JP6627759B2 - Method for manufacturing molding die, method for manufacturing micromixer, and method for manufacturing microfluidic chip - Google Patents

Method for manufacturing molding die, method for manufacturing micromixer, and method for manufacturing microfluidic chip Download PDF

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Description

本発明は成形用金型およびその製造方法に関し、特に樹脂成形品たるマイクロミキサーまたはこれを含むマイクロ流体チップにおける液体の残渣の発生と離型に伴うキズやゴミの発生とを抑制しうる技術に関する。   The present invention relates to a molding die and a method of manufacturing the same, and more particularly to a technique capable of suppressing the generation of liquid residues in a micromixer or a microfluidic chip including the same, and the generation of scratches and dust due to mold release. .

従来から、試験用血液のような液体を微細流路に供給し、その液体の混合や反応を行うマイクロ流体チップが知られている（特許文献１参照）。
特許文献１の技術では、混合槽（３０）の液体注入口（３０ｉｎ）の配置や混合槽の底部（３０ｂｔ）の形状などを工夫し、マイクロミキサーとしての混合槽内での液体の混合や混合槽における液体の残渣の低減を実現しようとしている（図５〜図８、図１１〜図１６など参照）。特許文献１では、これらを促進するために、混合槽の内壁の表面に対しフッ素コーティングのような撥水加工を施すのがよい旨示唆されている（段落００８１など参照）。
特許文献２にも、液体の残渣を低減する技術が開示されている。特許文献２では、対象部位（抽出口近傍部３０２ｂ）に対し周知の撥水性材料をコーティングして、その内表面の水接触角や表面粗さを一定範囲に制御し、液体の残渣の低減を図ろうとしている（段落００４６、００５５〜００５６など参照）。
しかし、特許文献１、２のように、撥水コーティング技術を利用するのは、コーティングの膜が経時劣化により剥離しうるため、液体の残渣を低減する技術としては十分とはいえない側面もある。BACKGROUND ART Conventionally, a microfluidic chip that supplies a liquid such as test blood to a fine channel and mixes and reacts the liquid has been known (see Patent Document 1).
In the technique of Patent Literature 1, the arrangement of the liquid injection port (30 in) of the mixing tank (30) and the shape of the bottom (30 bt) of the mixing tank are devised to mix and mix liquids in the mixing tank as a micromixer. Attempts have been made to reduce the residue of liquid in the tank (see FIGS. 5 to 8, FIGS. 11 to 16, and the like). Patent Literature 1 suggests that in order to promote these, it is better to apply a water-repellent treatment such as a fluorine coating to the surface of the inner wall of the mixing tank (see paragraph 0081 and the like).
Patent Document 2 also discloses a technique for reducing liquid residues. In Patent Document 2, a target portion (a portion near the extraction port 302b) is coated with a well-known water-repellent material, and a water contact angle and a surface roughness of an inner surface thereof are controlled within a certain range to reduce a liquid residue. (See paragraphs 0046, 0055 to 0056, etc.).
However, the use of the water-repellent coating technique as in Patent Documents 1 and 2 is not sufficient as a technique for reducing liquid residues because the coating film can be peeled off due to aging. .

他方で、特許文献１に記載されるような、試験液などの液体を混合するための混合槽の形状として、その内壁面に液体が付着して液残りがおきないよう、すなわち内壁面が水平面に直交する垂直面を有する混合槽を成形する際には、キャビティ（成形空間）に対し垂直に立設された凸部を有する金型を使用する必要がある。垂直面の加工としては、旋盤を使用して加工する方法が一般的ではあるが、特許文献１に記載されるような混合槽形状の場合、その底部が軸対称でないため、かかる金型の加工方法としては、Ｒ１ボールエンドカッターを用いるマシニングセンタ加工が考えられる。
特許文献１では特に加工方法についてまで言及されていないものの、たとえば、加工ピッチを０．０５ｍｍと設定したような場合には、カッターの円弧形状同士の交点で、金型の側面には理論上０．０５ｍｍの間隔の加工跡が形成されるが、加工精度のばらつきなどで、０．０５ｍｍ以上の間隔が形成されることがある。また使用するボールエンドカッターの刃先形状にもよるが、最小の高さであっても０．０００３ｍｍの高さの「山（凹凸）」が形成される。かかる加工により形成された金型を用いて混合槽を成形しようとすると、金型の加工時にできた凹凸が、樹脂成形品の内壁面に転写され、なおかつ離型時において当該凹凸が樹脂成形品に摺動し、その表面にキズが形成されゴミも発生しやすくなる。またマシニングセンタ加工の加工プログラムが同じであっても、カッターの摩耗度合により上記の理論上の凹凸を再現し難く、金型の凹凸バラツキを生じる。
仮に、特許文献２に記載されている技術、すなわちブラスト処理した金型面を転写し、成形品の表面粗さを一定範囲に制御するような技術であっても、特許文献２ではかかる金型面の転写を受ける対象部位（抽出口近傍部３０２ｂ）がテーパー状を呈しているため（段落００５８など参照）、当該対象部位の内壁面が傾斜しており、離型時におけるキズやゴミの発生は想定されておらず、かかる技術をそのまま転用することはできない。On the other hand, as described in Patent Document 1, the shape of a mixing tank for mixing a liquid such as a test liquid is such that the liquid does not adhere to the inner wall surface and no liquid remains, that is, the inner wall surface is horizontal. When molding a mixing tank having a vertical surface perpendicular to the above, it is necessary to use a mold having a convex portion provided upright to a cavity (molding space). As the processing of the vertical surface, a method of processing using a lathe is generally used. However, in the case of a mixing tank shape as described in Patent Literature 1, the bottom of the mixing tank is not axially symmetric, so that such a die processing is performed. As a method, machining center processing using an R1 ball end cutter can be considered.
Although Patent Document 1 does not particularly mention the processing method, for example, when the processing pitch is set to 0.05 mm, the side of the mold is theoretically 0 at the intersection of the arc shapes of the cutters. Processing traces are formed at intervals of 0.05 mm, but intervals of 0.05 mm or more may be formed due to variations in processing accuracy. Also, depending on the shape of the cutting edge of the ball end cutter to be used, even if the height is the minimum, a “peak (concavity and convexity)” having a height of 0.0003 mm is formed. When an attempt is made to mold a mixing tank using a mold formed by such processing, the irregularities formed during the processing of the mold are transferred to the inner wall surface of the resin molded article, and the irregularities are formed when the mold is released. And the surface is scratched, and dust is likely to be generated. Further, even if the machining program of the machining center is the same, it is difficult to reproduce the above-mentioned theoretical unevenness due to the degree of wear of the cutter, and unevenness of the mold occurs.
Even if the technology described in Patent Document 2, that is, a technology in which a blasted mold surface is transferred and the surface roughness of a molded product is controlled within a certain range, Patent Document 2 discloses such a mold. Since the target portion to be transferred to the surface (the portion near the extraction opening 302b) has a tapered shape (see paragraph 0058 and the like), the inner wall surface of the target portion is inclined, and scratches and dust are generated when the mold is released. Is not assumed and such technology cannot be diverted as it is.

特許第５０２９６６９号公報Japanese Patent No. 5029669 特開２００５−３５３０３０号公報JP 2005-353030 A

したがって、本発明の主な目的は、垂直面を有するマイクロミキサーまたはこれを含むマイクロ流体チップであって、液体の残渣の発生と離型に伴うキズやゴミの発生とを抑制しうるマイクロミキサーまたはこれを含むマイクロ流体チップを製造することができる金型およびその製造方法を提供することにある。   Accordingly, a main object of the present invention is a micromixer having a vertical surface or a microfluidic chip including the same, which can suppress generation of scratches and dust due to generation of liquid residue and release from the mold. An object of the present invention is to provide a mold capable of manufacturing a microfluidic chip including the same and a method for manufacturing the same.

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
垂直面を有するマイクロミキサーまたはこれを含むマイクロ流体チップを成形するための成型用金型であって、前記マイクロミキサーを形成するための凸部を有し、前記凸部の表面粗さが０．０１〜５μｍである成型用金型の製造方法において、
母材に対し、ボールエンドカッターを用いたマシニングセンタ加工を施し、マイクロミキサーを形成するための凸部前駆体を形成する工程と、
前記凸部前駆体の表面に対し、鏡面磨き処理、イエプコ処理またはブラスト処理を施し、当該表面の表面粗さを０．０１〜５μｍとする工程と、
を備え、
前記凸部前駆体を形成する工程では、前記凸部前駆体を、その中心軸に対し、非対称形状とすることを特徴とする成形用金型の製造方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to one embodiment of the present invention,
A molding die for molding a micromixer having a vertical surface or a microfluidic chip including the same, comprising a convex portion for forming the micromixer, wherein the convex portion has a surface roughness of 0. In a method for producing a molding die having a size of from 01 to 5 μm,
A step of subjecting the base material to machining center processing using a ball end cutter, and forming a convex precursor for forming a micromixer,
A step of subjecting the surface of the projection precursor to a mirror polishing treatment, a YEPCO treatment or a blast treatment to make the surface roughness of the surface 0.01 to 5 μm,
Equipped with a,
In the step of forming the convex part precursor, the convex part precursor, with respect to its central axis, forming mold manufacturing method, wherein to Rukoto asymmetric shape is provided.

本発明によれば、撥水コーティングを行わなくても、液体の残渣の発生と離型に伴うキズやゴミの発生とを抑制しうるマイクロミキサーまたはこれを有するマイクロ流体チップを製造することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it does not perform a water-repellent coating, the micromixer which can suppress generation | occurrence | production of the residue of a liquid and generation | occurrence | production of the damage | wound and dust accompanying mold release, or the microfluidic chip which has this can be manufactured. .

マイクロ流体チップの概略構成を示す断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a microfluidic chip. マイクロ流体チップにおける試験液の動きを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the movement of a test solution in a microfluidic chip. マイクロ流体チップにおける試験液の動きを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the movement of a test solution in a microfluidic chip. マイクロ流体チップにおける試験液の動きを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the movement of a test solution in a microfluidic chip. 混合槽の構造を示す断面模式図である。It is a cross section showing the structure of a mixing tank. 混合槽の構造を示す平面模式図である。It is a plane schematic diagram which shows the structure of a mixing tank. 混合槽の構造を説明するための図である。It is a figure for explaining the structure of a mixing tank. 混合槽における試験液の対流を説明するための図である。It is a figure for explaining convection of a test liquid in a mixing tank. 比較例に係る混合槽の構造を説明するための図である。It is a figure for explaining the structure of the mixing vessel concerning a comparative example. 比較例に係る混合槽における試験液の対流を説明するための図である。It is a figure for explaining convection of a test liquid in a mixing vessel concerning a comparative example. 混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。It is a figure which shows the behavior of the test liquid in a mixing tank typically. 混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。It is a figure which shows the behavior of the test liquid in a mixing tank typically. 混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。It is a figure which shows the behavior of the test liquid in a mixing tank typically. 混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。It is a figure which shows the behavior of the test liquid in a mixing tank typically. 混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。It is a figure which shows the behavior of the test liquid in a mixing tank typically. 混合槽における試験液の挙動を模式的に示す図である。It is a figure which shows the behavior of the test liquid in a mixing tank typically. 射出成形装置の概略構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of an injection molding device. 射出成形装置のエジェクター機構が作動した状態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which an ejector mechanism of the injection molding device is operated. 送液試験で使用する送液装置の概略的な構成を示す図である。It is a figure showing the schematic structure of the liquid sending device used for a liquid sending test.

以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＜(1)マイクロ流体チップの概略構成＞
図１は、マイクロ流体チップ１の概略構成を示す断面模式図である。図１および図１以降のその他の図には、方位関係を明確化することを目的として、相互に直交するＸＹＺの３軸が付されている。<(1) Schematic configuration of microfluidic chip>
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a schematic configuration of the microfluidic chip 1. In FIG. 1 and other figures subsequent to FIG. 1, three XYZ axes orthogonal to each other are given for the purpose of clarifying the azimuth relationship.

マイクロ流体チップ１は、例えば、幅および深さが数μｍから数百μｍの微細流路に液体を供給し、液体を構成する分子や粒子の挙動に基づいて液体の混合や反応を行なう装置である。そして、該マイクロ流体チップ１は、ブロック状の本体部１０と、該本体部１０内において直線状に延在する微細流路２０と、該微細流路２０に流す試験液の混合を促進する混合槽３０と、微細流路２０に対して試験液および空気の注入および排出を行う注入排出口４０と、微細流路２０内にその反応面が露出するように設けられる反応部５０とを備える。   The microfluidic chip 1 is, for example, a device that supplies a liquid to a fine channel having a width and a depth of several μm to several hundred μm and performs mixing and reaction of the liquid based on the behavior of molecules and particles constituting the liquid. is there. The microfluidic chip 1 includes a block-shaped main body 10, a fine flow path 20 extending linearly in the main body 10, and a mixing for promoting the mixing of the test liquid flowing through the fine flow path 20. A tank 30, an injection / discharge port 40 for injecting and discharging a test liquid and air into and from the fine flow path 20, and a reaction unit 50 provided in the fine flow path 20 so that its reaction surface is exposed.

本体部１０は、低コストで使い捨て可能な樹脂を用いて構成され、具体的には熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、環状ポリオレフィンなどを用いることが好ましく、これらの中でもポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンをもちいることが特に好ましい。
本体部１０は、例えば、幅が５０ｍｍ、奥行きが５０ｍｍ、高さが１０ｍｍ程度のサイズを有する。また、該本体部１０を構成する複数の部分が別々に切削加工や射出成形によって形成され、該複数の部分が接着剤等によって接合されることで、本体部１０が完成される。The main body 10 is made of a low-cost disposable resin, and specifically, a thermoplastic resin is used. As the thermoplastic resin, for example, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, nylon 6, nylon 66, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polypropylene, polypropylene, polyisoprene, polyethylene, poly It is preferable to use dimethylsiloxane, cyclic polyolefin and the like, and among these, it is particularly preferable to use polymethyl methacrylate and cyclic polyolefin.
The main body 10 has, for example, a size of about 50 mm in width, about 50 mm in depth, and about 10 mm in height. Further, a plurality of parts constituting the main body 10 are separately formed by cutting or injection molding, and the plurality of parts are joined with an adhesive or the like, whereby the main body 10 is completed.

微細流路２０は、例えば、幅が１〜３ｍｍ、高さが数十μｍ〜１ｍｍ程度のサイズを有するが、これに限定されるものではない。また、流路長には特に制限はないが、流路の条件（サイズ等）によって、微細流路２０における試験液の流れが層流となる場合には、本発明がより有効に働き、大きな効果をもたらす。   The fine channel 20 has a size of, for example, a width of about 1 to 3 mm and a height of about several tens of μm to 1 mm, but is not limited thereto. The flow path length is not particularly limited. However, when the flow of the test liquid in the fine flow path 20 becomes laminar depending on the flow path conditions (size and the like), the present invention works more effectively, Bring effect.

混合槽３０は、微細流路２０の一方の端部に連通するように設けられ、該混合槽３０内に注入される試験液の混合および攪拌を行う微小な混合機（マイクロミキサー）として働く。また、該混合槽３０は、試験液の規定量以上の容積を有する。そして、該混合槽３０は、後述するように、試験液の混合および攪拌が促進され易い構造を有する。   The mixing tank 30 is provided so as to communicate with one end of the fine channel 20, and functions as a minute mixer (micromixer) for mixing and stirring the test solution injected into the mixing tank 30. Further, the mixing tank 30 has a volume equal to or more than a specified amount of the test liquid. The mixing tank 30 has a structure that facilitates mixing and stirring of the test liquid, as described later.

注入排出口４０は、微細流路２０の他方の端部に連通するように設けられる。また、注入排出口４０には、試験液の供給源が接続されるとともに、該試験液の注入および排出を行うポンプが接続される。なお、注入排出口４０からの試験液の注入および注入排出口４０からの試験液の排出を行うポンプは、混合槽３０に対して接続されても良い。   The injection / discharge port 40 is provided so as to communicate with the other end of the fine channel 20. Further, a supply source of the test liquid and a pump for injecting and discharging the test liquid are connected to the injection / discharge port 40. In addition, a pump for injecting the test liquid from the injection / discharge port 40 and discharging the test liquid from the injection / discharge port 40 may be connected to the mixing tank 30.

反応部５０は、微細流路２０のうちの混合槽３０および注入排出口４０がそれぞれ連通される部分の中間位置であって、該微細流路２０の下面に設けられる。そして、反応部５０では、該反応部５０の近傍を通る試験液の内部に拡散している生化学物質が反応する。なお、上記試験液としては、例えば、生体から採取された血液を遠心分離して得られた血漿等が挙げられ、試験液に含まれる生化学物質としては、血液中に存在する各種の抗原等が挙げられる。また、反応部５０を構成する反応物質としては、例えば、上記抗原に対して特異的に反応し得る抗体等が挙げられる。   The reaction unit 50 is provided at a lower position of the fine flow channel 20 at an intermediate position between portions of the fine flow channel 20 where the mixing tank 30 and the injection / exhaust port 40 communicate with each other. Then, in the reaction section 50, the biochemical substance diffused into the test liquid passing near the reaction section 50 reacts. Examples of the test solution include plasma obtained by centrifuging blood collected from a living body, and biochemical substances contained in the test solution include various antigens and the like present in blood. Is mentioned. In addition, examples of the reactant constituting the reaction section 50 include an antibody capable of specifically reacting with the antigen.

＜(2)マイクロ流体チップにおける試験液の大まかな流れ＞
図２から図４は、マイクロ流体チップ１における試験液Ｅｘの大まかな流れを説明するための図である。<(2) Rough flow of test liquid in microfluidic chip>
FIG. 2 to FIG. 4 are diagrams for explaining a rough flow of the test solution Ex in the microfluidic chip 1.

試験に際しては、まず、図２で示されるように、マイクロ流体チップ１の外部から注入排出口４０を介して微細流路２０に試験液Ｅｘが注入されるとともに、該試験液Ｅｘが微細流路２０を通って混合槽３０に注入される。そして、図３で示されるように、試験液Ｅｘが混合槽３０に一旦貯留された状態となる。次に、図４で示されるように、混合槽３０に貯留されている試験液Ｅｘが、微細流路２０を通り、注入排出口４０からマイクロ流体チップ１の外部へ排出される。   In the test, first, as shown in FIG. 2, the test liquid Ex is injected into the microchannel 20 from the outside of the microfluidic chip 1 via the injection port 40, and the test liquid Ex is injected into the microchannel 20. It is injected into the mixing tank 30 through 20. Then, as shown in FIG. 3, the test liquid Ex is temporarily stored in the mixing tank 30. Next, as shown in FIG. 4, the test liquid Ex stored in the mixing tank 30 is discharged from the injection / discharge port 40 to the outside of the microfluidic chip 1 through the fine flow path 20.

このようなマイクロ流体チップ１に対する試験液Ｅｘの注入から排出に至る期間において、試験液Ｅｘが反応部５０において反応する。具体的には、試験液Ｅｘが、注入排出口４０から混合槽３０に移動する際、および混合槽３０から注入排出口４０に移動する際のそれぞれにおいて、試験液Ｅｘが反応部５０において反応する。   The test liquid Ex reacts in the reaction section 50 during a period from the injection of the test liquid Ex to the microfluidic chip 1 to the discharge thereof. Specifically, the test liquid Ex reacts in the reaction unit 50 when the test liquid Ex moves from the injection / discharge port 40 to the mixing tank 30 and when the test liquid Ex moves from the mixing tank 30 to the injection / discharge port 40. .

ここで、微細流路２０における試験液Ｅｘの流れが層流となる場合には、試験液Ｅｘのうちの反応部５０近傍における生化学物質の濃度が、反応部５０との反応によって薄まる。このため、試験液Ｅｘが注入排出口４０から混合槽３０に移動する際に、試験液Ｅｘは、反応部５０との反応によって、微細流路２０の上部を流れる生化学物質の濃度が相対的に高い試験液（高濃度試験液）と、微細流路２０の下部を流れる生化学物質の濃度が相対的に低い試験液（低濃度試験液）とに分かれる。   Here, when the flow of the test liquid Ex in the fine flow path 20 is a laminar flow, the concentration of the biochemical substance in the vicinity of the reaction part 50 in the test liquid Ex decreases due to the reaction with the reaction part 50. For this reason, when the test liquid Ex moves from the injection / exhaust port 40 to the mixing tank 30, the test liquid Ex reacts with the reaction unit 50 so that the concentration of the biochemical substance flowing in the upper part of the fine channel 20 becomes relatively high. (High-concentration test solution) and a test solution (low-concentration test solution) in which the concentration of the biochemical substance flowing in the lower part of the microchannel 20 is relatively low.

そして、微細流路２０における試験液Ｅｘの流れが層流であるため、微細流路２０以外の部分で、高濃度試験液と低濃度試験液との混合および攪拌がなされなければ、微細流路２０を通って注入排出口４０から試験液Ｅｘが排出される際に、試験液Ｅｘと反応部５０との反応が進行し難い。しかしながら、本実施形態に係るマイクロ流体チップ１では、後述するように、混合槽３０が、試験液Ｅｘの混合および攪拌がなされ易い構造を有する。   Since the flow of the test liquid Ex in the fine flow path 20 is laminar, unless the mixing and stirring of the high-concentration test liquid and the low-concentration test liquid is performed in portions other than the fine flow path 20, the fine flow path When the test liquid Ex is discharged from the inlet / outlet 40 through the inlet 20, the reaction between the test liquid Ex and the reaction unit 50 hardly progresses. However, in the microfluidic chip 1 according to the present embodiment, the mixing tank 30 has a structure in which the test liquid Ex is easily mixed and stirred, as described later.

このため、混合槽３０において高濃度試験液と低濃度試験液とが混合されることで生成される混合液体としての試験液Ｅｘが、混合槽３０から排出される際に、微細流路２０の下部の内壁面近傍に設けられる反応部５０と反応する。   For this reason, when the test liquid Ex as a mixed liquid generated by mixing the high-concentration test liquid and the low-concentration test liquid in the mixing tank 30 is discharged from the mixing tank 30, It reacts with the reaction part 50 provided near the lower inner wall surface.

なお、マイクロ流体チップ１から試験液Ｅｘが排出された後に、例えば、反応部５０の固相化面の光学的特性の変化を外部から検出することで、抗原と抗体との免疫反応が測定される。この際の検出には、光学機器が使われても良いし、肉眼による目視が利用されても良い。本体部１０の材質が透明な樹脂等で構成されていれば、外部からの観察は容易である。   After the test solution Ex is discharged from the microfluidic chip 1, for example, by detecting externally a change in the optical characteristics of the solid-phased surface of the reaction unit 50, the immune reaction between the antigen and the antibody is measured. You. For this detection, an optical device may be used, or visual observation by the naked eye may be used. If the material of the main body 10 is made of a transparent resin or the like, observation from the outside is easy.

＜(3)混合槽の構造＞
図５は、混合槽３０の構造を示す断面模式図であり、図６は、混合槽３０の構造を示す上面模式図である。なお、図５では、混合槽３０のＸＺ平面に平行な断面（ＸＺ断面）が示され、図６では、混合槽３０を＋Ｚ方向から見た図が示されている。<(3) Structure of mixing tank>
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the mixing tank 30, and FIG. 6 is a schematic top view showing the structure of the mixing tank 30. FIG. 5 shows a cross section (XZ cross section) of the mixing tank 30 parallel to the XZ plane, and FIG. 6 shows a view of the mixing tank 30 as viewed from the + Z direction.

図５および図６で示されるように、混合槽３０は、上方（＋Ｚ方向）が開放され、底部３０ｂｔに液体注入口３０ｉｎが設けられた槽部である。   As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the mixing tank 30 is a tank part whose upper part (+ Z direction) is open and in which a liquid inlet 30in is provided in a bottom part 30bt.

混合槽３０の内壁によって囲まれる空間（内部空間領域）３０ｓｐは、液体注入口３０ｉｎの近傍を除いてＺ軸に垂直な平面に平行な断面（ＸＹ断面）の形状が、略円形となるように形成される。別の観点から言えば、内部空間領域３０ｓｐは、液体注入口３０ｉｎの近傍を除いてＺ軸に平行な軸Ｌ１を中心とした全方向について回転対称となるような形状を有する。更に換言すれば、軸Ｌ１は、液体注入口３０ｉｎの近傍を除く、内部空間領域３０ｓｐの各ＸＹ断面の重心位置を上下方向（Ｚ軸の方向）に貫く直線となる。以下では、該軸Ｌ１を、混合槽３０の中心を示す線（中心線）とも称する。   The space (internal space area) 30sp surrounded by the inner wall of the mixing tank 30 is formed such that the shape of a cross section (XY cross section) parallel to a plane perpendicular to the Z axis except for the vicinity of the liquid injection port 30in is substantially circular. It is formed. From another viewpoint, the internal space region 30sp has a shape that is rotationally symmetric in all directions around an axis L1 parallel to the Z axis except for the vicinity of the liquid inlet 30in. In other words, the axis L1 is a straight line that passes through the position of the center of gravity of each XY cross section of the internal space region 30sp in the vertical direction (the direction of the Z axis) except for the vicinity of the liquid inlet 30in. Hereinafter, the axis L1 is also referred to as a line (center line) indicating the center of the mixing tank 30.

なお、内部空間領域３０ｓｐの複数のＸＹ断面の重心位置が、一本の直線上に乗らない場合には、該複数のＸＹ断面の重心位置から、近似計算によって複数のＸＹ断面の重心位置を近似的に貫く直線が中心線Ｌ１として求められても良い。   When the positions of the centers of gravity of the plurality of XY sections in the internal space area 30sp do not lie on one straight line, the positions of the centers of gravity of the plurality of XY sections are approximated from the positions of the centers of gravity of the plurality of XY sections. A straight line may be obtained as the center line L1.

また、内部空間領域３０ｓｐを形成する混合槽３０の内壁の側面（側壁部）３０ｓｗは、Ｚ軸に略平行な壁面を構成する。   Further, a side surface (side wall portion) 30sw of the inner wall of the mixing tank 30 forming the internal space region 30sp forms a wall surface substantially parallel to the Z axis.

液体注入口３０ｉｎは、混合槽３０の底部３０ｂｔのうち、軸Ｌ１から−Ｘ方向にずれた位置に設けられる。該液体注入口３０ｉｎは、微細流路２０と連通される。このため、微細流路２０から液体注入口３０ｉｎを介して内部空間領域３０ｓｐに対して試験液Ｅｘが注入される。なお、液体注入口３０ｉｎと微細流路２０とを繋ぐ流路は、Ｚ軸に沿った方向に延設されるため、液体注入口３０ｉｎから内部空間領域３０ｓｐに注入される試験液Ｅｘの流れの方向は、＋Ｚ方向となる。また、液体注入口３０ｉｎは、混合槽３０に貯留される試験液Ｅｘを微細流路２０に向けて排出する役割も果たす。   The liquid injection port 30in is provided in the bottom 30bt of the mixing tank 30 at a position shifted in the -X direction from the axis L1. The liquid inlet 30in communicates with the fine channel 20. Therefore, the test liquid Ex is injected from the fine channel 20 into the internal space region 30sp via the liquid injection port 30in. Since the flow path connecting the liquid injection port 30in and the fine flow path 20 extends in the direction along the Z axis, the flow of the test liquid Ex injected from the liquid injection port 30in into the internal space region 30sp. The direction is the + Z direction. The liquid inlet 30 in also plays a role of discharging the test liquid Ex stored in the mixing tank 30 toward the fine flow path 20.

底部３０ｂｔは、その内部空間領域３０ｓｐのＸＹ断面が、下方（−Ｚ方向）に行けば行くほど狭くなる部分である。具体的には、液体注入口３０ｉｎに近づけば近づく程、底部３０ｂｔの内部空間領域３０ｓｐのＸＹ断面が狭くなる。そして、液体注入口３０ｉｎは、底部３０ｂｔの中央からずれた位置に設けられる。   The bottom portion 30bt is a portion where the XY cross section of the internal space region 30sp becomes narrower as going downward (-Z direction). Specifically, the closer to the liquid inlet 30in, the narrower the XY cross section of the internal space region 30sp of the bottom 30bt. The liquid inlet 30in is provided at a position shifted from the center of the bottom 30bt.

なお、ここで言う底部３０ｂｔの中央とは、該底部３０ｂｔのうち、該底部３０ｂｔをＸＹ平面に投影した平面領域の重心点を上下方向（Ｚ軸の方向）に貫く直線が通る部分である。また、底部３０ｂｔの中央は、内部空間領域３０ｓｐのうちの底部３０ｂｔが形成する空間領域の複数のＸＹ断面の重心を上下方向（Ｚ軸の方向）に貫く近似直線が通る部分であっても良い。また、ここでは、底部３０ｂｔの中央は、軸Ｌ１が通る部分と略同一となる。   Here, the center of the bottom portion 30bt refers to a portion of the bottom portion 30bt through which a straight line passes vertically through the center of gravity of the plane area where the bottom portion 30bt is projected on the XY plane (in the direction of the Z axis). In addition, the center of the bottom 30bt may be a portion through which an approximate straight line that passes through the center of gravity of a plurality of XY cross sections of the space region formed by the bottom 30bt in the vertical direction (Z-axis direction) in the internal space region 30sp. . Further, here, the center of the bottom portion 30bt is substantially the same as the portion through which the axis L1 passes.

また、底部３０ｂｔは、液体注入口３０ｉｎと液溜部３０ｐｈと傾斜部３０ｔｐとを有する。液溜部３０ｐｈは、下に凸の略半円球状の空間を形成する部分である。また、傾斜部３０ｔｐは、軸Ｌ１が通る点の近傍の部分から液体注入口３０ｉｎに向けて略一定の傾斜を有する。   The bottom 30bt has a liquid inlet 30in, a liquid reservoir 30ph, and an inclined portion 30tp. The liquid reservoir 30ph is a portion that forms a substantially semi-spherical space that is convex downward. Further, the inclined portion 30tp has a substantially constant inclination from a portion near the point where the axis L1 passes through toward the liquid inlet 30in.

図６で示されるように、傾斜部３０ｔｐは、上方（＋Ｚ方向）から見た場合、液体注入口３０ｉｎの部分を要とした扇型状の形状を有する面（図６の斜線部）を備えて構成される。つまり、傾斜部３０ｔｐは、液体注入口３０ｉｎに向けて先細りする。また、傾斜部３０ｔｐでは、液体注入口３０ｉｎを基準として、何れの方向に進んでも一定の傾斜が保たれる形態を有する。この傾斜部３０ｔｐの存在により、液体注入口３０ｉｎからの試験液Ｅｘの排出が促進されるため、混合槽３０内における試験液Ｅｘの残留が抑制される。そして、混合槽３０に液体が残留し難くなれば、試験液Ｅｘの無駄遣いも抑制される。   As shown in FIG. 6, when viewed from above (+ Z direction), the inclined portion 30tp has a fan-shaped surface (shaded portion in FIG. 6) that requires the liquid inlet 30in. It is composed. That is, the inclined portion 30tp tapers toward the liquid inlet 30in. Further, the inclined portion 30tp has a form in which a constant inclination is maintained in any direction with respect to the liquid injection port 30in. Due to the presence of the inclined portion 30tp, the discharge of the test liquid Ex from the liquid inlet 30in is promoted, so that the residual test liquid Ex in the mixing tank 30 is suppressed. If the liquid does not easily remain in the mixing tank 30, waste of the test liquid Ex is also suppressed.

また、液体注入口３０ｉｎから傾斜部３０ｔｐ上の何れの方向に進んでも、液溜部３０ｐｈに差し掛かる部分において、傾斜部３０ｔｐが水平面と成す角度が急激に変化する。このため、傾斜部３０ｔｐおよび液溜部３０ｐｈの何れの曲面も、傾斜部３０ｔｐと液溜部３０ｐｈとの境界において不連続となり、該境界付近に緩やかに突起する凸部に相当する部分が形成される。   Also, regardless of the direction from the liquid inlet 30in to the inclined portion 30tp, the angle formed by the inclined portion 30tp with the horizontal plane at the portion approaching the liquid reservoir 30ph changes rapidly. For this reason, any of the curved surfaces of the inclined portion 30tp and the liquid reservoir 30ph is discontinuous at the boundary between the inclined portion 30tp and the liquid reservoir 30ph, and a portion corresponding to a gently protruding convex portion is formed near the boundary. You.

図７は、混合槽３０の構造を別の観点から説明するための図であり、図７では、図５と同様に、混合槽３０のＸＺ平面に平行な断面（ＸＺ断面）が示され、液体注入口３０ｉｎの中央を通り且つ上方（＋Ｚ方向）に仮想的に延伸される線（仮想線）Ｌ２が付されている。   FIG. 7 is a view for explaining the structure of the mixing tank 30 from another viewpoint. FIG. 7 shows a cross section (XZ cross section) of the mixing tank 30 parallel to the XZ plane, as in FIG. A line (virtual line) L2 extending virtually through the center of the liquid inlet 30in and upward (in the + Z direction) is provided.

図７で示されるように、同じＺ座標については、仮想線Ｌ２から−Ｘ方向に係る混合槽３０の内壁面までの距離Ｄ１と、仮想線Ｌ２から＋Ｘ方向に係る混合槽３０の内壁面までの距離Ｄ２とが異なる。換言すれば、内部空間領域３０ｓｐの水平方向に沿ったＸＹ断面において、仮想線Ｌ２が通る位置から一方向（例えば、−Ｘ方向）に係る内壁までの距離Ｄ１と、仮想線Ｌ２が通る位置から一方向とは反対方向（例えば、＋Ｘ方向）に係る内壁までの距離Ｄ２とが異なる。   As shown in FIG. 7, for the same Z coordinate, the distance D1 from the imaginary line L2 to the inner wall surface of the mixing tank 30 in the −X direction and the distance from the imaginary line L2 to the inner wall surface of the mixing tank 30 in the + X direction. Is different from D2. In other words, in the XY cross section along the horizontal direction of the internal space region 30sp, the distance D1 from the position where the virtual line L2 passes to the inner wall in one direction (for example, the −X direction) and the position where the virtual line L2 passes The distance D2 to the inner wall in a direction opposite to the one direction (for example, the + X direction) is different.

更に、混合槽３０の内壁の傾きの変化に着目すれば、図７で示されるように、混合槽３０の内壁は、液体注入口３０ｉｎを基準として−Ｘ方向に向かう方が、液体注入口３０ｉｎを基準として＋Ｘ方向に向かう場合よりも、相対的に短いＸ座標の変化に応じて、垂直方向に延びる側壁部３０ｓｗに至る。   Furthermore, paying attention to the change in the inclination of the inner wall of the mixing vessel 30, as shown in FIG. 7, the direction of the inner wall of the mixing vessel 30 in the −X direction with respect to the liquid As a result, the side wall portion 30sw extending in the vertical direction is responsive to a change in the X coordinate relatively shorter than in the case of going in the + X direction.

換言すれば、混合槽３０の内壁が水平面（ＸＹ平面）と成す角度の変化量（内壁角度変化量）に着目すると、液体注入口３０ｉｎの位置を基準とした場合には、＋Ｘ方向への所定距離の移動に対する内壁角度変化量と、−Ｘ方向への所定距離の移動に対する内壁角度変化量とが異なる。   In other words, focusing on the amount of change in the angle between the inner wall of the mixing tank 30 and the horizontal plane (XY plane) (the amount of change in the inner wall angle), when the position of the liquid injection port 30in is used as a reference, the predetermined amount in the + X direction The change amount of the inner wall angle with respect to the movement of the distance is different from the change amount of the inner wall angle with respect to the movement of the predetermined distance in the −X direction.

更に換言すれば、以下で定義される第１の変化量と第２の変化量とが異なる。ここでは、第１の変化量は、混合槽３０の内壁面上を底部３０ｂｔから側壁部３０ｓｗに至るまでの間に、液体注入口３０ｉｎから第１の方向（例えば、−Ｘ方向）に所定距離進む経路において内壁面と水平面（ここでは、ＸＹ平面）とが成す角度が変化する量に相当する。また、第２の変化量は、混合槽３０の内壁面上を底部３０ｂｔから側壁部３０ｓｗに至るまでの間に、液体注入口３０ｉｎから第１の方向とは反対の第２の方向（例えば、＋Ｘ方向）に所定距離進む経路において内壁面と水平面（ここでは、ＸＹ平面）とが成す角度が変化する量に相当する。   In other words, the first change amount and the second change amount defined below are different. Here, the first change amount is a predetermined distance from the liquid inlet 30in in the first direction (for example, the −X direction) from the bottom 30bt to the side wall 30sw on the inner wall surface of the mixing tank 30. This corresponds to the amount by which the angle formed between the inner wall surface and the horizontal plane (here, the XY plane) changes in the traveling path. In addition, the second amount of change is in a second direction opposite to the first direction from the liquid injection port 30in (for example, from the bottom 30bt to the side wall 30sw) on the inner wall surface of the mixing tank 30 (for example, This corresponds to the amount by which the angle formed between the inner wall surface and the horizontal plane (here, the XY plane) changes in a path traveling a predetermined distance in the + X direction.

本実施形態では、底部３０ｂｔの中央から第１の方向にずれた位置に液体注入口３０ｉｎが設けられるとともに、混合槽３０の底部３０ｂｔのうちの液体注入口３０ｉｎを基準とした第２の方向に傾斜部３０ｔｐが設けられる。これにより、第１の変化量が、第２変化量よりも相対的に大きくなっている。   In the present embodiment, the liquid inlet 30in is provided at a position deviated in the first direction from the center of the bottom 30bt, and in the second direction based on the liquid inlet 30in of the bottom 30bt of the mixing tank 30. An inclined portion 30tp is provided. Thereby, the first change amount is relatively larger than the second change amount.

＜(4)混合槽において生じる試験液の対流＞
図８は、液体注入口３０ｉｎから内部空間領域３０ｓｐに注入される試験液Ｅｘの対流について説明するための図である。図８では、太線の矢印によって、高濃度試験液および低濃度試験液の大まかな流れが示されている。<(4) Convection of test liquid generated in mixing tank>
FIG. 8 is a diagram for explaining the convection of the test liquid Ex injected from the liquid injection port 30in into the internal space region 30sp. In FIG. 8, rough flows of the high-concentration test solution and the low-concentration test solution are indicated by thick arrows.

上述したように、液体注入口３０ｉｎは、混合槽３０の中心線Ｌ１からずれた位置に設けられるとともに、底部３０ｂｔの中央からずれた位置に設けられる。このため、内部空間領域３０ｓｐのうち、仮想線Ｌ２を基準とした−Ｘ側の空間領域が、液体注入口３０ｉｎを基準とした＋Ｘ側の空間領域よりも狭い。   As described above, the liquid injection port 30in is provided at a position shifted from the center line L1 of the mixing tank 30, and is provided at a position shifted from the center of the bottom 30bt. For this reason, in the internal space region 30sp, the space region on the −X side based on the virtual line L2 is smaller than the space region on the + X side based on the liquid inlet 30in.

このような構造により、液体注入口３０ｉｎの−Ｘ側の部分から注入される試験液Ｅｘ（高濃度試験液）は、内部空間領域３０ｓｐのうちの−Ｘ側の空間領域に一旦は流れ込む。しかしながら、該−Ｘ側の空間領域が狭いため、該高濃度試験液は、内部空間領域３０ｓｐのうちの＋Ｘ側の空間領域に流れ込み易い。そして、この高濃度試験液の流れは、液体注入口３０ｉｎの＋Ｘ側の部分から内部空間領域３０ｓｐのうちの＋Ｘ側の空間領域に注入される試験液Ｅｘ（低濃度試験液）の流れに合流され易い。このため、混合槽３０の構造によって、高濃度試験液と低濃度試験液とが混合および攪拌され易い試験液Ｅｘの対流が生じる。なお、このとき、内部空間領域３０ｓｐにおける試験液Ｅｘの流れは乱流となり易い。   With such a structure, the test liquid Ex (high-concentration test liquid) injected from the −X side portion of the liquid injection port 30in once flows into the −X side space region of the internal space region 30sp. However, since the space area on the −X side is narrow, the high concentration test solution easily flows into the space area on the + X side of the internal space area 30sp. The flow of the high-concentration test solution joins the flow of the test solution Ex (low-concentration test solution) injected from the + X side portion of the liquid inlet 30in into the + X side space region of the internal space region 30sp. Easy to do. For this reason, due to the structure of the mixing tank 30, convection of the test liquid Ex, in which the high-concentration test liquid and the low-concentration test liquid are easily mixed and stirred, occurs. At this time, the flow of the test liquid Ex in the internal space region 30sp tends to be turbulent.

図９は、仮に、本実施形態に係る混合槽３０を基準として、液体注入口３０ｉｎを混合槽３０の中心線Ｌ１上に移動させることで底部３０ｂｔの中央に移動させるとともに、傾斜部３０ｔｐを取り除いた比較例に係る混合槽３０Ｐの構造を示す断面模式図である。   FIG. 9 temporarily moves the liquid injection port 30in to the center of the bottom 30bt by moving the liquid injection port 30in on the center line L1 of the mixing tank 30 with the mixing tank 30 according to the present embodiment as a reference, and removes the inclined portion 30tp. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structure of the mixing tank 30P which concerns on the comparative example.

図９で示されるように、比較例に係る混合槽３０Ｐでは、液体注入口３０ｉｎＰが、混合槽３０Ｐの中心線Ｌ１Ｐ上に設けられ且つ底部３０ｂｔＰの中央に設けられる。このため、混合槽３０Ｐの中心線Ｌ１Ｐと、液体注入口３０ｉｎＰの中央から＋Ｚ方向に延伸される仮想線Ｌ２Ｐとが同一となる。したがって、混合槽３０Ｐの内部空間領域３０ｓｐＰでは、各ＸＹ断面において、仮想線Ｌ２Ｐから混合槽３０Ｐの任意の位置の内壁までの距離ＤＰが略一定となっている。   As shown in FIG. 9, in the mixing tank 30P according to the comparative example, the liquid injection port 30inP is provided on the center line L1P of the mixing tank 30P and provided at the center of the bottom 30btP. For this reason, the center line L1P of the mixing tank 30P and the virtual line L2P extending in the + Z direction from the center of the liquid inlet 30inP become the same. Therefore, in the internal space region 30spP of the mixing tank 30P, the distance DP from the imaginary line L2P to the inner wall at an arbitrary position of the mixing tank 30P is substantially constant in each XY cross section.

図１０は、液体注入口３０ｉｎＰから内部空間領域３０ｓｐＰに注入される試験液Ｅｘの対流について説明するための図である。図１０では、図８と同様に、太線の矢印によって、高濃度試験液および低濃度試験液の大まかな流れが示されている。   FIG. 10 is a diagram for explaining the convection of the test liquid Ex injected from the liquid inlet 30inP into the internal space region 30spP. In FIG. 10, as in FIG. 8, rough flows of the high concentration test solution and the low concentration test solution are indicated by thick arrows.

上述した比較例に係る混合槽３０Ｐの構造では、内部空間領域３０ｓｐＰのうち、液体注入口３０ｉｎＰを基準とした−Ｘ方向の空間領域と、液体注入口３０ｉｎＰを基準とした＋Ｘ方向の空間領域とが略同一の広さを有する。   In the structure of the mixing vessel 30P according to the comparative example described above, the internal space area 30spP has a space area in the −X direction based on the liquid inlet 30inP, and a space area in the + X direction based on the liquid inlet 30inP. Have approximately the same area.

このため、図１０で示されるように、液体注入口３０ｉｎＰの−Ｘ側の部分から注入される試験液Ｅｘ（高濃度試験液）は、内部空間領域３０ｓｐＰのうちの−Ｘ側の空間領域に流れ込む。一方、液体注入口３０ｉｎＰの＋Ｘ側の部分から注入される試験液Ｅｘ（低濃度試験液）は、内部空間領域３０ｓｐＰのうちの＋Ｘ側の空間領域に流れ込む。したがって、図８で示された本実施形態に係る混合槽３０の場合と比較して、高濃度試験液と低濃度試験液との混合および攪拌が促進されるような対流が相対的に生じ難い。   For this reason, as shown in FIG. 10, the test solution Ex (high-concentration test solution) injected from the −X side portion of the liquid inlet 30 inP is placed in the −X side space region of the internal space region 30spP. Flow in. On the other hand, the test solution Ex (low-concentration test solution) injected from the + X side portion of the liquid inlet 30inP flows into the + X side space region of the internal space region 30spP. Therefore, compared to the case of the mixing tank 30 according to the present embodiment shown in FIG. 8, convection that promotes mixing and stirring of the high-concentration test solution and the low-concentration test solution is relatively unlikely to occur. .

＜(5)混合槽への注入初期段階における試験液の挙動＞
本実施形態に係る混合槽３０の構造によれば、混合槽３０に試験液Ｅｘが注入され始めて間もない段階（注入初期段階）における試験液Ｅｘの挙動によっても、高濃度試験液と低濃度試験液との混合および攪拌が促進される。<(5) Behavior of test liquid in initial stage of injection into mixing tank>
According to the structure of the mixing tank 30 according to the present embodiment, the high-concentration test liquid and the low-concentration test liquid are also determined by the behavior of the test liquid Ex in the stage immediately after the injection of the test liquid Ex into the mixing tank 30 (initial stage of injection). Mixing and stirring with the test solution is promoted.

図１１〜図１６は、注入初期段階における混合槽３０内の試験液Ｅｘの状態を示す模式図である。図１１〜図１６では、混合槽３０の底部３０ｂｔ近傍におけるＸＺ断面の内縁の形状が太線で描かれており、試験液Ｅｘの液面ＥｘｓのＸＺ断面の形状が実線で描かれている。以下、図１１〜図１６を参照しつつ、注入初期段階における混合槽３０内での試験液Ｅｘの挙動について説明する。   FIGS. 11 to 16 are schematic diagrams showing the state of the test solution Ex in the mixing tank 30 at the initial stage of the injection. In FIGS. 11 to 16, the shape of the inner edge of the XZ cross section near the bottom 30 bt of the mixing tank 30 is drawn by a thick line, and the XZ cross section of the liquid surface Exs of the test liquid Ex is drawn by a solid line. Hereinafter, the behavior of the test solution Ex in the mixing tank 30 in the initial stage of the injection will be described with reference to FIGS.

注入初期段階においては、混合槽３０内で試験液Ｅｘが順次に以下の挙動(Ｉ)〜(VI)を示す。   In the initial stage of the injection, the test liquid Ex exhibits the following behaviors (I) to (VI) sequentially in the mixing tank 30.

(Ｉ)図１１で示されるように、試験液Ｅｘの最も先頭の部分が、微細流路２０から混合槽３０の液体注入口３０ｉｎまで至る。なお、図１１で示される状態に至るまでは、試験液Ｅｘの液面Ｅｘｓは、微細流路２０から液体注入口３０ｉｎに至る流路の中心線（Ｚ軸と平行な線）に対して略直交する状態が維持されながら、＋Ｚ方向に移動する。 (I) As shown in FIG. 11, the foremost part of the test liquid Ex reaches from the fine channel 20 to the liquid inlet 30 in of the mixing tank 30. Until the state shown in FIG. 11, the liquid level Exs of the test liquid Ex is substantially equal to the center line (line parallel to the Z axis) of the flow path from the fine flow path 20 to the liquid inlet 30in. It moves in the + Z direction while maintaining the orthogonal state.

(II)液面Ｅｘｓが、液体注入口３０ｉｎと傾斜部３０ｔｐとの境界に到達すると、図１２〜図１３で示されるように、液面Ｅｘｓは、Ｚ軸に対して略一定角度傾斜した状態となり、混合槽３０の内部空間領域３０ｓｐ内を徐々に進行する。 (II) When the liquid surface Exs reaches the boundary between the liquid inlet 30in and the inclined portion 30tp, the liquid surface Exs is inclined at a substantially constant angle with respect to the Z axis as shown in FIGS. And gradually progresses in the internal space area 30sp of the mixing tank 30.

(III)液面Ｅｘｓが、傾斜部３０ｔｐと液溜部３０ｐｈとの境界まで到達すると、水平面（ＸＹ平面）を基準とした傾斜部３０ｔｐの角度と液溜部３０ｐｈの角度との違いに起因して、試験液Ｅｘの自重に応じて試験液Ｅｘが液溜部３０ｐｈ内に進行しようとする力よりも、試験液Ｅｘの液溜部３０ｐｈ内への進行を表面張力によって抑止する力の方が大きい状態となる。このとき、図１４で示されるように、内部空間領域３０ｓｐへ注入される試験液Ｅｘの量が増加されることで、液面Ｅｘｓの形状が凸面を形成する。 (III) When the liquid surface Exs reaches the boundary between the inclined portion 30tp and the liquid reservoir 30ph, it is caused by the difference between the angle of the inclined portion 30tp with respect to the horizontal plane (XY plane) and the angle of the liquid reservoir 30ph. Therefore, the force that suppresses the progress of the test liquid Ex into the liquid reservoir 30ph by the surface tension is more than the force that the test liquid Ex tries to advance into the liquid reservoir 30ph according to the own weight of the test liquid Ex. It becomes a large state. At this time, as shown in FIG. 14, the shape of the liquid surface Exs forms a convex surface by increasing the amount of the test liquid Ex injected into the internal space region 30sp.

(IV)内部空間領域３０ｓｐへ注入される試験液Ｅｘの量が増加して、傾斜部３０ｔｐと液溜部３０ｐｈとの境界において、底部３０ｂｔに対する試験液Ｅｘの接触角が所定角度を超えると、試験液Ｅｘの自重に応じて試験液Ｅｘが液溜部３０ｐｈ内に進行しようとする力が、試験液Ｅｘの液溜部３０ｐｈ内への進行を表面張力によって抑止する力よりも大きくなる。このとき、図１５で示されるように、固相、液相、気相の３相が接する界面（３相界面）における力のバランスが崩れ、試験液Ｅｘが液溜部３０ｐｈ内に勢いよく流れ込むとともに、液面Ｅｘｓの形状が凹面状となる。このようにして液面Ｅｘｓが凸面状から凹面状へと変化する際に、試験液Ｅｘのうちの液面Ｅｘｓ近傍の部分が激しく揺れる。その結果、試験液Ｅｘのうちの液面Ｅｘｓ近傍では乱流が生じて、試験液Ｅｘの混合と攪拌とが促進される。 (IV) When the amount of the test liquid Ex injected into the internal space region 30sp increases and the contact angle of the test liquid Ex with the bottom 30bt exceeds a predetermined angle at the boundary between the inclined portion 30tp and the liquid reservoir 30ph, The force with which the test liquid Ex tends to advance into the liquid reservoir 30ph in accordance with the own weight of the test liquid Ex becomes larger than the force with which the advance of the test liquid Ex into the liquid reservoir 30ph is suppressed by surface tension. At this time, as shown in FIG. 15, the balance of the force at the interface where the three phases of the solid phase, the liquid phase, and the gas phase are in contact (three-phase interface) is broken, and the test liquid Ex flows vigorously into the liquid reservoir 30ph. At the same time, the shape of the liquid surface Exs becomes concave. When the liquid surface Exs changes from a convex surface to a concave surface in this manner, a portion of the test liquid Ex in the vicinity of the liquid surface Exs shakes violently. As a result, a turbulent flow occurs near the liquid surface Exs of the test liquid Ex, and the mixing and stirring of the test liquid Ex are promoted.

(Ｖ)更に、図１６で示されるように、内部空間領域３０ｓｐへ注入される試験液Ｅｘの量の増加に応じて、新たな３相界面の位置を基点として、液面Ｅｘｓの形状が凸面を形成する。 (V) Further, as shown in FIG. 16, in accordance with the increase in the amount of the test solution Ex injected into the internal space region 30sp, the shape of the liquid surface Exs becomes convex based on the position of the new three-phase interface as a base point. To form

(VI)その後、挙動(IV)と同様な挙動が生じて、試験液Ｅｘの混合と攪拌とが促進される。そして、このような挙動(Ｖ)と挙動(IV)と同様な挙動が順次に行われる。 (VI) Thereafter, the same behavior as the behavior (IV) occurs, and the mixing and stirring of the test liquid Ex are promoted. Then, behaviors similar to the behavior (V) and the behavior (IV) are sequentially performed.

このようにして、挙動(Ｖ)と挙動(IV)と同様な挙動が、適宜交互に繰り返されることで、挙動(IV)と同様な挙動が生じる度に液面Ｅｘｓが激しく揺れ、試験液Ｅｘの混合と攪拌とが促進される。   In this manner, the behavior similar to the behavior (V) and the behavior (IV) is alternately repeated as appropriate, so that the liquid surface Exs violently shakes whenever the behavior similar to the behavior (IV) occurs, and the test liquid Ex Mixing and stirring are promoted.

＜(6)射出成形装置および成形用金型＞
図１７は、混合槽３０とこれを含むマイクロ流体チップ１とを成形するための射出成形装置および成形用金型の概略構成を示す図である。
図１７に示すとおり、射出成形装置１００は主に、ホッパー１０２、シリンダー１０４、射出装置１０６、成形用金型１１０、エジェクター機構１３０などから構成されている。
ホッパー１０２は樹脂供給源となる部位であり、シリンダー１０４に接続されている。シリンダー１０４の基端部は射出装置１０６に接続され、シリンダー１０４の先端部は成形用金型１１０に接続されている。シリンダー１０４中には樹脂を混練するためのスクリューが内蔵されている。
成形用金型１１０は固定型１１２と可動型１１４とから構成され、これらを突き合わせた状態でキャビティ１１６が形成される。
可動型１１４には、マイクロ流体チップ１の混合槽３０を形成するための凸部１１８と、注入排出口４０を形成するための凸部１２０とが形成されており、凸部１１８、１２０がキャビティ１１６に突出している。<(6) Injection molding device and molding die>
FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of an injection molding apparatus and a molding die for molding the mixing tank 30 and the microfluidic chip 1 including the same.
As shown in FIG. 17, the injection molding apparatus 100 mainly includes a hopper 102, a cylinder 104, an injection device 106, a molding die 110, an ejector mechanism 130, and the like.
The hopper 102 is a portion serving as a resin supply source, and is connected to the cylinder 104. The base end of the cylinder 104 is connected to an injection device 106, and the front end of the cylinder 104 is connected to a molding die 110. A screw for kneading the resin is built in the cylinder 104.
The molding die 110 is composed of a fixed die 112 and a movable die 114, and a cavity 116 is formed in a state where these are abutted.
The movable mold 114 has a convex portion 118 for forming the mixing tank 30 of the microfluidic chip 1 and a convex portion 120 for forming the injection / discharge port 40. The convex portions 118 and 120 have cavities. 116.

特に凸部１１８は混合槽３０を形成するための樹脂転写部であり、混合槽３０の内部空間領域３０ｓｐと同様の形状を有している（図５参照）。そのため凸部１１８の中心には混合槽３０の軸Ｌ１と同様の軸（１１８Ｌ）が存在しており、凸部１１８（特に底部）はその中心軸１１８Ｌに対し非対称形状を呈している。
さらに凸部１１８の側面１１８ｓｗは水平面に直交する垂直面となっており、混合槽３０の側壁部３０ｓｗに対応している。凸部１１８の側面１１８ｓｗは表面粗さが０．０１〜５μｍである。ここでいう「表面粗さ」とは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に準拠した算術平均粗さＲａを表している。算術平均粗さＲａは、基本的には、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値を合計し平均した値である。かかる値によれば、１つの傷（凹凸）が測定値に及ぼす影響が非常に小さくなり、安定した結果が得られる。Particularly, the convex portion 118 is a resin transfer portion for forming the mixing tank 30, and has the same shape as the internal space area 30sp of the mixing tank 30 (see FIG. 5). Therefore, an axis (118L) similar to the axis L1 of the mixing tank 30 exists at the center of the convex portion 118, and the convex portion 118 (particularly, the bottom) has an asymmetric shape with respect to the central axis 118L.
Further, the side surface 118sw of the convex portion 118 is a vertical surface orthogonal to the horizontal plane, and corresponds to the side wall portion 30sw of the mixing tank 30. The side surface 118sw of the projection 118 has a surface roughness of 0.01 to 5 μm. The “surface roughness” here indicates an arithmetic average roughness Ra based on JIS B 0601: 2013. The arithmetic average roughness Ra is basically a value obtained by extracting a reference length from a roughness curve in the direction of the average line, and summing and averaging the absolute values of deviations from the average line of the extracted portion to the measurement curve. is there. According to such a value, the influence of one scratch (irregularity) on the measured value is extremely small, and a stable result is obtained.

エジェクター機構１３０は主に、エジェクタープレート１３２、エジェクターピン１３４、１３６（突出しピン）、移動機構１３８などから構成されている。
エジェクターピン１３４、１３６の基端部はエジェクタープレート１３２に固定されており、エジェクターピン１３４、１３６の先端部は可動型１１４を摺動自在に貫通している。エジェクタープレート１３２には移動機構１３８が設けられている。移動機構１３８は、エジェクタープレート１３２をスライド移動させる機構である。The ejector mechanism 130 mainly includes an ejector plate 132, ejector pins 134 and 136 (projection pins), a moving mechanism 138, and the like.
The base ends of the ejector pins 134 and 136 are fixed to the ejector plate 132, and the distal ends of the ejector pins 134 and 136 penetrate the movable mold 114 slidably. The ejector plate 132 is provided with a moving mechanism 138. The moving mechanism 138 is a mechanism that slides the ejector plate 132.

＜(7)成形用金型の製造方法（可動型１１４の凸部１１８の形成方法）＞
はじめに、可動型１１４の母材を準備し、当該母材に対し、切削加工を施してキャビティ１１６に対応する凹部を形成するとともに、ボールエンドカッターを用いたマシニングセンタ加工を施し、混合槽３０を形成するための凸部１１８（凸部前駆体）や、注入排出口４０を形成するための凸部１２０をそれぞれ形成する。上記のとおり凸部１１８は中心軸１１８Ｌに対し非対称形状を呈しているため、凸部１１８の形成には工具を固定した状態で母材を回転させ加工する旋盤加工を施すのが困難であり、ここでは母材に対しボールエンドカッターを用いたマシニング加工を施す。かかる場合、当該凸部前駆体を、中心軸１１８Ｌに対し非対称形状を呈するように形成する。
マシニングセンタは公知のものを適宜用いることができる。
その後、凸部１１８の凸部前駆体の側面に対し、公知の鏡面磨き処理、イエプコ処理またはブラスト処理を実施し、当該側面の表面粗さを０．０１〜５μｍとする。
これら表面処理のうちいずれの処理を実施してもよく、実用的にはイエプコ処理を実施するのがよい。「イエプコ処理」とは、サンドブラスト技術とショットピーニング技術とを組み合わせた低圧方式のマイクロブラスト処理である。イエプコ処理によれば、加熱も溶剤も一切使用せずに、表面改質のために開発された粉体（エージェント）を吹き付けるだけで、簡単、確実に表面を改質することができる。
なお、公知の鏡面磨き処理、イエプコ処理またはブラスト処理については、凸部１１８の凸部前駆体の側面以外の面（底面など）を対象として追加してもよいし、凸部１２０も対象として追加してもよい。<(7) Manufacturing method of molding die (method of forming convex portion 118 of movable mold 114)>
First, a base material of the movable mold 114 is prepared, and the base material is subjected to cutting processing to form a concave portion corresponding to the cavity 116, and is subjected to machining center processing using a ball end cutter to form the mixing tank 30. Projections 118 (projection precursors) and projections 120 for forming the injection / ejection port 40 are formed. As described above, since the convex portion 118 has an asymmetric shape with respect to the central axis 118L, it is difficult to form the convex portion 118 by turning the base material with the tool fixed and performing lathing. Here, machining is performed on the base material using a ball end cutter. In such a case, the convex precursor is formed to have an asymmetric shape with respect to the central axis 118L.
A known machining center can be used as appropriate.
Thereafter, a known mirror polishing treatment, a YEPCO treatment or a blast treatment is performed on the side surface of the convex portion precursor of the convex portion 118, and the surface roughness of the side surface is set to 0.01 to 5 μm.
Any of these surface treatments may be performed, and practically, it is preferable to perform the JEPC treatment. “Jepco treatment” is a low-pressure microblast treatment that combines a sandblasting technique and a shot peening technique. According to the JEPCO treatment, the surface can be easily and reliably modified simply by spraying a powder (agent) developed for surface modification without using any heating or solvent.
It should be noted that in the known mirror polishing, JEPCO, or blasting, a surface (a bottom surface or the like) other than the side surface of the projection precursor of the projection 118 may be added, or the projection 120 may also be added. May be.

＜(8)射出成形装置と成形用金型を用いたマイクロ流体チップ（マイクロミキサーを含む。）の製造方法＞
はじめに、混合槽３０を製造する場合は、上記のとおりに成形用金型１１０を製造し、その後に成形用金型１１０を用いて樹脂を成形する。
詳しくは図１７に示すとおり、射出成形装置１００の所定位置に成形用金型１１０を設置した状態で、固定型１１２と可動型１１４とを突き合わせ、キャビティ１１６を形成する（型締め工程）。
その後、ホッパー１０２から樹脂を供給しながら射出装置１０６を作動させ、シリンダー１０４から樹脂１４０を射出し、成形用金型１１０中のキャビティ１１６に対し樹脂１４０を充填する（射出工程）。かかる場合、樹脂１４０はスプルーとゲートとを順に通過しキャビティ１１６に充填される。
なお、樹脂１４０は、キャビティ１１６に充填される際に、成形用金型１１０自体で冷やされ収縮しやすいため、シリンダー１０４から樹脂１４０を追加的に補充して保圧し、樹脂１４０の収縮による成形品の寸法変化や転写不良などを防止している（保圧工程）。
その後、樹脂成形品を成形用金型１１０から取り出せる温度程度になるまで、成形用金型１１０内で樹脂１４０を冷却する（冷却工程）。<(8) Manufacturing method of microfluidic chip (including micromixer) using injection molding apparatus and molding die>
First, when manufacturing the mixing tank 30, the molding die 110 is manufactured as described above, and then the resin is molded using the molding die 110.
More specifically, as shown in FIG. 17, in a state where the molding die 110 is installed at a predetermined position of the injection molding apparatus 100, the fixed die 112 and the movable die 114 are abutted to form a cavity 116 (mold clamping step).
Thereafter, the injection device 106 is operated while supplying the resin from the hopper 102 to inject the resin 140 from the cylinder 104 and fill the cavity 116 in the molding die 110 with the resin 140 (injection step). In such a case, the resin 140 passes through the sprue and the gate in order, and is filled in the cavity 116.
When the resin 140 is filled in the cavity 116, the resin 140 is cooled by the molding die 110 itself and tends to shrink. Therefore, the resin 140 is additionally supplied from the cylinder 104 to maintain the pressure, and the resin 140 is shrunk by molding. It prevents dimensional changes of products and poor transfer (pressure keeping process).
Thereafter, the resin 140 is cooled in the molding die 110 until the temperature reaches a temperature at which the resin molded product can be taken out of the molding die 110 (cooling step).

その後、所定時間経過し樹脂１４０が十分に冷却したら、図１８に示すとおり、可動型１１４を固定型１１２から離間させる（離型工程）。かかる場合、樹脂成形品１４２は可動型１１４に付着した状態のまま固定型１１２から剥離する。
その後、エジェクター機構１３０の移動機構１３８を作動させ、エジェクターピン１３４、１３６を可動型１１４から突き出させ、樹脂成形品１４２を可動型１１４から突き出し剥離する（突出し工程）。Thereafter, when a predetermined time has elapsed and the resin 140 has sufficiently cooled, the movable mold 114 is separated from the fixed mold 112 as shown in FIG. 18 (mold releasing step). In such a case, the resin molded product 142 is separated from the fixed mold 112 while being attached to the movable mold 114.
Thereafter, the moving mechanism 138 of the ejector mechanism 130 is operated to eject the ejector pins 134 and 136 from the movable mold 114, and the resin molded article 142 is ejected from the movable mold 114 and separated (projecting step).

その結果、樹脂成形品１４２において、混合槽３０が可動型１１４の凸部１１８を雛形として転写され形成され、注入排出口４０が可動型１１４の凸部１２０を雛形として転写され形成される。
ここでは特に、可動型１１４の凸部１１８の側面１１８ｓｗの表面粗さが０．０１〜５μｍであるため、その転写を受けた混合槽３０の側壁部３０ｓｗも表面粗さが０．０１〜５μｍとなる。
さらにここでは、可動型１１４の凸部１１８を樹脂１４０に転写する処理のみを行い、その後は樹脂成形品１４２の内壁面には撥水コーティングを行わない。
かかる工程の処理により、マイクロミキサーとしての混合槽３０が、詳しくは混合槽３０を含むマイクロ流体チップ１の一部（部品）が製造される。As a result, in the resin molded product 142, the mixing tank 30 is transferred and formed using the convex portion 118 of the movable mold 114 as a template, and the injection / discharge port 40 is transferred and formed using the convex portion 120 of the movable mold 114 as a template.
Here, in particular, since the surface roughness of the side surface 118sw of the convex portion 118 of the movable mold 114 is 0.01 to 5 μm, the surface roughness of the side wall portion 30sw of the mixing tank 30 to which the transfer has been performed is also 0.01 to 5 μm. It becomes.
Further, here, only the process of transferring the convex portion 118 of the movable mold 114 to the resin 140 is performed, and thereafter, the inner wall surface of the resin molded product 142 is not subjected to the water-repellent coating.
Through the processing in this step, the mixing tank 30 as a micromixer, specifically, a part (part) of the microfluidic chip 1 including the mixing tank 30 is manufactured.

次に、マイクロ流体チップ１を製造する場合は、樹脂成形品１４２とは別に反応部５０を含む樹脂基板を準備し、樹脂成形品１４２に対し当該樹脂基板を接着剤やシールなどで接合し、微細流路２０を形成する。
かかる工程の処理により、マイクロ流体チップ１が製造される。Next, when manufacturing the microfluidic chip 1, a resin substrate including the reaction section 50 is prepared separately from the resin molded product 142, and the resin substrate is bonded to the resin molded product 142 with an adhesive or a seal. The fine channel 20 is formed.
The microfluidic chip 1 is manufactured by the processing in such a step.

以上の本実施形態によれば、可動型１１４の凸部１１８に対して鏡面磨き処理、イエプコ処理またはブラスト処理を施し、凸部１１８の側面１１８ｓｗの表面粗さを０．０１〜５μｍとしてそれを樹脂１４０に転写し成形している。そのため、混合槽３０の垂直な内壁面（側壁部３０ｓｗ）は非常に滑らかで撥水コーティングする必要もないし、マシニングセンタ加工によるボールエンドカッターの凹凸痕跡も少ない。
したがって、垂直面を有する混合槽３０またはこれを含むマイクロ流体チップ１において、液体の残渣の発生と離型に伴うキズやゴミの発生とを抑制することができ、単なる成形用金型１１０の転写というひとつの工程で、これらを実現しうる混合槽３０またはマイクロ流体チップ１を提供することができる。According to the above-described embodiment, the convex portion 118 of the movable mold 114 is subjected to mirror polishing, Yepco processing or blasting, and the surface roughness of the side surface 118sw of the convex portion 118 is set to 0.01 to 5 μm. It is transferred to resin 140 and molded. Therefore, the vertical inner wall surface (side wall portion 30sw) of the mixing tank 30 is very smooth and does not need to be water-repellent coated, and there is little trace of unevenness of the ball end cutter due to machining center processing.
Therefore, in the mixing tank 30 having the vertical surface or the microfluidic chip 1 including the same, it is possible to suppress the generation of the liquid residue and the generation of the scratches and dust accompanying the mold release, and the mere transfer of the molding die 110. In one step, the mixing tank 30 or the microfluidic chip 1 capable of realizing these can be provided.

なお、上記実施形態では、混合槽３０の内壁面が主に曲面によって構成されたが、これに限られず、例えば、混合槽の内壁面が、主に平面の組合せによって構成されても良い。但し、試験液Ｅｘの残留を抑制する観点から言えば、例えば、混合槽の底部を構成する凹み部が平面の組合せによって構成されるよりも、該凹み部が曲面によって構成される方が好ましい。   In addition, in the said embodiment, although the inner wall surface of the mixing tank 30 was mainly comprised by the curved surface, it is not restricted to this, For example, the inner wall surface of a mixing tank may be mainly comprised by the combination of a plane. However, from the viewpoint of suppressing the residual test liquid Ex, for example, it is preferable that the concave portion that forms the bottom of the mixing tank is formed by a curved surface, rather than a combination of flat surfaces.

（１）サンプルの作製
（１．１）サンプル１
図１７と同様の射出成形装置を用いて、上記「(8)射出成形装置と成形用金型を用いたマイクロ流体チップ（マイクロミキサーを含む。）の製造方法」の記載にしたがい、図１と同様の構成を有するメタクリル酸メチル製のマイクロ流体チップ２００（図１９）を作製した。
ここでは、射出成形装置の成形用金型（可動型）として、混合槽を形成するための凸部の側面に対し鏡面磨き処理を実施し、表面粗さが０．０１〜０．０７μｍの複数の可動型を用い、混合槽を有する樹脂成形品２０２を形成した。その後、メタクリル酸メチル製の基板２０６を準備し、成形品２０２と基板２０６との間にメタクリル酸メチル製のシール２０４を介在させ接合した。
なお、成形品２０２の混合槽については、内径φ１を１０ｍｍと、高さｔを８ｍｍと、液体注入口の内径φ２を２ｍｍとした。マイクロ流体チップの微細流路については、幅を１ｍｍと、高さを１ｍｍとした。(1) Preparation of sample (1.1) Sample 1
Using the same injection molding apparatus as in FIG. 17 and following the description of “(8) Manufacturing method of microfluidic chip (including micromixer) using injection molding apparatus and molding die”, FIG. A microfluidic chip 200 (FIG. 19) made of methyl methacrylate having a similar configuration was manufactured.
Here, as a molding die (movable mold) of an injection molding apparatus, a mirror polishing process is performed on a side surface of a convex portion for forming a mixing tank, and a plurality of surfaces having a surface roughness of 0.01 to 0.07 μm. Was used to form a resin molded product 202 having a mixing tank. Thereafter, a substrate 206 made of methyl methacrylate was prepared, and a seal 204 made of methyl methacrylate was interposed between the molded product 202 and the substrate 206 and joined.
In the mixing tank for the molded article 202, the inner diameter φ1 was 10 mm, the height t was 8 mm, and the inner diameter φ2 of the liquid injection port was 2 mm. The fine channel of the microfluidic chip had a width of 1 mm and a height of 1 mm.

（１．２）サンプル２
サンプル１の作製において、射出成形装置の成形用金型（可動型）として、混合槽を形成するための凸部の側面に対しイエプコ処理を実施し、表面粗さが０．１〜０．３μｍの複数の可動型を用いた。それ以外はサンプル１の作製と同様にサンプル２を作製した。(1.2) Sample 2
In the preparation of Sample 1, as a molding die (movable mold) of an injection molding apparatus, a side surface of a convex portion for forming a mixing tank was subjected to a YEPCO treatment, and the surface roughness was 0.1 to 0.3 μm. Were used. Otherwise, Sample 2 was prepared in the same manner as Sample 1.

（１．３）サンプル３
サンプル１の作製において、射出成形装置の成形用金型（可動型）として、混合槽を形成するための凸部の側面に対しブラスト処理を実施し、表面粗さが０．５〜５μｍの複数の可動型を用いた。それ以外はサンプル１の作製と同様にサンプル３を作製した。(1.3) Sample 3
In the preparation of Sample 1, as a molding die (movable mold) of the injection molding apparatus, blast processing was performed on the side surface of the convex portion for forming the mixing tank, and a plurality of surfaces having a surface roughness of 0.5 to 5 μm were formed. Was used. Otherwise, Sample 3 was prepared in the same manner as Sample 1.

（１．４）サンプル４
サンプル１の作製において、射出成形装置の成形用金型（可動型）として、混合槽を形成するための凸部の側面に対しブラスト処理を実施し、表面粗さが７〜１０μｍの複数の可動型を用いた。それ以外はサンプル１の作製と同様にサンプル４を作製した。(1.4) Sample 4
In the production of Sample 1, as a molding die (movable mold) of the injection molding apparatus, blast processing was performed on the side surface of the convex portion for forming the mixing tank, and a plurality of movable surfaces having a surface roughness of 7 to 10 μm were formed. A mold was used. Otherwise, Sample 4 was prepared in the same manner as Sample 1.

（２）サンプルの評価
（２．１）送液試験
図１９の送液装置３００を用いてサンプル１〜４に対し試験液を送液した。
図１９に示すとおり、送液装置３００は主にポンプ３０２、ノズル３０４、ホルダー３０６、移動台３０８、２つのボールネジ機構３１０、３２０、制御装置３３０などから構成されている。
ポンプ３０２とノズル３０４とはホルダー３０６を介して接続されている。ホルダー３０６と移動台３０８とはロードセル３４０を介して接続され、２つのボールネジ機構３１０、３２０の作動により、ノズル３０４の水平方向および高さ方向の位置が調整される。ポンプ３０２、ロードセル３４０、２つのボールネジ機構３１０、３２０（Ｘ軸モーター３１２、Ｚ軸モーター３２２）は制御装置３３０に接続され、制御装置３３０はこれら部材の動作を制御するようになっている。(2) Evaluation of Sample (2.1) Liquid-Sending Test The test liquid was sent to Samples 1 to 4 using the liquid-sending device 300 of FIG.
As shown in FIG. 19, the liquid feeding device 300 mainly includes a pump 302, a nozzle 304, a holder 306, a moving table 308, two ball screw mechanisms 310 and 320, a control device 330, and the like.
The pump 302 and the nozzle 304 are connected via a holder 306. The holder 306 and the moving table 308 are connected via a load cell 340, and the horizontal and height positions of the nozzle 304 are adjusted by the operation of the two ball screw mechanisms 310 and 320. The pump 302, the load cell 340, and the two ball screw mechanisms 310 and 320 (the X-axis motor 312 and the Z-axis motor 322) are connected to a control device 330, and the control device 330 controls the operation of these members.

送液試験では、まず、サンプルとしてのマイクロ流体チップ２００の注入排出口を、３層構造の封止シート４００で封止した。封止シート４００としては、１層目（表層）４０２が厚さ３０〜７０μｍの低密度ポリエチレンで構成され、２層目４０４が厚さ３〜１０μｍのアルミニウムで構成され、３層目（注入排出口に直に接する層）４０６が厚さ２０〜１００μｍの粘着フィルムで構成されたものを使用した。
その後、制御装置３３０により、Ｘ軸モーター３１２を作動させてノズル３０４の水平方向の位置を調整するとともに、ロードセル３４０の検出結果に基づき、Ｚ軸モーター３２２を作動させてノズル３０４の高さ位置を調整し（昇降させ）、ノズル３０４の先端部で封止シート４００を穿孔した。その後、ポンプ３０２を作動させて一定量の試験液をノズル３０４から吐出・吸引し、サンプルとしてのマイクロ流体チップ２００に対し試験液を注入・排出（往復送液）した。試験液としては、生体から採取された血液を遠心分離して得られた血漿を使用し、試験液の往復送液を１０回繰り返した。In the liquid sending test, first, the inlet / outlet of the microfluidic chip 200 as a sample was sealed with a sealing sheet 400 having a three-layer structure. As the sealing sheet 400, the first layer (surface layer) 402 is made of low-density polyethylene having a thickness of 30 to 70 μm, the second layer 404 is made of aluminum having a thickness of 3 to 10 μm, and the third layer (injection / discharge). The layer (the layer directly in contact with the outlet) 406 was formed of an adhesive film having a thickness of 20 to 100 μm.
Thereafter, the controller 330 operates the X-axis motor 312 to adjust the horizontal position of the nozzle 304, and based on the detection result of the load cell 340, operates the Z-axis motor 322 to adjust the height position of the nozzle 304. After adjustment (elevation), the sealing sheet 400 was perforated at the tip of the nozzle 304. Thereafter, the pump 302 was operated to discharge / suction a predetermined amount of the test liquid from the nozzle 304, and the test liquid was injected / discharged (reciprocating liquid supply) to / from the microfluidic chip 200 as a sample. As a test solution, plasma obtained by centrifuging blood collected from a living body was used, and reciprocal sending of the test solution was repeated 10 times.

（２．２）液残りの確認
サンプル１〜４ごとに、試験液の送液試験後の混合槽を、株式会社モリテックス社製ＳＣＯＰＥＭＡＮ（登録商標）MS-804を用いて目視観察し、試験液の液残りの有無を確認した。評価倍率は×２５とし、混合槽の内径（φ１；１０ｍｍ）が一視野内に収まる倍率に設定した。
評価結果を表１に示す。表１中、○、×の基準は下記のとおりである。
○；液残りが確認されない
×；液残りが確認される(2.2) Confirmation of Liquid Remaining For each of Samples 1 to 4, the mixing tank after the test solution sending test was visually observed using SCOPEMAN (registered trademark) MS-804 manufactured by Moritex Corporation. Was checked for remaining liquid. The evaluation magnification was × 25, and the magnification was set such that the inner diameter (φ1; 10 mm) of the mixing tank was within one visual field.
Table 1 shows the evaluation results. In Table 1, the criteria of ○ and × are as follows.
；: No liquid residue is confirmed ×: Liquid residue is confirmed

（２．３）キズ、ゴミの確認
他方、サンプル１〜４ごとに、試験液の送液試験前の混合槽も、株式会社モリテックス社製ＳＣＯＰＥＭＡＮ（登録商標）MS-804を用いて目視観察し、キズ、ゴミの有無を確認した。評価倍率は×２５とし、混合槽の内径（φ１；１０ｍｍ）が一視野内に収まる倍率に設定した。
評価結果を表１に示す。表１中、○、×の基準は下記のとおりである。
○；キズ、ゴミが確認されない
×；キズ、ゴミが確認される(2.3) Confirmation of Scratches and Debris On the other hand, for each of Samples 1 to 4, the mixing tank before the test solution sending test was also visually observed using SCOPEMAN (registered trademark) MS-804 manufactured by Moritex Corporation. , Scratches and garbage were checked. The evaluation magnification was × 25, and the magnification was set such that the inner diameter (φ1; 10 mm) of the mixing tank was within one visual field.
Table 1 shows the evaluation results. In Table 1, the criteria of ○ and × are as follows.
○: No scratches and trash are found ×; Scratches and trash are found

Figure 0006627759
Figure 0006627759

（３）まとめ
表１に示すとおり、サンプル１〜３とサンプル４とを比較すると、サンプル１〜３で結果が良好であった。
以上から、混合槽を形成するための成形用金型の凸部に対し鏡面磨き処理、イエプコ処理またはブラスト処理を施し、表面粗さを０．０１〜５μｍにすることが、液体の残渣の発生と離型に伴うキズやゴミの発生とを抑制するのに有用であることがわかる。(3) Summary As shown in Table 1, when Samples 1 to 3 were compared with Sample 4, the results were good in Samples 1 to 3.
From the above, it is possible to generate a liquid residue by subjecting a convex portion of a molding die for forming a mixing tank to a mirror polishing treatment, a YEPCO treatment or a blast treatment to make the surface roughness 0.01 to 5 μm. It can be seen that this is useful for suppressing the generation of scratches and dust caused by the mold release.

本発明は、液体の残渣の発生と離型に伴うキズやゴミの発生とを抑制しうるマイクロミキサーまたはこれを含むマイクロ流体チップを製造するのに特に好適に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be particularly suitably used for manufacturing a micromixer or a microfluidic chip including the same, which can suppress generation of liquid residues and generation of scratches and dust accompanying mold release.

１ マイクロ流体チップ
２０ 微細流路
３０ 混合槽
３０ｂｔ 底部
３０ｉｎ 液体注入口
３０ｐｈ 液溜部
３０ｓｐ 内部空間領域
３０ｓｗ 側壁部
３０ｔｐ 傾斜部
４０ 注入排出口
５０ 反応部
１００ 射出成形装置
１０２ ホッパー
１０４ シリンダー
１０６ 射出装置
１１０ 成形用金型
１１２ 固定型
１１４ 可動型
１１６ キャビティ
１１８ 凸部
１１８ｓｗ 側面
１２０ 凸部
１３０ エジェクター機構
１３２ エジェクタープレート
１３４、１３６ エジェクターピン
１３８ 移動機構
１４０ 樹脂
１４２ 樹脂成形品
Ｅｘ 試験液
Ｅｘｓ 液面DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microfluidic chip 20 Micro flow path 30 Mixing tank 30bt Bottom part 30in Liquid inlet 30ph Liquid reservoir 30sp Internal space area 30sw Side wall part 30tp Inclined part 40 Injection / discharge port 50 Reaction part 100 Injection molding device 102 Hopper 104 Cylinder 106 Injection device 110 Molding mold 112 Fixed mold 114 Movable mold 116 Cavity 118 Convex portion 118sw Side surface 120 Convex portion 130 Ejector mechanism 132 Ejector plate 134, 136 Ejector pin 138 Moving mechanism 140 Resin 142 Resin molded product Ex Test liquid Exs Liquid level

Claims (5)

垂直面を有するマイクロミキサーまたはこれを含むマイクロ流体チップを成形するための成型用金型であって、前記マイクロミキサーを形成するための凸部を有し、前記凸部の表面粗さが０．０１〜５μｍである成型用金型の製造方法において、
母材に対し、ボールエンドカッターを用いたマシニングセンタ加工を施し、マイクロミキサーを形成するための凸部前駆体を形成する工程と、
前記凸部前駆体の表面に対し、鏡面磨き処理、イエプコ処理またはブラスト処理を施し、当該表面の表面粗さを０．０１〜５μｍとする工程と、
を備え、
前記凸部前駆体を形成する工程では、前記凸部前駆体を、その中心軸に対し、非対称形状とすることを特徴とする成形用金型の製造方法。 A molding die for molding a micromixer having a vertical surface or a microfluidic chip including the same, comprising a convex portion for forming the micromixer, wherein the convex portion has a surface roughness of 0. In a method for producing a molding die having a size of from 01 to 5 μm,
A step of subjecting the base material to machining center processing using a ball end cutter, and forming a convex precursor for forming a micromixer,
A step of subjecting the surface of the projection precursor to a mirror polishing treatment, a YEPCO treatment or a blast treatment to make the surface roughness of the surface 0.01 to 5 μm,
Equipped with a,
In the step of forming the convex part precursor, the convex part precursor, with respect to its central axis, forming mold manufacturing method, wherein to Rukoto and asymmetrical. 垂直面を有する混合槽と、前記混合槽の底部に形成された液体注入口とを備え、前記混合槽の側壁部の表面粗さが０．０１〜５μｍであり、前記液体注入口が前記混合槽の底部の中央からずれた位置に設けられているマイクロミキサーの製造方法において、
母材に対し、ボールエンドカッターを用いたマシニングセンタ加工を施し、前記マイクロミキサーを形成するための凸部前駆体を形成する工程と、
前記凸部前駆体の表面に対し、鏡面磨き処理、イエプコ処理またはブラスト処理を施し、当該表面の表面粗さが０．０１〜５μｍの凸部を含む成形用金型を製造する工程と、
前記成形用金型を用いて樹脂を成形する工程と、
を備え、
前記凸部前駆体を形成する工程では、前記凸部前駆体を、その中心軸に対し、非対称形状とすることを特徴とするマイクロミキサーの製造方法。 A mixing tank having a vertical surface, and a liquid injection port formed at the bottom of the mixing tank, wherein the surface roughness of the side wall of the mixing tank is 0.01 to 5 μm, and the liquid injection port is In a method for manufacturing a micromixer provided at a position shifted from the center of the bottom of the tank,
For the base material, subjected to machining center processing using a ball end cutter, a step of forming a convex precursor for forming the micro-mixer,
A step of subjecting the surface of the projection precursor to a mirror polishing treatment, a YEPCO treatment or a blast treatment to produce a molding die including a projection having a surface roughness of 0.01 to 5 μm,
A step of molding a resin using the molding die,
Equipped with a,
In the step of forming the convex part precursor, the convex part precursor, with respect to its central axis, the manufacturing method of the micro-mixer, wherein to Rukoto and asymmetrical. 請求項２に記載のマイクロミキサーの製造方法において、
前記樹脂を成形する工程では、前記成形用金型の凸部を前記樹脂に転写する処理のみを行い、その樹脂成形品の内壁面には撥水コーティングを行わないことを特徴とするマイクロミキサーの製造方法。 The method for producing a micromixer according to claim 2 ,
In the step of molding the resin, the micro-mixer is characterized in that only the process of transferring the convex portion of the molding die to the resin is performed, and the inner wall surface of the resin molded product is not subjected to water-repellent coating. Production method. 垂直面を有する混合槽と、前記混合槽の底部に形成された液体注入口とを備え、前記混合槽の側壁部の表面粗さが０．０１〜５μｍであり、前記液体注入口が前記混合槽の底部の中央からずれた位置に設けられているマイクロミキサーと、液体が流される流路であって前記マイクロミキサーと連通する微細流路と、前記微細流路上に設けられ、前記微細流路を通じて、前記マイクロミキサーに注入される前記液体、または前記マイクロミキサーから排出される前記液体に含まれる物質との反応を行う反応物質が固定される反応部と、を備えるマイクロ流体チップの製造方法において、
母材に対し、ボールエンドカッターを用いたマシニングセンタ加工を施し、前記マイクロミキサーを形成するための凸部前駆体を形成する工程と、
前記凸部前駆体の表面に対し、鏡面磨き処理、イエプコ処理またはブラスト処理を施し、当該表面の表面粗さが０．０１〜５μｍの凸部を含む成形用金型を製造する工程と、
前記成形用金型を用いて樹脂を成形する工程と、
前記樹脂成形品に対し、前記反応部を含む樹脂基板を接合し、前記微細流路を形成する工程と、
を備え、
前記凸部前駆体を形成する工程では、前記凸部前駆体を、その中心軸に対し、非対称形状とすることを特徴とするマイクロ流体チップの製造方法。 A mixing tank having a vertical surface, and a liquid injection port formed at the bottom of the mixing tank, wherein the surface roughness of the side wall of the mixing tank is 0.01 to 5 μm, and the liquid injection port is A micromixer provided at a position deviated from the center of the bottom of the tank, a fine flow path through which a liquid flows and communicating with the micromixer, and a fine flow path provided on the fine flow path; And a reaction section in which a reaction substance that reacts with a substance contained in the liquid injected into the micromixer or the liquid discharged from the micromixer is fixed. ,
For the base material, subjected to machining center processing using a ball end cutter, a step of forming a convex precursor for forming the micro-mixer,
A step of subjecting the surface of the projection precursor to a mirror polishing treatment, a YEPCO treatment or a blast treatment to produce a molding die including a projection having a surface roughness of 0.01 to 5 μm,
A step of molding a resin using the molding die,
A step of joining a resin substrate including the reaction section to the resin molded product to form the fine flow path,
Equipped with a,
In the step of forming the convex part precursor, the convex part precursor, with respect to its central axis, the manufacturing method of the microfluidic chip, wherein to Rukoto and asymmetrical. 請求項４に記載のマイクロ流体チップの製造方法において、
前記樹脂を成形する工程では、前記成形用金型の凸部を前記樹脂に転写する処理のみを行い、その樹脂成形品の内壁面には撥水コーティングを行わないことを特徴とするマイクロ流体チップの製造方法。 The method for manufacturing a microfluidic chip according to claim 4 ,
In the step of molding the resin, a microfluidic chip is characterized in that only a process of transferring a convex portion of the molding die to the resin is performed, and a water-repellent coating is not performed on an inner wall surface of the resin molded product. Manufacturing method.
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