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WO2022208991A1 - 突起保有体の製造方法および突起保有体の製造装置 - Google Patents

突起保有体の製造方法および突起保有体の製造装置 Download PDF

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WO2022208991A1
WO2022208991A1 PCT/JP2021/043183 JP2021043183W WO2022208991A1 WO 2022208991 A1 WO2022208991 A1 WO 2022208991A1 JP 2021043183 W JP2021043183 W JP 2021043183W WO 2022208991 A1 WO2022208991 A1 WO 2022208991A1
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WO
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plastic material
base material
pressing
manufacturing
support
Prior art date
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PCT/JP2021/043183
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋佑 高麗
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Lintec Corp
Original Assignee
Lintec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • F16C2208/20—Thermoplastic resins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00—Shaping
    • F16C2220/40—Shaping by deformation without removing material

Definitions

  • the present invention relates to a projection holder manufacturing method and a projection holder manufacturing apparatus.
  • Patent Document 1 A technique for manufacturing a projection holder in which needle-like projections are formed on a support sheet is known (see Patent Document 1, for example).
  • An object of the present invention is to provide a projection holder manufacturing method and a projection holder manufacturing apparatus capable of improving the production capacity of manufacturing projection holders per unit time.
  • the present invention employs the configuration described in the claims.
  • the material conveying process is completed in one process. Therefore, it is possible to improve the manufacturing capacity of manufacturing the projection holder per unit time.
  • (A) to (D) are an explanatory diagram of a projection holder manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention and an explanatory diagram of the operation of the same apparatus.
  • (E) and (F) are explanatory diagrams of modifications.
  • FIGS. 1B to 1F which do not include arrows indicating directions, are views viewed from the same direction as FIG. 1A.
  • a projection holder manufacturing apparatus (hereinafter also simply referred to as "manufacturing apparatus") EA of the present invention is an apparatus for carrying out a method for manufacturing a projection holder CB in which projections CV are formed on a support sheet BS.
  • the material conveying means 10 for carrying out the material conveying step of conveying the base material BM containing the material PM, and the support member 22 having the support surface 22A formed with the concave portions 22B corresponding to the projections CV.
  • a material supporting means 20 for carrying out a material supporting process for supporting the transported base material BM, and pressing the base material BM in a direction toward the support surface 22A to fill the concave portion 22B with the plastic material PM.
  • the base material BM has a structure in which a plastic material PM is laminated on one surface of the support sheet BS.
  • the support sheet BS of the present embodiment is made of paper as a permeable member that is permeable to at least one of liquid and gas.
  • the plastic material PM has thermoplasticity due to its main component being polylactic acid (PLA), and polyethylene glycol PG (see the enlarged view of FIG. 1(D)) as a leaching material that leaches into the water WT. contains.
  • the plastic material PM of the present embodiment is composed of a mixture of two components, polylactic acid and polyethylene glycol PG, and the weight ratio between them is set to 5:5.
  • the material conveying means 10 is composed of a plurality of arms, and within its working range, a so-called multi-joint driving device capable of displacing what is supported by the tip arm 11A, which is the working part, to any position and any angle. It is provided with a robot 11 and a holding plate 12 having a holding surface 12A supported by a tip arm 11A and capable of being held by suction by a decompression means (holding means) (not shown) such as a decompression pump or a vacuum ejector. has a structure in which the base material BM is placed on the support member 22 while the plastic material PM is brought into contact with the support surface 22A.
  • the material support means 20 includes a base 21 having a stepped portion 21A formed thereon, and a support member 22 which is fitted and supported in the stepped portion 21A and has a support surface 22A formed with a recessed portion 22B.
  • the pressing means 30 includes a direct-acting motor 31 as a driving device and a pressing member 32 supported by its output shaft 31A.
  • the pressing member 32 is made of a transparent material.
  • the heating means 40 includes a heating device 41 such as a coil heater arranged inside the base 21 or the heating side of a heat pipe.
  • the positioning means 50 includes imaging means such as a camera and a projector, various sensors such as an optical sensor and an ultrasonic sensor, and the like. and a rotating motor 53 as a driving device that is supported by an output table 52A of the XY table 52 and supports the base 21 with the output shaft 53A. is moved linearly or curvedly within the XY plane, and the supporting member 22 is rotationally moved within the XY plane.
  • the separating means 60 is composed of a plurality of arms, and is a so-called articulated robot as a driving device capable of displacing an object supported by the tip arm 61A, which is a working part, to any position and any angle within its working range. 61, and a holding plate 62 having a holding surface 62A which is supported by the tip arm 61A and can be held by suction by a decompression means (holding means) (not shown) such as a decompression pump or a vacuum ejector.
  • a decompression means holding means
  • the cooling means 70 includes a cooling device 71 including a Peltier element provided inside the holding plate 62, a cooling side of a heat pipe, and the like.
  • the leaching means 80 comprises water WT and a container 81 for receiving the water WT.
  • a base material preparing step is performed to prepare a base material BM in which a plastic material PM is laminated on one surface of the support sheet BS.
  • the liquid plastic material PM is applied to one surface of the support sheet BS using a known coating device, or the sheet-like plastic material PM is applied to the support sheet BS using a known sheet adhering device. It is possible to prepare the base material BM by attaching it to one surface of the .
  • the user of the manufacturing apparatus EA hereinafter simply referred to as "user" is directed to the manufacturing apparatus EA in which each member is arranged at the initial position indicated by the solid line in FIG. 1(A).
  • a transfer means such as an articulated robot or a belt conveyor supplies the base material BM onto the base material supply means PS as shown in the figure
  • the user operates an operation means (not shown) such as an operation panel or a personal computer.
  • Input a signal to start automatic operation via
  • the material conveying means 10 drives the articulated robot 11 and the decompression means (not shown) to move the holding plate 12 to bring the holding surface 12A into contact with the support sheet BS, and the holding surface 12A adsorbs and holds the base material BM.
  • the depressurizing means (not shown) is stopped to move the holding plate 12 to the initial position.
  • the pressing means 30 drives the direct-acting motor 31 to lower the pressing member 32, and as shown in FIG.
  • the recess 22B is filled with a plastic material PM.
  • the heating means 40 drives the heating device 41 to heat and soften the plastic material PM, thereby facilitating the filling of the recess 22B with the plastic material PM.
  • the positioning means 50 drives the detection device 51 to detect the position of the support sheet BS.
  • the support member 22 is moved so that the concave portion 22B (projection portion CV) is arranged at the position of .
  • the protrusions CV and the base FD for supporting the protrusions CV are formed from the plastic material PM, and the protrusion holders CB in which the protrusions CV are formed on the support sheet BS are formed.
  • the heating means 40 stops driving the heating device 41 .
  • the separating means 60 and the cooling means 70 drive the articulated robot 61 and the cooling device 71, and as shown in FIG. do.
  • the plastic material PM shrinks to form a gap CL between it and the recess 22B, making it easier to remove the protrusion CV from the recess 22B.
  • the cooling means 70 cools the plastic material PM while the separating means 60 presses the plastic material PM with the holding plate 62, so that the adhesion between the plastic material PM and the support sheet BS can be improved.
  • the separating means 60 drives the articulated robot 61 and the decompression means (not shown), and the holding surface 62A of the holding plate 62 protrudes from the holding surface 62A.
  • the projection holding bodies CB are immersed in water WT as shown in FIG. 1(D).
  • the polyethylene glycol PG contained in the plastic material PM is leached into the water WT, and as shown in the enlarged view of FIG. , and the plastic material PM becomes a porous body.
  • the separating means 60 drives the multi-joint robot 61 to transport the projection holding body CB with the hole HL formed thereon to the next process (not shown), stop the driving of the decompression means (not shown), and hold the projection holding body CB.
  • the plate 62 is separated, the separated holding plate 62 is returned to the initial position, and the same operation as described above is repeated thereafter.
  • the base material BM in which the plastic material PM is laminated on one surface of the support sheet BS is placed on the support surface 22A, so the material conveying process is completed in one process. Therefore, it is possible to improve the manufacturing capacity of manufacturing the projection holder CB per unit time.
  • the means and steps in the present invention are not limited in any way as long as they can perform the operations, functions or steps described for those means and steps.
  • the process is not limited at all.
  • the material supporting step may be any step as long as it is a step of supporting the base material conveyed by the material conveying step with a support member having a support surface in which recesses corresponding to the protrusions are formed.
  • a support member having a support surface in which recesses corresponding to the protrusions are formed.
  • the material conveying means 10 may share the articulated robot 61 with the separating means 60 without adopting the articulated robot 11 to convey the base material BM.
  • a suction pad or the like may be employed.
  • the base 21 may not have the stepped portion 21A, or decompression means such as a decompression pump or a vacuum ejector for holding the support member 22, or support member holding means such as a chuck motor may be provided. , the base 21 may be eliminated and only the support member 22 may be provided.
  • the support member 22 may be made of any material such as metal, resin, silicone material, rubber material, wood, paper, ceramics, etc.
  • the number of the recesses 22B may be one or more, and the projection holding bodies CB may be provided.
  • the support surface 22A and the concave portion 22B may be coated, applied, or laminated with a peelability improving member such as fluorine or silicone.
  • the pressing means 30 moves the supporting member 22 without moving the pressing member 32 or while moving the pressing member 32, and presses the base material BM in the direction toward the supporting surface 22A to form the projections CV.
  • the pressing member 32 may be translucent or non-transparent, and the articulated robot 11 and the holding plate 12 may be combined with the material conveying means 10 without adopting the direct-acting motor 31 and the pressing member 32.
  • the base material BM is pressed in the direction toward the support surface 22A via the holding plate 12 and the holding plate 62 to press the protrusion CV.
  • the articulated robot 11 may be shared with the material conveying means 10 without adopting the linear motion motor 31, or the articulated robot 61 may be shared with the separating means 60, and the pressing member 32
  • the projections CV may be formed by pressing the base material BM in the direction toward the support surface 22A through the support surface 22A.
  • the heating means 40 may be arranged outside the base 21, inside the support member 22, or inside the pressing member 32, and heat the plastic material PM before being pressed by the pressing means 30.
  • the plastic material PM may be heated while being pressed by the pressing means 30, or the plastic material PM may be heated after being pressed by the pressing means 30. It may or may not be provided in the manufacturing apparatus EA.
  • the positioning means 50 may move at least one of the support member 22 and the pressing member 32 linearly, curvilinearly, or rotationally within the XY plane. ), the pressing member 32 may be moved linearly or curvedly in the Y direction (X direction), or the support member 22 and the pressing member 32 may be linearly moved in the X direction or in directions other than the Y direction. Alternatively, the support member 22 and the pressing member 32 may be moved in a curved line, or the support member 22 and the pressing member 32 may be simply moved linearly or curvedly within the XY plane, or the support member 22 and the pressing member 32 may be rotationally moved within the XY plane. .
  • the detection device 51 may be one or two or more, and may detect the position of the support sheet BS with respect to the support surface 22A from the side of the pressing member 32.
  • the support sheet BS may be configured with a translucent material, and the position of the support sheet BS with respect to the support surface 22A may be detected by seeing through the base 21 and the support member 22, or the support sheet BS may not be supported by the pressing member 32.
  • the positioning means 50 may position the plastic material PM with respect to the support surface 22A, may position both the support sheet BS and the plastic material PM with respect to the support surface 22A, or may position the projection holder of the present invention. It may or may not be provided in the manufacturing apparatus EA.
  • the separating means 60 may share the multi-joint robot 11 with the material conveying means 10 without adopting the multi-joint robot 61, and may be configured to separate the protrusion holder CB from the support member 22. It may be attached to the body CB, and tension may be applied to the peeling tape to separate the projection holding body CB from the support member 22. Alternatively, a vibrating means such as a vibrator or an ultrasonic vibration device may be used to remove the projection holding body CB.
  • the projection holding body CB may be easily separated from the supporting member 22 by applying vibration to the projection holding body CB, the projection holding body CB may be centrifuged, or when the projection holding body CB is immersed in water WT, the The protrusion holder CB may be moved or vibrated to facilitate the leaching of the polyethylene glycol PG into the water WT. If it is not provided, the projection holder CB may be separated from the support member 22 by another device or manually.
  • the cooling means 70 may be provided with a cooling device 71 inside or near the pressing member 32, and the plastic material PM may be cooled while the base material BM is pressed by the pressing member 32, or the base material BM may be pressed.
  • the plastic material PM may be cooled without cooling, may be provided outside the holding plate 62, may be provided inside the base 21 or the support member 22, or may be provided in a liquid such as water or a mixed liquid.
  • the plastic material PM may be cooled by immersing it in a cooling medium such as an organic solvent such as ethanol or acetone or an oil such as mineral oil or synthetic oil.
  • the water WT may be shared with the leaching means 80 without adopting the cooling device 71 to cool the plastic material PM, or the protrusion holder of the present invention may or may not be provided in the manufacturing apparatus EA.
  • the leaching means 80 leaches a leaching material contained in the base material BM, such as a liquid such as water or a mixed liquid, an organic solvent such as ethanol or acetone, or an oil such as mineral oil or chemically synthesized oil, as a leaching medium. Anything can be adopted as long as it can be used, and the leaching medium may be moved, circulated, vibrated, or agitated to facilitate leaching of the leaching material into the leaching medium. It may or may not be provided in the manufacturing apparatus EA.
  • the base material supply means PS may be a simple stand, a belt conveyor, a self-propelled carriage, or the like, and may or may not be provided in the projection holding body manufacturing apparatus EA of the present invention. It doesn't have to be.
  • the projection holding body manufacturing apparatus EA is, for example, a gas such as a single gas or a composite gas, a liquid such as water or a mixed liquid, an organic solvent such as ethanol or acetone, or a fluid atmosphere such as oil such as mineral oil or chemically synthesized oil.
  • the projections CV may be formed by pressing the base material BM in the direction toward the support surface 22A.
  • the support sheet BS as a transparent member, for example, in addition to cloth, nonwoven fabric, resin, mesh material, wood, etc., metal having through holes formed, resin, silicone material, rubber material, wood, paper, pottery, etc., liquid and gas, any material can be used as long as it can permeate at least one of them.
  • any material can be used as long as it can permeate at least one of them.
  • An impermeable member (a non-transmissive member) may be employed.
  • plastic material PM examples include materials that are deformed by applying energy such as heat and pressure and do not return to their original shape afterward, such as metals, clays, and resins.
  • resins examples include PET, polypropylene, and polyethylene.
  • Polyvinyl chloride, poly (lactide-co-glycolide) copolymer (PLGA), etc. may be anything as long as it has plasticity, may consist of a single component, or may consist of a plurality of components. It may be composed only of materials with plasticity, may be composed of materials with plasticity and materials without plasticity, may not have thermoplasticity, and may be leached.
  • the ratio of the plastic material PM and the leaching material may be set to any ratio other than 5:5, such as 8:2 or 1:9, and the ratio criteria other than the weight ratio are For example, any standard such as mass ratio, volume ratio, molar ratio, etc. may be used.
  • the leaching material can be, for example, sodium chloride, potassium nitrate, alum, polyvinyl alcohol, etc., as long as it leaches into the leaching medium.
  • the base material BM may have a structure in which other materials are laminated in addition to the support sheet BS and the plastic material PM, or the amount of the plastic material PM may be the same amount as the capacity of the recess 22B. , may be greater than or equal to the capacity of the recess 22B.
  • the height of the protrusion CV may be 100 nm to 3 mm, 100 nm or less, or 3 mm or more. Especially when used as a so-called microneedle, the height of the projection CV is preferably 100 ⁇ m to 1.5 mm.
  • the tip of the protrusion CV may be sharp, not sharp, rounded, arrowhead-shaped, or bifurcated or trifurcated.
  • the shape of the protrusion CV may be a cone, a pyramid, a cylinder, a prism, or a combination thereof.
  • the protrusion holding body CB may be formed by forming only the protrusions CV from the plastic material PM, and the protrusions CV may be directly supported by the support sheet BS.
  • the protrusion CV and the base FD may be formed from the plastic material PM, and the base FD may be embedded (penetrated) in the support sheet BS.
  • the driving devices in the above embodiments include rotating motors, direct-acting motors, linear motors, single-axis robots, electric devices such as articulated robots having two or more joints, air cylinders, hydraulic cylinders, and rods. Actuators such as less cylinders and rotary cylinders can be used, and a direct or indirect combination thereof can also be used.
  • a pressing means such as a pressing roller or a pressing head or a pressing member for pressing an object to be pressed
  • a roller, a round bar In addition to a blade material and a brush-like member, a material that blows gas such as air or gas may be adopted, and the pressing material may be made of a deformable member such as rubber, resin, sponge, etc.
  • It may be composed of a non-deformable member such as metal or resin, or a support (holding) means or support (holding) member that supports (holds) a member to be supported (member to be held) is adopted.
  • gripping means such as mechanical chucks and chuck cylinders, Coulomb force, adhesives (adhesive sheets, adhesive tapes), adhesives (adhesive sheets, adhesive tapes), magnetic force, Bernoulli adsorption, suction adsorption, drive equipment, etc.
  • a configuration for supporting (holding) may be employed.
  • EA...Protrusion holder manufacturing apparatus 10 ...Material conveying means 20
  • Material supporting means 22 ...Supporting member 22A...Supporting surface 22B...Recess 30
  • Pressure means 40 ...Heating means 50
  • Cooling means 80 ...Bleaching means BM Base material BS Support sheet CB Projection holder CV Projection PG Polyethylene glycol (leaching material) PM: plastic material WT: water (leaching medium)

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Abstract

支持シートＢＳに突起部ＣＶが形成された突起保有体の製造装置ＥＡは、可塑性材料ＰＭを含んだ母材ＢＭを搬送する材料搬送工程を実施する材料搬送手段１０と、突起部ＣＶに対応した凹部２２Ｂが形成された支持面２２Ａを有する支持部材２２で、材料搬送手段１０によって搬送された母材ＢＭを支持する材料支持工程を実施する材料支持手段２０と、母材ＢＭを支持面２２Ａへ向かう方向に押圧して可塑性材料ＰＭを凹部２２Ｂに充填させ、当該可塑性材料ＰＭから突起部ＣＶを形成する押圧工程を実施する押圧手段３０とを備え、母材ＢＭは、支持シートＢＳの一方の面に可塑性材料ＰＭが積層されており、材料搬送手段１０は、可塑性材料ＰＭを支持面２２Ａに当接させて母材ＢＭを支持部材２２上に載置する。

Description

突起保有体の製造方法および突起保有体の製造装置
　本発明は、突起保有体の製造方法および突起保有体の製造装置に関する。
　支持シートに針状の突起部が形成された突起保有体の製造技術は公知である（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１９－１７０７９５号公報
　特許文献１で開示された突起保有体の製造技術では、マイクロニードル（突起保有体）を形成する材料を凹版２（支持部材）の支持面上に載置する工程（材料搬送工程）として、熱可塑性樹脂３（可塑性材料）を支持面上に載置する工程と、支持面に載置された可塑性材料上にシートＳ（支持シート）を載置する工程との２つの工程が必要になるので、単位時間あたりに突起保有体を製造する製造能力を向上させることができないという不都合を発生する。
　本発明の目的は、単位時間あたりに突起保有体を製造する製造能力を向上させることができる突起保有体の製造方法および突起保有体の製造装置を提供することにある。
　本発明は、請求項に記載した構成を採用した。
　本発明によれば、支持シートの一方の面に可塑性材料が積層された母材を支持面上に載置するので、材料搬送工程が１つの工程で完結する。従って、単位時間あたりに突起保有体を製造する製造能力を向上させることができる。
（Ａ）～（Ｄ）は、本発明の一実施形態に係る突起保有体の製造装置の説明図および同装置の動作説明図である。（Ｅ）、（Ｆ）は、変形例の説明図である。
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
　なお、本実施形態におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は、所定平面内の軸とし、Ｚ軸は、前記所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１中手前方向から観た場合を基準とし、図を指定することなく方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がＹ軸と平行な図１中手前方向で「後」がその逆方向とする。なお、方向を示す矢印を記載していない図１（Ｂ）～（Ｆ）は、全て図１（Ａ）と同じ方向から観た図とする。
　本発明の突起保有体の製造装置（以下、単に「製造装置」ともいう）ＥＡは、支持シートＢＳに突起部ＣＶが形成された突起保有体ＣＢの製造方法を実施する装置であって、可塑性材料ＰＭを含んだ母材ＢＭを搬送する材料搬送工程を実施する材料搬送手段１０と、突起部ＣＶに対応した凹部２２Ｂが形成された支持面２２Ａを有する支持部材２２で、材料搬送手段１０によって搬送された母材ＢＭを支持する材料支持工程を実施する材料支持手段２０と、母材ＢＭを支持面２２Ａへ向かう方向に押圧して可塑性材料ＰＭを凹部２２Ｂに充填させ、当該可塑性材料ＰＭから突起部ＣＶを形成する押圧工程を実施する押圧手段３０と、可塑性材料ＰＭを加熱する加熱工程を実施する加熱手段４０と、支持面２２Ａに対する支持シートＢＳの位置決めを行う位置決め工程を実施する位置決め手段５０と、突起保有体ＣＢを支持部材２２から離間させる離間工程を実施する離間手段６０と、可塑性材料ＰＭを冷却する冷却工程を実施する冷却手段７０と、可塑性材料ＰＭを浸出媒体としての水ＷＴに浸すことで、可塑性材料ＰＭを多孔質体とする浸出工程を実施する浸出手段８０とを備えており、製造装置ＥＡは、母材ＢＭの供給を行う母材供給工程を実施する母材供給手段ＰＳの近傍に配置されている。
　なお、母材ＢＭは、支持シートＢＳの一方の面に可塑性材料ＰＭが積層された構成となっている。また、本実施形態の支持シートＢＳは、液体および気体のうち少なくとも一方を透過可能な透過性を有する透過部材としての紙によって構成されている。さらに、可塑性材料ＰＭは、ポリ乳酸（ＰＬＡ）が主成分とされることで熱可塑性を有し、水ＷＴに浸出する浸出材料としてのポリエチレングリコールＰＧ（図１（Ｄ）の拡大図参照）を含有している。本実施形態の可塑性材料ＰＭは、ポリ乳酸とポリエチレングリコールＰＧとの２つの成分の混合物で構成されており、それらの割合が重量比で５対５に設定されたものが採用されている。
　材料搬送手段１０は、複数のアームによって構成され、その作業範囲内において、作業部である先端アーム１１Ａで支持したものを何れの位置、何れの角度にでも変位可能な駆動機器としての所謂多関節ロボット１１と、先端アーム１１Ａに支持され、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段（保持手段）によって吸着保持が可能な保持面１２Ａを有する保持板１２とを備えており、材料搬送手段１０は、可塑性材料ＰＭを支持面２２Ａに当接させて母材ＢＭを支持部材２２上に載置する構成となっている。
　材料支持手段２０は、段部２１Ａが形成された基台２１と、段部２１Ａ内に嵌め込まれて支持され、支持面２２Ａに凹部２２Ｂが形成された支持部材２２とを備えている。
　押圧手段３０は、駆動機器としての直動モータ３１と、その出力軸３１Ａに支持された押圧部材３２とを備えている。本実施形態では、押圧部材３２は透明な素材で構成されている。
　加熱手段４０は、基台２１の内部に配置されたコイルヒータやヒートパイプの加熱側等からなる加熱機器４１を備えている。
　位置決め手段５０は、カメラや投影機等の撮像手段や、光学センサや超音波センサ等の各種センサ等で構成され、ブラケット５１Ａを介して押圧部材３２に支持された検知機器５１と、駆動機器としてのＸＹテーブル５２と、当該ＸＹテーブル５２の出力台５２Ａに支持され、出力軸５３Ａで基台２１を支持する駆動機器としての回動モータ５３とを備えており、位置決め手段５０は、支持部材２２をＸＹ平面内で直線移動または曲線移動させるとともに、当該支持部材２２をＸＹ平面内で回転移動させる構成となっている。
　離間手段６０は、複数のアームによって構成され、その作業範囲内において、作業部である先端アーム６１Ａで支持したものを何れの位置、何れの角度にでも変位可能な駆動機器としての所謂多関節ロボット６１と、先端アーム６１Ａに支持され、減圧ポンプや真空エジェクタ等の図示しない減圧手段（保持手段）によって吸着保持が可能な保持面６２Ａを有する保持板６２とを備えている。
　冷却手段７０は、保持板６２の内部に設けられたペルチェ素子やヒートパイプの冷却側等からなる冷却機器７１を備えている。
　浸出手段８０は、水ＷＴと、水ＷＴを受容する容器８１とを備えている。
　以上の突起保有体の製造装置ＥＡの動作を説明する。
　先ず、支持シートＢＳの一方の面に可塑性材料ＰＭが積層された母材ＢＭを用意する母材用意工程を実施する。この母材用意工程では、公知の塗布装置を用いて液状の可塑性材料ＰＭを支持シートＢＳの一方の面に塗布したり、公知のシート貼付装置を用いてシート状の可塑性材料ＰＭを支持シートＢＳの一方の面に貼付したりして母材ＢＭを用意することができる。母材ＢＭの用意ができると、図１（Ａ）中実線で示す初期位置に各部材が配置された製造装置ＥＡに対し、当該製造装置ＥＡの使用者（以下、単に「使用者」という）または多関節ロボットやベルトコンベア等の図示しない搬送手段が、同図のように母材供給手段ＰＳ上に母材ＢＭを供給した後、使用者が操作パネルやパーソナルコンピュータ等の図示しない操作手段を介して自動運転開始の信号を入力する。すると、材料搬送手段１０が多関節ロボット１１および図示しない減圧手段を駆動し、保持板１２を移動させて保持面１２Ａを支持シートＢＳに当接させ、当該保持面１２Ａで母材ＢＭを吸着保持し、図１（Ａ）中二点鎖線で示すように、母材ＢＭを支持部材２２の支持面２２Ａ上に載置した後、図示しない減圧手段の駆動を停止して保持板１２を初期位置に復帰させる。次いで、押圧手段３０が直動モータ３１を駆動し、押圧部材３２を下降させ、図１（Ｂ）に示すように、当該押圧部材３２で母材ＢＭを支持面２２Ａへ向かう方向に押圧し、可塑性材料ＰＭを凹部２２Ｂ内に充填させる。この際、加熱手段４０が加熱機器４１を駆動し、可塑性材料ＰＭを加熱して軟化させ、当該可塑性材料ＰＭを凹部２２Ｂ内に充填させ易くする。その後、位置決め手段５０が検知機器５１を駆動し、支持シートＢＳの位置を検出し、この検出結果を基にして位置決め手段５０がＸＹテーブル５２および回動モータ５３を駆動し、支持シートＢＳの所定の位置に凹部２２Ｂ（突起部ＣＶ）が配置されるように支持部材２２を移動させる。これにより、可塑性材料ＰＭから突起部ＣＶと当該突起部ＣＶを支える土台ＦＤとが形成され、支持シートＢＳに突起部ＣＶが形成された突起保有体ＣＢが形成される。次に、押圧手段３０が直動モータ３１を駆動し、押圧部材３２を初期位置に復帰させた後、加熱手段４０が加熱機器４１の駆動を停止する。
　そして、離間手段６０および冷却手段７０が多関節ロボット６１および冷却機器７１を駆動し、図１（Ｃ）に示すように、保持板６２を突起保有体ＣＢに当接させ、可塑性材料ＰＭを冷却する。これにより、図１（Ｃ）の拡大図に示すように、可塑性材料ＰＭが縮んで凹部２２Ｂとの間に隙間ＣＬが形成され、凹部２２Ｂから突起部ＣＶを抜き取り易くなる。この際、離間手段６０が保持板６２で可塑性材料ＰＭを加圧しながら冷却手段７０が可塑性材料ＰＭを冷却することで、可塑性材料ＰＭと支持シートＢＳとの接着を良好にすることができる。次いで、冷却手段７０が冷却機器７１の駆動を停止し、可塑性材料ＰＭの冷却を終了すると、離間手段６０が多関節ロボット６１および図示しない減圧手段を駆動し、保持板６２の保持面６２Ａで突起保有体ＣＢを吸着保持して当該突起保有体ＣＢを支持部材２２から離間させた後、図１（Ｄ）に示すように、突起保有体ＣＢを水ＷＴ内に浸す。これにより、可塑性材料ＰＭに含有しているポリエチレングリコールＰＧが水ＷＴに浸出し、図１（Ｄ）の拡大図に示すように、当該ポリエチレングリコールＰＧがあった部位に孔ＨＬが形成されて空洞化し、可塑性材料ＰＭが多孔質体となる。その後、離間手段６０が多関節ロボット６１を駆動し、孔ＨＬが形成された突起保有体ＣＢを図示しない次工程に搬送して図示しない減圧手段の駆動を停止し、当該突起保有体ＣＢから保持板６２を切り離し、切り離した保持板６２を初期位置に復帰させ、以降上記同様の動作が繰り返される。
　以上のような実施形態によれば、支持シートＢＳの一方の面に可塑性材料ＰＭが積層された母材ＢＭを支持面２２Ａ上に載置するので、材料搬送工程が１つの工程で完結する。従って、単位時間あたりに突起保有体ＣＢを製造する製造能力を向上させることができる。
　本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、材料支持工程は、突起部に対応した凹部が形成された支持面を有する支持部材で、材料搬送工程によって搬送された母材を支持する工程であればどんな工程でもよく、出願当初の技術常識に照らし合わせてその技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（その他の手段および工程も同じ）。
　材料搬送手段１０は、多関節ロボット１１を採用することなく多関節ロボット６１を離間手段６０と共有し、母材ＢＭを搬送する構成としてもよいし、保持板１２に代えてまたは併用して、吸着パッド等を採用してもよい。
　材料支持手段２０は、基台２１に段部２１Ａがなくてもよいし、支持部材２２を保持する減圧ポンプや真空エジェクタ等の減圧手段やチャックモータ等の支持部材保持手段を設けてもよいし、基台２１がなく、支持部材２２のみで構成されていてもよい。
　支持部材２２は、金属、樹脂、シリコーン材、ゴム材、木材、紙、陶器等、何で構成されていてもよいし、凹部２２Ｂの数が１でもよいし複数でもよいし、突起保有体ＣＢを支持部材２２から離間させ易くするために、フッ素やシリコーン等の剥離性向上部材が支持面２２Ａや凹部２２Ｂにコーティングされていたり、塗布されていたり、積層されていたりしてもよい。
　押圧手段３０は、押圧部材３２を移動させることなくまたは、押圧部材３２を移動させつつ、支持部材２２を移動させ、母材ＢＭを支持面２２Ａへ向かう方向に押圧して突起部ＣＶを形成してもよいし、押圧部材３２が半透明でもよいし、透明でなくてもよいし、直動モータ３１および押圧部材３２を採用することなく多関節ロボット１１および保持板１２を材料搬送手段１０と共有したり、多関節ロボット６１および保持板６２を離間手段６０と共有したりして、保持板１２や保持板６２を介して母材ＢＭを支持面２２Ａへ向かう方向に押圧して突起部ＣＶを形成してもよいし、直動モータ３１を採用することなく多関節ロボット１１を材料搬送手段１０と共有したり、多関節ロボット６１を離間手段６０と共有したりして、押圧部材３２を介して母材ＢＭを支持面２２Ａへ向かう方向に押圧して突起部ＣＶを形成してもよい。
　加熱手段４０は、基台２１の外部に配置されてもよいし、支持部材２２の内部や押圧部材３２の内部に配置されてもよいし、押圧手段３０での押圧前に可塑性材料ＰＭを加熱してもよいし、押圧手段３０での押圧中に可塑性材料ＰＭを加熱してもよいし、押圧手段３０での押圧後に可塑性材料ＰＭを加熱してもよいし、本発明の突起保有体の製造装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。
　位置決め手段５０は、支持部材２２および押圧部材３２のうち少なくとも一方をＸＹ平面内で直線移動または曲線移動させたり回転移動させたりしてもよいし、例えば、支持部材２２をＸ方向（またはＹ方向）に直線移動または曲線移動させ、押圧部材３２をＹ方向（Ｘ方向）に直線移動または曲線移動させてもよいし、支持部材２２や押圧部材３２をＸ方向またはＹ方向以外の方向に直線移動または曲線移動させてもよいし、支持部材２２や押圧部材３２をＸＹ平面内で直線移動または曲線移動させるだけでもよいし、支持部材２２や押圧部材３２をＸＹ平面内で回転移動させるだけでもよい。
　検知機器５１は、１体でもよいし２体以上でもよいし、押圧部材３２の側方から支持面２２Ａに対する支持シートＢＳの位置を検知してもよいし、基台２１や支持部材２２を透明または半透明なもので構成し、それら基台２１や支持部材２２を透視して支持面２２Ａに対する支持シートＢＳの位置を検知してもよいし、押圧部材３２に支持されていなくてもよい。
　位置決め手段５０は、支持面２２Ａに対する可塑性材料ＰＭの位置決めを行ってもよいし、支持面２２Ａに対する支持シートＢＳおよび可塑性材料ＰＭの両方の位置決めを行ってもよいし、本発明の突起保有体の製造装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。
　離間手段６０は、多関節ロボット６１を採用することなく多関節ロボット１１を材料搬送手段１０と共有し、突起保有体ＣＢを支持部材２２から離間させる構成としてもよいし、剥離用テープを突起保有体ＣＢに貼付し、当該剥離用テープに張力を付与して突起保有体ＣＢを支持部材２２から離間させる構成でもよいし、バイブレータや超音波振動装置等の振動手段を採用し、突起保有体ＣＢに振動を加えて当該突起保有体ＣＢを支持部材２２から離間し易くしてもよいし、突起保有体ＣＢを遠心分離させてもよいし、突起保有体ＣＢを水ＷＴに浸した際、当該突起保有体ＣＢを移動させたり振動させたりしてポリエチレングリコールＰＧを水ＷＴに浸出させ易くしてもよいし、本発明の突起保有体の製造装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよく、備わっていない場合は、他の装置や人手で突起保有体ＣＢを支持部材２２から離間させればよい。
　冷却手段７０は、押圧部材３２の内部やその近傍に冷却機器７１を設け、当該押圧部材３２で母材ＢＭを押圧した状態で可塑性材料ＰＭを冷却してもよいし、母材ＢＭを押圧することなく可塑性材料ＰＭを冷却してもよいし、保持板６２の外部に設けられてもよいし、基台２１や支持部材２２の内部に設けられてもよいし、水や混合液等の液体、エタノールやアセトン等の有機溶剤または、鉱物油や化学合成油等のオイル等の冷却媒体に可塑性材料ＰＭを浸して当該可塑性材料ＰＭを冷却する構成でもよいし、大気や冷風等を可塑性材料ＰＭに当てて当該可塑性材料ＰＭを冷却する構成でもよいし、冷却機器７１を採用することなく水ＷＴを浸出手段８０と共有し、可塑性材料ＰＭを冷却する構成でもよいし、本発明の突起保有体の製造装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。
　浸出手段８０は、浸出媒体として、水や混合液等の液体、エタノールやアセトン等の有機溶剤または、鉱物油や化学合成油等のオイル等、母材ＢＭに含有している浸出材料を浸出させることができるものであれば何が採用されてもよいし、浸出媒体を移動、循環、振動、撹拌させて浸出材料を浸出媒体に浸出し易くしてもよいし、本発明の突起保有体の製造装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。
　母材供給手段ＰＳは、単なる台でもよいし、ベルトコンベアでもよいし、自走式の搬送台等でもよいし、本発明の突起保有体の製造装置ＥＡに備わっていてもよいし、備わっていなくてもよい。
　突起保有体の製造装置ＥＡは、例えば、単体ガスや複合ガス等のガス、水や混合液等の液体、エタノールやアセトン等の有機溶剤または、鉱物油や化学合成油等のオイル等の流体雰囲気の中で、母材ＢＭを支持面２２Ａへ向かう方向に押圧して突起部ＣＶを形成してもよい。
　支持シートＢＳには、透過部材として、例えば、布、不織布、樹脂、メッシュ材、木材等の他、貫通孔が形成された金属、樹脂、シリコーン材、ゴム材、木材、紙、陶器等、液体および気体のうち少なくとも一方を透過可能なものであればどのようなものが採用されていてもよいし、例えば、金属、樹脂、シリコーン材、ゴム材、木材、紙、陶器等、液体および気体を透過不可能なもの（透過部材でないもの）が採用されていてもよい。
　可塑性材料ＰＭは、熱や圧力等のエネルギーを加えることで変形し、その後元の形状に戻らないもの、例えば、金属、粘土、樹脂等が例示でき、樹脂の場合、例えば、ＰＥＴ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ（ラクチド－ｃｏ－グリコリド）共重合体（ＰＬＧＡ）等、可塑性を有するものであれば何でもよいし、単一の成分からなるものでもよいし、複数の成分からなるものでもよいし、可塑性を有するもののみによって構成されていてもよいし、可塑性を有するものと可塑性を有しないものとで構成されていてもよいし、熱可塑性を有していなくてもよいし、浸出材料を含有していなくてもよいし、熱可塑性を有する材料として熱可塑性樹脂を含んだものが採用されてもよい。
　可塑性材料ＰＭと浸出材料との割合は、５対５以外に例えば、８対２や１対９等どのような割合に設定されていてもよいし、それらの比の基準は、重量比以外に例えば、質量比、体積比、モル比等どのような基準でもよい。
　浸出材料は、例えば、塩化ナトリウム、硝酸カリウム、ミョウバン、ポリビニルアルコール等、浸出媒体に浸出するものであればどのようなものでもよい。
　母材ＢＭは、支持シートＢＳおよび可塑性材料ＰＭの他に他のものが積層されている構成であってもよいし、可塑性材料ＰＭの量が凹部２２Ｂの容量と同じ量であってもよいし、凹部２２Ｂの容量以上であってもよい。
　突起部ＣＶの高さは、１００ｎｍ～３ｍｍでもよいし、１００ｎｍ以下でもよいし、３ｍｍ以上でもよい。特に所謂マイクロニードルとして使用する場合には、突起部ＣＶの高さは、１００μｍ～１．５ｍｍとするとよい。
　突起部ＣＶの先端は、尖っていてもよいし、尖っていなくてもよいし、丸まっていてもよいし、矢尻形状でもよいし、二股または三股以上に分岐していてもよい。
　突起部ＣＶの形状は、円錐、角錐、円柱、角柱、それらを組み合わせた形状でもよい。
　突起保有体ＣＢは、図１（Ｅ）に示すように、可塑性材料ＰＭから突起部ＣＶのみが形成され、当該突起部ＣＶが直接支持シートＢＳに支持されたものでもよいし、図１（Ｆ）に示すように、可塑性材料ＰＭから突起部ＣＶと土台ＦＤとが形成され、当該土台ＦＤが支持シートＢＳに埋め込まれた（浸透した）状態のものでもよい。
　前記実施形態における駆動機器には、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、２軸または３軸以上の関節を備えた多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる。
　前記実施形態において、押圧ローラや押圧ヘッド等の押圧手段や押圧部材といった被押圧物を押圧するものが採用されている場合、上記で例示したものに代えてまたは併用して、ローラ、丸棒、ブレード材、ブラシ状部材の他、大気やガス等の気体の吹き付けによるものを採用してもよいし、押圧するものをゴム、樹脂、スポンジ等の変形可能な部材で構成してもよいし、金属や樹脂等の変形しない部材で構成してもよいし、支持（保持）手段や支持（保持）部材等の被支持部材（被保持部材）を支持（保持）するものが採用されている場合、メカチャックやチャックシリンダ等の把持手段、クーロン力、接着剤（接着シート、接着テープ）、粘着剤（粘着シート、粘着テープ）、磁力、ベルヌーイ吸着、吸引吸着、駆動機器等で被支持部材を支持（保持）する構成を採用してもよい。
　ＥＡ…突起保有体の製造装置
　１０…材料搬送手段
　２０…材料支持手段
　２２…支持部材
　２２Ａ…支持面
　２２Ｂ…凹部
　３０…押圧手段
　４０…加熱手段
　５０…位置決め手段
　７０…冷却手段
　８０…浸出手段
　ＢＭ…母材
　ＢＳ…支持シート
　ＣＢ…突起保有体
　ＣＶ…突起部
　ＰＧ…ポリエチレングリコール（浸出材料）
　ＰＭ…可塑性材料
　ＷＴ…水（浸出媒体）

Claims (6)

  1. 　支持シートに突起部が形成された突起保有体の製造方法であって、
    　可塑性材料を含んだ母材を搬送する材料搬送工程と、
    　前記突起部に対応した凹部が形成された支持面を有する支持部材で、前記材料搬送工程によって搬送された前記母材を支持する材料支持工程と、
    　前記母材を前記支持面へ向かう方向に押圧して前記可塑性材料を前記凹部に充填させ、当該可塑性材料から前記突起部を形成する押圧工程とを実施し、
    　前記材料搬送工程の前段において、前記支持シートの一方の面に前記可塑性材料が積層された前記母材を用意する母材用意工程を行い、
    　前記材料搬送工程では、前記可塑性材料を前記支持面に当接させて前記母材を前記支持部材上に載置することを特徴とする突起保有体の製造方法。
  2. 　前記可塑性材料は、熱可塑性を有し、
    　前記押圧工程の前段または前記押圧工程において、前記可塑性材料を加熱する加熱工程を実施することを特徴とする請求項１に記載の突起保有体の製造方法。
  3. 　前記可塑性材料は、浸出媒体に浸出する浸出材料を含有し、
    　前記押圧工程の後段で前記可塑性材料を前記浸出媒体に浸すことで、前記可塑性材料を多孔質体とする浸出工程を実施することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の突起保有体の製造方法。
  4. 　前記押圧工程の後段で、前記可塑性材料を冷却する冷却工程を実施することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の突起保有体の製造方法。
  5. 　前記押圧工程において、前記支持面に対する前記支持シートの位置決めを行う位置決め工程を実施することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の突起保有体の製造方法。
  6. 　支持シートに突起部が形成された突起保有体の製造装置であって、
    　可塑性材料を含んだ母材を搬送する材料搬送手段と、
    　前記突起部に対応した凹部が形成された支持面を有する支持部材で、前記材料搬送手段によって搬送された前記母材を支持する材料支持手段と、
    　前記母材を前記支持面へ向かう方向に押圧して前記可塑性材料を前記凹部に充填させ、当該可塑性材料から前記突起部を形成する押圧手段とを備え、
    　前記母材は、前記支持シートの一方の面に前記可塑性材料が積層されており、
    　前記材料搬送手段は、前記可塑性材料を前記支持面に当接させて前記母材を前記支持部材上に載置することを特徴とする突起保有体の製造装置。
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