JP6587345B2 - Method for producing resin mold - Google Patents
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Description
本発明は樹脂成形用金型、及びこれを用いた樹脂製モールドの作製方法に関する。 The present invention relates to a resin mold and a method for producing a resin mold using the mold.
近年、痛みを伴わずにインシュリン(Insulin)及びワクチン(Vaccines)及びhGH(human Growth Hormone)などの薬剤を皮膚内に投与可能な新規剤型として、マイクロニードルアレイ(Micro-Needle Array)が知られている。マイクロニードルアレイは、薬剤を含み、生分解性のあるマイクロニードル(微細針、又は微小針ともいう)をアレイ状に配列したものである。このマイクロニードルアレイを皮膚に貼付することにより、各マイクロニードルが皮膚に突き刺さり、これらマイクロニードルが皮膚内で吸収され、各マイクロニードル中に含まれた薬剤を皮膚内に投与することができる。マイクロニードルアレイは経皮吸収シートとも呼ばれる。 In recent years, Micro-Needle Array has been known as a new dosage form that can administer drugs such as insulin, vaccine (Vaccines) and hGH (human growth hormone) into the skin without pain. ing. The microneedle array is an array of biodegradable microneedles (also referred to as microneedles or microneedles) containing a drug. By attaching this microneedle array to the skin, each microneedle is pierced into the skin, the microneedle is absorbed in the skin, and the drug contained in each microneedle can be administered into the skin. The microneedle array is also called a transdermal absorption sheet.
上述のマイクロニードルアレイを製造する場合、製造したいマイクロニードルアレイと同じ形状の突起状パターンを有する原版が作製される。作製された原版を転写して反転型である凹部を有する樹脂製モールドが作製される。樹脂製モールドに、マイクロニードルアレイの原料であるポリマー溶解液を供給し、ポリマー溶解液を乾燥して硬化し、樹脂製モールドから剥離することによりマイクロニードルアレイが製造される。 When the above-described microneedle array is manufactured, an original plate having a protruding pattern having the same shape as the microneedle array to be manufactured is manufactured. The produced original plate is transferred to produce a resin mold having a concave portion that is a reversal type. The microneedle array is manufactured by supplying a polymer solution, which is a raw material of the microneedle array, to the resin mold, drying and curing the polymer solution, and peeling the polymer solution from the resin mold.
マイクロニードルアレイの原版(樹脂製モールドを作製するための樹脂成形用金型ともいう)の作製方法として、特許文献1には、基材を切削加工等の機械加工することにより原版を作製することが開示されている。 As a method for producing a microneedle array original plate (also referred to as a resin mold for producing a resin mold), Patent Document 1 discloses that an original plate is produced by machining the substrate, such as cutting. Is disclosed.
マイクロニードルアレイを用いて薬剤を皮膚内に投与する場合、マイクロニードルの形状が重要となる。マイクロニードルの形状は、樹脂製モールドの凹部の形状に依存し、樹脂製モールドの凹部の形状は樹脂成形用金型(原版)の突起状パターンの形状に依存する。したがって、樹脂成形用金型を精度良く作製することが求められる。 When a drug is administered into the skin using a microneedle array, the shape of the microneedle is important. The shape of the microneedle depends on the shape of the concave portion of the resin mold, and the shape of the concave portion of the resin mold depends on the shape of the protruding pattern of the resin molding die (original plate). Therefore, it is required to accurately produce a resin molding die.
ところで、特許文献1の記載された技術では、突起状パターンを構成する突起部の側面と樹脂成形用金型の第一面(突起部が形成される面)との交わる部分が円弧状となる。そのため転写される突起部の形状を精度良く形成することが容易でない。 By the way, in the technique described in Patent Document 1, a portion where the side surface of the protruding portion constituting the protruding pattern and the first surface of the resin molding die (surface on which the protruding portion is formed) has an arc shape. . For this reason, it is not easy to accurately form the shape of the protrusion to be transferred.
また、樹脂製モールドには、樹脂成形用金型の突起状パターンだけでなく、第一面も転写されるため、樹脂成形用金型の第一面も精度良く加工する必要があり、加工作業の負担が大きくなる。 In addition, not only the projection pattern of the resin mold but also the first surface is transferred to the resin mold, so it is necessary to process the first surface of the resin mold with high accuracy. The burden of.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、転写される突起部の加工精度が高く、加工が容易となる樹脂成形用金型、及び樹脂成形用金型を用いた樹脂製モールドの作製方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a resin molding die using the resin molding die and the resin molding die having high processing accuracy of the transferred protrusions and easy processing. An object of the present invention is to provide a manufacturing method of the above.
本発明の一態様によると、第一面に突起状パターンを有する樹脂成形用金型であって、突起状パターンを構成する突起部は、第一面の側から非転写部と転写部とを有し、かつ非転写部と転写部とは物理的性状が異なる。 According to one aspect of the present invention, there is provided a mold for resin molding having a projecting pattern on the first surface, and the projecting portions constituting the projecting pattern include a non-transfer portion and a transfer portion from the first surface side. The non-transfer part and the transfer part have different physical properties.
好ましくは、物理的性状が表面粗さであり、転写部の表面粗さは、非転写部の表面粗さより小さい。 Preferably, the physical property is surface roughness, and the surface roughness of the transfer portion is smaller than the surface roughness of the non-transfer portion.
さらに好ましくは、物理的性状が表面粗さであり、転写部の表面粗さは、0.01μm以上1.0μm以下の範囲であり、非転写部の表面粗さは0.1μm以上10μm以下の範囲である。 More preferably, the physical property is surface roughness, the surface roughness of the transfer portion is in the range of 0.01 μm to 1.0 μm, and the surface roughness of the non-transfer portion is 0.1 μm to 10 μm. It is a range.
好ましくは、物理的性状が外観形状であり、非転写部は錐台形状、又は柱形状であり、転写部は錐体形状である。 Preferably, the physical property is an appearance shape, the non-transfer portion is a frustum shape or a column shape, and the transfer portion is a cone shape.
好ましくは、転写部は多段の錐体形状である。 Preferably, the transfer portion has a multistage cone shape.
好ましくは、転写部の高さが100μm以上2000μm以下である。 Preferably, the height of the transfer part is 100 μm or more and 2000 μm or less.
好ましくは、転写部の先端径が50μm以下である。 Preferably, the tip diameter of the transfer portion is 50 μm or less.
好ましくは、転写部は、底面の直径に対する高さの比が1以上5以下である。 Preferably, the ratio of the height of the transfer portion to the diameter of the bottom surface is 1 or more and 5 or less.
好ましくは、隣り合う突起部の間隔が300μm以上2000μm以下である。 Preferably, the interval between adjacent protrusions is 300 μm or more and 2000 μm or less.
好ましくは、非転写部の高さが10μm以上である。 Preferably, the height of the non-transfer portion is 10 μm or more.
本発明の他の態様によると、樹脂製モールドの作製方法は、上記樹脂成形用金型の突起状パターンの転写部を樹脂材料に型押し、樹脂材料を硬化する型押し硬化工程と、硬化された樹脂材料から樹脂成形用金型を剥離して、転写部の反転形状の凹状パターンを有する樹脂材料を得る剥離工程と、を有する。 According to another aspect of the present invention, a method for producing a resin mold includes an embossing curing step in which a transfer portion of a protruding pattern of the resin molding die is embossed on a resin material, and the resin material is cured. And a peeling step of peeling the resin molding die from the obtained resin material to obtain a resin material having an inverted concave pattern of the transfer portion.
好ましくは、型押し硬化工程と、剥離工程と、樹脂成形用金型又は樹脂材料の移動とを繰り返し実行する。 Preferably, the stamping and curing step, the peeling step, and the movement of the resin molding die or the resin material are repeatedly performed.
本発明の樹脂成形用金型によれば、転写される突起部の加工精度が高く、加工が容易となる。 According to the resin molding die of the present invention, the processing accuracy of the transferred protrusion is high, and the processing becomes easy.
以下、添付図面にしたがって本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明される。本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。したがって、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is illustrated by the following preferred embodiments. Changes can be made by many techniques without departing from the scope of the present invention, and other embodiments than the present embodiment can be utilized. Accordingly, all modifications within the scope of the present invention are included in the claims.
ここで、図中、同一の記号で示される部分は、同様の機能を有する同様の要素である。また、本明細書中で、数値範囲を“ 〜 ”を用いて表す場合は、“ 〜 ”で示される上限、下限の数値も数値範囲に含むものとする。 Here, in the drawing, portions indicated by the same symbols are similar elements having similar functions. In addition, in the present specification, when a numerical range is expressed using “˜”, upper and lower numerical values indicated by “˜” are also included in the numerical range.
(第一実施形態)
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は第一実施形態の樹脂成形用金型の斜視図であり、図2は第一実施形態の樹脂成形用金型の一部における断面図である。
(First embodiment)
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of the resin molding die of the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of the resin molding die of the first embodiment.
樹脂成形用金型10は、第一面10Bの上に形成された突起状パターン10Aを有している。突起状パターン10Aとは、樹脂成形用金型10の第一面10Bから離間する方向に突出する突起部12が、樹脂成形用金型10の第一面10Bの上に配置されている状態をいう。突起部12の数、突起部12の配置の位置等は限定されない。第一面10Bは完全な平面であっても、一見して平面であっても良い。
The resin molding die 10 has a
突起状パターン10Aを構成する突起部12は、第一面10Bの側から、非転写部12Bと転写部12Aとを含んでいる。転写部12Aとは、後述する樹脂製モールドの作製において、樹脂製モールドに反転形状として転写される部分を意味し、非転写部12Bは、樹脂製モールドに反転形状として転写されない部分を意味する。本実施形態では、転写部12Aと非転写部12Bと異なる物理的性状を有している。ここで物理的性状とは、転写部12Aと非転写部12Bの表面粗さ、又は転写部12Aと非転写部12Bの外観形状を意味する。表面粗さは算術平均粗さ(Ra)である。外観形状とは、マイクロスコープならびにSEM(Scanning Electron Microscope、走査型電子顕微鏡)等で観察した際、一見して転写部12Aと非転写部12Bと区別が可能な形状を意味する。
The projecting
非転写部12Bは、柱形状の構造を有している。柱形状とは円柱、楕円柱、及び角柱(多角柱を含む)を含む意味である。柱形状は、2つの平行な底面と側面とを有し、底面の形状が円、楕円、多角形等の形状を有している。非転写部12Bの側面と第一面10Bとの成す角度θは、断面視で90°以上120°以下の範囲である。したがって、非転写部12Bの形状を錐台形状としても良い。
The
角度θが90°より少し大きいと、突起部12の先端の側から第一面10Bを光学的に撮像する場合(例えば、レーザー顕微鏡)、非転写部12Bの側面それ自身、及び非転写部12Bの側面と第一面10Bの境界を検出することが可能となる。ただし角度θが大きくなり過ぎると、隣り合う突起部の底面の間隔が小さくなり、非転写部12Bおよび第一面10Bの切削加工に使用する刃物が小さなものに限定され、加工が困難あるいは時間を要することになることから、角度θは120°以下が好ましい。また非転写部12Bと第一面10Bとの境界部分には、刃物のR形状(円弧形状)が残っても問題ない。
When the angle θ is slightly larger than 90 °, when the
非転写部12Bの高さH2は、好ましくは10μm以上である。高さH2を10μm以上とすることにより、切削等の機械加工が容易となり、また転写部12Aと非転写部12B形状の違いを認識することができる。なお、高さH2は、より好ましくは50μm以上200μm以下である。
The height H2 of the
転写部12Aは、第一面10Bから離れる方向に先細りとなる錐体形状の構造を有している。錐体形状とは、円錐形状、楕円錐形状、角錐形状(多角錐形状を含む)を含む意味である。錐体形状は、底面と底面から離れた一点に向かう側面とから構成される。なお、図2に示すように、突起部12は切削加工等により作製されるため、転写部12Aの先端は曲面状であり、その先端径D1は好ましくは50μm以下であり、より好ましくは30μ以下である。
The
転写部12Aの高さH1は、100μm以上2000μm以下であることが好ましく、300μm以上1500μm以下であることがより好ましく、500μm以上1000μm以下であることがさらに好ましい。転写部12Aの形状が、凹状パターンを有する樹脂製モールドを介して、成形品の微細形状として転写される。樹脂成形用金型10を利用して製造される成形品がマイクロニードルアレイの場合、マイクロニードルが100μm以上2000μm以下の高さで形成される。マイクロニードルの高さを上述の範囲とすることにより、マイクロニードルが皮膚に刺さりやすく、かつ痛みを伴わずに薬剤を皮膚内に投与することができる。
The height H1 of the
転写部12Aが円錐形状である場合、底面の直径D2に対する高さH1の比(いわゆるアスペクト比:H1/D2)が1以上5以下であることが好ましい。成形品がマイクロニードルアレイの場合、マイクロニードルのアスペクト比を上述の範囲とすることにより、マイクロニードルが皮膚に刺しやすく、また折れにくくすることが可能となる。
When the
転写部12Aは非転写部12Bから連続している。したがって、非転写部12Bの底面(上底)と転写部12Aの底面とは連続している。本実施形態では。非転写部12Bの底面(上底)と転写部12Aの底面の形状と大きさとは同じである。しかし、非転写部12Bの底面(上底)内に転写部12Aの底面が形成されている限り、特に限定されない。
The
樹脂成形用金型10の隣り合う突起部12の間隔Lは、300μm以上2000μm以下であることが好ましく、500μm以上1500μm以下であることがより好ましく、700μm以上1250μm以下であることがさらに好ましい。突起部12の間隔Lを上述の範囲とすることにより、切削等の機械加工が容易となる。また、成形品がマイクロニードルアレイの場合、隣接するマイクロニードルの間隔Lを上述の範囲とすることにより、マイクロニードルが皮膚に刺しやすく、また折れにくくすることが可能となる。隣り合う突起部12の間隔Lとは、ある突起部12に対して最も近い位置にある別の突起部12までの距離であり、図2に示すように、2つの突起部12の先端間の距離で測定される。
The distance L between
突起状パターン10Aと第一面10Bと含む樹脂成形用金型10は、全体として一体構造であることが好ましい。ここで、一体構造とは、一つの材料から作製された構造を意味する。図1,2においては、物理的性状として、転写部12Aと非転写部12Bの外観形状が異なり、転写部12Aは錐体形状であり、非転写部12Bは錐台形状、又は柱形状である。
The resin molding die 10 including the
(第二実施形態)
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図3は第二実施形態の樹脂成形用金型の斜視図であり、図4は第二実施形態の樹脂成形用金型の一部における断面図である。なお、第一実施形態の構成と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。
(Second embodiment)
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a perspective view of the resin molding die of the second embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a part of the resin molding die of the second embodiment. In addition, the same code | symbol may be attached | subjected to the structure similar to the structure of 1st embodiment, and description may be abbreviate | omitted.
樹脂成形用金型10は、第一面10Bの上に形成された突起状パターン10Aを有している。突起状パターン10Aとは、樹脂成形用金型10の第一面10Bから離間する方向に突出する突起部12が、樹脂成形用金型10の第一面10Bの上に配置されている状態をいう。
The resin molding die 10 has a
突起状パターン10Aを構成する突起部12は、第一面10Bの側から、非転写部12Bと転写部12Aとを含んでいる。非転写部12Bは、第一実施形態と同様に柱形状の構造を有している。柱形状とは円柱、楕円柱、及び角柱(多角柱を含む)を含む意味である。
The projecting
転写部12Aは、第一面10Bから離れる方向に先細りとなる多段の錐体形状の構造を有している。多段の錐体形状とは、第一面10Bの側から、少なくとも一つの錐台形状と、錐体形状とを有し、錐台形状の側面と第一面10Bとの成す角度θ2と、錐体形状の側面と第一面10Bとの成す角度θ1との大きさが異なる形状をいう。本実施形態では一つの錐台形状と一つの錐体形状を有しているので、第一面10Bと成す角度の異なる2つの側面を有するので二段の錐体形状となる。三段の錐体形状とするには、二段の錐体形状に、さらに第一面10Bと成す角度の異なる錐台形状を設けることで作製することができる。
The
成形品がマイクロニードルアレイの場合、マイクロニードルが多段の錐体形状で構成される。マイクロニードルが多段の錐体形状とすることにより、マイクロニードルの先端の部分のみ薬剤を供給することが可能となる。 When the molded product is a microneedle array, the microneedles are formed in a multistage cone shape. By making the microneedle into a multi-stage cone shape, it becomes possible to supply the drug only to the tip portion of the microneedle.
なお、転写部12Aの高さH1、転写部12Aの先端径D1、非転写部12Bの高さH2、転写部12Aのアスペクト比(H1/D2)、隣り合う突起部12の間隔Lは、第一実施形態と同様にすることができる。
The height H1 of the
第一実施形態と同様に、突起状パターン10Aと第一面10Bと含む樹脂成形用金型10は、全体として一体構造であることが好ましい。図3,4においては、物理的性状として、転写部12Aと非転写部12Bの外観形状が異なり、転写部12Aは多段の錐体形状であり、非転写部12Bは錐台形状、又は柱形状である。
As in the first embodiment, the resin molding die 10 including the
(樹脂成形用金型の作製方法)
次に、第一実施形態の樹脂成形用金型10を例に、樹脂成形用金型10の作製方法を、図5を参照して説明する。図5は樹脂成形用金型の作製方法の手順を示す工程図である。
(Production method of resin mold)
Next, a method for producing the resin molding die 10 will be described with reference to FIG. 5 taking the resin molding die 10 of the first embodiment as an example. FIG. 5 is a process diagram showing the procedure of a method for producing a resin mold.
図5(A)に示すように、樹脂成形用金型10を作製するための金属製の基材20を準備する。基材20の素材としては、ステンレス、アルミニウム合金、Ni等の金属、ハイス鋼、超硬合金等を使用することができる。
As shown in FIG. 5A, a
次に、図5(B)に示すように、第一切削刃30を用いて基材20を切削することにより、樹脂成形用金型10の突起部12を構成する転写部12Aを作製する。転写部12Aは、樹脂製モールドに反転形状の凹部として転写される。樹脂製モールドの凹部が成形品の突起部となる。したがって、転写部12Aの表面性状が成形品の突起部の表面性状に影響を与える。したがって、転写部12Aの表面粗さは小さいことが好ましく、0.01μm以上1.0μm以下であることが好ましい。転写部12Aの表面粗さは算術平均粗さ(Ra)であり、キーエンス製レーザー顕微鏡VKX−250により形状と同時に測定することができる。
Next, as illustrated in FIG. 5B, the
基材20を切削する際、転写部12Aの表面粗さを0.01μm以上1.0μm以下の範囲するため、各種条件(第一切削刃30の種類、切削速度等)が適宜選択される。表面粗さを小さくするためには、切削刃物の送りピッチを小さくする必要があるが、これは切削速度の低下、すなわち加工コストアップとなる。
When cutting the
次に、図5(C)に示すように、第二切削刃32を用いて基材20を切削することにより、樹脂成形用金型10の突起部12を構成する非転写部12B、及び第一面10Bを作製する。非転写部12B、及び第一面10Bは、樹脂製モールドには転写されない。したがって、非転写部12B、及び第一面10Bの表面粗さを、転写部12Aの表面粗さより大きくできる。例えば、非転写部12B、及び第一面10Bの表面粗さを0.1μm以上10μm以下とすることができる。すなわち、転写部12A程の加工精度が要求されないので、非転写部12B、及び第一面10Bの切削速度を上げることが可能となる。基材20を切削する際、非転写部12B、及び第一面10Bの表面粗さを0.1μm以上10μm以下の範囲するため、各種条件(第二切削刃32の種類、切削速度等)が適宜選択される。但し、転写部12Aと同等の表面粗さで、非転写部12B、及び第一面10Bを作製することもできる。
Next, as shown in FIG. 5C, by cutting the
また、非転写部12Bを作製することにより、転写部12Aと第一面10Bとは交わる部分は存在しない。したがって、転写部12Aと第一面10Bとが交わる部分が円弧状とはならない。したがって、突起部12の転写部12Aの加工精度を高くすることができる。仮に、非転写部12Bと第一面10Bとが交わる部分が円弧状となっても、樹脂製モールドに転写されないので、成形品の突起部の形状に与える影響はほとんどない。
Further, by producing the
図5(D)に示すように、基材20に、転写部12Aと非転写部12Bとを含む突起部12を必要な数だけ作製し終えると、樹脂成形用金型10が完成する。図5においては、物理的性状として、転写部12Aと非転写部12Bの外観形状が異なり、さらに、転写部12Aと非転写部12Bの表面粗さが異なっている。
As shown in FIG. 5D, when a necessary number of
ただし、例えば、転写部12Aと非転写部12Bとを全体として錐体形状とし、一見して転写部12Aと非転写部12Bとを区別できない場合であっても、転写部12Aと非転写部12Bの表面粗さを異ならせることもできる。
However, for example, even when the
(樹脂製モールドの作製方法)
次に、第一実施形態の樹脂成形用金型10を例に、樹脂製モールドの作製方法を、図6,7を参照して説明する。図6,7は樹脂製モールドの作製方法の手順を示す工程図である。
(Production method of resin mold)
Next, taking the resin molding die 10 of the first embodiment as an example, a method for producing a resin mold will be described with reference to FIGS. 6 and 7 are process diagrams showing a procedure of a method for producing a resin mold.
図6(A)に示すように、樹脂成形用金型10を準備する。樹脂成形用金型10は、第一面10Bに突起状パターン10Aを有している。突起状パターン10Aの構成する突起部12は、第一面10Bの側から非転写部12Bと転写部12Aとを有している。
As shown in FIG. 6A, a resin molding die 10 is prepared. The
図6(B)は型押し硬化工程を示している。図6(B)に示すように、樹脂材料40を準備する。樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aを樹脂材料40に型押しする。ここで型押しとは、樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aと樹脂材料40と接触させることを意味する。樹脂材料40の状態により、樹脂成形用金型10に圧力を加えて転写部12Aと樹脂材料40と接触させる場合、また、樹脂成形用金型10の転写部12Aを樹脂材料40に浸漬して転写部12Aと樹脂材料40と接触させる場合等の態様が含まれる。
FIG. 6B shows an embossing curing process. As shown in FIG. 6B, a
本実施形態では、非転写部12Bが柱形状であり、転写部12Aは錐体形状である。転写部12Aと非転写部12Bの物理的性状(外観形状)が異なっているので、転写部12Aと非転写部12Bの境界を容易に認識できる。したがって、樹脂成形用金型10を樹脂材料40に型押しする際、転写部12Aのみを樹脂材料40に接触させる位置調整が容易となる。
In the present embodiment, the
樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aと樹脂材料40とを接触させた状態で、樹脂材料40を硬化する。樹脂材料40を硬化することにより、転写部12Aの反転形状の凹部44を樹脂材料40に形成する。
The
図6(C)は剥離工程を示している。図6(C)に示すように、樹脂材料40から樹脂成形用金型10を剥離する。突起状パターン10Aの転写部12Aの反転形状の凹部44で構成される凹状パターン42Aを有する樹脂製モールド42を得る。
FIG. 6C shows a peeling process. As shown in FIG. 6C, the resin molding die 10 is peeled from the
凹状パターン42Aは、樹脂製モールド42の一方面から他方面に向けて延びる凹部44が、樹脂製モールド42の一方面に配置されている状態をいう。凹部の数、凹部の配置、及び凹部の形状は、樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aと同じになる。
The
突起状パターン10Aを有する樹脂成形用金型10を用いて、樹脂製モールド42を作製する方法として以下の方法を挙げることができる。
Examples of a method for producing the
まず、第1の方法について説明する。樹脂材料40として、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準備する。樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aを紫外線硬化樹脂に型押しする。紫外線硬化樹脂に樹脂成形用金型10を型押しした状態で、紫外線硬化樹脂に樹脂材料40の下側(樹脂成形用金型10と反対側)から紫外線を照射し、紫外線硬化樹脂を硬化させる。硬化させた紫外線硬化樹脂から樹脂成形用金型10を剥離する。突起状パターン10Aの転写部12Aの反転形状である凹部44で構成される凹状パターン42Aを有する樹脂製モールド42を得ることができる。
First, the first method will be described. As the
紫外線硬化樹脂とは、紫外線を照射することにより架橋反応、重合反応を経て硬化する樹脂をいう。紫外線重合性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、スチリル基、アリル基等の不飽和の重合性官能基等が挙げられる。 The ultraviolet curable resin refers to a resin that is cured through a crosslinking reaction and a polymerization reaction when irradiated with ultraviolet rays. Examples of the ultraviolet polymerizable functional group include unsaturated polymerizable functional groups such as a (meth) acryloyl group, a vinyl group, a styryl group, and an allyl group.
第2の方法について説明する。樹脂材料40として、熱可塑性樹脂を準備する。突起状パターン10Aを有する樹脂成形用金型10を加熱する。加熱された突起状パターン10Aの転写部12Aを熱可塑性樹脂の表面に型押しする。熱可塑性樹脂の表面は軟化されているので、突起状パターン10Aの転写部12Aを熱可塑性樹脂に接触させることができる。なお樹脂成形用金型10ではなく樹脂材料40を加熱しても良く、また樹脂成形用金型10と樹脂材料40の両方を加熱しても良い。
The second method will be described. A thermoplastic resin is prepared as the
熱可塑性樹脂に樹脂成形用金型10を型押しした状態で、樹脂成形用金型10を冷却する。樹脂成形用金型10冷却することにより熱可塑性樹脂を硬化させる。その後、突起状パターン10Aの転写部12Aが転写された熱可塑性樹脂から樹脂成形用金型10を剥離する。樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aの反転形状である凹部44で構成される凹状パターン42Aを有する樹脂製モールド42を得ることができる。
In a state where the resin molding die 10 is pressed into the thermoplastic resin, the resin molding die 10 is cooled. The thermoplastic resin is cured by cooling the resin molding die 10. Thereafter, the resin molding die 10 is peeled from the thermoplastic resin to which the
熱可塑性樹脂として、特に限定されるものではなく、例えば、LDPE(Low Density Polyethylene:低密度ポリエチレン)、HDPE(High Density Polyethylene:高密度ポリエチレン)、PP(polypropylene:ポリプロピレン)、PC(polycarbonate:ポリカーボネート)等を挙げることができる。 The thermoplastic resin is not particularly limited. For example, LDPE (Low Density Polyethylene), HDPE (High Density Polyethylene), PP (polypropylene), PC (polycarbonate) Etc.
次に、第3の方法について説明する。PDMS(polydimethylsiloxane:ポリジメチルシロキサン、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準備する。樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aのシリコーン樹脂に型押しする。シリコーン樹脂に樹脂成形用金型10を型押した状態で、シリコーン樹脂を10分間、150℃で加熱処理し硬化させる。硬化させたシリコーン樹脂から樹脂成形用金型10を剥離する。樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aの反転形状である凹部44で構成される凹状パターン42Aを有する樹脂製モールド42を得ることができる。
Next, the third method will be described. A silicone resin in which a curing agent is added to PDMS (polydimethylsiloxane, for example, Sylgard 184 manufactured by Dow Corning) is prepared. The mold is pressed into the silicone resin of the
図7は、樹脂成形用金型10を用いた別の樹脂製モールド42の作製方法の手順を示す工程図である。
FIG. 7 is a process diagram showing the procedure of another method for producing a
図7(A)に示すように、樹脂成形用金型10を準備する。樹脂成形用金型10は、第一面10Bに突起状パターン10Aを有している。突起状パターン10Aの構成する突起部12は、第一面10Bの側から非転写部12Bと転写部12Aとを有している。
As shown in FIG. 7A, a resin molding die 10 is prepared. The
図7(B),(C)は、型押し硬化工程と、剥離工程と、樹脂成形用金型10又は樹脂材料40の移動を繰り返し実行する工程を示している。図7(B)に示すように、樹脂材料50を準備する。樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aを樹脂材料50に型押しする。樹脂成形用金型10の突起状パターン10Aの転写部12Aと樹脂材料50とを接触させた状態で、樹脂材料50を硬化する。樹脂材料50を硬化することにより、転写部12Aの反転形状の凹部54を樹脂材料50に形成する。
FIGS. 7B and 7C show a process of repeatedly performing the press-curing and curing process, the peeling process, and the movement of the resin molding die 10 or the
樹脂材料50から樹脂成形用金型10を剥離することにより、転写部12Aの反転形状の凹部54で構成される樹脂材料50を得る。
By peeling the resin molding die 10 from the
次いで、樹脂成形用金型10を樹脂材料50の上の別の位置に移動する。樹脂成形用金型10の転写部12Aを樹脂材料50に型押し、樹脂材料50を硬化し、樹脂成形用金型10を樹脂材料50から剥離することにより、樹脂材料50の別の位置に凹状パターン52Aが形成される。本実施形態では、樹脂成形用金型10を移動させているが、樹脂材料50を移動させても良い。転写部12Aと非転写部12Bの物理的性状(外観形状)が異なっているので、転写部12Aと非転写部12Bの境界を容易に認識できる。したがって、樹脂成形用金型10を樹脂材料50に型押しする際、転写部12Aのみを樹脂材料50に接触させる位置調整が容易となる。
Next, the resin molding die 10 is moved to another position on the
図7(C)に示すように、型押し硬化工程と剥離工程と樹脂成形用金型10の移動を繰り返し実行することにより、複数の凹状パターン52Aを有する樹脂製モールド52を得ることができる。図7に示す樹脂製モールド52の作製方法によれば、小さい樹脂成形用金型10から大きな樹脂製モールド52を作製することができる。
As shown in FIG. 7C, the
本実施形態の樹脂成形用金型10によれば、突起状パターン10Aの加工が容易となる。なお、樹脂成形用金型10を利用して製造される成形品としてマイクロニードルアレイを例示したが、これに限定されず、他の医療用途としてバイオセンサー、高分子膜、光学・電子材料用途としてマイクロレンズアレイ、センサー、光学素子等を挙げることができる。
According to the resin molding die 10 of the present embodiment, it is easy to process the
10…樹脂成形用金型、10A…突起状パターン、10B…第一面、12…突起部、12A…転写部、12B…非転写部、20…基材、30…第一切削刃、32…第二切削刃、40…樹脂材料、42…樹脂製モールド、42A…凹状パターン、44…凹部、50…樹脂材料、52…樹脂製モールド、52A…凹状パターン、54…凹部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記樹脂成形用金型の突起状パターンの転写部のみを樹脂材料に型押し、前記樹脂材料を硬化する型押し硬化工程と、
硬化された前記樹脂材料から前記樹脂成形用金型を剥離して、前記転写部の反転形状の凹状パターンを有する前記樹脂材料を得る剥離工程と、
を有する樹脂製モールドの作製方法。 A mold for resin molding having a projecting pattern on a first surface, wherein the projecting portion constituting the projecting pattern has a non-transfer portion and a transfer portion from the first surface side, and A step of preparing a resin molding die having different physical properties between the transfer portion and the transfer portion ;
An embossing curing step of embossing only the transfer portion of the protruding pattern of the resin molding die onto the resin material and curing the resin material;
A peeling step of peeling the resin molding die from the cured resin material to obtain the resin material having a concave pattern of the inverted shape of the transfer portion;
A method for producing a resin mold having:
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