JP2018042677A - 凹状パターンモールドおよびパターンシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドの滑り性と剛性、および、液を充填する際の位置合わせを満足することができる凹状パターンモールドおよびパターンシートの製造方法を提供する。
【解決手段】複数の針状凹部７０がアレイ状に配置されたモールド本体６８の針状凹部７０が配置された表面の反対側の裏面側に、モールド本体６８の材料より剛性の高い剛性フィルム９２が設けられており、剛性フィルム９２は、モールド本体６８の複数の針状凹部が配置された領域以外に設けられている凹状パターンモールド６９である。
【選択図】図１５

Description

本発明は、凹状パターンモールドおよびパターンシートの製造方法に係り、特に、針状凸部を有するパターンシートの製造に用いられる凹状パターンモールドおよびこの凹状パターンモールドを用いたパターンシートの製造方法に関する。

生体表面、即ち皮膚や粘膜などから薬品などを投与する方法として、薬剤を含有する高アスペクト比の針状凸部（以下、「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、針状凸部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。

針状凸部を有する経皮吸収シートの製造は、転写パターンの形成された型（モールド）を用いて、転写パターンに針状凸部の材料を充填、乾燥、硬化することで、行われている。経皮吸収シートの製造に限らず、転写パターンを有する型は、数多く提案されている。例えば、下記の特許文献１には、微細な転写パターンが形成されている本体部と、本体部を補強するための補強材が本体部と一体となって形成された型が記載されている。また、特許文献２には、複数の凹部がアレイ状に形成されたサブマスター成形部と、強度を向上させるためのサブマスター基板と、からなるサブマスターが記載されている。

特許文献３には、凹凸模様の賦型面を有する型本体と、硬質の補強材とからなり、型本体と補強材が一体化された型が記載されている、また、特許文献４には、表面に凹凸が形成された複製モールド構造体と、複製モールド構造体を支持する基体と、からなるナノプリント用の複製モールドが記載されている。

特開２０１３−２４８７４９号公報 特開２００９−２２６６３４号公報 特開平３−１２６５２４号公報 特開２０１３−８６２９４号公報

針状凸部を有する経皮吸収シートの製造においては、針状凸部の反転形状である針状凹部が形成されたモールドの針状凹部に液を精度良く充填する必要があり、この場合、ヘッドをモールドに押し付けながら行う。モールドが変形しにくいと、ヘッドとモールドとの間で隙間ができ、液の充填を精度良く行うことができていなかった。また、モールドが変形しにくいと、液体の急激な乾燥で液が収縮することで、針状凸部の先端に気泡が含まれる場合があった。そのため、モールド本体は、針状凹部が変形しやすい材料で形成することが好ましかった。

しかしながら、モールドが変形しやすいと剛性が低くなるため、ハンドリング性が低下していた。また、モールドは基板の上に載せて位置決めを行い、針状凹部への液の充填を行うため、基板との密着性が低く、滑り性を有する材料が求められる。変形しやすい材料の場合、他の材料との粘着性も高くなる傾向にあり、滑り性が悪くなるため、モールドの位置合わせが難しくなっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、モールドの滑り性と剛性、および、モールドに液を充填する際の位置合わせの全てを満足することができる凹状パターンモールド、および、この凹状パターン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ことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る凹状パターンモールドは、複数の針状凹部がアレイ状に配置されたモールド本体の針状凹部が配置された表面の反対側の裏面側に、モールド本体の材料より剛性の高い剛性フィルムが設けられており、剛性フィルムは、モールド本体の複数の針状凹部が配置された領域以外に設けられている。

本発明によれば、モールド本体の針状凹部が配置された表面の反対側の裏面側に、モールド本体の材料より剛性の高い剛性フィルムを設けることで、剛性の高い材料は、剛性の低い材料と比較し、粘着性が低いため、滑り性を向上させることができる。したがって、凹状パターンモールドの移動を容易に行うことができ、モールドの位置合わせを容易に行うことができる。

また、剛性フィルムを設けることで、凹状パターンモールドの剛性を高くすることができるので、ハンドリング性を向上させることができる。

本発明に係る凹状パターンモールドの一態様は、モールド本体の表面側に、剛性フィルムを有することが好ましい。

この態様によれば、凹状パターンモールドの表面側にも剛性フィルムを貼り付けることで、凹状パターンモールド全体として剛性を向上させることができる。

本発明に係る凹状パターンモールドの一態様は、表面側の剛性フィルムが、モールド本体の表面の周囲に設けられていることが好ましい。

この態様によれば、表面側の剛性フィルムをモールド本体の表面の周囲に設けることで、凹状パターンモールドの剛性を向上させることができる。

本発明に係る凹状パターンモールドの一態様は、表面側の剛性フィルムが、モールド本体の表面の周囲のみに設けられていることが好ましい。

この態様によれば、表面側の剛性フィルムをモールド本体の表面の周囲のみに設けることで、凹状パターンモールドを用いたパターンシートの製造において、針状凹部に液を充填する際、供給装置を凹状パターンモールドを押圧しながら充填することができ、液量を精度良く供給することができる。

本発明に係る凹状パターンモールドの一態様は、表面側の剛性フィルムが、針状凹部が形成された領域を囲む格子状であることが好ましい。

この態様によれば、表面側の剛性フィルムを、格子状の剛性フィルムとすることで、凹状パターンモールド全体の剛性を向上させることができる。また、剛性フィルムを格子状とした場合、パターンシートの製造における液の充填は、インクジェットなどによる滴下により行うことができる。

本発明に係る凹状パターンモールドの一態様は、モールド本体が、エラストマー樹脂、または、シリコーン樹脂からなることが好ましい。

この態様は、モールド本体の材料を規定したものであり、材料として上記の材料を用いることで、パターンシートを製造する際の液の充填を精度良く行うことができる。また、パターンシートが医薬品の場合であっても、安全性を維持したパターンシートを製造することができる。

本発明に係る凹状パターンモールドの一態様は、剛性フィルムは、ポリエステル系樹脂であることが好ましい。

この態様は、剛性フィルムの材料を規定したものであり、剛性フィルムの材料としてポリエステル系樹脂を用いることで、凹状パターンモールドの滑り性および剛性を向上させることができる。

本発明に係る凹状パターンモールドの一態様は、モールド本体の材料がシリコーン樹脂であり、剛性フィルムの材料が非結晶ポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。

この態様は、モールド本体と剛性フィルムの材料の組み合わせを規定したものであり、この組み合わせとすることで、モールド本体を加熱、硬化する際に剛性フィルムを密着させておくことで、モールド本体に剛性フィルムを強固に接着させることができる。したがって、接着剤を使用せずに、凹状パターンモールドを製造することができる。

本発明に係る凹状パターンモールドの一態様は、針状凹部に、薬剤を充填する際の位置決めをする位置決めピン用の貫通孔を有することが好ましい。

この態様によれば、凹状パターンモールドに位置決めピン用の貫通孔を設けることで、パターンシートの製造時に、供給装置の位置決めピンと、位置決めピン用の貫通孔を一致させることで、液を針状凹部に精度良く充填させることができる。

本発明に係る凹状パターンモールドの一態様は、モールド本体の表面に設けられた剛性フィルムの厚みが、裏面に設けられた剛性フィルムの厚みよりも厚いことが好ましい。

パターンシートを製造する際、針状凹部に液を充填する工程において、凹状パターンモールドの裏面側から吸引することで、針状凹部に液を充填し易くすることがある。この場合、裏面側の剛性フィルムの厚みが厚くなると、充分に吸引できない場合があるため、裏面側の剛性フィルムの膜厚は薄い方が好ましい。また、裏面側の剛性フィルムの膜厚が薄いと、凹状パターンモールドの剛性が十分得られない場合があり、そのため、表面側の剛性フィルムの膜厚を厚くすることで、凹状パターンモールドに充分な剛性を付与することができる。

上記目的を達成するために、本発明に係るパターンシートの製造方法は、上記記載の凹状パターンモールドの針状凹部に、薬剤を充填する薬剤充填工程と、薬剤充填工程後の凹状パターンモールドの表面に基材溶液を塗布する基材溶液塗布工程と、基材溶液を乾燥し、パターンシートを形成する工程と、パターンシートを、凹状パターンモールドから剥離する剥離工程と、を有する。

上記凹状パターンモールドは、滑り性および剛性を有しているため、パターンシートを製造する際の液の充填、供給を、高い精度で効率良く行うことができる。したがって、本発明によれば、凹状パターンモールドの針状凹部の反転型である、パターンシートの針状凸部を精度良く製造することができる。

本発明の凹状パターンモールドによれば、モールドの剛性を高めることができ、パターンシート製造時のハンドリング性を向上させることができる。また、剛性フィルムを貼り付けることで、凹状パターンモールドより滑り性を向上させることができるので、パターンシート製造時の凹状パターンモールドの位置合わせを精度良く行うことができる。したがって、針状凹部への液の充填を精度良く行うことができる。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 凹状パターンモールドを形成する手順を示す工程図である。 スペーサ配置後の型の平面図である。 凹状パターンモールドを形成する手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドの平面図である。 凹状パターンモールドの底面図である。 剛性フィルムの別の形状を示す凹状パターンモールドの平面図である。 凹状パターンモールドを形成する別の手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する別の手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する別の手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する別の手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する別の手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する別の手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する別の手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する別の手順を示す工程図である。 凹状パターンモールドを形成する別の手順を示す工程図である。 パターンシートを形成する手順を示す工程図である。 パターンシートを形成する手順を示す工程図である。 パターンシートを形成する手順を示す工程図である。 パターンシートを形成する手順を示す工程図である。 パターンシートを形成する手順を示す工程図である。 パターンシートを形成する手順を示す工程図である。

以下、添付図面に従って、本発明に係る凹状パターンモールドおよび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。

＜凹状パターンモールドの製造方法＞
［第１モールドを製作する工程］
第１モールド２０は、凹状パターンモールド（以下、「モールド」ともいう）６９（図１６参照）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。

まず、図１に示すように、アレイ状に突起状パターン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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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、不要な位置にまで段差が形成されるため好ましくない。

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、基板と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。

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。

［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。

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。

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）。

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。

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の製作方法と同様の方法で製作することもできる。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、大型のモールドを製作する場合、突起状パターン４２の数が多くなり、コストがかかる。また、突起状パターン４２の形状が異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を作製し、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。

［凹状パターンモールドを形成する工程］
次に上記で製作した型４０を用いて、凹状パターンモールドを製造する方法を説明する。図７から１５は、凹状パターンモールドを形成する手順を示す工程図である。

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６９の厚みを調整する。図８は、スペーサ配置後の型の平面図である。スペーサ５２は、図８に示すように、四角形状の型４０の各辺の外側に設けることができる。ただし、スペーサ５２の位置は、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。

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７１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。

次に、図９、１０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。

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、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。

本実施形態においては、モールド本体を形成する材料として、シリコーン樹脂を用いた態様で説明するが、シリコーン樹脂に限定されず、他の例として、エラストマー樹脂を挙げることができる。

［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。

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。

［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本体６８の厚みが調整される。

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本体６８の高さを一定にすることができる。

スペーサ５２の高さは、モールドの厚みにもよるが、型４０の突起状パターン４２の先端が基板６４に接触する高さとすることで、形成されるモールド本体６８の針状凹部に貫通孔を形成することができる。貫通孔を有することで、パターンシートを製造する工程において、液を充填する際、貫通孔から吸引することで、液の充填を容易に行うことができる。

スペーサ５２の高さは、型４０の突起状パターン４２の先端が基板６４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の先端を基板６４に接触させることができ、形成されるモールド本体６８の針状凹部７０に貫通孔を形成することができる。なお、針状凹部に貫通孔を形成しない場合は、スペーサ５２を高くすることで、貫通孔を有さないモールドを製造することができる。

［モールド本体を形成する工程］
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、モールド本体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。

［基板を剥離する工程］
次に、図１３に示すように、モールド本体６８から基板６４を剥離する。基板６４の剥離は、通常の方法で行うこともできるが、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。

［モールドを剥離する工程］
次に、図１４に示すように、モールド本体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が形成された針状凹部７０を有するモールド本体６８を製造することができる。

なお、以上は、モールドの製造方法として、突起状パターンに樹脂膜を形成して硬化させる方法を説明したが、これに限定されない。例えば、射出成形（ＬＩＭ（Liquid Injection Molding）成形）によりモールドを製造することもできる。

［剛性フィルムを貼り付ける工程］
次に、図１５に示すように、型４０から剥離したモールド本体６８に剛性フィルム９２、９４を貼り付け、凹状パターンモールド６９を製造する。剛性フィルム９２、９４は、接着剤により貼り付けることができる。

剛性フィルム９２、９４の材料としては、ポリエステル系樹脂を用いることが好ましく、例えば、Ａ−ＰＥＴ（Amorphous Polyethylene Terephthalate：非結晶ポリエチレンテレフタレート）を挙げることができる。

剛性フィルム９２、９４の製造方法としては、成形したシートを打ち抜き加工することで、パターンを形成し、製造することができる。また、パターン付きシートとして射出成形により製造することができる。

剛性フィルムの接着前には、モールドと接着する剛性フィルムの接着面に、プラズマ処理などの活性化処理を施しておくことが好ましい。活性化処理を行うことで、材料同士の接着力を高めることができる。

＜凹状パターンモールド＞
上記のようにして製造された凹状パターンモールドの表面側から見た平面を図１６に、裏面側から見た底面図を図１７に示す。なお、図１７において、針状凹部７０の貫通孔７１は省略して記載する。モールド６９は、剛性フィルム９２、９４の分だけ段差を有する。モールド本体６８に対して、剛性フィルム９２、９４の厚み分段差を設けることで、パターンシートを製造する際、モールド６９の裏面側の台との接触部分を剛性フィルム９２のみとし、モールド本体６８とは接触しないようにすることができる。したがって、滑り性の良好な剛性フィルム９２のみを台に接触させることができるので、モールドの移動を容易にすることができる。

剛性フィルムは、少なくともモールド本体６８の針状凹部７０が形成された表面の反対側の裏面側に設ける。モールド本体６８を、例えばシリコーン材料で形成すると、弾性力が高く、モールドの滑り性がよくない。モールドの滑り性が悪いと、モールドの微小な移動が困難になるため、微小な針状凹部への液の充填を精度良く行うことが困難となる。剛性フィルム９２を、モールド本体６８の裏面側に設けることで、滑り性を向上させることができるので、パターンシートを製造する際の、液の充填を精度良く、効果的に行うことができる。

また、モールド本体６８に剛性フィルムを貼り付けることで、モールド６９に剛性を付与することができるので、シリコーン材料のみで形成したモールドと比較し、ハンドリング性を向上させることができる。

モールド６９の滑り性を考慮すると、剛性フィルムは、モールド６９の裏面側に貼り付けてあれば良いが、裏面側にのみ剛性フィルムが貼り付けてあると、モールド６９が剛性の高い裏面側（剛性フィルム側）を外側にして、モールドが反ってしまうことが懸念される。したがって、剛性フィルムは、表面側（針状凹部が形成されている面側）にも有することが好ましい。さらに、剛性フィルムの厚みは、表面側の剛性フィルム９４の厚みが裏面側の剛性フィルム９２の厚みより厚いことが好ましい。モールド６９の針状凹部７０に液を充填する際、モールド６９の裏面側から空気を吸引して行うため、剛性フィルム９２の膜厚が厚い場合、針状凹部の吸引力が弱くなり、液を針状凹部７０に十分に充填できなくなることが考えられる。したがって、裏面側の剛性フィルム９２の膜厚は薄いことが好ましいが、モールド６９の裏面側の剛性フィルム９２が薄い場合、モールド全体として、充分な剛性が得られない場合がある。この場合、表面側の剛性フィルム９４を厚くすることで、モールド全体として剛性を付与することができる。

モールド本体６８の厚みは、１．０〜１．５ｍｍとすることが好ましく、剛性フィルム９２、９４の厚みは０．１〜０．２ｍｍとすることが好ましい。

モールド６９の裏面側に貼り付ける剛性フィルム９２は、モールド本体６８の針状凹部７０が配置された領域以外に設けられており、針状凹部７０が形成された領域が貫通している格子状であることが好ましい。上述したように、パターンシートを製造する際、裏面から吸引しながら行う。モールドの針状凹部に対応する位置に、剛性フィルムを有すると、針状凹部の先端に設けられた貫通孔を塞いでしまう。また、針状凹部の先端に貫通孔が設けられていないとしても、シリコーン材料は、良好な空気透過性を有するので、針状凹部内の空気を排出するためには、裏面側に空気を透過し易くすることが好ましい。したがって、モールドの針状凹部が形成されている位置には、剛性フィルムを設けないことが好ましい。

また、表面側に貼り付ける剛性フィルム９４の形状は、パターンシートを製造する際の、薬剤を含む液の供給方法により、変更することができる。薬剤を含む液をスリットノズルにより供給する場合は、スリットノズルをモールドに押圧して供給するため、スリットノズルの先端が、モールドに接触するように、図１６に示すように、モールド６９の表面の周囲に貼り付けることが好ましい。薬剤を含む液を、インクジェットなどを用いて供給する場合は、針状凹部を塞がないように、剛性フィルムを貼り付けることができればよく、例えば図１８に示すように、針状凹部７０が形成された領域を囲む格子状とすることができる。剛性フィルム９４を格子状とすることで、周囲のみとした場合と比較し、モールド６９の剛性を高めることができる。

モールド６９は、パターンシートを製造する際に、モールド６９の位置を決定する位置決めピン用の貫通孔９６を有することが好ましい。針状凹部７０に液を充填する際、スリットノズルの先端部をモールド６９に押圧するため、スリットノズルの位置と、モールド６９の針状凹部７０の位置を精度良く合わせる必要がある。モールド６９に位置決めピン用の貫通孔９６を有し、スリットノズルを備える液供給装置の位置決めピンにより位置を決定することで、液を精度良く充填することができる。

なお、上記では、モールド６９の表面に剛性フィルムを貼り付ける構成で説明したが、裏面側のみとすることもできる。裏面側のみとすることで、モールド６９の滑り性、および、剛性を向上させることができる。

（別の実施形態の凹状パターンモールドの製造方法）
図１９〜２７は、別の実施形態の凹状パターンモールドの製造方法を説明する図である。本実施形態の凹状パターンモールドの製造方法は、剛性フィルム１９２、１９４を、モールド本体１６８の加熱、硬化時に、剛性フィルム１９２、１９４を接触させておき、加熱、硬化によりにモールド本体１６８と接着させることで、剛性フィルム１９２、１９４を有する凹状パターンモールド１６９を成形する。

［第１モールドを製作する工程］
第１モールドの製作は、上記の実施形態と同様の方法により行うことができる。ただし、本実施形態においては、型１４０と基板１６４とで樹脂膜を押圧する際に、シリコーン樹脂膜１６０と剛性フィルム１９２を接触させるため、基板１６４に剛性フィルム１９２の膜厚分の段差を設ける必要がある。同様に、モールド本体１６８の表面側に剛性フィルム１９４を設ける場合、型１４０に剛性フィルム１９４の膜厚分の段差を設ける必要がある。したがって、モールドの表面側に剛性フィルム１９４を貼り付ける場合は、上記実施形態の原版１０において、剛性フィルムの膜厚分の凹みを設ける。

［第１集合モールド、突起状パターンを有する型を製作する工程］
第１集合モールドの製作、および、型の製作も、上記と同様の方法により行うことができる。本実施形態においては、第１集合モールドに剛性フィルムの膜厚分の凸部を有するため、必要に応じて第１モールドを複数種類製作し、貼り付ける剛性フィルムの形状に合わせて第１集合モールドを形成してもよい。また、上記の方法で型４０を製作し、切削加工により剛性フィルムの膜厚分の凹部を有する型１４０を製作することもできる。このようにして製作された突起状パターン４２および凹部１４３を有する型１４０を図１９に示す。

［凹状パターンモールドを形成する工程］
次に、型１４０を用いて、凹状パターンモールドを形成する。モールドの表面側に剛性フィルム１９４を貼り付ける場合は、型１４０の凹部１４３上に剛性フィルム１９４を載せる（図２０）。なお、モールドの表面側に剛性フィルム１９４を貼り付けない場合は、凹部１４３を有さない型４０を用いてモールドを形成する。

次に、シリコーン樹脂溶液１５８を型１４０上に供給し、シリコーン樹脂膜１６０を形成する（図２１、２２）。シリコーン樹脂溶液５８の供給方法は、特に限定されず、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ができる。また、スピンコーターを用いた塗布により行うこともできる。

［樹脂膜を押圧する工程］
図２３は、本実施形態に用いられる基板１６４を示す図である。基板１６４は、剛性フィルム１９２の膜厚分の凹部１６５を有している。シリコーン樹脂膜１６０を脱泡した後、シリコーン樹脂膜１６０に基板１６４を接触させる（図２４）。基板１６４の凹部１６５に剛性フィルム１９２を配置する。この状態で、スペーサ５２に押圧することで、シリコーン樹脂膜１６０を押圧し、シリコーン樹脂膜１６０の厚みが調整される（図２４）。

［モールドを形成する工程］
基板１６４をスペーサ５２およびシリコーン樹脂膜１６０に接触させた状態で、シリコーン樹脂膜１６０を加熱、硬化することで、モールド本体１６８を形成する。シリコーン樹脂膜１６０を加熱、硬化することで、剛性フィルム１９２、１９４をモールド本体１６８に接着させる。加熱、硬化によりシリコーン樹脂膜１６０と剛性フィルム１９２、１９４を接着させる場合、剛性フィルムの材料として、シリコーン材料と接着しやすい材料を選択することが好ましい。シリコーン材料と接着しやすい材料としては、例えば、Ａ−ＰＥＴを用いることができる。

［基板、および、モールドを剥離する工程］
加熱、硬化することで、モールド本体１６８を形成した後、基板１６４をモールド１６９から剥離する。剛性フィルム１９２は、モールド本体１６８に接着しているため、基板１６４のみが剥離される。その後、モールド１６９を、型１４０から剥離することで、針状凹部７０を有し、表面側および裏面側に剛性フィルム１９２、１９４を有するモールド１６９を製造することができる。

＜パターンシートの製造方法＞
次に、凹状パターンモールド６９を用いたパターンシートの製造方法について説明する。図２８から３３は、パターンシートを製造する工程を示す図である。

図２８に示すように、モールド６９を台８０上に設置する。本実施形態のモールド６９は、モールド６９の裏面側に剛性フィルム９２を有しているので、モールド６９の滑り性を向上させることができ、台８０上での移動を容易に行うことができる。また、台８０上の位置決めピン（不図示）と貫通孔とを合わせることで位置合わせを行う。位置合わせを行った後、モールド６９の針状凹部７０に薬剤を含む溶解液８２を充填する（薬剤充填工程）。充填する方法としては、スリットノズルの先端部をモールド６９に接触させることで、針状凹部７０のみに充填してもよい。また、モールド上に薬剤を含む溶解液を塗布し、ブレードをモールドに接触させることで、針状凹部に薬剤を含む溶解液を充填してもよい。

次いで、図２９に示すように、薬剤を含む溶解液８２の上に薬剤を含まない溶解液（基材溶液）８４をディスペンサーにより塗布する（基材溶液塗布工程）。ディスペンサーによる塗布に加えて、バー塗布やスピン塗布、スプレーなどによる塗布などを適用することができる。

次いで、図３０に示すように、薬剤を含む溶解液８２と薬剤を含まない溶解液８４とを乾燥固化させることで、薬剤を含む層８６と薬剤を含まない層８８とから構成されるパターンシート９０が形成される（パターンシートを形成する工程）。乾燥固化は、モールド６９に供給された薬剤を含む溶解液８２、および、薬剤を含まない溶解液８４（以下、「溶解液８２、８４」ともいう）に風を吹き付けることにより乾燥させることができる。パターンシート９０とは、溶解液８２、８４に所望の乾燥処理を施した後の状態を意味する。パターンシート９０の水分量等は適宜設定される。なお、乾燥により、パターンシート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。

薬剤を含む溶解液８２から構成される薬剤を含む層８６と薬剤を含まない溶解液８４から構成される薬剤を含まない層８８とで構成される針状凸部が表面に形成されたパターンシート９０を形成した後、パターンシート９０をモールド６９から剥離する剥離工程へと進む。

パターンシート９０をモールド６９から剥離する方法は特に限定されない。剥離の際に、針状凸部が曲がったり折れたりしないことが望まれる。例えば、図３１に示すように、パターンシート９０の上に、粘着性の粘着層が形成されているシート状の支持体１００を付着させた後、支持体１００に吸盤（不図示）を設置し、エアーで吸引しながら垂直に引き上げる方法を適用することができる。垂直に引き上げることで、剥離の際に、針状凸部が曲がったり折れたりすることを防止することができる。また、端部から支持体１００をめくるように剥離してもよい。

図３２は、パターンシート９０をモールド６９から剥離した後の図であり、図３３は、パターンシート９０を支持体１００から剥離した後の図である。モールド６９から剥離した後のパターンシート９０は、モールド６９の表面側の剛性フィルム９４の位置にもよるが、剛性フィルム９４の膜厚分の段差が設けられる場合がある。しかしながら、パターンシート９０は、最終製品として、パターンごとに切断して使用させるため、段差が設けられている領域は切断される。なお、パターンシート９０の剥離は、支持体１００を用いずに剥離してもよい。

パターンシート９０を形成する溶解液８２、８４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溶解液に含まれる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。濃度は材料によっても異なるが、薬剤を含まない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、樹脂ポリマーの溶解液中には、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。

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。樹脂ポリマーの溶解液の粘度は、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。樹脂ポリマー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溶解液を注入することが容易となる。例えば、樹脂ポリマーの溶解液の粘度は、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。

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。

なお、本実施形態では、薬剤を含む溶解液８２と薬剤を含まない溶解液８４を充填、塗布した後、乾燥固化することで、パターンシート９０を製造したがこれに限定されない。例えば、薬剤を含む溶解液８２をモールド６９の針状凹部７０に充填し、乾燥した後、薬剤を含む層８６を形成する。その後、薬剤を含まない溶解液８４を塗布し、乾燥、固化することで、パターンシート９０を製造することもできる。

製造されるパターンシート９０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。

突起状パターンの突起状の高さは、１００μｍ以上１５００μｍ以下の範囲であり、好ましくは、２００μｍ以上１５００μｍ以下である。

製造される突起状パターンを有するパターンシート９０は、突起状パターン４２を有する型４０の複製であるため、型４０の突起状パターン４２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９０の突起状パターンを所望の形状とすることができる。

１０ 原版
１２、４２ 突起状パターン
２０ 第１モールド
２２ 凹状パターン
２４ 凹状パターンが形成された面
３０ 第１集合モールド
４０、１４０ 型
５０、８０ 台
５２ スペーサ
５８、１５８ シリコーン樹脂溶液
６０、１６０ シリコーン樹脂膜
６２ スリットノズル
６４、１６４ 基板
６８、１６８ モールド本体
６９、１６９ 凹状パターンモールド（モールド）
７０ 針状凹部
７１ 貫通孔
８２ 薬剤を含む溶解液
８４ 薬剤を含まない溶解液
８６ 薬剤を含む層
８８ 薬剤を含まない層
９０ パターンシート
９２、９４、１９２、１９４ 剛性フィルム
９６ 位置決めピン用の貫通孔
１００ 支持体
１４３、１６５ 凹部

Claims (11)

1. 複数の針状凹部がアレイ状に配置されたモールド本体の前記針状凹部が配置された表面の反対側の裏面側に、前記モールド本体の材料より剛性の高い剛性フィルムが設けられており、
   前記剛性フィルムは、前記モールド本体の複数の針状凹部が配置された領域以外に設けられている凹状パターンモールド。
2. 前記モールド本体の表面側に、剛性フィルムを有する請求項１に記載の凹状パターンモールド。
3. 表面側の前記剛性フィルムが、前記モールド本体の表面の周囲に設けられている請求項２に記載の凹状パターンモールド。
4. 表面側の前記剛性フィルムが、前記モールド本体の表面の周囲のみに設けられている請求項２または３に記載の凹状パターンモールド。
5. 表面側の前記剛性フィルムが、前記針状凹部が形成された領域を囲む格子状である請求項２または３に記載の凹状パターンモールド。
6. 前記モールド本体が、エラストマー樹脂、または、シリコーン樹脂からなる請求項１から５のいずれか１項に記載の凹状パターンモールド。
7. 前記剛性フィルムは、ポリエステル系樹脂である請求項１から６のいずれか１項に記載の凹状パターンモールド。
8. 前記モールド本体の材料がシリコーン樹脂であり、前記剛性フィルムの材料が非結晶ポリエチレンテレフタレートである請求項１から７のいずれか１項に記載の凹状パターンモールド。
9. 前記針状凹部に薬剤を充填する際の位置決めをする位置決めピン用の貫通孔を有する請求項１から８のいずれか１項に記載の凹状パターンモールド。
10. 前記モールド本体の表面に設けられた前記剛性フィルムの厚みが、裏面に設けられた前記剛性フィルムの厚みよりも厚い請求項１から９のいずれか１項に記載の凹状パターンモールド。
11. 請求項１から１０のいずれか１項に記載の凹状パターンモールドの前記針状凹部に、薬剤を充填する薬剤充填工程と、
    前記薬剤充填工程後の前記凹状パターンモールドの表面に基材溶液を塗布する基材溶液塗布工程と、
    前記基材溶液を乾燥し、パターンシートを形成する工程と、
    前記パターンシートを、前記凹状パターンモールドから剥離する剥離工程と、を有するパターンシートの製造方法。

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