WO2015115272A1 - 流路プレート - Google Patents

流路プレート Download PDF

Info

Publication number
WO2015115272A1
WO2015115272A1 PCT/JP2015/051540 JP2015051540W WO2015115272A1 WO 2015115272 A1 WO2015115272 A1 WO 2015115272A1 JP 2015051540 W JP2015051540 W JP 2015051540W WO 2015115272 A1 WO2015115272 A1 WO 2015115272A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
flow path
flow
base material
plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/051540
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健一郎 鮫島
Original Assignee
アルプス電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルプス電気株式会社 filed Critical アルプス電気株式会社
Priority to EP15743160.2A priority Critical patent/EP3100783A4/en
Priority to JP2015559887A priority patent/JP6266658B2/ja
Publication of WO2015115272A1 publication Critical patent/WO2015115272A1/ja
Priority to US15/219,689 priority patent/US20160332898A1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C5/00—Separating dispersed particles from liquids by electrostatic effect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4317—Profiled elements, e.g. profiled blades, bars, pillars, columns or chevrons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43197—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
    • B01F25/431971—Mounted on the wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/30—Micromixers
    • B01F33/3031—Micromixers using electro-hydrodynamic [EHD] or electro-kinetic [EKI] phenomena to mix or move the fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093—Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C5/00—Separating dispersed particles from liquids by electrostatic effect
    • B03C5/02—Separators
    • B03C5/022—Non-uniform field separators
    • B03C5/026—Non-uniform field separators using open-gradient differential dielectric separation, i.e. using electrodes of special shapes for non-uniform field creation, e.g. Fluid Integrated Circuit [FIC]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/042—Electrodes formed of a single material
    • C25B11/043—Carbon, e.g. diamond or graphene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4317—Profiled elements, e.g. profiled blades, bars, pillars, columns or chevrons
    • B01F25/43172—Profiles, pillars, chevrons, i.e. long elements having a polygonal cross-section
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00783—Laminate assemblies, i.e. the reactor comprising a stack of plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00819—Materials of construction
    • B01J2219/00833—Plastic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851—Additional features
    • B01J2219/00853—Employing electrode arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00851—Additional features
    • B01J2219/00855—Surface features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00781—Aspects relating to microreactors
    • B01J2219/00889—Mixing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C02F2001/46138—Electrodes comprising a substrate and a coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4611—Fluid flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/02—Fluid flow conditions
    • C02F2301/024—Turbulent

Definitions

  • the present invention relates to a flow path plate having an electrode in a flow path, and more particularly to a flow path plate having an electrode in a flow path and applying a voltage to the electrode to continuously perform an electrochemical reaction.
  • a flow path plate formed by a joining member obtained by joining two base materials is used as a microreactor or analysis chip.
  • Patent Document 1 discloses a microfluidic device for flowing a fluid containing particles to be captured so that a microvortex is formed in the fluid by flowing the fluid through a groove defined on the surface of the wall of the microchannel. It is disclosed.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing a particle flow path in the microchannel 115 in which a groove 135 is formed on the wall.
  • grooves 135 in the fluid path disrupt fluid flow.
  • micro-vortices are generated in the fluid.
  • micro-vortices are not generated, but the grooves 135 cause sufficient turbulence to change the fluid portion flow path, increasing the interaction between the walls and the particles.
  • a channel plate that performs an electrochemical reaction as a microreactor has electrodes in the channel. And an electrochemical oxidation-reduction reaction is performed on the electrode surface by applying a voltage to the electrode provided in the flow path. A fluid can be circulated through the flow path to continuously perform an electrochemical reaction.
  • the microfluidic device described in Patent Document 1 does not include an electrode and cannot perform an electrochemical reaction. For this reason, it is conceivable to add electrodes upstream and downstream of the flow path.
  • This invention solves the subject mentioned above, and aims at providing the flow-path plate which can be fully made to electrochemically react.
  • the present invention provides a flow path in which a recess formed in at least one of the first base material and the second base material is bonded to the first base material and the second base material.
  • a recess formed in at least one of the first base material and the second base material is bonded to the first base material and the second base material.
  • the plate at least a part of the portion corresponding to the flow path of the second base material is provided with an electrode having an uneven shape that promotes the turbulent flow of the fluid flowing through the flow path.
  • the second substrate is provided with an electrode take-out portion that is electrically connected to the electrode.
  • the electrode provided with the uneven shape by the electrode provided with the uneven shape, the fluid flowing through the flow path becomes turbulent and the stirring efficiency can be increased on the electrode. Further, in the electrode provided with the uneven shape, the side surface also functions as an electrode, and the electrode area can be made larger than that of the flat plate electrode. Therefore, the electrochemical reaction can be sufficiently performed.
  • the first base material has a flat plate shape, and the concave portion is formed.
  • the second base material has a flat plate shape, and the projections and depressions of the electrodes have a predetermined angle with respect to the liquid feeding direction of the flow path, and the plurality of projections. And an electrode film provided between them.
  • the plurality of protrusions are V-shaped having apexes upstream of the fluid flowing through the flow channel.
  • the stirring efficiency can be further increased on the electrode.
  • the plurality of protrusions when the flow channel has a height direction in a direction perpendicular to the surface of the second base material, the plurality of protrusions have a height of the flow channel in the height direction. It is characterized by being formed in a height that is in the range of one third to two thirds.
  • the electrode take-out portion includes an external electrode formed on a surface opposite to the flow channel side of the second base material, and the second base material on the opposite side. And a through electrode provided so as to penetrate from the surface to the surface on the flow path side, and is electrically connected to the electrode by the through electrode.
  • the electrode can be taken out without affecting the flow path, and the fluid flowing through the flow path becomes a turbulent flow and does not hinder the stirring efficiency on the electrode.
  • the electrode and the electrode take-out portion are formed by printing a conductive paste containing carbon.
  • the electrode provided with the concavo-convex shape allows the fluid flowing through the flow path to be turbulent, increasing the stirring efficiency on the electrode and increasing the electrode area.
  • a channel plate to be reacted can be provided.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2. It is explanatory drawing which shows the flow of a fluid. It is explanatory drawing which shows the flow of the fluid on an electrode. It is process drawing which manufactures the flow-path plate of embodiment of this invention, and is process drawing which shape
  • FIG. 1 is a perspective view showing a flow path plate 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing the flow path plate 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the second base material 20 and the electrode 30. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the flow path plate 1 forms a flow path 5 for flowing a fluid by bonding a first base material 10 and a second base material 20 together.
  • FIG. 1 shows a part of the flow path 5, and various functional parts for controlling the flow of the fluid are configured in the portion extending to the upstream 5 a and the downstream 5 b of the fluid flowing through the flow path 5. However, it is omitted in the description of this embodiment.
  • the first base material 10 is formed by injection molding a cycloolefin polymer, has a flat plate shape as shown in FIGS. 1 and 2, and has a recess 11 formed therein.
  • the concave portion 11 formed in the first base material 10 constitutes the wall surface of the flow path 5 of the flow path plate 1.
  • the second base material 20 is formed by injection molding of a cycloolefin polymer, has a flat plate shape as shown in FIGS. 1 to 3, and a part of a portion corresponding to the flow path 5 on one surface 20a. Is provided with an electrode 30.
  • the electrode 30 includes a plurality of protrusions 32 formed in a V shape having apexes 32a toward the upstream 5a of the flow path 5, and an electrode film 31 provided between the plurality of protrusions 32. .
  • the electrode film 31 and the ridge 32 of the present embodiment are formed by printing a conductive paste containing carbon.
  • the flow path 5 has a substantially rectangular cross section surrounded by the recess 11 and the electrode film 31, and the protrusion 32 of the electrode 30 protrudes to partially close the cross section of the flow path 5. It is peeling off.
  • the protrusion 32 is provided in a V shape having an apex 32 a toward the upstream 5 a of the flow path 5, so that the electrode 30 has a predetermined angle with respect to the liquid feeding direction of the flow path 5. It has a concavo-convex shape. In the present embodiment, the angle is set to 40 degrees with respect to the liquid feeding direction of the flow path 5 (Y1-Y2 direction in FIG. 3).
  • the protrusion 32 is formed in a vertical rectangular shape from the electrode film 31 (provided on the one surface 20a on the flow path 5 side of the second base material 20). As shown in FIG. 4, the protrusion 32 is formed to have a height h32 that is about half of the height (dimension in the Z1-Z2 direction) h5 of the flow path 5 in the height direction. Thereby, as shown in FIG. 4, the side surface 32 b blocks a part of the flow path 5 to change the flow of the fluid.
  • an electrode take-out portion 40 is provided on the other surface 20b opposite to the one surface 20a on the flow path 5 side of the second base material 20.
  • the electrode extraction part 40 is provided by penetrating the external electrode (bus electrode 41) formed on the other surface 20b of the second base material 20 and the second base material 20 from the other surface 20b to the one surface 20a.
  • the electrode extraction portion 40 is electrically connected to the electrode 30 in the vicinity of the apex 32 a of the protrusion 32 by the through electrode 42.
  • the through electrode 42 and the bus electrode 41 of the present embodiment are formed by printing a conductive paste containing carbon.
  • the electrode take-out portion 40 is not exposed to the flow path 5 and therefore does not hinder the flow of fluid flowing through the flow path 5. Further, since the bus electrode 41 is provided on the other surface 20b opposite to the one surface 20a on the flow path 5 side through the through electrode 42, the resistance values of the through electrode 42 and the bus electrode 41 are reduced. Is easy. Therefore, resistance loss can be reduced without hindering the flow of fluid.
  • the electrode 30 demonstrated the aspect by which only one set was arrange
  • the several electrode is arrange
  • FIG. the electrode 30 of the present embodiment is provided, and another pair of electrodes is disposed upstream or downstream of the flow path 5, and the other electrodes are also formed in the same shape as the electrode 30 of the present embodiment.
  • the other electrodes that form a pair may have a shape different from that of the electrode 30 of the present embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the flow of fluid.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the flow of fluid on the electrode 30.
  • the flow velocity component Vx flows so as to be divided into a fluid having a direction toward the X1 side and a fluid having a flow velocity component Vx directed toward the X2 side. .
  • a flow in the opposite direction is generated so as to compensate for these flows.
  • a swirling flow in a direction (X1-X2 direction and Z1-Z2 direction) perpendicular to the direction (Y1-Y2 direction) flowing through the flow path 5 is generated.
  • the fluid in the vicinity of the boundary between the electrode film 31 and the side surface 32b of the ridge 32 is agitated, and the fluid can be easily replaced and the flow velocity is increased as compared with the laminar flow alone.
  • the height h32 of the protrusion 32 is a height that is in the range of 1/3 to 2/3 of the height h5 of the flow path 5 in the height direction, a sufficient stirring effect can be obtained.
  • FIG. 7 is a process diagram for manufacturing the flow path plate 1 and a process diagram for forming the first base material 10.
  • FIG. 8 is a process diagram for forming the second base material 20.
  • FIG. 9 is a process diagram for forming the electrode lead-out portion 40.
  • FIG. 10 is a process diagram for forming the electrode film 31.
  • FIG. 11 is a process diagram for forming the protrusion 32 of the electrode 30.
  • the first base material 10 is formed into a flat plate shape by injection molding a cycloolefin polymer. As shown in FIG. 7, the width of the recess 11 (dimension in the X1-X2 direction) is about 4 mm and the depth (Z1 The dimension in the ⁇ Z2 direction) was about 1 mm.
  • the second substrate 20 was formed into a flat plate shape by injection molding a cycloolefin polymer, and a plurality of through holes 21 having a diameter of 0.2 mm were formed at predetermined positions as shown in FIG.
  • the bus electrode 41 was printed on the other surface 20b opposite to the one surface 20a of the second base material 20 by screen printing of a conductive paste containing carbon and baked. Subsequently, a conductive paste containing carbon was injected from one surface 20a of the second base material 20 into the through hole 21 with a dispenser and baked. As a result, as shown in FIG. 9, the electrode extraction portion 40 was formed on the second base material 20.
  • the electrode film 31 was printed on one surface 20a of the second substrate 20 by screen printing of a conductive paste containing carbon, and baked.
  • the protrusion 32 was printed by screen printing of a conductive paste containing carbon and baked, and the protrusion 32 was laminated on a part of the electrode film 31 as shown in FIG.
  • the thickness of the electrode film 31 (dimension in the Z1-Z2 direction) is about 0.1 mm
  • the thickness of the protrusion 32 (dimension in the Z1-Z2 direction) is about 0.5 mm
  • the width is about 0.2 mm.
  • the electrode 30 provided with the uneven shape was formed.
  • the protrusion 32 has a rectangular cross-sectional shape, and has the height of the side surface 32b (dimension in the Z1-Z2 direction) corresponding to the thickness of the protrusion 32.
  • the protrusion 32 has a V shape having a vertex 32a in the Y1 direction, and is provided so as to extend at an angle of 40 degrees with respect to the Y1-Y2 direction. Further, five ridges 32 having the vertex 32a in the X1-X2 direction at the first position are arranged side by side at a predetermined interval in the Y1-Y2 direction.
  • five ridges 32 in which the position of the vertex 32a in the X1-X2 direction is the second position are similarly arranged side by side at a predetermined interval in the Y1-Y2 direction.
  • the position of the through hole 21 coincides with the position of the vertex 32a
  • the electrode film 31 comes into contact with the conductive paste injected into the through hole 21, and the bus electrode 41 and the electrode 30 are electrically connected.
  • the surface of the first base material 10 on which the recess 11 is formed and the one surface 20a of the second base material 20 on which the electrode 30 is formed are brought into close contact with each other through an adhesive mainly composed of paraffin. It joined so that the flow path 5 might be formed, and the flow path plate 1 was obtained.
  • the bonding method is not limited to the method of bonding through such an adhesive layer, and may be heat welding or the like.
  • fluid is fed to the flow path 5 so that the apex 32 a of the protrusion 32 is on the upstream side.
  • a voltage is applied to the electrode 30 from the bus electrode 41, and a current due to the electrochemical reaction is applied.
  • the fluid flowing through the flow path 5 becomes turbulent and the stirring efficiency can be increased on the electrode 30 by the electrode 30 provided with the uneven shape. Can be fully supplied.
  • the electrode area can be made larger than that of the flat plate electrode. Therefore, the fluid can be circulated through the flow path 5 while being stirred, and a voltage can be applied to the electrode 30 to cause a sufficient electrochemical reaction.
  • An electrode 30 having a concavo-convex shape is formed on a part of the portion corresponding to the flow path 5 of the substrate 20.
  • the electrode 30 provided with the uneven shape by the electrode 30 provided with the uneven shape, the fluid flowing in the flow path 5 becomes turbulent and the stirring efficiency can be increased on the electrode 30.
  • the side surface 32b also functions as an electrode, and the electrode area can be made larger than that of the flat plate electrode. Therefore, a fluid can be circulated through the flow path 5 and a voltage can be applied to the electrode 30 provided in the flow path 5 to cause a sufficient electrochemical reaction.
  • the first base material 10 has a flat plate shape and is formed with a recess 11
  • the second base material 20 has a flat plate shape, and an electrode.
  • 30 concavo-convex shapes are formed from a plurality of protrusions 32 having a predetermined angle with respect to the liquid feeding direction of the flow path 5 and an electrode film 31 provided between the plurality of protrusions 32.
  • the plurality of protrusions 32 are V-shaped having apexes 32 a toward the upstream 5 a of the fluid flowing through the flow path 5.
  • the stirring efficiency can be further increased on the electrode 30.
  • the plurality of protrusions 32 are flow channels in the height direction.
  • the height h5 is in the range of 1/3 to 2/3 of the height h5.
  • the electrode extraction portion 40 includes a bus electrode 41 formed on the other surface 20b on the opposite side to the one surface 20a on the flow path 5 side of the second base member 20, And a through electrode 42 provided through the other surface 20b from the other surface 20b to the one surface 20a, and is electrically connected to the electrode 30 by the through electrode 42.
  • the electrode can be taken out without affecting the flow path 5, and the fluid flowing through the flow path 5 becomes a turbulent flow and does not hinder the stirring efficiency on the electrode 30.
  • the electrode 30 and the electrode take-out portion 40 are formed by printing a conductive paste containing carbon.
  • the electrode 30 has the electrode film 31 formed between the plurality of ridges 32, but the electrode 30 may be composed of only the plurality of ridges 32.
  • the plurality of protrusions 32 are two combinations in which the positions of the vertices 32a are different, but may be three or more combinations.
  • the recess 11 is formed in the first base material 10, but the recess 11 and the through hole 21 may be formed in the second base material 20.
  • the cycloolefin polymer was used for the 1st base material 10 and the 2nd base material 20, you may change into a cycloolefin copolymer.
  • the shape of the electrode lead-out portion 40 may be another aspect.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)

Abstract

【課題】流路に流体を流通させ、流路に設けられた電極に電圧を印加することにより、十分に電気化学反応させることができる流路プレートを提供する。 【解決手段】第１の基材１０と第２の基材２０とを貼り合わせて、第１の基材１０に形成された凹部１１を流路５とする流路プレート１において、第２の基材２０の少なくとも流路５に対応する部分の一部には、流路５を流れる流体が乱流となるのを促進する凹凸形状が設けられた電極３０が形成されており、第２の基材２０には電極３０と導通する電極取り出し部４０が設けられている。

Description

流路プレート
　本発明は、流路に電極を備えた流路プレートに関し、特に、流路に電極を備え、電極に電圧を印加し連続的に電気化学反応を行う流路プレートに関する。
　マイクロリアクタや分析用チップとして、２枚の基材を接合した接合部材によって形成された流路プレートが使用されている。
　例えば、特許文献１に、マイクロチャネルの壁の表面に規定された溝を通して流体を流すことにより流体に微小渦が形成されるように、捕獲すべき粒子を含む流体を流すためのマイクロ流体装置が開示されている。
　図１２は、壁に溝１３５が形成されているマイクロチャネル１１５における粒子の流路を示す説明図である。マイクロ流体装置１００のマイクロチャネル１１５において溝１３５を列に配置することによって形成されたヘリングボーンパターンを流体が通り過ぎると、流体の経路における溝１３５が流体の流動を乱す。溝１３５のサイズおよび溝１３５の２つのアーム間の角度に応じて、流体の流動が乱されると、流体中に微小渦が発生する。いくつかの実施形態においては、微小渦は生成されないが、溝１３５が流体部分の流路を変えるのに十分な乱れを引起こして、壁と粒子との相互作用を増大させる。
　一方、マイクロリアクタとして電気化学反応を行う流路プレートは、流路に電極を備えている。そして、流路に設けられた電極に電圧を印加することにより、電極表面で電気化学的酸化還元反応を行うものである。流路に流体を流通させ、連続的に電気化学反応を行うことができる。
　特許文献１に記載されたマイクロ流体装置は電極を備えておらず、電気化学反応を行うことができないものであった。このため、流路の上流と下流とに電極を付加することが考えられる。
特表２０１２－５０４２４３号公報
　しかしながら、マイクロリアクタとして電気化学反応を行う流路プレートにおいては、粘度と流路サイズの影響で流れが層流になりやすい。特許文献１に記載されたマイクロ流体装置１００の流路の溝１３５の部分に電極を追加することは困難であり、溝１３５の上流と下流とに電極を付加するだけでは、電極表面での流れは層流になってしまい電極上での撹拌効率を高めることはできなかった。このため、溝１３５と異なる場所に設けた電極では、電極表面近傍を流れる流体のみが電気化学反応に寄与し、十分に反応をさせることができないという問題があった。
　本発明は、上述した課題を解決するものであり、十分に電気化学反応させることができる流路プレートを提供することを目的とする。
本発明は、第１の基材と第２の基材とを貼り合わせて、前記第１の基材と前記第２の基材の少なくともいずれかに形成された凹部を流路とする流路プレートにおいて、前記第２の基材の少なくとも前記流路に対応する部分の一部には、前記流路を流れる流体が乱流となるのを促進する凹凸形状が設けられた電極が形成されており、前記第２の基材には前記電極と導通する電極取り出し部が設けられていることを特徴とする。
　この構成によれば、凹凸形状が設けられた電極により、流路を流れる流体が乱流となって電極上で攪拌効率を高めることができる。また、凹凸形状が設けられた電極は、側面も電極として機能し、平板電極よりも電極面積を大きくすることができる。したがって、十分に電気化学反応させることができる。
　また、本発明の流路プレートにおいて、前記第１の基材は、平板状であって、且つ、前記凹部が形成され、
　前記第２の基材は、平板状であって、且つ、前記電極の凹凸形状が、前記流路の送液方向に対して所定の角度を有する複数の突条と、前記複数の突条同士の間に設けられた電極膜と、から形成されることを特徴とする。
　この構成によれば、凹凸形状が設けられた電極を形成することが容易である。
　また、本発明の流路プレートにおいて、前記複数の突条は、前記流路を流れる前記流体の上流に向かって頂点を有するＶ字状であることを特徴とする。
　この構成によれば、電極上で攪拌効率をより高めることができる。
　また、本発明の流路プレートにおいて、前記流路は前記第２の基材の面に垂直な方向を高さ方向とすると、前記複数の突条は、前記高さ方向における前記流路の高さの３分の１から３分の２の範囲となる高さに形成されていることを特徴とする。
　この構成によれば、流体の流れを大きく阻害することなく、電極上で攪拌効率をさらに高めることができる。
　本発明の流路プレートにおいて、前記電極取り出し部は、前記第２の基材の前記流路側の面とは反対側の面に形成された外部電極と、前記第２の基材を前記反対側の面から前記流路側の面まで貫いて設けられた貫通電極と、を有するとともに、前記貫通電極によって前記電極に電気接続されていることを特徴とする。
　この構成によれば、流路に影響せずに電極取り出しが可能であり、流路を流れる流体が乱流となって電極上で攪拌効率を高めることを阻害しない。
　本発明の流路プレートにおいて、前記電極及び前記電極取り出し部は、カーボンを含有した導電性ペーストの印刷によって形成されていることを特徴とする。
　この構成によれば、カーボンを含有した導電性ペーストを印刷しているので、電極形成が容易である。
　本発明によれば、凹凸形状が設けられた電極により、流路を流れる流体が乱流となって電極上で攪拌効率を高め、また、電極面積を大きくすることができるので、十分に電気化学反応させる流路プレートを提供することができる。
本発明の実施形態の流路プレートを示す斜視図である。 本発明の実施形態の流路プレートを示す平面図である。 第２の基材と電極とを示す斜視図である。 図２のＩＶ－ＩＶ線で切断した断面図である。 流体の流れを示す説明図である。 電極上での流体の流れを示す説明図である。 本発明の実施形態の流路プレートを製造する工程図であり、第１の基材を成形する工程図である。 本発明の実施形態の流路プレートを製造する工程図であり、第２の基材を成形する工程図である。 本発明の実施形態の流路プレートを製造する工程図であり、電極取り出し部を形成する工程図である。 本発明の実施形態の流路プレートを製造する工程図であり、電極膜を形成する工程図である。 本発明の実施形態の流路プレートを製造する工程図であり、電極の突条を形成する工程図である。 従来例の壁に溝が形成されているマイクロチャネルにおける粒子の流路を示す説明図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、分かりやすいように、図面は寸法を適宜変更している。
　図１は、本発明の実施形態の流路プレート１を示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態の流路プレート１を示す平面図である。図３は、第２の基材２０と電極３０とを示す斜視図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ線で切断した断面図である。
　本発明の実施形態の流路プレート１は、図１及び図２に示すように、第１の基材１０と第２の基材２０が貼り合わされて、流体を流すための流路５が形成されている。なお、図１は流路５の一部であり、流路５を流れる流体の上流５ａ及び下流５ｂに延設された部分には、流体の流れを制御するための種々の機能部が構成されるが、本実施形態の説明では割愛する。
　第１の基材１０は、シクロオレフィンポリマーを射出成形することによって形成され、図１及び図２に示すように平板状であって、且つ、凹部１１が形成されている。本実施形態では、第１の基材１０に形成された凹部１１が、流路プレート１の流路５の壁面を構成している。
　第２の基材２０は、シクロオレフィンポリマーを射出成形することによって形成され、図１～図３に示すように平板状であって、一方の面２０ａの流路５に対応する部分の一部には電極３０が設けられている。電極３０は、流路５の上流５ａに向かって頂点３２ａを有するＶ字状に形成された複数の突条３２と、複数の突条３２同士の間に設けられた電極膜３１と、からなる。本実施形態の電極膜３１及び突条３２は、カーボンを含有した導電性ペーストの印刷によって形成されている。
　図４に示すように、流路５は凹部１１と電極膜３１とで囲まれた略矩形状の断面を有し、電極３０の突条３２が突出して流路５の断面の一部が塞がれている。突条３２は、図３に示すように流路５の上流５ａに向かって頂点３２ａを有するＶ字状に設けられているので、電極３０は流路５の送液方向に対して所定の角度を有する凹凸形状となっている。本実施形態では、流路５の送液方向（図３のＹ１－Ｙ２方向）に対して４０度に設定されている。また、突条３２は、電極膜３１（第２の基材２０の流路５側の一方の面２０ａに設けられている）からは垂直な矩形状に形成されている。図４に示すように、突条３２は、流路５の高さ方向における高さ（Ｚ１－Ｚ２方向の寸法）ｈ５に対して、約半分の高さｈ３２に形成されている。これにより、図４に示すように、側面３２ｂが流路５の一部を塞ぎ、流体の流れを変化させている。
　また、第２の基材２０の流路５側の一方の面２０ａとは反対側の他方の面２０ｂに、電極取り出し部４０が設けられている。電極取り出し部４０は、第２の基材２０の他方の面２０ｂに形成された外部電極（バス電極４１）と、第２の基材２０を他方の面２０ｂから一方の面２０ａまで貫いて設けられた貫通電極４２と、を有している。電極取り出し部４０は、貫通電極４２によって突条３２の頂点３２ａ近傍で電極３０に電気接続されている。本実施形態の貫通電極４２及びバス電極４１は、カーボンを含有した導電性ペーストの印刷によって形成されている。
　本実施形態において、電極取り出し部４０は、流路５に露出していないので流路５を流れる流体の流れを妨げることがない。また、貫通電極４２を介して、流路５側の一方の面２０ａとは反対側の他方の面２０ｂにバス電極４１を設けているので、貫通電極４２及びバス電極４１の抵抗値を小さくすることが容易である。したがって、流体の流れを妨げることなく、抵抗ロスを低減することができる。
　なお、本明細書で電極３０は電気的に接続された電極取り出し部４０とともに１組だけが配置された態様を説明しているが、流路プレート１には複数の電極が配置される。例えば、本実施形態の電極３０が設けられるとともに、流路５の上流又は下流に対となる他の電極が配置され、他の電極も本実施形態の電極３０と同じ形状に形成される。なお、対となる他の電極は、本実施形態の電極３０とは異なる形状であってもよい。
　次に、本実施形態の流路プレート１における流体の流れを説明する。図５は、流体の流れを示す説明図である。図６は、電極３０上での流体の流れを示す説明図である。
　流路５を流れる流体の平均の流速Ｖｙのとき、電極膜３１との境界（流路５の壁面）では流速がゼロとなる層流であると仮定する。凹凸形状が設けられた電極３０が設けられているので、流路５の高さ方向（Ｚ１－Ｚ２方向）で電極膜３１との境界近傍の流体は突条３２によってＹ２方向の流れが阻止され、突条３２の側面３２ｂに沿った流速成分Ｖｘ、及び、突条３２をＺ２側に乗り越えようとする流速成分Ｖｚ、を生じる。流速成分Ｖｘ及び流速成分Ｖｚは、位置によって異なる。突条３２の頂点３２ａのＸ１側とＸ２側とでは、流速成分ＶｘがＸ１側への向きをもつ流体と、流速成分ＶｘがＸ２側への向きをもつ流体と、に分かれるように流れていく。一方、突条３２を越えて流れていった突条３２の下流側では、これらの流れを補償するように反対向きへの流れを生じる。これらの流れが合成される結果、流路５を流れる方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に垂直な方向（Ｘ１－Ｘ２方向及びＺ１－Ｚ２方向）の旋回流が発生する。本実施形態において、突条３２が複数設けられているので、これらの流速成分Ｖｘ、Ｖｚをもつ流れが繰り返し発生して、凹凸形状が設けられた電極３０の近傍は層流が乱された状態にある。このため、電極膜３１及び突条３２の側面３２ｂとの境界近傍の流体は攪拌されて、層流だけのときに比べて流体が入れ替わりやすくなるとともに流速が大きくなる。なお、突条３２の高さｈ３２は、高さ方向における流路５の高さｈ５の３分の１から３分の２の範囲となる高さであれば、十分な攪拌効果が得られる。
　本実施形態の流路プレート１は、以下のように製造された。図７は、流路プレート１を製造する工程図であり、第１の基材１０を成形する工程図である。図８は、第２の基材２０を成形する工程図である。図９は、電極取り出し部４０を形成する工程図である。図１０は、電極膜３１を形成する工程図である。図１１は、電極３０の突条３２を形成する工程図である。
　第１の基材１０は、シクロオレフィンポリマーを射出成形することによって平板状に成形され、図７に示すように、凹部１１の幅（Ｘ１－Ｘ２方向の寸法）が約４ｍｍ、深さ（Ｚ１－Ｚ２方向の寸法）が約１ｍｍに形成された。
　第２の基材２０は、シクロオレフィンポリマーを射出成形することによって平板状に成形され、図８に示すように、直径０．２ｍｍの貫通孔２１が所定の位置に複数形成された。
　第２の基材２０の一方の面２０ａとは反対側の他方の面２０ｂに、バス電極４１を、カーボンを含有した導電性ペーストのスクリーン印刷によって印刷し、焼成した。続いて、第２の基材２０の一方の面２０ａから貫通孔２１にディスペンサでカーボンを含有した導電性ペーストを注入し、焼成した。これらによって、図９に示すように、第２の基材２０に電極取り出し部４０を形成した。
　さらに、図１０に示すように、第２の基材２０の一方の面２０ａに電極膜３１を、カーボンを含有した導電性ペーストのスクリーン印刷によって印刷し、焼成した。続いて、突条３２を、カーボンを含有した導電性ペーストのスクリーン印刷によって印刷し、焼成し、図１１に示すように、電極膜３１の一部に突条３２を積層した。これにより、電極膜３１の厚さ（Ｚ１－Ｚ２方向の寸法）が約０．１ｍｍで、突条３２の厚さ（Ｚ１－Ｚ２方向の寸法）が約０．５ｍｍ、幅が約０．２ｍｍの凹凸形状が設けられた電極３０を形成した。突条３２は断面形状が矩形状であり、突条３２の厚さに対応した側面３２ｂの高さ（Ｚ１－Ｚ２方向の寸法）を有している。突条３２はＹ１方向に頂点３２ａを有するＶ字形状を有し、Ｙ１－Ｙ２方向に対して４０度の角度で延在するように設けられた。また、頂点３２ａのＸ１－Ｘ２方向における位置が第１の位置にある突条３２がＹ１－Ｙ２方向に所定の間隔で５個並んで配置された。さらに、頂点３２ａのＸ１－Ｘ２方向における位置が第２の位置にある突条３２が、同様にＹ１－Ｙ２方向に所定の間隔で５個並んで配置された。このとき、頂点３２ａの位置に貫通孔２１の位置が一致し、貫通孔２１に注入された導電性ペーストに電極膜３１が接触し、バス電極４１と電極３０とが電気的に接続される。
　第１の基材１０の凹部１１が形成された面と、第２の基材２０の電極３０が形成された一方の面２０ａとを、パラフィンを主成分とする接着材を介して密着させ、流路５が形成されるように接合し、流路プレート１を得た。接合方法はこのような接着層を介して接着する方法には限定されず、熱溶着などでもよい。
　流路プレート１は、突条３２の頂点３２ａが上流側となるようにして、流路５に流体が送液される。所望の電気化学反応を得るために、電極３０にバス電極４１から電圧が印加され、電気化学反応による電流が通電される。流路プレート１はカーボン材料を用いることが、酸化還元反応の電位窓の広さ、用いる液に対する耐薬品性、および、スクリーン印刷などにより任意のパターンに形成できることなどから好ましい。
　本実施形態の流路プレート１は、凹凸形状が設けられた電極３０によって、流路５を流れる流体が乱流となって電極３０上で攪拌効率を高めることができ、電極３０表面に流体が十分に供給することができる。また、凹凸形状が設けられた電極３０は、側面３２ｂも電極として機能するので、平板電極よりも電極面積を大きくすることができる。したがって、流路５に流体を攪拌しながら流通させ、電極３０に電圧を印加して、十分に電気化学反応させることができる。
　本実施形態の流路プレート１と、凹凸をもたない形状の電極を有する流路プレートと、を用いて、水とドデカン（ＣＨ３－（ＣＨ２）１０－ＣＨ３）とを分離した状態で上流から送液し、下流での混合度を比較した。本実施形態の流路プレート１と、凹凸をもたない形状の電極を有する流路プレートと、では、水とドデカン（ＣＨ３－（ＣＨ２）１０－ＣＨ３）との混合度に１０倍以上の違いが得られた。
　以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
　本発明は、第１の基材１０と第２の基材２０とを貼り合わせて、第１の基材１０に形成された凹部１１を流路５とする流路プレート１において、第２の基材２０の流路５に対応する部分の一部に、凹凸形状が設けられた電極３０が形成されている。
　この構成によれば、凹凸形状が設けられた電極３０により、流路５を流れる流体が乱流となって電極３０上で攪拌効率を高めることができる。また、凹凸形状が設けられた電極３０は、側面３２ｂも電極として機能し、平板電極よりも電極面積を大きくすることができる。したがって、流路５に流体を流通させ、流路５に設けられた電極３０に電圧を印加して、十分に電気化学反応させることができる。
　また、本発明の流路プレート１において、第１の基材１０は、平板状であって、且つ、凹部１１が形成され、第２の基材２０は、平板状であって、且つ、電極３０の凹凸形状が、流路５の送液方向に対して所定の角度を有する複数の突条３２と、複数の突条３２同士の間に設けられた電極膜３１と、から形成される。
　この構成によれば、凹凸形状が設けられた電極３０を形成することが容易である。
　また、本発明の流路プレート１において、複数の突条３２は、流路５を流れる流体の上流５ａに向かって頂点３２ａを有するＶ字状である。
　この構成によれば、電極３０上で攪拌効率をより高めることができる。
　また、本発明の流路プレート１において、流路５は第２の基材２０の一方の面２０ａに垂直な方向を高さ方向とすると、複数の突条３２は、高さ方向における流路５の高さｈ５の３分の１から３分の２の範囲となる高さに形成されている。
　この構成によれば、流体の流れを大きく阻害することなく、電極３０上で攪拌効率をさらに高めることができる。
　本発明の流路プレート１において、電極取り出し部４０は、第２の基材２０の流路５側の一方の面２０ａとは反対側の他方の面２０ｂに形成されたバス電極４１と、第２の基材２０を他方の面２０ｂから一方の面２０ａまで貫いて設けられた貫通電極４２と、を有するとともに、貫通電極４２によって電極３０に電気接続されている。
　この構成によれば、流路５に影響せずに電極取り出しが可能であり、流路５を流れる流体が乱流となって電極３０上で攪拌効率を高めることを阻害しない。
　本発明の流路プレート１において、電極３０及び電極取り出し部４０は、カーボンを含有した導電性ペーストの印刷によって形成されている。
　この構成によれば、カーボンを含有した導電性ペーストを印刷しているので、電極形成が容易である。
　以上のように、本発明の実施形態の流路プレート１を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらも本発明の技術的範囲に属する。
　（１）本実施形態において、電極３０は電極膜３１が複数の突条３２同士の間に形成されていたが、電極３０が複数の突条３２だけで構成されていてもよい。
　（２）本実施形態において、複数の突条３２は頂点３２ａの位置が異なる２組の組合せとしたが、３組以上の組合せとしてもよい。
　（３）本実施形態において、凹部１１を第１の基材１０に形成していたが、第２の基材２０に凹部１１と貫通孔２１とを形成してもよい。また、第１の基材１０及び第２の基材２０にシクロオレフィンポリマーを使用したが、シクロオレフィンコポリマーに変更してもよい。また、電極取り出し部４０の形状は他の態様であってもよい。また、電極３０及び電極取り出し部４０は、印刷以外の製造方法で形成してもよい。
　１　　　流路プレート
　５　　　流路
　５ａ　　上流
　５ｂ　　下流
　１０　　第１の基材
　１１　　凹部
　２０　　第２の基材
　２０ａ　一方の面
　２０ｂ　他方の面
　２１　　貫通孔
　３０　　電極
　３１　　電極膜
　３２　　突条
　３２ａ　頂点
　３２ｂ　側面
　４０　　電極取り出し部
　４１　　バス電極
　４２　　貫通電極

Claims (6)

  1. 　第１の基材と第２の基材とを貼り合わせて、前記第１の基材と前記第２の基材の少なくともいずれかに形成された凹部を流路とする流路プレートにおいて、
    　前記第２の基材の少なくとも前記流路に対応する部分の一部には、前記流路を流れる流体が乱流となるのを促進する凹凸形状が設けられた電極が形成されており、
    　前記第２の基材には前記電極と導通する電極取り出し部が設けられていることを特徴とする流路プレート。
  2. 　前記第１の基材は、平板状であって、且つ、前記凹部が形成され、
    　前記第２の基材は、平板状であって、且つ、前記電極の凹凸形状が、前記流路の送液方向に対して所定の角度を有する複数の突条と、前記複数の突条同士の間に設けられた電極膜と、から形成されることを特徴とする請求項１に記載の流路プレート。
  3. 　前記複数の突条は、前記流路を流れる前記流体の上流に向かって頂点を有するＶ字状であることを特徴とする請求項２に記載の流路プレート。
  4. 　前記流路は前記第２の基材の面に垂直な方向を高さ方向とすると、
    　前記複数の突条は、前記高さ方向における前記流路の高さの３分の１から３分の２の範囲となる高さに形成されていることを特徴とする請求項３に記載の流路プレート。
  5. 　前記電極取り出し部は、前記第２の基材の前記流路側の面とは反対側の面に形成された外部電極と、前記第２の基材を前記反対側の面から前記流路側の面まで貫いて設けられた貫通電極と、を有するとともに、前記貫通電極によって前記電極に電気接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の流路プレート。
  6. 　前記電極及び前記電極取り出し部は、カーボンを含有した導電性ペーストの印刷によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の流路プレート。
PCT/JP2015/051540 2014-01-31 2015-01-21 流路プレート WO2015115272A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15743160.2A EP3100783A4 (en) 2014-01-31 2015-01-21 Flow channel plate
JP2015559887A JP6266658B2 (ja) 2014-01-31 2015-01-21 流路プレート
US15/219,689 US20160332898A1 (en) 2014-01-31 2016-07-26 Flow channel plate

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-016538 2014-01-31
JP2014016538 2014-01-31

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/219,689 Continuation US20160332898A1 (en) 2014-01-31 2016-07-26 Flow channel plate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015115272A1 true WO2015115272A1 (ja) 2015-08-06

Family

ID=53756849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/051540 WO2015115272A1 (ja) 2014-01-31 2015-01-21 流路プレート

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160332898A1 (ja)
EP (1) EP3100783A4 (ja)
JP (1) JP6266658B2 (ja)
WO (1) WO2015115272A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020505621A (ja) * 2017-01-24 2020-02-20 クヮンジュ・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置
CN113005036A (zh) * 2021-03-29 2021-06-22 厦门大学 一种产生扰流的可拆卸式细胞培养流动腔室

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102002936B1 (ko) * 2018-12-13 2019-10-01 더블유워터주식회사 자화활수기

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346355A (ja) * 2001-05-28 2002-12-03 Fuji Electric Co Ltd マイクロミキサ
JP2004351309A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Kyocera Corp マイクロ化学チップおよびその製造方法
JP2005199245A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Dainippon Printing Co Ltd マイクロミキサーおよびその製造方法
JP2011067785A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Fuji Xerox Co Ltd 送液装置、分級装置及び分級方法
JP2012504243A (ja) 2008-09-26 2012-02-16 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション 粒子の捕獲
JP2013004400A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Toyota Motor Corp ペースト塗工装置及び電極の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09218208A (ja) * 1995-02-06 1997-08-19 Nikon Corp 電極の取り出し方法とその電極の取り出し方法を用いた 原子間力顕微鏡用カンチレバー
JP2003322653A (ja) * 2002-05-07 2003-11-14 Toshiba Corp プローブ固定支持体及びプローブ固定担体
JP4167697B2 (ja) * 2006-04-13 2008-10-15 株式会社東芝 核酸検出用デバイス
US20080008911A1 (en) * 2006-05-03 2008-01-10 Stroock Abraham D Designs of fuel cell electrode with improved mass transfer from liquid fuels and oxidants
JP2008122152A (ja) * 2006-11-09 2008-05-29 Seiko Epson Corp バイオセンサおよびバイオセンサの製造方法
KR20080066123A (ko) * 2007-01-11 2008-07-16 한국과학기술원 교류 전기영동 기반 미세유체 혼합 이송 장치 및미세유체의 혼합 이송 방법
JP2010252785A (ja) * 2009-03-31 2010-11-11 Kanagawa Acad Of Sci & Technol 細胞濃縮分離装置
US20130146459A1 (en) * 2009-06-16 2013-06-13 Massachusetts Institute Of Technology Multiphase non-linear electrokinetic devices
DE102009028493B4 (de) * 2009-08-13 2023-08-24 Robert Bosch Gmbh Mikrofluidische Zelle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002346355A (ja) * 2001-05-28 2002-12-03 Fuji Electric Co Ltd マイクロミキサ
JP2004351309A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Kyocera Corp マイクロ化学チップおよびその製造方法
JP2005199245A (ja) * 2004-01-19 2005-07-28 Dainippon Printing Co Ltd マイクロミキサーおよびその製造方法
JP2012504243A (ja) 2008-09-26 2012-02-16 ザ ジェネラル ホスピタル コーポレイション 粒子の捕獲
JP2011067785A (ja) * 2009-09-28 2011-04-07 Fuji Xerox Co Ltd 送液装置、分級装置及び分級方法
JP2013004400A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Toyota Motor Corp ペースト塗工装置及び電極の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3100783A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020505621A (ja) * 2017-01-24 2020-02-20 クヮンジュ・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置
JP7045394B2 (ja) 2017-01-24 2022-03-31 クヮンジュ・インスティテュート・オブ・サイエンス・アンド・テクノロジー ヘリンボーンタイプ流体誘導ユニット及びこれを利用した流体濃縮装置
CN113005036A (zh) * 2021-03-29 2021-06-22 厦门大学 一种产生扰流的可拆卸式细胞培养流动腔室

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2015115272A1 (ja) 2017-03-23
EP3100783A1 (en) 2016-12-07
EP3100783A4 (en) 2017-09-27
JP6266658B2 (ja) 2018-01-24
US20160332898A1 (en) 2016-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6266658B2 (ja) 流路プレート
US6935772B2 (en) Fluidic mixer in microfluidic system
US20140290786A1 (en) Microfluidic channel and microfluidic device
US20080008911A1 (en) Designs of fuel cell electrode with improved mass transfer from liquid fuels and oxidants
KR20150027228A (ko) 기포 형성 감소를 위한 기술 및 액적 작동기 설계
CN109311321A (zh) 液体喷射头和用于循环液体的方法
Elvira et al. Droplet dispensing in digital microfluidic devices: Assessment of long-term reproducibility
Gaspar et al. Inkjet printed silver electrodes on macroporous paper for a paper-based isoelectric focusing device
JP2014097485A (ja) 液体取扱装置
JPWO2008053693A1 (ja) マイクロチップ、成形用金型及び電鋳マスター
JP2014122831A (ja) マイクロ流路デバイス
JP2019005700A (ja) 液滴製造用マイクロ流体チップ
KR20110019613A (ko) 전기습윤 효율 개선을 위한 전기습윤 장치
JP4660492B2 (ja) 交流電気泳動法による微細流体の混合・移送装置及び微細流体の混合・移送方法
CN109747279B (zh) 数组式电极、数字印刷模具及数组式电极的制造方法
US10183294B2 (en) Fluid handling device
TWM492913U (zh) 改良的生物晶片微孔感測器
KR100523282B1 (ko) 나선형 전기삼투 흐름을 갖는 마이크로 채널
JP2005209454A (ja) 異方導電フィルムの製造方法
CN107715932B (zh) 一种微流体器件
Kouzani et al. A microfluidic electroosmotic mixer and the effect of potential and frequency on its mixing efficiency
JP2006130400A (ja) マイクロ電気化学リアクタ
JP2017133937A (ja) マイクロ流路デバイスおよびマイクロ流路デバイスの作製方法
JP3673937B2 (ja) 電気的接続構造
JP2017111029A (ja) マイクロ流路デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15743160

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015559887

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015743160

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015743160

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE