KR20030038739A - 미소 케미컬 디바이스 및 그 유량 조절 방법 - Google Patents

미소 케미컬 디바이스 및 그 유량 조절 방법 Download PDF

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KR20030038739A
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아나자와다카노리
데라마에아쓰시
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자이단호진 가와무라 리카가쿠 겐큐쇼
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Abstract

내압성이 높아 유로 단면적이 액체 압력에 의존하지 않고, 또 생체 성분의 흡착을 억제하는 것이 가능하여 용이하게 생산할 수 있는 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스 및 그 유량 조절 방법을 제공한다. 표면에 홈을 가지는 부재(A)의 홈이 형성된 면에 다른 부재(B)가 접착되고, 부재(A)의 홈과 부재(B)에서 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있고, 상기 유로의 도상에 공극부를 가지며, 상기 공극부의 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 상기 공극부의 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하이며, 부재 (A)와 (B) 중 어느 한쪽이 적어도 공극부에 서로 대하는 부분에서 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있으며, 부재(A) 및/또는 부재(B)의 외측으로부터 공극부를 선택적으로 압박함으로써 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가진다.

Description

미소 케미컬 디바이스 및 그 유량 조절 방법 {VERY SMALL CHEMICAL DEVICE AND FLOW RATE ADJUSTING METHOD THEREFOR}
「사이언스(SCIENCE)」지(제288권, 113페이지, 2000년)에는 실리콘 고무로 형성된 액체 유로와, 이 유로와 실리콘 고무의 격벽을 사이에 두고 형성된 가압용 공극부를 가지는 미소 케미컬 디바이스가 기재되어 있다. 그리고, 가압용 공극부에 압축 공기를 도입하고, 실리콘 고무 격벽을 휘게 하여 유로측으로 밀어냄으로써 유로 단면적을 변화시켜, 액체의 유량 조절을 실행하는 방법이 기재되어 있다.
그러나, 이 미소 케미컬 디바이스는 강성(剛性)이 낮은 유연 소재로 형성되어 있기 때문에, 내압성이 낮고, 또 액체의 압력 변화에 의해 유로 단면적이 변화되어, 유량이 압력에 비례하지 않는 등의 문제가 있었다. 또한 생화학 물질의 흡착이 많아 용도가 극히 한정되는 것이거나, 미세한 구조를 형성하는 데 장시간을 요해 생산성이 현저하게 낮다고 하는 결점도 있다.
본 발명은 부재 중에 모세관형의 미소(微小)한 유로(流路)와, 그곳을 흐르는 유체의 유량을 제어하는 밸브로서 기능하는 부분을 가지는 미소 케미컬 디바이스에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 적층ㆍ접착된 부재 사이에 모세관형 유로와 그 도상(途上)에 형성된 공극부(空隙部)를 가지며, 이 공극부를 부재 밖으로부터 압박함으로써 유로의 개폐나 유체의 유량 조절이 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스 및 그 유량 조절 방법에 관한 것이다.
본 발명의 미소 케미컬 디바이스는 화학, 생화학등의 미소 반응 디바이스(마이크로ㆍ리액터) ; 집적형 DNA 분석 디바이스, 미소 전기 영동(泳動) 디바이스, 미소 크로매터그래피 디바이스등의 미소 분석 디바이스, 질량 스펙트럼이나 액체 크로매터그래피등의 분석 시료 조제용 미소 디바이스, 추출, 막(膜)분리, 투석(透析) 등의 물리 화학적 처리 디바이스등으로서 사용된다.
도 1은 실시예 1에서 제작한 미소 케미컬 디바이스의 부분 단면 평면도의 모식도 A, 및 입면도의 모식도 B이다.
도 2는 실시예 1에서 사용한 클램프형 압박 기구의 약도이다.
도 3은 실시예 16에서 제작한 미소 케미컬 디바이스의 제조 도중 단계에서의 부재(C) 평면도의 모식도이다.
도 4는 실시예 16에서 제작한 미소 케미컬 디바이스의 부분 단면 평면도의 모식도이다.
도 5는 실시예 10에서 제작한 미소 케미컬 디바이스 평면도의 모식도 A, 및 입면도의 모식도 B이다.
도 6은 실시예 19 및 20에서 제작한 미소 케미컬 디바이스 평면도의 모식도 A, 및 입면도의 모식도 B이다.
도 7은 실시예 5, 24, 25, 26, 및 27에서 사용한 부재(H) 평면도의 모식도 A, 및 입면도의 모식도 B이다.
도 8은 실시예 24에서 부재(H)를 [#19] 및 [#20]에 장착한 미소 케미컬 디바이스 입면도의 모식도이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내압성이 높아, 유로 단면적이 액체 압력에 의존하지 않고, 또 생체 성분의 흡착을 억제하는 것이 가능하고 용이하게 생산할 수 있는 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스 및 그 유량 조절 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하는 방법에 대하여 예의 검토한 결과, 2개의 부재 사이에 유로와 그 일부로서 공극부가 형성된 미소 케미컬 디바이스의 이 2개 부재 중 적어도 한쪽, 또는 적층된 3개 부재 중 적어도 하나를 특정 인장(引張) 탄성률을 가지는 유연한 소재로 형성하고, 부재 밖으로부터 공극부를 선택적으로 압박하여 유연한 부재의 공극부 주변부를 변형시킴으로써, 유로의 개폐나 유량 조절이 가능한 것, 또 이 공극부를 선택적으로 압박하는 기구로서, 이 공극부에 서로 대하는 부재 외표면에 볼록형 구조를 형성함으로써, 유로의 개폐나 유량 조절을 용이하게 실행할 수 있는 것, 또한 이들 부재를 에너지선(線) 경화성 수지 조성물로형성하고, 이것에 양친매성(兩親媒性)의 에너지선 경화성 화합물을 포함시킴으로써, 우수한 부재 간 밀착성을 가지며, 생체 성분에 대하여 저흡착성의 미소 케미컬 디바이스를 용이하게 생산할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은
(1) 표면에 홈을 가지는 부재(A)의 홈이 형성된 면에 다른 부재(B)가 접착되고, 부재(A)의 홈과 부재(B)에서 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형(毛細管形) 유로(流路)가 형성되어 있으며, 상기 유로의 도상(途上)에 공극부(空隙部)를 가지며, 상기 공극부의 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 상기 공극부의 최대 높이/최대 폭의 비(比)가 1 이하이며, 부재 (A)와 (B) 중 어느 한쪽이 적어도 공극부에 서로 대하는 부분에서 인장(引張) 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있으며, 부재(A) 및/또는 부재(B)의 외측으로부터 공극부를 선택적으로 압박함으로써 공극부의 용적이 가역적(可逆的)으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소(微小) 케미컬 디바이스이다.
또한 본 발명은
(2) 부재 (A)와 (B) 중 어느 한쪽이 적어도 공급부에 서로 대하는 부분에서 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있으며, 또한 다른 쪽의 부재가 적어도 공극부 주변이 인장 탄성률 700MPa 이상의 중경질(中硬質) 소재로 형성되는 (1) 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(3) 부재(A)와 부재 (B) 중 적어도 한쪽이 시트형 부재인 (1) 또는 (2) 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(4) 그 외부로부터 공극부를 압박하는 측 부재의, 적어도 공극부에 서로 대하는 부분의 외측에 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa의 범위에 있는 중경질 소재로 형성되고 또한 두께가 0.5∼500㎛의 범위에 있는 시트형 부재(E)가 적층되는 (1)∼(3) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(5) 공극부를 압박하는 측 부재의 공극부에 서로 대하는 위치에 볼록형 구조가 형성되는 (1)∼(4) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(6) 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 공극부를 압박하는 측 부재의 외측에 적층되고, 볼록형 구조를 공극부측으로 향하게 하여 볼록형 구조를 공극부에 서로 대하는 위치에 고정하고 있는 (1)∼(4) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(7) 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 볼록형 구조를 가지는 시트형 부재인 (6) 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(8) 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 볼록형 구조를 부재(B)와 반대측으로 향하게 하여 부재(B) 상 또는 부재(E) 상에 적층되고, 인장 탄성률이 10MPa∼10GPa의 범위에 있는 소재로 형성되어 있으며, 두께가 0.5∼500㎛의 범위에 있는 (6) 또는 (7) 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(9) 볼록형 구조가 인장 탄성률이 700MPa 이상인 경질 소재로 형성되는 (5)∼(8) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(10) 인장 탄성률이 0.1∼700MPa인 연질 소재 및/또는 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa인 중경질 소재가 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 (1)∼(9) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스, 및
(11) 에너지선 경화성 조성물이 양친매성(兩親媒性)의 에너지선 경화성 화합물을 함유하는 (10) 기재의 미소 케미컬 디바이스를 포함하는 것이다.
또 본 발명은
(12) 부재(B)와 부재(C)가 유로로 되는 결손부를 가지는 층형의 부재(D)를 협지(挾持)하여 서로 접착됨으로써, 상기 부재(B)와 부재(C) 사이에, 부재(D)를 형성하는 소재의 결손부로서, 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있으며, 상기 유로의 도상에 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하인 공극부를 가지며, 부재(B)(C)(D) 중 어느 하나가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분[단, 부재(D)에 관해서는 공극부의 주변부]의 인장 탄성률이 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있으며, 또한 부재(B)(C)(D) 중 어느 하나가 700MPa 이상의 중경질 또는 고경질 소재로 형성되어 있는 부재(B)측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스이다.
또한 본 발명은
(13) 부재(B)가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있으며, 또한 공극부에 서로 대하는 부분의 두께 최소값이 10∼3000㎛인 (12) 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(14) 부재(B)가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 인장 탄성률700MPa∼10GPa의 범위에 있는 중경질 소재로 형성되고, 공극부에 서로 대하는 부분의 두께 최소값이 0.5∼500㎛인 (12) 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(15) 부재(B)의 적어도 공극부에 서로 대하는 부분의 외측에 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa의 범위에 있는 중경질 소재로 형성되고 또한 두께가 0.5∼500㎛의 범위에 있는 시트형 부재(E)가 적층되는 (12)∼(14) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(16) 부재(B)의 표면 공극부에 서로 대하는 위치에 볼록형 구조가 형성되는 (12)∼(15) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(17) 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 부재(B) 상 또는 부재(E) 상에 적층되고, 볼록형 구조를 공극부측으로 향하게 하여 볼록형 구조를 공극부에 서로 대하는 위치에 고정하는 (12)∼(15) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(18) 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 볼록형 구조를 가지는 시트형 부재인 (17) 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(19) 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 볼록형 구조를 부재(B)의 반대측으로 향하게 하여 부재(B) 상 또는 부재(E) 상에 적층되고, 볼록형 구조가 공극부에 서로 대하는 위치에 맞춤 부재(B)와의 위치 관계가 고정되어 있으며, 인장 탄성률이 10MPa∼10GPa인 소재로 형성되어 있고, 두께가 0.5∼500㎛의 범위에 있는 (16) 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(20) 볼록형 구조가 인장 탄성률이 700MPa 이상인 경질 소재로 형성되는 (12)∼(19) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(21) 인장 탄성률이 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재가 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 (12)∼(20) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스,
(22) 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa의 범위인 중경질 소재가 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 (12)∼(21) 중 어느 하나 기재의 미소 케미컬 디바이스, 및
(23) 에너지선 경화성 조성물이 양친매성의 에너지선 경화성 화합물을 함유하는 (21) 또는 (22) 기재의 미소 케미컬 디바이스를 포함한다.
또한 본 발명은
(24) 표면에 홈을 가지는 부재(A)의 홈이 형성된 면에 다른 부재(B)가 접착되고, 부재(A)의 홈과 부재(B)에서 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있고, 상기 유로의 도상에 공극부를 가지며, 상기 공극부의 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 상기 공극부의 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하이며, 부재 (A)와 (B) 모두가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분에서 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있고 또한 부재(A) 및/또는 부재(B)의 표면 공극부에 서로 대하는 위치에 볼록형 구조가 형성되고, 상기 볼록형 구조가 형성된 부재측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스,
(25) 표면에 홈을 가지는 부재(A)의 홈이 형성된 면에 다른 부재(B)가 접착되고, 부재(A)의 홈과 부재(B)에서 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있고, 상기 유로의 도상에 공극부를 가지며, 상기 공극부의 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 상기 공극부의 최대높이/최대 폭의 비가 1 이하이며, 부재 (A)와 (B) 모두가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분에서 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있고 또한 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 부재(A) 및/또는 부재(B) 상, 또는 부재(H)가 부재(A) 및/또는 부재(B)의 외측에 설치된 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa인 중경질 소재로 형성된, 두께 0.5∼500㎛의 시트형 부재(E) 상에 적층되고, 볼록형 구조를 공극부에 서로 대하는 위치에 고정하고 있는 볼록형 구조를 가지는 부재측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스,
(26) 부재(B)와 부재(C)가 유로로 되는 결손부를 가지는 층형의 부재(D)를 협지하여 서로 접착됨으로써, 부재(B)와 부재(C) 사이에 부재(D)를 형성하는 소재의 결손부로서 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있으며, 상기 유로의 도상에 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하인 공극부를 가지며, 부재(B)(C)(D) 모두가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분[단, 부재(D)에 관해서는 공극부의 주변부]이 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있고 또한 부재(B)의 표면 공극부에 서로 대하는 위치에 볼록형 구조가 형성된, 부재(B)측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스, 및
(27) 부재(B)와 부재(C)가 유로로 되는 결손부를 가지는 층형의 부재(D)를 협지하여 서로 접착됨으로써, 부재(B)와 부재(C) 사이에 부재(D)를 형성하는 소재의 결손부로서 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있으며,상기 유로의 도상에 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하인 공극부를 가지며, 부재(B)(C)(D) 모두가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분[단, 부재(D)에 관해서는 공극부의 주변부]이 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있고 또한 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 부재(B) 상, 또는 부재(B)의 외측에 설치된 인장 탄성률 700MPa∼10GPa인 중경질 소재로 형성된, 두께가 0.5∼500㎛인 시트형 부재(E) 상에 적층되고, 볼록형 구조를 공극부에 서로 대하는 위치에 고정하고 있는 부재(B)측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스를 포함한다.
또 본 발명은
(28) 상기 (1)∼(27) 중 어느 한 항 기재의 미소 케미컬 디바이스의 공극부를 그 외부로부터 선택적으로 압박함으로써, 미소 케미컬 디바이스 내의 공극부 용적을 가역적으로 감소시켜, 공극부를 통과하는 유체 유량을 조절하는 미소 케미컬 디바이스의 유량 조절 방법과,
(29) 공극부를 그 외부로부터 선택적으로 압박함으로써, 공극부를 통과하는 유체 유량을 제로로 할 수 있는 (27) 기재의미소 케미컬 디바이스의 유량 조절 방법을 포함하는 것이다.
본 발명의 미소 케미컬 디바이스는 서로 접착된 부재(A)와 부재(B)로 이루어지고, 이들 사이에 모세관형 유로(이하, 「모세관형 유로」를 단순히 「유로」로 하는 경우가 있음)가 형성되어 있다. 유로는 표면에 홈을 가지는 부재(A)의 홈을 가지는 면에, 다른 부재(B)가 접착됨으로써, 홈과 부재(B)로 형성되어 있으며, 유로는 부재(A)를 하측으로 했을 때(이하, 본 발명의 부재(A)와 부재(B)로 이루어지는 미소 케미컬 디바이스의 「상하」나 「높이」는 이 상태로 표현함), 바닥면과측면이 부재(A), 상면이 부재(B) 또는 부재(B)에 도포된 접착제로 구성되어 있다.
유로는 상방, 즉 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 수직 방향으로부터 보아, 폭은 1㎛ 이상이며, 바람직하게는 10㎛ 이상이며, 또 1000㎛ 이하이며, 바람직하게는 500㎛ 이하이다. 유로의 높이는 1㎛ 이상이며, 바람직하게는 10㎛ 이상이며, 또 1000㎛ 이하이며, 바람직하게는 500㎛ 이하이다. 유로가 이들 치수보다 작은 경우에는 제조가 곤란하게 된다. 또 유로가 이들 치수보다 큰 경우에는 본 발명의 효과가 작아지는 경향이 있으므로 바람직하지 않다. 유로의 폭/안 깊이 비(比)는 용도, 목적에 따라 임의로 설정할 수 있지만, 일반적으로는 0.5∼10이 바람직하고, 0.7∼5가 더욱 바람직하다. 유로의 단면 형상은 직사각형(각이 둥근 직사각형을 포함한다. 이하 동일), 사다리꼴, 원, 반원형 등 임의이다. 그리고, 본 발명에서는 유로의 폭이란 유로 단면의 최대폭을 말한다. 유로의 폭은 일정할 필요는 없다.
상방으로부터 본 유로의 형상은 용도 목적에 따라 직선, 분기(分岐), 빗형, 곡선, 소용돌이, 지그재그, 그 밖에 임의의 형상이라도 된다. 유로는 유로 외에 반응장, 혼합장, 추출장, 분리장, 유량 측정부, 검출부 등으로서도 사용할 수 있고, 유로에 접속하여 유로 이외의 구조, 예를 들면, 액체 저장조, 반응조, 막분리 기구, 디바이스 외에 접속구등이 형성되어 있어도 된다.
부재(A)에 형성된 홈은 그 주변부보다 낮은 이른바 홈으로서 형성되어 있어도 되며, 부재(A) 표면에 세워지는 벽의 사이로서 형성되어 있어도 된다. 부재(A)의 표면에 홈을 형성하는 방법은 임의이며, 예를 들면, 사출 성형, 용제(溶劑) 캐스트법, 용융 리플리커법, 절삭, 포토리소그래피(에너지선 리소그래피를 포함함), 에칭법, 증착법, 기상 중합법, 홈이 되어야 할 부분을 잘라낸 시트형 부재와 판형 부재와의 접착 등의 방법을 이용할 수 있다. 부재(A)는 복수의 소재로 구성되어 있어도 되며, 예를 들면, 홈의 바닥과 측면이 상이한 소재로 형성되어 있어도 된다. 부재(A)에는 홈 이외의 구조 부분, 예를 들면, 액체 저장조, 반응조, 분석 기구 등으로 되는 구조를 설치할 수 있다.
부재(A)의 형상은 특히 한정할 필요는 없고, 용도 목적에 따른 형상을 채용할 수 있다. 부재(A)의 형상으로서는 예를 들면, 시트형(필름, 리본 등을 포함함. 이하 동일), 판형, 도막형, 막대형, 튜브형, 기타 복잡한 형상의 성형물 등일 수 있지만, 부재(B)와 접착하기 쉬운 점에서, 접착면이 평면형의 형상인 것이 바람직하고, 시트형, 판형 또는 막대형인 것이 특히 바람직하다. 부재(A)측으로부터의 경우에는 부재(A)는 시트형인 것이 특히 바람직하다. 부재(A)는 지지체 상에 형성된 것이라도 된다. 지지체는 인장 탄성률이 700MPa를 넘는 고경질 소재로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 복수의 미소 케미컬 디바이스를 부재(A) 상에 형성하는 것도 가능하며, 제조 후, 이들을 절단하여 복수의 미소 케미컬 디바이스로 하는 것도 가능하다.
부재(B)는 표면에 홈을 가지는 부재(A)의 홈이 형성된 면에 접착하여, 부재(A)의 홈과 부재(B)로 모세관형의 유로를 형성하는 것이 가능한 것이면, 그 형상, 구조, 표면 상태 등은 임의이다. 이들에 대해서는 부재(A)의 경우와 동일하다. 부재(B)는 그 표면에 홈이 형성되어 있을 필요는 없지만, 홈이나 홈 이외의구조가 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 부재(B)는 표면에 홈이 형성된 부재(A)의 경상체(鏡像體)라도 되며, 또는 부재(A)에 형성된 홈과 부재(B)에 형성된 홈이 일부에서 겹쳐, 연락된 유로로 되는 것이라도 된다.
표면에 홈을 가지는 부재(A)와 부재(B)의 접착 방법은 부재(A)의 표면 홈이 모세관형의 유로로서 형성되는 방법이면 임의이며, 용제형 접착제의 사용, 무용제형 접착제의 사용, 용융형 접착제의 사용, 부재(A) 및/또는 부재(B) 표면에의 용제 도포, 열이나 초음파에 의한 융착 등을 사용할 수 있지만, 무용제형 접착제의 사용이 바람직하다. 무용제형 접착제로서 에너지선 경화성 조성물을 사용하고, 에너지선 조사에 의해 경화시켜 접착하는 방법이, 미소한 디바이스의 정밀한 접착이 가능하며, 생산성도 높기 때문에 바람직하다. 또, 부재(A) 및/또는 부재(B)를 에너지선 경화성 조성물의 반경화물로서 형성하고, 이것을 다른 쪽의 부재와 밀착시킨 상태에서 활성 에너지선을 다시 조사하여 경화시키는 동시에 접착하는 방법도 바람직하다.
본 발명에서 이루어지는 미소 케미컬 디바이스는 유로의 도상에 공극부를 가진다. 즉, 공극부는 그곳이 닫히면 유로가 차단되는 위치에 형성된다. 부재(A)를 아래로 하고 수평으로 놓은 자세로 표현하며, 공극부의 유로 방향에 대하여 직각이 되는 단면에서의 높이와 폭을 각각 공극부의 높이 및 폭이라고 하며, 상기 공극부의 부재(A)와 부재(B)와의 접착면과 평행하는 면에서의 유로 방향의 길이를 공극부의 길이라고 하기로 하면, 공극부의 폭은 모세관형 유로폭의 0.5배 이상, 바람직하게는 0.7배 이상이며, 100배 이하, 바람직하게는 10배 이하, 더욱 바람직하게는 3배 이하이다. 폭이 이것보다 좁으면 유로의 압력 손실이 증대되고, 이것보다 넓으면, 밸브부의 사용적(死容積)이 증대되는 동시에, 밸브의 개폐 또는 유량 조절에 의한 액체의 이동이 커져 바람직하지 않다.
또, 상기 공극부는 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하이다. 최대 높이/최대 폭의 비가 1을 넘으면, 밸브, 즉, 상기 공극부를 완전히 폐쇄 상태로 하기 어려워 진다. 공극부의 높이는 유로의 높이와 동일하기 때문에, 제조가 용이하여 바람직하다. 공극부의 길이는 특히 제한할 필요는 없다. 따라서, 공극부는 상기 치수를 만족시키면 모세관형의 유로 그 자체라도 된다. 공극부가 긴 경우에는, 후술하는 압박 부위가 공극부의 일부라도 된다. 단, 공극부의 폭이 모세관형의 유로폭보다 큰 경우에는, 공극부의 최대 길이/최대 폭의 비는 0.7 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 공극부의 길이가 이것보다 짧으면 밸브를 완전히 폐쇄 상태로 하기 어려워 진다. 공극부는 폭이 모세관형의 유로폭과 동일하거나, 그것보다 넓고 또한, 높이가 유로와 동일하거나, 그것보다 얕은 것이 바람직하다.
본 발명의 미소 케미컬 디바이스 중에 존재하는 공극부는 복수라도 되며, 이에 따라, 미소 케미컬 디바이스 중에 복수의 밸브 기능을 갖게 할 수 있다.
공극부의 형상은 공극부의 치수가 상기 범위 내이면 임의이며, 예를 들면, 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 수직 방향에서 본 형상이 원, 타원, 다각형, 직사각형 등이라도 된다. 이들 중에서 원 또는 직사각형인 것이 제조가 용이하고 전체 폐쇄가 용이하기 때문에 바람직하다. 또, 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 평행 방향에서 본 단면 형상은, 예를 들면 직사각형, 원뿔 또는 각뿔, 원 또는 타원, 반원등이라도 되지만, 직사각형인 것이 제조가 용이하기 때문에 바람직하다.
본 발명의 미소 케미컬 디바이스의 실시 1형태는 부재(A), 부재(B) 중 어느 한 쪽의, 공극부에 서로 대하고 또한 공극부에 접하는 부분, 즉 공극부의 바닥 및/또는 천장이 되는 부분(이하, 「공극부에 서로 대하는 부분」이라고 함)이 인장 탄성률(인장 탄성률이 측정 곤란한 소재에 대해서는 굽힘 탄성률로 대용함)이 0.1∼700MPa, 바람직하게는 1∼400MPa인 소재[이하, 이와 같은 소재를「연질 소재(s)」라고 함]로 형성되어 있다 [이하, 「공극부에 서로 대하고 또한 공극부에 접하는 부분이 연질 소재(s)로 형성되어 있는 부재」를「연질 소재(s)로 형성된 부재」라고 함]. 이 값을 넘으면 유량의 조절이 곤란해 지거나, 밸브 부분에서 디바이스의 파괴가 생기는 경향이 있다. 적당한 인장 탄성률의 범위는 공극부의 형상이나, 연질 소재(s)로 형성된 공극부에 서로 대하는 부분의 두께에도 의존하여, 공극부의 높이가 작을수록, 또 공극부에 서로 대하는 부분의 두께가 얇을수록 비교적 높은 인장 탄성률의 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 인장 탄성률의 하한은 자체 유지 가능한 고체이면 작아도 사용 가능하지만, 취급의 용이면에서 0.1MPa 이상이며, 바람직하게는 1MPa 이상, 더욱 바람직하게는 10MPa 이상이다. 인장 탄성률이 낮을수록 밸브의 전체 폐쇄가 용이하지만, 강도나 내압성이 요구되는 경우나, 연질 소재(s)로 형성된 부분의 두께를 얇게 하는 경우에는, 비교적 높은 인장 탄성률의 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
연질 소재(s)로 형성되어 있는 부분은 적어도 공극부에 서로 대하고 또한 공극부에 접하는 부분이지만, 상기 부분을 포함하는 그것보다 넓은 부분이 연질 소재로 형성되어 있는 것도 바람직하고, 부재(A) 또는 부재(B)의 전체가 연질 소재(s)로 형성되어 있는 것이 제조가 용이하여 바람직하다.
본 발명에서 이루어지는 부재(A)와 부재(B)로 형성된 미소 케미컬 디바이스에 서는, 연질 소재(s)로 형성된 부재의 다른 쪽 부재는 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이, 인장 탄성률이 700MPa 이상, 10GPa 미만, 바람직하게는 1∼5GPa인 소재[이하, 이와 같은 소재를「중경질 소재(m)」라고 함] 또는 인장 탄성률이 10GPa를 넘는 소재[이하, 이와 같은 소재를「고경질 소재(h)」라고 함]로 형성되어 있는 [이하, 「적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 중경질 소재(m)로 형성된 부재」를, 단순히「중경질 소재(m)로 형성된 부재」라고 하며, 또한「적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 고경질 소재(h)로 형성된 부재」를, 단순히「고경질 소재(h)로 형성된 부재」라고 한다. 이와 같은 구조로 함으로써, 디바이스의 두께를 얇게 누르면서, 높은 내압성을 부여할 수 있고, 또, 공극부를 압박하여 유량 조절하는 방법의 자유도가 높아진다. 또, 공극부를 압박하는 쪽의 부재가 연질 소재(s)인 경우나 중경질 소재(m)인 경우가 있을 수 있지만, 이들 경우에서의 각 부재의 바람직한 두께 등에 관해서는 후술하는 바람직한 형태의 부분에서 설명한다.
연질 소재(s)는 파단(破斷) 신장률이, 바람직하게는 5% 이상, 더욱 바람직하게는 10% 이상의 것이다. 특히, 본 발명에서의 밸브 기구를 반복 개폐하는 용도에 제공하는 경우에는, 이 값을 만족시키는 것이 바람직하다. 단, 본 발명과 같은 형태로 연질 소재(s)를 변형시키는 사용 방법에서는, JIS(예를 들면, JIS K-7127)에 의한 인장 시험에서 낮은 값을 나타내는 소재라도 파괴하기 어려워, 상기 시험에의한 파단 신장률 이상의 왜곡을 부여해도 파괴하지 않고 사용 가능한 경우가 많다.
본 발명에 사용하는 연질 소재(s)는 본 발명의 미소 케미컬 디바이스에 사용하는 액체를 투과시키지 않고, 본 발명의 미소 케미컬 디바이스의 사용에 있어서 파괴되지 않는 강도를 가지는 것이면 임의이다. 연질 소재(s)는 유기 고분자 중합체(이하, 단순히「중합체」라고 함)인 것이 바람직하다. 중합체는 단독 중합체라도, 공중합체라도 되며, 또, 열 가소성 중합체라도, 열 경화성 중합체라도 된다. 생산성의 면에서, 중합체는 열 가소성 중합체 또는 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 것이 바람직하다.
연질 소재(s)로서 사용할 수 있는 중합체는 임의이지만, 바람직하게 사용할 수 있는 중합체로서 예를 들면, 실리콘 고무, (치환)이소프렌형 고무, (치환)부타디엔형 고무, 니트릴 고무등의 고무류; 폴리에틸렌, 변성 폴리올레핀과 같은 폴리올레핀계 중합체; 염화 비닐, 염화 비닐리덴과 같은 염소함유 중합체; 아세트산 비닐계 중합체; 폴리우레탄계 중합체; 폴리아미드계 중합체; 폴리에스테르계 중합체; 에폭시 수지; 및 이들 공중합체등을 들 수 있다.
중합체는 단독으로는 규정의 인장 탄성률 범위로부터 벗어나는 것이라도, 가소제나 다른 중합체 등과의 블렌드나, 공중합체로 함으로써 사용할 수 있다.
연질 소재(s)로서 사용할 수 있는 중합체는 또, 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 것도 바람직하다. 에너지선 경화성 조성물은 필수 성분으로서 에너지선 경화성 화합물을 함유하는 것이며, 에너지선 경화성 화합물 단독으로도 되고, 복수종류의 에너지선 경화성 화합물의 혼합물이라도 된다. 에너지선 경화성 조성물은 강도를 증대하기 위해 가교(架橋) 중합체로 되는 것이 바람직하다. 에너지선 경화성 조성물의 경화물을 가교 중합체로 하기 위해서는, 에너지선 경화성 조성물 중에 다관능의 모노머 및/또는 올리고머를 함유시킴으로써 실시할 수 있다. 에너지선 경화성 조성물은 인장 탄성률의 조절이나 접착성의 개량등을 목적으로 하며, 단(單)관능의 모노머 및/또는 올리고머의 혼합물로 하는 것도 바람직하다.
에너지선 경화성 조성물을 구성하는 에너지선 경화성 화합물은 래디컬 중합성, 음이온 중합성, 양이온 중합성등 임의의 것이라도 된다. 에너지선 경화성 화합물은 중합 개시제의 비존재 하에서 중합하는 것에 한정되지 않고, 중합 개시제의 존재 하에서만 에너지선에 의해 중합하는 것도 사용할 수 있다. 그와 같은 에너지선 경화성 화합물로서는 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 것이 바람직하고, 그 중에서도, 반응성이 높은 (메타)아크릴계 화합물이나 비닐 에테르류가 바람직하고, 특히 분자 중에 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 가지는 화합물이나, 광중합 개시제의 비존재하에서도 경화되는 말레이미드계 화합물이 바람직하다.
에너지선 경화성 화합물로서 바람직하게 사용할 수 있는 가교 중합성의 (메타)아크릴계 모노머로서는, 예를 들면, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1, 6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 1, 8-옥탄디올디(메타)아크릴레이트, 2, 2'-비스(4-(메타)아크릴로일옥시폴리에틸렌옥시페닐)프로판, (2, 2)'-비스(4-(메타)아크릴로일옥시폴리프로필렌옥시페닐)프로판, 히드록시디피발린산네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐디아크릴레이트, 비스(아클록시에틸)히드록시에틸이소시아누레이트, N-메틸렌비스아크릴아미드와 같은 2관능 모노머; 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤에탄트리(메타)아크릴레이트, 트리스(아크록시에틸)이소시아누레이트, 카프로락톤변성트리스(아크록시에틸)이소시아누레이트와 같은 3관능 모노머; 펜타에리스리틀테트라(메타)아크릴레이트와 같은 4관능 모노머; 디펜타에리스리틀헥사(메타)아크릴레이트와 같은 6관능 모노머등을 들 수 있다.
또, 에너지선 경화성 화합물로서, 중합성 올리고머(프레폴리머로 불리는)를 사용할 수도 있으며, 예를 들면, 중량 평균 분자량이 500∼50000의 것을 들 수 있다. 그와 같은 중합성 올리고머로서는, 예를 들면, 에폭시 수지의 (메타)아크릴산에스테르, 폴리에테르 수지의 (메타)아크릴산 에스테르, 폴리부타디엔 수지의 (메타)아크릴산에스테르, 분자 말단에 (메타)아크릴로일기를 가지는 폴리우레탄 수지 등을 들 수 있다.
말레이미드계 가교 중합성의 에너지선 경화성 화합물로서는, 예를 들면, 4, 4'-메틸렌비스(N-페닐말레이미드), 2, 3-비스(2, 4, 5-트리메틸-(3-티에닐)말레이미드, 1, 2-비스말레이미드에탄, 1, 6-비스말레이미드헥산, 트리에틸렌글리콜비스말레이미드, N, N'-m-페닐렌디말레이미드, m-트릴렌디말레이미드, N, N'-1, 4-페닐렌디말레이미드, N, N'-디페닐메탄디말레이미드, N, N'-디페닐에테르디말레이미드, N, N'-디페닐설폰디말레이미드, 1, 4-비스(말레이미드에틸)-1, 4-디아조니아비시클로-[2, 2, 2]옥탄디클로리드, 4, 4'-이소프로피리덴디페닐=디시아네이트, N, N'-메틸렌디-p-페닐렌)디말레이미드와 같은 2관능 말레이미드; N-(9-아크리디닐)말레이미드와 같은 말레이미드기와 말레이미드기 이외의 중합성 관능기를 가지는 말레이미드 등을 들 수 있다.
말레이미드계의 가교 중합성 올리고머로서는, 예를 들면, 폴리테트라메틸렌글리콜말레이미드카프리에이트, 폴리테트라메틸렌글리콜말레이미드아세테이트와 같은 폴리테트라메틸렌글리콜말레이미드알키레이트 등을 들 수 있다.
말레이미드계의 모노머나 올리고머는 이들 끼리, 및/또는 비닐모노머, 비닐에테르류, 아크릴계 모노머와 같은 중합성 탄소ㆍ탄소 이중 결합을 가지는 화합물과 공중합시킬 수도 있다.
이들 화합물은 단독으로 사용할 수도 있고, 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 위에 예시한 화합물 중에, 단독으로는 그 경화물이 지정 인장 탄성률의 범위로부터 벗어나는 일도 있지만, 다른 공중합성 화합물, 예를 들면 단관능(單官能)(메타)아크릴계 모노머 등의 단관능 모노머나, 가소제 등의 비반응성 화합물을 혼합 사용함으로써, 이들을 사용할 수 있다.
에너지선 경화성 조성물은 에너지선 경화성 조성물의 주요 구성 요소인 에너지선 경화성 화합물과 공중합 가능한 양친매성 중합성 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 양친매성 화합물을 함유함으로써, 그 경화물을 물에 팽윤(澎潤)하기 어렵고 또한 친수성이며, 생화학 물질에 대하여 저흡착성의 표면을 형성하는 것이 가능하게 된다. 양친매성 중합성 화합물은 분자 내에 친수기(親水基)와 소수기(疎水基)의 양자를 함유하며, 활성 에너지선의 조사에 의해, 에너지선 경화성 조성물에 함유되는 에너지선 경화성 화합물과 공중합하는 것이 가능한 중합성 관능기를 가지는 것이다. 에너지선 경화성 화합물이 1분자 중에 2개 이상의 중합성 탄소-탄소 불포화 결합을 가지는 화합물인 경우에는, 양친매성 중합성 화합물은 1분자 중에 1개 이상의 중합성 탄소-탄소 불포화 결합을 가지는 화합물인 것이 바람직하다. 양친매성 중합성 화합물은 가교 중합체로 되는 것일 필요는 없지만, 가교 중합체로 되는 화합물이라도 된다.
양친매성 중합성 화합물은 또, 에너지선 경화성 화합물과 균일하게 상용(相溶)되는 것이다. 이 경우의 상용이란 거시적으로 상분리하지 않은 것을 말하며, 미셀을 형성하여 안정적으로 분산되어 있은 상태도 포함된다.
양친매성 중합성 화합물은 분자 중에 친수기와 소수기를 가지며, 물, 소수성 용매의 양자와 각각 상용되는 화합물이다. 이 경우에서도, 상용이란 거시적으로 상분리되지 않은 것을 말하며, 미셀을 형성하여 안정적으로 분산되어 있는 상태도 포함된다. 양친매성 중합성 화합물은 0℃에서, 물에 대한 용해도가 0.5중량% 이상이며, 또한 25℃의 시클로헥산 : 톨루엔 = 5 : 1(중량비) 혼합 용매에 대한 용해도가 25중량% 이상인 것이 바람직하다.
여기서 말하는 용해도는, 예를 들면, 용해도가 0.5중량% 이상이란 적어도 0.5중량%의 화합물이 용해 가능한 것을 말하는 것이며, 0.5중량%의 화합물은 용매에 용해되지 않지만, 상기 화합물 중에 극히 약간의 용매가 용해 가능한 것은 포함하지 않는다. 물에 대한 용해도, 또는 시클로헥산 : 톨루엔 = 5: 1(중량비) 혼합 용매에 대한 용해도 중 적어도 한 쪽이 이들 값보다 낮은 화합물을 사용하면, 높은 표면 친수성과 내수성의 양자를 만족시키기는 것이 곤란해진다.
양친매성 중합성 화합물은 비이온성 친수기, 특히 폴리에테르계의 친수기를 가지는 경우에는, 친수성과 소수성의 밸런스가 그리핀의 HLB(에이치·엘·비)값으로서 11∼16의 범위에 있는 것이 바람직하며, 11∼15의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다. 이 범위 밖에서는 높은 친수성과 내수성이 우수한 성형물을 얻는 것이 곤란하거나, 그것을 얻기 위한 화합물의 조합이나 혼합비가 매우 한정된 것으로 되어, 성형물의 성능이 불안정해지는 경향이다.
양친매성 중합성 화합물이 가지는 친수기는 임의이며, 예를 들면, 아미노기, 4급 암모늄기, 포스포늄기와 같은 양이온기; 설폰기, 인산기, 카르보닐기와 같은 음이온기; 수산기, 폴리에틸렌글리콜기, 아미드기와 같은 비이온기; 아미노산기와 같은 양성 이온기라도 된다. 양친매성 중합성 화합물은 친수기로서, 바람직하게는 폴리에테르기, 특히 바람직하게는 반복수 6∼20의 폴리에틸렌글리콜쇄(鎖)를 가지는 화합물이다.
양친매성 중합성 화합물의 소수기로서는, 예를 들면, 알킬기, 알킬렌기, 알킬페닐기, 장쇄알콕시기, 불소치환알킬기, 실록산기등을 들 수 있다.
양친매성 중합성 화합물은 소수기로서 탄소수 6∼20의 알킬기 또는 알킬렌기를 가지는 화합물인 것이 바람직하다. 탄소수 6∼20의 알킬기 또는 알킬렌기는, 예를 들면, 알킬페닐기, 알킬페녹시기, 알콕시기, 페닐알킬기등의 모양으로 함유되어 있어도 된다.
양친매성 중합성 화합물은 친수기로서 반복수 6∼20의 폴리에틸렌글리콜쇄를 가지고 또한, 소수기로서 탄소원자수 6∼20의 알킬기 또는 알킬렌기를 가지는 화합물인 것이 바람직하다.
이들 양친매성 중합성 화합물 중에서도, 노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(n=8∼17)(메타)아크릴레이트, 노닐페녹시폴리프로필렌 글리콜(n=8∼17)(메타)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
에너지선 경화성 화합물과 양친매성 중합성 화합물의 바람직한 비율은 에너지선 경화성 화합물 및 양친매성 중합성 화합물의 종류나 조합에 의해 상이하지만, 그 밖의 에너지선 경화성 화합물 1중량부에 대하여, 양친매성 중합성 화합물 0.1중량부 이상인 것이 바람직하며, 0.2중량부 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이 값 미만이면, 높은 친수성의 표면을 형성하는 것이 곤란해진다.
또, 양친매성 중합성 화합물의 비율은 그 밖의 에너지선 경화성 화합물 1중량부에 대하여, 5중량부 이하인 것이 바람직하고, 3중량부 이하인 것이 더욱 바람직하다. 에너지선 경화성 화합물 1중량부에 대한 양친매성 중합성 화합물의 비율이 5중량부보다 많은 경우, 물에 대하여 팽윤성이 되는 경향이며, 접액부(接液部)를 구성하는 중합체가 겔화되는 경향이다.
에너지선 경화성 화합물과 양친매성 중합성 화합물의 혼합비를 적당히 선택함으로써, 습윤 상태로 겔화하지 않고 또한 고친수성ㆍ저흡착성을 나타내는 경화물을 제조할 수 있다. 양친매성 중합성 화합물의 친수성이 상대적으로 강할수록, 예를 들면 그리핀의 HLB값이 큰 것일수록, 바람직한 첨가량은 적어진다.
에너지선 경화성 조성물에는, 필요에 따라, 광중합 개시제를 첨가할 수도 있다. 광중합 개시제는 사용하는 에너지선에 대하여 활성이며, 에너지선 경화성 화합물을 중합시키는 것이 가능한것이면, 특히 제한은 없고, 예를 들면, 래디컬 중합개시제, 음이온 중합 개시제, 양이온 중합 개시제라도 된다. 광중합 개시제는 말레이미드화합물이라도 된다.
혼합 사용할 수 있는 단관능 말레이미드계 모노머로서는, 예를 들면, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-부틸말레이미드, N-도데실말레이미드와 같은 N-알킬말레이미드; N-시클로헥실말레이미드와 같은 N-지환족말레이미드; N-벤질말레이미드; N-페닐말레이미드, N-(알킬페닐)말레이미드, N-디알콕시페닐말레이미드, N-(2-클로로페닐)말레이미드, 2, 3-디클로로-N-(2, 6-디에틸페닐)말레이미드, 2, 3-디클로로-N-(2-에틸-6-메틸페닐)말레이미드와 같은 N-(치환 또는 비치환페닐)말레이미드; N-벤질-2, 3-디클로로말레이미드, N-(4'-플루오로페닐)-2, 3-디클로로말레이미드와 같은 할로겐을 가지는 말레이미드; 히드록시페닐말레이미드와 같은 수산기를 가지는 말레이미드; N-(4-카르복시-3-히드록시페닐)말레이미드와 같은 카르복시기를 가지는 말레이미드; N-메톡시페닐말레이미드와 같은 알콕시기를 가지는 말레이미드; N-[3-(디에틸아미노)프로필]말레이미드와 같은 아미노기를 가지는 말레이미드; N-(1-피레닐)말레이미드와 같은 다환방향족말레이미드; N-디메틸아미노-4-메틸- 3-쿠마리닐)말레이미드, N-(4-아닐리노-1-나프틸)말레이미드와 같은 복소환을 가지는 말레이미드 등을 들 수 있다.
에너지선으로서는 자외선, 가시(可視) 광선, 적외선과 같은 광선; 엑스선, 감마선과 같은 전리(電離) 방사선; 전자선, 이온 빔, 베타선, 중립자선(重粒子線)과 같은 입자선을 들 수 있다.
또, 연질 소재(s)는 폴리머 블렌드나 폴리머 얼로이라도 되며, 발포체, 적층체, 기타 복합체라도 된다. 또, 연질 소재(s)는 개질제(改質劑), 착색제 등 그 밖의 성분을 함유하고 있어도 된다.
연질 소재(s)에 함유시킬 수 있는 개질제로서는, 예를 들면, 음이온계, 양이온계, 비이온계 등의 계면 활성제, 실리카겔과 같은 무기분말, 폴리비닐피롤리돈과 같은 친수성 중합체 등의 친수화제; 디옥틸프탈레이트등의 가소제(可塑劑) 등을 들 수 있다. 연질 소재(s)에 함유시킬 수 있는 착색제로서는, 예를 들면, 임의의 염료나 안료, 형광성의 염료나 안료, 자외선 흡수제를 들 수 있다.
중경질 소재(m)는 700MPa 이상, 10GPa 미만, 바람직하게는 1GPa∼5GPa의 인장 탄성률을 가지고, 본 발명의 미소 케미컬 디바이스의 사용에 있어서 파괴되지 않는 강도를 가지는 것이면 임의이지만, 중합체인 것이 바람직하다. 중경질 소재(m)로서 사용할 수 있는 중합체는 단독 중합체라도, 공중합체라도 되며, 또, 열 가소성 중합체라도, 열 경화성 중합체라도 된다. 생산성의 면에서, 열 가소성 중합체 또는 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 것이 바람직하다.
중경질 소재(m)로서 사용할 수 있는 중합체로서는, 예를 들면, 폴리 스티렌, 폴리-α-메틸스티렌, 폴리스티렌/말레인산 공중합체, 폴리스티렌/아크릴로니트릴 공중합체와 같은 스티렌계 중합체; 폴리설폰, 폴리에테르설폰과 같은 폴리설폰계 중합체; 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴과 같은 (메타)아크릴계 중합체; 폴리머레이미드계 중합체; 비스페놀 A계 폴리카보네이트, 비스페놀 F계 폴리카보네이트, 비스페놀 Z계 폴리카보네이트와 같은 폴리카보네이트계 중합체; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-4-메틸펜텐-1과 같은 폴리올레핀계 중합체; 염화 비닐, 염화 비닐리덴과 같은 염소함유 중합체; 아세트산셀룰로오즈, 메틸 셀룰로스와 같은 셀룰로오즈계 중합체; 폴리우레탄계 중합체; 폴리아미드계 중합체; 폴리이미드계 중합체; 불소계 중합체; 폴리-2, 6-디메틸페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드와 같은 폴리에테르계 또는 폴리티오에테르계 중합체; 폴리에테르케톤과 같은 폴리에테르케톤계 중합체; 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아릴레이트와 같은 폴리에스테르계 중합체; 에폭시 수지; 우레아 수지; 페놀 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 접착성이 양호한 점등으로부터, 스티렌계 중합체, (메타)아크릴계 중합체, 폴리카보네이트계 중합체, 폴리설폰계 중합체, 폴리에스테르계 중합체가 바람직하다.
중경질 소재(m)로서 사용할 수 있는 중합체는 또, 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 것도 바람직하다. 에너지선 경화성 조성물은 필수 성분으로서 에너지선 경화성 화합물을 함유하는 것이며, 에너지선 경화성 화합물 단독이라도 되며, 복수 종류의 에너지선 경화성 화합물의 혼합물이라도 된다. 에너지선 경화성 조성물은 강도나 고도를 증대하기 위해 가교 중합체로 되는 것이 바람직하다. 에너지선 경화성 조성물의 경화물을 가교 중합체로 하기 위해서는 에너지선 경화성 조성물은 다관능의 모노머 및/또는 올리고머를 함유하는 것이 필요하지만, 그 밖에, 단관능의 모노머 및/또는 올리고머를 혼합하는 것도 가능하다. 에너지선 경화성 화합물은 에너지선 중합 개시제의 비존재 하에서 경화 가능한 것 외에, 에너지선 중합 개시제의 존재 하에서만 에너지선에 의해 중합되는 것도 사용할 수 있다.
에너지선 경화성 화합물로서는 중합성의 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 물건이 바람직하고, 그 중에서도, 반응성이 높은 (메타)아크릴계 화합물이나 비닐에테르류, 또한 광중합 개시제의 비존재 하에서도 경화되는 말레이미드계 화합물이 바람직하다. 중경질 소재(m)로서 사용할 수 있는 에너지선 경화성 화합물로서는 본 발명의 연질 소재(s)에 사용할 수 있다고 해서 예시한 화합물 중에서, 그 경화물이 소정의 인장 탄성률을 나타내는 것을 선택하여 사용할 수 있다.
고경질 소재(h)는 10GPa 이상의 인장 탄성률을 가지며, 본 발명의 미소 케미컬 디바이스의 사용에 있어서 파괴되지 않는 강도를 가지는 것이면 임의이다. 인장 탄성률의 상한은 저절로 한계는 있을것지만, 높은 것 그 자체에 의한 문제는 없기 때문에 상한을 설치하는 것을 요하지 않는다. 고경질 소재(h)로서는, 예를 들면, 중합체, 유리, 석영과 같은 결정, 탄소, 세라믹, 실리콘과 같은 반도체, 금속 등을 사용할 수 있지만, 이들 중에서도, 성형성의 용이, 고생산성, 저가격 등의 점에서 중합체가 특히 바람직하다. 고경질 소재(h)로서 사용할 수 있는 중합체에 대해서는 인장 탄성률이 10GPas를 넘는 것이라도 되는 것 이외는, 중경질 소재(m)의 경우와 동일하다.
본 발명의 미소 케미컬 디바이스의 공극부를 선택적으로 압박하는 압박 기구로서는 미소 케미컬 디바이스의 공극부를 선택적으로 압박하는 구조체가 미소 케미컬 디바이스에 고정되어 있어도 되고, 디바이스 본체와 분리한 것이라도 된다. 압박 기구는 그 선단이 상기 압박하는 범위의 치수인 임의의 압박하기 위한 기구이며, 예를 들면, 추, 스프링식이나 나사식의 클램프; 본 미소 케미컬 디바이스에 고정된 나사나 스프링; 모터, 전자석, 압공(壓空)등에 의한 액추에이터등일 수 있다.
이들 중에서, 개폐 밸브로서 사용하는 경우에는, 스프링식 클램프가 간편하며, 유량 조절 밸브로서 사용하는 경우에는 미소 케미컬 디바이스에 고정된 다른 부재에 설치된 조절 나사가 적절하다. 나사가 설치되는 부재는 그 치수, 형상은 임의이며, 예를 들면, 연질 소재(s)로 형성된 부분을 가지는 부재 전체를 덮는 구조라도 되고, 압박해야 할 부분에만 고정된 것이라도 된다. 상기 부재의 소재도 임의이며, 예를 들면, 고경질 소재(h)를 사용할 수 있다. 본 미소 케미컬 디바이스가 자동 합성 장치와 같은 복잡한 밸브 전환을 하는 용도에 사용되는 경우에는, 압박 기구는 액추에이터인 것이 바람직하다. 액추에이터는 시퀀서나 컴퓨터 제어에 의해 구동되는 것도 바람직하다.
부재(A)와 부재(B)로 구성된 미소 케미컬 디바이스는 공극부를 압박하는 쪽 부재의 공극부에 서로 대하는 위치에, 볼록형 구조가 형성되어 있는 것도 바람직하다. 볼록형 구조를 형성함으로써 볼록형 구조를 포함하는 넓은 범위를 압박하는 것만으로, 공극부에 서로 대하는 부분을 선택적으로 압박하는 것이 가능하게 된다. 즉, 미소한 공극부를 선택적으로 압박하는 곤란으로부터 해방된다.
부재(A)와 부재(B)로 구성된 미소 케미컬 디바이스는 또, 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 공극부를 압박하는 쪽 부재의 외측에 적층되고, 볼록형 구조를 공극부측으로 향하게 하여, 볼록형 구조를 공극부에 서로 대하는 위치에 고정하는 것도 바람직하다. 볼록형 구조를 가지는 부재(H)는 볼록형 구조를 가지는 시트형 부재인 것이 더욱 바람직하다. 이 경우도, 상기와 같은 효과가 얻어진다.
또, 부재(A)와 부재(B)로 구성된 미소 케미컬 디바이스는 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 볼록형 구조를 연질 소재(s)로 형성된 부재와 반대측으로 향하게 하여 상기 부재 상 또는 부재(E) 상에 적층되고, 인장 탄성률이 10MPa∼10GPa의 범위에 있는 소재로 형성되어 있고, 두께가 0.5∼500㎛의 범위에 있는 것도 바람직하다. 이것에 대해서도 상기와 같은 효과가 얻어진다. 또한 상기에 있어서, 볼록형 구조가 인장 탄성률이 700MPa 이상인 경질 소재로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이들에 대한 상세에 관해서는 본 발명의 바람직한 형태 중에서 설명한다.
본 발명의 미소 케미컬 디바이스가 볼록형 구조를 가지는 것인 경우나, 부재(H)가 고정되어 있는 것인 경우에는, 그것을 누르는 기구의 구동면 형상이나 치수는 특히 한정되지 않는다. 미소 케미컬 디바이스가 복수의 공극부를 가지고, 대응하는 복수의 볼록형 구조를 가지는 경우에는, 다른 볼록형 구조를 불필요하게 압박하지 않는 것이 필요하지만, 그 이외의 경우에는 부재의 넓은 범위, 경우에 따라는 부재 전체를 압박해도, 볼록형 구조가 형성된 부분만 변형되어, 밸브의 개폐나 유량 조절이 실행된다. 볼록형 구조를 누르는 구동 기구도 임의이며, 그 구동면은 평면이라도 되는 것 이외는 상기의 압박 기구과 동일한 기구를 사용할 수 있다. 예를 들면, 추, 스프링식이나 나사식의 클램프; 본 미소 케미컬 디바이스에 고정된 나사나 스프링; 모터, 전자석, 압공등에 의한 액추에이터등일 수 있다. 이들 볼록형 구조를 누르는 기구에 대해서도, 바람직한 기구는 상기의 압박 기구의 경우와 동일한 것을 말할 수 있다.
본 발명의 미소 케미컬 디바이스는 이와 같은 압박 기구에 의해 개폐 또는유량 조절을 하도록 형성하기 위해, 선행 문헌에 나타난 압공에 의해 직접 구동하는 방식과 비교하여, 인장 탄성률이 높은 소재의 사용이 가능하게 되고, 또, 부재의 두께를 두껍게 하는 것이 가능하게 되기 때문에, 내압성이 높은 미소 케미컬 디바이스를 얻을 수 있다.
이하, 부재(A)와 부재(B)로 구성된 본 발명이 되는 미소 케미컬 디바이스의 형태에 대하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 제1 양상은 부재(A) 또는 부재(B)의 연질 소재(s)로 형성된 부재측으로부터 압박하기 위해 구성되어 있다. 연질 소재(s)로 형성된 부재(A) 또는 부재(B)의, 공극부에 서로 대하는 부분의 두께는 두께로 변동이 있는 경우에는 그 가장 얇은 부분에서 10㎛ 이상이며, 바람직하게는 50㎛ 이상이며, 3000㎛ 이하이며, 바람직하게는 1000㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 500㎛ 이하이다. 두께가과소하면 내압성이 저하되거나, 후술하는 압박에 의해 상기 부분의 파괴가 생기기 쉽게 되며, 과대하면 전체 폐쇄가 곤란하게 된다. 단, 두께의 최적값은 공극부의 높이에도 의존하여, 공극부의 높이가 클수록 두께도 큰 것이 바람직하다.
연질 소재(s)로 형성된 부재의, 공극부에 서로 대하는 부분 두께의 최소값이 상기 범위에 있으면, 그 이외 부분의 형상이나 치수는 임의이지만, 상기 부재는 연질 소재(s)로 이루어지는 시트형인 것이 바람직하다.
연질 소재(s)로 형성된 부재가 부재(A)인 경우에는, 부재(A)의 두께는 공극부로 되는 오목부의 깊이를 뺀 두께가 10∼3000㎛의 범위인 것이 바람직하다. 또,연질 소재(s)로 형성되어 있는 부재가 부재(B)인 경우에는, 부재(B)는 시트형이며, 그 두께는 상기와 같은, 공극부에 서로 대하는 부분의 연질 소재(s)의 두께인 것이 바람직하다. 이들 중에서 부재(B)가 연질 소재(s)로 형성된 시트형 부재인 것이 본 발명의 효과를 발휘하기 쉽고 또한 제조가 용이하기 때문에 바람직하다.
연질 소재(s)로 형성된 공극부에 서로 대하는 부분을, 그 적층체 전체의 인장 탄성률이 0.1 이상, 700MPa 미만인 상이한 인장 탄성률을 가지는 복수의 소재로 이루어지는 적층체로 하는 것도 바람직하다. 이 경우, 공극부에 접하는 쪽을 인장 탄성률이 0.1∼200MPa의 소재, 그 외측을, 공극부에 접하는 쪽의 소재보다 높게, 또한 700MPa 미만의 인장 탄성률을 가지는 소재로 형성하는 것이 바람직하다. 외측의 소재는 인장 탄성률이 100MPa 이상, 700MPa 미만의 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 적층 구조를 채용함으로써, 밸브의 전체 폐쇄를 용이하게 하는 동시에, 압박 부분을 파괴하기 어렵게 하는 것이 용이하게 되며, 또한 인장 탄성률이 0.1∼10MPa인 극연질(極軟質) 소재의 사용이 용이하고, 파단 신장률이 5% 미만인 소재의 사용이 용이하게 되고 또한 부재의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 된다. 이와 같은 적층 구조를 채용하는 경우에는, 연질 소재(s)로 형성된 공극부에 서로 대하는 부분의 두께는 적어도 공극부에 접하는 층의 두께가 10∼3000㎛의 범위에 있는 것이 바람직하며, 적층체 전체의 두께가 이 두께 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 바람직한 하나의 형태에서는, 연질 소재(s)로 구성된 공극부에 서로 대하는 부분 외측에, 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa, 바람직하게는 1GPa∼5GPa의범위에 있는 중경질 소재(m)로 형성된 시트형의 부재(E)를 적층하는 것도 바람직하다. 인장 탄성률이, 이 값을 넘으면, 전체 폐쇄가 곤란하게 되거나, 인접하는 밸브기구의 한쪽만의 개폐가 곤란하게 된다. 적층은 접착 상태라도 되고, 비접착 상태라도 된다. 이 부재(E)의 두께는 0.5㎛ 이상, 바람직하게는 5㎛ 이상이며, 또, 500㎛ 이하이며, 바람직하게는 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 30㎛ 이하이다. 부재(E)는 인장 탄성률과 두께의 관계가 상기 시트형의 구조체가 굽힘에 대하여 유연성을 나타내는 범위인 것이 바람직하다. 즉, 부재(E)를 형성하는 소재의 인장 탄성률이 높을수록 두께를 얇게 하는 것이 바람직하다. 「인장 탄성률×두께」의 값이 3×10-4∼1×10-1MPaㆍm의 범위에 있는 것이 바람직하고, 3×10-3∼1×10-2MPaㆍm의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.
부재(E)는 두께가 균일한 시트형인 것이 바람직하다. 상기 부재의 두께가 과소하면, 상기 층의 파괴를 초래하기 쉽고, 반대로 상기 층의 두께가 과대하면, 전체 폐쇄가 곤란하게 되거나, 인접하는 밸브 기구의 한 쪽만의 개폐가 곤란하게 된다. 상기 층을 구성하는 소재의 인장 탄성률이 높을수록 두께는 얇은 것이 바람직하다. 이와 같은 적층 구조를 형성함으로써, 인장 탄성률이 매우 작은 연질 소재(s)의 사용이 용이하게 되기 때문에 밸브의 전체 폐쇄가 용이하게 되고, 내압성이 향상되어, 상기 부분의 파괴 강도가 증대되고 또한 부재의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 된다.
연질 소재(s)로 형성된 부재가 공극부에 서로 대하는 부분의 표면에 후술하는 볼록형 구조를 가지는 경우에는, 부재(E)는 그 외측에 접착 또는 비접착으로 적층되어 양호하다. 단, 이 경우, 상기 층의 적층 상태는 볼록형 구조의 주변에 공간이 남는 형상으로 적층된 구조이며, 상기 층의 외측으로부터 볼록형 구조 부근이 압박된 경우에, 볼록형 구조 부분에 선택적으로 힘이 걸리는 구조로서, 볼록형 구조가 부재(E)에 파묻힌 구조이어서는 안된다.
본 발명의 바람직한 제1 양상에서는, 연질 소재(s)로 형성된 부재측으로부터 공극부를 선택적으로 압박하는 기구(압박 기구)를 가지는 것도 바람직하다.
압박 기구에 의해 압박하는 범위는 공극부에 서로 대하는 부분이며, 바람직하게는 공극부의 최대폭의 0.5배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1배 이상이며, 바람직하게는 30배 이하이며, 더욱 바람직하게는 5배 이하이다. 압박부의 치수가 이것보다 작으면, 부재의 파괴가 생기기 일수이고, 이것보다 크면, 목적으로 하는 유로 이외의 유로나 다른 구조와의 간섭이 생기는 경향이 된다. 압박하는 범위의 유로 방향의 길이는 밸브가 개폐를 목적으로 한 것인 경우에는, 바람직하게는 공극부의 최대폭의 0.5배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1배 이상이다. 이 경우, 길이의 상한은 특히 한정할 필요는 없지만, 공극부의 최대폭의 10배 이하인 것이 개폐가 용이하고 또한 개폐에 의한 밸브부의 용량 변화가 작아지기 때문에 바람직하다. 밸브가 유량 조절을 목적으로 한 것인 경우에는, 바람직하게는 공극부의 최대폭의 0.5배 이상이며, 더욱 바람직하게는 공극부의 최대폭의 5배 이상이다. 길이의 상한은 특히 한정할 필요는 없고, 유로 자체가 공극부인 경우에는 공극부 전체라도 된다. 압박부의 길이를 길게하는 것은 유량 조절이 용이하게 되기 때문에 바람직하다. 어느 경우에도, 압박하는 범위는 공극부를 덮는 연질 소재(s)의 두께가 두꺼울수록 넓게 하는 것이 바람직하다. 압박 기구의 선단 부분의 끝은 둥글게 되어도 된다.
부재가 공극부에 서로 대하는 부분 또는 그 주변부만이 연질 소재(m)로 형성되어 있는 경우에는, 압박하는 범위는 연질 소재(s)로 형성된 부분 내이며, 또한 상기 범위 내이다.
본 발명의 미소 케미컬 디바이스의 바람직한 제1 양상에서는, 공극부에 서로 대하는 위치의, 연질 소재(s)로 형성된 부재의 외표면에 볼록형 구조가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
볼록형 구조의 최대 높이는 바람직하게는 공극부 높이의 1배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1.5배 이상이며, 바람직하게는 100배 이하이며, 더욱 바람직하게는 10배 이하이다. 볼록형 구조의 최대폭은 바람직하게는 공극부의 최대폭의 0.5배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1배 이상이며, 바람직하게는 30배 이하이며, 더욱 바람직하게는 5배 이하이다. 볼록형 구조의 유로 방향의 최대 길이는 바람직하게는 공극부의 최대폭의 0.5배 이상이며, 더욱 바람직하게는 1배 이상이다. 볼록형 구조의 유로 방향의 최대 길이의 상한은 특히 한정할 필요는 없지만, 밸브가 개폐를 목적으로 한 것인 경우에는, 공극부의 최대폭의 10배 이하인 것이 개폐가 용이하고 또한, 개폐에 따르는 밸브부의 용량 변화가 작아지므로 바람직하다. 밸브가 유량 조절을 목적으로 한 것인 경우에는, 공극부의 최대폭의 5배 이상으로 하는 것이 조절이 용이하여 바람직하다. 볼록형 구조의 치수는 공극부를 덮는 연질 소재(s)의두께가 두꺼울수록 크게 하는 것이 바람직하다.
볼록형 구조의 소재는 임의이며, 연질 소재(s)나 고경질 소재(h)를 사용할 수 있지만, 공극부를 구성하는 소재로서 사용된 연질 소재(s) 이상의 인장 탄성률을 가지는 소재인 것이, 유로의 개폐나 유량 제어가 확실이 되어 바람직하며, 인장 탄성률이 700MPa 이상인 고경질 소재(h)인 것이 더욱 바람직하다.
볼록형 구조의 제조 방법은 임의이며, 예를 들면, 부재(A), 부재(B) 사이에 공극부를 형성한 후에, 공극부에 서로 대하는 위치의 외측에 볼록형 구조의 소재를 접착, 코킹, 다른 필름에 의한 래미네이트등의 방법에 의해 고정하여 형성하는 방법을 들 수 있다. 또는 일체 성형등에 의해 미리 볼록형 구조가 형성된 부재를 사용하거나, 이들 부재의 형성 시에 동시 성형할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 제1 양상과 같이, 연질 소재(s)로 형성된 부재의 공극부에 서로 대하는 부분 외측에 볼록형 구조가 형성되어 있는 경우에는, 공극부에 서로 대하는 부분의 두께나 볼록형 구조의 높이는 그 주변부보다 높은 부분을 볼록형 구조로 간주하여 계산한다.
볼록형 구조의 형상은 임의이며, 예를 들면, 원주, 각기둥와 같은 기둥형, 원뿔, 각뿔과 같은 송곳형, 사다리꼴, 반구형, 구형등일 수 있지만, 반구형 및 그것에 가까운 형상이 바람직하다. 압박 기구를 볼록형 구조로 함으로써, ① 근접한 유로 한 쪽만의 개폐나 유량 조절이 용이하게 된다, ② 공극부를 압박하는 기구의 정확한 위치 맞춤이 불필요하게 된다, ③ 볼록형 구조를 누르는 기구를 평면형으로 할 수 있기 때문에, 밸브의 가동이 용이하고 또한 확실하게 된다고 하는 효과가 얻어진다.
본 발명의 바람직한 제1 양상이, 연질 소재(s)로 형성된 공극부에 서로 대하는 부분의 외측에, 중경질 소재(m)로 형성된 시트형의 부재(E)가 적층되어 있는 경우에는, 공극부에 서로 대하는 위치의 부재(E)에, 볼록형 구조를 형성하는 것도 바람직하지만, 이 경우에는 다음 항에서 설명한다, 볼록형 구조를 가지는 시트형의 부재(H)를 적층한 경우의, 시트형 구조체의 인장 탄성률이 특정된 것인 경우와 동일하게 된다.
본 발명의 바람직한 하나의 양상에서는, 부재(A), 부재(B)와는 다른, 공극부에 서로 대하는 부분에 볼록형 구조가 형성된 부재(H)를 가지며, 상기 부재가 볼록형 구조를 공극부측으로 하고, 공극부가 연질 소재(s)로 형성된 부재의 외측에 비접착 또는 접착 상태로 겹쳐지고, 상기 부재와의 상대 위치가 고정된 것인 것도 바람직하다. 부재(H)의 형상은 임의이지만, 시트형 또는 판형인 것이 바람직하고, 연질 소재(s)로 형성된 부재의 외표면 전체를 덮는 형상으로 적층되어 있는 것이 바람직하다. 부재(H)의 경도(硬度)는 임의이지만, 중경질 소재(m) 또는 고경질 소재(h)로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 시트형 구조체를 공극부를 가지는 부재와 겹칠 때, 그 사이에 변형 가능한 시트등을 협지해도 된다.
볼록형 구조의 치수, 형상은 상기한 연질 소재(s)로 형성된 공극부에 서로 대하는 부분 외측에 볼록형 구조의 압박 기구가 형성된 경우와 동일하다. 볼록형 구조를 가지는 구조체의 경도나 두께는 임의이다. 고경도이며 두꺼운 구조체라도 된다.
부재(H)를 설치함으로써, 상기한 연질 소재(s)로 형성된 공극부에 서로 대하는 부분 외측에 볼록형 구조가 형성된 경우와 동일한 효과가 얻어진다.
부재(H)는 또, 부재(A), 부재(B)와는 다른, 공극부에 서로 대하는 부분에 볼록형 구조가 형성된 시트형의 부재이며, 상기 시드형의 부재가 볼록형 구조를 공극부와 반대측으로 하며, 공극부가 연질 소재(s)로 형성된 부재의 외측에 비접착 또는 접착 상태로 겹쳐져, 상기 부재와의 상대 위치가 고정된 것도 바람직하다. 상기 시트형 구조체는 연질 소재(s)로 형성된 부재의 외표면 전체를 덮는 형상으로 적층되어 있는 것이 바람직하다. 부재(H)를 공극부를 가지는 부재와 겹칠 때, 그 사이에 변형 가능한 시트등을 협지해도 된다.
볼록형 구조를 공극부와 반대측으로 하여 고정되는 시트형의 부재(H)는 인장 탄성률이 10MPa∼10GPa, 바람직하게는 100MPa∼5GPa인 소재로 형성된다. 또, 두께는 0.5㎛∼500㎛의 범위에 있으며, 5㎛∼10O㎛의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 인장 탄성률을 가지는 소재는 연질 소재(s)나 중경질 소재(m)로서 예시한 것 중에서, 소정의 인장 탄성률을 가지는 것을 선택하여 사용할 수 있다.
또 이 경우에는 상기 시트형의 부재(H)는 인장 탄성률과 두께의 관계가 상기 시트형 구조체가 굽힘에 대하여 유연성을 나타내는 범위인 것이 필요하다.
「인장 탄성률×두께」의 값이 3×10-4∼1×10-1MPaㆍm의 범위에 있는 것이 바람직하고, 3×10-3∼1×10-2MPaㆍm의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.
볼록형 구조의 소재는 그 인장 탄성률이 시트형 구조체와 동등 이상인 것이바람직한 것 이외는, 상기한 연질 소재(s)로 형성된 공극부에 서로 대하는 부분 외측에 볼록형 구조의 압박 기구가 형성된 경우와 동일하다.
볼록형 구조의 치수, 형상은 상기한 연질 소재(s)로 형성된 공극부에 서로 대하는 부분 외측에 볼록형 구조가 형성된 경우와 동일하다.
부재(H)를 설치함으로써, 상기한 연질 소재(s)로 형성된 공극부에 서로 대하는 부분 외측에 볼록형 구조의 압박 기구가 형성된 경우와 동일한 효과와, 연질 소재(s)로 형성된 공극부를 가지는 부분 외측에 중경질 소재(m)로 형성된 시트형의 부재(E)를 적층하는 효과가 동시에 얻어진다.
본 발명의 바람직한 제2 양상은 ① 부재(A) 또는 부재(B)가 적어도 공극부에 합쳐질만한 부분이 연질 소재(s)로 형성되어 있는 것, ② 연질 소재(s)로 형성된 부재의 다른 쪽 부재가 적어도 공극부 주변부가 중경질 소재(m)로 형성되어 있고 또한 상기 부재의 공극부에 서로 대하는 부분의 두께가 0.5∼200㎛의 범위에 있는 것, 및 ③ 압박 기구에 의해 공극부를 압박하는 쪽이 중경질 소재(m)로 형성된 부재측으로부터 인 것을 특징으로 하고, 그 이외는 본 발명성 바람직한 제1 양상과 동일하다. 즉, 본 발명의 바람직한 제2 양상은 중경질 소재(m)로 형성된 부재를 사이에 둔 공극부의 압박에 의해, 상기 부재가 공극부 치수에 비해 큰 곡률로 휘고, 그에 따라 공극부 부근의 연질 소재(s)로 형성된 부재의 공극부 주변부가 변형됨으로써 공극부의 단면적이 변화되어 밸브로서 기능한다. 연질 소재(s), 중경질 소재(m), 고경질 소재(h)에 관해서는 본 발명의 제일 바람직한 양상과 동일하다.
연질 소재(s)로 형성된 부재의 형상이나 두께는 공극부에 서로 대하는 부분의 두께 제약이 없는 것 이외는, 본 발명의 바람직한 제1 양상과 동일하다. 그러나, 공극부에 서로 대하는 부분의 두께는 10mm 이하인 것이 바람직하고, 3mm 이하인 것이 바람직하다.
연질 소재(s)로 형성된 부재가 연질 소재(s) 이외의 소재로 형성된 부분을 가지는 것인 경우에는, 연질 소재(s) 이외의 소재는 임의이며, 이것도 본 발명의 바람직한 제1 양상의 경우와 동일하다.
연질 소재(s)로 형성된 부재는 지지체 상에 형성되는 것도 바람직하다. 지지체는 중경질 소재(m) 또는 고경질 소재(h)로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 연질 소재(s)로 형성된 부재가 지지체를 갖지 않은 경우나, 지지체를 구성하는 소재의 인장 탄성률이 700MPa 미만인 경우에는, 경도가 있는 받침대 위에서 후술하는 압박 기구에 의해 압박하거나, 또는 압박 기구로서 압박해야 할 부분을 부재(A)측과 부재(B)측으로부터 끼우는 형상의 것을 사용할 필요가 있지만, 연질 소재(s)로 형성된 부재가 중경질 소재(m) 또는 고경질 소재(h)로 형성됨으로써, 이와 같은 제약이 없어져, 본 미소 케미컬 디바이스 사용 장소의 자유도가 높아진다.
중경질 소재(m)로 형성된 부재는 이것보다 인장 탄성률이 높은 소재를 사용하면 유량의 조이기나 전체 폐쇄가 곤란해지거나, 인접하는 밸브 기구 한쪽만의 개폐가 곤란해진다. 적당한 인장 탄성률의 범위는 공극부의 형상이나, 부재(B)의 중경질 소재(m)로 구성된 부분의 두께에도 의존하며, 공극부의 높이가 작을수록, 또 상기 부분의 두께가 얇을수록 높은 인장 탄성률의 소재를 사용할 수 있다.
중경질 소재(m)로 형성된 부재는 공극부에 서로 대하는 부분 이외의 부분에대해서는, 다른 소재로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 공극부에 서로 대하는 부분 이외 부분의 소재는, 바람직하게는 인장 탄성률이 10GPa를 넘는 소재이다. 이와 같은 소재로 구성함으로써, 본 발명의 미소 케미컬 디바이스의 내압성을 높게 할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제2 양상에서는, 중경질 소재(m)로 형성된 부재는 그 외표면이 압박됨으로써 휘면서 연질 소재(s)로 형성된 부재를 변형시킴으로써 공극부의 간극을 변화시켜, 밸브로서의 기능을 발휘한다.
따라서, 중경질 소재(m)로 형성된 부재의 인장 탄성률의 값이 높고, 두께가 두꺼울수록 중경질 소재(m)로 구성된 부분의 면적을 크게 할 필요가 있다. 중경질 소재(m)로 형성된 부분의 전체가 중경질 소재(m)로 구성되어 있는 것이 제조가 용이하여 바람직하다.
중경질 소재(m)로 형성된 부재의, 공극부에 서로 대하는 부분의 두께[이하, 단순히 「중경질 소재(m)로 형성된 부재의 두께」라고 함]는 0.5㎛∼200㎛, 바람직하게는 5㎛∼100㎛, 더욱 바람직하게는 5㎛∼50㎛이다. 부재(B)는 두께가 균일한 시트형인 것이 바람직하다.
이 두께가 과소하면, 경질 소재(m)로 형성된 부재의 파괴를 초래하기 쉽고, 반대로 이 두께가 과대하면, 전체 폐쇄가 곤란하게 되거나, 인접하는 밸브 기구 한쪽만의 개폐가 곤란해진다.
사용하는 소재의 인장 탄성률이 높을수록, 경질 소재(m)로 형성된 부재의 두께는 얇은 것이 바람직하다. 부재(B)의 인장 탄성률과 두께의 관계는 「인장 탄성률×높이」의 값이 3×10-4∼1×10-1MPaㆍm의 범위에 있는 것이 바람직하며, 3×10-3∼1×10-2MPaㆍm의 범위에 있는 것이 더욱 바람직하다.
압박하는 쪽의 부재에 이와 같은 중경질 소재(m)를 사용하고, 두께를 상기 범위의 값으로 함으로써, 인접하는 밸브 한 쪽만의 개폐가 가능해 져, 내압성이 향상되어, 상기 부분의 파괴 강도가 증대되고 또한 미소 케미컬 디바이스의 두께를 얇게 하는 것이 가능하게 된다.
중경질 소재(m)로 형성된 부재는 부재(B)인 것이 외부재의 두께 제어가 용이하여 바람직하다.
부재(A)와 부재(B)를 접착하는 방법은 본 발명의 바람직한 제1 양상의 경우와 동일하다.
본 발명의 바람직한 제2 양상에서의 압박 기구, 볼록형 구조, 및 부재(H)에 대해서는, 본 발명의 바람직한 제1 양상의 경우와 동일하다. 단, 제1 양상은 연질 소재로 형성된 부재측으로부터 공극부를 압박하는 데 대하여, 제2 양상에서는 중경질 소재(m)로 형성된 부재(B)측으로부터 압박한다. 그리고, 볼록형 구조가 중경질 소재(m)로 형성된 부재 상에 형성되어 있는 경우에는, 공극부에 서로 대하는 부분의 두께는 볼록형 구조를 제외한 두께로 한다.
본 발명의 미소 케미컬 디바이스의 또 하나의 타입은 부재(B)와 부재(C)가, 유로가 되는 결손부를 가지는 층형의 부재(D)를 협지하여 서로 접착됨으로써, 부재(B)와 부재(C) 사이에, 부재(D)를 형성하는 소재의 결손부로서, 모세관형의 유로가 형성되어 있고, 상기 유로의 도상에 공극부를 가지며, 부재(B)(C)(D) 중 어느 하나가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분[단, 부재(D)에 관해서는 공극부의 주변부]이 연질 소재(s)로 형성되어 있고 또한 부재(B)(C)(D) 중 어느 하나가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분[단, 부재(D)에 관해서는 공극부의 주변부]이 중경질 소재(m) 또는 고경질 소재(h)로 형성되어 있고, 부재(B)측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스이다.
본 발명의 이 부재(B)(C)(D)로 이루어지는 미소 케미컬 디바이스는 부재(B)가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분[단, 부재(D)에 관해서는 공극부의 주변부)]이 연질 소재(s)로 형성되어 있고 또한 공극부에 서로 대하는 부분의 두께의 최소값이 10∼3000㎛인 것이 바람직하다. 또, 부재(B)가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 중경질 소재(m)로 형성되고, 공극부에 서로 대하는 부분의 두께의 최소값이 0.5∼500㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 이 부재(B)(C)(D)로 이루어지는 미소 케미컬 디바이스는 부재(C)를 아래에, 부재(B)를 위에 했을 때(이하, 본 타입의 미소 케미컬 디바이스 및, 제3, 제4, 제5 양상에 관해 이 상태에서 상하나 높이를 표현함), 유로는 바닥면이 부재(C), 측면이 부재(D), 상면이 부재(B)로 구성되어 있다. 유로의 치수, 형상은 본 발명에서 이루어지는 제1 미소 케미컬 디바이스와 동일하다.
공극부는 유로와 동일하게, 부재(D)의 결손부가 부재(C)와 부재(B)로 협지되고 형성되어 있다. 공극부의 위치, 치수, 형상에 관해서도, 본 발명의 부재(A)와부재(B)로 이루어지는 미소 케미컬 디바이스와 동일하다.
부재(C)의 외형은 임의이며, 예를 들면, 표면에 홈이 형성되어 있을 필요가 없는 것 이외는, 본 발명의 부재(A)와 부재(B)로 이루어지는 미소 케미컬 디바이스에서의 부재(A)와 동일한 형상일 수 있다. 부재(C)는 그 표면에 홈이 형성되어 있을 필요는 없지만, 홈이나 홈 이외의 구조가 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 부재(C)는 홈을 가지며, 이 홈이 부재(D)의 결손부와 연락된 유로로 되는 것이라도 된다.
부재(C)는 표면에 수직 방향에서 보아 복수의 소재로 형성된 부분을 가지고 있어도 되고, 측면 방향에서 보아 복수의 층으로 구성되어 있어도 된다.
부재(B)에 관해서는, 부재(A)가 아니라 부재(D)와 적층 접착되는 것 이외는, 본 발명의 부재(A)와 부재(B)로 이루어지는 미소 케미컬 디바이스의, 「부재(A)」를「부재(C)와 부재(D)의 적층체」라고 바꿔 읽는 경우와 동일하다. 부재(B)는 표면에 홈이 형성되어 있을 필요는 없지만, 홈이나 홈 이외의 구조가 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 부재(B)는 홈을 가지고, 상기 홈이 부재(D)의 결손부와 연락된 유로로 되는 것이라도 된다.
부재(D)는 층형의 부재이며, 그 두께는 본 발명의 유로의 높이일 수 있다. 부재(D)에 형성된 결손부는 부재(D)의 표리를 관통한 것이다. 상기 결손부는 부재(C)와 부재(B)로 협지되었을 때 유로나 공극부로 되는 것이며, 그 형상은 목적으로 하는 유로나 공극부의 형상으로 형성할 수 있다. 따라서, 부재(D)는 부재(C)와 부재(B)로 유체 조밀하게 협지할 수 있는 형상이면, 그 두께는 반드시 일정할필요는 없다.
유로, 유로 및 공극부의 구조나 치수에 대해서는, 부재(A)의 홈과 부재(B)로 형성되는 대신에, 부재(D)의 결손부가 부재(C)와 부재(B)에 협지되는 구조로 형성되어 있는 것 이외는, 본 발명의 부재(A)(B)로 이루어지는 미소 케미컬 디바이스의 경우와 동일하다.
부재(D)에 유로가 되는 결손부를 형성하는 방법은 임의이며, 예를 들면, 포토리소그래피(에너지선 리소그라피를 포함함), 에칭법, 증착법, 기상 중합법, 오려 냄, 복수의 시트형 부재 사이를 뗀 배치, 보호재 존재 하에서의 경화 등의 방법으로 형성할 수 있다. 부재(C)와 부재(B) 사이에 부재(D)를 형성할 때에 동시에 형성할 수도 있다. 부재(D)에는 유로나 공극부 이외의 구조 부분, 예를 들면, 액체 저장조, 반응조, 분석 기구 등이 되는 구조나 결손부를 형성할 수 있다. 결손부를 형성하는 조작을 지지체 상에서 실행하고, 최종적으로 상기 지지체를 제거하는 것도 바람직하다.
부재(C)와 부재(B) 사이에 유로가되는 결손부를 가지는 부재(D)를 협지 적층한 형상으로 접착하는 방법은 임의이다. 예를 들면, ① 부재(C) 상에 에너지선 경화성 조성물의 미경화 도막층을 부형(賦形)하고, 결손부를 이루는 부분 이외의 부분에 활성 에너지선을 조사(照射)하여 조사부를 반경화시키고, 비조사 부분의 미경화의 상기 조성물을 제거한 후 부재(B)를 겹쳐, 활성 에너지선을 재조사하여, 부재(B) 층을 경화시키는 동시에 접착하는 방법, ② 부재(C) 상에 에너지선 경화성 조성물의 미경화 도막층을 부형하고, 결손부를 이루는 부분이외의 부분에 활성 에너지선을 조사하여 조사부를 경화시키고, 비조사 부분의 미경화의 상기 조성물을 제거하여 부재(D) 결손부를 형성한 후, 에너지선 경화성 조성물의 반경화물로 형성한 부재(B)를 겹쳐, 활성 에너지선을 재조사하여, 부재(B)를 경화시키는 동시에 접착하는 방법, ③ 부재(C)와 부재(B) 사이에 에너지선 경화성 조성물을 협지하여, 부재(C) 및/또는 부재(B)의 외부로부터 유로가 되는 부분을 제외하고 에너지선을 조사하여, 미경화의 에너지선 경화성 조성물을 제거하고 유로로 이루는 방법, ④ 유로가 되어야 할 부분을 오려 낸 접착성의 시트형 부재(D)를 부재(C)와 부재(B) 사이에 끼워 서로 접착하는 방법, ⑤ 부재(C)와 부재(B) 사이에 유로가 되어야 하는 부분에 4불화 에틸렌제의 막대 형상물과 같은 보호 물질을 두고, 열 또는 에너지선 경화성 수지나 용융 수지를 충전ㆍ고체화한 후, 보호 물질을 제거하는 방법, ⑥ 각각 독립적으로 형성한 부재를 용제형 접착제(예를 들면, 에너지선 경화성 조성물)의 사용, 무용제형 접착제의 사용, 용융형 접착제의 사용, 부재 표면에의 용제 도포, 열이나 초음파에 의한 융착 등에 의해 접착하는 방법 등을 채용할 수 있다.
압박 기구에 의해 부재를 압박하는 범위나 압박 기구에 대해서는, 본 발명의 부재(A)(B)로 이루어지는 미소 케미컬 디바이스와 동일하다. 특정 두께의 연질 소재(s)로 형성된 부재측으로부터 압박하는 것도 가능하고, 특정 두께의 중경질 소재(m)로 형성된 부재측으로부터 압박하는 것도 가능하다. 이들에 대해서도 상기와 동일하다.
볼록형 구조나, 볼록형 구조를 가지는 부재(H)에 대해서도, 상기와 동일하다.
이하, 본 발명의 부재(B)(C)(D)로 이루어지는 미소 케미컬 디바이스의 바람직한 양상(제3, 제4, 및 제5 양상)에 대하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 제3 양상은 부재(B)의, 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이, 인장 탄성률이 1∼700MPa, 바람직하게는 1∼400MPa인 연질 소재(s)로 구성되어 있다. 인장 탄성률이 이 값을 넘으면 유량의 조절이 곤란해지거나, 밸브 부분에서 디바이스의 파괴가 생기는 경향이 있다.
부재(B)의 공극부에 서로 대하는 부분의 두께[「부재(B)의 두께」라고 하는 경우가 있음]에 관해서는, 본 발명의 바람직한 제1 양상에서, 연질 소재(s)로 형성된 압박 당하는 쪽의 부재와 동일하다.
부재(B)는 공극부에 서로 대하는 부분 이외의 부분이 다른 소재로 구성되어 있어도 되며, 부재(B)의 전체가 연질 소재(s)로 구성되어 있어도 된다. 부재(B)의 전체가 연질 소재(s)로 구성된 시트형 부재인 것이, 본 발명의 효과를 발휘하기 쉽고, 제조가 용이하여 바람직하다.
부재(B)의 공극부에 서로 대하는 부분을, 각각 인장 탄성률이 연질 소재(s)로이루어지고 또한 다른 인장 탄성률을 가지는 복수 소재의 적층체로 하는 것도 바람직하다. 이것에 대해서도, 본 발명의 바람직한 제1 양상에서, 연질 소재(s)로 형성된 압박 당하는 쪽 부재의 경우와 동일하다.
부재(B)의 공극부에 서로 대하는 부분의 외측에, 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa의 범위, 바람직하게는 1GPa∼5GPa의 범위에 있는 중경질 소재(m)로형성된 부재(E)를 적층하는 것도 바람직하다. 이것에 대해서도, 본 발명의 제1 양상에서의, 연질 소재(s)로 형성된 압박 당하는 쪽 부재의 외측에의 부재(E)의 적층과 동일하다.
본 발명의 제3 양상에서는, 부재(D)의 소재는 임의이다. 즉, 연질 소재(s), 중경질 소재(m), 또는 고경질 소재(h)일 수 있다. 그러나, 유로를 완전히 폐쇄 상태로 하기 쉬운 점에서, 연질 소재(s)로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 제3 양상에서는, 부재(C)는 적어도 공극부 주변부가 중경질 소재(m) 또는 고경질 소재(h)로 구성되어 있다.
부재(C)의 두께는 임의이며, 본 발명의 바람직한 제1 양상에서의, 연질 소재(s)로 형성된 부재가 그 위에 형성되는 지지체와 동일하다.
부재(C)는 공극부 주변부 이외의 부분이 다른 소재로 구성되어 있어도 되고, 부재(B)의 전체가 동일 소재로 구성되어 있어도 된다. 부재(B)의 전체가 동일 소재로 구성된 시트형 부재인 것이, 본 발명의 효과를 발휘하기 쉽고, 제조가 용이해 바람직하다.
본 발명의 바람직한 제3 양상은 연질 소재(s)로 형성된 부재(B)측으로부터 공극부를 선택적으로 압박함으로써, 밸브 기능을 발휘한다. 본 양상에서의 압박 기구, 볼록형 구조, 부재(H)에 대해서는, 본 발명의 바람직한 제1 양상과 동일하다.
본 발명의 바람직한 제4 양상은 부재(C), 부재(B), 및 부재(D)를 구성 요소로 하는 본 발명의 바람직한 제3 양상과 유사한 구조를 가지고, 부재(B)가 중경질소재(m)로 형성되어 있으며, 부재(C)가 연질 소재(s)로 형성되어 있고, 부재(B)측으로부터 공극부를 압박하는 것이다.
본 발명의 바람직한 제4 양상에서의 부재(C)의 외형은 본 발명의 바람직한 제3 양상과 동일하다. 부재(C)는 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 연질 소재(s)로 구성되어 있다. 인장 탄성률이 이 값을 넘으면 유량의 조절이 곤란해지거나, 밸브 부분에서 디바이스의 파괴가 생기는 경향이 있다. 부재(C)의 공극부에 서로 대하는 부분의 두께에 관해서는, 본 발명의 바람직한 제2 양상에서, 연질 소재(s)로 형성된 부재의, 공극부에 서로 대하는 부분의 두께와 동일하다.
부재(C)는 공극부에 서로 대하는 부분 이외의 부분이 다른 소재로 구성되어 있어도 되고, 부재(C)의 전체가 연질 소재(s)로 구성되어 있어도 된다. 부재(C)의 전체가 연질 소재(s)로 구성된 시트형 부재인 것이 본 발명의 효과를 발휘하기 쉽고, 제조가 용이해 바람직하다. 부재(C)는 경도가 있는 지지체 상에 형성하는 것이 바람직하다. 지지체는 본 발명의 제2 양상에서의 지지체와 동일하다.
본 발명의 바람직한 제4 양상에서의 부재(B)에 대해서는, 부재(A) 대신 부재(C)(D) 적층체에 접착되는 것 이외는 본 발명의 바람직한 제2 양상에서의 중경질 소재(m)로 형성된 부재와 동일하다.
본 발명의 바람직한 제4 양상에서의 부재(D)의 형상, 소재, 그것에 형성된 결손부 등에 대해서는, 본 발명의 바람직한 제3 양상에서의 부재(D)와 동일하다.
부재(C)와 부재(B) 사이에 유로가 되는 결손부를 가지는 부재(D)를 협지 적층한 형상으로 접착하는 방법에 관해서도 본 발명의 바람직한 제3 양상과 동일하다.
압박 기구에 의해 부재를 압박하는 범위나 압박 기구에 대해서는, 본 발명의 바람직한 제2 양상과 동일하다. 또, 압박 기구, 볼록형 구조, 부재(H)에 대해서도, 본 발명의 제2 양상과 동일하다.
본 발명의 바람직한 제5 양상은 부재(C), 부재(B), 및 부재(D)를 구성 요소로 하는 본 발명의 바람직한 제3 양상과 유사한 구조를 갖지만, 부재(D)가 연질 소재로 형성되고, 부재(B)가 중경질 소재(m)로 형성되고, 부재(C)가 중경질 소재(m) 또는 고경질 소재(h)로 형성되고, 부재(B)측으로부터의 압박에 의해, 주로 부재(D)가 변형되어 공극부의 간극 치수를 변화시켜 유로의 개폐나 유량 조절을 실행하는 것이다.
즉, 부재(B)의 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 중경질 소재(m)로 구성되어 있고 또한 부재(B)의 압박되는 부분의 두께가 0.5∼200㎛의 범위에 있는 것, 부재(D)의 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 연질 소재(s)로 구성되어 있는 것, 및 부재(B)를 사이에 두고 상기 공극부를 압박하는 기구를 가지는 것 이외는, 본 발명의 바람직한 제3 양상과 동일하다.
본 발명의 바람직한 제5 양상에서의 부재(C)의 외형, 구조, 치수등에 관해서는 본 발명의 바람직한 제3 양상과 동일하다. 즉, 중경질 소재(m) 또는 고경질 소재(h)로 형성되지만, 고경질 소재(h)로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 제5 양상에서의 부재(B)는 부재(C) 사이에, 부재(D)를 협지하여 접착함으로써, 부재(C), 부재(B), 및 부재(D)의 결손부에서 모세관형의유로와 공극부를 형성하는 것이 가능한 것이면, 그 형상, 구조, 표면 상태 등은 임의이다. 이들에 대해서는, 본 발명의 바람직한 제2 양상에서의 부재(B)와 동일하다.
본 발명의 바람직한 제5 양상에서는, 부재(B)는 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 중경질 소재(m)로 형성되어 있다. 부재(B)는 전체가 동일 소재로 형성된 시트형 부재인 것이, 본 발명의 효과를 발휘하기 쉽고, 제조가 용이해 바람직하다. 이들에 대해서는, 본 발명의 바람직한 제2 양상에서의 부재(B)와 동일하다. 부재(B)의 두께에 대해서도 본 발명의 바람직한 제2 양상과 동일하다.
본 발명의 바람직한 제5 양상에서는, 부재(D)는 적어도 공극부 주변부, 즉 공극부의 벽주변부가 연질 소재(s)로 형성되어 있다. 인장 탄성률이 이 범위 밖에서는 유량의 조절이 곤란해지거나, 밸브 부분에서 디바이스의 파괴가 생기는 경향이 있다.
본 발명의 바람직한 제5 양상은 중경질 소재(m)로 형성된 부재(B)측으로부터 공극부를 선택적으로 압박한다. 압박 기구에 의해 부재를 압박하는 범위나 압박 기구에 대해서는, 본 발명의 바람직한 제2 양상과 동일하다. 또, 압박 기구, 볼록형 구조, 부재(H)에 대해서는 제2 양상과 동일하다.
본 발명에서 이루어지는 미소 케미컬 디바이스는 또 상기 부재(A) 및 부재(B)로 구성되어 있고, 그 어느 부재나 연질 소재(s)로 형성되어 있고, 상기 볼록형 구조가 형성된 것, 또는 부재(H)가 고정된 것이다. 이들 미소 케미컬 디바이스의 구조, 부재, 제조 방법, 사용 방법 등에 관해서는 부재(A), 부재(B)의 양자가연질 소재(s)로 형성되어 있는 것 이외는, 상기한 부재(A)와 부재(B)로 구성되고, 그 중 어느 하나가 연질 소재(s)로 형성된 본 발명이 되는 미소 케미컬 디바이스와 동일하다. 또, 볼록형 구조나 부재(H)에 관해서도, 상기에서 연질 소재(s)로 형성된 부재 위에 형성 또는 고정하는 경우와 동일하다.
본 발명에서 이루어지는 미소 케미컬 디바이스는 또한, 부재(B),(C),(D)로 구성되어 있고, 그 어느 부재나 연질 소재(s)로 형성되어 있으며, 상기 볼록형 구조가 형성된 것, 또는 부재(H)가 고정된 것이다. 이들 미소 케미컬 디바이스의 구조, 부재, 제조 방법, 사용 방법 등에 관해서는 부재(B), 부재(C), 부재(D)의 모두가 연질 소재(s)로 형성되어 있는 것 이외는 상기한 부재(B),(C),(D)로 구성되며, 그 중 어느 하나가 연질 소재(s)로 형성되고 또한 그 중 어느 하나가 중경질 소재(m) 또는 고경질 소재(h)로 형성된 본 발명이 되는 미소 케미컬 디바이스와 동일하다. 또, 볼록형 구조나 부재(H)에 관해서도 상기에서 연질 소재(s)로 형성된 부재 위에 형성 또는 고정하는 경우와 동일하다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 이용하여, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예의 범위에 한정되지 않는다. 또, 이하의 실시예에서, 「부」는 특히 예고가 없는 한「중량부」를 나타낸다.
<인장 탄성률 및 파단 신장률의 측정>
〔측정 시료〕
판형 또는 시트형 시료는 폭 1Omm, 길이 1OOmm의 직사각형으로 절단하여 시료로 했다. 에너지선 경화성 조성물 경화물 시료는 유리 위에 에너지선 경화성 조성물을 도포하고, 질소 기류 중에서 365nm에서의 강도 50mW/㎠의 자외선을 30초간 조사하여 경화시킨 후, 유리판으로부터 박리하여 폭 10mm, 길이 1OOmm의 직사각형으로 절단하여 시료로 했다.
이들 시료는 24±1℃, 습도 55±5%의 실내에 16시간 이상 정치(靜置)한 후에 측정에 제공했다.
〔측정〕
인장 시험기로서 도요 세이키 세이사쿠쇼제의 「스토로구라후 V1-C」를 사용하여, 24±1℃, 습도 55±5% 분위기 중에서, 손잡이구 사이 거리 80mm, 인장 속도 20mm/분으로 측정했다.
<소재>
실시예에서 사용한 소재와 그 약칭을 나타낸다.
〔에너지선 경화성 화합물〕
(1) 3관능 우레탄아크릴레이트올리고머(다이닛폰 잉키 가가쿠 고교 가부시키가이샤제의「유니딕쿠 V4263」); 약칭「유니딕쿠 V4263」
(2) ω-테트라데칸디올디아크릴레이트 및 ω-펜타데칸디올디아크릴레이트를 주성분으로 하는 디아크릴레이트 혼합물(소마루샤제의「사토마 C2000」); 약칭「사토마 C2000」
(3) 테트라메틸렌글리콜(평균 분자량 650) 말레이미드아세테이트(일본국 특개평 11(1999)-124403호 공보의 합성예 18 기재의 방법에 의해 합성했다);약칭「TGMA」
(4) 디시클로펜타닐디아크릴레이트(니혼 가야쿠 가부시키가이샤제의 「R-684」); 약칭「R-684」
〔양친매성의 중합성 화합물〕
(5) 노닐페녹시포리에틸렌글리콜(n=17)아크릴레이트(다이이치 고교 세이야쿠 가부시키가이샤제의「N-177E」; HLB값=14.64; 물, 시클로헥산/톨루엔 혼합 용매의 양자에 가용(可溶); 약칭「N-177E」
〔자외선 중합 개시제〕
(6) 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(지바가이기샤제의「이루가큐아 184」); 약칭 「이루가큐아 184」
〔중합지연제〕
(7) 2, 4-디페닐-4-메틸-1-펜텐(간토 가가쿠샤제); 약칭「DPMP」
〔열가소성 중합체 및 성형물〕
(8) 폴리스티렌(다이닛폰 잉키 가가쿠 고교 가부시키가이샤제의「딕쿠스스치렌 XC-520」); 약칭 폴리스티렌 [m1]
(9) 폴리프로필렌 2축 연신 시트(후타무라 가가쿠샤제의「FOR」, 두께 30㎛, 한쪽면 코로나 처리); 약칭 OPP 시트
(10) 신디오탁틱폴리스티렌 2축 연신 시트(이데미쓰 세키유 가가쿠제, 두께 약 10㎛; 약칭 OSPS 시트 [m2]
(11) 아크릴 수지(아사히 가세이 고교사제의「데루펫토 670N」); 약칭 [m3]
(12) 폴리스티렌 2축 연신 시트(다이닛폰 잉키 가가쿠 고교 가부시키가이샤제 시작품, 두께 60㎛); 약칭 OPS 시트 [m4]
(13) 폴리우레탄(닛폰 에라스토란샤제의「에라스토란 F564」); 약칭 [s1]
(14) 폴리우레탄(닛폰 에라스토란샤제의 「에라스토란 F580」); 약칭 [s2]
(15) 연질 염화 비닐(덴키 가가쿠 고교 「Z-4370」); 약칭 PVC [s3]
(16) 에틸렌-아세트산비닐 공중합수지(쇼와 덴코 「쇼렉쿠스 EVA, BF05-6); 약칭 EVA [s4]
(17) 폴리아미드엘라스토머(다이닛폰 잉키 가가쿠 고교제 「구리락쿠스 A-100」); 약칭 폴리아미드엘라스토머 [s5]
(18) 폴리에스테르엘라스토머(다이닛폰 잉키 가가쿠 고교제「구리락쿠스 E-120」); 약칭 폴리에스테르엘라스토머 [s6]
(19) 변성 폴리올레핀(닛폰 세키유제「N 폴리머 R4100」); 약칭 변성 폴리올레핀 [s7]
<에너지선 경화성 조성물의 조제>
실시예에서 사용하는 에너지선 경화성 조성물의 조제 방법을 이하에 나타냈다.
〔에너지선 경화성 조성물 [e1]의 조제〕
「유니딕쿠 V4263」40부, 「사토마 C2000」60부, 자외선 중합 개시제로서 「이루가큐아 184」5부, 및 중합 지연제로서「DPMP] 0.1부를 혼합하여, 에너지선 경화성 조성물 [e1]을 조제했다.
〔에너지선 경화성 조성물 [e2]의 조제〕
「유니딕쿠 V4263」20부, 「사토마 C2000」80부, 「이루가큐아 184」5부, 및 2, 「DPMP] 0.1부를 혼합하여, 에너지선 경화성 조성물 [e2]를 조제했다.
〔에너지선 경화성 조성물 [e3]의 조제〕
「TGMA」50부, 및「사토마 C2000」50부를 혼합하여, 에너지선 경화성 조성물 [e3]을 조제했다.
〔에너지선 경화성 조성물 [e4]의 조제〕
「유니딕쿠 V4263」100부, 「이루가큐아 184」5부, 및 2, 「DPMP] 0.1부를 혼합하여, 에너지선 경화성 조성물 [e4]를 조제했다.
〔에너지선 경화성 조성물 [e5]의 조제〕
「유니딕쿠 V4263」10부, 「R-684」90부, 및 「이루가큐아 184」5부를 혼합하여, 에너지선 경화성 조성물 [e5]를 조제했다.
〔에너지선 경화성 조성물 [e6]의 조제〕
「유니딕쿠 V-4263」80부, 양친매성의 중합성 화합물로서 「N-177E」20부, 중합 지연제로서 DPMP를 0.1부, 및 광중합 개시제로서 「이루가큐아 184」5부를 균일하게 혼합하여 조성물 [e6]을 조제했다.
〔에너지선 경화성 조성물 [e7]의 조제〕
「유니딕쿠 V4263」10부, 「R-684」70부, 「N-177E)」를 20부, DPMP를 0.1부, 및 「이루가큐아 184」5부를 혼합하여 에너지선 경화성 조성물 「e7」을 조제했다.
〔에너지선 경화성 조성물 [e2]의 조제〕
「유니딕쿠 V4263」20부, 「사토마 C2000」60부, 「N-177E)」20부, DPMP를 0.1부, 및 「이루가큐아」184」5부를 혼합하여, 에너지선 경화성 조성물 [e8]을 조제했다.
<실시예 1>
본 실시예에서는 본 발명의 제1 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔부재(A)의 제작〕
폴리스티렌 [m1]로 이루어지는 2.5cm×5cm×두께 3mm의 평판형 기재(1)를, 전기식 열풍 토치로 가열하여 표면을 연화시키고, 180℃로 뜨겁게 한 유리제의 주형(鑄型)(도시하지 않음)에 강하게 눌러 냉각한 후, 박리하고 기재(1) 표면에 폭 30㎛, 깊이 30㎛, 길이 30mm의 홈으로서 단면이 대체로 직사각형의 홈(2), 홈의 도상에 형성된 직경 90㎛, 깊이 30㎛의 원통형 오목부(3)를 형성하고 또한 홈(2)의 양단부에서 직경 0.5mm의 드릴 구멍을 뚫음으로써, 유입구(4)와 유출구(5)를 형성하여, 도 1에 나타낸 형상의 부재(A)(이하, [A1]이라고 함)를 제작했다.
〔부재(B)의 접착〕
OPP 시트(도시하지 않음)의 코로나 처리면에, 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e1]을 도포하고, 이어서, 질소 분위기 중에서, 우시오 덴키 가부시키가이샤제의 멀티라이트 2OO형 광원 유닛을 사용하여 5OmW/㎠의 자외선을 1초간 조사하여, 유동성이 상실되었지만 불완전 경화 상태의 도막으로 하고, 이 도막면을 부재 [A1]의 홈이 형성된 면에 접착했다. 다음에, OPP 시트측에서 동일자외선을 다시 30초간 조사하여 도막을 완전 경화시킴으로써, 연질 소재(s)인 에너지선 경화성 조성물 [e1]의 경화물로 구성된 두께 64㎛의 시트형 부재(B)(이하, [B1]이라고 함)(6)를 형성하는 동시에, 부재 [A1]의 표면에 접착하고, 그 사이에 모세관형의 유로(2)와 그 도상에 형성된 공극부(3)를 형성했다. 그 후, OPP 시트를 박리함으로써, 도 1에 나타낸 형상의 미소 케미컬 디바이스 [#1]를 제작했다.
〔부재(B)의 인장 특성〕
별도로, 에너지선 경화성 조성물 [e1] 경화물 시트를 제조하고, 그 인장 특성을 측정한 결과를 표 1에 나타냈다. 표 1에는, 사용한 폴리스티렌 [m1]의 인장 특성도 나타냈다. 표 1로부터, 에너지선 경화성 조성물 [e1] 경화물은 연질 소재(s)인 것, 폴리스티렌 [m1]은 중경질 소재(m)인 것을 알 수 있다.
〔압박 기구의 제작〕
도 2에 나타낸 바와 같은, 8mm×8mm인 평면형의 상부 협지부(12)와 완만한 곡면형의 하부 협지부(13)를 가지고, 상부 협지부(12)의 중심에 M2의 나사 구멍이 형성되어 있고, 이 나사 구멍에는 선단이 반경 0.25mm의 반구형으로 둥글게 된 원뿔형으로 절삭된 M2의 나사(14)가 비틀려 넣어지고, 상기 협지부의 평면으로부터 0.2mm만큼 나간 위치에 록 너트(15)로 고정하여 돌기부를 형성한 스프링식 클램프(11)를 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
유입부(4)로부터 마이크로시린지를 사용하여 메틸렌 블루(와코 쥰야쿠 가부시키가이샤제)로써 착색한 물을 모세관에 주입한 바, 유출부(5)로부터 물이 유출되었다. 다음에, 상기에서 제작한 스프링식 클램프를 사용하여, 돌기부에서 미소 케미컬 디바이스 [#1]의 공극부(3) 위를 부재(B)측으로부터 압박한 바, 부재(B)는 파괴되지 않고 물의 유통이 차단되고, 클램프를 분리하면 유로는 다시 유통되었다. 이 때, 부재(B)의 파괴는 인식되지 않았다. 이 시험을 10회 반복했지만, 모두 동일한 결과였다.
<실시예 2>
본 실시예에서는 나사식 압박 기구가 고정된 본 발명의 제1 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스 전구체의 제작〕
실시예 1과 아주 동일하게 하여 제작한 미소 케미컬 디바이스 [#1]를 미소 케미컬 디바이스 [#2] 전구체로 했다.
〔압박 기구의 제작과 고정〕
부재 [Al]에 사용한 것과 동일 폴리스티렌 [m1]제의 판을 사용하여 부재 [A1]과 동일 치수의 압박 기구 기재를 제작하고, 공극부(3)에 상당하는 위치에 나사 구멍을 형성하고, 이것에 선단이 반경 0.25mm의 반구형으로 둥글게 된 원뿔형으로 절삭한 나사를 장착하여 부재 [H2]로하고 이 부재 [H2]의 주변부에 폭 약 5mm의 범위에 에너지선 경화성 조성물 [e4]를 도포하고, 부재 [B1]측에 겹쳐 자외선으로 접착함으로써, 공극부에 서로 대하는 위치에 부재 [H2]가 고정된 미소 케미컬 디바이스 [#2]를 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
유입부(4)로부터 마이크로시린지를 사용하여 일정 압력으로 메틸렌 블루(와코 준야쿠 가부시키가이샤제)로 착색한 물을 주입한 바, 유출구(5)부터 물이 일정 유량으로 유출되었다. 미소 케미컬 디바이스의 나사를 서서히 죔으로써 부재 [B1]의 위로부터 공극부(3)를 압박하면, 나사를 죄는 정도에 따라 유량이 변화되었다.
<실시예 3>
본 실시예에서는 연질 소재(s)로 구성된 부재의 공극부에 서로 대하는 부분의 표면에 볼록형 구조가 형성된, 본 발명에서 이루어지는 제1 미소 케미컬 디바이스의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
실시예 1에서 얻은 미소 케미컬 디바이스 [#1]의, 공극부(3)에 서로 대하는 위치의 부재 [B1] 표면에 에너지선 경화성 조성물 [e4]의 작은 물방울을 놓고, 즉시 자외선 조사하여 경화시키고, 직경 0.6mm, 높이 0.22mm의 볼록형 구조를 가지는 미소 케미컬 디바이스 [#3]을 제작했다.
〔압박 기구의 구동 기구 제작〕
볼록형 구조의 압박 기구를 구동하는 기구로서, 나사(4), 록 너트(1) 및 나사 구멍을 갖지 않고, 상부 협지부(12)가 평면형인 것 이외는 실시예 1에서 제조한 압박 기구과 동일한 구조의 스프링식 클램프를 제작하여 구동 기구로 했다. 또, 선단이 평면형인 직경 6mm의 놋쇠 막대를 제작하여, 또 하나의 구동 기구로 했다.
〔유로의 개폐 시험〕
위에서 제작한 클램프형의 구동 기구를 사용하여 상부 협지부(12)에서 미소케미컬 디바이스의 볼록형 구조부를 포함하는 범위를 압박한 바, 물의 유통은 차단되고, 클램프를 분리하면, 유로는 다시 유통되었다. 단, 실시예 1과 달리, 돌기부의 위치 맞춤을 하지 않고도 유로의 개폐를 확실하게 실시할 수 있었다.
또, 위에서 제작한 막대형의 구동 기구를 사용하여, 수동으로 볼록형 구조부를 포함하는 범위를 압박해도 동일한 결과가 얻어졌다.
<실시예 4>
본 실시예에서는 압박되는 부재의 표면에 중경질 소재(m)로 형성된 볼록형 구조의 압박 기구가 설치된 본 발명의 제1 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
볼록형 구조를 형성하는 에너지선 경화성 조성물이 [e5]인 것 이외는 실시예 3과 동일하게 하여, 직경이 약 230㎛의 반구형인, 중경질 소재(m)로 형성된 볼록형 구조의 압박 기구를 가지는 미소 케미컬 디바이스 [#4]를 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 3과 동일한 시험을 실행하여, 실시예 3과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 5>
본 실시예에서는 압박 기구가 표면에 볼록형 구조가 형성된 시트형의 부재(H)이며, 상기 구조물이 미소 케미컬 디바이스의 표면에 볼록형 구조를 내측으로 향해 고정된 본 발명의 제1 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
OSPS 시트 [m2]를 사용한 시트형 부재(51)의 표면에, 직경 약 0.5mm의 유리제 공(52)을 에너지선 경화성 조성물 [e4]를 접착제(53)로서 사용하여 접착하고 볼록형 구조를 형성한 부재 [H5]를 제작하여, 이것을, 실시예 2에서의 나사식 압박 기구 대신, 볼록형 구조를 공극부측으로 하여 공극부(3)에 서로 대하는 위치에 맞춰, 에너지선 경화성 조성물 [e4]를 접착제(54)로서 사용하고, 네 모서리를 부재(B)에 접착하여 부재(B)에 고정한 것 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여 미소 케미컬 디바이스 [#5]를 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 3과 동일한 시험을 하여, 실시예 3과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 6>
본 실시예에서는 압박 기구가 표면에 볼록형 구조가 형성된 시트형의 부재(H)이며, 상기 부재(H)가 볼록형 구조를 외측으로 향하게 하여 고정된 본 발명의 제1 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
실시예 5에서 제작한 볼록형 구조를 가지는 시트형의 부재 [H5]를, 볼록형 구조를 공극부와 반대측으로 하여 고정한 것 이외는 실시예 4와 동일하게 하여 미소 케미컬 디바이스 [#6]을 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 3과 동일한 시험을 하여 실시예 3과 동일한 결과를 얻었다.
<비교예 1>
볼록형 구조의 압박 기구 또는 표면에 볼록형 구조를 가지는 시트형의부재(H)를 설치하지 않은 것, 즉, 미소 케미컬 디바이스로서 [#3], [#4], [#5], [#6] 대신 [#1]을 사용하여, 실시예 3, 4, 5, 6과 동일한 유로 개폐 시험을 한 바, 물의 유통은 차단되지 않았다.
<실시예 7>
본 실시예에서는 부재(B)가 연질 소재(s)로 형성된 2층으로 이루어지는 시트형의 부재인, 본 발명의 제1 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
실시예 2에서, ① 에너지선 경화성 조성물 [e1] 대신, 에너지선 경화성 조성물 [e2]를 사용하고, ② OPP 시트 대신 연질 소재(s)인 폴리우레탄 [s1]로 이루어지는 두께 500㎛의 열프레스 시트를 사용하고 또한 ③ 부재(B)를 형성한 후, 상기 시트를 박리하지 않고, 적층ㆍ접착된 상태에서 미소 케미컬 디바이스로 한 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여, 부재가 연질 소재(s)로 형성된 2층으로 이루어지는 시트형의 부재인 미소 케미컬 디바이스 [#7]을 제작했다.
그리고, 사용한 폴리우레탄 [s1]시트 및 에너지선 경화성 조성물 [e2]로 이루어지는 경화물의 인장 특성을 표 1에 나타냈다.
〔유량 조절 시험〕
실시예 2와 동일한 시험을 한 바, 실시예 2와 동일한 결과를 얻었다. 또한, 부재(B)가 에너지선 경화성 조성물 [e2]의 경화물 1층만으로서는 나사로 압박된 부분에 구멍이 열려, 액체가 누설될 정도로 강하게 나사를 닫아도, 본 실시예에서는 그와 같은 일은 없었다. 또, 부재(B)가 에너지선 경화성 조성물 [e2]의 경화물 1층만으로서는 나사로 압박된 부분에 구멍이 열려, 액체가 누설될 정도의 회수의 개폐를 반복해도, 본 실시예에서는 그와 같은 일은 없었다. 즉, 부재(B)를 상이한 인장 탄성률을 가지는 연질 소재(s)의 2층 구조로 함으로써, 미소 케미컬 디바이스의 파괴에 대한 여유가 증가한 것을 알 수 있다.
<실시예 8>
본 실시예에서는 연질 소재(s)로 형성한 공극부에 서로 대하는 부분의 표면에 중경질 소재(m)로 형성된 시트가 적층된 본 발명의 제1 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
실시예 2에서, ① 에너지선 경화성 조성물 [e1] 대신, 에너지선 경화성 조성물 [e2]를 사용하고, ② OPP 시트 대신 중경질 소재(m)인 두께 40㎛의 OSPS 시트 [m2]를 사용하고 또한 ③ 부재(B)를 형성한 후, 상기 시트를 박리하지 않고 적층ㆍ접착된 상태에서 미소 케미컬 디바이스로 한 이외는, 실시예 2와 동일하게 하여, 압박 기구를 가지는 미소 케미컬 디바이스 [#8]을 제작했다.
그리고, OSPS 시트 [m2]의 인장 특성을 표 1에 나타냈다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 7과 동일한 시험을 한 바, 실시예 7과 동일한 결과를 얻었다. 즉, 연질 소재(s)로 구성된 공극부에 서로 대하는 부분의 표면에 중경질 소재(m)로 구성된 시트가 적층됨으로써, 미소 케미컬 디바이스의 파괴에 대한 여유가 증가한 것을 알 수 있다.
<실시예 9>
본 실시예에서는 홈을 가지는 부재(A)가 연질 소재(s)로, 부재(B)가 중경질 소재(m)로 구성되어 있고, 부재(A)측으로부터 공극부를 압박하는 본 발명의 제1 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔부재(A)의 제작〕
일시적인 지지체로서 사용하는 OPP 시트(도시하지 않음)의 코로나 방전 처리면에, 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e6]을 도포한 후, 우시오 전기제의 멀티라이트(200)형 노광 장치용 광원 유닛을 사용하여, 50mW/㎠의 자외선을 3초간 조사하여 도막을 경화시켰다. 이어서, 경화 도막 상에 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e6]을 도포하고, 질소 분위기 중에서 포토 마스크를 통해 도 1에 나타낸 홈(2) 및 오목부(3)로 되는 부분 이외의 부분에, 조금 전과 동일한 자외선을 3초간 조사한 후, 아세톤으로 미경화의 에너지선 경화성 조성물 [e6]을 세정 제거함으로써, 바닥면, 벽면 모두 에너지선 경화성 조성물 [e6] 경화물로 구성된 단면이 대체로 직사각형의 홈(2) 및 원통형의 오목부(3)를 가지는, 유입구(4)와 유출구(5)를 가지고 있지 않은 것 이외는 도 1과 동일한 형상의 부재 [A9]를 제작했다. 홈의 치수는 폭 108㎛, 깊이 75㎛이며, 오목부(3)의 치수는 직경 200㎛, 높이 75㎛였다.
〔부재(B)의 제작과 접착〕
부재 [A9]의 홈 양단부에 상당하는 위치에 유입구(4)와 유출구(5)로 되는 직경 0.5mm의 구멍이 뚫린 아크릴 수지 [m3]로 이루어지는 2.5cm×5cm×두께 2mm의평판에 50㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e7]을 도포한 후, 질소 분위기 중에서, 유입구(4)와 유출구(5)로 되는 구멍 이외의 부분에 조금 전과 동일한 50mW/㎠의 자외선을 2초간 조사하여, 도막을 유동성은 상실했지만 불완전 경화의 상태로 하여 미경화 수지를 세정 제거했다. 불완전 경화 상태의 도막면을 부재 (A) [A9]의 홈이 형성된 면과 접착하고, 아크릴 수지판측으로부터 동일한 50mW/㎠의 자외선을 다시 30초간 조사하여 도막을 완전 경화시킴으로써, 부재 [B9]를 부재 [A9]의 표면에 접착하고, 그 사이에 모세관형의 유로(2)와 그 도상에 형성된 공극부(3)를 형성했다. 다음에, 부재(A)[A9]로부터 OPP 시트를 박리하여, 유입구(4)와 유출구(5)가 부재 [B9]측에 형성되어 있는 것, 및 부재(B)가 에너지선 경화성 조성물 [e7] 강하물과 아크릴판과의 2층으로 이루어지고 있는 것 이외는, 도 1에 나타낸 것으로 동일한 형상의 미소 케미컬 디바이스 [#9]를 제작했다.
〔부재의 인장 특성〕
별도로 에너지선 경화성 조성물 [e6] 및 [e7]의 경화물 시트를 제조하여, 그 인장 특성을 측정한 결과를 표 1에 나타냈다. 표 1로부터, [e6] 경화물은 연질 소재(s)인 것, [e7] 경화물은 중경질 소재(m)인 것을 알 수 있다.
〔친수성 시험〕
별도 제작한 에너지선 경화성 조성물 [e6] 및 [e7]의 경화 도막의 물과의 접촉각은 25℃에서, 각각 12도 및 15도였다.
〔생화학 물질의 흡착 시험〕
에너지선 경화성 조성물 [e6] 및 [e7]을 사용하여, 폴리스티렌제의 96 구멍마이크로타이터 플레이트의 각 웰 내면을 코팅했다. 이 웰에 흡착시키는 효소인 서양 고추냉이 펠옥시다제 0.5㎍/ml 용액(벡터사의「ABTS SUBSTRATE KIT HORSERADISH PEROXIDASE」의 효소 용액)을 주입하여 25℃에서 30분간 정치(靜置)하고, 증류수로 3회 세정했다. 그 후, 기질 용액(벡터사의「ABTS SUBSTRATE KIT HORSERADISH PEROXIDASE」의 ABTS 기질)을 웰에 주입하여, 25℃에서 30분간 정치하고, 증류수로 3회 세정한 후, 파장 405nm에서의 흡광도를 측정한 바, [e6]이 0.14, [e7]이 0.16이었다. 한편, 대조 실험으로서 코팅을 하지 않은 마이크로타이터 플레이트를 사용하여 동일한 시험을 한 바, 흡광도는 1.5이었다. 즉, 본 시험에서의 흡광도는 흡착량을 나타내기 때문에(본 시험은 [ELISA법]으로서 공지된 것임), [e6], [e7]의 코팅에 의해 효소의 흡착량은 약 1/10로 억제된 것을 알 수 있다.
〔압박 기구의 제작〕
실시예 1에서 제작한 스프링식 클램프를 사용했다.
〔유로의 개폐 시험〕
스프링식 클램프의 돌기부를 부재(A)측으로 하고, 공극부에 서로 대하는 위치를 압박한 것 이외는 실시예 1과 동일한 시험을 하여 실시예 1과 동일한 결과를 얻었다
<실시예 10>
본 실시예는 지지체를 가지는 타입의, 본 발명의 제2 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔부재(A)의 제작〕
폴리스티렌 [m1]으로 이루어지는 2.5cm×5cm×3mm의 평판을 사용한 지지체(31) 상에, 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e1]을 도포하고, 이어서, 질소 분위기 중에서, 우시오 덴키 가부시키가이샤제의 멀티라이트 200형 광원 유닛을 사용하여 50mW/㎠의 자외선을 3초간 조사하여, 유동성이 상실된 반경화 상태의 도막을 형성했다.
이 반경화 도막 상에 다시 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e1]을 도포하고, 질소 분위기 중에서 포토 마스크를 사용하여 도 5의 유로(32) 및 공극부(33)를 이루는 부분 이외의 부분에, 상기와 동일한 자외선을 3초간 조사하여 조사 부분의 도막을 반경화시키고, 미조사 부분의 미경화 에너지선 경화성 조성물 [e1]을 50% 에탄올 수용액으로 세정 제거했다.
이상의 조작에 의해, 에너지선 경화성 조성물 [e1]의 경화물인 연질 소재(s)로 구성된 폭 104㎛, 깊이 96㎛, 길이 30mm의 바닥각이 둥글게 된 대략 직사각형의 단면 형상을 가지는 홈(32), 홈의 도상에 형성된 직경 200㎛, 깊이 96㎛의 바닥각이 둥글게 된 원통형의 오목부(33)를 가지는, 도 5에 나타낸 형상의, 두께 192㎛의 시트형 부재(A)(34)를 지지체(31) 상에 접착하여 제작했다.
〔부재(B)의 접착〕
OPS 시트 [m4](35)에, 50㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e5]을 도포하고, 이어서, 질소 분위기 중에서, 상기와 동일 자외선을 1초간 조사하여 반경화의 접착제층(36)으로 했다.
이 접착제층(6)을 상기에서 제작한 부재(A)(34)의 홈(3)이 형성된 면에 접착하고, 동일 자외선을 다시 30초간 조사하여 접착제층(36)을 완전 경화시킴에 따라, 중경질 소재(m)인 OPS 시트 [m4](35)와, 역시 중경질 소재(m)인 두께 약 30㎛의 접착제층(36)으로 이루어지는 시트형의 부재(B)를 형성하는 동시에, 부재(A)(34)의 표면에 접착하고, 그 사이에 모세관형의 유로(32)와 그 도상에 형성된 공극부(3)를 형성했다.
〔유입로 및 유출로의 형성〕
이어서, 유로(32)의 양단부에서 부재(B)(35, 36)에 직경0.5mm의 구멍을 뚫고, 직경 3mm의 염화 비닐 튜브를 접착함으로써, 유입로(37) 및 유출로(38)를 형성하여, 도 5에 나타낸 형상의 미소 케미컬 디바이스 [#10]을 제작했다.
〔부재(A) 및 부재(B)의 인장 특성〕
별도로 에너지선 경화성 조성물 [e1] 경화물 시트 및 에너지선 경화성 조성물 [e5] 경화물 시트를 제작하여, 인장 특성을 측정한 결과를, 사용한 폴리스티렌 [m1] 및 OPS 시트 [m4]와함께 표 1에 나타냈다. 표 1로부터, 에너지선 경화성 조성물 [e6] 경화물은 연질 소재(s)이며, 폴리스티렌 [m1], OPS 시트 [m4] 및 에너지선 경화성 조성물 [e5] 경화물은 중경질 소재(m)인 것을 알 수 있다.
〔압박 기구의 제작〕
실시예 1에서 제작한 것과 동일 스프링식 클램프형의 압박 장치를 사용했다. 〔유로의 개폐 시험〕
유입로(37)로부터 마이크로시린지를 사용하여 메틸렌 블루(와코 쥰야쿠 가부시키가이샤제)로 착색한 물을 유로에 주입한 바, 유출로(38)로부터 물이 유출되었다. 다음에, 상기에서 제작한 스프링식 클램프(11)를 사용하여, 돌기부에서 미소 케미컬 디바이스 [#10]의 공극부(33)에 서로 대하는 부분을 부재(B)(5, 6)측으로부터 압박한 바, 물의 유통이 차단되고, 클램프를 분리하면 유로는 다시 유통되었다. 이 때, 부재(A) 및 부재(B)는 약간의 변형은 남았지만, 파괴는 인지되지 않았다. 이 시험을 10회 반복했지만, 전부 동일한 결과였다.
<실시예 11>
본 실시예는 지지체를 갖지 않는 타입의, 본 발명의 제2 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
지지체(31)의 폴리스티렌판 대신 OPP 시트(후타무라 가가쿠샤제의「FOR」, 두께 30㎛)를 사용한 것 이외는 실시예 10와 동일하게 하여, 미소 케미컬 디바이스 [#10]와 동일한 구조의 미소 케미컬 디바이스 [#11] 전구체를 형성한 후, 지지체(31)를 박리하여, 지지체(31)를 가지고 있지 않은 것 이외는 도 5에 나타낸 것과 동일한 구조의 미소 케미컬 디바이스 [#11]를 제작했다.
〔압박 기구의 제작〕
선단을 반경 0.25mm의 반구형으로 절삭한 놋쇠 막대를 제작하여, 압박 기구로 했다.
〔유로의 개폐 시험〕
미소 케미컬 디바이스를 부재(A)측을 밑으로 하여 유리판 위에 탑재한 상태에서 압박 조작을 실행한 것, 클램프형의 압박 기구 대신, 놋쇠 막대형의 압박 기구를 사용한 것, 및, 부재(B)의 공극부에 서로 대하는 부분을 수동으로 압박한 것, 이외는 실시예 10과 동일한 시험을 하여, 실시예 10과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 14>
본 실시예는 지지체를 갖지 않는 타입의, 본 발명의 제2 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔부재(A)의 제작〕
열 가소성 폴리우레탄 [s1]으로 이루어지는 2.5cm×5cm×두께 500㎛의 열프레스 시트를 전기식 열풍 토치로 가열하여 표면을 연화시키고, 150℃로 열을 가한 유리제의 주형(도시하지 않음)에 강하게 눌러 냉각한 후, 박리하여, 상기 시트의 표면에 폭 30㎛, 깊이 30㎛, 길이 30mm의 홈으로서, 단면이 바닥의 각이 둥글게 된 대략 직사각형의 홈(2), 홈의 도상에 형성된 직경 90㎛, 깊이 30㎛의 바닥각이 둥글게 된 원통형의 오목부(33)를 형성하여 부재(A)(34)로 했다.
〔부재(B)의 접착〕
실시예 10과 동일하게 하여, 실시예 10과 동일 시트형의 부재(B)(35, 36)를 형성하는 동시에, 상기에서 제작한 부재(A)(34)의 표면에 접착하고, 그 사이에 모세관형의 유로(32)와 그 도상에 형성된 공극부(33)를 형성하여, 미소 케미컬 디바이스 [#14] 전구체를 제작했다.
〔유입로 및 유출로의 형성〕
이어서, 부재(B)(35, 36)에, 유로(32)의 양단부에서 직경0.5mm의 드릴 구멍을 뚫음으로써, 유입로(37)와 유출구(38)를 형성하고, 지지체(31)를 갖지 않은 것이외는 도 5에 나타낸 것과 동일한 형상의 미소 케미컬 디바이스 [#14]를 제작했다.
〔부재(A) 및 부재(B)의 인장 특성〕
별도로 사용한 열 가소성 폴리우레탄 [s1]제 열프레스 시트의 인장 특성을 측정한 결과를 표 1에 나타냈다. 표 1로부터, 사용한 열 가소성 폴리우레탄 [s]은 연질 소재(s)인 것을 알 수 있다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 11과 동일한 시험을 하여, 실시예 11과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 15>
본 실시예에서는 부재(C)가 중경질 소재(m), 유로의 측벽이 되는 부재(D)가 연질 소재(s), 부재(B)가 연질 소재(s)로 구성된 본 발명의 제3 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔부재(C)(D)의 제작〕
부재(C)로서, 아크릴 수지 [m3]으로 이루어지는 2.5cm×5cm×두께 2mm의 평판을 사용하고, 이것에 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e7]을 도포하고, 질소 분위기 중에서 도막 전체면에 우시오 덴키제의 멀티라이트 200형 노광 장치용 광원 유닛을 사용하여 50mW/㎠의 자외선을 30초간 조사하여 경화시키고, 표면에 에너지선 경화성 조성물 [e7]의 경화 도막이 코팅된 아크릴 수지제의 부재(C)로 했다.
이어서, 그 위에 부재(D)로 이루어져야 될 에너지선 경화성 조성물 [e8]을동일하게 도포하고, 동일하게 질소 분위기 중에서 포토마스크를 통해, 도 1에 나타낸 유로(2) 및 공극부(3)로 되는 부분 이외의 부분에, 위와 동일 자외선을 30초간 조사하여, 에너지선 경화성 조성물 [e8]의 경화물로 하고, 아세톤으로 미경화의 에너지선 경화성 조성물 [e8]을 제거함으로써 수지 결손부를 가지는 부재(D)를 형성했다. 이어서, 부재(D)의 수지 결손부(2)의 양단부에서, 부재(C) 및 부재(D)에 직경0.5mm의 드릴 구멍을 뚫어 유입구(4) 및 유출구(5)를 형성했다. 외성형물의 수지 결손부는 폭 108㎛, 깊이[즉 부재(D)의 두께] 67㎛인 단면이 대략 직사각형의 유로로 되어야 될 결손부(2), 직경 200㎛, 높이 67㎛인 원통형의, 공극부로 되어야 될 결손부(3), 유입구(4) 및 유출구(5)를 가지는 부재(A) 대신 부재(C)와 부재(D)의 적층체로 이루어지는, 도 1과 유사한 형상의 복합 부재 [CD18]를 제작했다.
〔부재(B)의 접착〕
OPP 시트(도시하지 않음)의 코로나 처리면에, 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e6]을 도포하고, 이어서, 질소 분위기 중에서, 위와 동일 자외선을 3초간 조사하여 반경화시키고, 이 도막면을 부재 [D]에 접착했다. OPP 시트측으로부터 동일 자외선을 다시 30초간 조사하여, 에너지선 경화성 조성물 [e7], [e8] [e6] 도막을 완전 경화시키고, 그 후, OPP 시트를 박리함으로써, 바닥을 구성하는 부재와 유로의 측면을 구성하는 부재가 다른 것 이외는 도 1과 유사한 형상의 미소 케미컬 디바이스 [#15]를 제작했다.
〔압박 기구의 제작〕
실시예 1에서 제작한 스프링식 클램프를 사용했다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 1과 동일한 개폐 시험을 한 결과, 실시예 1보다 확실한 전체 폐쇄가 가능한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 16>
본 실시예에서는 공극부의 높이가 유로의 높이보다 얕은 구조의, 본 발명의 제3 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
폴리스티렌 [m1]로 이루어지는 2.5cm×5cm×두께 3mm의 평판형 기재(21)의 홈(23, 28) 양단부가 되는 위치에 직경 0.5mm의 드릴 구멍을 뚫어, 유입구(25)와 유출구(26)를 형성하고, 상기 유입구(25)와 유출구(26)의 뒤쪽을 도장용 마스킹 테이프로 고정시킨 상태에서 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e4]를 도포한 후, 우시오 덴키제의 멀티라이트 200형 노광 장치용 광원 유닛을 사용하여, 포토 마스크를 통해 저상부(底上部)(29)로 되는 부분에 50mW/㎠의 자외선을 10초간 조사했다. 다음에, 미경화 부분을 아세톤으로 세정 제거하여, 도 3에 나타낸 폭 480㎛, 길이 10mm, 두께 103㎛의 저상부(29)를 형성하고, 도 3에 나타낸 형상의 부재 [C16]으로 했다.
부재 [C16]의 유입구(25)와 유출구(26)와의 뒤쪽을 고정시킨 상태에서 저상부(29)를 덮도록 기재(21) 상에 에너지선 경화성 조성물 [e3]을 도포한 후, 스페이서로서, 직경 약 200㎛, 길이 약 1.5mm의 유리제 로드[자작(自作), 도시하지 않음] 15개를, 홈(23, 28), 공극부(24), 유입구(25) 및 유출구(26)가 되는 부분을 피하여배치했다. 이것에, 연질 소재(s)인 폴리우레탄 [s1]의 두께 약 500㎛의 열프레스 시트로 이루어지는 부재 [Bl0]을 씌운 후, 질소 분위기 중에서, 포토마스크를 통해 도 3에 나타낸 홈(23, 28), 공극부(24), 유입구(25) 및 유출구(26)로 되는 부분 이외의 부분에, 조금 전과 동일한 5OmW/㎠의 자외선을 1O초간 조사했다. 자외선 조사 후, 유출구(25)로부터의 흡인과, 아세톤 세정에 의해, 미경화의 에너지선 경화성 조성물 [e3]을 제거하여, 폭 480㎛, 깊이 190㎛의 홈과, 폭 480㎛, 길이 480㎛, 깊이 87㎛인 상면으로부터 보아 직사각형의 공극부(24)가 형성된 도 4에 나타낸 형상의 미소 케미컬 디바이스 [#16]를 제작했다.
〔압박 기구의 제작〕
나사의 선단을 반경 1mm의 반구형으로 하고 또한, 나사의 돌출량을 1mm로 조절한 이외는, 실시예 1에서 제작한 것과 동일한 스프링식 클램프를 제작하여, 사용했다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 1과 동일한 시험을 하여, 실시예 1과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 17>
본 실시예에서는 본 발명의 제3 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
폴리우레탄 [s1] 대신에, ① 폴리우레탄 [s2], ② PVC [s3], ③ EVA [s4], ④ 폴리아미드엘라스토머 [s5], ⑤ 폴리에스테르엘라스토머 [s6], ⑥ 변성 폴리오레핀 [s7]을 각각 사용한 것, 및, 압박 기구를 실시예 7과 동일하게 하여 제작한것 이외는, 실시예 16과 동일하게 하여, 미소 케미컬 디바이스 [#17-1∼6]을 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
미소 케미컬 디바이스[#17-1∼6]에 대해, 각각 실시예 7과 동일한 시험을 하여, 모두 실시예 7과 동일한 결과를 얻었다
<실시예 18>
본 실시예에서는 부재(C)가 중경질 소재(m), 홈의 벽부로 되는 부재(D)가 중경질 소재(m), 부재(B)가 연질 소재(s)로 구성된 본 발명의 제3 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔부재(C, D)의 제작〕
부재(D)를 형성하는 에너지선 경화성 조성물로서, [e6] 대신 [e7]을 사용한 것 이외는 실시예 15와 동일하게 하여, 부재(B)가 에너지선 경화성 조성물 [e7]의 경화물로 형성되어 있는 것 이외는, 미소 케미컬 디바이스 [#15]와 동일한 구조를 가지는 미소 케미컬 디바이스 [#18]을 제작했다.
〔친수성 시험〕
별도 제작한 에너지선 경화성 조성물 [e6], [e7] 및 [e8]의 경화 도막의 물과의 접촉각은 25℃에서, 각각 12도, 15도, 및 13도였다.
〔압박 기구의 제작〕
실시예 1에서 제작한 스프링식 클램프를 사용했다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 1과 동일한 개폐 시험을 한 결과, 실시예 1과 동일한 결과를 얻었다. <실시예 19>
본 실시예는 부재(C)가 연질 소재(s), 유로의 측벽이 되는 부재(D)가 연질 소재(s), 부재(B)가 중경질 소재(m)로 구성된 본 발명의 제4 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔부재(C),(D)의 제작〕
OPP 시트를 일시적인 지지체로 하고, 그 위에 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e6]을 도포하고, 질소 분위기 중에서, 우시오 덴키 가부시키가이샤제의 멀티라이트 200형 광원 유닛을 사용하여 50mW/㎠의 자외선을 3초간 조사하고, 도막 전체를 부재(C)(4D)로 되어야 될 반경화 상태의 도막을 이루었다.
이 위에 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e8]을 도포하고, 포토 마스크를 사용하여 도 6에 나타낸 형상의 유로(42) 및 공극부(43)로 이루는 부분 이외의 부분에, 위와 동일 자외선을 3초간 조사하여, 조사 부분을 반경화 상태의 도막으로 이루어 부재(C)로 했다. 부재(B)(44)의 두께는 96㎛였다.
미조사 부분의 미경화 에너지선 경화성 조성물 [e8]을 50% 에탄올 수용액에 의해 제거하고, 유로(42) 및 공극부(43)로 되어야 될 결손부를 가지는 층(44)인 부재(B)(44)를 형성했다. 유로(42)로 되어야 될 수지 결손부의 치수는 폭 104㎛, 깊이 96㎛, 길이 30mm였다. 유로의 도상에 형성된 공극부(43)로 되어야 될 수지 결손부는 직경 200㎛, 깊이 96㎛의 원통형이었다. 부재(B)(44)의 두께는 96㎛였다.
〔부재(B)의 접착〕
부재(C)의 제작과 동일하게 하여, 일시적인 지지체인 OPP 시트에 에너지선 경화성 조성물 [e7]을 도포하고, 그 전체 위에서 사용한 자외선을 3초간 조사하여 반경화물로 형성된 부재(B)를 이루고, 부재(B)를 부재(D)와 밀착시킨 상태에서 위와 동일 자외선을 전 부재에 30초간 조사하여, 부재(C), 부재 (D) 및 부재(B)를 모두 완전히 경화시킴으로써 서로 접착하여, 모세관형의 유로(42)와 공극부(43)를 형성했다. 그 후, 부재(C) 및 부재(D)로부터, 일시적인 지지체인 OPP 시트를 박리했다.
이어서, 부재(C)(4D)에, 유로(42)의 양단부에서 직경 0.5mm의 드릴 구멍을 뚫고, 직경 3mm의 염화 비닐 튜브를 접착하여, 유입로(47)와 유출로(48)를 형성하고, 도 6에 나타낸 형상의 미소 케미컬 디바이스 [#19]를 제작했다.
〔친수성 시험〕
유입로(47)에 염화 비닐 튜브를 접착하기 전에, 유입로(47)를 상측으로 하고, 유입로(47)에 증류수를 한방울 놓아 두면, 증류수는 자발적으로 유입로(47)에 빨려 들어가, 유로(42) 및 공극부(43)를 채워 유출로(48)에 달했다. 유로 내 표면의 물과의 접촉각이 극히 낮은 것을 나타내고 있다.
또, 별도 제작한 에너지선 경화성 조성물 [e6], [e7] 및 [e8]의 경화 도막의 물과의 접촉각은 25℃에서, 각각 12도, 15도, 및 13도였다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 10과 동일하게 하여, 미소 케미컬 디바이스 [#19]의 부재(B)측으로부터 공극부를 압박 하는 유로의 개폐 시험을 하여 실시예 10과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 20>
본 실시예는 본 발명의 제5 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔부재(C),(D)의 제작〕
폴리스티렌 [m1]로 이루어지는 2.5cm×5cm×3mm의 평판을 사용한 부재(C)(4D) 상에, 127㎛의 바코터를 사용하여 에너지선 경화성 조성물 [e1]을 도포하고, 질소 분위기 중에서, 포토 마스크를 사용하여 도 6에 나타난 형상의 유로(42) 및 공극부(43)를 이루는 부분 이외의 부분에, 우시오 덴키 가부시키가이샤제의 멀티라이트 200형 광원 유닛을 사용하여 50nW/㎠의 자외선을 3초간 조사하고, 조사 부분을 반경화 상태의 도막으로 이루었다.
미조사 부분의 미경화 에너지선 경화성 조성물 [e1]을 50% 에탄올 수용액에 의해 제거하고, 유로(42) 및 공극부(43)로 되어야 될 상기 수지의 결손부를 가지는 층 즉 부재(B)(44)를 형성했다. 유로(4)로 되어야 될 수지 결손부의 치수는 폭 104㎛, 깊이 96㎛, 길이 30mm였다. 유로의 도상에 형성된 공극부(43)로 되어야 될 수지 결손부는 직경 200㎛, 깊이 96㎛의 원통형이었다. 부재(A)(44)의 두께는 96㎛였다.
〔부재(B)의 접착〕
실시예 10과 동일하게 하여, OSPS 시트 [m2](45)를 접착제층으로서 에너지선 경화성 조성물 [e5] 경화물(46)에 의해 부재(B)(44)의 표면에 접착하여, 모세관형의 유로(42)와 공극부(43)를 형성하는 동시에, 2축 연신 OSPS 시트 [m2](45)와 접착제층(46)을 맞추어 부재(B)로 했다.
〔유입로 및 유출로의 형성〕
이어서, 부재(C)(41)에, 유로(42)의 양단부에서 직경 0.5mm의 드릴 구멍을 뚫고, 직경 3mm의 염화 비닐 튜브를 접착하여, 유입로(47)와 유출로(48)를 형성하고, 도 6에 나타낸 형상의 미소 케미컬 디바이스 [#(20)]를 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 10과 동일한 시험을 하여, 실시예 10과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 21>
본 실시예는 부재(B),(C),(D)가 모두 친수성 소재인 본 발명의 제5 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
실시예 25에서, 부재(C)를 에너지선 경화성 조성물 [e7] 경화물로 형성한 것, 부재(D)를 에너지선 경화성 조성물 [e8] 경화물로 형성한 것, 및 부재(B)를 에너지선 경화성 조성물 [e7] 경화물로 형성한 것, 실시예 25와 동일하게 하여 미소 케미컬 디바이스 [#21]를 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
실시예 25와 동일한 시험을 하여, 실시예 3과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 22>
본 실시예는 부재(B)의 표면에 나사식의 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 고정된 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔압박 기구의 제작〕
실시예 2에서 제작한 나사가 고정된 판형의 부재「H2」와 아주 동일한 압박 기구를 제작하고 이것을 사용했다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
실시예 10, 16에서 제작한 미소 케미컬 디바이스 [#10], [#16]의 각각의, 부재(B) 표면에, 나사의 선단부를 공극부에 서로 대하는 위치에 맞춰 고정하여, 나사식의 압박 기구를 가지는 미소 케미컬 디바이스로 했다.
〔유로의 개폐 시험〕
이들 미소 케미컬 디바이스에 대하여 실시예 2와 동일한 시험을 하고, 모두 실시예 2와 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 23>
본 실시예는 부재(B)의 표면에 볼록형 구조인 압박 기구가 설치된 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
실시예 10, 11, 14, 16, 18, 19에서 제작한 미소 케미컬 디바이스 [#10], [#11], [#14], [#16], [#18], [#19]의 각각 부재(B)의 공극부에 서로 대하는 위치 표면에, 직경0.5mm의 유리제 공을 에너지선 경화성 조성물 [e4]를 이용하여 접착하고, 볼록형 구조의 압박 기구를 가지는 미소 케미컬 디바이스로 했다.
〔유로의 개폐 시험〕
이들 미소 케미컬 디바이스에 대하여 실시예 3과 동일한 시험을 하고, 모두실시예 3과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 24>
본 실시예에서는 표면에 볼록형 구조가 형성된 시트형의 부재(H)가 미소 케미컬 디바이스의 표면에 볼록형 구조를 내측으로 향하게 하여 고정된 본 발명의 제5 의 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
실시예 5에서 제작한 것과 동일 볼록형 구조를 가지는 시트형의 부재(H)를 제작하고, 이것을 각각 실시예 10, 11, 14, 16, 18, 또는 19에서 제작한 미소 케미컬 디바이스 [#10], [#11], [#14], [#16], [#18], 및 [#19]의 부재(B) 표면에, 볼록형 구조를 공극부측으로 향하게 하고, 볼록형 구조가 공극부에 서로 대하는 위치에 맞춰 고정되고, 부재(H)의 네모서리를 에너지선 경화성 조성물 [e4]을 사용하여 부재(B)에 접착하고, 압박 기구를 가지는 미소 케미컬 디바이스로 했다.
〔유로의 개폐 시험〕
이들 미소 케미컬 디바이스에 대하여 실시예 5와 동일한 시험을 하여, 모두 실시예 3과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 25>
본 실시예에서는 표면에 볼록형 구조가 형성된 시트형의 부재(H)가 미소 케미컬 디바이스의 표면에 볼록형 구조를 외측으로 향하게 하여 고정된 본 발명의 제5 실시 양상의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스의 제작〕
볼록형 구조를 가지는 시트형의 부재(H)로서 실시예 33과 같은 것을 사용하고, 볼록형 구조를 공극부와 반대측으로 하여 부재(B)에 고정한 것 이외는 실시예 33과 동일하게 하여 압박 기구를 가지는 미소 케미컬 디바이스를 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
이들 미소 케미컬 디바이스에 대하여, 실시예 3과 동일한 시험을 하여 모두 실시예 3과 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 26>
본 실시예에서는 연질 소재(s)로 형성된 부재(A)와 연질 소재(s)로 형성된 부재(B)로 구성되어 있으며, 표면에 볼록형 구조가 형성된 미소 케미컬 디바이스, 및 연질 소재(s)로 형성된 부재(A)와 연질 소재(s)로 형성된 부재(B)로 구성되어 있고, 그 위에, 표면에 볼록형 구조가 형성된 시트형 부재(H)가 고정된 미소 케미컬 디바이스의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스 전구체의 제작〕
부재(A) 부재(B)를 모두 에너지선 경화성 조성물 [e6]의 경화물로 형성한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 미소 케미컬 디바이스 전구체 [#26P]를 제작했다.
〔미소 케미컬 디바이스 전구체의 제작〕
미소 케미컬 디바이스 전구체로서 [#26P]를 사용한 것 이외는 실시예 23과 동일하게 하고, 실시예 14와 동일하게 하여, 부재(B)의 공극부에 서로 대하는 위치의 표면에 볼록형 구조가 형성된 미소 케미컬 디바이스 [#26-1]를 제작했다. 또,동일하게 하여, 부재 A의 공극부에 서로 대하는 위치의 표면에 볼록형 구조가 형성된 미소 케미컬 디바이스 [#26-2]를 제작했다.
또, 미소 케미컬 디바이스 전구체로서 [#26P]를 사용한 것 이외는 실시예 24와 동일하게 하여, 부재(B) 표면에, 볼록형 구조를 공극부측으로 향하게 하여 공극부에 서로 대하는 위치에 맞춰 고정된 미소 케미컬 디바이스 [#26-3]을 제작했다. 또, 동일하게 하여, 부재(A)측에 부재(H)가 고정된 미소 케미컬 디바이스「#26-4]를 제작했다.
또한, 미소 케미컬 디바이스 전구체로서 [#26P]를 사용한 것 이외는 실시예 25와 동일하게 하여, 볼록형 구조를 공극부와 반대측으로 향하게 하여 공극부에 서로 대하는 위치에 맞춰 부재 B 상에 고정된 미소 케미컬 디바이스 [#26-5」를 제작했다. 또, 동일하게 하여, 부재 A측에 부재(H)가 고정된 미소 케미컬 디바이스 [#26-6]을 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
이들 미소 케미컬 디바이스에 대하여 실시예 23, 24, 25와 동일한 시험을 하여 동일한 결과를 얻었다.
<실시예 27>
본 실시예에서는 부재(B), 부재(C), 부재(D)가 모두 연질 소재(s)로 형성되어 있고, 표면에 볼록형 구조가 형성된 미소 케미컬 디바이스, 및 부재(B), 부재(C), 부재(D)가 모두 연질 소재(s)로 형성되어 있고, 부재(B)의 표면에, 볼록형 구조가 형성된 시트형의 부재(H)가 고정된 미소 케미컬 디바이스의 예를 나타낸다.
〔미소 케미컬 디바이스 전구체의 제작〕
부재(B), 부재(C), 부재(D) 모두 에너지선 경화성 조성물 [e6]의 경화물로 형성한 것 이외는 실시예 11과 동일하게 하여 미소 케미컬 디바이스 전구체 [#27P]를 제작했다.
〔미소 케미컬 디바이스 전구체의 제작〕
미소 케미컬 디바이스 전구체로서 [#26P]를 사용한 것 이외는 실시예 23과 동일하게 하고, 실시예 14와 동일하게 하여, 부재 B의 공극부에 서로 대하는 위치의 표면에 볼록형 구조가 형성된 미소 케미컬 디바이스 [#27-1]을 제작했다.
또, 미소 케미컬 디바이스 전구체로서 [#26P]를 사용한 것 이외는 실시예 24와 동일하게 하여, 부재(B)표면에 볼록형 구조를 공극부측으로 향하게 하고 공극부에 서로 대하는 위치에 맞춰 고정된 미소 케미컬 디바이스 [#27-2]를 제작했다.
또한, 미소 케미컬 디바이스 전구체로서 [#26P]를 사용한 것 이외는 실시예 25와 동일하게 하여, 볼록형 구조를 공극부와 반대측으로 향하게 하고 공극부에 서로 대하는 위치에 맞춰 부재 B 상에 고정된 미소 케미컬 디바이스 [#27-3]을 제작했다.
〔유로의 개폐 시험〕
이들 미소 케미컬 디바이스에 대하여 실시예 23, 24, 25와 동일한 시험을 하여 동일한 결과를 얻었다.
표 1
소재 인장 탄성률MPa 파단 신장률%
에너지선 경화성 조성물 [e1] 경화물에너지선 경화성 조성물 [e2] 경화물에너지선 경화성 조성물 [e3] 경화물에너지선 경화성 조성물 [e4] 경화물에너지선 경화성 조성물 [e5] 경화물에너지선 경화성 조성물 [e6] 경화물에너지선 경화성 조성물 [e7] 경화물에너지선 경화성 조성물 [e8] 경화물 21011030050016104301350120 8.66.36.6242.88.93.36.2
폴리우레탄 [s1]폴리우레탄 [s2]PVE [s3]EVA [s4]폴리아미드 일래스토머 [s5]폴리에스테르 일래스토머 [s6]변성 폴리올레핀 [s7]폴리스티렌 [m1]OSP 시트 [m2]아크릴 수지 [m3]OPS 시트 [m4](참고)유리강 150153511038116002800340029003000약 70000약 200000 4006003507004006005003.6
본 발명의 미소 케미컬 디바이스는 단순한 구조로 유로의 개폐나 유량 조절을 할 수 있다. 본 발명의 미소 케미컬 디바이스는 디바이스마다 독립된 송액(送液) 펌프를 필요로 하지 않고, 공통의 압력으로 원액을 공급할 수 있기 때문에, 다수를 동시ㆍ병렬 처리하는 것이 용이해, 작업 효율의 향상이 도모된다. 또, 본 발명의 미소 케미컬 디바이스는 하나의 케미컬 디바이스에 복수의 유체를 흘리는 용도에 있어서도, 원액을 공통의 압력으로 공급하면서, 유로마다의 유량을 조절할 수 있기 때문에, 장치를 단순화할 수 있다. 또한, 본 발명은 구조가 간단하고, 내압성이 높고, 유로 단면적이 액체 압력에 의존하지 않고 또한 생체 성분의 흡착이 적은 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스 및 그 유량 조절 방법을 제공할 수 있다.

Claims (29)

  1. 표면에 홈을 가지는 부재(A)의 홈이 형성된 면에 다른 부재(B)가 접착되고, 부재(A)의 홈과 부재(B)에서 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형(毛細管形) 유로(流路)가 형성되어 있으며, 상기 유로의 도상(途上)에 공극부(空隙部)를 가지며, 상기 공극부의 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 상기 공극부의 최대 높이/최대 폭의 비(比)가 1 이하이며, 부재 (A)와 (B) 중 어느 한쪽이 적어도 공극부에 서로 대하는 부분에서 인장(引張) 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있으며, 부재(A) 및/또는 부재(B)의 외측으로부터 공극부를 선택적으로 압박함으로써 공극부의 용적이 가역적(可逆的)으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소(微小) 케미컬 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부재 (A)와 (B) 중 어느 한쪽이 적어도 공급부에 서로 대하는 부분에서 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있으며, 또한 다른 쪽의 부재가 적어도 공극부 주변이 인장 탄성률 700MPa 이상의 중경질(中硬質) 소재로 형성되는 미소 케미컬 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 부재(A)와 부재 (B) 중 적어도 한쪽이 시트형 부재인 미소 케미컬 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    그 외부로부터 공극부를 압박하는 측 부재의, 적어도 공극부에 서로 대하는 부분의 외측에 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa의 범위에 있는 중경질 소재로 형성되고 또한 두께가 0.5∼500㎛의 범위에 있는 시트형 부재(E)가 적층되는 미소 케미컬 디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공극부를 압박하는 측 부재의 공극부에 서로 대하는 위치에 볼록형 구조가 형성되는 미소 케미컬 디바이스.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 공극부를 압박하는 측 부재의 외측에 적층되고, 상기 볼록형 구조를 공극부측으로 향하게 하여 볼록형 구조를 공극부에 서로 대하는 위치에 고정하는 미소 케미컬 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 볼록형 구조를 가지는 시트형 부재인 미소 케미컬 디바이스.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 볼록형 구조를 부재(B)와 반대측으로 향하게 하여 부재(B) 상 또는 부재(E) 상에 적층되고, 인장 탄성률이 10MPa∼10GPa의 범위에 있는 소재로 형성되어 있으며, 두께가 0.5∼500㎛의 범위에 있는 미소 케미컬 디바이스.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록형 구조는 인장 탄성률이 700MPa 이상인 경질 소재로 형성되는 미소 케미컬 디바이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인장 탄성률이 0.1∼700MPa인 연질 소재 및/또는 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa인 중경질 소재가 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 미소 케미컬 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 에너지선 경화성 조성물이 양친매성(兩親媒性)의 에너지선 경화성 화합물을 함유하는 미소 케미컬 디바이스.
  12. 부재(B)와 부재(C)가 유로로 되는 결손부를 가지는 층형(層形)의 부재(D)를 협지(挾持)하여 서로 접착됨으로써, 상기 부재(B)와 부재(C) 사이에, 부재(D)를 형성하는 소재의 결손부로서, 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있으며, 상기 유로의 도상에 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하인 공극부를 가지며, 부재(B)(C)(D) 중 어느 하나가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분[단, 부재(D)에 관해서는 공극부의 주변부]의 인장 탄성률이 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있으며, 또한 부재(B)(C)(D) 중 어느 하나가 700MPa 이상의 중경질 또는 고경질 소재로 형성되어 있는 부재(B)측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부재(B)는 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있으며, 또한 공극부에 서로 대하는 부분의 두께 최소값이 10∼3000㎛인 미소 케미컬 디바이스.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 부재(B)는 적어도 공극부에 서로 대하는 부분이 인장 탄성률 700MPa∼10GPa의 범위에 있는 중경질 소재로 형성되고, 공극부에 서로 대하는 부분의 두께 최소값이 0.5∼500㎛인 미소 케미컬 디바이스.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재(B)의 적어도 공극부에 서로 대하는 부분의 외측에 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa의 범위에 있는 중경질 소재로 형성되고 또한 두께가 0.5∼500㎛의 범위에 있는 시트형 부재(E)가 적층되는 미소 케미컬 디바이스.
  16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재(B)의 표면 공극부에 서로 대하는 위치에 볼록형 구조가 형성되는 미소 케미컬 디바이스.
  17. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 부재(B) 상 또는 부재(E) 상에 적층되고, 볼록형 구조를 공극부측으로 향하게 하여 볼록형 구조를 공극부에 서로 대하는 위치에 고정하는 미소 케미컬 디바이스.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 볼록형 구조를 가지는 시트형 부재인 미소 케미컬 디바이스.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 볼록형 구조를 부재(B)의 반대측으로 향하게 하여 부재(B) 상 또는 부재(E) 상에 적층되고, 볼록형 구조가 공극부에 서로 대하는 위치에 맞춤 부재(B)와의 위치 관계가 고정되어 있으며, 인장 탄성률이 10MPa∼10GPa인 소재로 형성되어 있고, 두께가 0.5∼500㎛의 범위에 있는 미소 케미컬 디바이스.
  20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 볼록형 구조는 인장 탄성률이 700MPa 이상인 경질 소재로 형성되는 미소 케미컬 디바이스.
  21. 제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인장 탄성률이 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재가 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 미소 케미컬 디바이스.
  22. 제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa의 범위인 중경질 소재가 에너지선 경화성 조성물의 경화물인 미소 케미컬 디바이스.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 에너지선 경화성 조성물이 양친매성의 에너지선 경화성 화합물을 함유하는 미소 케미컬 디바이스.
  24. 표면에 홈을 가지는 부재(A)의 홈이 형성된 면에 다른 부재(B)가 접착되고, 부재(A)의 홈과 부재(B)에서 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있고, 상기 유로의 도상에 공극부를 가지며, 상기 공극부의 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 상기 공극부의 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하이며, 부재 (A)와 (B) 모두가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분에서 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있고 또한 부재(A) 및/또는 부재(B)의 표면 공극부에 서로 대하는 위치에 볼록형 구조가 형성되고, 상기 볼록형 구조가 형성된 부재측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스.
  25. 표면에 홈을 가지는 부재(A)의 홈이 형성된 면에 다른 부재(B)가 접착되고, 부재(A)의 홈과 부재(B)에서 부재(A)와 부재(B)의 접착면에 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있고, 상기 유로의 도상에 공극부를 가지며, 상기 공극부의 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 상기 공극부의 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하이며, 부재 (A)와 (B) 모두가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분에서 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있고 또한 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 부재(A) 및/또는 부재(B) 상, 또는 부재(H)가 부재(A) 및/또는 부재(B)의 외측에 설치된 인장 탄성률이 700MPa∼10GPa인 중경질소재로 형성된, 두께 0.5∼500㎛의 시트형 부재(E) 상에 적층되고, 볼록형 구조를 공극부에 서로 대하는 위치에 고정시키고 있는, 볼록형 구조를 가지는 부재측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스.
  26. 부재(B)와 부재(C)가 유로로 되는 결손부를 가지는 층형의 부재(D)를 협지하여 서로 접착됨으로써, 부재(B)와 부재(C) 사이에 부재(D)를 형성하는 소재의 결손부로서 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있으며, 상기 유로의 도상에 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하인 공극부를 가지며, 부재(B)(C)(D) 모두가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분[단, 부재(D)에 관해서는 공극부의 주변부]이 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있고 또한 부재(B)의 표면 공극부에 서로 대하는 위치에 볼록형 구조가 형성된, 부재(B)측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스.
  27. 부재(B)와 부재(C)가 유로로 되는 결손부를 가지는 층형의 부재(D)를 협지하여 서로 접착됨으로써, 부재(B)와 부재(C) 사이에 부재(D)를 형성하는 소재의 결손부로서 폭 1∼1000㎛, 높이 1∼1000㎛의 모세관형 유로가 형성되어 있으며, 상기 유로의 도상에 폭이 모세관형 유로폭의 0.5∼100배, 최대 높이/최대 폭의 비가 1 이하인 공극부를 가지며, 부재(B)(C)(D) 모두가 적어도 공극부에 서로 대하는 부분[단, 부재(D)에 관해서는 공극부의 주변부]이 인장 탄성률 0.1MPa 이상 700MPa 미만인 연질 소재로 형성되어 있고 또한 볼록형 구조를 가지는 부재(H)가 부재(B) 상, 또는 부재(B)의 외측에 설치된 인장 탄성률 700MPa∼10GPa인 중경질 소재로 형성된, 두께가 0.5∼500㎛인 시트형 부재(E) 상에 적층되고, 볼록형 구조를 공극부에 서로 대하는 위치에 고정하고 있는 부재(B)측으로부터 공극부가 압박되어 공극부의 용적이 가역적으로 감소 가능한 밸브 기능을 가지는 미소 케미컬 디바이스.
  28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항의 미소 케미컬 디바이스의 공극부를 그 외부로부터 선택적으로 압박함으로써 미소 케미컬 디바이스 내의 공극부 용적을 가역적으로 감소시켜, 공극부를 통과하는 유체 유량을 조절하는 미소 케미컬 디바이스의 유량 조절 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 공극부를 그 외부로부터 선택적으로 압박함으로써, 공극부를 통과하는 유체 유량을 제로로 할 수 있는 미소 케미컬 디바이스의 유량 조절 방법.
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