JP2013510306A - バルブユニット、これを備えた微細流動装置及びバルブユニットの駆動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (30)
- チャンネルを開閉するためのバルブユニットは、
相転移物質を含むバルブ物質と、
前記チャンネルと連通し、内部に前記バルブ物質を収容するバルブ物質チャンバーと、
前記チャンネルの一区間に配置される融着構造物と、を含み、
前記バルブ物質チャンバー内の前記バルブ物質は、エネルギーが加えられることによって溶融され、前記融着構造物が形成された前記チャンネルの区間に流入し、前記バルブ物質は、加熱されて前記融着構造物を溶かし、前記チャンネルを融着させることによって前記チャンネルを閉鎖することを特徴とする、バルブユニット。 - 前記チャンネル内に形成され、前記融着構造物が形成された段差構造物をさらに含み、
前記段差構造物は、前記チャンネル内に微細チャンネル部を形成することを特徴とする、請求項1に記載のバルブユニット。 - 前記バルブユニットは、回転可能なディスクタイプの微細流動装置に設けられ、
前記微細流動装置は、第1の基板と、前記チャンネルを前記バルブ物質チャンバーから分離するために前記第1の基板と結合される第2の基板と、を含むことを特徴とする、請求項2に記載のバルブユニット。 - 前記バルブ物質チャンバー内の前記バルブ物質が溶融される場合、前記バルブ物質チャンバーを前記微細チャンネル部に連結し、前記微細チャンネル部に前記の溶融されたバルブ物質を案内する案内チャンネルをさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載のバルブユニット。
- 前記融着構造物は、前記段差構造物から前記微細チャンネル部に突出し、前記チャンネルの長さ方向に延在する少なくとも一つの第1の融着構造物を含むことを特徴とする、請求項2に記載のバルブユニット。
- 前記融着構造物は、前記微細チャンネル部の側面から突出した前記段差構造物上に配置される第2の融着構造物を含むことを特徴とする、請求項5に記載のバルブユニット。
- 前記第1及び第2の基板は、熱可塑性樹脂を用いて形成されることを特徴とする、請求項3に記載のバルブユニット。
- 前記バルブ物質は、前記相転移物質に分散され、電磁波を吸収して熱エネルギーを放出する微細発熱物質をさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載のバルブユニット。
- 前記微細発熱物質は、重合体ビード、量子ドット、金ナノ粒子、銀ナノ粒子、金属化合物ビード、炭素粒子及び磁性ビードからなる群から選択された少なくとも一つであることを特徴とする、請求項8に記載のバルブユニット。
- 前記微細発熱物質は金属酸化物粒子であることを特徴とする、請求項2に記載のバルブユニット。
- 前記微細発熱物質は、電磁波の照射によって発熱する染料を含むことを特徴とする、請求項8に記載のバルブユニット。
- 前記相転移物質は、ワックス、ゲル及び熱可塑性樹脂からなる群から選択された少なくとも一つであることを特徴とする、請求項2に記載のバルブユニット。
- 前記ワックスは、パラフィンワックス、微結晶ワックス、合成ワックス及び天然ワックスから選択された少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項12に記載のバルブユニット。
- 前記ゲルは、ポリアクリルアミド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート及びポリビニルアミドから選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項12に記載のバルブユニット。
- 前記熱可塑性樹脂は、COC(cyclic olefin copolymer)、PMMA(polymethylmethacrylate)、PC(polycarbonate)、PS(polystyrene)、POM(polyoxymethylene)、PFA(perfluoralkoxy)、PVC(polyvinylchloride)、PP(polypropylene)、PET(polyethylene terephthalate)、PEEK(polyetheretherketone)、PA(polyamide)、PSU(polysulfone)、PVDF(polyvinylidene fluoride)から選択される少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項12に記載のバルブユニット。
- 前記チャンネルの高さは0.01mm〜1.0mmの範囲であることを特徴とする、請求項2に記載のバルブユニット。
- 前記微細チャンネル部の高さは5μm〜100μmの範囲であることを特徴とする、請求項2に記載のバルブユニット。
- 前記微細チャンネル部は、前記チャンネル内の所定区間に形成され、前記チャンネルの断面積より小さい断面積を有することを特徴とする、請求項2に記載のバルブユニット。
- 流体の流れ通路をもたらすチャンネルと、前記チャンネルを開閉するバルブユニットと、を含む微細流動装置であって、
前記バルブユニットは、
相転移物質を含むバルブ物質と、
前記チャンネルと連通し、前記バルブ物質を収容するバルブ物質チャンバーと、
前記チャンネルの一区間に形成される融着構造物と、を含み、
前記バルブ物質チャンバー内の前記バルブ物質は、加えられるエネルギーによって溶融され、前記融着構造物が形成された前記チャンネルの区間に流入し、前記融着構造物が形成された前記チャンネルの区間に流入する前記バルブ物質は、加熱されて前記融着構造物を溶かし、前記チャンネルを融着させることを特徴とする微細流動装置。 - 前記バルブ物質は、前記相転移物質に分散され、電磁波を吸収して熱エネルギーを放出する微細発熱物質をさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の微細流動装置。
- 前記バルブユニットは、前記チャンネルの区間に形成され、前記融着構造物が形成された段差構造物を含み、
前記段差構造物は、前記チャンネルの他の区間の断面積より狭い面積を有する微細チャンネル部を形成することを特徴とする、請求項19に記載の微細流動装置。 - 前記融着構造物は、射出成形によって前記微細流動装置と一体化されることを特徴とする、請求項19に記載の微細流動装置。
- 前記バルブ物質を溶融させ、前記の溶融されたバルブ物質を前記微細チャンネル部に流入させるために、前記バルブ物質に熱又は電磁エネルギーを加えることを特徴とする、請求項21に記載の微細流動装置。
- 前記融着構造物は、前記チャンネルの長さ方向に延在する少なくとも一つの第1の融着構造物と、前記微細チャンネル部の側面から突出した第2の融着構造物と、を含むことを特徴とする、請求項21に記載の微細流動装置。
- 流体の流れ通路をもたらすチャンネルと、前記チャンネルを開閉するバルブユニットと、相転移が可能なバルブ物質を収容するバルブ物質チャンバーと、前記チャンネルの一区間に設けられた融着構造物と、を含むバルブユニットの駆動方法であって、
前記バルブ物質チャンバー内の前記バルブ物質にエネルギーを加えることによって前記バルブ物質を溶融させること;
前記の溶融されたバルブ物質を前記融着構造物が形成された前記チャンネルの区間に流入させること;及び
前記チャンネルを融着・閉鎖するために、前記融着構造物が形成された前記チャンネルの区間に流入する前記バルブ物質を前記融着構造物の少なくとも融点で加熱することを含むことを特徴とする、請求項24に記載のバルブユニットの駆動方法。 - 前記バルブ物質は、相転移物質と、前記相転移物質に分散された微細発熱物質と、を含み、
前記バルブ物質を加熱することは、電磁エネルギーを前記バルブ物質に加えることによって前記微細発熱物質を加熱することを含むことを特徴とする、請求項25に記載のバルブユニットの駆動方法。 - 前記バルブ物質にエネルギーを加えることは、非接触式ヒーターを所定時間の間駆動し、前記バルブ物質を加熱することを含むことを特徴とする、請求項25に記載のバルブユニットの駆動方法。
- 前記バルブ物質にエネルギーを加えることは、光源から放出される電磁エネルギーを用いて前記バルブ物質を加熱することを含むことを特徴とする、請求項25に記載のバルブユニットの駆動方法。
- 前記融着構造物が形成された前記チャンネルの一区間の断面積が前記チャンネルの他の区間の断面積より狭いので、前記の溶融されたバルブ物質が毛細管現象によって流入することを特徴とする、請求項25に記載のバルブユニットの駆動方法。
- 流体の流れ通路をもたらすチャンネルと、
前記チャンネルを開閉するためのバルブユニットと、
電磁エネルギーを前記バルブユニットに照射するエネルギー源と、を含む微細流動装置であって、
前記バルブユニットは、
前記チャンネルと連通するバルブ物質チャンバーと、
相転移物質を含み、前記バルブ物質チャンバーに配置されたバルブ物質と、
前記チャンネル内に設けられ、前記チャンネル内に微細チャンネル部を形成する段差構造物と、
前記段差構造物に配置された融着構造物と、を含み、
前記エネルギー源は、電磁エネルギーを前記バルブユニットに照射し、前記バルブ物質チャンバー内の前記バルブ物質が溶融されることによって前記微細チャンネル部に流入し、前記微細チャンネル部に流入した前記バルブ物質は、加熱されて前記融着構造物を溶融させることによって前記チャンネルを閉鎖することを特徴とする微細流動装置。
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