JP2000042402A - 液体輸送デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輸送すべき液体が流路外へあふれ出たり、液
滴となることがなく、液体輸送デバイスを構成する基材
が膨潤することがなく、基材成分が輸送すべき液体に溶
出することがない液体輸送デバイスであって、生産性が
高く、安価な液体輸送デバイスを提供すること。 【解決手段】 基材の表面に、（１）水との接触角が４
５度以下に親水化処理された非多孔質の液体流路、及び
（２）該液体流路とそれ以外の部分とを分画し、水との
接触角が６０度以上の疎水性部分、を有する液体輸送デ
バイスであって、親水化処理された部分が実質的に溝状
でない液体輸送デバイス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微小反応装置（マ
イクロ・リアクター）；集積型ＤＮＡ分析装置；微小電
気泳動装置；微小クロマトグラフィー；医療検査用、生
化学用、環境分析用、生物工学用などのバイオセンサ
ー、などの構成要素として有用な液体輸送デバイスに関
し、更に詳しくは、反応原液、希釈液、反応生成物溶
液、検査原液、緩衝液、展開液などの液体を目的の部位
へ移送するための液体輸送デバイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスやプラスチック製の基材の上に親
水性の多孔質膜を接着又は形成して、これを液体流路と
することが知られている。

【０００３】また、微細な液体流路を形成する場合、金
属シリコン、ガラス、あるいはポリメチルメタクリレー
ト等のプラスチック製の基材に溝を形成して、これを液
体流路とすることも知られている（例えば、アール・エ
ム・マコーミック等、アナリティカル・ケミストリー、
１９９７年、第６９巻、２６２６頁）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】基材の上に親水性の多
孔質膜を接着又は形成して、これを液体流路とする方法
は、流路の幅が数ｍｍ〜数ｃｍの場合には好適な方法で
あるが、流路幅が１ｍｍ以下と微細である場合には、形
成が困難な上に、流量が極めて小さくなるという欠点が
あった。

【０００５】一方、基材に細い溝を形成する方法は、基
材が金属シリコンやガラスなどの無機物質で構成されて
いる場合には、エッチングといった生産性の低い方法に
限られる。また、生産性に優れ、射出成型が可能なプラ
スチック製の基材は一般に疎水性であり、特に塩を含有
する水溶液の場合には、その凝集力により液滴となりが
ちであり、流路幅が狭くなるほど溝中を安定して流すこ
とが困難であった。この欠点を解消するために、溝の中
のみを親水化することが考えられるが、実際には細い溝
の中のみを親水化することはかなり困難であった。基材
として親水性ポリマーを使用した場合、溝以外の部分に
液体が流れ出したり、親水性ポリマーの構成成分が送液
すべき水溶液に溶出したり、親水性ポリマーが膨潤する
などの不都合が生じていた。

【０００６】本発明が解決しようとする課題は、輸送す
べき液体が流路外へあふれ出たり、液滴となることがな
く、液体輸送デバイスを構成する基材が膨潤することが
なく、基材成分が輸送すべき液体に溶出することがない
液体輸送デバイスであって、生産性が高く、安価な液体
輸送デバイスを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決する方法について鋭意検討した結果、疎水性ポリマ
ーで構成された基材の表面に、親水化処理された非多孔
質の液体流路を形成し、基材の水との接触角と親水化処
理部分の水との接触角を特定の関係にすれば、液体流路
が基材の表面に平面状に形成されていても液体流路とし
て機能することを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００８】即ち、本発明は上記課題を解決するため
に、（Ｉ）基材の表面に、（１）水との接触角が４５度
以下に親水化処理された非多孔質の液体流路、及び
（２）害液体流路とそれ以外の部分とを分画し、水との
接触角が６０度以上の疎水性部分、とを有する液体輸送
デバイスであって、親水化処理された部分が実質的に溝
状でないことを特徴とする液体輸送デバイスを提供す
る。

【０００９】また、本発明は上記課題を解決するため
に、（II）疎水性の重合性化合物（ａ）及び光重合開始
剤とを含有する光重合性組成物（ａ′）を任意の形状に
賦形し、得られた未硬化の賦形物を、親水化すべき部分
を除いてエネルギー線を照射することにより該親水化す
べき部分以外を重合・硬化させた後、親水性の重合性化
合物を含有し、光重合開始剤を含まない親水性層形成材
料（ｂ′）と接触させた状態で、これらに活性光線を照
射することによって、賦形物の未硬化部分を重合・硬化
させると共に、賦形物の未硬化部分と親水性層形成材料
（ｂ′）との界面において、光重合性組成物（ａ′）中
の重合性化合物（ａ）と親水性層形成材料（ｂ′）中の
親水性の重合性化合物（ｂ）の一部とを共重合させるこ
とにより親水化すべき部分の表面を親水化する液体輸送
デバイスの製造方法であって、疎水性の重合性化合物
（ａ）は、重合開始剤の存在下又は不存在下で使用する
エネルギー線又は活性光線によって重合・硬化可能であ
り、親水性の重合性化合物（ｂ）は、重合開始剤の存在
下では、使用する活性光線によって重合可能であるが、
重合開始剤の不存在下では、使用する活性光線によって
重合しない、という条件を満足する疎水性の重合性化合
物（ａ）、親水性の重合性化合物（ｂ）及び活性光線を
使用することを特徴とする液体輸送デバイスの製造方法
を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の液体輸送デバイスは、基
材の表面に、（１）水との接触角が４５度以下に親水化
処理された非多孔質の液体流路、及び（２）該液体流路
とそれ以外の部分とを分画し、水との接触角が６０度以
上の疎水性部分、を有する液体輸送デバイスであって、
親水化処理された部分が実質的に溝状でないことを特徴
とする。

【００１１】即ち、本発明の液体輸送デバイスでは、親
水性部分と疎水性部分が実質的に凹凸のない基材の表面
に形成されており、本発明の液体輸送デバイスにおける
液体流路は、液体が実質的に溝状でない基材表面上を流
れるべく形成されている。本発明において、「実質的に
溝状でない」とは、親水化部分の深さが該部分の幅の１
／１０以下であるか、凹凸がないか、凸であることを言
う。本発明の液体輸送デバイスにおいては、親水化処理
部は凹である必要は無いが、親水化処理法によってはμ
ｍ以下の浅いエッチングを受けることもあり得る。従っ
て、本発明の液体輸送でナイスでは、このようなエッチ
ングによるへこみを有する液体流路であっても、幅の１
／１０以下であれば、排除するものではない。

【００１２】また、本発明の液体輸送デバイスの液体流
路は、基材表面に対して凸である場合もある。これは、
例えば、親水性ポリマーのコーティングにより液体流路
を形成した場合などに生じうる。この場合、液体流路の
高さは特に限定されないが、その厚さは幅の１／３以下
であることが好ましい。

【００１３】本発明の液体輸送デバイスにおいて、液体
は、液体流路に接してその上を流れるのであって、例え
ば、流路が多孔質体で構成されている場合のように、厚
みのある流路層の中を流れることはない。液体が液体流
路の上を流れるに当たり、液体流路は実質的に平面又は
凸であるから、液体は基材表面に盛り上がった状態で流
路上を流れる。

【００１４】本発明の液体輸送デバイスにおいて、その
疎水性部分は、水との接触角（以下、「水との接触角」
を「水接触角」と称する場合がある）が６０度以上であ
る。なお、本発明で言う接触角は静止角をいう。水接触
角が６０度未満では、流路からの液体の溢れ出しまたは
滲み出しが生じ易くなり好ましくない。疎水性部分の水
接触角は、親水化された液体流路部の水接触角との関係
もあるが、一般的には高い方が好ましく、７５度以上で
あることが好ましく、９０度以上であることが更に好ま
しい。上限は１８０度であってよいが、疎水性部分の水
との接触角が高すぎると、親水化処理した部分の水接触
角を小さくすることが困難となることが多いので、１２
０度以下が好ましい。また、疎水性部分と液体流路とな
る親水性部分との水接触角の差は大きい方が好ましい。

【００１５】基材は、液体がその上を流れることが可能
な物であれば、その素材は任意であり、例えば、ポリマ
ー、ガラス、セラミック、金属、半導体等であって良
い。また、その形状も特に限定されず、用途目的に応じ
た形状を採りうるが、例えば、フィルム状（シート状を
含む）、板状、塗膜状、スチック状、管状、円筒状、そ
の他、複雑な形状の成型物などであり得るが、成形しや
すさの面から、フィルム状又は塗膜状であることが好ま
しい。また、基材が更に別の支持体と一体化された形態
であってもよい。この場合の支持体の素材は任意であ
り、例えば、プラスチック、ポリマー、ガラス、セラミ
ック、金属、紙、布、不織布、射出成型品等であって良
い。基材が塗膜である場合には、支持体と一体化された
状態で使用する。また、複数の液体流路を１つの基材上
に形成した後、切断して複数のデバイスとすることもで
きる。

【００１６】液体流路の寸法は用途目的に応じて任意で
あるが、本発明の液体輸送デバイスは、小型のデバイス
として好適であり、その流路幅は３μｍ〜１０ｍｍの範
囲が好ましく、３０μｍ〜１ｍｍの範囲が特に好まし
い。液体流路の長さは任意であり、用途目的により決定
すればよい。勿論、液体流路は直線である必要はなく、
任意の形状であってもよい。液体流路に接続して他の機
能部位、例えば、液溜めや反応槽などの液体保持部を、
本発明における液体流路と同じ構造で形成することもで
き、注入口、流出口、電気泳動カラム、電極、その他の
構造が形成されていても良い。

【００１７】本発明の液体輸送デバイスにおける液体の
輸送方式は特に限定されないが、その駆動力としては、
例えば、重力ポテンシャル、遠心力、凝集力、表面張
力、電圧、超音波、等が挙げられるであり得る。液体の
輸送の駆動力として電圧を用いる場合には、液体流路の
両端に電極を設ける。電極は、カーボン、金属、導電性
ポリマー等の導電性物質を、真空蒸着、スパッタリン
グ、印刷、塗布、接着、圧着などの任意の方法により形
成することができる。

【００１８】本発明の液体輸送デバイスの１つの形態
は、（１）疎水性ポリマー（Ａ）で構成され、水との接
触角が６０度以上の基材（Ａ′）及び（２）該基材
（Ａ′）の表面に、水との接触角が４５度以下に親水化
処理された非多孔質の液体流路、を有する液体輸送デバ
イスである

【００１９】基材（Ａ′）は上記した疎水性部分を構成
するものであり、水接触角については、上記した本発明
の液体輸送デバイスの疎水性部分に関する説明と同じで
ある。

【００２０】本発明においては、基材（Ａ′）の水接触
角は、ポリマー（Ａ）からなる表面が平滑な成形物を用
いて測定した値であり、該成形物は溶融成形によるもの
であることが好ましい。溶融成形が不可能なポリマー
は、溶剤キャスト法やオンサイト重合によって形成され
た膜を以てポリマー（Ａ）からなる表面が平滑な成形物
としても良いが、この場合には、気体と接触した側の表
面で測定した値とする。

【００２１】基材（Ａ′）は、６０度以上の水接触角を
示す物であれば、有機、無機を問わず任意の物が使用で
きるが、成型性の良いポリマーであることが好ましく、
例えば、疎水性のポリマー（Ａ）で構成することで実施
できる。

【００２２】そのようなポリマー（Ａ）としては、例え
ば、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、ポリ
−α−メチルスチレン、ポリスチレン／マレイン酸共重
合体、ポリスチレン／アクリロニトリル共重合体の如き
スチレン系ポリマー；ポルスルホン、ポリエーテルスル
ホンの如きポリスルホン系ポリマー；ポリメチルメタク
リレート、ポリアクリロニトリルの如きポリ（メタ）ア
クリレート系ポリマー；ポリカーボネート系ポリマー；
酢酸セルロース、メチルセルロースの如きセルロース系
ポリマー；ポリウレタン系ポリマー；塩化ビニル、塩化
ビニリデンの如き塩素含有ポリマー；ポリアミド系ポリ
マー；ポリイミド系ポリマー；ポリエチレン、ポリプロ
ピレンの如きポリオレフィン系ポリマー；ポリフッ化ビ
ニリデンの如きフッ素含有ポリマー；ポリフェニレンオ
キサイド、ポリフェニレンスルフィドの如きポリエーテ
ル系又はポリチオエーテル系ポリマー；ポリエチレンテ
レフタレート、ポリアリレートの如きポリエステル系ポ
リマー等を挙げられる。勿論、ポリマー（Ａ）は単独重
合体の他、共重合体であっても良い。ポリマー（Ａ）は
熱可塑性ポリマーであっても、熱硬化性ポリマーであっ
ても良いが、生産性の面から熱可塑性ポリマー、あるい
は硬化速度の速い光硬化性の架橋重合体が好ましい。

【００２３】ポリマー（Ａ）は、水接触角が６０度以上
のものを用いることが好ましいが、水接触角が６０度未
満の材料であっても、成型方法の選択、基材（Ａ′）表
面の撥水処理、疎水性化合物とのブレンドにより基材
（Ａ′）の水接触角を６０度以上とすることができる材
料であれば、水接触角が６０度未満のものであっても使
用することができる。基材（Ａ′）は、ブレンドやアロ
イで構成されていても良いし、積層体のような複合体や
表面撥水化処理体であっても良い。さらに、基材
（Ａ′）中に、改質剤、着色剤、無機物等の添加剤が添
加されていても良い。基材（Ａ′）に改質剤として撥水
材を添加することにより、水接触角が６０度未満である
ポリマーも使用することができる。

【００２４】基材（Ａ′）に添加することができる改質
剤としては、例えば、撥水剤として機能するシリコンオ
イル、フッ素置換炭化水素、フッ素樹脂粉末などが挙げ
られる。

【００２５】基材（Ａ′）に添加することができる着色
剤としては、任意の染料や顔料、蛍光色素が挙げられ
る。

【００２６】基材（Ａ′）に添加することができる無機
物としては、例えば、クレイ、硫酸カルシウム、炭酸カ
ルシウムなどが挙げられる。

【００２７】本発明の基材（Ａ′）の形状は、特に限定
されず、用途目的に応じた形状、例えば、フィルム（シ
ートを含む）状、板状、塗膜状、スチック状、管状、円
筒状、その他複雑な形状の成型物などであり得るが、成
形の容易さから、フィルム状又は塗膜状であることが好
ましい。また、基材（Ａ′）は更に別の支持体等と一体
化された形態であってもよい。この場合の支持体の素材
は、任意であり、例えば、ポリマー、ガラス、セラミッ
ク、金属、半導体などが挙げられ、支持体の形状は、フ
ィルム（シート）、板、棒、紙、布、不織布、射出成型
品などが挙げられる。基材（Ａ′）が光硬化で形成され
た塗膜である場合には、支持体と一体化された物である
ことが好ましい。また、複数の液体流路を１つの基材上
に形成した後、切断して複数のデバイスとすることも可
能である。

【００２８】本発明の液体輸送デバイスは、基材
（Ａ′）の表面に、水との接触角が４５度以下に親水化
処理された、非多孔質の液体流路が形成されたものであ
る。流路部の親水化方法は、任意であり、例えば、プラ
ズマ処理、プラズマ重合、コロナ放電処理、表面の化学
修飾、表面への親水性化合物のグラフト重合、親水性ポ
リマーのコーティング等が挙げられる。これらの親水化
処理方法の中でも、コロナ放電処理および親水性化合物
による表面の化学修飾処理は、実質的に表面の凹凸を発
生しない方法であるが、プラズマ処理、スルホン化処
理、ニトロ化処理は、表面のエッチングにより、親水化
処理部が深さ１μｍ未満の凹形状となる場合がある。プ
ラズマ重合、表面への親水性化合物のグラフト重合、親
水性ポリマーのコーティング法では、親水化処理部が表
面に対して凸形状となる。

【００２９】プラズマ処理やプラズマ重合は、酸素；ア
セトン、有機酸その他の酸素含有化合物；アミン等の窒
素含有化合物の存在下での処理が好適である。また、常
圧プラズマ処理も可能である。

【００３０】親水性ポリマーのコーティングは、可溶性
ポリマーの溶液を印刷などにより任意のパターンで基板
上に塗布する方法である。使用できる可溶性ポリマーと
しては、例えば、ポリヒドロキシメチルメタクリレー
ト、ポリビニルアルコール、スルホン化セルロース、ス
ルホン化ポリスルホンなどがを挙げられる。

【００３１】コーティング法のように、親水性ポリマー
が基材に化学結合していない場合には、親水性ポリマー
が使用中に溶出する可能性がある。これを防止するため
には、親水性ポリマーとして、架橋ポリマーを用いるこ
とが好ましい。親水性の架橋ポリマーからなる層は、コ
ーティング後に架橋させる方法、あるいは、親水性の架
橋重合性化合物のコーティングと架橋重合により容易に
形成することができる。親水性ポリマーのコーティング
は、親水化の程度が高いものが得られるので、好まし
い。親水性ポリマーのコーティングを、親水性の重合性
化合物のオンサイト重合で行う場合、親水性の重合性化
合物として、炭素−炭素不飽和二重結合を有する重合性
化合物を用いることが、重合速度が高くなるので、好ま
しい。

【００３２】表面の化学修飾の方法としては、例えば、
ハロゲン化とその置換反応による水酸基、カルボキシル
基、アミノ基、アミド基等の導入；濃硫酸、発煙硫酸、
過硫酸塩との接触によるスルホン化；濃硝酸、発煙硝酸
などとの接触によるニトロ化、及びその置換や還元によ
る水酸基やアミノ基の導入；アジド等を用いた光化学反
応、などが挙げられる。

【００３３】親水性の重合性化合物のグラフト重合の方
法としては、例えば、基材のコロナ処理、プラズマ処
理、放射線処理などの後、親水性の付加重合性化合物と
接触させる方法や、光重合を利用した方法、などが挙げ
られる。

【００３４】これらの中でも、親水性の重合性化合物の
グラフト重合は、親水性ポリマーからなる層が、基材
（Ａ′）を構成する疎水性ポリマー（Ａ）に親水性ポリ
マーの層が共有結合しているため、親水性層が剥離した
り、親水性層の構成成分が溶出したりする危険性がない
ので、好ましい。また、親水性の重合性化合物として
は、炭素−炭素不飽和二重結合を有する重合性化合物を
用いることが、重合速度が高くなるので、好ましい。

【００３５】親水性の重合性化合物としては、例えば、
後述する本発明の製造方法において親水性の重合性化合
物（ｂ）として例示するものが挙げられる。

【００３６】本発明の液体輸送デバイスでは、親水化処
理によって流路部分のみが親水化され、それ以外の部分
は親水化されない必要がある。しかしながら、コロナ処
理、プラズマ処理、放射線処理などの後、親水性の付加
重合性化合物と接触させる方法では、流路部以外の部分
に保護層を形成し、親水化処理した後、保護層を除去す
る必要がある。保護層の形成方法としては、例えば、ポ
リマー溶液の印刷；全面コーティングと保護不要部のエ
ッチング；フォトリソグラフィー、などの方法が挙げら
れる。このような保護層の形成と除去を要する親水化処
理法は、生産効率が低いという問題がある。これに対
し、親水性ポリマーのコーティング、親水性化合物によ
る表面修飾、表面への親水性化合物のグラフト重合は、
印刷やエネルギー線照射によるパターニング法といった
生産性が高い方法を使用することができ、親水化の程度
も高くなるので好ましい方法である。この両者の方法と
も、エネルギー線照射によるパターニング法を利用する
ことによりμｍオーダーの細い液体流路を形成すること
ができる。印刷法では、幅が約０．３〜３ｍｍの流路を
形成する場合には生産性が高く好ましい方法であるが、
それより細い流路の形成はかなり困難である。

【００３７】上記した説明においては、疎水性の基材に
後から親水性部分を形成する方法について説明したが、
親水性の基材に後から疎水性部分を形成する方法によっ
ても、本発明の液体輸送デバイスを製造することができ
る。

【００３８】即ち、水接触角が４５度以下の親水性の基
材を用いて、液体流路とすべき部分以外の表面を水接触
角が６０度以上に疎水化処理（撥水処理）することによ
り、疎水性基材の表面に親水性の液体流路を形成するこ
とができる。基材がポリマーの場合には、水接触角が４
５度以下のポリマーを使用すると水系液体によって一般
には膨潤するなどの不都合が生じる。しかしながら、基
材としてガラス、シリカ、シリコン、セラミックなどの
無機物を用いた場合には、素材の種類の選定や、表面に
微細な凹凸を形成する方法などによって、水接触角を４
５度以下にすることが可能である。

【００３９】疎水化処理方法は、任意であり、例えば、
フッ素処理、プラズマ処理、プラズマ重合、表面の化学
修飾、表面への疎水性化合物のグラフト重合、疎水性ポ
リマーのコーティング、などが挙げられる。

【００４０】プラズマ処理やプラズマ重合は、例えば、
四フッ化炭素などのフッ化物、テトラクロロエタンなど
の塩化物、メタンやベンゼンなどの炭化水素の存在下
で、プラズマ処理やプラズマ重合を行うことにより、疎
水化することができる。

【００４１】表面の化学修飾としては、例えば、フッ素
化、塩素化、ブロム化、などのハロゲン化、及びこれら
の置換反応によるアルキル化；アジド化合物を用いた光
化学反応、などが挙げられる。

【００４２】疎水性ポリマーのコーティングは、可溶性
ポリマーの溶液を印刷などにより任意のパターンで基板
上に塗布する方法である。使用できる可溶性ポリマーと
しては、例えば、疎水性ポリマー（Ａ）として例示した
材料の中で、溶剤に可溶なポリマーが挙げられる。

【００４３】表面への疎水性化合物のグラフト重合とし
ては、例えば、基材をコロナ処理、プラズマ処理、放射
線処理などの表面処理をした後、疎水性の付加重合性化
合物と接触させる方法；光重合を利用した表面グラフト
法、などが挙げられる。

【００４４】これらの中でも、コロナ処理、プラズマ処
理、放射線処理などの後、疎水性の付加重合性化合物と
接触させる方法は、流路部に保護層を形成し、疎水化処
理した後、保護層を除去する必要がある。保護層の形成
は、ポリマー溶液を印刷する方法；全面コーティングの
後、保護不要部をエッチング除去する方法；フォトリソ
グラフィー、などが挙げられる。

【００４５】本発明の液体輸送デバイスは、使用中の液
体の蒸発を防止するために、本液体輸送デバイスを非接
触カバーで覆って使用することも可能である。本発明の
液体輸送デバイスとカバーを一体化することも好まし
い。

【００４６】本発明の請求項７に記載の液体輸送デバイ
スの製造方法は、疎水性の重合性化合物（ａ）及び光重
合開始剤を含有する光重合性組成物（ａ′）を任意の形
状に賦形し、得られた未硬化の賦形物を、親水化すべき
部分を除いてエネルギー線を照射することにより該親水
化すべき部分以外の部分を重合・硬化させて疎水性ポリ
マー（Ａ）とした後、親水性の重合性化合物（ｂ）を含
有し、光重合開始剤を含まない親水性層形成材料
（ｂ′）と接触させた状態で、これらに活性光線を照射
することによって、賦形物の未硬化部分を重合・硬化さ
せて疎水性ポリマー（Ａ）にすると共に、賦形物の未硬
化部分と親水性層形成材料（ｂ′）との界面において、
光重合性組成物（ａ′）中の重合性化合物（ａ）と親水
性層形成材料（ｂ′）中の親水性の重合性化合物（ｂ）
の一部とを共重合させることにより、親水化すべき部分
の表面に親水性ポリマー（Ｂ）の層を形成する液体輸送
デバイスの製造方法であって、疎水性の重合性化合物
（ａ）は、重合開始剤の存在下又は不存在下で使用する
活性光線によって重合・硬化可能であり、親水性の重合
性化合物（ｂ）は、重合開始剤の存在下では、使用する
活性光線によって重合可能であるが、重合開始剤の不存
在下では、使用する活性光線によって重合しない、とい
う条件を満足する疎水性の重合性化合物（ａ）、親水性
の重合性化合物（ｂ）及び活性光線を使用することを特
徴とするものである。

【００４７】本発明の製造方法で用いる疎水性の重合性
化合物（ａ）は、有機、無機を問わず、エネルギー線お
よび活性光線により重合し、水接触角が６０度以上のポ
リマーを生成するものであればよく、ラジカル重合性、
アニオン重合性、カチオン重合性等任意のものであって
よいが、重合速度が速く、付加重合性、または開環重合
性のものが好ましい。そのような疎水性の重合性化合物
（ａ）は、光重合開始剤の非不存在下で重合するものだ
けでなく、光重合開始剤の存在下でのみ重合するもので
あっても良い。

【００４８】そのような疎水性の重合性化合物（ａ）と
しては、重合性の炭素−炭素二重結合を有する物が好ま
しく、中でも、反応性が高い（メタ）アクリル系化合物
や、光重合開始剤の不存在下でも硬化するマレイミド系
化合物が好ましい。

【００４９】疎水性の重合性化合物（ａ）として使用で
きる（メタ）アクリル系モノマーとしては、例えば、エ
チル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリ
レート、ヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘ
キシル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリ
レート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロ
ペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニロ
キシエチル（メタ）アクリレート、３−メタクリロキシ
プロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、トリフ
ロロエチル（メタ）アクリレート、テトラフロロプロピ
ル（メタ）アクリレート、オクタフロロペンチル（メ
タ）アクリレート、ヘプタデカフルオロデシル（メタ）
アクリレート、メチル−２−クロロアクリレート、３−
クロロ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート
の如き単官能モノマー；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）プロパンの如き２官能モノマ
ー；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官能モノマー；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官能モノマー；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官能モ
ノマー、などが挙げられる。これらの化合物は、単独で
用いることもでき、２種類以上を混合して用いることも
できる。

【００５０】また、疎水性の重合性化合物（ａ）として
は、重量平均分子量が５００〜５００００の重合性オリ
ゴマー（プレポリマーとも呼ばれる）、好ましくは（メ
タ）アクリル系オリゴマーを用いることもできる。疎水
性の重合性化合物（ａ）として使用できる（メタ）アク
リル系オリゴマーは、重量平均分子量が５００〜５００
００のものが好ましく、そのようなオリゴマーしては、
例えば、エポキシ樹脂の（メタ）アクリル酸エステル、
ポリエーテル樹脂の（メタ）アクリル酸エステル、ポリ
ブタジエン樹脂の（メタ）アクリル酸エステル、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。これらのオリゴマーは、単独で
使用することもでき、２種類以上のものを混合して使用
することもでき、あるいは、モノマーと混合して使用す
ることもできる。形成された基材の強度や硬度を十分に
高くするためには、光重合性組成物（ａ′）の重合・硬
化物が架橋重合体であることが好ましく、そのため、光
重合性樹脂組成物（ａ′）は一分子中に２以上の（メ
タ）アクリロイル基の如き重合性官能基を有する、いわ
ゆる多官能のモノマー及び／又はオリゴマーを含有する
ことが好ましい。

【００５１】疎水性の重合性化合物（ａ）として使用で
きるマレイミド系のモノマーとしては、例えば、マレイ
ミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−ブチルマレ
イミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−メチルマレイミ
ド、Ｎ−ベンジルマレイミドの如き単官能マレイミド；
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、１，６−ビスマレイミドヘキサン、
１，２−ビスマレイミドエタンの如き２官能マレイミ
ド、などが挙げられる。これらのマレイミド系モノマー
は単独で用いることもでき、２種類以上をは混合して用
いることもできる。また、これらのマレイミド系モノマ
ーは、ビニルエーテル類や、アクリル系モノマー及び／
又はオリゴマー等の他の重合性化合物と混合して用いる
こともできる。

【００５２】本発明の製造方法において、光重合性組成
物（ａ′）は、親水性層形成材料（ｂ′）に接触してか
ら光重合硬化までの間、賦形された状態を実質的に保持
できるものであることが必要である。そのために、光重
合性組成物（ａ′）の主要な構成要素である疎水性の重
合性化合物（ａ）が親水性層形成材料（ｂ′）に溶解し
ないもの、あるいは、光重合性組成物（ａ′）が高粘度
のものが好ましい。同様の目的のために、光重合性組成
物（ａ′）を賦形後、親水性層形成材料（ｂ′）と接触
させるまでの間に、光重合性組成物（ａ′）が完全には
硬化しない程度の量の活性光線を照射して、賦形物を不
完全に硬化させて、高粘度化またはゲル化させておくこ
ともできる。

【００５３】光重合性組成物（ａ′）の必須構成要素で
ある光重合開始剤は、本発明で使用する活性光線に対し
て活性であり、疎水性の重合性化合物（ａ）、並びに親
水性の重合性化合物（ｂ）を重合させることが可能なも
のであれば、特に制限がなく、例えば、ラジカル重合開
始剤、アニオン重合開始剤、カチオン重合開始剤であっ
て良い。そのような光重合開始剤としては、例えば、ｐ
−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、２，２′−
ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチ
ル−１−フェニルプロパン−１−オンの如きアセトフェ
ノン類；ベンゾフェノン、４，４′−ビスジメチルアミ
ノベンゾフェノン、２−クロロチオキサントン、２−メ
チルチオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−
イソプロピルチオキサントンの如きケトン類；ベンゾイ
ン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピ
ルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテルの如きベン
ゾインエーテル類；ベンジルジメチルケタール、ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトンの如きベンジルケタ
ール類、などが挙げられる。

【００５４】光重合開始剤は、光重合性組成物（ａ′）
に溶解あるいは分散した状態で用いることができるが、
光重合性組成物（ａ′）に溶解するものであることが好
ましい。光重合性組成物（ａ′）中の光重合開始剤濃度
は、０．０１〜２０重量％の範囲が好ましく、０．５〜
１０重量％の範囲が特に好ましい。

【００５５】光重合性組成物（ａ′）には、その他の成
分を溶解又は非溶解の状態で添加することもできる。そ
の他の成分としては、例えば増粘剤、改質剤、充填剤、
強化材、着色剤等が挙げられる。

【００５６】光重合性組成物（ａ′）に添加することが
できる増粘剤としては、例えば、光重合性組成物
（ａ′）に可溶なリニアポリマー；クレイ、ゼオライ
ト、活性炭、酸化チタン、酸化アルミ、シリカゲルの如
き無機粉末、などが挙げられる。

【００５７】光重合性組成物（ａ′）に添加することが
できる改質剤としては、例えば、撥水剤として機能する
シリコンオイルやフッ素置換炭化水素、フッ素樹脂粉
末、などが挙げられる。

【００５８】光重合性組成物（ａ′）に添加することが
できる充填材や強化剤としては、例えば、有機や無機の
ステープル；クレイ、ゼオライト、活性炭、酸化チタ
ン、酸化アルミ、シリカゲルの如き無機粉末、などが挙
げられる。

【００５９】光重合性組成物（ａ′）に添加することが
できる着色剤としては、任意の染料や顔料、蛍光色素が
挙げられる。

【００６０】光重合性組成物（ａ′）を賦形する方法に
は、特に制限はない。例えば、コーター、スプレー、浸
漬等による塗布；ノズルからの押し出し；鋳型への注型
などの方法が挙げられる。光重合性組成物（ａ′）を賦
形するに当たり、光重合性組成物（ａ′）と一体化す
る、あるいは光重合性組成物（ａ′）硬化後に除去可能
な支持体を使用することも可能である。また、光重合性
組成物（ａ′）を薄く均一に塗布する必要がある場合に
は、光重合性組成物（ａ′）に溶剤を含有させて塗布し
た後、該溶剤を揮発させる方法を採用することもでき
る。この場合の溶剤は、光重合性組成物（ａ′）を溶解
できるものであれば、如何なるものであってよいが、塗
布後の物体を乾燥させる必要性から、揮発性の高い溶剤
が好ましい。そのような溶剤としては、例えば、メタノ
ール、エタノール、プロパノールの如きアルコール類；
アセトン、メチルエチルケトンの如きケトン類；ジエチ
ルエーテルの如きエーテル類；酢酸エチルの如きエステ
ル類；ヘキサン、トルエンの如き炭化水素；ジクロロメ
タン、ジクロロエタンの如き塩素系溶剤、などが挙げら
れる。

【００６１】光重合性組成物（ａ′）の未硬化の賦形物
は、任意の形状の親水化すべき部分を除いてエネルギー
線を照射することにより該親水化すべき部分以外を重合
・硬化させる。

【００６２】エネルギー線としては、光重合性組成物
（ａ′）を重合・硬化させることが可能なものであれば
任意であり、紫外線、可視光線、赤外線、電子線、エッ
クス線、γ線等が挙げられる。本工程で使用するエネル
ギー線は、後の工程で使用する活性光線と同じものであ
っても異なるものであっても良いが、同じものであるこ
とが好ましく、重合・硬化速度の面から、紫外線及び可
視光が好ましく、紫外線が特に好ましい。また、重合硬
化速度を速め、重合を完全に行う目的で、エネルギー線
の照射を低酸素濃度雰囲気で行うことが好ましい。低酸
素濃度雰囲気としては、窒素気流中、二酸化炭素気流
中、アルゴン気流中、真空または減圧雰囲気が好まし
い。

【００６３】本工程においては、光重合性組成物
（ａ′）の賦形物の親水化すべき部分を除いてエネルギ
ー線を照射する必要がある。その方法は任意であり、例
えば、照射不要部分をマスキングして照射したり、エネ
ルギー線のビームを走査する、フォトリソグラフィーの
手法が利用できる。

【００６４】親水化すべき部分以外を重合・硬化した
後、該賦形物を、親水性の重合性化合物（ｂ）を含有す
る親水性層形成材料（ｂ′）と接触させた状態で、これ
らに活性光線を照射する。

【００６５】本発明の製造方法で使用する親水性の重合
性化合物（ｂ）は、その重合体が水接触角４５度以下の
重合体を与える重合性化合物であり、かつ、本発明の製
造方法で使用する活性光線を照射した際に、光重合開始
剤が存在する時は重合するが、光重合開始剤が存在しな
い時には重合しないものである。親水性の重合性化合物
（ｂ）は、水と任意の割合で相溶するものが好ましい。

【００６６】親水性の重合性化合物（ｂ）が光重合開始
剤の不存在下で本発明で使用する活性光線によって重合
するものであると、支持体成形物の表面に結合していな
い重合体の生成量が増加するために、親水性の重合性化
合物（ｂ）の利用効率が悪くなる上、親水性層形成材料
（ｂ′）の交換頻度が高くなり生産性も低下する傾向に
あるので、好ましくない。

【００６７】親水性の重合性化合物（ｂ）が光重合開始
剤の不存在下で重合するか、しないかは、使用する活性
光線にも依存する。本発明で使用する活性光線の波長や
強度を選定することによって、親水性の重合性化合物
（ｂ）の選択範囲を広げることも可能である。

【００６８】親水性の重合性化合物（ｂ）は、生産性を
向上させる面から、重合速度の高い付加重合性化合物、
例えば、炭素−炭素不飽和二重結合を有する重合性化合
物が好ましく、（メタ）アクリロイル基を有する化合物
が特に好ましい。

【００６９】親水性の重合性化合物（ｂ）が分子中に有
する親水基としては、例えば、ポリエチレングリコール
基、水酸基、糖含有基、アミド基、ピロリドン基の如き
ノニオン性親水基；カルボキシル基、スルホン基、燐酸
基の如きアニオン性親水基；、アミノ基、アンモニウム
基の如きカチオン性親水基；アミノ酸残基、燐酸基／ア
ンモニウムイオン基の如き双性イオン基、などが挙げら
れる。勿論、これらの誘導体であって良く、例えば、ア
ミノ基、アミド基、アンモニウム基、ピロリドン基のＮ
置換体が挙げられる。親水性の重合性化合物（ｂ）は、
分子中に単数又は複数の親水基を有するものであってよ
く、複数の種類の親水基を有するものであってもよい。
本発明の液体輸送デバイスが、電場により送液されるタ
イプの場合には、親水性の重合性化合物（ｂ）として
は、アニオン性もしくはカチオン性の基を有するもの
が、液体輸送速度を向上させることができるので、好ま
しい。

【００７０】ポリエチレングリコール基を有する親水性
の重合性化合物としては、例えば、フェノキシジエチレ
ングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシテトラ
エチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシ
ヘキサエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェ
ノキシノナエチレングリコール（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、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アク
リレート、メトキシテトラエチレングリコール（メタ）
アクリレート、メトキシノナエチレングリコール（メ
タ）アクリレート、メトキシテトラデカエチレングリコ
ール（メタ）アクリレート、メトキシトリエイコサエチ
レングリコール（メタ）アクリレート、メトキシポリエ
チレングリコール（メタ）アクリレート、ジエチレング
リコールモノ（メタ）アクリレート、トリエチレングリ
コールモノ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリ
コールモノ（メタ）アクリレート、ノナエチレングリコ
ールモノ（メタ）アクリレート、テトラデカエチレング
リコールモノ（メタ）アクリレート、トリエイコサエチ
レングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレ
ングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレン
グリコールジ（メタ）アクリレート、メトキシジエチレ
ングリコール（メタ）アクリレート、などが挙げられ
る。

【００７１】水酸基を有する親水性の重合性化合物とし
ては、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレ
ート、２−ヒドロキシプロピリ（メタ）アクリレート、
２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシペンチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ
ヘキシル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル
（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）
アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、
トリグリセロールジ（メタ）アクリレート、２−ヒドロ
キシ−３−フェノキシプロピレン（メタ）アクリレー
ト、２−（メタ）アクリロイルオキシエチル−２−ヒド
ロキシプロピリフタレート、グリセロールモノ（メタ）
アクリレート、などが挙げられる。

【００７２】糖構造を有する親水性の重合性化合物とし
ては、例えば、グルコース、ガラクトース、マンノース
の如き単糖類およびこれらの誘導体の（メタ）アクリレ
ート；マルトース、セルビオース、ラクトース、スクロ
ースの如き二糖類およびこれらの誘導体の（メタ）アク
リレート；スクロデキストリンの如きオリゴ糖およびこ
れらの誘導体の（メタ）アクリレート；澱粉やヘパリン
の如き多糖類およびこれらの誘導体の（メタ）アクリレ
ート、などが挙げられる。

【００７３】アミド基を有する親水性の重合性化合物と
しては、例えば、アクリルアミド；Ｎ−エチル（メタ）
アクリルアミド、Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルア
ミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−
シクロプロピル（メタ）アクリルアミドの如きＮ−アル
キルアクリルアミド；Ｎ−メチル−Ｎ−エチル（メタ）
アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−
メチル−Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ
−メチル−Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミドの
如きＮ，Ｎ−ジアルキルアクリルアミド；Ｎ−（メタ）
アクリロイルモルホリン、Ｎ−（メタ）アクリロイルピ
ロリジン、Ｎ−（メタ）アクリロイルピぺリジン、Ｎ−
ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−メチレンビスアクリルア
ミド、Ｎ−メトキシプロピル（メタ）アクリルアミド、
Ｎ−イソプロポキシプロピル（メタ）アクリルアミド、
Ｎ−エトキシプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−１
−メトキシメチルプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ
−メトキシエトキシプロピル（メタ）アクリルアミド、
Ｎ−１−メチル−２−メトキシエチル（メタ）アクリル
アミド、Ｎ−メチル−Ｎ−ｎ−プロピル（メタ）アクリ
ルアミド、Ｎ−（１，３−ジオキソラン−２−イル）
（メタ）アクリルアミド、などが挙げられる。

【００７４】カルボキシル基を有する親水性の重合性化
合物としては、例えば、２−（メタ）アクリロイルオキ
シエチルフタル酸、２−（メタ）アクリロイルオキシプ
ロピルフタル酸、２−（メタ）アクリロイルオキシエチ
ルコハク酸、ｗ−カルボキシカプロラクトンモノ（メ
タ）アクリレート、などが挙げられる。

【００７５】スルホン基を有する親水性の重合性化合物
としては、例えば、スルホン酸ソーダエトキシメタクリ
レート、スルホン酸−２−メチルプロパン−２−アクリ
ルアミド、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−
２−メチルプロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−
２−フェニルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリロイ
ルオキシエチルスルホン酸ナトリウム、（メタ）アクリ
ロイルオキシエチルスルホン酸アンモニウム、アリルス
ルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、ス
チレンスルホン酸、スルホン酸ソーダエトキシメタクリ
レート、などが挙げられる。

【００７６】燐酸基を有する親水性の重合性化合物とし
ては、例えば、燐酸モノ（２−アクリロイルオキシエチ
ル）、燐酸ビス（メタクリルオキシエチル）、などが挙
げられる。

【００７７】アミノ基を有する親水性の重合性化合物と
しては、例えば、ジメチルアミノエチルメタクリレー
ト、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリル
アミド、Ｎ，Ｎ−（ビスメトキシメチル）カルバミルオ
キシエチルメタクリレート、Ｎ−メトキシメチルカルバ
ミルオキシエチルメタクリレート、などが挙げられる。

【００７８】アンモニウム基を有するモノマー及び／又
はオリゴマーとしては、例えば、ジメチルアミノエチル
メタクリレート４級化物、ジアリルジメチルアンモニウ
ム、（メタ）アクリロイルオキシエチルトリメチルアン
モニウムクロライド、（メタ）アクリロイルオキシプロ
ピルトリメチルアンモニウムクロライド、などが挙げら
れる。

【００７９】親水性層形成材料（ｂ′）は必須成分とし
て親水性の重合性化合物（ｂ）を含有するものであり、
液体であっても気体（蒸気）であってもよいが、生産性
や効果の点から液体であることが好ましく、親水基結合
量の制御し易さから、親水性の重合性化合物（ｂ）と溶
剤からなる溶液であることがより好ましい。溶剤は親水
性の重合性化合物（ｂ）を溶解させることができるもの
であれば任意であるが、用いる活性光線を吸収せず、光
重合性組成物（ａ′）を溶解しないものであることが好
ましい。溶剤は親水性の重合性化合物（ｂ）を完全に溶
解する必要はなく、親水性の重合性化合物（ｂ）の一部
が分散していても良い。そのような溶剤は、水、水溶性
溶剤、液状の界面活性剤もしくはそれらの混合物である
ことが好ましく、表面親水性に優れる成形物を得るため
には、水又は水を主成分とする溶剤であることがさらに
好ましい。親水性層形成材料（ｂ′）には、親水性の重
合性化合物（ｂ）の溶解あるいは分散を促進させるため
に、必要に応じて、界面活性剤を添加することもでき
る。

【００８０】水溶性溶剤としては、例えば、メタノー
ル、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、
グリセリンの如きアルコール系溶剤；酢酸の如き有機
酸；アセトンの如きケトン系溶剤；ホルムアミドの如き
アミド系溶剤、などが挙げられる。

【００８１】必要に応じて親水性層形成材料（ｂ′）に
添加することができる界面活性剤は、任意の界面活性剤
であり、例えば、アルキルアリールスルホン酸ナトリウ
ム、アルキルスルホン酸ナトリウム、スルホコハク酸エ
ステルナトリウム、高級脂肪酸ナトリウムの如きアニオ
ン性界面活性剤；高級アミンハロゲン酸塩、ハロゲン化
アルキルピリジニウム、第四アンモニウム塩の如きカチ
オン性界面活性剤；ポリエチレングリコールアルキルエ
ーテル、ポリエチレングリコール脂肪線エステル、ソル
ビン酸脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリドの如きノ
ニオン系界面活性剤；アミノ酸の如き両性界面活性剤、
などが挙げられる。

【００８２】溶液として用いる場合の親水性層形成材料
（ｂ′）中の親水性の重合性化合物（ｂ）の濃度は、要
求される親水性、界面での反応性及び親水基結合量の制
御、並びに後洗浄等の面から、０．５〜８０重量％の範
囲が好ましく、３〜５０重量％の範囲が特に好ましい。

【００８３】光重合性樹脂組成物（ａ′）の未硬化の賦
形物と親水性層形成材料（ｂ′）との接触方法は任意で
あり、例えば、賦形物の親水性層形成材料（ｂ′）中へ
の浸漬、賦形物表面への親水性層形成材料（ｂ′）の流
延又はスプレー、賦形物と親水性層形成材料（ｂ′）の
泡との接触、光重合性組成物（ａ′）と親水性層形成材
料（ｂ′）の共押し出しや複層コートなどの方法が挙げ
られる。中でも賦形物の親水性層形成材料（ｂ′）中へ
の浸漬が好ましい。光重合性組成物（ａ′）の未硬化の
賦形物と親水性層形成材料（ｂ′）との接触は、光重合
性組成物（ａ′）中の未硬化部分に親水性層形成材料
（ｂ′）が接触することが必用であるが、接触に先立つ
エネルギー線照射によって硬化した部分は接触する必要
はない。しかし、工程の簡略化のために、賦形物全体を
接触させることが好ましい。

【００８４】光重合性組成物（ａ′）を賦形して得られ
た未硬化の賦形物を、親水性層形成材料（ｂ′）と接触
させた状態で光照射すると、賦形物の内部又は表面で発
生したラジカル、アニオン、カチオンなどの活性種によ
って、疎水性の重合性化合物（ａ）が重合するととも
に、発生したこれらの活性種あるいは疎水性の重合性化
合物（ａ）の重合連鎖におけるこれらの活性種によっ
て、賦形物の表面で親水性層形成材料（ｂ′）に含有さ
れる親水性の重合性化合物（ｂ）の重合も誘発される。
即ち、重合反応は賦形物内部において疎水性の重合性化
合物（ａ）同士、賦形物と親水性層形成材料（ｂ）との
接触面において疎水性の重合性化合物（ａ）と親水性の
重合性化合物（ｂ）の間、及び該接触面近傍の親水性層
形成材料（ｂ′）相中において親水性の重合性化合物
（ｂ）同士で起こり、疎水性の重合性化合物（ａ）と親
水性の重合性化合物（ｂ）とのブロック共重合体が形成
される。従って、賦形物が硬化することにより形成され
た基材の内部には、親水性の重合性化合物（ｂ）あるい
はその重合体は存在せず、親水性の重合性化合物（ｂ）
あるいはその重合体は、基材の表面のみに結合される。
基材の表面に結合される親水性の重合性化合物（ｂ）か
らなる重合体の量は、親水性層形成材料（ｂ′）中の親
水性の重合性化合物（ｂ）の濃度、反応温度、光重合性
組成物（ａ′）中の光重合開始剤濃度、光強度等によっ
て調節することができる。基材の表面に固定された親水
性の重合性化合物（ｂ）は、親水性の重合性化合物
（ｂ）自体やオリゴマーであることもあり得る。

【００８５】なお、本発明の製造方法では、親水性の重
合性化合物（ｂ）は、使用された量の一部分が光重合性
組成物（ａ′）の賦形物の硬化物である基材の表面に結
合し、残余の親水性の重合性化合物（ｂ）は、未硬化の
まま親水性層形成材料（ｂ′）中に残留することにな
る。

【００８６】本発明の製造方法では、印刷やフォトリソ
グラフィー等の手法を用いることにより、表面の必要部
位のみ親水性の液体流路が形成され、その他の部分は疎
水性の表面となる流体輸送デバイスを容易に製造するこ
とができる。

【００８７】光重合性組成物（ａ′）の賦形物と親水性
層形成材料（ｂ′）とを接触させた状態で照射する活性
光線としては、紫外線、可視光、赤外線が挙げられる。
これらの活性光線の中でも、重合・硬化速度の面から、
紫外線及び可視光が好ましく、紫外線が特に好ましい。
電子線、Ｘ線、ガンマ線などの放射線は、基材に結合し
ない親水性の重合性化合物（ｂ）重合体を形成させるた
め不適当である。また、重合・硬化速度を速め、重合・
硬化を完全にする目的で、低酸素雰囲気中で照射した
り、親水性層形成材料（ｂ′）中に溶解している酸素を
除去しておくことも好ましい。活性光線の照射部位は、
光重合性組成物（ａ′）の賦形物中の未硬化部分のみで
十分であるが、それ以外の部分も含めて照射しても良
い。生産性の面から、賦形物全体に照射することが好ま
しい。

【００８８】

【実施例】以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を
更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の範囲
に限定されるものではない。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
「重量部」及び「重量％」を表わす。

【００８９】［実施例１］疎水性の重合性化合物（ａ）
として、１分子中に平均３個のアクリロイル基を有する
ウレタンアクリレートオリゴマー（大日本インキ化学工
業株式会社製の「ユニディックＶ−４２６３」）７０部
および１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（日本
化薬株式会社製の「カヤラッドＨＤＤＡ」）３０部の混
合物を用い、光重合開始剤として「イルガキュアー１８
４」（チバガイギー社製の光重合開始剤）２部を用い、
これらを均一に混合して、光重合性組成物（ａ′−１）
を得た。

【００９０】一方、親水性の重合性化合物（ｂ−１）と
してスルホン酸ソーダエトキシメタクリレート（日本乳
化剤株式会社製の「ＭＳ−２Ｎ」）を用い、その３０％
水溶液を調製し、親水性層形成材料（ｂ′−１）とし
た。

【００９１】光重合性組成物（ａ′−１）をガラス板に
厚さ２５０μｍのバーコーターで塗布した後、該塗膜の
上に、液体流路となるべき幅０．５ｍｍ、長さ２０ｍｍ
の線と、その線の両端に接続した液溜めとなるべき５ｍ
ｍ×５ｍｍの正方形部とから成り、角は全て０．５ｍｍ
Ｒで丸めたダンベル型のフォトマスクを非接触状態で置
き、その上からウシオ電機株式会社製のマルチライト２
００型露光装置用光源ユニットを用いて２０ｍＷ／cm²
の紫外線を３０秒間照射した。得られたものは、マスキ
ング部は未硬化であり、照射部は硬化していた。その
後、該部材を、温度４０℃の親水性層形成材料（ｂ′−
１）が深さ１０ｍｍだけ入れられたバットに沈め、その
全体に先ほどと同じ紫外線を９０秒間照射し、取り出し
て、水洗、ガラス板からの剥離、および風乾することに
より、全体が透明なフィルム状の液体輸送デバイスを作
製した。

【００９２】この液体輸送デバイスの表面の水接触角を
共和科学株式会社製の液適法ＣＡ−Ｄ型接触角計を用い
て測定したところ、ダンベル型の親水性部分の接触角は
７度、それ以外の部分の水接触角は７８度であった。

【００９３】この液体輸送デバイスを湿潤箱（相対湿度
がほぼ１００％に保たれた箱）中に水平に設置し、ピペ
ットを用いて、ダンベル型の親水性部の全体に蒸留水を
乗せたところ、疎水性部に乗った水も親水性部に引き寄
せられて、ダンベル型の親水性部にのみ水が乗った状態
となった。そこで、一方の液溜め部の水を濾紙で吸収し
て除去したところ、蒸留水が他方の液溜め部から幅０．
５ｍｍの親水化された液体流路を通って一方の液溜め部
に移動した。蒸留水に代えて燐酸緩衝溶液（ＰＢＳ）を
用いて同じ試験を行なったところ、同様の結果を得た。

【００９４】［実施例２］実施例１で作製した液体輸送
デバイスの２つの液溜め部に、導電性カーボンペースト
を用い、それぞれ銅線を接着することにより、電極を有
する液体輸送デバイスを製造した。

【００９５】この液体輸送デバイスに実施例１と同様に
して水を乗せ、電極間に１００ボルトの直流電圧を掛け
たところ、水はプラス極側の液溜めからマイナス極側の
液溜めへ移動した。

【００９６】［実施例３］実施例１において、親水性の
重合性化合物（ｂ−２）として、スルホン酸ソーダエト
キシメタクリレートに代えてメトキシポリエチレングリ
コール４００アクリレート（新中村化学株式会社の「Ａ
Ｍ−９０Ｇ」）を使用した以外は、実施例１と同様にし
て、液体輸送デバイスを製造した。

【００９７】実施例１と同様にして水接触角を測定した
結果、親水化処理部が１６度、それ以外の部分が７８度
であった。

【００９８】この液体輸送デバイスを用いて実施例１と
同様の方法で液体輸送試験を行ったところ、実施例１と
同様の結果を得た。

【００９９】［実施例４］実施例１において、親水性層
形成材料（ｂ′−１）に代えて、親水性層形成材料
（ｂ′−４）として、スルホン酸ソーダエトキシメタク
リレート（日本乳化剤株式会社製の「ＭＳ−２Ｎ」）１
０％水溶液を用いた以外は、実施例１と同様にして、液
体輸送デバイスを製造した。

【０１００】実施例１と同様にして水接触角を測定した
結果、塗布部が２３度、それ以外のポリスチレン部が９
０度であった。

【０１０１】この液体輸送デバイスを用いて実施例１と
同様の方法で液体輸送試験を行ったところ、蒸留水に関
しては実施例１と同様の結果を得た。燐酸緩衝溶液の場
合には、他方の液溜めの液残量が極く少なくなると流路
内で液が途切れ、完全には送液されなかったが、特に問
題となるほどではなかった。

【０１０２】［実施例５］ヒドロキシエチルメタクリレ
ート（東京化成株式会社製）１７．６部、１０エチレン
キサイド変性ビスフェノールＡジアクリレート（新中村
化学株式会社製の「ＢＰＥ−１０」）２部、光重合開始
剤として「イルガキュアー１８４」（チバガイギー社
製）０．４部および２−ブタノン８０部を混合して、親
水性の重合性溶液を調製した。このように調製した親水
性の重合性溶液を、筆記用ペンを用いて、厚さ０．２ｍ
ｍの２軸延伸ポリスチレンシート（大日本インキ化学工
業株式会社製）の上に、液体流路となるべき幅約０．３
ｍｍ、長さ１５ｍｍの線と、その線の両端に接続した液
溜めとなるべき５ｍｍ×５ｍｍの正方形部とから成るダ
ンベル状に塗布し、気流を当てて乾燥させた後、実施例
１と同じ紫外線照射装置を用いて４０ｍＷ／cm² の紫外
線を６０秒間照射することにより、液体輸送デバイスを
製造した。

【０１０３】走査型電子顕微鏡による断面観察によれ
ば、液体流路部に塗布された親水性ポリマーは、幅約３
３０μｍ、厚さ約１４μｍであった。

【０１０４】実施例１と同様にして水接触角を測定した
結果、塗布部が３１度、それ以外のポリスチレン部が９
０度であった。

【０１０５】この液体輸送デバイスを用いて実施例１と
同様の方法で液体輸送試験を行ったところ、蒸留水に関
しては実施例１と同様の結果を得た。燐酸緩衝溶液の場
合には、他方の液溜めの液残量が少なくなると流路内で
液が途切れ、完全には送液されなかったが、特に問題と
なるほどではなかった。

【０１０６】［実施例６］実施例１において、疎水性の
重合性化合物（ａ−１）に代えて、疎水性の重合性化合
物（ａ−６）として、４エチレンオキサイド変性ビスフ
ェノールＡジアクリレート（第一工業株式会社製の「Ｂ
ＰＥ−４」）９８部を用いた以外は、実施例１と同様に
して、液体輸送デバイスを製造した。

【０１０７】実施例１と同様にして水接触角を測定した
結果、ダンベル型の親水部以外の表面の水接触角は６９
度、液溜め部の水接触角は７度であった。

【０１０８】この液体輸送デバイスを用いて実施例１と
同様の方法で液体輸送試験を行ったところ、液溜め内の
蒸留水または燐酸緩衝溶液のレベルがそれほど高くない
範囲では実施例１と同様の結果であったが、液レベルを
高くし過ぎると、実施例１に比べて、やや液が流路から
あふれ出し易い傾向を示した。しかしながら、流路から
あふれ出さないように液溜めの液面高さをコントロール
することは容易であった。

【０１０９】［実施例７］実施例１において、疎水性の
重合性化合物（ａ−１）に代えて、疎水性の重合性化合
物（ａ−７）として、１０エチレンオキサイド変性ビス
フェノールＡジアクリレート（第一工業株式会社製の
「ＢＰＥ−１０」）９８部を用いた以外は、実施例１と
同様にして、液体輸送デバイスを製造した。

【０１１０】実施例１と同様にして水接触角を測定した
結果、ダンベル型の親水部以外の表面の水接触角は６２
度、液溜め部の水接触角は７度であった。

【０１１１】この液体輸送デバイスを用いて実施例１と
同様の方法で液体輸送試験を行ったところ、液溜め内の
蒸留水または燐酸緩衝溶液のレベルが低い範囲では実施
例１と同様の結果であったが、液レベルを高くし過ぎる
と、実施例１や実施例６に比べて、液が流路からあふれ
出しがちであった。しかしながら、流路からあふれ出さ
ないように液面高さをコントロールすることは比較的容
易であった。

【０１１２】［比較例１］実施例１において、親水性層
形成材料（ｂ′−１）に代えて、メトキシポリエチレン
グリコール４００アクリレート（新中村化学株式会社製
の「ＡＭ−９０Ｇ」）５％水溶液を用いた以外は、実施
例１と同様にして、液体輸送デバイスを製造した。

【０１１３】実施例１と同様にして水接触角を測定した
結果、ダンベル型の親水部以外の表面の水接触角は７８
度、液溜め部の水接触角は５０度であった。

【０１１４】この液体輸送デバイスを用いて実施例１と
同様の方法で液体輸送試験を行ったところ、液溜め内の
蒸留水または燐酸緩衝溶液量が少なくなると流路中で液
が途切れ、送液できなくなった。一方、液体を流路中で
液が途切れないように、液溜め内に液を少し多く置く
と、液が流路からあふれ出した。即ち、比較例１で得た
デバイスでは、液面のコントロールが難しく、安定して
送液することは困難であった。

【０１１５】［比較例２］実施例１において、疎水性の
重合性化合物（ａ）として、１０エチレンオキサイド変
性ビスフェノールＡジアクリレート（第一工業株式会社
製，ＢＰＥ−１０）９５部及びヒドロキシエチルメタク
リレート（東京化成株式会社製）５部の混合物を用いた
以外は、実施例１と同様にして、液体輸送デバイスを製
造した。

【０１１６】実施例１と同様にして水接触角を測定した
結果、親水化処理部が７度、それ以外の部分が５１度で
あった。

【０１１７】この液体輸送デバイスを用いて実施例１と
同様の方法で永代輸送試験を行った。液体流路部に蒸留
水を乗せるに当たり、シリンジを用いて流路をはみ出さ
ないように注意深く蒸留水を乗せても流路からはみ出し
がちであり、一度はみ出した水は流路に引き込まれるこ
とはなかった。また、液溜めの液レベルが少し上がる
と、液が流路からあふれ出した。即ち、比較例２で得た
デバイスでは、液面のコントロールが難しく、安定して
送液することは非常に困難であった。

【０１１８】

【発明の効果】本発明の液体輸送デバイスは、基材にエ
ッチング等により溝を形成して流路とした従来品と比較
して、輸送する液体が流路外へあふれ出たり、液滴とな
ることがなく、安定して輸送できる。また、本発明の液
体輸送デバイスは、基材が膨潤することがなく、基材成
分が液体に溶出することもない。更に、本発明の液体輸
送デバイスは、生産性が高く、安価に製造できる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D075 AB01 AE04 AE17 BB42X BB42Z BB46X BB46Z CA36 CA37 CB11 DA04 DB01 DB13 DB18 DB20 DB31 DC16 DC30 EA06 EA21 EB07 EB13 EB14 EB15 EB19 EB22 EB35 EB38 EB39 EB51 EC37 4F006 AA22 AB24 AB62 BA10 CA09 DA00 DA04 EA03 4G068 AA01 AB11 AC20 AD50 4G075 AA30 AA39 CA33 CA54 EC21 EE12 FB02 FB03 FB04 FB06 FB12 FC11 FC20

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材の表面に、（１）水との接触角が４
   ５度以下に親水化処理された非多孔質の液体流路、及び
   （２）該液体流路とそれ以外の部分とを分画し、水との
   接触角が６０度以上の疎水性部分、を有する液体輸送デ
   バイスであって、親水化処理された部分が実質的に溝状
   でないことを特徴とする液体輸送デバイス。
2. 【請求項２】 液体流路の両末端にそれぞれ電極を設け
   た請求項１記載の液体輸送デバイス。
3. 【請求項３】 （１）疎水性ポリマー（Ａ）で構成さ
   れ、水との接触角が６０度以上の基材（Ａ′）、及び
   （２）該基材（Ａ′）の表面に、水との接触角が４５度
   以下に親水化処理された非多孔質の液体流路を有するこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の液体輸送デバイ
   ス。
4. 【請求項４】 液体流路が親水性ポリマー（Ｂ）からな
   る層である請求項１、２又は３記載の液体輸送デバイ
   ス。
5. 【請求項５】 親水性ポリマーからなる層が、基材
   （Ａ′）を構成する疎水性ポリマー（Ａ）に共有結合し
   た親水性ポリマー（Ｂ）からなる層である請求項４記載
   の液体輸送デバイス。
6. 【請求項６】 親水性ポリマー（Ｂ）が炭素−炭素不飽
   和二重結合を有する重合性化合物の付加重合体である請
   求項４又は５記載の液体輸送デバイス。
7. 【請求項７】 疎水性の重合性化合物（ａ）及び光重合
   開始剤を含有する光重合性組成物（ａ′）を任意の形状
   に賦形し、得られた未硬化の賦形物を、親水化すべき部
   分を除いてエネルギー線を照射することにより該親水化
   すべき部分以外を重合・硬化させた後、親水性の重合性
   化合物（ｂ）を含有し、光重合開始剤を含まない親水性
   層形成材料（ｂ′）と接触させた状態で、これらに活性
   光線を照射することによって、賦形物の未硬化部分を重
   合・硬化させると共に、賦形物の未硬化部分と親水性層
   形成材料（ｂ′）との界面において、光重合性組成物
   （ａ′）中の重合性化合物（ａ）と親水性層形成材料
   （ｂ′）中の親水性の重合性化合物（ｂ）の一部とを共
   重合させることにより親水化すべき部分の表面を親水化
   する液体輸送デバイスの製造方法であって、疎水性の重
   合性化合物（ａ）は、重合開始剤の存在下又は不存在下
   で使用するエネルギー線または活性光線によって重合・
   硬化可能であり、親水性の重合性化合物（ｂ）は、重合
   開始剤の存在下では、使用する活性光線によって重合可
   能であるが、重合開始剤の不存在下では、使用する活性
   光線によって重合しない、という条件を満足する疎水性
   の重合性化合物（ａ）、親水性の重合性化合物（ｂ）及
   び活性光線を使用することを特徴とする液体輸送デバイ
   スの製造方法。