを確保する必要があり、近接した流路を形成することが困難であった。
【０００５】
また、流路構造体を構成する樹脂板同士が十分強固に接合されていないと流体の漏れ、気密性低下等の問題が起こる可能性がある。また、構造体全体として十分な接合強度が得られていても、流路周囲の箇所で十分な接合がなされていないと上記流体の漏れ等が起こりやすい。更に上記方法では、管状の流路に接着剤、あるいは溶着バリなどが流れ込む問題から流路体積を制御することが非常に困難である。例えばマイクロアレイやマイクロリアクター等では接合隙間からわずかでも物質が漏れてしまう、あるいは気泡等が混入すると正確な同定・検出等を行なうことができず、流路体積が正確でないと定量的な評価ができないという問題がある。
【特許文献１】特開２００６−１４２１９８号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、構造体内部に気密性および寸法精度に優れた微細な流路を備え、接合強度および外観形状に優れた微細流路構造体およびそ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】
【０００７】
本発明の微細流路構造体は、樹脂体の内部に所定パターンを有する管状の流路を備えてなるものであって、上記管状の流路は、該流路の周囲が樹脂板の超音波溶着により一体化された樹脂体であり、上記流路は、厚さ方向断面に垂直の凹溝が設けられた樹脂板と、上記凹溝に嵌合する凸部が設けられた樹脂板とを相互に一体接合して形成される気密空間よりなり、上記凸部は、その先端部が上記凹溝に嵌合できる形状であり、上記凹溝の深さより短い凸部高さであって、該凸部の基端部の幅が凸部の先端幅より広く、かつ上記凸部の両側面に該凸部の先端幅より基端部の幅を広くする方向の傾斜面を有することを特徴とする。
本発明において「厚さ方向断面」とは「流路縦断面」を表す。「流路縦断面」とは、流路の進行方向に対して垂直に切断した面を示す。また、溶着するための凹凸形状は「流路横断面」で分割された２つの部品に形成され、重ね合わせた時に、この重ね合わせ面に対して垂直であり、嵌合できる凹凸部を有する。「流路横断面」とは、流路の進行方向に対して略平行に切断した面を示す。
【０００８】
また、上記凸部が設けられた樹脂板は、該凸部の基部の両側に溝状の樹脂溜まり部を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の微細流路構造体の製造方法は、上記本発明の微細流路構造体を製造する方法であって、厚さ方向断面である流路縦断面に垂直の凹溝が設けられた樹脂板と、上記凹溝に嵌合する凸部が設けられた樹脂板とを、上記凸部を上記凹溝に嵌合させると共に、上記凸部の傾斜面を含む基端部両側面において上記凹溝の側面と超音波溶着により相互に一体接合する工程を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の微細流路構造体は、厚さ方向断面に垂直の凹溝が設けられた樹脂板と、この凹溝に嵌合する凸部が設けられた樹脂板とを相互に一体接合して形成される気密空間である管状の流路を樹脂体の内部に備えたものであり、またこの管状の流路の周囲は樹脂板の超音波溶着により一体化された樹脂体であるため、構造物内部に構成される管状流路の気密性に優れる。
なお、本発明において「気密」とは、樹脂構造体内部の流路の周囲が一体化された樹脂体になっていることで、液体または気体などの流体が流路外に流通しないように遮断された状態であることを意味する。
【００１１】
上記凸部は、その先端部が上記凹溝に嵌合できる形状であり、凸部の基端部の幅が凸部の先端幅より広く、かつ凸部の両側面に凸部の先端幅より基端部の幅を広くする方向の傾斜面を有して、凸部の傾斜面を含む基端部両側面において前記凹溝の側面と相互に一体接合されてなる。このため、凸部の基端部両側面において該凹溝側面と均一に溶着することが可能となる。また上記構造に加えて、凹溝の深さより短い凸部高さであることから、凸部先端面および凹溝の内壁により囲まれた気密空間を形成して寸法精度に優れた流路とすることができる。
また、凸部の傾斜面を含む基端部両側面において凹溝側面と接合されているため、流路間に溶着部分を設ける必要がなく、溶着代を広く設定する必要がなく、流路と流路の間隔を狭くすることができる。
また、樹脂板の接合に超音波溶着を採用することで、溶融バリが発生せず、多種の樹脂材料において溶着が可能であり、樹脂板が相互に強固に溶着され、構造体の接合強度および外観形状に優れる。また、接着剤等を使用しないため、接着剤等が流路内へ流出することがなく、流路の寸法精度に優れると共に、流路を流れる流体に接着剤等が混入することがない。
【００１２】
上記凸部は、その基部の両側に溝状の樹脂溜まり部を有することで、溶融した樹脂が流動した場合でも、この樹脂溜まり部に流し入れることができ、溶融した樹脂が流路内へ流出することがなく、寸法精度に優れた流路が得られると共に、溶融した樹脂またはその成分が流路を流れる流体に混入することがない。ただし、この樹脂溜まり部は、溶着する際の溶着形状に依存して溶融する樹脂が非常に少ない場合は省略することができる。
【００１３】
本発明の微細流路構造体の製造方法は、流路縦断面に垂直の凹溝が設けられた樹脂板と、この凹溝に嵌合する凸部が設けられた樹脂板とを、凸部を凹溝に嵌合させると共に、凸部の傾斜面を含む基端部両側面において凹溝の側面と超音波溶着により相互に一体接合する構造にすることにより微細構造体の製造が可能となる。また、本発明で得られた構造体は気密性、寸法精度、機械強度、外観にも優れる。更には、超音波溶着工法は、接着剤や拡散接合など他工法と比較して、短時間で加工することができ、量産コストを抑えることができ、工業的な観点からも非常に有効な手段である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の微細流路構造体は、樹脂体の内部に所定パターンを有する管状の流路を備えた微細流路構造体である。
この構造体は、少なくとも２枚の任意の樹脂板を組み合わせて構成される。第一の樹脂板には厚さ方向断面に垂直の凹溝が設けられ、第二の樹脂板には第一の樹脂板の凹溝に嵌合する凸部が設けられている。この凸部はその先端部が上記凹溝に嵌合できる形状であり、凸部の高さは凹溝の深さより短い。また、この凸部の基端部の幅が凸部の先端幅より広くなっており、かつ凸部の両側面に、凸部の先端幅より基端部の幅を広くする方向の傾斜面とを有する。
これら２枚の樹脂板は、凸部が凹溝に嵌合して凸部の傾斜面を含む両側面において凹溝側面と相互に一体接合される。このとき、凸部の高さは凹溝の深さより短いことから、凸部先端面および該凹溝の内壁により囲まれた気密空間を形成する。この気密空間が管状の流路となり、流路の周囲は樹脂板の超音波溶着により一体化された樹脂体となる。
【００１５】
上記凹溝は、連続的な線形状または円形や矩形等の形状等の所定パターンに第一の樹脂板上に形成される凹状の溝である。一方、上記凸部は、上記第一の樹脂板に設けられた凹溝に嵌合でき、かつ凹溝のパターンに相対する形状として、第二の樹脂板上に形成される。
上記第一の樹脂板上に設けられる凹溝および第二の樹脂板上に設けられる凸部の形成方法については、射出成形、圧縮成形、切削加工、レーザー加工、フォトリソグラフィ等、公知の微細加工の手法を用いることができ、特に限定されない。
【００１６】
樹脂板表面に形成される凹溝および凸部の組み合わせからなる微細管状流路の断面形状としては、断面角形（図５参照）や断面円形または楕円形状（図８（ｂ）参照）、樹脂板を貫通する円孔形状等が挙げられる。また、例えば、凹溝の底面や凸部先端面を波型形状等としたり、凹溝および凸部の幅を変えるだけでなく、凹溝の深さや凸部高さを樹脂板全体で均一とせず任意に変化させるなどして、ひとつの構造体内に任意の形状および太さ（高さおよび幅）の流路を備えることもできる。
また、貫通する孔形状を有する樹脂板を複数枚組み合わせて、立体形状の流路を形成することができる。
微細管状流路の断面形状の大きさとしては、断面角形の場合、横幅および横幅が 0.05mm 以上、2.0mm 以下、好ましくは 0.05mm 以上、1.0mm 以下、より好ましくは 0.05mm 以上、0.5mm 以下である。この範囲であると超音波溶着により気密性ある微細管状流路を確保できる。
また、微細流路の間隔としては、 0.05mm 以上、2.0mm 以下、好ましくは 0.05mm 以上、1.0mm 以下である。
【００１７】
樹脂板同士を溶着する方法として、本願発明は、後述する接合形状と組み合わせることにより溶融バリの発生がなく、寸法精度および外観形状にも優れると共に、多種の樹脂材料において溶着が可能であり樹脂板が相互に強固に溶着され、微細流路構造体の接合強度に優れ、気密性および寸法精度に優れた流路を得られる等の理由から、特に超音波溶着にて樹脂板同士を溶着する。
【００１８】
本発明の微細流路構造体を構成する樹脂板の樹脂材料としては、溶着が可能な樹脂であれば任意の樹脂材料を使用でき、微細流路構造体の用途に応じて適宜決定できる。特に、本発明では凸部の基端部両側面において該凹溝側面と超音波溶着により一体接合することで、一般的な形状同士では超音波溶着による溶着が困難である結晶性樹脂等も用いることができる。
【００１９】
樹脂材料としては例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、脂肪族ポリケトン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ナイロン樹脂、ポリエチレンテレフタラート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリカーボネート（以下、ＰＣと記す）樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド（以下、ＰＰＳと記す）樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリスルホン（以下、ＰＳＦと記す）樹脂、ポリエーテルスルホン（以下、ＰＥＳと記す）樹脂、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫと記す）樹脂、液晶ポリマー、熱可塑性ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等が挙げられる。
【００２０】
各樹脂材料は、相溶性があるものであれば２種以上の混合物として用いることができる。また、上記各樹脂材料は、本発明の目的を阻害しない範囲で各種強化材、添加剤等の充填材を含有させて用いることができる。
本発明の微細流路構造体をマイクロアレイ用基板等として利用する場合、透明性等が要求されることから、ポリオレフィン樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＳＦ樹脂、ＰＥＳ樹脂等を用いることが好ましい。
【００２１】
本発明の微細流路構造体の一実施形態を図に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る微細流路構造体の組立斜視図であり、図２は、図１の微細流路構造体を図中の点線矢印方向より見た斜視図である。
図１に示すように、微細流路構造体１は、２枚の樹脂板２、３が組み合わされて構成されている。一方の樹脂板２は、その表面に連続的な線形状等である所定パターンの凹溝２ａが形成されており、他方の樹脂板３は、その表面に樹脂板２の凹溝２ａのパターンに相対する形状である凸部３ａが形成されている（図２参照）。樹脂板２および樹脂板３が接合される際、面２ｃおよび面３ｃが衝合して各樹脂板の相互に接する面となる。
さらに、凸部３ａまたは凹溝２ａには、任意の箇所にそれぞれ樹脂板３または樹脂板２を貫通する孔４を設けることができる。この貫通孔４は、樹脂板を接合したときに構造体内部の管状流路と外部を連通させる孔となる（図１矢印ａ）。
【００２２】
本発明の微細流路構造体１の製造方法を、図に基づいて各樹脂板の接合する部分を例示しながら説明する。図３、図５、図７はそれぞれ本発明の微細流路構造体１の製造方法の一例を説明する断面図である。また、図４は図３（ａ）におけるＡ部拡大図を、図６は図５におけるＢ部拡大図をそれぞれ示す。図７は図１におけるＣ−Ｃ線一部断面図でもある。
【００２３】
図３および図４に示すように、組み合わされる２枚の樹脂板は、樹脂板２側に厚さ方向断面に垂直の凹溝２ａが設けられ、樹脂板３側には凹溝２ａに嵌合する凸部３ａが設けられている。なお、相互に接合する樹脂板のどちらに凹溝２ａまたは凸部３ａを設けるかは任意に決定できる。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、樹脂板３は凸部３ａの基部の両側に、溝状に形成された樹脂溜まり部３ｂを有していてもよい。これは、凸部３ａが凹溝２ａに嵌合され、超音波溶着される際、溶融した樹脂をこの樹脂溜まり部３ｂに流し入れて、流路となる凹溝２ａへ流れ出ることを防ぐためのものである。この樹脂溜まり部３ｂの寸法は接合部５の理論上の体積最大量以上の体積であることが好ましい。
しかしながら、凸部３ａが凹溝２ａに嵌合した後、溶着するための基端部の幅と凹溝の幅との差は極微小であるため、図３（ｂ）に示すように、樹脂溜まり部３ｂを有さないものであってもよい。
【００２５】
図４に示すように、樹脂板３の凸部３ａは、基端部である側面３ｆ部分の幅Ｄ2が、その先端幅Ｄ1より広くなっている。また、凸部３ａの両側面に、凸部の先端幅より基端部の幅を広くする方向の傾斜面３ｅを有している。凸部３ａはその断面形状において、傾斜面３ｅを含む基端部の幅が先端幅より広くなった部分が左右対称に設けられていることが好ましい。左右対称であることにより、凸部３ａが凹溝２ａに嵌合する際、凸部３ａは凹溝２ａの側面２ｂに当接することなく、断面方向に対して左右均一に凹溝へ嵌合され、溶着されることができる。
また、この凸部３ａの先端幅より基端部の幅が広くなった構造は、凸部３ａの両側面だけでなく、連続形状である場合の末端部分など、凸部３ａ側面全体に備えられていることが好ましい。
また、凸部３ａはその先端部に凹溝に嵌合できる部分を有する。これは、凸部３ａの先端から直接、この先端幅より基端部の幅を広くする傾斜面３ｅを形成せず、凸部３ａの先端に凹溝２ａに嵌合できる部分を形成している。
【００２６】
また、図４に示すように、凸部３ａは、その先端部の幅Ｄ1を、凹溝２ａの上部内幅Ｄ3よりも、クリアランスをもたせた形状とすることが好ましい。このクリアランスは凸部３ａ先端部の両側に、それぞれ幅Ｄ6として設定されていることが好ましい。上記凸部３ａがその先端部に凹溝に嵌合できる部分を有すると共に、さらにこのクリアランスを設定することで、溶着振動をかける前に凸部先端部を凹溝に誘い込ませて嵌合し、樹脂板２と樹脂板３とを押えて変形などを矯正させることができる。その押えを保持しながら溶着振動をかけることによって、凸部の基端部両側面において該凹溝側面と均一に溶着することが可能となる。
上記幅Ｄ1を有する凸部の先端部長さは 0.1〜0.3mm が好ましい。この長さであると凸部の先端部を凹溝に誘い込ませて嵌合し、樹脂板２と樹脂板３とを押えて変形などを矯正させることが容易にできる。
また、本発明の微細流路構造体では、上述のように凸部３ａの基端部両側面に、傾斜面３ｅを経て先端幅より基端部の幅が広くなった部分を断面方向に対して左右対称に備えた構造であるため、クリアランスＤ6を狭く設定しておく必要があり、片側につき 0.01 mm 以下とする必要がある。
また、凸部３ａ両側面において、傾斜面３ｅから側面３ｆにかけて先端幅より基端部の幅が広くなった部分は、後述する超音波溶着の際、それぞれ凹溝２ａの側面２ｄと一体接合される接合部５となる。凸部３ａの両側面において樹脂板が相互に強固に溶着されることから、接合部５の幅である溶着代Ｄ7は 0.05〜0.5mm が好ましく、より好ましくは 0.1〜0.3mm である（図６参照）。
【００２７】
また図４に示すように、樹脂板３の面３ｃから凸部３ａの先端面３ｄまでの長さである凸部３ａの高さＤ5は、樹脂板２の面２ｃから凹溝２ａの底面２ｄまでの長さである凹溝２ａの深さＤ4より短い長さとすることで、凸部３ａが凹溝２ａに嵌合されつつ超音波溶着され、各樹脂板の面２ｃおよび面３ｃが衝合したときに、該凸部先端面および該凹溝の内壁により囲まれた気密空間部分を形成することができる。
【００２８】
樹脂板２および樹脂板３を超音波溶着により接合する方法について説明する。図３（ａ）に示す状態から、樹脂板２の凹溝２ａに、樹脂板３の凸部３ａの先端部を嵌合しつつ、超音波溶着を行なう。具体的には、樹脂板３の上面に超音波振動を与えながら加圧して、相互に圧入して溶着する。図６に示すように、超音波振動を印加することにより、接触部における変形歪の発熱が凸部傾斜面３ｅと２ａ溝の辺２ｂと辺２ｃから構成されるエッジ部を起点として発生し、圧力により溶融しながら侵入して該部位で溶着される。
ここで超音波溶着条件は、樹脂材料、凹凸形状等によって異なるが、超音波振動ホーンの振幅は、凹凸形状の嵌合上下方向に 25〜60 μm 、周波数は、15〜60 kHz で行なうのが溶着強度および気密度を高めるので好ましい。
上記のように溶着することで、図７に示すように、凸部３ａ両側面の傾斜面３ｅから基端部にかけて広くなった部分が凹溝２ａの側面２ｂと接合して接合部５を形成する。樹脂板２および樹脂板３の各樹脂板はこの接合部５で一体化し、凸部３ａ先端面３ｄおよび凹溝２ａの内壁により囲まれた、断面長方形の気密性のある空間である管状の流路が形成される。樹脂板２の面２ｃおよび樹脂板３の面３ｃにおいて溶着が行なわれなかった部分では、それぞれの面が衝合されただけで溶着は行なわれていない非接合部６となるが、この非接合部６は流路となる空間２ａに接することはないため、流路の気密性は確保される。
なお、上記溶着は流路の一部分ではなく流路全体で行なう。このことにより、気密性を全箇所に確保した流路を備えた構造体が得られる。
【００２９】
また、図６に示すように、凸部３ａの基端部の側面３ｆおよび傾斜面３ｅの部分では超音波溶着され接合部５を形成するが、凸部３ａの先端部の側面では超音波溶着されない。したがって、実際に形成される流路２ａは、厳密にはその上面の両端に非接合部６’を有する形状となる。しかしながら、この非接合部６’の幅は上述のクリアランスの幅に相当し、非常に微細な深さおよび幅であり、流路２ａの気密性および寸法精度に影響しない程度のものである。
【００３０】
上述のように、樹脂板２および樹脂板３は、凹溝２ａに凸部３ａが嵌合されつつこの凸部３ａの基端部両側面において該凹溝２ａ側面と相互に一体接合され、凸部３ａ先端面および凹溝２ａの内壁により囲まれた気密空間よりなる管状の流路を形成する。したがって、本発明の微細流路構造体では、流路と流路の間に、樹脂板同士を接合する部分を設定する必要がなく、流路と流路の間隔を、上記溶着代および樹脂溜まり部の幅のみとすることができる。しかしながら、樹脂板同士の接合強度をさらに必要とする場合には、上記以外の部位においても同時に溶着することもできる。
【００３１】
本発明の微細流路構造体の実施形態の一例として、樹脂板表面に形成される凹溝および凸部の組み合わせからなる管状流路の断面形状が、断面長方形である場合について上記に説明したが、例えば図８（ａ）および（ｂ）の超音波溶着の他の実施形態を説明する断面図に示すように、断面円形または楕円形形状等とすることもできる。この場合、凹溝２ａの底面２ｄおよび凸部３ａの先端面３ｄを断面半円形の凹状に形成する。嵌合および超音波溶着の方法については、上述する実施形態と同じであるため、説明を省略する。
【００３２】
また上記した微細流路構造体１は、樹脂板が２枚からなるものについて説明したが、樹脂板の両面に凹溝または凸部を形成し、樹脂板を貫通する孔などで連結するなどして、形成する流路形状等に応じて適宜積層数を決定し、複数枚の樹脂板を積層して流路を立体的に形成することもできる。
【００３３】
また、本発明の微細流路構造体の製造方法は、上述のように貫通孔４により構造体内部と外部が連通した管状の流路を形成するのみならず、構造体内に密閉された空間を形成することも可能であり、例えば、構造体内部に密閉空間を複数形成することで軽量化したり、構造体内部に他の物体等を密封または埋設したりすることなどで応用が可能である。
【実施例】
【００３４】
実施例１
図１に示す微細流路（流路断面寸法が一辺の長さ 0.5mm、1.0mm、1.5mm の３種類で、流路幅が最小で 0.5mm ）となるように凹凸を形成したポリカーボネート樹脂板２枚を超音波溶着により接合した。なお、凸部の基端両側に溶着溜り部を設けた。超音波溶着は、ＢＲＡＮＳＯＮ２０００シリーズ（日本エマソン社製）を使用して、周波数 20 kHz 、振幅 50 μm の条件により行なった。得られた樹脂微細流路構造体の接合部断面をマイクロスコープで撮影した。結果を図９に示す。図９に示すように、流路２ａの周囲は樹脂で一体化されており、流路２ａの上方に樹脂溜り部３ｂおよび非接合部６が見られる。
また、得られた微細流路について、樹脂板３の貫通穴４の片方を塞ぎ、水中でエアーを加圧（ 0.02 MPa ）して、気密漏れを確認した結果、気密漏れは観察されなかった。
【００３５】
実施例２
樹脂溜り部を設けない以外は、実施例１と同様にして微細流路構造体を得た。得られた樹脂微細流路構造体について、実施例１と同様にして、気密漏れを確認した結果、気密漏れは観察されなかった。
【００３６】
比較例１
図１０に示すポリカーボネート樹脂板７および８を準備し、凹を形成しない樹脂板７に接着剤９を塗布して接合した。接合面１０を観察したところ、流路断面に接着剤９の流入が見られた。
【００３７】
比較例２
図１１に示すポリカーボネート樹脂板７および８を準備し、実施例１と同様の溶着条件で超音波溶着した。接合面１０を観察したところ、流路断面に溶着バリ１１の流入が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の微細流路構造体は、構造体内部に気密性および寸法精度に優れた微細な流路を備え、接合強度および外観形状に優れているため、小型ポンプなどに使用するマニホールド(省スペース用流路回路)、マイクロアレイ用基板、マイクロリアクターなどとして好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る微細流路構造体の組立斜視図である。
【図２】図１の微細流路構造体を点線矢印方向より見た斜視図である。
【図３】本発明の微細流路構造体の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図４】図３（ａ）におけるＡ部拡大図である。
【図５】本発明の微細流路構造体の製造方法の一例を説明する断面図である。
【図６】図５におけるＢ部拡大図である。
【図７】本発明の微細流路構造体の製造方法の一例を説明する断面図であり、図１におけるＣ−Ｃ線一部断面図である。
【図８】本発明の微細流路構造体の製造方法の他の例を説明する断面図である。
【図９】実施例１の微細流路構造体の接合部断面写真である。
【図１０】比較例１を説明する図である。
【図１１】比較例２を説明する図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      微細流路構造体
２、３  樹脂板
４      貫通孔
５      接合部
６      非接合部
７、８  樹脂板
９  接着剤
１０  接合面
１１  溶着バリ
【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１０】
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【図１１】
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【図９】
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