JP2008030285A - 樹脂製接合品の製造方法 - Google Patents
樹脂製接合品の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008030285A JP2008030285A JP2006205744A JP2006205744A JP2008030285A JP 2008030285 A JP2008030285 A JP 2008030285A JP 2006205744 A JP2006205744 A JP 2006205744A JP 2006205744 A JP2006205744 A JP 2006205744A JP 2008030285 A JP2008030285 A JP 2008030285A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin member
- resin
- flow path
- fluid
- path forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract description 185
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract description 185
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 16
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 16
- 238000005304 joining Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 5
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 3
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 206010042674 Swelling Diseases 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- -1 nitrogen gas Chemical compound 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
【課題】樹脂部材を接合してその接合界面に流路を形成した場合でも、流路に接着剤などの異物が残留せず、かつ、流路形成溝の内面の変質、変形を防止することのできる樹脂製接合品の製造方法を提供すること。
【解決手段】樹脂製接合品1は、微小突起25を底部に備えた流路形成溝21が形成された第1の樹脂部材2に対して第2の樹脂部材3を接合してなる。樹脂製接合品1を製造するには、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを間に溶剤41が介在する状態で重なり合った状態とする第1工程と、樹脂部材2、3を加熱、加圧して樹脂部材2、3を接合させる第2工程とを行う。また、第2工程を行う際、流路形成溝21内に対して溶剤41による変質を防止するための流体42を流す。
【選択図】図2
【解決手段】樹脂製接合品1は、微小突起25を底部に備えた流路形成溝21が形成された第1の樹脂部材2に対して第2の樹脂部材3を接合してなる。樹脂製接合品1を製造するには、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを間に溶剤41が介在する状態で重なり合った状態とする第1工程と、樹脂部材2、3を加熱、加圧して樹脂部材2、3を接合させる第2工程とを行う。また、第2工程を行う際、流路形成溝21内に対して溶剤41による変質を防止するための流体42を流す。
【選択図】図2
Description
本発明は、樹脂部材の接合面同士を接合することにより形成される樹脂製接合品の製造方法に関するものである。
近年、内部に微細な流路を形成した流路構成体が提案されており、このような流路構成体は、例えば、生化学・医学等の分野においてバイオチップとして用いられている。バイオチップとは、流路に導入された試験液を光学的に観察することにより、試験液の分析を行うものである。
このような流路構成体を製造するにあたっては、例えば、第1の樹脂部材において微細な流路形成溝が形成された第1の接合面と、第2の樹脂部材の第2の接合面とを接着剤で接合する方法が提案されている。また、接着剤によって接合する際、接着剤によって流路内が損傷するのを防止する方法として、接着剤として嫌気性の接着剤を用い、硬化前に流路形成溝内の接着剤を気体で追い出す方法や、流路形成溝内を低融点物質で埋めて保護しておき、接着後、流路形成溝内から低融点物質を除去する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
また、第1の接合面と第2の接合面との間に溶剤を介在させた状態で加圧・加熱して第1の樹脂部材と第2の樹脂部材とを接合する溶剤接着という方法も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
特開平7−314561号公報
特開昭58−128812号公報
特開2003−118000号公報
しかしながら、特許文献1に記載の製造方法では、接着剤が流路形成溝内にはみ出して流路内に余計な凹凸が発生するとともに、流路内で接着剤が試料と接触して試験液の分析・検出を阻害する可能性がある。また、特許文献2に記載の製造方法では、低融点物質が流路内に残留することがあり、残留物は、汚染を嫌う生化学分野においては分析の妨げとなる。
さらに、特許文献3に記載の製造方法では、流路形成溝の内面が溶剤との接触により変質し、流路形成溝の内面が白濁してしまうことがあり、かかる白濁は、光学的な方法で分析する際の妨げとなる。
特に、流路形成溝の底部にナノサイズからミクロンサイズの微細な凹凸を形成し、かかる凹凸によって、試料中の成分を分離するタイプのバイオチップなどでは、微細な凹凸が溶剤との接触や熱により変質、変形してしまうことがある。
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、樹脂部材を接合してその接合界面に流路を形成した場合でも、流路に接着剤などの異物が残留せず、かつ、流路形成溝の内面の変質、変形を防止することのできる樹脂製接合品の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明では、第1の樹脂部材の第1の接合面と第2の樹脂部材の第2の接合面とが接合され、前記第1の接合面および前記第2の接合面の少なくとも一方に流路形成溝が形成された樹脂製接合品の製造方法において、前記第1の樹脂部材と前記第2の樹脂部材とを間に溶剤が介在する状態で重なり合った状態とする第1工程と、前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材を加圧して前記第1の樹脂部材と前記第2の樹脂部材とを接合させる第2工程とを有し、当該第2工程を行う際、前記流路形成溝内に対して、当該流路形成溝の前記溶剤による変質を防止するための流体を流すことを特徴とする。
本発明では、第1の樹脂部材と第2の樹脂部材とを接合するにあたって、前記第2工程では、前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材との間に溶剤を介在させた状態で加圧する溶剤接着法を採用するため、流路内に接着剤が残留することがない。また、溶剤接着法では、溶剤を用いるため、流路形成溝の内面が溶剤あるいはその蒸気と接すると、膨潤して変質するおそれがあるが、本発明では、流路形成溝内に対して流体を流しながら第2工程を行うため、流路形成溝の内面が膨潤状態になることを防止することができる。それ故、流路形成溝の内面では、溶剤あるいはその蒸気との接触に起因する白濁、面荒れ、面溶解などといった損傷が発生しない。
本発明は特に、前記第2工程において、前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材を加熱した状態で加圧する場合に適用すると効果的である。前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材との間に溶剤を介在させるとともに加熱した場合には、その分、流路形成溝の内面には、溶剤あるいはその蒸気との接触に起因する白濁、面荒れ、面溶解などといった損傷が発生しやすいが、本発明によれば、かかる損傷を確実に防止することができる。
本発明において、溶剤接着法を採用する場合、前記流体は、例えば、気体である。また、前記流体は、前記第2工程を行う際の前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材に対する溶解性が前記溶剤より低い液体であってもよい。すなわち、流体として液体を用いる場合、液体自身が溶剤よりも樹脂部材に対する溶解性が低い場合には、第2工程を行う際の溶剤の温度よりも高くてもよいが、流体として用いる液体の樹脂部材に対する溶解性が溶剤と同等、あるいは高い場合には、流体として用いる液体の温度を第2工程を行う際の溶剤の温度よりも低く設定する。
本発明の別の形態では、第1の樹脂部材の第1の接合面と第2の樹脂部材の第2の接合面とが接合され、前記第1の接合面および前記第2の接合面の少なくとも一方に流路形成溝が形成された樹脂製接合品の製造方法において、前記第1の樹脂部材と前記第2の樹脂部材とを重ね合わせる第1工程と、前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材をガラス転移温度付近まで加熱した状態で加圧して前記第1の樹脂部材と前記第2の樹脂部材とを接合させる第2工程とを有し、当該第2工程を行う際、前記流路形成溝内に対して冷却用の流体を流すことを特徴とする。なお、本発明における「ガラス転移温度付近」とは、第1の樹脂部材と第2の樹脂部材とを熱融着可能な温度のことを意味する。
本発明では、第1の樹脂部材と第2の樹脂部材とを接合するにあたって、前記第2工程では、前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材をガラス転移温度付近まで加熱した状態で加圧する熱融着法を採用するため、流路内に接着剤が残留することがない。また、熱融着法では、加熱を行うため、流路形成溝の内面もガラス転移状態になってしまい変質、変形が発生するおそれがあるが、本発明では、流路形成溝内に対して流体を流しながら第2工程を行うため、流路形成溝の内面は冷却され、ガラス転移温度付近まで加熱されることがない。それ故、流路形成溝の内面には、加熱に起因する変形などの損傷が発生しない。
本発明において、熱融着法を採用する場合、前記流体は、例えば、前記第2工程を行う際の加熱温度よりも低い温度の気体である。また、前記流体は、前記第2工程を行う際の加熱温度よりも低い温度の液体であってもよい。
本発明において、前記第2工程では、前記流体を流す際、当該流体を前記流路形成溝内から吸引することが好ましい。例えば、前記流路形成溝の一方端側に前記流体を供給する一方、前記流路形成溝の他方端側で前記流体を吸引することが好ましい。このように構成すると、流路形成溝内を負圧とすることができ、このような負圧状態では、第1の樹脂部材と第2の樹脂部材とが密着した状態となる。それ故、第1の樹脂部材と第2の樹脂部材とを密着した状態に確実に接合することができる。
本発明は特に、前記流路形成溝内に微小な凹凸が形成されている場合に適用すると効果的である。流路形成溝内に微細な凹凸が形成されている場合、かかる凹凸は、流路形成溝の内面よりも溶剤や熱によって損傷しやすいが、本発明によれば、かかる凹凸の損傷も確実に防止することができる。
本発明では、第2工程において、第1の樹脂部材および第2の樹脂部材との間に溶剤を介在させた状態で加圧する溶剤接着法、あるいは第1の樹脂部材および第2の樹脂部材をガラス転移温度付近まで加熱した状態で加圧する熱融着法を採用するため、流路内に接着剤が残留することがない。また、溶剤接着法あるいは熱融着法では、溶剤やその蒸気との接触、あるいは加熱によって、流路形成溝の内面も膨潤状態あるいはガラス転移温度付近になってしまい、変質や変形のおそれがあるが、本発明では、流路形成溝内に対して流体を流しながら第2工程を行うため、流路形成溝の内面は膨潤状態あるいはガラス転移温度付近にはならない。それ故、流路形成溝の内面には、溶剤やその蒸気との接触に起因する白濁、面荒れ、面溶解などといった損傷が発生せず、かつ、加熱に起因する変形などの損傷も発生しない。
図面を参照して、本発明を適用した樹脂製接合品およびその製造方法について説明する。
[実施の形態1(溶剤接着法)]
(構造)
図1(A)、(B)、(C)は、本発明を適用した樹脂製接合品を模式的に示す斜視図、分解斜視図、および流路形成溝の底部に形成された微細な凹凸の説明図である。図2(A)〜(D)は、本発明を適用した樹脂製接合品の製造方法を示す工程図である。
(構造)
図1(A)、(B)、(C)は、本発明を適用した樹脂製接合品を模式的に示す斜視図、分解斜視図、および流路形成溝の底部に形成された微細な凹凸の説明図である。図2(A)〜(D)は、本発明を適用した樹脂製接合品の製造方法を示す工程図である。
図1(A)、(B)、および図2(D)に示す樹脂製接合品1は、内部に2次元あるいは3次元の流路5が構成されており、流路5内に試験液を通過させることにより、試験液中に含まれる特定物質を検出することが可能である。従って、樹脂製接合品1はバイオチップ等として用いられる。
本形態の樹脂製接合品1は、アクリル樹脂などを板状に金型成形してなる第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3を接合することにより得られるものである。第1の樹脂部材2の接合面20(第1の接合面)には、流路5を形成するための微細な流路形成溝21が形成されている。また、第2の樹脂部材3には、第1の樹脂部材2と重ねたときに流路形成溝21の一方側端部および他方側端部に重なる位置に試料の注入などに用いられる貫通穴32、33が形成されているとともに、流路形成溝21から外れた位置に接着用の溶剤を注入するための貫通穴35が形成されている。このように構成された第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを接合すると、流路形成溝21の上方が第2の樹脂部材3に塞がれて流路5が形成されるとともに、貫通穴32、33が流路5に連通する。
本形態の樹脂製接合品1において、流路5(流路形成溝21)の底部には、図1(C)および図2(D)に示すように、流路形成溝21よりも幅の狭い隙間を隔てて複数の微小突起25(微細な凹凸)が形成されている。微小突起25は、そのサイズおよび隙間寸法がナノサイズからミクロンサイズであり、流路5内を流れる試験液に含まれる特定物質の分離や吸着、試験液の粒径分別、流路を長くする等の機能を果たす。
(製造方法)
本形態の樹脂製接合品1を製造するにあたっては、まず、図2(A)に示す第1工程において、接合面20、30同士が重なるように第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを重ねた状態で加圧ステージ6上に配置する。その結果、流路形成溝21は、上方が第2の樹脂部材3の接合面30で覆われるが、流路形成溝21の両端は、貫通穴32、33によって外部と連通する。次に、図2(B)に示すように、貫通穴35からプロピルアルコールなどの接着用の溶剤41を注入する。その結果、溶剤41は接合面20、30との間に薄く広がる。なお、樹脂部材2、3の接合面20、30の間に溶剤41を注入する方法として、樹脂部材2、3の接合面20、30の端部から溶剤41を毛管現象により吸い込ませる方法を用いてもよい。また、第1の樹脂部材2の接合面20、および第2の樹脂部材3の接合面30のうちの少なくとも一方に溶剤41を塗布し、その後、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを重ね合わせてもよい。さらには、流路形成溝21に直接、通じる貫通穴32、33より溶剤41を導入し、流路形成溝21の縁部から樹脂部材2、3の接合面20、30の間に溶剤41を毛管現象により染み出させてもよい。
本形態の樹脂製接合品1を製造するにあたっては、まず、図2(A)に示す第1工程において、接合面20、30同士が重なるように第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを重ねた状態で加圧ステージ6上に配置する。その結果、流路形成溝21は、上方が第2の樹脂部材3の接合面30で覆われるが、流路形成溝21の両端は、貫通穴32、33によって外部と連通する。次に、図2(B)に示すように、貫通穴35からプロピルアルコールなどの接着用の溶剤41を注入する。その結果、溶剤41は接合面20、30との間に薄く広がる。なお、樹脂部材2、3の接合面20、30の間に溶剤41を注入する方法として、樹脂部材2、3の接合面20、30の端部から溶剤41を毛管現象により吸い込ませる方法を用いてもよい。また、第1の樹脂部材2の接合面20、および第2の樹脂部材3の接合面30のうちの少なくとも一方に溶剤41を塗布し、その後、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを重ね合わせてもよい。さらには、流路形成溝21に直接、通じる貫通穴32、33より溶剤41を導入し、流路形成溝21の縁部から樹脂部材2、3の接合面20、30の間に溶剤41を毛管現象により染み出させてもよい。
次に、図2(C)に示す第2工程では、加圧ヘッド7により、樹脂部材2、3を加圧する。その際、加圧ステージ6に内蔵されたヒータ(図示せず)、加圧ヘッド7に内蔵されたヒータ(図示せず)あるいは、加圧ステージ6や加圧ヘッド7の周りに配置されたヒータ(図示せず)により、樹脂部材2、3を例えば60℃の温度まで加熱する。その結果、第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3では、接合面20、30同士が溶剤接着され、図1(A)、(B)および図2(D)を参照して説明した樹脂製接合品1が完成する。
このような第2工程を行うにあたって、本形態では、図2(C)に矢印Inで示すように、貫通穴33を介して流路形成溝21の一方端側に流体42を導入する一方、図2(C)に矢印Outで示すように、貫通穴32を介して流路形成溝21の他方端側で流体42を吸引する。例えば、加圧ヘッド7に対して、貫通穴33と重なる位置に流体導入穴71を形成する一方、貫通穴32と重なる位置に流体吸引穴72を形成し、流体導入穴71および貫通穴33を介して流路形成溝21の一方端側に流体42を導入する一方、流体吸引穴72および貫通穴32を介して流路形成溝21の他方端側で流体42を吸引する。
ここで、流体42としては、第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3を侵さない流体であれば、例えば、空気や窒素ガスなどの気体を用いることができる。これらの気体のうち、第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3が酸化を嫌う材料である場合、流体42としては、窒素ガスなど、酸素を含有しない気体を用いる。また、流体42としては、第2工程を行う際の第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3に対する溶解性が溶剤41より低い液体を用いてもよく、例えば、水やメチルアルコールなどの液体を用いてもよい。この場合、流体42(水やメチルアルコール)の温度は、第2工程を行う際の溶剤41や樹脂部材2、3の温度よりも高くてもよい。また、流体42としては、プロピルアルコールを用いてもよく、この場合、流体42の温度を、第2工程を行う際の溶剤41や樹脂部材2、3の温度よりも低い温度に設定すればよい。
なお、流路形成溝21に空気(流体42)を流す場合には、貫通穴32に対して、吸引ポンプが接続されたパイプを接続する一方、貫通穴33を開放状態とし、パイプを介して流路形成溝21の内部を吸引してもよい。
(本形態の効果)
以上説明したように、本形態では、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを接合するにあたって、第2工程では、第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3との間に溶剤41を介在させた状態で加圧する溶剤接着法を採用したため、流路5内に接着剤が残留することがない。また、溶剤接着法では、溶剤41によって、第1の樹脂部材2の接合面20と第2の樹脂部材3の接合面30とを軽い膨潤状態にするため、流路形成溝21の内面も、溶剤41あるいはその蒸気に接触して膨潤し、変質するおそれがあるが、本形態では、流路形成溝21内に対して流体42を流しながら第2工程を行う。このため、流路形成溝21の内面が膨潤することがないので、流路形成溝21の内面には、溶剤41やその蒸気との接触に起因する白濁、面荒れ、面溶解などといった損傷が発生しない。
以上説明したように、本形態では、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを接合するにあたって、第2工程では、第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3との間に溶剤41を介在させた状態で加圧する溶剤接着法を採用したため、流路5内に接着剤が残留することがない。また、溶剤接着法では、溶剤41によって、第1の樹脂部材2の接合面20と第2の樹脂部材3の接合面30とを軽い膨潤状態にするため、流路形成溝21の内面も、溶剤41あるいはその蒸気に接触して膨潤し、変質するおそれがあるが、本形態では、流路形成溝21内に対して流体42を流しながら第2工程を行う。このため、流路形成溝21の内面が膨潤することがないので、流路形成溝21の内面には、溶剤41やその蒸気との接触に起因する白濁、面荒れ、面溶解などといった損傷が発生しない。
また、本形態では、流路形成溝21内に微小突起25が形成されており、かかる微小突起25は、流路形成溝21の内面よりも溶剤41によって損傷しやすいが、本形態によれば、かかる微小突起25の損傷も確実に防止することができる。
さらに、本形態では、第2工程において流路形成溝21から流体42を吸引したため、流体42の導入と吸引とのバランス、例えば、貫通穴32、33のサイズバランスや、流体導入穴71と流体吸引穴72とのサイズバランスによっては、流路形成溝21内を負圧とすることができる。このような負圧状態で第2工程を行うと、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とが密着した状態となるので、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを確実に接合することができる。
(評価結果の一例)
(実施例)
本発明の実施例では、第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3としてアクリル樹脂板を用いた。第2の樹脂部材3には直径5mmの貫通穴32、33が形成され、第1の樹脂部材2には、幅200μm、深さ200μmの流路形成溝21が形成され、流路形成溝21の内部には、20μmの隙間を有する微小突起25が形成されている。なお、第1工程において、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを重ね合わせる際、貫通穴32、33と、流路形成溝21の両端とを重ね、この状態で、溶剤41としての2−プロパノールを貫通穴35から注入して、第1の樹脂部材2の接合面20と第2の樹脂部材3の接合面30との間の全面に行き渡らせる。次に、第2工程において、貫通穴32に管を取り付け、流路形成溝21内に存在する溶剤のみを吸引できる程度の圧力(微小突起25を破壊しない程度の圧力)で吸引することにより、貫通穴33から常温の大気(約25℃の空気)を導入しながら、樹脂部材2、3を20kPaで加圧する。また、ヒータにより、第1の樹脂部材2、第2の樹脂部材3および溶剤41を約60℃に加熱する。このような状態を10分間保持する。その結果、樹脂部材2、3同士が接合されるとともに、流路形成溝21の内面は透明で、かつ、微小突起25も潰れることがなかった。
(実施例)
本発明の実施例では、第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3としてアクリル樹脂板を用いた。第2の樹脂部材3には直径5mmの貫通穴32、33が形成され、第1の樹脂部材2には、幅200μm、深さ200μmの流路形成溝21が形成され、流路形成溝21の内部には、20μmの隙間を有する微小突起25が形成されている。なお、第1工程において、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを重ね合わせる際、貫通穴32、33と、流路形成溝21の両端とを重ね、この状態で、溶剤41としての2−プロパノールを貫通穴35から注入して、第1の樹脂部材2の接合面20と第2の樹脂部材3の接合面30との間の全面に行き渡らせる。次に、第2工程において、貫通穴32に管を取り付け、流路形成溝21内に存在する溶剤のみを吸引できる程度の圧力(微小突起25を破壊しない程度の圧力)で吸引することにより、貫通穴33から常温の大気(約25℃の空気)を導入しながら、樹脂部材2、3を20kPaで加圧する。また、ヒータにより、第1の樹脂部材2、第2の樹脂部材3および溶剤41を約60℃に加熱する。このような状態を10分間保持する。その結果、樹脂部材2、3同士が接合されるとともに、流路形成溝21の内面は透明で、かつ、微小突起25も潰れることがなかった。
(比較例)
本例の比較例として、実施例の条件のうち、流路形成溝21内を吸引する操作(空気を導入する操作)を省略したものであり、その他の条件は、実施例と同様である。この結果、樹脂部材2、3同士は接合されたが、微小突起25は溶け、流路形成溝21を塞いでしまった。また、流路形成溝21の内面は、溶剤41と反応して白濁化してしまった。
本例の比較例として、実施例の条件のうち、流路形成溝21内を吸引する操作(空気を導入する操作)を省略したものであり、その他の条件は、実施例と同様である。この結果、樹脂部材2、3同士は接合されたが、微小突起25は溶け、流路形成溝21を塞いでしまった。また、流路形成溝21の内面は、溶剤41と反応して白濁化してしまった。
[実施の形態1の変形例]
実施の形態1では、第2工程において、樹脂部材2、3を加熱して接合面20、30同士を溶剤接着したが、樹脂部材2、3の材質や溶剤41の種類によっては、加熱を省略してもよい。この場合、常温であっても、樹脂部材2、3の接合面20、30が膨潤するような樹脂部材2、3や溶剤41を用いることになるが、流路形成溝21内に対して流体42を流しながら第2工程を行えば、流路形成溝21の内面には、溶剤41やその蒸気との接触に起因する白濁、面荒れ、面溶解などといった損傷が発生しない。
実施の形態1では、第2工程において、樹脂部材2、3を加熱して接合面20、30同士を溶剤接着したが、樹脂部材2、3の材質や溶剤41の種類によっては、加熱を省略してもよい。この場合、常温であっても、樹脂部材2、3の接合面20、30が膨潤するような樹脂部材2、3や溶剤41を用いることになるが、流路形成溝21内に対して流体42を流しながら第2工程を行えば、流路形成溝21の内面には、溶剤41やその蒸気との接触に起因する白濁、面荒れ、面溶解などといった損傷が発生しない。
[実施の形態2(熱融着法)]
図3(A)〜(C)は、本発明の実施の形態2に係る樹脂製接合品の製造方法を示す工程図である。実施の形態1においては、溶剤接着法により第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3との接合を行ったが、溶剤接着法に代えて、熱融着法により、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3との接合を行ってもよい。なお、本形態の方法で製造した樹脂製接合品1も、図3(C)に示すように、微小突起25を底部に備えた流路形成溝21が形成された第1の樹脂部材2に対して第2の樹脂部材3を接合した構造を有しており、かかる構造は実施の形態1と同様であるため、図3(A)〜(C)を参照して製造方法のみを説明する。
図3(A)〜(C)は、本発明の実施の形態2に係る樹脂製接合品の製造方法を示す工程図である。実施の形態1においては、溶剤接着法により第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3との接合を行ったが、溶剤接着法に代えて、熱融着法により、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3との接合を行ってもよい。なお、本形態の方法で製造した樹脂製接合品1も、図3(C)に示すように、微小突起25を底部に備えた流路形成溝21が形成された第1の樹脂部材2に対して第2の樹脂部材3を接合した構造を有しており、かかる構造は実施の形態1と同様であるため、図3(A)〜(C)を参照して製造方法のみを説明する。
本形態では、まず、図3(A)に示す第1工程において、接合面20、30同士が重なるように第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを重ねた状態で加圧ステージ6上に配置する。その結果、流路形成溝21は、上方が第2の樹脂部材3の接合面30で覆われるが、流路形成溝21の両端は、貫通穴32、33によって外部と連通する。
次に、図3(B)に示す第2工程では、加圧ヘッド7により、樹脂部材2、3を加圧する。その際、加圧ステージ6に内蔵されたヒータ(図示せず)、加圧ヘッド7に内蔵されたヒータ(図示せず)あるいは、加圧ステージ6や加圧ヘッド7の周りに配置されたヒータ(図示せず)により、樹脂部材2、3をガラス転移温度付近にまで加熱する。その結果、第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3では、接合面20、30同士が熱融着され、図1(A)、(B)および図3(D)に示す樹脂製接合品1が完成する。
このような第2工程を行うにあたって、本形態では、図3(B)に矢印Inで示すように、貫通穴33を介して流路形成溝21の一方端側に冷却用の流体42を導入する一方、図3(B)に矢印Outで示すように、貫通穴32を介して流路形成溝21の他方端側で流体42を吸引する。例えば、加圧ヘッド7に対して、貫通穴33と重なる位置に流体導入穴71を形成する一方、貫通穴32と重なる位置に流体吸引穴72を形成し、流体導入穴71および貫通穴33を介して流路形成溝21の一方端側に流体42を導入する一方、流体吸引穴72および貫通穴32を介して流路形成溝21の他方端側で流体42を吸引する。
ここで、流体42としては、第2工程での加熱温度よりも低い温度の空気や窒素ガスなどの気体を用いることができる。また、流体42としては、第2工程での加熱温度よりも低い温度の液体、例えば、水、メチルアルコール、プロピルアルコールなどを用いてもよい。
なお、流路形成溝21に空気(流体42)を流す場合には、貫通穴32に対して、吸引ポンプが接続されたパイプを接続する一方、貫通穴33を開放状態とし、パイプを介して流路形成溝21を吸引してもよい。
このように、本形態では、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを接合するにあたって、第2工程では、第1の樹脂部材2および第2の樹脂部材3をガラス転移温度付近まで加熱した状態で加圧する熱融着法を採用したため、流路5内に接着剤が残留することがない。また、熱融着法では、加熱を行うため、流路形成溝21の内面も、加熱されて熱変形するおそれがあるが、本形態では、流路形成溝21内に対して流体42を流し、流路形成溝21内を冷却しながら第2工程を行う。このため、流路形成溝21の内面が熱変形することがない。また、本形態では、流路形成溝21内に微小突起25が形成されており、かかる微小突起25は、流路形成溝21の内面よりも熱変形しやすいが、本形態によれば、かかる微小突起25の熱変形も確実に防止することができる。さらに、第2工程では、流路形成溝21から流体42を吸引したため、流体42の供給と吸引とのバランスによっては、流路形成溝21内を負圧とすることができる。このような負圧状態で第2工程を行うと、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とが密着した状態となるので、第1の樹脂部材2と第2の樹脂部材3とを確実に接合することができる。
[その他の実施の形態]
上記形態の樹脂製接合品1では、樹脂部材2、3としてアクリル樹脂を用いたが、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂を用いてもよい。また、溶剤接着を行う際に用いる溶剤41としては、アルコール類、ケトン類、炭化水素系の溶剤を用いてもよい。さらに、上記形態の樹脂製接合品1では、流路形成溝21内に微細な凹凸として微小突起25を形成した例を説明したが、その形状は柱状、格子状、円錐状であってもよいなど限定がなく、さらに凹部からなる微細な凹凸が流路形成溝21内に形成されている場合に本発明を適用してもよい。
上記形態の樹脂製接合品1では、樹脂部材2、3としてアクリル樹脂を用いたが、ポリカーボネート樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂を用いてもよい。また、溶剤接着を行う際に用いる溶剤41としては、アルコール類、ケトン類、炭化水素系の溶剤を用いてもよい。さらに、上記形態の樹脂製接合品1では、流路形成溝21内に微細な凹凸として微小突起25を形成した例を説明したが、その形状は柱状、格子状、円錐状であってもよいなど限定がなく、さらに凹部からなる微細な凹凸が流路形成溝21内に形成されている場合に本発明を適用してもよい。
1 樹脂製接合品
2 第1の樹脂部材
3 第2の樹脂部材
5 流路
20、30 接合面
21 流路形成溝
25 微小突起
2 第1の樹脂部材
3 第2の樹脂部材
5 流路
20、30 接合面
21 流路形成溝
25 微小突起
Claims (9)
- 第1の樹脂部材の第1の接合面と第2の樹脂部材の第2の接合面とが接合され、前記第1の接合面および前記第2の接合面の少なくとも一方に流路形成溝が形成された樹脂製接合品の製造方法において、
前記第1の樹脂部材と前記第2の樹脂部材とを間に溶剤が介在する状態で重なり合った状態とする第1工程と、
前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材を加圧して前記第1の樹脂部材と前記第2の樹脂部材とを接合させる第2工程とを有し、
当該第2工程を行う際、前記流路形成溝内に対して、当該流路形成溝の前記溶剤による変質を防止するための流体を流すことを特徴とする樹脂製接合品の製造方法。 - 請求項1において、前記第2工程では、前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材を加熱した状態で加圧することを特徴とする樹脂製接合品の製造方法。
- 請求項1または2において、前記流体は、気体であることを特徴とする樹脂製接合品の製造方法。
- 請求項1または2において、前記流体は、前記第2工程を行う際の前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材に対する溶解性が前記溶剤より低い液体であることを特徴とする樹脂製接合品の製造方法。
- 第1の樹脂部材の第1の接合面と第2の樹脂部材の第2の接合面とが接合され、前記第1の接合面および前記第2の接合面の少なくとも一方に流路形成溝が形成された樹脂製接合品の製造方法において、
前記第1の樹脂部材と前記第2の樹脂部材とを重ね合わせる第1工程と、
前記第1の樹脂部材および前記第2の樹脂部材をガラス転移温度付近まで加熱した状態で加圧して前記第1の樹脂部材と前記第2の樹脂部材とを接合させる第2工程とを有し、
当該第2工程を行う際、前記流路形成溝内に対して冷却用の流体を流すことを特徴とする樹脂製接合品の製造方法。 - 請求項5において、前記流体は、前記第2工程を行う際の加熱温度よりも低い温度の気体であることを特徴とする樹脂製接合品の製造方法。
- 請求項5において、前記流体は、前記第2工程を行う際の加熱温度よりも低い温度の液体であることを特徴とする樹脂製接合品の製造方法。
- 請求項1ないし7のいずれかにおいて、前記第2工程では、前記流体を流す際、当該流体を前記流路形成溝内から吸引することを特徴とする樹脂製接合品の製造方法。
- 請求項1ないし8のいずれかにおいて、前記流路形成溝内には、微小な凹凸が形成されていることを特徴とする樹脂製接合品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006205744A JP2008030285A (ja) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | 樹脂製接合品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006205744A JP2008030285A (ja) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | 樹脂製接合品の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008030285A true JP2008030285A (ja) | 2008-02-14 |
Family
ID=39120203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006205744A Pending JP2008030285A (ja) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | 樹脂製接合品の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008030285A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010016370A1 (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | コニカミノルタオプト株式会社 | マイクロチップ、マイクロチップの製造方法及びマイクロチップの製造装置 |
WO2010038897A1 (ja) * | 2008-10-05 | 2010-04-08 | アークレイ株式会社 | 分析用具およびその製造方法 |
-
2006
- 2006-07-28 JP JP2006205744A patent/JP2008030285A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010016370A1 (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | コニカミノルタオプト株式会社 | マイクロチップ、マイクロチップの製造方法及びマイクロチップの製造装置 |
JP5251983B2 (ja) * | 2008-08-08 | 2013-07-31 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | マイクロチップの製造方法 |
WO2010038897A1 (ja) * | 2008-10-05 | 2010-04-08 | アークレイ株式会社 | 分析用具およびその製造方法 |
US20110182775A1 (en) * | 2008-10-05 | 2011-07-28 | Arkray, Inc. | Analytical instrument and method for manufacturing same |
CN102171576A (zh) * | 2008-10-05 | 2011-08-31 | 爱科来株式会社 | 分析用具及其制造方法 |
JPWO2010038897A1 (ja) * | 2008-10-05 | 2012-03-01 | アークレイ株式会社 | 分析用具およびその製造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4656149B2 (ja) | フローセル及びその製造方法 | |
US10898893B2 (en) | Devices for and methods of forming microchannels or microfluidic reservoirs | |
CN102740977B (zh) | 微芯片和微芯片制造方法 | |
US20090170189A1 (en) | Microfluidic device and method of fabricating the same | |
JP2009518599A (ja) | 細線接合および/またはシーリングシステムと方法 | |
EP1364150B1 (fr) | Dispositif pour la connexion de capillaires a un composant de micro-fluidique | |
JP2022549297A (ja) | 密閉型マイクロ流体デバイスを製造するためのシステムおよび方法 | |
CN111295591B (zh) | 微芯片 | |
CN102422164A (zh) | 微芯片 | |
US20240280604A1 (en) | Disposable flow velocity measuring device having predetermined sensitivity to pressure change by using various types of ultra-thin films, and microfluidic device capable of removing micro bubbles inside channel by using support patterns protruding from porous ultra-thin film and manufacturing method therefor | |
JP2008030285A (ja) | 樹脂製接合品の製造方法 | |
JP2007255717A (ja) | 化学分析装置 | |
JP2007240461A (ja) | プラスチック製マイクロチップ、及びその接合方法、及びそれを利用したバイオチップ又はマイクロ分析チップ。 | |
JP2013130396A (ja) | マイクロチップ | |
JP2015064321A (ja) | 流路デバイス | |
JP5720695B2 (ja) | 成形型及びマイクロチップ製造装置 | |
JP2008157644A (ja) | プラスチック製マイクロチップ、及びそれを利用したバイオチップ又はマイクロ分析チップ。 | |
Li et al. | Fabrication of a thermoplastic multilayer microfluidic chip | |
JP5215712B2 (ja) | マイクロチップ | |
WO2009101845A1 (ja) | マイクロチップ及びその製造方法 | |
JP5251983B2 (ja) | マイクロチップの製造方法 | |
JPWO2009125757A1 (ja) | マイクロチップ及びマイクロチップの製造方法 | |
JP5768228B2 (ja) | マイクロチップ、マイクロチップの成形型、及びマイクロチップを製造する製造装置 | |
CN102319593B (zh) | 膜动聚合物微流控芯片及其制备方法 | |
JP2010247056A (ja) | マイクロチップ |