微型流路裝置及其制造裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種液體或氣體不易向處理體外滲出的結(jié)構(gòu)的微型流路裝置及其制造方法。由環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂形成的第一主體板(10)、第二主體板(20)及第三主體板(30)在不使用粘接劑的情況下接合。在板的接合部形成有處理槽(25)，在該處理槽(25)內(nèi)收納有處理體(40)。處理體(40)具有多孔體(41)和將多孔體(41)包圍的被覆層(42)。被覆層(42)由與板相同的合成樹(shù)脂形成，被覆層(42)與處理槽(25)的內(nèi)表面在不使用粘接劑的情況下密接接合。流體從輸入通路(26)及形成在被覆層(42)上的滲入口(43)向多孔體(41)的內(nèi)部注入，在多孔體(41)的內(nèi)部邊擴(kuò)散邊混合或反應(yīng)，然后進(jìn)入滲出口(44)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】微型流路裝置及其制造裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在主體部形成有輸入通路、輸出通路及處理槽且在處理槽收納有處理 體的微型流路裝置，尤其是涉及能夠使處理體與主體部密接的微型流路裝置及其制造裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為使少量的流體混合、反應(yīng)或分離的裝置，使用微型流路裝置。
[0003] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的微型反應(yīng)器在框體的內(nèi)部設(shè)有催化劑反應(yīng)部。催化劑反應(yīng)部 由對(duì)催化劑活性物質(zhì)的粉末進(jìn)行成形而得到的成形體構(gòu)成，在成形體上形成有多個(gè)連續(xù)細(xì) 孔。當(dāng)從流入口供給反應(yīng)性物質(zhì)時(shí)，該反應(yīng)性物質(zhì)分支地向多個(gè)連續(xù)細(xì)孔流入，而與催化劑 活性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)?；蛘?，所述催化劑反應(yīng)部由保持有催化劑活性物質(zhì)的多孔基體構(gòu)成，從 流入口供給的反應(yīng)性物質(zhì)被導(dǎo)向基體的內(nèi)部，與催化劑活性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
[0004] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的化學(xué)微型器件在基板上形成有多個(gè)流路和反應(yīng)部，在所述反 應(yīng)部保持有〇. 〇〇1?〇. 3 μ m的孔徑的膜過(guò)濾器。該發(fā)明將捕集溶液向反應(yīng)部輸送，并在反 應(yīng)部使捕集溶液捕集N02氣體。
[0005] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2006-175361號(hào)公報(bào)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2004-97978號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載的微型反應(yīng)器未考慮具有連續(xù)細(xì)孔的成形體與框體的交界部、 或者多孔基體與框體的交界部的氣密性或液密性，在想要使氣體或液體混合或反應(yīng)時(shí)，存 在氣體或液體容易向所述交界部滲出而導(dǎo)致針對(duì)流體的混合或反應(yīng)的精度降低這樣的課 題。
[0011] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的化學(xué)微型器件也未考慮基板與膜過(guò)濾器的交界部的氣密性 或液密性，這種情況下，在想要使流體混合或反應(yīng)時(shí)，流體也容易向所述交界部滲出。
[0012] 本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的課題而提出，其目的在于提供一種在使用多孔體 使氣體或液體混合或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)、不易引起流體向多孔體與主體部之間滲出的現(xiàn)象而 能有效地進(jìn)行混合或反應(yīng)的微型流路裝置及其制造裝置。
[0013] 用于解決課題的方案
[0014] 本發(fā)明涉及一種微型流路裝置，其設(shè)有：板狀的主體部，其在內(nèi)部形成有處理槽、 到達(dá)所述處理槽的輸入通路、從所述處理槽延伸的輸出通路；處理體，其配置在所述處理槽 的內(nèi)部，所述微型流路裝置的特征在于，
[0015] 所述處理體具有多孔體和將所述多孔體包圍的合成樹(shù)脂制的被覆層，所述被覆層 與所述處理槽的內(nèi)表面密接，在所述被覆層上形成有將所述輸入通路與所述多孔體連通的 滲入口、將所述多孔體與所述輸出通路連通的滲出口。
[0016] 本發(fā)明的微型流路裝置的處理體構(gòu)成為，多孔體由合成樹(shù)脂層包圍，該合成樹(shù)脂 層與主體部的內(nèi)表面密接。因此，能夠提高多孔體與主體部的內(nèi)表面的氣密性和液密性，液 體或氣體在所述交界部不易滲出，能夠提高可將流體在多孔體的內(nèi)部進(jìn)行處理的概率。
[0017] 本發(fā)明優(yōu)選的是，所述被覆層由與所述主體部相同的合成樹(shù)脂材料形成。在該結(jié) 構(gòu)中，容易使被覆層與主體部密接。
[0018] 本發(fā)明優(yōu)選的是，所述多孔體是整體結(jié)構(gòu)的燒結(jié)陶瓷的多孔體。結(jié)晶陶瓷的多孔 體在提高加工精度這方面存在界限，但是通過(guò)用合成樹(shù)脂制的被覆層將該多孔體的周?chē)?蓋，由此利用被覆層使多孔體與主體部的交界部密接，從而能在多孔體的內(nèi)部進(jìn)行流體的 處理。而且，能夠進(jìn)行有效利用了多孔體的結(jié)構(gòu)的高精度的流體處理。
[0019] 本發(fā)明中，例如所述多孔體是多孔二氧化硅。
[0020] 本發(fā)明可以是，所述多孔體為板狀，且在板表面形成有所述滲入口，在板的側(cè)面形 成有所述滲出口。或者可以是，所述多孔體為長(zhǎng)條形狀，且在朝向長(zhǎng)度方向的一方的端面形 成有所述滲入口，在另一方的端面形成有所述滲出口。
[0021] 本發(fā)明中，所述主體部由多個(gè)合成樹(shù)脂制的板構(gòu)成，在所述板上形成有構(gòu)成所述 處理槽、所述輸入通路和所述輸出通路的孔或凹部，
[0022] 多個(gè)板的接合表面彼此在不使用粘接劑的情況下密接接合，并且所述被覆層與板 在不使用粘接劑的情況下密接接合。
[0023] 通過(guò)使板彼此、以及被覆層與板在不使用粘接劑的情況下密接接合，由此能夠防 止供給的流體受到粘接劑的影響。
[0024] 本發(fā)明的微型流路裝置的制造方法的特征在于，包括：
[0025] 在構(gòu)成主體部的多個(gè)合成樹(shù)脂制的主體板上形成構(gòu)成處理槽、到達(dá)所述處理槽的 輸入通路及從所述處理槽延伸的輸出通路的孔或凹部的工序；
[0026] 向主體板的接合表面賦予光能而對(duì)接合表面進(jìn)行改性的工序；
[0027] 將多孔體由合成樹(shù)脂制的被覆層覆蓋且形成有與所述多孔體相通的滲入口和滲 出口的處理體設(shè)置在所述處理槽的內(nèi)部的工序，
[0028] 使主體板的改性后的接合表面彼此接觸并進(jìn)行加熱且加壓，使所述接合表面彼此 在不使用粘接劑的情況下密接接合，并使所述被覆層的表面與各個(gè)主體板在不使用粘接劑 的情況下密接接合，
[0029] 使所述輸入通路與所述滲入口連通，并使所述輸出通路與所述滲出口連通。
[0030] 本發(fā)明的微型流路裝置的制造方法優(yōu)選的是，在對(duì)所述處理體進(jìn)行加熱且加壓而 成形之后，將該處理體設(shè)置在所述處理槽的內(nèi)部。
[0031] 而且，優(yōu)選的是，在使主體板的改性后的接合表面彼此接觸并進(jìn)行加熱且加壓的 工序中，向所述處理體賦予壓縮力，使所述被覆層的表面與各個(gè)主體板在不使用粘接劑的 情況下密接接合。
[0032] 發(fā)明效果
[0033] 本發(fā)明的微型流路裝置能夠提高在主體部的內(nèi)部配置的多孔體與所述主體部的 內(nèi)表面之間的氣密性和液密性，能夠通過(guò)多孔體使流體高效地混合或反應(yīng)。
[0034] 本發(fā)明的微型流路裝置的制造方法能夠在不使用粘接劑的情況下進(jìn)行主體板彼 此的接合、及處理體的被覆層與主體板的接合。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1㈧是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的微型流路裝置的俯視圖，圖1 (B)是右側(cè)視圖。
[0036] 圖2 (A)是表示微型流路裝置的第一主體板的俯視圖，圖2 (B)是右側(cè)視圖。
[0037] 圖3 (A)是表示微型流路裝置的第二主體板的俯視圖，圖3 (B)是右側(cè)視圖。
[0038] 圖4(A)是表示微型流路裝置的第三主體板的俯視圖，圖4(B)是右側(cè)視圖。
[0039] 圖5是圖4(A)的局部放大俯視圖。
[0040] 圖6是微型流路裝置的用圖1 (A)的VI-VI線(xiàn)剖切而得到的放大剖視圖。
[0041] 圖7是微型流路裝置的用圖1㈧的VII-VII線(xiàn)剖切而得到的放大剖視圖。
[0042] 圖8是表示微型流路裝置所使用的處理體的制造方法的說(shuō)明圖。
[0043] 圖9(A)、（B)、（C)是表示微型流路裝置所使用的處理體的制造方法的說(shuō)明圖。
[0044] 圖10是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的微型流路裝置的俯視圖。
[0045] 圖11是微型流路裝置的用圖10的χι-χι線(xiàn)剖切而得到的放大剖視圖。
[0046] 圖12是微型流路裝置的用圖10的XII-XII線(xiàn)剖切而得到的放大剖視圖。
[0047] 圖13是微型流路裝置的用圖10的XIII-XIII線(xiàn)剖切而得到的放大剖視圖。
[0048] 圖14是第二實(shí)施方式的微型流路裝置所使用的處理體的立體圖。
[0049] 圖15 (A)、（B)是按實(shí)施方式來(lái)表示圖14所示的處理體的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0050] 如圖1 (B)所示，本發(fā)明的第一實(shí)施方式的微型流路裝置1通過(guò)將第一主體板10、 第二主體板20及第三主體板30沿其板厚方向重疊來(lái)構(gòu)成主體部。
[0051] 第一主體板10、第二主體板20及第三主體板均由相同的合成樹(shù)脂材料形成。優(yōu)選 的合成樹(shù)脂材料是具有對(duì)藥品的耐性且熒光性低的環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂（C0P)。但是，根據(jù)所使 用的流體的物性等可以自由選擇所述合成樹(shù)脂。
[0052] 第一主體板10、第二主體板20及第三主體板30具有相同的厚度尺寸t。厚度尺 寸t為0. 3?3. 0mm左右，在本實(shí)施方式中，厚度尺寸t為1. 0mm。第一主體板10、第二主 體板20及第三主體板30的平面形狀均為四邊形。
[0053] 如圖2(A)所示，第一主體板10的平面形狀為四邊形，如圖2(B)所示，第一主體板 10具有接合表面l〇a和外表面10b。在第一主體板10的四邊形的平面的四個(gè)角部沿板厚 方向貫通形成有定位孔11。在第一主體板10的圖示上方的兩個(gè)部位沿板厚方向貫通形成 有構(gòu)成流入口 12、13的孔，在圖示下方的一個(gè)部位沿板厚方向貫通形成有構(gòu)成輸出通路14 的孔。
[0054] 如圖3(A)所示，第二主體板20的平面形狀為四邊形，如圖3(B)所示，第二主體板 20具有第一接合表面20a和第二接合表面20b。在第二主體板20的四邊形的平面的四個(gè) 角部貫通形成有定位孔21。形成于第一主體板10的定位孔11和形成于第二主體板20的 定位孔21彼此以相同的開(kāi)口徑且相同的排列間距形成。
[0055] 如圖3(A)所示，在第二主體板20上沿板厚方向貫通形成有兩個(gè)構(gòu)成流入口 22、23 的孔。第一主體板10的流入口 12、13和第二主體板20的流入口 22、23彼此以相同的開(kāi)口 徑且相同的排列間距形成。
[0056] 如圖3(A)和圖7所示，在第二主體板20形成有向第一接合表面20a開(kāi)口且朝向 第二接合表面20b凹狀地形成的處理槽25。處理槽25向第一接合表面20a開(kāi)口的開(kāi)口形 狀為正圓形。如圖3 (A)及圖7所示，處理槽25中形成有圓形的底面25a、及從所述底面25a 的周緣立起且隨著朝向第一接合表面20a而逐漸擴(kuò)大開(kāi)口面積的錐形側(cè)面25b。
[0057] 處理槽25的從第一接合表面20a起的深度尺寸D為第二主體板20的板厚尺寸t 的30?80%的范圍。在本實(shí)施方式中，深度尺寸D為板厚尺寸t的70%，為0.7mm。
[0058] 如圖1和圖7所示，在處理槽25呈凹狀地形成有從錐形側(cè)面25b的一個(gè)部位向半 徑方向延長(zhǎng)的輸出通路24。輸出通路24的從第一接合表面20a起的深度尺寸d為0. 05? 0.3mm左右，本實(shí)施方式的深度尺寸d為0· 1mm。輸出通路24形成在能與形成于第一主體 板10的輸出通路14連通的位置。
[0059] 在處理槽25的底面25a的正圓直徑的中心形成有輸入通路26。如圖7所示，輸入 通路26是從處理槽25的底面25a貫通至第二接合表面20b的孔。
[0060] 如圖4(A)所示，第三主體板30的平面形狀為四邊形，如圖4(B)所示，第三主體板 30具有接合表面30a和外表面30b。在第三主體板30的四邊形的平面的四個(gè)角部貫通形 成有定位孔31。形成于第一主體板10的定位孔11及形成于第二主體板20的定位孔21與 形成于第三主體板30的定位孔31彼此以相同的開(kāi)口徑且相同的排列間距形成。
[0061] 如圖4(A)所示，在第三主體板30的接合表面30a上設(shè)有由傾斜延伸的兩個(gè)凹部 形成的流入通路32、33。一方的流入通路32的起始端32a位于在第二主體板20上形成的 流入口 22的正下方，另一方的流入通路33的起始端33a位于在第二主體板20上形成的流 入口 23的正下方。
[0062] 在第三主體板30的接合表面30a上形成有由直線(xiàn)延伸的凹部形成的輸入通路36。 輸入通路36的終端36a位于第二主體板20的與處理槽25連通的所述輸入通路26的正下 方。
[0063] 流入通路32、33和輸入通路36的從接合表面30a起的深度尺寸d(參照?qǐng)D6、圖 7)與所述輸出通路24的深度尺寸d相同。
[0064] 如圖4(A)所示，流入通路32的終端32b、流入通路33的終端33b及輸入通路36 的起始端36b經(jīng)由混合通路35而連通。如圖5放大所示，混合通路35通過(guò)將細(xì)路35a、細(xì) 路35b及細(xì)路35c在連結(jié)部35c處連結(jié)而構(gòu)成，該細(xì)路35a與流入通路32的終端32b連續(xù)， 該細(xì)路35b與流入通路33的終端33b連續(xù)，該細(xì)路35c與輸入通路36的起始端36b連續(xù)。
[0065] 如圖7所示，在形成于第二主體板20的處理槽25內(nèi)收納有處理體40。處理體40 由圓板形狀的多孔體41和將該多孔體41的周?chē)采w的被覆層42構(gòu)成。在被覆層42開(kāi)設(shè) 有與圖7中朝下的多孔體41的板面41a的中心對(duì)置的滲入口 43和與多孔體41的側(cè)面41b 對(duì)置的多個(gè)滲出口 44。
[0066] 如圖7所示，當(dāng)在處理槽25內(nèi)收納處理體40時(shí)，滲入口 43與形成在處理槽25的 底面25a上的輸入通路26對(duì)置。在形成于第二主體板40的處理層25的周?chē)?，通過(guò)處 理體40的側(cè)面和錐形部26b的形狀而形成輸出空間25c。開(kāi)設(shè)于處理體40的多個(gè)滲出口 44與所述輸出空間25c對(duì)置。
[0067] 接下來(lái)，說(shuō)明所述微型流路裝置1的制造方法。
[0068] 使用由環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂（C0P)形成的板厚t為1. 0mm的板材，加工出圖2所示的 第一主體板10、圖3所示的第二主體板20及圖4所示的第三主體板30。主體板10、20、30 的構(gòu)成流入口及流出口、輸入通路及輸出通路、以及處理槽的凹部或孔可以通過(guò)注塑成型 或沖壓加工來(lái)形成，也可以利用激光等物理性地進(jìn)行加工。
[0069] 圖8和圖9示出處理體40的制造方法。
[0070] 多孔體41用于進(jìn)行液體的混合或化學(xué)反應(yīng)的促進(jìn)、流體中的成分的分離，根據(jù)要 求的處理或使用的流體的種類(lèi)可以從陶瓷、高分子等各種材料中進(jìn)行選擇。尤其是整體 (monolith)結(jié)構(gòu)的燒結(jié)陶瓷的多孔體能夠在低流路損失下進(jìn)行高性能的分離、混合，因此 優(yōu)選。尤其是優(yōu)選整體由一體的娃膠形成的整體化二氧化娃（monolithic silica),例如， 可以使用株式會(huì)社京都M0N0TECH制的材料。如圖8所示，作為多孔二氧化硅的多孔體41 使用直徑為12mm、厚度尺寸為0. 5mm左右的多孔體。
[0071] 如圖8所示，將多孔體41覆蓋的被覆層42由兩張合成樹(shù)脂膜42a、42b構(gòu)成。合 成樹(shù)脂膜42a、42b由在加熱且加壓處理下無(wú)需使用粘接劑就能夠相對(duì)于第一主體板10和 第二主體板20密接接合的合成樹(shù)脂材料形成，優(yōu)選的是，合成樹(shù)脂膜42a、42b由與第一主 體板10及第二主體板20的材質(zhì)相同的環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂（C0P)形成。合成樹(shù)脂膜42a、42b 通過(guò)將厚度為10?200 μ m的膜層疊多張來(lái)使用。
[0072] 如圖8所示，一方的合成樹(shù)脂膜42a為圓形，在其中心部開(kāi)設(shè)有滲入口 43。另一方 的合成樹(shù)脂膜42b也為圓形，沿著圓弧形狀而開(kāi)設(shè)有多個(gè)滲出口 44。
[0073] 如圖9(A)所示，多孔體41在提高外形的精度這方面存在界限。尤其就整體結(jié)構(gòu)的 燒結(jié)陶瓷等空隙大的燒結(jié)體而言，由于燒結(jié)形狀存在制約，因此難以提高尺寸精度。而且， 燒結(jié)體由于為脆性材料，因此難以提高尺寸精度。因此，在將圓柱狀的燒結(jié)體切斷后進(jìn)行研 磨而形成為圓板形狀的情況下，不太能提高多孔體41的厚度的精度、板面41a、41c各自的 平面度、以及板面41a與板面41b的平行度的精度。
[0074] 因此，如圖9(B)所示，將多孔體41夾入兩張合成樹(shù)脂膜42a、42b之間，如圖9(C) 所示，從上下利用平板或沖壓模具進(jìn)行加壓且加熱，使合成樹(shù)脂膜42a、42b上下稍壓縮，以 使合成樹(shù)脂膜42a、42b的表面平滑且處理體40的兩個(gè)表面40a、40b相互平行的方式成形。
[0075] 合成樹(shù)脂膜42a、42b在多孔體41的側(cè)面41b的外周處被加熱且加壓而接合，因此 如圖9 (C)所示，在處理體40的側(cè)部，合成樹(shù)脂膜被接合而形成從側(cè)面41b突出的突出部 42c。該突出部42c在切斷線(xiàn)Lc處被切斷而除去。
[0076] 其結(jié)果是，完成了多孔體41的周?chē)珊铣蓸?shù)脂膜42a、42b所形成的被覆層42包 圍的圓板形狀的處理體40。處理體40中，上下的表面40a、40b相互平行，且在被覆層42上 形成有與多孔體41的板面41a的中心部對(duì)置的滲入口 43和與多孔體41的側(cè)面41b對(duì)置 的多個(gè)滲出口 44。
[0077] 接著，對(duì)第一主體板10的接合表面10a進(jìn)行改性處理。在該改性處理中，向所述接 合表面10a照射真空紫外光（VUV)，使環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂（C0P)的表面的分子活性化。同樣， 向第二主體板20的第一接合表面20a及凹狀的處理槽25的內(nèi)表面照射真空紫外光（VUV)， 使這些表面活性化。
[0078] 將在圖9(C)的工序中得到的處理體40收納在處理槽25的內(nèi)部，使第一主體板10 的接合表面l〇a與第二主體板20的第一接合表面20a面對(duì)。此時(shí)，四根定位銷(xiāo)分別無(wú)間隙 地插入到四個(gè)部位的定位孔11和四個(gè)部位的定位孔21內(nèi)，以定位孔11、21為基準(zhǔn)將第一 主體板10和第二主體板20定位。主體板10、20被賦予5?20分鐘左右的90?110°C的 熱量且同時(shí)被加壓，從而使兩主體板10、20接合。
[0079] 第一主體板10的接合表面10a和第二主體板20的第一接合表面20a由于表面被 活性化，因此在所述加熱及加壓工序中，交界面成為相熔狀態(tài)，無(wú)需使用粘接劑就能密接且 牢固地接合。而且，由于第一主體板10的接合表面l〇a和第二主體板20的處理槽25的內(nèi) 表面被活性化，因此如圖7所示，在處理體40的一方的表面40a露出的被覆層42與處理槽 25的底面25a密接接合，在另一方的表面40b露出的被覆層42與接合表面10a密接接合。
[0080] 被覆層42由與第一主體板10及第二主體板20相同的環(huán)狀聚烯烴（C0P)形成時(shí)， 在所述加熱?加壓工序中，被覆層42與第一主體板10和第二主體板20密接，其交界部成 為相烙狀態(tài)，從而牢固地固接。
[0081] 將圖9 (C)所示的處理體40的表面40a與表面40b之間的厚度尺寸形成為稍大于 處理槽25的深度尺寸D，由此在第一主體板10和第二主體板20被加熱且加壓時(shí)，處理體 40的一方的表面40a與處理槽25的底面25a可靠地密接接合，另一方的表面40b與接合表 面10a可靠地密接接合。而且，若向處理體40的兩個(gè)表面40a、40b照射真空紫外光（VUV) 而使被覆層42的表面的樹(shù)脂的分子活性化，之后將處理體40收納于處理槽25的內(nèi)部，則 能夠使處理體40的表面40a、40b更牢固地密接固定于第一主體板10和第二主體板20。
[0082] 而且，通過(guò)向第二主體板20的第二接合表面20b和第三主體板30的接合表面30a 照射真空紫外光（VUV)，使插入到定位孔11、21內(nèi)的定位銷(xiāo)無(wú)間隙地向定位孔31插入，將第 二主體板20和第三主體板30定位，將第三主體板30的接合表面30a向第二主體板20的 第二接合表面30a進(jìn)行加壓且加熱，由此無(wú)需使用粘接劑就能夠?qū)⒌谌黧w板30和第二主 體板20密接接合。
[0083] 需要說(shuō)明的是，可以將第一主體板10、第二主體板20及第三主體板30中的任意板 彼此先接合，也可以將三張主體板10、20、30同時(shí)接合。
[0084] 當(dāng)構(gòu)成主體部的第一主體板10和第二主體板20及第三主體板30接合時(shí)，如圖 1 (A)和圖6所示，第一主體板10的流入口 12和第二主體板20的流入口 22及第三主體板 30的流入通路32的起始端32a連通。同樣，第一主體板10的流入口 13和第二主體板20 的流入口 23及第三主體板30的流入通路33的起始端33a連通。
[0085] 如圖7所示，第三主體板30的輸入通路36的終端36a與第二主體板20的和處理 槽25相通的輸入通路26連通。而且，第一主體板10的輸出通路14與第二主體板20的輸 出通路24及輸出空間25c連通。
[0086] 如上所述制造的微型流路裝置1被從開(kāi)設(shè)在第一主體板10的外表面10b上的流 入口 12和流入口 13注入液體或氣體等流體。此時(shí)優(yōu)選預(yù)先向流體施加注入壓力。
[0087] 向圖6所示的流入口 12賦予的流體通過(guò)第二主體板20的流入口 22而向第三主 體板30的流入通路32賦予。同樣，向流入口 13賦予的流體通過(guò)第二主體板20的流入口 23而向第三主體板30的流入通路33賦予。供給到流入通路32的流體與供給到流入通路 33的流體在圖5所示的混合通路35中混合成為混合流體而向輸入通路36賦予。
[0088] 向輸入通路36賦予的混合流體從圖7所示的輸入通路36通過(guò)在第二主體板20 形成的輸入通路26,而向收納于處理槽25的處理體40賦予。
[0089] 在處理體40的被覆層42上的與輸入通路26對(duì)置的位置處開(kāi)設(shè)有滲入口 43,因 此混合流體從滲入口 43向多孔體41的內(nèi)部供給。處理體40的向下的表面40a的被覆層 42與處理槽25的底面25a密接接合，交界部為氣密狀態(tài)且液密狀態(tài)。同樣，處理體40的向 上的表面40a的被覆層42與第一主體板10的接合表面10a密接接合，交界部為氣密狀態(tài) 且液密狀態(tài)。由此，向滲入口 43賦予的混合流體不會(huì)向所述表面40a與所述底面25a的交 界部及所述表面40b與所述接合表面10a的交界部滲出，大部分的流體通過(guò)多孔體41的內(nèi) 部，從形成于被覆層42的滲出口 44向處理槽25的外周區(qū)域即輸出空間25c滲出。
[0090] 在多孔體41中，從向下的板面41a的中心部注入混合流體，該混合流體通過(guò)圓板 狀的多孔體41的內(nèi)部的細(xì)孔而向放射方向邊擴(kuò)散邊移動(dòng)，從作為圓周面的側(cè)面41b向滲出 口 44滲出。在該過(guò)程中，混合流體在多孔體41的內(nèi)部更均勻地混合，向輸出空間25c滲出。
[0091] 滲出到輸出空間25c的混合流體經(jīng)由圖7所示的輸出通路24和在第一主體板10 形成的輸出通路14而被取出。
[0092] 需要說(shuō)明的是，在所述實(shí)施方式中，分別供給到流入口 12和流入口 13的流體在處 理體40的內(nèi)部混合，但例如也可以預(yù)先在處理體40的多孔體41的細(xì)孔中保持催化劑或反 應(yīng)物質(zhì)，或者用反應(yīng)性物質(zhì)來(lái)形成多孔體41，由此使向多孔體41供給的單一的流體或混合 流體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
[0093] 第一主體板10和第二主體板20及第三主體板30不使用粘接劑地接合，處理體40 的被覆層42與第一主體板10及第二主體板20也不使用粘接劑地接合，因此向微型流路裝 置1的內(nèi)部供給而混合、反應(yīng)的流體不會(huì)受到粘接劑的影響。
[0094] 圖10所示的第二實(shí)施方式的微型流路裝置101如圖11所示那樣形成有通過(guò)第一 主體板110和第二主體板120接合而成的主體部。在第一主體板110的四個(gè)部位開(kāi)設(shè)有定 位孔111，在第二主體板120的四個(gè)部位開(kāi)設(shè)有定位孔121。向定位孔111、121插入相同的 定位銷(xiāo)而將兩個(gè)主體板110、120定位，第一主體板110的接合表面110a與第二主體板120 的接合表面120a面對(duì)而接合。該接合與第一實(shí)施方式同樣，向接合表面110a、120a照射真 空紅外光（VUV)而使板表面活性化，不使用粘接劑地進(jìn)行接合。
[0095] 如圖10和圖11所示，在第一主體板110貫通形成有構(gòu)成流入口 112的孔和構(gòu)成 流入口 13的孔。在第一主體板110的接合表面110a和第二主體板120的接合表面120a 上形成有槽（凹部），兩主體板的槽對(duì)合而形成流入通路132。所述流入口 112與流入通路 132連通。同樣，在第一主體板110與第二主體板120的接合交界處形成的流入通路133與 所述流入口 112連通。
[0096] 如圖10和圖12所示，在第一主體板110的接合表面110a和第二主體板120的接 合表面120a上形成有槽（凹部），在兩主體板110、120的接合部形成有與各流入通路132、 133相通的混合通路135、以及從混合通路135延伸的輸入通路136。而且，在兩主體板110、 120的接合部形成有凹部對(duì)合而成的處理槽125,輸入通路136與處理槽125連通。如圖13 所示，處理槽125的截面為正圓形狀。
[0097] 如圖12所示，在第一主體板110貫通形成有輸出通路114,輸出通路114與所述處 理槽125連通。
[0098] 在處理槽125保持有處理體140。如圖14所示，處理體140具有圓柱體143和將 圓柱體143的周?chē)鼑谋桓矊?42。
[0099] 在圖15(A)所示的實(shí)施方式中，圓柱體143具有：與第一實(shí)施方式的多孔體41同 樣由多孔二氧化硅形成的圓柱狀的多孔體141 ;保持所述多孔體141的玻璃管144 ;涂敷在 玻璃管144的表面上的聚酰亞胺等的涂層145。處理體140在涂層145的外周面上形成有 被覆層142。
[0100] 在圖15(B)所示的實(shí)施方式中，圓柱體143的整體是由多孔二氧化硅形成的多孔 體141，在多孔體141的周?chē)苯有纬捎斜桓矊?42。
[0101] 如圖12和圖14所示，處理體140中，包覆體142的端部的外側(cè)且多孔體141的一 方的端部成為滲入口 146,包覆體142的端部的外側(cè)且多孔體141的另一方的端部為滲出口 147。
[0102] 被覆層142由無(wú)需使用粘接劑就能與第一主體板110和第二主體板120接合的合 成樹(shù)脂材料的膜形成。例如，第一主體板110和第二主體板120由環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂（C0P) 形成，被覆層142也同樣由環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂（COP)的膜形成。
[0103] 與圖9所示的實(shí)施方式同樣，就處理體140而言，在利用合成樹(shù)脂膜將圓柱體143 卷繞后，進(jìn)行加熱且加壓而以外周面能夠接近圓筒面的方式成形，之后設(shè)于處理槽125中。 或者可以不對(duì)處理體140進(jìn)行成形而將其直接設(shè)于處理槽125中。
[0104] 向第一主體板110的接合表面110a和第二主體板120的接合表面120a賦予真空 紫外光。而且，處理體140在向被覆層142的表面賦予或不賦予真空紫外光的情況下如圖 12所示那樣夾入到第一主體板110與第二主體板120之間的處理槽125內(nèi)。然后，對(duì)兩板 110、120進(jìn)行加熱且加壓，將第一主體板110的接合表面110a與第二主體板120的接合表 面120a在不使用粘接劑的情況下密接接合，并將處理體140的被覆層142的表面與處理槽 125的內(nèi)表面在不使用粘接劑的情況下密接接合。
[0105] 通過(guò)將被覆層142的外周面的直徑預(yù)先形成得比處理槽125的內(nèi)徑尺寸大，由此 在對(duì)第一主體板110和第二主體板120進(jìn)行加熱且加壓時(shí)，將被覆層142壓縮，能夠使被覆 層142的表面與處理槽125的內(nèi)表面更可靠地密接。
[0106] 另外，如圖13所示，在第一主體板110形成有從處理槽125延長(zhǎng)的剩余間隙125a、 125a，被壓縮后的被覆層142的一部分向該剩余間隙125a、125a的內(nèi)部退避，由此被覆層 142與處理槽125的內(nèi)表面更容易密接。需要說(shuō)明的是，所述剩余間隙125a、125a在圖12 中的長(zhǎng)度L的范圍內(nèi)連續(xù)或不連續(xù)地形成。長(zhǎng)度L設(shè)定為比被覆層142的軸向的長(zhǎng)度尺寸 短。
[0107] 由此，圖12所示的處理槽125中的未設(shè)置處理體140的部分中的輸入側(cè)的輸入空 間125b和輸出側(cè)的輸出空間125c在多孔體141以外的區(qū)域難以連通。由此，能夠使從輸 入通路136導(dǎo)入的流體可靠地流入到多孔體141的內(nèi)部。
[0108] 第二實(shí)施方式的微型流路裝置中，被賦予壓力而供給的流體從流入口 112和流入 口 113通過(guò)流入通路132和流入通路133而在混合通路135中混合，從輸入通路136向處 理槽125的輸入空間125b賦予。輸入空間125b的混合流體從滲入口 146通過(guò)圓柱狀的多 孔體141的內(nèi)部而混合或反應(yīng)，從滲出口 147到達(dá)處理槽125的輸出空間125c，并從輸出通 路114被取出。
[0109] 在所述各實(shí)施方式中，處理體40、140的被覆層42、142由C0P等合成樹(shù)脂膜形成， 但是例如也可以在多孔體41、141的周?chē)糠笥萌軇┤芙饬说腃OP樹(shù)脂并使其干燥，由此來(lái) 形成被覆層42、142。
[0110] 符號(hào)說(shuō)明
[0111] 1微型流路裝置
[0112] 10第一主體板
[0113] 10a接合表面
[0114] 12、13 流入口
[0115] 14輸出通路
[0116] 20第二主體板
[0117] 20a第一接合表面
[0118] 20b第二接合表面
[0119] 22、23 流入口
[0120] 24輸出通路
[0121] 25處理槽
[0122] 26輸入通路
[0123] 30第三主體板
[0124] 30a接合表面
[0125] 32、33流入通路
[0126] 35混合通路
[0127] 36輸入通路
[0128] 40處理體
[0129] 41多孔體
[0130] 41a 板面
[0131] 41b 側(cè)面
[0132] 42被覆層
[0133] 42a、42b合成樹(shù)脂膜
[0134] 43 滲入口
[0135] 44 滲出口
[0136] 110第一主體板
[0137] 110a接合表面
[0138] 112、113 流入口
[0139] 113 流出口
[0140] 114輸出通路
[0141] 120第二主體板
[0142] 120a接合表面
[0143] 125處理槽
[0144] 132、133 流入通路
[0145] 135混合流路
[0146] 136輸入通路
[0147] 140處理體
[0148] 141多孔體
[0149] 142被覆層
【權(quán)利要求】
1. 一種微型流路裝置，其設(shè)有：板狀的主體部，其在內(nèi)部形成有處理槽、到達(dá)所述處理 槽的輸入通路及從所述處理槽延伸的輸出通路；處理體，其配置在所述處理槽的內(nèi)部，所述 微型流路裝置的特征在于， 所述處理體具有多孔體和將所述多孔體包圍的合成樹(shù)脂制的被覆層，所述被覆層與所 述處理槽的內(nèi)表面密接，在所述被覆層上形成有將所述輸入通路與所述多孔體連通的滲入 口、將所述多孔體與所述輸出通路連通的滲出口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型流路裝置，其中， 所述被覆層由與所述主體部相同的合成樹(shù)脂材料形成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型流路裝置，其中， 所述多孔體是整體結(jié)構(gòu)的燒結(jié)陶瓷的多孔體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型流路裝置，其中， 所述多孔體是多孔二氧化硅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的微型流路裝置，其中， 所述多孔體為板狀，且在板表面形成有所述滲入口，在板的側(cè)面形成有所述滲出口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項(xiàng)所述的微型流路裝置，其中， 所述多孔體為長(zhǎng)條形狀，且在朝向長(zhǎng)度方向的一方的端面形成有所述滲入口，在另一 方的端面形成有所述滲出口。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項(xiàng)所述的微型流路裝置，其中， 所述主體部由多個(gè)合成樹(shù)脂制的板構(gòu)成，在所述板上形成有構(gòu)成所述處理槽、所述輸 入通路及所述輸出通路的孔或凹部， 多個(gè)板的接合表面彼此在不使用粘接劑的情況下密接接合，并且所述被覆層與板在不 使用粘接劑的情況下密接接合。
8. -種微型流路裝置的制造方法，其特征在于，包括： 在構(gòu)成主體部的多個(gè)合成樹(shù)脂制的主體板上形成構(gòu)成處理槽、到達(dá)所述處理槽的輸入 通路及從所述處理槽延伸的輸出通路的孔或凹部的工序； 向主體板的接合表面賦予光能而對(duì)接合表面進(jìn)行改性的工序； 將多孔體由合成樹(shù)脂制的被覆層覆蓋且形成有與所述多孔體相通的滲入口和滲出口 的處理體設(shè)置在所述處理槽的內(nèi)部的工序， 使主體板的改性后的接合表面彼此接觸并進(jìn)行加熱且加壓，使所述接合表面彼此在不 使用粘接劑的情況下密接接合，并使所述被覆層的表面與各個(gè)主體板在不使用粘接劑的情 況下密接接合， 使所述輸入通路與所述滲入口連通，并使所述輸出通路與所述滲出口連通。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微型流路裝置的制造方法，其中， 在對(duì)所述處理體進(jìn)行加熱且加壓而成形之后，將該處理體設(shè)置在所述處理槽的內(nèi)部。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的微型流路裝置的制造方法，其中， 在使主體板的改性后的接合表面彼此接觸并進(jìn)行加熱且加壓的工序中，向所述處理體 賦予壓縮力，使所述被覆層的表面與各個(gè)主體板在不使用粘接劑的情況下密接接合。
【文檔編號(hào)】B81B1/00GK104114272SQ201380009414
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月17日
【發(fā)明者】伊藤淳子 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社