CN104302813B - 气溶胶发生器 - Google Patents

气溶胶发生器 Download PDF

Info

Publication number
CN104302813B
CN104302813B CN201280063802.6A CN201280063802A CN104302813B CN 104302813 B CN104302813 B CN 104302813B CN 201280063802 A CN201280063802 A CN 201280063802A CN 104302813 B CN104302813 B CN 104302813B
Authority
CN
China
Prior art keywords
orifice plate
plate
plug
hole
atomizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280063802.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104302813A (zh
Inventor
B·霍根
D·布坦
S·克利福
M·波默罗伊
M·萨瑟恩
D·希尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novartis AG
Original Assignee
Novartis AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novartis AG filed Critical Novartis AG
Publication of CN104302813A publication Critical patent/CN104302813A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104302813B publication Critical patent/CN104302813B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0638Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • B05B17/0646Vibrating plates, i.e. plates being directly subjected to the vibrations, e.g. having a piezoelectric transducer attached thereto
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0653Details
    • B05B17/0669Excitation frequencies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C5/00Alloys based on noble metals
    • C22C5/04Alloys based on a platinum group metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00Electroforming
    • C25D1/10Moulds; Masks; Masterforms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/56Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys
    • C25D3/567Electroplating: Baths therefor from solutions of alloys containing more than 50% by weight of platinum group metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Special Spraying Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

一种由钯镍合金形成的孔板,该钯镍合金包含约89%的钯和约11%的镍。通常具有细小的基本上等轴的晶粒微观结构贯穿该孔板的厚度。平均晶粒宽度(W)在0.2μm‑5.0μm的范围内,某些情况下为0.2μm‑2.0μm。因为该晶粒结构是等轴的(L/W=1),所以该晶粒长度(L)等于晶粒宽度。改良的孔板延长了雾化器的使用寿命,消除了雾化器运行中过早并且不可预知的失效的风险,消除了从医院和病人处返回产品的风险,并且消除了孔板的碎片可能脱离该雾化器的风险。

Description

气溶胶发生器
引言
本发明涉及的是气溶胶发生器。
已知气溶胶发生器含有可振动部件和操作中连接到该可振动部件上的板体。该板体具有上表面、下表面以及从该上表面延伸到该下表面的多个孔。所述孔是锥形的,使得当从一个表面供应液体并且使用振动部件振动该孔板时,从相对的表面喷出液滴。例如在US6235177、US2007/0023547A和US7066398中公开了这种已知系统的细节,它们的全部内容在此通过引用并入本文。
在专利US7066398中公开了通过包含压电转换器即应用电信号施加振动的装置的作用,液体通过该孔板的上部并且从该孔板的下部喷出,该孔板受到动态的循环应力,弯曲地向内并且向下。
这种孔板在持续的周期内通常在100-200kHz之间振动。由于一些雾化器间歇地重复使用长达1年(这可能大约等于800×15分钟雾化周期)以及其他雾化器在长达1周的短时间内持续使用,所以这些周期可以是变化的。
Callister D.W,Materials Science and Engineering-An Introduction,JohnWiley and sons,2007,p227-245公开了系统受到动态的并且起伏的应力而导致发生的疲劳失效。使用术语“疲劳”是因为这种类型的失效一般发生在长期的重复应力或交变循环之后。在这些情况下,在应力水平低于材料的屈服强度σTS并且通常低于材料的屈服强度σY时可能发生失效。
高频和这种苛刻的使用期限的组合在孔板上施加了巨大的应力。因此孔板失效并非罕见的。这个问题表明在孔板形成的失效本身导致雾化器停止工作并且因此无法向病患提供气雾状药物。
进行了各种尝试以解决这一点,但是问题仍然存在。
一种尝试是提供非金属材料如柔性聚合物的孔板,但是这种材料一般不具备有效地向气溶胶液体提供所需振幅的刚度。其他的尝试是使得形成振动孔板的雾化器头作为该雾化器的可置换的部件,该部件可以被频繁地更换。然而,这存在许多经济问题。
发明内容
根据本发明,提供了一种孔板体,其具有在第一表面和第二表面之间延伸的多个孔,该板由包含约89%钯和约11%镍的钯镍合金形成,并且具有细小的随机取向的基本上等轴的晶粒微观结构贯穿该孔板的厚度。
平均晶粒宽度可以为0.2μm-2.0μm,在一些情况下为0.2μm-1.0μm。在一个实施方案中平均晶粒宽度为约0.5μm。
在其他情况下,在加工过程中使用高温(可能约1000℃)以组装孔板成为雾化器,晶粒宽度可以达到5μm并且甚至可以高达8μm。需要如此高温的一个典型加工过程是钎焊。因此,平均晶粒宽度可以为0.2μm-8.0μm,在一些情况下为0.2μm-5.0μm。在一些实施方案中平均晶粒宽度为1.0μm-4.0μm。
该孔板可以是任意合适的厚度。在一种情况下,该孔板的厚度为59-63微米。
该孔板可以具有圆顶状的几何形状并且气溶胶的出口在该圆顶状板的叶型凸面上。
本发明还提供了一种包含本发明的孔板和用于振动该孔板的装置的气溶胶发生器
用于振动该孔板的装置优选构造为以125-155kHz的频率振动孔板。该板可以在128-148kHz下振动。
本发明提供了一种孔板,其中疲劳寿命得以保存并且延续以确保延续期间的雾化。
在一种情况下,该孔板包含具有上表面、下表面和多个孔的板体,该孔从上表面到下表面方向上为锥形。在该孔板的上表面(背面)供应液体,并且振动该孔板使得从下表面(前面)喷出液滴。此外,该孔的出射角为约30°-约60°,更优选约41°-约49°,并且更优选约45°。该孔在锥形最窄部分的直径为约1微米-约10微米。这样的孔板是有优势的,因为它可以以约2μl-约25μl每1000个孔每秒的速率产生尺寸为约2μm-约10μm的液滴。因此,可以使用该孔板雾化出足量的液体药剂,以致于不需要另外使用吸收室以收集雾化的药剂。
该孔板体由钯镍合金构成。对于许多腐蚀材料特别是通过吸入疗法治疗呼吸系统疾病的溶液,如应用在许多药物中的硫酸沙丁胺醇和异丙托溴铵溶液,这种合金是耐腐蚀的。此外,该钯镍合金具有低的弹性模量并且因此对于给定的振幅具有较低的应力。
还公开了一种用于雾化液体的方法。根据该方法,提供一种孔板,其包含具有上表面、下表面和多个孔的板体,该孔从上表面到下表面方向上为锥形。该孔的出射角为约30°-约60°,优选约41°-约49°,并且更优选约45°。该孔在锥形最窄部分的直径为约1微米-约10微米。在该孔板的上表面(背面)供应液体,并且振动该孔板使得从下表面(前面)喷出液滴。
典型地,液滴的尺寸约为2μm-约10μm。方便的话,该孔板尽可能设置许多孔,一般至少约1000孔以致于在少于大约1秒的时间内可以产生约2μl-约25μl的液体体积。因此,可以雾化出足够的剂量以致于病患可以吸入雾化的药剂,而不需要使用收集室以收集并保持规定剂量的药剂。
在一种特殊情况下,向上表面供应的液体通过表面张力保持在上表面上直到从下表面喷出液滴。
附图说明
从下列仅通过示例方式给出的具体实施方式的叙述中并参考附图将更加清楚地理解本发明,其中:
图1(a)是无裂纹的、具有细小的等轴微观结构(具有铣成的沟槽)的根据本发明孔板的显微照片;
图1(b)是铣出的沟槽处显示的无裂纹的、具有细小的等轴微观结构的显微照片;
图1(c)是根据本发明的孔板的显微照片,示出了比图1a和图1b稍微大的微观结构,并且是由于在组装孔板成为功能性雾化器的过程中使用的高温导致的;
图2是振动本发明的孔板的FEA模型;
图3示出了板厚度与固有频率之间的直接关系;
图4示出了板的圆顶直径与固有频率的相反关系;
图5是孔板的侧视图;
图6是图5孔板的一部分的横截面侧视图;
图7是图6孔板的一个孔的更详细的视图;
图8是通过孔的液体流速随孔的出射角变化的曲线图;
图9是电铸工艺中制备孔板的具有绝缘岛状物的芯棒的顶部透视图;
图10是图9的一部分芯棒所示的一个绝缘岛状物更详细的侧视图;
图11是举例说明用于制备电铸芯棒的一种方法的流程图;
图12是使用电铸工艺制备孔板的图11的芯棒的横截面的侧视图;
图13是举例说明用于制备孔板的一种方法的流程图;
图14是另一个孔板的一部分的横截面侧视图;
图15是用于形成图14的孔板的另一个电铸芯棒的一部分的侧视图;
图16举例说明图5的孔板用于气溶胶发生器以雾化液体。
具体实施方式
在本发明中,孔板是由包含约89%钯和约11%镍的钯镍合金形成的。如图1所示,有细小的基本上等轴的晶粒微观结构贯穿该孔板的厚度。平均晶粒宽度(W)为0.2μm-2.0μm,在一些情况下为0.2μm-1.0μm。对于最佳的结果平均晶粒宽度为约0.5μm。然而晶粒宽度达到5μm并且可能达到8μm也能提供足够的抗断裂性。
因为晶粒结构是等轴的(L/W=1),所以晶粒长度(L)等于晶粒宽度。
从SEM(扫描电子显微镜)照片中获得晶粒宽度,使用线截断法,用于计算平均晶粒尺寸:
其中:
是平均晶粒尺寸,
C是使用的测试线的总长度,
N是在线上的截取的晶界的数量,
M是显微照片的放大倍数
使用聚焦离子束显微镜(FIB)和FIB FEI 200机器研究晶粒结构。使用镓源(Ga+),+30keV的原离子束,铣出宽10μm×长20μm×深6μm的沟槽。然后在45°下攻击样品,在20000X放大倍数下成像,并且观察晶粒尺寸、形状和分布。
图1中该孔板还具有通常等轴的随机取向的尺寸上平均晶粒宽度大约为0.5μm晶粒微观结构,贯穿该孔板的整个厚度。该板具有冶金结构,即有很好地耐引发疲劳裂缝和裂缝扩展的能力。
对于在组装过程中需要较高加工温度(可能约1000℃)以组装孔板成为雾化器的孔板而言,由于平均晶粒尺寸比在组装过程中不需要这种高温的孔板的那些要更大,聚焦离子束显微镜(FIB)是不合适的。对于晶粒尺寸的评估更合适的技术是表面扫描电子显微镜的使用。图1(c)(i)示出了下表面的显微照片,图1(c)(ii)示出了上表面的显微照片。表面上可见的线示出了晶界。比例尺为50μm,其是使用的放大倍数的量度。
结合微观结构,在本发明的振动循环总量下,孔板几何特征最优选能确保振动板无裂纹并且延长雾化器的疲劳寿命。
已经发现孔板的固有频率(NF)在决定孔板的疲劳寿命中起重要作用。用0.025的‘p square’值进行统计分析是奏效的并且我们已经发现对应于孔板(NF)降低的振动频率延长了雾化器的疲劳寿命。
在使用期限测试中,孔板经受大约810次雾化循环,每次持续15分钟的雾化循环。例如,对于142kHz的振动频率,雾化器的每一使用期限内孔板的振动循环的总量为:
142000循环数/秒*15*60秒*810≈1.04*1011循环数
因此,在雾化器的使用期限内振动循环的总量是非常高的,并且这样在孔板上施加了可观的应力。
可以确定,将振动频率从142kHz降低到133kHz(仅仅减少9kHz),将减少7*109振动循环数:
133000循环数/秒*15*60秒*810≈9.7*1010循环数
142kHz-133kHz=9kHz=1.04*1011循环数-9.7*1010循环数=7*109循环数
从文献中已知圆板具有振动模型规定特征。在分析振动模型和圆形部件的固有频率时,Bower[Bower A.,Applied Mechanics of Solids,CRC Press,2010,p 694]发现振动的固有频率的公式:
其中:
Jn是贝塞尔函数,
ω(m,n)是固有频率,
R是板的半径,
h是板的厚度,
ρ是质量密度,
T0是每单位长度的径向力。
从这个公式中可以确定振动板的固有频率。例如,ω(0,1)表示的第一固有频率的公式为:
因此,固有频率取决于振动板的几何特征,即厚度和板半径(或者直径)。
FEA(有限元分析)模型分析旨在模拟本发明的孔板的振动行为并且确定和预知主要因素在孔板的振动特征-振动形式和固有频率(NF)的影响-图2。
我们的模拟结果表明板的厚度和固有频率(NF)是直接相关的-图3,板的圆顶直径和固有频率(NF)是反向相关的-图6,并且这与我们的实验数据是相互关联的。
为了降低板的振动反应(NF),可以降低孔板的厚度或者增加圆顶的直径。
例如,板厚度减少3μm,固有频率将降低9kHz,并且这将有助于增加如上所述的振动板的疲劳寿命。
在本发明中,我们提供了通常具有等轴微观结构的孔板。使用较低技术规范的厚度和固有频率范围还能进一步提高疲劳寿命。
振动孔板疲劳寿命增加,在延长的期限内能提供合适的雾化。
本发明提供了一种改进的孔板,即:
延长雾化器的使用年限;
消除了雾化器过早的并且不可预知的失效的风险;
消除了从医院和病患处返回产品的风险;并且
消除了孔板的碎片可能脱离该雾化器的风险。
现在常用振动网孔雾化器来治疗大量呼吸系统疾病,其需要向肺部提供雾化药剂。
如US20070023547A中所述,本发明的孔板由相对薄的板构造而成,其可能形成期望的形状并且包括当孔板振动时能够用于产生细微液滴的多个孔。在US专利5164740、5586550和5758637中公开了一般用于振动上述孔板的技术,在此通过参考并入。构造孔板允许以相对快的速率产生相对小的液滴。例如,本发明的孔板可以用于产生尺寸为约2微米-约10微米的液滴,并且更典型地为约2微米-约5微米。在一些情况下,孔板可以用于产生有益于肺部药物传送方式的喷雾。同样,孔板产生的喷雾也许具有比如US专利5758637所述的约70%、优选超过约80%,并且更优选超过约90%的可呼吸分数。
在一些具体实施方式中,上述细微的液滴可以是以约2微升每秒-约25微升每秒每1000个孔的速率产生。因此,孔板可以构造成具有多个孔以在少于大约1秒的时间内足以产生约2微升-约25微升的雾化体积。上述生产速率对于肺部药剂传送是特别有益的,其中期望的剂量按照一定的速率雾化足以允许气溶胶药剂被直接吸入。因此,不需要使用吸收室以收集液滴直到产生规定的剂量。用这样的方法,该孔板可以应用到不使用精心设计的吸收室的气溶胶发生器、雾化器或者空气过滤器中。
该孔板可以用于向呼吸系统传送多种药物。例如,可以利用该孔板传送具有有效治疗剂的药物,如激素、缩氨酸以及其他需要精确定量包括用于呼吸系统的局部治疗的药物。可以被雾化的液体药剂的例子包括溶液形式的药物,例如水溶液、乙醇溶液、水/乙醇混合溶液等等、胶状悬浮等等形式的药物。本发明还可以在雾化各种其他类型的液体如胰岛素中得到应用。
本发明的钯镍合金孔板可以用于不会显著腐蚀孔板的各种液体中。可以使用并且不会显著腐蚀上述孔板的液体的例子包括舒喘宁、染色质、以及其他常常通过喷射雾化器传送的吸入溶液等等。
该钯镍合金具有低的弹性模量。引起振幅的应力与伸长量和弹性模量成正比。通过提供具有较低弹性模量的孔板,在孔板上的应力显著降低。
为了提高液滴产率同时保持液滴在规定的尺寸范围内,可以构造该孔具有一定的形状。更具体的是,优选该孔为锥形,因此在液滴出口处该孔的横截面是变窄的。在一种情况下,在出口处孔的角度(或者出射角)为约30°-约60°,更优选约41°-约49°,并且更优选约45°。上述出射角保证了流速增加同时最小化液滴尺寸。因此,该孔板可以在吸入药物传送系统中得到具体应用。
该孔板的孔一般具有直径为约1微米-约10微米的出口,为了产生液滴该尺寸约为2微米-约10微米。在另一种情况下,对于至少约第一15微米的孔板,优选锥形的出射角在规定的角度范围内。除上述内容外,孔的形状是不太关键的。例如,锥形的角度可以朝着孔板相反表面的方向增大。
本发明的孔板可以构造成通常如US专利5758637所述的圆顶形状。如上所述,为了最佳性能,当雾化液体时,该孔板在约125kHz-约155kHz的频率下振动。此外,当雾化液体时,液体可以置于该孔板的背面上,其中该液体通过表面张力附着在背面上。当孔板振动时,液滴从通常如US专利5164740、5586550和5758637所述的前面喷出。
本发明的孔板可以使用电沉积法构造,其中通过电解方法从溶液中在导电芯棒上沉积金属。在一个实施例中,使用电铸工艺形成该孔板,其中在具有相反轮廓、尺寸和在加工的孔板上需要表面精整的精确制造的芯棒上电镀金属。当获得所需厚度的沉积金属时,从芯棒上分离出孔板。电铸技术通常如E.Paul DeGarmo,″Materials and Processes inManufacturing″McMillan Publishing Co.,Inc.,New York,5.sup.th Edition,1979所记载,其全部内容在此通过参考并入。
用于制造孔板的芯棒可以包括具有多个定距离间隔的绝缘岛状物的导电表面。因此,当芯棒放入溶液中并且向芯棒施加电流时,溶液中金属材料沉积在该芯棒上。
各种其他技术可以用于在电铸芯棒上配置绝缘材料的图案。可以用于制造所需图案的技术的例子包括曝光、丝网印制法等等。然后使用这种图案以控制材料镀覆开始并且延续到整个镀覆过程。可以使用各种绝缘材料以防止在导电表面上镀覆,如光刻胶、塑料等等。正如前面提及的那样,一旦绝缘材料配置在芯棒上,它可以选择性地加工以获得所需的形貌。可以使用的加工的例子包括烘烤、固化、周期性加热、雕刻、切割、塑模等等。上述工艺可以用于在绝缘图案上形成弯曲的或成角度的表面,然后可以用于修饰孔板出口的角度。
现在参见图5来说明一个孔板10。孔板10包括板体12,其上形成有多个锥形的孔14。板体12如上所述由钯镍合金构造。该板体12可以具有如之前通过参考合并的US专利5758637所述的圆顶形状。板体12包括上表面或前面16和下表面或背面18。运行中,向背面18供应液体并且从前面16喷出液滴。
参见图6,更详细地说明孔14的结构。孔14从背面18到前面16设定为锥形。每个孔14具有入口20和出口22。对于这样的结构,向背面18通过入口20供应液体并且液体通过出口22离开。如图所示,板体12还包括邻近出口22加宽的部分24。如下列更详细地说明,使用制造方法产生加宽的部分24以制造孔板10。
同时如图7所示,正如接近出口22的孔14的锥角可以定义为出射角θ。选择出射角以最大化通过出口20的液滴排出物同时保持液滴在规定的尺寸范围内。出射角θ可以是在约30°-约60°的范围内,更优选约41°-约49°,并且更优选约45°。同时,出口22可以具有约1微米-约10微米的直径。此外,优选出射角θ在至少15微米的垂直距离内延伸,即在这个垂直距离内的任一点上出射角θ在上述范围内。如图所示,超过上述垂直距离,孔14可以向外加宽超出出射角θ的范围。
运行中,向背面18施加液体。在孔板10振动下,液滴穿过出口22喷出。如此,从前面16推出液滴。虽然出口22显示为从前面16插入,但是可以使用其他制造方法直接在前面16上配置出口22。
图8是包含振动类似于图1孔板的孔板10时雾化模拟数据的图表。在图8的图表中,当在背面施加大量水时,在约180kHz下振动该孔板。每个孔的出口直径为5微米。在模拟试验中,出射角从约10°变化到约70°。(注意图8中的出射角是从中心线到孔壁)。如图所示,每个孔的最大流速发生在大约45°。在约41°-约49°范围内也能得到相对高的流速。出射角θ在约30°-约60°的范围内也能产生高的流速。因此,在这个实施例中,当喷射水时,单个孔能够喷射出约0.08微升的水每秒。对于许多药物溶液来说,包含约1000个孔、每个孔的出射角约为45°的孔板可以在约一秒内产生的剂量为约30微升-约50微升。由于上述快的产率,在吸收室内无需首先收集的情况下,雾化的药剂可以在少量吸入操作下被病患吸入。
在US2007/0023547A中公开了可以用于构造孔板的电铸装置和方法。参见图9,叙述了一个可以用于构造图5的孔板10的电铸芯棒26的具体实施方式。芯棒26包括具有导电表面30的棒体28。该棒体28可以由金属如不锈钢制造。如图所示,导电表面30在几何学上是平的。然而,有时该导电表面30可以按照加工孔板的所需的形状加工成形。在导电表面30上布置多个绝缘岛状物32。岛状物32在导电表面30上延伸,以便用于在下文更详细叙述的孔板中电铸孔。岛状物32可以是按照在孔板上加工孔所需间隔的距离间隔设置。同样地,岛状物32的数量可以依据具体需要而变化。
现在参见图10,更详细地说明岛状物32的结构。如图所示,岛状物32在几何学上通常是圆锥形或圆顶状的。方便地,岛状物32可以用高度h和直径D来定义。因而,可以说每个岛状物32包括由1/2(D)/h的反正切定义的斜面或倾斜的平均角度。该斜面的平均角度可以是变化的以在孔板上产生如上所述的期望的出射角。
如图所示,岛状物32由底层34和顶层36构成。如以下更详细地说明,上述层的使用有助于获得期望的圆锥形或圆顶形状。然而,岛状物32有时可以仅仅由单个层或者多个层构造而成。
参见图11,说明用于在棒体28上形成绝缘岛状物32的一种方法。如步骤38所示,该过程从提供电铸芯棒开始。如步骤40所示,然后在该芯棒上涂敷光刻胶。如一个实施例,上述光刻胶薄膜可以包括具有约7-约9微米厚的厚膜光刻胶。上述厚膜光刻胶可以包括Hoechst Celanese AZ P4620正性光刻胶。方便地,这种光刻胶可以在对流烘箱中在约100℃下在空气或其他环境下预烘烤约30分钟。如步骤42所示,在光刻胶膜上放置具有圆形区域图案的掩膜。如步骤44所示,然后曝光该光刻胶膜以形成绝缘岛状物的方案。方便地,在碱性显影剂如Hoechst Celanese AZ400K显影剂中曝光该光刻胶。虽然上文使用的是正性光刻胶,但是也可以使用现有技术中已知的负性光刻胶。
如步骤46所示,通过加热芯棒以允许岛状物按照期望的形状流动并且固化,然后岛状物被处理形成期望的形状。可以由流动(或者圆顶)的程度和出现固化的程度来控制步骤46的加热循环的条件,进而影响图案的耐用性和稳定性。在一种情况下,芯棒被缓慢加热到高温下以获得所需的流动和固化量。例如,芯棒和光刻胶以每分钟约2℃的速率从室温加热到约240℃的高温。然后芯棒和光刻胶在该高温下保持约30分钟。
在一些情况下,可能期望在该绝缘岛状物上增加光刻胶层以控制它们的角度并进一步提高岛状物的形状。因此,如步骤48所示,如果还没有获得所需的形状,可以在岛状物上重复步骤40-46以配置额外的光刻胶层。一般,当增加额外的层时,掩膜将包含直径更小的圆形区域,以便增加的层具有更小的直径从而有助于形成岛状物的圆顶形状。如步骤50所示,一旦获得所需形状,过程结束。
参见图12和13,说明制造孔板10的过程。如图13的步骤52所示,提供具有绝缘岛状物图案的芯棒。方便地,上述芯棒可以是如图12举例说明的图9的芯棒26。然后进行步骤54的处理,其中该芯棒置于含有待沉积到芯棒上的材料的溶液中。如一个实施例,该溶液可以是购买于Lucent Technologies的Pallatech PdNi电镀液,其含有将沉积到芯棒26上的钯镍。如步骤56所示,向芯棒施加电流以在芯棒26上电沉积材料并且形成孔板10。如步骤56所示,一旦形成孔板,可以从芯棒26上剥离。
为了在孔板10上获得期望的出射角和期望的出口,在向芯棒上施加电流的时间是可以变化的。此外,芯棒浸入的溶液的种类也是可以变化的。更进一步,岛状物32的形状和角度可以随前述孔的出射角变化而变化。仅仅举例来说,可以用于制造出射角为约45°的芯棒通过沉积具有直径100微米和高度10微米的第一光刻胶岛状物来制备。在第一岛状物中心上沉积具有直径10微米和厚度6微米的第二光刻胶岛状物。然后温度200℃下加热该芯棒2小时。
现在参见图14,说明孔板60的另一个具体实施方式。孔板60包括具有多个锥形孔64(为了便于说明仅示出了一个)的板体62。板体62具有背面66和前面68。从背面66到前面68设置孔64为锥形。如图所示,孔64具有锥形不变的角度。优选,该锥角在约30°-约60°的范围内,更优选约41°-约49°,并且更优选约45°。孔64还包括具有约2微米-约10微米直径的出口70。
参见图15,说明可以用于构造孔板62的的一种方法。该过程使用具有多个绝缘岛状物74的电铸芯棒72。方便地,岛状物74被构造成几何学上常规的圆锥形或圆顶形状并且使用本文上述的任一工艺进行构造。为了形成孔板60,芯棒72置于溶液中并且向芯棒72施加电流。控制电镀时间以便孔板60的前面68不会延伸到岛状物74的顶部。可以控制电镀时间的数值来控制孔板60的高度。同样,可以通过改变电镀时间来控制出口72的尺寸。一旦获得孔板60期望的高度,中止电流并且从孔板60上除去芯棒72。
现在参见图16,说明孔板10的应用以雾化大量液体76。方便地,孔板10与具有中心窗口80的杯形部件78连接在一起。孔板10置于窗口80上,背面18邻近液体76。压电转换器82与杯形部件78连接在一起。界面84还可以提供便利的路线以连接气溶胶发生器和装置的其他部件。运行中,向转换器82施加电流以振动孔板10。通过表面张力液体76附着在孔板10的背面18。当孔板10振动时,如图所示从前面喷出液滴。
正如前面所述,可以构造孔板10以便于约4微升-约30微升体积的液体一次,也就是说小于每约1000个孔约一秒的时间内被雾化。此外,可以产生每个液滴,使得它们具有大于约90%的可呼吸分数。这样,可以雾化药剂,然后直接被病患吸入。
本发明不限于上述具体实施方式,在结构和细节上是可以变化的。

Claims (10)

1.一种孔板,具有在第一表面和第二表面之间延伸的多个孔,该孔板由包含89%钯和11%镍的钯镍合金形成,并且具有的随机取向的基本上等轴的晶粒微观结构贯穿该孔板的厚度,其中平均晶粒宽度为0.2μm-8.0μm。
2.如权利要求1所述的孔板,其中平均晶粒宽度为0.2μm-2.0μm。
3.如权利要求1所述的孔板,其中平均晶粒宽度为0.2μm-1.0μm。
4.如权利要求1所述的孔板,其中平均晶粒宽度为0.5μm。
5.如权利要求1所述的孔板,其中平均晶粒宽度为0.2μm-5.0μm。
6.如权利要求1所述的孔板,其中平均晶粒宽度为1.0μm-4.0μm。
7.如权利要求1所述的孔板,其中该孔板的厚度为59-63微米。
8.如权利要求1所述的孔板,其几何形状为圆顶状的。
9.一种气溶胶发生器,其包含如权利要求1-8任一项所述孔板和用于振动该孔板的装置。
10.如权利要求9所述的气溶胶发生器,其中用于振动该孔板的装置构造为以125-155kHz的频率振动孔板。
CN201280063802.6A 2011-12-21 2012-12-19 气溶胶发生器 Active CN104302813B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161578645P 2011-12-21 2011-12-21
IE2011/0562 2011-12-21
US61/578,645 2011-12-21
IE20110562 2011-12-21
PCT/EP2012/076135 WO2013092701A1 (en) 2011-12-21 2012-12-19 Aerosol generators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104302813A CN104302813A (zh) 2015-01-21
CN104302813B true CN104302813B (zh) 2017-07-21

Family

ID=48667754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280063802.6A Active CN104302813B (zh) 2011-12-21 2012-12-19 气溶胶发生器

Country Status (5)

Country Link
EP (2) EP2794964B1 (zh)
JP (1) JP6368247B2 (zh)
CN (1) CN104302813B (zh)
RU (1) RU2014121781A (zh)
WO (1) WO2013092701A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104302813B (zh) * 2011-12-21 2017-07-21 斯坦福设备有限公司 气溶胶发生器
KR101953970B1 (ko) * 2016-06-29 2019-03-05 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 미세분무용 다공성 필터의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 다공성 필터

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4628165A (en) * 1985-09-11 1986-12-09 Learonal, Inc. Electrical contacts and methods of making contacts by electrodeposition
CN1139156A (zh) * 1995-06-28 1997-01-01 太原化学工业集团公司化肥厂 钯合金吸附网
CN101351341A (zh) * 2005-10-31 2009-01-21 惠普开发有限公司 镀有钯镍合金的孔板
CN101637637A (zh) * 2009-06-08 2010-02-03 陕西坚瑞消防股份有限公司 一种热气溶胶灭火装置
CN101891253A (zh) * 2010-07-16 2010-11-24 中国原子能科学研究院 单分散微米级铀氧化物微粒的制备方法
CN102244976A (zh) * 2011-04-22 2011-11-16 杭州威利广光电科技股份有限公司 适于金线键合的bt线路板合金镀层

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS493369B1 (zh) * 1963-10-01 1974-01-25
US5164740A (en) 1991-04-24 1992-11-17 Yehuda Ivri High frequency printing mechanism
US5586550A (en) 1995-08-31 1996-12-24 Fluid Propulsion Technologies, Inc. Apparatus and methods for the delivery of therapeutic liquids to the respiratory system
US6205999B1 (en) * 1995-04-05 2001-03-27 Aerogen, Inc. Methods and apparatus for storing chemical compounds in a portable inhaler
US5758637A (en) 1995-08-31 1998-06-02 Aerogen, Inc. Liquid dispensing apparatus and methods
US6235177B1 (en) 1999-09-09 2001-05-22 Aerogen, Inc. Method for the construction of an aperture plate for dispensing liquid droplets
US6533394B1 (en) * 2001-08-29 2003-03-18 Hewlett-Packard Company Orifice plate with break tabs and method of manufacturing
BRPI0817311A2 (pt) * 2007-09-25 2015-03-17 Novartis Ag Tratamento de doenças pulmonares com medicamentos em aerossol tais como a vancomicina
CN104302813B (zh) * 2011-12-21 2017-07-21 斯坦福设备有限公司 气溶胶发生器
US9522409B2 (en) * 2011-12-21 2016-12-20 Stamford Devices Limited Aerosol generators
EP2607524B1 (en) * 2011-12-21 2014-09-10 Stamford Devices Limited Aerosol generators

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4628165A (en) * 1985-09-11 1986-12-09 Learonal, Inc. Electrical contacts and methods of making contacts by electrodeposition
CN1139156A (zh) * 1995-06-28 1997-01-01 太原化学工业集团公司化肥厂 钯合金吸附网
CN101351341A (zh) * 2005-10-31 2009-01-21 惠普开发有限公司 镀有钯镍合金的孔板
CN101637637A (zh) * 2009-06-08 2010-02-03 陕西坚瑞消防股份有限公司 一种热气溶胶灭火装置
CN101891253A (zh) * 2010-07-16 2010-11-24 中国原子能科学研究院 单分散微米级铀氧化物微粒的制备方法
CN102244976A (zh) * 2011-04-22 2011-11-16 杭州威利广光电科技股份有限公司 适于金线键合的bt线路板合金镀层

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
振筛进料流化床气溶胶发生器性能的初步研究;刘龙波 等;《过程工程学报》;20040830;第4卷;第876-878页 *
钯复合膜的研究进展;刘伟 等;《化学进展》;20061130;第18卷(第11期);第1468-1479页 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2794964A1 (en) 2014-10-29
RU2014121781A (ru) 2016-02-10
JP2015511988A (ja) 2015-04-23
JP6368247B2 (ja) 2018-08-01
EP3042982A1 (en) 2016-07-13
WO2013092701A1 (en) 2013-06-27
EP2794964B1 (en) 2016-03-02
CN104302813A (zh) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4500477B2 (ja) 改良されたアパーチャプレートならびにその構築および使用のための方法
US11389601B2 (en) Photodefined aperture plate and method for producing the same
EP2886185A1 (en) Perforated membrane and process for its preparation
US20170136485A1 (en) Aerosol generators
CN104302813B (zh) 气溶胶发生器
EP2607524B1 (en) Aerosol generators
US9889261B2 (en) Nebulizer mesh and production method thereof
BR112014014247B1 (pt) Placa de orifícios e produtor de aerossol compreendendo a referida placa

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1205770

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1205770

Country of ref document: HK