CN1262344C - 微型化学装置及其流量调节方法 - Google Patents
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Abstract
一种微型化学装置以及流量调节方法,其中,耐压性高、流路截面积不依赖于液体压力并且能够抑制生物成分的吸附、容易生成并且具有阀功能。在形成表面具有槽的构件(A)的槽的表面上,粘接其它构件(B),在构件(A)和构件(B)的粘接面上由构件(A)的槽和构件(B)形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有空隙部,该空隙部的宽为毛细管状流路宽的0.5~100倍,该空隙部的最大高度/最大宽度的比为1以下,构件(A)和构件(B)中的任何一方至少在相对于空隙部的部分由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料构成,具有通过从构件(A)和/或构件(B)的外侧选择性地压迫空隙部能够可逆性地减少空隙部容积的阀功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种在构件中具有微型流路和用于控制流过该流路的流体流量的阀部分的微型化学装置,具体的说,是涉及一种在叠层粘接的构件之间具有毛细管状的流路和设置于流路上的空隙部,并且具有能够通过从构件外压迫该空隙部分调节流路的开闭和流体流量的阀的微型化学装置及其流量调节方法。
本发明的微型化学装置可以用作化学、生物化学等的微型反应装置(微型反应器);集成DNA分析装置、微型电泳装置、微型色谱装置等的微型分析装置;质谱或液相色谱等的分析试样调配用微型装置;萃取、膜分离、透析等的物理化学的处理装置等。
背景技术
在SCIENCE杂志(第288卷,113页,2000年)中记载了具有由硅胶形成的液体流路,和隔着该流路及硅胶的隔壁并形成的加压用空隙部的微型化学装置。并且记载了通过在加压用空隙部中导入压缩空气,使硅胶隔壁弯曲并且向流路侧挤压,从而使流路截面积发生变化并对液体流量进行调节的方法。
但是,该微型化学装置,由于是由刚性低的软材形成,所以存在耐压性低、并且流路截面积随着液体压力的变化而变化、流量与压力不成比例等问题。另外,还有吸附生物化学物质多、用途有很大限制、形成微细结构需要很长时间、生产率显著下降之类的缺点。
发明内容
本发明所要解决的课题在于提供一种耐压性高的、流路截面积不依赖于液体压力的、并且能够控制生物成分的吸附、且容易生产的具有阀功能的微型化学装置及其流量调节方法。
本发明人等,对于解决上述问题的方法进行了锐意的研究,结果发现,在两个构件之间形成流路和形成作为其一部分的空隙部的微型化学装置中,该两个构件中至少一个构件或叠层的3个构件中的至少一个构件由具有特定拉伸弹性率的软材构成,选择性地从构件外压迫空隙部,使柔软构件的空隙部周边部变形,由此可以开闭流路和调节流量;另外,作为选择性地压迫该空隙部的机构,在相对于该空隙部的构件外表面上设置凸状结构,由此可以容易地开闭流路和调节流量;另外,通过用能量标线固化性树脂组合物来形成这些部件,使其中含有亲两性的能量标线固化性化合物,就可以容易地生产具有优良的构件间粘合性并且对于生物成分吸附性较低的微型化学装置,从而完成了本发明。
即,本发明关于,
(1)一种微型化学装置,其中,在形成表面具有槽的构件(A)的槽的表面上,粘接其它构件(B),在构件(A)和构件(B)的粘接面上由构件(A)的槽和构件(B)形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有空隙部,该空隙部的宽为毛细管状流路宽的0.5~100倍,该空隙部的最大高度/最大宽度的比为1以下,构件(A)和构件(B)中的任何一方至少在相对于空隙部的部分由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料构成,具有通过从构件(A)和/或构件(B)的外侧选择性地压迫空隙部能够可逆性地减少空隙部容积的阀功能。
另外,本发明包括,
(2)上述(1)中所述的微型化学装置,其中,构件(A)和构件(B)中的任何一方至少在相对于空隙部的部分由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料构成,并且另一构件的至少空隙部周边由拉伸弹性率700MPa以上的中度硬质材料构成;
(3)上述(1)或(2)中所述的微型化学装置,其中,构件(A)和构件(B)的至少一方为薄片状构件;
(4)上述(1)~(3)中任何一项所述的微型化学装置,其中,从外部压迫空隙部侧的构件的至少相对于空隙部的部分的外侧上,由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成,并且叠层厚度在0.5~500μm范围的薄片状部件(E);
(5)上述(1)~(4)中任何一项所述的微型化学装置,其中,在压迫空隙部侧的构件的相对于空隙部的位置上,设置凸状结构;
(6)上述(1)~(4)中任何一项所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的构件(H)叠层于压迫空隙部侧的构件的外侧,使凸状结构向着空隙部侧并且使其固定在相对于空隙部的位置;
(7)上述(6)中所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的构件(H)为具有凸状结构的薄片状构件;
(8)上述(6)或(7)中所述的微型化学装置,其特征在于,具有凸状结构的构件(H),使凸状结构向着与构件(B)相反的侧在构件(B)上或构件(E)上叠层,由拉伸弹性率在10MPa~10GPa范围内的材料形成,并且其厚度为0.5~500μm范围内;
(9)上述(5)~(8)中任何一项所述的微型化学装置,其中,凸状结构由拉伸弹性率在700MPa以上的硬质材料形成;
(10)上述(1)~(9)中任何一项所述的微型化学装置,其中,拉伸弹性率在0.1MPa~700MPa以下的软质材料和/或拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料为能量标线固化性组合物的固化物;以及
(11)上述(10)中所述的微型化学装置,其中,能量标线固化性组合物含有亲两性的能量标线固化性化合物。
另外,本发明关于,
(12)一种微型化学装置,其中,构件(B)和构件(C),通过夹持具有形成流路的缺欠部的层状构件(D)相互粘接,在构件(B)和构件(C)之间,作为形成构件(D)的材料的缺损部,形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍、最大高度/最大宽度的比在1以下的空隙部,构件(B)、(C)、(D)中任何一个,至少其相对于空隙部的部分(但是对于构件(D)是指空隙部的周边)由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,并且构件(B)、(C)、(D)中的至少一个由700MPa以上的中度硬质或高硬质材料形成,具有从构件(B)侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部的容积的阀功能。
另外,本发明还包括,
(13)在上述(12)中所述的微型化学装置,其中,构件(B)的至少相对于空隙部的部分由拉伸弹性率为0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,并且相对于空隙部的部分的厚度最小值为10~3000μm;
(14)在上述(12)中所述的微型化学装置,其中,构件(B)的至少相对于空隙部的部分由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成,相对于空隙部的部分的厚度最小值为0.5~500μm;
(15)在上述(12)~(14)中任一项所述的微型化学装置,其中,构件(B)的至少相对于空隙部的部分的外侧由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成,并且叠层厚度在0.5~500μm范围内薄片状构件(E);
(16)在上述(12)~(15)中任一项所述的微型化学装置,其中,构件(B)的表面的相对于空隙部的位置上设置凸状结构;
(17)在上述(12)~(15)中任一项所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的部件(H),叠层在构件(B)上或构件(E)上,使凸状结构向着空隙部侧并使其固定在相对于空隙部的位置上;
(18)在上述(17)中所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的构件(H)为具有凸状结构的片状构件;
(19)在上述(16)中所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的构件(H),在使凸状结构向着构件(B)的反向侧的同时叠层于构件(B)或构件(E)上,使凸状结构结合于与空隙部的相对的位置并由此固定与构件(B)的位置关系,由拉伸弹性率为10MPa~10GPa的材料形成,厚度在0.5~500μm范围内;
(20)在上述(12)~(19)中任一项所述的微型化学装置,其中,凸状结构是由拉伸弹性率为700MPa以上的硬质材料形成;
(21)在上述(12)~(20)中任一项所述的微型化学装置,其中,拉伸弹性率为0.1MPa以下700MPa以下的软质材料是能量标线固化性组合物的固化物;
(22)在上述(12)~(21)中任一项所述的微型化学装置,其中,拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料为能量标线固化性组合物的固化物;
(23)在上述(21)或(22)中所述的微型化学装置,其中,能量标线固化性组合物含有亲两性的能量标线固化性化合物。
另外,本发明还包括,
(24)一种微型化学装置,其中,在形成表面具有槽的构件(A)的槽的面上,粘接其它构件(B),在构件(A)和构件(B)的粘接面上,形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有空隙部,该空隙部的宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍,该空隙部的最大高度/最大宽度的比在1以下,构件(A)和构件(B)中任何一个,至少其相对于空隙部的部分由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,并且在相对于构件(A)和/或构件(B)的表面的空隙部的位置上设置凸状结构,具有从设置该凸状结构的构件侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部的容积的阀功能;
(25)一种微型化学装置,其中,在形成表面具有槽的构件(A)的槽的面上,粘接其它构件(B),在构件(A)和构件(B)的粘接面上,形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有空隙部,该空隙部的宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍,该空隙部的最大高度/最大宽度的比在1以下,构件(A)和构件(B)中任何一个,至少其相对于空隙部的部分由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,并且具有凸状结构的构件(H)叠层于构件(A)和/或构件(B)上,或者构件(H)叠层于设置于构件(A)和/或构件(B)的外侧的、由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成的、厚度为0.5~500μm的片状构件(E)上,使凸状结构固定在相对于空隙部的位置上,具有从设有该凸状结构的构件侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部容积的阀功能;
(26)一种微型化学装置,其中,构件(B)和构件(C),通过夹持具有形成流路的缺欠部的层状构件(D)并且相互粘接,在构件(B)和构件(C)之间,作为形成构件(D)的材料的缺损部,形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍、最大高度/最大宽度的比在1以下的空隙部,构件(B)、(C)、(D)中任何一个,至少其相对于空隙部的部分(但是对于构件(D)是指空隙部的周边部)由拉伸弹性率0.1MPa以下700MPa以下的软质材料形成,并且在相对于构件(B)的表面的空隙部的位置上设置凸状结构,具有从构件(B)侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部的容积的阀功能;以及
(27)一种微型化学装置,其中,构件(B)和构件(C),通过夹持具有形成流路的缺欠部的层状构件(D)相互粘接,在构件(B)和构件(C)之间,作为形成构件(D)的材料的缺损部,形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍、最大高度/最大宽度的比在1以下的空隙部,构件(B)、(C)、(D)中任何一个,至少其相对于空隙部的部分(但是对于构件(D)是指空隙部的周边部)由拉伸弹性率0.1MPa以下700MPa以下的软质材料形成,具有凸状结构的构件(H)叠层于构件(B)上,或者叠层于设置于构件(B)的外侧的、由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成的、厚度为0.5~500μm的片状构件(E)上,使凸状结构固定在相对于空隙部的位置上,具有从构件(B)侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部容积的阀功能。
另外,本发明还包括,
(28)一种微型化学装置的流量调节方法,其中,通过从外部选择性地压迫上述(1)~(27)中任何一项所述的微型化学装置的空隙部,可以使微型化学装置内的空隙部的容积可逆地减少,从而调节通过空隙部的流体流量;
(29)在上述(28)中所述的微型化学装置的流量调节方法,其中,通过从外部选择性地压迫空隙部,可以使通过空隙部的流体流量为零。
附图说明
图1是表示以实施例1制造的微型化学装置的部分剖面俯视图的模式图A和正视图的模式图B。
图2是表示实施例1中所用的夹钳型的压迫机构的简图。
图3是表示以实施例16制造的微型化学装置的制造过程中的、构件(C)的俯视图的模式图。
图4是表示以实施例16制造的微型化学装置的局部剖面俯视图的模式图。
图5是表示以实施例10制造的微型化学装置的俯视图的模式图A和正视图的模式图B。
图6是表示以实施例19和20制造的微型化学装置的俯视图的模式图A和正视图的模式图B。
图7是表示实施例5、24、25、26和27中使用的构件(H)的俯视图的模式图A和正视图的模式图B。
图8是表示在实施例24中,将构件(H)安装在[#19]和[#20]上的微型化学装置的正视图的模式图。
具体实施方式
本发明的微型化学装置,由相互粘接的构件(A)和构件(B)构成,并且在它们之间形成毛细管状的流路(以下有的将“毛细管状流路”简单称为“流路”)。流路,在表面有槽的构件(A)的具有槽的面上,通过粘接其它构件(B),从而由槽和构件(B)形成,对于流路,以构件(A)作为下侧时(以下本发明的由构件(A)和构件(B)构成的微型装置的“上下”或“高度”都是以这种状态来表现的),底面和侧面由构件(A),上面由构件(B)或涂敷于构件(B)上的粘接剂构成。
流路的上方,即,从垂直于构件(A)和构件(B)的粘接面的方向看,宽度为1μm以上,优选10μm以上,另外,在1000μm以下,优选500μm以下。流路的高度在1μm以上,优选10μm以上,另外,在1000μm以下,优选500μm以下。当流路比这些尺寸小时,制造就变得困难。另外,若流路比这些尺寸大时,由于本发明的效果有变小的倾向,所以不优选。流路的宽度/深度的比,根据用途和目的不同可以任意设定,但是,一般优选0.5~10,更优选0.7~5。流路的剖面形状可以为矩形(包括角是圆形的矩形,以下相同)、梯形、圆形、半圆形等任意形状。另外,在本发明中,流路的宽度是指流路剖面的最大宽度。流路的宽度无须一定。
从上方观察到的流路形状,根据用途目的以直线、分枝、梳形、曲线、卷曲、锯齿形、其它任意形状为宜。流路除作流路外还可以用作反应场所、混合场所、萃取场所、分离场所、流量测定部、检测部等,还可以形成与流路连接的流路以外的结构,例如貯液槽、发应槽、膜分离机构、装置外的连接口等。
形成于构件(A)的上的槽比起周边部低,可以作为各种槽形成,也可以作为立于构件(A)表面的壁的空间而形成。在构件(A)的表面上设置槽的方法为任意方法,例如,可以采用注射模塑成形法、溶剂浇铸法、熔融复制法、切削、光刻法(photolithography)(包括能量标线平板印刷术)、蚀刻法、蒸镀法、气相聚合法、使切出形成槽的部分后的片状构件和板状构件粘接等的方法。构件(A)可以由多种材料构成,例如,槽的底和侧面可以由不同的材料形成。在构件(A)上可以设置槽以外的结构部分,例如,貯液槽、反应槽、分析机构等结构。
构件(A)的形状,无须特性限制,可以采用适用于用途目的的形状。作为构件(A)的形状,例如,可以是片状(包括薄膜、带等,以下相同)、板状、涂膜状、棒状、管状、以及其它复杂形状的成形物等,但是,从容易与构件(B)粘接这一点来看,优选粘接面为平面形状,特别优选片状、板状或棒状。若从构件(A)侧压迫时,构件(A)尤其优选为片状。构件(A)可以形成于支持体上。支持体优选由拉伸弹性率超过700MPa的高硬质材料形成。也可以将多个微型化学装置形成在构件(A)上,在制造后,将它们切断而作为多个微型化学装置。
构件(B),若粘接在表面具有槽的构件(A)的形成槽的面上,通过构件(A)的槽和构件(B)形成毛细管状流路时,其形状、结构、表面状态等可以是任意的。关于这些与构件(A)的情况相同。构件(B)的表面上无须形成槽,但是,也可以形成槽以外的结构。例如,构件(B)可以是表面形成槽的构件(A)的镜像体,或者也可以形成于构件(A)上的槽和形成于构件(B)的槽部分重叠,作为连接流路。
表面具有槽的构件(A)和构件(B)的粘接方法,若构件(A)表面的槽形成为毛细管状的流路时,可以为任意方法,可以使用溶剂型粘接剂、无溶剂型粘接剂、熔融型粘接剂、向构件(A)和/或构件(B)的表面上涂敷溶剂、通过热或超音波的热粘砂等,但是,优选使用无溶剂型的粘接剂。作为无溶剂型的粘接剂使用能量标线固化性组合物,通过能量标线照射使固化并粘接的方法,从能够精密地粘接微型装置、生产率高来看,是优选的。另外,使构件(A)和/或构件(B)形成能量标线固化性组合物的半固化物,以与其它构件粘合的状态进一步照射能量标线使其固化的同时进行粘接的方法,也是优选的。
本发明的微型化学装置,在流路的路径上具有空隙部。即,空隙部设置于该处可以关闭和能够遮断流路的位置上。使构件(A)在下面以水平放置的状态表示,若空隙部的相对于流路方向呈直角的剖面的高度和宽度分别称为空隙部的高度和宽度,与该空隙部的构件(A)和构件(B)的粘接面相平行的面中的流路方向上的长度称为空隙部的长度时,空隙部的宽度为毛细管状流路的宽度的0.5倍以上,优选0.7倍以上,100倍以下,优选10倍以下,更优选3倍以下。若宽度小于该范围,流路的压力损失增大,若大于该范围,在阀部的死体积增大的同时,由阀的开闭或流量调节而引起的液体的移动变大,是不优选的。
另外,该空隙部的最大高度/最大宽度的比在1以下。最大高度/最大宽度的比若超过1,则难于使阀,即,该空隙部完全形成关闭状态。空隙部的高度若与流路的高度相同,则制造容易,所以优选。空隙部的长度不需要特殊限制。所以,空隙部只要满足所述尺寸也可以是毛细管状的流路自身。若空隙部长时,后述的压迫部位可以使空隙部的一部分。但是,空隙部的宽度若比毛细管状流路的宽度大时,空隙部的最大长度/最大宽度的比优选为0.7以上。此时,空隙部的长度若比此短时,就难于使阀完全处于关闭状态。空隙部的宽度优选与毛细管状流路的宽度相同、或比其宽,并且高度优选与流路相同或比其浅。
存在于本发明的微型化学装置中的空隙部可以是多个,由此,可以使微型化学装置中具有多个阀功能。
空隙部的形状,若空隙部的尺寸在所述范围内,可以是任意的,例如,从与构件(A)和构件(B)的粘接面呈垂直的方向观察到的形状,可以是圆形、椭圆形、多角形、矩形等。其中,圆形或矩形,由于制造和全闭容易,所以优选。另外,从与构件(A)和构件(B)的粘接面呈平行的方向观察到的剖面形状,例如,可以是矩形、圆锥或角锥、圆形或椭圆、半圆等,但矩形,由于制造容易,所以优选。
本发明的微型化学装置的实施方式1,构件(A)、构件(B)的任何一方的、相对于空隙部并且与空隙部连接的部分,即,形成空隙部的底和/或天井的部分(以下称为“相对于空隙部的部分”),由拉伸弹性率(对于拉伸弹性率难于测定的材料,以弯曲弹性率代替)为0.1~700MPa、优选1~400MPa的材料(以下称该类材料为软质材料(s))形成(以下将“相对于空隙部并与空隙部连接的部分由软质材料(s)形成的构件”称为“由软质材料(s)形成的构件”)。若超过该值,流量的调节困难或容易在阀部分产生装置的损坏。适宜的拉伸弹性率的范围,也依赖于空隙部的形状、或相对于由软质材料(s)形成的空隙部的部分的厚度,若空隙部的高度小以及相对于空隙部的部分的厚度薄时,优选使用具有比较高的拉伸弹性率的材料。拉伸弹性率的下限只要是能够支撑自己的固体,即使再小也可以使用,但是,从容易操作这一点来看,为0.1MPa以上,优选1MPa以上,更优选10MPa以上。拉伸弹性率低容易使阀完全关闭,但是若要求强度和耐压性、或使由软质材料(s)形成的部分的厚度变薄时,优选使用弹性率较高的材料。
由软质材料(s)形成的部分,为至少相对于空隙部并且与空隙部连接的部分,比该部分宽的部分也优选由软质材料构成,若整个构件(A)或整个构件(B)都由软质材料构成,由于制造容易,所以优选。
在本发明的由构件(A)和构件(B)形成的微型化学装置中,除由软质材料(s)形成的构件之外的其它构件,至少相对于空隙部的部分,由拉伸弹性率为700MPa以上10GPa以下、优选1~5GPa的材料(以下称该类材料为中度硬质材料(m))或者拉伸弹性率超过10GPa的材料(以下称该类材料为高硬质材料(h))形成(以下将“至少相对于空隙部的部分由中度硬质材料(m)形成的构件”称为“由中度硬质材料(m)形成的构件”,另外,将“至少相对于空隙部的部分由高硬质材料(h)形成的构件”称为“由高硬质材料(h)形成的构件”)。通过该类结构,可以在使装置的厚度压薄的同时还能够赋予其高耐压性,另外,压迫空隙部调节流量的方法的自由度也变高。另外,压迫空隙部侧的构件可以为软质材料(s)或中度硬质材料(m),对于它们各自的优选厚度,在后述的优选方式部分叙述。
软质材料(s)的断裂延伸率优选为5%以上,更优选为10%以上。尤其在将本发明的阀机构反复开闭使用时,优选满足该值。但是,在以本发明的形态使软质材料(s)变形使用的方法中,即使在JIS(例如,JIS K-7127)的拉伸试验中显示低值的材料也很难断裂,即使给予上述试验的断裂延伸率以上的变形,多数情况下,也不断裂并可以使用。
用于本发明的软质材料(s),只要不使本发明的微型化学装置中使用的液体透过,并且在使用本发明的微型化学装置时具有不断裂的强度,可以为任意材料。软质材料(s)优选为有机高分子聚合物(以下只称为聚合物)。聚合物可以是单聚物也可以是共聚物,另外,既可以是热塑性聚合物也可以是热固化性聚合物。从产生率方面来看,聚合物优选热塑性聚合物或能量标线固化性组合物的固化物。
能够作为软质材料(s)使用的聚合物可以是任意聚合物,作为能够优选使用的聚合物,例如可以举出硅胶、(取代)异戊二烯型橡胶、(取代)丁二烯型橡胶、丁腈橡胶等橡胶类;聚乙烯、改性聚烯烃类的聚烯烃类聚合物;氯乙烯、氯化亚乙烯类的含氯聚合物;乙酸乙烯酯类聚合物;聚氨酯类聚合物;聚酰胺类聚合物;聚酯类聚合物;环氧树脂;以及它们的共聚物等。
聚合物,单独上可以超出规定的拉伸弹性率的范围,也可以与增塑剂或其它的聚合物掺和作为共聚物使用。
另外,能够作为软质材料(s)使用的聚合物,也可以优选为能量标线固化性组合物的固化物。能量标线固化性组合物,作为必须成分含有能量标线固化性化合物,可以是单独的能量标线固化性化合物,也可以是多种能量标线固化性化合物的混合物。为使能量标线固化性组合物的固化物作为交联聚合物,可以使能量标线固化性组合物中含有多官能团的单体和/或寡聚物。能量标线固化性组合物,为进行拉伸弹性率的调节或粘接性的改良,优选为单官能团的单体和/或寡聚物的混合物。
构成能量标线固化性组合物的能量标线固化性化合物,可以是自由基聚合性、阴离子聚合性、阳离子聚合性等任意的化合物。能量标线固化性组合物,不仅可以使用不存在聚合引发剂时的聚合物,也可以使用仅存在聚合引发剂下才能通过能量标线聚合的聚合物。作为该类能量标线固化性化合物,优选具有聚合性的碳碳双键的化合物,其中,优选反应性高的(甲基)丙烯类化合物或乙烯醚类,尤其优选分子中含有(甲基)丙烯酰基的化合物或即使不存在光聚合引发剂也能固化的順丁烯二酰亚胺类化合物。
能够作为能量标线固化性化合物优选使用的交联聚合性的(甲基)丙烯类单体,例如二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,8-辛二醇(甲基)丙烯酸酯、2,2’-双(4-(甲基)丙烯酰氧聚乙烯氧苯基)丙烷、2,2’-双(4-(甲基)丙烯酰氧聚丙烯氧苯基)丙烷、羟基二三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二环戊基二丙烯酸酯、双(丙烯酰氧乙基)羟基乙基异氰尿酸酯、N-亚甲基双丙稀酰胺类的两官能团单体;三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯、己内酯改性三(丙烯酰氧乙基)异氰尿酸酯类三官能团单体;季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯类的4官能团单体;二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯类的6官能团单体等。
另外,作为能量标线固化性化合物,也可以使用聚合性的寡聚物(也称为预聚体),例如可以举出重均分子量为500~50000的寡聚物。作为这样的聚合性寡聚物,例如可以举出环氧树脂的(甲基)丙烯酸酯、聚醚树脂的(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯树脂的(甲基)丙烯酸酯、分子末端具有(甲基)丙烯酰基的聚氨酯树脂等。
作为順丁烯二酰亚胺类的交联聚合性的能量标线固化性化合物,例如可以举出4,4’-亚甲基双(N-苯基順丁烯二酰亚胺)、2,3-双(2,4,5-三甲基-3-噻嗯基)順丁烯二酰亚胺、1,2-双順丁烯二酰亚胺乙烷、1,6-双順丁烯二酰亚胺己烷、三乙二醇双順丁烯二酰亚胺、N,N’-间亚苯基二順丁烯二酰亚胺、间三苄撑二順丁烯二酰亚胺、N,N’-1,4-苄撑二順丁烯二酰亚胺、N,N’-二苯基甲烷二順丁烯二酰亚胺、N,N’-二苯基醚二順丁烯二酰亚胺、N,N’-二苯基砜二順丁烯二酰亚胺、1,4-双(順丁烯二酰亚胺乙基)-1,4-重氮基二迭氮环[2,2,2]辛烷二氯化物、4,4’-异丙叉二苯基二氰酸根N,N’-(亚甲基二对亚苯基)二順丁烯二酰亚胺类的两官能团的順丁烯二酰亚胺;具有N-(9-丫啶基)順丁烯二酰亚胺类的順丁烯二酰亚胺基和順丁烯二酰亚胺基以外的聚合性官能团的順丁烯二酰亚胺等。
作为順丁烯二酰亚胺类的交联聚合性寡聚物,例如可以举出聚四乙二醇順丁烯二酰亚胺辛酸酯、聚四甲二醇順丁烯二酰亚胺乙酸酯类的聚四甲二醇順丁烯二酰亚胺烷基酯等。
順丁烯二酰亚胺类的单体或寡聚物,也可以它们之间、和/或与具有乙烯单体、乙烯醚类、丙烯类单体类的聚合性碳碳双键的化合物共聚合。
这些化合物,可以单独使用也可以两种以上混合使用。在上述化合物中,若单独使用,其固化物可以超出指定的拉伸弹性率的范围,也可以通过混合其它共聚性化合物、例如单官能团(甲基)丙烯基类单体等的单官能团单体或增塑剂等的非反应性化合物而使用。
能量标线固化性组合物,优选含有作为能量标线固化性组合物的主要构成要素的能量标线固化性化合物和能够共聚合亲两性聚合性化合物。通过含有亲两性化合物,可以使其固化物在水中难于膨润并且具有亲水性,对于生物化学物质能够形成低吸附性的表面。亲两性聚合性化合物,其分子内既含有亲水基又含有疏水基,具有通过活化能射线照射能够与能量标线固化性组合物中含有的能量标线固化性化合物共聚合的聚合性官能团。能量标线固化性化合物为一个分子中含有两个以上的聚合性碳碳不饱和键的化合物时,亲两性聚合性化合物优选一个分子中含有一个以上的聚合性碳碳不饱和键的化合物。亲两性聚合性化合物没有必要形成交联聚合物,但是,也可以为形成交联聚合物的化合物。
另外,亲两性聚合性化合物是能够与能量标线固化性化合物均匀相溶的化合物。这里所说的相溶,是指目视上不相分离,也包括形成胶粒并稳定分散的状态。亲两性聚合性化合物,其分子内既含有亲水基又含有疏水基,能够分别与水或疏水性溶剂相溶的化合物。这里所说的相溶,是指目视上不相分离,也包括形成胶粒并稳定分散的状态。
亲两性聚合性化合物,优选在0℃对于水的溶解度在0.5重量%以上,并且在25℃对环己烷∶甲苯=5∶1(重量比)的混合溶剂的溶解度在25重量%以上。
这里所说的溶解度,例如所述的溶解度在0.5重量%以上是指至少能够溶解0.5重量%的化合物,0.5重量%的化合物不包括不溶于溶剂的、在该化合物中极少量的溶剂可以溶解的化合物。若使用对于水的溶解度或者对于环己烷∶甲苯=5∶1(重量比)的混合溶剂的溶解度的至少一方低于这些值的化合物时,就难于满足高表面亲水性和耐水性。
亲两性聚合性化合物,在具有非离子性亲水基、尤其聚醚类的亲水基时,亲水性和疏水性之间的平衡,换算为格里分热(griffin)的HLB值,优选在11~16的范围内,更优选在11~15的范围内。若在该范围外,或难以得到高亲水性和耐水性优良的成形物,或用于得到该成形物的化合物的组合或混合比受到很大的限制,成形物的性能容易不稳定。
亲两性聚合性化合物含有的亲水基可以是任意的,例如可以为氨基、季铵基、磷鎓基类的阳离子基;砜基、磷酸基、羰基类的阴离子基;羟基、聚乙二醇基、酰胺基类的非离子基;氨基酸基类的两性离子基。亲两性聚合性化合物,作为亲水基,优选聚醚基、尤其优选具有重复数在6~20的聚乙二醇链的化合物。
作为亲两性聚合性化合物的疏水基,例如可以举出烷基、亚烷基、烷基苯基、长链烷氧基、氟代烷基、硅氧烷基等。
亲两性聚合性化合物,优选作为疏水基含有碳数为6~20的烷基或亚烷基的化合物。碳数为6~20的烷基或亚烷基,例如可以以烷基苯基、苯氧基、烷氧基、苯基烷基等形式含有。
亲两性聚合性化合物,优选作为亲水基,具有重复单元6~20的聚乙二醇链,并且作为疏水基,具有碳数6~20的烷基或亚烷基的化合物。
在这些亲两性聚合性化合物中,尤其优选壬基苯氧基聚乙二醇(n=8~17)(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚丙二醇(n=8~17)(甲基)丙烯酸酯。
能量标线固化性化合物和亲两性聚合性化合物的优选比例,根据能量标线固化性化合物和亲两性聚合性化合物的种类及组合不同而不同,但是,相对于其它的能量标线固化性化合物1重量份,优选亲两性聚合性化合物0.1重量份以上,更优选0.2重量份以上。若低于该值,就难于形成高亲水性的表面。
另外,亲两性聚合性化合物的比例,相对于其它能量标线固化性化合物1重量份,优选5重量份以下,更优选3重量份以下。相对于能量标线固化性化合物1重量份的亲两性化合物的比例若高于5重量份时,对于水容易具有膨润性,构成接夜部的聚合体容易形成凝胶化。
通过适当地选择能量标线固化性化合物和亲两性聚合性化合物的比例,可以制备出呈湿润的状态不凝胶化,并且显示高亲水性和低吸附性的固化物。亲两性聚合性化合物的亲水性越相对强,例如griffin的HLB值越大,优选的添加量就越少。
在能量标线固化性组合物中,根据需要也可以添加光聚合引发剂。光聚合引发剂,只要对使用的能量标线有活性并且能够使能量标线固化性化合物聚合,就没有特殊的限制,例如,可以是自由基聚合引发剂、阴离子聚合引发剂、阳离子聚合引发剂。光聚合引发剂也可以是順丁烯二酰亚胺化合物。
作为可以混合使用的单官能团順丁烯二酰亚胺类单体,例如,N-甲基順丁烯二酰亚胺、N-乙基順丁烯二酰亚胺、N-丁基順丁烯二酰亚胺、N-十二烷基順丁烯二酰亚胺类的N-烷基順丁烯二酰亚胺;N-环己基順丁烯二酰亚胺类的N-脂环族順丁烯二酰亚胺;N-苄基順丁烯二酰亚胺;N-苯基順丁烯二酰亚胺、N-(烷基苯基)順丁烯二酰亚胺、N-二烷氧基苯基順丁烯二酰亚胺、N-(2-氯苯基)順丁烯二酰亚胺、2,3-二氯-N-(2,6-二乙基苯基)順丁烯二酰亚胺、2,3-二氯-N-(2-乙基-6-甲基苯基)順丁烯二酰亚胺类的N-(取代或非取代苯基)順丁烯二酰亚胺;N-苄基-2,3-二氯順丁烯二酰亚胺、N-(4’-氟苯基)-2,3-二氯順丁烯二酰亚胺类的具有卤原子的順丁烯二酰亚胺;羟基苯基順丁烯二酰亚胺类的具有羟基的順丁烯二酰亚胺;N-(4-羧基-3-羟基苯基)順丁烯二酰亚胺类的具有羧基的順丁烯二酰亚胺;N-甲氧基苯基順丁烯二酰亚胺类的具有烷氧基的順丁烯二酰亚胺;N-[3-(二乙基氨基)丙基]順丁烯二酰亚胺类的具有氨基的順丁烯二酰亚胺;N-(1-芘基)順丁烯二酰亚胺类的多环芳香族順丁烯二酰亚胺;N-(二甲基氨基-4-甲基-3-香豆素基)順丁烯二酰亚胺等。
作为能量标线,可以举出紫外线、可见光线、红外线类的光线;X射线、γ射线类的电离放射线;电子线、离子束、β线、重粒子线类的粒子线。
另外,软质材料(s),也可以是共聚掺和物或混合聚合物,也可以是发泡体、叠层体、其它的复合体。另外,软质材料(s)也可以含有改性剂、着色剂等其它成分。
作为可以在软质材料(s)中含有的改性剂,例如可以举出阴离子类、阳离子类、非离子类等的表面活性剂;硅胶类的无机粉末、聚乙烯吡咯烷酮类的亲水性聚合物等的亲水剂;邻苯二甲酸二辛酯等的增塑剂等。作为可以在软质材料中含有的着色剂,例如可以举出任意的染料或颜料、荧光性的染料或颜料、紫外线吸收剂。
中度硬质材料(m)具有700MPa以上10GPa以下的拉伸弹性率,优选1GPa~5GPa,只要在使用本发明的微型化学装置时具有不断裂的强度,可以是任意材料,但是,优选聚合物。作为中度硬质材料(m)使用的聚合物,可以是单聚合物也可以共聚物,另外,既可以是热塑性聚合物,也可以是热固化性聚合物。从生产率方面来看,优选为热塑性聚合物或能量标线固化性组合物的固化物。
作为能够用作中度硬质材料的聚合物,例如可以举出聚苯乙烯、聚-α-甲基苯乙烯、聚苯乙烯/马来酸聚合物、聚苯乙烯/丙烯腈共聚物类的苯乙烯类聚合物;聚砜、聚醚砜类的聚砜类聚合物;聚甲基甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈类的(甲基)丙烯基类聚合物;聚順丁烯二酰亚胺类聚合物;双酚A类聚碳酸酯、双酚F类聚碳酸酯、双酚Z类聚碳酸酯类的聚碳酸酯类聚合物;聚乙烯、聚丙烯、聚-4-甲基戊烷-1-烯类的聚烯烃类聚合物;氯乙烯、偏氯乙烯类的含氯聚合物;醋酸纤维素、甲基纤维素类的纤维素类聚合物;聚氨基甲酸乙酯类聚合物;聚酰胺类聚合物;聚酰亚氨类聚合物;氟类聚合物;聚-2,6-二甲基亚苯基氧化物、聚亚苯基硫化物类的聚醚类或聚硫醚类聚合物;聚醚醚酮类的聚醚酮类聚合物;聚邻苯二甲酸乙酯、聚丙烯酸酯类的聚酯类聚合物;环氧树脂;尿素树脂;酚树脂等。其中,从粘接性良好的观点来看,优选苯乙烯类聚合物、(甲基)丙烯类聚合物、聚碳酸酯类聚合物、聚砜类聚合物、聚酯类聚合物。
另外,可以作为中度硬质材料(m)使用的聚合物,优选为能量标线固化性组合物的固化物。能量标线固化性组合物,作为必须成分含有能量标线固化性化合物,可以单独为能量标线固化性化合物,也可以为多种能量标线固化性化合物的混合物。能量标线固化性组合物,为增加强度和高度,优选作为交联聚合物。为使能量标线固化性组合物作为交联聚合物,能量标线固化性组合物必须含有多官能团的单体和/或寡聚物,但是,也可以混有单官能团的单体和/或寡聚物。能量标线固化性化合物,除可以使用在不存在能量标线聚合引发剂的情况下能够固化的化合物外,也可以使用仅在能量标线聚合引发剂的存下通过能量标线聚合的化合物。
作为能量标线固化性化合物,优选具有聚合性的碳碳双键的物质,其中,优选反应性高的(甲基)丙烯类化合物或乙烯醚类以及即使不存在光聚合引发剂也能固化的順丁烯二酰亚胺类化合物。作为可以用作中度硬质材料的(m)的能量标线固化性化合物,可以从本发明中所示例的能够用于软质材料(s)的化合物中,选出其固化物显示一定拉伸弹性率的化合物使用。
高硬质材料(h),具有10GPa以上的拉伸弹性率,只要在本发明的微型化学装置的使用过程中具有不断裂的强度,可以是任意的材料。拉伸弹性率的上限,自身是有上限,但是并不因为弹性率大而产生不合适的情况,所以不须要设置上限。作为高硬质材料(h),例如,可以使用聚合物、玻璃、石英类的结晶、碳、陶瓷、硅类的半导体、金属等,其中,从易成形性、高生产率性、低价格等方面来看,优选聚合物。对于作为可以用作高硬度材料(h)的聚合物,也可以是拉伸弹性率超过10GPas的聚合物,除此以外,与中度硬质材料(m)的情况相同。
作为选择性的压迫本发明的微型化学装置的空隙部的压迫机构,选择性压迫微型化学装置的空隙部的机构可以固定在微型化学装置上,也可以与装置主体分离。压迫机构,为其前端是在所述压迫尺寸范围内的用于任意压迫的机构,例如可以是压铁、弹簧式或螺栓式的夹钳;固定于该微型化学装置上的螺栓或弹簧;根据发动机、电磁石、压空等传动装置等。
其中,在作为开闭阀使用时,弹簧式夹钳简便,作为流量调节阀使用时,在固定于微型化学装置上的其它构件上设置的调节螺栓较合适。设有螺栓的构件,其尺寸和形状可以任意,例如,可以是覆盖具有软质材料(s)形成部分的整个构件的结构,也可以仅固定在压迫部分的结构。该构件的材料也可以是任意的,例如,可以使用高硬质材料(h)。本微型化学装置若用于替换自动合成装置式的复杂阀时,压迫机构优选为传动装置。传动装置优选通过程序装置或计算机控制其驱动。
由构件(A)和构件(B)构成的微型化学装置,在相对于压迫空隙部侧的构件的空隙部的位置,优选也设置凸状结构。通过设置凸状结构,仅通过压迫包括凸状结构在内的很宽的范围,可以选择性地压迫相对于空隙部的部分。即,可以克服难于选择性地压迫微小空隙部的问题。
另外,由构件(A)和构件(B)构成的微型化学装置,具有凸状结构的构件(H)优选叠层在压迫空隙部侧的构件的外侧,使凸状结构向着空隙部侧并使其固定于相对于空隙部的位置上。具有凸状结构的构件(H)更优选为具有凸状结构的片状构件。此时也可以获得上述相同的效果。
另外,由构件(A)和构件(B)构成的微型化学装置,具有凸状结构的构件(H),优选使凸状结构向着由软质材料(s)形成的构件的反向侧并叠层于该构件或构件(E)上,拉伸弹性率在10MPa~10GPa的范围内的材料形成,厚度在0.5~500μm的范围。这样也可以获得上述同样的效果。另外,在上述中,凸状结构,优选由拉伸弹性率为700MPa以上的材料构成。关于这些的详细内容,在本发明的最佳实施方式中叙述。
本发明的微型化学装置若具有凸状结构或者固定有构件(H)时,对于压迫它们的机构的驱动面形状或尺寸没有特殊限定。微型化学装置若具有多个空隙部并且具有多个对应的凸状结构时,应该须要时才压迫其它凸状结构,但是,除此以外,根据构件的范围、情况即使压迫全部构件,也仅有设置凸状结构的部分变形,从而进行阀的开闭和流量的调节。压迫凸状结构的驱动机构也可以是任意的,该驱动面以平面为宜,除此以外,也可以使用与所述压迫机构相同的机构。例如,压铁、弹簧式或螺栓式的夹钳;固定于该微型化学装置上的螺栓或弹簧;根据发动机、电磁石、压空等传动装置等。对于压迫这些凸状结构的机构,其优选的机构,可以说与所述的压迫机构的情况相同。
本发明的微型化学装置,其形成由于是通过该类压迫机构进行开闭或流量调节,所以与以往文献所示的通过压空直接驱动的方式进行比较,可以使用拉伸弹性率高的材料,另外,由于可以增大构件的厚度,所以可以制造出耐压性高的微型化学装置。
以下,对由构件(A)和构件(B)构成的本发明的微型化学装置的形态,进行说明。
本发明优选的形态1,其构成是从由构件(A)或构件(B)的软质材料(s)形成的构件侧压迫。由软质材料(s)形成的构件(A)或构件(B)的相对于空隙部的部分的厚度,若在厚度中有变动时,在其最薄的部分中,为10μm以上,优选50μm以上,为3000μm以下,优选1000μm以下,更优选在500μm以下。厚度若过小,或耐压性低,或通过后述的压迫该部分容易断裂,厚度若过大,则难于全闭。但是,厚度的最适值也依赖于空隙部的高度,空隙部的高度越大,厚度也越大越好。
由软质材料(s)形成的构件的相对于空隙部的部分的最小厚度,只要在所述范围内,其它部分的形状或尺寸可以是任意的,但是该构件优选由软质材料(s)构成的片状。
若由软质材料(s)构成的构件为构件(A)时,构件(A)的厚度优选扣除形成空隙部的凹部的深度后的厚度在10~3000μm的范围。另外,若由软质材料(s)构成的构件为构件(B)时,构件(B)为片状,其厚度如所述,优选为相对于空隙部的部分的软质材料(s)的厚度。其中,构件(B)为软质材料(s)形成的形成的片状构件,由于容易发挥本发明的效果并且容易制造,所以是优选的。
优选使相对于由软质材料(s)形成的空隙部的部分,形成为该整个叠层体的拉伸弹性率在0.1以上700MPa以下的并且由不同拉伸弹性率的多种材料构成的叠层体。此时,优选连接于空隙部侧由拉伸弹性率为0.1~200MPa的材料构成,其外侧比连接于空隙部侧的材料高并且由具有700MPa以下的拉伸弹性率的材料形成。外侧的材料的拉伸弹性率更优选在100MPa以上、700MPa以下。通过采用该类叠层结构,在容易使阀全闭的同时,还可以使压迫部分布易断裂,进而能够使构件的厚度变薄。在采用该类叠层结构时,相对于由软质材料(s)构成的空隙部的部分厚度,至少与空隙部连接层的厚度优选为10~3000μm的范围,整个叠层体的厚的更优选在该厚度范围内。
在本发明的第一优选实施方式中,在相对于由软质材料(s)构成的空隙部的部分的外侧,也优选叠层由拉伸弹性率在700MPa~10GPa、优选1GPa~5GPa范围的中度硬质材料(m)构成的片状构件(E)。若拉伸弹性率超过该值,或难于全闭,或仅在邻接阀机构的一方难于开闭。叠层可以是粘接的状态也可以是非粘接的状态。该构件(E)的厚度为0.5μm以上,优选5μm以上,另外,在500μm以下,优选在100μm以下,更优选在30μm以下。构件(E),拉伸弹性率和厚度的关系优选对于该片状结构的弯曲显示柔软性的范围。即,形成构件(E)的材料的拉伸弹性率越高优选其厚度越薄。“拉伸弹性率×厚度”的值优选在3×10-4~1×10-1MPa m的范围,更优选在3×10-3~1×10-2MPa m的范围。
构件(E)优选为厚度均匀的片状。该构件的厚度若过小,该层容易受到断裂,相反该层厚度若过大,或难于全闭,或仅在邻接阀机构的一方难于开闭。构成该层的材料的拉伸弹性率越高,厚度优选越薄。通过该类叠层结构的设计,由于很容易使用拉伸弹性率非常小的软质材料(s),因此容易使阀全闭、提高耐压性、增大该部分的断裂强度,进而能够使该构件的厚度变薄。
由软质材料(s)构成的构件,在相对于空隙部的部分的表面上若具有后述的凸状结构时,构件(E)可以在其外侧以粘接或非粘接的状态叠层。但是,在该种情况下,该层的叠层状态为,在凸状结构的周边叠层成有空间剩余的形状的结构,若从该层的外侧压迫凸状结构附近时,为可以选择性的在凸状结构部分上施加力的结构,不能是凸状结构植于构件(E)中的结构。
在本发明的第一优选方式中,优选具有从由软质材料(s)构成的构件侧选择性地压迫空隙部的机构(压迫机构)。
通过压迫机构压迫的范围,为相对于空隙部的部分,优选为空隙部最大宽度的0.5倍以上,更优选1倍以上,优选30倍以下,更优选5倍以下。压迫部的尺寸若低于该范围,构件容易产生断裂,若高于该范围,容易受到目的流路以外的流路或其它结构的影响。压迫范围的流路方向的长度,若将阀用于开闭时,优选为空隙部的最大宽度的0.5倍以上,更优选1倍以上。此时无须限定长度的上限,但要在空隙部的最大宽度的10倍以下,因为开闭容易并且开闭引起的阀部的容量变化变小,所以优选。若将阀用于流量调节时,优选为空隙部的最大宽度的0.5倍以上,更优选为最大宽度的5倍以上。长度的上限无须限定,若流路自身为空隙部时,可以是整个空隙部。将压迫部的长度变长,由于流量调节容易,所以是优选的。即使在任一情况下,对于压迫的范围,覆盖空隙部的软质材料(s)的厚度越厚,优选越大。压迫机构的前端部分的端可以是圆形。
构件的相对于空隙部的部分或仅该周边部分由软质材料(m)形成时,压迫范围在由软质材料(s)形成的部分内并且在上述范围内。
在本发明的微型化学装置的低于优选方式中,相对于空隙部的位置的、由软质材料(s)形成的构件的外表面上,优选设置凸状结构。
凸状结构的最大高度,优选为空隙部的高度的1倍以上,更优选1.5倍以上,优选在100倍以下,更优选在10倍以下。凸状结构的最大宽度,优选为空隙部的最大宽度的0.5倍以上,更优选1倍以上,优选30倍以下,更优选5倍以下。凸状结构的流路方向的最大长度,优选为空隙部的最大宽度的0.5倍以上,更优选1倍以上。凸状结构的流路方向的最大长度的上限没有特殊限定,但是,若将阀用于开闭时,为空隙部的最大宽度的10倍一以下,由于开闭容易,并且伴随开闭阀部的容量变化变小,所以优选。若将阀用于流量调节时,为空隙部的最大宽度的5倍以上,因为调节容易,所以优选。对于凸状结构的尺寸,覆盖空隙部的软质材料(s)的厚度越厚,越大优选。
凸状结构的材料可以是任意的,可以使用软质材料(s)或高硬质材料(h),但为具有作为构成空隙部的材料使用的软质材料(s)以上的拉伸弹性率的材料,因为能够确保流路的开闭或流量控制,所以优选,更优选拉伸弹性率在700MPa以上的高硬质材料(h)。
凸状结构的制造方法,为任意方法,例如可以举出,在构件(A)和构件(B)之间形成空隙部后,在相对于空隙部的位置的外侧粘接凸状结构的材料、挤缝、通过其它胶片叠成等的方法固定并形成的方法。或也可以通过形成一体,使用预先形成凸状结构的构件,在这些构件形成的同时形成。
如本发明的第一优选方式,若在相对于由软质材料(s)形成构件的空隙部的部分的外侧上形成凸状结构时,相对于空隙部的部分的厚度或凸状结构的高度,要将比其周边部高的部分视为凸状结构来计算。
凸状结构的形状可以是任意的,例如可以是圆柱、角柱类的柱状、圆锥、角锥类的锥形、梯形、半球形、球形等,但优选半球形或与其相近的形状。通过将压迫机构设为凸状结构,1仅连接的流路一方或流量调节容易,2无须校正压迫空隙部的机构的正确位置,3因为可以使压迫凸状结构的机构设为平面形,所以可以得到容易确保阀的开动的效果。
本发明的第一优选实施方式,若在相对于由软质材料(s)形成构件的空隙部的部分的外侧上,叠层由中度硬质材料(m)构成的片状构件(E)时,在相对于空隙部的位置的构件(E)上优选设置凸状结构,此时与以下叙述的在叠层具有凸状结构的片状构件(H)时的片状结构体的拉伸弹性率为特定的情况相同。
另外,在本发明的一优选方式中,也优选除构件(A)、构件(B)外,还具有另外的在相对于空隙部的部分上设置凸状结构的构件(H),该构件将凸状结构设在空隙部侧,空隙部在由软质材料(s)形成的构件的外侧上以非粘接或粘接的状态重叠,与该构件的相对位置被固定。构件(H)的形状为任意形状,优选为片状或板状,优选叠层成覆盖由软质材料(s)形成的构件的整个外表面的形状。构件(H)的硬度可以为任意,但是,优选由中度硬质材料(m)或高度硬质材料(h)形成。使该片状结构体和具有空隙部的构件重叠时,可以在其中间夹持能够变形的薄片等。
凸状结构的尺寸、形状,与所述的在相对于由软质材料(s)形成的空隙部的部分的外侧形成凸状结构的情况相同。具有凸状结构的结构体的硬度或厚度可以为任意。可以为高硬度的厚结构体。
通过设置构件(H),可以得到与所述的在相对于由软质材料(s)形成的空隙部的部分的外侧形成凸状结构的情况相同的效果。
另外,构件(H)是除构件(A)、构件(B)之外的在相对于空隙部的部分设置凸状结构的片状构件,该片状构件,优选使凸状结构设在与空隙部相反侧,空隙部在由软质材料(s)形成的构件的外侧上以非粘接或粘接的状态重叠,与该构件的相对位置被固定。该片状结构体,优选叠层成覆盖由软质材料(s)形成的构件的整个外表面的形状。使构件(H)和具有空隙部的构件重叠时,可以在其中间夹持能够变形的薄片等。
使凸状结构设在与空隙部相反侧并固定的片状构件(H),优选由拉伸弹性率在10MPa~10GPa、优选在100MPa~5GPa的材料构成。另外,厚度在0.5μm~500μm的范围内,优选在5μm~100μm的范围内。具有该类拉伸弹性率的材料可以从作为软质材料(s)或中度硬质材料(m)示例的材料中选择具有一定拉伸弹性率的材料使用。
另外,在这种情况下,该片状构件(H),拉伸弹性率和厚度的关系必须在对于该片状结构体弯曲显示柔软性的范围。“拉伸弹性率×厚度”的值优选在3×10-4~1×10-1MPa m的范围,更优选在3×10-3~1×10-2MPa m的范围。
凸状结构的材料,优选其拉伸弹性率与片状结构体同等以上,除此以外,与所述的在相对于由软质材料(s)形成的空隙部的部分的外侧形成凸状结构的压迫机构的情况相同。
凸状结构的尺寸和形状,与所述的在相对于由软质材料(s)形成的空隙部的部分的外侧形成凸状结构的情况相同。
通过设置构件(H),可以同时得到与所述的在相对于由软质材料(s)形成的空隙部的部分的外侧形成凸状结构的压迫机构的情况相同的效果,以及在相对于由软质材料(s)形成的空隙部的部分的外侧叠层由中度硬质材料(m)形成的片状构件(E)的效果。
本发明的第二优选实施方式,其特征在于,1.构件(A)或构件(B)中至少合着空隙部的值部分由软质材料(s)形成,2.由软质材料(s)形成的构件的另一方的构件至少空隙部的周边部由中度硬质材料(m)形成,并且相对于该该构件的空隙部的部分的厚度在0.5μm~200μm范围,以及3.通过压迫机构压迫空隙部侧是从由中度硬质材料(m)构成的构件侧压迫,除此以外的与本发明的第一优选实施方式相同。即,本发明的第二优选实施方式,通过压迫隔着由中度硬质材料(m)形成的构件的空隙部,该构件与空隙部的尺寸相比以较大的弯曲率弯曲,由此,由空隙部附近的软质材料(s)形成的构件的空隙部周边由于变形引起空隙部剖面积的变化,从而作为阀发挥作用。关于软质材料(s)、中度硬质材料(m)、高度硬质材料(h),与本发明的第一优选实施方式相同。
由软质材料(s)形成的构件的形状或厚度,仅对相对于空隙部的厚度没有制约,除此以外,与本发明的第一优选实施方式相同。但是,相对于空隙部的厚度,优选在10mm以下,更优选在3mm以下。
由软质材料(s)形成的构件,若具有由软质材料(s)以外的材料形成的部分时,软质材料(s)以外的材料为任意材料,也与本发明的第一优选实施方式相同。
由软质材料(s)形成的构件,也优选在支持体上形成。支持体优选由中度硬质材料(m)和高硬质材料(h)形成。由软质材料(s)形成的构件不具有支持体、或构成支持体的材料的拉伸弹性率低于700MPa时,必须在具有硬度的台上,通过后述的压迫机构压迫或作为压迫机构使用从构件(A)侧和构件(B)侧夹持压迫部分的形状的压迫机构,由软质材料(s)形成的构件,通过由中度硬质材料(m)或高硬质材料(h)形成,就没有这样的限制,本微型化学装置的使用场所的自由度变高。
由中度硬质材料(m)形成的构件,若使用比该弹性率高的材料时,流量的控制或全闭就困难或仅在邻接的阀机构的一方难于开闭。适宜的拉伸弹性率的范围,也依赖于空隙部的形状、构件(B)的由中度硬质材料(m)构成的部分的厚度,空隙部的高度越小,以及该部分的厚度越薄,就越可以使用高弹性率的材料。
由中度硬质材料(m)形成的构件,对于相对于空隙部的部分以外的部分,可以由其它材料构成。此时,相对于空隙部的部分以外的部分的材料,优选拉伸弹性率超过10GPa的材料。通过由该类材料构成,可以提高本发明的微型化学装置的耐压性。
在本发明的第二优选实施方式中,由中度硬质材料(m)形成的构件,通过压迫其外表面,再通过使正在弯曲并且由软质材料(s)形成的构件变形,而使空隙部的间隙变化,从而发挥作为阀的功能。
所以,由中度硬质材料(m)形成的构件的拉伸弹性率的值越高、厚度越厚,就越有必要使由中度硬质材料(m)构成的部分的面积变大。由中度硬质材料(m)形成的构件若整个都由中度硬质材料(m)构成,由于制造容易,所以优选。
由中度硬质材料(m)形成的构件的相对于空隙部的部分的厚度(以下只称为“由中度硬质材料(m)形成的构件的厚度”),为0.5μm~200μm范围,优选5μm~100μm范围,更优选5μm~50μm范围。构件(B)优选为厚度均匀的片状。
若该厚度若小,容易引起由硬质材料(m)形成的构件的断裂,相反若该厚度过大,或难于全闭,或仅在邻接的阀机构的一方开闭困难。
使用材料的拉伸弹性率越高,优选由硬质材料(m)形成的构件的厚度越薄。构件(B)的拉伸弹性率和厚度的关系,“拉伸弹性率×厚度”的值,优选在3×10-4~1×10-1MPa m的范围,更优选在3×10-3~1×10-2MPa m的范围。
通过在压迫侧的构件中使用该类中度硬质材料(m),使厚度设在所述范围内,可以仅在邻接阀的一方开闭,耐压性提高,该部分的断裂强度增大,另外,也可以使微型化学装置的厚度变薄。
由中度硬质材料(m)形成的构件为构件(B)时,由于容易控制外部材料的厚度,所以是优选的。
粘接构件(A)和构件(B)的方法,与本发明的第一优选实施方式的情况相同。
关于本发明的第二优选方式中的压迫机构、凸状结构、以及构件(H),与本发明的第一优选实施方式的情况相同。但是,第一方式,是从由软质材料形成的构件侧压迫空隙部,与此相反,第二实施方式中,是从由中度硬质材料(m)形成的构件(B)侧压迫。另外,凸状结构若在由中度硬质材料(m)形成的构件上形成时,相对于空隙部的部分的厚度,为除去凸状结构的厚度。
本发明的微型化学装置的另一类型,其中,构件(B)和构件(C),通过夹持具有形成流路的缺欠部的层状构件(D)并且相互粘接,在构件(B)和构件(C)之间,作为形成构件(D)的材料的缺欠部,形成毛细管状的流路,在该流路的路径上,具有空隙部,构件(B)、(C)、(D)中任何一个,至少相对于空隙部的部分(但是,对于构件(D)为空隙部的周边部)由软质材料(s)形成,并且构件(B)、(C)、(D)中任何一个,至少相对于空隙部的部分(但是,对于构件(D)为空隙部的周边部)由中度硬质材料(m)或高度硬质材料(h)形成,具有从构件(B)侧压迫空隙部而使空隙部容积能够可逆性减少的阀功能。
本发明的由该构件(B)、(C)、(D)构成的微型化学装置,构件(B),至少相对于空隙部的部分(但是,对于构件(D)为空隙部的周边部)由软质材料(s)形成,并且相对于空隙部的厚度的最小值优选在10~3000μm的范围。或者,另外,构件(B)至少相对于空隙部的部分由中度硬质材料(m)形成,并且相对于空隙部的厚度的最小值优选在0.5~500μm的范围。
本发明的由该构件(B)、(C)、(D)构成的微型化学装置,使构件(C)向下,构件(B)向上时(以下,关于本类型的微型化学装置以及第三、第四、第五的方式,以该状态表示上下或高度),流路的底面由构件(C)、侧面由构件(D)、上面由构件(B)构成。流路的尺寸、形状与本发明的第一微型化学装置相同。
空隙部,与流路相同,构件(D)的缺欠部被构件(C)和构件(B)夹持并形成。关于空隙部的位置、尺寸、形状,也与本发明的由构件(A)和构件(B)构成的微型化学装置相同。
构件(C)的外形可以是任意的,例如,除表面不须要设置槽以外,其余的可以与本发明的由构件(A)和构件(B)构成的微型化学装置中构件(A)的形状相同。构件(C),在其表面不需要设置槽,但是,也可以形成槽或槽以外的结构。例如,构件(C)也可以有槽,并且该槽形成连接于构件(D)的缺欠部的流路。
构件(C),从垂直于表面的方向看,可以具有多种材料形成的部分,从侧面看可以由多层构成。
关于构件(B),不仅与构件(A)还和构件(D)叠层粘接,除此以外,与本发明的由构件(A)和构件(B)构成的微型化学装置的、将“构件(A)”替换为“构件(C)和构件(D)的叠层体”的情况相同。构件(B),不须要在表面形成槽,但也可以形成槽或槽以外的结构。例如,构件(B),也可以有槽,并且该槽形成连接于构件(D)的缺欠部的流路。
构件(D)为层状结构,其厚度为本发明的流路的高度。设置于构件(D)的缺欠部,贯通构件(D)。该缺欠部,在被构件(C)和构件(B)夹持时,形成流路或空隙部,其形状可以形成为目的流路或空隙部的形状。所以,构件(D)如果被构件(C)和构件(B)夹持为液体密封的形状时,其厚度就未必需要一定。
对于流路、流路和空隙部的结构或尺寸,除不是由构件(A)的槽和构件(B)形成,而是以构件(D)的缺欠部夹持于构件(C)和构件(B)的结构形成以外,其余的与本发明的由构件(A)和构件(B)构成的微型化学装置的情况相同。
在构件(D)中设置形成流路的缺欠部的方法可以是任意方法,例如,可以使用光刻法(包括能量标线平板印刷术)、蚀刻法、蒸镀法、气相聚合法、切削、将多个片状构件之间空出的配置、在保护材存在下的固化等的方法。也可以在构件(C)和构件(B)之间形成构件(D)的同时形成。在构件(D)上可以设置流路或空隙部以外的结构部分,例如形成貯液槽、反应槽、分析机构等的结构或缺欠部。也优选在支持体上进行设置缺欠部的操作,并在最终除去该支持体。
在构件(C)和构件(B)之间,粘接为夹持层叠具有形成流路的缺欠部的构件(D)的形状的方法,可以是任意的。例如可以使用,1.在构件(C)上赋形能量标线固化性组合物的未固化涂膜层,在形成缺欠部以外的部分上照射活化能射线并使照射部半固化,除去非照射部分的未固化的该组合物后,重叠构件(B),再照射活化能标线,在使构件(D)层固化的同时粘接的方法,2.在构件(C)上赋形能量标线固化性组合物的未固化涂膜层,在形成缺欠部的部分以外的部分上照射活化能射线,使照射部固化,除去非照射部分的未固化的该组合物,并且形成构件(D)缺欠部后,重叠由能量标线固化性组合物的半固化物形成的构件(B),再次照射活化能标线,使构件(B)固化的同时进行粘接的方法,3.在构件(C)和构件(B)之间夹持能量标线固化性组合物,从构件(C)和/或构件(B)的外部,除去形成流路的部分并照射能量标线,除去未固化的能量标线固化性组合物并形成流路的方法,4.使切下形成流路部分的粘接性的片状构件(D)夹持在构件(C)和构件(D)之间并相互粘接的方法,5.在构件(C)和构件(B)之间,在形成流路部分上放置四氟乙烯制的棒状物类的保护物质,在填充热或能量标线固化性树脂、熔融树脂并固化后,除去保护物质的方法、6.通过使用溶剂型粘接剂(例如能量标线固化性组合物)、无溶剂型粘接剂、熔融型粘接剂、向构件表面涂敷溶剂、热或超音波的热粘砂等对各个独立形成的构件进行粘接的方法等。
对于通过压迫机构压迫构件的范围以及压迫机构,与本发明的由构件(A)、(B)构成的微型化学装置相同。可以从由特定厚度的中度硬质材料(m)形成的构件侧压迫。关于这些与前述相同。
对于凸状结构、具有凸状结构的构件(H),与前述相同。
以下对本发明的由构件(B)、(C)、(D)构成的微型化学装置的优选方式(第三、第四、以及第五的方式)进行叙述。
本发明的第三优选方式,相对于构件(B)的至少空隙部的部分,由拉伸弹性率在1~700MPa、优选1~400MPa的软质材料(s)构成。拉伸弹性率若超过该值,流量的调节就变得困难、或在阀部分容易使装置断裂。
对于构件(B)的相对于空隙部的部分的厚度[有时称“构件(B)的厚度”],在本发明的第一优选实施方式中,与由软质材料(S)形成的压迫侧的构件相同。
构件(B),相对于空隙部的部分以外的部分,也可以由其它材料构成,整个构件(B)也可以由软质材料(s)构成。整个构件(B)若为由软质材料(s)构成的片状构件时,由于容易发挥本发明的效果,并且容易制造,所以是优选的。
也优选将构件(B)的相对于空隙部的部分设为由软质材料(s)构成并且各自具有不同拉伸弹性率的多个材料的叠层体。对于这些,在本发明的第一方式中,与由软质材料(s)形成的压迫侧的构件的情况相同。
在相对于构件(B)的空隙部的部分的外侧,也优选叠层由拉伸弹性率在700MPa~10GPa的范围、优选1GPa~5GPa的范围的中度硬质材料(m)形成的构件(E)。对于这些,与向本发明的第一实施方式中的由软质材料(s)形成的压迫侧的构件的外侧叠层构件(E)的情况相同。
在本发明的第三方式中,构件(D)的材料可以为任意材料。即,可以是软质材料(s)、中度硬质材料(m)或高度硬质材料(h)。但是,从能够容易使流路完全关闭的方面来看,优选由软质材料(s)形成。
本发明的第三优选方式中,构件(C),至少空隙部周边部由中度硬质材料(m)和高度硬质材料(h)构成。
构件(C)的厚度可以是任意的,与本发明的第一优选方式的在其上面形成由软质材料(s)形成的构件的支持体相同。
构件(C),空隙部周边部以外的部分,可以由其它材料构成,整个构件(B)也可以由相同的材料构成。整个构件(B)若为由同一材料构成的片状构件时,由于容易发挥本发明的效果并且容易制造,所以是优选的。
本发明的第三优选方式,是通过由软质材料(s)形成的构件(B)侧选择性地压迫空隙部而发挥阀的功能。对于本方式中的压迫构件、凸状结构、构件(H),与本发明的第一优选方式相同。
本发明的第四优选方式,是具有与以构件(C)、构件(B)以及构件(D)为构成要素的本发明的第三优选方式类似的结构,构件(B)由中度硬质材料(m)构成,构件(C)由软质材料(s)构成,并且从构件(B)侧压迫空隙部。
本发明的第四优选方式中的构件(C)的外形,与本发明的第三优选方式相同。构件(C),至少相对于空隙部的部分,由软质材料(s)构成。若拉伸弹性率超过该值,流量的调节则困难,或在阀部分容易引起装置的断裂。关于构件(C)的相对于空隙部的部分的厚度,在本发明的第二优选方式中,与由软质材料(s)构成的构件的相对于空隙部部分的厚度相同。
构件(C)的相对于空隙部的部分的以外的部分可以由其它材料构成,整个构件(C)也可以由软质材料(s)构成。整个构件(C)若由软质材料(s)构成,由于容易发挥本发明的效果,并且制造容易,所以是优选的。构件(C)优选在具有硬度的支持体上形成。支持体与本发明的第二方式中的支持体相同。
对于本发明的第四优选方式中的构件(B),除粘接于构件(C)(D)叠层体上而不是粘接在构件(A)上外,其余的本发明的第二优选方式中的由中度硬质材料(m)构成的构件相同。
对于本发明的第四优选方式中的构件(D)的形状、材料、以及其上面的缺欠部等,与本发明的第三优选方式中构件(D)的相同。
在构件(C)和构件(B)之间,关于粘接为夹持叠层具有形成流路的缺欠部的构件(D)的形状的方法,与本发明的第三优选方式相同。
对于通过压迫机构压迫构件的范围、压迫机构,与本发明的第二优选方式相同。另外,关于压迫机构,凸状结构。构件(H),与本发明的第二方式相同。
本发明的第五优选方式,是具有与以构件(C)、构件(B)以及构件(D)为构成要素的本发明的第三优选方式类似的结构,构件(D)由软质材料构成,构件(B)由中度硬质材料(m)构成,构件(C)由中度硬质材料(m)或高度硬质材料(h)构成,并且通过从构件(B)侧压迫,主要是构件(D)发生变形并使空隙部的间隙尺寸发生变化,进行流路的开闭或流量调节。
即,构件(B)的至少相对于空隙部的部分由中度硬质材料(m)构成,并且构件(B)的压迫部分的厚度在0.5~200μm范围,构件(D)的至少相对于空隙部的部分由软质材料(s)构成,以及具有隔着构件(B)压迫该空隙部的压迫机构,除此以外,与本发明的第三优选方式相同。
对于本发明的第五优选方式中的构件(C)的形状、结构、尺寸等,与本发明的第三优选方式相同。即,可以由中度硬质材料(m)或高硬质材料(h)形成,但是优选由高硬质材料(h)形成。
在本发明的第五优选方式中的构件(B),通过在与构件(C)之间夹持并粘接构件(D),只要能够以构件(C)、构件(B)、以及构件(D)的缺欠部形成毛细管状流路和空隙部,其形状、结构、表面状态等可以是任意的。这些与本发明的第二优选方式中的构件(B)相同。
在本发明的第五优选方式中,构件(B)的至少相对于空隙部的部分由中度硬质材料(m)构成。若整个构件(B)为由相同的材料构成的片状构件,由于容易发挥本发明的效果,并且容易制造,所以是优选的。这些与本发明的第二优选方式中构件(B)相同。即使对于构件(B)的厚度也与本发明的第二优选方式相同。
在本发明的第五优选方式中,构件(D)的至少空隙部的周边部,即空隙部的壁周边部由软质材料(s)构成。拉伸弹性率若在该范围外时,流量的调节变得困难,或在阀部分容易引起装置的断裂。
本发明的第五优选方式,是从由中度硬质材料(m)构成的构件(B)侧选择性地压迫空隙部。对于通过压迫机构压迫构件的范围、以及压迫机构,与本发明的第二优选方式相同。另外,对于压迫机构、凸状结构、构件(H),与第二方式相同。
另外,本发明的微型化学装置,由所述构件(A)和构件(B)构成,其中各构件均由软质材料(s)构成,并设置所述的凸状结构或者固定构件(H)。对于这些微型化学装置的结构、构件、制造方法、使用方法等,除构件(A)和构件(B)由软质材料(s)构成以外,与所述的由构件(A)和构件(B)构成的并且它们任何一个由软质材料(s)构成的本发明的微型化学装置相同。另外,即使对于凸状结构或构件(H),在上述中也与形成或固定于由软质材料(s)构成的构件上的情况相同。
另外,本发明的微型化学装置,由所述构件(B)、(C)、(D)构成,其中各构件均由软质材料(s)构成,并设置所述的凸状结构或者固定构件(H)。对于这些微型化学装置的结构、构件、制造方法、使用方法等,除构件(B)、(C)、(D)均由软质材料(s)构成以外,与所述的由构件(B)、(C)、(D)构成的并且它们任何一个由软质材料(s)构成、并且它们任何一个由中度硬质材料(m)或者高度硬质材料(h)构成的本发明的微型化学装置相同。另外,即使对于凸状结构或构件(H),在上述中也与形成或固定于由软质材料(s)构成的构件上的情况相同。
实施例
以下利用实施例和比较例对本发明进行更加详细的说明,但本发明并不限于这些实施例的范围。另外,“份”若没有特殊限定,都表示“重量份”。
(拉伸弹性率和断裂延伸率的测定)
(测定试样)
板状或片状试样,是切成宽10mm、长100mm的短带状作为试样。能量标线固化性组合物固化物试样,是在玻璃上涂敷能量标线固化性组合物,在氮气流中照射365nm下强度为50mW/cm2的紫外线30秒钟使固化,然后从玻璃板上剥离并且切成宽10mm、长100mm的短带状作为试样。
这些试样在24±1℃、湿度55±5%室内静置16小时以上,然后供于测定。
(测定)
作为拉伸试验器使用东洋精机制作所制的“strographV1-C”,在24±1℃、湿度55±5%气氛下以夹紧具之间距离80mm、拉伸速度20mm/分进行测定。
(材料)
是表示实施例中使用材料的简称。
(能量标线固化性组合物)
(1)3官能团氨基甲酸乙酯丙稀酯寡聚物(大日本油墨化学工业株式会社制的“UNIDEC V4263”);简称为“UNIDEC V4263”
(2)以ω-四癸烷二醇二丙烯酸酯和ω-十五烷二醇二丙烯酸酯为主要成分的二丙烯酸酯混合物(somar社制的“SATOMAC2000”);简称为“SATOMA C2000”
(3)四亚甲基二醇(平均分子量650)順丁烯二酰亚胺醋酸盐(根据特开平11-124403号公报的合成例18中记载的方法合成);简称为“TGMA”
(4)二环戊基二丙烯酸酯(日本化药株式会社制的“R-684”);简称为“R-684”
(亲两性的聚合性化合物)
(5)壬基苯氧基聚乙二醇(n=17)丙烯酸酯(第一工业制药株式会社社制的“N-177E”;HLB值=14.64;可溶于水、环己烷/甲苯的两者混合溶剂中);简称为“N-177E”
(紫外线聚合引发剂)
(6)1-羟基环己基苯基酮(chibagaigi会社制的“YLGAKYUA-184”);简称为“YLGAKYUA-184”
(聚合延迟剂)
(7)2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯(关东化学会社);简称为“DPMPD”
(热塑性聚合物和其成形物)
(8)聚苯乙烯(大日本油墨化学株式会社制的“DEICCSTYLENENXC-520”);简称为聚苯乙烯(ml)
(9)聚丙烯二轴延伸片(二村化学社制的“FOR”、厚度30μm、单面电晕处理);简称为OPP片
(10)间规聚苯乙烯二轴延伸片(出光石油化学制、厚度约为10μm);简称为OSPS片(m2)
(11)丙烯树脂酸树脂(旭化成工业会社的“DELPENT 670N”);简称为(m3)
(12)聚丙烯二轴延伸片(大日本油墨化学株式会社制品,厚度为60μm);简称为OPS片(m4)
(13)聚氨基甲酸乙酯(日本erastroran社制的“ERASTRORANF564”);简称为(s1)
(14)聚氨基甲酸乙酯(日本erastroran社制的“ERASTRORANF580”);简称为(s2)
(15)软质氯乙烯(电化学工业“Z-4370”);简称为PVC(s3)
(16)乙烯-醋酸乙烯共聚树脂(昭和电工“SHOWREX EVA、BF05-6”);简称为(s4)
(17)聚酰胺弹性体(大日本油墨化学工业“GLYRAX A-100”);简称为、聚酰胺弹性体(s5)
(18)聚酯弹性体(大日本油墨化学工业“GLYRAX E-120”);简称为、聚酯弹性体(s6)
(19)改性聚烯烃(日本石油制“N聚合物R4100”);简称为改性聚烯烃(s7)
(能量标线固化性组合物的调配)
以下表示实施例中使用的能量标线固化性组合物的调配方法。
(能量标线固化性组合物(e1)的调配)
将“UNIDEC V4263”40份、“SATOMA C2000”60份、紫外线聚合引发剂“YLGAKYUA-184”5份以及聚合延迟剂“DPMP”0.1份混合,调配能量标线固化性组合物(e1)。
(能量标线固化性组合物(e2)的调配)
将“UNIDEC V4263”20份、“SATOMA C2000”80份、“YLGAKYUA-184”5份以及“DPMP”0.1份混合,调配能量标线固化性组合物(e2)。
(能量标线固化性组合物(e3)的调配)
将“TGMA”50份、“SATOMA C2000”50份混合,调配能量标线固化性组合物(e3)。
(能量标线固化性组合物(e4)的调配)
将“UNIDEC V4263”100份、“YLGAKYUA-184”5份以及“DPMP”0.1份混合,调配能量标线固化性组合物(e4)。
(能量标线固化性组合物(e5)的调配)
将“UNIDEC V4263”10份、“R-684”90份以及“YLGAKYUA-184”5份混合,调配能量标线固化性组合物(e5)。
(能量标线固化性组合物(e6)的调配)
将“UNIDEC V4263”80份、亲两性的聚合性化合物“N-177E”20份、聚合延迟剂“DPMP”0.1份以及光聚合引发剂“YLGAKYUA-184”5份均匀混合,调配能量标线固化性组合物(e6)。
(能量标线固化性组合物(e7)的调配)
将“UNIDEC V4263”10份、“R-684”70份、“N-177E”20份、“DPMP”0.1份以及“YLGAKYUA-184”5份混合,调配能量标线固化性组合物(e7)。
(能量标线固化性组合物(e8)的调配)
将“UNIDEC V4263”20份、“SATOMA C2000”60份、“N-177E”20份、“DPMP”0.1份以及“YLGAKYUA-184”5份混合,调配能量标线固化性组合物(e8)。
实施例1
在本实施例中表示本发明的第一实施方式例。
[构件(A)的制作]
将由聚苯乙烯(m1)构成的2.5cm×5cm×厚度3cm的平板状基材(1)用电热风焊灯加热使表面软化,压入加热至180℃的玻璃制模具(图未示)并冷却,然后剥离,在基材(1)的表面上形成宽度30μm、深度30μm、长度30μm并且截面大致呈矩形的槽(2)、设置于槽的路径上的直径90μm、深度30μm的圆筒形的凹部(3),进而在槽(2)的两端部上通过穿出直径为0.5mm的切孔,形成流入口(4)和流出口(5),制作如图1所示形状的构件(A)(以下称为[A1])。
[构件(B)的粘接]
在OPP片(未图示)的电晕处理面上用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e1),然后在氮气气氛中,用wushio电机株式会社制的复灯200型光源元件照射50mW/cm2的紫外线1秒钟,使为丧失流动性的不完全固化状态的涂膜,将该涂膜面贴在形成构件(A1)的槽的面上。然后,从OPP片侧进一步照射相同的紫外线30秒钟,通过使涂膜完全固化,在形成由软质材料(s)的能量标线固化性组合物(e1)的固化物构成的厚度为64μm的片状构件(B)(以下称为(B1))。
在形成(6)的同时,粘接在构件(A1)的表面,在其之间形成毛细管状流路(2)和在其路径上形成空隙部(3)。之后,通过剥离OPP片制作图1所示形状的微型化学装置(#1)。
[构件(B)的拉伸特性]
另一方面,调制能量标线固化性组合物(e1)固化物片,其拉伸弹性的测定结果如表1所示。在表1中也表示了使用的聚苯乙烯(m1)的拉伸特性。由表1可知,能量标线固化性组合物(e1)固化物为软质材料(s),聚苯乙烯(m1)为中度硬质材料(m)。
[压迫机构的制作]
具有图2所示的8mm×8mm的平面状的上部夹持部(12)和缓曲面状的下部夹持部(13),并在上部夹持部(12)的中心形成M2的螺纹孔,在该螺纹孔中旋入切削为前端为半径0.25mm的半球形的圆锥状的M2的螺栓(14),从该夹持部的平面仅伸出0.2mm的位置上用锁紧螺母(15)固定,制作形成突起部的弹簧式夹钳(11)。
[流路的开闭试验]
从流入部(4)用微量注射器向毛细管中注入亚甲基兰(和光纯药株式会社制)着色后的水,结果水从流出部(5)流出。然后,用所述制作的弹簧式压迫夹钳,在突起部上从构件(B)侧压迫微型化学装置(#1)空隙部(3)的上面,结果构件(B)没有断裂并且遮断了水的流通,若取下夹钳流路再次流通。此时,没有确认构件(B)的断裂。此试验虽然重复了10次,全部得到同样的结果。
实施例2
在本实施例中表示了固定螺栓式压迫机构的本发明的第一实施方式的例子。
[微型化学装置前体的制作]
进行与实施例完全相同的操作,将制作的微型化学装置(#1)作为微型化学装置(#2)。
[压迫机构的制作和固定]
利用与构件(A1)中使用的相同的聚苯乙烯(m1)制的板,制作与构件(A1)相同尺寸的压迫机构的基材,在相当于空隙部(3)的位置上设置螺纹孔,在其中安装前端被切削为半径0.25mm的半球形的圆锥状的螺栓并作为构件(H2),在该构件(H2)的周边部上涂敷宽度大约为5mm范围的能量标线固化性组合物(e4),在构件(B1)侧重叠通过紫外线粘接,制作相对于空隙部的位置上固定构件(H2)的微型化学装置(#2)。
[流路的开闭试验]
从流入部(4)用微量注射器以一定的压力向毛细管中注入亚甲基兰(和光纯药株式会社制)着色后的水,结果有一定量的水从流出部(5)流出。通过慢慢地拧紧微型化学装置的螺栓,若从构件(B1)的上方压迫空隙部(3),流量随着螺栓的拧紧程度而变化。
实施例3
本实施例中表示了相对于由软质材料(s)构成的构件的空隙部的部分的表面上,设置凸状结构的本发明的微型化学装置的例子。
[微型化学装置的制作]
在以实施例1所得的微型化学装置(#1)的、相对于空隙部(3)的位置的构件(B1)的表面上,布置能量标线固化性组合物(e4)的小滴,然后立即紫外线照射使固化,制作具有直径0.6mm、高0.22mm的凸状结构的微型化学装置(#3)。
[压迫机构的驱动机构的制作]
将凸状结构的压迫机构作为驱动机构,除没有螺栓(14)、锁紧螺母(15)以及螺纹孔并且上部夹持部(12)为平面状以外,制作与实施例制作的压迫机构相同结构的弹簧式夹钳,作为驱动机构。另外,制作前端为平面状的直径6mm的黄铜棒,作为另一个驱动机构。
[流路的开闭试验]
利用以上制作的夹钳型驱动机构,在上部夹持部(12)压迫含有微型化学装置的凸状结构部的范围,结果水的流通被遮断,若取下夹钳,流路再次开通。但是,与实施例1不同,可以不需要校正突起部的位置就能够确实地对流路进行开闭。
另外,使用以上制作的棒状驱动机构,即使用手动压迫含有凸状结构部的范围,也可以得到同样的结果。
实施例4
在本实施例中,表示了在压迫构件的表面上设置由中度硬质材料(m)构成的凸状结构的压迫机构的本发明的第一实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
除形成凸状结构的能量标线固化性组合物为(e5)以外,其余的与实施例3相同,制作直径约为230μm的半球形的、具有由中度硬质材料(m)形成的凸状结构的压迫机构的微型化学装置(#4)。
[流路的开闭试验]
进行与实施例3相同的试验,得到了与实施例3相同的结果。
实施例5
在本实施例中,表示了压迫机构为表面设有凸状结构的片状构件(H)并且该结构物是使凸状结构向内侧地固定在微型化学装置的表面上的本发明的第一实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
在使用OSPS片(m2)的片状构件(51)的表面上,用能量标线固化性组合物(e4)作为粘接剂(53)粘接直径约为0.5mm的玻璃制的球(52),制作形成凸状结构的构件(H5),不是将其作为实施例2中的螺栓式的压迫机构,而是将凸状结构设在空隙部侧并且对合相对于空隙部(3)的位置,将能量标线固化性组合物(e4)作为粘接剂(54)把四角粘接在构件(B)上并固定于构件(B)上,除此以外,与实施例2相同,制作微型化学装置(#5)。
[流路的开闭试验]
进行与实施例3相同的试验,得到了与实施例3相同的结果。
实施例6
在本实施例中,表示了压迫机构为表面设有凸状结构的片状构件(H),并且该构件(H)是使凸状结构面向外侧地固定的本发明的第一
实施例方式的例子。
[微型化学装置的制作]
除使凸状结构面向空隙部的反向侧地固定以实施例5制作的具有凸状结构的片状构件(H5)外,其余的与实施例4相同,制作微型化学装置(#6)。
[流路的开闭试验]
进行与实施例3相同的试验,得到了与实施例3相同的结果。
比较例1
不设置凸状结构的压迫机构或表面具有凸状结构的片状构件(H),即,作为微型化学装置用(#1)来代替(#3)、(#4)、(#5)、(#6),进行与实施例3、4、5、6相同的流路开闭试验,结果不能遮断水的流通。
实施例7
在本实施例中,表示构件(B)由两层软质材料构成的片状构件的本发明的第一实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
除在实施例2中,1.用能量标线固化性组合物(e2)来代替能量标线固化性组合物(e1),2.用由软质材料(s)的聚氨基甲酸酯(s1)构成的厚度为500μm的热压力片来代替OPP片,并且,3.在形成构件(B)后,不剥离该片,而是以叠层粘接的状态作为微型化学装置以外,其余的与实施例2相同,制作构件为由两层软质材料(s)构成的片状构件的微型化学装置(#7)。
另外,表1表示了由所用的聚氨基甲酸酯(s1)片和能量标线固化性组合物(e2)组成的固化物的拉伸特性。
[流量调节试验]
进行了与实施例2相同的试验,结果得到了与实施例2相同的结果。另外,构件(B)仅在能量标线固化性组合物(e2)的固化物的1层中的螺栓压迫的部位上开孔,即使牢固的拧紧螺栓至液体漏泄的程度,在本实施例中也没有产生这样的情况。另外,构件(B)仅在能量标线固化性组合物(e2)的固化物的1层中的螺栓压迫的部位上开孔,即使翻覆的开闭至液体漏泄的程度,本实施例也没有产生这样的情况。即,通过将构件(B)设置为具有不同拉伸弹性率的软质材料(s)的2层结构,可以增大对微型化学装置的破坏的余地。
实施例8
在本实施例中,表示了在相对于由软质材料(s)形成的空隙部的部分表面叠层由中度硬质材料(m)形成的薄片的本发明的第一优选实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
除在实施例2中,1.用能量标线固化性组合物(e2)来代替能量标线固化性组合物(e1),2.用由中度硬质材料(m)的厚度为40μm的OSPS片(m2)来代替OPP片,并且,3.在形成构件(B)后,不剥离该片,而是以叠层粘接的状态作为微型化学装置以外,其余的与实施例2相同,制作构件为由两层软质材料(s)构成的片状构件的微型化学装置(#8)。
另外,表1表示OSPS片(m2)的拉伸特性。
[流路的开闭试验]
进行与实施例7相同的试验,结果得到了与实施例7相同的结果。即,通过相对于由软质材料(s)构成的空隙部的部分表面叠层由中度硬质材料(m)构成的薄片,可以增大对于微型化学装置的破坏的余地。
实施例9
在本实施例中,表示了具有槽的构件(A)为软质材料(s)构成,构件(B)由中度硬质材料(m)构成,并且从构件(A)侧压迫空隙部的本发明的第一实施例方式的例子。
[构件(A)的制作]
在暂时作为支持体使用的OPP片(未图示)的电晕放电处理面上,用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e6)后,用WUSHIO电机制的复灯200型露光装置用光源元件,照射50mW/cm2的紫外线3秒钟使涂膜固化。然后,在固化涂膜上,用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e6)后,在氮气气氛中通过光掩模在形成槽(2)和凹部(3)的部分以外的部分上照射与前述相同的紫外线3秒钟后,通过用丙酮清洗除去未固化的能量标线固化性组合物(e6),制作底面、壁面均由能量固化性组合物(e6)固化物构成的截面具有大致矩形的槽(2)和圆筒形的凹部(3),除不设有流入口(4)和流出口(5)以外,其余的与图1相同形状的构件(A9)。槽的尺寸为:宽度为108μm,深度为75μm;凹部(3)的尺寸为:直径为20μm,高度为75μm。
[构件(B)的制作与粘接]
在由具有相对于构件(A9)的槽的两端部的位置上形成流入口(4)和流出口(5)的直径0.5mm的孔的丙烯酸树脂(m3)构成的2.5cm×5cm×厚度2mm的平板上,用50μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e7)后,在氮气气氛中,在形成流入口(4)和流出口(5)的孔以外的部分上,照射与前述相同的50mW/cm2的紫外线2秒钟,使涂膜成为丧失流动性的不完全固化状态,清洗除去未固化的树脂。使不完全固化状态的涂抹面与形成构件(A)(A9)的槽的面贴合,从丙烯酸树脂板侧进一步照射相同的50mW/cm2的紫外线30秒钟,通过使涂膜完全固化,使构件(B9)粘接在构件(A9)上,在其间形成毛细管状的流路(2)和在其路径上形成的空隙部(3)。然后,从构件(A)(A9)上剥离OPP片,制作除在构件(B9)侧形成流入口(4)和流出口(5),以及构件(B)由能量标线固化性组合物(e7)的固化物和丙烯板的2层构成外,其余的与图1所示相同形状的微型化学装置(#9)。
[构件的拉伸特性]
另一方面,调制能量标线固化性组合物(e6)和(e7)的固化物片,其拉伸弹性的测定结果如表1所示。由表1可知,能量标线固化性组合物(e6)固化物为软质材料(s),(e7)的固化物为中度硬质材料(m)。
[亲水性试验]
另外制作的能量标线固化性组合物(e6)和(e7)的固化涂膜与水之间的接触角,在25℃分别为12度和15度。
[生物化学物质的吸附试验]
用能量标线固化性组合物(e6)和(e7)涂敷聚苯乙烯制的96孔板的各洼孔的内面。在该洼孔中注入使吸附的西洋山萮菜过氧化物酶0.5μg/ml溶液(becta社的“ABTS SUBSTRATE KIT HORSERADISH PEROXIDASE”的酶溶液),在25℃静置30分钟,用蒸馏水清洗3次。之后向洼孔内注入基质溶液(becta社的“ABTS SUBSTRATE KIT HORSERADISH PEROXIDASE”的ABTS基质),在25℃静置30分钟,用蒸馏水清洗3次后,测定405nm波长的吸光度,结果(e6)为0.14,(e7)为0.16。另一方面,作为对照试验,使用不涂敷的孔板进行同样的试验,结果吸光度为1.5。即,由于本试验中的吸光度表示吸附量(本试验中作为[ELISA法]是公知的),通过(e6)和(e7)的涂敷,可以将酶的吸附量抑制到约1/10。
[压迫机构的制作]
使用实施例1制作的弹簧式夹钳。
[流路的开闭试验]
除将弹簧式夹钳的突起部设在构件(A)侧,压迫相对于空隙部的位置之外,进行与实施例1相同的试验,得到与实施例1相同的结果。
实施例10
本实施例表示具有支持体类型的本发明的第二实施方式的例子。
[构件(A)的制作]
在使用由聚苯乙烯(m1)构成的2.5cm×5cm×3mm的平板的支持体(31)上,用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e1),然后在氮气气氛中用WUSHIO电机制的复灯200型露光装置用光源元件,照射50mW/cm2的紫外线3秒钟,形成丧失流动性的半固化状态的涂膜。
进而,在固化涂膜上,用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e1),在氮气气氛中用光掩模,在形成图5的流路(32)和空隙部(33)部分以外的部分上照射与前述相同的紫外线3秒钟使照射部分的涂膜半固化,用50%乙醇水溶液清洗除去未照射部分的未固化的能量标线固化性组合物(e1)。
通过以上操作,将具有由能量标线固化性组合物(e1)的固化物的软质材料(s)构成的、具有宽104μm、深96μm、长30mm的底的角为圆形的大致呈矩形的截面形状的槽(32)以及设置于槽的路径上的直径20μm、深96μm的底的角为圆形的圆筒形的凹部(33)的、图5所示形状的厚度192μm的片状构件(A)(34)粘接在支持体(31)上。
[构件(B)的粘接]
在OPS片(m4)(35)上用50μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e5),然后,在氮气气氛中,照射与上述相同的紫外线1秒钟,制作半固化的粘接剂层(36)。
将该粘接剂层(6)面粘合在形成上述制作的构件(A)(34)的槽(32)的面上,进一步通过照射相同紫外线30秒钟使粘接层完全固化,在形成由中度硬质材料(m)的OPS片(m4)(35)和仍然是中度硬质材料(m)的厚度约为30μm的粘接剂层(36)构成的片状构件(B)的同时,粘接在构件(A)(34)的表面上,在其之间形成毛细管状流路(32)和在形成于路径上的空隙部(3)。
[流入路和流出路的形成]
接着,在流路(32)的两端部中,在构件(B)(35、36)上穿出直径为0.5mm的孔,通过粘接直径3mm的氯乙烯管,形成流路入(37)和流出路(38),制作如图5所示形状的微型化学装置(#10)。
[构件(A)和构件(B)的拉伸特性]
另一方面,制作能量标线固化性组合物(e1)固化物片和能量标线固化性组合物(e5)固化物片,其拉伸弹性的测定结果以及使用的聚乙烯(m1)和OPS片(m4)如表1所示。由表1可知,能量标线固化性组合物(e6)固化物为软质材料(s),聚乙烯(m1)、OPS片(m4)以及能量标线固化性组合物(e5)固化物为中度硬质材料(m)。
[压迫机构的制作]
从流入路(37)用微量注射器注入亚甲基兰(和光纯药株式会社制)着色后的水,结果水从流出路(38)流出。然后,用所述制作的弹簧式压迫夹钳(11),在突起部上从构件(B)(5、6)侧压迫相对于微型化学装置(#10)空隙部(33)的部分,结果水的流通被遮断,若取下夹钳流路再次流通。此时,构件(A)和构件(B)留下若干的变形但没有断裂。此试验虽然重复了10次,但全部得到同样的结果。
实施例11
本实施例表示没有支持体类型的本发明的第二实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
除用OPP片(二村化学社制的“FOR”、厚度30μm)来代替支持体(31)的聚苯乙烯板之外,其余的与实施例10相同,在形成与微型化学装置(#10)相同结构的微型化学装置(#11)前体后,剥离支持体(31),制作除不具有支持体(31)外,其余的与图5所示相同结构的微型化学装置(#11)。
[压迫机构的制作]
制作前端切削成半径0.25mm的半球形的黄铜棒,作为压迫机构。
[流路的开闭试验]
使构件(A)侧向下将微型化学装置载于玻璃板上,以这种状态进行压迫操作;用黄铜棒型的压迫机构代替夹钳型的压迫机构;以及用手动压迫相对于构件(B)的空隙部的部分,除上述外,进行与实施例10相同的试验,得到了与实施例10相同的结果。
实施例14
本实施例表示了不具有支持体的本发明的第二实施方式的例子。
[构件(A)的制作]
将由热塑性聚氨基甲酸酯(s1)构成的2.5cm×5cm×厚度500μm的热压片用电热风焊灯加热使表面软化,压入加热至150℃的玻璃制模具(图未示)并冷却,然后剥离,在薄片的表面上形成宽度30μm、深度30μm、长度30μm并且截面大致呈矩形的槽(2)、以及设置于槽的路径上的直径90μm、深度30μm的圆筒形的凹部(33),作为构件(A)(34)。
[构件(B)的粘接]
与实施例10相同,在形成与实施例10相同的片状构件(B)(35、36)同时,粘接于上述制作的构件(A)(34)的表面上,在其之间形成毛细管状流路(32)和形成于路径上的空隙部(33),制作微型化学装置(#14)的前体。
[流入路和流出路的形成]
然后,在构件(B)(35、36)上,通过在流路(32)的两端部上穿出直径0.5mm的切孔,形成流入路(37)和流出路(38),制作除不设置支持体(31)外其余的与图5所示相同形状的微型化学装置(#14)。
[构件(A)和构件(B)的拉伸特性]
另外,对于使用的热塑性聚氨基甲酸酯(s1)制热压片的拉伸特性的测定结果如表1所示。由表1可知,使用的热塑性氨基甲酸酯(s1)为软质材料(s)。
[流路的开闭试验]
进行与实施例11相同的试验,得到了与实施例11相同的结果。
实施例15
在本实施例中,表示构件(C)由中度硬质材料(m)构成的、形成流路的构件(D)由软质材料(s)构成的、构件(B)由软质材料(s)构成的本发明的第三实施方式的例子。
[构件(C)(D)的制作]
作为构件(C),使用由丙烯酸树脂(m3)构成的2.5cm×5cm×厚度2mm的平板,在其上面用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e7),在氮气气氛中,在整个涂膜面上用wushio电机株式会社制的复灯200型露光装置用光源元件照射50mW/cm2的紫外线30秒钟,使固化,制作表面涂敷能量标线固化性组合物(e7)的固化涂膜的丙烯酸制的构件(C)。
然后,在其上面同样涂敷形成构件(D)的能量标线固化性组合物(e8),在相同的氮气气氛中通过光掩模,在形成图1所示流路(2)和空隙部(3)的部分以外的部分上照射与前述相同的紫外线30秒钟,作为能量标线固化性组合物(e8)的固化物,通过用丙酮清洗除去未固化的能量标线固化性组合物(e8),形成具有树脂缺欠部的构件(D)。然后在构件(D)的树脂缺欠部(2)的两端部中,在构件(C)和构件(D)上穿出直径0.5mm的切孔并形成流入口(4)和流出口(5)。制作外成形物的树脂缺欠部具有形成宽108μm、深(即构件(D)的厚度)67μm的截面为大致矩形的流路的缺欠部(2)、直径为200μm、高67μm的圆筒形的形成空隙部的缺欠部(3)、流入口(4)和流出口(5)的,不是由构件(A)而是由构件(C)和构件(D)的叠层体构成的类似于图1所示形状的复合构件(CD18)。
[构件(B)的粘接]
在OPP片(图未示)的电晕处理面上用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e6),然后,在氮气气氛中,照射上述相同的紫外线3秒钟后使半固化,将该涂膜面贴合在构件(D)上。再从OPP片侧进一步照射相同的紫外线30秒钟,使能量标线固化性组合物(e7)、(e8)(e6)涂膜完全固化,之后,通过剥离OPP片,制作除构成流路底的构件和构成流路侧面构件不同以外,其余的与图1类似的形状的微型化学装置(#15)。
[压迫机构的制作]
使用实施例1制作的弹簧式夹钳。
[流路的开闭试验]
进行与实施例1相同的开闭试验,所得结果除实施例1能够确实全闭外,其余的与实施例1相同。
实施例16
在本实施例中,表示了空隙部的高度比流路高度低的结构的本发明的第三实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
在形成由聚苯乙烯(m1)构成的2.5cm×5cm×厚度3cm的平板状基材(21)的槽(23、28)的两端部的位置上穿出直径0.5mm的切孔,形成流入口(25)和流出口(26),以涂漆用遮掩带封住该流入口(25)和流出口(26)的里侧的状态,用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e4)后,用wushio电机株式会社制的复灯200型露光装置用光源元件通过光掩模在形成抬高部(29)的部分照射50mW/cm2的紫外线10秒钟。然后用丙酮清洗除去未固化部分,形成图3所示的宽480μm、长10mm、厚103μm的抬高部(29),作为图3所示形状的构件(C16)。
以涂构件(C16)的流入口(25)和流出口(26)的里侧的状态,在基材(21)上涂敷能量标线固化性组合物(e3)使覆盖抬高部(29),之后,作为横柱,配置直径200μm、长约1.5mm的玻璃制杆(自作、图未示)15个,使避开形成槽(23、28)、空隙部(24)、流入口(25)和流出口(26)的部分。在其上面覆盖由软质材料(s)的聚氨基甲酸酯(s1)的厚约500μm的热压片构成的构件(B10)后,在氮气气氛中,通过光掩模在形成图3所示的槽(23、28)、空隙部(24)、流入口(25)以及流出口(26)部分的以外的部分上照射与前述相同的50mW/cm2的紫外线10秒钟。紫外线照射后,制作形成从流出口(25)吸引、通过丙酮清洗除去未固化的能量标线固化性组合物(e3)的宽480μm、深190μm的槽、以及形成从宽480μm、长480μm、深87μm的从上面看呈矩形的空隙部(24)的图4所示形状的微型化学装置(#16)。
[压迫机构的制作]
除将螺栓的前端形成半径1mm的半球形并且将螺栓的突出量调节为1mm之外,制作并使用与实施例1相同的弹簧式夹钳。
[流路的开闭试验]
进行与实施例1相同的试验,得到了与实施例1相同的结果。
实施例17
在本实施例中表示了本发明的第三实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
除分别使用1.聚氨基甲酸酯(s2)、2.PVC(s3)、3.EVA(s4)、4.聚酰胺弹性体(s5)、5.聚酯弹性体(s6)、6.改性聚烯烃(s7)来代替聚氨基甲酸酯(s1)以及制作与实施例7相同的压迫机构之外,与实施例16相同制作微型化学装置(#17-1~6)。
[流路的开闭试验]
对于微型化学装置(#17-1~6),分别进行与实施例7相同的试验,全部得到与实施例7相同的结果。
实施例18
在本实施例中表示了构件(C)由中度硬质材料(m)、形成槽壁部的构件(D)由中度硬质材料(m)、构件(B)由软质材料(s)构成的本发明的第三实施方式的例子。
[构件(C)、(D)的制作]
作为形成构件(D)的能量标线固化性组合物,除使用(e7)代替(e6)外,其余的实施例15相同,制作除构件(D)由能量标线固化性组合物(e7)的固化物形成以外的具有与微型化学装置(#15)相同结构的微型化学装置(#18)。
[亲水性试验]
另外,制作的能量标线固化性组合物(e6)、(e7)和(e8)的固化涂膜与水的接触角,在25℃分别为12度、15度、以及13度。
[压迫机构的制作]
使用与实施例1制作的弹簧式夹钳。
[流路的开闭试验]
进行与实施例1相同的开闭试验,结果得到了与实施例1相同的结果。
实施例19
本实施例表示构件(C)由软质材料(s)、形成流路侧壁的构件(D)由软质材料(s)、构件(B)由中度硬质材料(m)构成的本发明的第4
实施方式的例子。
[构件(C)、(D)的制作]
将OPP片作为暂时的支持体,在其上面用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e6),在氮气气氛中,用wushio电机株式会社制的复灯200型光源元件照射50mW/cm2的紫外线3秒钟,使整个涂膜成为形成构件(C)(41)的半固化状态的涂膜。
在其上面用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e8),用光掩模在形成图6所示形状流路(42)和空隙部(43)的部分以外的部分上照射与上述相同地紫外线3秒钟,使照射部分形成半固化状态的涂膜并作为构件(C)。构件(D)(44)的厚度为96μm。
用50%的乙醇水溶液除去未照射部分的未固化的能量标线固化性组合物(e8),形成具有作为流路(42)和空隙部(43)的缺欠部的层(44)的构件(D)(44)。形成流路(42)的树脂缺欠部的尺寸为宽104μm、深96μm、长30mm。形成设置于流路路径上的空隙部(43)的树脂缺欠部,为直径200μm、深96μm的圆筒状。构件(D)(44)的厚度为96μm。
[构件(B)的粘接]
与构件(C)的制作相同,在作为暂时支持体的OPP片上涂敷能量标线固化性组合物(e7),在其整体上照射上述所用紫外线3秒钟,形成由半固化物形成的构件(B),以使构件(B)与构件(D)紧贴的状态,在整个构件上照射与上述相同的紫外线30秒钟,通过使构件(C)、构件(D)和构件(B)全部完全固化并相互粘接,形成毛细管状流路(42)和空隙部(43)。之后,从构件(C)和构件(D)上剥离暂时的支持体OPP片。
然后,在构件(C)(41)中,在流路(42)的两端上穿出直径0.5mm的切孔,粘接直径3mm的氯乙烯管,形成流入路(47)和流出路(48),制作如图6所示形状的微型化学装置(#19)。
[亲水性试验]
在流入路(47)上粘接氯乙烯管前,使流入路(47)作为上侧,若在流入路(47)上滴上一滴蒸馏水,则蒸馏水自发地被吸入流入路(47)内,充满流路(42)和空隙部(43)并且到达流出路(48)中。表示流路内表面与水的接触角极低。
另外,另一种方法制作的能量标线固化性组合物(e6)、(e7)和(e8)的固化模和水之间的接触角,在25℃分别为12度、15度和13度。
[流路的开闭试验]
与实施例10相同,进行了从微型化学装置(#19)的构件(B)侧压迫空隙部的流路试验,得到了与实施例10相同的结果。
实施例20
本实施例表示本发明的第五实施方式。
[构件(C)、(D)的制作]
在使用由聚苯乙烯(m1)构成的2.5cm×5cm×3mm的平板的构件(C)(41)上,用127μm的棒涂料器涂敷能量标线固化性组合物(e1),然后在氮气气氛中,用光掩模,在形成图6所示形状的流路(42)和空隙部(43)的部分以外的部分上用WUSHIO电机制的复灯200型光源元件,照射50mW/cm2的紫外线3秒钟,使照射部分形成半固化状态的涂膜。
用50%乙醇水溶液清洗除去未照射部分的未固化的能量标线固化性组合物(e1),形成具有成为流路(42)和空隙部(43)的该树脂的缺欠部的层,即,构件(D)(44)。形成流路(42)的树脂缺欠部的尺寸,为宽104μm、深96μm、长30mm。形成设置于流路路径上的空隙部(43)的树脂缺欠部,为直径200μm、深96μm的圆筒状。构件(A)(44)的厚度为96μm。
[构件(B)的粘接]
与实施例10相同,通过作为粘接剂层的能量标线固化性组合物(e5)固化物(46)将OSPS片(m2)(45)粘接在构件(D)(44)的表面,在形成毛细光状流路(42)和空隙部(43)的同时,接合2轴延伸OSPS片(m2)(45)和粘接剂层(46)作为构件(B)。
[流入路和流出路的形成]
接着在构件(C)(41)上,在流路(42)的两端部中,穿出直径为0.5mm的孔,通过粘接直径3mm的氯乙烯管,形成流入路(47)和流出路(48),制作图6所示形状的微型化学装置(#20)。
[流路的开闭试验]
进行与实施例10相同的试验,得到了与实施例10相同的结果。
实施例21
本实施例表示构件(B)、(C)、(D)都为亲水性材料的本发明的第五实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
在实施例25中,构件(C)由能量标线固化性组合物(e7)固化物形成,构件(D)由能量标线固化性组合物(e8)固化物形成,以及构件(B)由能量标线固化性组合物(e7)固化物形成,与实施例25相同制作微型化学装置(#21)。
[流路的开闭试验]
进行与实施例25相同的试验,得到了与实施例3相同的结果。
实施例22
本实施例表示在构件(B)的表面固定有螺栓式的凸状结构构件(H)的实施方式的例子。
[压迫机构的制作]
制作并使用与实施例2制作的固定螺栓的板状构件(H2)完全相同的压迫机构。
[微型化学装置的制作]
在以实施例10、16制作的微型化学装置(#10)、(#16)的各自构件(B)的表面上,在相对于空隙部的位置结合并固定螺栓的前端部,作为具有螺栓式的压迫机构的微型化学装置。
[流路的开闭试验]
对于这些微型化学装置,进行了与实施例2相同的试验,得到了与实施例2完全相同的结果。
实施例23
本实施例表示在构件(B)的表面上设置作为凸状结构的压迫机构的
实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
在以实施例10、11、14、16、18、19制作的微型化学装置(#10)、(#11)、(#14)、(16)、(#18)、(#19)的各自构件(B)的表面的相对于空隙部的位置的表面上,用能量标线固化性组合物(e4)粘接直径0.5mm的玻璃制的球,作为具有凸状结构的压迫机构的微型化学装置。
[流路的开闭试验]
对于这些微型化学装置,进行了与实施例3相同的试验,得到了与实施例3完全相同的结果。
实施例24
本实施例表示在微型化学装置的表面上使凸状结构面向内侧地固定设置于表面的凸状结构的片状构件(H)的、本发明的第五实施方式的例子。
[微型化学装置的制作]
制作具有与实施例5相同的凸状结构的片状构件(H),并在以实施例10、11、14、16、18、19制作的微型化学装置(#10)、(#11)、(#14)、(16)、(#18)、(#19)的各自构件(B)的表面上,使凸状结构面向空隙部内侧,并将凸状结构物结合并固定在相对于空隙部的位置上,用能量标线固化性组合物(e4)将构件(H)的四角粘接在构件(B)上,作为具有压迫机构的微型化学装置。
[流路的开闭试验]
对于这些微型化学装置,进行了与实施例5相同的试验,得到了与实施例5完全相同的结果。
实施例25
本实施例表示在微型化学装置的表面上使凸状结构面向外侧地固定设置于表面的凸状结构的片状构件(H)的、本发明的第五实施方式的例子。
[微型化学装置前体的制作]
将构件(A)构件(B)均用能量标线固化性组合物(e6)的固化物形成外,其余与实施例1同样地制作微型化学装置前体(#26P)。
[微型化学装置的制作]
作为具有凸状结构的片状构件(H),使用与实施例33相同的构件(H),除使凸状结构面向空隙部的反向侧并固定在构件(B)上之外,其余的与实施例33相同,制作具有压迫机构的微型化学装置。
[流路的开闭试验]
对于这些微型化学装置,进行了与实施例3相同的试验,得到了与实施例3完全相同的结果。
实施例26
在本实施例中,表示由软质材料(s)形成的构件(A)和由软质材料(s)形成的构件(B)构成的、表面设有凸状结构的微型化学装置的;以及由软质材料(s)形成的构件(A)和由软质材料(s)形成的构件(B)构成的、并且在其上面固定有在表面设置凸状结构的片状构件(H)的微型化学装置的例子。
[微型化学装置前体的制作]
除作为微型化学装置前体使用(#26P)之外,其余的与实施例23和实施例24相同,制作在相对于构件(B)的空隙部的位置表面上设置凸状结构的微型化学装置(#26P)。另外,同样制作在相对于构件(A)的空隙部的位置表面上设置凸状结构的微型化学装置(#26-2)。
另外,除作为微型化学装置前体使用(#26P)之外,其余的与实施例24相同,制作在构件(B)表面使凸状结构面向空隙部侧并结合固定在相对于空隙部位置上的微型化学装置(#26-3)。另外,同样制作在构件(A)侧固定构件(H)的微型化学装置(#26-4)。
进而,除作为微型化学装置前体使用(#26P)之外,其余的与实施例25相同,制作使凸状结构面向空隙部的反向侧、结合在相对于空隙部位置上并固定在构件(B)上的微型化学装置(#26-5)。另外,同样制作在构件(A)侧固定构件(H)的微型化学装置(#26-6)。
[流路的开闭试验]
对于这些微型化学装置,进行了与实施例23、24、25相同的试验,得到了相同的结果。
实施例27
本实施例表示构件(B)、构件(C)、构件(D)全部由软质材料(s)形成并且在表面设有凸状结构的微型化学装置的;以及构件(B)、构件(C)、构件(D)全部由软质材料(s)形成并且在构件(B)的表面上固定设有凸状结构的片状构件(H)的微型化学装置的例子。
[微型化学装置前体的制作]
除构件(B)、构件(C)、构件(D)全部由能量标线固化性组合物(e6)的固化物形成以外,其余的与实施例11相同,制作微型化学装置的前体(#27P)。
[微型化学装置前体的制作]
除作为微型化学装置前体使用(#26P)之外,其余的与实施例23和实施例14相同,制作在相对于构件(B)的空隙部的位置表面上设置凸状结构的微型化学装置(#27-1)。
另外,除作为微型化学装置前体使用(#26P)之外,其余的与实施例24相同,制作在构件(B)表面使凸状结构面向空隙部侧并结合固定在相对于空隙部位置上的微型化学装置(#27-2)。
进而,除作为微型化学装置前体使用(#26P)之外,其余的与实施例25相同,制作使凸状结构面向空隙部的反向侧、结合在相对于空隙部位置上并固定在构件(B)上的微型化学装置(#27-3)。
[流路的开闭试验]
对于这些微型化学装置,进行了与实施例23、24、25相同的试验,得到了相同的结果。
表1
材料 | 拉伸弹性率MPa | 断裂延伸率% |
能量标线固化性组合物(e1)固化物能量标线固化性组合物(e2)固化物能量标线固化性组合物(e3)固化物能量标线固化性组合物(e4)固化物能量标线固化性组合物(e5)固化物能量标线固化性组合物(e6)固化物能量标线固化性组合物(e7)固化物能量标线固化性组合物(e8)固化物 | 21011030050016104301350120 | 8.66.36.6242.88.93.36.2 |
聚氨基甲酸酯(s1)聚氨基甲酸酯(s2)PVC(s3)EVA(s4)聚酰胺弹性体(s5)聚酰胺弹性体(s6)改性聚烯烃(s7)聚苯乙烯(m1)OSPS片(m2)丙烯酸树脂(m3)OPS片(m4)(参考)玻璃钢 | 150153511038116002800340029003000约70000约200000 | 4006003507004006005003.6 |
本发明的微型化学装置以单纯的结构就能够进行流路的关闭和流量的调节。本发明的微型化学装置,由于在各个装置中不需要独立的送液泵并且可以以通用的压力供给原液,所以很容易同时并列处理多个,可以提高作业效率。另外,本发明的微型化学装置,由于即使在一个微型化学装置中用于流动多个流体,也可以以通用的压力边供给原液边对各流路的流量进行调节,所以可以简化装置。另外,本发明可以提供一种结构简单、耐压性高、流路截面积不依赖于液体压力并且生物成分吸附少的具有阀功能的微型化学装置及其流量调节方法。
Claims (29)
1.一种微型化学装置,其中,在形成表面具有槽的构件(A)的槽的表面上,粘接其它构件(B),在构件(A)和构件(B)的粘接面上由构件(A)的槽和构件(B)形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有空隙部,该空隙部的宽为毛细管状流路宽的0.5~100倍,该空隙部的最大高度/最大宽度的比为1以下,构件(A)和构件(B)中的任何一方至少在相对于空隙部的部分由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料构成,具有通过从构件(A)和/或构件(B)的外侧选择性地压迫空隙部能够可逆性地减少空隙部容积的阀功能。
2.根据权利要求1所述的微型化学装置,其中,构件(A)和构件(B)中的任何一方至少在相对于空隙部的部分由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料构成,并且另一构件的至少空隙部周边由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料构成。
3.根据权利要求1或2所述的微型化学装置,其中,构件(B)为薄片状构件。
4.根据权利要求1所述的微型化学装置,其中,从外部压迫空隙部侧的构件的至少相对于空隙部的部分的外侧上,由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成,并且叠层厚度在0.5~500μm范围的片状构件。
5.根据权利要求1所述的微型化学装置,其中,在压迫空隙部侧的构件的相对于空隙部的位置上,设置凸状结构。
6.根据权利要求5所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的构件叠层于压迫空隙部侧的构件的外侧,使凸状结构向着空隙部侧并且使其固定在相对于空隙部的位置。
7.根据权利要求6所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的构件为具有凸状结构的薄片状构件。
8.根据权利要求6所述的微型化学装置,其特征在于,具有凸状结构的构件,使凸状结构面向构件(B)的反向侧在构件(B)上或所述片状部件上叠层,由拉伸弹性率在10MPa~10GPa范围内的材料形成,厚度在0.5~500μm范围内。
9.根据权利要求5或6所述的微型化学装置,其中,凸状结构由拉伸弹性率在700MPa以上的硬质材料形成。
10.根据权利要求1所述的微型化学装置,其中,拉伸弹性率在0.1MPa~700MPa以下的软质材料和/或拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料为能量标线固化性组合物的固化物,所述能量标线为光线、电离放射线或粒子线。
11.根据权利要求10所述的微型化学装置,其中,能量标线固化性组合物含有亲两性的能量标线固化性化合物。
12.一种微型化学装置,其中,构件(B)和构件(C),通过夹持具有形成流路的缺欠部的层状构件(D)并且相互粘接,在构件(B)和构件(C)之间,作为形成构件(D)的材料的缺损部,形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍、最大高度/最大宽度的比在1以下的空隙部,构件(B)的至少相对于空隙部的部分、构件(C)的至少相对于空隙部的部分,以及构件(D)的至少空隙部的周边中任何一个由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,并且构件(B)、构件(C)、构件(D)中的至少一个由700MPa以上的中度硬质或高硬质材料形成,具有从构件(B)侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部的容积的阀功能。
13.根据权利要求12所述的微型化学装置,其中,构件(B)的至少相对于空隙部的部分由拉伸弹性率为0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,并且相对于空隙部的部分的厚度最小值为10~3000μm。
14.根据权利要求12所述的微型化学装置,其中,构件(B)的至少相对于空隙部的部分由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成,相对于空隙部的部分的厚度最小值为0.5~500μm。
15.根据权利要求12~14中任一项所述的微型化学装置,其中,构件(B)的至少相对于空隙部的部分的外侧由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成,并且叠层厚度在0.5~500μm范围内薄片状构件(E)。
16.根据权利要求12所述的微型化学装置,其中,在构件(B)表面的相对于空隙部的位置上设置凸状结构。
17.根据权利要求12所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的部件(H),叠层在构件(B)上或构件(E)上,使凸状结构向着空隙部侧并使其固定在相对于空隙部的位置上。
18.根据权利要求17所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的构件(H)为具有凸状结构的片状构件。
19.根据权利要求16所述的微型化学装置,其中,具有凸状结构的构件(H),在使凸状结构向着构件(B)的反向侧的同时叠层于构件(B)或构件(E)上,使凸状结构结合于与空隙部的相对的位置并由此固定与构件(B)的位置关系,由拉伸弹性率为10MPa~10GPa的材料形成,厚度在0.5~500μm范围内。
20.根据权利要求12所述的微型化学装置,其中,凸状结构是由拉伸弹性率为700MPa以上的硬质材料形成。
21.根据权利要求12所述的微型化学装置,其中,拉伸弹性率为0.1MPa以上700MPa以下的软质材料是能量标线固化性组合物的固化物,所述能量标线为光线、电离放射线或粒子线。
22.根据权利要求12所述的微型化学装置,其中,拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料为能量标线固化性组合物的固化物,所述能量标线为光线、电离放射线或粒子线。
23.根据权利要求21或22所述的微型化学装置,其中,能量标线固化性组合物含有亲两性的能量标线固化性化合物。
24.一种微型化学装置,其中,在形成表面具有槽的构件(A)的槽的面上,粘接其它构件(B),在构件(A)和构件(B)的粘接面上,由构件(A)的槽和构件(B)形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有空隙部,该空隙部的宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍,该空隙部的最大高度/最大宽度的比在1以下,构件(A)和构件(B)中任何一个,至少其相对于空隙部的部分由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,并且在相对于构件(A)和/或构件(B)的表面的空隙部的位置上设置凸状结构,具有从设置该凸状结构的构件侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部的容积的阀功能。
25.一种微型化学装置,其中,在形成表面具有槽的构件(A)的槽的面上,粘接其它构件(B),在构件(A)和构件(B)的粘接面上,由构件(A)的槽和构件(B)形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有空隙部,该空隙部的宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍,该空隙部的最大高度/最大宽度的比在1以下,构件(A)和构件(B)中任何一个,至少其相对于空隙部的部分由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,并且具有凸状结构的构件(H)叠层于构件(A)和/或构件(B)上,或者构件(H)叠层于设置于构件(A)和/或构件(B)的外侧的、由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成的、厚度为0.5~500μm的片状构件(E)上,使凸状结构固定在相对于空隙部的位置上,具有从设有该凸状结构的构件侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部容积的阀功能。
26.一种微型化学装置,其中,构件(B)和构件(C),通过夹持具有形成流路的缺欠部的层状构件(D)并且相互粘接,在构件(B)和构件(C)之间,作为形成构件(D)的材料的缺损部,形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍、最大高度/最大宽度的比在1以下的空隙部,构件(B)、构件(C)中至少其相对于空隙部的部分以及构件(D)的至少空隙部的周边部中任何一个由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,并且在相对于构件(B)的表面的空隙部的位置上设置凸状结构,具有从构件(B)侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部的容积的阀功能。
27.一种微型化学装置,其中,构件(B)和构件(C),通过夹持具有形成流路的缺欠部的层状构件(D)并且相互粘接,在构件(B)和构件(C)之间,作为形成构件(D)的材料的缺损部,形成宽1~1000μm、高1~1000μm的毛细管状流路,在该流路的路径上具有宽度是毛细管状流路宽度的0.5~100倍、最大高度/最大宽度的比在1以下的空隙部,构件(B)、构件(C)中至少其相对于空隙部的部分以及构件(D)的至少空隙部的周边部中任何一个由拉伸弹性率0.1MPa以上700MPa以下的软质材料形成,具有凸状结构的构件(H)叠层于构件(B)上,或者叠层于设置于构件(B)的外侧的、由拉伸弹性率在700MPa~10GPa范围内的中度硬质材料形成的、厚度为0.5~500μm的片状构件(E)上,使凸状结构固定在相对于空隙部的位置上,具有从构件(B)侧压迫空隙部能够可逆地减少空隙部容积的阀功能。
28.一种微型化学装置的流量调节方法,其中,通过从外部选择性地压迫上述权利要求1、12、24-27中任意一项所述的微型化学装置的空隙部,可以使微型化学装置内的空隙部的容积可逆地减少,从而调节通过空隙部的流体流量。
29.根据权利要求28中所述的微型化学装置的流量调节方法,其中,通过从外部选择性的压迫空隙部,可以使通过空隙部的流体流量为零。
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