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_5

文档序号:9291503阅读:来源:国知局
使用热头密度为300dpi的热头(由TDK Corporation制造)以16. 9mm/秒的施加速度、使用0.37mJ/点的施加能量建造评价系统。
[0400] 实施例12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23 y m,而其 穿透入多孔层的部分d3为70 ym(参见图5F)。
[0401](实施例 13)
[0402] 以和实施例1相同的方式制造包括图6A和图6B中所示的流动路径的流体装置。
[0403] 将图6A和图6B所示的反应区域c用pH指示剂(0.04质量%的由Wako Pure Chemical Industries, Ltd.制造的BTB溶液)涂布并干燥。此时,所述反应区域是黄色的。 此后,将1质量%的透明无色的NaOH溶液(35 iiL)滴至样品添加区域a。结果,所述溶液 通过毛细作用从所述样品添加区域渗透,流经流动路径b,并到达反应区域c。在所述反应 区域c,确认了所述NaOH溶液和所述pH指示剂发生反应,并且所述反应区域由黄色变为蓝 色。从这点来看,确认了图6A和图6B中所示的实施例13的流体装置充当化学传感器。
[0404](实施例 14)
[0405]使用硝化纤维膜过滤器(由 Merck Millipore Corporation 制造的 HI-FLOW PLUS HF075UBXSS,厚度为135ym,空隙度为70% ),而不是实施例1所述的膜过滤器。将所述 硝化纤维膜过滤器结合至PET薄膜,并且对所述硝化纤维膜过滤器施用以下的封闭处理 (blocking treatment)〇
[0406][封闭处理]
[0407] 将结合有所述硝化纤维膜过滤器的PET薄膜浸渍在封闭剂(含BSA的PBS溶液, 由Sigma-Aldrich Co.,LLC制造的P3688-10PAK(pH为7. 4)),并轻摇20分钟。此后,吸取 所述薄膜表面上过多的水分,并在室温下干燥所述薄膜。
[0408] 在对其施加所述封闭处理的硝化纤维膜过滤器中形成图14所示的流动路径。
[0409]接着,将图14所示的反应区域R2用抗人IgG抗体(由Sigma-Aldrich Co.,LLC 制造的11886,4. 7mg/mL) (6 yL)涂布,使用1mm的宽度作为测试线,并将反应区域R3用人 IgG (由 Sigma-Aldrich Co.,LLC 制造的 12511-10MG,4. 8mg/mL) (6 yL)涂布,使用 1mm 的宽 度作为对照线,而且将它们在室温下干燥30至60分钟。
[0410] 接着,将图14所示的反应区域R1用金胶体标记的抗人IgG(由BAW Inc.制造的, 40nm的金,0D= 15) (5yL)作为金胶体标记抗体涂布。
[0411] 此外,使流体装置制造用的热转印介质再次和图14所示的流动路径面对并重叠。 此后,用热转印打印机在和实施例1相同的打印条件下形成保护层2b,从而制造了图15中 所示的实施例14的流体装置。
[0412] 接着,将2mg/mL的用净化水稀释过的人I gG的溶液滴至图15所示的实施例14的 流体装置的样品添加区域12c。结果,确认了所述溶液通过毛细作用渗透,流经所述流动路 径,并且具有1mm宽度的线出现在反应区域R2(测试线)和反应区域R3(对照线)中。据 此,确认了所述流体装置充当生物化学传感器。
[0413](实施例 15)
[0414] 以和实施例1相同的方式制造实施例15的流体装置,不同的是,不同于实施例1 中的,使用实施例2的流动路径形成材料层涂布液形成设置在所述多孔层中的由所述流动 路径壁界定的流动路径上方的保护层。
[0415](对比例6)
[0416] 以和实施例1相同的方式制造对比例6的流体装置,不同的是在所述多孔层中的 由所述流动路径壁界定的流动路径的上方没有设置保护层。
[0417](对比例7)
[0418] 以和实施例1相同的方式制造对比例7的流体装置,不同的是通过粘贴疏水薄膜 (由Filmolux Co.,Ltd.制造的FILM0LUX 609,厚度为70 ym,结合至所述流动路径壁)形 成保护层,该保护层欲设置在所述多孔层中由所述流动路径壁界定的流动路径的上方。
[0419]〈气体阻隔能力的评价〉
[0420]用微量吸管将样品液体(用可食用的染料(可食用红No. 2,苋菜红)染成红色的 蒸馏水)滴加至实施例1和15以及对比例6和7的流体装置的流动路径中,然后,将所滴 加的样品液体用被加热至50°C的加热板(由AS ONE Corporation制造的HHP-170D)加热 和干燥5小时,并且此后,测量因蒸发导致的滴加液体量的差异,从而评价流体装置的气体 阻隔能力。结果示于表4中。
[0421] 根据下式,基于在将所述样品液体滴下之前的流体装置的重量和在干燥后流体装 置的重量W2 (mg)之间的差异计算蒸发量。
[0422] 蒸发量=W1 (mg) - W2 (mg)
[0423] 用天平(用于分析的电子天平为由A&D Co.,Ltd.制造的GR202)测量W1和W2。
[0424] 表 4
[0425]
[0426] 据表4的结果,证明了所述保护层的气体阻隔能力在实施例1和15的流体装置中 比在对比例6和7中要高。
[0427] 〈通过透明胶带评价保护层和流动路径壁之间的熔合〉
[0428] 在实施例1和15以及对比例7的各个流体装置中,将透明胶带(由3M Ltd.制造 的SCOTCH MENDING TAPE 810)粘贴于保护层2b的表面的lcmX lcm面积上,所述保护层2b 设置在所述多孔层中由流动路径壁2a界定的流动路径4的上方。此后,用手将所述胶带剥 离,以肉眼和用放大镜以X 10的放大倍率观察在将所述胶带剥离后的所述流动路径壁2a 的表面的状态,并基于以下评价标准进行评价。结果示于表5中。
[0429] [评价标准]
[0430] A3 :没有出现用放大镜能够观察到的轻微分离。
[0431] B3 :确实出现用放大镜能够观察到的轻微分离,但是可判断为肉眼上不成问题的 水平。
[0432] C3:肉眼上观察到分离。
[0433] 表 5
[0434]
[0435] 从表5的结果证明了所述流动路径壁和所述保护层之间的熔合在实施例1和15 的流体装置中比在对比例7的流体装置中要强。
[0436](实施例16)
[0437] 在和实施例1相同的条件下制造图16A中所示的具有所述流动路径形状的流体装 置。
[0438] 将样品液体(用可食用的染料(可食用红No. 2,苋菜红)染色为红色的蒸馏水) 用微量吸管滴加至所得到的流体装置的流动路径中。结果,确认了所述样品液体已经干净 利落地流经所述流动路径,如图16B的中间图所示的。而且,用光学显微镜(由Keyence Corporation制造的DIGITAL MICROSCOPE VHX-1000)观察了所述流动路径的横截面形状, 并确认了在所述多孔层的厚度方向上直至所述基底部件已经完全形成所述流动路径壁而 没有间隙。
[0439](对比例8)
[0440] 通过使用实施例1中的商购墨带(由Ricoh Company Ltd.制造的B110A)制造图 16A所示的具有所述流动路径形状的流体装置。
[0441] 用微量吸管使样品液体在所得到的流体装置的流动路径中流动。结果,所述样品 液体从所述流动路径中溢出,如图16B的左侧图所示的。使用商购墨带如下进行所述流动 路径壁的形成:用热头密度为300dpi的热头(由TDK Corporation制造)在16. 9mm/秒的 施加速度下、用〇.28mJ/点多的施加能量建造评价系统。
[0442] 观察了所述流动路径的横截面形状,结果是,确认了所述流动路径壁与所述基底 部件在所述多孔层的厚度方向上具有间隙,如图17B所示的。这被认为是因为在形成所 述流动路径壁时施加的能量低,从而使得所述商购墨带的墨层无法渗透至所述多孔层的内 部,而是保持在所述多孔层表面之上。
[0443](对比例9)
[0444] 以和实施例1相同的方式制造具有图16A中所示的流动路径形状的流体装置,不 同的是所述施加能量从实施例1的〇.81mJ/点变为0. 44mJ/点。
[0445] 使样品液体在所得到的流体装置的流动路径中流动。结果,所述样品液体从所述 流动路径溢出,如图16B的右侧图中所示的。这被认为是因为在形成所述流动路径壁时施 加的能量低,从而使得墨无法完全渗透至纸张的内部,而是保持在所述纸张表面之上或者 进入所述纸张内部的中途。
[0446][评价标准]
[0447] A4:流动路径壁没有受到侵蚀,且样品流体流经流动路径。
[0448] B4:流动路径壁受到侵蚀,而且样品流体从流动路径溢出。
[0449]表6
[0450]
[0452] (实施例 17)
[0453]〈制造流动装置用的热转印介质的制造〉
[0454] 将作为热塑性材料的酯蜡(由NOF Corporation制造的WE-11,熔融开始温度为 65°C,熔体粘度为5mPa ? s) (100质量份)、褐煤酸(产品名称:由BASF Japan Ltd.制造的 LUWAX-E,熔点为76°C) (2质量份)、和由以下通式(1)(其中R1表示具有28至38个碳原子 的烷基)表示的长链醇(由Nippon Seiro Co.,Ltd?制造,熔点75°C ) (9质量份)在120°C 熔化。此后,在搅拌生成物的同时,向其中添加吗啉(5质量份)。然后,以使固体内容物变 为30质量%的量向其中滴加90°C的热水,以形成水包油乳液。此后,冷却所述乳液,从而得 到具有30质量%固体内容物的酯蜡水乳液。
[0455] 〈通式(1)>
[0456]
[0457] 在通式(1)中,R1表示具有28~38个碳原子的烷基。
[0458] 用激光衍射/散射粒径分布仪(由Horiba,Ltd.制造的"LA-920")测量了所得到 的酯蜡水乳液的平均粒径,且其为〇. 4 y m。
[0459] 接着,将所得到的酯蜡水乳液(30质量%的固体内容物)(100质量份)和炭黑水 分散液(由Fuji Pigment Co.,Ltd.制造的FUJI SP BLACK 8625, 30质量%的固体内容 物)(2质量份)混合在一起,从而得到流动路径形成材料层涂布液。
[0460]〈底层涂布液的制备〉
[0461] 将基于有机硅的橡胶乳液(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的KS779H,固 体内容物为30质量% ) (16. 8质量份)、氯铂酸催化剂(0. 2质量份)、和甲苯(83质量份) 混合在一起,从而得到底层涂布液。
[0462]〈用于流体装置的热转印介质的制造〉
[0463] 在作为支撑部件的具有25 ym平均厚度的聚酯薄膜(由Toray Industries, Inc. 制造的LUMIRR0R F65)的一个面上涂布所述底层涂布液,并在80°C干燥10秒,从而形成平 均厚度为0.02 ym的底层。
[0464] 接着,将与在其上方形成所述底层的面相反的所述支撑部件的那面用所述流动路 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 y m的流动路径形 成材料层。用这种方式,制造了实施例17的流体装置制造用的热转印介质。
[0465]〈多孔层的形成〉
[0466] 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LUMIRR0R 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(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。
[0467]〈通过热转印形成流动路径壁〉
[0468] 在使所制造的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18中所示的流动路径b,其中界定所述流动路径的壁(图18中的2a)的宽度为600 ym。 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20中所示的保护层2b。换言之,形成了图19 和图18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 19中所示的保护层2b形成的流动路径b。
[0469] 所述流通路径壁的形成通过如下方式进行:使用热头密度为300dpi的热头(由 TDK Corporation制造)以16. 9mm/秒的施加速度、用0. 69mJ/点的施加能量建造评价系 统。
[0470] 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. 22mJ/点。
[0471]〈用于传感器的流体装置的制造〉
[0472] 除上述的流体装置外,使流体装置制造用的热转印介质和在基底部件上方的多孔 层重新彼此面对并彼此重叠。此后,在如上所述的相同条件下进行热转印,从而形成图18 中所显示的流动路径b,其中界定所述流动路径的壁(图18中的2a)的宽度为600 ym。此 后,用 pH 指不剂(由 Wako Pure Chemical Industries, Ltd.制造的 0? 04 质量% 的 BTB 溶 液)涂布反应区域c并进行干燥。此时,所述反应区域为黄色的。
[0473] 此后,再次使流体装置制造用的热转移介质和基底部件上方的多孔层彼此面对并 彼此重叠,并在如上所述的相同条件下在所述流动路径b的上方形成图20中所显示的保护 层2b,从而制造了用于传感器的流体装置。
[0474] (实施例 18)
[0475] 通过形成平均厚度为30 ym的流动路径形成材料层而不是形成在实施例17中的 平均厚度为1〇〇 ym的流动路径形成材料层来制造流体装置制造用的热转印介质。
[0476]〈多孔层的形成〉
[0477] 在将流体装置制造用的所述热转印介质和作为多孔层的维尼纶纸(由Kuraray Co.,Ltd.制造的BFN No. 1,58 ym的厚度,82%的空隙度)彼此面对并彼此重叠之后,在以 下说明的条件下对所述多孔层的整个表面施加固体图像热转印,从而形成具有基底部件的 多孔层。用光学显微镜(由 Keyence Corporation 制造的 DIGITAL MICROSCOPE VHX-1000) 观察具有基底部件的所述多孔层的横截面形状。结果,确认了在多孔层的厚度方向上,充当 基底部件的暴露在所述多孔层表面之上的流动路径形成材料层的那部分为10 y m,充当基 底部件的渗入多孔层内部的流动路径形成材料层的那部分为24 ym,而多孔层为34 ym。
[0478] 所述基底部件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)在16. 9mm/秒的施加速度、使用0. 33mJ/点的施加能量建造评价系统。
[0479] 〈通过热转印形成流动路径壁〉
[0480] 以和实施例17相同的方式制造实施例18的流体装置,不同的是在热转印打印机 评价系统中,将在形成流动路径壁时的施加能量由〇. 68mJ/点变为0. 43mJ/点,并且将在形 成保护层时的施加能量由〇. 22mJ/点变为0. llmj/点。
[0481] 而且,以和实施例17相同的方式制造用于传感器的流体装置。
[0482](实施例19)
[0483]〈流体装置制造用的热转印介质的制造〉
[0484] 通过形成平均厚度为50 ym的流动路径形成材料层而不是形成在实施例17中的 平均厚度为1〇〇 ym的流动路径形成材料层来制造流体装置制造用的热转印介质。
[0485] 〈多孔层的形成〉
[0486] 通过使用维尼给纸(由Kuraray Co.,Ltd.制造的BFN No. 1,58 y m的厚度,82% 的空隙度)而不是使用实施例17中的膜过滤器来形成多孔层。
[0487] 〈通过热转印形成流动路径壁〉
[0488] 以和实施例17相同的方式制造实施例19的流体装置,不同的是在热转印打印机 评价系统中,将在形成流动路径壁时的施加能量由〇. 68mJ/点变为0. 50mJ/点,并且将在形 成保护层时的施加能量由〇. 22mJ/点变为0. 14mJ/点。
[0489] 而且,以和实施例17相同的方式制造用于传感器的流体装置。
[0490](实施例20)
[0491]〈流体装置制造用的热转印介质的制造〉
[0492] 通过形成平均厚度为120 ym的流动路径形成材料层而不是形成在实施例17中的 平均厚度为1〇〇 ym的流动路径形成材料层来制造流体装置制造用的热转印介质。
[0493]〈多孔层的形成〉
[0494]使用硝化纤维膜过滤器(由 Merck Millipore Corporation 制造的 HI-FLOW PLUS HF075UBXSS,135ym的厚度,70%的空隙度)作为多孔层而不是使用实施例17的膜过滤器 来形成多孔层。
[0495] 〈通过热转印形成流动路径壁〉
[0496] 以和实施例17相同的方式制造实施例20的流体装置,不同的是在热转印打印机 评价系统中,将在形成流动路径壁时的施加能量由〇. 68mJ/点变为0. 74mJ/点,并且将在形 成保护层时的施加能量由〇. 22mJ/点变为0. 25mJ/点。
[0497] 而且,以和实施例17相同的方式制造用于传感器的流体装置。
[0498](实施例21)
[0499]〈流体装置制造用的热转印介质的制造〉
[0500] 通过形成平均厚度为250 y m的流动路径形成材料层而不是形成在实施例17中的 平均厚度为1〇〇 ym的流动路径形成材料层来制造流体装置制造用的热转印介质。
[0501]〈多孔层的形成〉
[0502] 使用定性滤纸(由 GE Healthcare Bioscience Corp.制造的 WHATMAN QUALITATIVE FILTER#4,210ym的厚度,72%的空隙度)作为实施例17中的多孔层而不是 使用膜过滤器来形成多孔层。
[0503] 〈通过热转印形成流动路径壁〉
[0504] 以和实施例17相同的方式制造实施例21的流体装置,不同的是在热转印打印机 评价系统中,将在形成流动路径壁时的施加能量由〇. 68mJ/点变为1. 18mJ/点,并且将在形 成保护层时的施加能量由〇. 22mJ/点变为0. 45mJ/点。
[0505] 而且,以和实施例17相同的方式制造用于传感器的流体装置。
[0506] (实施例2幻
[0507] 〈流体装置制造用的热转印介质的制造〉
[0508] 以和实施例17相同的方式制造实施例22的流体装置,不同的是使用聚乙烯蜡 (由Baker Petrolite Corporation制造的PW400,81°C的恪融开始温度,3mPa .s的恪体粘 度)作为所述热塑性材料,而不是在实施例17中的流体装置制造用的热转印介质的制造中 的醋錯。
[0509] 而且,以和实施例17相同的方式制造用于传感器的流体装置。
[0510](实施例23)
[0511]〈流体装置制造用的热转印介质的制造〉
[0512] 以和实施例17相同的方式制造流体装置制造用的热转印介质,不同的是通过使 用合成錯(由Mitsubishi Chemical Corporation制造的DIACARNA,86°C的恪融开始温度, 160mPa ? s的熔体粘度)而不是所述酯蜡作为所述热塑性材料来形成平均厚度为100 y
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