ディスペンス液塗布シートの製造方法
【課題】分散系や高粘度などの種々の組成系に対応可能なディスペンス方法であり、所望の領域に均一な厚みを一括形成できるので、例えば微生物培養シートの培養層の形成に好適に使用できる。
【解決手段】孔径が０．９ｍｍ〜１．６ｍｍの複数のノズルで構成される多孔ノズル１２５の吐出面と、基材シート１０の基材表面との離間距離ｈを０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとして、固形分が２０％〜５０％のディスペンス液３５を、多孔ノズル１２５を構成するノズルからの塗布量が２５０ｇ／ｍ２〜１０５０ｇ／ｍ２となるように吐出させ、基材表面に転写塗布するディスペンス液塗布シートの製造方法である。
【解決手段】孔径が０．９ｍｍ〜１．６ｍｍの複数のノズルで構成される多孔ノズル１２５の吐出面と、基材シート１０の基材表面との離間距離ｈを０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとして、固形分が２０％〜５０％のディスペンス液３５を、多孔ノズル１２５を構成するノズルからの塗布量が２５０ｇ／ｍ２〜１０５０ｇ／ｍ２となるように吐出させ、基材表面に転写塗布するディスペンス液塗布シートの製造方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、微生物検査を迅速に且つ正確に行うことができる微生物培養シートなどのディスペンス液塗布シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物の存在を確認したり、微生物数を測定したりする方法としては、寒天平板混釈法がある。この方法では、培地としてあらかじめ滅菌したシャーレに形成した寒天培地を使用するため、寒天培地を高圧蒸気滅菌するためのオートクレーブや、微生物検査を無菌的に行うことができる検査室が必要となる。また、微生物のサンプリングから試料液の調製、分注、培地との混釈、培養、計数に至る微生物検査の操作には熟練を要する。そこで、高度の熟練を必要とすることなく、簡便に微生物検査を行うことができる乾燥した培養層を備える微生物培養シートの開発が進められてきた。
【０００３】
これまで、報告されているシート状の微生物培養器としては、例えば、支持体の上部表面上に形成された水ベース接着剤組成物層と、該接着剤組成物層に付着されたゲル化剤を含む冷水溶解性粉末と、該冷水溶解性粉末を被覆するカバーシートとからなる培養器装置がある（特許文献１参照）。また、方形の粘着シート上に円形の水溶性高分子化合物層と多孔質マトリックス層とを積層し、上部に方形の透明フィルムを配設した微生物培養器がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３８３３０４号公報
【特許文献２】国際公開第０１／０４４４３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような微生物培養シートにおける乾燥した培養層の形成方法としては、微生物を適切に発育させるために培養層にある程度の厚みが必要となる点を考慮して、スクリーン印刷などの各種の印刷方式やコーティング方式が用いられている。
【０００６】
しかしながら、塗布する培地液が非相溶の分散系であったり、粘度が高い培地液を塗布する場合などでは、印刷方式やコーティング方式が適さない場合があり、塗布領域の平滑性が低下する場合がある。微生物培養シートにおける培養層の厚さや平滑性は検査結果に大きな影響を与えるので、測定精度の低下に繋がる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、微生物の発育に必要十分で、且つ、均一な厚みの培養層を備え、正確な微生物検査を行うことが可能な微生物培養シートを、精度良く、且つ、連続的に製造することができる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】
【０００８】
本発明者らは、基材シート上の所定の領域に対して、微生物の発育に必要な成分を含む培地液を多孔ノズルを用いてディスペンス（分注）し、ディスペンスの際に、ノズルと基材とのクリアランスと、培地液の表面張力と、を利用した間接転写方式を用いることで、培地液が非相溶の分散系であったり高粘度であっても、培養層の厚さや平滑性を均一にでき、かつ、塗布領域への同時ディスペンスが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【０００９】
（１） 孔径が０．９ｍｍ〜１．６ｍｍのノズルで構成される多孔ノズルの吐出面と、基材面との離間距離を０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとして、
固形分が２０％〜５０％のディスペンス液を、前記多孔ノズルを構成するノズルからの塗布量が２５０ｇ／ｍ２〜１０５０ｇ／ｍ２となるように吐出させ、前記基材面に転写塗布するディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１０】
（２） 前記ディスペンス液の粘度が１００〜２０００ｃｐである請求項１記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１１】
（３） 前記多孔ノズルを構成するノズルからの塗布量が、乾燥後で５０ｇ／ｍ２〜４１０ｇ／ｍ２である請求項１又は２に記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１２】
（４） 前記乾燥後の厚さが１００μｍ〜５００μｍである請求項３記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１３】
（５） 前記ディスペンス液塗布シートが微生物培養シートであり、前記ディスペンス液が前記微生物培養シートの培養層を形成するための培地液である請求項１から４いずれか記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の製造方法によれば、例えば、微生物培養シートの製造の際に微生物の発育に必要十分で、且つ、均一な厚みの培養層を形成できるので、コロニーが滲み難く、また、コロニーの形成速度に差が生じ難くなり、コロニー数の計測等の微生物検査を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の製法に好適に使用できるディスペンス装置を、微生物培養シートの製造例に適用した一例を示す全体概略構成図である。
【図２】図１におけるディスペンス部の全体動作を示す概略図である。
【図３】図１における上下ディスペンス部可動手段の動作を示す概略図である。
【図４】図１における多孔ノズルの吐出孔を示す図である。
【図５】図１における上下ディスペンス部可動手段の動作の詳細を示す概略図である。
【図６】微生物培養シートの製造方法を順次示す平面図である。
【図７】微生物培養シートの部分透視平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。
【図８】実施例における塗布圧力（吐出圧）と塗布量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施形態について、本発明におけるディスペンス液塗布シートの一例である微生物培養シートの製造例を一例として挙げて詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００１７】
＜ディスペンス装置の構成＞
［ディスペンス装置の全体構成］
図１に示すように、このディスペンス装置１００は、基材シート１０上の所定の領域に、培養層３０を形成するための培地液となるディスペンス液３５を注入するための装置である。このディスペンス装置１００は、ディスペンス液３５を供給するディスペンス液供給手段１１０と、このディスペンス液供給手段１１０に接続され末端に多孔ノズル１２５を有するディスペンス部１２０と、このディスペンス部１２０を基材シート１０の水平面に対して上下方向（図１におけるＺ方向）に移動可能なＺ方向可動手段１３０と、ディスペンス部１２０を基材シート１０の水平面方向の一方向（図１におけるＸ方向）に移動可能なＸ方向可動手段１４０と、ディスペンス部１２０を基材シート１０の水平面方向の他方向（図１におけるＹ方向）に移動可能なＹ方向可動手段１５０と、を備える。
【００１８】
［ディスペンス液供給手段］
この実施形態におけるディスペンス液供給手段１１０は、ディスペンス液３５を収容可能な中空筒状の容器本体１１１と、バルブ１１７と吐出圧制御装置１１６とからなる吐出圧制御システム１１８とから主に構成されている。
【００１９】
容器本体１１１内には、容器内部のディスペンス液３５を攪拌するための攪拌羽根１１３が略中央部の底部に配置されており、攪拌羽根１１３を回転させるための回転軸がモーター１１２に接続されている。
【００２０】
容器本体１１１とバルブ１１７とは液送可能な中空チューブ１１４を介して接続されており、バルブ１１７とディスペンス部１２０とは同じく液送可能な中空チューブ１１５を介して接続されている。
【００２１】
吐出圧制御システム１１８を構成する一例であるバルブ１１７と吐出圧制御装置１１６は、いずれも公知のものが使用でき特に限定されない。また、吐出圧制御システム１１８は必ずしも圧力制御に限定されず、例えば流量計量式の流量制御であってもよく、容量計量式の容量制御であってもよい。
【００２２】
［ディスペンス部］
中空チューブ１１５の他端が接続されるディスペンス部１２０の先端には、多孔ノズル１２５が配置されている。この多孔ノズル１２５は、図４に示すように吐出面が全体として円形をなしており、吐出面には多数の吐出孔Ｋが形成されている。ノズルの吐出孔は、各々が等間隔で配置されていてもよいし、部分的に密に配置されていてもよい。本実施形態では、多孔ノズルの吐出孔Ｋの配置密度は、培養層３０の外周付近に該当する箇所で部分的に高くなっている。このような態様によれば、培養層３０の外周に枠層２０を形成した場合に、枠層２０と培養層３０との間に隙間なく培地液を拡げることができる。
【００２３】
［Ｘ方向／Ｙ方向／Ｚ方向可動手段］
ディスペンス部１２０は、図１のＸＹＺ直交空間において、Ｚステージ上に配置されるとともに、Ｚ方向可動手段１３０によって、Ｚ方向にスライド可動可能となっており、これが本発明における上下ディスペンス部可動手段に相当する。さらに、この実施形態においては、ディスペンス部１２０を含むＺ方向可動手段１３０自体が、Ｘ方向可動手段１４０、Ｙ方向可動手段１５０によってＸ方向、Ｙ方向にもスライド移動可能となっており、結果としてＸＹＺ空間上の任意の点にディスペンス部１２０が移動可能となっている。この移動制御を行うのが可動制御手段１６０である。この実施態様においては、Ｚ方向のみならず、ＸＹ方向への制御もこの可動制御手段１６０で行うことができる。Ｚ方向可動手段１３０、Ｘ方向可動手段１４０、Ｙ方向可動手段１５０、可動制御手段１６０はそれぞれ従来公知のステージ装置などを用いることができ特に限定されない。
【００２４】
［枠部形成手段］
後述する図２の工程Ｓ１に示すように、基材シート１０上には微生物培養シートの培養層３０の範囲を画定するために、ホットメルト樹脂からなる円周状の枠層２０があらかじめ形成される。このため、このディスペンス装置１００においてはディスペンス部１２０とは別に、ホットメルトガン２００が装着されている。このホットメルトガン２００はディスペンス部１２０と同様にＸ方向／Ｙ方向／Ｚ方向に可動となっており、ホットメルト樹脂（図２におけるＨＭ）が外部から供給可能であるとともに、先端に単独の吐出ノズル２１０を有し、図示しないガン制御部によって任意の箇所、形状にホットメルト樹脂を塗布可能であり、これによって円周状の枠層２０を形成できる。なお、本発明においては、枠層２０は培養層３０の範囲を画定するための枠部、すなわち段差部であればよく、枠層２０はホットメルト樹脂には限定されず、例えば紫外線硬化樹脂であってもよい。また、枠部を所定の厚さのシートによって形成して培養層３０の範囲を凹部としてもよい。
【００２５】
＜ディスペンス液塗布シートの製造方法＞
［前準備段階］
微生物培養シートの製造を一例として、このディスペンス装置１００を用いたディスペンス液塗布シートの製造方法について説明する。まず、例えば、アルコール系溶媒に、バインダー、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤等を溶解又は分散させて、ディスペンス液３５を調製して容器本体１１１内に投入し、攪拌羽根１１３を回転させて沈降を防ぐ。ここまでが前準備段階である。
【００２６】
バインダーとは、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤等の他の成分を、基材に固着させる役割を有するものであり、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール等が挙げられ、特に、ポリビニルピロリドンが好ましい。ポリビニルピロリドンによれば、アルコール系溶媒に可溶であるので、培地液の粘度を容易に調整することができる。また、ポリビニルピロリドンによれば、アルコール系溶媒を使用することができるので、ゲル化剤を溶解させずに、分散させた培地液を調製することができる。これにより、ゲル化剤による培地液の著しい粘度上昇の抑制が可能となる。更に、パターン形成後においては、高温加熱することなく溶媒を除去することができる。そして、ポリビニルピロリドンによれば、皮膜性が高いので、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤等の他の成分を取り込んで成膜することができ、また、基材との密着性に優れる。
【００２７】
ゲル化剤としては、例えば、カラギーナン、グアーガム、キタンサンガム、ローカストビーンガム、アルギン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を混合して使用することができる。これらのゲル化剤によれば、被検液の滴下により培養層が増粘又はゲル化し、微生物の発育に適した環境となる。そして、培養層が増粘又はゲル化すると、カバーシートとの密着性が向上するので、培養時の水分の蒸発を抑制することもできる。
【００２８】
栄養成分は、微生物の種類に応じて、適宜選択することができる。例えば、一般生菌検査用としては、酵母エキス・ペプトン・ブドウ糖混合物、肉エキス・ペプトン混合物、ペプトン・大豆ペプトン・ブドウ糖混合物等や、これらにリン酸二カリウム及び／又は塩化ナトリウムを加えた混合物が挙げられる。大腸菌・大腸菌群検査用としては、デソキシコール酸ナトリウム・ペプトン・クエン酸鉄アンモニウム・塩化ナトリウム・リン酸二カリウム・乳糖混合物、ペプトン・乳糖・リン酸二カリウム混合物等が挙げられる。ブドウ球菌用としては、肉エキス・ペプトン・塩化ナトリウム・マンニット・卵黄混合物、ペプトン・肉エキス・酵母エキス・ピルビン酸ナトリウム・グリシン・塩化リチウム・亜テルル酸卵黄液混合物等が挙げられる。ビブリオ用としては、酵母エキス・ペプトン・蔗糖・チオ硫酸ナトリウム・クエン酸ナトリウム・コール酸ナトリウム・クエン酸第２鉄・塩化ナトリウム・牛胆汁混合物等が挙げられる。腸球菌用としては、牛脳エキス・ハートエキス・ペプトン・ブドウ糖・リン酸二カリウム・窒化ナトリウム混合物等が挙げられる。真菌用としては、ペプトン・ブドウ糖混合物、酵母エキス・ブドウ糖混合物、ポテトエキス・ブドウ糖混合物等が挙げられる。これらの中から、発育させようとする微生物の種類に応じて、１種類又はそれ以上を選択し、混合して使用することができる。
【００２９】
発色指示薬は、培養過程で発育する微生物の代謝により産出される特異物質との反応、ｐＨ変化の認識、酵素との反応等によって発色してコロニーを着色するため、コロニー数の計数を極めて容易にする効果がある。発色指示薬としては、例えば、トリフェニルテトラゾリウムクロライド（以下、ＴＴＣとする）、ｐ−トリルテトラゾリウムレッド、テトラゾリウムバイオレット、ペテトリルテトラゾリウムブルー等のテトラゾリム塩や、ニュートラルレッド混合物、フェノールレッド、ブロムチモールブルー、チモールブルー混合物等のｐＨ指示薬が挙げられる。
【００３０】
その他、検出目的以外の微生物の発育を抑える選択剤を含有させてもよい。このような選択剤としては、メチシリン、セフタメタゾール、セフィキシム、セフタジジム、セフスロジン、バシトラシン、ポリミキシンＢ、リファンピシン、ノボビオシン、コリスチン、リンコマイシン、クロラムフェニコール、テトラサイクリン、ストレプトマイシン等の抗生物質、サルファ剤、ナリジクス酸、オラキンドックス等の合成抗菌剤、クリスタルバイオレット、ブリリアントグリーン、マラカイトグリーン、メチレンブルー等の静菌又は殺菌作用を有する色素、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ７、ドデシル硫酸塩、ラウリル硫酸塩等の界面活性剤、亜セレン酸塩、亜テルル酸塩、亜硫酸塩、窒化ナトリウム、塩化リチウム、シュウ酸塩、高濃度の塩化ナトリウム等の無機塩等が挙げられる。
【００３１】
溶媒としては、選択した構成成分を溶解又は分散し得るものであれば、特に限定されるものではないが、アルコール系溶媒を使用することが好ましい。アルコール系溶媒は、水やトルエン等の高沸点溶媒のように、パターン形成後の溶媒除去の際に高温加熱する必要がないので、培養層に含まれる成分が熱分解するおそれが生じず、また、溶媒除去に長時間を要しないので、生産効率に優れる点において好ましい。アルコール系溶媒としては、炭素数１〜５のアルコールが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。これらの中でも、沸点が低く、乾燥による溶媒除去が容易であって、且つ、微生物の発育を阻害しないメタノールが最も好ましい。なお、上記溶媒は、単独又は２種以上を混合して使用することができる。
【００３２】
本発明においては、ディスペンス液３５の固形分が２０％〜５０％である。これにより、吐出後に滴下体を形成して基材面への転写が可能となり、また、その後にレベリングして平滑な塗布面を形成することができる。固形分が２０％未満であると、表面張力が不充分で滴下体を形成しにくく、ノズルあたりの塗布量がばらつくので好ましくなく、５０％を超えると粘度も高くなってノズルからの吐出性、転写性、レベリング性のいずれも低下するので好ましくない。
【００３３】
ディスペンス液３５の粘度としては、１００〜２０００ｃｐ（ｍＰａ・ｓ）の範囲が好ましく、より好ましくは１００〜１２００ｃｐ、特に好ましくは１５０〜３００ｃｐである。１００ｃｐ未満であると、表面張力が不充分で滴下体を形成しにくく、ノズルあたりの塗布量がばらつくので好ましくなく、１２００ｃｐを超えると粘度も高くなってノズルからの吐出性、転写性、レベリング性のいずれも低下するので好ましくない。なお、粘度装置及び測定条件の一例を挙げれば、Ｅ型粘度計である英弘精機株式会社製のＶｉｓｃｏｔｅｓｔｅｒ５５０を用い、２０℃／５００ｒｐｍ時の測定値である。
【００３４】
このような高粘度のディスペンス液３５であっても本発明の製造方法を用いることで、厚さムラのない平滑な培養層３０を形成できる点に本発明の特徴の一つがある。
【００３５】
［枠層形成］
次に、図２の工程Ｓ１に示すように、本発明における基材に相当する基材シート１０をＸＹ面上に配置する。ここでいう基材シート１０の塗布面が本発明における基材面に相当する。このとき図６を併せて参照すると、微生物培養シートは図６（Ａ）の状態である。なお、図２における各工程の上段はＸ方向から見た正面図であり、下段は基材シート１０をＺ方向から見た平面図である。そして、ホットメルトガン２００のＸ方向稼動手段／Ｙ方向稼動手段／Ｚ方向稼動手段（図示せず）の、いずれか又は複数を可動させることで、所望の位置にホットメルトガン２００を配置し、例えばガン制御部からの制御によりホットメルトを吐出しながらノズル２１０を回転移動させることで円周状の枠層２０を形成する。微生物培養シートは図６（Ｂ）の状態である。
【００３６】
なお、図２の工程Ｓ１の下段に示すように、一の枠層２０の形成後に、ホットメルトガン２００のＸ方向稼動手段及び／又はＹ方向稼動手段を可動させ、基材シート１０上におけるＸＹ座標位置を変更することで、複数の枠層２０をあらかじめ形成してもよい。
【００３７】
［ディスペンス工程］
次に、ディスペンス装置１００のＸ方向可動手段１４０、Ｙ方向可動手段１５０のいずれか又は双方を可動させることで、所望の枠層２０のＸＹ座標位置と、多孔ノズル１２５のＸＹ座標位置が重なるように調整する。このときＺ方向のディスペンス部１２０の位置は充分に基材シート１０から離間している（図３（ａ）の状態）。
【００３８】
このとき、基材シート１０上の枠層２０と、多孔ノズル１２５の吐出面とは互いに対向するように配置されており、図６（Ｃ）に示すように基材シート１０上の枠層２０に囲まれた凹部領域を複数の分割領域Ｐに仮想分画し、それぞれの分割領域Ｐに対応して割り当てられている吐出孔Ｋを有する多孔ノズル１２５、言い換えれば分割領域の数と同数の吐出孔Ｋを有する多孔ノズル１２５が配置される。
【００３９】
本発明においては多孔ノズルの各吐出孔Ｋの孔径は、０．１〜３．０ｍｍ／個であることが好ましく、０．３〜２．０ｍｍ／個であることがより好ましく、０．５〜２．０ｍｍ／個であることが特に好ましく、０．９ｍｍ〜１．６ｍｍ／個であることが最も好ましい。上記範囲であれば、培地液の液ダレや詰まりが生じ難い。特に、分散系の培地液の場合には、孔が３．０ｍｍを超えると液ダレや塗布後のムラが生じやすく、基材面への転写性やレベリング性が低下する。０．１ｍｍ未満では分散する栄養成分等の粒径によっては詰まりが生じやすくなり、また、滴下体が大きくなるので離間距離が長くなり、やはり転写性が低下する。
【００４０】
なお、個々の孔径は、上記範囲内であれば全て同じ大きさでなくてもよい。また、多孔ノズルの吐出孔Ｋの配置密度は、５〜２０個／ｃｍ２であることが好ましく、５〜１６個／ｃｍ２であることがより好ましく、８〜１６個／ｃｍ２であることが最も好ましい。配置密度が５個／ｃｍ２未満であると、培地液が十分に拡がらず、均一な厚みの培養層や厚みのある培養層の形成が困難となる場合がある。配置密度が２０個／ｃｍ２を超えると、孔同士の隙間が狭くなるため、分注の際に培地液同士が接触し、良好に分注することができない場合がある。なお、多孔ノズルとしては、例えば、武蔵エンジニアリング社製のマルチノズルＭＮシリーズ等の一般に市販されているものも使用することができる。
【００４１】
この状態で、図３（ｂ）に示すようにＺ方向可動手段１３０を制御してディスペンス部１２０を下方に移動して、図５（ａ）に示すようにノズル先端部と基材シート１０面との距離がｈとなる点で停止させる。この離間距離ｈは、ディスペンス液３５の粘度やノズル径などによってあらかじめ設定される。本発明においてはこの離間距離ｈは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、好ましくは０．８ｍｍ〜１．０ｍｍである。０．３ｍｍ未満では充分な滴下体を形成できないので安定した塗布量が得られず、基材面への転写性やレベリング性が低下する。また、ノズル自体がディスペンス液で汚れるので長時間の稼動が困難になる。１．０ｍｍを超えると滴下体が基材面に届かずに転写が困難となる。
【００４２】
次いで、吐出制御手段１１５を動作させ、多孔ノズル１２５から図５（ｂ）に示すように吐出を開始する。ここで、後述の実施例に示すように、吐出圧力はノズルからの吐出量（塗布量）に依存しており、例えば０．０５３ＭＰａから０．０５８ＭＰａ、好ましくは０．０５４ＭＰａから０．０５７ＭＰａが例示でき、この圧に比例して１４０ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．２９ｇ・ｄｒｙに相当）から２０５ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．４０ｇ・ｄｒｙに相当）、好ましくは１５５ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．３１ｇ・ｄｒｙに相当）から１９０ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．３７ｇ・ｄｒｙに相当）の塗布量（乾燥時）となる。
【００４３】
この図５（ｂ）の段階では、吐出孔Ｋからの吐出量は最終吐出量より少ない量であり、その表面張力によってノズル先端から自重で垂れ下がった涙形の滴下体３５ｂの状態となる。その後、吐出を続けることで、図５（ｃ）の状態まで滴下体３５ｃが成長する。この辺りで吐出孔Ｋからの吐出量が最終吐出量に近くなる。更に吐出を続けると、図５（ｄ）のように基材シート１０上に滴下体３５ｄが接触して、滴下体は基材シート１０との濡れ性の関係で基材シート１０側へ移行し転写されていく。
【００４４】
吐出孔Ｋからの吐出量、すなわち基材シート１０上への一のノズルからの塗布量は、乾燥前で０．５ｇ〜２．０ｇ（２５０〜１０５０ｇ／ｍ２に相当）である。０．５ｇ未満では充分な滴下体を形成できないので安定した塗布量が得られず、基材面への転写性やレベリング性が低下する。特に滴下体が基材面に届かずに転写が困難となる。２．０ｇを超えると、逆に充分な滴下体を形成する前に転写してしまうので安定した転写が困難となる。なお、ディスペンス液３５の固形分２０％〜５０％に応じて乾燥後の塗布量を計算でき、好ましくは０．１〜０．８ｇ（５０〜４１０ｇ／ｍ２に相当）の範囲である。
【００４５】
［レベリング工程］
その後、多孔ノズル１２５を上方に離間させてｈより大きくすることで、図５（ｅ）や図６（Ｄ）のような半球状の滴下体３５ｅを瞬間的に経て、拡散し、図５（ｆ）や図６（Ｅ）のようにレベリングして平滑化する。
【００４６】
吐出制御手段１１５の動作開始タンミングとしては、図５（ａ）の離間距離ｈの状態が好ましいが、その若干前の下降段階であってもよい。吐出制御手段１１５の動作終了タンミングとしては、図５（ｄ）の状態が好ましい。なお、離間距離ｈでの保持時間も吐出圧など条件やディスペンス液３５の粘度などに応じて適宜設定可能であるが、その一例を挙げれば０．２〜３．０秒である。
【００４７】
このように吐出制御手段１１５を制御することで、ディスペンス液３５の適度の粘度に主に由来する滴下体の表面張力によって滴下体の体積を所定範囲内に維持できる。これに加えて、合成紙を含む紙基材などの親水性の基材シート１０への、同じく水やアルコール溶媒系などの親水性のディスペンス液３５の濡れ性を利用することで、基材シート１０への優れた転写性とその後のレベリング性を発揮できる優れた方式が本発明の製造方法である。
【００４８】
［連続形成］
なお、図２の工程Ｓ２の下段に示すように、一の枠層２０へのディスペンス完了後に、Ｘ方向可動手段１４０及び／又はＹ方向可動手段１５０を可動させ、基材シート１０上におけるＸＹ座標位置を変更することで、複数の枠層２０へのディスペンスを連続的に行なうことももちろん可能である。そして工程Ｓ１と工程Ｓ２を組み合わせることで（工程Ｓ３）、基材シート１０上の複数の箇所に培養層３０を形成できる。
【００４９】
［後工程］
その後、図示しない熱風等の乾燥装置によって所定の乾燥工程を経てディスペンス液３５を培養層３０とする。乾燥後の塗布厚さは１００μｍ〜５００μｍであることが好ましい。１００μｍ未満であると塗布の絶対量が少なく本発明の効果が得られず、５００μｍを超えると使用しない培養層の割合が増えて不経済である。
【００５０】
その後、二軸延伸ポリプロピレンフィルム等のカバーフィルム４０を、上記培養層３０を形成した基材シート１０上に積層し、一辺の端部を接着し、必要に応じて図示しない裁断装置で個別に裁断することで微生物培養シートを製造することができる。
【００５１】
このようにして製造された微生物培養シートは、図７に示すように、方形の基材シート１０上に培養層３０を備えている。培養層３０の外周には疎水性樹脂からなる円形の枠層２０が形成されており、培養層３０は、枠層２０に囲まれた凹部領域に形成されている。また、枠層２０と培養層３０との間には隙間がなく、両層は接触している。そして、枠層２０と培養層３０とを被覆するように、方形の透明カバーシート４０が設けられている。
【００５２】
この微生物培養シートによれば、培養層３０の外周に円形の枠層２０が形成されているので、被検液を遺漏させることなく、所定の範囲に確実に拡げることができる。また、枠層２０は疎水性樹脂で形成されているので、培養層３０上に被検液を接種した場合でも、枠層２０が被検液によって崩れることがない。更に、枠層２０と培養層３０とは接触しているので、隙間に被検液が貯留することがなく、培養層３０上に被検液を均一に拡げることができる。そして、本発明のディスペンス装置を用いることで、微生物の発育に必要十分で、且つ、均一な厚みの培養層を形成できるので、コロニーが滲み難く、また、コロニーの形成速度に差が生じ難くなり、コロニー数の計測等の微生物検査を正確に行うことが可能となる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に何ら制限を受けるものではない。
【００５４】
＜ディスペンス液の製造＞
メタノールにポリビニルピロリドン（商品名「ポリビニルピロリドン Ｋ−９０」，日本触媒社製）２０ｇを溶解し、これにグアーガム粉末（商品名「ＮＥＯＶＩＳＣＯ Ｇ」，４００メッシュタイプ，三晶社製）６０ｇを分散した。これに、栄養成分として、トリプトン（商品名「ＢＡＣＴ ＴＲＹＰＴＯＮＥ」，Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）３．２６ｇ、肉エキス（商品名「Ｌａｂ−Ｌｅｍｃｏ」，Ｏｘｏｉｄ社製）０．８２ｇ、酵母エキス（商品名「ＹＥＡＳＴ ＥＸＴＲＡＣＴ」，Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）０．０３ｇ、ブドウ糖（商品名「Ｄ−（＋）−ＧＬＵＣＯＳＥ」，和光純薬工業社製）０．１６ｇ、塩化ナトリウム（和光純薬工業社製）０．４１ｇ、及びリン酸水素二ナトリウム（和光純薬工業社製）０．３７ｇを添加し、メタノール量を調整して固形分比率３５％のディスペンス液を調製した。ディスペンス液の粘度は１５０〜３００ｃｐであった。
【００５５】
次に図１から図５に示すようなディスペンス装置を用い、図４に示すような多孔ノズルを用いてディスペンス液を下記の条件で吐出し、転写とレベリングの状況を目視で非常に良好（○）、良好（△）、不良（×）の３段階で評価した。その結果を表１に示す。また、固形分４０％のディスペンス液を用いた場合以外は上記と同様にして評価した結果を表２に示す。更に、塗布圧力（吐出圧）を変えて塗布量を変化させ、両者の関係を測定した結果を図８に示す。
ノズル孔径：表１，２の通り（単位ｍｍ）
ノズル孔配置密度：１０から１１個／ｃｍ２
塗布量（ｗｅｔ）：５１０ｇ／ｍ２
塗布量（ｄｒｙ）：１８０ｇ／ｍ２
平均塗膜厚さ：２５０〜３００μｍ
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
表１、表２より、本発明の孔径が０．９ｍｍ〜１．６ｍｍのノズルで構成される多孔ノズルを用い、基材面との離間距離を０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとして、固形分が２０％〜５０％、好ましくは２０％〜３０％のディスペンス液を、塗布量が２５０ｇ／ｍ２〜１０５０ｇ／ｍ２となるように吐出させた場合に良好に転写してレベリングすることが理解できる。
【００５９】
なお、離間距離が０．３ｍｍ未満の場合には、充分な滴下体を形成できないので安定した塗布量が得られず、基材面への転写性やレベリング性が低下した。また、ノズル孔径が０．８ｍｍ以下の場合には詰まりが生じて適切に吐出できず、１．７ｍｍの場合には液ダレや塗布後のムラが生じた。なお、固形分が６０％の場合には、増粘して吐出が困難であり、固形分が１０％の場合には充分な滴下体を形成できないので安定した塗布量が得られず、基材面への転写性やレベリング性が低下した。
【００６０】
また、図８より、吐出圧力を０．０５４ＭＰａから０．０５７ＭＰａに変えることによって、この圧に比例して、１５５ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．３１ｇ・ｄｒｙに相当）〜１９０ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．３７ｇ・ｄｒｙに相当）の塗布量（乾燥時）が安定的に得られることが理解できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 基材シート
２０ 枠層
３０ 培養層
３５ ディスペンス液
３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ 滴下体
４０ カバーシート
１００ ディスペンス装置
１１０ ディスペンス液供給手段１１０
１１４、１１５ 中空チューブ
１１６ 吐出圧制御装置
１１７ バルブ
１１８ 吐出圧制御システム
１２０ ディスペンス部
１３０ Ｚ方向可動手段
１４０ Ｘ方向可動手段
１５０ Ｙ方向可動手段
１６０ 可動制御手段
Ｋ 吐出孔
Ｐ 分割領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、微生物検査を迅速に且つ正確に行うことができる微生物培養シートなどのディスペンス液塗布シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物の存在を確認したり、微生物数を測定したりする方法としては、寒天平板混釈法がある。この方法では、培地としてあらかじめ滅菌したシャーレに形成した寒天培地を使用するため、寒天培地を高圧蒸気滅菌するためのオートクレーブや、微生物検査を無菌的に行うことができる検査室が必要となる。また、微生物のサンプリングから試料液の調製、分注、培地との混釈、培養、計数に至る微生物検査の操作には熟練を要する。そこで、高度の熟練を必要とすることなく、簡便に微生物検査を行うことができる乾燥した培養層を備える微生物培養シートの開発が進められてきた。
【０００３】
これまで、報告されているシート状の微生物培養器としては、例えば、支持体の上部表面上に形成された水ベース接着剤組成物層と、該接着剤組成物層に付着されたゲル化剤を含む冷水溶解性粉末と、該冷水溶解性粉末を被覆するカバーシートとからなる培養器装置がある（特許文献１参照）。また、方形の粘着シート上に円形の水溶性高分子化合物層と多孔質マトリックス層とを積層し、上部に方形の透明フィルムを配設した微生物培養器がある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３８３３０４号公報
【特許文献２】国際公開第０１／０４４４３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような微生物培養シートにおける乾燥した培養層の形成方法としては、微生物を適切に発育させるために培養層にある程度の厚みが必要となる点を考慮して、スクリーン印刷などの各種の印刷方式やコーティング方式が用いられている。
【０００６】
しかしながら、塗布する培地液が非相溶の分散系であったり、粘度が高い培地液を塗布する場合などでは、印刷方式やコーティング方式が適さない場合があり、塗布領域の平滑性が低下する場合がある。微生物培養シートにおける培養層の厚さや平滑性は検査結果に大きな影響を与えるので、測定精度の低下に繋がる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、微生物の発育に必要十分で、且つ、均一な厚みの培養層を備え、正確な微生物検査を行うことが可能な微生物培養シートを、精度良く、且つ、連続的に製造することができる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】
【０００８】
本発明者らは、基材シート上の所定の領域に対して、微生物の発育に必要な成分を含む培地液を多孔ノズルを用いてディスペンス（分注）し、ディスペンスの際に、ノズルと基材とのクリアランスと、培地液の表面張力と、を利用した間接転写方式を用いることで、培地液が非相溶の分散系であったり高粘度であっても、培養層の厚さや平滑性を均一にでき、かつ、塗布領域への同時ディスペンスが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【０００９】
（１） 孔径が０．９ｍｍ〜１．６ｍｍのノズルで構成される多孔ノズルの吐出面と、基材面との離間距離を０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとして、
固形分が２０％〜５０％のディスペンス液を、前記多孔ノズルを構成するノズルからの塗布量が２５０ｇ／ｍ２〜１０５０ｇ／ｍ２となるように吐出させ、前記基材面に転写塗布するディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１０】
（２） 前記ディスペンス液の粘度が１００〜２０００ｃｐである請求項１記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１１】
（３） 前記多孔ノズルを構成するノズルからの塗布量が、乾燥後で５０ｇ／ｍ２〜４１０ｇ／ｍ２である請求項１又は２に記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１２】
（４） 前記乾燥後の厚さが１００μｍ〜５００μｍである請求項３記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【００１３】
（５） 前記ディスペンス液塗布シートが微生物培養シートであり、前記ディスペンス液が前記微生物培養シートの培養層を形成するための培地液である請求項１から４いずれか記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の製造方法によれば、例えば、微生物培養シートの製造の際に微生物の発育に必要十分で、且つ、均一な厚みの培養層を形成できるので、コロニーが滲み難く、また、コロニーの形成速度に差が生じ難くなり、コロニー数の計測等の微生物検査を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の製法に好適に使用できるディスペンス装置を、微生物培養シートの製造例に適用した一例を示す全体概略構成図である。
【図２】図１におけるディスペンス部の全体動作を示す概略図である。
【図３】図１における上下ディスペンス部可動手段の動作を示す概略図である。
【図４】図１における多孔ノズルの吐出孔を示す図である。
【図５】図１における上下ディスペンス部可動手段の動作の詳細を示す概略図である。
【図６】微生物培養シートの製造方法を順次示す平面図である。
【図７】微生物培養シートの部分透視平面図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。
【図８】実施例における塗布圧力（吐出圧）と塗布量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施形態について、本発明におけるディスペンス液塗布シートの一例である微生物培養シートの製造例を一例として挙げて詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００１７】
＜ディスペンス装置の構成＞
［ディスペンス装置の全体構成］
図１に示すように、このディスペンス装置１００は、基材シート１０上の所定の領域に、培養層３０を形成するための培地液となるディスペンス液３５を注入するための装置である。このディスペンス装置１００は、ディスペンス液３５を供給するディスペンス液供給手段１１０と、このディスペンス液供給手段１１０に接続され末端に多孔ノズル１２５を有するディスペンス部１２０と、このディスペンス部１２０を基材シート１０の水平面に対して上下方向（図１におけるＺ方向）に移動可能なＺ方向可動手段１３０と、ディスペンス部１２０を基材シート１０の水平面方向の一方向（図１におけるＸ方向）に移動可能なＸ方向可動手段１４０と、ディスペンス部１２０を基材シート１０の水平面方向の他方向（図１におけるＹ方向）に移動可能なＹ方向可動手段１５０と、を備える。
【００１８】
［ディスペンス液供給手段］
この実施形態におけるディスペンス液供給手段１１０は、ディスペンス液３５を収容可能な中空筒状の容器本体１１１と、バルブ１１７と吐出圧制御装置１１６とからなる吐出圧制御システム１１８とから主に構成されている。
【００１９】
容器本体１１１内には、容器内部のディスペンス液３５を攪拌するための攪拌羽根１１３が略中央部の底部に配置されており、攪拌羽根１１３を回転させるための回転軸がモーター１１２に接続されている。
【００２０】
容器本体１１１とバルブ１１７とは液送可能な中空チューブ１１４を介して接続されており、バルブ１１７とディスペンス部１２０とは同じく液送可能な中空チューブ１１５を介して接続されている。
【００２１】
吐出圧制御システム１１８を構成する一例であるバルブ１１７と吐出圧制御装置１１６は、いずれも公知のものが使用でき特に限定されない。また、吐出圧制御システム１１８は必ずしも圧力制御に限定されず、例えば流量計量式の流量制御であってもよく、容量計量式の容量制御であってもよい。
【００２２】
［ディスペンス部］
中空チューブ１１５の他端が接続されるディスペンス部１２０の先端には、多孔ノズル１２５が配置されている。この多孔ノズル１２５は、図４に示すように吐出面が全体として円形をなしており、吐出面には多数の吐出孔Ｋが形成されている。ノズルの吐出孔は、各々が等間隔で配置されていてもよいし、部分的に密に配置されていてもよい。本実施形態では、多孔ノズルの吐出孔Ｋの配置密度は、培養層３０の外周付近に該当する箇所で部分的に高くなっている。このような態様によれば、培養層３０の外周に枠層２０を形成した場合に、枠層２０と培養層３０との間に隙間なく培地液を拡げることができる。
【００２３】
［Ｘ方向／Ｙ方向／Ｚ方向可動手段］
ディスペンス部１２０は、図１のＸＹＺ直交空間において、Ｚステージ上に配置されるとともに、Ｚ方向可動手段１３０によって、Ｚ方向にスライド可動可能となっており、これが本発明における上下ディスペンス部可動手段に相当する。さらに、この実施形態においては、ディスペンス部１２０を含むＺ方向可動手段１３０自体が、Ｘ方向可動手段１４０、Ｙ方向可動手段１５０によってＸ方向、Ｙ方向にもスライド移動可能となっており、結果としてＸＹＺ空間上の任意の点にディスペンス部１２０が移動可能となっている。この移動制御を行うのが可動制御手段１６０である。この実施態様においては、Ｚ方向のみならず、ＸＹ方向への制御もこの可動制御手段１６０で行うことができる。Ｚ方向可動手段１３０、Ｘ方向可動手段１４０、Ｙ方向可動手段１５０、可動制御手段１６０はそれぞれ従来公知のステージ装置などを用いることができ特に限定されない。
【００２４】
［枠部形成手段］
後述する図２の工程Ｓ１に示すように、基材シート１０上には微生物培養シートの培養層３０の範囲を画定するために、ホットメルト樹脂からなる円周状の枠層２０があらかじめ形成される。このため、このディスペンス装置１００においてはディスペンス部１２０とは別に、ホットメルトガン２００が装着されている。このホットメルトガン２００はディスペンス部１２０と同様にＸ方向／Ｙ方向／Ｚ方向に可動となっており、ホットメルト樹脂（図２におけるＨＭ）が外部から供給可能であるとともに、先端に単独の吐出ノズル２１０を有し、図示しないガン制御部によって任意の箇所、形状にホットメルト樹脂を塗布可能であり、これによって円周状の枠層２０を形成できる。なお、本発明においては、枠層２０は培養層３０の範囲を画定するための枠部、すなわち段差部であればよく、枠層２０はホットメルト樹脂には限定されず、例えば紫外線硬化樹脂であってもよい。また、枠部を所定の厚さのシートによって形成して培養層３０の範囲を凹部としてもよい。
【００２５】
＜ディスペンス液塗布シートの製造方法＞
［前準備段階］
微生物培養シートの製造を一例として、このディスペンス装置１００を用いたディスペンス液塗布シートの製造方法について説明する。まず、例えば、アルコール系溶媒に、バインダー、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤等を溶解又は分散させて、ディスペンス液３５を調製して容器本体１１１内に投入し、攪拌羽根１１３を回転させて沈降を防ぐ。ここまでが前準備段階である。
【００２６】
バインダーとは、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤等の他の成分を、基材に固着させる役割を有するものであり、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール等が挙げられ、特に、ポリビニルピロリドンが好ましい。ポリビニルピロリドンによれば、アルコール系溶媒に可溶であるので、培地液の粘度を容易に調整することができる。また、ポリビニルピロリドンによれば、アルコール系溶媒を使用することができるので、ゲル化剤を溶解させずに、分散させた培地液を調製することができる。これにより、ゲル化剤による培地液の著しい粘度上昇の抑制が可能となる。更に、パターン形成後においては、高温加熱することなく溶媒を除去することができる。そして、ポリビニルピロリドンによれば、皮膜性が高いので、ゲル化剤、栄養成分、発色指示薬、選択剤等の他の成分を取り込んで成膜することができ、また、基材との密着性に優れる。
【００２７】
ゲル化剤としては、例えば、カラギーナン、グアーガム、キタンサンガム、ローカストビーンガム、アルギン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を混合して使用することができる。これらのゲル化剤によれば、被検液の滴下により培養層が増粘又はゲル化し、微生物の発育に適した環境となる。そして、培養層が増粘又はゲル化すると、カバーシートとの密着性が向上するので、培養時の水分の蒸発を抑制することもできる。
【００２８】
栄養成分は、微生物の種類に応じて、適宜選択することができる。例えば、一般生菌検査用としては、酵母エキス・ペプトン・ブドウ糖混合物、肉エキス・ペプトン混合物、ペプトン・大豆ペプトン・ブドウ糖混合物等や、これらにリン酸二カリウム及び／又は塩化ナトリウムを加えた混合物が挙げられる。大腸菌・大腸菌群検査用としては、デソキシコール酸ナトリウム・ペプトン・クエン酸鉄アンモニウム・塩化ナトリウム・リン酸二カリウム・乳糖混合物、ペプトン・乳糖・リン酸二カリウム混合物等が挙げられる。ブドウ球菌用としては、肉エキス・ペプトン・塩化ナトリウム・マンニット・卵黄混合物、ペプトン・肉エキス・酵母エキス・ピルビン酸ナトリウム・グリシン・塩化リチウム・亜テルル酸卵黄液混合物等が挙げられる。ビブリオ用としては、酵母エキス・ペプトン・蔗糖・チオ硫酸ナトリウム・クエン酸ナトリウム・コール酸ナトリウム・クエン酸第２鉄・塩化ナトリウム・牛胆汁混合物等が挙げられる。腸球菌用としては、牛脳エキス・ハートエキス・ペプトン・ブドウ糖・リン酸二カリウム・窒化ナトリウム混合物等が挙げられる。真菌用としては、ペプトン・ブドウ糖混合物、酵母エキス・ブドウ糖混合物、ポテトエキス・ブドウ糖混合物等が挙げられる。これらの中から、発育させようとする微生物の種類に応じて、１種類又はそれ以上を選択し、混合して使用することができる。
【００２９】
発色指示薬は、培養過程で発育する微生物の代謝により産出される特異物質との反応、ｐＨ変化の認識、酵素との反応等によって発色してコロニーを着色するため、コロニー数の計数を極めて容易にする効果がある。発色指示薬としては、例えば、トリフェニルテトラゾリウムクロライド（以下、ＴＴＣとする）、ｐ−トリルテトラゾリウムレッド、テトラゾリウムバイオレット、ペテトリルテトラゾリウムブルー等のテトラゾリム塩や、ニュートラルレッド混合物、フェノールレッド、ブロムチモールブルー、チモールブルー混合物等のｐＨ指示薬が挙げられる。
【００３０】
その他、検出目的以外の微生物の発育を抑える選択剤を含有させてもよい。このような選択剤としては、メチシリン、セフタメタゾール、セフィキシム、セフタジジム、セフスロジン、バシトラシン、ポリミキシンＢ、リファンピシン、ノボビオシン、コリスチン、リンコマイシン、クロラムフェニコール、テトラサイクリン、ストレプトマイシン等の抗生物質、サルファ剤、ナリジクス酸、オラキンドックス等の合成抗菌剤、クリスタルバイオレット、ブリリアントグリーン、マラカイトグリーン、メチレンブルー等の静菌又は殺菌作用を有する色素、Ｔｅｒｇｉｔｏｌ７、ドデシル硫酸塩、ラウリル硫酸塩等の界面活性剤、亜セレン酸塩、亜テルル酸塩、亜硫酸塩、窒化ナトリウム、塩化リチウム、シュウ酸塩、高濃度の塩化ナトリウム等の無機塩等が挙げられる。
【００３１】
溶媒としては、選択した構成成分を溶解又は分散し得るものであれば、特に限定されるものではないが、アルコール系溶媒を使用することが好ましい。アルコール系溶媒は、水やトルエン等の高沸点溶媒のように、パターン形成後の溶媒除去の際に高温加熱する必要がないので、培養層に含まれる成分が熱分解するおそれが生じず、また、溶媒除去に長時間を要しないので、生産効率に優れる点において好ましい。アルコール系溶媒としては、炭素数１〜５のアルコールが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。これらの中でも、沸点が低く、乾燥による溶媒除去が容易であって、且つ、微生物の発育を阻害しないメタノールが最も好ましい。なお、上記溶媒は、単独又は２種以上を混合して使用することができる。
【００３２】
本発明においては、ディスペンス液３５の固形分が２０％〜５０％である。これにより、吐出後に滴下体を形成して基材面への転写が可能となり、また、その後にレベリングして平滑な塗布面を形成することができる。固形分が２０％未満であると、表面張力が不充分で滴下体を形成しにくく、ノズルあたりの塗布量がばらつくので好ましくなく、５０％を超えると粘度も高くなってノズルからの吐出性、転写性、レベリング性のいずれも低下するので好ましくない。
【００３３】
ディスペンス液３５の粘度としては、１００〜２０００ｃｐ（ｍＰａ・ｓ）の範囲が好ましく、より好ましくは１００〜１２００ｃｐ、特に好ましくは１５０〜３００ｃｐである。１００ｃｐ未満であると、表面張力が不充分で滴下体を形成しにくく、ノズルあたりの塗布量がばらつくので好ましくなく、１２００ｃｐを超えると粘度も高くなってノズルからの吐出性、転写性、レベリング性のいずれも低下するので好ましくない。なお、粘度装置及び測定条件の一例を挙げれば、Ｅ型粘度計である英弘精機株式会社製のＶｉｓｃｏｔｅｓｔｅｒ５５０を用い、２０℃／５００ｒｐｍ時の測定値である。
【００３４】
このような高粘度のディスペンス液３５であっても本発明の製造方法を用いることで、厚さムラのない平滑な培養層３０を形成できる点に本発明の特徴の一つがある。
【００３５】
［枠層形成］
次に、図２の工程Ｓ１に示すように、本発明における基材に相当する基材シート１０をＸＹ面上に配置する。ここでいう基材シート１０の塗布面が本発明における基材面に相当する。このとき図６を併せて参照すると、微生物培養シートは図６（Ａ）の状態である。なお、図２における各工程の上段はＸ方向から見た正面図であり、下段は基材シート１０をＺ方向から見た平面図である。そして、ホットメルトガン２００のＸ方向稼動手段／Ｙ方向稼動手段／Ｚ方向稼動手段（図示せず）の、いずれか又は複数を可動させることで、所望の位置にホットメルトガン２００を配置し、例えばガン制御部からの制御によりホットメルトを吐出しながらノズル２１０を回転移動させることで円周状の枠層２０を形成する。微生物培養シートは図６（Ｂ）の状態である。
【００３６】
なお、図２の工程Ｓ１の下段に示すように、一の枠層２０の形成後に、ホットメルトガン２００のＸ方向稼動手段及び／又はＹ方向稼動手段を可動させ、基材シート１０上におけるＸＹ座標位置を変更することで、複数の枠層２０をあらかじめ形成してもよい。
【００３７】
［ディスペンス工程］
次に、ディスペンス装置１００のＸ方向可動手段１４０、Ｙ方向可動手段１５０のいずれか又は双方を可動させることで、所望の枠層２０のＸＹ座標位置と、多孔ノズル１２５のＸＹ座標位置が重なるように調整する。このときＺ方向のディスペンス部１２０の位置は充分に基材シート１０から離間している（図３（ａ）の状態）。
【００３８】
このとき、基材シート１０上の枠層２０と、多孔ノズル１２５の吐出面とは互いに対向するように配置されており、図６（Ｃ）に示すように基材シート１０上の枠層２０に囲まれた凹部領域を複数の分割領域Ｐに仮想分画し、それぞれの分割領域Ｐに対応して割り当てられている吐出孔Ｋを有する多孔ノズル１２５、言い換えれば分割領域の数と同数の吐出孔Ｋを有する多孔ノズル１２５が配置される。
【００３９】
本発明においては多孔ノズルの各吐出孔Ｋの孔径は、０．１〜３．０ｍｍ／個であることが好ましく、０．３〜２．０ｍｍ／個であることがより好ましく、０．５〜２．０ｍｍ／個であることが特に好ましく、０．９ｍｍ〜１．６ｍｍ／個であることが最も好ましい。上記範囲であれば、培地液の液ダレや詰まりが生じ難い。特に、分散系の培地液の場合には、孔が３．０ｍｍを超えると液ダレや塗布後のムラが生じやすく、基材面への転写性やレベリング性が低下する。０．１ｍｍ未満では分散する栄養成分等の粒径によっては詰まりが生じやすくなり、また、滴下体が大きくなるので離間距離が長くなり、やはり転写性が低下する。
【００４０】
なお、個々の孔径は、上記範囲内であれば全て同じ大きさでなくてもよい。また、多孔ノズルの吐出孔Ｋの配置密度は、５〜２０個／ｃｍ２であることが好ましく、５〜１６個／ｃｍ２であることがより好ましく、８〜１６個／ｃｍ２であることが最も好ましい。配置密度が５個／ｃｍ２未満であると、培地液が十分に拡がらず、均一な厚みの培養層や厚みのある培養層の形成が困難となる場合がある。配置密度が２０個／ｃｍ２を超えると、孔同士の隙間が狭くなるため、分注の際に培地液同士が接触し、良好に分注することができない場合がある。なお、多孔ノズルとしては、例えば、武蔵エンジニアリング社製のマルチノズルＭＮシリーズ等の一般に市販されているものも使用することができる。
【００４１】
この状態で、図３（ｂ）に示すようにＺ方向可動手段１３０を制御してディスペンス部１２０を下方に移動して、図５（ａ）に示すようにノズル先端部と基材シート１０面との距離がｈとなる点で停止させる。この離間距離ｈは、ディスペンス液３５の粘度やノズル径などによってあらかじめ設定される。本発明においてはこの離間距離ｈは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、好ましくは０．８ｍｍ〜１．０ｍｍである。０．３ｍｍ未満では充分な滴下体を形成できないので安定した塗布量が得られず、基材面への転写性やレベリング性が低下する。また、ノズル自体がディスペンス液で汚れるので長時間の稼動が困難になる。１．０ｍｍを超えると滴下体が基材面に届かずに転写が困難となる。
【００４２】
次いで、吐出制御手段１１５を動作させ、多孔ノズル１２５から図５（ｂ）に示すように吐出を開始する。ここで、後述の実施例に示すように、吐出圧力はノズルからの吐出量（塗布量）に依存しており、例えば０．０５３ＭＰａから０．０５８ＭＰａ、好ましくは０．０５４ＭＰａから０．０５７ＭＰａが例示でき、この圧に比例して１４０ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．２９ｇ・ｄｒｙに相当）から２０５ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．４０ｇ・ｄｒｙに相当）、好ましくは１５５ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．３１ｇ・ｄｒｙに相当）から１９０ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．３７ｇ・ｄｒｙに相当）の塗布量（乾燥時）となる。
【００４３】
この図５（ｂ）の段階では、吐出孔Ｋからの吐出量は最終吐出量より少ない量であり、その表面張力によってノズル先端から自重で垂れ下がった涙形の滴下体３５ｂの状態となる。その後、吐出を続けることで、図５（ｃ）の状態まで滴下体３５ｃが成長する。この辺りで吐出孔Ｋからの吐出量が最終吐出量に近くなる。更に吐出を続けると、図５（ｄ）のように基材シート１０上に滴下体３５ｄが接触して、滴下体は基材シート１０との濡れ性の関係で基材シート１０側へ移行し転写されていく。
【００４４】
吐出孔Ｋからの吐出量、すなわち基材シート１０上への一のノズルからの塗布量は、乾燥前で０．５ｇ〜２．０ｇ（２５０〜１０５０ｇ／ｍ２に相当）である。０．５ｇ未満では充分な滴下体を形成できないので安定した塗布量が得られず、基材面への転写性やレベリング性が低下する。特に滴下体が基材面に届かずに転写が困難となる。２．０ｇを超えると、逆に充分な滴下体を形成する前に転写してしまうので安定した転写が困難となる。なお、ディスペンス液３５の固形分２０％〜５０％に応じて乾燥後の塗布量を計算でき、好ましくは０．１〜０．８ｇ（５０〜４１０ｇ／ｍ２に相当）の範囲である。
【００４５】
［レベリング工程］
その後、多孔ノズル１２５を上方に離間させてｈより大きくすることで、図５（ｅ）や図６（Ｄ）のような半球状の滴下体３５ｅを瞬間的に経て、拡散し、図５（ｆ）や図６（Ｅ）のようにレベリングして平滑化する。
【００４６】
吐出制御手段１１５の動作開始タンミングとしては、図５（ａ）の離間距離ｈの状態が好ましいが、その若干前の下降段階であってもよい。吐出制御手段１１５の動作終了タンミングとしては、図５（ｄ）の状態が好ましい。なお、離間距離ｈでの保持時間も吐出圧など条件やディスペンス液３５の粘度などに応じて適宜設定可能であるが、その一例を挙げれば０．２〜３．０秒である。
【００４７】
このように吐出制御手段１１５を制御することで、ディスペンス液３５の適度の粘度に主に由来する滴下体の表面張力によって滴下体の体積を所定範囲内に維持できる。これに加えて、合成紙を含む紙基材などの親水性の基材シート１０への、同じく水やアルコール溶媒系などの親水性のディスペンス液３５の濡れ性を利用することで、基材シート１０への優れた転写性とその後のレベリング性を発揮できる優れた方式が本発明の製造方法である。
【００４８】
［連続形成］
なお、図２の工程Ｓ２の下段に示すように、一の枠層２０へのディスペンス完了後に、Ｘ方向可動手段１４０及び／又はＹ方向可動手段１５０を可動させ、基材シート１０上におけるＸＹ座標位置を変更することで、複数の枠層２０へのディスペンスを連続的に行なうことももちろん可能である。そして工程Ｓ１と工程Ｓ２を組み合わせることで（工程Ｓ３）、基材シート１０上の複数の箇所に培養層３０を形成できる。
【００４９】
［後工程］
その後、図示しない熱風等の乾燥装置によって所定の乾燥工程を経てディスペンス液３５を培養層３０とする。乾燥後の塗布厚さは１００μｍ〜５００μｍであることが好ましい。１００μｍ未満であると塗布の絶対量が少なく本発明の効果が得られず、５００μｍを超えると使用しない培養層の割合が増えて不経済である。
【００５０】
その後、二軸延伸ポリプロピレンフィルム等のカバーフィルム４０を、上記培養層３０を形成した基材シート１０上に積層し、一辺の端部を接着し、必要に応じて図示しない裁断装置で個別に裁断することで微生物培養シートを製造することができる。
【００５１】
このようにして製造された微生物培養シートは、図７に示すように、方形の基材シート１０上に培養層３０を備えている。培養層３０の外周には疎水性樹脂からなる円形の枠層２０が形成されており、培養層３０は、枠層２０に囲まれた凹部領域に形成されている。また、枠層２０と培養層３０との間には隙間がなく、両層は接触している。そして、枠層２０と培養層３０とを被覆するように、方形の透明カバーシート４０が設けられている。
【００５２】
この微生物培養シートによれば、培養層３０の外周に円形の枠層２０が形成されているので、被検液を遺漏させることなく、所定の範囲に確実に拡げることができる。また、枠層２０は疎水性樹脂で形成されているので、培養層３０上に被検液を接種した場合でも、枠層２０が被検液によって崩れることがない。更に、枠層２０と培養層３０とは接触しているので、隙間に被検液が貯留することがなく、培養層３０上に被検液を均一に拡げることができる。そして、本発明のディスペンス装置を用いることで、微生物の発育に必要十分で、且つ、均一な厚みの培養層を形成できるので、コロニーが滲み難く、また、コロニーの形成速度に差が生じ難くなり、コロニー数の計測等の微生物検査を正確に行うことが可能となる。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に何ら制限を受けるものではない。
【００５４】
＜ディスペンス液の製造＞
メタノールにポリビニルピロリドン（商品名「ポリビニルピロリドン Ｋ−９０」，日本触媒社製）２０ｇを溶解し、これにグアーガム粉末（商品名「ＮＥＯＶＩＳＣＯ Ｇ」，４００メッシュタイプ，三晶社製）６０ｇを分散した。これに、栄養成分として、トリプトン（商品名「ＢＡＣＴ ＴＲＹＰＴＯＮＥ」，Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）３．２６ｇ、肉エキス（商品名「Ｌａｂ−Ｌｅｍｃｏ」，Ｏｘｏｉｄ社製）０．８２ｇ、酵母エキス（商品名「ＹＥＡＳＴ ＥＸＴＲＡＣＴ」，Ｂｅｃｔｏｎ，Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ社製）０．０３ｇ、ブドウ糖（商品名「Ｄ−（＋）−ＧＬＵＣＯＳＥ」，和光純薬工業社製）０．１６ｇ、塩化ナトリウム（和光純薬工業社製）０．４１ｇ、及びリン酸水素二ナトリウム（和光純薬工業社製）０．３７ｇを添加し、メタノール量を調整して固形分比率３５％のディスペンス液を調製した。ディスペンス液の粘度は１５０〜３００ｃｐであった。
【００５５】
次に図１から図５に示すようなディスペンス装置を用い、図４に示すような多孔ノズルを用いてディスペンス液を下記の条件で吐出し、転写とレベリングの状況を目視で非常に良好（○）、良好（△）、不良（×）の３段階で評価した。その結果を表１に示す。また、固形分４０％のディスペンス液を用いた場合以外は上記と同様にして評価した結果を表２に示す。更に、塗布圧力（吐出圧）を変えて塗布量を変化させ、両者の関係を測定した結果を図８に示す。
ノズル孔径：表１，２の通り（単位ｍｍ）
ノズル孔配置密度：１０から１１個／ｃｍ２
塗布量（ｗｅｔ）：５１０ｇ／ｍ２
塗布量（ｄｒｙ）：１８０ｇ／ｍ２
平均塗膜厚さ：２５０〜３００μｍ
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
表１、表２より、本発明の孔径が０．９ｍｍ〜１．６ｍｍのノズルで構成される多孔ノズルを用い、基材面との離間距離を０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとして、固形分が２０％〜５０％、好ましくは２０％〜３０％のディスペンス液を、塗布量が２５０ｇ／ｍ２〜１０５０ｇ／ｍ２となるように吐出させた場合に良好に転写してレベリングすることが理解できる。
【００５９】
なお、離間距離が０．３ｍｍ未満の場合には、充分な滴下体を形成できないので安定した塗布量が得られず、基材面への転写性やレベリング性が低下した。また、ノズル孔径が０．８ｍｍ以下の場合には詰まりが生じて適切に吐出できず、１．７ｍｍの場合には液ダレや塗布後のムラが生じた。なお、固形分が６０％の場合には、増粘して吐出が困難であり、固形分が１０％の場合には充分な滴下体を形成できないので安定した塗布量が得られず、基材面への転写性やレベリング性が低下した。
【００６０】
また、図８より、吐出圧力を０．０５４ＭＰａから０．０５７ＭＰａに変えることによって、この圧に比例して、１５５ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．３１ｇ・ｄｒｙに相当）〜１９０ｇ／ｍ２（図８の塗布量０．３７ｇ・ｄｒｙに相当）の塗布量（乾燥時）が安定的に得られることが理解できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０ 基材シート
２０ 枠層
３０ 培養層
３５ ディスペンス液
３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ 滴下体
４０ カバーシート
１００ ディスペンス装置
１１０ ディスペンス液供給手段１１０
１１４、１１５ 中空チューブ
１１６ 吐出圧制御装置
１１７ バルブ
１１８ 吐出圧制御システム
１２０ ディスペンス部
１３０ Ｚ方向可動手段
１４０ Ｘ方向可動手段
１５０ Ｙ方向可動手段
１６０ 可動制御手段
Ｋ 吐出孔
Ｐ 分割領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔径が０．９ｍｍ〜１．６ｍｍのノズルで構成される多孔ノズルの吐出面と、基材面との離間距離を０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとして、
固形分が２０％〜５０％のディスペンス液を、前記多孔ノズルを構成するノズルからの塗布量が２５０ｇ／ｍ２〜１０５０ｇ／ｍ２となるように吐出させ、前記基材面に転写塗布するディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項２】
前記ディスペンス液の粘度が１００〜２０００ｃｐである請求項１記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項３】
前記多孔ノズルを構成するノズルからの塗布量が、乾燥後で５０ｇ／ｍ２〜４１０ｇ／ｍ２である請求項１又は２に記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項４】
前記乾燥後の厚さが１００μｍ〜５００μｍである請求項３記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項５】
前記ディスペンス液塗布シートが微生物培養シートであり、前記ディスペンス液が前記微生物培養シートの培養層を形成するための培地液である請求項１から４いずれか記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項１】
孔径が０．９ｍｍ〜１．６ｍｍのノズルで構成される多孔ノズルの吐出面と、基材面との離間距離を０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとして、
固形分が２０％〜５０％のディスペンス液を、前記多孔ノズルを構成するノズルからの塗布量が２５０ｇ／ｍ２〜１０５０ｇ／ｍ２となるように吐出させ、前記基材面に転写塗布するディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項２】
前記ディスペンス液の粘度が１００〜２０００ｃｐである請求項１記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項３】
前記多孔ノズルを構成するノズルからの塗布量が、乾燥後で５０ｇ／ｍ２〜４１０ｇ／ｍ２である請求項１又は２に記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項４】
前記乾燥後の厚さが１００μｍ〜５００μｍである請求項３記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【請求項５】
前記ディスペンス液塗布シートが微生物培養シートであり、前記ディスペンス液が前記微生物培養シートの培養層を形成するための培地液である請求項１から４いずれか記載のディスペンス液塗布シートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５５８９９（Ｐ２０１３−５５８９９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５３８８（Ｐ２０１１−１９５３８８）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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