CN103547901A

CN103547901A - 将附着在针的外周面的液滴回收至毛细管内的方法

Info

Publication number: CN103547901A
Application number: CN201280021573.1A
Authority: CN
Inventors: 瓜生幸嗣; 平田昭夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2032-08-02
Also published as: WO2013128502A1; JP5348358B1; CN103547901B; JPWO2013128502A1

Abstract

本发明提供一种将附着在针的外表面的液滴回收至毛细管内的方法。本发明的方法具有：（a）：准备具有毛细管、柔性薄膜、憎液膜和孔（100）的基板的工序；（b）：沿着Z方向使针移动，使得针依次贯通憎液膜和柔性薄膜，使液滴从针的外周面移到憎液膜的表面的工序；和（c）：沿着Z方向进一步使针移动，使位于憎液膜的表面的液滴到达毛细管的入口，通过毛细现象，使液滴吸入至毛细管的内部的工序。

Description

将附着在针的外周面的液滴回收至毛细管内的方法

技术领域

本发明涉及将附着在针的外周面的液滴回收至毛细管内的方法。

背景技术

专利文献1公开了一种利用静电喷雾法使微量（例如1微升）的凝缩液附着在针的外表面的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4620186号公報（同族专利：美国专利第8056395号说明书）

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供一种将附着在针的外表面的液滴回收至毛细管内的方法。

用于解决课题的手段

以下的方面1～方面16所涉及的本发明解决了上述课题。

方面1：

一种将附着在针107的外表面的液滴206回收至毛细管80的内部的方法，其特征在于，具有以下的（a）～（c）工序：

（a）：准备基板14的工序，

该基板具有毛细管80、柔性薄膜（柔软性薄膜）95、憎液膜96和孔100，其中，

上述基板14在表面或内部具有毛细管80，

上述毛细管80的长度方向与基板14的表面平行，

上述憎液膜96形成在上述柔性薄膜95上，

在沿着Z方向切断上述基板14而呈现的截面视图中，憎液膜96和柔性薄膜95分别具有宽度WA和宽度WB，

Z方向表示上述基板14的法线方向，

宽度WA和宽度WB满足以下的关系（I）：

WA≤WB （I），

上述孔100形成在Z方向上，

上述孔100的上端由上述柔性薄膜95和上述憎液膜96所覆盖，

（b）：沿着Z方向使针107移动，使得针107依次贯通上述憎液膜96和上述柔性薄膜95，使液滴206从上述针107的外周面移到上述憎液膜96的表面的工序，其中，

位于憎液膜96的表面的液滴206在截面视图中具有宽度WL，

（c）：沿着Z方向进一步使针107移动，增大宽度WL，由此使在工序（b）中位于憎液膜96的表面的液滴206到达上述毛细管80的入口，通过毛细管现象（毛细现象），使液滴206吸入到毛细管80的内部的工序。

方面2：

如方面1所述的方法，其特征在于：

上述基板14在内部具有毛细管80，

上述基板14由第一板14a、第二板14b和第三板14c构成，

上述第二板14b被夹在上述第一板14a与上述第三板14c之间，

在上述第二板14b上形成有缝隙或槽88，并且，

毛细管80由上述缝隙或槽88形成。

方面3：

如方面2所述的方法，其特征在于：

柔性薄膜95被夹在第一板14a与第二板14b之间，并且，

柔性薄膜95不仅被设置在孔100的上端，还被设置在毛细管80的内部。

方面4：

如方面2所述的方法，其特征在于：

上述第二板14b具有第一贯通孔87a，

上述第一贯通孔87a与上述憎液膜96和上述孔100重叠，

上述第一贯通孔87a的截面积大于上述憎液膜96的面积，

上述第三板14c具有第二贯通孔87b，并且，

上述第二贯通孔87b与上述第一贯通孔87a、上述憎液膜96和上述孔100重叠。

方面5：

如方面4所述的方法，其特征在于：

上述第一贯通孔87a在截面视图中具有宽度WC，

上述宽度WA和宽度WC满足以下的关系（II）：

WA＜WC （II），

在上述毛细管80的内部不配置上述憎液膜96，并且，

除了形成有憎液膜96的部分，柔性薄膜95具有亲水性表面。

方面6：

如方面4所述的方法，其特征在于：

第一贯通孔87a的面积与第二贯通孔87b的面积相等。

方面7：

如方面1所述的方法，其特征在于：

柔性薄膜95具有与第一板14a相同的面积。

方面8：

如方面1所述的方法，其特征在于：

柔性薄膜95的面积小于第一板14a的面积。

方面9：

如方面1所述的方法，其特征在于：

上述基板14在表面具有毛细管80。

方面10：

如方面9所述的方法，其特征在于：

上述毛细管为玻璃管或塑料管。

方面11：

如方面9所述的方法，其特征在于：

在基板14的表面设置有包围上述憎液膜96的环99，并且，

毛细管80插入环99。

方面12：

如方面11所述的方法，其特征在于：

毛细管80的入口位于环99的内壁的一部分。

方面13：

如方面1所述的方法，其特征在于：

除了形成有憎液膜96的部分，柔性薄膜95具有亲水性表面。

方面14：

如方面1所述的方法，其特征在于：

液滴206为水溶液。

方面15：

如方面1所述的方法，其特征在于：

液滴206含有化学物质，并且，

在工序（c）之后，在毛细管80的内部，对回收至毛细管80的内部的液滴206所含有的化学物质进行光学或电化学的检测。

方面16：

如方面15所述的方法，其特征在于：

液滴206为含有化学物质的水溶液。

发明效果

本发明能够提供一种将附着在针的外表面的液滴回收至毛细管内的方法。

附图说明

图1为表示实施方式1的基板14的图。

图2为实施方式1的基板14的分解图。

图3为图1中所具有的A-A线的截面图。

图4为表示图2的变形例的图。

图5为表示图3的变形例的图。

图6为表示实施方式2的基板14的图。

图7为表示图6的变形例的图。

图8为工序（b）的示意图。

图9为接着图8的工序（b）的示意图。

图10为表示不适宜的例子的图。

图11为表示工序（c）的示意图的图。

图12为接着图11的工序（c）的示意图。

图13为接着图12的工序（c）的示意图。

图14为表示在实施方式1中，具有亲水性的表面的柔性薄膜95上的液滴206的移动的图。

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式进行以下的说明。

（实施方式1）

（工序（a））

首先，准备基板14。

图1表示的是基板14。图2表示的是基板14的分解图。图3表示的是图1中所包含的A-A线的截面图。

如图1～图3所示，该基板14具有第一板14a、第二板14b和第三板14c。

柔性薄膜（柔软性薄膜）95被第一板14a和第二板14b所夹着。

第一板14a具有孔100。该孔100具有与基板14的法线方向、即图1中的Z方向平行的中心轴。

柔性薄膜95在表面具有憎液膜（liquid repellent film）96。孔100的上端被柔性薄膜95所覆盖。因此，柔性薄膜95的面积大于孔100的截面积。更严格地说，术语“孔100的截面积”是指沿着与Z方向正交的方向切断基板14而呈现的孔100的截面的面积。对于憎液膜96，在后面对其进行详细说明。孔100优选为贯通孔。但是，孔100可以具有底。如上所述，憎液膜96与孔100重叠。憎液膜96的面积可以大于孔100的截面积，也可以小于孔100的截面积，也可以等于孔100的截面积。憎液膜96隔着柔性薄膜95而位于孔100的上端。

如图3所示，在沿着Z方向切断上述基板14而呈现的截面视图中，憎液膜96和柔性薄膜95分别具有宽度WA和宽度WB。宽度WA和宽度WB满足以下数学式（I）：

WA≤WB …数学式（I）

优选满足以下的数学式（Ia）：

WA＜WB …数学式（Ia）

第二板14b具有第一贯通孔87a和缝隙（裂口、裂缝、slit）88。缝隙88的一端与第一贯通孔87a的侧面连通。优选第一贯通孔87a的截面积大于憎液膜96的面积。所谓“第一贯通孔87a的截面积”是指：沿着与Z方向正交的方向切断基板14而呈现的第一贯通孔87a的截面的面积。第一贯通孔87a与憎液膜96和孔100重叠。第二板14在表面也可以具有槽（沟）来代替缝隙88。

第三板14c具有第二贯通孔87b。第二贯通孔87b与第一贯通孔87a、憎液膜96和孔100重叠。优选第二贯通孔87b的面积与第一贯通孔87a的面积相等。第三板14c具有空气孔36。

如图2所示，优选第一板14a、柔性薄膜95、第二板14b和第三板14c具有相同的大小（规格）。

优选在第一板14a上依次层叠柔性薄膜95、第二板14b和第三板14c来形成基板14。这样，毛细管80通过缝隙（裂口）88而形成在基板14的内部。缝隙（裂口）88的一端形成毛细管80的入口。由图1可知，该毛细管80与基板14的表面平行。

图4和图5表示基板14的变形例。如图4和图5所示，柔性薄膜95具有比第一板14a～第三板14c中的任一个都小的尺寸。但不管怎样，柔性薄膜95完全覆盖孔100的上端。在图4和图5中，均满足数学式（I）。优选满足数学式（Ia）。

在图4和图5中，以较小的柔性薄膜95完全覆盖孔100的上端的方式，将表面具有憎液膜96的较小的柔性薄膜95贴附在第一板14a上。然后，将第二板14b和第三板14c依次层叠在第一板14a上。在图4和图5中，憎液膜96位于孔100的上端。

或者，在将第二板14b和第三板14c依次层叠在第一板14a上之后，经由第一贯通孔87a和第二贯通孔87b，将表面具有憎液膜96的较小的柔性薄膜95贴附在第一板14a上。这样，可以通过柔性薄膜95完全覆盖孔100的上端。

优选憎液膜96不配置在毛细管80的内部。这是因为配置在毛细管80的内部的憎液膜96能够阻碍到达毛细管80的入口处的液滴206被吸入到毛细管80的内部。

优选除了形成有憎液膜96的部分，柔性薄膜95具有亲水性的表面。这是因为具有亲水性的表面的柔性薄膜95能够促进液滴206向毛细管80的内部的回收。参照图14。更优选位于毛细管80的内部的柔性薄膜95具有亲水性的表面。

（关于憎液膜96的详细说明）

憎液膜96可以由形成在具有亲水性的柔性薄膜95上的氟烷基构成。更详细而言，向具有羟基的柔性薄膜95供给氟烷基三烷氧基硅烷或氟烷基三卤代硅烷，在柔性薄膜95上形成这样的憎液膜96。柔性薄膜95的例子为橡胶膜。

憎液膜96优选具有90度以上且110度以下的接触角度。柔性薄膜95的接触角优选为0度以上且30度以下。在本说明书中使用的术语“接触角”是指相对于水的接触角。

（工序（b））

工序（b）在工序（a）之后实施。

在工序（b）中，如图8所示，在外周面具有液滴206的针107在Z方向移动，针107贯通憎液膜96和柔性薄膜95。这样，贯通柔性薄膜95的贯通孔91通过针107而形成。柔性薄膜95通过针107在Z方向被按压而弯曲。

如图9所示，若针107在Z方向进一步前进，则液滴206附着在憎液膜96上。附着在憎液膜96上的液滴206具有宽度WL。其中，术语“宽度”是指：在与Z轴平行的方向切断基板14而呈现的液滴206的横方向的宽度。

当基板14不具有憎液膜96时，如图10所示，液滴206从贯通孔91与针107之间所形成的间隙而漏出。因此，憎液膜96是必要的。

在图9中，针107的前端是尖的。换言之，针107的截面积向着前端而慢慢变小。其中，术语“针107的截面积”是指：在Z方向切断针107时所呈现的针107的截面积。

（工序（c））

工序（c）在工序（b）之后实施。优选工序（c）接着工序（b）之后连续地实施。

如图11所示，针107在Z方向进一步前进，液滴206从憎液膜96移动到柔性薄膜95上。这样，宽度WL变大，液滴206到达毛细管80的入口处。

当液滴206到达毛细管80的入口处时，如图12所示，通过毛细管现象（毛细现象），液滴206被毛细管80所吸入。这样，液滴206被回收至毛细管80的内部。

如图13所示，优选基板14具有在毛细管80的内表面露出的第一电极85和第二电极86。优选被回收的液滴206，在毛细管80的内部，利用第一电极85和第二电极86，被供给电化学分析来使用。这样，液滴206所含有的化学物质被检测出。也可以使用光学分析来代替电化学分析。

液滴206优选为含有化学物质的水溶液。

优选满足以下关系（a）～（c）的全部：

（a）：憎液膜96的宽度WA小于第一贯通孔87a的宽度WC。

（b）：在毛细管80的内部不配置憎液膜96。

（c）：除了憎液膜96的部分，柔性薄膜95具有亲水性表面。

在全部满足关系（a）～（c）的情况下，如图14所示，从憎液膜96移动到柔性薄膜95上的液滴206沿着第一贯通孔87的周壁，在柔性薄膜95之上移动，到达毛细管80的入口。这样，液滴206通过毛细管80能够被大量地回收。在图14中没有显示出第三板14c。

（实施方式2）

如图6所示，可以不使用第一、第二和第三板14a～14c而在基板14的表面形成毛细管80。该毛细管80的例子为玻璃管或塑料管。在图6中，孔100形成在基板14上。利用表面具有憎液膜96的柔性薄膜95将孔100的上端完全覆盖。

优选在基板14的表面或者柔性薄膜95的表面设置有环99。与对图14的说明相同，从憎液膜96移动到柔性薄膜95上的液滴206能够沿着环99的内壁在柔性薄膜95之上移动，而到达毛细管80的入口。

毛细管80被插入环99。优选将毛细管80的入口形成在环99的内壁的一部分。

在图6中，表面具有憎液膜96的较小的柔性薄膜95贴附在基板14的表面，将孔100完全覆盖。如图7所示，也可以代替图6，使柔性薄膜95具有与基板14相同的大小（尺寸）。

作为一个例子，憎液膜96优选具有圆形形状。

第一贯通孔87a优选具有圆形形状。第二贯通孔87b优选与第一贯通孔87a相同。

针107优选具有倒圆锥的形状。

针107优选贯通圆形的憎液膜96的中心。

产业上的可利用性

标号说明

14：基板

14a：第一板

14b：第二板

14c：第三板

80：毛细管

87a：第一贯通孔

87b：第二贯通孔

88：缝隙或槽

99：环

95：柔性薄膜

96：憎液膜

100：孔

107：针

206：液滴

Claims

1.一种将附着在针的外表面的液滴回收至毛细管的内部的方法，其特征在于，具有以下的（a）～（c）工序：

（a）：准备基板的工序，

该基板具有毛细管、柔性薄膜、憎液膜和孔，其中，

所述基板在表面或内部具有所述毛细管，

所述毛细管的长度方向与所述基板的表面平行，

所述憎液膜形成在所述柔性薄膜上，

在沿着Z方向切断所述基板而呈现的截面视图中，所述憎液膜和所述柔性薄膜分别具有宽度WA和宽度WB，

Z方向表示所述基板的法线方向，

宽度WA和宽度WB满足以下的关系（I）：

WA≤WB （I），

所述孔形成在Z方向上，

所述孔的上端由所述柔性薄膜和所述憎液膜覆盖，

（b）：沿着Z方向使针移动，使得针依次贯通所述憎液膜和所述柔性薄膜，使液滴从所述针的外周面移到所述憎液膜的表面的工序，其中，

位于所述憎液膜的表面的所述液滴在截面视图中具有宽度WL，

（c）：沿着Z方向进一步使针移动，增大宽度WL，由此使在所述工序（b）中位于所述憎液膜的表面的所述液滴到达所述毛细管的入口，通过毛细管现象，使所述液滴吸入到所述毛细管的内部的工序。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述基板在内部具有所述毛细管，

所述基板由第一板、第二板和第三板构成，

所述第二板被夹在所述第一板与所述第三板之间，

在所述第二板上形成有缝隙或槽，并且，

所述毛细管由所述缝隙或槽形成。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述柔性薄膜被夹在所述第一板与所述第二板之间，并且，

所述柔性薄膜不仅被配置在所述孔的上端，还被配置在所述毛细管的内部。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述第二板具有第一贯通孔，

所述第一贯通孔与所述憎液膜和所述孔重叠，

所述第一贯通孔的截面积大于所述憎液膜的面积，

所述第三板具有第二贯通孔，并且，

所述第二贯通孔与所述第一贯通孔、所述憎液膜和所述孔重叠。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述第一贯通孔在截面视图中具有宽度WC，

所述宽度WA和宽度WC满足以下的关系（II）：

WA＜WC （II），

在所述毛细管的内部不配置所述憎液膜，并且，

除了形成有所述憎液膜的部分，所述柔性薄膜具有亲水性表面。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述第一贯通孔的面积与所述第二贯通孔的面积相等。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述柔性薄膜具有与所述第一板相同的面积。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述柔性薄膜的面积小于所述第一板的面积。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述基板在表面具有所述毛细管。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：

所述毛细管为玻璃管或塑料管。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于：

在所述基板的表面设置有包围所述憎液膜的环，并且，

所述毛细管插入所述环。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：

所述毛细管的入口位于所述环的内壁的一部分。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述液滴为水溶液。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述液滴含有化学物质，并且，

在所述工序（c）之后，在所述毛细管的内部，对回收至所述毛细管的内部的所述液滴所含有的化学物质进行光学或电化学的检测。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：

所述液滴为含有所述化学物质的水溶液。