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多孔フィルム、多孔フィルム製造方法、マイクロレンズアレイ、マイクロリアクターおよびバイオデバイス NEW

国内特許コード P180015427
整理番号 (K105P15)
掲載日 2018年11月5日
出願番号 特願2017-556041
出願日 平成28年12月12日(2016.12.12)
国際出願番号 JP2016086905
国際公開番号 WO2017104610
国際出願日 平成28年12月12日(2016.12.12)
国際公開日 平成29年6月22日(2017.6.22)
優先権データ
  • 特願2015-243016 (2015.12.14) JP
  • 特願2016-142659 (2016.7.20) JP
発明者
  • 岩井 陽典
  • 内田 幸明
  • 藪 浩
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 多孔フィルム、多孔フィルム製造方法、マイクロレンズアレイ、マイクロリアクターおよびバイオデバイス NEW
発明の概要 この多孔フィルム製造方法は、第1の液体により10μm以上、2000μm以下の所定直径で球状に形成された液滴Dと、エネルギーの付与により硬化する硬化剤、またはpHの変化により硬化する硬化剤を含み液滴が分散される第2の液体L2とを準備する第1ステップと、一対の基板31、32間の隙間に液滴および第2の液体を注入する第2ステップと、第2の液体を硬化させて外相を形成する第3ステップと、外相の間の液滴を除去して空孔部を形成する第4ステップと、を含む。
従来技術、競合技術の概要


多孔フィルムは、種々の高分子原料及び多孔化技術を組み合わせて製造され、マイクロレンズアレイや細胞培養基材、癒着防止膜への応用が期待される。特に、100~1000μm程度の孔径を持ち、孔径が均一な多孔フィルムは、空孔中に異なる屈折率の物質を導入することでマイクロレンズへの応用や、このサイズ領域の物質を選択的に分離あるいは担持することが可能であることから注目されている。



この種の多孔フィルムを製造する方法としては、光学デバイスを使用したレーザー加工やフォトリソグラフ(例えば、非特許文献1参照)、あるいはドリルを用いた切削加工(例えば、非特許文献2参照)などのトップダウン手法、溶媒キャスト法等の自己組織化を用いたボトムアップ手法(例えば、非特許文献3参照)が挙げられる。レーザー加工やフォトリソグラフを用いる製造方法は、基本的に二次元的なパターニングしかできず、さらにこのサイズ領域の空孔を大面積で加工するには高コストプロセスである。また、ドリルを用いた細孔加工では出口側に生じるバリの後処理が難しいという問題がある。



一方、自己組織化を利用した方法は、光学デバイスを使用したレーザー加工やフォトリソグラフなどに比べると低コストで大量生産が可能である。また、特許文献1には、流延膜上に結露させて水滴を形成した後に、流延膜から溶剤と水滴とを蒸発させることにより多孔フィルムを形成する技術が開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、多孔フィルム、多孔フィルム製造方法、マイクロレンズアレイ、マイクロリアクターおよびバイオデバイスに関するものである。本願は、2015年12月14日に日本に出願された特願2015-243016号、2016年7月20日に日本に出願された特願2016-142659号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1の液体により10μm以上、2000μm以下の所定直径で球状に形成された液滴と、エネルギーの付与により硬化する硬化剤またはpHの変化により硬化する硬化剤を含み前記液滴が分散される第2の液体とを準備する第1ステップと、
一対の基板間の隙間に前記液滴および前記第2の液体を注入する第2ステップと、
前記第2の液体を硬化させて基体を形成する第3ステップと、
前記基体の間の前記液滴を除去して空孔部を形成する第4ステップと、
を含むことを特徴とする多孔フィルム製造方法。

【請求項2】
前記第2の液体は、界面活性剤および安定剤を含むことを特徴とする請求項1記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項3】
前記エネルギーは、光または熱であることを特徴とする請求項1または2記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項4】
前記第1の液体の比重は、前記第2の液体の比重よりも大きいことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項5】
前記一対の基板間の距離を調整して、前記隙間に前記液滴を一層で配列させることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項6】
前記一対の基板間の距離を調整して、前記隙間に前記液滴を複数層で配列させることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項7】
前記液滴を体心立方構造で配列させることを特徴とする請求項6記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項8】
前記液滴を六方最密構造で配列させることを特徴とする請求項6記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項9】
前記液滴を面心立方構造で配列させることを特徴とする請求項6記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項10】
前記第1ステップでは、直径の異なる複数種の液滴を準備することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項11】
前記第1ステップは、第1管体の流路に前記第1の液体を流動させ前記第1管体のノズルから前記第1の液体の液滴を、第2管体の流路を流動する前記第2の液体に流入させるステップを含むことを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項12】
準備する前記液滴の直径に応じて、前記第2管体を流動する前記第2の液体の速度に対する前記第1管体を流動する前記第1の液体の相対速度と、前記ノズル径との少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項11記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項13】
前記第1の液体と前記第2の液体とのいずれか一方は油相であり他方は水相であることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項14】
前記液滴を除去するステップは、前記液滴を洗浄するステップを含むことを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項15】
前記液滴は、250μm以上、2000μm以下の所定直径で形成されることを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の多孔フィルム製造方法。

【請求項16】
10μm以上、2000μm以下の所定直径で球状に形成された複数の空孔部を有するとともに、エネルギーの付与で硬化した硬化剤、またはpHの変化により硬化した硬化剤を含む基体を備え、
前記複数の空孔部は、所定の大きさで配列され、且つ、直径の相対誤差が6%以下であることを特徴とする多孔フィルム。

【請求項17】
前記基体は、界面活性剤および安定剤を含むことを特徴とする請求項16記載の多孔フィルム。

【請求項18】
隣り合って配列された前記空孔部同士は、連通孔を介して互いに連通していることを特徴とする請求項16または17記載の多孔フィルム。

【請求項19】
前記複数の空孔部は、体心立方構造で配列されていることを特徴とする請求項16から18のいずれか一項に記載の多孔フィルム。

【請求項20】
前記複数の空孔部は、六方最密構造で配列されていることを特徴とする請求項16から18のいずれか一項に記載の多孔フィルム。

【請求項21】
前記複数の空孔部は、面心立方構造で配列されていることを特徴とする請求項16から18のいずれか一項に記載の多孔フィルム。

【請求項22】
前記複数の空孔部は、第1の直径で形成された複数の第1空孔部と、前記第1の直径とは異なる第2の直径で形成された複数の第2空孔部とを備え、
前記第1空孔部および前記第2空孔部は、それぞれが所定の規則性をもって配列され、且つ、直径の相対誤差が6%以下であることを特徴とする請求項16から21のいずれか一項に記載の多孔フィルム。

【請求項23】
前記空孔部は、250μm以上、2000μm以下の所定直径で形成されていることを特徴とする請求項16から22のいずれか一項に記載の多孔フィルム。

【請求項24】
請求項16から23のいずれか一項に記載の多孔フィルムと、
前記空孔部に配置されたレンズ体とを備えることを特徴とするマイクロレンズアレイ。

【請求項25】
請求項16から23のいずれか一項に記載の多孔フィルムを備えることを特徴とするマイクロリアクター。

【請求項26】
請求項16から23のいずれか一項に記載の多孔フィルムを備えることを特徴とするバイオデバイス。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017556041thum.jpg
出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 分子技術と新機能創出 領域
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