WO2021107008A1 - 薄肉成形品の製造方法及びウェルプレート - Google Patents

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resin
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真也 山平
勇司 平家
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a thin-walled molded product having a thin-walled portion in a part of the shape and a well plate.
  • the method of molding resin etc. into thin structures and films is a very important technology in the development and manufacture of parts for mobile phones and personal computers, and other precision equipment.
  • a method of molding a resin or the like into a thin structure is becoming more important.
  • a PCR container used for amplifying nucleic acids in basic research and medical tests is designed to be thin in order to efficiently conduct heat into the container.
  • a PCR container having a thin and flat bottom surface which enables PCR to be performed after analyzing cells with a microscope, is also on the market.
  • the focal length of the objective lens becomes shorter as the magnification increases, so the bottom surface of the container for high-magnification observation needs to be thinner.
  • products with a thin cover glass or film attached to the bottom of the container with an adhesive or the like have been sold as such a container for high-magnification observation, but the problem of adhesive elution and improvement of the container strength have been sold. Therefore, products in which the container and the bottom surface are integrally molded have been sold.
  • the method of producing a thin molded product is a very demanding technology.
  • a method using a complicated molding device incorporating many sensors and metal moving parts see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2
  • a method using a compound that makes it easy to produce a thin molded product for example, a patent.
  • Refer to Document 3 a method of setting strict conditions (see, for example, Patent Document 4), and the like have been reported.
  • a molding method such as injection molding or press molding using a metal mold (mold) is used for molding a product made of a thermoplastic material such as resin.
  • a metal mold is used for molding a product made of a thermoplastic material such as resin.
  • injection molding it is very difficult to allow the molten resin to flow into the ultra-thin portion of the mold.
  • other molding methods such as injection molding and press molding, for example , in order to perform resin processing with a thickness of 50 ⁇ m or less over a wide range of several tens of cm 2 or more with a small error, deformation due to thermal expansion is included. It requires extremely highly designed and highly accurate molds and advanced molding processes.
  • mold making usually costs a very high cost of one million to tens of millions of yen, so it is highly advanced for the development and manufacture of such high value-added products. It requires technology and great cost.
  • a mold used for molding a resin or the like is made of a rigid material in order to make a molded product with good reproducibility.
  • no error is allowed. This is because the thickness at each point of the molded product changes greatly due to some errors in the mold and the molding process, and the mold breaks through the resin that is the source of the molded product to make a hole. Therefore, a method for forming a structure having a precise thin portion easily and inexpensively is strongly desired in the development and manufacture of various precision instruments and research / medical instruments.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and is a thin-wall molding capable of easily and inexpensively molding a thin shape and molding a thin structure over a wide area with a small error. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method of an article and a well plate.
  • the method for producing a thin-walled molded product according to the first aspect of the present invention is a method of manufacturing a resin or metal from a mold provided with protrusions made of an elastic body having a heat resistance temperature higher than the softening temperature of the resin or metal, and the mold.
  • the resin or metal softened by heat is sufficiently softer than the protrusions of the mold at the initial stage of the process, the resin or metal is deformed by being pressed from the mold to form a dent.
  • the force required to reduce the wall thickness of the bottom of the depression is mainly the force required to deform the resin or metal.
  • the force required to further reduce the wall thickness at the bottom of the depression is greater than the force required to deform the resin or metal.
  • the main force is required to discharge the resin or metal from the thin portion against the frictional force acting between the support and the resin or metal. This force increases dramatically as the thickness of the thin part becomes thinner.
  • the stress applied to the mold increases as the thin-walled portion becomes harder to deform, and the protrusions of the mold made of the elastic body are crushed to deform so as to widen the area of the thin-walled portion. At this time, the shape of the thin-walled portion is almost flat.
  • the frictional force acting between the resin or metal and the mold or support further increases, so as the thin part at the bottom of the depression becomes thinner, the wall thickness at the bottom of the depression increases. The force required to make it thinner increases at an accelerating rate.
  • a shape having a thin dent can be easily and inexpensively formed, and a structure having a thin dent can be formed over a wide area with a small error.
  • a thicker shape and a thinner shape can be integrally molded.
  • a thicker shape and a thinner shape can be continuously formed on a curved surface.
  • the method for producing a thin-walled molded product according to the second aspect of the present invention is the method for producing a thin-walled molded product according to the first aspect, and the resin has a glass transition point rather than the heat-resistant temperature of the elastic body of the mold.
  • the heat-softened resin is sufficiently softer than the protrusions of the mold, so that the resin is deformed by being pressed from the mold to form a dent.
  • the force required to reduce the wall thickness of the bottom of the recess is mainly the force required to deform the resin.
  • the force required to further reduce the wall thickness at the bottom of the depression is greater than the force required to deform the resin, such as the mold or support. Then, the force required to discharge the resin from the thin-walled portion against the frictional force acting between the resins is the main force.
  • the method for producing a thin-walled molded product according to the third aspect of the present invention is the method for producing a thin-walled molded product according to the first aspect, and the melting point of the metal is lower than the heat-resistant temperature of the elastic body of the mold.
  • the metal softened by heat is sufficiently softer than the protrusions of the mold, so that the metal is deformed by being pressed from the mold to form a dent.
  • the force required to reduce the wall thickness of the bottom of the depression is mainly the force required to deform the metal.
  • the force required to further reduce the wall thickness at the bottom of the depression is greater than the force required to deform the metal, such as the mold or support.
  • the force required to discharge the metal from the thin-walled part against the frictional force acting between the metals is the main force. This force increases dramatically as the thickness of the thin part becomes thinner.
  • the stress applied to the mold increases as the thin-walled portion becomes harder to deform, and the protrusions of the mold made of the elastic body are crushed to deform so as to widen the area of the thin-walled portion. At this time, the shape of the thin-walled portion is almost flat. As the area of the thin part increases, the frictional force acting between the metal and the mold or support further increases, so as the thin part at the bottom of the dent becomes thinner, the thickness of the bottom of the dent becomes thinner. The force required for this increases at an accelerating rate.
  • the method for producing a thin-walled molded product according to the fourth aspect of the present invention is the method for producing a thin-walled molded product according to the first or second aspect, and the resin is a thermoplastic resin.
  • a thin shape can be molded easily and inexpensively.
  • a thin structure can be formed over a wide area with a small error.
  • the method for producing a thin-walled molded product according to a fifth aspect of the present invention is the method for producing a thin-walled molded product according to any one of the first to fourth aspects, and is a through hole provided with a thin film of an elastic body on the surface.
  • the method for producing a thin-walled molded product according to a sixth aspect of the present invention is a method for producing a thin-walled molded product according to any one of the first to fifth aspects, wherein the elastic body is polydiMethylSiloxane (PDMS). ).
  • PDMS polydiMethylSiloxane
  • a shape having a thin dent can be easily and inexpensively formed, and a structure having a thin dent can be formed over a wide area with a small error.
  • the method for producing a thin-walled molded product according to the seventh aspect of the present invention is the method for producing a thin-walled molded product according to any one of the first to sixth aspects, and the thin-walled molded product is a well plate.
  • a shape having a thin dent can be easily and inexpensively formed, and a structure having a thin dent can be formed over a wide area with a small error.
  • the well plate according to the eighth aspect of the present invention is a well plate made of resin and provided with at least one well, the well has a round bottom, and the thickness of the bottom central portion of the well is thick. It is 200 ⁇ m or less.
  • the wells have a round bottom, the cells seeded in the wells gather in the center of the bottom of the wells, so that it is possible to facilitate the observation of the cells. Further, since the thickness of the central portion of the bottom of the well is 200 ⁇ m or less, it can be observed with a high-magnification microscope.
  • the well plate according to the ninth aspect of the present invention is the well plate according to the eighth aspect, and the ratio of the radius of curvature of the bottom surface of the well divided by the radius of the well is 0.7 to 1.5. ..
  • the wells have a round bottom, the cells seeded in the wells gather in the center of the bottom of the wells, so that it is possible to facilitate the observation of the cells.
  • the well plate according to the ninth aspect of the present invention is the well plate according to the eighth aspect, and the ratio of the radius of curvature of the bottom surface of the well divided by the radius of the well is 0.7 to 1.5. is there.
  • the range of the shape of the bottom surface of the well is defined.
  • the well plate according to the tenth aspect of the present invention is the well plate according to the eighth or ninth aspect, and the ratio of the radius of curvature of the bottom surface of the well divided by the radius of the well is y, and the center of the bottom surface of the well.
  • the range of the shape of the bottom surface of the well is defined.
  • the well plate according to the eleventh aspect of the present invention is a well plate according to any one of the eighth to tenth aspects, and the average thickness of the central portion of the bottom surface of the well is 7 ⁇ m or more.
  • the well plate according to the twelfth aspect of the present invention is a well plate according to any one of the eighth to eleventh aspects, and the thickness of the central portion of the bottom surface of the well is 150 ⁇ m or less.
  • the wells have a round bottom, the cells seeded in the wells gather in the center of the bottom of the wells, so that it is possible to facilitate the observation of the cells. Furthermore, since the thickness of the central part of the bottom surface of the well is 150 ⁇ m or less, the focus can be focused on the cells existing on the bottom surface of the well even with an oil-immersed 100x objective lens, and details of a small number of cells from one cell. Can reliably perform microscopic analysis.
  • a thin shape can be easily and inexpensively formed.
  • a thin structure can be formed over a wide area with a small error.
  • a thicker shape and a thinner shape can be integrally molded.
  • a thicker shape and a thinner shape can be continuously formed on a curved surface.
  • a press molding technique capable of forming an extremely thin structure having a wall thickness on the order of 10 ⁇ m has not been reported, and this technique is also excellent in terms of accuracy.
  • FIG. 6A is an overall image of the PDMS template taken from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 6B is a magnified image of the PDMS template taken from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 6 (c) is a magnified image of the PDMS template taken obliquely from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 6D is a magnified image of the PDMS template taken obliquely upward from another angle with a stereomicroscope.
  • FIG. 7A is an overall image of the molded product taken from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 7B is a magnified image of the PDMS template taken from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 7 (c) is a magnified image of the PDMS template taken obliquely from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 7D is a magnified image of the PDMS template taken obliquely upward from another angle with a stereomicroscope.
  • FIG. 7A is an overall image of the molded product taken from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 7B is a magnified image of the PDMS template taken from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 7 (c) is
  • FIG. 8A is an overall image of bright-field observation of the bottom surface of the well according to Example 1 using a microscope.
  • FIG. 8B is a 1-well magnified image of a bright-field observation of the bottom of the well according to Example 1 using a microscope.
  • FIG. 9A is a graph showing the distribution of the heights of the protrusions of the PDMS template according to Example 1.
  • FIG. 9B is a graph showing the distribution of the thickness of the well bottom of the molded product according to Example 1.
  • FIG. 9C is a graph showing the distribution of well depths of the molded product according to Example 1.
  • FIG. 10A is a cross-sectional observation image of the protrusion of the PDMS mold according to the first embodiment.
  • FIG. 10A is a cross-sectional observation image of the protrusion of the PDMS mold according to the first embodiment.
  • FIG. 10B is a cross-sectional observation image of the entire molded product according to Example 1.
  • FIG. 10 (c) is a cross-sectional observation image of the bottom surface of the well of the molded product according to Example 1.
  • FIG. 11A is an overall image of the bright field observation of the bottom surface of the well according to Example 2 using a microscope.
  • FIG. 11B is a 1-well magnified image of a bright-field observation of the bottom of the well according to Example 2 using a microscope.
  • FIG. 12A is a graph showing the distribution of the heights of the protrusions of the PDMS template according to Example 2.
  • FIG. 12B is a graph showing the distribution of the thickness of the well bottom of the molded product according to Example 2.
  • Example 12 (c) is a graph showing the distribution of well depths of the molded product according to Example 2. It is a cross-sectional observation image of the bottom surface of the well of the molded product according to Example 2. This is an example of Ba / F3 cells imaged using an oil-immersed 100x objective lens in the case of various bottom thicknesses. It is a figure which shows an example of the characteristic breakage which increases depending on the thickness of the bottom surface of a well. It is a table showing the experimental result of the relationship between the average thickness of the thinnest part of the well bottom and the broken well rate in 384 wells. This is an example of a vertical cross-sectional image of a well obtained by a confocal microscope.
  • the present embodiment it is devised to add a shape correction function to the mold itself, instead of constructing the mold and the molding process precisely. That is, in the present embodiment, at least the protruding portion of the mold is made of a material (that is, an elastic body) that flexibly deforms, so that the thickness of each thin portion of the material that is the source of the molded product is the same. The mold is deformed, and a thin structure can be formed with a small error even in a large area.
  • a material that is, an elastic body
  • a well plate is given as an example of a thin-walled molded product having a thin-walled portion as a part of the shape, and a method for manufacturing the well plate will be described.
  • a thin-walled molded product here, a well plate as an example
  • a molded product to be molded
  • FIG. 1 is a schematic view showing a schematic process of a method for manufacturing a well plate according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a flow of a method for manufacturing a well plate according to the present embodiment.
  • Step S10 a thin film of an elastic body is formed.
  • the elastic body is, for example, polydiMethylSiloxane (PDMS), and a PDMS thin film is formed.
  • PDMS polydiMethylSiloxane
  • Step S20 Next, using the thin film formed in step S10 (for example, PDMS thin film), a jig with a through hole having an elastic thin film provided on the surface is created.
  • the jig with a through hole is provided with a through hole in an array of 24 columns x 16 rows so as to correspond to the hole of the well plate.
  • the PDMS thin film 111 is formed on the surface of the through-hole jig 10 as shown in the partial cross-sectional view shown in FIG. 1 (a).
  • Step S30 Next, as shown in a partial cross-sectional view shown in FIG. 1 (b), the PDMS thin film is sucked and / or depressurized from the back surface side of the jig 10 with a through hole at a set pressure through the through hole. As a result, the PDMS thin film bends in the direction of arrow A1 in FIG. 1 (b). Here, as an example, the thin film is sucked by reducing the pressure.
  • Step S40 Next, as shown in a partial cross-sectional view shown in FIG. 1 (c), an elastic solution 112 (for example, PDMS solution) is injected over the PDMS thin film that has been bent after suction.
  • an elastic solution 112 for example, PDMS solution
  • a mold for example, PDMS mold
  • the elastic solution 112 for example, PDMS solution
  • a template material for example, PDMS
  • a mold 110 having protrusions in a shape is formed.
  • the mold 110 has a PDMS cured layer 112b formed on the PDMS thin film 111.
  • Step S60 Next, as shown in a partial cross-sectional view shown in FIG. 1 (e), a surface (also referred to as a convex surface) provided with protrusions of a mold 110 (for example, a PDMS mold) is brought into contact with the resin plate 114.
  • a force to the mold 110 in the direction of the resin plate 114 (directions A2 and A3 of arrows A2 and A3 in FIG. 1E) (here, as an example, the surface of the mold on which the protrusions are provided).
  • Heat while pressing from the opposite side) (for example, heat press at a predetermined temperature exceeding the glass transition point of the mold 110 and the glass transition point of the resin plate 114).
  • the resin plate 114 is made of a thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin include polyolefin resins such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycycloolefin, and ethylene- ⁇ -olefin copolymer (for example, ethylene-propylene copolymer), polystyrene, and styrene-butadiene-.
  • Styrene block copolymer SBS
  • SEBS styrene / ethylene / butylene / styrene block copolymer
  • SEBS styrene / isoprene / styrene block copolymer
  • SEPS styrene block copolymer
  • Polystyrene resin such as hydrogenated styrene / butadiene random copolymer (HSBR), polyester resin such as polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamide resin such as nylon 6, nylon 66 and nylon 46.
  • HSBR hydrogenated styrene / butadiene random copolymer
  • polyester resin such as polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate
  • polyamide resin such as nylon 6, nylon 66 and nylon 46.
  • Acrylic resin such as polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin and the like can be exemplified, and these can be used alone or in combination of two or more. ..
  • the resin plate 114 is provided on a glass plate 113 which is an example of a support.
  • the protrusions of the PDMS mold are deformed and the tips of the protrusions are flattened, and the dents (also referred to as wells) formed in the resin plate accordingly.
  • the bottom surface of the recess (well) can be flattened, and the thickness between the bottom surface of the recess (well) and the bottom surface of the resin plate (hereinafter referred to as the thickness of the bottom surface of the recess (well)) can be reduced.
  • the resin plate is a resin whose temperature deformed by heat is lower than the heat resistant temperature of the mold.
  • the glass transition point when the resin plate is amorphous plastic, or the melting point when the resin plate is crystalline plastic. is lower than the heat resistant temperature of the elastic body (for example, PDMS) of the mold.
  • the resin softened by heat is sufficiently softer than the protrusions of the mold at the initial stage of the process, the resin is deformed by being pressed from the mold to form a dent.
  • the force required to reduce the wall thickness of the bottom of the recess is mainly the force required to deform the resin.
  • the force required to further reduce the wall thickness at the bottom of the depression is greater than the force required to deform the resin, such as the mold or support. Then, the force required to discharge the resin from the thin-walled portion against the frictional force acting between the resins is the main force. This force increases dramatically as the thickness of the thin part becomes thinner.
  • the stress applied to the mold increases as the thin-walled portion becomes harder to deform, and the protrusions of the mold made of the elastic body are crushed to deform so as to widen the area of the thin-walled portion. At this time, the shape of the thin-walled portion is almost flat.
  • Step S70 Next, the mold 110 is removed.
  • the well plate 120 (for example, a multi-well plate) in which the bottom surface of the recess (well) is flat and the bottom surface of the recess (well) is thin. ) Can be manufactured (see the lower perspective view of FIG. 1 (g)).
  • a well plate having 384 wells having a thickness of the bottom surface of the recess (well) of about 10 ⁇ m can be manufactured.
  • resin is used as the material of the well plate as an example, but the present invention is not limited to this, and a metal whose deformation temperature due to heat may be lower than the heat resistant temperature of the mold may be used.
  • the melting point of the metal may be lower than the heat resistant temperature of the elastic body of the mold.
  • the force required to further reduce the wall thickness at the bottom of the depression is greater than the force required to deform the metal, such as the mold or support.
  • the force required to discharge the metal from the thin-walled part against the frictional force acting between the metals is the main force. This force increases dramatically as the thickness of the thin part becomes thinner.
  • the stress applied to the mold increases as the thin-walled portion becomes harder to deform, and the protrusions of the mold made of the elastic body are crushed to deform so as to widen the area of the thin-walled portion. At this time, the shape of the thin-walled portion is almost flat.
  • the resin or metal is made of a mold provided with protrusions made of an elastic body having a heat resistance temperature higher than the softening temperature of the resin or metal, and the mold is harder than the mold.
  • the resin or metal softened by heat at the initial stage of the process is sufficiently softer than the protrusions of the mold, so that the resin or metal is deformed by being pressed from the mold to form a dent.
  • the force required to reduce the wall thickness of the bottom of the depression is mainly the force required to deform the resin or metal.
  • the force required to further reduce the wall thickness at the bottom of the depression is greater than the force required to deform the resin or metal.
  • the main force is required to discharge the resin or metal from the thin portion against the frictional force acting between the support and the resin or metal. This force increases dramatically as the thickness of the thin part becomes thinner.
  • the stress applied to the mold increases as the thin-walled portion becomes harder to deform, and the protrusions of the mold made of the elastic body are crushed to deform so as to widen the area of the thin-walled portion. At this time, the shape of the thin-walled portion is almost flat.
  • the frictional force acting between the resin or metal and the mold or support further increases, so as the thin part at the bottom of the depression becomes thinner, the wall thickness at the bottom of the depression increases. The force required to make it thinner increases at an accelerating rate.
  • a thin-walled molded product for example, a well plate
  • the bottom surface of the recess is flat and the thickness (thickness) of the bottom surface of the recess is thin.
  • a shape having a thin dent can be easily and inexpensively formed, and a structure having a thin dent can be formed over a wide area with a small error.
  • a thicker shape and a thinner shape can be integrally molded.
  • a thicker shape and a thinner shape can be continuously formed on a curved surface.
  • the method for manufacturing a thin-walled molded product includes a step of manufacturing a jig with a through hole provided with a thin film of an elastic body on the front surface and a step of sucking the thin film from the back surface side through the through hole. Further, it includes a step of injecting a solution of an elastic body from above a thin film bent after suction, and a step of forming the mold by heating and curing the solution.
  • Example 1> Hereinafter, the method of each step according to the first embodiment will be described.
  • a PDMS solution was dropped onto a polyethylene naphthalate (PEN) film cut out to a first size, left for a certain period of time to remove air bubbles, and then spun at a predetermined rotation speed with a spin coater for a first set time. I coated it. This is placed on a second size tempered glass (for example, Tempax) larger than the first size and heated at a specified temperature higher than room temperature for a second set time.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • a frame with a PDMS thin film (see FIG. 3) in which a PDMS thin film is provided in a hollow portion of the acrylic frame is produced.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view for explaining attachment of the PDMS thin film to a jig with a through hole.
  • the frame 11 with a PDMS thin film provided with the PDMS thin film 111 is produced by the above-mentioned method for producing a PDMS thin film.
  • the well plate processing member 12 removes the adhesive from the bottom surface of the well plate without a bottom surface (here, as an example, a 384-well plate without a bottom surface), and at the time of attachment, the bottom surface side is on the upper side (frame 11 side with PDMS thin film).
  • the well plate processing member 12 is formed by cutting the outer peripheral frame portion on the bottom surface side by a predetermined length (for example, after processing with an ultrasonic cutter and then hooking it with a canna), and forming a portion into which an acrylic frame with a PDMS thin film is fitted.
  • a packing 17 is provided on the contact surface with the plate 14 having a plurality of through holes, which will be described later, by using a silicone adhesive and a polypropylene plate.
  • the shim plate is placed on the outer peripheral frame portion of the well plate processing member and sandwiched between the shim plate 13 and the frame 11 with the PDMS thin film, and the height of the well portion of the well plate processing member 12 and the frame with the PDMS thin film are formed.
  • the height of 11 is adjusted to be about the same.
  • the plate 14 with a plurality of through holes is, for example, an acrylic plate in which a plurality of (for example, 384) through holes are provided at intervals from each other.
  • Stage 15 is, for example, an aluminum stage. The stage 15 is placed in a die-cast box 16 described later, and is supported from below so that the plate 14 with a plurality of through holes is not distorted during suction.
  • the die-cast box 16 is an aluminum die-cast box.
  • the die-cast box 16 has a rectangular bottom plate and four side plates connected to each side of the bottom plate.
  • a through hole is provided in one side plate of the die-cast box 16 by thread cutting, and a hollow member 18 (for example, a tube joint) is attached to the through hole.
  • the hollow member 18 serves as an intake port for suction.
  • the upper surface of the die-cast box 16 is open, and packing 19 is provided on the upper surface side edge of each of the four side plates. As a result, the packing 17 and the packing 19 are brought into close contact with each other, so that the bottom surface of the well plate processing member 12 and the die-cast box 16 can be sealed to prevent air from escaping.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of the experimental results of the relationship between the suction pressure and the change distance of the center of the PDMS thin film.
  • the vertical axis is the change distance at the center of the PDMS thin film
  • the horizontal axis is the suction pressure.
  • FIG. 4 shows the results of measuring the change distance of the center of the PDMS thin film using a confocal microscope by changing the suction pressure. As shown in FIG. 4, it is shown that the change distance of the center of the PDMS thin film increases as the suction pressure increases.
  • a mold having protrusions of a desired height can be produced, so that a well plate having a desired depth can be produced.
  • the measurement was performed by the following method.
  • the PDMS template preparation system of FIG. 3 was set upside down on the stage of a confocal microscope. At that time, the upper optical system (halogen lamp, etc.) of the confocal microscope was tilted backward, and the safety switch at the base of the upper optical system was always pressed by the silicone plate.
  • the diaphragm pump and regulator were connected to a set of jigs for making a PDMS mold and sucked at -0 to -0.06 mPa, and the 3D shape of the PDMS thin film at that time was observed in ZStack mode.
  • this 0.027 mPa was used as the set pressure at the time of suction in the mold making this time.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a method for producing a PDMS template. As shown in FIG. 5, using the PDMS mold making system of FIG. 3, a mold having protrusions having a height of about 1.65 mm is made by PDMS.
  • the silicone rubber bank 21 was placed so as to surround the well plate processing member 12 on the PDMS thin film from four sides. A predetermined amount of the PDMS solution was dropped from above, and nitrogen gas was sprayed to develop the PDMS solution so as to cover the wells. This was placed in a desiccator and defoamed under reduced pressure. A diaphragm pump and a regulator were connected to the hollow member 18 in the PDMS mold making system, and the pressure was reduced by -0.027 mPa.
  • a specified amount of PDMS solution 22 is dropped onto the tempered glass 23 (for example, Tempax), and the tempered glass 23 and the PDMS solution 22 on the PDMS thin film are brought into contact with each other from this as a starting point to prevent bubbles from entering the tempered glass 23.
  • Tempax a specified amount of PDMS solution 22 is dropped onto the tempered glass 23
  • the tempered glass 23 and the PDMS solution 22 on the PDMS thin film are brought into contact with each other from this as a starting point to prevent bubbles from entering the tempered glass 23.
  • the space between the upper and lower stages of the heat press was covered with aluminum foil to keep it warm.
  • the PDMS mold making system was disassembled, the PDMS mold (PDMS + Tempax) was taken out, and the PDMS was completely cured by heating at a second temperature higher than the first temperature for a predetermined time. ..
  • FIG. 6A is an overall image of the PDMS template taken from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 6B is a magnified image of the PDMS template taken from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 6 (c) is a magnified image of the PDMS template taken obliquely from above with a stereomicroscope.
  • FIG. 6D is a magnified image of the PDMS template taken obliquely upward from another angle with a stereomicroscope.
  • the height of the protrusion represents the average ⁇ standard deviation of the height of the protrusion for 4 wells located in the center of each plate.
  • ⁇ Measurement method of protrusion height The appearance of the prepared PDMS mold was photographed and observed with a stereomicroscope.
  • a PDMS template is placed on the stage of a confocal microscope with the protrusions facing down, and the Z coordinates of the outside of the well and the tip of the protrusion (also called a convex part) are measured by detecting the reflection of a 488 nm laser, and the difference is used to measure the PDMS template.
  • N 4 wells, excitation wavelength: 488 nm, fluorescence wavelength: 483-493 nm).
  • the 3D shape was confirmed by autofluorescence of the PDMS template (excitation wavelength: 405 nm, fluorescence wavelength: 435 to 445 nm).
  • ⁇ Well plate molding method> Using a mold with a protrusion height of about 1.65 mm as an example, heat press molding of polycarbonate is performed, the appearance of the molded product is observed, and the 3D shape of each well is analyzed using a confocal microscope. went.
  • a resin plate for example, a polycarbonate plate
  • a tempered glass for example, Tempax
  • PDMS mold is placed on the resin plate (for example, a polycarbonate plate), and then the temperature is raised to the first predetermined temperature.
  • pressing was performed with a predetermined force for a second set time longer than the first set time.
  • the mold was water-cooled, and when the temperature reached the second predetermined temperature lower than the first predetermined temperature, the pressure was released and the molded product was taken out. The appearance of the molded product was photographed and observed with a stereomicroscope.
  • FIG. 8A is an overall image of bright-field observation of the bottom surface of the well according to Example 1 using a microscope.
  • FIG. 8B is a 1-well magnified image of a bright-field observation of the bottom of the well according to Example 1 using a microscope. Further, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), only interference fringes generated due to the thinness of the well are observed on the bottom surface of the well, and any serious damage such as breakage or penetration is observed. It was not confirmed in the well.
  • FIG. 9A is a graph showing the distribution of the heights of the protrusions of the PDMS template according to Example 1.
  • FIG. 9B is a graph showing the distribution of the thickness of the well bottom of the molded product.
  • FIG. 9C is a graph showing the distribution of well depths of the molded product according to Example 1.
  • the standard deviation of the PDMS template was relatively large at 26.5 ⁇ m (difference of up to about 300 ⁇ m), but the thickness of the well bottom of the molded product was less than 1/10 of the standard deviation of 2.43 ⁇ m (difference of about 14.2 ⁇ m at maximum).
  • the depth of the well itself of the molded product was 1565.2 ⁇ 21.1 ⁇ m.
  • FIG. 10A is a cross-sectional observation image of the protrusion of the PDMS mold according to the first embodiment.
  • FIG. 10B is a cross-sectional observation image of the entire molded product according to Example 1.
  • FIG. 10 (c) is a cross-sectional observation image of the bottom surface of the well of the molded product according to Example 1. As can be seen by comparing FIG. 10 (a) and FIG. 10 (b), the bottom surface is flatter than that of the mold, and as shown in FIG. 10 (c), the height is in the range of approximately 1000 ⁇ m in diameter. The plane had an error of 10 ⁇ m or less.
  • Example 2 similarly to Example 1, a mold having protrusions (convex parts) in an array of 24 columns x 16 rows was prepared by PDMS, and this was pressed against a polystyrene resin plate under heating to make the bottom surface thick. A container having 384 wells having a size of about 25 ⁇ m was prepared.
  • a PDMS mold having a protrusion (convex portion) height of about 1.85 mm was prepared, and the 3D shape of the prepared PDMS mold was analyzed using a confocal microscope.
  • FIG. 11A is an overall image of bright-field observation of the bottom of the well according to Example 2 using a microscope.
  • FIG. 11B is a 1-well magnified image of a bright-field observation of the bottom of the well according to Example 2 using a microscope. As confirmed in FIGS. 11 (a) and 11 (b), no serious damage such as breakage or penetration was confirmed in any of the wells.
  • FIG. 12A is a graph showing the distribution of the heights of the protrusions of the PDMS template according to Example 2.
  • FIG. 12B is a graph showing the distribution of the thickness of the well bottom of the molded product according to Example 2.
  • FIG. 12 (c) is a graph showing the distribution of well depths of the molded product according to Example 2.
  • the heights of the protrusions (convex portions) of the PDMS mold are substantially uniform.
  • the standard deviation of the PDMS mold was 22.9 ⁇ m (maximum difference of about 150 ⁇ m), but the thickness of the well bottom surface of the molded product was 1/8 of the standard deviation of 2.9 ⁇ m (maximum difference of 18.3 ⁇ m). It was reduced to a degree.
  • the depth of the well itself of the molded product was 1612.3 ⁇ 15.2 ⁇ m.
  • FIG. 13 is a cross-sectional observation image of the bottom surface of the well of the molded product according to Example 2.
  • the bottom surface of the well of the molded product was a flat surface within a range of approximately 900 ⁇ m in diameter and within an error of 10 ⁇ m in the height direction. As described above, it was shown that this method can be applied to a wide range of resins as a material for molded products.
  • a thin shape can be easily and inexpensively formed.
  • a thin structure can be formed over a wide area with a small error.
  • a thicker shape and a thinner shape can be integrally molded.
  • a thicker shape and a thinner shape can be continuously formed on a curved surface.
  • the method for producing a mold in this embodiment is an example, and is not limited to this.
  • the second embodiment will be described.
  • the structure of the well plate manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment will be described.
  • the well plate according to the second embodiment provides a well plate in which the well has a round bottom and the thickness of the thinnest portion of the well bottom is about 200 ⁇ m or less.
  • the well plate according to the second embodiment is made of resin and is provided with at least one well.
  • the well has a round bottom. The round bottom of the well allows cells to gather in the center of the bottom of the well.
  • the multi-well plate collects a small number of cells seeded in the well near the center due to its round bottom shape, and makes it easy to detect by microscopic observation or the like, so that a small number of cells from one cell, which has become important in recent years, is available. It is very useful in the study of precise analysis of individual cells.
  • microscopic observation using a high-magnification objective lens is often performed. For example, in a clinical sample test, the shape of an intracellular nucleus is observed using a 40x, 63x, or 100x objective lens.
  • a 63x or 100x objective lens is used in the FISH test for detecting a specific sequence in the nucleus and the method for observing an intracellular organelle or a specific molecule by staining it with a fluorescent dye or the like.
  • a 100x objective lens is used for finer structures, three-dimensional detailed observations, and ultra-resolution microscope observations that won the 2014 Nobel Prize in Chemistry. After the phenotype of such cells is analyzed, the genotype is often analyzed by PCR or the like. Therefore, in detailed microscopic analysis of a small number of cells from one cell targeted by the multi-well plate, it is desirable that up to a 100x objective lens can be applied. Since the focal length is short with a high-magnification objective lens, there is a limit to the thickness of the bottom surface of the well where the sample can be observed.
  • well plates of wells having a diameter of 2 mm with various well bottom surface thicknesses were produced.
  • polycarbonate was used as an example of the resin to be composed.
  • Ba / F3 cells in a well (polycarbonate) having a diameter of 2 mm were observed by changing the thickness t of the bottom of the well using an oil-immersed 100x objective lens.
  • FIG. 14 is an example of Ba / F3 cells imaged using an oil-immersed 100x objective lens in the case of various bottom thicknesses. It was possible to focus on the cells located on the bottom of the well up to a thickness t of the bottom of the figure of 133.3 ⁇ m, but on the bottom of 156.2 ⁇ m, the focus was achieved even if the oil-immersed 100x objective lens was brought into contact with the bottom of the well. Can not be matched. Therefore, the thickness of the bottom surface of the well is preferably 150 ⁇ m or less.
  • the well plate according to the second embodiment is a well plate made of resin and provided with at least one well, the well has a round bottom, and the thickness of the center portion of the bottom of the well.
  • the size is preferably 150 ⁇ m or less.
  • the wells since the wells have a round bottom, the cells seeded in the wells are concentrated in the center of the bottoms of the wells, so that the observation of the cells can be facilitated.
  • the thickness of the central part of the bottom surface of the well is 150 ⁇ m or less, the focus can be focused on the cells existing on the bottom surface of the well even with an oil-immersed 100x objective lens, and details of a small number of cells from one cell. Can reliably perform microscopic analysis.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of characteristic damage that increases depending on the thinness of the bottom surface of the well.
  • Image G1 is a phase image of a normal well 5x objective lens without damage.
  • image G2 is a phase image of a 5x objective lens of a damaged well. As shown by the arrow A1 in the image G2, a crescent-shaped scratch is formed on the bottom surface of the well. In this way, as the bottom surface of the well is made thinner, the number of cases where crescent-shaped scratches are confirmed on the bottom surface of the well increases.
  • FIG. 16 is a table showing the experimental results of the relationship between the average thickness of the thinnest part of the well bottom and the broken well rate in the 384 wells.
  • FIG. 16 shows the experimental results of a set of press time, average thickness of the center of the bottom surface of the well (also referred to as the average thickness of the center of the bottom surface), the number of broken wells, and the broken well rate.
  • the average thickness of the thinnest part of the well bottom is represented by the average value of 384 wells of the thinnest part of the well bottom and a standard error. No damaged wells were confirmed until the average thickness of the thinnest part of the well bottom was 8.24 ⁇ 1.57 ⁇ m.
  • the average thickness of the thinnest part of the bottom of the well became thinner than 7.98 ⁇ 1.45 ⁇ m, a well with breakage was confirmed. That is, it is critical that the average thickness of the central portion of the bottom surface of the well (or the thickness of the thinnest portion of the bottom surface of the well) is 8 ⁇ m or more.
  • the average thickness of the thinnest part of the well bottom is 7.52 ⁇ 1.69 ⁇ m, and the breakage rate is 5.21%.
  • the average thickness of the thinnest part of the well bottom is 7.05 ⁇ 1.23 ⁇ m, and the breakage rate is 7.81%.
  • the average thickness of the thinnest part of the well bottom is 6.97 ⁇ 1.77 ⁇ m and the damage rate is 16.81%, and the average thickness of the thinnest part of the well bottom is 6.93 ⁇ 1.58 ⁇ m and the damage rate is 20. It was .83%, and the damage rate exceeded 20%.
  • the breakage rate sharply increases. That is, it is critical that the average thickness of the central portion of the bottom surface of the well (or the thickness of the thinnest portion of the bottom surface of the well) is 7 ⁇ m or more.
  • the average thickness of the thinnest part of the well bottom (or the thickness of the thinnest part of the well bottom). ) Is preferably 7 ⁇ m or more. Further, from the viewpoint of a plate having sufficient strength so that all wells cannot be damaged in manufacturing or the like, it is more preferable that the average thickness of the thinnest part of the well bottom (or the thickness of the thinnest part of the well bottom) is 8 ⁇ m or more. ..
  • FIG. 17 is an example of an image of a vertical cross section of a well obtained by a confocal microscope. 30% (0.3 mm as an example) of the well radius r (1 mm here as an example) away from the center P0 of the bottom of the well, and 60% (0.6 mm as an example) of points P1 on the bottom of the well.
  • a point P2 on the bottom of the well and a point P3 on the bottom of the well 90% (0.9 mm as an example) away are shown.
  • the radius of the well is the radius of the circle indicated by the horizontal cross section of the well at a height above the bottom of the well by 80% of the height between the bottom of the well and the opening, except that the radius of the well is above the bottom of the well.
  • the bottom surface of the well In the range of 80% to 100% of the height between the bottom surface and the opening, if there is no well wall surface where the tangent line of the well wall surface in the vertical cross section of the well is 80 ° to 90 ° with respect to the horizontal plane, the bottom surface of the well The radius of the circle indicated by the horizontal cross section of the well at a height above the bottom of the well by 50% of the height from to the opening. A circle C1 passing through this point P1, P2, P3 is shown. In the present embodiment, the radius of the circle C1 is defined as the radius of curvature of the bottom surface of the well.
  • FIG. 18 is an example of a vertical cross-sectional image of a well obtained by a confocal microscope in the case of various bottom thicknesses.
  • FIG. 18A shows the thickness t of the thinnest part of the well bottom 14 ⁇ m
  • FIG. 18B shows the thickness t of the thinnest part of the well bottom 38 ⁇ m
  • FIG. 18C shows the thickness of the thinnest part of the well bottom.
  • FIG. 18 (d) shows an example of a vertical cross-sectional image of a well when t is 76 ⁇ m
  • FIG. 18 (d) shows a thickness t of the thinnest part of the well bottom of 144 ⁇ m
  • FIG. 19 is a schematic diagram for explaining the difference in the radius of curvature due to the difference in the thickness t of the thinnest portion of the well bottom.
  • the shape of the wells obtained in the experimental results of FIG. 18 will be qualitatively described with reference to FIG.
  • the radius of the well is 1 mm.
  • the radius of curvature is 0.91 mm, which is smaller than 1 mm when the mold is not deformed, as represented by the circle C11 of the radius of curvature.
  • the thickness t of the thinnest portion of the well bottom is around 19 ⁇ m, as shown by the circle C12 having the radius of curvature, for example, the smallest radius of curvature is 0.82 mm. It is considered that this is because, as a principle of this resin processing method, the bottom surface of the mold near the glass plate to be the underlay receives a particularly large stress, so that the bottom surface of the mold is greatly deformed as compared with other parts of the mold. ..
  • the radius of curvature is 0.92 mm, which is smaller than 1 mm when the mold is not deformed, as represented by the circle C13 of the radius of curvature.
  • the thickness t of the thinnest part of the well bottom becomes thicker than about 76 ⁇ m, the action of receiving a particularly large stress on the bottom surface of the mold becomes small, and the entire mold is uniformly stressed and deformed into a flat shape. ..
  • the radius of curvature is 1.2 mm
  • the radius of curvature is 1.3 mm. The radius of curvature increases, exceeding the radius of curvature of 1 mm when the mold is not deformed.
  • FIG. 20 is a graph showing the experimental results of the relationship between the thickness of the thinnest part of the well bottom and the ratio of the radius of curvature of the well bottom divided by the radius of the well.
  • the well plate manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment has a characteristic well bottom shape, and is the ratio of the thickness of the thinnest part of the well bottom and the radius of curvature of the well bottom divided by the radius of the well.
  • the relationship with is as shown in the graph of FIG.
  • the radius of curvature of the bottom surface of the well used to calculate the ratio of each plot of the graph of FIG. 20 is the average value of four values measured from the arcs of the bottom surfaces of the four sides of the well.
  • the four sides of the well are parallel to the vertical row of wells and in two opposite directions passing through the center of the well bottom, and parallel to the horizontal row of wells and passing through the center of the well bottom in two opposite directions. is there.
  • the four directions for measuring the radius of curvature of the bottom surface of the well may be directions perpendicular to each other.
  • Each plot in the graph of FIG. 20 represents a representative example point.
  • the ratio of the radius of curvature of the bottom surface of the well divided by the radius of the well is y, and the central portion of the bottom surface of the well is defined as y.
  • the coefficient of determination R 2 of this regression equation is 0.9999.
  • the thickness x of the thinnest part of the well bottom is in the range of 0 to 200 ⁇ m
  • the ratio of the radius of curvature of the well bottom divided by the radius of the well is 0.7 to 1.5. Is. According to this configuration, the thickness of the bottom surface of the well can be reduced with a round bottom.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof.
  • various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. Further, components over different embodiments may be combined as appropriate.

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Abstract

樹脂または金属を、それらの軟化する温度よりも耐熱温度の高い弾性体で構成された突起が設けられた鋳型と、当該鋳型よりも固く当該樹脂または当該金属よりも熱によって軟化する温度が高い支持体で挟んだ状態で、当該鋳型に当該樹脂または当該金属の方向への力がかかるようにしながら加熱する工程と、前記鋳型を取り除く工程と、を有する。

Description

薄肉成形品の製造方法及びウェルプレート
　本発明は、形状の一部に肉厚の薄い部分を有する薄肉成形品の製造方法及びウェルプレートに関する。
　樹脂等を厚みの薄い構造物やフィルムに成形する手法は、携帯電話やパソコンの部品、その他の精密機器等の開発・製造において、非常に重要な技術である。特に近年、先進的な研究や医療において用いられる高付加価値な製品において、樹脂等を厚みの薄い構造物に成形する手法は、その重要性を増している。例えば、基礎研究や医療における検査で核酸を増幅するのに使用されるＰＣＲ用の容器は、容器内への熱伝導を効率的に行うために、容器の厚さは薄く設計されている。また、顕微鏡で細胞を解析した後にＰＣＲを行うことを可能とする、底面が薄く平坦なＰＣＲ用容器も販売されている。
　また、顕微鏡観察において、対物レンズは高倍率になるほど焦点距離が短くなるため、高倍率観察用の容器の底面は厚みが薄い必要がある。以前より、そのような高倍率観察用容器として薄いカバーガラスやフィルムを容器底面に接着剤等で張り付けた製品が販売されていたが、接着剤が溶出する問題の回避や、容器強度の向上のために、容器と底面が一体成形されている製品が販売されるようになった。
　薄い成形物の作製方法は非常に需要のある技術である。従来、多くのセンサーや金属製可動部品を組み込んだ複雑な成形用機器を用いる方法（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）や、薄い成形物を作製しやすい化合物を用いる方法（例えば、特許文献３参照）、厳密な条件設定を行う方法（例えば、特許文献４参照）などが報告されている。
特許第３７６７４６５号公報 特許第２８３７３３５号公報 国際公開第２００７／０５５３０５号 特開平９－２６２８８３号公報
　しかし、これらの方法は非常に高度な加工に関する技術や高価な機器を必要とすることが多く、また材料が限定されることも多い。一般的に樹脂等の熱可塑性材料からなる製品の成形には、金属の鋳型（金型）を使った射出成形やプレス成形等の成形方法が用いられる。しかし、射出成形では金型の極薄部に溶融した樹脂を流れ込ませることは非常に困難である。また、射出成形やプレス成形などその他の成形方法においても、例えば５０μｍ以下厚さの樹脂加工を数十ｃｍ２以上の広い範囲に渡って少ない誤差で施すためには、熱膨張による変形も含めて極めて高度に設計され高精度に作製された金型や、高度な成形プロセスが必要となる。このような技術的な困難に加えて、金型作製には通常でも百万～数千万円といった非常に高額な費用がかかるため、そのような高付加価値製品の開発や製造には高度な技術と多大なコストが必要となる。肉薄部を成形する替わりに薄いフィルムを貼付ける方法もあるが、作製プロセスの複雑化のみならず、貼付け用の接着剤の溶出や構造強度の低下といった問題も出てくるため、一体成形が望ましい。
　通常、樹脂等の成形に用いられる鋳型は、成形物を再現良く作製するために剛直な材料で作製される。しかし、数十μｍの厚みの構造を数十ｃｍ２に渡る成形物の全体、または各地点において成形するには、広範にわたって全くゆがみのない精密な鋳型を作製する必要があり、さらに成形プロセスにおいても少しの誤差も許されないという問題がある。これは多少の鋳型や成形プロセス上の誤差によって、成形物の各地点における厚みが大きく変わってしまい、さらには鋳型が成形物の元となる樹脂を突き破り、穴をあけてしまうからである。したがって、精密な肉薄部を有する構造を簡便かつ安価に成形する手法が、様々な精密機器や研究用・医療用機器の開発・製造において強く望まれている。
　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、厚さの薄い形状を簡易かつ安価に成形し、厚さの薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することを可能とする薄肉成形品の製造方法及びウェルプレートを提供することを目的とする。
　本発明の第１の態様に係る薄肉成形品の製造方法は、樹脂または金属を、それらの軟化する温度よりも耐熱温度の高い弾性体で構成された突起が設けられた鋳型と、当該鋳型よりも固く当該樹脂または当該金属よりも熱によって軟化する温度が高い支持体で挟んだ状態で、当該鋳型に当該樹脂または当該金属の方向への力がかかるようにしながら加熱する工程と、前記鋳型を取り除く工程と、を有する。
　この構成によれば、工程初期において、熱で軟化した樹脂または金属は鋳型の突起よりも十分に柔らかいため、鋳型より押し付けられることにより樹脂または金属が変形して、窪みを形成する。樹脂または金属の厚みが十分にある場合において、窪みの底の肉厚を薄くするために必要な力は、樹脂または金属を変形させるために必要な力が主である。一方、工程が進み、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、樹脂または金属を変形させるために必要な力よりも、鋳型や支持体と、樹脂または金属の間に働く摩擦力に逆らって樹脂または金属を薄肉部分より排出するために必要な力が主になる。この力は、薄肉部分の厚さが薄くなるにつれ、飛躍的に増大する。また、薄肉部分が変形し難くなった分、鋳型が受ける応力が増大し、弾性体で構成される鋳型の突起がつぶれて薄肉部分の面積を広げるように変形するようになる。この時、薄肉部分の形状は平坦に近い形状となる。薄肉部分の面積が広がった分、樹脂または金属と、鋳型や支持体との間に働く摩擦力がさらに増加するため、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、加速度的に増加する。したがって、鋳型の各突起部の形状の差異や加圧プロセスの非精密性によって、加工物の各地点における薄肉部分への圧力に誤差が生じようとも、この圧力誤差は十分に薄くなった薄肉部分の厚さを変化させるために必要な圧力に対して非常に小さい力となる。これにより、窪みの肉厚が薄い形状を簡易かつ安価に成形し、窪みの肉厚が薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することができる。その結果、窪みの底面が平坦で且つ、窪みの底面の厚さ（肉厚）が薄い薄肉成形品を製造することができる。これにより、窪みの肉厚が薄い形状を簡易かつ安価に成形し、窪みの肉厚が薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することができる。更に厚い形状と薄い形状を一体成形できる。更に厚い形状と薄い形状を曲面で連続的に形成できる。また肉厚が１０μｍオーダーという極薄い構造を成形できる技術は報告されておらず、精密性においても本技術は優れている。
　本発明の第２の態様に係る薄肉成形品の製造方法は、第１の態様に係る薄肉成形品の製造方法であって、前記樹脂は、当該鋳型の弾性体の耐熱温度よりもガラス転移点が低い非晶性プラスチック、または融点が低い結晶性プラスチックである。
　この構成によれば、工程初期において、熱で軟化した樹脂は鋳型の突起よりも十分に柔らかいため、鋳型より押し付けられることにより樹脂が変形して、窪みを形成する。樹脂の厚みが十分にある場合において、窪みの底の肉厚を薄くするために必要な力は、樹脂を変形させるために必要な力が主である。一方、工程が進み、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、樹脂を変形させるために必要な力よりも、鋳型や支持体と、樹脂の間に働く摩擦力に逆らって樹脂を薄肉部分より排出するために必要な力が主になる。この力は、薄肉部分の厚さが薄くなるにつれ、飛躍的に増大する。また、薄肉部分が変形し難くなった分、鋳型が受ける応力が増大し、弾性体で構成される鋳型の突起がつぶれて薄肉部分の面積を広げるように変形するようになる。この時、薄肉部分の形状は平坦に近い形状となる。薄肉部分の面積が広がった分、樹脂と、鋳型や支持体との間に働く摩擦力がさらに増加するため、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、加速度的に増加する。したがって、鋳型の各突起部の形状の差異や加圧プロセスの非精密性によって、加工物の各地点における薄肉部分への圧力に誤差が生じようとも、この圧力誤差は十分に薄くなった薄肉部分の厚さを変化させるために必要な圧力に対して非常に小さい力となる。これにより、窪みの肉厚が薄い形状を簡易かつ安価に成形し、窪みの肉厚が薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することができる。
　本発明の第３の態様に係る薄肉成形品の製造方法は、第１の態様に係る薄肉成形品の製造方法であって、前記金属の融点は、当該鋳型の弾性体の耐熱温度より低い。
　この構成によれば、工程初期において、熱で軟化した金属は鋳型の突起よりも十分に柔らかいため、鋳型より押し付けられることにより金属が変形して、窪みを形成する。金属の厚みが十分にある場合において、窪みの底の肉厚を薄くするために必要な力は、金属を変形させるために必要な力が主である。一方、工程が進み、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、金属を変形させるために必要な力よりも、鋳型や支持体と、金属の間に働く摩擦力に逆らって金属を薄肉部分より排出するために必要な力が主になる。この力は、薄肉部分の厚さが薄くなるにつれ、飛躍的に増大する。また、薄肉部分が変形し難くなった分、鋳型が受ける応力が増大し、弾性体で構成される鋳型の突起がつぶれて薄肉部分の面積を広げるように変形するようになる。この時、薄肉部分の形状は平坦に近い形状となる。薄肉部分の面積が広がった分、金属と、鋳型や支持体との間に働く摩擦力がさらに増加するため、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、加速度的に増加する。したがって、鋳型の各突起部の形状の差異や加圧プロセスの非精密性によって、加工物の各地点における薄肉部分への圧力に誤差が生じようとも、この圧力誤差は十分に薄くなった薄肉部分の厚さを変化させるために必要な圧力に対して非常に小さい力となる。これにより、窪みの肉厚が薄い形状を簡易かつ安価に成形し、窪みの肉厚が薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することができる。
　本発明の第４の態様に係る薄肉成形品の製造方法は、第１または２の態様に係る薄肉成形品の製造方法であって、前記樹脂は、熱可塑性樹脂である。
　この構成によれば、厚みの薄い形状を簡易かつ安価に成形できる。また厚みの薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形できる。
　本発明の第５の態様に係る薄肉成形品の製造方法は、第１から４のいずれかの態様に係る薄肉成形品の製造方法であって、弾性体の薄膜が表面に設けられた貫通孔付き治具を作製する工程と、裏面側から貫通孔を介して当該薄膜を吸引する工程と、吸引後に撓んだ薄膜の上から弾性体の溶液を注入する工程と、当該溶液を加熱して硬化させることにより、前記鋳型を形成する工程と、を更に有する。
　この構成によれば、弾性体で構成された突起が設けられた鋳型を作製することができる。この鋳型を当該突起が設けられた面を、熱により変形する温度が当該鋳型の耐熱温度より低い樹脂または金属に当接した状態で加熱することにより、窪みの底面が平坦で且つ、窪みの底面の厚さが薄い薄肉成形品を製造することができる。
　本発明の第６の態様に係る薄肉成形品の製造方法は、第１から５のいずれかの態様に係る薄肉成形品の製造方法であって、前記弾性体は、ポリジメチルシロキサン(PolyDiMethylSiloxane：ＰＤＭＳ)である。
　この構成によれば、窪みの肉厚が薄い形状を簡易かつ安価に成形し、窪みの肉厚が薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することができる。
　本発明の第７の態様に係る薄肉成形品の製造方法は、第１から６のいずれかの態様に係る薄肉成形品の製造方法であって、前記薄肉成形品は、ウェルプレートである。
　この構成によれば、窪みの肉厚が薄い形状を簡易かつ安価に成形し、窪みの肉厚が薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することができる。
　本発明の第８の態様に係るウェルプレートは、樹脂で構成され、少なくとも一つのウェルが設けられたウェルプレートであって、当該ウェルは丸底であり、当該ウェルの底中央部の厚さが２００μｍ以下である。
　この構成によれば、ウェルが丸底であることによって、ウェルに播種された細胞がウェルの底の中心に集まるため、細胞の観察を容易化することができる。また、ウェルの底中央部の厚さが２００μｍ以下であるため、高倍率の顕微鏡で観察可能である。
　本発明の第９の態様に係るウェルプレートは、第８の態様に係るウェルプレートであって、ウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率は、０．７～１．５である。
　この構成によれば、ウェルが丸底であることによって、ウェルに播種された細胞がウェルの底の中心に集まるため、細胞の観察を容易化することができる。
　本発明の第９の態様に係るウェルプレートは、第８の態様に係るウェルプレートであって、前記ウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率は、０．７～１．５である。
　この構成によれば、ウェルの底面の形状の範囲が規定される。
　本発明の第１０の態様に係るウェルプレートは、第８または９の態様に係るウェルプレートであって、前記ウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率をｙ、前記ウェルの底面中央部をｘ［μｍ］とすると、当該比率ｙは、前記ウェルの底面中央部が７～１９μｍの範囲でｙ＝－０．００９３ｘ＋０．９９２４の値の±１０％以内であり、前記ウェルの底面中央部が１９～２００μｍの範囲でｙ＝０．００２８ｘ＋０．７５７２の値の±１０％以内である。
　この構成によれば、ウェルの底面の形状の範囲が規定される。
　本発明の第１１の態様に係るウェルプレートは、第８から１０のいずれかの態様に係るウェルプレートであって、前記ウェルの底面中央部の平均厚さが７μｍ以上である。
　この構成によれば、大部分のウェルに損傷ができない強度を有するウェルプレートを実現できる。
　本発明の第１２の態様に係るウェルプレートは、第８から１１のいずれかの態様に係るウェルプレートであって、前記ウェルの底面中央部の厚さが１５０μｍ以下である。
　この構成によれば、ウェルが丸底であることによって、ウェルに播種された細胞がウェルの底の中心に集まるため、細胞の観察を容易化することができる。更に当該ウェルの底面中央部の厚さが１５０μｍ以下であるため、油浸１００倍対物レンズであっても焦点をウェル底面に存在する細胞に合わせることができ、１細胞からの少数の細胞の詳細な顕微鏡解析を確実に行うことができる。
　本発明の一態様によれば、厚みの薄い形状を簡易かつ安価に成形できる。また厚みの薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形できる。更に厚い形状と薄い形状を一体成形できる。更に厚い形状と薄い形状を曲面で連続的に形成できる。また肉厚が１０μｍオーダーという極薄い構造を成形できるプレス成形技術は報告されておらず、精密性においても本技術は優れている。
本実施形態に係るウェルプレートの製造方法の概略工程を示す模式図である。 本実施形態に係るウェルプレートの製造方法の流れの一例を示すフローチャートである。 ＰＤＭＳ薄膜の貫通孔付き治具への取り付けを説明するための分解斜視図である。 吸引圧とＰＤＭＳ薄膜中心の変化距離の関係の実験結果の一例を示すグラフである。 ＰＤＭＳ鋳型の作製方法を説明するための模式図である。 図６（ａ）は実体顕微鏡で上から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の全体像である。図６（ｂ）は実体顕微鏡で上から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の拡大像である。図６（ｃ）は実体顕微鏡を斜め上から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の拡大像である。図６（ｄ）は実体顕微鏡を斜め上別角度から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の拡大像である。 図７（ａ）は実体顕微鏡で上から撮影された成形物の全体像である。図７（ｂ）は実体顕微鏡で上から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の拡大像である。図７（ｃ）は実体顕微鏡を斜め上から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の拡大像である。図７（ｄ）は実体顕微鏡を斜め上別角度から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の拡大像である。 図８（ａ）は、顕微鏡による実施例１に係るウェル底面の明視野観察の全体画像である。図８（ｂ）は、顕微鏡による実施例１に係るウェル底面の明視野観察の１ウェル拡大画像である。 図９（ａ）は、実施例１に係るＰＤＭＳ鋳型の突起の高さの分布を示すグラフである。図９（ｂ）は、実施例１に係る成形物のウェル底の厚さの分布を示すグラフである。図９（ｃ）は、実施例１に係る成形物のウェルの深さの分布を示すグラフである。 図１０（ａ）は、実施例１に係るＰＤＭＳ鋳型の突起の断面観察画像である。図１０（ｂ）は、実施例１に係る成形物全体の断面観察画像である。図１０（ｃ）は、実施例１に係る成形物のウェルの底面の断面観察画像である。 図１１（ａ）は、顕微鏡による実施例２に係るウェル底面の明視野観察の全体画像である。図１１（ｂ）は、顕微鏡による実施例２に係るウェル底面の明視野観察の１ウェル拡大画像である。 図１２（ａ）は、実施例２に係るＰＤＭＳ鋳型の突起の高さの分布を示すグラフである。図１２（ｂ）は、実施例２に係る成形物のウェル底の厚さの分布を示すグラフである。図１２（ｃ）は、実施例２に係る成形物のウェルの深さの分布を示すグラフである。 実施例２に係る成形物のウェルの底面の断面観察画像である。 様々な底面厚さの場合に、油浸１００倍対物レンズを用いて撮像したＢａ／Ｆ３細胞の一例である。 ウェル底面薄さに依存して増加する特徴的な破損の一例を示す図である。 ウェル底最薄部の平均厚さと３８４ウェル中の破損ウェル率の関係の実験結果を示す表である。 共焦点顕微鏡によって得られたウェルの縦断面の画像の一例である。 様々な底面厚さの場合における、共焦点顕微鏡によって得られたウェルの縦断面の画像の一例である。 ウェル底最薄部の厚さｔの違いによる曲率半径の違いを説明するための模式図である。 ウェル底最薄部の厚さと、ウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率との関係の実験結果を示すグラフである。
　以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　＜第１の実施形態＞
　本実施形態では、鋳型や成形プロセスを精密に構築するのではなく、鋳型自体に形状の補正機能を付加することを考案した。すなわち、本実施形態は、鋳型の少なくとも突起の部分が柔軟に変形する材料（すなわち弾性体）で構成されることで、成形物の元となる材料の各肉薄部の厚さが同じになるように鋳型が変形し、大きな面積においても小さな誤差で薄い構造物を成形できる。
　本実施形態では、形状の一部に肉厚の薄い部分を有する薄肉成形品の一例として、ウェルプレートを挙げ、ウェルプレートの製造方法について説明する。なお、本実施形態では成形する薄肉成形品（ここでは一例としてウェルプレート）のことを成形物ということもある。
　図１を参照しつつ図２を用いて、本実施形態に係るウェルプレートの製造方法について説明する。図１は、本実施形態に係るウェルプレートの製造方法の概略工程を示す模式図である。図２は、本実施形態に係るウェルプレートの製造方法の流れの一例を示すフローチャートである。
　（ステップＳ１０）まず弾性体の薄膜を形成する。ここで、弾性体は例えばポリジメチルシロキサン（PolyDiMethylSiloxane：ＰＤＭＳ）であり、ＰＤＭＳ薄膜が形成される。
　（ステップＳ２０）次にステップＳ１０で形成された薄膜（例えば、ＰＤＭＳ薄膜）を用いて、弾性体の薄膜が表面に設けられた貫通孔付き治具を作成する。貫通孔付き治具は例えば、ウェルプレートの穴に対応するように、例えば、２４列ｘ１６行のアレイ状に貫通孔が設けられている。これにより、図１（ａ）に示す一部断面図のように、貫通孔付き治具１０の表面にＰＤＭＳ薄膜１１１が形成される。
　（ステップＳ３０）次に、図１（ｂ）に示す一部断面図のように、貫通孔付き治具１０の裏面側から貫通孔を介して設定圧力でＰＤＭＳ薄膜を吸引及び／または減圧する。これにより、ＰＤＭＳ薄膜が図１（ｂ）の矢印Ａ１方向に撓む。ここでは一例として減圧することによって薄膜を吸引する。
　（ステップＳ４０）次に、図１（ｃ）に示す一部断面図のように、吸引後に撓んだＰＤＭＳ薄膜の上から弾性体の溶液１１２（例えば、ＰＤＭＳ溶液）を注入する。
　（ステップＳ５０）次に、図１（ｄ）に示す一部断面図のように、弾性体の溶液１１２（例えば、ＰＤＭＳ溶液）を加熱して硬化させることによって鋳型（例えば、ＰＤＭＳ鋳型）を形成する。このように、ＰＤＭＳ薄膜を凸型に変形させた状態で、鋳型となる材料（例えば、ＰＤＭＳ）を注入し、硬化させることよりＰＤＭＳ硬化層１１２ｂが形成され、ＰＤＭＳで例えば２４列ｘ１６行のアレイ状に突起を有する鋳型１１０が形成される。鋳型１１０は、ＰＤＭＳ薄膜１１１の上に、ＰＤＭＳ硬化層１１２ｂが形成されたものである。
　（ステップＳ６０）次に、図１（ｅ）に示す一部断面図のように、樹脂板１１４に、鋳型１１０（例えば、ＰＤＭＳ鋳型）の突起が設けられた面（凸面ともいう）を当接した状態で、当該鋳型１１０に当該樹脂板１１４の方向（図１（ｅ）の矢印Ａ２、Ａ３方向）への力がかかるようにしながら（ここでは一例として当該鋳型を当該突起が設けられた面とは反対の面から押しながら）加熱する（例えば、鋳型１１０のガラス転移点及び樹脂板１１４のガラス転移点を超える所定の温度で熱プレスする）。ここで、樹脂板１１４は、熱可塑性の樹脂からなる。この熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリシクロオレフィン、エチレン－αオレフィン共重合体（例えば、エチレン－プロピレン共重合体）等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、水素添加型スチレン・ブタジエンランダム共重合体（ＨＳＢＲ）等のポリスチレン系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６等のポリアミド系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂などが例示でき、これらを１種単独又は２種類以上を混合して用いることができる。この樹脂板１１４は、支持体の一例であるガラス板１１３の上に設けられている。
　これにより、図１（ｆ）に示す一部断面図のように、ＰＤＭＳ鋳型の突起が変形して突起の先端が平坦になり、これに応じて樹脂板に形成された窪み（ウェルともいう）の底面が平坦になるとともに、窪み（ウェル）の底面と樹脂板の底面との間の厚さ（以下、窪み（ウェル）の底面の厚さという）を薄くすることができる。
　ここで樹脂板は、熱により変形する温度が当該鋳型の耐熱温度より低い樹脂であり、具体的には当該樹脂板が非晶性プラスチックの場合のガラス転移点、または結晶性プラスチックの場合の融点は、当該鋳型の弾性体（例えばＰＤＭＳ）の耐熱温度より低い。樹脂板を加工する工程において、工程初期において、熱で軟化した樹脂は鋳型の突起よりも十分に柔らかいため、鋳型より押し付けられることにより樹脂が変形して、窪みを形成する。樹脂の厚みが十分にある場合において、窪みの底の肉厚を薄くするために必要な力は、樹脂を変形させるために必要な力が主である。一方、工程が進み、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、樹脂を変形させるために必要な力よりも、鋳型や支持体と、樹脂の間に働く摩擦力に逆らって樹脂を薄肉部分より排出するために必要な力が主になる。この力は、薄肉部分の厚さが薄くなるにつれ、飛躍的に増大する。また、薄肉部分が変形し難くなった分、鋳型が受ける応力が増大し、弾性体で構成される鋳型の突起がつぶれて薄肉部分の面積を広げるように変形するようになる。この時、薄肉部分の形状は平坦に近い形状となる。薄肉部分の面積が広がった分、樹脂と、鋳型や支持体との間に働く摩擦力がさらに増加するため、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、加速度的に増加する。したがって、鋳型の各突起部の形状の差異や加圧プロセスの非精密性によって、加工物の各地点における薄肉部分への圧力に誤差が生じようとも、この圧力誤差は十分に薄くなった薄肉部分の厚さを変化させるために必要な圧力に対して非常に小さい力となる。これにより、窪みの肉厚が薄い形状を簡易かつ安価に成形し、窪みの肉厚が薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することができる。
　（ステップＳ７０）次に、鋳型１１０を取り除く。これにより、図１（ｇ）の上側の一部断面図に示すように、窪み（ウェル）の底面が平坦で且つ、窪み（ウェル）の底面の厚さが薄いウェルプレート１２０（例えばマルチウェルプレート）を製造することができる（図１（ｇ）の下側の斜視図参照）。具体的には例えば、窪み（ウェル）の底面の厚さが１０μｍ程度のウェルを３８４個有するウェルプレートを製造することができる。
　なお、本実施形態では、一例としてウェルプレートの素材に樹脂を用いたがこれに限ったものではなく、熱により変形する温度が当該鋳型の耐熱温度より低い金属であってもよく、具体的には、当該金属の融点は、当該鋳型の弾性体の耐熱温度より低くてもよい。この構成により、工程初期において、熱で軟化した金属は鋳型の突起よりも十分に柔らかいため、鋳型より押し付けられることにより金属が変形して、窪みを形成する。金属の厚みが十分にある場合において、窪みの底の肉厚を薄くするために必要な力は、金属を変形させるために必要な力が主である。一方、工程が進み、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、金属を変形させるために必要な力よりも、鋳型や支持体と、金属の間に働く摩擦力に逆らって金属を薄肉部分より排出するために必要な力が主になる。この力は、薄肉部分の厚さが薄くなるにつれ、飛躍的に増大する。また、薄肉部分が変形し難くなった分、鋳型が受ける応力が増大し、弾性体で構成される鋳型の突起がつぶれて薄肉部分の面積を広げるように変形するようになる。この時、薄肉部分の形状は平坦に近い形状となる。薄肉部分の面積が広がった分、金属と、鋳型や支持体との間に働く摩擦力がさらに増加するため、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、加速度的に増加する。したがって、鋳型の各突起部の形状の差異や加圧プロセスの非精密性によって、加工物の各地点における薄肉部分への圧力に誤差が生じようとも、この圧力誤差は十分に薄くなった薄肉部分の厚さを変化させるために必要な圧力に対して非常に小さい力となる。その結果、窪みの底面が平坦で且つ、窪みの底面の厚さ（肉厚）が薄い薄肉成形品を製造することができる。
　以上、本実施形態に係る薄肉成形品の製造方法は、樹脂または金属を、それらの軟化する温度よりも耐熱温度の高い弾性体で構成された突起が設けられた鋳型と、当該鋳型よりも固く当該樹脂または当該金属よりも熱によって軟化する温度が高い支持体で挟んだ状態で、当該鋳型に当該樹脂または当該金属の方向への力がかかるようにしながら加熱する工程と、前記鋳型を取り除く工程と、を有する。
　この構成により、工程初期において、熱で軟化した樹脂または金属は鋳型の突起よりも十分に柔らかいため、鋳型より押し付けられることにより樹脂または金属が変形して、窪みを形成する。樹脂または金属の厚みが十分にある場合において、窪みの底の肉厚を薄くするために必要な力は、樹脂または金属を変形させるために必要な力が主である。一方、工程が進み、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、樹脂または金属を変形させるために必要な力よりも、鋳型や支持体と、樹脂または金属の間に働く摩擦力に逆らって樹脂または金属を薄肉部分より排出するために必要な力が主になる。この力は、薄肉部分の厚さが薄くなるにつれ、飛躍的に増大する。また、薄肉部分が変形し難くなった分、鋳型が受ける応力が増大し、弾性体で構成される鋳型の突起がつぶれて薄肉部分の面積を広げるように変形するようになる。この時、薄肉部分の形状は平坦に近い形状となる。薄肉部分の面積が広がった分、樹脂または金属と、鋳型や支持体との間に働く摩擦力がさらに増加するため、窪みの底の薄肉部分が薄くなるにつれ、窪みの底の肉厚をさらに薄くするために必要な力は、加速度的に増加する。したがって、鋳型の各突起部の形状の差異や加圧プロセスの非精密性によって、加工物の各地点における薄肉部分への圧力に誤差が生じようとも、この圧力誤差は十分に薄くなった薄肉部分の厚さを変化させるために必要な圧力に対して非常に小さい力となる。これにより、窪みの肉厚が薄い形状を簡易かつ安価に成形し、窪みの肉厚が薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することができる。その結果、窪みの底面が平坦で且つ、窪みの底面の厚さ（肉厚）が薄い薄肉成形品を製造することができる。これにより、窪みの底面が平坦で且つ、窪みの底面の厚さ（肉厚）が薄い薄肉成形品（例えば、ウェルプレート）を製造することができる。これにより、窪みの肉厚が薄い形状を簡易かつ安価に成形し、窪みの肉厚が薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形することができる。更に厚い形状と薄い形状を一体成形できる。更に厚い形状と薄い形状を曲面で連続的に形成できる。
　また、本実施形態に係る薄肉成形品の製造方法は、弾性体の薄膜が表面に設けられた貫通孔付き治具を作製する工程と、裏面側から貫通孔を介して当該薄膜を吸引する工程と、吸引後に撓んだ薄膜の上から弾性体の溶液を注入する工程と、当該溶液を加熱して硬化させることにより、前記鋳型を形成する工程と、を更に有する。
　この構成により、弾性体で構成された突起が設けられた鋳型を作製することができる。この鋳型を当該突起が設けられた面を、熱により変形する温度が当該鋳型の耐熱温度より低い樹脂または金属に当接した状態で、当該鋳型に当該樹脂の方向への力がかかるようにしながら加熱することにより、窪みの底面が平坦で且つ、窪みの底面の厚さが薄い薄肉成形品（例えば、ウェルプレート）を製造することができる。
　＜実施例１＞
　以下、実施例１に係る各ステップの方法について説明する。
　＜ＰＤＭＳ薄膜の作製方法の一例＞
　ここで図２のステップＳ１０におけるＰＤＭＳ薄膜の作製方法の一例について説明する。第１の大きさに切り出したポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム上に、ＰＤＭＳ溶液を滴下し、一定時間置いて気泡を除去した後、スピンコーターにて所定の回転速度で、第１の設定時間スピンコートした。これを第１の大きさより大きい第２の大きさの強化ガラス（例えばテンパックス）上に置き、室温より高い規定の温度にて第２の設定時間、加熱する。強化ガラス（例えばテンパックス）ごとＰＤＭＳ薄膜を取り出し、クリーンブース中で放熱する。シリコーンゴム用両面テープを、中空のアクリル製フレームのフレーム部分に２本張り、これを上記ＰＤＭＳ薄膜上に押し当ててアクリル製フレームとＰＤＭＳ薄膜を両面テープで接着させた。ＰＤＭＳ薄膜を、アクリル製フレームを担持基材としてＰＥＮフィルムから剥がす。これにより、アクリル製フレームの中空部分にＰＤＭＳ薄膜が設けられたＰＤＭＳ薄膜付きフレーム（図３参照）が作製される。
　＜ＰＤＭＳ薄膜が表面に設けられた貫通孔付き治具を作製する方法＞
　図３を用いて、ＰＤＭＳ薄膜が表面に設けられた貫通孔付き治具を作製する方法について説明する。図３は、ＰＤＭＳ薄膜の貫通孔付き治具への取り付けを説明するための分解斜視図である。図３において、ＰＤＭＳ薄膜１１１が設けられたＰＤＭＳ薄膜付きフレーム１１は、上述したＰＤＭＳ薄膜の作製方法によって作製されたものである。
　ウェルプレート加工部材１２は、底面無しのウェルプレート（ここでは一例として底面無しの３８４ウェルプレート）の底面から接着剤を除去して、取り付け時には、この底面側を上側（ＰＤＭＳ薄膜付きフレーム１１側）にする。ウェルプレート加工部材１２は、底面側外周フレーム部位を所定の長さだけ削られており（例えば超音波カッターで加工後、カンナ掛け）、ＰＤＭＳ薄膜付きアクリルフレームをはめ込む部分と形成されている。後述する複数貫通孔付きプレート１４との接触面には、シリコーン系接着剤とポリプロピレン板を使用してパッキン１７が設けられている。
　高さ合わせ用シムプレート１３は、シムプレートをウェルプレート加工部材の外周フレーム部位に乗せて、ＰＤＭＳ薄膜付きフレーム１１との間に挟み、ウェルプレート加工部材１２のウェル部分の高さとＰＤＭＳ薄膜付きフレーム１１の高さが同じくらいになるように調節されている。
　複数貫通孔付きプレート１４は、例えば、複数（例えば３８４）の貫通孔が互いに間隔を空けて設けられたアクリルプレートである。
　ステージ１５は、例えばアルミ製のステージです。ステージ１５は、後述するダイキャストボックス１６の中に入れて、吸引時に複数貫通孔付きプレート１４が歪まないように下から支える。
　ダイキャストボックス１６は、アルミ製のダイキャストボックスである。ダイキャストボックス１６は、長方形の底板と、底板の各辺に連結する側板４枚を有する。ダイキャストボックス１６の１枚の側板には、ねじ切りによって貫通孔が設けられ、その貫通孔に中空部材１８（例えばチューブ用継手）取り付けられている。この中空部材１８が、吸引するための吸気口となる。ダイキャストボックス１６は、上面が開口しており、４枚の側板それぞれの上面側の縁にパッキン１９が設けられている。これにより、パッキン１７とパッキン１９が密着することによって、ウェルプレート加工部材１２の底面とダイキャストボックス１６との間を密閉して空気が逃げないようにすることができる。
　図３のように、図３に示す各部品を組み立てることにより、ＰＤＭＳ薄膜が表面に設けられた貫通孔付き治具を作製する。そして、中空部材１８から空気を吸引することによって、ＰＤＭＳ薄膜を吸引する。
　図４を用いて、吸引圧とＰＤＭＳ薄膜中心が吸引によって変化する距離の関係について説明する。図４は、吸引圧とＰＤＭＳ薄膜中心の変化距離の関係の実験結果の一例を示すグラフである。縦軸はＰＤＭＳ薄膜中心の変化距離で、横軸は吸引圧である。この図４は、吸引圧を変えて、ＰＤＭＳ薄膜中心の変化距離を共焦点顕微鏡を用いて計測した結果である。図４に示すように、吸引圧を高くするに連れてＰＤＭＳ薄膜中心の変化距離が大きくなることが示されている。図４に示すように、吸引圧を変えることにより、所望の高さの突起を有する鋳型を作製することができるため、所望の深さのウェルプレートを作製することができる。計測は以下の方法で行った。
　＜ＰＤＭＳ薄膜中心の変化距離を計測する実験方法＞
　図３のＰＤＭＳ鋳型作製系を上下逆さまに共焦点顕微鏡のステージ上にセットした。その際、共焦点顕微鏡の上部光学系（ハロゲンランプ等）は後ろに倒した状態にし、上部光学系の根元にある安全スイッチをシリコーン板で常に押されている状態にした。ダイヤフラムポンプとレギュレーターをＰＤＭＳ鋳型作製用治具一式に接続して-0～-0.06 mPaで吸引してその際のＰＤＭＳ薄膜の３Ｄ形状をＺＳｔａｃｋモードで観察した。吸引による膜中心の変形距離は、ウェルの外側と中心のＺ座標を488 nmレーザーの反射の検出により測定し、その差から求めた（n = 4ウェル、励起波長：488 nm、蛍光波長：483～493 nm）。また、膜厚は同様の方法で、膜の上下面のＺ座標の差分から求めた(n = 4 well、励起波長：488 nm、蛍光波長：483～493 nm)。
　0.027mPaで吸引した時に、ＰＤＭＳ薄膜中心の変化距離が1664.7±12.5μm（n = 4ウェル）である。一例として、この0.027mPaを今回の鋳型作製の吸引時の設定圧力とした。なお、ＰＤＭＳ薄膜の厚さは46.3±0.7μm（n = 4 ウェル）であった。
　＜ＰＤＭＳ鋳型の作製方法＞
　続いて図５を用いて、ＰＤＭＳ鋳型の作製方法の一例について説明する。図５は、ＰＤＭＳ鋳型の作製方法を説明するための模式図である。図５に示すように、図３のＰＤＭＳ鋳型作製系を用いて、高さ１．６５ｍｍ程度の突起を有する鋳型をＰＤＭＳにより作製する。
　ＰＤＭＳ鋳型作製系において、ＰＤＭＳ薄膜上のウェルプレート加工部材１２周辺を４方から囲むようにシリコーンゴム土手２１を置いた。この上から所定の量のＰＤＭＳ溶液を滴下し、窒素ガスを吹き付けてウェルを覆うようにＰＤＭＳ溶液を展開した。これをデシケーターに入れて減圧脱泡した。ＰＤＭＳ鋳型作製系にダイヤフラムポンプとレギュレーターを中空部材１８に接続し、-0.027 mPaの減圧を行った。強化ガラス２３（例えばテンパックス）に規定量のＰＤＭＳ溶液２２を滴下して、これを起点として強化ガラス２３とＰＤＭＳ薄膜上のＰＤＭＳ溶液２２を接触させることで、気泡が入らない様に強化ガラス２３を被せた。これを、室温より高い第１の温度にした熱プレス機の下部ステージに置き、ジャッキを上げ、強化ガラス２３の中心に連結された円筒形のゴム２４をクッションとして上部ステージで押さえつけた。熱プレス機の上部下部ステージ間をアルミホイルで覆い、保温を行った。規定時間、加熱硬化後、ＰＤＭＳ鋳型作製系を分解してＰＤＭＳ鋳型（ＰＤＭＳ＋テンパックス）を取り出し、さらに第１の温度より高い第２の温度で所定時間加熱することで完全にＰＤＭＳを硬化させた。
　図６（ａ）は実体顕微鏡で上から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の全体像である。図６（ｂ）は実体顕微鏡で上から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の拡大像である。図６（ｃ）は実体顕微鏡を斜め上から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の拡大像である。図６（ｄ）は実体顕微鏡を斜め上別角度から撮影されたＰＤＭＳ鋳型の拡大像である。ＰＤＭＳ鋳型の作製の結果、図６（ｄ）に示すように、頂点が滑らかな円弧状の突起が３８４個、アレイ状に配置されたＰＤＭＳ鋳型が作製された。共焦点顕微鏡を用いた次の計測方法で計測した結果、突起高さは1650.3±7.2μm(n=4ウェル、平均±標準偏差)であり、目標とした高さ（１６５０μｍ程度）に近い形状の鋳型が作製できたことが確認された。ここで突起の高さは、各プレートの中央に位置する４ウェル分の突起高さの平均±標準偏差を表す。
　＜突起高さの計測方法＞
　作製したＰＤＭＳ鋳型の外観を写真撮影、および実体顕微鏡で観察した。また、ＰＤＭＳ鋳型を共焦点顕微鏡のステージ上に突起を下にして置き、ウェルの外側と突起（凸部ともいう）先端のＺ座標を４８８ｎｍレーザーの反射の検出により測定し、その差からＰＤＭＳ鋳型の凸型高さを求めた(n = 4ウェル、励起波長：488 nm、蛍光波長：483～493 nm)。また、ＰＤＭＳ鋳型の自家蛍光により３Ｄ形状を確認した（励起波長：405 nm、蛍光波長：435～445 nm）。
　鋳型全体の成形精度の確認のために、共焦点顕微鏡で１つのウェルプレートの３８４ウェル全てを、ウェル底面に対して垂直な方向に観察し、全ての突起の高さを計測した(n = 384ウェル、励起波長：488 nm、蛍光波長：483～493 nm)。その結果、突起高さの平均は、1623.5±26.5 μm (n = 384ウェル：平均±標準偏差)であった。
　＜ウェルプレート成形方法＞
　突起の高さが一例として約１．６５ｍｍの鋳型を用い、ポリカーボネートの熱プレス成形を行い、成形された成形物の外観の観察、および各ウェルの３Ｄ形状を、共焦点顕微鏡を用いて解析を行った。
　離型のためにＰＤＭＳをコートした強化ガラス（例えばテンパックス）の上に樹脂板（例えばポリカーボネート板）を置き、その上にＰＤＭＳ鋳型を置いた後に、第１所定温度に昇温させたプレスステージ上にセットし、第１の設定時間予熱した後、第１の設定時間より長い第２の設定時間、所定の力でプレスを行った。プレスが完了した後、鋳型の水冷を行い、第１所定温度より低い第２所定温度になった時点で圧力を開放し、成形物を取り出した。成形した成形物の外観を写真撮影、および実体顕微鏡で観察した。共焦点顕微鏡を用いて３８４ウェルの底面の破損状態の観察(n = 384 well、明視野)、底面の厚さ測定・断面観察(n = 384 well、励起波長：488 nm、蛍光波長：483～493 nmや、成形物全体の断面確認(励起波長：488 nm、蛍光波長：483～493 nm)を行った。
　その結果、側面を形成する肉厚部と底面を形成する肉薄部が滑らかな円弧で繋がったウェルが成形された。図８（ａ）は、顕微鏡による実施例１に係るウェル底面の明視野観察の全体画像である。図８（ｂ）は、顕微鏡による実施例１に係るウェル底面の明視野観察の１ウェル拡大画像である。また、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、ウェルの底面にはその薄さにより発生した干渉縞が観察されるのみであり、破断や貫通等の重大な損傷はいずれのウェルにも確認されなかった。
　図９（ａ）は、実施例１に係るＰＤＭＳ鋳型の突起の高さの分布を示すグラフである。図９（ｂ）は、成形物のウェル底の厚さの分布を示すグラフである。図９（ｃ）は、実施例１に係る成形物のウェルの深さの分布を示すグラフである。
　図９（ａ）に示すようにＰＤＭＳ鋳型の凸型の高さは1623.5±26.5μm(n = 384 ウェル、平均±標準偏差)であり、図９（ｂ）に示すように成形物の底面の厚さは11.9±2.4μm (n = 384 ウェル、平均±標準偏差)であった。PDMS鋳型では標準偏差が26.5μm (最大300μm程度の差)と比較的大きかったが、成形物のウェル底面の厚さは標準偏差が2.43μm (最大14.2μm程度の差)と1/10以下にまで縮小した。なお、図９（ｃ）に示すように成形物のウェル自体の深さは1565.2±21.1μmであった。
　図１０（ａ）は、実施例１に係るＰＤＭＳ鋳型の突起の断面観察画像である。図１０（ｂ）は、実施例１に係る成形物全体の断面観察画像である。図１０（ｃ）は、実施例１に係る成形物のウェルの底面の断面観察画像である。図１０（ａ）と図１０（ｂ）を比較して分かるように、鋳型と比較して底面部が平坦になっており、図１０（ｃ）に示すようにおおよそ直径１０００μmの範囲で高さの誤差１０μm以内の平面となっていた。このように、本技術を用いることにより、柔軟な鋳型によって成形物の肉薄部分の誤差が補正され、底面に穴をあけてしまうことなく広大な範囲においても肉厚１０μm程度の精密加工が可能であった。また、非常に薄い構造を肉厚部と曲面でつなぎ目無く接続できることが確認された。
　＜実施例２＞
　実施例２では、実施例１と同様に、ＰＤＭＳで２４列ｘ１６行のアレイ状に突起（凸部）を有する鋳型を作製し、これを加熱下でポリスチレン樹脂板に押し付けることにより、底面の厚さが２５μｍ程度のウェルを３８４個有する容器を作製した。
　＜ＰＤＭＳ鋳型の作製＞
　まず、突起（凸部）の高さ約１．８５ｍｍのＰＤＭＳ鋳型を作製し、作製したＰＤＭＳ鋳型の３Ｄ形状を、共焦点顕微鏡を用いて解析した。その結果、ＰＤＭＳ鋳型の突起（凸部）の高さは1835.1±22.9μｍ(n = 384 ウェル)であった。
　＜ポリスチレン製のウェルプレートの成形＞
　作製された突起（凸部）の高さ約１．８５ｍｍのＰＤＭＳ鋳型を用い、実施例１と同様の方法で、当該ＰＤＭＳ鋳型を、突起が設けられた面をポリスチレンの板に押し付けて熱プレス成形を行った。
　図１１（ａ）は、顕微鏡による実施例２に係るウェル底面の明視野観察の全体画像である。図１１（ｂ）は、顕微鏡による実施例２に係るウェル底面の明視野観察の１ウェル拡大画像である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）で確認されるように、破断や貫通等の重大な損傷はいずれのウェルにも確認されなかった。
　図１２（ａ）は、実施例２に係るＰＤＭＳ鋳型の突起の高さの分布を示すグラフである。図１２（ｂ）は、実施例２に係る成形物のウェル底の厚さの分布を示すグラフである。図１２（ｃ）は、実施例２に係る成形物のウェルの深さの分布を示すグラフである。
　図１２（ａ）に示すようにＰＤＭＳ鋳型の突起（凸部）の高さはほぼ一様である。図１２（ｂ）に示すように成形物の底面の厚さは一様であり、成形物の底面の厚さは27.4±2.9μm（n=384　ウェル）であった。確認できるようにＰＤＭＳ鋳型では標準偏差が22.9μm（最大150μm程度の差）であったが、成形物のウェル底面の厚さは標準偏差が2.9μm（最大18.3μmの差）と８分の１程度にまで縮小した。なお、成形物のウェル自体の深さは1612.3±15.2μmであった。
　図１３は、実施例２に係る成形物のウェルの底面の断面観察画像である。図１３に示すように、成形物のウェルの底面は、おおよそ直径９００μmの範囲で高さ方向の誤差１０μm以内の平面となっていた。このように、本手法は、成形物の材料としては、幅広い樹脂に適用できることが示された。
　以上、本実施形態によれば、厚みの薄い形状を簡易かつ安価に成形できる。また厚みの薄い構造を広い面積に渡り小さな誤差で成形できる。更に厚い形状と薄い形状を一体成形できる。更に厚い形状と薄い形状を曲面で連続的に形成できる。また、プレス成形において肉厚が１０μｍオーダーという極薄い構造を成形できる技術は報告されておらず、精密性においても本技術は優れている。
　なお、本実施形態での鋳型の作製方法は一例であって、これに限ったものではない。
　＜第２の実施形態＞
　続いて第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る製造方法によって製造されたウェルプレートの構造について説明する。
　従来、ウェルが丸底で且つ当該ウェルの底面中央部の厚さが２００μｍ以下であるウェルプレートは存在しなかった。それに対して、第２の実施形態に係るウェルプレートは、ウェルが丸底で且つ当該ウェル底最薄部の厚さが略２００μｍ以下であるウェルプレートを提供する。第２の実施形態に係るウェルプレートは、樹脂で構成され、少なくとも一つのウェルが設けられている。当該ウェルは丸底である。ウェルが丸底であることによって、細胞がウェルの底の中心に集まるようにすることができる。
　＜背景：高倍率観察の重要性＞
　これまでの細胞研究では、細胞は集団として扱われ、ウェル単位、ディッシュ単位の細胞集団を１つのサンプルとして、様々な研究に用いられてきた。例えば、細胞や生命現象の理解のための細胞解析では、細胞集団の平均値を測定することにより細胞機能を理解する手法が用いられてきた。一般的なマルチウェルプレートは、そのような多くの細胞からなる細胞集団の全体像を観察するか、または細胞群の大まかな性質をプレートリーダー等を用いて細胞アッセイ等を行う用途のために製造されている。
　しかし、近年になり、均一と思われていた細胞集団の中にも、幹細胞や血中循環がん細胞といった極少数の重要細胞が含まれていることがわかった。また、エピジェネティックなどの個々の細胞を詳細に解析する研究によって、細胞ごとにヒストンの化学的修飾等の分子レベルの違いがあり、細胞周期やタンパク質発現量といった表現型・機能も細胞ごとに異なることが報告されるようになった。さらには、腫瘍内ヘテロ不均一性に関する研究や、ＣＡＲ－Ｔ療法やＴＣＲ－Ｔ療法に代表される免疫細胞を用いたがん治療法や免疫機構の解明など、個々の細胞を精密に解析する必要がある研究や治療法等が、医療やライフサイエンスにおいて非常に重要なテーマとなっている。当該マルチウェルプレートは、ウェルに播種された少数の細胞をその丸底形状により中央付近に集め、顕微鏡観察等により検出しやすくすることにより、そのような近年重要となっている１細胞からの少数の個々の細胞を精密に解析する研究において非常に有用である。詳細な細胞の解析方法として、高倍率の対物レンズを用いた顕微鏡観察が多く行われている。例えば、臨床における検体検査では、細胞内の核の形状等を４０倍、６３倍もしくは１００倍の対物レンズを用いて観察する。また、核内の特定の配列を検出するＦＩＳＨ検査や、細胞内小器官や特定の分子を蛍光色素等で染色し観察する方法では６３倍もしくは１００倍の対物レンズが使用される。さらに微小な構造や３次元的な詳細な観察、さらには、２０１４年のノーベル化学賞を受賞した超解像度顕微鏡観察などでは、１００倍の対物レンズが使用される。なお、このような細胞の表現型の解析がされた後に、ＰＣＲ等による遺伝子型の解析がなされることも多い。したがって、当該マルチウェルプレートが対象とする１細胞からの少数の細胞の詳細な顕微鏡解析では、１００倍の対物レンズまで適用可能であることが望ましい。高倍率の対物レンズでは焦点距離が短いため、サンプルを観察可能なウェル底面の厚さには限界がある。
　＜高倍率の対物レンズ（１００倍）を適用可能な底面の厚さ＞
　そこで、本実施形態では、１００倍の対物レンズを適用可能な底面の厚さについて説明する。第１の実施形態に係る製造方法を用いて、様々なウェル底面厚さの直径２ｍｍのウェルのウェルプレートを製造した。このウェルプレートは、構成される樹脂の一例としてポリカーボネートを用いた。図１４に示すように、油浸１００倍対物レンズを用いて、ウェルの底の厚さｔを変えて直径２ｍｍのウェル（ポリカーボネート）中のＢａ／Ｆ３細胞を観察した。
　図１４は、様々な底面厚さの場合に、油浸１００倍対物レンズを用いて撮像したＢａ／Ｆ３細胞の一例である。図底面の厚さｔが１３３．３μｍまではウェル底面に位置する細胞に焦点を合わせることができたが、１５６．２μｍの底面では油浸１００倍対物レンズをウェルの底面に接触させても焦点を合わせることができなかった。したがって、ウェルの底面の厚さが１５０μｍ以下が好ましい。
　このように、第２の実施形態に係るウェルプレートは、樹脂で構成され、少なくとも一つのウェルが設けられたウェルプレートであって、当該ウェルは丸底であり、当該ウェルの底中央部の厚さが１５０μｍ以下であることが好ましい。
　この構成によれば、ウェルが丸底であることによって、ウェルに播種された細胞がウェルの底の中心に集まるため、細胞の観察を容易化することができる。更に当該ウェルの底面中央部の厚さが１５０μｍ以下であるため、油浸１００倍対物レンズであっても焦点をウェル底面に存在する細胞に合わせることができ、１細胞からの少数の細胞の詳細な顕微鏡解析を確実に行うことができる。
　＜ウェルの底面の厚さの下限の規定について＞
　続いて、第１の実施形態に係る製造方法で製造された３８４ウェルプレートを用いて実験した結果、ウェル底面の厚さと３８４ウェル中の破損ウェル率の関係について説明する。
　樹脂の一例としてポリカーボネートを用いて、様々なウェル底面厚さの直径２ｍｍのマルチウェルプレートを作製後、ウェル底面薄さに依存して増加する特徴的な破損（図１５参照）を有するウェルの割合を計数した。図１５は、ウェル底面薄さに依存して増加する特徴的な破損の一例を示す図である。画像Ｇ１は、破損がない正常なウェルの５倍対物レンズの位相像である。一方、画像Ｇ２は、破損があるウェルの５倍対物レンズの位相像である。画像Ｇ２の矢印Ａ１に示すようにウェル底面に三日月状の傷が生じている。このように、ウェル底面を薄くしていくと三日月状の傷がウェル底面に確認される場合が増加する。
　図１６は、ウェル底最薄部の平均厚さと３８４ウェル中の破損ウェル率の関係の実験結果を示す表である。図１６には、プレス時間、ウェルの底面中央部の平均厚さ（平均底面中央部厚さともいう）、破損ウェル数、破損ウェル率の組の実験結果が示されている。ウェル底最薄部の平均厚さは、ウェル底最薄部の３８４ウェルの平均値と標準誤差で表されている。
　ウェル底最薄部の平均厚さが８．２４±１．５７μｍまでは破損を有するウェルが確認されなかった。ウェル底最薄部の平均厚さが７．９８±１．４５μｍよりも薄くなると破損を有するウェルが確認された。すなわち、ウェルの底面中央部の平均厚さ（もしくはウェル底最薄部の厚さ）が８μｍ以上であることに臨界的な意義がある。
　ウェル底最薄部の平均厚さが７．５２±１．６９μｍで破損率は５．２１％である。ウェル底最薄部の平均厚さが７．０５±１．２３μｍで破損率は、７．８１％である。ウェル底最薄部の平均厚さが６．９７±１．７７μｍで破損率は１６．８１％であり、ウェル底最薄部の平均厚さが６．９３±１．５８μｍで破損率は２０．８３％であり、破損率が２０％を超えた。このように、ウェル底最薄部の平均厚さが７μｍを切るようになると破損率が急激に増加する。すなわち、ウェルの底面中央部の平均厚さ（もしくはウェル底最薄部の厚さ）が７μｍ以上であることに臨界的な意義がある。
　したがって、大部分（具体的には例えば８０～９０％以上）のウェルに損傷ができない強度を有するウェルプレートという観点から、ウェル底最薄部の平均厚さ（もしくはウェル底最薄部の厚さ）が７μｍ以上であることが好ましい。更に製造等において全てのウェルに損傷ができない十分な強度を有するプレートという観点から、ウェル底最薄部の平均厚さ（もしくはウェル底最薄部の厚さ）が８μｍ以上であることがより好ましい。
　＜ウェル底最薄部の厚さとウェル底面の曲率の関係について＞
　続いて、１％ＢＳＡ－ＴＡＭＲＡ／ＰＢＳ溶液で１晩ウェル表面をコート後、共焦点顕微鏡によりウェル表面のＢＳＡ－ＴＡＭＲＡの蛍光を観察した。図１７は、共焦点顕微鏡によって得られたウェルの縦断面の画像の一例である。ウェル底面の中心Ｐ０より、水平方向にウェルの半径ｒ（ここでは一例として１ｍｍ）の３０％（一例として０．３ｍｍ）離れたウェル底面の点Ｐ１、６０％（一例として０．６ｍｍ）離れたウェル底面の点Ｐ２、９０％（一例として０．９ｍｍ）離れたウェル底面の点Ｐ３が示されている。ここでウェルの半径は、ウェルの底面から開口部までの間の高さの８０％だけウェル底面より上の高さにおけるウェルの水平断面が示す円の半径、但し、ウェル底面より上にウェルの底面から開口部までの間の高さの８０％から１００％の範囲において、ウェルの垂直断面におけるウェル壁面の接線が水平面に対して８０°から９０°となるウェル壁面が無い場合、ウェルの底面から開口部までの間の高さの５０％だけウェル底面より上の高さにおけるウェルの水平断面が示す円の半径である。この点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を通過する円Ｃ１が示されている。本実施形態では、この円Ｃ１の半径を、ウェル底面の曲率半径と定義する。
　図１８は、様々な底面厚さの場合における、共焦点顕微鏡によって得られたウェルの縦断面の画像の一例である。図１８（ａ）はウェル底最薄部の厚さｔが１４μｍ、図１８（ｂ）はウェル底最薄部の厚さｔが３８μｍ、図１８（ｃ）はウェル底最薄部の厚さｔが７６μｍ、図１８（ｄ）はウェル底最薄部の厚さｔが１４４μｍ、図１８（ｅ）はウェル底最薄部の厚さｔが２１１μｍの場合のウェルの縦断面の画像の一例である。このようにウェル底最薄部の厚さｔが変わると、ウェル底面の形状が変わり、ウェル底面の曲率が変わっている。
　図１９は、ウェル底最薄部の厚さｔの違いによる曲率半径の違いを説明するための模式図である。図１９を用いて、図１８の実験結果で得られたウェルの形状について定性的で説明する。ウェルの半径が１ｍｍである。ウェル底最薄部の厚さｔが９μｍの場合、当該曲率半径の円Ｃ１１が表すように、曲率半径が鋳型が変形しない場合の１ｍｍよりも小さい０．９１ｍｍである。またウェル底最薄部の厚さｔが１９μｍ付近で当該曲率半径の円Ｃ１２が表すように、例えば最も小さい曲率半径０．８２ｍｍとなった。これは、本樹脂加工法の原理として、下敷きとなるガラス板に近い鋳型底面部が特に大きな応力を受けるため、鋳型底面部が鋳型の他の部位に比べて大きく変形したことが原因と考えられる。ウェル底最薄部の厚さｔが５５μｍの場合、当該曲率半径の円Ｃ１３が表すように、曲率半径が鋳型が変形しない場合の１ｍｍよりも小さい０．９２ｍｍである。
　一方、ウェル底最薄部の厚さｔが略７６μｍ以上に厚くなると、鋳型底面部が特に大きな応力を受ける作用が小さくなり、鋳型全体が均等に応力を受けて扁平状に変形するようになる。ウェル底最薄部の厚さｔが１４４μｍでは当該曲率半径の円Ｃ１４が表すように、例えば曲率半径１．２ｍｍ、ウェル底最薄部の厚さｔが２１１μｍでは例えば曲率半径１．３ｍｍと徐々に曲率半径は増加し、鋳型が変形しない場合の曲率半径１ｍｍを超えている。
　図２０は、ウェル底最薄部の厚さと、ウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率との関係の実験結果を示すグラフである。
　本実施形態に係る製造方法によって製造されたウェルプレートは、特徴的なウェル底面の形状を有しており、ウェル底最薄部の厚さとウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率との関係は図２０のグラフに示す関係を有している。図２０のグラフの各プロットの前記比率を計算するのに用いたウェル底面の曲率半径は、ウェル底面の曲率半径を、ウェルの四方の底面の円弧から計測した４つの値の平均値である。ウェルの四方は一例として、ウェルの縦の列に平行でウェル底の中央を通る互いに反対方向の２方向と、ウェルの横の列に平行でウェル底の中央を通る互いに反対方向の２方向である。なお、ウェル底面の曲率半径を計測するための４方向は、互いに垂直な方向であればよい。
　図２０のグラフの各プロットは、代表例の点を表している。図２０のウェルの底面中央部が７～１９μｍの範囲の各プロットに対して回帰式を当てはめると、ウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率をｙ、前記ウェルの底面中央部をｘ［μｍ］とすると、当該比率ｙは、ウェルの底面中央部が７～１９μｍの範囲でｙ＝－０．００９３ｘ＋０．９９２４で表される。この回帰式の決定係数Ｒ２は０．９９９９である。また、代表例の点及び代表例以外の点いずれも、ｙ＝－０．００９３ｘ＋０．９９２４の値の±１０％以内に収まる。
　従って、当該比率ｙは、前記ウェルの底面中央部が７～１９μｍの範囲でｙ＝－０．００９３ｘ＋０．９９２４の値の±１０％以内である。
　また、図２０のウェルの底面中央部が１９～２００μｍの範囲の各プロットに対して回帰式を当てはめると、当該比率ｙは、ウェルの底面中央部が１９～２００μｍの範囲でｙ＝０．００２８ｘ＋０．７５７２である。この回帰式の決定係数Ｒ２は０．９７６９である。また、代表例の点及び代表例以外の点いずれも、ｙ＝０．００２８ｘ＋０．７５７２の値の±１０％以内に収まる。
　従って、当該比率ｙは、前記ウェルの底面中央部が１９～２００μｍの範囲でｙ＝０．００２８ｘ＋０．７５７２の値の±１０％以内である。この構成によれば、丸底で、ウェル底面厚さを薄くすることができる。
　上記の二つの式に対してウェル底最薄部の厚さｘが０～２００μｍの範囲において、ウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率を求めると、０．７～１．５である。この構成によれば、丸底で、ウェル底面厚さを薄くすることができる。
　以上、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
１１　ＰＤＭＳ薄膜付きアクリルフレーム
１２　ウェルプレート加工部材
１３　高さ合わせ用シムプレート
１４　複数貫通孔付きプレート
１５　ステージ
１６　ダイキャストボックス
１７、１９　パッキン
１８　中空部材
２１　シリコーンゴム土手
２２　ＰＤＭＳ溶液
２３　強化ガラス
２４　ゴム

 

Claims (12)

  1. 　樹脂または金属を、それらの軟化する温度よりも耐熱温度の高い弾性体で構成された突起が設けられた鋳型と、当該鋳型よりも固く当該樹脂または当該金属よりも熱によって軟化する温度が高い支持体で挟んだ状態で、当該鋳型に当該樹脂または当該金属の方向への力がかかるようにしながら加熱する工程と、
    　前記鋳型を取り除く工程と、
    　を有する薄肉成形品の製造方法。
  2. 　前記樹脂は、当該鋳型の弾性体の耐熱温度よりもガラス転移点が低い非晶性プラスチック樹脂、または融点が低い結晶性プラスチックである
    　請求項１に記載の薄肉成形品の製造方法。
  3. 　前記金属の融点は、当該鋳型の弾性体の耐熱温度より低い
    　請求項１に記載の薄肉成形品の製造方法。
  4. 　前記樹脂は、熱可塑性樹脂である
    　請求項１または２に記載の薄肉成形品の製造方法。
  5. 　弾性体の薄膜が表面に設けられた貫通孔付き治具を作製する工程と、
    　裏面側から貫通孔を介して当該薄膜を吸引する工程と、
    　吸引後に撓んだ薄膜の上から弾性体の溶液を注入する工程と、
    　当該溶液を加熱して硬化させることにより、前記鋳型を形成する工程と、
    　を更に有する請求項１から４のいずれか一項に記載の薄肉成形品の製造方法。
  6. 　前記弾性体は、ポリジメチルシロキサンである
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の薄肉成形品の製造方法。
  7. 　前記薄肉成形品は、ウェルプレートである
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の薄肉成形品の製造方法。
  8. 　樹脂で構成され、少なくとも一つのウェルが設けられたウェルプレートであって、
    　当該ウェルは丸底であり、
    　当該ウェルの底中央部の厚さが２００μｍ以下であるウェルプレート。
  9. 　ウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率は、０．７～１．５である
    　請求項８に記載のウェルプレート。
  10. 　前記ウェル底面の曲率半径を当該ウェルの半径で割った比率をｙ、前記ウェルの底面中央部をｘ［μｍ］とすると、当該比率ｙは、前記ウェルの底面中央部が７～１９μｍの範囲でｙ＝－０．００９３ｘ＋０．９９２４の値の±１０％以内であり、前記ウェルの底面中央部が１９～２００μｍの範囲でｙ＝０．００２８ｘ＋０．７５７２の値の±１０％以内である
    　請求項８または９に記載のウェルプレート。
  11. 　前記ウェルの底面中央部の平均厚さが７μｍ以上である
    　請求項８から１０のいずれか一項に記載のウェルプレート。
  12. 　前記ウェルの底面中央部の厚さが１５０μｍ以下である
    　請求項８から１１のいずれか一項に記載のウェルプレート。
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