有機溶剤耐性を有するマイクロ流体デバイス
【課題】有機溶剤に対して優れた耐性を示し、且つ、破損しにくく取り扱い性に優れる上、厚みが薄く省スペースであり、加工が容易で複雑な構造や積層構造を形成しやすく、生産性が高く安価である樹脂を素材とするマイクロ流体デバイスを提供する。
【解決手段】流路の底部となる底部材Ａと、該流路の壁部を形成する部材であって、該部材の表裏を貫通する長孔状の欠損部を有する壁部材Ｂと、蓋部材Ｃとを備えたマイクロ流体デバイスであって、前記壁部材Ｂが樹脂Ｙにより形成され、前記蓋部材Ｃが樹脂Ｘにより形成されており、前記樹脂Ｘが、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド及び１，４−ジオキサンから成る群から選択される１種以上の有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が３％以下であり、前記樹脂Ｙが、前記樹脂Ｘを浸漬した条件と同一の条件で浸漬したときの重量増加率が前記樹脂Ｘの重量増加率よりも大きいマイクロ流体デバイス。
【解決手段】流路の底部となる底部材Ａと、該流路の壁部を形成する部材であって、該部材の表裏を貫通する長孔状の欠損部を有する壁部材Ｂと、蓋部材Ｃとを備えたマイクロ流体デバイスであって、前記壁部材Ｂが樹脂Ｙにより形成され、前記蓋部材Ｃが樹脂Ｘにより形成されており、前記樹脂Ｘが、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド及び１，４−ジオキサンから成る群から選択される１種以上の有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が３％以下であり、前記樹脂Ｙが、前記樹脂Ｘを浸漬した条件と同一の条件で浸漬したときの重量増加率が前記樹脂Ｘの重量増加率よりも大きいマイクロ流体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路に有機溶剤を流しても、部材の変形や流路の閉塞が無く使用可能な有機溶剤耐性を有する樹脂製のマイクロ流体デバイス及びその製造方法に関し、特に、該樹脂がエネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であるマイクロ流体デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流体デバイスは、近年、分析装置やマイクロリアクタとして有機化合物や無機化合物の分析や合成反応、分散、微粒子形成などに応用され、微小スケール化により実現する省エネ、省資源、廃棄物の減少が図れるだけでなく、反応速度の著しい向上や生成微粒子サイズの精密制御が可能であるなどのメリットが知られている。
【０００３】
溶剤として有機溶剤を使うことの多いマイクロリアクタや化学分析を使用目的としたマイクロ流体デバイスのほとんどは、シリコン、ガラス、石英、金属を素材とするものである。これらは有機溶剤耐性には優れるものの、生産性が低く高価になりがちであった。また、例えば流路中の所定位置に到達した液体を連続的に急冷することにより反応の進行を停止させるために、流路の所定範囲の温度を低くしようとする場合には、素材の熱伝導率が高すぎて、それが困難であるという欠点もあった。
【０００４】
近年、安価で、且つ、簡便に作製可能なマイクロ流体デバイスとして、樹脂（有機重合体、及び、シリコン樹脂やポリシラザンなどの柔軟な無機重合体）を素材とするデバイスが開発されつつある。樹脂製マイクロ流体デバイスは、加工性と生産性に優れる他、その熱伝導率の低さを利用して流路に急峻な温度勾配を設け易いこと、柔軟性を利用してダイヤフラム型のポンプやバルブなどの機構を形成しやすいこと、親水化や官能基の固定などの表面改質が容易なこと、多孔質膜やゲルなどの樹脂製構造体と一体成形して高機能化しやすいこと等の、他素材にない特徴がある。
【０００５】
しかしながら、一般的に樹脂は有機溶剤に対する耐性が低く、流路に接する部材の膨潤や溶解により、流路の閉塞、反応溶液の漏洩、反応溶液に流路形成素材が溶け込む等の問題があった。そのため、樹脂製マイクロ流体デバイスで使用可能な有機溶媒は限られていた。
【０００６】
有機溶剤耐性に優れた樹脂製マイクロ流体デバイスとしては、例えばポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミドなどの有機溶剤耐性を有する樹脂を素材とするものが考えられる。しかし、これらは接着が困難であるため、製造可能な構造が限られる上、生産性が低く高価になりがちであった。またこれらの樹脂は、化学物質、生化学物質、生体組織、微生物などを吸着する傾向が強く、これらと接触する用途には使いにくいものであった。マイクロ流体デバイスの流路表面を親水化して上記物質の吸着を抑制する必要がある場合、或いは、流路表面に触媒やプローブを固定する目的で反応性官能基を導入する必要がある場合、これらの有機溶剤耐性を有する樹脂は、表面化学修飾によって十分な表面特性を得ることは一般に困難であった。
【０００７】
また、全フッ素置換ポリエーテル鎖を有する架橋性（メタ）アクリレート重合性化合物の光重合により形成された、有機溶剤耐性を有する樹脂製マイクロ流体デバイスが開示されている（特許文献１）。しかしながら、この重合性化合物は合成が容易ではなく、また、作製したマイクロ流体デバイスが耐性を示す有機溶剤の種類は限られていた。特に、有機合成に於ける重要な溶剤であるベンゼンやトルエンなどの芳香族炭化水素に耐性がないという欠点があった。さらに、得られた重合物は表面が強い疎水性であるため、流路壁への溶質化合物の吸着も多くなりがちであった。
【０００８】
一方、高い生産性で微小な構造を容易に形成できるため好ましい素材である活性エネルギー線硬化性樹脂については、一般に有機溶剤耐性が高い樹脂硬化物は堅くて割れやすく、生産性に劣る上、得られたマイクロ流体デバイスは取扱性に劣る物になりがちであった。さらに、一般に有機溶剤耐性が高い樹脂硬化物を与える活性エネルギー線硬化性樹脂は、粘度が高く作業性に劣り、薄い層を形成しにくく、従って、微小な壁高さのマイクロ流体デバイスを形成しにくいなどの欠点を有しがちであり、また、結晶化しやすく保存安定性に欠けがちであるため、製品の安定性に欠けがちであった。さらに、該樹脂に共重合によって親水性官能基や反応性官能基を導入すると、有機溶剤耐性が低下しがちであった。
【０００９】
有機溶剤耐性に優れた他の樹脂製マイクロ流体デバイスとしては、２枚のガラス板にチオレン系接着剤を挟み込み、光硬化させることにより作製された、樹脂製の流路壁材を有するマイクロ流体デバイスが知られている（非特許文献１）。しかしながら、該文献には、部材であるチオレン系接着剤とガラスが双方共に耐性を有するトルエン、テトラヒドロフラン、エタノール、メタノール、ｎ−ヘキサン、２−ブタノンに対して、得られたマイクロ流体デバイスも耐性を示すことが開示されているのみである。つまり、特定の有機溶剤に対して耐性を有する部材のみで形成されたマイクロ流体デバイスは、同じ有機溶剤に対して耐性を示すことが記載されているのみであり、ガラス板で上記接着剤を挟んだ構造がマイクロ流体デバイスの有機溶剤耐性に与える効果については何ら記載しされていない。又、該マイクロ流体デバイスは、有機合成に有用な溶剤であるN,N-ジメチルホルムアミドのようなアミド系溶剤や、ジクロロメタンのような塩素系溶剤に対する耐性についても記載されていない。
【００１０】
さらに、該文献のマイクロ流体デバイスは、厚さ１ｍｍもの厚く堅いガラス板にチオレン系接着剤硬化物を挟み込んでいる。このため、衝撃や曲げにより容易に破損すること、スペースファクターが悪いこと、堅く厚いガラス板に流入口や流出口を形成することが困難で構造上の制約が強いこと、該マイクロ流体デバイスを積層して３次元流路構造を形成することが困難なこと、急峻な温度勾配を形成しにくいこと、生産性も低いことなどの不都合があり、上記樹脂製マイクロ流体デバイスの利点を有しないものであった。
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ−０５−３０８２２公報
【非特許文献１】「ジャーナル・オブ・マイクロメカニクス・アンド・マイクロエンジニアリング（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）」，２００４年，第１４巻，１５３頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、樹脂を素材とするマイクロ流体デバイスであって、有機溶剤に対して優れた耐性を示し、且つ、破損しにくく取り扱い性に優れる上、厚みが薄く省スペースであり、加工が容易で複雑な構造や積層構造を形成しやすく、さらに生産性が高いため安価という特性を併せ持つマイクロ流体デバイス及びその製造方法を提供することにあり、また、透明性に優れ、（生）化学物質の吸着が少ない流路や表面に官能基を有する流路の形成が容易であり、製品の安定性に優れるという特性を併せ持つマイクロ流体デバイス及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、マイクロ流体デバイスを複数の樹脂層の積層体として構成し、それぞれの層を異なる有機溶剤耐性と異なる破断伸び率を有する樹脂で構成することにより、上記の課題を解決できることを見いだし、鋭意検討の結果本発明に到達した。
【００１４】
即ち、本発明は、流路の底部となる底部材Ａと、
該流路の壁部を形成する部材であって、該部材の表裏を貫通する長孔状の欠損部を有する壁部材Ｂと、
該流路の蓋部となる蓋部材Ｃとを備えたマイクロ流体デバイスであって、
前記壁部材Ｂが樹脂Ｙにより形成され、前記蓋部材Ｃが樹脂Ｘにより形成されており、
前記樹脂Ｘが、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド及び１，４−ジオキサンから成る群から選択される１種以上の有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が３％以下であり、前記樹脂Ｙが、前記樹脂Ｘを浸漬した有機溶剤と同一の前記有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの、前記樹脂Ｙの重量増加率が前記樹脂Ｘの重量増加率よりも大きい
ことを特徴とするマイクロ流体デバイスを提供するものである。
【００１５】
また、本発明は、上記のマイクロ流体デバイスの製造方法であって、前記壁部材を、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを所定位置に配して活性エネルギー線をパターン照射して該照射部を硬化させて樹脂Ｙとなすことによって形成し、前記蓋部材を、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｘとなすことによって形成することを特徴とするマイクロ流体デバイスの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、有機溶剤に対して優れた耐性を示し、且つ、破損しにくく取り扱い性に優れる上、厚みが薄く省スペースであり、加工が容易で複雑な構造を形成しやすく、さらに生産性が高いため安価という特性を併せ持つ樹脂製のマイクロ流体デバイス及びその製造方法を提供することができる。また、透明性に優れ、（生）化学物質の吸着が少ない流路や表面に官能基を有する流路の形成が容易であり、製品の安定性に優れるという特性を併せ持つマイクロ流体デバイス及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための要部について説明する。
［マイクロ流体デバイスの形状と構造］
マイクロ流体デバイスはその内部に微細な毛細管状の流路を有し、該流路内にて、反応、化学工学的処理、検出などを行うものである。本発明のマイクロ流体デバイスの外形は特に限定する必要はなく、用途目的に応じた形状を採りうる。例えば、シート状（フィルム状、リボン状などを含む。以下同じ）、板状、塗膜状、棒状、チューブ状、その他複雑な形状の成型物などであり得るが、製造の容易さや使用の容易さから、シート状または板状であることが好ましい。
マイクロ流体デバイスの内部に設けられた流路の断面形状は任意であり、例えば、矩形、台形、円、半円形、スリット状など（矩形その他の角のある形状は、角が丸められた形状を含む。以下同じ）であり得る。
該流路の寸法も任意であるが、深さ（マイクロ流体デバイスの、流路に最も近い表面に直角な方向の、流路の内寸を深さとする）は、例えば、１〜３００μｍ、好ましくは２〜１５０μｍ、更に好ましくは５〜１００μｍである。この範囲の時、マイクロ流体デバイスとしてのメリットと本発明の効果を十分に発揮できる。流路の幅は任意であり、例えば１μｍ〜マイクロ流体デバイスの幅であっても良い。
本発明のマイクロ流体デバイスは、流路の底部となる底部材Ａと、該流路の側壁部を形成する部材である壁部材Ｂと、該流路の蓋部となり流路の天井を形成する蓋部材Ｃとを備える。
【００１８】
［底部材Ａ］
底部材（Ａ）の素材は、有機溶剤耐性を有するものであれば任意であり、例えば、ガラス、石英の如き結晶、セラミック、ステンレススチールなどの金属、シリコンの如き半導体、有機溶剤耐性を有する樹脂（重合体）などであって良い。ここで言う「有機溶剤耐性」とは、後述の蓋部材Ｃの説明において述べる試験による有機溶剤耐性を言う。有機溶剤耐性を有する樹脂を用いる場合には、蓋部材Ｃに使用される樹脂Ｘを好ましく使用できる。
【００１９】
底部材Ａの形態は任意であるが、壁部材Ｂと液密に、即ち、液体が漏洩しない状態に、積層して互いに固着することの出来る面を有する。該固着面は、液密に固着可能であれば任意であり、平面、円筒の一部、円錐の一部、球の一部、その他凹凸を有するなど任意の形状の面であり得るが、平面であることが、製作や使用が容易であり好ましい。
【００２０】
底部材Ａの厚さ（前記固着面に垂直な方向の寸法を厚さとする）は任意であり、上限は例えば１０ｃｍであり得るが、マイクロ流体デバイスをコンパクトに形成するために、１０ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がさらに好ましい。厚みの下限は、３μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がさらに好ましく、３０μｍ以上が最も好ましい。この下限以上とすることにより、十分な耐圧と、取り扱い上の強度を得ることが出来る。
【００２１】
底部材Ａは、任意の素材で形成された支持体の上に塗布された塗膜状の部材であってもよい。該支持体を構成する素材は有機溶剤耐性を有する必要はなく任意であり、例えば、樹脂、ガラス、結晶、セラミック、金属、半導体などが使用できる。該支持体は、易成形性、高生産性、割れにくさ、低価格などの点から樹脂を好ましく使用でき、例えばスチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエステル系樹脂等を使用できる。しかし、該支持体は有機溶剤耐性を有するものであることが、支持体側に流入口や流出口を設けることが出来るため、好ましい。
【００２２】
底部材Ａを構成する樹脂Ｘが後述の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物である場合には。前述の支持体を使用することが好ましい。又、本発明の製造方法に於いては、底部材Ａの形成後或いは底部材Ａと他の部材との複合体の形成後に除去する一時的な支持体を使用することも好ましい。支持体の上に塗膜状の樹脂Ｘで形成する場合には、厚さは、１〜１５０μｍが好ましく、２〜１００μｍがさらに好ましく、３〜７０μｍが最も好ましい。この範囲とすることにより、十分な有機溶剤耐性が得られ、反りやひび割れのないマイクロ流体デバイスを作製することが容易になる。
【００２３】
［壁部材Ｂ］
壁部材Ｂは、該部材の表裏を貫通する長孔状の欠損部を有する層状（独立した状態ではシート状又は薄板状）の部材であり、壁部材Ｂの両側に前記底部材Ａと前記蓋部材Ｃを積層することにより、該欠損部は毛細管状の流路とされる。従って、壁部材Ｂの厚みは流路の深さに相当する。壁部材Ｂは平面である必要はなく、積層される前記底部材Ａや蓋部材Ｃの面と液密に積層出来る形状の面を有していればよいし、該壁部材Ｂの厚みも一定である必要はない。
【００２４】
壁部材Ｂは、本発明で使用する後述の樹脂Ｙで形成されている。壁部材Ｂを、前記樹脂Ｘよりも有機溶剤耐性で劣る樹脂Ｙで形成しても、壁部材Ｂの両側に、有機溶剤耐性の素材で形成された底部材Ａと蓋部材Ｃが固着された構造にすることにより、マイクロ流体デバイス全体としての有機溶剤耐性を犠牲にすること無く、破損しやすさを改良することが出来る。
【００２５】
壁部材Ｂの厚さは３００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましく、１００μｍ以下が最も好ましい。この好ましい上限以下とすることにより、本発明の効果が発揮される。厚みの下限は形成する流路の深さとすることができ、任意であるが、１μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がさらに好ましく、５μｍ以上が最も好ましい。この下限以上とすることにより、用途範囲の広い流路深さとすることが出来る。
【００２６】
壁部材Ｂは複数の層の積層体であっても良い。この場合、該部材Ｂを構成する各層にはそれぞれ異なる形状の流路となる欠損部を設けることが出来る。該部材Ｂを構成する層の少なくとも一つが前記表裏を貫通する長孔状の欠損部を有すれば良く、その他の層は、例えば孔状の欠損部を有する層や、多孔質膜などの層や、欠損部を有しない層であっても良い。壁部材Ｂが複数の層の積層体である場合、その厚みは各層の厚みの和とする。また、各層の樹脂Ｙは互いに異なる種類の樹脂Ｙであっても良いし、該層の中には、前記樹脂Ｘなどの、樹脂Ｙより高い有機溶剤耐性を有する層が含まれていてもよい。
【００２７】
［境界層］
壁部材Ｂが複数の層の積層体であって、その少なくとも一方の端に位置する層が流路となる欠損部を有しない層であっても良い。このような層を境界層と称する。即ち、本マイクロ流体デバイスは、底部材Ａと壁部材Ｂとの境界面、又は、蓋部材Ｃと壁部材Ｂとの境界面のいずれか一方又は両方に、樹脂Ｙから成る境界層が形成されていてもよい。但し、該樹脂Ｙは同じマイクロ流体デバイスの壁部材に使用される樹脂Ｙとは別の種類の樹脂Ｙであっても良い。該境界層の厚みは、本マイクロ流体デバイスの有機溶剤耐性を十分に高くする点から、壁部材Ｂの厚みより薄いことが好ましく、壁部材Ｂの厚みの0.５倍以下が更に好ましく、0．３倍以下が最も好ましい。下限は任意であり、ゼロであって良い。
【００２８】
該境界層を形成することの効果は、例えば親水性モノマーを混合した活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを調製し、これを硬化させて（生）化学物質の吸着を抑制する樹脂Ｙとなす場合に発揮され、流路の底（底部材Ａ側壁面）や天井（蓋部材Ｃ側壁面）も非吸着性とすることが出来る。一方、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘに親水性モノマーを混合すると、その硬化物は十分な有機溶剤耐性を示さない場合が多く、優れた有機溶剤耐性を有しつつ吸着を抑制する層を形成することは一般には困難である。
【００２９】
［蓋部材Ｃ］
蓋部材Ｃは、前記壁部材Ｂに、前記底部材Ａとは反対の側から積層固着することにより、前記壁部材Ｂの欠損部を流路と成す部材である。蓋部材Ｃは樹脂Ｘを素材とする。樹脂Ｘは有機溶剤耐性を有し、壁部材Ｂを固着可能なものであれば任意であり、例えば、本発明で使用する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物であることが好ましい。活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物とすることにより、該組成物の半硬化状態で部材Ｂに積層し、更に硬化を進めることによって、簡単に高い強度で固着できる。
【００３０】
蓋部材Ｃの形態は任意であるが、壁部材Ｂと液密に積層して互いを固着することの出来る面を有する。蓋部材Ｃの厚さは任意であり、上限は例えば１０ｃｍであり得るが、５００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がさらに好ましく、１５０μｍ以下が最も好ましい。この好ましい上限以下とすることにより、マイクロ流体デバイスをコンパクトに形成することができ、マイクロ流体デバイスに柔軟性と破損しにくさを与えることが出来、導入口や流入口のデッドスペースを小さくすることができ、本マイクロ流体デバイスを積層して３次元流路構造を形成することが容易になる。厚みの下限は、３μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がさらに好ましく、３０μｍ以上が最も好ましい。この下限以上とすることにより、十分な耐圧と、取り扱い上の強度を得ることが出来る。
【００３１】
蓋部材Ｃを活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物で形成する場合には、蓋部材Ｃは厚さ３〜３００μｍが好ましく、１０〜２００μｍがさらに好ましく、３０〜１５０μｍが最も好ましい。この範囲とすることにより、十分な有機溶剤耐性と耐圧性を有し、かつ反りやひび割れのないマイクロ流体デバイスを作製することが容易になる。
【００３２】
マイクロ流体デバイスに於ける蓋部材Ｃの外側、即ち、壁部材Ｂの反対側に、強化部材を固着することもできる。該強化部材については、前記底部材Ａの項で述べた支持体と同様のものを使用できる。即ち、蓋部材Ｃは該強化部材に塗布された塗膜状であり得る。
【００３３】
該強化部材やの素材や厚みはについては、底部材Ａに於ける支持体と同様である。また、強化部材を有する場合の蓋部材Ｃの厚みについても、支持体を有する場合の底部材Ａと同様である。
【００３４】
本発明に於いては、蓋部材Ｃは樹脂で形成されるため、ドリルや炭酸ガスレーザーなどで容易に孔を開けることが出来る。また、蓋部材Ｃを活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘで形成する場合には、パターン照射によって、孔や任意の形状の欠損部を形成できる。このため、流入口や流出口を該部材に形成することが容易である。
［固着方法］
底部材Ａ、壁部材Ｂ、蓋部材Ｃの固着方法は、互いに液密に固着できれば任意であり、例えば、接着剤を用いない固着、接着剤による接着、粘着剤による粘着であり得るが、下記のような接着剤を用いない固着が好ましい。この場合に本発明の効果が十分に発揮される。
【００３５】
接着剤を用いない固着方法としては、融着や超音波融着を用いることも出来るが、壁部材Ｂの微細な欠損部を閉塞しないように融着することは相当に困難である。樹脂Ｘや樹脂Ｙを上記部材の形状に「その場重合」（ｉｎ ｓｉｔｕ重合）によって形成し、該形性時に、ゲル化して流動性は喪失しているが粘着性は残存している半硬化状態において互いに接触させ、さらに硬化を進めて固着させる方法を好ましく採用できる。この場合、樹脂Ｘや樹脂Ｙが活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であり、硬化が活性エネルギー線による硬化であることが好ましい。これにより、壁部材Ｂの欠損部をパターン露光により容易に形成することが出来る。勿論、上記の半硬化状態とする部材は、固着可能であれば、底部材Ａ、壁部材Ｂ，蓋部材Ｃの互いに接する一方であり得るが、固着強度を増す点で、両方であることがさらに好ましい。
【００３６】
［有機溶剤耐性］
本発明のマイクロ流体デバイスは、用途目的によって、種々の有機溶剤に対する耐性を持たせることができる。ここで言う有機溶剤耐性とは、マイクロ流体デバイスに耐性を持たすべき対象の有機溶剤を２５℃において６時間、流路中に流動または保持させる試験方法において、流路の閉塞や有機溶剤の漏洩がなく、部材間の剥離も生じず、使用可能であることをいうが、好ましくは、上記試験条件で、流路断面形状の変形や流路壁の変形が実質的に無く、圧力損失の変化も１０％以下であることをいう。さらに好ましくは、６０℃において６時間、流路中に流動または保持させる試験方法において、流路の閉塞や有機溶剤の漏洩がなく、部材間の剥離も生じず、使用可能であることをいう
本発明のマイクロ流体デバイスは、有機溶剤の中で、下記α群から選択される１種以上に対して上記の有機溶剤耐性を有するものであり、好ましくは、下記α群から選択される２種以上に対して上記の有機溶剤耐性を有するものであり、さらに好ましくは、下記α群の全てに対して上記の有機溶剤耐性を有するものであり、さらに好ましくは下記β群の全部に対して、さらに好ましくは下記γ群の全部に対して、さらに好ましくは下記δ群の全部に対して、さらに好ましくは下記ε群の全部に対して、最も好ましくは下記ζ群の全部に対して上記の有機溶剤耐性を有するものである。
α群：N,N-ジメチルホルムアミド、トルエン、及び1,4-ジオキサンから成る群
β群：上記α群に２−ブタノンを加えた群。
γ群：上記β群に酢酸エチルを加えた群。
δ群：上記γ群にジクロロメタンを加えた群。
ε群：上記δ群にアセトニトリルを加えた群。
ζ群：上記ε群に、ヘキサン、デカン、ベンゼン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、クロロホルム、四塩化炭素、１，１，２−トリクロロエタン、クロロベンゼン、酢酸ブチル、アセトン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、エチレングリコール、及びグリセリンを加えた群。
【００３７】
［重量増加率の測定方法］
本発明において、樹脂Ｘや樹脂Ｙの有機溶剤耐性を評価するときの重量増加率は、試料を２５℃の該有機溶剤に２４時間浸漬したときの重量増加率をいい、好ましくは、試料を６０℃の該有機溶剤に６時間浸漬したときの重量増加率をいう。重量増加率は、有機溶剤に浸漬後の樹脂は濾紙などで有機溶剤を拭って表面に付着した有機溶剤を除去し、重量を測定する。重量増加率を測定する試験片の寸法、形状は任意であるが、好ましくは厚さが５０μｍ〜１ｍｍ、さらに好ましくは、厚さが１００μｍ〜５００μｍである。試料片の寸法がこの下限以上であることで、重量測定するまでに有機溶剤が蒸発することによる測定誤差を少なくでき、この上限以下とすることで、試験片が膨潤に要する時間を短くして、測定誤差を少なくできる。
【００３８】
試料が小さく、重量増加率の測定が困難な場合などには、寸法増加を測定し、該寸法比の３乗を重量比として重量増加率を算出しても良い。寸法増加を測定する試料の寸法は任意である。寸法増加は、物差し、カセトメーター、光学顕微鏡など任意の方法で測定できる。マイクロ流体デバイスから取り出した試験片を試験する場合など、十分な大きさの試験片が得られない場合には、光学顕微鏡を用いて寸法増加を測定する方法が好ましい。
【００３９】
［樹脂Ｘ］
樹脂Ｘは、蓋部材Ｃに使用する素材であり、上記α群から選択される１種以上の有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が３％以下であるような樹脂である。又、好ましくは上記α群から選択される２種以上に対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは上記α群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは、上記β群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは、上記γ群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは、上記δ群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは、上記ε群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、最も好ましくは、上記ζ群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものである。
【００４０】
樹脂Ｘの種類は任意であるが、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。これにより、透明な樹脂が得られ、厚みの薄い部材を形成でき、接着剤なしに各部材を固着させることが出来る。以下、硬化して樹脂Ｘを得るような活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を「活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘ」（「組成物ｘ」と略称する場合もある）と称する。
【００４１】
組成物ｘの種類は任意であるが、上記のような有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物を主成分とする組成物であり得る。有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物は、架橋重合体を与える多官能重合性化合物であることが、有機溶剤耐性を付与しやすく好ましい。有機溶剤耐性を示す重合体Ｘを与える多官能重合性化合物としては、例えば、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタクリロキシエチル）イソシアヌレート、ビス（アクロキシエチル）ヒドロキシルエチルイソシアヌレート、ビス（メタクロキシエチル）ヒドロキシルエチルイソシアヌレートなどのイソシアヌル環を有する多官能重合性化合物、イソボルニル基などの多環飽和炭化水素基を有する多官能重合性化合物、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどの、重合性官能基間距離が短く、高架橋密度の重合体を与える重合性化合物を例示できる。
【００４２】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物について、更に詳細に説明する。イソシアヌレート環を有する重合性化合物の例としては、１分子中に１個以上、好ましくは１〜３個、更に好ましくは１〜２個、最も好ましくは１個のイソシアヌレート環を有し、且つ、重合性官能基を１以上有する化合物である。イソシアヌレート環を有する重合性化合物は分子中に１個以上のイソシアヌレート環を有することで本発明の効果が発揮される。上限は任意であるが、３個以下とすることにより、イソシアヌレート環を有する重合性化合物は液体状となるか又は溶剤に対して十分な溶解性を示して賦形が容易であり、かつ、その重合物は高い耐溶剤性を示すため好ましい。
【００４３】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物は、付加重合、開環重合、重縮合など、任意の重合様式で重合物となるものであって、好ましくは架橋重合体となるものである。重合様式が付加重合又は開環重合の場合には、ラジカル重合性、アニオン重合性、カチオン重合性等の任意のものであってよい。これらは、重合開始剤の非存在下で重合するものに限らず、重合開始剤の存在下でのみ重合するものであってもよい。これらの中で付加重合が、重合速度が速い上、高い耐溶剤性を得やすいため好ましい。よって、イソシアヌレート環を有する重合性化合物は、重合性官能基として付加重合性の炭素−炭素二重結合を有するものであることが好ましく、中でも、反応性の高い（メタ）アクリロイル基を有する化合物［以下、「（メタ）アクリロイル」は、「メタクリロイル又はアクリロイル」を意味する。（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルなどについても同様である。］やビニルエーテル類、また光重合開始剤の不存在下でも紫外線によって重合するマレイミド系化合物が好ましい。
【００４４】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物としては、架橋重合性であること、即ち、１分子中に２個以上の重合性官能基を有する物が好ましく、１分子中にイソシアヌレート環を有する重合性化合物がｋ個（但し、ｋは正の整数）のイソシアヌレート骨格を有する場合、２〜（２ｋ＋１）個の重合性官能基を有する物が好ましい。
【００４５】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物として好ましく使用できる重合性化合物としては、式（１）で表されるものである。
【００４６】
【化１】
（式（１）中、ｎ１及びｎ２は１〜１２の整数、ｍは０〜２の整数、Ｒ１は、式（２）、式（３）又は式（４）で表されるいずれかの基である。またＲ２は任意の化学結合単位である。）
【００４７】
【化２】
（式（２）中、ｎ３は１〜１２の整数である。）
【００４８】
【化３】
（式（３）中、ｎ４は１〜１２の整数である。）
【００４９】
【化４】
（式（４）中、ｎ５は１〜１２の整数である。）
式（１）において、Ｒ２は、好ましくは式（５）又は式（６）に示された基である。
【００５０】
【化５】
（式（５）中、Ｒ３は炭素数１〜１２のアルキレン単位、キシリレン単位、又はアリーレン単位、ｎ６、ｎ７は１〜１２の整数である。）
【００５１】
【化６】
（式（６）中、Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキレン単位、キシリレン単位、又はアリーレン単位、ｎ８、ｎ９は１〜１２の整数である。）
【００５２】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物は、更に好ましくは、式（１）において、ｎ＝１、かつ、ｍ＝０なる化合物である。例えば、ビス（アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレートの如き２官能重合性化合物；トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートの如き３官能重合性化合物などが挙げられる。
【００５３】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物として、これらの化合物は、単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。混合して用いる場合、イソシアヌレート環を有する重合性化合物について、３官能性のイソシアヌレート環を有する重合性化合物の含有量が、全イソシアヌレート環を有する重合性化合物の１０〜１００質量％の範囲にあることが、有機溶剤耐性の高いマイクロ流体デバイスを作製する上で好ましい。なかでも、塗布した組成物の形状安定性や均一な厚さの成形物を成形する場合には、３官能性のイソシアヌレート環を有する重合性化合物の含有量が、全イソシアヌレート環を有する重合性化合物の２０〜１００質量％の範囲にあるものが好ましく、４０〜８０質量％の範囲にあることがさらに好ましい。また、微細な溝や孔を有する成形物を得る場合には、３官能性のイソシアヌレート環を有する重合性化合物の含有量が、全イソシアヌレート環を有する重合性化合物の１０〜７０質量％の範囲にあるものが好ましく、２０〜５０質量％の範囲にあることがさらに好ましい。また、３官能性のイソシアヌレート環を有する重合性化合物としては、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートを使用することが望ましい。
【００５４】
しかしながら、一般にこれらの重合性化合物の単独重合体は、機械的に堅くて脆い重合体を与えがちであるため、組成物ｘには、前記有機溶剤耐性を喪失しない範囲で、柔軟性を付与する成分を添加することが好ましい。そのような添加成分としては、(1)前記有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と共重合可能な化合物であって、前記有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と同様の骨格を有し、長鎖の置換基（側鎖）を有する多官能共重合性化合物、(2)前記有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と共重合可能な多官能共重合性化合物、(3)前記有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と共重合可能な単官能共重合性化合物、(4)該組成物ｘに均一に溶解可能な鎖状重合体を挙げることが出来る。
【００５５】
上記共重合性化合物は、重合物の架橋度を高め、有機溶剤耐性を高めるためには、１分子中に重合性の炭素−炭素二重結合を２個以上有する化合物、即ち多官能共重合性化合物が好ましい。一方、１分子中に重合性の炭素−炭素二重結合を１個有する化合物は、マイクロ流体デバイス用重合性組成物の粘度調節のために好適に用いることができる。いずれの場合も、共重合性化合物としては、反応性の高い（メタ）アクリル系化合物やビニルエーテル類、また光重合開始剤の不存在下でも重合するマレイミド系化合物が好ましい。
【００５６】
上記添加成分としての共重合性化合物として使用できる（メタ）アクリル系重合性化合物としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、アルキル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アルコキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシジアルキル（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、アルキルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイルオキシエチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、エチレノキサイド変性フタル酸アクリレート、ｗ−カルゴキシアプロラクトンモノアクリレート、２−アクリロイルオキシプロピルハイドロジェンフタレート、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、アクリル酸ダイマー、２−アクリロイルオキシプロピリヘキサヒドロハイドロジェンフタレート、フッ素置換アルキル（メタ）アクリレート、塩素置換アルキル（メタ）アクリレート、スルホン酸ソーダエトキシ（メタ）アクリレート、スルホン酸−２−メチルプロパン−２−アクリルアミド、燐酸エステル基を有する（メタ）アクリレート、スルホン酸エステル基を有する（メタ）アクリレート、シラノ基を有する（メタ）アクリレート、（（ジ）アルキル）アミノ基を有する（メタ）アクリレート、４級（（ジ）アルキル）アンモニウム基を有する（メタ）アクリレート、（Ｎ−アルキル）アクリルアミド、（Ｎ、Ｎ−ジアルキル）アクリルアミド、アクリロイルモリホリンの如き単官能重合性化合物；ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２，２’−ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシポリエチレンオキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシポリプロピレンオキシフェニル）プロパン、ヒドロキシジピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドの如き２官能重合性化合物；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、の如き３官能重合性化合物；ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートの如き４官能重合性化合物；ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートの如き６官能重合性化合物、などが挙げられる。
【００５７】
また、上記共重合性化合物として、重合性官能基が残存した重合性化合物の重合物（重合性オリゴマー又はプレポリマーと称される場合がある）を用いることもでき、例えば、重量平均分子量が５００〜５００００のものが挙げられる。そのような重合性オリゴマーとしては、例えば、エポキシ樹脂の（メタ）アクリレート、ポリエーテル樹脂の（メタ）アクリレート、ポリブタジエン樹脂の（メタ）アクリレート、分子末端に（メタ）アクリロイル基を有するポリウレタン樹脂などが挙げられる。
【００５８】
上記共重合性化合物として使用できるマレイミド系重合性化合物としては、例えば、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−ドデシルマレイミドの如きＮ−アルキルマレイミド；Ｎ−シクロヘキシルマレイミドの如きＮ−脂環族マレイミド；Ｎ−ベンジルマレイミド；Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−（アルキルフェニル）マレイミド、Ｎ−ジアルコキシフェニルマレイミド、Ｎ−（２−クロロフェニル）マレイミド、２，３−ジクロロ−Ｎ−（２，６−ジエチルフェニル）マレイミド、２，３−ジクロロ−Ｎ−（２−エチル−６−メチルフェニル）マレイミドの如きＮ−（置換又は非置換フェニル）マレイミド、Ｎ−ベンジル−２，３−ジクロロマレイミド、Ｎ−（４’−フルオロフェニル）−２，３−ジクロロマレイミドの如きハロゲンを有するマレイミド；Ｎ−（４−カルボキシ−３−ヒドロキシフェニル）マレイミドの如きカルボキシ基を有するマレイミド；Ｎ−メトキシフェニルマレイミドの如きアルコキシ基を有するマレイミド；Ｎ−［３−（ジエチルアミノ）プロピル］マレイミドの如きアミノ基を有するマレイミド；Ｎ−（１−ピレニル）マレイミドの如き多環芳香族マレイミド；Ｎ−（ジメチルアミノ−４−メチル−３−クマリニル）マレイミド、Ｎ−（４−アニリノ−１−ナフチル）マレイミドの如き複素環を有するマレイミドの如き単官能重合性化合物；４，４’−メチレンビス（Ｎ−フェニルマレイミド）、２，３−ビス（２，４，５−トリメチル−３−チエニル）マレイミド、１，２−ビスマレイミドエタン、１，６−ビスマレイミドヘキサン、トリエチレングリコールビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド、ｍ−トリレンジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，４−フェニレンジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルメタンジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルエーテルジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスルホンジマレイミド、１，４−ビス（マレイミドエチル）−１，４−ジアゾニアビシクロ−［２，２，２］オクタンジクロリド、４，４’−イソプロピリデンジフェニル−ジシアナート・Ｎ，Ｎ’−（メチレンジ−ｐ−フェニレン）ジマレイミドの如き２官能重合性化合物；Ｎ−（９−アクリジニル）マレイミドの如きマレイミド基とマレイミド基以外の重合性官能基とを有するマレイミド、などが挙げられる。
【００５９】
前記共重合性を有するマレイミド系の重合性オリゴマーとしては、例えば、ポリテトラメチレングリコールマレイミドカプリエート、ポリテトラメチレングリコールマレイミドアセテートの如きポリテトラメチレングリコールマレイミドアルキレートなどが挙げられる。マレイミド系の重合性オリゴマーは、ビニルエーテル類や（メタ）アクリル系重合性化合物等の重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物と共重合させることもできる。その他の重合性化合物としては、例えばビニルエーテル類、エポキシ化合物などを例示できる。
【００６０】
以上例示した共重合性化合物は、単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。特に、高分子量の重合性化合物は、低分子量の重合性化合物と併用することが好ましい。
【００６１】
上記(4)の鎖状重合体としては、酢酸ビニル、エチレン−ポリビニルアルコール共重合体、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ゴム、エラストマーなどを例示できる。添加量は、有機溶剤耐性を測定しつつ決定すればよい。
［樹脂Ｙ］
樹脂Ｙは、マイクロ流体デバイスの壁部材Ｂに使用する素材であり、同じマイクロ流体デバイスの蓋部材Ｃに用いる上記樹脂Ｘが耐性を示す有機溶剤に、２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が、前記樹脂Ｘより大きなものである。該重量増加率の上限は、好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１０％以下、最も好ましくは７％の以下のものである。
【００６２】
樹脂Ｙはまた、破断伸び率が樹脂Ｘより大きい樹脂であることが好ましい。これにより、本発明の効果を発揮できる。破断伸び率の測定は、ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して行うことができる。マイクロ流体デバイスから試験片を取り出す場合には、一般に十分な大きさの試験片が得られず、引張試験を行うことが困難である。しかしながら、樹脂特に架橋樹脂や活性エネルギー線硬化性樹脂組成物硬化物の場合には、一般に、耐有機溶剤耐性の高い樹脂ほど破断伸び率が低い傾向がある。よって、十分な大きさの試料片が採取できない場合には、上記の有機溶剤耐性の試験で耐溶剤性が樹脂Ｘより低い樹脂は、破断伸び率が樹脂Ｘより大きいと評価してよい。
【００６３】
上記を満足すれば樹脂Ｙの種類は任意であるが、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。これにより、活性エネルギー線のパターン照射により、細い流路となる欠損部を容易に形成でき、透明な樹脂が得られ、厚みの薄い部材を形成でき、接着剤なしに各部材を固着させることが出来る。以下、硬化して樹脂Ｙを得るような活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、「活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙ」（「組成物ｙ」と略称する場合もある）と称する。
【００６４】
組成物ｙの種類は任意であるが、例えば、(I)前記組成物ｘに使用する有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と同様の骨格を有し、長鎖の置換基（側鎖）を有する多官能重合性化合物を主成分とする組成物、(II)前記組成物ｘに使用する有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と同様の骨格を有し、重合性官能基間距離のより長い多官能重合性化合物を主成分とする組成物、(III)前記組成物ｘに、該組成物ｘへ好ましく添加できる添加成分をより多く添加した組成物を例示できる。上記(III）の添加物としては、上記組成物ｘに添加出来る添加物(1)〜(4)を例示できる。これらの添加物の添加量を増すことにより、上記測定条件における重量増加率が樹脂Ｘより大きな樹脂Ｙを得ることが出来る。該添加物はまた、樹脂Ｙの表面特性を改質する重合性化合物、例えば、親水基を持つ単量体や、反応性官能基を持つ単量体が特に好ましい。上記親水基としては、ポリエチレングリコールなどのポリエーテル基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基、四級アンモニウム基、アミド基、燐酸基、フォスフォニウム基、スルホン基を例示できる。反応性官能基としては、エポキシ基、イソシアナト基、クロルアルデヒド基、アジ基、水酸基、ニトロ基、塩素、を例示できる。
樹脂Ｙはまた、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを、完全硬化するには不十分な線量だけ活性エネルギー線を照射する方法、酸素や水分などの硬化阻害剤の存在下で活性エネルギー線照射する方法、低温で活性エネルギー線照射する方法などによって得ることも出来る。
【００６５】
［製造方法］
本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法は、樹脂Ｘが活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物であり、樹脂Ｙが活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙの硬化物であるような、前記本発明のマイクロ流体デバイスを製造する方法であって、前記壁部材Ｂを、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｙとなすことによって形成し、前記蓋部材Ｃを、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｘとなすことによって形成することを特徴とする。本発明のマイクロ流体デバイスの各構造に特徴的な好ましい製造方法については、上記本発明のマイクロ流体デバイスの説明の部分で述べた。
【００６６】
〔壁部材Ｂの形成と固着方法〕
壁部材Ｂを形成するに当たり、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを所定位置に配して活性エネルギー線をパターン照射して、照射部を硬化させて樹脂Ｙとなす方法は任意であるが、好ましい２つの方法を例示する。
【００６７】
第１の方法は、底部材Ａに、組成物ｙを流路深さとなる厚みに塗布し、流路３と成るべき部分以外の部分に活性エネルギー線をパターン照射して照射部の組成物ｙを硬化させる。この際、組成物ｙが流動性は喪失しているが、未反応の重合性基が残存し、粘着性を有する程度まで半硬化させる。次いで、未照射部分の未重合の組成物ｙを除去することによって底部材Ａの表面に流路３となる溝を形成する。未重合の組成物ｙの除去方法は任意であり、例えば溶剤による洗浄、水などの非溶剤による超音波洗浄、濾紙などによる吸収や拭い取り、圧力気体や非溶剤による吹き飛ばし、などを使用できる。本方法に於いて、底部材Ａが組成物ｘで半硬化状態に形成したものであることが、固着強度を増すことが出来るため好ましい。
【００６８】
第２の方法は、一時的に使用する転写用支持体を用い、これに組成物ｙを塗工し、活性エネルギー線をパターン照射して半硬化状態の壁部材Ｂを形成し、非照射部の未硬化の組成物ｙを除去した後、これを前記底部材Ａと接触させ、好ましくはこの状態でさらに活性エネルギー線を照射して組成物ｙの硬化を進め、転写用支持体を除去する。この場合、底部材Ａが組成物ｘで半硬化状態に形成したものであることが、固着強度を増すことが出来るため好ましい。
【００６９】
上記第１の方法においても第２の方法に於いても、活性エネルギー線をパターン照射する代わりに、組成物ｙをＸ−Ｙアプリケータや印刷により、必要な部分にのみ塗布する方法を採っても良い。
【００７０】
〔蓋部材Ｃの形成と固着方法〕
蓋部材Ｃを形成するに当たり、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｘとなす方法は任意であるが、下記の方法が好ましい。即ち、強化部材又は転写用支持体に組成物ｘを塗工し、活性エネルギー線を照射して半硬化状態の蓋部材Ｃを形成し、これを前記壁部材Ｂに接触させた状態でさらに活性エネルギー線を照射して、全体を完全硬化させる。転写用支持体を用いた場合は、完全硬化後にこれを除去する。
【００７１】
蓋部材Ｃ形成時に活性エネルギー線をパターン照射して、蓋部材Ｃに、例えば流入口や流出口など何らかの構造を設けてもよい。また、底部材Ａと蓋部材Ｃの間に、２層以上の壁部材Ｂを形成しても良い。２層以上の壁部材Ｂを形成するには、壁部材Ｂを上記第２の方法で転写支持体上に形成して転写する工程を複数回行う方法で実施できる。境界層についても同様である。
【００７２】
勿論、上記底部材Ａと蓋部材Ｃを逆にして作製しても良い。用いる活性エネルギー線は、活性エネルギー線重合性樹脂組成物を硬化させることが可能なものであれば任意である。このような活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、赤外線の如き光線；エックス線、ガンマ線の如き電離放射線；電子線、イオンビーム、ベータ線、重粒子線の如き粒子線が挙げられるが、取り扱い性や重合速度の面から紫外線及び可視光が好ましく、紫外線が特に好ましい。重合速度を速め、硬化を完全に行なって高い有機溶剤耐性を得る目的で、エネルギー線の照射を低酸素濃度雰囲気で行なうことが好ましい。低酸素濃度雰囲気としては、窒素気流、二酸化炭素気流、アルゴン気流、真空又は減圧雰囲気が好ましい。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例の範囲に限定されるものではない。
【００７４】
なお、以下の実施例において、「部」及び「％」は、特に断りがない限り、各々「質量部」及び「質量％」を表わす。
【００７５】
［破断伸び率の測定］
破断伸び率の測定は、ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して行った。即ち、試験片の寸法形状は、前記ＪＩＳ Ｋ７１２７の試験片タイプ５（全長１５０ｍｍ、平行部分の長さ６０±０．５ｍｍ、標線間距離５０±０．５ｍｍ、両端の幅２０±０．５ｍｍ、平行部分の幅１０±０．２ｍｍ、肩の丸み半径６０ｍｍ、厚さ≦１ｍｍ、つかみ具間距離１１５±０．５ｍｍ）とし、引張速度は５ｍｍ/分とした。試験の雰囲気は、温度２４±０．５℃、湿度５５±５％とし、試験片は上記雰囲気に６時間以上さらした後、試験に供した。５回の試験の平均を取り、結果とした。
【００７６】
［活性エネルギー線照射方法］
〔ランプ１による照射〕
３０００Ｗメタルハライドランプを光源とするアイグラフィックス株式会社製のＵＥ０３１−３５３ＣＨＣ型ＵＶ照射装置（以下、「ランプ１」と称する。）を用い、３６５ｎｍにおける紫外線強度が４０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、室温、窒素気流下で照射する。
〔ランプ２による照射〕
２５０Ｗ高圧水銀ランプを光源とするウシオ電機株式会社製のマルチライト２５０Ｗシリーズ露光装置用光源ユニット（以下、「ランプ２」と称する。）を用い、３６５ｎｍにおける紫外線強度が５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、室温、窒素気流下で照射する。
【００７７】
［樹脂Ｘの調製と試験］
〔樹脂Ｘ１〕
<組成物の調製>
表１に示した組成の均一混合物として、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘ１（以下、単に「組成物ｘ１」と称する場合がある。ｘ２、ｘ３、ｙ１、ｙ２、ｙ３等についても同様である。）を調製した。表中の略号は以下のとおりである。
Ｍ−３１５：トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート（東亞合成株式会社製「アロニックスＭ−３１５」）、
Ｍ−２１５：ビス（アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート（東亞合成株式会社製「アロニックスＭ−２１５」）、
ＨＤＤＡ：１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（第一工業製薬株式会社製「ニューフロンティアＨＤＤＡ」）、
Ｖ−４２６３：数平均分子量約２０００のウレタンアクリレートオリゴマー（大日本インキ化学工業製「ユニディックＶ４２６３」）
Ｉｒｇ１８４：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシャルティーケミカルズ社製「イルガキュア１８４」）（光重合開始剤）、
ＤＭＰ：２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン（関東化学株式会社製）（重合遅延剤）。
【００７８】
<樹脂Ｘ１の調製>
表面がコロナ処理された厚さ３０μｍの二村化学株式会社製二軸延伸ポリプロピレン・シート（以下、「ＯＰＰシート」と称する）をガラス板に貼り付け、その上に、バーコーターを用いて組成物ｘ１を塗工し、該塗膜にランプ１にて紫外線を４０秒間照射して組成物ｘ１を硬化させ、ＯＰＰシートから剥離することにより、組成物ｘ１の硬化物（樹脂Ｘ１）からなる厚さ１００μｍのフィルムを得た。この樹脂Ｘ１の破断伸び率を表２に示した。
【００７９】
<有機溶剤耐性試験>
得られた樹脂Ｘ１のフィルムから幅２ｃｍ×長さ９ｃｍ×厚さ１００μｍの試験片を５枚切り出し、それぞれトルエン、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、２−ブタノン、及び酢酸エチルに２５℃で２４時間浸せきした。重量増加率の結果を表３に示した。いずれの有機溶剤に対しても重量増加率は３％未満であった。
【００８０】
〔樹脂Ｘ２、Ｘ３〕
<組成物ｘ２、ｘ３の調製>
表１に示した組成の組成物ｘ２、ｘ３を調製した。
<樹脂Ｘ２、Ｘ３の調製>
組成物ｘ１の代わりに組成物ｘ２、ｘ３を用いたこと以外は樹脂Ｘ１と同様にして、組成物ｘ２、ｘ３の硬化物（樹脂Ｘ２、Ｘ３）からなる厚さ１００μｍのフィルムを得た。この樹脂Ｘ２、Ｘ３の破断伸び率を表２に示した。
<有機溶剤耐性試験>
得られた樹脂Ｘ２、Ｘ３のフィルムを用いたこと以外は、樹脂Ｘ１の場合と同様の有機溶剤耐性試験を行った。結果を表３に纏めた。樹脂Ｘ２、Ｘ３の双方とも、いずれの有機溶剤に対しても重量増加率は３％未満であった。
【００８１】
［樹脂Ｙ（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）の調製と試験］
<組成物ｙ（ｙ１、ｙ２、ｙ３）の調製>
表１に示した組成の組成物ｙ１、ｙ２、ｙ３を調製した。
<樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の調製>
組成物ｘ１の代わりに組成物ｙ１、ｙ２、ｙ３を用い、ランプ１による紫外線照射時間を３分間行ったこと以外は樹脂Ｘ１と同様にして、組成物ｙ１、ｙ２、ｙ３の硬化物（樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）からなる厚さ１００μｍのフィルムを得た。この樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の破断伸び率を表２に示した。
<有機溶剤耐性試験>
得られた樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３のフィルムを用いたこと以外は、樹脂Ｘ１の場合と同様の有機溶剤耐性試験を行った。結果を表３に纏めた。樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３はいずれも樹脂Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３より重量増加率が大きいことが分かる。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
【表３】
【００８５】
［実施例１］
〔底部材Ａの作製〕
２cm×９cm×１mmのアクリル樹脂板（日東樹脂工業株式会社製の「クラレックス S0」）を支持体１とし、その上にスピンコーターを用いて組成物ｘ１を塗工し、該塗膜にランプ１により紫外線を５秒間照射して組成物ｘ１を半硬化させ、半硬化状態の底部材Ａを形成した。
〔壁部材Ｂの作製〕
底部材Ａの上にスピンコーターにて組成物ｙ１を塗工し、図１に示した形状の流路３となる部分をフォトマスキングし、ランプ２により紫外線を３分間照射した後、エタノールで洗浄することにより未照射部の未硬化の組成物ｙ１を除去し、底部材Ａの表面に、幅約５００μm×深さ約５０μmの流路３となる溝が形成された、組成物Ｙ１の半硬化物で形成された壁部材Ｂを作製した。
〔蓋部材Ｃの作製〕
ＯＰＰシートを転写用支持体（図才略）として使用し、これをガラス板に貼り付け、バーコーターを用いて組成物ｘ１を塗工し、ランプ１にて紫外線を５秒間照射して組成物ｘ１を半硬化させ、蓋部材Ｃを形成した。
〔固着〕
窒素ガス雰囲気中にて、壁部材Ｂの組成物ｘ１塗布面と、蓋部材Ｃを積層して接触させ、ランプ１により紫外線を２分間照射して固着すると共に、全ての活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を完全硬化させて、図１及び図２に示された形状の、基材１、底部材Ａ、壁部材Ｂ、蓋部材Ｃが積層され、壁部材Ｂ層に、該壁部材Ｂの表裏を貫通する長孔状の欠損部として流路３が形成されたマイクロ流体デバイスＤ１前駆体を得た。次いで、流路３の両端部において、蓋部材Ｃにドリル孔を開け、デバイス外への開口部６、７を有するマイクロ流体デバイスＤ１を得た。
【００８６】
得られたマイクロ流体デバイスＤ１の各部の寸法は、基材の厚さが１ｍｍ、底部材Ａの厚さが約３０μｍ、壁部材Ｂの厚さが約２０μｍ、蓋部材の厚さが約３０μｍ、流路幅が約５００μｍであった。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
上記のマイクロ流体デバイスＤ１を１０個作製したが、いずれも各部材にひびが入ることなく、又、各部材間が剥離することもなく、問題なく作製できた。
また、マイクロ流体デバイスＣＤ１を±５°の角度にたわめたが、各部材にひびが入ることも、各部材間が剥離することもなかった。
〔流通及び有機溶剤耐性試験〕
得られたマイクロ流体デバイスＤ１に対して、流通及び有機溶剤耐性試験を行った。開口部６と開口部７にフィッティング（図示略）を、上記組成物Ｘ１を接着剤とし、紫外線照射して固着し、ポリエーテルエーテルケトン製のチューブを通して、流路３に毎分１０μｌの流速で、上記α群の有機溶剤、即ち、トルエン、１，４−ジオキサンＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、２−ブタノン、及び酢酸エチルをそれぞれ独立に、２５℃にて各６時間連続流通させたが、流路３からの有機溶剤の漏洩は無く、また、各部材間の剥離も認められなかった。次いで、それぞれ、温度６０℃にて各６時間連続流通させたが、流路３からの有機溶剤の漏洩は無く、また、各部材間の剥離も認められなかった。さらに、前記ζ群の有機溶剤をそれぞれ２５℃にて各６時間連続流通させたが、流路３からの有機溶剤の漏洩は無く、また、各部材間の剥離も認められなかった。
【００８７】
［実施例２］
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
壁部材Ｂに、組成物ｙ２の硬化物（樹脂Ｙ２）を用いたこと、及び、蓋部材Ｃに、組成物ｘ２の硬化物（樹脂Ｘ２）を用いたこと、以外は実施例１と同様にしてマイクロ流体デバイスＤ２を得た。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
実施例１と同様であった。
〔流通及び有機溶剤耐性試験〕
マイクロ流体デバイスＤ２について、実施例１と同様の流通及び有機溶剤耐性試験を行ったところ、実施例１と同様の結果であった。
【００８８】
［実施例３］
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
壁部材Ｂに、組成物ｙ３の硬化物Ｙ３（樹脂Ｙ３）を用いたこと、及び、蓋部材Ｃに、組成物ｘ３の硬化物（樹脂Ｘ３）を用いたこと、以外は実施例１と同様にしてマイクロ流体デバイスＤ３を得た。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
実施例１と同様であった。
〔流通及び有機溶剤耐性試験〕
マイクロ流体デバイスＤ３について、実施例１と同様の流通及び有機溶剤耐性試験を行ったところ、実施例１と同様の結果であった。
【００８９】
［実施例４］
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
基材１上に、先ず組成物ｙ１をスピンコートし、紫外線を５秒間照射して該塗膜を半硬化させて境界層２とし、その上に底部材Ａを形成したこと、及び、一時的な支持体上に先ず組成物ｙ１をスピンコートし、紫外線を５秒間照射して該塗膜を半硬化させて境界層５とし、その上に蓋部材Ｃを形成したこと、以外は実施例１と同様にしてマイクロ流体デバイスＤ４を得た。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
実施例１と同様であった。
〔流通及び有機溶剤耐性試験〕
マイクロ流体デバイスＤ３について、実施例１と同様の流通及び有機溶剤耐性試験を行ったところ、実施例１と同様の結果であった。
【００９０】
［比較例１］
本比較例では、底部材Ａ、壁部材Ｂ、蓋部材Ｃの全てを樹脂Ｘで形成した例を示す。
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
組成物ｙ１の代わりに、前記組成物ｘ１に重合遅延剤として前記ＤＭＰを０．５部添加した組成物ｘ１’を用いたこと以外は実施例１と同様にして、底部材Ａが樹脂Ｘ１、壁部材Ｂが組成物ｘ１’の硬化物（樹脂Ｘ１’）、蓋部材Ｃが樹脂Ｘ１で形成されたマイクロ流体デバイスＣＤ１を作製した。なお、樹脂Ｘ１’の破断伸びと有機溶剤耐性は、樹脂Ｘ１とほぼ同じであった。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
上記のマイクロ流体デバイスＣＤ１を５個作製したが、２個は壁部材Ｂと蓋部材Ｃにひびが入り使用できなかった。残る３個も、蓋部材Ｃを内側とする反りが認められた。また、残りの３個の内１個は、マイクロ流体デバイスＣＤ１を平面±５°の角度にたわめたところ、壁部材Ｂと蓋部材Ｃにひびが入り、流路３から流体が漏洩した。
〔有機溶剤耐性試験〕
得られたマイクロ流体デバイスＣＤ１について、実施例１と同様の有機溶剤耐性試験を行ったところ、実施例１と同様の結果であった。
【００９１】
即ち、底部材Ａ、壁部材Ｂ、蓋部材Ｃの全てを有機溶剤耐性は高いが破断伸び率の小さい樹脂Ｘで形成すると、得られたマイクロ流体デバイスは高い有機溶剤耐性を示すが、製造歩留まりが悪く、反りやすく、又、ひびが入りやすく、取扱性に劣るものであった。
【００９２】
［比較例２］
本比較例では、蓋部材Ｃを樹脂Ｙで形成した例を示す。
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
蓋部材Ｃの形成材料として組成物ｙ１を用いたこと以外は実施例１と同様にして、底部材Ａが樹脂Ｘ１、壁部材Ｂが硬化物Ｙ１，蓋部材Ｃが硬化物Ｙ１で形成されたマイクロ流体デバイスＣＤ２を作製した。
〔歩留まり及び機械的強度〕
製造歩留まりも実施例１と同様であり、実施例１と同じ試験をしたところ、問題は生じなかった。
〔有機溶剤耐性試験〕
得られたマイクロ流体デバイスＣＤ２について、実施例１と同様の有機溶剤耐性試験を行ったところ、有機溶剤が前記α群の溶剤（単独）全てに対して、２５℃に於ける通液後約1時間で、流路からマイクロ流体デバイス外への溶剤の漏洩が生じた。
即ち、壁部材Ｂとして使用すれば十分な有機溶剤耐性を示すマイクロ流体デバイスを与えるような樹脂Ｙを、蓋部材Ｃに用いると、得られたマイクロ流体デバイスは有機溶剤耐性に劣ることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施例で作製したマイクロ流体デバイスの平面図模式図及び側面図模式図である。
【図２】実施例で作製したマイクロ流体デバイスの平面図模式図及び側面図模式図である。
【符号の説明】
【００９４】
Ａ 底部材
Ｂ 壁部材
Ｃ 蓋部材
１ 基材
２，５ 境界層
３ 流路
６、７ 流路の開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路に有機溶剤を流しても、部材の変形や流路の閉塞が無く使用可能な有機溶剤耐性を有する樹脂製のマイクロ流体デバイス及びその製造方法に関し、特に、該樹脂がエネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であるマイクロ流体デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ流体デバイスは、近年、分析装置やマイクロリアクタとして有機化合物や無機化合物の分析や合成反応、分散、微粒子形成などに応用され、微小スケール化により実現する省エネ、省資源、廃棄物の減少が図れるだけでなく、反応速度の著しい向上や生成微粒子サイズの精密制御が可能であるなどのメリットが知られている。
【０００３】
溶剤として有機溶剤を使うことの多いマイクロリアクタや化学分析を使用目的としたマイクロ流体デバイスのほとんどは、シリコン、ガラス、石英、金属を素材とするものである。これらは有機溶剤耐性には優れるものの、生産性が低く高価になりがちであった。また、例えば流路中の所定位置に到達した液体を連続的に急冷することにより反応の進行を停止させるために、流路の所定範囲の温度を低くしようとする場合には、素材の熱伝導率が高すぎて、それが困難であるという欠点もあった。
【０００４】
近年、安価で、且つ、簡便に作製可能なマイクロ流体デバイスとして、樹脂（有機重合体、及び、シリコン樹脂やポリシラザンなどの柔軟な無機重合体）を素材とするデバイスが開発されつつある。樹脂製マイクロ流体デバイスは、加工性と生産性に優れる他、その熱伝導率の低さを利用して流路に急峻な温度勾配を設け易いこと、柔軟性を利用してダイヤフラム型のポンプやバルブなどの機構を形成しやすいこと、親水化や官能基の固定などの表面改質が容易なこと、多孔質膜やゲルなどの樹脂製構造体と一体成形して高機能化しやすいこと等の、他素材にない特徴がある。
【０００５】
しかしながら、一般的に樹脂は有機溶剤に対する耐性が低く、流路に接する部材の膨潤や溶解により、流路の閉塞、反応溶液の漏洩、反応溶液に流路形成素材が溶け込む等の問題があった。そのため、樹脂製マイクロ流体デバイスで使用可能な有機溶媒は限られていた。
【０００６】
有機溶剤耐性に優れた樹脂製マイクロ流体デバイスとしては、例えばポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミドなどの有機溶剤耐性を有する樹脂を素材とするものが考えられる。しかし、これらは接着が困難であるため、製造可能な構造が限られる上、生産性が低く高価になりがちであった。またこれらの樹脂は、化学物質、生化学物質、生体組織、微生物などを吸着する傾向が強く、これらと接触する用途には使いにくいものであった。マイクロ流体デバイスの流路表面を親水化して上記物質の吸着を抑制する必要がある場合、或いは、流路表面に触媒やプローブを固定する目的で反応性官能基を導入する必要がある場合、これらの有機溶剤耐性を有する樹脂は、表面化学修飾によって十分な表面特性を得ることは一般に困難であった。
【０００７】
また、全フッ素置換ポリエーテル鎖を有する架橋性（メタ）アクリレート重合性化合物の光重合により形成された、有機溶剤耐性を有する樹脂製マイクロ流体デバイスが開示されている（特許文献１）。しかしながら、この重合性化合物は合成が容易ではなく、また、作製したマイクロ流体デバイスが耐性を示す有機溶剤の種類は限られていた。特に、有機合成に於ける重要な溶剤であるベンゼンやトルエンなどの芳香族炭化水素に耐性がないという欠点があった。さらに、得られた重合物は表面が強い疎水性であるため、流路壁への溶質化合物の吸着も多くなりがちであった。
【０００８】
一方、高い生産性で微小な構造を容易に形成できるため好ましい素材である活性エネルギー線硬化性樹脂については、一般に有機溶剤耐性が高い樹脂硬化物は堅くて割れやすく、生産性に劣る上、得られたマイクロ流体デバイスは取扱性に劣る物になりがちであった。さらに、一般に有機溶剤耐性が高い樹脂硬化物を与える活性エネルギー線硬化性樹脂は、粘度が高く作業性に劣り、薄い層を形成しにくく、従って、微小な壁高さのマイクロ流体デバイスを形成しにくいなどの欠点を有しがちであり、また、結晶化しやすく保存安定性に欠けがちであるため、製品の安定性に欠けがちであった。さらに、該樹脂に共重合によって親水性官能基や反応性官能基を導入すると、有機溶剤耐性が低下しがちであった。
【０００９】
有機溶剤耐性に優れた他の樹脂製マイクロ流体デバイスとしては、２枚のガラス板にチオレン系接着剤を挟み込み、光硬化させることにより作製された、樹脂製の流路壁材を有するマイクロ流体デバイスが知られている（非特許文献１）。しかしながら、該文献には、部材であるチオレン系接着剤とガラスが双方共に耐性を有するトルエン、テトラヒドロフラン、エタノール、メタノール、ｎ−ヘキサン、２−ブタノンに対して、得られたマイクロ流体デバイスも耐性を示すことが開示されているのみである。つまり、特定の有機溶剤に対して耐性を有する部材のみで形成されたマイクロ流体デバイスは、同じ有機溶剤に対して耐性を示すことが記載されているのみであり、ガラス板で上記接着剤を挟んだ構造がマイクロ流体デバイスの有機溶剤耐性に与える効果については何ら記載しされていない。又、該マイクロ流体デバイスは、有機合成に有用な溶剤であるN,N-ジメチルホルムアミドのようなアミド系溶剤や、ジクロロメタンのような塩素系溶剤に対する耐性についても記載されていない。
【００１０】
さらに、該文献のマイクロ流体デバイスは、厚さ１ｍｍもの厚く堅いガラス板にチオレン系接着剤硬化物を挟み込んでいる。このため、衝撃や曲げにより容易に破損すること、スペースファクターが悪いこと、堅く厚いガラス板に流入口や流出口を形成することが困難で構造上の制約が強いこと、該マイクロ流体デバイスを積層して３次元流路構造を形成することが困難なこと、急峻な温度勾配を形成しにくいこと、生産性も低いことなどの不都合があり、上記樹脂製マイクロ流体デバイスの利点を有しないものであった。
【００１１】
【特許文献１】ＷＯ−０５−３０８２２公報
【非特許文献１】「ジャーナル・オブ・マイクロメカニクス・アンド・マイクロエンジニアリング（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）」，２００４年，第１４巻，１５３頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする課題は、樹脂を素材とするマイクロ流体デバイスであって、有機溶剤に対して優れた耐性を示し、且つ、破損しにくく取り扱い性に優れる上、厚みが薄く省スペースであり、加工が容易で複雑な構造や積層構造を形成しやすく、さらに生産性が高いため安価という特性を併せ持つマイクロ流体デバイス及びその製造方法を提供することにあり、また、透明性に優れ、（生）化学物質の吸着が少ない流路や表面に官能基を有する流路の形成が容易であり、製品の安定性に優れるという特性を併せ持つマイクロ流体デバイス及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、マイクロ流体デバイスを複数の樹脂層の積層体として構成し、それぞれの層を異なる有機溶剤耐性と異なる破断伸び率を有する樹脂で構成することにより、上記の課題を解決できることを見いだし、鋭意検討の結果本発明に到達した。
【００１４】
即ち、本発明は、流路の底部となる底部材Ａと、
該流路の壁部を形成する部材であって、該部材の表裏を貫通する長孔状の欠損部を有する壁部材Ｂと、
該流路の蓋部となる蓋部材Ｃとを備えたマイクロ流体デバイスであって、
前記壁部材Ｂが樹脂Ｙにより形成され、前記蓋部材Ｃが樹脂Ｘにより形成されており、
前記樹脂Ｘが、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド及び１，４−ジオキサンから成る群から選択される１種以上の有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が３％以下であり、前記樹脂Ｙが、前記樹脂Ｘを浸漬した有機溶剤と同一の前記有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの、前記樹脂Ｙの重量増加率が前記樹脂Ｘの重量増加率よりも大きい
ことを特徴とするマイクロ流体デバイスを提供するものである。
【００１５】
また、本発明は、上記のマイクロ流体デバイスの製造方法であって、前記壁部材を、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを所定位置に配して活性エネルギー線をパターン照射して該照射部を硬化させて樹脂Ｙとなすことによって形成し、前記蓋部材を、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｘとなすことによって形成することを特徴とするマイクロ流体デバイスの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、有機溶剤に対して優れた耐性を示し、且つ、破損しにくく取り扱い性に優れる上、厚みが薄く省スペースであり、加工が容易で複雑な構造を形成しやすく、さらに生産性が高いため安価という特性を併せ持つ樹脂製のマイクロ流体デバイス及びその製造方法を提供することができる。また、透明性に優れ、（生）化学物質の吸着が少ない流路や表面に官能基を有する流路の形成が容易であり、製品の安定性に優れるという特性を併せ持つマイクロ流体デバイス及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための要部について説明する。
［マイクロ流体デバイスの形状と構造］
マイクロ流体デバイスはその内部に微細な毛細管状の流路を有し、該流路内にて、反応、化学工学的処理、検出などを行うものである。本発明のマイクロ流体デバイスの外形は特に限定する必要はなく、用途目的に応じた形状を採りうる。例えば、シート状（フィルム状、リボン状などを含む。以下同じ）、板状、塗膜状、棒状、チューブ状、その他複雑な形状の成型物などであり得るが、製造の容易さや使用の容易さから、シート状または板状であることが好ましい。
マイクロ流体デバイスの内部に設けられた流路の断面形状は任意であり、例えば、矩形、台形、円、半円形、スリット状など（矩形その他の角のある形状は、角が丸められた形状を含む。以下同じ）であり得る。
該流路の寸法も任意であるが、深さ（マイクロ流体デバイスの、流路に最も近い表面に直角な方向の、流路の内寸を深さとする）は、例えば、１〜３００μｍ、好ましくは２〜１５０μｍ、更に好ましくは５〜１００μｍである。この範囲の時、マイクロ流体デバイスとしてのメリットと本発明の効果を十分に発揮できる。流路の幅は任意であり、例えば１μｍ〜マイクロ流体デバイスの幅であっても良い。
本発明のマイクロ流体デバイスは、流路の底部となる底部材Ａと、該流路の側壁部を形成する部材である壁部材Ｂと、該流路の蓋部となり流路の天井を形成する蓋部材Ｃとを備える。
【００１８】
［底部材Ａ］
底部材（Ａ）の素材は、有機溶剤耐性を有するものであれば任意であり、例えば、ガラス、石英の如き結晶、セラミック、ステンレススチールなどの金属、シリコンの如き半導体、有機溶剤耐性を有する樹脂（重合体）などであって良い。ここで言う「有機溶剤耐性」とは、後述の蓋部材Ｃの説明において述べる試験による有機溶剤耐性を言う。有機溶剤耐性を有する樹脂を用いる場合には、蓋部材Ｃに使用される樹脂Ｘを好ましく使用できる。
【００１９】
底部材Ａの形態は任意であるが、壁部材Ｂと液密に、即ち、液体が漏洩しない状態に、積層して互いに固着することの出来る面を有する。該固着面は、液密に固着可能であれば任意であり、平面、円筒の一部、円錐の一部、球の一部、その他凹凸を有するなど任意の形状の面であり得るが、平面であることが、製作や使用が容易であり好ましい。
【００２０】
底部材Ａの厚さ（前記固着面に垂直な方向の寸法を厚さとする）は任意であり、上限は例えば１０ｃｍであり得るが、マイクロ流体デバイスをコンパクトに形成するために、１０ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がさらに好ましい。厚みの下限は、３μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がさらに好ましく、３０μｍ以上が最も好ましい。この下限以上とすることにより、十分な耐圧と、取り扱い上の強度を得ることが出来る。
【００２１】
底部材Ａは、任意の素材で形成された支持体の上に塗布された塗膜状の部材であってもよい。該支持体を構成する素材は有機溶剤耐性を有する必要はなく任意であり、例えば、樹脂、ガラス、結晶、セラミック、金属、半導体などが使用できる。該支持体は、易成形性、高生産性、割れにくさ、低価格などの点から樹脂を好ましく使用でき、例えばスチレン系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエステル系樹脂等を使用できる。しかし、該支持体は有機溶剤耐性を有するものであることが、支持体側に流入口や流出口を設けることが出来るため、好ましい。
【００２２】
底部材Ａを構成する樹脂Ｘが後述の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物である場合には。前述の支持体を使用することが好ましい。又、本発明の製造方法に於いては、底部材Ａの形成後或いは底部材Ａと他の部材との複合体の形成後に除去する一時的な支持体を使用することも好ましい。支持体の上に塗膜状の樹脂Ｘで形成する場合には、厚さは、１〜１５０μｍが好ましく、２〜１００μｍがさらに好ましく、３〜７０μｍが最も好ましい。この範囲とすることにより、十分な有機溶剤耐性が得られ、反りやひび割れのないマイクロ流体デバイスを作製することが容易になる。
【００２３】
［壁部材Ｂ］
壁部材Ｂは、該部材の表裏を貫通する長孔状の欠損部を有する層状（独立した状態ではシート状又は薄板状）の部材であり、壁部材Ｂの両側に前記底部材Ａと前記蓋部材Ｃを積層することにより、該欠損部は毛細管状の流路とされる。従って、壁部材Ｂの厚みは流路の深さに相当する。壁部材Ｂは平面である必要はなく、積層される前記底部材Ａや蓋部材Ｃの面と液密に積層出来る形状の面を有していればよいし、該壁部材Ｂの厚みも一定である必要はない。
【００２４】
壁部材Ｂは、本発明で使用する後述の樹脂Ｙで形成されている。壁部材Ｂを、前記樹脂Ｘよりも有機溶剤耐性で劣る樹脂Ｙで形成しても、壁部材Ｂの両側に、有機溶剤耐性の素材で形成された底部材Ａと蓋部材Ｃが固着された構造にすることにより、マイクロ流体デバイス全体としての有機溶剤耐性を犠牲にすること無く、破損しやすさを改良することが出来る。
【００２５】
壁部材Ｂの厚さは３００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましく、１００μｍ以下が最も好ましい。この好ましい上限以下とすることにより、本発明の効果が発揮される。厚みの下限は形成する流路の深さとすることができ、任意であるが、１μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がさらに好ましく、５μｍ以上が最も好ましい。この下限以上とすることにより、用途範囲の広い流路深さとすることが出来る。
【００２６】
壁部材Ｂは複数の層の積層体であっても良い。この場合、該部材Ｂを構成する各層にはそれぞれ異なる形状の流路となる欠損部を設けることが出来る。該部材Ｂを構成する層の少なくとも一つが前記表裏を貫通する長孔状の欠損部を有すれば良く、その他の層は、例えば孔状の欠損部を有する層や、多孔質膜などの層や、欠損部を有しない層であっても良い。壁部材Ｂが複数の層の積層体である場合、その厚みは各層の厚みの和とする。また、各層の樹脂Ｙは互いに異なる種類の樹脂Ｙであっても良いし、該層の中には、前記樹脂Ｘなどの、樹脂Ｙより高い有機溶剤耐性を有する層が含まれていてもよい。
【００２７】
［境界層］
壁部材Ｂが複数の層の積層体であって、その少なくとも一方の端に位置する層が流路となる欠損部を有しない層であっても良い。このような層を境界層と称する。即ち、本マイクロ流体デバイスは、底部材Ａと壁部材Ｂとの境界面、又は、蓋部材Ｃと壁部材Ｂとの境界面のいずれか一方又は両方に、樹脂Ｙから成る境界層が形成されていてもよい。但し、該樹脂Ｙは同じマイクロ流体デバイスの壁部材に使用される樹脂Ｙとは別の種類の樹脂Ｙであっても良い。該境界層の厚みは、本マイクロ流体デバイスの有機溶剤耐性を十分に高くする点から、壁部材Ｂの厚みより薄いことが好ましく、壁部材Ｂの厚みの0.５倍以下が更に好ましく、0．３倍以下が最も好ましい。下限は任意であり、ゼロであって良い。
【００２８】
該境界層を形成することの効果は、例えば親水性モノマーを混合した活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを調製し、これを硬化させて（生）化学物質の吸着を抑制する樹脂Ｙとなす場合に発揮され、流路の底（底部材Ａ側壁面）や天井（蓋部材Ｃ側壁面）も非吸着性とすることが出来る。一方、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘに親水性モノマーを混合すると、その硬化物は十分な有機溶剤耐性を示さない場合が多く、優れた有機溶剤耐性を有しつつ吸着を抑制する層を形成することは一般には困難である。
【００２９】
［蓋部材Ｃ］
蓋部材Ｃは、前記壁部材Ｂに、前記底部材Ａとは反対の側から積層固着することにより、前記壁部材Ｂの欠損部を流路と成す部材である。蓋部材Ｃは樹脂Ｘを素材とする。樹脂Ｘは有機溶剤耐性を有し、壁部材Ｂを固着可能なものであれば任意であり、例えば、本発明で使用する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物であることが好ましい。活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物とすることにより、該組成物の半硬化状態で部材Ｂに積層し、更に硬化を進めることによって、簡単に高い強度で固着できる。
【００３０】
蓋部材Ｃの形態は任意であるが、壁部材Ｂと液密に積層して互いを固着することの出来る面を有する。蓋部材Ｃの厚さは任意であり、上限は例えば１０ｃｍであり得るが、５００μｍ以下が好ましく、３００μｍ以下がさらに好ましく、１５０μｍ以下が最も好ましい。この好ましい上限以下とすることにより、マイクロ流体デバイスをコンパクトに形成することができ、マイクロ流体デバイスに柔軟性と破損しにくさを与えることが出来、導入口や流入口のデッドスペースを小さくすることができ、本マイクロ流体デバイスを積層して３次元流路構造を形成することが容易になる。厚みの下限は、３μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がさらに好ましく、３０μｍ以上が最も好ましい。この下限以上とすることにより、十分な耐圧と、取り扱い上の強度を得ることが出来る。
【００３１】
蓋部材Ｃを活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物で形成する場合には、蓋部材Ｃは厚さ３〜３００μｍが好ましく、１０〜２００μｍがさらに好ましく、３０〜１５０μｍが最も好ましい。この範囲とすることにより、十分な有機溶剤耐性と耐圧性を有し、かつ反りやひび割れのないマイクロ流体デバイスを作製することが容易になる。
【００３２】
マイクロ流体デバイスに於ける蓋部材Ｃの外側、即ち、壁部材Ｂの反対側に、強化部材を固着することもできる。該強化部材については、前記底部材Ａの項で述べた支持体と同様のものを使用できる。即ち、蓋部材Ｃは該強化部材に塗布された塗膜状であり得る。
【００３３】
該強化部材やの素材や厚みはについては、底部材Ａに於ける支持体と同様である。また、強化部材を有する場合の蓋部材Ｃの厚みについても、支持体を有する場合の底部材Ａと同様である。
【００３４】
本発明に於いては、蓋部材Ｃは樹脂で形成されるため、ドリルや炭酸ガスレーザーなどで容易に孔を開けることが出来る。また、蓋部材Ｃを活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘで形成する場合には、パターン照射によって、孔や任意の形状の欠損部を形成できる。このため、流入口や流出口を該部材に形成することが容易である。
［固着方法］
底部材Ａ、壁部材Ｂ、蓋部材Ｃの固着方法は、互いに液密に固着できれば任意であり、例えば、接着剤を用いない固着、接着剤による接着、粘着剤による粘着であり得るが、下記のような接着剤を用いない固着が好ましい。この場合に本発明の効果が十分に発揮される。
【００３５】
接着剤を用いない固着方法としては、融着や超音波融着を用いることも出来るが、壁部材Ｂの微細な欠損部を閉塞しないように融着することは相当に困難である。樹脂Ｘや樹脂Ｙを上記部材の形状に「その場重合」（ｉｎ ｓｉｔｕ重合）によって形成し、該形性時に、ゲル化して流動性は喪失しているが粘着性は残存している半硬化状態において互いに接触させ、さらに硬化を進めて固着させる方法を好ましく採用できる。この場合、樹脂Ｘや樹脂Ｙが活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であり、硬化が活性エネルギー線による硬化であることが好ましい。これにより、壁部材Ｂの欠損部をパターン露光により容易に形成することが出来る。勿論、上記の半硬化状態とする部材は、固着可能であれば、底部材Ａ、壁部材Ｂ，蓋部材Ｃの互いに接する一方であり得るが、固着強度を増す点で、両方であることがさらに好ましい。
【００３６】
［有機溶剤耐性］
本発明のマイクロ流体デバイスは、用途目的によって、種々の有機溶剤に対する耐性を持たせることができる。ここで言う有機溶剤耐性とは、マイクロ流体デバイスに耐性を持たすべき対象の有機溶剤を２５℃において６時間、流路中に流動または保持させる試験方法において、流路の閉塞や有機溶剤の漏洩がなく、部材間の剥離も生じず、使用可能であることをいうが、好ましくは、上記試験条件で、流路断面形状の変形や流路壁の変形が実質的に無く、圧力損失の変化も１０％以下であることをいう。さらに好ましくは、６０℃において６時間、流路中に流動または保持させる試験方法において、流路の閉塞や有機溶剤の漏洩がなく、部材間の剥離も生じず、使用可能であることをいう
本発明のマイクロ流体デバイスは、有機溶剤の中で、下記α群から選択される１種以上に対して上記の有機溶剤耐性を有するものであり、好ましくは、下記α群から選択される２種以上に対して上記の有機溶剤耐性を有するものであり、さらに好ましくは、下記α群の全てに対して上記の有機溶剤耐性を有するものであり、さらに好ましくは下記β群の全部に対して、さらに好ましくは下記γ群の全部に対して、さらに好ましくは下記δ群の全部に対して、さらに好ましくは下記ε群の全部に対して、最も好ましくは下記ζ群の全部に対して上記の有機溶剤耐性を有するものである。
α群：N,N-ジメチルホルムアミド、トルエン、及び1,4-ジオキサンから成る群
β群：上記α群に２−ブタノンを加えた群。
γ群：上記β群に酢酸エチルを加えた群。
δ群：上記γ群にジクロロメタンを加えた群。
ε群：上記δ群にアセトニトリルを加えた群。
ζ群：上記ε群に、ヘキサン、デカン、ベンゼン、キシレン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、クロロホルム、四塩化炭素、１，１，２−トリクロロエタン、クロロベンゼン、酢酸ブチル、アセトン、メタノール、エタノール、２−プロパノール、エチレングリコール、及びグリセリンを加えた群。
【００３７】
［重量増加率の測定方法］
本発明において、樹脂Ｘや樹脂Ｙの有機溶剤耐性を評価するときの重量増加率は、試料を２５℃の該有機溶剤に２４時間浸漬したときの重量増加率をいい、好ましくは、試料を６０℃の該有機溶剤に６時間浸漬したときの重量増加率をいう。重量増加率は、有機溶剤に浸漬後の樹脂は濾紙などで有機溶剤を拭って表面に付着した有機溶剤を除去し、重量を測定する。重量増加率を測定する試験片の寸法、形状は任意であるが、好ましくは厚さが５０μｍ〜１ｍｍ、さらに好ましくは、厚さが１００μｍ〜５００μｍである。試料片の寸法がこの下限以上であることで、重量測定するまでに有機溶剤が蒸発することによる測定誤差を少なくでき、この上限以下とすることで、試験片が膨潤に要する時間を短くして、測定誤差を少なくできる。
【００３８】
試料が小さく、重量増加率の測定が困難な場合などには、寸法増加を測定し、該寸法比の３乗を重量比として重量増加率を算出しても良い。寸法増加を測定する試料の寸法は任意である。寸法増加は、物差し、カセトメーター、光学顕微鏡など任意の方法で測定できる。マイクロ流体デバイスから取り出した試験片を試験する場合など、十分な大きさの試験片が得られない場合には、光学顕微鏡を用いて寸法増加を測定する方法が好ましい。
【００３９】
［樹脂Ｘ］
樹脂Ｘは、蓋部材Ｃに使用する素材であり、上記α群から選択される１種以上の有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が３％以下であるような樹脂である。又、好ましくは上記α群から選択される２種以上に対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは上記α群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは、上記β群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは、上記γ群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは、上記δ群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、さらに好ましくは、上記ε群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものであり、最も好ましくは、上記ζ群の全てに対して上記と同様の重量増加率を示すものである。
【００４０】
樹脂Ｘの種類は任意であるが、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。これにより、透明な樹脂が得られ、厚みの薄い部材を形成でき、接着剤なしに各部材を固着させることが出来る。以下、硬化して樹脂Ｘを得るような活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を「活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘ」（「組成物ｘ」と略称する場合もある）と称する。
【００４１】
組成物ｘの種類は任意であるが、上記のような有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物を主成分とする組成物であり得る。有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物は、架橋重合体を与える多官能重合性化合物であることが、有機溶剤耐性を付与しやすく好ましい。有機溶剤耐性を示す重合体Ｘを与える多官能重合性化合物としては、例えば、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタクリロキシエチル）イソシアヌレート、ビス（アクロキシエチル）ヒドロキシルエチルイソシアヌレート、ビス（メタクロキシエチル）ヒドロキシルエチルイソシアヌレートなどのイソシアヌル環を有する多官能重合性化合物、イソボルニル基などの多環飽和炭化水素基を有する多官能重合性化合物、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどの、重合性官能基間距離が短く、高架橋密度の重合体を与える重合性化合物を例示できる。
【００４２】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物について、更に詳細に説明する。イソシアヌレート環を有する重合性化合物の例としては、１分子中に１個以上、好ましくは１〜３個、更に好ましくは１〜２個、最も好ましくは１個のイソシアヌレート環を有し、且つ、重合性官能基を１以上有する化合物である。イソシアヌレート環を有する重合性化合物は分子中に１個以上のイソシアヌレート環を有することで本発明の効果が発揮される。上限は任意であるが、３個以下とすることにより、イソシアヌレート環を有する重合性化合物は液体状となるか又は溶剤に対して十分な溶解性を示して賦形が容易であり、かつ、その重合物は高い耐溶剤性を示すため好ましい。
【００４３】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物は、付加重合、開環重合、重縮合など、任意の重合様式で重合物となるものであって、好ましくは架橋重合体となるものである。重合様式が付加重合又は開環重合の場合には、ラジカル重合性、アニオン重合性、カチオン重合性等の任意のものであってよい。これらは、重合開始剤の非存在下で重合するものに限らず、重合開始剤の存在下でのみ重合するものであってもよい。これらの中で付加重合が、重合速度が速い上、高い耐溶剤性を得やすいため好ましい。よって、イソシアヌレート環を有する重合性化合物は、重合性官能基として付加重合性の炭素−炭素二重結合を有するものであることが好ましく、中でも、反応性の高い（メタ）アクリロイル基を有する化合物［以下、「（メタ）アクリロイル」は、「メタクリロイル又はアクリロイル」を意味する。（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルなどについても同様である。］やビニルエーテル類、また光重合開始剤の不存在下でも紫外線によって重合するマレイミド系化合物が好ましい。
【００４４】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物としては、架橋重合性であること、即ち、１分子中に２個以上の重合性官能基を有する物が好ましく、１分子中にイソシアヌレート環を有する重合性化合物がｋ個（但し、ｋは正の整数）のイソシアヌレート骨格を有する場合、２〜（２ｋ＋１）個の重合性官能基を有する物が好ましい。
【００４５】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物として好ましく使用できる重合性化合物としては、式（１）で表されるものである。
【００４６】
【化１】
（式（１）中、ｎ１及びｎ２は１〜１２の整数、ｍは０〜２の整数、Ｒ１は、式（２）、式（３）又は式（４）で表されるいずれかの基である。またＲ２は任意の化学結合単位である。）
【００４７】
【化２】
（式（２）中、ｎ３は１〜１２の整数である。）
【００４８】
【化３】
（式（３）中、ｎ４は１〜１２の整数である。）
【００４９】
【化４】
（式（４）中、ｎ５は１〜１２の整数である。）
式（１）において、Ｒ２は、好ましくは式（５）又は式（６）に示された基である。
【００５０】
【化５】
（式（５）中、Ｒ３は炭素数１〜１２のアルキレン単位、キシリレン単位、又はアリーレン単位、ｎ６、ｎ７は１〜１２の整数である。）
【００５１】
【化６】
（式（６）中、Ｒ４は炭素数１〜１２のアルキレン単位、キシリレン単位、又はアリーレン単位、ｎ８、ｎ９は１〜１２の整数である。）
【００５２】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物は、更に好ましくは、式（１）において、ｎ＝１、かつ、ｍ＝０なる化合物である。例えば、ビス（アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレートの如き２官能重合性化合物；トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートの如き３官能重合性化合物などが挙げられる。
【００５３】
イソシアヌレート環を有する重合性化合物として、これらの化合物は、単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。混合して用いる場合、イソシアヌレート環を有する重合性化合物について、３官能性のイソシアヌレート環を有する重合性化合物の含有量が、全イソシアヌレート環を有する重合性化合物の１０〜１００質量％の範囲にあることが、有機溶剤耐性の高いマイクロ流体デバイスを作製する上で好ましい。なかでも、塗布した組成物の形状安定性や均一な厚さの成形物を成形する場合には、３官能性のイソシアヌレート環を有する重合性化合物の含有量が、全イソシアヌレート環を有する重合性化合物の２０〜１００質量％の範囲にあるものが好ましく、４０〜８０質量％の範囲にあることがさらに好ましい。また、微細な溝や孔を有する成形物を得る場合には、３官能性のイソシアヌレート環を有する重合性化合物の含有量が、全イソシアヌレート環を有する重合性化合物の１０〜７０質量％の範囲にあるものが好ましく、２０〜５０質量％の範囲にあることがさらに好ましい。また、３官能性のイソシアヌレート環を有する重合性化合物としては、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートを使用することが望ましい。
【００５４】
しかしながら、一般にこれらの重合性化合物の単独重合体は、機械的に堅くて脆い重合体を与えがちであるため、組成物ｘには、前記有機溶剤耐性を喪失しない範囲で、柔軟性を付与する成分を添加することが好ましい。そのような添加成分としては、(1)前記有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と共重合可能な化合物であって、前記有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と同様の骨格を有し、長鎖の置換基（側鎖）を有する多官能共重合性化合物、(2)前記有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と共重合可能な多官能共重合性化合物、(3)前記有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と共重合可能な単官能共重合性化合物、(4)該組成物ｘに均一に溶解可能な鎖状重合体を挙げることが出来る。
【００５５】
上記共重合性化合物は、重合物の架橋度を高め、有機溶剤耐性を高めるためには、１分子中に重合性の炭素−炭素二重結合を２個以上有する化合物、即ち多官能共重合性化合物が好ましい。一方、１分子中に重合性の炭素−炭素二重結合を１個有する化合物は、マイクロ流体デバイス用重合性組成物の粘度調節のために好適に用いることができる。いずれの場合も、共重合性化合物としては、反応性の高い（メタ）アクリル系化合物やビニルエーテル類、また光重合開始剤の不存在下でも重合するマレイミド系化合物が好ましい。
【００５６】
上記添加成分としての共重合性化合物として使用できる（メタ）アクリル系重合性化合物としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、アルキル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、アルコキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシジアルキル（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、アルキルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ノニルフェノキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、グリセロールアクリレートメタクリレート、ブタンジオールモノ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイルオキシエチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、エチレノキサイド変性フタル酸アクリレート、ｗ−カルゴキシアプロラクトンモノアクリレート、２−アクリロイルオキシプロピルハイドロジェンフタレート、２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、アクリル酸ダイマー、２−アクリロイルオキシプロピリヘキサヒドロハイドロジェンフタレート、フッ素置換アルキル（メタ）アクリレート、塩素置換アルキル（メタ）アクリレート、スルホン酸ソーダエトキシ（メタ）アクリレート、スルホン酸−２−メチルプロパン−２−アクリルアミド、燐酸エステル基を有する（メタ）アクリレート、スルホン酸エステル基を有する（メタ）アクリレート、シラノ基を有する（メタ）アクリレート、（（ジ）アルキル）アミノ基を有する（メタ）アクリレート、４級（（ジ）アルキル）アンモニウム基を有する（メタ）アクリレート、（Ｎ−アルキル）アクリルアミド、（Ｎ、Ｎ−ジアルキル）アクリルアミド、アクリロイルモリホリンの如き単官能重合性化合物；ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、２，２’−ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシポリエチレンオキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−（メタ）アクリロイルオキシポリプロピレンオキシフェニル）プロパン、ヒドロキシジピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドの如き２官能重合性化合物；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、の如き３官能重合性化合物；ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートの如き４官能重合性化合物；ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートの如き６官能重合性化合物、などが挙げられる。
【００５７】
また、上記共重合性化合物として、重合性官能基が残存した重合性化合物の重合物（重合性オリゴマー又はプレポリマーと称される場合がある）を用いることもでき、例えば、重量平均分子量が５００〜５００００のものが挙げられる。そのような重合性オリゴマーとしては、例えば、エポキシ樹脂の（メタ）アクリレート、ポリエーテル樹脂の（メタ）アクリレート、ポリブタジエン樹脂の（メタ）アクリレート、分子末端に（メタ）アクリロイル基を有するポリウレタン樹脂などが挙げられる。
【００５８】
上記共重合性化合物として使用できるマレイミド系重合性化合物としては、例えば、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−ドデシルマレイミドの如きＮ−アルキルマレイミド；Ｎ−シクロヘキシルマレイミドの如きＮ−脂環族マレイミド；Ｎ−ベンジルマレイミド；Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−（アルキルフェニル）マレイミド、Ｎ−ジアルコキシフェニルマレイミド、Ｎ−（２−クロロフェニル）マレイミド、２，３−ジクロロ−Ｎ−（２，６−ジエチルフェニル）マレイミド、２，３−ジクロロ−Ｎ−（２−エチル−６−メチルフェニル）マレイミドの如きＮ−（置換又は非置換フェニル）マレイミド、Ｎ−ベンジル−２，３−ジクロロマレイミド、Ｎ−（４’−フルオロフェニル）−２，３−ジクロロマレイミドの如きハロゲンを有するマレイミド；Ｎ−（４−カルボキシ−３−ヒドロキシフェニル）マレイミドの如きカルボキシ基を有するマレイミド；Ｎ−メトキシフェニルマレイミドの如きアルコキシ基を有するマレイミド；Ｎ−［３−（ジエチルアミノ）プロピル］マレイミドの如きアミノ基を有するマレイミド；Ｎ−（１−ピレニル）マレイミドの如き多環芳香族マレイミド；Ｎ−（ジメチルアミノ−４−メチル−３−クマリニル）マレイミド、Ｎ−（４−アニリノ−１−ナフチル）マレイミドの如き複素環を有するマレイミドの如き単官能重合性化合物；４，４’−メチレンビス（Ｎ−フェニルマレイミド）、２，３−ビス（２，４，５−トリメチル−３−チエニル）マレイミド、１，２−ビスマレイミドエタン、１，６−ビスマレイミドヘキサン、トリエチレングリコールビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド、ｍ−トリレンジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−１，４−フェニレンジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルメタンジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルエーテルジマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスルホンジマレイミド、１，４−ビス（マレイミドエチル）−１，４−ジアゾニアビシクロ−［２，２，２］オクタンジクロリド、４，４’−イソプロピリデンジフェニル−ジシアナート・Ｎ，Ｎ’−（メチレンジ−ｐ−フェニレン）ジマレイミドの如き２官能重合性化合物；Ｎ−（９−アクリジニル）マレイミドの如きマレイミド基とマレイミド基以外の重合性官能基とを有するマレイミド、などが挙げられる。
【００５９】
前記共重合性を有するマレイミド系の重合性オリゴマーとしては、例えば、ポリテトラメチレングリコールマレイミドカプリエート、ポリテトラメチレングリコールマレイミドアセテートの如きポリテトラメチレングリコールマレイミドアルキレートなどが挙げられる。マレイミド系の重合性オリゴマーは、ビニルエーテル類や（メタ）アクリル系重合性化合物等の重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物と共重合させることもできる。その他の重合性化合物としては、例えばビニルエーテル類、エポキシ化合物などを例示できる。
【００６０】
以上例示した共重合性化合物は、単独で用いることも、２種類以上を混合して用いることもできる。特に、高分子量の重合性化合物は、低分子量の重合性化合物と併用することが好ましい。
【００６１】
上記(4)の鎖状重合体としては、酢酸ビニル、エチレン−ポリビニルアルコール共重合体、塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ゴム、エラストマーなどを例示できる。添加量は、有機溶剤耐性を測定しつつ決定すればよい。
［樹脂Ｙ］
樹脂Ｙは、マイクロ流体デバイスの壁部材Ｂに使用する素材であり、同じマイクロ流体デバイスの蓋部材Ｃに用いる上記樹脂Ｘが耐性を示す有機溶剤に、２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が、前記樹脂Ｘより大きなものである。該重量増加率の上限は、好ましくは１５％以下、さらに好ましくは１０％以下、最も好ましくは７％の以下のものである。
【００６２】
樹脂Ｙはまた、破断伸び率が樹脂Ｘより大きい樹脂であることが好ましい。これにより、本発明の効果を発揮できる。破断伸び率の測定は、ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して行うことができる。マイクロ流体デバイスから試験片を取り出す場合には、一般に十分な大きさの試験片が得られず、引張試験を行うことが困難である。しかしながら、樹脂特に架橋樹脂や活性エネルギー線硬化性樹脂組成物硬化物の場合には、一般に、耐有機溶剤耐性の高い樹脂ほど破断伸び率が低い傾向がある。よって、十分な大きさの試料片が採取できない場合には、上記の有機溶剤耐性の試験で耐溶剤性が樹脂Ｘより低い樹脂は、破断伸び率が樹脂Ｘより大きいと評価してよい。
【００６３】
上記を満足すれば樹脂Ｙの種類は任意であるが、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。これにより、活性エネルギー線のパターン照射により、細い流路となる欠損部を容易に形成でき、透明な樹脂が得られ、厚みの薄い部材を形成でき、接着剤なしに各部材を固着させることが出来る。以下、硬化して樹脂Ｙを得るような活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、「活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙ」（「組成物ｙ」と略称する場合もある）と称する。
【００６４】
組成物ｙの種類は任意であるが、例えば、(I)前記組成物ｘに使用する有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と同様の骨格を有し、長鎖の置換基（側鎖）を有する多官能重合性化合物を主成分とする組成物、(II)前記組成物ｘに使用する有機溶剤耐性を示す重合体を与える重合性化合物と同様の骨格を有し、重合性官能基間距離のより長い多官能重合性化合物を主成分とする組成物、(III)前記組成物ｘに、該組成物ｘへ好ましく添加できる添加成分をより多く添加した組成物を例示できる。上記(III）の添加物としては、上記組成物ｘに添加出来る添加物(1)〜(4)を例示できる。これらの添加物の添加量を増すことにより、上記測定条件における重量増加率が樹脂Ｘより大きな樹脂Ｙを得ることが出来る。該添加物はまた、樹脂Ｙの表面特性を改質する重合性化合物、例えば、親水基を持つ単量体や、反応性官能基を持つ単量体が特に好ましい。上記親水基としては、ポリエチレングリコールなどのポリエーテル基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基、四級アンモニウム基、アミド基、燐酸基、フォスフォニウム基、スルホン基を例示できる。反応性官能基としては、エポキシ基、イソシアナト基、クロルアルデヒド基、アジ基、水酸基、ニトロ基、塩素、を例示できる。
樹脂Ｙはまた、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを、完全硬化するには不十分な線量だけ活性エネルギー線を照射する方法、酸素や水分などの硬化阻害剤の存在下で活性エネルギー線照射する方法、低温で活性エネルギー線照射する方法などによって得ることも出来る。
【００６５】
［製造方法］
本発明のマイクロ流体デバイスの製造方法は、樹脂Ｘが活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物であり、樹脂Ｙが活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙの硬化物であるような、前記本発明のマイクロ流体デバイスを製造する方法であって、前記壁部材Ｂを、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｙとなすことによって形成し、前記蓋部材Ｃを、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｘとなすことによって形成することを特徴とする。本発明のマイクロ流体デバイスの各構造に特徴的な好ましい製造方法については、上記本発明のマイクロ流体デバイスの説明の部分で述べた。
【００６６】
〔壁部材Ｂの形成と固着方法〕
壁部材Ｂを形成するに当たり、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを所定位置に配して活性エネルギー線をパターン照射して、照射部を硬化させて樹脂Ｙとなす方法は任意であるが、好ましい２つの方法を例示する。
【００６７】
第１の方法は、底部材Ａに、組成物ｙを流路深さとなる厚みに塗布し、流路３と成るべき部分以外の部分に活性エネルギー線をパターン照射して照射部の組成物ｙを硬化させる。この際、組成物ｙが流動性は喪失しているが、未反応の重合性基が残存し、粘着性を有する程度まで半硬化させる。次いで、未照射部分の未重合の組成物ｙを除去することによって底部材Ａの表面に流路３となる溝を形成する。未重合の組成物ｙの除去方法は任意であり、例えば溶剤による洗浄、水などの非溶剤による超音波洗浄、濾紙などによる吸収や拭い取り、圧力気体や非溶剤による吹き飛ばし、などを使用できる。本方法に於いて、底部材Ａが組成物ｘで半硬化状態に形成したものであることが、固着強度を増すことが出来るため好ましい。
【００６８】
第２の方法は、一時的に使用する転写用支持体を用い、これに組成物ｙを塗工し、活性エネルギー線をパターン照射して半硬化状態の壁部材Ｂを形成し、非照射部の未硬化の組成物ｙを除去した後、これを前記底部材Ａと接触させ、好ましくはこの状態でさらに活性エネルギー線を照射して組成物ｙの硬化を進め、転写用支持体を除去する。この場合、底部材Ａが組成物ｘで半硬化状態に形成したものであることが、固着強度を増すことが出来るため好ましい。
【００６９】
上記第１の方法においても第２の方法に於いても、活性エネルギー線をパターン照射する代わりに、組成物ｙをＸ−Ｙアプリケータや印刷により、必要な部分にのみ塗布する方法を採っても良い。
【００７０】
〔蓋部材Ｃの形成と固着方法〕
蓋部材Ｃを形成するに当たり、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｘとなす方法は任意であるが、下記の方法が好ましい。即ち、強化部材又は転写用支持体に組成物ｘを塗工し、活性エネルギー線を照射して半硬化状態の蓋部材Ｃを形成し、これを前記壁部材Ｂに接触させた状態でさらに活性エネルギー線を照射して、全体を完全硬化させる。転写用支持体を用いた場合は、完全硬化後にこれを除去する。
【００７１】
蓋部材Ｃ形成時に活性エネルギー線をパターン照射して、蓋部材Ｃに、例えば流入口や流出口など何らかの構造を設けてもよい。また、底部材Ａと蓋部材Ｃの間に、２層以上の壁部材Ｂを形成しても良い。２層以上の壁部材Ｂを形成するには、壁部材Ｂを上記第２の方法で転写支持体上に形成して転写する工程を複数回行う方法で実施できる。境界層についても同様である。
【００７２】
勿論、上記底部材Ａと蓋部材Ｃを逆にして作製しても良い。用いる活性エネルギー線は、活性エネルギー線重合性樹脂組成物を硬化させることが可能なものであれば任意である。このような活性エネルギー線としては、紫外線、可視光線、赤外線の如き光線；エックス線、ガンマ線の如き電離放射線；電子線、イオンビーム、ベータ線、重粒子線の如き粒子線が挙げられるが、取り扱い性や重合速度の面から紫外線及び可視光が好ましく、紫外線が特に好ましい。重合速度を速め、硬化を完全に行なって高い有機溶剤耐性を得る目的で、エネルギー線の照射を低酸素濃度雰囲気で行なうことが好ましい。低酸素濃度雰囲気としては、窒素気流、二酸化炭素気流、アルゴン気流、真空又は減圧雰囲気が好ましい。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例の範囲に限定されるものではない。
【００７４】
なお、以下の実施例において、「部」及び「％」は、特に断りがない限り、各々「質量部」及び「質量％」を表わす。
【００７５】
［破断伸び率の測定］
破断伸び率の測定は、ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して行った。即ち、試験片の寸法形状は、前記ＪＩＳ Ｋ７１２７の試験片タイプ５（全長１５０ｍｍ、平行部分の長さ６０±０．５ｍｍ、標線間距離５０±０．５ｍｍ、両端の幅２０±０．５ｍｍ、平行部分の幅１０±０．２ｍｍ、肩の丸み半径６０ｍｍ、厚さ≦１ｍｍ、つかみ具間距離１１５±０．５ｍｍ）とし、引張速度は５ｍｍ/分とした。試験の雰囲気は、温度２４±０．５℃、湿度５５±５％とし、試験片は上記雰囲気に６時間以上さらした後、試験に供した。５回の試験の平均を取り、結果とした。
【００７６】
［活性エネルギー線照射方法］
〔ランプ１による照射〕
３０００Ｗメタルハライドランプを光源とするアイグラフィックス株式会社製のＵＥ０３１−３５３ＣＨＣ型ＵＶ照射装置（以下、「ランプ１」と称する。）を用い、３６５ｎｍにおける紫外線強度が４０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、室温、窒素気流下で照射する。
〔ランプ２による照射〕
２５０Ｗ高圧水銀ランプを光源とするウシオ電機株式会社製のマルチライト２５０Ｗシリーズ露光装置用光源ユニット（以下、「ランプ２」と称する。）を用い、３６５ｎｍにおける紫外線強度が５０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を、室温、窒素気流下で照射する。
【００７７】
［樹脂Ｘの調製と試験］
〔樹脂Ｘ１〕
<組成物の調製>
表１に示した組成の均一混合物として、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘ１（以下、単に「組成物ｘ１」と称する場合がある。ｘ２、ｘ３、ｙ１、ｙ２、ｙ３等についても同様である。）を調製した。表中の略号は以下のとおりである。
Ｍ−３１５：トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート（東亞合成株式会社製「アロニックスＭ−３１５」）、
Ｍ−２１５：ビス（アクリロキシエチル）ヒドロキシエチルイソシアヌレート（東亞合成株式会社製「アロニックスＭ−２１５」）、
ＨＤＤＡ：１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（第一工業製薬株式会社製「ニューフロンティアＨＤＤＡ」）、
Ｖ−４２６３：数平均分子量約２０００のウレタンアクリレートオリゴマー（大日本インキ化学工業製「ユニディックＶ４２６３」）
Ｉｒｇ１８４：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバスペシャルティーケミカルズ社製「イルガキュア１８４」）（光重合開始剤）、
ＤＭＰ：２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン（関東化学株式会社製）（重合遅延剤）。
【００７８】
<樹脂Ｘ１の調製>
表面がコロナ処理された厚さ３０μｍの二村化学株式会社製二軸延伸ポリプロピレン・シート（以下、「ＯＰＰシート」と称する）をガラス板に貼り付け、その上に、バーコーターを用いて組成物ｘ１を塗工し、該塗膜にランプ１にて紫外線を４０秒間照射して組成物ｘ１を硬化させ、ＯＰＰシートから剥離することにより、組成物ｘ１の硬化物（樹脂Ｘ１）からなる厚さ１００μｍのフィルムを得た。この樹脂Ｘ１の破断伸び率を表２に示した。
【００７９】
<有機溶剤耐性試験>
得られた樹脂Ｘ１のフィルムから幅２ｃｍ×長さ９ｃｍ×厚さ１００μｍの試験片を５枚切り出し、それぞれトルエン、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、２−ブタノン、及び酢酸エチルに２５℃で２４時間浸せきした。重量増加率の結果を表３に示した。いずれの有機溶剤に対しても重量増加率は３％未満であった。
【００８０】
〔樹脂Ｘ２、Ｘ３〕
<組成物ｘ２、ｘ３の調製>
表１に示した組成の組成物ｘ２、ｘ３を調製した。
<樹脂Ｘ２、Ｘ３の調製>
組成物ｘ１の代わりに組成物ｘ２、ｘ３を用いたこと以外は樹脂Ｘ１と同様にして、組成物ｘ２、ｘ３の硬化物（樹脂Ｘ２、Ｘ３）からなる厚さ１００μｍのフィルムを得た。この樹脂Ｘ２、Ｘ３の破断伸び率を表２に示した。
<有機溶剤耐性試験>
得られた樹脂Ｘ２、Ｘ３のフィルムを用いたこと以外は、樹脂Ｘ１の場合と同様の有機溶剤耐性試験を行った。結果を表３に纏めた。樹脂Ｘ２、Ｘ３の双方とも、いずれの有機溶剤に対しても重量増加率は３％未満であった。
【００８１】
［樹脂Ｙ（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）の調製と試験］
<組成物ｙ（ｙ１、ｙ２、ｙ３）の調製>
表１に示した組成の組成物ｙ１、ｙ２、ｙ３を調製した。
<樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の調製>
組成物ｘ１の代わりに組成物ｙ１、ｙ２、ｙ３を用い、ランプ１による紫外線照射時間を３分間行ったこと以外は樹脂Ｘ１と同様にして、組成物ｙ１、ｙ２、ｙ３の硬化物（樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３）からなる厚さ１００μｍのフィルムを得た。この樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の破断伸び率を表２に示した。
<有機溶剤耐性試験>
得られた樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３のフィルムを用いたこと以外は、樹脂Ｘ１の場合と同様の有機溶剤耐性試験を行った。結果を表３に纏めた。樹脂Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３はいずれも樹脂Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３より重量増加率が大きいことが分かる。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
【表３】
【００８５】
［実施例１］
〔底部材Ａの作製〕
２cm×９cm×１mmのアクリル樹脂板（日東樹脂工業株式会社製の「クラレックス S0」）を支持体１とし、その上にスピンコーターを用いて組成物ｘ１を塗工し、該塗膜にランプ１により紫外線を５秒間照射して組成物ｘ１を半硬化させ、半硬化状態の底部材Ａを形成した。
〔壁部材Ｂの作製〕
底部材Ａの上にスピンコーターにて組成物ｙ１を塗工し、図１に示した形状の流路３となる部分をフォトマスキングし、ランプ２により紫外線を３分間照射した後、エタノールで洗浄することにより未照射部の未硬化の組成物ｙ１を除去し、底部材Ａの表面に、幅約５００μm×深さ約５０μmの流路３となる溝が形成された、組成物Ｙ１の半硬化物で形成された壁部材Ｂを作製した。
〔蓋部材Ｃの作製〕
ＯＰＰシートを転写用支持体（図才略）として使用し、これをガラス板に貼り付け、バーコーターを用いて組成物ｘ１を塗工し、ランプ１にて紫外線を５秒間照射して組成物ｘ１を半硬化させ、蓋部材Ｃを形成した。
〔固着〕
窒素ガス雰囲気中にて、壁部材Ｂの組成物ｘ１塗布面と、蓋部材Ｃを積層して接触させ、ランプ１により紫外線を２分間照射して固着すると共に、全ての活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を完全硬化させて、図１及び図２に示された形状の、基材１、底部材Ａ、壁部材Ｂ、蓋部材Ｃが積層され、壁部材Ｂ層に、該壁部材Ｂの表裏を貫通する長孔状の欠損部として流路３が形成されたマイクロ流体デバイスＤ１前駆体を得た。次いで、流路３の両端部において、蓋部材Ｃにドリル孔を開け、デバイス外への開口部６、７を有するマイクロ流体デバイスＤ１を得た。
【００８６】
得られたマイクロ流体デバイスＤ１の各部の寸法は、基材の厚さが１ｍｍ、底部材Ａの厚さが約３０μｍ、壁部材Ｂの厚さが約２０μｍ、蓋部材の厚さが約３０μｍ、流路幅が約５００μｍであった。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
上記のマイクロ流体デバイスＤ１を１０個作製したが、いずれも各部材にひびが入ることなく、又、各部材間が剥離することもなく、問題なく作製できた。
また、マイクロ流体デバイスＣＤ１を±５°の角度にたわめたが、各部材にひびが入ることも、各部材間が剥離することもなかった。
〔流通及び有機溶剤耐性試験〕
得られたマイクロ流体デバイスＤ１に対して、流通及び有機溶剤耐性試験を行った。開口部６と開口部７にフィッティング（図示略）を、上記組成物Ｘ１を接着剤とし、紫外線照射して固着し、ポリエーテルエーテルケトン製のチューブを通して、流路３に毎分１０μｌの流速で、上記α群の有機溶剤、即ち、トルエン、１，４−ジオキサンＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、２−ブタノン、及び酢酸エチルをそれぞれ独立に、２５℃にて各６時間連続流通させたが、流路３からの有機溶剤の漏洩は無く、また、各部材間の剥離も認められなかった。次いで、それぞれ、温度６０℃にて各６時間連続流通させたが、流路３からの有機溶剤の漏洩は無く、また、各部材間の剥離も認められなかった。さらに、前記ζ群の有機溶剤をそれぞれ２５℃にて各６時間連続流通させたが、流路３からの有機溶剤の漏洩は無く、また、各部材間の剥離も認められなかった。
【００８７】
［実施例２］
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
壁部材Ｂに、組成物ｙ２の硬化物（樹脂Ｙ２）を用いたこと、及び、蓋部材Ｃに、組成物ｘ２の硬化物（樹脂Ｘ２）を用いたこと、以外は実施例１と同様にしてマイクロ流体デバイスＤ２を得た。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
実施例１と同様であった。
〔流通及び有機溶剤耐性試験〕
マイクロ流体デバイスＤ２について、実施例１と同様の流通及び有機溶剤耐性試験を行ったところ、実施例１と同様の結果であった。
【００８８】
［実施例３］
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
壁部材Ｂに、組成物ｙ３の硬化物Ｙ３（樹脂Ｙ３）を用いたこと、及び、蓋部材Ｃに、組成物ｘ３の硬化物（樹脂Ｘ３）を用いたこと、以外は実施例１と同様にしてマイクロ流体デバイスＤ３を得た。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
実施例１と同様であった。
〔流通及び有機溶剤耐性試験〕
マイクロ流体デバイスＤ３について、実施例１と同様の流通及び有機溶剤耐性試験を行ったところ、実施例１と同様の結果であった。
【００８９】
［実施例４］
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
基材１上に、先ず組成物ｙ１をスピンコートし、紫外線を５秒間照射して該塗膜を半硬化させて境界層２とし、その上に底部材Ａを形成したこと、及び、一時的な支持体上に先ず組成物ｙ１をスピンコートし、紫外線を５秒間照射して該塗膜を半硬化させて境界層５とし、その上に蓋部材Ｃを形成したこと、以外は実施例１と同様にしてマイクロ流体デバイスＤ４を得た。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
実施例１と同様であった。
〔流通及び有機溶剤耐性試験〕
マイクロ流体デバイスＤ３について、実施例１と同様の流通及び有機溶剤耐性試験を行ったところ、実施例１と同様の結果であった。
【００９０】
［比較例１］
本比較例では、底部材Ａ、壁部材Ｂ、蓋部材Ｃの全てを樹脂Ｘで形成した例を示す。
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
組成物ｙ１の代わりに、前記組成物ｘ１に重合遅延剤として前記ＤＭＰを０．５部添加した組成物ｘ１’を用いたこと以外は実施例１と同様にして、底部材Ａが樹脂Ｘ１、壁部材Ｂが組成物ｘ１’の硬化物（樹脂Ｘ１’）、蓋部材Ｃが樹脂Ｘ１で形成されたマイクロ流体デバイスＣＤ１を作製した。なお、樹脂Ｘ１’の破断伸びと有機溶剤耐性は、樹脂Ｘ１とほぼ同じであった。
〔歩留まりと機械的強度試験〕
上記のマイクロ流体デバイスＣＤ１を５個作製したが、２個は壁部材Ｂと蓋部材Ｃにひびが入り使用できなかった。残る３個も、蓋部材Ｃを内側とする反りが認められた。また、残りの３個の内１個は、マイクロ流体デバイスＣＤ１を平面±５°の角度にたわめたところ、壁部材Ｂと蓋部材Ｃにひびが入り、流路３から流体が漏洩した。
〔有機溶剤耐性試験〕
得られたマイクロ流体デバイスＣＤ１について、実施例１と同様の有機溶剤耐性試験を行ったところ、実施例１と同様の結果であった。
【００９１】
即ち、底部材Ａ、壁部材Ｂ、蓋部材Ｃの全てを有機溶剤耐性は高いが破断伸び率の小さい樹脂Ｘで形成すると、得られたマイクロ流体デバイスは高い有機溶剤耐性を示すが、製造歩留まりが悪く、反りやすく、又、ひびが入りやすく、取扱性に劣るものであった。
【００９２】
［比較例２］
本比較例では、蓋部材Ｃを樹脂Ｙで形成した例を示す。
〔マイクロ流体デバイスの作製〕
蓋部材Ｃの形成材料として組成物ｙ１を用いたこと以外は実施例１と同様にして、底部材Ａが樹脂Ｘ１、壁部材Ｂが硬化物Ｙ１，蓋部材Ｃが硬化物Ｙ１で形成されたマイクロ流体デバイスＣＤ２を作製した。
〔歩留まり及び機械的強度〕
製造歩留まりも実施例１と同様であり、実施例１と同じ試験をしたところ、問題は生じなかった。
〔有機溶剤耐性試験〕
得られたマイクロ流体デバイスＣＤ２について、実施例１と同様の有機溶剤耐性試験を行ったところ、有機溶剤が前記α群の溶剤（単独）全てに対して、２５℃に於ける通液後約1時間で、流路からマイクロ流体デバイス外への溶剤の漏洩が生じた。
即ち、壁部材Ｂとして使用すれば十分な有機溶剤耐性を示すマイクロ流体デバイスを与えるような樹脂Ｙを、蓋部材Ｃに用いると、得られたマイクロ流体デバイスは有機溶剤耐性に劣ることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施例で作製したマイクロ流体デバイスの平面図模式図及び側面図模式図である。
【図２】実施例で作製したマイクロ流体デバイスの平面図模式図及び側面図模式図である。
【符号の説明】
【００９４】
Ａ 底部材
Ｂ 壁部材
Ｃ 蓋部材
１ 基材
２，５ 境界層
３ 流路
６、７ 流路の開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路の底部となる底部材Ａと、
該流路の壁部を形成する部材であって、該部材の表裏を貫通する長孔状の欠損部を有する壁部材Ｂと、
該流路の蓋部となる蓋部材Ｃとを備えたマイクロ流体デバイスであって、
前記壁部材Ｂが樹脂Ｙにより形成され、前記蓋部材Ｃが樹脂Ｘにより形成されており、
前記樹脂Ｘが、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド及び１，４−ジオキサンから成る群から選択される１種以上の有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が３％以下であり、前記樹脂Ｙが、前記樹脂Ｘを浸漬した有機溶剤と同一の前記有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの、前記樹脂Ｙの重量増加率が前記樹脂Ｘの重量増加率よりも大きい
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記蓋部材Ｃが、厚み１〜３００μｍである請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記底部材Ａが、前記樹脂Ｘで形成されている請求項１記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記底部材Ａと、前記壁部材Ｂとの境界面に、樹脂Ｙの境界層が形成された請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
前記樹脂Ｘが、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物である請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記樹脂Ｙが、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙの硬化物である請求項１乃至５のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法であって、前記壁部材を、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを所定位置に配して活性エネルギー線をパターン照射して該照射部を硬化させて樹脂Ｙとなすことによって形成し、前記蓋部材を、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｘとなすことによって形成することを特徴とするマイクロ流体デバイスの製造方法。
【請求項１】
流路の底部となる底部材Ａと、
該流路の壁部を形成する部材であって、該部材の表裏を貫通する長孔状の欠損部を有する壁部材Ｂと、
該流路の蓋部となる蓋部材Ｃとを備えたマイクロ流体デバイスであって、
前記壁部材Ｂが樹脂Ｙにより形成され、前記蓋部材Ｃが樹脂Ｘにより形成されており、
前記樹脂Ｘが、トルエン、N,N-ジメチルホルムアミド及び１，４−ジオキサンから成る群から選択される１種以上の有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの重量増加率が３％以下であり、前記樹脂Ｙが、前記樹脂Ｘを浸漬した有機溶剤と同一の前記有機溶剤に２５℃で２４時間浸漬したときの、前記樹脂Ｙの重量増加率が前記樹脂Ｘの重量増加率よりも大きい
ことを特徴とするマイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記蓋部材Ｃが、厚み１〜３００μｍである請求項１に記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記底部材Ａが、前記樹脂Ｘで形成されている請求項１記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記底部材Ａと、前記壁部材Ｂとの境界面に、樹脂Ｙの境界層が形成された請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
前記樹脂Ｘが、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘの硬化物である請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記樹脂Ｙが、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙの硬化物である請求項１乃至５のいずれかに記載のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
請求項１に記載のマイクロ流体デバイスの製造方法であって、前記壁部材を、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｙを所定位置に配して活性エネルギー線をパターン照射して該照射部を硬化させて樹脂Ｙとなすことによって形成し、前記蓋部材を、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物ｘを所定位置に配して活性エネルギー線を照射して硬化させて樹脂Ｘとなすことによって形成することを特徴とするマイクロ流体デバイスの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２１２８９４（Ｐ２００８−２１２８９４Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５７１３１（Ｐ２００７−５７１３１）
【出願日】平成１９年３月７日（２００７．３．７）
【出願人】（０００１７３７５１）財団法人川村理化学研究所 (206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月７日（２００７．３．７）
【出願人】（０００１７３７５１）財団法人川村理化学研究所 (206)
【Ｆターム（参考）】
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