JPH05312153A - マイクロポンプ及びその製造方法 - Google Patents
マイクロポンプ及びその製造方法Info
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- JPH05312153A JPH05312153A JP12073392A JP12073392A JPH05312153A JP H05312153 A JPH05312153 A JP H05312153A JP 12073392 A JP12073392 A JP 12073392A JP 12073392 A JP12073392 A JP 12073392A JP H05312153 A JPH05312153 A JP H05312153A
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- Japan
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- micropump
- diaphragm
- inlet
- outlet
- flow path
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロポンプの流路における気泡発生を防
止し、定量性に優れたマイクロポンプ及びその製造方法
を提供する。 【構成】 流路を表面グラフト処理する。該グラフト処
理はマイクロポンプの組立前あるいは組立後のいずれか
の工程で達成される。 【効果】 流路で気泡が発せず、定量性に優れたマイク
ロポンプを得た。その製造方法は、目的に応じて工程を
選択できる。
止し、定量性に優れたマイクロポンプ及びその製造方法
を提供する。 【構成】 流路を表面グラフト処理する。該グラフト処
理はマイクロポンプの組立前あるいは組立後のいずれか
の工程で達成される。 【効果】 流路で気泡が発せず、定量性に優れたマイク
ロポンプを得た。その製造方法は、目的に応じて工程を
選択できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体輸送用のマイクロ
ポンプに関する。とりわけ、微小量を一定流量で扱うこ
とのできるマイクロポンプに関する。
ポンプに関する。とりわけ、微小量を一定流量で扱うこ
とのできるマイクロポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、先端技術、医療の高度化等により
微小量の液体を高精度で定量的に扱えるマイクロポンプ
が必要とされるようになってきた。例えば、極微量の血
液を流す血液分析装置、極微量を注入できる注射器や投
薬システム、極微量の液体クロマトグラフィー用マイク
ロポンプ等である。
微小量の液体を高精度で定量的に扱えるマイクロポンプ
が必要とされるようになってきた。例えば、極微量の血
液を流す血液分析装置、極微量を注入できる注射器や投
薬システム、極微量の液体クロマトグラフィー用マイク
ロポンプ等である。
【０００３】これらのマイクロポンプの概略図を断面に
て図２に示す。図２で、圧電素子９を駆動することによ
りダイヤフラム１０を振動させると、液体は入口５から
吸入され密閉空間１１を経由して出口６から吐出され
る。密閉空間１１を構成する材料は樹脂等の材料を使う
ことも可能であるが、最近はシリコンテクノロジーのフ
ォトリソグラフィー技術を用いシリコン基板を加工した
ものやガラス等を用いたものが多い。
て図２に示す。図２で、圧電素子９を駆動することによ
りダイヤフラム１０を振動させると、液体は入口５から
吸入され密閉空間１１を経由して出口６から吐出され
る。密閉空間１１を構成する材料は樹脂等の材料を使う
ことも可能であるが、最近はシリコンテクノロジーのフ
ォトリソグラフィー技術を用いシリコン基板を加工した
ものやガラス等を用いたものが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの材料を
用いた密閉空間の全部もしくは一部は材料表面が疎水性
のため濡れにくく、液を充填した場合気泡が残る欠点が
ある。そのため吐出液の定量性に劣ったり、液がでなく
なるといった課題を有していた。
用いた密閉空間の全部もしくは一部は材料表面が疎水性
のため濡れにくく、液を充填した場合気泡が残る欠点が
ある。そのため吐出液の定量性に劣ったり、液がでなく
なるといった課題を有していた。
【０００５】そこで、本発明は従来のこのような課題を
解決するため、その目的とするところは流路となる密閉
空間部における気泡の発生を抑え、微小量を一定流量で
送ることが可能なマイクロポンプ及びその製造方法を提
供することにある。
解決するため、その目的とするところは流路となる密閉
空間部における気泡の発生を抑え、微小量を一定流量で
送ることが可能なマイクロポンプ及びその製造方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のマイクロポンプは、少なくとも入口と出口
を有しかつ一部が振動板である密閉空間、振動板を駆動
する圧電素子、これらを格納する少なくとも入口接続部
と出口接続部を有するケース、及び前記接続部に接続さ
れたチューブ等から成る流体輸送用ダイヤフラム型マイ
クロポンプにおいて、流体と接する流路部の全部もしく
は一部が表面グラフト処理されていることを特徴とす
る。また、本発明のマイクロポンプは、前記グラフト表
面が親水性高分子から成ることを特徴とする。また、本
発明のマイクロポンプは、前記ケースが樹脂製であるこ
とを特徴とする。また、本発明のマイクロポンプは、前
記ケースがポリカーボネート、あるいはポリサルフォ
ン、あるいはポリオレフィン、あるいはアクリル系樹脂
製であることを特徴とする。また、本発明のマイクロポ
ンプは、前記チューブが樹脂製であることを特徴とす
る。また、本発明のマイクロポンプは、前記チューブが
シリコン、あるいはポリ塩化ビニル、あるいはポリウレ
タン、あるいはテフロン製であることを特徴とする。ま
た、本発明のマイクロポンプは、前記流路部を形成する
接続部等のパッキングが親水性高分子で表面グラフトさ
れていることを特徴とする。また、本発明のマイクロポ
ンプは、前記パッキングがシリコンゴム製Ｏリング、あ
るいはポリウレタン製Ｏリングであることを特徴とす
る。
め、本発明のマイクロポンプは、少なくとも入口と出口
を有しかつ一部が振動板である密閉空間、振動板を駆動
する圧電素子、これらを格納する少なくとも入口接続部
と出口接続部を有するケース、及び前記接続部に接続さ
れたチューブ等から成る流体輸送用ダイヤフラム型マイ
クロポンプにおいて、流体と接する流路部の全部もしく
は一部が表面グラフト処理されていることを特徴とす
る。また、本発明のマイクロポンプは、前記グラフト表
面が親水性高分子から成ることを特徴とする。また、本
発明のマイクロポンプは、前記ケースが樹脂製であるこ
とを特徴とする。また、本発明のマイクロポンプは、前
記ケースがポリカーボネート、あるいはポリサルフォ
ン、あるいはポリオレフィン、あるいはアクリル系樹脂
製であることを特徴とする。また、本発明のマイクロポ
ンプは、前記チューブが樹脂製であることを特徴とす
る。また、本発明のマイクロポンプは、前記チューブが
シリコン、あるいはポリ塩化ビニル、あるいはポリウレ
タン、あるいはテフロン製であることを特徴とする。ま
た、本発明のマイクロポンプは、前記流路部を形成する
接続部等のパッキングが親水性高分子で表面グラフトさ
れていることを特徴とする。また、本発明のマイクロポ
ンプは、前記パッキングがシリコンゴム製Ｏリング、あ
るいはポリウレタン製Ｏリングであることを特徴とす
る。
【０００７】本発明のマイクロポンプの製造方法は、少
なくとも入口と出口を有しかつ一部が振動板である密閉
空間、振動板を駆動する圧電素子、これらを格納する少
なくとも入口接続部と出口接続部を有するケース、及び
前記接続部に接続されたチューブ等から成る流体輸送用
ダイヤフラム型マイクロポンプの製造方法が、（ａ）マ
イクロポンプ構成要素のうち、流路部となる部分の表面
に重合開始点を導入する工程と、（ｂ）重合開始点から
親水性モノマーを表面グラフト重合する工程と、（ｃ）
マイクロポンプ構成要素を組立てる工程とからなること
を特徴とする。また、本発明のマイクロポンプの製造方
法は、前記（ａ）工程の重合開始点の導入工程におい
て、重合開始点の導入が、プラズマ処理によってなされ
ることを特徴とする。また、本発明のマイクロポンプの
製造方法は、少なくとも入口と出口を有しかつ一部が振
動板である密閉空間、振動板を駆動する圧電素子、これ
らを格納する少なくとも入口接続部と出口接続部を有す
るケース、及び前記接続部に接続されたチューブ等から
成る流体輸送用ダイヤフラム型マイクロポンプの製造方
法が、（ａ）マイクロポンプ構成要素を組立て、流路部
を形成する工程と、（ｂ）流路部に重合開始点を導入す
る工程と、（ｃ）重合開始点から親水性モノマーを表面
グラフト重合する工程とからなることを特徴とする。ま
た、本発明のマイクロポンプの製造方法は、前記（ｂ）
工程の重合開始点の導入工程において、重合開始点の導
入が、オゾンガス処理によってなされることを特徴とす
る。
なくとも入口と出口を有しかつ一部が振動板である密閉
空間、振動板を駆動する圧電素子、これらを格納する少
なくとも入口接続部と出口接続部を有するケース、及び
前記接続部に接続されたチューブ等から成る流体輸送用
ダイヤフラム型マイクロポンプの製造方法が、（ａ）マ
イクロポンプ構成要素のうち、流路部となる部分の表面
に重合開始点を導入する工程と、（ｂ）重合開始点から
親水性モノマーを表面グラフト重合する工程と、（ｃ）
マイクロポンプ構成要素を組立てる工程とからなること
を特徴とする。また、本発明のマイクロポンプの製造方
法は、前記（ａ）工程の重合開始点の導入工程におい
て、重合開始点の導入が、プラズマ処理によってなされ
ることを特徴とする。また、本発明のマイクロポンプの
製造方法は、少なくとも入口と出口を有しかつ一部が振
動板である密閉空間、振動板を駆動する圧電素子、これ
らを格納する少なくとも入口接続部と出口接続部を有す
るケース、及び前記接続部に接続されたチューブ等から
成る流体輸送用ダイヤフラム型マイクロポンプの製造方
法が、（ａ）マイクロポンプ構成要素を組立て、流路部
を形成する工程と、（ｂ）流路部に重合開始点を導入す
る工程と、（ｃ）重合開始点から親水性モノマーを表面
グラフト重合する工程とからなることを特徴とする。ま
た、本発明のマイクロポンプの製造方法は、前記（ｂ）
工程の重合開始点の導入工程において、重合開始点の導
入が、オゾンガス処理によってなされることを特徴とす
る。
【０００８】以下、実施例により本発明の詳細を示す。
【０００９】
（実施例１）ポリカーボネート基板、ポリサルフォン基
板、ポリオレフィン基板、アクリル基板、シリコン基
板、ポリ塩化ビニル基板、ポリウレタン基板、テフロン
基板を用意した。これらの基板表面の水接触角を測定し
たところ、いずれも８０度以上と高く、水濡れ性はきわ
めて悪かった。これらの基板をプラズマ発生装置内に入
れ、酸素プラズマ処理を行なった。処理条件は、酸素分
圧０．１ｔｏｒｒ、電離度０．００１、処理時間は１分
であった。プラズマ処理後各基板を１０％アクリルアミ
ド水溶液に浸漬し、十分脱気後６０℃に加熱し１時間表
面グラフト重合反応を行なった。重合反応後基板を取り
出し表面を水洗してから再度水接触角の測定を行なっ
た。いずれの基板も、水接触角は２０度以下であり、ポ
リアクリルアミドが表面グラフトし、親水性が付与され
たことがわかった。
板、ポリオレフィン基板、アクリル基板、シリコン基
板、ポリ塩化ビニル基板、ポリウレタン基板、テフロン
基板を用意した。これらの基板表面の水接触角を測定し
たところ、いずれも８０度以上と高く、水濡れ性はきわ
めて悪かった。これらの基板をプラズマ発生装置内に入
れ、酸素プラズマ処理を行なった。処理条件は、酸素分
圧０．１ｔｏｒｒ、電離度０．００１、処理時間は１分
であった。プラズマ処理後各基板を１０％アクリルアミ
ド水溶液に浸漬し、十分脱気後６０℃に加熱し１時間表
面グラフト重合反応を行なった。重合反応後基板を取り
出し表面を水洗してから再度水接触角の測定を行なっ
た。いずれの基板も、水接触角は２０度以下であり、ポ
リアクリルアミドが表面グラフトし、親水性が付与され
たことがわかった。
【００１０】この結果、ポリカーボネート、ポリサルフ
ォン、ポリオレフィン、アクリル、シリコン、ポリ塩化
ビニル、ポリウレタン、テフロンをマイクロポンプの流
路部の構成材料として用いれば、流路部を表面グラフト
することにより親水化できることが判明した。
ォン、ポリオレフィン、アクリル、シリコン、ポリ塩化
ビニル、ポリウレタン、テフロンをマイクロポンプの流
路部の構成材料として用いれば、流路部を表面グラフト
することにより親水化できることが判明した。
【００１１】また、材料をこれらに限定することなく、
表面グラフトにより親水化できるものであれば有機材
料、無機材料を問わずマイクロポンプの構成材料として
利用できる。
表面グラフトにより親水化できるものであれば有機材
料、無機材料を問わずマイクロポンプの構成材料として
利用できる。
【００１２】（実施例２）ポリカーボネート基板、ポリ
サルフォン基板、ポリオレフィン基板、アクリル基板、
シリコン基板、ポリ塩化ビニル基板、ポリウレタン基
板、テフロン基板を用意した。これらの基板表面の水接
触角を測定したところ、いずれも８０度以上と高く、水
濡れ性はきわめて悪かった。これらの基板をプラズマ発
生装置内に入れ、アルゴンプラズマ処理を行なった。処
理条件は、アルゴン分圧０．１ｔｏｒｒ、電離度０．０
０１、処理時間は５分であった。プラズマ処理後各基板
大気中に曝しこれを１０％アクリルアミド水溶液に浸漬
した。硝酸二アンモニウムセリウム（ＩＶ）を０．１ｗ
ｔ％の割合で添加した後、常圧下で６０℃に加熱し１時
間表面グラフト重合反応を行なった。重合反応後基板を
取り出し表面を水洗してから再度水接触角の測定を行な
った。いずれの基板も、水接触角は２０度以下であり、
ポリアクリルアミドが表面グラフトし、親水性が付与さ
れたことがわかった。
サルフォン基板、ポリオレフィン基板、アクリル基板、
シリコン基板、ポリ塩化ビニル基板、ポリウレタン基
板、テフロン基板を用意した。これらの基板表面の水接
触角を測定したところ、いずれも８０度以上と高く、水
濡れ性はきわめて悪かった。これらの基板をプラズマ発
生装置内に入れ、アルゴンプラズマ処理を行なった。処
理条件は、アルゴン分圧０．１ｔｏｒｒ、電離度０．０
０１、処理時間は５分であった。プラズマ処理後各基板
大気中に曝しこれを１０％アクリルアミド水溶液に浸漬
した。硝酸二アンモニウムセリウム（ＩＶ）を０．１ｗ
ｔ％の割合で添加した後、常圧下で６０℃に加熱し１時
間表面グラフト重合反応を行なった。重合反応後基板を
取り出し表面を水洗してから再度水接触角の測定を行な
った。いずれの基板も、水接触角は２０度以下であり、
ポリアクリルアミドが表面グラフトし、親水性が付与さ
れたことがわかった。
【００１３】この結果、ポリカーボネート、ポリサルフ
ォン、ポリオレフィン、アクリル、シリコン、ポリ塩化
ビニル、ポリウレタン、テフロンをマイクロポンプの流
路部の構成材料として用いれば、流路部を表面グラフト
することにより親水化できることが判明した。
ォン、ポリオレフィン、アクリル、シリコン、ポリ塩化
ビニル、ポリウレタン、テフロンをマイクロポンプの流
路部の構成材料として用いれば、流路部を表面グラフト
することにより親水化できることが判明した。
【００１４】また、材料をこれらに限定することなく、
表面グラフトにより親水化できるものであれば有機材
料、無機材料を問わずマイクロポンプの構成材料として
利用できる。
表面グラフトにより親水化できるものであれば有機材
料、無機材料を問わずマイクロポンプの構成材料として
利用できる。
【００１５】（実施例３）ポリカーボネート基板、ポリ
サルフォン基板、ポリオレフィン基板、アクリル基板、
シリコン基板、ポリ塩化ビニル基板、ポリウレタン基
板、テフロン基板を用意した。これらの基板表面の水接
触角を測定したところ、いずれも８０度以上と高く、水
濡れ性はきわめて悪かった。これらの基板表面をオゾン
ガスに５分間曝した。オゾン処理後各基板を１０％アク
リルアミド水溶液に浸漬した。硝酸二アンモニウムセリ
ウム（ＩＶ）を０．１ｗｔ％の割合で添加した後、常圧
下で６０℃に加熱し１時間表面グラフト重合反応を行な
った。重合反応後基板を取り出し表面を水洗してから再
度水接触角の測定を行なった。いずれの基板も、水接触
角は２０度以下であり、ポリアクリルアミドが表面グラ
フトし、親水性が付与されたことがわかった。
サルフォン基板、ポリオレフィン基板、アクリル基板、
シリコン基板、ポリ塩化ビニル基板、ポリウレタン基
板、テフロン基板を用意した。これらの基板表面の水接
触角を測定したところ、いずれも８０度以上と高く、水
濡れ性はきわめて悪かった。これらの基板表面をオゾン
ガスに５分間曝した。オゾン処理後各基板を１０％アク
リルアミド水溶液に浸漬した。硝酸二アンモニウムセリ
ウム（ＩＶ）を０．１ｗｔ％の割合で添加した後、常圧
下で６０℃に加熱し１時間表面グラフト重合反応を行な
った。重合反応後基板を取り出し表面を水洗してから再
度水接触角の測定を行なった。いずれの基板も、水接触
角は２０度以下であり、ポリアクリルアミドが表面グラ
フトし、親水性が付与されたことがわかった。
【００１６】この結果、ポリカーボネート、ポリサルフ
ォン、ポリオレフィン、アクリル、シリコン、ポリ塩化
ビニル、ポリウレタン、テフロンをマイクロポンプの流
路部の構成材料として用いれば、流路部を表面グラフト
することにより親水化できることが判明した。
ォン、ポリオレフィン、アクリル、シリコン、ポリ塩化
ビニル、ポリウレタン、テフロンをマイクロポンプの流
路部の構成材料として用いれば、流路部を表面グラフト
することにより親水化できることが判明した。
【００１７】また、材料をこれらに限定することなく、
表面グラフトにより親水化できるものであれば有機材
料、無機材料を問わずマイクロポンプの構成材料として
利用できる。
表面グラフトにより親水化できるものであれば有機材
料、無機材料を問わずマイクロポンプの構成材料として
利用できる。
【００１８】（実施例４）内径１ｍｍ、外径２ｍｍ、長
さ５００ｍｍのシリコン製のチューブを用意した。チュ
ーブにオゾンガスを流し内壁処理を行ない、引き続き実
施例３と同様の方法で本チューブの内壁をグラフト処理
した。内壁グラフト処理を施した後、これをマイクロチ
ューブポンプ（東京理科機械製、ＭＰ−３型）にセット
し純水の液送試験を行なった。ポンプ流量を１０．０ｍ
ｌ／分に設定し、１０分間液送を行なった後、チューブ
末端より流出する純水を１分毎に回収し、その容積を量
った。表３には回収をはじめてから１０分間の流量変化
を示す。本発明による試料（試料１）と併せて未処理の
シリコン製チューブ（比較例１）についても同様の評価
を行なった。表３より明らかなように、試料１を介して
流出してくる純水の流量は一定で、ポンプの設定値に忠
実であることがわかった。液送試験中チューブ内の観察
を行なったが、チューブ内には全く気泡が存在せず、そ
のために安定した定流量の液送が可能であったことが判
明した。一方比較例１については流量に著しい変動が認
められる。液送試験中チューブ内の観察を行なったとこ
ろ、チューブ内のいたるところに気泡が発生しており、
これが原因で一定流量の液送が困難であったことが判明
した。以上よりチューブ内壁のグラフト親水化処理によ
って内壁の水濡れ性が向上し、流路の気泡排出効果が付
与され、従来よりも安定した定流量の液送が可能となっ
た。
さ５００ｍｍのシリコン製のチューブを用意した。チュ
ーブにオゾンガスを流し内壁処理を行ない、引き続き実
施例３と同様の方法で本チューブの内壁をグラフト処理
した。内壁グラフト処理を施した後、これをマイクロチ
ューブポンプ（東京理科機械製、ＭＰ−３型）にセット
し純水の液送試験を行なった。ポンプ流量を１０．０ｍ
ｌ／分に設定し、１０分間液送を行なった後、チューブ
末端より流出する純水を１分毎に回収し、その容積を量
った。表３には回収をはじめてから１０分間の流量変化
を示す。本発明による試料（試料１）と併せて未処理の
シリコン製チューブ（比較例１）についても同様の評価
を行なった。表３より明らかなように、試料１を介して
流出してくる純水の流量は一定で、ポンプの設定値に忠
実であることがわかった。液送試験中チューブ内の観察
を行なったが、チューブ内には全く気泡が存在せず、そ
のために安定した定流量の液送が可能であったことが判
明した。一方比較例１については流量に著しい変動が認
められる。液送試験中チューブ内の観察を行なったとこ
ろ、チューブ内のいたるところに気泡が発生しており、
これが原因で一定流量の液送が困難であったことが判明
した。以上よりチューブ内壁のグラフト親水化処理によ
って内壁の水濡れ性が向上し、流路の気泡排出効果が付
与され、従来よりも安定した定流量の液送が可能となっ
た。
【００１９】ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、及びテフ
ロン製のチューブについても実験したところ、同様の結
果が得られ、これらのチューブはマイクロポンプに接続
して使用できることが判明した。
ロン製のチューブについても実験したところ、同様の結
果が得られ、これらのチューブはマイクロポンプに接続
して使用できることが判明した。
【００２０】また、材料をこれらに限定することなく、
表面グラフトにより内壁の親水化ができるものであれば
有機材料、無機材料を問わずマイクロポンプ用チューブ
として利用できる。
表面グラフトにより内壁の親水化ができるものであれば
有機材料、無機材料を問わずマイクロポンプ用チューブ
として利用できる。
【００２１】
【表１】
【００２２】（実施例５）内径１ｍｍ、外径２ｍｍのポ
リウレタン製Ｏリングの表面をポリアクリルアミドでグ
ラフト親水化処理を行なった。このＯリングを介して２
本の内壁グラフト親水化済みポリ塩化ビニルチューブ
（内径１ｍｍ、外径２ｍｍ、長さ５００ｍｍ）をつな
ぎ、実施例４と同様な液送試験を行なったところ、Ｏリ
ング近傍を含むチューブ内には全く気泡が存在せず、そ
のために安定した定流量の液送が可能であった。一方、
表面処理を施していないポリウレタン製Ｏリングを使っ
て同様の液送試験を行なったところ、Ｏリング近傍に気
泡が発生し定流量の維持が困難であった。
リウレタン製Ｏリングの表面をポリアクリルアミドでグ
ラフト親水化処理を行なった。このＯリングを介して２
本の内壁グラフト親水化済みポリ塩化ビニルチューブ
（内径１ｍｍ、外径２ｍｍ、長さ５００ｍｍ）をつな
ぎ、実施例４と同様な液送試験を行なったところ、Ｏリ
ング近傍を含むチューブ内には全く気泡が存在せず、そ
のために安定した定流量の液送が可能であった。一方、
表面処理を施していないポリウレタン製Ｏリングを使っ
て同様の液送試験を行なったところ、Ｏリング近傍に気
泡が発生し定流量の維持が困難であった。
【００２３】シリコンゴム製Ｏリングに対しても同様の
結果が得られたが、材料をこれらに限定することなく、
表面グラフトにより表面の親水化ができるものであれば
有機材料、無機材料を問わずマイクロポンプ用の接続部
等のパッキングとして利用できる。
結果が得られたが、材料をこれらに限定することなく、
表面グラフトにより表面の親水化ができるものであれば
有機材料、無機材料を問わずマイクロポンプ用の接続部
等のパッキングとして利用できる。
【００２４】（実施例６）一般的なマイクロポンプの概
略図を断面にて図２に示す。図２で、圧電素子９を駆動
することによりダイヤフラム１０を振動させると、液体
は入口５から吸入され密閉空間１１を経由して出口６か
ら吐出される。密閉空間１１を含む流路部の表面グラフ
ト処理を以下の方法で行なった。
略図を断面にて図２に示す。図２で、圧電素子９を駆動
することによりダイヤフラム１０を振動させると、液体
は入口５から吸入され密閉空間１１を経由して出口６か
ら吐出される。密閉空間１１を含む流路部の表面グラフ
ト処理を以下の方法で行なった。
【００２５】マイクロポンプ構成要素を組立てる前に、
流路部の一部に実施例１の方法でポリアクリルアミドを
表面グラフトした。ここでは入口５及び出口６に通じる
チューブ１３（ポリ塩化ビニル製）、Ｏリング１２（ポ
リウレタン製）、ケースＡ１（ポリカーボネート製）の
それぞれ流路部となるところにグラフト処理を施した。
流路部の他の部分はプラズマ処理により親水化を施し
た。しかるのち、マイクロポンプ構成要素を組立てた。
このようにして得られた本発明によるマイクロポンプの
断面図を図１に示す。図１で斜線部の領域１００がグラ
フト処理により親水化された箇所である。実際にマイク
ロポンプを駆動させ純水を流したところ流路には全く気
泡が発生せず、極めて高精度な定流量ポンプを実現でき
た。
流路部の一部に実施例１の方法でポリアクリルアミドを
表面グラフトした。ここでは入口５及び出口６に通じる
チューブ１３（ポリ塩化ビニル製）、Ｏリング１２（ポ
リウレタン製）、ケースＡ１（ポリカーボネート製）の
それぞれ流路部となるところにグラフト処理を施した。
流路部の他の部分はプラズマ処理により親水化を施し
た。しかるのち、マイクロポンプ構成要素を組立てた。
このようにして得られた本発明によるマイクロポンプの
断面図を図１に示す。図１で斜線部の領域１００がグラ
フト処理により親水化された箇所である。実際にマイク
ロポンプを駆動させ純水を流したところ流路には全く気
泡が発生せず、極めて高精度な定流量ポンプを実現でき
た。
【００２６】一方、流路の処理を施していない従来のマ
イクロポンプで同様の試験をしたところ、流路のいたる
ところ（特にＯリング１２の近傍）で気泡が発生し、定
流量の維持が困難であった。
イクロポンプで同様の試験をしたところ、流路のいたる
ところ（特にＯリング１２の近傍）で気泡が発生し、定
流量の維持が困難であった。
【００２７】（実施例７）先ず図２の如くマイクロポン
プ構成要素を組立てた。しかるのち、実施例４で示した
要領で密閉空間１１を含む流路部の表面グラフト処理を
行なった。即ち、入口５よりオゾンガスを導入し流路に
重合開始点を生成した後、アクリルアミドをグラフト重
合することにより流路の親水化が達成された。
プ構成要素を組立てた。しかるのち、実施例４で示した
要領で密閉空間１１を含む流路部の表面グラフト処理を
行なった。即ち、入口５よりオゾンガスを導入し流路に
重合開始点を生成した後、アクリルアミドをグラフト重
合することにより流路の親水化が達成された。
【００２８】実際にマイクロポンプを駆動させ純水を流
したところ流路には全く気泡が発生せず、極めて高精度
な定流量ポンプを実現できた。
したところ流路には全く気泡が発生せず、極めて高精度
な定流量ポンプを実現できた。
【００２９】一方、流路の処理を施していない従来のマ
イクロポンプで同様の試験をしたところ、流路のいたる
ところ（特にＯリング１２の近傍）で気泡が発生し、定
流量の維持が困難であった。
イクロポンプで同様の試験をしたところ、流路のいたる
ところ（特にＯリング１２の近傍）で気泡が発生し、定
流量の維持が困難であった。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のマイクロポ
ンプは、その流路が表面グラフト処理により親水化され
ているので気泡が発生せず極めて高精度な定流量ポンプ
を実現できた。また、親水化の効果もその構造から明ら
かなように恒久的に持続するため、長期間安定した動作
が保証される。
ンプは、その流路が表面グラフト処理により親水化され
ているので気泡が発生せず極めて高精度な定流量ポンプ
を実現できた。また、親水化の効果もその構造から明ら
かなように恒久的に持続するため、長期間安定した動作
が保証される。
【００３１】また、本発明のマイクロポンプの製造方法
は大別して、マイクロポンプの組立前に流路部をグラフ
ト親水化する方法と、マイクロポンプの組立後に流路部
をグラフト親水化する方法の二種類あるが、前者はグラ
フトすべき部位を任意に選択できる等のメリットを有
し、後者は従来のマイクロポンプの製造工程の延長線上
でグラフと処理が可能なため極めて簡便かつ経済的な製
造方法である。
は大別して、マイクロポンプの組立前に流路部をグラフ
ト親水化する方法と、マイクロポンプの組立後に流路部
をグラフト親水化する方法の二種類あるが、前者はグラ
フトすべき部位を任意に選択できる等のメリットを有
し、後者は従来のマイクロポンプの製造工程の延長線上
でグラフと処理が可能なため極めて簡便かつ経済的な製
造方法である。
【図１】 本発明のマイクロポンプの概略を示す断面図
である。
である。
【図２】 従来のマイクロポンプの概略を示す断面図で
ある。
ある。
１ ケースＡ ２ ケースＢ ３ 下ガラス基板 ４ 上ガラス基板 ５ 入口 ６ 出口 ７ 入力弁 ８ 出力弁 ９ 圧電素子 １０ ダイヤフラム １１ 密閉空間 １２ Ｏリング １３ チューブ １００ 表面グラフト処理部
Claims (12)
- 【請求項１】 少なくとも入口と出口を有しかつ一部が
振動板である密閉空間、振動板を駆動する圧電素子、こ
れらを格納する少なくとも入口接続部と出口接続部を有
するケース、及び前記接続部に接続されたチューブ等か
ら成る流体輸送用ダイヤフラム型マイクロポンプにおい
て、流体と接する流路部の全部もしくは一部が表面グラ
フト処理されていることを特徴とするマイクロポンプ。 - 【請求項２】 グラフト表面が親水性高分子から成るこ
とを特徴とする請求項１記載のマイクロポンプ。 - 【請求項３】 ケースが樹脂製であることを特徴とする
請求項１、請求項２記載のマイクロポンプ。 - 【請求項４】 ケースがポリカーボネート、あるいはポ
リサルフォン、あるいはポリオレフィン、あるいはアク
リル系樹脂製であることを特徴とする請求項３記載のマ
イクロポンプ。 - 【請求項５】 チューブが樹脂製であることを特徴とす
る請求項１、請求項２記載のマイクロポンプ。 - 【請求項６】 チューブがシリコン、あるいはポリ塩化
ビニル、あるいはポリウレタン、あるいはテフロン製で
あることを特徴とする請求項５記載のマイクロポンプ。 - 【請求項７】 流路部を形成する接続部等のパッキング
が親水性高分子で表面グラフトされていることを特徴と
する請求項１、請求項２記載のマイクロポンプ。 - 【請求項８】 パッキングがシリコンゴム製Ｏリング、
あるいはポリウレタン製Ｏリングであることを特徴とす
る請求項７記載のマイクロポンプ。 - 【請求項９】 少なくとも入口と出口を有しかつ一部が
振動板である密閉空間、振動板を駆動する圧電素子、こ
れらを格納する少なくとも入口接続部と出口接続部を有
するケース、及び前記接続部に接続されたチューブ等か
ら成る流体輸送用ダイヤフラム型マイクロポンプの製造
方法が、（ａ）マイクロポンプ構成要素のうち、流路部
となる部分の表面に重合開始点を導入する工程と、
（ｂ）重合開始点から親水性モノマーを表面グラフト重
合する工程と、（ｃ）マイクロポンプ構成要素を組立て
る工程とからなることを特徴とするマイクロポンプの製
造方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の（ａ）工程の重合開始
点の導入が、プラズマ処理によってなされることを特徴
とするマイクロポンプの製造方法。 - 【請求項１１】 少なくとも入口と出口を有しかつ一部
が振動板である密閉空間、振動板を駆動する圧電素子、
これらを格納する少なくとも入口接続部と出口接続部を
有するケース、及び前記接続部に接続されたチューブ等
から成る流体輸送用ダイヤフラム型マイクロポンプの製
造方法が、（ａ）マイクロポンプ構成要素を組立て、流
路部を形成する工程と、（ｂ）流路部に重合開始点を導
入する工程と、（ｃ）重合開始点から親水性モノマーを
表面グラフト重合する工程とからなることを特徴とする
マイクロポンプの製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の（ｂ）工程の重合開
始点の導入が、オゾンガス処理によってなされることを
特徴とするマイクロポンプの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12073392A JPH05312153A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | マイクロポンプ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12073392A JPH05312153A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | マイクロポンプ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312153A true JPH05312153A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=14793645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12073392A Pending JPH05312153A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | マイクロポンプ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05312153A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000012313A1 (fr) | 1998-08-27 | 2000-03-09 | Seiko Epson Corporation | Structure hydrophile, tete d'impression a jet d'encre, procede de production de celles-ci, imprimante a jet d'encre et autres elements structurels |
| JP2009056320A (ja) * | 2008-10-20 | 2009-03-19 | Seiko Epson Corp | 流体噴射装置および手術器具 |
| US11584127B2 (en) | 2020-07-31 | 2023-02-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head and method for manufacturing the same |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP12073392A patent/JPH05312153A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000012313A1 (fr) | 1998-08-27 | 2000-03-09 | Seiko Epson Corporation | Structure hydrophile, tete d'impression a jet d'encre, procede de production de celles-ci, imprimante a jet d'encre et autres elements structurels |
| JP2009056320A (ja) * | 2008-10-20 | 2009-03-19 | Seiko Epson Corp | 流体噴射装置および手術器具 |
| US11584127B2 (en) | 2020-07-31 | 2023-02-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head and method for manufacturing the same |
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