再表 2019-111959 機能性部材及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

【公報種別】再公表特許(A1)

(11)【国際公開番号】WO/0

(43)【国際公開日】2019年6月13日

【発行日】2020年12月17日

(54)【発明の名称】機能性部材及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 59/02 20060101AFI20201120BHJP

   B23K 26/352 20140101ALI20201120BHJP

   B23K 26/067 20060101ALI20201120BHJP

【ＦＩ】

   B29C59/02 B

   B23K26/352

   B23K26/067

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

【全頁数】15

【出願番号】特願2019-558255(P2019-558255)

(21)【国際出願番号】PCT/0/0

(22)【国際出願日】2018年12月5日

(31)【優先権主張番号】特願2017-233102(P2017-233102)

(32)【優先日】2017年12月5日

(33)【優先権主張国】JP

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩間 真木

【テーマコード（参考）】

4E168

4F209

【Ｆターム（参考）】

4E168AB01

4E168CB04

4E168DA28

4E168DA45

4E168EA05

4E168EA06

4E168EA15

4E168FB03

4E168JA02

4E168JA03

4F209AF01

4F209AG05

4F209AH63

4F209PA02

4F209PB01

4F209PC05

4F209PQ11

(57)【要約】

機能性部材は、表面に複数のマイクロニードルが形成されており、隣接する前記マイクロニードル間の間隔が１〜５００μｍの範囲にあり、前記マイクロニードルは、直径が０．２５〜２５０μｍの範囲にあり、高さが５〜２００μｍの範囲にある。前記マイクロニードルの間における前記表面にマイクロホールが形成されていてもよい。前記マイクロホールは、前記マイクロニードルの直径に相当する内径を有していてもよい。前記マイクロニードルは、屈曲していてもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に複数のマイクロニードルが形成されており、
隣接する前記マイクロニードル間の間隔が１〜５００μｍの範囲にあり、前記マイクロニードルは、直径が０．２５〜２５０μｍの範囲にあり、高さが５〜２００μｍの範囲にある
ことを特徴とする機能性部材。

【請求項2】

前記マイクロニードルの間における前記表面に、マイクロホールが形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の機能性部材。

【請求項3】

前記マイクロホールは、前記マイクロニードルの直径に相当する内径を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の機能性部材。

【請求項4】

前記マイクロニードルは、屈曲している
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の機能性部材。

【請求項5】

前記マイクロニードルの外形状は、前記表面側を底面として立設する略円錐形状の外周面の一部が凹状に窪んだ形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の機能性部材。

【請求項6】

前記マイクロニードルの先端部には、直径５００ｎｍ以下の微細な凹凸が形成されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の機能性部材。

【請求項7】

ステンレス鋼またはアルミニウム系の金属からなる、又は樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の機能性部材。

【請求項8】

接合部品又は触媒保持材として機能することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の機能性部材。

【請求項9】

金属からなる表面に複数のマイクロニードルが形成された機能性部材を製造する方法であって、
元部材の表面にレーザ光を照射し、第１の方向に間隔ｄで走査する工程を含み、
前記マイクロニードル間の間隔が１〜５００μｍの範囲にあり、前記マイクロニードルは、直径が０．２５〜２５０μｍの範囲にあり、高さが５〜２００μｍの範囲にあり、
前記レーザ光のスポットサイズ半径をωとし、ωに対して０＜Δ＜２ωが成立するパラメータΔを設定し、ｄ＜２ω＋Δが成立するように間隔ｄを設定する
ことを特徴とする機能性部材の製造方法。

【請求項10】

前記レーザ光はサブナノ−ナノ秒パルスレーザ光である
ことを特徴とする請求項９に記載の機能性部材の製造方法。

【請求項11】

前記表面に前記レーザ光を前記第１の方向のみに走査する
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の機能性部材の製造方法。

【請求項12】

前記レーザ光を前記第１の方向に走査する走査速度は２０ｍｍ／ｓ以下である
ことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の機能性部材の製造方法。

【請求項13】

前記レーザ光を、Ｎを２以上の整数として、互いに間隔Ｄだけ離間したＮ本のサブレーザ光に分岐して前記表面に照射し、前記Ｎ本のサブレーザ光のうち或るサブレーザ光の走査間隔をＩとすると、
Ｉ＝Ｎ×ＤまたはＩ＝１／Ｎ×Ｄが成立する
ことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の機能性部材の製造方法。

【請求項14】

前記元部材を不活性ガス雰囲気下に置いて、前記レーザ光の照射による加工を行うことを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一つに記載の機能性部材の製造方法。

【請求項15】

前記間隔ｄ、前記スポットサイズ半径ω、前記Δ、前記レーザ光または前記サブレーザ光のフルエンス、走査速度、及び加工雰囲気ガスの少なくとも一つを調整することによって、前記マイクロニードルの直径を調整する
ことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載の機能性部材の製造方法。

【請求項16】

請求項９〜１５のいずれか一つに記載の製造方法によって製造された機能性部材を金型として、前記複数のマイクロニードルを樹脂に転写して、表面に複数のマイクロニードルが形成された、樹脂からなる機能性部材を製造する
ことを特徴とする機能性部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機能性部材及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

表面に針状の微小な突起であるマイクロニードルが複数形成された機能性部材は、その表面に発現する撥水性等を利用した様々なアプリケーションや、医療用のナノパッチへの適用が検討されている。マイクロニードルを形成する方法としては、例えばフェムト秒レーザ光をガラス基材に照射してアブレーション加工を行い複数の針状凹部を形成したマスターモールドを形成し、樹脂に針状凹部のパターンを転写して針状凸部を形成した二次モールドを形成し、さらに、三次モールドを形成し、最終的に樹脂からなる針状体を製造する方法が開示されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−２４６４９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の方法では、フェムト秒レーザによるアブレーション加工を用いているので、針状凹部および最終的に製造する針状体の大きさが、フェムト秒レーザ光のスポットサイズで制限される。また、最終製品を作製するまでに多段階でモールドを形成するので、製造工程が煩雑であるという問題がある。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表面に複数のマイクロニードルが、自由度が高い大きさで形成された機能性部材およびその簡易な製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る機能性部材は、表面に複数のマイクロニードルが形成されており、隣接する前記マイクロニードル間の間隔が１〜５００μｍの範囲にあり、前記マイクロニードルは、直径が０．２５〜２５０μｍの範囲にあり、高さが５〜２００μｍの範囲にあることを特徴とする。

【0007】

本発明の一態様に係る機能性部材は、前記マイクロニードルの間における前記表面に、マイクロホールが形成されていることを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様に係る機能性部材は、前記マイクロホールは、前記マイクロニードルの直径に相当する内径を有することを特徴とする。

【0009】

本発明の一態様に係る機能性部材は、前記マイクロニードルは、屈曲していることを特徴とする。

【0010】

本発明の一態様に係る機能性部材は、前記マイクロニードルの外形状は、前記表面側を底面として立設する略円錐形状の外周面の一部が凹状に窪んだ形状を有することを特徴とする。

【0011】

本発明の一態様に係る機能性部材は、前記マイクロニードルの先端部には、直径５００ｎｍ以下の微細な凹凸が形成されていることを特徴とする。

【0012】

本発明の一態様に係る機能性部材は、ステンレス鋼またはアルミニウム系の金属からなる、又は樹脂からなることを特徴とする。

【0013】

本発明の一態様に係る機能性部材は、接合部品又は触媒保持材として機能することを特徴とする。

【0014】

本発明の一態様に係る機能性部材の製造方法は、金属からなる表面に複数のマイクロニードルが形成された機能性部材を製造する方法であって、元部材の表面にレーザ光を照射し、第１の方向に間隔ｄで走査する工程を含み、前記マイクロニードル間の間隔が１〜５００μｍの範囲にあり、前記マイクロニードルは、直径が０．２５〜２５０μｍの範囲にあり、高さが５〜２００μｍの範囲にあり、前記レーザ光のスポットサイズ半径をωとし、ωに対して０＜Δ＜２ωが成立するパラメータΔを設定し、ｄ＜２ω＋Δが成立するように間隔ｄを設定することを特徴とする。

【0015】

本発明の一態様に係る機能性部材の製造方法は、前記レーザ光はサブナノ−ナノ秒パルスレーザ光であることを特徴とする。

【0016】

本発明の一態様に係る機能性部材の製造方法は、前記表面に前記レーザ光を前記第１の方向のみに走査することを特徴とする。

【0017】

本発明の一態様に係る機能性部材の製造方法は、前記レーザ光を前記第１の方向に走査する走査速度は２０ｍｍ／ｓ以下であることを特徴とする。

【0018】

本発明の一態様に係る機能性部材の製造方法は、前記レーザ光を、Ｎを２以上の整数として、互いに間隔Ｄだけ離間したＮ本のサブレーザ光に分岐して前記表面に照射し、前記Ｎ本のサブレーザ光のうち或るサブレーザ光の走査間隔をＩとすると、Ｉ＝Ｎ×ＤまたはＩ＝１／Ｎ×Ｄが成立することを特徴とする。

【0019】

本発明の一態様に係る機能性部材の製造方法は、前記元部材を不活性ガス雰囲気下に置いて、前記レーザ光の照射による加工を行うことを特徴とする。

【0020】

本発明の一態様に係る機能性部材の製造方法は、前記間隔ｄ、前記スポットサイズ半径ω、前記Δ、前記レーザ光または前記サブレーザ光のフルエンス、走査速度、及び加工雰囲気ガスの少なくとも一つを調整することによって、前記マイクロニードルの直径を調整することを特徴とする。

【0021】

本発明の一態様に係る機能性部材の製造方法は、前記の製造方法によって製造された機能性部材を金型として、前記複数のマイクロニードルを樹脂に転写して、表面に複数のマイクロニードルが形成された、樹脂からなる機能性部材を製造することを特徴とする。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、表面に複数のマイクロニードルが、自由度が高い大きさで形成された機能性部材を簡易に実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、実施形態に係る機能性部材の模式図である。

【図2】図２は、図１の機能性部材の表面の顕微鏡写真を示す図である。

【図3】図３は、図２に示されるマイクロニードルの先端部を拡大して示す図である。

【図4】図４は、図１の機能性部材の表面近傍の模式的断面図である。

【図5】図５は、図１の機能性部材の製造方法の一例を説明する図である。

【図6】図６は、マイクロニードルの形成について説明する図である。

【図7】図７は、サブレーザ光の走査パターンの一例を説明する図である。

【図8】図８は、サブレーザ光の走査パターンの別の一例を説明する図である。

【図9】図９は、樹脂からなる機能性部材の製造方法の一例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0025】

（実施形態）
図１は、実施形態に係る機能性部材の模式図である。機能性部材１は、金属からなる。本実施形態では機能性部材１はステンレス鋼からなるが、たとえばアルミニウム系の金属などの他の金属からなっていてもよい。また、機能性部材１は、本実施形態では板状の形状であるが、その形状は特に限定されない。

【0026】

機能性部材１の表面１ａには、複数のマイクロニードルが形成されている。図２は、機能性部材１の表面１ａの顕微鏡写真を示す図である。なお、図２にはサイズを示す目盛が図示されており、１目盛は２．０μｍである。図２に示すように、表面１ａには複数のマイクロニードル１ｂが形成されている。マイクロニードル１ｂは、矢印Ａｒ１で示す方向に、複数の列を成すように配置されている。

【0027】

図３は、マイクロニードル１ｂの先端部を拡大して示す図である。なお、図３にはサイズを示す目盛が図示されており、１目盛は０．５μｍである。図３に示すように、マイクロニードル１ｂの先端部には、直径５００ｎｍ以下の微細な凹凸が形成されている。

【0028】

図４は、機能性部材１の表面１ａの近傍の模式的断面図である。マイクロニードル１ｂは、表面１ａから高さ方向に延伸するように形成されている。隣接するマイクロニードル１ｂ間の間隔は１〜５００μｍの範囲にある。ここで、隣接するマイクロニードル１ｂ間の間隔とは、隣接するマイクロニードル１ｂの先端部の間の間隔である。また、マイクロニードル１ｂは、直径が０．２５〜２５０μｍの範囲にある。ここで、マイクロニードル１ｂの直径とは、マイクロニードル１ｂの表面１ａ側から先端部までの直径の平均値である。なお、マイクロニードル１ｂの断面の形状が円ではない場合には、断面の面積と同じ面積の円の直径を、その断面における直径とする。また、表面１ａからのマイクロニードル１ｂの高さは、５〜２００μｍの範囲にある。

【0029】

マイクロニードル１ｂは、屈曲している。たとえば、表面１ａに垂直な仮想的な直線ｌに対して、マイクロニードル１ｂは、表面１ａ側から、直線ｌと交わり、つづいて直線ｌと交わらず、つづいて直線ｌと交わるように延伸している。また、たとえば、マイクロニードル１ｂの外形状は、表面１ａ側を底面として立設する略円錐形状の外周面の一部が凹状に窪んだ形状を有する。円錐形状は直円錐や斜円錐などである。

【0030】

また、マイクロニードル１ｂの間における表面１ａに、マイクロホール１ｃが形成されている（図２も参照）。マイクロホール１ｃは、たとえばマイクロニードル１ｂの直径に相当する内径を有する。マイクロホール１ｃは、たとえば、隣接する２つのマイクロニードル１ｂの略中間の位置に形成されている。マイクロホール１ｃの内径とは、表面１ａの縁におけるマイクロホール１ｃの内径を意味する。

【0031】

機能性部材１は、その表面１ａに複数のマイクロニードル１ｂが、自由度が高い様々な大きさで形成されているので、撥水性が高い。また、機能性部材１を、樹脂等と接触させて接合させる接合部品として機能させて使用する場合には、アンカー効果が高くなって密着性が高くなるので、接合性が高くなる。また、機能性部材１を触媒保持材として機能させて使用する場合には、触媒の吸着性が高くなるので、触媒の保持性が高くなる。特に、この機能性部材１では、マイクロニードル１ｂが屈曲しているため、撥水性や接合性や触媒の保持性がさらに高くなる。

【0032】

（製造方法）
つぎに、機能性部材１の製造方法の一例を、図５、６を参照して説明する。本製造方法を実施するための加工装置１００は、レーザ装置１０１と、ガルバノスキャナ１０２と、回折光学素子１０３と、ｆθレンズ１０４とを備えている。元部材２は、加工して機能性部材１を製造するための元部材であり、ステンレス鋼からなる板状の部材である。

【0033】

レーザ装置１０１は、例えば光ファイバレーザ等のレーザ光源を備えており、例えばパルス幅が０．１ナノ秒から９９９ナノ秒の範囲のサブナノ−ナノ秒パルスレーザ光であるレーザ光Ｌを出力する。このように、サブナノ−ナノ秒パルスレーザ光を用いることによって、フェムト秒パルスレーザ光を用いるよりも走査速度（加工速度）を速くすることができる。その結果、機能性部材１の生産性を向上させることができる。

【0034】

ガルバノスキャナ１０２は、それぞれが電動モータで回転駆動されるガルバノミラー１０２ａ、１０２ｂを備えており、レーザ装置１０１が出力したレーザ光Ｌを、回転するガルバノミラー１０２ａ、１０２ｂで反射させて、レーザ光Ｌを走査させる。

【0035】

回折光学素子１０３は、Ｎを２以上の整数として、レーザ光ＬをＮ本のサブレーザ光に分岐する。本製造方法では、回折光学素子１０３は、レーザ光Ｌを３本のサブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に分岐するとする。

【0036】

ｆθレンズ１０４は、ガルバノスキャナ１０２が等角度走査したレーザ光を所定の平面上に集光し、かつ該平面上で等速度走査させるものである。上記の所定の平面は、不図示のステージに載置された元部材２の表面２ａに一致するように設定されている。その結果、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３はｆθレンズ１０４によって元部材２の表面２ａに集光した状態で照射され、走査される。サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を、元部材２の表面２ａに照射することで、マイクロニードル１ｂおよびマイクロホール１ｃの内径を形成することができる。

【0037】

また、マイクロニードル１ｂおよびマイクロホール１ｃを形成する際は、加工対象である元部材２を、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下に置いて、レーザ光Ｌの照射による加工を行うことが望ましい。酸素による加工の促進を回避することで、安定してマイクロニードル１ｂおよびマイクロホール１ｃを形成することができる。

【0038】

図６は、マイクロニードル１ｂの形成について説明する図である。図６に示すように、元部材２の表面２ａにサブレーザ光Ｌ１、Ｌ２を照射し、ガルバノスキャナ１０２で第１の方向（矢印Ａｒ２で示す）に間隔ｄで走査する。なお、サブレーザ光Ｌ３についても、第１の方向にサブレーザ光Ｌ２と間隔ｄで走査をするが、説明を簡単にするために、サブレーザ光Ｌ３に関する図示および説明を適宜に省略している。

【0039】

ここで、表面２ａにおけるサブレーザ光Ｌ１、Ｌ２のビームスポットＢＳ１、ＢＳ２のスポットサイズ半径をωとする。このとき、ωに対して０＜Δ＜２ωが成立するパラメータΔを設定し、ｄ＜２ω＋Δが成立するように間隔ｄを設定する。すると、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２を走査した場合に、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２のビームスポットＢＳ１、ＢＳ２の各中心から或る範囲までは元部材２の材料が溶解して除去されるが、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２の間の領域で元部材２の材料が溶け残り、マイクロニードル１ｂの列となる。同様に、サブレーザ光Ｌ２、Ｌ３の間の領域にもマイクロニードル１ｂの列が形成される。サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２により形成されるマイクロニードル１ｂの列と、サブレーザ光Ｌ２、Ｌ３により形成されるマイクロニードル１ｂの列との間隔は、およそ間隔ｄとなる。

【0040】

マイクロニードル１ｂの直径は、間隔ｄ、スポットサイズ半径ω、Δ、レーザ光Ｌまたはサブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のフルエンス、走査速度、及び加工雰囲気ガスの少なくとも一つを調整することによって調整することができる。マイクロニードル１ｂの列を形成する上で、Δを適正に設定することが望ましい。走査速度は、例えば２０ｍ／ｓ以下である程度小さい値とするのが好ましい。間隔ｄはたとえば１０μｍであり、スポットサイズ半径ωはたとえば１０μｍである。特に、間隔ｄとスポットサイズ半径ωを調整することによってマイクロニードル１ｂの直径を調整することが好ましい。

【0041】

第１回目の走査として、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を、マイクロニードル１ｂを形成したい範囲の第１の端部から、第１の方向にて第１の端部と対向する第２の端部まで、走査し終えたら、第１回目の走査を終了し、第２回目の走査を行う。第２回目の走査では、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の照射開始位置を、第１の端部における第１回目の走査における照射位置から、第１の方向とは垂直の方向にずれた位置として、第１の方向に走査を行う。以降、同様にして走査方向を第１の方向のみとして、第３回目以降の走査を行い、所望の範囲に多数のマイクロニードル１ｂを形成する。これにより、機能性部材１を製造することができる。

【0042】

このように、レーザ光Ｌをサブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に分岐して走査し、マイクロニードル１ｂを形成することによって、レーザ光Ｌを走査してマイクロニードル１ｂを形成する場合のタクト時間を例えば１／３程度にすることができる。

【0043】

図７は、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の走査パターンの一例を説明する図である。図７は元部材２の表面２ａに垂直な方向から走査パターンを見た図である。この走査パターンは、サブレーザ光が互いに間隔Ｄだけ離間したＮ本のときに、Ｎ本のサブレーザ光のうち或るサブレーザ光の走査間隔を間隔Ｉとすると、Ｉ＝Ｎ×Ｄが成立する走査パターンである。

【0044】

具体的には、図７においてＮは３である。そして、１回目の走査Ｓ１のときには互いに間隔Ｄ＝ｄだけ離間したサブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を走査する。つづいて、２回目の走査Ｓ２のときには１回目のサブレーザ光Ｌ１の走査と２回目のサブレーザ光Ｌ１の走査との走査間隔を間隔Ｉ＝３ｄとする。同様に、３回目の走査Ｓ３のときには２回目のサブレーザ光Ｌ１の走査と３回目のサブレーザ光Ｌ１の走査との走査間隔を間隔Ｉ＝３ｄとする。サブレーザ光Ｌ２、Ｌ３についても走査間隔は間隔Ｉ＝３ｄである。これにより、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は等間隔ｄで走査される。

【0045】

図８は、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の走査パターンの別の一例を説明する図である。図８は元部材２の表面２ａに垂直な方向から走査パターンを見た図である。この走査パターンは、サブレーザ光が互いに間隔Ｄだけ離間したＮ本のときに、Ｎ本のサブレーザ光のうち或るサブレーザ光の走査間隔を間隔Ｉとすると、Ｉ＝１／Ｎ×Ｄが成立する走査パターンである。

【0046】

具体的には、図８においてＮは３である。そして、１回目の走査Ｓ１のときには互いに間隔Ｄ＝ｄだけ離間したサブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を走査する。つづいて、２回目の走査Ｓ２のときには１回目のサブレーザ光Ｌ１の走査と２回目のサブレーザ光Ｌ１の走査との走査間隔を間隔Ｉ＝１／３×ｄとする。同様に、３回目の走査Ｓ３のときには２回目のサブレーザ光Ｌ１の走査と３回目のサブレーザ光Ｌ１の走査との走査間隔を間隔Ｉ＝１／３×ｄとする。サブレーザ光Ｌ２、Ｌ３についても走査間隔は間隔Ｉ＝１／３×ｄである。これにより、サブレーザ光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は等間隔Ｉ＝１／３×ｄで走査される。このときの間隔Ｉは間隔ｄに相当する。

【0047】

図７、８ではＮは３であるが、Ｎが２以上の整数のときに、Ｉ＝Ｎ×ＤまたはＩ＝１／Ｎ×Ｄが成立するようにすれば、Ｎ本のサブレーザ光を等間隔で走査できる。なお、レーザ光Ｌをサブレーザ光に分岐しないときには、Ｎ＝１としてＩ＝Ｎ×ＤおよびＩ＝１／Ｎ×Ｄが成立する。このときは、レーザ光Ｌは間隔ＤまたはＩで走査されることとなる。また、Ｎが２以上の場合にはタクト時間を例えば１／Ｎ程度にすることができる。

【0048】

なお、上記製造方法によって製造された機能性部材１を金型として、複数のマイクロニードル１ｂを樹脂に転写することによって、表面に複数のマイクロニードルが形成された、樹脂からなる機能性部材を製造することができる。

【0049】

図９は、樹脂からなる機能性部材の製造方法の一例を説明する図である。はじめに、表面１ａに複数のマイクロニードル１ｂが形成された機能性部材１を金型として、表面１ａ側に熱硬化性樹脂等の樹脂３を塗布し、その後樹脂３を硬化させ、機能性部材１から分離する。これにより、表面４ａに複数のマイクロホール４ｂが形成された樹脂からなる機能性部材４が製造される。マイクロホール４ｂはマイクロニードル１ｂの形状が転写されたものである。

【0050】

つづいて、機能性部材４を金型として、表面４ａ側に熱硬化性樹脂等の樹脂５を塗布し、その後樹脂５を硬化させ、機能性部材４から分離する。これにより、表面６ａに複数のマイクロニードル６ｂが形成された樹脂からなる機能性部材６が製造される。マイクロニードル６ｂは機能性部材１のマイクロニードル１ｂの形状が転写されたものである。

【0051】

なお、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0052】

以上のように、本発明に係る機能性部材及びその製造方法は、たとえば撥水性等を利用した様々なアプリケーションや、医療用のナノパッチに適用して好適なものである。

【符号の説明】

【0053】

１、４、６ 機能性部材
１ａ、２ａ、４ａ、６ａ 表面
１ｂ、６ｂ マイクロニードル
１ｃ、４ｂ マイクロホール
２ 元部材
１００ 加工装置
１０１ レーザ装置
１０２ ガルバノスキャナ
１０２ａ、１０２ｂ ガルバノミラー
１０３ 回折光学素子
１０４ ｆθレンズ
Ａｒ１、Ａｒ２ 矢印
ＢＳ１、ＢＳ２ ビームスポット
Ｌ レーザ光
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ サブレーザ光
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 走査

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】