JP2002066999A - Extremely small valve mechanism and manufacturing method of the same - Google Patents

Extremely small valve mechanism and manufacturing method of the same

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JP2002066999A
JP2002066999A JP2000260663A JP2000260663A JP2002066999A JP 2002066999 A JP2002066999 A JP 2002066999A JP 2000260663 A JP2000260663 A JP 2000260663A JP 2000260663 A JP2000260663 A JP 2000260663A JP 2002066999 A JP2002066999 A JP 2002066999A
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thermosensitive
groove
chamber
temperature
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Takanori Anazawa
孝典 穴澤
Atsushi Teramae
敦司 寺前
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Kawamura Institute of Chemical Research
Original Assignee
Kawamura Institute of Chemical Research
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an extremely small valve mechanism having high pressure proof, requiring no large mechanism for opening and closing operation, and capable of opening and closing in a practical time, and a manufacturing method of the same. SOLUTION: An extremely small valve mechanism comprises a capillary tube-like flow passage in a member and a gel chamber facing the passage in the middle way thereof and filled with a sensitive gel. A manufacturing method of the extremely small valve mechanism consist of filling the gel chamber formed to face the capillary flow passage in the middle way thereof with a solution which forms a sensitive gel by energy beam irradiation, and irradiating a portion forming a gel with the energy beam, thereby forming the sensitive gel in the gel chamber.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微小ケミカルデバ
イス、即ち、部材に微小な流路、反応槽などの構造が形
成された化学・生化学反応用微小デバイス(マイクロ・
リアクター)、膜濾過デバイス、透析デバイス、脱気・
吸気デバイス、抽出デバイスなどの化学的・物理化学的
処理デバイス、DNA分析デバイス、電気泳動デバイ
ス、クロマトグラフィーデバイスなどの微小分析デバイ
ス等、に組み込まれ、或いは接続されて使用される微小
バルブ機構に関し、更に詳しくは、感温性ゲルのゲル転
移を利用して開閉や流量調節を行う微小バルブ機構に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microchemical device, that is, a microdevice for a chemical or biochemical reaction in which a structure such as a microchannel or a reaction tank is formed in a member.
Reactor), membrane filtration device, dialysis device, degassing /
Regarding micro-valve mechanisms incorporated or connected to chemical / physico-chemical processing devices such as suction devices and extraction devices, DNA analysis devices, electrophoresis devices, and micro-analysis devices such as chromatography devices, More specifically, the present invention relates to a microvalve mechanism that performs opening / closing and flow control by utilizing the gel transition of a thermosensitive gel.

【0002】[0002]

【従来の技術】「サイエンス」誌(第288巻、113
頁、2000年)には、シリコンゴムで形成された液体
流路と、該流路とシリコンゴムの隔壁を隔てて形成され
た加圧用流体導入部を有する微小ケミカルデバイスが記
載されている。そして、該加圧用流体導入部に圧縮空気
を導入し、シリコンゴム隔壁をたわめて流路側に押し出
すことによって流路断面積を変化させて、開閉や液体の
流量調節を行う方法が記載されている。一方では、通常
寸法の流路の開閉に感温性ゲルを利用しようとする試み
もあった。
2. Description of the Related Art "Science" magazine (Vol. 288, 113)
(2000, p. 2000) describes a microchemical device having a liquid flow path formed of silicone rubber and a pressurized fluid introducing portion formed between the flow path and the partition wall of the silicone rubber. Then, a method is described in which compressed air is introduced into the pressurized fluid introduction section, the silicon rubber partition wall is bent and extruded toward the flow path side to change the flow path cross-sectional area, thereby opening and closing and adjusting the flow rate of the liquid. ing. On the other hand, there has been an attempt to use a thermosensitive gel for opening and closing a flow path having a normal size.

【0003】しかしながら、このような微小ケミカルデ
バイスは、隔壁を柔軟な素材で形成することが必須であ
るため、流路の耐圧性が低く、また、液体の圧力変化に
よって流路断面積が変化し、流量が圧力に比例しないな
どの不都合があり、更に外部から圧縮空気を導入する機
構を必要とした。また、感温性ゲルを通常寸法のバルブ
に利用しようとする試みは、開閉に長時間を要する欠点
があった。
However, in such a microchemical device, since the partition walls must be formed of a flexible material, the pressure resistance of the flow channel is low, and the cross-sectional area of the flow channel changes due to a change in the pressure of the liquid. And the flow rate is not proportional to the pressure. Further, a mechanism for introducing compressed air from outside is required. Attempts to utilize thermosensitive gels for valves of normal size have the disadvantage that they require a long time to open and close.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、耐圧性が高く、また開閉操作に大きな機構
が不要で、しかも、実用的な時間で開閉が可能な、微小
バルブ機構及びその製造方法を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is to provide a micro valve mechanism which has high pressure resistance, does not require a large mechanism for opening and closing operations, and can be opened and closed in a practical time. It is to provide a manufacturing method thereof.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決する方法について鋭意検討した結果、感温性ゲル
のゲル転移に伴う寸法変化を利用してゲルに直線運動を
生じさせることにより、流路の開閉や流量調節が可能で
あること、しかも十分に速い速度で開閉可能であること
を見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on a method for solving the above-mentioned problems, the present inventors have found that a linear movement is caused in a gel by utilizing a dimensional change accompanying a gel transition of a thermosensitive gel. As a result, the present inventors have found that the flow path can be opened and closed and the flow rate can be adjusted, and that the flow path can be opened and closed at a sufficiently high speed, thereby completing the present invention.

【0006】即ち、本発明は、 (1)部材中に毛細管状流路を有し、流路の途中に流路
に面して、感温性ゲルが充填されたゲル室を有すること
を特徴とする微小バルブ機構と、
That is, the present invention is characterized in that (1) a capillary channel is provided in a member, and a gel chamber filled with a thermosensitive gel is provided in the middle of the channel, facing the flow channel. And a micro valve mechanism,

【0007】(2)毛細管状流路の断面(幅×高さ)が
(1μm×1μm)〜(3mm×3mm)の範囲である
(1)に記載の微小バルブ機構と、
(2) The micro valve mechanism according to (1), wherein the cross section (width × height) of the capillary channel is in the range of (1 μm × 1 μm) to (3 mm × 3 mm).

【0008】(3)流路接面からのゲル室の奥行きが、
流路幅の0.5〜100倍である上記の(1)又は
(2)に記載の微小バルブ機構と、
(3) The depth of the gel chamber from the channel contact surface is
A minute valve mechanism according to the above (1) or (2), which is 0.5 to 100 times the width of the flow path,

【0009】(4)ゲル室の内部に感温性ゲルのアンカ
ー構造を有する(1)〜(3)のいずれか1つに記載の
微小バルブ機構と、
(4) The microvalve mechanism according to any one of (1) to (3), which has a thermosensitive gel anchor structure inside the gel chamber;

【0010】(5)感温性ゲルが、ポリ−N−置換(メ
タ)アクリルアミドを主成分とするものである(1)〜
(4)のいずれか1つに記載の微小バルブ機構と、
(5) The temperature-sensitive gel contains poly-N-substituted (meth) acrylamide as a main component.
(4) the micro valve mechanism according to any one of (1),

【0011】(6)感温性ゲルが、多孔質ゲルである、
(1)〜(5)のいずれか1つに記載の微小バルブ機構
と、
(6) The thermosensitive gel is a porous gel,
(1) a minute valve mechanism according to any one of (5),

【0012】(7)感温性ゲルが4℃〜50℃の温度範
囲で3〜3000%の体積変化を生じる、(1)〜
(6)のいずれか1つに記載の微小バルブ機構と、
(7) The temperature-sensitive gel causes a volume change of 3 to 3000% in a temperature range of 4 ° C. to 50 ° C., (1) to
(6) the micro valve mechanism according to any one of (1),

【0013】(8)ゲル室部分を温度調節する機構を有
する(1)〜(7)のいずれか1つに記載の微小バルブ
機構と、
(8) The minute valve mechanism according to any one of (1) to (7), which has a mechanism for adjusting the temperature of the gel chamber portion,

【0014】(9)微小バルブ機構が、表面に溝及び凹
部を有する部材(A)と、部材(A)の溝及び凹部が形
成された面に接着された部材(B)で構成されており、
毛細管状流路及びゲル室が、部材(A)の溝及び凹部と
部材(B)とで形成されたものである、(1)〜(8)
のいずれか1つに記載の微小バルブ機構と、
(9) The microvalve mechanism is composed of a member (A) having a groove and a recess on the surface, and a member (B) bonded to the surface of the member (A) where the grooves and the recess are formed. ,
(1) to (8), wherein the capillary channel and the gel chamber are formed by the grooves and recesses of the member (A) and the member (B).
A micro valve mechanism according to any one of the above,

【0015】(10)微小バルブ機構が形成された部材
が、部材(A)と部材(B)の間に固体状物質(C)が
充填された構造を有し、毛細管状流路及びゲル室が固体
状物質(C)の欠損部として形成されたものである
(1)〜(8)のいずれか一つに記載の微小バルブ機構
と、
(10) The member on which the minute valve mechanism is formed has a structure in which a solid substance (C) is filled between the member (A) and the member (B), and the capillary channel and the gel chamber are provided. Are formed as deficient portions of the solid substance (C), and the microvalve mechanism according to any one of (1) to (8),

【0016】(11)毛細管状流路の途中に流路に面し
て形成されたゲル室に、エネルギー線照射によって感温
性ゲルを形成する溶液を充填し、ゲルを形成する部分に
エネルギー線を照射して、該ゲル室内に感温性ゲルを形
成することを特徴とする(1)〜(10)のいづれか1
つに記載の微小バルブ機構の製造方法と、及び、
(11) A gel chamber formed facing the flow path in the middle of the capillary flow path is filled with a solution for forming a thermosensitive gel by irradiating with an energy beam, and the energy beam is applied to a portion where the gel is formed. (1) to (10), whereby a thermosensitive gel is formed in the gel chamber.
And a method for manufacturing a micro valve mechanism according to

【0017】(12)表面に溝を有する部材(A)の溝
の途中に、溝に面して形成された凹部に、エネルギー線
照射によって感温性ゲルを形成する溶液を充填し、ゲル
を形成する部分にエネルギー線を照射して、該凹部内に
感温性ゲルを形成した後、部材(A)の溝及び凹部形成
面に部材(B)を接着することを特徴とする(9)に記
載の微小バルブ機構の製造方法とを含むものである。
(12) A solution which forms a thermosensitive gel by irradiation with energy rays is filled into a recess formed facing the groove in the middle of the groove of the member (A) having a groove on the surface. Irradiating the portion to be formed with energy rays to form a thermosensitive gel in the concave portion, and then bonding the member (B) to the groove and concave portion forming surface of the member (A) (9). And a method for manufacturing a micro valve mechanism described in (1).

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の微小バルブ機構の外形は
特に限定されず、用途目的に応じた形状を採りうる。例
えば、シート状(フィルム状、リボン状などを含む。以
下、同様)、板状、塗膜状、棒状、管状、円筒状、その
他複雑な形状の成型物などであり得るが、他の微小ケミ
カルデバイスとの一体化しやすさ及び成形しやすさの面
から、シート状又は板状であることが好ましい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The outer shape of the micro valve mechanism of the present invention is not particularly limited, and can take a shape according to the purpose of use. For example, it may be in the form of a sheet (including a film, a ribbon, etc .; the same applies hereinafter), a plate, a coating, a rod, a tube, a cylinder, a molded product having a complicated shape, and other fine chemicals. It is preferably in the form of a sheet or a plate from the viewpoint of easy integration with the device and ease of molding.

【0019】本発明の微小バルブ機構は、微小ケミカル
デバイス中に組み込むことも好ましく、更に他の部材や
他の機構と積層あるいは接着することも好ましい。ま
た、複数の微小バルブ機構を1つの部材中に形成するこ
とも可能であり、製造後、これらを切断して複数の微小
バルブ機構とすることも可能である。
The microvalve mechanism of the present invention is preferably incorporated in a microchemical device, and is also preferably laminated or bonded to another member or another mechanism. Further, a plurality of minute valve mechanisms can be formed in one member, and after manufacturing, these can be cut into a plurality of minute valve mechanisms.

【0020】本発明の微小バルブ機構は、部材内部に毛
細管状流路(以下、単に「流路」と称する場合もある)
を有し、該流路を流れる流体が、ゲル室から流路に押し
出された感温性ゲルによって開閉や流量調節がなされる
ように構成されている。
In the micro valve mechanism of the present invention, a capillary channel (hereinafter sometimes simply referred to as a "channel") is provided inside the member.
And the fluid flowing through the flow channel is configured to be opened and closed and the flow rate adjusted by the thermosensitive gel pushed out from the gel chamber into the flow channel.

【0021】流路断面の幅及び高さ(微小ケミカルデバ
イスが板状やシート状などの場合には、微小ケミカルデ
バイスの長尺方向の流路断面寸法を「幅」、短尺方向の
断面寸法を「高さ」と称する。微小ケミカルデバイスが
棒状等の場合には、互いに直角な任意の方向を幅及び高
さとしてよい。)は、各々、1μm〜3mm、好ましく
は3μm〜1mm、更に好ましくは5μm〜0.5mm
である。
The width and height of the cross section of the flow path (when the microchemical device is in the form of a plate or a sheet, the cross sectional dimension of the microchemical device in the longitudinal direction is “width”, and the cross sectional dimension in the short direction is In the case where the microchemical device has a rod shape or the like, any directions perpendicular to each other may be used as the width and the height.) Are 1 μm to 3 mm, preferably 3 μm to 1 mm, and more preferably 5 μm to 0.5 mm
It is.

【0022】また、流路の断面積は好ましくは1×10
-122〜1×10-62であり、更に好ましくは1×1
-102〜1×10-72である。この寸法未満である
場合、製造上の困難が増加する上、液体の遮断性が低下
する傾向にあるので好ましくなく、また、この寸法を超
えると、バルブ機構の耐圧性が低下する傾向にあるので
好ましくない。
The cross-sectional area of the flow passage is preferably 1 × 10
−12 m 2 to 1 × 10 −6 m 2 , more preferably 1 × 1
It is 0 -10 m 2 to 1 × 10 -7 m 2 . If the size is smaller than this, the difficulty in production increases and the liquid blocking property tends to decrease, which is not preferable. Also, if the size exceeds this, the pressure resistance of the valve mechanism tends to decrease. Not preferred.

【0023】尚、本発明の微小バルブ機構の毛細管状の
流路断面の寸法は、ゲル室が形成された部分、即ち、感
温性ゲルによって開閉がなされる部分の流路において上
記の寸法範囲にあればよく、それ以外の部分においては
上記範囲外であっても良い。
The dimensions of the cross section of the capillary channel of the microvalve mechanism of the present invention are within the above-mentioned size range in the portion where the gel chamber is formed, that is, in the portion of the channel which is opened and closed by the thermosensitive gel. And the other portions may be outside the above range.

【0024】流路断面の形状は任意であり、矩形(角の
丸められた矩形を含む)、台形、三角形、スリット状、
円、半円、楕円などを例示できるが、好ましくは、角の
丸められた矩形、又は半円である。流路は、ゲル室が形
成された部分、即ち、感温性ゲルによって開閉がなされ
る流路部分において、その形状が他の部分と異なってい
ても良い。
The cross section of the flow path may be of any shape, including a rectangle (including a rounded rectangle), a trapezoid, a triangle, a slit,
A circle, a semicircle, an ellipse and the like can be exemplified, but a rectangle with rounded corners or a semicircle is preferable. The shape of the flow channel may be different from that of other portions in the portion where the gel chamber is formed, that is, in the channel portion that is opened and closed by the thermosensitive gel.

【0025】例えば、該部分が球形、半球形、円錐形
(頂点を丸められた、或いは切り取られた円錐形を含
む)、角錐形(頂点を丸められた、或いは切り取られた
角錐形を含む)などの空洞部であっても良い。流路は、
微小バルブ機構外に開口していても良いし、外部に開口
せず、微小バルブ機構と同一部材に組み込まれた他の微
小ケミカルデバイス機構、例えば反応槽、反応流路、濾
過機構、分析機構などに連絡していても良い。
For example, the portion may be spherical, hemispherical, conical (including cones with rounded or truncated vertices), pyramids (including pyramids with rounded or truncated vertices) Such a cavity may be used. The flow path is
It may be open to the outside of the microvalve mechanism, or it may not open to the outside, and other microchemical device mechanisms incorporated in the same member as the microvalve mechanism, such as a reaction tank, reaction channel, filtration mechanism, analysis mechanism, etc. You may contact.

【0026】本発明の微小バルブ機構は、好ましくは、
直接又は間接的に接着された2つの部材、即ち部材
(A)と部材(B)との間に毛細管状流路が形成された
ものである。
The microvalve mechanism of the present invention preferably comprises
A capillary channel is formed between two members directly or indirectly bonded, that is, a member (A) and a member (B).

【0027】流路は、例えば、(イ)表面に溝を有する
部材(A)の溝を有する面に、他の部材(B)が接着さ
れて形成されていても良いし、また、例えば、(ロ)部
材(A)と部材(B)の間の流路以外の部分に、固体状
物質(C)が充填されて形成されていても良い。
The flow path may be formed, for example, by bonding another member (B) to the grooved surface of the member (A) having the groove on the surface (A). (B) A portion other than the flow path between the member (A) and the member (B) may be formed by being filled with the solid substance (C).

【0028】上記(イ)における流路は、底面と側面が
部材(A)、上面が部材(B)もしくは部材(B)に塗
布された接着剤で構成されている。但し、部材(A)は
複数の素材で構成されていてもよく、例えば、溝の底と
側面が異なる素材で形成されていても良い。また、上記
(ロ)における流路は、部材(B)を上にした時の底面
が部材(A)、側面が充填された固体状物質(C)、上
面が部材(B)で構成されている。
The flow path in the above (a) has a member (A) on the bottom surface and side surfaces, and a member (B) or an adhesive applied to the member (B) on the top surface. However, the member (A) may be made of a plurality of materials, and for example, may be formed of a material whose bottom and side surfaces are different from each other. In addition, the flow path in the above (b) has a member (A) on the bottom surface when the member (B) is up, a solid substance (C) filled on the side surface, and a member (B) on the top surface. I have.

【0029】流路が、表面に溝を有する部材(A)の溝
を有する面に他の部材(B)を接着して形成される場合
には、溝はその周辺部より低い、いわゆる溝として形成
されていても良いし、部材(A)表面に立つ壁の間とし
て形成されていても良い。溝の深さは場所により異なっ
ていて良い。
When the flow path is formed by adhering another member (B) to the grooved surface of the member (A) having the groove on the surface, the groove is lower than its peripheral portion, that is, a so-called groove. It may be formed, or may be formed between walls standing on the surface of the member (A). The depth of the groove may vary from location to location.

【0030】部材(A)の表面に溝を設ける方法は任意
であり、例えば、射出成型、溶剤キャスト法、溶融レプ
リカ法、切削、エネルギー線硬化性樹脂塗膜のパターニ
ング露光と未硬化部の除去、フォトリソグラフィー(エ
ネルギー線リソグラフィーを含む)、湿式エッチング
法、乾式エッチング法、レーザーエッチング法、蒸着
法、気相重合法、溝となるべき部分を切り抜いたシート
状部材と板状部材との接着などの方法を利用できる。
The method of providing grooves on the surface of the member (A) is arbitrary. For example, injection molding, solvent casting, melt replica method, cutting, patterning exposure of energy ray-curable resin coating film and removal of uncured portions , Photolithography (including energy beam lithography), wet etching, dry etching, laser etching, vapor deposition, vapor phase polymerization, bonding between sheet-like and plate-like members with cut-out portions to be grooves, etc. Method is available.

【0031】流路が部材(A)と部材(B)との間の流
路以外の部分に固体状物質(C)が充填されて形成され
ている構造の場合、固体状物質(C)の厚みは必ずしも
均一である必要はないが、均一であることが好ましい。
In the case where the flow path has a structure in which a portion other than the flow path between the member (A) and the member (B) is filled with the solid substance (C), the flow of the solid substance (C) is reduced. The thickness does not need to be uniform, but is preferably uniform.

【0032】部材(A)の形状は任意であるが、シート
状、板状、塗膜状、又は棒状であることが好ましい。部
材(A)が表面に溝を有するものである場合には、溝が
形成された面が平面状の形状であることが好ましい。ま
た、部材(A)は支持体上に形成されたものであっても
よい。
Although the shape of the member (A) is arbitrary, it is preferably in the form of a sheet, a plate, a coating, or a rod. When the member (A) has a groove on the surface, the surface on which the groove is formed preferably has a planar shape. Further, the member (A) may be formed on a support.

【0033】部材(B)は、表面に溝を有する部材
(A)の溝が形成された面に接着し、部材(A)の溝と
部材(B)でもって毛細管状流路を形成することが可能
なもの、あるいは、部材(A)と部材(B)との間に、
流路となる部分を除いて固体状物質を充填することによ
り部材(A)と部材(B)と固体状物質でもって毛細管
状流路を形成することが可能なものであれば、その形
状、構造、表面状態などは任意である。
The member (B) is bonded to the grooved surface of the member (A) having a groove on the surface, and a capillary channel is formed by the groove of the member (A) and the member (B). Or between the member (A) and the member (B),
If the member (A), the member (B), and the solid substance can form a capillary channel by filling the solid substance except for a part to be a flow path, the shape, The structure, surface condition, and the like are arbitrary.

【0034】これらは、部材(A)の場合と同様であ
る。部材(B)は、その表面に溝が形成されている必要
はないが、溝や溝以外の構造が形成されていても良い。
例えば部材(B)は、表面に溝が形成された部材(A)
の鏡像体であってもよい。
These are the same as those of the member (A). The member (B) does not need to have a groove formed on its surface, but may have a groove or a structure other than the groove.
For example, the member (B) is a member (A) having a groove formed on the surface.
May be a mirror image of

【0035】表面に溝を有する部材(A)と部材(B)
の接着方法は、部材(A)の表面の溝が毛細管状流路と
して形成される方法であれば任意であり、溶剤型接着剤
の使用、無溶剤型接着剤の使用、溶融型接着剤の使用、
部材(A)及び/又は部材(B)表面への溶剤塗布、熱
や超音波による融着等を使用しうるが、無溶剤型の接着
剤の使用が好ましい。
Member (A) and member (B) having grooves on the surface
Any method may be used as long as the groove on the surface of the member (A) is formed as a capillary channel. Use of a solvent-based adhesive, use of a solventless adhesive, and use of a molten adhesive use,
Solvent application to the surface of the member (A) and / or the member (B), fusion by heat or ultrasonic waves, or the like can be used, but use of a solventless adhesive is preferred.

【0036】無溶剤型接着剤としてエネルギー線硬化性
樹脂を用い、エネルギー線照射により硬化させて接着す
る方法が、微小なデバイスの精密な接着が可能であり、
生産性も高いことから、好ましい。また、溝に保護材を
充填した状態で接着した後、保護材を除去する方法を採
ることも可能である。部材(B)は接着剤の硬化物その
ものであってもよい。
The method in which an energy ray-curable resin is used as a solventless adhesive and cured by irradiation with energy rays to bond the microscopic device enables precise bonding of a minute device.
It is preferable because productivity is high. Further, it is also possible to adopt a method of removing the protective material after bonding the groove with the protective material filled therein. The member (B) may be a cured product of the adhesive itself.

【0037】部材(A)と部材(B)との間の流路以外
の部分に固体状物質を充填することによって形成される
構造の流路を形成する方法は、例えば、部材(A)と部
材(B)の間にエネルギー線硬化性組成物を挟持し、部
材(A)及び/又は部材(B)の外部から、流路となる
部分を除いてエネルギー線を照射し、未硬化のエネルギ
ー線硬化性組成物を除去する方法、
A method of forming a flow path having a structure formed by filling a portion other than the flow path between the member (A) and the member (B) with a solid substance is, for example, a method of forming the member (A) and the member (A). An energy-ray-curable composition is sandwiched between the members (B), and energy rays are irradiated from outside of the member (A) and / or the member (B) except for a portion serving as a flow path, and the uncured energy is irradiated. A method of removing the line-curable composition,

【0038】流路となるべき部分を切り抜いた接着性の
シート状部材を部材(A)と部材(B)間に挟んで互い
に接着する方法、流路となるべき部分に、四フッ化エチ
レン製の棒状物の如き保護物質を置き、接着剤や溶融樹
脂を充填・固化した後、保護物質を除去する方法などを
採ることができる。本法は工程数は少ないが、流路径が
小さくなると、未硬化のエネルギー線硬化性組成物や保
護物質の除去が困難となるため、比較的寸法の大きな流
路を形成する方法として好適である。
A method in which an adhesive sheet member cut out from a portion to be a flow path is sandwiched between members (A) and (B) and bonded to each other. A method of removing the protective substance after placing a protective substance such as a rod-shaped material, filling and solidifying an adhesive or a molten resin, or the like can be adopted. This method has a small number of steps, but when the channel diameter is small, it is difficult to remove the uncured energy ray-curable composition and the protective substance. Therefore, this method is suitable as a method for forming a channel having a relatively large dimension. .

【0039】本微小バルブ機構を形成する部材、例えば
部材(A)や部材(B)の材質は任意であり、ガラス、
石英のような結晶、シリコンのような半導体、ステンレ
ススチールのような金属、セラミック、炭素、高分子重
合体(以下、単に重合体と称する)などであり得るが、
重合体であることが、電熱係数が低く微小な部分の温度
設定が可能であるため好ましい。
The material forming the micro valve mechanism, for example, the material of the member (A) or the member (B) is arbitrary, and may be glass,
Crystals such as quartz, semiconductors such as silicon, metals such as stainless steel, ceramics, carbon, high molecular polymers (hereinafter simply referred to as polymers), and the like,
It is preferable to use a polymer because the electric heat coefficient is low and the temperature of a minute portion can be set.

【0040】重合体は、単独重合体であっても、共重合
体であっても良く、また、熱可塑性重合体であっても、
熱硬化性重合体であっても良い。生産性の面から、熱可
塑性重合体又はエネルギー線硬化性組成物の硬化物であ
ることが好ましい。なお、部材(A)と部材(B)の接
着、部材(C)の硬化、感温性ゲルの形成など於いてエ
ネルギー線を使用する場合には、必要に応じて、部材
(A)、部材(B)の少なくとも一方に、使用するエネ
ルギー線を透過させるものを使用する。
The polymer may be a homopolymer or a copolymer, or a thermoplastic polymer.
It may be a thermosetting polymer. From the viewpoint of productivity, a cured product of a thermoplastic polymer or an energy ray-curable composition is preferable. When energy rays are used in bonding the member (A) to the member (B), curing the member (C), and forming a thermosensitive gel, the members (A) and ( As at least one of (B), a material that transmits the energy beam to be used is used.

【0041】本発明の微小バルブ機構を形成する部材に
使用できる重合体としては、例えば、ポリスチレン、ポ
リ−α−メチルスチレン、ポリスチレン/マレイン酸共
重合体、ポリスチレン/アクリロニトリル共重合体の如
きスチレン系重合体;ポルスルホン、ポリエーテルスル
ホンの如きポリスルホン系重合体;ポリメチルメタクリ
レート、ポリアクリロニトリルの如き(メタ)アクリル
系重合体;ポリマレイミド系重合体;
Examples of the polymer which can be used for the member forming the microvalve mechanism of the present invention include styrene-based polymers such as polystyrene, poly-α-methylstyrene, polystyrene / maleic acid copolymer, and polystyrene / acrylonitrile copolymer. Polymer; polysulfone polymer such as porsulfone and polyether sulfone; (meth) acrylic polymer such as polymethyl methacrylate and polyacrylonitrile; polymaleimide polymer;

【0042】ビスフェノールA系ポリカーボネート、ビ
スフェノールF系ポリカーボネート、ビスフェノールZ
系ポリカーボネートの如きポリカーボネート系重合体;
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−4−メチルペン
テン−1の如きポリオレフィン系重合体;塩化ビニル、
塩化ビニリデンの如き塩素含有重合体;酢酸セルロー
ス、メチルセルロースの如きセルロース系重合体;
Bisphenol A-based polycarbonate, bisphenol F-based polycarbonate, bisphenol Z
Polycarbonate-based polymers such as polycarbonate-based;
Polyolefin-based polymers such as polyethylene, polypropylene and poly-4-methylpentene-1; vinyl chloride;
Chlorine-containing polymers such as vinylidene chloride; cellulose-based polymers such as cellulose acetate and methylcellulose;

【0043】ポリウレタン系重合体;ポリアミド系重合
体;ポリイミド系重合体;ポリ−2,6−ジメチルフェ
ニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイドの如き
ポリエーテル系又はポリチオエーテル系重合体;ポリエ
ーテルエーテルケトンの如きポリエーテルケトン系重合
体;ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレートの如
きポリエステル系重合体;エポキシ樹脂;ウレア樹脂;
フェノール樹脂などが挙げられる。
Polyurethane polymer; Polyamide polymer; Polyimide polymer; Polyether or polythioether polymer such as poly-2,6-dimethylphenylene oxide and polyphenylene sulfide; Polyether such as polyetheretherketone Ketone polymers; Polyester polymers such as polyethylene terephthalate and polyarylate; Epoxy resins; Urea resins;
Phenol resins and the like can be mentioned.

【0044】これらの中でも、接着性が良好な点などか
ら、スチレン系重合体、(メタ)アクリル系重合体、ポ
リカーボネート系重合体、ポリスルホン系重合体、ポリ
エステル系重合体が好ましい。
Of these, styrene polymers, (meth) acrylic polymers, polycarbonate polymers, polysulfone polymers, and polyester polymers are preferred from the viewpoint of good adhesiveness.

【0045】エネルギー線硬化性組成物を構成するエネ
ルギー線硬化性化合物は、ラジカル重合性、アニオン重
合性、カチオン重合性等の任意のものであってよい。エ
ネルギー線硬化性化合物は、重合開始剤の非存在下で重
合するものに限らず、重合開始剤の存在下でのみエネル
ギー線により重合するものも使用することができる。
The energy ray-curable compound constituting the energy ray-curable composition may be any one of radical polymerizable, anionic polymerizable, cationic polymerizable and the like. The energy ray-curable compound is not limited to one that polymerizes in the absence of a polymerization initiator, and one that is polymerized by an energy beam only in the presence of a polymerization initiator can also be used.

【0046】そのようなエネルギー線硬化性化合物とし
ては、重合性の炭素−炭素二重結合を有するものが好ま
しく、中でも、反応性の高い(メタ)アクリル系化合物
やビニルエーテル類、また光重合開始剤の不存在下でも
硬化するマレイミド系化合物が好ましい。
As such an energy ray-curable compound, those having a polymerizable carbon-carbon double bond are preferable. Among them, highly reactive (meth) acrylic compounds and vinyl ethers, and photopolymerization initiators are preferable. A maleimide-based compound that cures even in the absence of is preferred.

【0047】エネルギー線硬化性化合物として好ましく
使用することができる架橋重合性の(メタ)アクリル系
単量体としては、例えば、ジエチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)
アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)ア
クリレート、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アク
リレート、2,2’−ビス(4−(メタ)アクリロイル
オキシポリエチレンオキシフェニル)プロパン、
Examples of the crosslinkable polymerizable (meth) acrylic monomer which can be preferably used as an energy ray-curable compound include diethylene glycol di (meth) acrylate and neopentyl glycol di (meth)
Acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,8-octanediol di (meth) acrylate, 2,2′-bis (4- (meth) acryloyloxy polyethyleneoxyphenyl) propane,

【0048】2,2’−ビス(4−(メタ)アクリロイ
ルオキシポリプロピレンオキシフェニル)プロパン、ヒ
ドロキシジピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メ
タ)アクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレー
ト、ビス(アクロキシエチル)ヒドロキシエチルイソシ
アヌレート、N−メチレンビスアクリルアミドの如き2
官能単量体;
2,2'-bis (4- (meth) acryloyloxypolypropyleneoxyphenyl) propane, neopentylglycol hydroxydipivalate di (meth) acrylate, dicyclopentanyl diacrylate, bis (acryloxyethyl) hydroxy 2 such as ethyl isocyanurate and N-methylenebisacrylamide
Functional monomer;

【0049】トリメチロールプロパントリ(メタ)アク
リレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレ
ート、トリス(アクロキシエチル)イソシアヌレート、
カプロラクトン変性トリス(アクロキシエチル)イソシ
アヌレートの如き3官能単量体;ペンタエリスリトール
テトラ(メタ)アクリレートの如き4官能単量体;ジペ
ンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートの如き
6官能単量体などが挙げられる。
Trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate,
Trifunctional monomers such as caprolactone-modified tris (acryloxyethyl) isocyanurate; tetrafunctional monomers such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate; hexafunctional monomers such as dipentaerythritol hexa (meth) acrylate. No.

【0050】また、エネルギー線硬化性化合物として、
重合性オリゴマー(プレポリマーとの呼ばれる)を用い
ることもでき、例えば、重量平均分子量が500〜50
000のものが挙げられる。そのような重合性オリゴマ
ーしては、例えば、エポキシ樹脂の(メタ)アクリル酸
エステル、ポリエーテル樹脂の(メタ)アクリル酸エス
テル、ポリブタジエン樹脂の(メタ)アクリル酸エステ
ル、分子末端に(メタ)アクリロイル基を有するポリウ
レタン樹脂などが挙げられる。
Further, as the energy ray-curable compound,
Polymerizable oligomers (called prepolymers) can also be used, for example, having a weight average molecular weight of 500 to 50.
000. Examples of such a polymerizable oligomer include (meth) acrylate of epoxy resin, (meth) acrylate of polyether resin, (meth) acrylate of polybutadiene resin, and (meth) acryloyl at the molecular terminal. And a polyurethane resin having a group.

【0051】マレイミド系の架橋重合性のエネルギー線
硬化性化合物としては、例えば、4,4’−メチレンビ
ス(N−フェニルマレイミド)、2,3−ビス(2,
4,5−トリメチル−3−チエニル)マレイミド、1,
2−ビスマレイミドエタン、1,6−ビスマレイミドヘ
キサン、トリエチレングリコールビスマレイミド、N,
N’−m−フェニレンジマレイミド、m−トリレンジマ
レイミド、N,N’−1,4−フェニレンジマレイミ
ド、N,N’−ジフェニルメタンジマレイミド、N,
N’−ジフェニルエーテルジマレイミド、
Examples of the maleimide-based crosslinkable polymerizable energy ray-curable compound include 4,4′-methylenebis (N-phenylmaleimide) and 2,3-bis (2,
4,5-trimethyl-3-thienyl) maleimide, 1,
2-bismaleimide ethane, 1,6-bismaleimide hexane, triethylene glycol bismaleimide, N,
N'-m-phenylenedimaleimide, m-tolylenedimaleimide, N, N'-1,4-phenylenedimaleimide, N, N'-diphenylmethane dimaleimide, N,
N′-diphenylether dimaleimide,

【0052】N,N’−ジフェニルスルホンジマレイミ
ド、1,4−ビス(マレイミドエチル)−1,4−ジア
ゾニアビシクロ−[2,2,2]オクタンジクロリド、
4,4’−イソプロピリデンジフェニル=ジシアナート
・N,N’−(メチレンジ−p−フェニレン)ジマレイ
ミドの如き2官能マレイミド;N−(9−アクリジニ
ル)マレイミドの如きマレイミド基とマレイミド基以外
の重合性官能基とを有するマレイミドなどが挙げられ
る。
N, N'-diphenylsulfone dimaleimide, 1,4-bis (maleimidoethyl) -1,4-diazoniabicyclo- [2,2,2] octane dichloride,
Bifunctional maleimides such as 4,4'-isopropylidenediphenyl dicyanate.N, N '-(methylenedi-p-phenylene) dimaleimide; polymerizable functionalities other than maleimide groups such as N- (9-acridinyl) maleimide and maleimide groups And a maleimide having a group.

【0053】マレイミド系の架橋重合性オリゴマーとし
ては、例えば、ポリテトラメチレングリコールマレイミ
ドカプリエート、ポリテトラメチレングリコールマレイ
ミドアセテートの如きポリテトラメチレングリコールマ
レイミドアルキレートなどが挙げられる。マレイミド系
の単量体やオリゴマーは、これら同士、及び/又はビニ
ル単量体、ビニルエーテル類、アクリル系単量体の如き
重合性炭素・炭素二重結合を有する化合物と共重合させ
ることもできる。これらの化合物は、単独で用いること
もでき、2種類以上を混合して用いることもできる。
Examples of the maleimide-based crosslinked polymerizable oligomer include polytetramethylene glycol maleimide alkylate such as polytetramethylene glycol maleimide capriate and polytetramethylene glycol maleimide acetate. The maleimide-based monomers and oligomers can be copolymerized with each other and / or with compounds having a polymerizable carbon-carbon double bond such as vinyl monomers, vinyl ethers, and acrylic monomers. These compounds can be used alone or as a mixture of two or more.

【0054】エネルギー線硬化性組成物には、必要に応
じて、光重合開始剤を添加することもできる。光重合開
始剤は、使用するエネルギー線に対して活性であり、エ
ネルギー線硬化性化合物を重合させることが可能なもの
であれば、特に制限はなく、例えば、ラジカル重合開始
剤、アニオン重合開始剤、カチオン重合開始剤であって
良い。また、光重合開始剤は、マレイミド化合物であっ
て良い。
If necessary, a photopolymerization initiator can be added to the energy ray-curable composition. The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is active with respect to the energy rays used and can polymerize the energy ray-curable compound. For example, a radical polymerization initiator, an anionic polymerization initiator And a cationic polymerization initiator. Further, the photopolymerization initiator may be a maleimide compound.

【0055】混合使用できる単官能マレイミド系単量体
としては、例えば、N−メチルマレイミド、N−エチル
マレイミド、N−ブチルマレイミド、N−ドデシルマレ
イミドの如きN−アルキルマレイミド;N−シクロヘキ
シルマレイミドの如きN−脂環族マレイミド;N−ベン
ジルマレイミド;N−フェニルマレイミド、N−(アル
キルフェニル)マレイミド、N−ジアルコキシフェニル
マレイミド、N−(2−クロロフェニル)マレイミド、
2,3−ジクロロ−N−(2,6−ジエチルフェニル)
マレイミド、
Examples of the monofunctional maleimide-based monomers that can be used in a mixture include N-alkylmaleimides such as N-methylmaleimide, N-ethylmaleimide, N-butylmaleimide and N-dodecylmaleimide; and N-cyclohexylmaleimide. N-alicyclic maleimide; N-benzylmaleimide; N-phenylmaleimide, N- (alkylphenyl) maleimide, N-dialkoxyphenylmaleimide, N- (2-chlorophenyl) maleimide,
2,3-dichloro-N- (2,6-diethylphenyl)
Maleimide,

【0056】2,3−ジクロロ−N−(2−エチル−6
−メチルフェニル)マレイミドの如きN−(置換又は非
置換フェニル)マレイミド;N−ベンジル−2,3−ジ
クロロマレイミド、N−(4’−フルオロフェニル)−
2,3−ジクロロマレイミドの如きハロゲンを有するマ
レイミド;ヒドロキシフェニルマレイミドの如き水酸基
を有するマレイミド;N−(4−カルボキシ−3−ヒド
ロキシフェニル)マレイミドの如きカルボキシ基を有す
るマレイミド;
2,3-dichloro-N- (2-ethyl-6
N- (substituted or unsubstituted phenyl) maleimide such as -methylphenyl) maleimide; N-benzyl-2,3-dichloromaleimide, N- (4'-fluorophenyl)-
Maleimide having a halogen such as 2,3-dichloromaleimide; maleimide having a hydroxyl group such as hydroxyphenylmaleimide; maleimide having a carboxy group such as N- (4-carboxy-3-hydroxyphenyl) maleimide;

【0057】N−メトキシフェニルマレイミドの如きア
ルコキシ基を有するマレイミド;N−[3−(ジエチル
アミノ)プロピル]マレイミドの如きアミノ基を有する
マレイミド;N−(1−ピレニル)マレイミドの如き多
環芳香族マレイミド;N−(ジメチルアミノ−4−メチ
ル−3−クマリニル)マレイミド、N−(4−アニリノ
−1−ナフチル)マレイミドの如き複素環を有するマレ
イミド等が挙げられる。
Maleimide having an alkoxy group such as N-methoxyphenylmaleimide; maleimide having an amino group such as N- [3- (diethylamino) propyl] maleimide; and polycyclic aromatic maleimide such as N- (1-pyrenyl) maleimide. A maleimide having a heterocyclic ring such as N- (dimethylamino-4-methyl-3-coumarinyl) maleimide and N- (4-anilino-1-naphthyl) maleimide;

【0058】エネルギー線としては、紫外線、可視光
線、赤外線の如き光線;エックス線、ガンマ線の如き電
離放射線;電子線、イオンビーム、ベータ線、重粒子線
の如き粒子線が挙げられる。また、部材はポリマーブレ
ンドやポリマーアロイであっても良いし、発泡体、積層
体、その他の複合体であっても良い。また、部材は改質
剤、着色剤など、その他の成分を含有していても良い。
Examples of the energy rays include light rays such as ultraviolet rays, visible light rays and infrared rays; ionizing radiation rays such as X-rays and gamma rays; and particle rays such as electron rays, ion beams, beta rays and heavy ion beams. The member may be a polymer blend or a polymer alloy, or may be a foam, a laminate, or another composite. Further, the member may contain other components such as a modifying agent and a coloring agent.

【0059】改質剤としては、例えば、シリコンオイル
やフッ素置換炭化水素の如き疎水化剤(撥水剤);アニ
オン系、カチオン系、ノニオン系などの界面活性剤、シ
リカゲルの如き無機粉末、ポリビニルピロリドンの如き
親水性重合体などの親水化剤;引張弾性率を調節するた
めの可塑剤などが挙げられる。着色剤としては、例え
ば、任意の染料や顔料、蛍光性の染料や顔料、紫外線吸
収剤が挙げられる。
Examples of the modifying agent include hydrophobizing agents (water repellents) such as silicone oil and fluorine-substituted hydrocarbons; surfactants such as anionic, cationic and nonionic; inorganic powders such as silica gel; And a hydrophilizing agent such as a hydrophilic polymer such as pyrrolidone; and a plasticizer for adjusting the tensile modulus. Examples of the colorant include an arbitrary dye or pigment, a fluorescent dye or pigment, and an ultraviolet absorber.

【0060】本発明の微小バルブ機構は、毛細管状流路
の途上に、流路に開口したゲル室を有する。即ち、ゲル
室は、ゲル室から膨張した感温性ゲルが押し出されて流
路が遮断される位置に設けられる。流路から見たゲル室
の奥行きをゲル室の奥行き、流路の長さ方向のゲル室の
寸法をゲル室の幅、流路の高さ方向のゲル室の寸法をゲ
ル室の高さと称することにすると、ゲル室の奥行きは、
好ましくは流路幅の0.5倍〜100倍、更に好ましく
は1倍〜30倍、最も好ましくは2倍〜10倍である。
The microvalve mechanism of the present invention has a gel chamber open to the flow path in the middle of the capillary flow path. That is, the gel chamber is provided at a position where the expanded thermosensitive gel is extruded from the gel chamber to block the flow path. The depth of the gel chamber as viewed from the flow path is referred to as the depth of the gel chamber, the dimension of the gel chamber in the length direction of the flow path is referred to as the width of the gel chamber, and the dimension of the gel chamber in the height direction of the flow path is referred to as the height of the gel chamber. In that case, the depth of the gel chamber is
Preferably, it is 0.5 to 100 times, more preferably 1 to 30 times, most preferably 2 to 10 times the width of the flow path.

【0061】この値が過小であると、流路の遮断が不完
全となったり、温度変化に対する感度が不十分となりが
ちである。また、この値が過大であると、ゲルの膨張に
よりバルブ構造の破壊等の不都合が生じがちである。ゲ
ル室の奥行きは、感温性ゲルの寸法変化の度合いにより
最適値を選ぶことが出来る。
If this value is too small, the flow passage is incompletely cut off or the sensitivity to temperature change tends to be insufficient. On the other hand, if this value is too large, the expansion of the gel tends to cause inconveniences such as breakage of the valve structure. The optimum value of the depth of the gel chamber can be selected according to the degree of dimensional change of the thermosensitive gel.

【0062】ゲル室の流路への開口幅は任意であるが、
好ましくは流路幅の1倍〜100倍、更に好ましくは2
倍〜30倍である。この値が過小であると、流路の遮断
が不完全となったり、耐圧性が低下する傾向にあるので
好ましくなく、過大であると流路の死体積の増加を招き
好ましくない。但し、流路に導入される流体の圧力が大
である場合には、流体の漏洩量を減少させるため、ゲル
室の開口幅は大きいことが好ましい。ゲル室の幅は、ゲ
ル室の開口幅と同じである必要はないが、同じである
か、それより小であることが好ましい。
The opening width of the gel chamber to the flow path is arbitrary,
Preferably 1 to 100 times the width of the flow path, more preferably 2 times
20 times to 30 times. If the value is too small, the flow path is incompletely blocked or the pressure resistance tends to decrease, which is not preferable. If the value is too large, the dead volume of the flow path is increased, which is not preferable. However, when the pressure of the fluid introduced into the flow channel is high, the opening width of the gel chamber is preferably large in order to reduce the amount of fluid leakage. The width of the gel chamber need not be the same as the opening width of the gel chamber, but is preferably the same or smaller.

【0063】ゲル室の高さも、膨張したゲルが流路を遮
断出来る高さであれば任意であるが、流路への開口部に
於いては、流路の高さとほぼ同じであることが好まし
い。本発明の微小バルブ機構が、部材(A)と部材
(B)の間に形成されたものである場合には、ゲル室内
部においても流路と同じ高さであることが、製造が容易
であり好ましい。
The height of the gel chamber is not limited as long as the swollen gel can block the flow path. However, the height of the opening in the flow path is almost the same as the height of the flow path. preferable. When the microvalve mechanism of the present invention is formed between the member (A) and the member (B), it is easy to manufacture that the inside of the gel chamber has the same height as the flow path. Yes and preferred.

【0064】ゲル室の形状は任意であるが、感温性ゲル
の収縮時に、感温性ゲルが流路中に飛び出さずにゲル室
に入る構造であることが好ましい。即ち、感温性ゲルの
アンカー構造を有することが好ましい。アンカー構造と
しては、例えば、ゲル室の幅や高さが、奥において開口
部より大なる部分を有する構造、ゲル室内部に於いて感
温性ゲルを止める柱、出っ張り、溝、アンダーカットな
どを有する構造を挙げることができる。
Although the shape of the gel chamber is arbitrary, it is preferable that the thermosensitive gel enter the gel chamber without jumping into the flow channel when the thermosensitive gel contracts. That is, it is preferable to have a thermosensitive gel anchor structure. Examples of the anchor structure include a structure in which the width or height of the gel chamber is larger than the opening in the back, a pillar for stopping the thermosensitive gel in the gel chamber, a protrusion, a groove, an undercut, and the like. Can be mentioned.

【0065】ゲル室の形成方法は任意であるが、例えば
毛細管状流路と同様の方法が採用できる。即ち、流路が
部材(A)と部材(B)の間に形成されたものである場
合には、ゲル室は、流路と同様にして部材(A)と部材
(B)の間に形成されたものであることが好ましい。他
の方法として、例えば、微小バルブ機構を構成する部材
に、流路に達する孔を穿ち、流路の反対側で該孔を閉じ
ることによって形成することも出来る。
The method for forming the gel chamber is arbitrary, but for example, the same method as that for the capillary channel can be employed. That is, when the flow path is formed between the member (A) and the member (B), the gel chamber is formed between the member (A) and the member (B) in the same manner as the flow path. It is preferable that it is done. As another method, for example, it can be formed by forming a hole reaching the flow path in a member constituting the micro valve mechanism and closing the hole on the opposite side of the flow path.

【0066】感温性ゲルとしては、任意の感温性ゲル、
即ち、温度の変化によって膨張/収縮するゲルを使用す
ることが出来る。ゲルの膨張/収縮は、その機構を限定
する必要はなく、例えば、ゲル/固体転移、膨潤度の変
化、イオンなどの他の物質の吸着/放出によるものであ
って良い。
As the thermosensitive gel, any thermosensitive gel,
That is, a gel that expands / contracts due to a change in temperature can be used. The expansion / contraction of the gel need not be limited in its mechanism, but may be due to, for example, gel / solid transition, changes in swelling, adsorption / release of other substances such as ions.

【0067】感温性ゲルは、4℃〜50℃の温度範囲
で、収縮時の体積を基準として、その体積が3〜300
0%変化することが好ましく、10〜1000%変化す
ることが更に好ましい。体積変化量が過小であると、バ
ルブの開閉の不完全、大きなゲル室が必要、応答速度の
悪化等の不都合が生じがちであるし、体積変化量が過大
であると、バルブの耐圧性の低下、耐久性の低下、閉状
態での流体の漏洩などが生じがちとなる。
In the temperature range of 4 ° C. to 50 ° C., the thermosensitive gel has a volume of 3 to 300 based on the volume at the time of shrinkage.
Preferably, the change is 0%, and more preferably, 10% to 1000%. If the volume change is too small, inconveniences such as incomplete opening and closing of the valve, a large gel chamber is required, and the response speed deteriorates tend to occur.If the volume change is too large, the pressure resistance of the valve will increase. This tends to cause a decrease in durability, a decrease in durability, a leakage of fluid in a closed state, and the like.

【0068】感温性ゲルの寸法変化は等方的である必要
はなく、特定の方向の寸法変化が大きなものであっても
良い。温度変化によるゲルの寸法変化量は、重合して感
温性ゲルを形成しうる単量体(以下、重合して感温性ゲ
ルを形成しうる単量体を感温性単量体と称する)の選
択、架橋重合性単量体の添加量の調節などによる架橋度
の調節、感温性以外の単量体の混合比などによって調節
することが出来る。また、室温付近である4℃〜50℃
で上記の体積変化が生じることは、バルブの開閉が容易
となるため好ましい。
The dimensional change of the thermosensitive gel does not need to be isotropic, and a dimensional change in a specific direction may be large. The amount of dimensional change of the gel due to temperature change is determined by a monomer capable of forming a thermosensitive gel by polymerization (hereinafter, a monomer capable of forming a thermosensitive gel by polymerization is referred to as a thermosensitive monomer). ), Adjustment of the degree of cross-linking by adjusting the amount of the cross-linkable polymerizable monomer, etc., and the mixing ratio of monomers other than the temperature-sensitive one. In addition, 4 ° C to 50 ° C near room temperature
It is preferable that the above-mentioned volume change occurs because the opening and closing of the valve is facilitated.

【0069】このような感温性ゲルは任意のものを使用
することが出来るが、例えば、N−アルキル(メタ)ア
クリルアミド及び/又はN−アルキレン(メタ)アクリ
ルアミド等のN−置換(メタ)アクリルアミドを含有す
る架橋重合体や、ミリスチル(メタ)アクリレート等の
長鎖アルキル基や長鎖アルキレン基を有する(メタ)ア
クリレート等の(メタ)アクリレートなどの感温性単量
体を含有する架橋重合体を挙げることができる。
As such a thermosensitive gel, any gel can be used. For example, N-substituted (meth) acrylamides such as N-alkyl (meth) acrylamide and / or N-alkylene (meth) acrylamide can be used. Or a crosslinked polymer containing a thermosensitive monomer such as a (meth) acrylate such as a (meth) acrylate having a long-chain alkyl group or a long-chain alkylene group such as myristyl (meth) acrylate Can be mentioned.

【0070】N−アルキル(メタ)アクリルアミド及び
/又はN−アルキレン(メタ)アクリルアミドの例とし
ては、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジエチルア
クリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N,N−
メチルエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリ
ルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−イソ
プロピルメタクリルアミド、N−n−プロピルメタクリ
ルアミド、N−アクリロイルピロリジン、N−メタクリ
ロイルピロリジン、N−アクリロイルピペリジン、N−
メタクリロイルピペリジン等を挙げることができる。
Examples of N-alkyl (meth) acrylamide and / or N-alkylene (meth) acrylamide include N-ethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-ethylmethacrylamide, N, N-
Methylethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, Nn-propylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N-acryloylpyrrolidine, N-methacryloylpyrrolidine, N-acryloylpiperidine, N-
Methacryloyl piperidine and the like can be mentioned.

【0071】長鎖アルキル基や長鎖アルキレン基を有す
る(メタ)アクリレートの例としては、炭素数9〜20
のアルキル(メタ)アクリレートを挙げることができ
る。なかでも、室温付近で転移が起こることから、N−
イソプロピルアクリルアミド含有架橋重合体やミリスチ
ル(メタ)アクリレート含有架橋重合体が好ましい。勿
論、これらの感温性単量体は、これら同士、或いは感温
性を示さない他の単量体との共重合体とすることも出来
る。
Examples of (meth) acrylates having a long-chain alkyl group or a long-chain alkylene group include those having 9 to 20 carbon atoms.
Alkyl (meth) acrylate. In particular, since transition occurs around room temperature, N-
Preferred are isopropylacrylamide-containing crosslinked polymers and myristyl (meth) acrylate-containing crosslinked polymers. Needless to say, these temperature-sensitive monomers may be copolymers of these or with other monomers that do not exhibit temperature sensitivity.

【0072】感温性ゲルの形成方法、即ち、これらの感
温性単量体を含有する架橋重合体の形成方法は任意であ
る。例えば、感温性単量体が多官能単量体である場合に
は、それ単独の架橋重合であって良いし、感温性単量体
が単官能単量体である場合には、感温性単量体と架橋重
合性化合物との共重合体とする方法、あるいは感温性単
量体の重合体やその溶液を例えば放射線などにより架橋
する方法で実施できる。架橋重合性化合物としては、感
温性単量体と共重合可能なものであれば任意であるが、
エネルギー線により架橋重合可能なものであることが好
ましい。
The method of forming the thermosensitive gel, that is, the method of forming the crosslinked polymer containing these thermosensitive monomers is arbitrary. For example, when the temperature-sensitive monomer is a polyfunctional monomer, it may be crosslinked by itself, or when the temperature-sensitive monomer is a monofunctional monomer, The method can be carried out by a method of forming a copolymer of a temperature-sensitive monomer and a crosslinkable polymerizable compound, or a method of cross-linking a polymer of a temperature-sensitive monomer or a solution thereof by, for example, radiation. The crosslinkable polymerizable compound is optional as long as it can be copolymerized with the temperature-sensitive monomer,
It is preferable that the polymer can be crosslinked and polymerized by an energy beam.

【0073】架橋重合性化合物は、代表的には1分子内
に2個以上の二重結合を有する多官能単量体や多官能オ
リゴマーを挙げることができる。このような多官能単量
体としては、例えば、メチレンビスアクリルアミド、エ
チレンビスアクリルアミド、ジエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メ
タ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メ
タ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)
アクリレート、
As the crosslinkable polymerizable compound, typically, a polyfunctional monomer or a polyfunctional oligomer having two or more double bonds in one molecule can be exemplified. Such polyfunctional monomers include, for example, methylene bisacrylamide, ethylene bisacrylamide, diethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, polyethylene Glycol di (meta)
Acrylate,

【0074】2,2’−ビス(4−(メタ)アクリロイ
ルオキシポリエチレンオキシフェニル)プロパン、2,
2’−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシポリプロ
ピレンオキシフェニル)プロパン等の2官能モノマー、
トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ト
リメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、イソシ
アヌレートトリ(メタ)アクリレート等の3官能モノマ
ー、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート
等の4官能モノマー、ジペンタエリスリト−ルヘキサア
クリレート等の6官能モノマー等が挙げられる。これら
のモノマーを混合して用いることも勿論可能である。
2,2′-bis (4- (meth) acryloyloxypolyethyleneoxyphenyl) propane,
Bifunctional monomers such as 2′-bis (4- (meth) acryloyloxypolypropyleneoxyphenyl) propane,
Trifunctional monomers such as trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate and isocyanurate tri (meth) acrylate; tetrafunctional monomers such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate; dipentaerythritol Hexafunctional monomers such as hexaacrylate are exemplified. Of course, it is also possible to use a mixture of these monomers.

【0075】エネルギー線照射により架橋可能な多官能
オリゴマーは、例えば、重量平均分子量が500〜50
000のオリゴマー(プレポリマーとも言う)であり、
例えば、エポキシ樹脂の(メタ)アクリル酸エステル、
ポリエーテル樹脂の(メタ)アクリル酸エステル、ポリ
ブタジエン樹脂の(メタ)アクリル酸エステル、分子末
端にアクリル基又はメタクリル基を有するポリウレタン
樹脂等を挙げることができる。もちろんこれらのオリゴ
マ−同士を混合して用いることもできるし、単量体と混
合して用いることもできる。
The polyfunctional oligomer which can be crosslinked by irradiation with energy rays has, for example, a weight average molecular weight of 500 to 50.
000 oligomers (also called prepolymers),
For example, (meth) acrylate of epoxy resin,
Examples thereof include (meth) acrylic acid esters of polyether resins, (meth) acrylic acid esters of polybutadiene resins, and polyurethane resins having an acrylic or methacrylic group at a molecular terminal. Of course, these oligomers can be used as a mixture, or can be used as a mixture with a monomer.

【0076】架橋重合性化合物は、これらの中で、水溶
性溶剤に可溶なものが好ましく、水溶性であることが更
に好ましい。架橋重合性化合物の混合量や種類を選択す
ることで、感温性ゲルの膨潤度やその変化の程度を調節
することが出来る。架橋重合性化合物の添加量を増す
か、或いは官能基数の多い架橋重合性化合物を使用し
て、架橋密度を上げるほど、感温性ゲルの硬度や強度は
増すが、寸法変化量は減少する。
Among these, the crosslinkable polymerizable compound is preferably soluble in a water-soluble solvent, and more preferably water-soluble. The swelling degree of the thermosensitive gel and the degree of its change can be adjusted by selecting the mixing amount and type of the crosslinkable polymerizable compound. As the amount of the crosslinking polymerizable compound is increased or the crosslinking density is increased by using a crosslinking polymerizable compound having a large number of functional groups, the hardness and strength of the thermosensitive gel increase, but the dimensional change decreases.

【0077】本発明においては、感温性ゲルの強度、硬
度、膨潤度、応答温度、応答感度などを調節する目的
で、感温性単量体と架橋重合性化合物の混合物に、これ
らと共重合可能な他の重合性化合物を加えることもでき
る。
In the present invention, for the purpose of adjusting the strength, hardness, swelling degree, response temperature, response sensitivity, etc. of the thermosensitive gel, a mixture of a thermosensitive monomer and a crosslinkable polymerizable compound is added to the mixture. Other polymerizable compounds that can be polymerized can also be added.

【0078】感温性単量体と共重合させることの出来る
他の重合性化合物としては、感温性単量体、及び架橋重
合性化合物と相溶するものが好ましく、通常は単官能の
単量体、又はオリゴマーであり、例えば、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、ポリエチレングリコール(メ
タ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール
(メタ)アクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、ビ
ニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルア
ミド−2−フェニルプロパンスルホン酸、2−アクリル
アミド−2−メチルプロパンスルホン酸エチル(メタ)
アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)
アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、
As the other polymerizable compound which can be copolymerized with the temperature-sensitive monomer, those which are compatible with the temperature-sensitive monomer and the cross-linkable polymerizable compound are preferable. And acrylamide, methacrylamide, polyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, acrylic acid, methacrylic acid, vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamide-2- Phenylpropanesulfonic acid, ethyl 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate (meth)
Acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth)
Acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate,

【0079】n−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシ
ル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)
アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、フェニ
ルセロソルブ(メタ)アクリレート、n−ビニルピロリ
ドン、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペ
ンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニロキ
シエチル(メタ)アクリレートを挙げることができる。
N-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth)
Acrylate, phenyl (meth) acrylate, phenyl cellosolve (meth) acrylate, n-vinylpyrrolidone, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate can be mentioned.

【0080】ゲル室内に感温性ゲルを装着する方法は任
意である。例えば、(i)ゲル室に感温性単量体、架橋
重合性化合物の混合溶液を充填し、必要部分にエネルギ
ー線を照射して感温性ゲルとなる架橋重合体を形成する
方法、(ii)ゲル室に感温性単量体、架橋重合性化合
物、及び水を含有する混合溶液を充填し、ゲル転移温度
未満、若しくは以上の温度にて必要部分にエネルギー線
を照射して感温性ゲルを形成する方法、
The method of mounting the thermosensitive gel in the gel chamber is optional. For example, (i) a method of filling a gel chamber with a mixed solution of a temperature-sensitive monomer and a cross-linkable polymerizable compound, and irradiating a necessary portion with energy rays to form a cross-linked polymer that becomes a temperature-sensitive gel, ii) Fill a gel chamber with a mixed solution containing a temperature-sensitive monomer, a cross-linkable polymerizable compound, and water, and irradiate necessary parts with energy rays at a temperature lower than or higher than the gel transition temperature to obtain a temperature-sensitive solution. A method of forming a functional gel,

【0081】(iii)溶液をゲル室の代わりに、溝と凹
部を有する部材(A)の凹部に充填し、エネルギー線を
照射して感温性ゲルとなる架橋重合体を形成した後、部
材(B)を接着すること以外は上記(i)と同様の方
法、(iv)溶液をゲル室の代わりに、溝と凹部を有する
部材(A)の凹部に充填し、エネルギー線を照射して感
温性ゲルを形成した後、部材(B)を接着すること以外
は上記(ii)と同様の方法、(v)別途形成した感温性
ゲルをゲル転移温度以上又は以下の温度でゲル室に装着
する方法などにより製造することが出来る。
(Iii) Instead of the gel chamber, the solution is filled in the concave portion of the member (A) having a groove and a concave portion, and irradiated with energy rays to form a crosslinked polymer which becomes a thermosensitive gel. A method similar to the above (i) except that (B) is adhered, and (iv) the solution is filled in the concave portion of the member (A) having the groove and the concave portion instead of the gel chamber, and irradiated with energy rays. After forming the temperature-sensitive gel, the same method as in the above (ii) except that the member (B) is adhered, and (v) separately forming the temperature-sensitive gel at a temperature not lower than the gel transition temperature or lower than the gel transition temperature. It can be manufactured by a method of attaching to a device.

【0082】エネルギー線照射により、部材中に感温性
ゲルを形成する場合には、必要に応じて、未照射部分の
未硬化のゲル原料溶液を除去する。除去方法は洗浄、吸
収、吹き飛ばしなど任意の方法を使用できるが、上記
(i)、(ii)に於いては、ゲルが収縮した状態、例え
ばゲル転移温度以上の温度で洗浄することが好ましい。
洗浄液は、流路に流す液体、例えば水や緩衝溶液である
ことが好ましい。
When a temperature-sensitive gel is formed in a member by irradiation with an energy ray, the uncured portion of the uncured gel raw material solution is removed as necessary. Although any method such as washing, absorption, and blowing can be used as the removing method, in the above (i) and (ii), it is preferable to wash the gel in a contracted state, for example, at a temperature equal to or higher than the gel transition temperature.
The washing liquid is preferably a liquid flowing in the flow channel, for example, water or a buffer solution.

【0083】感温性ゲルは多孔質ゲルであることも好ま
しい。多孔質ゲルとは、樹脂部分がゲルで構成されてい
る多孔質体である。感温性ゲルとして多孔質ゲルを使用
することで、応答速度が増加する。但し、完全閉状態時
の漏洩量は通常のゲルの場合より大きくなる場合があ
る。
[0083] The temperature-sensitive gel is also preferably a porous gel. A porous gel is a porous body in which a resin portion is formed of a gel. Use of a porous gel as a thermosensitive gel increases the response speed. However, the amount of leakage in the completely closed state may be larger than that of a normal gel.

【0084】多孔質ゲルの製造方法は任意であるが、例
えば、特開平5−16076号公報に開示されている方
法で製造することが出来る。即ち、感温性単量体、架橋
重合性単量体、及び、これらと相溶し、これらの共重合
体とは相溶しない化合物〔以下、相分離剤と称する〕の
均一混合溶液(以下、「多孔質ゲル原料溶液」と称する
場合がある)を調製し、この多孔質ゲル原料溶液を用い
て、上記の通常の感温性ゲル形成と同様の方法で、エネ
ルギー線を照射して架橋重合体を形成すると共に相分離
させて多孔質体となし、必要に応じて細孔中の相分離剤
を水系液体と置換する方法により製造することが出来
る。
The method for producing the porous gel is arbitrary, and for example, the porous gel can be produced by the method disclosed in JP-A-5-16076. That is, a homogeneous mixed solution (hereinafter, referred to as a phase separation agent) of a compound having a temperature-sensitive monomer, a cross-linkable polymerizable monomer, and a compound which is compatible with these and is incompatible with the copolymer thereof (hereinafter, referred to as a phase separation agent) , Which may be referred to as a “porous gel raw material solution”), and using this porous gel raw material solution, is irradiated with energy rays and crosslinked by the same method as in the above-mentioned ordinary formation of a thermosensitive gel. It can be produced by a method of forming a polymer and phase-separating it into a porous body, and if necessary, replacing the phase-separating agent in the pores with an aqueous liquid.

【0085】相分離剤としては、感温性単量体と架橋重
合性単量体の混合物とは相溶するが、該混合物にエネル
ギー線を照射することにより生成する架橋重合体を膨潤
させず、かつエネルギー線に対して不活性なものであれ
ば特に限定無く用いることが出来る。
As a phase separator, a mixture of a temperature-sensitive monomer and a crosslinkable polymerizable monomer is compatible, but it does not swell a crosslinked polymer formed by irradiating the mixture with energy rays. Any material can be used without particular limitation as long as it is inert to energy rays.

【0086】より具体的には水、一価又は多価アルコー
ル類、カプリン酸メチル等のアルキルエステル類、ジイ
ソブチルケトン等のジアルキルケトン類、液状ポリエチ
レングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ルのモノエステ
ル、ポリエチレングリコールのモノエーテル、ポリエチ
レングリコールソルビタンモノエステル、ポリエチレン
グリコールソルビタンジエステル、ポリエチレングリコ
ールソルビタントリエステル、ポリエステルポリオー
ル、ポリエチレングリコ−ルアミン等のオリゴマー類、
More specifically, water, monohydric or polyhydric alcohols, alkyl esters such as methyl caprate, dialkyl ketones such as diisobutyl ketone, liquid polyethylene glycol, monoesters of polyethylene glycol, polyethylene Oligomers such as glycol monoethers, polyethylene glycol sorbitan monoester, polyethylene glycol sorbitan diester, polyethylene glycol sorbitan triester, polyester polyol, and polyethylene glycolamine;

【0087】酢酸セルロース、エチルセルロース、ニト
ロセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、キトサ
ン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカ−ボネ−
ト、ポリスルホン、ポリエ−テルスルホン、ポリウレタ
ン、フェノキシ樹脂、ポリアリレート、ポリアクリロニ
トリル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸、ポ
リメチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリエ
チレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニル
メチルエーテル、ポリビニルアルコール等及びこれらの
共重合体等のオリゴマーやポリマー類が挙げられる。相
分離剤はこれら同士やこれらを含む混合物であってよい
し、これらに生成する架橋重合体を膨潤させる溶剤を混
合したものであっても良い。
Cellulose acetate, ethyl cellulose, nitrocellulose, hydroxymethyl cellulose, chitosan, polystyrene, polyvinyl chloride, polycarbonate
, Polysulfone, polyether sulfone, polyurethane, phenoxy resin, polyarylate, polyacrylonitrile, polyacrylate, polyacrylic acid, polymethyl methacrylate, polyacrylamide, polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl methyl ether, polyvinyl alcohol, etc. Oligomers and polymers such as copolymers of the above. The phase separation agent may be a mixture thereof or a mixture containing them, or may be a mixture of a solvent which swells the crosslinked polymer formed therein.

【0088】相分離剤は、エネルギー線照射により重合
体を成形した後、系によっては除去せずに用いることも
できるが、除去することもできる。除去は洗浄、乾燥、
置換等の任意の方法を採用しうるが、相分離剤を除去す
る必要がある場合には、相分離剤が水溶性であること
が、除去しやすい為、好ましい。
After the polymer has been formed by irradiation with energy rays, the phase separation agent can be used without being removed depending on the system, but it can also be removed. Removal, washing, drying,
Any method such as substitution can be employed, but when it is necessary to remove the phase separating agent, it is preferable that the phase separating agent is water-soluble because it can be easily removed.

【0089】均一混合溶液の粘度は任意であり、ゲル室
となるべき凹部に均一混合溶液を充填して、エネルギー
線を照射る方法に於いては、高粘度の溶液も使用可能で
あるが、ゲル室に均一混合溶液を充填して、エネルギー
線を照射る方法に於いては、25℃において10000
cps以下であることが好ましく、1000cps以下
であることが更に好ましい。下限は特に限定する必要は
ない。この値より大であると、微小空間への注入や除去
が困難となる。
The viscosity of the homogeneous mixed solution is arbitrary, and a high viscosity solution can be used in the method of filling the uniform mixed solution into a concave portion to be a gel chamber and irradiating with an energy ray. In the method of filling the gel chamber with a homogeneous mixed solution and irradiating with an energy ray, the gel chamber is subjected to 10,000
cps or less, more preferably 1000 cps or less. The lower limit does not need to be particularly limited. If it is larger than this value, it is difficult to inject or remove the fine space.

【0090】本発明の微小バルブ機構の開閉や流量調節
は、ゲル室部分を温度調節することにより行う。ゲル室
の温度調節方法は任意であり、例えば電気ヒーター、ペ
ルチエ素子、温度調節された固体との接触、温度調節さ
れた液体との接触、温度調節された気体の吹きつけ、赤
外線やマイクロ波などの電磁波などが挙げられる。温度
調節機構は本発明の微小バルブ機構に組み込まれていて
も良いし、外部機構であっても良い。温度調節される領
域は他の部分に差し支えがなければ、微小バルブ機構付
近一帯であっても良いし、微小ケミカルデバイス全体で
あっても良い。
The opening and closing of the minute valve mechanism and the flow rate adjustment of the present invention are performed by adjusting the temperature of the gel chamber. The method of controlling the temperature of the gel chamber is arbitrary, such as an electric heater, a Peltier element, contact with a temperature-controlled solid, contact with a temperature-controlled liquid, blowing of a temperature-controlled gas, infrared light, microwave, and the like. And the like. The temperature control mechanism may be incorporated in the micro valve mechanism of the present invention, or may be an external mechanism. As long as there is no problem in other parts, the temperature controlled region may be the entire area near the micro valve mechanism, or the entire micro chemical device.

【0091】これらの中で、ゲル室付近に電気ヒーター
が装着された構造が、単純であり好ましい。電気ヒータ
ーとしては、例えばニクロム線その他の金属、金属酸化
物、炭素、半導体、導電性プラスチック等であり得る
し、これらの接着、埋め込み、蒸着であり得る。
Of these, a structure in which an electric heater is mounted near the gel chamber is simple and preferable. The electric heater may be, for example, a nichrome wire or other metal, metal oxide, carbon, semiconductor, conductive plastic, or the like, or may be an adhesive, embedded, or vapor-deposited material.

【0092】電気ヒーターが装着される位置はゲル室と
同一平面内の周囲であっても良いし、ゲル室の上面及び
/又は下面であっても良い。バルブの開閉操作方法は、
感温性ゲルの種類にもよるが、通常は、低温にすること
で、感温性ゲルが収縮することにより閉、高温にするこ
とで感温性ゲルが膨潤することにより開となる。
The position where the electric heater is mounted may be the periphery in the same plane as the gel chamber, or may be the upper surface and / or the lower surface of the gel chamber. How to open and close the valve
Although it depends on the kind of the thermosensitive gel, the gel is usually closed by shrinking the thermosensitive gel at a low temperature, and is opened by swelling of the thermosensitive gel at a high temperature.

【0093】本発明の微小バルブ機構は、単純な構造で
微小な流路の開閉や流量調節を行うことができ、反応、
分析、検査などに使用するに当たり、デバイス毎に独立
した送液ポンプを必要とせず、共通の圧力で原液を供給
できるため、多数を同時・並列処理することが容易であ
り、作業効率の向上が計れる。
The minute valve mechanism of the present invention can open and close minute flow paths and adjust the flow rate with a simple structure.
When used for analysis, inspection, etc., an independent liquid feed pump is not required for each device, and undiluted solution can be supplied at a common pressure, so it is easy to process many simultaneously and in parallel, improving work efficiency. I can measure.

【0094】また本発明の微小バルブ機構は、混合、反
応、抽出、ろ過などの一つのケミカルデバイスに複数の
流体を流す用途においても、原液を共通の圧力で供給し
ながら流路毎の流量を調節することができるため、装置
を単純化することができる。
The microvalve mechanism of the present invention can be used to supply a plurality of fluids to one chemical device such as mixing, reaction, extraction, and filtration. The device can be simplified because it can be adjusted.

【0095】[0095]

【実施例】以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を
更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例の範囲
に限定されるものではない。なお、以下の実施例におい
て、「部」は、特に断りがない限り「重量部」を表わ
す。
The present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the scope of these examples. In the following examples, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.

【0096】[エネルギー線照射装置]200wメタル
ハライドランプが組み込まれた、ウシオ電機株式会社製
のマルチライト200型露光装置用光源ユニットを用い
た。紫外線強度は50mw/cm2である。
[Energy Beam Irradiation Apparatus] A light source unit for a multi-light 200 type exposure apparatus manufactured by Ushio Inc. incorporating a 200 w metal halide lamp was used. The ultraviolet intensity is 50 mw / cm 2 .

【0097】[エネルギー線硬化性組成物の調製]平均
分子量約2000の3官能ウレタンアクリレートオリゴ
マー(大日本インキ化学工業株式会社製の「ユニディッ
クV−4263」)を20部、1,6−ヘキサンジオー
ルジアクリレート(第一工業製薬株式会社製の「ニュー
フロンティアHDDA」を20部、ノニルフェノキシポ
リエチレングリコール(n=8)アクリレート(東亜合
成化学株式会社製の「M−114」)を60部、1−ヒ
ドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバガイギー
社製の「イルガキュア184」;光重合開始剤)を5
部、及び2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテ
ン(関東化学株式会社製;重合遅延剤)0.1部を均一
に混合してエネルギー線硬化性組成物(x)を調製し
た。
[Preparation of energy ray-curable composition] 20 parts of a trifunctional urethane acrylate oligomer having an average molecular weight of about 2000 (“Unidick V-4263” manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), 1,6-hexane 20 parts of diol diacrylate (“New Frontier HDDA” manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 60 parts of nonylphenoxy polyethylene glycol (n = 8) acrylate (“M-114” manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.) -Hydroxycyclohexyl phenyl ketone (“Irgacure 184” manufactured by Ciba Geigy);
And 0.1 part of 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd .; polymerization retarder) were uniformly mixed to prepare an energy ray-curable composition (x).

【0098】[感温性ゲル原料溶液の調製]感温性単量
体としてN−イソプロピルアクリルアミド(和光純薬株
式会社製)を19部、架橋重合性単量体としてビスアク
リルアミド(和光純薬株式会社製)を1部、光重合開始
剤として1,2ヒドロキシ−4−ヒドロキシエトキシ−
2−メチルプロピオフェノン(チバスペシャリティケミ
カルズ株式会社製「イルガキュア2959」を0.1
部、蒸留水を80部を混合してゲル原料溶液(y)を調
製した。
[Preparation of Thermosensitive Gel Raw Material Solution] N-Isopropylacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a thermosensitive monomer was 19 parts, and bisacrylamide (Wako Pure Chemical Co., Ltd.) was used as a crosslinkable polymerizable monomer. 1 part, 1,2hydroxy-4-hydroxyethoxy- as a photopolymerization initiator.
2-Methylpropiophenone (“Irgacure 2959” manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.
, And 80 parts of distilled water were mixed to prepare a gel raw material solution (y).

【0099】[多孔質ゲル原料溶液の調製]感温性単量
体としてN−イソプロピルアクリルアミド(和光純薬株
式会社製)を80部、架橋重合性単量体として平均分子
量804の3官能ウレタンアクリレートオリゴマー(大
日本インキ化学工業株式会社製の「ユニディックS9−
414」)を20部、光重合開始剤として1−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン(チバスペシャリティ
ケミカルズ株式会社製「イルガキュア184」)を5
部、相分離材として分子量10000のポリビニルピロ
リドン(和光純薬株式会社製)を100部及びN,N−
ジメチルアセトアミド(和光純薬株式会社製)を150
部を混合して多孔質ゲル原料溶液(z)を調製した。
[Preparation of Raw Material Solution for Porous Gel] 80 parts of N-isopropylacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a temperature-sensitive monomer and trifunctional urethane acrylate having an average molecular weight of 804 as a crosslinkable polymerizable monomer Oligomers (“Unidick S9- manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)
414 ") and 5 parts of 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (" Irgacure 184 "manufactured by Ciba Specialty Chemicals KK) as a photopolymerization initiator.
Parts, 100 parts of polyvinylpyrrolidone having a molecular weight of 10,000 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and N, N-
150 dimethylacetamide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
The parts were mixed to prepare a porous gel raw material solution (z).

【0100】(実施例1) 〔部材(A)の作製〕部材(A)として、「デルペット
670N」(旭化成工業社製のアクリル樹脂)からなる
2.5cm×5cm×厚さ2mmの平板を基材(1)と
してを使用し、これにバーコーターを用いてエネルギー
線硬化性組成物[x]を塗布し、次いで、窒素雰囲気中
でフォトマスクを通して、図1に示した流路(3)及び
ゲル室(4)となる部分以外の部分に紫外線を3秒間照
射して、エネルギー線硬化性組成物[x]を硬化させ
た。
(Example 1) [Preparation of member (A)] As member (A), a 2.5 cm x 5 cm x 2 mm thick plate made of "Delpet 670N" (acrylic resin manufactured by Asahi Kasei Corporation) was used. The substrate (1) was used, and the energy ray-curable composition [x] was applied thereto using a bar coater, and then, through a photomask in a nitrogen atmosphere, the flow path (3) shown in FIG. Then, an ultraviolet ray was irradiated to a portion other than the portion to be the gel chamber (4) for 3 seconds to cure the energy ray-curable composition [x].

【0101】次いで、50%エタノール水溶液にて未硬
化のエネルギー線硬化性組成物[x]を除去することに
よって、底面がアクリル樹脂製基材(1)、壁面がエネ
ルギー線硬化性組成物[x]硬化物(2)で構成された
幅108μm、深さ67μmの断面が概矩形の溝
(3)、溝の途上に設けられた、三角形の突起状のアン
カー構造(5)を有する奥行き300μm、開口幅30
0μm、深さ67μmの矩形の凹部(4)を形成した。
Next, the uncured energy ray-curable composition [x] was removed with a 50% aqueous ethanol solution, whereby the bottom surface of the acrylic resin base material (1) and the wall face of the energy ray-curable composition [x] were removed. A groove (3) having a width of 108 μm and a depth of 67 μm, which is composed of the cured product (2) and having a substantially rectangular cross section, and a depth of 300 μm having a triangular projection-like anchor structure (5) provided along the groove; Opening width 30
A rectangular recess (4) having a thickness of 0 μm and a depth of 67 μm was formed.

【0102】更に、溝(3)の両端部において直径0.
5mmのキリ孔を穿つことにより、流入口(6)と流出
口(7)を形成して、図1及び図2に示した部材[A
1]とした。
Further, at both ends of the groove (3), a diameter of 0.3 mm is used.
An inflow port (6) and an outflow port (7) were formed by drilling a 5 mm drill hole, and the member [A shown in FIGS. 1 and 2 [A
1].

【0103】〔部材(B)の接着〕ポリプロピレン二軸
延伸シート(二村化学社製の「FOR」、厚さ30μ
m;図示せず)のコロナ処理面に、バーコーターを用い
てエネルギー線硬化性組成物[x]を塗布し、次いで、
窒素雰囲気中で紫外線を1秒間照射して、流動性が喪失
した半硬化の状態の塗膜とし、この塗膜面を部材[A
1]の溝が形成された面に貼り合わせた。
[Adhesion of Member (B)] Polypropylene biaxially stretched sheet (“FOR” manufactured by Nimura Chemical Co., Ltd., thickness 30 μm)
m; not shown), the energy ray-curable composition [x] is applied to the corona-treated surface using a bar coater,
Irradiation with ultraviolet light for one second in a nitrogen atmosphere was performed to obtain a semi-cured coating film in which fluidity was lost.
1] on the surface where the groove was formed.

【0104】次に、ポリプロピレン二軸延伸シート側か
ら同じ紫外線を更に30秒間照射して塗膜を完全硬化さ
せることによって、エネルギー線硬化性組成物[x]の
硬化物で構成された厚さ64μmのシート状の部材
(B)(以下、[B1]という。)(8)を形成すると
同時に、部材[A1]の表面に接着し、その間に毛細管
状流路(3)とその途上に形成されたゲル室(4)を形
成した。
Next, the same ultraviolet ray was irradiated from the side of the polypropylene biaxially stretched sheet for another 30 seconds to completely cure the coating film, thereby obtaining a cured product of the energy ray-curable composition [x] having a thickness of 64 μm. The sheet-like member (B) (hereinafter referred to as [B1]) (8) is simultaneously formed and adhered to the surface of the member [A1], and is formed between the capillary channel (3) and the middle thereof. A gel chamber (4) was formed.

【0105】その後、ポリプロピレン二軸延伸シート
(図示せず)を剥離することによって、図1及び図2に
示した形状の、内部に毛細管状流路(3)とゲル室
(4)が形成された部材とした。
Thereafter, the polypropylene biaxially-stretched sheet (not shown) is peeled off to form a capillary channel (3) and a gel chamber (4) inside the shape shown in FIGS. 1 and 2. It was a member.

【0106】〔感温性ゲルの形成〕感温性ゲル原料溶液
(y)を流入部(6)から導入し、全流路(3)とゲル
室(4)に充填した。その後、氷冷状態で、ゲル室
(4)全体及びゲル室の開口部が接している流路部に、
紫外線を40秒間照射して、照射部のゲル原料溶液
(y)をゲル化させた。次いで微小ケミカルデバイスを
50℃の温水中に入れ、50℃の水を流入部(6)から
導入して流路に通して、未硬化の重合性液体を洗浄除去
した。形成された感温性ゲルは、紫外線照射後の段階で
は透明であったが、50℃での水洗時は白色となった。
[Formation of Thermosensitive Gel] The thermosensitive gel raw material solution (y) was introduced from the inflow section (6), and was filled in all the channels (3) and the gel chamber (4). Then, in an ice-cooled state, the entire gel chamber (4) and the flow path portion where the opening of the gel chamber is in contact are
Ultraviolet light was applied for 40 seconds to gel the gel raw material solution (y) in the irradiated area. Next, the microchemical device was placed in warm water at 50 ° C., and water at 50 ° C. was introduced from the inflow portion (6) and passed through the flow path to wash and remove the uncured polymerizable liquid. The formed thermosensitive gel was transparent at the stage after the irradiation of the ultraviolet rays, but turned white when washed with water at 50 ° C.

【0107】〔流路の開閉試験〕蒸留水が充填された微
小バルブ機構に、25℃の室温にて、流入部(6)から
マイクロシリンジを用いてメチレンブルー(和光純薬株
式会社製)にて着色した水を毛細管に注入することを試
みたが、流入せず、流出部(7)からも水の流出は認め
られなかった。
[Channel opening / closing test] Methylene blue (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was introduced into the micro valve mechanism filled with distilled water from the inflow section (6) using a micro syringe at room temperature of 25 ° C. An attempt was made to inject colored water into the capillary, but it did not flow in, and no water flowed out of the outlet (7).

【0108】次いで、シリンジで圧力を掛けたままの状
態で、部材(B)の外側からゲル室部分に、70℃温度
調節された直径6mmの真鍮棒を接触させたところ、約
5秒後にメチレンブルー水溶液は流路に流入し始め、流
出部(7)から流出した。
Next, a brass rod having a temperature of 70 ° C. and having a diameter of 6 mm was brought into contact with the gel chamber portion from the outside of the member (B) while applying pressure with a syringe. The aqueous solution began to flow into the flow channel and flowed out of the outflow portion (7).

【0109】70℃金属棒を取り外し、シリンジで圧力
を掛けたままの状態でブロアーにて室温の気流を当てた
ところ、約1分後に着色液体の流出は停止した。この試
験を5回繰り返したが、流路などの破壊が生じることも
なく、すべて同様の結果であった。
At 70 ° C., the metal rod was removed, and an airflow at room temperature was applied with a blower while applying pressure with a syringe. After about 1 minute, the outflow of the coloring liquid was stopped. This test was repeated five times, and the same results were obtained without any breakage of the flow path or the like.

【0110】なお、ガラス板上に感温性ゲル原料溶液
(y)を塗布し、上と同じ紫外線を照射してゲルと成
し、これを切り出して、50℃の水で洗浄した後、4
℃、及び50℃の水に浸漬し、それぞれ2時間後の寸法
を測ったところ、収縮状態である50℃時の寸法を基準
とした、4℃での各辺の寸法変化量は83%(1.83
倍)、体積変化量は513%(6.13倍)であった。
A solution of the thermosensitive gel raw material (y) was applied on a glass plate and irradiated with the same ultraviolet rays as above to form a gel. The gel was cut out, washed with water at 50 ° C.
When immersed in water at 50 ° C. and 50 ° C., and the dimensions after 2 hours were measured, the dimensional change of each side at 4 ° C. at 83 ° C. based on the size at 50 ° C. in the contracted state was 83% ( 1.83
Times) and the volume change was 513% (6.13 times).

【0111】(実施例2) 〔部材(A)の作製〕「ディックスチレンXC−52
0」(大日本インキ化学工業株式会社製のポリスチレ
ン)からなる2.5cm×5cm×厚さ3mmの平板状
の基材(1)を、電気式熱風トーチで加熱して表面を軟
化させ、180℃に熱したガラス製の鋳型(図示せず)
に押しつけて冷却した後、剥離し、基材(1)表面に、
幅30μm、深さ30μm、長さ30mmであって断面
が概矩形の溝(3)、溝の途上に溝に接して設けられ
た、三角形の突起状のアンカー構造(5)を有する奥行
き75μm、幅60μm、深さ30μmの矩形の凹部
(4)を形成した。
(Example 2) [Preparation of member (A)] "Dick styrene XC-52"
0 "(polystyrene manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), a 2.5 cm x 5 cm x 3 mm thick plate-shaped substrate (1) was heated with an electric hot air torch to soften the surface, Glass mold heated to ℃ (not shown)
After being pressed and cooled, it is peeled off, and on the surface of the substrate (1),
A groove (3) having a width of 30 μm, a depth of 30 μm and a length of 30 mm and having a substantially rectangular cross section, a depth of 75 μm having a triangular projection-like anchor structure (5) provided in contact with the groove on the way of the groove; A rectangular recess (4) having a width of 60 μm and a depth of 30 μm was formed.

【0112】更に溝(3)の両端部において直径0.5
mmのキリ孔を穿つことにより、流入口(6)と流出口
(7)を形成して、図1及び図2のエネルギー線硬化性
組成物(x)硬化物(2)の代わりに、この部分もまた
基材(1)と同じポリスチレンで形成されていること以
外は、図1及び図2に示した形状の部材(A)(以下、
[A2]という。)を作製した。
Further, at both ends of the groove (3), a diameter of 0.5
By forming a drill hole of mm, an inlet (6) and an outlet (7) are formed, and instead of the energy ray-curable composition (x) cured product (2) of FIGS. Except that the portion is also formed of the same polystyrene as the substrate (1), the member (A) having the shape shown in FIGS.
[A2]. ) Was prepared.

【0113】〔感温性ゲルの形成〕重合性液体を毛細管
状流路とゲル室に充填する代わりに、溝(3)と凹部
(4)に充填したこと以外は実施例1と同様にして感温
性ゲルを形成し、水洗して、未硬化のゲル原料溶液を除
去した。
[Formation of Thermosensitive Gel] In the same manner as in Example 1 except that the groove (3) and the recess (4) were filled with the polymerizable liquid instead of filling the capillary channel and the gel chamber. A thermosensitive gel was formed and washed with water to remove the uncured gel raw material solution.

【0114】〔部材(B)の接着〕実施例1と同様にし
て、部材(A)に部材(B)を接着した。 〔流入路、流出路の形成〕次いで、溝(3)の両端部に
おいて、アクリル樹脂板及びエネルギー線硬化性組成物
[x]硬化物に直径0.5mmのキリ孔を穿って流入口
(6)及び流出口(7)を形成した。 〔流路の開閉試験〕実施例1と同様の開閉試験を行い、
実施例1と同様の結果を得た。
[Adhesion of member (B)] In the same manner as in Example 1, the member (B) was adhered to the member (A). [Formation of Inflow Channel and Outflow Channel] Next, at both ends of the groove (3), a drilled hole having a diameter of 0.5 mm was formed in the acrylic resin plate and the cured product of the energy ray-curable composition [x]. ) And an outlet (7). [Opening / closing test of flow path] An opening / closing test similar to that in Example 1 was performed.
The same results as in Example 1 were obtained.

【0115】(実施例3) 〔微小バルブ機構の作製〕「デルペット670N」(旭
化成工業社製のアクリル樹脂)からなる2.5cm×5
cm×厚さ2mmの2枚の平板の四隅に、厚さ200μ
mのポリスチレンシートの切片(図示せず)をスペーサ
ーとして置き、その間隙にエネルギー線硬化性組成物
[x]を充填した。次いで、窒素雰囲気中でフォトマス
クを通して、図1に示した流路(3)及びゲル室(4)
となる部分以外の部分に紫外線を10秒間照射して、エ
ネルギー線硬化性組成物[x]を硬化させ、エネルギー
線硬化性組成物[x]の未硬化部分として、流路(3)
とゲル室(4)を形成した。
(Example 3) [Production of micro valve mechanism] 2.5 cm × 5 made of “Delpet 670N” (acrylic resin manufactured by Asahi Kasei Kogyo)
200 μm thick at the four corners of two flat plates of cm × 2 mm thick
A section (not shown) of a m-polystyrene sheet was placed as a spacer, and the gap was filled with the energy ray-curable composition [x]. Next, the flow path (3) and the gel chamber (4) shown in FIG. 1 are passed through a photomask in a nitrogen atmosphere.
Irradiation of ultraviolet rays for 10 seconds to a portion other than the portion to be cured to cure the energy ray-curable composition [x], and as an uncured portion of the energy ray-curable composition [x], the flow path (3)
And a gel chamber (4).

【0116】次いで、流路(3)の両端部において、一
方の側のアクリル樹脂板[部材(A)(1)とする]
の、流路(3)の両端部となる位置に直径0.5mmの
キリ穴を穿って、流入口(6)と流出口(7)を形成
し、流入口(6)から流出口(7)へ50%エタノール
水溶液を流通させながら、超音波洗浄を行い、未硬化の
エネルギー線硬化性組成物[x]を洗浄除去して、2枚
のアクリル樹脂板[部材(A)と部材(B){それぞ
れ、図1及び図2に於ける(1)、(8)と同じ部
分}]の間に、エネルギー線硬化性組成物[x]硬化物
で構成された部材(C)[図1及び図2に於ける(2)
と同じ部分]の欠損部として、空洞状の幅200μm、
深さ約200μm、長さ30mmの毛細管状流路
(3)、流路の途上に流路に接して設けられた、三角形
の突起状のアンカー構造(5)を有する奥行き500μ
m、幅300μm、深さ約200μmの矩形のゲル室
(4)を形成した。
Next, at both ends of the flow path (3), an acrylic resin plate on one side [referred to as the member (A) (1)]
A hole having a diameter of 0.5 mm is formed at both ends of the flow path (3) to form an inlet (6) and an outlet (7). ), Ultrasonic cleaning is performed while flowing a 50% aqueous ethanol solution to remove the uncured energy-ray-curable composition [x], and two acrylic resin plates [member (A) and member (B)]. 1) and (8) in FIG. 1 and FIG. 2), a member (C) composed of a cured product of the energy ray-curable composition [x] [FIG. And (2) in FIG.
The same part as above]], a hollow width of 200 μm,
Capillary channel (3) having a depth of about 200 μm and a length of 30 mm, a depth of 500 μ having a triangular protrusion-shaped anchor structure (5) provided in contact with the channel on the way of the channel.
m, a rectangular gel chamber (4) having a width of 300 μm and a depth of about 200 μm was formed.

【0117】その後、全体に紫外線を30秒間照射し
て、エネルギー線硬化性組成物[x]の不完全硬化部分
を完全硬化させた。
Thereafter, the whole was irradiated with ultraviolet rays for 30 seconds to completely cure the incompletely cured portion of the energy ray-curable composition [x].

【0118】〔感温性ゲルの形成〕実施例1と同様にし
て感温性ゲルを形成した。 〔流路の開閉試験〕実施例1と同様の開閉試験を行い、
実施例1と同様の結果を得た。
[Formation of Thermosensitive Gel] A thermosensitive gel was formed in the same manner as in Example 1. [Opening / closing test of flow path] An opening / closing test similar to that in Example 1 was performed.
The same results as in Example 1 were obtained.

【0119】(実施例4) 〔微小バルブ機構の作製〕実施例1で作製した微小バル
ブ機構を用い、部材(B)の表面のゲル室に相対する部
分を含む部分に、エネルギー線硬化性組成物[x]と紫
外線を用いてニクロム線を固定し、温度調節機構として
電気ヒーターを組み込んだ微小バルブ機構[D4]を作
製した。
(Example 4) [Preparation of microvalve mechanism] Using the microvalve mechanism prepared in Example 1, an energy ray-curable composition was applied to a portion of the surface of the member (B) including the portion facing the gel chamber. A micro-valve mechanism [D4] incorporating an electric heater as a temperature control mechanism was prepared by fixing a nichrome wire using the object [x] and ultraviolet rays.

【0120】〔流路の開閉試験〕温調された金属棒を接
触させる代わりに、ニクロム線に電流を流したこと以外
は実施例1と同様の開閉試験を行い、実施例1と同様の
結果を得た。
[Opening / Closing Test of Channel] An opening / closing test similar to that of Example 1 was performed, except that a current was passed through the nichrome wire instead of bringing the temperature-controlled metal rod into contact with the metal rod. I got

【0121】(実施例5) 〔部材(A)の作製〕実施例1と同様にして、部材[A
1]を作製した。 〔感温性多孔質ゲルの作製〕多孔質ゲル原料溶液(z)
をバーコーターを用いてガラス板上に塗布し、25℃、
窒素雰囲気下で紫外線を60秒間照射し、水洗して透明
な感温性多孔質ゲルを得た。この感温性多孔質ゲルの厚
みは約70μmであった。このゲルを50℃の温水に浸
漬したところ、白化して収縮し、固化した。固化した感
温性多孔質ゲルを50℃の温水中で250μm×250
μmに切断し、この切断片を部材[A1]のゲル室に装
着した。
(Example 5) [Production of member (A)] In the same manner as in Example 1, the member [A
1] was produced. [Production of thermosensitive porous gel] Porous gel raw material solution (z)
On a glass plate using a bar coater,
Ultraviolet rays were irradiated for 60 seconds in a nitrogen atmosphere and washed with water to obtain a transparent thermosensitive porous gel. The thickness of the thermosensitive porous gel was about 70 μm. When this gel was immersed in warm water at 50 ° C., it was whitened, shrunk, and solidified. The solidified temperature-sensitive porous gel is heated in hot water at 50 ° C. to 250 μm × 250.
The cut piece was mounted on the gel chamber of the member [A1].

【0122】〔部材(B)の接着〕実施例1と同様にし
て、部材(A)に部材(B)を接着した。 〔流路の開閉試験〕実施例1と同様の開閉試験を行った
ところ、真鍮棒の接触からメチレンブルー水溶液が流路
に流入し始めるまでの時間が約1秒であること、及び金
属棒を取り外してから着色液体の流出が停止するまでの
時間が約10秒であること以外は実施例1と同様の結果
を得た。
[Adhesion of Member (B)] In the same manner as in Example 1, the member (B) was adhered to the member (A). [Opening / closing test of flow path] When the same open / close test as in Example 1 was performed, the time from contact of the brass rod to the start of the flow of the methylene blue aqueous solution into the flow path was about 1 second, and the metal rod was removed. The same result as in Example 1 was obtained except that the time from when the flow of the colored liquid stopped flowing was about 10 seconds.

【0123】[0123]

【発明の効果】本発明は、耐圧性が高く、また開閉操作
に大きな機構が不要で、しかも、実用的な時間で開閉が
可能な、微小バルブ機構及びその製造方法を提供するこ
とができる。
According to the present invention, it is possible to provide a minute valve mechanism which has high pressure resistance, does not require a large mechanism for opening and closing operations, and can be opened and closed in a practical time, and a method of manufacturing the same.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1で作製した微小バルブ機構の部材
(B)を表面に垂直な方向から見た部分断面平面図模式
図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional plan view schematically showing a member (B) of a micro valve mechanism manufactured in Example 1 viewed from a direction perpendicular to the surface.

【図2】実施例1で作製した微小バルブ機構の部材
(B)表面に平行な方向から見た立面図模式図である。
FIG. 2 is a schematic elevation view of a microvalve mechanism manufactured in Example 1 as viewed from a direction parallel to a surface of a member (B).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:部材(A)の基材 2:部材(A)のエネルギー線硬化性組成物(x)硬化
物層 3:部材(A)の溝、毛細管状流路 4:部材(A)の凹部、ゲル室 5:三角形の突起状アンカー構造 6:部材(A)の流入口 7:部材(A)の流出口 8:部材(B)
1: substrate of member (A) 2: energy ray-curable composition (x) cured material layer of member (A) 3: groove of member (A), capillary channel 4: concave portion of member (A) Gel chamber 5: Triangular projecting anchor structure 6: Inlet of member (A) 7: Outlet of member (A) 8: Member (B)

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01N 37/00 101 G01N 30/32 A // G01N 30/32 27/26 331Z Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) G01N 37/00 101 G01N 30/32 A // G01N 30/32 27/26 331Z

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 部材中に毛細管状流路を有し、流路の途
中に流路に面して、感温性ゲルが充填されたゲル室を有
することを特徴とする微小バルブ機構。
1. A microvalve mechanism having a capillary channel in a member, and a gel chamber filled with a thermosensitive gel facing the channel in the middle of the channel.
【請求項2】 毛細管状流路の断面(幅×高さ)が(1
μm×1μm)〜(3mm×3mm)の範囲である請求
項1に記載の微小バルブ機構。
2. The cross section (width × height) of the capillary channel is (1)
The microvalve mechanism according to claim 1, wherein the diameter is in the range of 1 µm x 1 µm) to (3 mm x 3 mm).
【請求項3】 流路接面からのゲル室の奥行きが、流路
幅の0.5〜100倍である請求項1又は2に記載の微
小バルブ機構。
3. The microvalve mechanism according to claim 1, wherein the depth of the gel chamber from the flow channel contact surface is 0.5 to 100 times the width of the flow channel.
【請求項4】 ゲル室の内部に感温性ゲルのアンカー構
造を有する請求項1〜3のいずれか1つに記載の微小バ
ルブ機構。
4. The microvalve mechanism according to claim 1, further comprising a thermosensitive gel anchor structure inside the gel chamber.
【請求項5】 感温性ゲルが、ポリ−N−置換(メタ)
アクリルアミドを主成分とするものである請求項1〜4
のいずれか1つに記載の微小バルブ機構。
5. A thermosensitive gel comprising a poly-N-substituted (meth)
5. A composition comprising acrylamide as a main component.
A micro valve mechanism according to any one of the above.
【請求項6】 感温性ゲルが、多孔質ゲルである、請求
項1〜5のいずれか1つに記載の微小バルブ機構。
6. The microvalve mechanism according to claim 1, wherein the temperature-sensitive gel is a porous gel.
【請求項7】 感温性ゲルが4℃〜50℃の温度範囲で
3〜3000%の体積変化を生じる、請求項1〜6のい
ずれか1つに記載の微小バルブ機構。
7. The microvalve mechanism according to claim 1, wherein the temperature-sensitive gel undergoes a volume change of 3 to 3000% in a temperature range of 4 ° C. to 50 ° C.
【請求項8】 ゲル室部分を温度調節する機構を有する
請求項1〜7のいずれか1つに記載の微小バルブ機構。
8. The microvalve mechanism according to claim 1, further comprising a mechanism for adjusting the temperature of the gel chamber portion.
【請求項9】 微小バルブ機構が、表面に溝及び凹部を
有する部材(A)と、部材(A)の溝及び凹部が形成さ
れた面に接着された部材(B)で構成されており、毛細
管状流路及びゲル室が、部材(A)の溝及び凹部と部材
(B)とで形成されたものである、請求項1〜8のいず
れか1つに記載の微小バルブ機構。
9. A micro valve mechanism comprising: a member (A) having a groove and a concave portion on a surface; and a member (B) bonded to a surface of the member (A) on which the groove and the concave portion are formed. The microvalve mechanism according to any one of claims 1 to 8, wherein the capillary channel and the gel chamber are formed by the groove and the concave portion of the member (A) and the member (B).
【請求項10】 微小バルブ機構が形成された部材が、
部材(A)と部材(B)の間に固体状物質(C)が充填
された構造を有し、毛細管状流路及びゲル室が固体状物
質(C)の欠損部として形成されたものである請求項1
〜8のいずれか一つに記載の微小バルブ機構。
10. The member on which the minute valve mechanism is formed,
It has a structure in which a solid substance (C) is filled between a member (A) and a member (B), and a capillary channel and a gel chamber are formed as a defect of the solid substance (C). Certain claim 1
9. The microvalve mechanism according to any one of items 1 to 8,
【請求項11】 毛細管状流路の途中に流路に面して形
成されたゲル室に、エネルギー線照射によって感温性ゲ
ルを形成する溶液を充填し、ゲルを形成する部分にエネ
ルギー線を照射して、該ゲル室内に感温性ゲルを形成す
ることを特徴とする請求項1〜10のいづれか1つに記
載の微小バルブ機構の製造方法。
11. A gel chamber formed in the middle of a capillary channel facing the channel is filled with a solution for forming a thermosensitive gel by irradiation with energy beams, and an energy beam is applied to a portion where the gel is formed. The method of manufacturing a microvalve mechanism according to any one of claims 1 to 10, wherein irradiation is performed to form a thermosensitive gel in the gel chamber.
【請求項12】 表面に溝を有する部材(A)の溝の途
中に、溝に面して形成された凹部に、エネルギー線照射
によって感温性ゲルを形成する溶液を充填し、ゲルを形
成する部分にエネルギー線を照射して、該凹部内に感温
性ゲルを形成した後、部材(A)の溝及び凹部形成面に
部材(B)を接着することを特徴とする請求項9に記載
の微小バルブ機構の製造方法。
12. A solution for forming a thermosensitive gel by energy ray irradiation into a recess formed in the middle of the groove of the member (A) having a groove on the surface and facing the groove to form a gel. Irradiating an energy beam to a portion to be formed to form a temperature-sensitive gel in the concave portion, and then bonding the member (B) to the groove and concave portion forming surface of the member (A). A manufacturing method of the micro valve mechanism described in the above.
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