流体装置和其制造方法、以及流体装置制造用的热转印介质的制作方法_4

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层的面相反的聚酯薄膜的那面用所述脱模涂布液 涂布,并在40°C干燥10秒,从而形成平均厚度为1. 5 y m的脱模层。
[0294] 接着,将所述脱模层用所述流动路径形成材料层涂布液涂布,并在70°C干燥10 秒,从而形成平均厚度为100 ym的流动路径形成材料层。用这种方式,制造了实施例1的 流体装置制造用的热转印介质。
[0295]〈多孔层的形成〉
[0296] 在将基于聚酯的热熔融粘合剂(由Toagosei Co.,Ltd.制造的AL0NMELT PES375S40)加热至190°C后,使用滚涂机将作为基底部件的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 薄膜(由Toray Industries制造的LUMIRROR S10,厚度为50 ym)用所述粘合剂涂布至 50 y m的厚度,从而形成粘合剂层。将得到的经涂布的产物保持静止2小时以上,并且此后, 将作为多孔层的膜过滤器(membrane filter)(由Merck Millipore Corporation制造的 SVLP04700,厚度为125ym,空隙度为70% )设置在所述粘合剂层那侧的上方,在lkgf/cm2 的负荷、150°C的温度下保持10秒,从而在所述基底部件上形成多孔层。
[0297]〈通过热转印形成流动路径壁〉
[0298] 在使流体装置制造用的热转印介质和基底部件上方的多孔层彼此面对并彼此重 叠后,使用以下所述的热转印打印机在以下所述的条件下进行热转印,从而形成图6A中所 示的流动路径b。此后,再次使流体装置制造用的热转印介质和所述流动路径面对并重叠, 并同样使用所述热转印打印机在所述流动路径b上方形成图6B中所示的保护层2b。换言 之,形成了图5A和图6A中所示的实施例1的流体装置,其包括由流动路径壁2a和2a、基底 部件5、以及图5A中所示的保护层2b形成的流动路径b。
[0299] 所述流动路径壁的形成通过如下方式进行:使用热头密度(head density)为 300dpi的热头(由TDK Corporation制造)以16. 9mm/秒的施加速度、用0? 81mJ/点的施 加能量建造评价系统。
[0300] 所述保护层2b的形成是通过建造相同的评价系统来进行,不同的是在上述条件 中将所述施加能量变为〇. 28mJ/点。
[0301] 此外,在实施例1中,如图4A和图4C所示的,形成了具有600 ym壁宽度(图4A中 的22处)的流动路径、具有800 ym壁宽度(图4B中的23处)的流动路径、和具有1000 ym 壁宽度(图4C中的24处)的流动路径,作为用于评价流动路径壁的阻隔能力的流动路径。
[0302] (实施例2)
[0303] -流体装置的制造_
[0304] 以和实施例1相同的方式制造实施例2的流体装置,不同的是在所述流动路径形 成材料层涂布液中使用聚酯树脂(由Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd?制 造的LP011,熔融开始温度为65°C )而不是实施例1中使用的WE-11。
[0305] 另外,用与实施例1相同的方式形成在图4A至图4C中所示的用于阻隔能力评价 的流动路径。
[0306] (实施例3)
[0307] -流动装置的制造-
[0308] 以和实施例1相同的方式制造实施例3的流体装置,不同的是在所述流动路径形 成材料层涂布液中使用聚酯树脂(由Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd?制 造的LP050,熔融开始温度为82°C )而不是实施例1中使用的WE-11。
[0309] 另外,用与实施例1相同的方式形成在图4A至图4C中所示的用于阻隔能力评价 的流动路径。
[0310] (实施例4)
[0311] 以和实施例1相同的方式制造实施例4的流体装置,不同的是在所述流动路径形 成材料层涂布液中使用合成蜡(由Itoh Oil Chemicals Co.,Ltd.制造的IT0WAX E-210, 熔融开始温度为50°C )而不是实施例1中使用的WE-11。
[0312] 另外,用与实施例1相同的方式形成在图4A至图4C中所示的用于阻隔能力评价 的流动路径。
[0313] (实施例5)
[0314] 以和实施例1相同的方式制造实施例5的流体装置,不同的是在所述流动路径形 成材料层涂布液中使用合成蜡(由Itoh Oil Chemicals Co.,Ltd.制造的IT0WAX J550-S, 熔融开始温度为142°C )而不是实施例1中使用的WE-11。
[0315] 另外,用与实施例1相同的方式形成在图4A至图4C中所示的用于阻隔能力评价 的流动路径。
[0316] (实施例6)
[0317] 以和实施例1相同的方式制造实施例6的流体装置,不同的是将实施例1中使用 的膜过滤器变更为定性滤纸(qualitative filter)(由Advantec Co.,Ltd.制造的定性滤 纸No. 4A,平均厚度为120 ym,空隙度为48% )。
[0318] 另外,用与实施例1相同的方式形成在图4A至图4C中所示的用于阻隔能力评价 的流动路径。
[0319] (实施例7)
[0320] 以和实施例1相同的方式制造实施例7的流体装置,不同的是将实施例1中使用 的膜过滤器变更为维尼纶纸(产品名称:PAPYL0N N0. 1,其由Kuraray Co.,Ltd.制造, 平均厚度为58 ym,空隙度为82% )。
[0321] 另外,用与实施例1相同的方式形成在图4A至图4C中所示的用于阻隔能力评价 的流动路径。
[0322] (对比例1)
[0323]-流体装置的制造_
[0324] 以和实施例1相同的方式制造对比例1的流体装置,不同的是使用不含空隙的PET 薄膜(由Toray Industries, Inc.制造的LUMIRROR S10,厚度为50 ym)而不是实施例1的 膜过滤器。然而,在对比例1中不能形成流动路径。
[0325](对比例2)
[0326]-流体装置的制造_
[0327] 以和实施例1相同的方式制造对比例2的流体装置,不同的是将在实施例1中的 流动路径形成材料层涂布液中使用的WE-11变更为合成錯(由Idemitsu Kosan Co.,Ltd. 制造的CPAO,熔融开始温度为40°C)。然而,在对比例2中,不能形成能够保证阻隔能力的流 动路径,因为所述蜡具有低的熔融开始温度,所以在用于阻隔能力评价的图案宽度的数值 范围的条件下,所述蜡容易地扩散到多孔层的内部并不能够充分地填充多孔层中的空隙。
[0328](对比例3)
[0329]-流体装置的制造_
[0330] 以和实施例1相同的方式制造对比例3的流体装置,不同的是将在实施例1中的 流动路径形成材料层涂布液中使用的WE-11变更为聚酰胺树脂(由T&K TOKA Corporation 制造的PA-105A,熔融开始温度为164°C )。然而,在对比例3中不能形成流动路径。
[0331](对比例4)
[0332]-使用喷墨打印机(紫外线可固化的墨)的流体装置制造_
[0333] 以和实施例1相同的方式制造对比例4的流体装置,不同的是将用于形成流动路 径壁的方法变更为如下:
[0334]〈通过喷墨打印机(紫外线可固化的墨)形成流动路径壁〉
[0335] 制备混合比为7:3 (以质量计)的作为光-自由基(photo-radical)可聚合的单 体的丙烯酸十八烷基酯和作为光-自由基可聚合的低聚体的1,10-二(丙烯酰氧基)癸烷 (DDA)的混合物。将作为光-聚合引发剂的苄基二甲基缩酮(BDK)溶解于所得到的混合物 以致具有15质量%的最终浓度,从而得到紫外线(UV)可固化的墨。
[0336] 将压电喷墨打印机(由Seiko Epson Corp.制造的PX-101)的墨盒填充以上制备 的UV墨,并将流动路径打印在纸张中。和图6A类似,经打印的流动路径具有通过将两个每 边均为9mm的正方形与长度为40mm和宽度为5mm的路径相连接形成的形状。所述打印基 于用绘图软件程序绘制的流动路径图案,通过如下方式进行:将全部卡盒填充所述UV墨, 并设定单色打印模式。使用定性滤纸(由Advantec Co.,Ltd.制造的定性滤纸No. 4A,平均 厚度为0. 12mm,空隙度为48% )作为所述纸张。
[0337] 另外,以和实施例1相同的方式形成在图4A至图4C中所示的用于阻隔能力评价 的流动路径。
[0338](对比例5)
[0339] _使用蜡打印机(固体蜡墨)流体装置制造_
[0340] 以和实施例1相同的方式制造对比例5的流体装置,不同的是将用于形成流动路 径壁的方法变更如下:
[0341]〈使用蜡打印机(固体蜡墨)形成流动路径壁〉
[0342] 使用PHASER 8560N BLACK SOLID INK(纯墨)作为固体蜡墨并使用由Xerox Co.,Ltd.制造的商购热喷墨打印机(PHASER 8560N)在纸张中形成流动路径。和图6A类 似,所形成的流动路径具有通过将两个每边均具有9mm的正方形与长度为40mm和宽度为 5_的路径相连接所形成的形状。基于用绘图软件程序绘制的流动路径图案,通过设定单色 打印模式进行所述打印。使用定性滤纸(由Advantec Co.,Ltd.制造的定性滤纸No. 4A,平 均厚度为〇. 12_,空隙度为48% )。接着,将经打印的流动路径用数字加热板(由Corning Incorporated制造的CORNING PC-600D)在120°C加热20分钟,以便使所述蜡完全渗入所 述纸张。
[0343] 另外,以和实施例1相同的方式形成在图4A至图4C中所示的用于阻隔能力评价 的流动路径。
[0344]表1-1
[0345]
[0347]表1-2
[0348]
[0349] 接着,在是否存在流动路径壁的侵蚀(阻隔能力)方面,对所制造的实施例和对比 例的流体装置进行如下评价。结果示于表2中。在表2中示出了图4A(600 iim的阻隔宽 度)、图4B(800 ym的阻隔宽度)和图4C(l,000 ym的阻隔宽度)的结果。
[0350]〈评价是否存在流动路径壁的侵蚀(阻隔能力)>
[0351] 使用微量吸管将样品液体(用可食用的染料(食用红No. 2,苋菜红)染成红色的 蒸馏水)(35 yL)滴至每个流体装置的流动路径中,并在此保持10分钟。此后,目视观察是 否存在由所述样品液体导致的流动路径壁的侵蚀,并对流动路径壁中具有"侵蚀"的流动路 径壁的数目进行计数并基于以下标准进行评价。
[0352] 关于在流体装置中是否存在流动路径壁的侵蚀的判断,将图7A中所示的其中样 品流体被保持在流动路径壁以内的状态判断为"无侵蚀",而将图7B中所示的其中样品流 体渗漏至一部分流动路径壁以外的状态和图7C中所示的其中样品流体渗漏至整个流动路 径壁以外的状态判断为有"侵蚀"。
[0353][评价标准]
[0354] A1 :在10个装置中包含具有"侵蚀"的流动路径壁的流体装置的数目为0~3个。
[0355] B1 :在10个装置中包含具有"侵蚀"的流动路径壁的流体装置的数目为4~8个。
[0356] C1 :在10个装置中包含具有"侵蚀"的流动路径壁的流体装置的数目为9~10个。
[0357]表2
[0358]
[0359] 从表2的结果证明了形成流动路径的流动路径壁的液体不可渗透性(阻隔能力) 在实施例1至7的流体装置中比在对比例1至5的流体装置中要高。
[0360] 〈评价流动路径壁的内表面轮廓的连续线的线性度〉
[0361] 在流动路径壁的内表面轮廓的连续线的线性度方面,借助如下通过图像分析的数 字处理对实施例1至7和对比例1至5进行量化(线性度测量)。
[0362] 具体地,在流体装置的多孔层中形成图8所示的流动路径4,并使0. 07质量%的红 色颜料(由Kiriya Chemical Co.,Ltd.制造的CARMINE RED KL-80)的水溶液在所述流动 路径中流动,以便使在边缘部分(在图8中以X标明)中的流动路径4和流动路径壁2a之 间的界线清晰。图9显示对比例4的流体装置的经染色的流动路径,其中使用喷墨打印机 用UV墨形成所述流动路径。图11显示用相同的方式染色的实施例1的流体装置的流动路 径。确认了两种流动路径完全被染色。
[0363] 接着,使用光学显微镜(由 Keyence Corporation 制造的 DIGITAL MICROSCOPE VHX-1000),将所述经染色的流动路径以X100的放大倍率进行放大,并以数字图像的形式 记录。
[0364] 所述数字图像的分辨率为40点/mm,并且视野为30mmX 30mm。
[0365] 将得到的数字图像用图像处理软件程序(IMAGE J ;免费软件)进行处理。
[0366] 接着,执行边缘增强处理(Find Edge指令)以使流动路径4和流动路径壁2a之 间的界线进一步清晰化。对比例4的形成图像在图10中示出,而实施例1中的相同图像在 图12中示出。
[0367] 在对比例4中,在如图10所示的边缘的线性部分中,为形成阻隔而涂布的UV墨在 多孔层的表面中非均匀地扩散。这使流动路径4和流动路径壁2a在俯视图下是非线性的 (波状的),并确认为线性度不良。同时,在实施例1中,如图12中所示的,能够看出流动路 径4和流动路径壁2a之间的界线是线性的。
[0368] 接着,使用图10和图12的图像,在所述流动路径壁的内表面轮廓上的任意两点之 间界定具有l〇mm长度的直线B,并在所述流动路径壁的内表面的主扫描方向D1和次扫描方 向D2上测量所述流动路径壁的内表面轮廓的连续线的对应长度A。使用所述图像处理软 件程序(IMAGE J)的线段距离测量(Perimeter指令)来测量所述轮廓的连续线的长度A。 在图10中所示的对比例4中,所述轮廓的连续线的长度A在所述流动路径壁的主扫描方向 D1上为14. 2mm,而在所述流动路径壁的次扫描方向D2上为15. 6mm,所述连续线对应于在所 述轮廓上的任意两点之间的且具有长度B(10mm)的直线。在图12所示的实施例1中,所述 轮廓的连续线的长度A在所述流动路径壁的主扫描方向D1上为10. 4mm,而在所述流动路径 壁的次扫描方向D2上为10. 6mm,所述连续线对应于在所述轮廓上的任意两点之间的且具 有长度B (10mm)的直线。
[0369] 本文中,根据线性度(% ) = { [A (mm) - B (mm) ] /B (mm)} X 100计算所述流动路径 壁的内表面轮廓的连续线的线性度(% )。所述线性度是通过测量十个不同的如图13中所 示的位置并对得到的测量值取平均而得到的平均值。
[0370] 在对比例4中,在主扫描方向D1上的线性度为42% ( = 14. 2 - 10)/10X100), 而在次扫描方向D2上的线性度为56% (= (15. 6 - 10)/10X 100)。
[0371] 在实施例1中,在主扫描方向D1上的线性度为4% ( = (10. 4-10)/10X100), 而在次扫描方向D2上的线性度为6% (= (10.6 - 10)/10X 100)。
[0372] 用相同的方式测量实施例2至7和对比例1至3和5的流动路径壁的内表面轮廓 的连续线的线性度,并基于以下标准进行评价。结果示于表3中。
[0373] 越接近于0%的线性度表明流动路径壁的内表面越是线性的(具有较高的线性)。 较大的线性度表明流动路径壁的内表面具有较多的波动和较低的线性。
[0374][线性度评价的标准]
[0375] A2 :线性度在10%以下,且是有利的。
[0376] B2:线性度在30%以下但大于10%,且是略有缺陷的。
[0377] C2:线性度大于30 %且是有缺陷的。
[0378]表 3
[0379]
[0380] 从表3的结果,证明了实施例1至7具有比对比例1至5更好的线性度。
[0381](实施例8)
[0382]-流体装置的制造_
[0383] 以和实施例1相同的方式制造实施例8的流体装置,不同的是将具有图6A中所 示形状的且由图5B中所示的流动路径壁2a形成的流动路径4在作为多孔层的膜过滤器 (由 Merck Millipore Corporation 制造的 SVLP047〇0,125 ym 的厚度,7〇% 的空隙度)的 单面中以50 ym的厚度形成,所述膜过滤器设置在作为基底部件的聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)膜(由 Toray Industries Inc.制造的 LUMIRROR S10,厚度为 50ym)的上方,而且所 述流动路径的形成通过如下方式进行:用热头密度为300dpi的热头(由TDK Corporation 制造)以16. 9mm/秒的施加速度和使用0. 59mJ/点的施加能量建造评价系统。
[0384] 实施例8制造的流体装置的流动路径4的横截面形状用光学显微镜(由Keyence Corporation制造的DIGITAL MICROSCOPE VHX-1000)来观察。结果,确认了流动路径壁2a 的形成使得在所述多孔层的厚度方向上其暴露在多孔层1的表面之上的部分d2为34 y m, 而其穿透入多孔层的部分d3为89 y m(参见图5B)。
[0385](实施例9)
[0386]-流体装置的制造_
[0387] 以和实施例1相同的方式制造实施例9的流体装置,不同的是将具有图6A中所示 形状的且由图5C中所示的流动路径壁2a形成的流动路径4形成在基底部件上方的多孔层 的单面上,而且所述流动路径的形成通过如下方式进行:用热头密度为300dpi的热头(由 TDK Corporation制造)以16. 9mm/秒的施加速度和使用0. 44mJ/点的施加能量建造评价 系统。
[0388] 实施例9制造的流体装置的流动路径4的横截面形状用光学显微镜(由Keyence Corporation制造的DIGITAL MICROSCOPE VHX-1000)来观察。结果,确认了流动路径壁2a 的形成使得在所述多孔层的厚度方向上其暴露在多孔层1的表面之上的部分d2为44 y m, 而其穿透入多孔层的部分d3为73 y m(参见图5C)。
[0389](实施例10)
[0390]-流体装置的制造_
[0391] 以和实施例1相同的方式制造实施例10的流体装置,不同的是将多孔层1的平均 厚度由实施例1的100 ym变为75 ym,将具有图6A中所示形状的且由图ro中所示的流动 路径壁2a形成的流动路径4形成在所述基底部件上方的多孔层的单面上,而且所述流动路 径的形成通过如下方式进行:用热头密度为300dpi的热头(由TDK Corporation制造)以 16. 9mm/秒的施加速度和使用0. 48mJ/点的施加能量建造评价系统。
[0392] 实施例10制造的流体装置的流动路径4的横截面形状用光学显微镜(由Keyence Corporation制造的DIGITAL MICROSCOPE VHX-1000)来观察。结果,确认了没有任何部分 暴露在多孔层1的表面之上,并且在所述多孔层的厚度方向上整个部分完全穿透入所述多 孔层。也确认了穿透入所述多孔层的部分dl为95 ym(参见图f5D)。
[0393](实施例11)
[0394]-流体装置的制造_
[0395] 以和实施例10相同的方式制造实施例11的流体装置,不同的是所述流动路径的 形成如下进行:不同于实施例10,通过用热头密度为300dpi的热头(由TDK Corporation 制造)以16. 9mm/秒的施加速度、使用0. 47mJ/点的施加能量建造评价系统。
[0396] 实施例11制造的流体装置的流动路径的横截面形状用光学显微镜(由Keyence Corporation制造的DIGITAL MICROSCOPE VHX-1000)来观察。结果,确认了在所述多孔层 的厚度方向上流动路径壁2a的形成使得其在多孔层1的表面之上的部分d2为12 y m,而其 穿透入多孔层的部分d3为89 y m(参见图5E)。
[0397](实施例12)
[0398]-流体装置的制造_
[0399] 以和实施例10相同的方式制造实施例12的流体装置,不同的是所述流动路 径的形成如下进行:不同于实施例10,通过
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