KR102241787B1 - 결합 기재들을 형성하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

결합 기재들을 형성하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR102241787B1
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Abstract

두 기재들을 결합시키는 장치는 제1 롤러, 제1 롤러와 닙을 형성하는 제2 롤러, 제1 기재 및 제2 기재가 동시에 닙을 통과하도록 이동시키는 기재 이송구 및 제어기를 포함한다. 제어기는, 기재 이송구를 작동시켜 제1 기재 및 제2 기재를 동시에 닙에 통과시키되, 제1 기재 제1 면에 있는 소수성 물질의 패턴은 제2 기재 제1 면과 체결된다. 제1 기재는 제1 롤러와 체결되고, 이는 제2 롤러보다 더 높은 온도를 가지고, 소수성 물질은 제1 및 제2 기재들을 관통하여 기재들을 함께 결합시킨다.

Description

결합 기재들을 형성하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FORMING BONDED SUBSTRATES}
본 발명은 포괄적으로 기재를 함께 결합하는 시스템 및 방법 및, 더욱 상세하게는, 다층 화학적 분석 또는 생체의료용 검사 기구 형성을 위하여 종이 기재의 층들을 결합하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종이-기반 화학분석기구는 종이 기재, 종이에 유체 채널들 및 기타 유체 구조체를 형성하는 왁스, 및 하나 이상의 시약들을 포함한다. 일반적인 예시의 종이-기반 화학분석기구는 종이로 제조되고 검사 유체 예컨대 혈액, 소변 및 타액에서 생화학적 분석 및 진단을 수행하는 생체의료용 검사 기구를 포함한다. 본 기구는 소형, 경량 및 저비용이고 몇 가지 예를들면 건강관리, 군사 및 국가안보에 있어서 진단 기구로서 잠재적 적용을 가진다.
많은 종이-기반 진단 기구는 다중 종이 층들로 형성되고, 여기에는 화학 시약들 및 소수성 물질, 예컨대 왁스 또는 상-변화 잉크가 매몰되어, 채널들을 형성하고 다공성 종이를 통해 생물학적 유체 확산을 하나 이상의 부위로 안내하여 화학 시약들은 생물학적 유체와 반응되어 분석을 수행한다. 적합하게 정렬되면, 다중 종이 층들은 센서에서 검사 부위에 이르는 유체에 대한3차원 경로가 형성되고, 단일 종이 층에서 2차원 배열과 비교하여 주어진 크기로 기구에서 상이한 분석을 위한 더욱 많은 수의 검사 부위들이 형성될 수 있다. 또한, 검사 기구에서 일부 화학물질들은 공기 또는 기타 환경 오염물과 반응한다. 임의선택적으로 왁스 또는 다른 소수성 물질로 코팅된 다중 종이 층들은, 검사 기구 일부를 환경과 격리시켜 오염을 방지할 수 있다.
종이 또는 다른 기재의 다중 층들로 형성되는 현존 생체의료용 기구는 다중 기재 층들을 함께 부착하기 위하여 기재들 사이에 개재되는 접착제 층들을 이용한다. 예를들면, 도 6은 다중 접착필름 층들 (508A - 508C)로 함께 결합되는 다중 종이 층들 (504A - 504D)의 분해도를 도시한 것이다. 각각의 접착필름 층은, 예를들면, 양면 접착 테이프이다. 접착필름 층들은 홀들, 채널들, 및 기타 개구들을 포함하여 일 기재 층으로부터 액체는 접착제 재료를 통하여 또 다른 기재 층에 도달될 수 있다. 예를들면, 층 (504A)의 영역 (520)에 인가되는 유체는 접착제 층 (508A)의 상응하는 개구 (524)를 통과하여 기재 층 (504B)의 상응하는 유체 채널 영역 (528)에 도달될 수 있다.
선행 생체의료용 기구에서 사용되는 별도의 접착제 층들은 제조 공정 및 생체의료용 센서로서 사용하는 과정에서 단점들이 존재한다. 제작 과정에서, 접착제 층들은 접착제를 둘러싸는 2개의 기재 층들의 개구들과 크기, 형상 및 위치가 일치하는 개구들이 형성되어야 한다. 개구 형성 및 접착제 층과 기재 층들의 정렬은 제조 공정을 더욱 복잡하게 한다. 사용 도중, 생체의료용 센서는 상이한 생물학적 유체를 수용한다. 일부 경우들에서, 생물학적 유체는 접착제 층들의 접착제 물질과 화학적으로 반응한다. 유체 및 접착제 간의 반응으로 생체의료용 센서는 오염되고 분석 결과 정확성을 떨어진다.
따라서, 다중-층 생체의료용 센서 및 기타 다중-층 기구에 대한 개선된 생산 공정 및 구조체는 유익할 것이다.
기재 결합을 제어하는 상기 장치의 양태들 및 기타 특징부들은 첨부 도면들을 참조하여 하기된다.
도 1은 기재 중 하나에 적층되는 소수성 물질로 2 기재들을 함께 결합시키는 장치를 도시한 것이다.
도 2 는 도 1의 장치 닙에서 2 기재들이 결합될 때 액상의 소수성 물질 유동을 도시한 것이다.
도 3A는 기재 표면에 형성되는 소수성 물질로 함께 결합되는 다수의 기재를 포함하는 다중-층 생체의료용 검사 기구의 분해도이다.
도 3B는 종이 기재를 통과하는 유체 확산을 제어하는 채널들을 형성하는 소수성 물질로 도포된 다중 개별 종이 기재로부터 다중-층 생체의료용 검사 기구를 형성하는 과정을 도시한 것이다.
도 4는 소수성 물질을 이용하여 다중 기재를 함께 결합하는 공정의 블록도이다.
도 5는 제1 기재에 결합된 다른 기재를 제거한 후 제1 기재에 대한 소수성 물질 관통을 보이는 도면이다.
도 6은 중간 접착제 층들로 함께 결합되는 생체의료용 검사 기구의 층들을 보이는 선행기술이다.
본원에 개시된 시스템 및 방법에 대한 환경 및 시스템 및 방법에 대한 상세를 포괄적으로 이해하기 위하여, 도면이 참조된다. 도면에서, 동일한 도면부호는 동일한 요소를 지칭하기 위하여 사용된다. 본원에서 사용되는, 용어 “프린터”는 매체에 착색제로 화상을 형성하는 임의의 장치, 예컨대 디지털 복사기, 제본기, 팩스기, 복합기, 또는 기타 등을 포함한다. 하기 설명에서, 프린터는 용융 왁스, 상-변화 잉크, 또는 기타 소수성 물질을 다공성 기재, 예컨대 종이에 적층하도록 구성된다. 프린터는 임의선택적으로 온도 구배 및 압력을 기재에 인가하여 소수성 물질을 분산시키고 소수성 물질이 다공성 기재에 관통하여 기재를 통과하는 물을 포함한 액체의 모세관 유동을 제어하는 채널들 및 장벽을 형성한다.
본원에서 사용되는, 용어 “친수성 물질” 및 “친수성 기재”란 물을 흡수하고 모세관 작용으로 확산시킬 수 있는 물질을 의미한다. 일반적인 하나의 예시적 친수성 기재는 종이, 예컨대 셀룰로오스 여과지, 크로마토그래피 종이, 또는 임의의 기타 적합한 타입의 종이를 포함한다. 친수성 기재는 물 및 기타 생물학적 유체, 예컨대 혈액, 소변, 타액, 및 기타 생물학적 유체를 기재 내부로 확산시킬 수 있는 다공성 물질로 형성된다. 하기되는 바와 같이, 소수성 물질은 친수성 기재 내부에 매몰되어 채널 및 기타 구조체를 형성하고 친수성 기재를 통과하는 유체 확산을 제어한다.
본원에서 사용되는, 용어 “소수성 물질”은 물 부착에 저항하는 임의의 물질을 의미하고 모세관 작용을 통한 물 흐름에 실질적으로 불침투성이다. 다공성 기재, 예컨대 종이에 매몰될 때, 소수성 물질은 소수성 물질을 포함하는 기재 일부에 대한 물 흐름 확산을 방지하는 장벽으로 기능한다. 또한 소수성 물질은 물을 포함한 많은 유체, 예컨대 혈액, 소변, 타액, 및 기타 생물학적 유체에 대하여 장벽으로 작용한다. 하기되는 바와 같이, 소수성 물질은 다공성 기재에 내장되어 제한되지 않지만 유체 장벽 및 유체 채널 벽 및 기타 요소들을 형성하고 기재를 통과하는 액체의 모세관 확산을 제어한다. 하나의 실시태양에서, 기재는 또한 유체 샘플의 다양한 특성을 검사하기 위하여 사용되는 생화학적 시약들을 포함한다. 소수성 물질은 채널들을 형성하여 유체를 화학적 시약들이 적층되는 기재의 상이한 지점들로 유도한다. 소수성 물질 및 유체 간의 화학 반응을 감소시키거나 제거하기 위하여 또한 소수성 물질은 채널의 유체에 대하여 실질적으로 화학적으로 불활성이다. 단일 유체 샘플이 기재 중의 채널들에 확산되어 기재의 상이한 지점들에 있는 상이한 시약들과 반응하여 단일 유체 샘플에 대한 다중 생화학적 검사를 수행할 수 있는 간단하고 저렴한 기구를 제공할 수 있다
본원에서 사용되는, 용어 “상-변화 물질”이란 실온 및 표준 대기압 (예를들면 20℃ 및 1 기압)에서 고체상이고 상승 온도 및/또는 압력에서 액상인 소수성 물질 형태를 언급하는 것이다. 본원에 사용되는 예시적 상-변화 물질은 왁스 및 상-변화 잉크를 포함한다. 본원에서 사용되는, 용어 “상-변화 잉크”는 실온에서 실질적으로 고체이지만 상승 온도에서 연화되고 액화되는 잉크 유형의 소수성 상-변화 물질을 지칭한다. 일부 잉크젯 프린터는 액화 상-변화 잉크 방울들을 간접 화상 수용 표면, 예컨대 회전 드럼 또는 무한 벨트에 분사하여, 잉크 잠상을 형성한다. 잉크 잠상은 기재, 예컨대 종이 시트로 전달된다. 기타 잉크젯 프린터는 잉크 방울들을 직접 인쇄 매체, 예컨대 종이 시트 또는 긴 종이 롤에 분사한다. 액체 상태에서, 상-변화 물질은 다공성 기재, 예컨대 종이를 관통할 수 있다. 친수성 기재에서 유체 채널들 및 기타 소수성 구조체 형성에 사용될 수 있는 적합한 상-변화 잉크의 예시로는 제록스 주식회사 (Norwalk, Connecticut)에서 상업적으로 판매되는 고체 잉크를 포함한다.
하기되는 바와 같이, 2 기재들이 온도 구배 및 압력을 상-변화 소수성 물질에 인가하는 2 롤러들 사이 닙을 통과한다. 상-변화 물질은 액상으로 전이되고 기재 양쪽을 관통한다. 이어 상-변화 물질이 냉각되고 고화되어 2 기재들을 함께 결합한다. 생물학적 센서와 함께 사용될 수 있는 상-변화 물질의 실시태양들은 또한 기재를 통과하는 물 및 기타 생물학적 유체 확산에 대한 장벽을 제공하는 소수성 물질이다. 상-변화 물질은 또한 생물학적 센서 실시태양들의 생물학적 유체와 실질적으로 화학적으로 반응하지 않는다. 대안의 실시태양들에서, 그러나, 상-변화 물질은 2 기재들을 함께 결합하지만, 반드시 소수성 물질일 필요는 없다.
본원에서 사용되는, 용어 “체류 시간”은 2 롤러들 사이에 형성되는 닙에서 기재들을 함께 결합하는 열과 압력을 수용하기 위하여 주어진 분량의 둘 이상의 기재들이 머무는 시간을 의미한다. 체류 시간은 닙을 형성하는 롤러 표면적 및 닙을 통과하는 기재 선형 속도와 관련된다. 기재들을 함께 결합하기 위하여 상-변화 물질이 기재들을 관통하도록 선택된다. 선택된 체류 시간은 기개들의 두께 및 다공도, 닙에서의 온도 구배, 닙에서의 압력, 및 기개들을 함께 결합하는 상-변화 물질의 점도 특성에 따라 달라진다. 더욱 큰 롤러는 전형적으로 더욱 큰 표면적을 가지는 닙을 형성한다. 따라서, 더 큰 직경의 롤러를 가지는 결합 장치의 실시태양들은 더욱 작은 직경의 롤러들을 가지는 다른 실시태양과 동일 체류 시간을 달성하기 위하여 더욱 빠른 선형 속도로 작동된다.
전통적인 잉크젯 프린터에서, 상-변화 잉크는 기재 일면으로 전달되고, 선택적으로 양면 인쇄작업에서 상이한 상-변화 잉크 화상이 기재 이면에 전달된다. 프린터는 기재 표면에 상-변화 잉크 방울들을 분산시키고, 상-변화 잉크 화상은 냉각되고 인쇄 매체 표면에서 고화되어 인쇄 화상을 형성한다. 그러나 하기 실시태양들은, 기재 표면에 있는 상-변화 잉크 또는 또 다른 상-변화 소수성 물질에 열과 압력을 인가하여 상-변화 물질이 기재의 다공성 물질을 관통하도록 하여 기재 두께에 걸쳐3차원 장벽을 형성하고 기재를 통과하는 유체 확산을 제어한다.
도 1은 열과 압력을 2개의 기재, 예를들면 2개의 종이 시트에 인가하여, 기재 중 하나에 형성된 소수성 물질이 기재 양쪽의 다공성 물질 내로 유동하고 기재를 함께 결합하는 장치 (100)를 도시한 것이다. 일부 실시태양들에서, 장치 (100)는 잉크젯 인쇄 시스템에 통합된다.
도 1에서, 장치 (100)는 제1 롤러 (104), 제2 롤러 (108), 롤러 히터 (112), 회전 작동기 (116), 기재 히터 (120), 및 제어기 (50)를 포함한다. 제1 롤러 (104) 및 제2 롤러 (108)는 닙 (106)에서 서로 체결된다. 장치 (100)에서, 기계식, 공압, 또는 유압 작동기는 롤러들 (104, 108)을 함께 고정시켜 닙 (106)을 형성하고, 가변 압력으로 닙 (106)을 통과하는 하나 이상의 기재에 압력을 인가한다. 일부 실시태양들에서, 또한 작동기들은 닙 (106)을 형성하도록 롤러들 (104, 108)을 이동시켜 체결 또는 해제한다. 회전 작동기 (116)는, 예를들면, 선택된 속도 범위로 제1 롤러 (104)를 회전시키는 전동기이다. 제2 롤러 (108)는 제1 롤러 (104)와 체결될 때 제1 롤러 (104) 운동에 대응하여 회전된다.
장치 (100)에서, 기재 이송구는 화살표 (130) 방향으로 닙 (106)을 통과하도록 기재를 추진한다. 기재 이송구는 하나 이상의 작동기 및 벨트, 롤러, 및 롤러들 (104, 108) 운동과 동기화되어 기재를 닙에 통과시키는 기타 이송 기구를 포함한다. 제1 롤러 (104) 및 제2 롤러 (108)는 기재 이송 시스템의 일부이고 기재를 추진하여 닙 (106)에 통과시킨다. 장치 (100)가 잉크젯 프린터에 통합되는 실시태양에서, 프린터 중의 기재 이송 시스템은 기재를 이송시킨다. 일부 잉크젯 프린터는 양면 기재 이송구를 포함하고 기재를 닙 (106)에 통과시켜 제1 롤러 (104)로부터 기재 일면에 소수성 물질을 수용하고, 기재를 다시 닙 (106)에 통과시켜 제2 롤러 (108)와 체결되는 소수성 물질을 수용한다.
장치 (100)는 롤러 히터 (112)를 포함하고 롤러 (104) 표면을 상승 온도 범위로 가열한다. 하기되는 바와 같이, 히터 (112)는 소수성 물질이 기재를 관통하여 임의선택적 잉크젯 프린터 실시태양에서 기재 표면에 있는 소수성 물질로 형성된 잠상을 전달할 수 있도록 상이한 롤러 (104) 표면 온도로 롤러 (104)를 가열한다. 기재 히터 (120)는 닙 (106)에 선행하고 기재 이송구를 통과하는 기재 경로를 따라 배치되는 또 다른 히터이다. 기재 히터 (120)는 기재가 닙 (106)을 통과할 때 기재 온도를 소정의 온도로 상승시킨다. 하나의 실시태양에서, 기재 히터 (120)는 기재가 닙 (106)에 접근할 때 기재를 60℃로 가열한다. 장치 (100)에서 롤러 히터 (112) 및 기재 히터 (120)는 전기 복사 히터로 구현된다.
장치 (100)에서, 제어기 (50)는, 예를들면, 독립적, 전용 디지털 연산장치 예컨대 중앙처리유닛 (CPU) 및 디지털 메모리이다. 제어기 (50)는 장치 (100)의 다른 요소들 중에서 무엇보다도 작동기 (116) 및 히터 (112)와 작동 가능하게 연결된다. 작동 과정에서, 제어기 (50)는 하나 이상의 기재 면들에 형성되는 소수성 물질 패턴에 상응하는 디지털 화상 데이터를 수신한다. 소수성 물질은 친수성 기재 예컨대 종이를 통과하는 유체 샘플의 확산을 제어하는 장벽 및 유체 채널들을 형성한다. 또한, 소수성 물질 영역은 기재 면들을 도포하여 적층 다중-층 기구에서 기재 또는 기타 기재 층들을 오염으로부터 방지하도록 밀봉한다.
제어기 (50)는 장치 (100)의 하나 이상의 요소 작동을 제어하도록 프로그램 명령을 실행하는 범용 또는 특수 목적의 프로그램 가능한 처리기로 구현된다. 프로그램화 기능을 수행하기에 필요한 명령 및 데이터는 처리기 또는 제어기와 연결된 메모리에 저장된다. 제어기 (50)의 이러한 요소들은 인쇄 회로 카드에 제공되거나 주문형 반도체 (ASIC) 회로로 제공된다. 각각의 회로는 별도의 처리기로 구현되거나 다중 회로가 하나의 처리기로 구현될 수 있다. 대안적 구성으로, 회로들은 개별 부품들로 구현되거나 VLSI 회로에 제공될 수 있다. 또한, 본원에 기재된 회로들은 처리기, FPGA, ASIC, 또는 개별 부품들의 조합으로 구현될 수 있다.
도 3A는 다중-층 화학분석기구에서 상이한 기재 층들에 형성되는 인쇄 소수성 층들의 실시예를 도시한 것이다. 도 3A의 실시태양에서, 화학분석기구는 생체의료용 검사 기구 (350)로 구현되고 적층 지점 및 화학적 시약들과 유체가 반응하는 상이한 지점들로 유체를 유도하는 소수성 물질로 형성되는 유체 채널들을 포함한다. 기구 (350)는 4 기재 층들 (354, 358, 362, 366)을 포함한다. 층 (354)은 장치 (100)가 소수성 물질로부터 형성하는 영역 (355) 및 빈 종이 기재로부터 형성되고 생체의료용 유체 방울들을 수용하는 적용부 (356)를 가지는 입구 층이다. 영역 (355)에 있는 소수성 물질은 생체의료용 기구 (350) 일면을 밀봉하고 적용부 (356)에 놓이는 생체의료용 유체 확산을 제어한다. 장치 (100)는 도 3에 도시된 바와 같이 층들 (358, 362, 366)에 상이한 소수성 물질 인쇄 배열을 적층한다. 층들 (358, 362)은 중간 유체 채널들을 형성하고 이들은 층 (352)에서 층 (366)의 상이한 검사 부위로 유체를 유도한다. 예를들면, 검사 부위 (368)는 혈액 샘플에서 단백질 수준을 검사하는 화학 시약을 포함하고 검사 부위 (370)는 혈액 샘플에서 글루코오스 수준을 검사하는 화학 시약을 포함한다. 기재 층 (366)의 인쇄 배열은 장벽을 형성하여 검사 부위들 사이 유체 확산을 방지하고 기재 층 (366)을 기재 층 (364)과 결합시킨다.
도 1을 참조하면 장치 (100)는 이미 소수성 물질 (140)을 일면 (156)에 가지는 기재 (152)가 또 다른 기재 (172)와 함께 닙 (106)을 통과하는 작동 모드에 있고 이때 압력 및 온도 구배가 기재 (152, 172) 양측에 인가되어 소수성 물질 (140)은 닙 (106)에서 액화되고 기재 (152, 172)를 함께 결합시킨다. 기재 (152, 172)는 닙 (106)을 통과하고 기재 (152) 면 (160)은 롤러 (104)에 체결되고, 인쇄 패턴 (140)을 가지는 면 (156)은 기재 (172) 일면 (180)과 체결되고, 기재 (172)의 또 다른 면 (176)은 제2 롤러 (108)에 체결된다. 도 1의 실시태양에서, 기재 이송구는 기재 (152, 172) 양쪽을 기재 시트 모서리를 따라 정렬시키고, 예컨대 2 종이시트들을 공통 모서리를 따라 정렬시킨다. 매체 시트가 모서리에 정렬되고 닙 (106)을 통과할 때 잉크젯 인쇄 시스템 (미도시) 또는 다른 적합한 기구는 2 매체 시트들 사이 상응하는 유체 채널들 및 소수성 물질 인쇄 영역이 정렬되기에 충분히 정확하게 패턴을 형성한다.
도 1에서, 롤러 히터 (112)는 제1 롤러 (104) 표면을 대략 100℃로 가열한다. 제2 롤러 (108) 표면은 더 낮은 온도인 대략 20℃- 40℃로 유지된다. 작동 중 더 낮은 온도를 유지하기 위하여, 작동기 (미도시)는 기재가 닙 (106)을 통과하지 않는 작동 구간에서는 제2 롤러 (108)를 닙 (106)에서 분리시킨다. 제2 롤러 (108)가 제1 롤러 (104)로부터 일부 열에너지를 수용할 수 있지만, 제2 롤러 (108)를 제1 롤러 (104)에서 분리하면 제2 롤러 (108)는 제1 롤러 (104)보다 더 낮은 온도에서 유지되어 기재가 닙 (106)을 통과할 때 온도 구배가 형성된다. I 소수성 상-변화 잉크를 기재 결합 물질로 사용하는 기타 실시태양들에서, 제1 롤러 표면은 65℃ 내지 140℃로 가열되지만, 상이한 소수성 물질 조성물에 대하여 기타 온도 범위가 적합할 수 있다.
장치 (100)에서, 제2 롤러 표면 온도는 임의의 선택된 온도 범위에서 제1 롤러 표면 온도보다 더 낮게 유지된다. 롤러들 (104, 108) 사이 상이한 표면 온도로 인하여 기재 (152, 172)가 닙 (106)을 통과할 때 닙 (106)에서 온도 구배가 형성된다. 기재 (152) 면 (160)은 닙 (106)에서 기재 (172) 면 (176)보다 더 높은 온도로 가열된다. 닙 (106)에 형성된 온도 구배로 소수성 물질 (140)은 더 높은 온도 롤러 (104)를 향하여 기재 (152) 내부로 소수성 물질 (140)이 기재 (172) 내부로 관통되는 것보다 더욱 관통된다. 소수성 물질 (140)은 기재 양쪽에 기재 (152, 172)를 함께 결합하기에 충분한 정도로 관통된다. 도 1 실시태양에서 또한 제1 롤러 (104) 및 제2 롤러 (108)는 기재 (152) 및 소수성 물질 (140)에 평방 인치 당 800 파운드 (PSI) 내지 3,000 PSI 범위에서 선택되는 닙 압력을 인가한다.
작동 과정에서, 작동기 (116)는 제1 롤러 (104)를 소정의 선형 속도로 회전시켜 소수성 물질 (140)이 기재 (152, 172)를 관통되기에 충분한 체류 시간이 제공되는 속도로 기재 (152)를 닙 (106)에 통과시킨다. 각각 분량의 기재 (152, 172)가 닙 (106)에 소정의 체류 시간인 0.1 초 내지 10 초 머물도록 선형 속도가 선택된다. 상기된 바와 같이, 롤러들 (104, 108) 크기 및 표면적은 닙 크기에 영향을 미치고 제어기 (50)는 작동기 (116)를 조작하여 제1 롤러 (104) 및 제2 롤러 (108)의 선형 속도를 조정하여 기재 및 기재를 결합하는 소수성 물질 유형에 기초하여 선택되는 소정의 체류 시간이 제공된다.
도 2는 기재 (152, 172)에서의 소수성 물질 (140) 관통을 더욱 상세하게 도시한 것이다. 닙 (106)에서의 상승 온도 및 압력으로 고화 소수성 물질 (140)이 용융되고 액화 소수성 물질은 기재 (152, 172) 양쪽으로 다공성 물질이 연장되는 영역 (212)으로 도시되는 바와 같이 수평 및 수직 방향으로 기재 (152, 172) 다공성 물질로 분산된다. 액화 소수성 물질의 분산 거리 L 는 워시번 방정식 (Washburn’s equation):
Figure 112015057029485-pat00001
으로 주어지고, 식 중
Figure 112015057029485-pat00002
는 용융 소수성 물질 (140)의 표면 장력,
Figure 112015057029485-pat00003
는 기재 (152, 157) 공극의 공극 직경, t 는 소수성 물질 (140)이 액화 상태로 유지되는 시간, 및
Figure 112015057029485-pat00004
는 용융 소수성 액체의 점도이다. 소수성 물질 (140) 특성으로부터 표면 장력
Figure 112015057029485-pat00005
및 점도
Figure 112015057029485-pat00006
는 실험적으로 결정된다. 공극 직경 D 은 기재 (152, 172)를 구성하는 종이 또는 기타 친수성 재료 유형으로부터 실험적으로 결정된다. 필요 조건은 아니지만, 기재 (152, 172)는 도 2 실시태양에서 동일 공극 직경들 D을 가진다.
워시번 방정식에서 제시된 바와 같이, 분산 거리
Figure 112015057029485-pat00007
는 소수성 액체의 점도
Figure 112015057029485-pat00008
에 반비례한다. 장치 (100)는 직간접적으로 소수성 물질 및 기재가 닙 (106)에 생성되는 온도 구배를 통과하여 이동될 때 소수성 물질 점도
Figure 112015057029485-pat00009
및 시간 t 를 제어한다. 소수성 물질 예컨대 왁스 또는 상-변화 잉크는 소수성 물질에 인가되는 물질 온도 및 압력에 기초하여 점도가 가변되면서 액체 상태로 전이된다. 액화 소수성 물질 점도는 물질 온도에 반비례한다. 닙에서의 온도 구배는 기재 (152) 면 (160) 및 롤러 (104)에 가까운 더욱 높은 온도 영역에서 더욱 냉각된 기재 (172) 면 (176) 및 더 냉각된 롤러 (108)보다 더욱 크게 소수성 물질 점도를 낮춘다.
본 분야에서 공지된 바와 같이, 또한 닙 (106)에 인가되는 압력은 소수성 물질 (140)의 유효 용융 온도를 감소시킬 수 있어 닙 (106)에서 소수성 물질 (140)을 용융시키기 위하여 필요한 온도 수준은 표준 대기압에서의 용융 온도보다 더욱 낮아진다. 기재 (152, 172)가 닙에서 나오면, 압력 수준이 갑자기 낮아지고, 소수성 물질 (140)은 더욱 신속하고 제어된 방식으로 고화 상태로 회복되어 기재들 (152, 172)을 결합시킨다. 닙 (106)에서 기재 (152, 172)의 선형 속도는 또한 소수성 물질 (144)이 액체 상태로 유지되는 시간에 영향을 미친다.
닙 (106)에서, 온도 구배로 인하여 용융 소수성 물질 (140)에 대한 이방성 가열이 형성된다. 면 (160)에 있는 더 높은 온도의 제1 롤러 (104)는 더 높은 온도 제1 롤러 (104) 근처의 소수성 물질 (140)의 점도
Figure 112015057029485-pat00010
를 더 낮은 온도 제2 롤러 (108) 근처의 소수성 물질 (140) 점도보다 더욱 낮춘다. 따라서, 온도 구배로 인하여 소수성 물질 (140)은 기재 (152) 다공성 물질 내부로 면 (160)을 향하여, 기재 (172) 내부로 면 (176)을 향하여 소수성 물질이 유동하는 것보다 더욱 긴 거리 유동한다. 영역 (212)에서, 더 낮은 온도 롤러 (108)를 향한 기재 (172) 내부로의 방향 (228)에서 짧은 유동과 비교하여 화살표 (220)는 더 높은 온도 롤러 (104)를 향한 소수성 물질의 더욱 긴 유동 거리를 나타낸다. 또한 온도 구배는 화살표 (224)로 표기된 바와 같이 기재 (152, 172) 길이를 따라 소수성 물질 (140)의 수평 유동을 감소시킨다. 닙 (106)에서의 온도 구배로 소수성 물질 (140)은 액상으로 전이되고 기재 (152, 172) 양쪽을 관통하여 기재를 함께 결합시킨다. 도 2의 실시예에서, 소수성 물질 (140)은 면 (152)에서 면 (160)으로 관통한다. 소수성 물질 관통으로 인하여 소수성 물질은 기재 (156)를 통과하는 장벽 및 유체 채널들을 형성한다. 기재 (172)에서 관통이 감소함으로써 소수성 물질 (140)은 제2 기재 (172)에서 소수성 물질 추가 층들에 의해 형성되는 유체 채널들을 차단하거나 간섭하지 않지만, 충분한 분량의 소수성 물질 (140)이 제2 기재 (172)을 관통함으로써 기재 (152, 172) 사이에 견고한 결합이 형성된다.
도 3B는 장치 (100)를 이용하여 기구 (350)의 다중 기재 층들을 함께 결합하는 공정을 도시한 것이다. 도 3B에서, 장치 (100)는 기재 (354, 358)를 닙에 통과시켜 층들을 함께 결합시키고 이는 결합 층들 (360)로 표기된다. 이어 장치 (100)는 다음 층 (362)과 함께 결합 층들 (360)을 닙에 통과시켜 3 결합 층들 (364)을 형성하고, 계속하여 장치는 유사한 방식으로 기재 (366)를 3 결합 층 (364)에 결합하여, 기구 (350)를 형성한다. 도 3B는 연속 기재 층들을 함께 결합하여 기구 (350)를 형성하는 단일 장치 (100)를 도시한 것이다. 또 다른 실시태양은 장치 (100)와 유사한 다중 세트의 롤러들을 이용하여 다중 기재 층들을 함께 결합시킨다.
도 3B에서, 적어도 일부 기재 층들은 기재 내에서 유체 채널들 형성을 위한 소수성 물질 및 다중 기재 층들을 함께 결합시키는 소수성 물질을 포함한다. 예를들면, 기재 층 (358)은 기재 두께를 관통하여 형성되는 유체 채널들 (359)을 포함한다. 장치 (100)에서 기재 (354, 358) 사이 초기 결합 공정에서, 더 높은-온도의 제1 롤러 (104)는 기재 (358)와 체결된다. 닙 (106)에서 이방성 온도 구배로 인하여 기재 (358)의 소수성 물질은 기재 (358)를 관통하여 유체 채널들을 형성한다. 또한, 일 분량의 소수성 물질은 기재 (354, 358) 양쪽을 관통하여 기재를 함께 결합시킨다. 연이어 기재 층들 (362, 366)에 대한 결합 공정 과정에서, 이미 결합된 다단 층들은 더 낮은-온도의 제2 롤러 (108)와 체결되고 추가 층은 장치 (100)에서 더 높은-온도의 롤러 (104)와 체결된다. 이미 결합된 기재에 형성되는 유체 채널들은 기구 (350)에 추가 층들을 결합시키는 연이은 장치 (100) 통과에 의해 실질적으로 영향을 받지 않는다.
도 4는 소수성 물질을 이용하여 2 이상의 기재들을 함께 결합하는 공정 (400) 블록도이다. 설명 목적으로 공정 (400)은 도 1 및 도 2 장치 (100), 및 도 3A 및 도 3B 생체의료용 검사 기구 (350)와 관련하여 설명된다.
공정 (400)은 기재 이송구가 인쇄 기재를 제2 기재 제1 면과 정렬하는 장치 (100)로부터 개시된다 (블록 408). 장치 (100)에서, 현존 프린터 기구에서 사용되는 기재 취급 기구를 이용하여 2 기재들은 적어도 2 수직 모서리들을 따라 정렬된다. 모서리들을 따라 기재를 정렬시키면 상이한 기재 층들에서 소수성 물질의 인쇄 패턴 또한 서로 정렬되어 다중 기재 층들을 통하여 서로 연결되는 유체 채널들 형성이 보장된다.
계속하여 공정 (400)에서 장치 (100)는 2 기재들을 닙 (106)에 통과시키되 제1 기재 제2 면은 더 높은 온도의 제1 롤러와 체결되고 제2 기재 제2 면은 더 낮은 온도의 제2 롤러와 체결된다 (블록 412). 소수성 물질은 닙에서 액화되고 2 기재들을 함께 결합시킨다. 도 1 및 도 2는 결합 공정을 더욱 상세하게 도시한 것이다. 상기된 바와 같이, 제1 롤러의 더 높은 온도에서 제2 롤러의 더 낮은 온도로의 닙에서의 온도 구배로 인하여 액화 소수성 물질은 제2 기재보다 제1 기재를 더욱 관통한다.
공정 (400)은 기구를 형성하기 위한 임의의 추가 기재에 대하여 계속된다 (블록 416). 공정 (400) 과정에서, 이미 결합된 기재는 블록 (408, 412)에 대한 공정에서 기술된 제2 기재로서 닙을 통과한다 (블록 424). 제1 기재는 추가 층으로 이미 결합된 기재 층들에 결합된다. 블록 (408 - 424)을 참조하여 기재된 각각의 반복 공정 과정에서 장치 (100)는 추가 기재 층을 결합한다.
모든 층들이 함께 결합된 후, 장치 (100)는 결합 공정 마지막에 임의선택적으로 추가 소수성 물질 패턴을 최종 결합된 기재의 제2 면에 인쇄한다 (블록 428). 소수성 물질의 추가 층은 나머지 기재 층들과 결합된 최종 기재 층의 노출 부분을 밀봉한다. 예를들면, 센서 (350)에서 층 (366)이 센서 (350) 기재에 결합되는 최종 층이라면, 장치 (100)는 임의선택적으로 층 (366) 노출 표면을 밀봉할 상-변화 잉크 패턴을 생체의료용 검사 기구 (350) 바닥에 인쇄한다. 생체의료용 검사 기구 (350)에서, 검사 부위는 사용자에게 보여질 필요가 있지만, 종이 기재가 노출되면 검사 부위는 유체 또는 공기에 의해 오염될 수 있다. 하나의 공정 (400) 실시태양에서, 잉크젯 프린터 또는 기타 기구는 층 (366)의 노출 저면을 완전히 밀봉하는 광학적으로 투명한 왁스 또는 상-변화 잉크의 도포층을 형성하되 검사 부위, 예컨대 검사 부위 (368, 370)는 기구 (350)가 유체 샘플 분석에 사용될 때 여전히 가시적으로 남겨둔다.
또 다른 실시태양에서, 공정 (400)에서 결합 기재 스택, 예컨대 센서 (350)의 외면은 희생 기재 층으로 밀봉된다. 희생 기재 층은 소수성 물질로 도포되고 센서 (350) 외면, 예컨대 노출 기재 표면 층 (366)에 결합된다. 희생 기재는 장치 (100)를 통과한 후 바이오센서 (350)에서 박리된다. 결합 장치 (100)는 희생 층 및 바이오센서 (350) 노출 층 사이 약한 결합을 형성하고 희생 층에 형성된 대부분의 소수성 물질은 바이오센서 (350) 노출 표면으로 전이된다. 이후 희생 층은 바이오센서 (350) 사용 시 수동으로 또는 자동으로 박리된다.
도 3은 적용부 (356) 주위에서 바이오센서 (350)의 기재 (354)에 결합되는 희생 기재 (374)를 도시한 것이다. 희생 기재 (374)는 적용부 (356)를 차단하지 않고 희생 기재 (374)를 기재 (354)에 결합시키는 소수성 물질 (376)의 원형 적용부를 포함한다. 소수성 물질 (376)은 희생 기재 (374) 전 표면을 덮지 않으므로 희생 기재는 센서 (350) 기재 층 (354)에서 수동 또는 자동으로 분리될 수 있다. 도 3에는 도시되지 않지만, 또 다른 희생 층이 센서 (350) 바닥 기재 (366)에 임의선택적으로 결합된다. 바닥 희생 층은 기재 층 (366)의 반응 부위 (368, 370) 또는 임의의 기타 반응 부위를 덮지 않는 소수성 물질 패턴을 수용한다. 상기된 바와 같이, 희생 층에 형성되는 소수성 물질은 센서 (350)를 위한 임의선택적으로 광학적 투명 왁스 또는 잉크이고, 생체의료 분석용 반응 부위 (368, 370)를 포함하는 노출 기재 표면 층 (366)이 오염에서 보호되지만 가시적으로 남을 수 있다.
바이오센서 및 희생 층은 장치 (100)를 통과하되 희생 층은 더 낮은-온도의 제2 롤러 (108)와 체결되고 센서 (372)의 결합 기재 층들은 더 높은-온도의 제1 롤러 (104)와 체결된다. 따라서, 장치 (100) 닙에서 온도 구배로 상-변화 잉크는 도 2의 기재 층 (152)에서와 동일한 방식으로 층 (354)을 향하여 인입된다. 소수성 물질 분포로 기재 층 (354) 및 희생 기재 (374) 사이에 상대적으로 약한 결합이 형성되어 기재 표면 층 (354)을 손상시키지 않고 기재 층 (354)으로부터 기재 (374)는 수동 또는 자동으로 분리될 수 있다.
도 3은 희생 기재 층이 더 높은-온도의 제1 롤러가 아닌 더 낮은-온도의 제2 롤러와 체결되는 구성을 도시하지만, 또 다른 구성에서 희생 층은 장치 (100)의 더 높은-온도의 제1 롤러와 체결되어 생체의료용 검사 기구 (350)에서 희생 기재 층 (374) 및 기타 층들 사이에 결합이 형성될 수 있다. 이러한 실시태양에서, 희생 기재 층 (374)은 생체의료용 검사 기구 (350)의 기타 기재 층들과 실질적으로 동일한 방식으로 기타 기재 층들에 결합된다. 하기되는 바와 같이, 제1 롤러의 온도는 2 이상의 기재들 사이 결합 강도에 영향을 미친다. 또 다른 실시태양에서, 희생 기재 층 (374)을 결합하는 장치 (100)의 제1 롤러는 임의선택적으로 더 높은 온도로 가열되어 생체의료용 검사 기구 (350)에서 희생 기재 층 (374) 및 기타 기재 층들 사이에 더욱 약한 결합을 형성할 수 있다.
도 5는 제1 기재에 결합되었던 제2 기재를 제거한 후 제1 기재 표면에 남은 소수성 물질의 일련의 잔류 패턴을 도시한 것이다. 잔류 패턴들 (382, 384, 386, 388, 390)은 고정 압력으로 각각 69℃, 79℃, 82℃, 95℃, 및 110℃인 고온 제1 롤러 (104)의 닙에서 형성된다. 도 5의 실시예에서, 닙 압력은 대략 2,500 PSI이지만, 대안의 구성에서의 압력은 800 PSI 내지 3,000 PSI이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기재를 관통하는 소수성 물질 함량은 제1 롤러의 상응 온도 증가에 따라 증가된다. 2 기재들을 함께 결합하기 위하여, 양쪽 기재들로의 일부 소수성 물질 관통으로 결합이 형성된다. 그러나, 너무 많은 소수성 물질이 양쪽 기재에 관통되면, 기재 사이 결합이 약해지는데 이는 결합을 유지하기 위하여 2 기재들 사이에 잔류하는 소수성 물질이 충분하지 않기 때문이다. 도 5의 실시태양에서, 최저 온도인 69℃에서 형성된 패턴 (382)은 가장 많은 잔류물을 보이는데 이는 더 많은 분량의 소수성 물질이 2 기재들 사이에 잔류하기 때문이다. 잔류 수준은 2 기재들 사이 더 강한 결합을 의미한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 샘플들 (384, 386, 388, 390)에서 제1 롤러 온도가 증가하면 잔류물 수준은 감소한다.
결합 기재들을 함께 결합시키는 것 외에도, 온도 증가로 유체 채널들 형성이 촉진되고 소수성 물질이 완전히 기재를 관통하는 일부 실시태양들에서 소수성 물질은 또한 기재에 관통되어 유체 채널들을 형성한다. 예를들면, 도 5에서 각각 제1 롤러 온도 95℃ 및 110℃에서 형성되는 샘플들 (388, 390)은 제1 기재로 더욱 관통되는 상-변화 패턴을 도시한 것이다. 따라서, 장치 중 더 낮은 작동 온도 범위의 제1 롤러 근처에서 기재 층들 사이 더욱 강한 결합이 형성되지만, 기재들을 함께 결합시키는 것 외에도 소수성 물질이 기재를 관통하여 유체 채널들을 형성하는 실시태양들에서 선택된 제1 롤러 온도는 더욱 높다. 도 3에 도시된 바와 같이, 소수성 물질이 생체의료용 검사 기구 (350)의 기재 층들을 관통할 수 있고 또한 생체의료용 검사 기구 (350)의 실제 사용 동안 기재 층들 사이 결합을 형성할 수 있는 하나의 실시태양에서 제1 롤러 온도는 90℃이다.

Claims (15)

  1. 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 장치로서,
    제1 롤러;
    상기 제1 롤러와 체결되어 닙(nip)을 형성하도록 구성되는 제2 롤러;
    상기 제1 롤러와 작동 가능하게 연결되고 상기 제1 롤러를 상기 제2 롤러의 제2 온도보다 높은 제1 온도로 가열하도록 구성되는 제1 히터;
    상기 제1 기재 및 제2 기재를, 동시에 상기 닙을 통해 이동시키도록 구성되는 기재 이송구; 및
    상기 제1 히터 및 상기 기재 이송구와 작동 가능하게 연결되는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는:
    상기 제1 히터를 활성화하여 상기 제1 롤러를 상기 제1 온도로 가열하고;
    상기 기재 이송구를 작동시켜, 상기 제1 기재의 제1 면 상의 소수성 물질의 소정의 패턴이 상기 제2 기재의 제1 면과 체결되고, 상기 제1 기재의 제2 면이 상기 제1 롤러와 체결되고 상기 제2 기재의 제2 면이 상기 제2 롤러와 체결된 상태로, 상기 제1 기재 및 상기 제2 기재를, 상기 닙을 통해 이동시켜서 상기 소정의 패턴의 상기 소수성 물질이 상기 제1 기재를 상기 제2 기재에 결합하는 것을 가능하게 하고;
    상기 제1 히터를 작동시켜 상기 제1 롤러를 제1 소정 온도로 가열하고 따라서 상기 닙에서 온도 구배를 생성하여 상기 소수성 물질을 액화하고 상기 소수성 물질의 제1 분량이 상기 제1 기재를 관통하고 상기 소수성 물질의 제2 분량이 상기 제2 기재를 관통하는 것을 가능하게 하도록 구성되고,
    상기 제1 분량은 상기 제2 분량보다 크고,
    상기 제 1 기재 및 상기 제 2 기재는 다공성 물질로 형성되는, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 닙에서의 상기 온도 구배는 상기 제1 롤러에서 90℃ 및 상기 제2 롤러에서 20℃ 내지 40℃ 사이인, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 롤러의 상기 제1 소정의 온도는 65℃ 내지 140℃ 인, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 소수성 물질은 상-변화 잉크를 포함하는, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 롤러는 소정 압력으로 상기 제1 롤러를 체결시켜 상기 닙이 상기 닙의 상기 소수성 물질에 압력을 적용하여 상기 제1 기재를 상기 제2 기재에 결합시키는 것을 가능하게 하도록 구성되는, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러의 적어도 하나와 작동가능하게 연결되는 작동기를 추가로 포함하고;
    상기 제어기는,
    상기 작동기에 작동가능하게 연결되고, 상기 작동기를 작동시켜, 상기 제1 기재 및 상기 제2 기재의 소정 분량이 0.1 초 내지 10 초의 범위로 상기 닙에서 유지되는 것을 가능하게 하는 소정 속도로 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러를 회전시키도록 추가로 구성되는, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 장치.
  7. 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 방법으로서,
    제어기로 제1 히터를 활성화하여 제1 롤러를 제1 온도로 가열하는 단계;
    상기 제어기로 제2롤러를 상기 제1 롤러와 체결하여 닙을 형성하는 단계로서, 상기 제 2 롤러는 상기 제1 온도보다 더 낮은 제2 온도를 가지는, 상기 닙을 형성하는 단계;
    상기 제어기로 상기 기재 이송구를 작동시켜, 상기 제1 기재의 제1 면 상의 소수성 물질의 소정의 프린트된 패턴이 상기 제2 기재의 제1 면과 체결되고 상기 제1 기재의 제2 면이 상기 제1 롤러와 체결되고 상기 제2 기재의 제2 면이 상기 제2 롤러와 체결된 상태로, 상기 제1 기재 및 제2 기재를, 상기 닙을 통해 이동시켜서 상기 소정의 프린트된 패턴의 상기 소수성 물질이 상기 제1 기재를 상기 제2 기재에 결합하는 것을 가능하게 하는 단계;
    상기 제어기로 상기 제1 히터를 작동시켜 상기 제1 롤러를 제1 소정 온도로 가열하고 따라서 상기 닙에서 온도 구배를 생성하여 상기 소수성 물질을 액화하고 상기 소수성 물질의 제1 분량이 상기 제1 기재를 관통하고 상기 소수성 물질의 제2 분량이 상기 제2 기재를 관통하는 것을 가능하게 하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 분량은 상기 제2 분량보다 크고,
    상기 제 1 기재 및 상기 제 2 기재는 다공성 물질로 형성되는, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 닙에서의 상기 온도 구배는 상기 제1 롤러에서 90℃ 및 상기 제2 롤러에서 20℃ 내지 40℃ 사이인, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 롤러의 상기 제1 소정의 온도는 65℃ 내지 140℃인, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 소수성 물질은 상-변화 잉크를 포함하는, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 롤러는 소정 압력으로 상기 제1 롤러를 체결시켜 상기 닙이 상기 닙의 상기 소수성 물질에 압력을 적용하여 상기 제1 기재를 상기 제2 기재에 결합시키는 것을 가능하게 하도록 구성되는, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    작동기를 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러의 적어도 하나와 작동가능하게 연결하고,
    작동기로 작동시켜, 상기 제1 기재 및 상기 제2 기재의 소정 분량이 0.1 초 내지 10 초의 범위로 상기 닙에서 유지되는 것을 가능하게 하는 소정 속도로 상기 제1 롤러 및 상기 제2 롤러를 회전시키는 단계를 추가로 포함하는, 제1 기재를 제2 기재에 결합시키는 방법.
  13. 유체 확산을 유도하도록 구성되는 화학분석기구로서,
    생물학적 유체 샘플을 수용하도록 구성되는 소정 위치를 갖는 제1 면을 포함하는 제1 기재;
    상기 제1 기재의 제2 면과 체결되어 상기 제1 기재를 통해 확산되는 상기 생물학적 유체 샘플로부터 유체를 수용하는 제1 면을 갖는 제2 기재; 및
    상기 제1 기재 및 상기 제2 기재를 관통하여 상기 제1 기재를 상기 제2 기재에 결합시키는 소수성 물질로서, 상기 소수성 물질의 제1 분량은 상기 제1 기재를 관통하고 상기 소수성 물질의 제2 분량은 상기 제2 기재를 관통하고, 상기 제1 분량은 상기 제2 분량보다 많은, 상기 소수성 물질을 포함하고, 상기 제 1 기재 및 상기 제 2 기재는 다공성 물질로 형성되는, 유체 확산을 유도하도록 구성되는 화학분석기구.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 기재 및 상기 제2 기재는 종이를 포함하는, 유체 확산을 유도하도록 구성되는 화학분석기구.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 소수성 물질은 상기 소수성 물질에 의해 관통되는 상기 제1 기재 및 상기 제2 기재의 분량들을 통해 상기 생물학적 유체 샘플의 확산을 방지하는 소수성 물질을 포함하는, 유체 확산을 유도하도록 구성되는 화학분석기구.
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