KR20130133869A - 진공 지원형 슬롯 다이 코팅 기법들 - Google Patents
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Abstract
슬롯 다이 (22) 를 사용하여 기판 (16) 에 습식 필름 (18) 을 공급하기 위한 시스템들, 장치들, 기법들 및 프로세스들이 제공된다. 일 형태에서, 슬롯 다이의 배출단의 적어도 일부 주변의 공기 압력은, 기판에 공급되는 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하기 위해서 진공력 (23) 의 인가에 의해 조정 가능하다. 이 형태의 일 양태에서, 습식 필름은 기판의 이동 웨브에 공급된 시약 재료의 좁고, 연속적인 스트라이프인데, 이 기판으로부터 복수의 테스트 엘리먼트들이 획득될 것이다. 그러나, 상이한 형태들 및 애플리케이션들이 또한 고려된다.
Description
테스트 샘플들에서 선택된 분석물질들의 존재 및/또는 농도들을 측정하기 위해 일회용 테스트 엘리먼트들의 사용이 아주 흔해지고 있다. 예를 들어, 당뇨병들 및 유사한 의학적 질환들로 고통받는 환자들은 종종, 혈당의 셀프-모니터링에 참여하고, 여기서 환자는 그 또는 그녀의 혈당 레벨들을 모니터링한다. 혈당 레벨 모니터링의 목적은 농도 레벨을 결정하고, 그 후 레벨이 너무 높은지 또는 너무 낮은지 여부에 기초하여 교정 액션을 취하여 그 레벨을 정상 범위 내로 다시 가져오기 위한 것이다. 교정 액션을 취하는 것의 실패는 심각한 의학적 결과들을 가질 수 있다. 모니터링은 당뇨병 개인들의 일상 생활의 실상이다. 혈당 레벨들을 적절히 및 정기적으로 테스트하는 것의 실패는 심장혈관계 질병, 신장병, 신경 손상 및 실명을 포함하는 심각한 당뇨병-관련 합병증들을 초래할 수 있다.
다수의 분석물질 측정 시스템들은, 개개인이 테스트 샘플에서 목표 분석물질을 테스트 또는 측정하는 것을 허용하는, 일회용 테스트 엘리먼트와 결합하여 현재 이용 가능하다. 예를 들어, 일회용 테스트 엘리먼트는 혈액 샘플에서 글루코스의 양을 전기화학적으로 또는 광학적으로 측정하기 위한 혈당 측정기로 사용될 수 있다. 현재 혈당 측정기들에서, 성공적인 혈당 측정의 결과로서 디스플레이된 정보는 통상적으로 mg/dL 또는 mmol 단위들로 나타낸 각각의 혈당 값, 및 아마도 측정이 수행된 시간과 날짜이다. 계획되거나 알려진 탄수화물들의 섭취, 또는 계획되거나 알려진 다른 상황 또는 개별의 팩터들의 지식 및 활동들의 계산과 결합하여 이 정보는, 대부분의 경우들에서 당뇨병 환자들이 그들의 음식물 섭취 및/또는 주입할 인슐린의 즉각적인 복용량을 조정 또는 유도하여 단기간에 혈당 레벨을 제어하는 것을 가능하게 하기에 충분하다. 또한, 낮은 글루코스 값들의 경우에서, 당뇨병 환자들은 저혈당을 방지하기 위해 설탕을 섭취할 필요성을 검출한다.
분석물질 테스팅 및 테스트 엘리먼트들에서 현재 트렌드들은 보다 작은 테스트 샘플들 및 보다 신속한 분석 시간들을 요구한다. 예를 들어, 당뇨병의 경우에서, 이것은 환자에게 상당한 이점을 제공하여, 신체의 덜 민감한 영역들로부터 획득될 수 있는 보다 적은 혈액 샘플들의 사용을 가능하게 한다. 부가적으로, 보다 신속한 테스트 시간들 및 보다 정확한 결과들은 환자들로 하여금 그들의 혈당 레벨을 더욱 잘 제어하게 한다.
일 형태에서, 혈액 샘플에서의 글루코스의 양을 전기 화학적으로 측정하기 위한 측정기로 사용된 휴대용 테스트 엘리먼트들은 전극 어레인지먼즈 및 글루코스의 존재 시에 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약 재료의 코팅부를 포함한다. 테스트될 특정 분석물질(들)에 따라 시약 코팅부의 많은 변형들이 가능하고, 통상적으로 각종 분석물질들 각각과의 사용에 이용 가능한 많은 케미스트리 (chemistry) 들이 존재한다. 그러나, 일반적으로 말해서 가능한 한 얇고 균일한 테스트 스트립 또는 바이오센서에서 시약 층을 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 시약 층이 얇을수록 더 빠르게 수화할 것이고 따라서 더 빠른 테스트 결과를 생성할 것이다. 또한, 시약 층의 두께에서의 변화들은 점점 더, 테스트 결과의 정확도에 영향을 준다. 그 결과, 시약 층에서의 불균일도는 연장된 소멸 간격들, 테스트 엘리먼트의 샘플 수용 챔버를 채우는데 있어서 불일치, 및 샘플 유체와 시약의 일관성 없는 혼합, 및 궁극적으로는 열악한 테스트 결과들을 초래할 수 있다. 동일한 고려사항들이 전기 화학적 테스트 스트립들뿐만 아니라, 각각 설계된 측정기들과 함께 사용될 수 있는 흡수, 전달, 완화, 발광 등과 같은 광학적 원리들을 사용하는 테스트 엘리먼트들에 대해 적용된다.
그럼에도 불구하고, 작은 볼륨으로 신속하게 수화시키는 얇고 균일한 시약 층을 형성하는 것이 바람직하지만, 이것은, 액체 시약의 작은 볼륨들, 테스트 엘리먼트들의 기판 재료의 변화들, 및 프로세싱 장비의 한계들을 갖고 작업하기가 어렵기 때문에 쉽게 획득되지 않다. 예를 들어, 시약 층이 슬롯 다이 코팅 프로세스에 의해 테스트 엘리먼트에 공급되는 경우, 테스트 엘리먼트의 기판 상에 시약 층의 두께 균일도를 달성하고자 하는 현재 시도들은, 예를 들어 기판의 두께 변화들에 응답하여 시약 층의 두께를 조정하기 위해서 기판에 대해 슬롯 다이를 이동시킴으로써 이루어진다. 그러나, 이 접근에 의해 시약 층의 두께 균일도를 제어하는 능력은, 기판에 대한 슬롯 다이의 움직임이 종종 지연되고/되거나 슬롯 다이의 배출단과 기판 사이의 감소된 코팅 갭을 초래할 수 있기 때문에 제한되고, 이는, 슬롯 다이와 기판 사이에 트랩된 잔해에 의해 야기된 스트리킹 (streaking) 과 같은 습식 필름 변형들을 초래하고/하거나 그렇지 않으면 기판의 두께에서의 변화들로 인해 코팅 프로세스에 충격을 줄 수 있다.
슬롯 다이 코팅 프로세스에 관하여, 시약 코팅 층 자체에 관한 소정의 다른 방법들 및 파라미터들이 또한 두께 균일도를 용이하게 하도록 알려져 있다. 예를 들어, 미국특허 제 7,749,437 호 및 미국특허 제 7,879,619 호를 참조하고, 이 개시물은 이로써 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
상기, 그리고 테스트 샘픔들에서 선택된 분석물질들을 정확하게 분석하는 것의 소정의 결과들의 관점에서, 테스트 엘리먼트들 상에 시약 층 공급에서의 개선들이 여전히 필요하다.
슬롯 다이를 사용하여 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 시스템들, 장치들, 기법들 및 프로세스들이 제공된다. 일 양태에서, 슬롯 다이의 배출단의 적어도 일부 주변의 공기 압력은 기판에 공급되는 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하기 위해서 조정 가능하다. 그 중에서도, 이 기법은 슬롯 다이의 배출단과 기판 사이의 코팅 갭이 증가되는 것을 가능하게 하고, 이는 슬롯 다이와 기판 사이에 트랩된 잔해들에 의해 야기된 스트리킹과 같은 습식 필름 변형들의 감소를 가져온다. 증가된 코팅 갭들은 또한, 코팅 프로세스 중에 기판 두께에서의 변화들이 있다는 임팩트를 감소시킨다. 또한, 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하는 능력은, 테스트 샘플들에서 선택된 분석물질들의 존재 및/또는 농도들을 측정하기 위한 테스트 샘플들을 형성하는데 사용되는 기판의 경우에서, 테스트 엘리먼트들의 더 많은 로트 단위 (lot to lot) 일치성 및 정확성을 초래하는, 기판을 따른 두께 균일도를 증가시킨다.
일 양태에서, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법은, 슬롯 다이의 배출단으로부터 기판의 이동 웨브 위로 코팅 재료를 공급하여, 기판 상에 습식 필름을 형성하는 단계를 포함한다. 습식 필름은 기판에 대한 폭 및 두께를 포함한다. 방법은 또한, 슬롯 다이의 배출단에 인접한 진공력을 인가하는 단계, 및 코팅 재료를 공급하는 동안 진공력을 실시간으로 조정하여, 습식 필름의 폭 및/또는 두께를 제어하는 단계를 포함한다.
일 개선의 양태에서, 방법은 습식 필름의 폭을 감지하는 단계를 더 포함하고, 진공력을 조정하는 단계는 폭이 미리결정된 값 이외의 값에 대응한다는 결정에 응답하여 수행된다.
다른 개선의 양태에서, 미리결정된 값은 약 5 밀리미터이다.
다른 개선의 양태에서, 미리결정된 값은 약 7 밀리미터이다.
다른 개선의 양태에서, 미리결정된 값은 약 4.7 밀리미터와 약 5.3 밀리미터 사이이다.
또 다른 개선의 양태에서, 미리결정된 값은 약 6.7 밀리미터와 약 7.5 밀리미터 사이이다.
또 다른 개선의 양태에서, 기판은 폴리머 재료로 형성되고, 이 폴리머 재료 상에는 복수의 전극 패턴들이 위치될 수도 있다.
또 다른 개선의 양태에서, 방법은 슬롯 다이의 배출단으로부터 전극 패턴들 전체에 걸쳐 코팅 재료를 공급하여 전극 패턴들 상에 습식 필름을 형성하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 개선의 양태에서, 진공력을 인가하는 단계는 슬롯 다이의 배출단에 인접하여 진공 박스를 위치시키는 단계를 포함한다. 진공 박스는 습식 필름으로부터 상류 및 서로 반대편에 위치된 진공 유출구들의 쌍을 포함한다.
또 다른 개선의 양태에서, 방법은 슬롯 다이와 이동 웨브 사이에 일정한 코팅 갭을 유지하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 개선의 양태에서, 코팅 갭은 약 40 ㎛ 와 약 450 ㎛ 사이이다.
또 다른 개선의 양태에서, 코팅 재료는 테스트 분석물질의 존재 시에 광학적 또는 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약을 포함한다.
또 다른 개선의 양태에서, 테스트 분석물질은 글루코스이고, 시약은 엔자임 (enzyme), 코-엔자임 (co-enzyme) 및 코-팩터 (co-factor) 중 적어도 하나를 포함한다.
또 다른 개선의 양태에서, 습식 필름의 두께는 약 40 ㎛ 와 약 100 ㎛ 사이이다.
또 다른 개선의 양태에서, 방법은 습식 필름을 건조시켜 기판 상에 코팅 재료의 건조된 층을 제공하는 단계를 더 포함한다. 코팅 재료의 건조된 층은 약 3 ㎛ 와 약 20 ㎛ 사이의 건조된 두께를 포함한다.
또 다른 개선의 양태에서, 진공력을 인가하는 단계는 배출단의 상류 측과 배출단의 하류 측 사이에 압력 차이를 생성한다.
추가의 양태에서, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치는, 기판에 인접하여 위치 가능하고 배출단을 포함하는 슬롯 다이를 포함하고, 이 배출단으로부터 코팅 재료가 기판 위로 배출되어 습식 필름을 형성한다. 장치는 또한, 코팅 재료가 기판 위로 배출될 때 슬롯 다이의 배출단에 인접한 공기 압력을 조정함으로써 기판에 대한 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하도록 동작 가능한 공기 압력 조절 시스템을 포함한다.
다른 개선의 양태에서, 공기 압력 조절 시스템은 슬롯 다이의 배출단을 적어도 부분적으로 둘러싸는 인클로저, 및 인클로저와 커플링된 진공 소스를 포함한다.
다른 개선의 양태에서, 장치는 습식 스트라이프의 폭 (W) 을 결정하고, 폭을 나타내는 대응하는 센서 신호를 제공하도록 구성된 센서를 더 포함한다. 장치는 또한, 센서 신호가 미리결정된 값 이외의 값에 대응하는 폭을 나타내는 경우, 인클로저에 진공 소스에 의해 인가된 진공의 양을 조정하도록 센서 신호에 응답하는 제어기를 더 포함한다.
다른 개선의 양태에서, 미리결정된 값은 약 4.7 밀리미터와 약 5.3 밀리미터 사이이다.
다른 개선의 양태에서, 미리결정된 값은 약 6.7 밀리미터와 약 7.5 밀리미터 사이이다.
다른 개선의 양태에서, 진공 소스는 습식 필름으로부터 상류의 로케이션에서 인클로저와 커플링된다.
다른 개선의 양태에서, 인클로저는 서로 반대편에 위치된 진공 유출구들의 쌍을 포함한다.
다른 개선의 양태에서, 장치는 기판의 이동 웨브를 더 포함하고, 이 웨브는 복수의 전극 패턴들이 위치될 수도 있는 폴리머 재료로 형성된다. 슬롯 다이는, 코팅 재료가 배출단으로부터 배출 가능하여 전극 패턴들 상에 습식 필름을 형성하도록 전극 패턴들 위에 위치될 수 있다.
다른 개선의 양태에서, 약 40 ㎛ 내지 약 450 ㎛ 의 범위의 코팅 갭은 슬롯 다이의 배출단과 기판 사이에서 연장된다.
다른 개선의 양태에서, 장치는 슬롯 다이에 대해 기판의 웨브를 이동시키도록 동작 가능한 롤러 시스템을 더 포함한다.
다른 개선의 양태에서, 장치는 다량의 코팅 재료를 포함하는 저장소를 더 포함하고, 이 코팅 재료는 테스트 분석물질의 존재 시에 광학적 또는 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약을 포함한다.
또 다른 개선의 양태에서, 테스트 분석물질은 글루코스이고, 시약은 엔자임 (enzyme), 코-엔자임 (co-enzyme) 및 코-팩터 (co-factor) 중 적어도 하나를 포함한다.
다른 양태에서, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법은, 슬롯 다이의 배출단으로부터 기판 위로 코팅 재료를 공급하여 기판 상에 습식 필름을 형성하는 단계; 슬롯 다이의 상류 측과 슬롯 다이의 하류 측 사이에 존재하는 압력 차이를 조정함으로써 기판에 대한 습식 필름의 두께를 제어하는 단계; 및 습식 필름의 두께를 제어하는 동안 슬롯 다이의 배출단과 기판 사이에 일정한 코팅 갭을 유지하는 단계를 포함한다.
일 개선의 양태에서, 압력 차이를 조정하는 단계는 슬롯 다이 배출단의 상류 측에 인접하여 인가된 진공의 양을 변화시키는 단계를 포함한다.
다른 개선의 양태에서, 압력 차이를 조정하는 단계는 습식 필름의 폭이 미리결정된 값 이외의 값에 대응한다는 결정에 응답하여 수행된다.
다른 개선의 양태에서, 미리결정된 값은 약 2.5 밀리미터와 약 7.5 밀리미터 사이이다.
다른 개선의 양태에서, 방법은 습식 필름의 두께를 제어하는 동안 슬롯 다이를 통과하는 코팅 재료의 일정한 유량을 유지하는 단계를 더 포함한다.
다른 개선의 양태에서, 방법은 슬롯 다이에 대하여 기판을 이동시키는 단계, 및 습식 필름의 두께를 제어하는 동안 슬롯 다이에 대해 기판의 일정한 이동 속도를 유지하는 단계를 더 포함한다.
다른 개선의 양태에서, 코팅 갭은 약 40 ㎛ 와 약 450 ㎛ 사이이다.
다른 개선의 양태에서, 코팅 재료는 테스트 분석물질의 존재 시에 광학적 또는 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약을 포함한다.
본 출원의 다른 양태는 테스트 샘플들에서 선택된 분석물질들의 존재 및/또는 농도들을 측정하는데 유용한 테스트 엘리먼트들을 형성하기 위한 고유 기법이다. 다른 양태들은, 테스트 엘리먼트에 시약 재료를 공급하는데 사용된 것들을 포함하여, 슬롯 다이 코팅 프로세스들에 관련된 고유 방법들, 시스템들, 디바이스들, 키트들, 어셈블리들, 장비들, 및/또는 장치를 포함한다.
추가의 양태들, 실시형태들, 형태들, 피처들, 혜택들, 객체들, 및 이점들이 여기에 제공된 상세한 설명 및 도면들로부터 명백해질 것이다.
도 1 은 슬롯 다이 코팅 장치의 도면예이다.
도 2 는 도 1 의 장치의 슬롯 다이 어셈블리의 확대된 측면도이다.
도 3 은 도 2 의 뷰에 대해 90 도 회전된 도 2 에 예시된 슬롯 다이 어셈블리의 전면도이다.
도 4 는 도 1 에 예시된 슬롯 다이 코팅 장치로 기판에 코팅 재료를 공급하는 동작의 확대된 도면예이다.
도 5 는 도 2 의 슬롯 다이 어셈블리와 커플링되도록 구성된 진공 공급 시스템의 도면예이다.
도 6 은 습식 필름이 형성되어 있는 기판 재료의 측면도이다.
도 7 은 도 6 의 진공 공급 시스템 및 도 1 의 슬롯 다이 코팅 장치의 동작을 제어하기 위한 시스템의 도면예이다.
도 8 및 도 9 는 그 폭을 가로지르는 시약 재료의 층의 두께 프로파일의 그래프 예들이다.
도 10 은 복수의 테스트 엘리먼트들이 획득되는 기판 재료의 웨브의 일부의 사시도이다.
도 11 은 슬롯 다이 코팅 기법들의 각종 프로세스 파라미터들 간의 관계를 나타내는 그래프예이다.
도 1 은 슬롯 다이 코팅 장치의 도면예이다.
도 2 는 도 1 의 장치의 슬롯 다이 어셈블리의 확대된 측면도이다.
도 3 은 도 2 의 뷰에 대해 90 도 회전된 도 2 에 예시된 슬롯 다이 어셈블리의 전면도이다.
도 4 는 도 1 에 예시된 슬롯 다이 코팅 장치로 기판에 코팅 재료를 공급하는 동작의 확대된 도면예이다.
도 5 는 도 2 의 슬롯 다이 어셈블리와 커플링되도록 구성된 진공 공급 시스템의 도면예이다.
도 6 은 습식 필름이 형성되어 있는 기판 재료의 측면도이다.
도 7 은 도 6 의 진공 공급 시스템 및 도 1 의 슬롯 다이 코팅 장치의 동작을 제어하기 위한 시스템의 도면예이다.
도 8 및 도 9 는 그 폭을 가로지르는 시약 재료의 층의 두께 프로파일의 그래프 예들이다.
도 10 은 복수의 테스트 엘리먼트들이 획득되는 기판 재료의 웨브의 일부의 사시도이다.
도 11 은 슬롯 다이 코팅 기법들의 각종 프로세스 파라미터들 간의 관계를 나타내는 그래프예이다.
본 발명의 원리들의 이해를 촉진하기 위해, 이제 도면들에서 예시된 실시형태들에 대한 참조가 이루어질 것이고 특정 언어가 사용되어 실시형태들을 설명할 것이다. 본 발명의 범위의 비한정이 이로써 의도됨에도 불구하고, 여기에 예시된 바와 같은 본 발명의 원리들의 이러한 추가의 적용들이 본 발명이 관련되는 당업자에게 통상적으로 생성할 때 고려된다는 것으로 이해될 것이다.
슬롯 다이를 사용하여 기판에 코팅 재료의 습식 필름을 공급하는 시스템들, 장치들, 기법들 및 프로세스들이 제공된다. 일 양태에서, 슬롯 다이의 배출단에 인접한 및/또는 이 주변의 공기 압력은 기판에 공급되는 코팅 재료의 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하기 위해 조절된다. 보다 구체적으로, 일 형태에서, 진공 소스가 슬롯 다이의 상류 측에 공급되고 진공 소스에 의해 공급된 진공의 양이 적합하게 조절되어 기판에 공급되는 코팅 재료의 습식 필름의 폭 및 두께를 제어한다. 비한정의 예로써, 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하는 것은 소정 값에서 또는 값들의 범위 내에서 폭 및 두께를 유지하는 것 및/또는 폭 및 두께를 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 진공 소스의 조절은, 기판에 공급되는 코팅 재료의 습식 필름의 폭이 미리결정된 범위 밖에 있다는 결정 다음에 자동으로 생성한다. 더욱이, 복수의 테스트 엘리먼트들이 획득될 기판 재료의 웨브에 시약 재료의 형태로 코팅 재료의 공급과 관련하여 본원에서 이하에 설명되었으나, 본원에 개시된 시스템들, 장치들, 기법들 및 프로세스들은 기판들의 하나 이상의 상이한 유형들에의 하나 이상의 상이한 코팅 재료들의 공급과 관련하여 사용될 수도 있다는 것을 인식해야 한다. 본 출원의 추가의 양태들 및 피처들이 다음과 같이 예시된 실시형태들에 대하여 설명된다.
도 1 을 참조하면, 복수의 테스트 엘리먼트들이 획득되는 기판 재료 (18) 의 웨브 (16) 에 시약 재료 (14) (예를 들어, 도 4 참조) 의 형태로 코팅 재료 (12) 를 공급하도록 구성된 슬롯 다이 코팅 장치 (10) 가 예시된다. 장치 (10) 는 복수의 롤러들 (20a-c) 을 포함하고, 이 롤러들을 통해 웨브 (16) 가 공급된다. 보다 구체적으로, 예를 들어 롤러 (20b) 를 참조하면, 웨브 (16) 가 장치 (10) 를 통해 공급될 때 화살표 A 로 나타낸 바와 같이 롤러가 시계 방향으로 회전된다. 장치 (10) 는 또한, 롤러 (20b) 에 인접하여 위치된 슬롯 다이 어셈블리 (22), 도관 (21a) 에 의해 슬롯 다이 어셈블리 (22) 와 유동적으로 커플링되고 다량의 코팅 재료 (12) 를 보유하도록 구성된 저장소 (21), 및 도관들 (23a) 에 의해 슬롯 다이 어셈블리 (22) 와 커플링된 진공 시스템 (23) 을 포함하고, 도관들 중 단지 하나가 도 1 에 예시된다. 이들 피처들의 추가의 상세들은 도 2 내지 도 5 와 관련하여 이하에 제공될 것이다.
보다 구체적으로, 슬롯 다이 어셈블리 (22) 는 슬롯 다이 헤드 (26) 및 이 슬롯 다이 헤드 (26) 와 협력하는 하우징 (28) 을 포함하고, 하우징에는 후술되는 바와 같이 진공 시스템 (23) 이 커플링된다. 슬롯 다이 헤드 (26) 는 하류 바 (32) 의 반대편에 위치된 상류 바 (30) 를 포함한다. 도 4 에 예시된 바와 같이, 예를 들어 슬롯 다이 헤드 (26) 는 웨브 (16) 를 면하는 상류 바 (30) 의 일반적으로 평면의 표면 (31) 및 웨브 (16) 를 면하는 하류 바 (32) 의 일반적으로 평면의 표면 (33) 을 포함하는 배출단 (35) 을 포함한다. 예시된 형태에서, 표면 (31) 은 표면 (33) 에 대해 웨브 (16) 를 향해 오프셋되지만, 표면들 (31, 33) 이 평평하거나 표면 (33) 이 표면 (31) 에 대해 웨브 (16) 를 향해 오프셋되는 형태들이 또한 고려된다. 슬롯 (36) 은 상류 바 (30) 와 하류 바 (32) 사이에 형성되고, 표면들 (31, 33) 에 인접한 슬롯 다이 헤드 (26) 를 통해 개방한다. 일반적으로, 슬롯 (36) 은 코팅 재료 (12) 로 하여금, 롤러 (20b) 와 슬롯 다이 헤드 (26) 사이에 위치되는 웨브 (16) 위로 슬롯 다이 헤드 (26) 를 통과되게 한다. 일 형태에서, 상류 바 (30) 및 하류 바 (32) 는 그들 사이에 위치된 슬롯 (36) 의 디멘젼들에 대한 변화들을 허용하도록 서로에 대해 조정 가능하게 이동될 수도 있다. 또한, 다른 비-예시적인 형태들에서, 상류 바 (30) 는 그것과 함께 커플링된 드립 빕 (drip bib) 을 포함할 수도 있다.
이제, 다시 하우징 (28) 으로 가면, 그것은 반대편에 위치된 측방의 측면 패널들 (38, 40) 의 쌍을 포함하는데, 측면 패널 (38) 은 제 1 단부 (42) 와 제 2 단부 (44) 사이에서 연장되고 측면 패널 (40) 은 제 1 단부 (46) 와 제 2 단부 (48) 사이에서 연장된다. 도 2 에 예시된 바와 같이, 예를 들어 측면 패널 (38) 은 제 1 단부 (42) 와 제 2 단부 (44) 사이에서 연장되는 오목하게 성형된 표면 (39) 을 포함한다. 또한, 측면 패널 (40) 은 표면 (39) 과 유사한 오목하게 성형되는 제 1 단부 (46) 와 제 2 단부 (48) 사이에서 연장되는 표면 (41) 을 포함한다. 일반적으로, 표면들 (39, 41) 의 오목함은, 측면 패널들 (38, 40) 이 롤러 (20b) 에 아주 근접하여 또는 롤러에 붙어 위치될 수 있도록 롤러 (20b) 의 오목함에 대응하도록 구성된다. 그러나, 다른 비-예시적인 형태들에서, 표면들 (39, 41) 에 대한 상이한 구성들이 고려된다. 도 3 에 예시된 바와 같이, 예를 들어 슬롯 (36) 이 또한, 측면 패널들 (38, 40) 사이 및 제 1 단부들 (42, 46) 과 제 2 단부들 (44, 48) 사이에 위치되도록 상류 바 (30) 및 하류 바 (32) 의 일부는 측면 패널들 (38, 40) 사이, 및 그들의 제 1 단부들 (42, 46) 과 제 2 단부들 (44, 48) 사이에 위치된다. 크로스 부재 (50) 는 롤러 (20b) 를 면하는 하우징 (28) 의 제 1 측에서 제 2 단부들 (44, 48) 에 인접한 측면 패널들 (38, 40) 사이에서 연장되고, 후면 패널 (51) 은 반대편 제 2 측에서 측면 패널들 (38, 40) 사이에서 연장된다. 하나 이상의 비-예시적인 형태들에서, 크로스 부재 (50) 는 리세스된 부분을 포함하고, 이를 통해 롤러 (20b) 를 따라 이동될 때 웨브 (16) 가 연장된다. 크로스 부재 (50) 는 또한, 존재하는 경우, 롤러 (20b) 에 붙어 또는 이에 아주 근접하여 위치될 수 있는, 리세스된 부분의 반대편 측면들 상의 일부분들을 포함할 수도 있다.
미리 논의되지 않았으나, 측면 패널들 (38, 40) 및 크로스 부재 (50) 는, 일반적으로 인클로징된 환경 또는 챔버 (58) 가 슬롯 (36) 로부터 상류에 제공되도록 롤러 (20b) 와 아주 근접하여 위치될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 슬롯 다이 헤드 (26) 의 표면들 (31, 33) 은 웨브 (16) 에 상대적으로 아주 근접하여 위치된다. 유사하게, 웨브 (16), 뿐만 아니라 슬롯 (36) 으로부터 코팅 재료 (12) 의 배출에 대한 슬롯 다이 헤드 (26) 의 이 어레인지먼트는 일반적으로, 코팅 재료 (12) 가 웨브 (16) 에 공급될 때 측면 패널들 (38, 40) 의 제 1 단부들 (42, 46) 에 인접한 챔버 (58) 를 인클로징 또는 실링한다. 상기를 고려해서, 챔버 (58) 는 일반적으로, 코팅 재료 (12) 가 웨브 (16) 에 공급될 때 주변 환경으로부터 인클로징 또는 실링된다는 것을 인식해야 한다. 반드시 챔버 (58) 가 주변 환경으로부터 전체적으로 실링될 필요는 없지만, 그러한 방식으로 챔버가 실링되는 형태들이 또한 고려된다. 다만, 일반적으로, 챔버 (58) 내의 공기 압력이 주변 환경에 대해 제어되는 것을 가능하게 하는 방식으로, 챔버 (58) 가 충분히 주변 환경으로부터 실링 또는 인클로징되며, 이에 대한 상세 내용은 아래 제공된다. 일 형태에서 예를 들어, 하우징 (28) 은, 약 5 ㎛ 와 250 ㎛ 사이의 갭이 롤러 (20b) 와 표면들 (39, 41) 사이에서 연장되도록 롤러 (20b) 에 대해 위치될 수 있다는 것이 고려된다. 하우징 (28) 이 롤러 (20b) 와 접촉하여 위치되는 형태들이 또한, 고려된다. 예를 들어, 일 형태에서, 측면 패널들 (38, 40) 의 표면들 (39, 41) 및 크로스 부재 (50) 는, 측면 패널들 (38, 40) 및 크로스 부재 (50) 가 그것이 회전되는 동안 롤러 (20b) 에 붙어 위치되도록 허용하는 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 또는 다른 적합한 재료의 형태일 수 있다. 다른 형태에서, 측면 패널들 (38, 40) 및 크로스 부재 (50) 가 그들 사이의 임의의 갭을 채우는 시일들과 롤러 (20b) 에 아주 근접하여 또는 인접하여 위치되도록, 하나 이상의 러버, 실리콘 또는 다른 적합한 시일 (seal) 들이 표면들 (39, 41) 및 크로스 부재 (50) 상에 위치될 수 있다.
하우징 (28) 은 또한, 슬롯 다이 헤드 (26) 로부터 상류 및 서로 반대편인 챔버 (58) 안으로 개방되는, 반대편에 위치된 유출구들 (60, 62) 의 쌍을 포함한다. 예시된 형태에서, 유출구들 (60, 62) 은 챔버 (58) 내의 공기 압력을 조절하도록 동작 가능한 진공 시스템 (23) 과 도관들 (23a) 에 의해 커플링된다. 보다 구체적으로, 도 5 를 참조하면, 예를 들어 챔버 (58) 내의 공기 압력을 조절하기 위해 이용될 수 있는 진공 시스템 (23) 에 대한 하나의 비한정적인 개략적 예시가 제공된다. 진공 시스템 (23) 은 도관 (76) 에 의해 배플 탱크 (74) 와 유체 연통하여 커플링되는 블로어 (72) 를 포함한다. 일반적으로, 블로어 (72) 는 블로어를 향해 배플 탱크 (74) 로부터 멀리 공기를 끌어당겨 진공을 생성하도록 구성된다. 다른 비예시적인 형태들에서, 블로어 (72) 대신에 또는 이에 추가하여 펌프나 다른 소스들을 사용하여 진공이 생성될 수 있음이 고려된다. 도관들 (23a) 은 배플 탱크 (74) 로부터 연장되고, 하우징 (28) 의 유출구들 (60, 62) 과 커플링된다. 유사하게, 블로어 (72) 에 의해 배플 탱크 (74) 에 공급된 진공은 배플 탱크 (74) 로부터 도관들 (23a) 을 통과하여 챔버 (58) 안으로 전달 가능하다. 시스템 (23) 은 또한, 하우징 (28) 의 드레인 유출구와 드레인 탱크 (84) 사이에서 연장되고 이와 커플링되고, 하우징 (28) 에서 수집할 수도 있는 임의의 액체를 배수하도록 동작 가능한 도관 (82) 을 포함한다.
시스템 (23) 은 블로어 (72) 와 배플 탱크 (74) 사이에 위치되고, 블로어 (72) 가 동작하는 경우 도관 (76) 에 존재하는 진공력과 연통하는 유동 제어 밸브 (86) 를 더 포함한다. 브리더 (88) 는 제어 밸브 (86) 에 인접하여 위치되고, 제어 밸브 (86) 의 소정 동작들에 응답하여 주위 공기가 도관 (76) 안으로 들어가게 하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 일 형태에서, 진공 시스템 (23) 은, 단지 약간의 비-제한의 가능성을 제공하도록, 도관 (76), 배플 탱크 (74) 또는 챔버 (58) 내의 진공력의 세기 또는 레벨을 결정하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함할 수도 있고, 제어 밸브 (86) 는 하나 이상의 센서들에 응답하여 도관 (76) 안으로 들어가게 된 주위 공기의 양을 조정하여 시스템 (23) 의 진공력의 레벨을 조정할 수도 있다. 이 형태 또는 다른 형태들에서, 시스템 (23) 은 또한, 블로어 (72) 에 의해 생성된 진공의 양 또는 힘이 하나 이상의 센서들에 의해 측정된 진공 레벨들에 응답하여 조정되도록, 블로어 (72) 의 동작을 제어하도록 구성된 하나 이상의 제어기들, 예컨대 주파수 인버터 드라이버를 포함할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 진공 시스템 (23) 의 예시된 형태는 비한정적이고, 또한 다른 형태들 및 어레인지먼트들이 시스템 (23) 용으로 가능하며 고려된다는 것을 인식해야 한다.
다시 도 4 를 참조하면, 그 위에 습식 필름 (15) 을 형성하기 위한 웨브 (16) 에 코팅 재료 (12) 의 공급에 관한 추가의 상세들이 이제 제공될 것이다. 명확성을 강화하기 위해서, 하우징 (28) 및 롤러 (20b) 는 도 4 에 예시되지 않는다는 것을 인식해야 한다. 또한, 다음의 파라미터들 및 설명은 웨브에 시약 재료 (14) 의 형태로 코팅 재료 (12) 의 공급에 적용 가능하다. 유사하게, 이하에서 논의된 프로세스 파라미터들에 대한 대안의 값들은 다른 변화들의 생성 시에 또는 코팅 재료 (12) 의 다른 형태들과의 사용을 위해 본원에 설명된 슬롯 다이 코팅 기법에 적용 가능할 수도 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 이하에 설명된 파라미터들은 또한, 습식 필름 (15) 의 원하는 두께 (T) 및 폭 (W)(도 6) 이 이하에 설명된 값들로부터 변함에 따라 변할 수도 있다는 것을 인식해야 한다.
슬롯 다이 헤드 (26) 의 배출단 (35) 은, 코팅 갭 (CG) 이 그들 사이에서 연장되도록 웨브 (16) 에 아주 근접하여 위치된다. 일 비한정의 형태에서, 코팅 갭 (CG) 은 약 20 ㎛ 와 600 ㎛ 사이이다. 다른 더 구체적인 형태에서, 코팅 갭 (CG) 은 약 40 ㎛ 와 450 ㎛ 사이이다. 또 다른 더 구체적인 형태에서, 코팅 갭 (CG) 은 약 40 ㎛ 와 200 ㎛ 사이이다. 그러나, 코팅 갭 (CG) 의 대안의 값들이 가능하고 고려되며, 코팅 재료 (12) 의 유동학 및 무게, 웨브 (16) 의 표면 장력 및 속도, 롤러 (20b) 의 반경, 슬롯 다이 헤드 (26) 의 상류 및 하류 바들 (30, 32) 의 길이들, 슬롯 다이 헤드 (26) 의 길이 및 유입구 갭, 및 만약 있다면 하류 바 (32) 에 대한 상류 바 (30) 의 각도에 영향을 받을 수 있다.
시약 재료 (14) 를 공급하기 위한 일 형태에서, 슬롯 (36) 은 약 4 밀리미터와 약 10 밀리미터 사이의, 측면 패널들 (38, 40) 사이의 폭을 포함한다. 시약 재료 (14) 를 공급하기 위한 다른 더 구체적인 형태에서, 하우징 (28) 의 측면 패널들 (38, 40) 사이의 슬롯 (36) 의 폭은 5 밀리미터이다. 시약 재료 (14) 를 공급하기 위한 또 다른 더 구체적인 형태에서, 하우징 (28) 의 측면 패널들 (38, 40) 사이의 슬롯 (36) 의 폭은 7 밀리미터이다. 또한, 하우징 (28) 의 측면 패널들 (38, 40) 사이의 슬롯 (36) 의 폭으로 다른 값들이 가능하다. 또한, 슬롯 (36) 은 또한, 약 100 ㎛ 와 약 300 ㎛ 사이의, 상류 바 (30) 와 하류 바 (32) 사이의 높이 (37) 를 포함한다. 슬롯 (36) 의 폭이 7 밀리미터 중 5 밀리미터인 특정 형태에서, 높이 (37) 는 약 250 ㎛ 이다. 도 4 에 예시된 바와 같이, 예를 들어 슬롯 다이 헤드 (26) 는 일반적으로, 배출단 (35) 이 이에 인접하여 위치되는 로케이션에서 웨브 (16) 에 직각으로 연장된다. 그러나, 다른 형태들에서, 또한 슬롯 다이 헤드 (26) 는 웨브 (16) 에 대하여 비스듬히 연장될 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 슬롯 다이 헤드 (26) 는 롤러 (20b) 의 중심 축 (25) 에 대해 비스듬한 각도로 배향되는데, 일 형태에서 이 각도는 약 10 도와 약 25 도 사이일 수 있으나, 다른 변형들이 또한 고려된다.
전술된 바와 같이, 웨브 (16) 는 장치 (10) 의 롤러들 (20a-c) 에 의해 슬롯 다이 어셈블리 (22) 에 대해 이동된다. 일 형태에서, 웨브 (16) 는 약 35.0 m/min 와 약 45.0 m/min 사이의 속도로 슬롯 다이 어셈블리 (22) 에 대해 이동된다. 다른 더 구체적인 형태에서, 웨브 (16) 는 약 38.0 m/min 와 약 44.0 m/min 사이의 속도로 슬롯 다이 어셈블리 (22) 에 대해 이동되지만, 웨브 (16) 가 이동되는 속도에 대한 다른 변형들이 본원에 개시된 방법 및 장치의 특정 애플리케이션에 대한 코팅의 원하는 폭 및 두께에 따라, 그리고 또한 배출된 코팅 재료의 유동율에 따라 고려된다. 예를 들어, 대상 문헌의 "실시예들" 섹션에서 이하에 더 상세히 설명된 소정의 실험적 코팅 프로세스들에서, 웨브는 약 8.0 m/min 와 12.0 m/min 사이의 속도로, 보다 구체적으로는 약 10.0 m/min 의 속도로 슬롯 다이 어셈블리에 대해 이동되었다.
웨브 (16) 가 슬롯 다이 어셈블리 (22) 에 대해 이동될 때, 코팅 재료 (12) 는 비한정적인 예로써, 하나 이상의 펌프들, 피스톤들, 시린지들, 또는 블라더 시스템들을 사용하여 저장소 (21) 로부터 슬롯 다이 헤드 (26) 로 전달된다. 코팅 재료 (12) 는 슬롯 다이 헤드 (26) 를 밀치고 나가 배출단 (35) 에서 슬롯 (36) 을 나가는데, 배출단에서 코팅 재료는 기판 (18) 의 웨브 (16) 위에 공급되어 예를 들어 도 6 에 예시된 바와 같이 웨브 (16) 에 대해 폭 (W) 및 두께 (T) 를 포함하는 습식 필름 (15) 을 형성한다. 일 형태에서, 배출단 (35) 으로부터의 코팅 재료 (12) 의 배출 속도는 약 10.0 mL/min 와 약 20.0 mL/min 사이이다. 다른 보다 구체적인 형태에서, 배출단 (35) 으로부터의 코팅 재료 (12) 의 배출 속도는 약 12.0 mL/min 와 약 18.0 mL/min 사이이다. 다른 형태에서, 배출단 (35) 으로부터의 코팅 재료 (12) 의 배출 속도는 약 15.0 mL/min 와 약 18.0 mL/min 사이이다. 또한, 코팅 재료 (12) 가 배출단 (35) 으로부터 배출되는 속도의 다른 변형들이 또한 고려되고, 그 중에서 본원에 개시된 방법 및 장치의 특정 애플리케이션에 대한 코팅의 원하는 폭 및 두께에, 또한 웨브 (16) 가 슬롯 다이 헤드 (22) 에 대해 이동하는 속도에 의존할 수 있다. 예를 들어, 대상 문헌의 "실시예들" 섹션에서 이하에 더 상세히 설명된 소정의 실험적 코팅 프로세스들에서, 슬롯 다이 헤드로부터 코팅 재료의 배출 속도는 약 2.0 mL/min 와 약 4.0 mL/min 사이였다.
일 형태에서, 습식 필름 (15) 의 목표 폭 (W) 은 약 4 밀리미터와 약 8 밀리미터 사이이다. 보다 구체적인 형태에서, 습식 필름 (15) 의 목표 폭 (W) 은 약 5 밀리미터와 약 7 밀리미터 사이이다. 다른 보다 구체적인 형태에서, 습식 필름의 목표 폭 (W) 은 약 4.7 밀리미터와 약 5.3 밀리미터 사이이다. 또 다른 보다 구체적인 형태에서, 습식 필름 (15) 의 목표 폭 (W) 은 약 6.7 밀리미터와 약 7.5 밀리미터 사이이다. 또한, 일 형태에서, 습식 필름 (15) 의 목표 두께 (T) 는 약 20 ㎛ 와 약 200 ㎛ 사이이다. 다른 보다 구체적인 형태에서, 습식 필름 (15) 의 목표 두께 (T) 는 약 40 ㎛ 와 약 100 ㎛ 사이이다. 그러나, 습식 필름 (15) 의 목표 폭 (W) 및 두께 (T) 의 대안의 값들이 또한 고려된다는 것을 인식해야 한다.
도 4 는 또한 제 1 압력 (P1) 이 슬롯 다이 헤드 (26) 의 하류에 존재하고 제 2 압력 (P2) 가 슬롯 다이 헤드 (26) 로부터 상류에 존재하고 있는 것을 예시한다. 보다 구체적으로, 제 1 압력 (P1) 은 장치 (10) 를 둘러싸는 대기에서의 주변 공기 압력을 나타내는 반면, 제 2 압력 (P2) 는 하우징 (28) 의 챔버 (58) 에서 공기 압력을 나타낸다. 진공 시스템 (23) 이 진공력을 챔버 (58) 에 인가하는 경우, 제 2 압력 (P2) 가 제 1 압력 (P1) 미만이며, 제 1 압력 (P1) 과 제 2 압력 (P2) 사이의 차이는 코팅 진공 (coating vacuum) 을 정의한다. 일 형태에서, 코팅 진공은 약 1 인치의 H2O (0.2491 kPa) 와 약 10 인치의 H2O (2.4908 kPa) 사이이다. 또 다른 형태에서, 코팅 진공은 약 2 인치의 H2O (0.4982 kPa) 와 약 9 인치의 H2O (2.2417 kPa) 사이이다. 여전히 또 다른 형태에서, 코팅 진공은 약 1 인치의 H2O (0.2491 kPa) 와 약 6 인치의 H2O (1.4945 kPa) 사이이다. 게다가 또 다른 형태에서, 코팅 진공은 약 1 인치의 H2O (0.2491 kPa) 와 약 4 인치의 H2O (0.9963 kPa) 사이이다. 그러나, 코팅 진공에 대해 다른 값들이 고려되고 대상 문서의 범위 내에 포함되는 것으로 인식되어야 한다.
놀랍게도, 코팅 진공에 대한 조정들이 웨브 (16) 에 공급되는 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 및 두께 (T) 를 실시간으로 제어하는데 사용될 수 있음이 발견되었다. 보다 구체적으로, 진공 시스템 (23) 에 의해 챔버 (58) 에 인가되는 진공력의 양에서의 증가들은 일반적으로 진공력의 양에서의 증가에 이어서, 웨브 (16) 에 공급된 코팅 재료 (12) 에 의해 형성되는 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 에 대한 증가들을 초래할 것이다. 더욱이, 비한정적인 예로서, 습식 필름 (15) 의 5.0 밀리미터 폭 (W) 에 대한 0.3 밀리미터 변화는 습식 필름 (15) 의 두께 (T) 에서 6% 변화를 초래할 것으로 충분히 인식되어야 한다. 유사하게, 챔버 (58) 에 인가되는 진공력의 양을 제어함으로써 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 을 조절하는 것이 웨브 (16) 를 따라서 습식 필름 (15) 의 두께 (T) 를 제어하는 효과적인 방법이다. 또한, 이 방법으로 습식 필름 (15) 의 두께 (T) 를 제어하는 능력은 웨브 (16) 를 따른 습식 필름 (15) 의 두께 (T) 에서의 상대적인 일관성 및 균일성을 달성하고 유지하는데 향상된 접근법을 제공한다. 유사하게, 웨브 (16) 로부터 획득된 테스트 엘리먼트들 각각은 시약 재료 (14) 의 보다 균일한 두께 (T) 를 가질 것이며, 이에 따라서 마무리된 테스트 엘리먼트들에서 더 큰 로트 단위 (lot to lot) 일관성을 초래할 것이다.
습식 필름 (15) 의 폭 (W), 결국, 두께 (T) 에서 일관성 및 균일성을 유지하는 하나의 비한정적인 접근법이 이하 도 7 에서의 시스템 (100) 의 개략 예시도와 관련하여 설명될 것이다. 보다 구체적으로, 시스템 (100) 은 진공 시스템 (23) 을 포함한 장치 (10) 를 포함하며, 이들 각각은 위에서 설명하였다. 시스템 (100) 은 또한 장치 (10) 에 의해 웨브 (16) 에 공급된 이후 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 을 결정하는 센서 (110) 를 포함한다. 일 형태에서, 센서 (110) 는 디지털 카메라와 같은 광 센서일 수 있지만, 센서 (110) 에 대한 다른 형태들이 고려된다. 센서 (110) 는 또한 습식 필름 (15) 의 결정된 폭 (W) 에 대응하는 센서 신호를 생성하고 그 센서 신호를 제 1 제어기 (120) 로 송신하도록 동작가능하다. 제 1 제어기 (120) 는, 센서 (110) 에 의해 결정된 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 이 미리 결정된 값 또는 값들의 범위 이외의 값에 대응하는 지를 결정하고, 만약 그렇다면, 다음 식에 기초하여 습식 필름 (15) 의 목표 두께 (T) 를 달성하기 위해 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 에 대해 이루어져 하는 변화들을 나타내는, 대응하는 제어기 신호를 제 2 제어기 (140) 로 송신하도록 프로그래밍된다:
일 형태에서, 폭 (W) 에 대한 미리 결정된 값은 5 밀리미터이다. 또 다른 형태에서, 폭 (W) 에 대한 미리 결정된 값은 7 밀리미터이다. 게다가 또 다른 형태에서, 폭 (W) 에 대한 미리 결정된 값들의 범위는 2.5 로부터 약 7.5 밀리미터까지이다. 또 다른 형태에서, 폭 (W) 에 대한 미리 결정된 값들의 범위는 약 4.7 밀리미터로부터 약 5.3 밀리미터까지이다. 게다가, 또 다른 형태에서, 폭 (W) 에 대한 미리 결정된 값들의 범위는 약 6.7 밀리미터로부터 약 7.5 밀리미터까지이다. 그러나, 폭 (W) 에 대한 미리 결정된 값 또는 값들의 범위에 있어 다른 변형들이 가능한 것으로 인식되어야 한다.
제 2 제어기 (140) 는 일반적으로 변화들이 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 에 대해 이루어져야 한다는 것을 나타내는 제어기 신호를 제 1 제어기 (120a) 로부터 수신하는 것에 응답하여, 및/또는 하우징 (28) 의 챔버 (58) 에 인가되는 진공의 실제 양이 제어기 (140) 에 의해 결정되는, 그에 인가되어야 하는 진공의 양에 대응하지 않는다는 것을 나타내는 센서 신호를 진공 센서 (130) 로부터 수신하는 것에 응답하여, 진공 시스템 (23) 에 인가되는 진공의 양을 제어하도록 프로그래밍된다. 상기 설명을 감안하면, 시스템 (100) 은 비한정적인 예로서, 웨브 (16) 에 공급되는 습식 필름 (15) 의 폭 (W), 결국, 두께 (T) 를 자동적으로 그리고 실시간으로 제어할 수 있는 것으로 인식되어야 한다. 보다 구체적으로, 센서 (110) 에 의해 결정된 습식 필름 (15) 의 임의의 폭 (W) 이 미리 결정된 값 또는 값들의 범위에 대응하지 않는 경우, 진공 시스템 (23) 에 의해 인가된 진공의 양이 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 을 미리 결정된 값으로 또는 미리 결정되는 값들의 범위 내로 되돌리도록 적절하게 자동으로 조정될 것이다. 그 중에서도, 이 방법으로 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 을 자동적으로 조정하는 것은 웨브 (16) 를 따라서 보다 균일하고 일관된 습식 필름 (15) 의 두께 (T) 를 초래할 것이며, 시약 재료 (14) 의 경우, 습식 필름 (15) 이 공급되는 웨브 (14) 으로부터 획득될 개개의 테스트 엘리먼트들 사이에 더 큰 일관성을 초래할 것이다.
전술한 것에 더해서, 또한 놀랍게도, 습식 필름 (15) 의 두께 (T) 를 조정하기 위해 챔버 (58) 에 가해지는 진공의 양을 제어하는 것이 습식 필름 (15) 이 건조된 후 형성된 시약 층의 폭을 전체에 걸쳐 시약 재료 (14) 의 보다 균일한 두께 프로파일을 초래한다는 것이 발견되었다. 보다 구체적으로, 도 8 은 습식 필름의 폭 (W) 및 두께 (T) 를 조정하기 위한 임의의 진공력의 인가 없이, 103-114 μm 의 범위에서의 코팅 갭 CG 를 이용하여 웨브 (16) 상에 형성된 시약 재료 (14) 의 건조된 스트라이프의 폭을 전체에 걸쳐, 시약 재료 (14) 의 FRT 비-접촉 조면계에 의해 형상측정법 (profilometry) 으로 측정한 두께 프로파일의 그래픽 예시를 제공한다. 이에 반해, 도 9 는 일정한 190 μm 코팅 갭 CG 및 습식 필름의 제어 폭 (W) 및 두께 (T) 에의 진공력의 인가를 이용하여 웨브 (16) 상에 형성된 시약 재료 (14) 의 건조된 스트라이프의 폭을 가로지르는, 시약 재료 (14) 의 두께 프로파일의 그래픽 예시를 제공한다. 도 8 및 도 9 의 그래픽 예시들을 비교함으로써 알 수 있는 바와 같이, 습식 필름의 제어 폭 (W) 및 두께 (T) 에의 진공력의 인가는 시약 재료 (14) 의 건조된 스트라이프의 폭을 전체에 걸쳐 시약 재료 (14) 의 보다 균일한 및 일정한 두께 (T) 를 초래한다.
도 8 및 도 9 의 그래프들을 생성하는데 사용되는 FRT 비-접촉 조면계의 설정들은 다음과 같았다:
- 스캐닝: 시약 스트라이프를 전체에 걸쳐 1 차원 (X-축 단독).
- 데이터 지점들의 번호 (No.) = 스캐닝 폭들 양자에 대해 2000.
- 스캐닝 폭: 시약 스트라이프의 폭에 따라서 7.0 또는 9.0 mm. 시약 스트라이프는 스캐닝 내에서 센터링된다.
- 스캐닝 시간: 대략 11.7 초 (최대 스캐닝 속도에서 2000 지점들).
- 최소 강도: 30 내지 100 범위.
- 최대 작업 거리: 3.0 mm.
- 작업 거리: 기구 베이스 표면으로부터 1.7 내지 1.8 mm. 10 mils 의 공칭 PET 필름 두께를 감산한다 - 1.45 내지 1.55 mm.
- 평면에서의 측정 스팟 직경: 1 - 2 미크론 범위 (작업 거리에 의존).
- Z-축을 따른 표면 변위 분해능: 10 nm.
당업자들이 명백히 주지하고 있는 바와 같이, Dektak III 표면 조면계와 같은 다른 조면계들이 이러한 유형의 측정에 동등하게 적합하다.
게다가, 앞에서 설명하지 않았지만, 또한, 챔버 (58) 에 가해진 진공의 양을 제어함으로써 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 및 두께 (T) 를 조정하는 것이 또한 코팅 재료 (12) 가 공급될 때에 일정한 코팅 갭 CG 가 상기 슬롯 다이 헤드 (26) 와 웨브 (16) 사이에 유지될 수 있도록, 웨브 (16) 에 대해 슬롯 다이 헤드 (26) 를 이동시킬 어떤 필요성을 제거하는 것으로 인식되어야 한다. 더욱이, 슬롯 다이 헤드 (26) 를 통한 코팅 재료 (12) 의 일정한 유량 및 슬롯 다이 헤드 (26) 에 대한 웨브 (16) 의 정속도는 또한 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 및 두께 (T) 가 챔버 (58) 에 가해진 진공의 양을 제어함으로써 조정될 때에 유지될 수 있다. 유사하게, 본원에서 설명하는 접근법은 편리하게 단지 습식 필름 (15) 의 폭 (W) 및 두께 (T) 를 조정하기 위해 단일 프로세스 파라미터에 대해 변화가 이루어지는 것만을 필요로 한다.
앞에서 설명하지 않았지만, 장치 (10) 및/또는 시스템 (100) 은 습식 필름 (15) 의 형성 전후에 웨브 (16) 를 프로세싱하는데 유용한 추가적인 특성들 (features) 을 제공할 수 있는 것으로 인식되어야 한다. 예를 들어, 일 형태에서, 장치 (10) 는 또한 시약 재료 (14) 의 층을 형성하기 위해 습식 필름 (15) 의 건조를 용이하게 하는 건조기 또는 건조 메커니즘을 포함한다. 일 양태에서, 시약 재료 (14) 의 건조된 층은 기판 (18) 에 대해, 약 1 μm 와 약 20 μm 의 사이, 약 3 μm 와 약 20 μm 의 사이, 또는 약 2 μm 와 약 10 μm 의 사이의 두께를 포함하지만, 시약 재료 (14) 의 건조된 층의 두께에 대해 다른 값들이 또한 고려된다. 장치 (10) 는 또한 코팅 재료 (12) 의 공급을 위해 웨브 (16) 를 준비 및/또는 프로세싱하기 위한 하나 이상의 클리너들 또는 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 절단 (cutting) 디바이스들이 또한 습식 필름 (15) 을 형성 및 건조 다음에 웨브 (16) 를 복수의 테스트 엘리먼트들로 절단하기 위해 장치 (10) 에 포함될 수 있다. 일 형태에서, 테스트 엘리먼트들은 약 20 밀리미터와 약 50 밀리미터 사이의 길이 및 약 5 밀리미터와 약 15 밀리미터 사이의 폭을 포함한다. 보다 구체적인 형태에서, 테스트 엘리먼트들은 약 33 밀리미터와 약 38 밀리미터 사이의 길이 및 약 7 밀리미터와 약 9 밀리미터 사이의 폭을 포함한다.
위에서 나타낸 바와 같이, 코팅 재료 (12) 의 애플리케이션에 관한 전술한 설명은 복수의 테스트 엘리먼트들이 획득될 기판 재료 (18) 의 웨브 (16) 상의 시약 재료 (14) 의 습식 필름 층의 형성과 관련하여 이루어졌다. 일단 형성되면, 테스트 엘리먼트들은 샘플 유체 내 분석물질에 액세스하는데 유용한 시스템에서 사용될 수 있다. 일 형태에서, 분석물질 평가는 분석물질의 존재를 검출하는 것으로부터 분석물질의 농도를 결정하는 것까지 이를 수도 있다. 분석물질 및 샘플 유체는 테스트 시스템이 적합한 임의의 것일 수도 있다. 비한정적인 예로서, 분석물질이 글루코스이고 샘플 유체가 혈액 또는 세포간질액인 일 실시형태가 이하 설명된다. 그러나, 상이한 샘플 유체들에서 다른 분석물질들의 평가가 또한 고려된다.
테스트 엘리먼트들은 샘플 유체를 위한 샘플-수용 챔버를 포함하는 전기화학 센서를 제공하며, 시약 재료 (14) 는 테스트 분석물질의 존재 하에서 전기화학 신호를 생성하는데 적합하다. 일 형태에서, 테스트 엘리먼트들은 1회용 테스트 스트립들의 유형이다. 테스트 엘리먼트들은 샘플 유체 내 분석물질의 결정을 위해 측정기와 조합하여 사용된다. 측정기 (meter) 는 종래 분석물질의 농도에 대응하는 전기화학 신호를 평가하기 위해 테스트 엘리먼트들 및 회로 상의 전극들과의 접속부를 포함한다. 측정기는 또한 샘플 유체가 테스트 엘리먼트에 의해 수용되었고 샘플 유체의 양이 테스팅용으로 충분하다고 결정하는 수단을 포함할 수도 있다. 측정기는 일반적으로 그 분석의 결과들을 저장하고 디스플레이하거나, 또는 대안적으로는, 그 데이터를 별개의 디바이스에 제공할 수도 있다. 당업자들은, 광 센서들 (즉, 분석물질의 존재 하에서 광 신호를 생성하는 시약 재료로 구성된 센서들) 이 전기화학 센서들과 유사하게, 또한 본원에서의 교시들에 따라 제조될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
테스트 엘리먼트들은 매우 다양한 분석물질들의 결정에 유용할 수도 있는 것으로 생각된다. 예를 들어, 테스트 엘리먼트들은 분석물질의 존재에 액세스하기 위해 사용될 수 있는 임의의 적합한 케미스트리를 갖는 시약 재료 (14) 와 함께 사용하기 위해 용이하게 적응될 수도 있다. 하나의 구체적인 형태에서, 테스트 엘리먼트들은 생물학의 유체 내 분석물질의 테스팅을 위해 구성되고 사용된다. 이러한 분석물질들은 예를 들어, 글루코스, 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 트리글리세리드들, 락테이트들, 락테이트 탈수소효소, 알코올, 요산, 및 3-하이드록시뷰릭 산 (케톤체들) 을 포함할 수도 있다. 분석물질이 평가될 수 있는 생물학적 유체들의 비한정적인 예들은 세포간질액, 더말 (dermal) 액, 땀, 눈물, 소변, 양수, 척수액 및 혈액과 같은, 분석물질이 측정될 수 있는 임의의 체액을 포함한다. 이 문서의 컨텍스트에서 용어 "혈액" 은 전체 혈액 및 그의 셀-프리 (cell-free) 컴포넌트들, 즉 혈장 및 혈청을 포함한다. 테스트 엘리먼트들이 글루코스의 테스팅을 위해 구성될 때, 샘플 유체는 구체적으로 말하면, 예를 들어, 손가락 팁 또는 공인된 대안적인 사이트들 (예컨대, 전박, 손바닥, 귓볼, 상박, 종아리 및 대퇴부) 로부터 획득되는 신선한 모세관 혈액, 및 신선한 정맥혈을 포함할 수도 있다. 게다가, 테스트 엘리먼트들은 또한 테스팅을 위한 시스템의 무결성을 검증하기 위해 종래의 방식에서 사용되는 제어 유체들과 접속에 유용할 수도 있다.
평가되는 분석물질을 포함하는 체액이 획득되어 테스트 엘리먼트들에 임의의 방식으로 전달될 수도 있다. 예를 들어, 혈액 샘플은 피부를 예컨대, 랜싯으로 절개한 후 테스트 엘리먼트를 피부 표면에 나타나는 유체와 접촉시킴으로써, 종래의 방식으로 획득될 수도 있다. 일 양태에서, 테스트 엘리먼트들은 단지 아주 작은 유체 샘플들만을 사용함으로써 목표되는 분석물질에 액세스하는데 동작가능하다. 유사하게, 일 양태에서, 단지 조금의 피부 절개만이 테스트에 요구되는 유체의 체적을 생성하는데 필요하며, 이러한 방법에 관련된 고통 및 다른 염려들이 최소화되거나 또는 제거된다.
시약 재료 (14) 의 층이 상부에 퇴적되는 웨브 (16) 로부터 형성되는 테스트 엘리먼트들은 여러 기본적인 컴포넌트들을 포함한다. 보다 구체적으로, 테스트 엘리먼트들은 샘플 유체가 테스팅을 위해 수용되는 챔버를 한정하는 작은 본체를 포함한다. 이 "샘플-수용 챔버" 는 예컨대, 모세관 액션에 의해, 그러나 또한 선택적으로는, 압력 또는 진공에 의해 보조되는, 적합한 수단에 의해, 샘플 유체로 채워 질 수도 있다. 샘플-수용 챔버는 샘플 유체 내 분석물질을 나타내는 전기화학 신호를 생성하는데 적합한 케미스트리 및 전극들을 포함한다.
예를 들어, 도 10 을 이제 설명하면, 웨브 (16) 의 부분이 예시되며, 웨브 (16) 의 예시된 부분으로부터 형성된 별개의 테스트 엘리먼트들 상에 개별적으로 포함될 복수의 전극 시스템들 (150a-e) 을 포함한다. 전극 시스템들 (150a-e) 의 각각은 접촉 패드들에서 종료하는 복수의 전극들 및 전극 트레이스들을 포함한다. 시약 재료 (14) 의 층 (17) 의 일부분은 전극 시스템들 (150a-e) 의 각각의 부분 위에 가로놓인다. 유사하게, 그 위에 전극 시스템들 (150a-e) 의 형성 후 시약 재료 (14) 가 웨브 (16) 에 공급되는 것으로 인식되어야 한다. 전극 시스템들 (150a-e) 에 관한 추가적인 세부 사항들 뿐만 아니라, 사용되는 테스트 엘리먼트들 및 시스템들의 다른 양태들이 미국 특허 제 7,727,467 호에 제공되며, 이의 내용들이 본원에 전체적으로 참조로 포함된다. 또한 도 10 에 예시된 바와 같이, 시약 층 (17) 은 웨브 (16) 의 예시된 부분의 길이를 따라서, 그리고 상부에 위치된 전극 시스템들 (150a-e) 의 각각을 전체에 걸쳐 좁은 스트라이프로서 연장한다.
웨브 (16) 의 기판 재료 (18) 는 절연 재료로 형성되며, 그 상부에 전극 시스템들 (150a-e) 이 위치된다. 일반적으로, 비닐 폴리머들, 폴리이미드들, 폴리에스테르들, 및 스티렌들과 같은 플라스틱들은 요구되는 전기 및 구조적 성질들을 제공한다. 또한, 테스트 엘리먼트들이 재료의 롤들로부터 대량 제조가능할 수 있기 때문에, 재료 성질들은 롤 프로세싱에 대해 충분한 유연성을 갖기에 적합하지만, 또한 마무리된 엘리먼트에 유용한 강성도를 부여하는 것이 바람직하다. 기판 재료 (18) 는 고온 폴리에스테르 재료들; 폴리에틸렌 나프탈속도 (PEN); 및 폴리이미드, 또는 이들의 2 개 이상의 혼합물들을 포함한, 폴리에스테르와 같은 가요성 고분자 재료로 선택될 수 있다. 폴리이미드들은 예를 들어, E.I. duPont de Nemours and Company of Wilmington, Del. (duPont) 으로부터, 상표명 Kapton® 으로 시중에서 입수가능하다. 기판 재료 (18) 에 대한 하나의 구체적인 가능성은 duPont 로부터 입수가능한 MELINEX® 329 이다.
테스트 엘리먼트들은 전기화학 산화 및 환원 반응들에 의해 분석물질의 존재 및/또는 분석물질의 측정 농도를 검출하도록 구성된다. 이들 반응들은 분석물질의 양 또는 농도에 상관될 수 있는 전기 신호로 변환된다. 유사한, 각각의 테스트 엘리먼트 상의 전극 시스템은 샘플-수용 챔버 내에 위치된, 측정 전극들의 세트, 예컨대, 적어도 작업 전극 및 카운터 전극을 포함한다. 샘플-수용 챔버는 샘플 유체 유입 챔버가 작업 전극 및 카운터 전극 양자와 접촉하여 전해질 내에 위치되도록 구성된다. 이것은 전류가 측정 전극들 사이에서 흐르게 하여 분석물질의 전기산화 또는 전기환원을 초래한다.
"작업 전극" 은 분석물질이 산화환원 매개체의 에이전시 존재로 또는 없이 전기산화되거나 또는 전기환원되는 전극이며, 반면 용어 "카운터 전극" 은 본원에서 작업 전극과 쌍을 이루며, 작업 전극을 통과한 전류와 크기가 동일하고 부호가 반대인 전기화학 전류가 통과하는 전극을 지칭한다. 용어 "카운터 전극" 은 또한 참조 전극들 (즉, 카운터/참조 전극들) 로서 기능하는 카운터 전극들을 포함한다는 것을 의미한다.
작업 및 카운터 전극들, 및 전극 시스템의 나머지 부분들은 다양한 재료들로부터 형성될 수도 있다. 일 양태에서, 전극들은 상대적으로 낮은 전기 저항을 가져야 하며, 테스트 엘리먼트들의 동작 범위에 걸쳐서 전기 화학적으로 불활성이어야 한다. 작업 전극에 적합한 도체들은 금, 팔라듐, 백금, 탄소, 티타늄, 루테늄 이산화물, 및 인듐 주석 산화물, 및 이리듐 뿐만 아니라, 기타 등등을 포함한다. 카운터 전극은 동일한 또는 상이한 재료들, 예컨대, 은/은 염화물로 제조될 수도 있다. 일 구체적인 실시형태에서, 작업 및 카운터 전극들은 모두 금 전극들이다.
전극들은 적절한 전도율 및 무결성의 전극들을 얻는 임의의 방식으로 기판 재료 (18) 에 공급될 수도 있다. 예시적인 프로세스들은 단지 몇 개의 비한정적인 가능성들을 제공하기 위해 스퍼터링 및 프린팅을 포함한다. 일 구체적인 형태에서, 금 전극들은 기판 재료 (18) 로 코팅된 후 그 코팅의 선택된 부분들을 제거하여 전극 시스템을 얻음으로써 제공된다. 코팅의 일부분들을 제거하는 하나의 구체적인 방법은 레이저 삭마, 및 보다 구체적으로는, 미국 특허 제 7,073,246 호에 개시된 바와 같은 넓은 필드 레이저 삭마를 포함하며, 그 내용들은 본원에 전체적으로 참조로 포함된다.
레이저 박피 기법들은 일반적으로 절연 재료 및 도전 재료, 예컨대, 절연 재료 상에 코딩되거나 또는 라미네이트된 금속 층의 금속성-라미네이트를 포함하는 단일 금속 층 또는 멀티-층 조성물을 박피하는 것을 포함한다. 금속 층은 금속성의 도체들인, 순수 금속들, 합금들, 또는 다른 재료들을 포함할 수도 있다. 금속들 또는 금속성-유사한 도체들의 예들은 알루미늄, 탄소 (예컨대, 그라파이트), 코발트, 구리, 갈륨, 금, 인듐, 이리듐, 철, 납, 마그네슘, 수은 (아말감으로서), 니켈, 니오븀, 오스뮴, 팔라듐, 백금, 레늄, 로듐, 셀레늄, 실리콘 (예컨대, 고도핑된 다결정 실리콘), 은, 탄탈륨, 주석, 티타늄, 텅스텐, 우라늄, 바나듐, 아연, 지르코늄, 그 혼합물들, 및 합금들 또는 이들 재료들의 고용체들을 포함한다. 일 양태에서, 재료들은 생물학적 시스템들에 본질적으로 비반응성인 것이 선택되며, 이의 비한정적인 예들은 금, 백금, 팔라듐, 이리듐, 은, 또는 이들 금속들의 합금들 또는 이리듐 주석 산화물을 포함한다. 금속 층은 임의의 원하는 두께일 수도 있으며, 하나의 구체적인 형태에서, 약 500 nm 이다.
전극 시스템은 테스트 엘리먼트들 및 대응하는 측정기의 동작에 맞춘 다양한 구성들을 가질 수도 있다. 일 형태에서, 작업 및 카운터 전극들은 그들을 커버하도록 요구되는 샘플 유체의 체적을 최소화하도록 위치되고 치수화된다. 게다가, 전극들은 또한 상대적으로 저렴한 휴대용 측정기를 이용하여 측정가능할 정도로 충분한 크기의 전류 플럭스를 유지하도록 구성될 수도 있다.
추가적인 예로서, 하나의 구체적인 형태는 작업 전극의 양 측면들 둘레로 연장하는 카운터 전극을 포함한다. 따라서, 카운터 전극은 샘플 유체가 샘플-수용 챔버에 들어가기 때문에, 2 개의 엘리먼트들, 즉, 하나는 작업 전극의 전면에 그리고 나머지 하나는 작업 전극의 후면에 갖는다. 보다 구체적으로는, 카운터 전극은 샘플-수용 챔버를 가로질러 연장하는 엘리먼트들을 포함한다. 이들 엘리먼트들의 각각은 약 250 μm 넓이이다. 작업 전극 엘리먼트는 약 250 μm 의 폭을 가지며, 2 개의 카운터 전극 엘리먼트들의 각각으로부터 약 255 μm 만큼 이격된다. 그러나, 전술한 것은 측정 전극들에 대한 다수의 구성들 중 단지 하나인 것으로 인식되어야 한다.
전극 트레이스들 및 접촉 패드들은 테스트 엘리먼트에 대한 그들의 의도되는 기능에 따라 다양한 방식들로 제공될 수도 있다. 전극 시스템의 이들 컴포넌트들은 전극들과 동일한 재료로 이루어질 수도 있으며, 전극들의 공급과 동시에 동일한 방법으로 베이스 기판에 공급된다. 일 구체적인 실시형태에서, 트레이스들 및 접촉 패드들은 금이며, 레이저 삭마에 의해, 특히 미국 특허 제 7,073,246호에서 설명된 바와 같이 형성되며, 이 공보는 위에서 본원에서 참조로 포함되었다. 그러나, 애플리케이션의 대안적인 재료들 및 방법들이 채용될 수도 있다.
시약 재료 (14) 는 테스트 분석물질과 반응하여 샘플 유체 내 분석물질의 존재를 나타내는 전기화학 신호를 생성하도록 동작가능하다. 시약 층 (17) 은 여러 분석물질들의 존재 및/또는 농도를 결정하기 위해 선택된 다양한 활성 컴포넌트들 (active components) 을 포함할 수 있다. 테스트 케미스트리는 따라서 평가되는 분석물질에 대해 선택된다. 당업계에 널리 알려져 있는 바와 같이, 여러 분석물질들의 각각과 함께 사용하는데 이용가능한 매우 많은 케미스트리들이 존재한다. 예를 들어, 하나의 구체적인 형태에서, 시약 층 (17) 은 혈액 내 글루코스의 존재를 결정하기 위해 선택될 수 있는, 하나 이상의 효소들, 조효소들, 및 보인자들을 포함할 수 있다. 분석물질이 글루코스인 보다 구체적인 형태에서, 시약 재료 (14) 의 활성 컴포넌트들은 일반적으로 글루코스용 효소와 같은 산화환원 효소; 선택적으로, 조효소 또는 보인자; 및 산화환원 매개체를 포함할 것이다. 이들 컴포넌트들은 일반적으로 매트릭스에서 용해되거나 또는 현탁된다. 액체 테스트 샘플은 매트릭스를 수화시키거나 또는 용해시키며, 분석물질이 매트릭스를 통해서 확산하여 활성 컴포넌트들 중 하나 이상과 반응한다. 일반적으로, 효소는 테스트 샘플 내 글루코스를 글로코노락톤 및/또는 글루콘산으로 산화시킨다. 매개체는, 결국, 환원된 효소와 반응하거나 또는 산화시켜, 그 결과, 매개체가 프로세스에서 환원된다. 환원된 매개체는 테스트 스트립 상에 전극들 중 하나에서 검출될 수 있다. 혈액에서 글루코스의 존재를 결정하는 시약 재료 (14) 의 특정의 유형에 관한 보다 구체적인 세부 사항들은 미국 특허 제 7,727,467호에서 발견되며, 이의 내용은 그들 전체로 본원에서 참조로 포함되었다.
종래의 방식에서, 시약 재료 (14) 는 그의 여러 성질들 또는 특성들을 향상시키기 위해 다양한 보조제들을 포함할 수도 있다. 예컨대, 상기에서 언급한 미국 특허 제 7,749,437호를 참조한다. 예를 들어, 시약 재료 (14) 는 웨브 (16) 상으로의 시약 재료 (14) 의 배치를 용이하게 하고 웨브 (16) 에의 그의 점착성을 향상시키기 위한, 또는 샘플 유체에 의한 시약 재료 (14) 의 수화율을 증가시키기 위한, 재료들을 포함할 수도 있다. 게다가, 시약 재료 (14) 는 최종 건조된 시약 층의 물리적인 성질들, 및 분석을 위한 액체 테스트 샘플의 흡수를 향상시키기 위해 선택된 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 시약 재료 (14) 와 함께 사용되는 보조제 재료들의 예들은 증점제들, 점도 조절제들, 필름 형성제들, 안정제들, 완충제들, 세척제들, 겔화제들, 충전제들, 필름 오프너들 (openers), 착색제들, 및 딕소트로피 부여제를 포함한다.
시약 재료 (14) 에 포함될 수도 있는 증점제들의 비한정적인 예들은 (1) 녹말들, 검들 (예컨대, 펙틴, 구아 검, 로커스트 콩 (구주콩나무 씨) 검, 곤약 검, 잔탄 검, 알긴산염류, 및 한천), 카세인, 젤라틴, 및 해조콜로이드들; (2) 셀룰로스 및 반합성 셀룰로스 유도체들 (카르복시메틸-셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 하이드록시메틸셀룰로스, 하이드록시에틸셀룰로스, 메틸하이드록시에틸셀룰로스); (3) 폴리비닐 알코올 및 카르복시-비닐속도들; 및 (4) 벤토나이트, 실리케이트들, 및 콜로이드성의 실리카를 포함한다. 증점제들의 보다 구체적인 유형들은 CP Kelco US, Inc. 에 의해 상표명 Keltrol F 로 시판되는 잔탄 검과, Hercules Inc., Aqualon Division 에 의해 상표명 AQUALON® CMC 7F PH 로 시판되는 카르복실메틸 셀룰로스의 조합물을 포함한다.
시약 재료 (14) 에 포함될 수 있는 필름 형성 및 딕소트로피제들은 폴리머들 및 실리카를 포함한다. 하나의 보다 구체적인 딕소트로피제는 Degussa AG 에 의해 상표명 Kieselsaure Sipemate FK 320 DS 으로 시판되는 실리카를 포함하지만, 보다 구체적인 필름 형성 에이전트 (film forming agent) 는 BASF 에 의해 상표 폴리비닐피롤리돈 Kollidon 25 로 시판되는 폴리비닐피롤리돈, 및 폴리비닐 프로피오네이트 분산제를 포함한다.
시약 재료 (14) 에서 효소에 대한 안정제들은 새커라이드들 (sacchhrides) 및 모노-지방산 또는 디-지방산 염들로부터 선택될 수 있다. 보다 구체적인 안정제들은 Sigma Chemical Co. 에 의해 상표명 D-(+)-Trehalose dihydrate 로 시판되는 트레할로스 및 나트륨 호박산염을 포함한다.
시약 재료 (14) 에 포함될 수 있는 세척제들의 비한정적인 예들은 수용성 비누들 뿐만 아니라, 알칼리, 토류 알칼리 (earth alkali) 또는 고급 지방산들의 선택적으로 치환된 암모늄 염들, 예컨대, 올레산 또는 스테아르산, 예를 들어, 코코넛 또는 공업용 우지로부터의 천연 지방산들의 혼합물들, 지방질 설페이트들, 설폰산들의 에스테르들, 지방산들의 알킬 설폰산들 타우린 염들의 염들, 지방산 아미드들, 및 에스테르 아미드들과 같은 수용성 합성 표면-활성 화합물들을 포함한다. 세척제들의 보다 구체적인 유형들은, 에스테르 아미드, Dojindo Molecular Technologies, Inc. 에 의해 상표명 Mega-8 로 시판되는 n-옥타노일-N-메틸글루카미드, 및 지방산 염, Rhodia HPCII 에 의해 상표명 Geropon T77 로 시판되는 N-메틸 올레일 타우속도 나트륨 염을 포함한다 (Home, Personal Care and Industrial Ingredients).
일 형태에서, 시약 재료 (14) 는 시약 층 (17) 의 물리적인 성질들을 향상시키기 위해 증점제들 및 딕소트로피제들을 포함하는 점성 용액으로서 제형된다. 증점제들은 안에 나머지 컴포넌트들을 균일하게 분산시킨 두꺼운 액체 매트릭스를 제공하기 위해 선택된다. 증점 및 딕소트로피제들은 또한 액체 또는 반-페이스트 재료가 퇴적된 후 건조되기 전에, 웨브 (16) 의 표면 상에 흐르거나 또는 퍼지는 것을 방지한다. 시약 재료 (14) 가 퇴적된 후, 용이하게 수화가능한 매트릭스로 빨리 건조된다.
전기화학 기법들과 함께 사용하기 위해 구성되며 본원에서 개시된 기법들에 따라서 공급될 수 있는 시약 재료의 층을 포함하는 테스트 엘리먼트의 일 예는 ACCU-CHEK® Aviva 테스트 스트립이며, 이 테스트 스트립은 미국 특허 제 7,727,467호에 보다 완전하게 설명되어 있으며, 그 개시물이 본원에서 위에서 전체적으로 참조로 포함되었다. 이 예시적인 테스트 엘리먼트는 미국에서, Indiana, Indianapolis 소재의 Roche Diagnostics Corporation 에 의해 배포된다.
실시예들
다음 실시예들은 예시 목적들을 위한 것으로, 이 문서에서 개시한 본 발명을 단지 이들 실시예들에 개시된 실시형태들에만 한정하는 것으로 해석되어야 안된다.
실시예 I
다음 예들은 웨브 (16) 에의 시약 재료 (14) 의 애플리케이션과 연관되는 유량, 코팅 갭 및 진공 파라미터들 사이의 관계를 예시하기 이해 제공되는 것이다. 아래에 개시한 예들 A-G 세트의 각각은 기판이 슬롯 다이 헤드에 대해 약 10 m/min 의 속도로 이동됨과 동시에, 코팅 갭이 시약 재료 (14) 의 복수의 상이한 유량들에서 증가됨에 따라서, 7 밀리미터 습식 필름 폭을 유지하기 위해 인가되어야 하는 진공을 나타낸다.
실시예
A
실시예
B
실시예
C
실시예
D
실시예
E
실시예
F
실시예
G
도 11 은 또한 각각의 예들 A-G의 파라미터들 사이의 관계의 그래픽 표현을 제공한다. 위에서 나타낸 바와 같이, 이들 예들은 이 문서에서 개시된 본 발명을 한정하지 않는 것으로 해석되어야 한다. 더욱이, 또한, 이들 예들에 개시된 값들의 하나 이상은 웨브 속도 및/또는 시약 유량들과 같은 여러 프로세스 파라미터들이 변함에 따라서 변할 수도 있는 것으로 인식되어야 한다.
일 실시형태에서, 코팅 재료를 슬롯 다이 장치로 공급하는 기법은 기판에 공급될 코팅 재료의 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하기 위해 슬롯 다이의 방출 단부의 적어도 일부분 주변에서 공기 압력을 조정하는 것을 포함한다. 특히, 이 기법은 슬롯 다이의 방출 단부와 기판 사이의 코팅 갭을 증가시키는 것을 가능하게 하여, 슬롯 다이와 기판 사이에 트랩되는 잔해에 의해 초래되는, 스트리킹 (streaking) 과 같은, 감소된 습식 필름 변형들을 초래한다. 증가되는 코팅 갭들은 또한 기판 두께에서의 변형들이 코팅 프로세스에 미치는 영향을 감소시킨다. 게다가, 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하는 능력은 또한 기판이 테스트 샘플들에서 선택된 분석물질들의 존재 및/또는 농도들을 측정하기 위한 테스트 엘리먼트들을 형성하는데 사용되는 경우, 기판을 따른, 그리고 습식 필름의 폭을 가로지르는 두께 균일성을 증가시켜, 테스트 엘리먼트들에서 더 큰 로트 단위 일관성 및 정확도를 초래한다. 임의의 특정의 형태에 한정됨이 없이, 이 실시형태의 일 양태에서, 코팅 재료는 혈액과 같은 체액 내 글루코스의 존재 및/또는 농도를 검출하기 위한 시약 재료를 포함한다. 그러나, 다른 양태들에서, 또한 코팅 재료는 슬롯 다이 코팅 프로세스에 의한 공급에 적합한 임의의 재료인 것으로 고려된다.
또 다른 실시형태에서, 기판 상에 약 9 밀리미터 미만의 폭 및 약 100 μm 미만의 두께를 갖는 코팅 재료의 좁은 연속적인 스트라이프 또는 습식 필름을 형성하는 방법은 기판 상의 코팅 재료의 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하기 위해 슬롯 다이의 방출 단부의 적어도 일부분 주변에서 공기 압력을 조정하는 것을 포함한다. 이 실시형태의 일 양태는 코팅 재료의 습식 필름의 폭 및 두께가 제어됨에 따라서, 코팅 재료의 유량, 슬롯 다이와 기판의 사이의 코팅 갭, 및 슬롯 다이에 대한 기판의 속도 중 하나 이상을 일정하게 유지하는 것을 포함한다. 이 실시형태의 또 다른 양태에서, 습식 필름의 폭 및 두께의 제어는, 습식 필름의 일정한 폭 및 두께를 유지하는 것, 및 습식 필름의 폭 및 두께를 변경하는 것 중 하나 또는 양자를 포함한다. 여전히, 또 다른 양태에서, 슬롯 다이의 방출 단부의 적어도 일부분 둘레의 공기 압력이, 기판에 이미 공급된 습식 필름의 부분이 미리 결정된 값에 대응하지 않거나 또는 미리 결정되는 값들의 범위 내에 들어가지 않는 폭을 갖는다는 결정에 응답하여, 자동적으로 조정된다. 본 양태의 일 형태에서, 공기 압력은 미리 결정된 값에 대응하거나 또는 미리 결정되는 값들의 범위 내에 들어가는 폭을 갖는 습식 필름에 후속하여 인가되게 하는 방법으로 자동적으로 조정된다.
본 발명이 도면들 및 전술한 설명에 자세하게 예시되고 설명되었지만, 본 발명은 특징에 있어 예시적이고 한정적이 아닌 것으로 간주되어야 하며, 단지 일부 실시형태들이 도시 및 설명되었으며 본 발명들의 정신 내에 들어가는 모든 변화들 및 변경들이 보호되기를 소망되는 것으로 이해되어야 한다. 상기 설명에서 사용되는, 더 바람직한 (preferable), 바람직하게는 (preferably), 바람직한 (preferred) 또는 보다 바람직한 (more preferred) 과 같은 단어들의 사용은, 그렇게 설명된 특성 (feature) 이 보다 바람직할 수도 있지만, 그럼에도 불구하고 필수적이지 않을 수도 있으며, 그러한 특성이 부족한 실시형태들이 다음과 같은 청구항들에 의해 정의되는 본 발명의 범위 내로서 간주될 수도 있다는 것을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 청구항들을 읽음에 있어, "하나 (a)", "한 (an)", "적어도 하나", 또는 "적어도 일부분" 과 같은 단어들이 사용될 때, 청구범위에서 반대로 구체적으로 언급하지 않는 한, 청구물을 단지 하나의 아이템에만 한정하려는 의도가 전혀 없다고 의도하는 것이다. 용어 "적어도 일부분" 및/또는 "부분" 이 사용될 때, 반대로 구체적으로 언급하지 않는 한, 아이템은 부분 및/또는 전체 아이템을 포함할 수 있다.
다음은 본 발명의 실시형태들의 리스트이다.
1. 기판에 습식 필름을 공급하는 방법으로서,
슬롯 다이의 배출단으로부터 상기 기판의 이동 웨브 위로 코팅 재료를 공급하여, 상기 기판 상에 습식 필름을 형성하는 단계로서, 상기 습식 필름은 상기 기판에 대한 폭 및 두께를 포함하는, 상기 기판 상에 습식 필름을 형성하는 단계;
상기 슬롯 다이의 상기 배출단에 인접한 진공력을 인가하는 단계; 및
상기 코팅 재료를 공급하는 동안 상기 진공력을 실시간으로 조정하여, 상기 습식 필름의 상기 폭 및/또는 두께를 제어하는 단계를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
2. 제 1 실시형태에 있어서,
상기 습식 필름의 폭을 감지하는 단계를 더 포함하고,
상기 진공력을 조정하는 단계는 상기 폭이 미리결정된 값 이외의 값에 대응한다는 결정에 응답하여 수행되는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
3. 제 2 실시형태에 있어서,
상기 미리결정된 값은 약 5 밀리미터인, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
4. 제 2 실시형태에 있어서,
상기 미리결정된 값은 약 7 밀리미터인, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
5. 제 2 실시형태에 있어서,
상기 미리결정된 값은 약 4.7 밀리미터와 약 5.3 밀리미터 사이인, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
6. 제 2 실시형태에 있어서,
상기 미리결정된 값은 약 6.7 밀리미터와 약 7.5 밀리미터 사이인, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
7. 제 1 실시형태에 있어서,
상기 기판은 폴리머 재료로 형성되고, 이 폴리머 재료 상에는 복수의 전극 패턴들이 위치될 수도 있는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
8. 제 7 실시형태에 있어서,
상기 전극 패턴들 위에 상기 슬롯 다이의 상기 배출단으로부터 상기 코팅 재료를 공급하여, 상기 전극 패턴들 상에 상기 습식 필름을 형성하는 단계를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
9. 제 1 실시형태에 있어서,
상기 진공력을 인가하는 단계는 상기 슬롯 다이의 상기 배출단에 인접하여 진공 박스를 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 진공 박스는 상기 습식 필름으로부터 상류 및 서로 반대편에 위치된 진공 유출구들의 쌍을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
10. 제 1 실시형태에 있어서,
상기 슬롯 다이와 상기 이동 웨브 사이에 일정한 코팅 갭을 유지하는 단계를 더 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
11. 제 10 실시형태에 있어서,
상기 코팅 갭은 약 40 ㎛ 와 약 450 ㎛ 사이인, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
12. 제 1 실시형태에 있어서,
상기 코팅 재료는 테스트 분석물질의 존재 시에 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
13. 제 12 실시형태에 있어서,
상기 테스트 분석물질은 글루코스이고, 시약은 엔자임 (enzyme), 코-엔자임 (co-enzyme) 및 코-팩터 (co-factor) 중 적어도 하나를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
14. 제 1 실시형태에 있어서,
상기 습식 필름의 상기 두께는 약 40 ㎛ 와 약 100 ㎛ 사이인, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
15. 제 1 실시형태에 있어서,
상기 습식 필름을 건조시켜 상기 기판 상에 상기 코팅 재료의 건조된 층을 제공하는 단계를 더 포함하고, 상기 코팅 재료의 상기 건조된 층은 약 3 ㎛ 와 약 20 ㎛ 사이의 건조된 두께를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
16. 제 1 실시형태에 있어서,
상기 진공력을 인가하는 단계는 상기 배출단의 상류 측과 상기 배출단의 하류 측 사이에 압력 차이를 생성하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
17. 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치로서,
상기 기판에 인접하여 위치 가능하고 배출단을 포함하는 슬롯 다이를 포함하고, 이 배출단으로부터 코팅 재료가 상기 기판 위로 배출되어 상기 습식 필름을 형성하는, 상기 슬롯 다이; 및
상기 코팅 재료가 상기 기판 위로 배출될 때 상기 슬롯 다이의 상기 배출단에 인접한 공기 압력을 조정함으로써 상기 기판에 대한 상기 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하도록 동작 가능한 공기 압력 조절 시스템을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
18. 제 17 실시형태에 있어서,
상기 공기 압력 조절 시스템은 상기 슬롯 다이의 상기 배출단을 적어도 부분적으로 둘러싸는 인클로저, 및 상기 인클로저와 커플링된 진공 소스를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
19. 제 18 실시형태에 있어서,
상기 습식 필름의 폭 (W) 을 결정하고, 상기 폭을 나타내는 대응하는 센서 신호를 제공하도록 구성된 센서; 및
상기 센서 신호가 미리결정된 값 이외의 값에 대응하는 폭을 나타내는 경우, 상기 인클로저에 상기 진공 소스에 의해 인가된 진공의 양을 조정하도록 상기 센서 신호에 응답하는 제어기를 더 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
20. 제 19 실시형태에 있어서,
상기 미리결정된 값은 약 4.7 밀리미터와 약 5.3 밀리미터 사이인, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
21. 제 19 실시형태에 있어서,
상기 미리결정된 값은 약 6.7 밀리미터와 약 7.5 밀리미터 사이인, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
22. 제 18 실시형태에 있어서,
상기 진공 소스는 상기 습식 필름으로부터 상류의 로케이션에서 상기 인클로저와 커플링되는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
23. 제 22 실시형태에 있어서,
상기 인클로저는 서로 반대편에 위치된 진공 유출구들의 쌍을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
24. 제 17 실시형태에 있어서,
상기 기판의 이동 웨브를 더 포함하고,
상기 웨브는 복수의 전극 패턴들이 위치되는 폴리머 재료로 형성되는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
25. 제 24 실시형태에 있어서,
상기 슬롯 다이는, 상기 코팅 재료가 상기 배출단으로부터 배출 가능하여 상기 전극 패턴들 상에 상기 습식 필름을 형성하도록 상기 전극 패턴들 위에 위치될 수 있는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
26. 제 17 실시형태에 있어서,
상기 슬롯 다이의 상기 배출단과 상기 기판 사이에서 약 40 ㎛ 내지 약 450 ㎛ 의 범위의 코팅 갭이 연장되는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
27. 제 17 실시형태에 있어서,
상기 슬롯 다이에 대해 상기 기판을 이동시키도록 동작 가능한 롤러 시스템을 더 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
28. 제 17 실시형태에 있어서,
상기 슬롯 다이의 상기 배출단과 유체 연통하는 저장소를 더 포함하고, 상기 저장소는 복수의 상기 코팅 재료를 포함하고, 상기 코팅 재료는 테스트 분석물질의 존재 시에 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
29. 제 28 실시형태에 있어서,
상기 테스트 분석물질은 글루코스이고, 상기 시약은 엔자임 (enzyme), 코-엔자임 (co-enzyme) 및 코-팩터 (co-factor) 중 적어도 하나를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하기 위한 장치.
30. 기판에 습식 필름을 공급하는 방법으로서,
슬롯 다이의 배출단으로부터 상기 기판 위로 코팅 재료를 공급하여 상기 기판 상에 상기 습식 필름을 형성하는 단계;
상기 슬롯 다이의 상류 측과 상기 슬롯 다이의 하류 측 사이에 존재하는 압력 차이를 조정함으로써 상기 기판에 대한 상기 습식 필름의 두께를 제어하는 단계; 및
상기 습식 필름의 상기 두께를 제어하는 동안 상기 슬롯 다이의 상기 배출단과 상기 기판 사이에 일정한 코팅 갭을 유지하는 단계를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
31. 제 30 실시형태에 있어서,
상기 압력 차이를 조정하는 단계는 상기 슬롯 다이의 상기 상류 측에 인접하여 인가된 진공의 양을 변화시키는 단계를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
32. 제 30 실시형태에 있어서,
상기 압력 차이를 조정하는 단계는 상기 습식 필름의 폭이 미리결정된 값 이외의 값에 대응한다는 결정에 응답하여 수행되는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
33. 제 32 실시형태에 있어서,
상기 미리결정된 값은 약 2.5 밀리미터와 약 7.5 밀리미터 사이인, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
34. 제 30 실시형태에 있어서,
상기 슬롯 다이에 대하여 상기 기판을 이동시키는 단계, 및 상기 습식 필름의 상기 두께를 제어하는 동안 상기 슬롯 다이에 대하여 상기 기판의 일정한 이동 속도를 유지하는 단계를 더 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
35. 제 30 실시형태에 있어서,
상기 습식 필름의 상기 두께를 제어하는 동안 상기 슬롯 다이를 통과하는 상기 코팅 재료의 일정한 유량을 유지하는 단계를 더 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
36. 제 30 실시형태에 있어서,
상기 코팅 갭은 약 40 ㎛ 와 약 450 ㎛ 사이인, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
37. 제 30 실시형태에 있어서,
상기 코팅 재료는 테스트 분석물질의 존재 시에 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
Claims (19)
- 기판에 습식 필름을 공급하는 방법으로서,
슬롯 다이의 배출단으로부터 상기 기판의 이동 웨브 위로 코팅 재료를 공급하여, 상기 기판 상에 상기 습식 필름을 형성하는 단계로서, 상기 습식 필름은 상기 기판에 대한 폭 및 두께를 포함하는, 상기 습식 필름을 형성하는 단계;
상기 슬롯 다이의 상기 배출단에 인접하여 진공력을 인가하는 단계; 및
상기 코팅 재료를 공급하는 동안 상기 진공력을 실시간으로 조정하여, 상기 습식 필름의 상기 폭 및/또는 두께를 제어하는 단계를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 습식 필름의 상기 폭을 감지하는 단계를 더 포함하고,
상기 진공력을 조정하는 단계는 상기 폭이 미리결정된 값 이외의 값에 대응한다는 결정에 응답하여 수행되는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기판은 폴리머 재료로 형성되고, 상기 폴리머 재료 상에는 복수의 전극 패턴들이 위치될 수도 있는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진공력을 인가하는 단계는 상기 슬롯 다이의 상기 배출단에 인접하여 진공 박스를 위치시키는 단계를 포함하고,
상기 진공 박스는 상기 습식 필름으로부터 상류 및 서로 반대편에 위치된 진공 유출구들의 쌍을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬롯 다이와 상기 이동 웨브 사이에 일정한 코팅 갭을 유지하는 단계를 더 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 재료는 테스트 분석물질의 존재 시에 광학적 또는 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진공력을 인가하는 단계는 상기 배출단의 상류 측과 상기 배출단의 하류 측 사이에 압력 차이를 생성하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 기판 (16) 에 습식 필름 (15) 을 공급하기 위한 장치 (10) 로서,
상기 기판에 인접하여 위치 가능하고 배출단 (35) 을 포함하는 슬롯 다이 (22) 로서, 상기 배출단으로부터 코팅 재료 (12) 가 상기 기판 위로 배출되어 상기 습식 필름을 형성하는, 상기 슬롯 다이; 및
공기 압력 조절 시스템 (100) 으로서, 상기 시스템은 상기 코팅 재료가 상기 기판 위로 배출될 때 상기 슬롯 다이의 상기 배출단에 인접한 공기 압력을 조정함으로써 상기 기판에 대한 상기 습식 필름의 폭 및 두께를 제어하도록 동작 가능한, 상기 공기 압력 조절 시스템을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 공기 압력 조절 시스템은 상기 슬롯 다이의 상기 배출단을 적어도 부분적으로 둘러싸는 인클로저 (58), 및 상기 인클로저와 커플링된 진공 소스 (23) 를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 장치. - 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 습식 필름의 상기 폭 (W) 을 결정하고, 상기 폭을 나타내는 대응하는 센서 신호를 제공하도록 구성된 센서 (110); 및
상기 센서 신호가 미리결정된 값 이외의 값에 대응하는 폭을 나타내는 경우, 상기 진공 소스에 의해 상기 인클로저에 인가된 진공의 양을 조정하도록 상기 센서 신호에 응답하는 제어기 (120, 140) 를 더 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 장치. - 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 진공 소스는 상기 습식 필름으로부터 상류의 로케이션에서 상기 인클로저와 커플링되는, 기판에 습식 필름을 공급하는 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 인클로저는 서로 반대편에 위치된 진공 유출구들의 쌍을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 장치. - 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬롯 다이의 상기 배출단과 유체 연통하는 저장소 (21) 를 더 포함하고,
상기 저장소는 다량의 상기 코팅 재료를 포함하고 상기 코팅 재료는 테스트 분석물질의 존재 시에 광학적 또는 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 장치. - 기판에 습식 필름을 공급하는 방법으로서,
슬롯 다이의 배출단으로부터 상기 기판 위로 코팅 재료를 공급하여 상기 기판 상에 상기 습식 필름을 형성하는 단계;
상기 슬롯 다이의 상류 측과 상기 슬롯 다이의 하류 측 사이에 존재하는 압력 차이를 조정함으로써 상기 기판에 대한 상기 습식 필름의 두께를 제어하는 단계; 및
상기 습식 필름의 상기 두께를 제어하는 동안 상기 슬롯 다이의 상기 배출단과 상기 기판 사이에 일정한 코팅 갭을 유지하는 단계를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 압력 차이를 조정하는 단계는 상기 슬롯 다이의 상기 상류 측에 인접하여 인가된 진공의 양을 변화시키는 단계를 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
상기 압력 차이를 조정하는 단계는 상기 습식 필름의 폭이 미리결정된 값 이외의 값에 대응한다는 결정에 응답하여 수행되는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬롯 다이에 대하여 상기 기판을 이동시키는 단계, 및 상기 습식 필름의 상기 두께를 제어하는 동안 상기 슬롯 다이에 대한 상기 기판의 일정한 이동 속도를 유지하는 단계를 더 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 습식 필름의 상기 두께를 제어하는 동안 상기 슬롯 다이를 통과하는 상기 코팅 재료의 일정한 유량을 유지하는 단계를 더 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법. - 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 재료는 테스트 분석물질의 존재 시에 광학적 또는 전기 화학적 신호를 생성하기 위한 시약을 포함하는, 기판에 습식 필름을 공급하는 방법.
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