(57)【要約】  少なくとも２種の成分を含有する接着剤を混合するための混合デバイス（１０）が、それぞれのカバープレート（２０、２２）で各々被覆された第１および第２の溝付き表面を有する搬送プレート（１２）を備える。搬送プレートと、その両側にあるカバープレートとは協働して、混合デバイスを通って延在している複数の隔てられたチャネル（３０、３２）を画定する。チャネルの吐出端部（３０Ｄ、３２Ｄ）は、互いに噛み合わされる。第１および第２の分配マニホルド（４０、４２）が、混合デバイス内に画定される。１種の接着剤成分を受け入れるように構成された供給ポート（２０Ｓ）が、それぞれのカバープレート（２０）を通って、分配マニホルド（４０）のうちの１つと流体連通するように延在する。
2011524807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種の成分を含有する接着剤を混合するための混合デバイスであって、
第１および第２のカバープレートと；
第１および第２の表面を有する搬送プレートであって、各表面に複数の溝が形成されており、各表面上の各溝がランド部によって当該表面上の隣接する溝と隔てられている搬送プレートと、
前記混合デバイス内に画定された第１および第２の分配マニホルドであって、各分配マニホルドがそれぞれ、選択された複数のチャネルの各々と流体連通して配置されており、それによって第１および第２の組のチャネルを画定する第１および第２の分配マニホルドと、
前記第１および第２の分配マニホルドのそれぞれ１つと流体連通して配置された第１および第２の供給ポートであって、各々が、前記接着剤の成分の１種を受け入れるように構成されている第１および第２の供給ポートと
を備え、
前記第１および第２のカバープレートがそれぞれ、前記搬送プレート上の前記第１および第２の表面を被覆し、前記搬送プレートの各それぞれの表面上の前記ランド部が、当該表面を被覆する前記カバープレートに対して接触するように配置されており、それによって、前記混合デバイスを通って延在している、隔てられたチャネルを画定し、各チャネルが吐出端部を有し、
前記第１の組のチャネルの前記少なくとも１つのチャネルの吐出端部が前記第２の組のチャネルの前記チャネルの少なくとも１つの吐出端部に隣接するように、前記チャネルが配置される混合デバイス。
【請求項２】
各チャネルが供給端部も有し、
前記カバープレートの各々と前記搬送プレートのそれぞれの表面とが協働して、前記混合デバイス内に前記第１および第２の分配マニホルドを画定し、各分配マニホルドがそれぞれ、それぞれの組のチャネルの前記供給端部と連通している請求項１に記載の混合デバイス。
【請求項３】
前記第１の供給ポートが、前記第１のカバープレートを通って、前記第１の分配マニホルドと流体連通するように延在し、前記第２の供給ポートが、前記第２のカバープレートを通って、前記第２の分配マニホルドと流体連通するように延在する請求項１に記載の混合デバイス。
【請求項４】
各カバープレートが上に後縁面を有し；
前記搬送プレートが上に後縁面を有し、
前記カバープレート上の後縁面および前記搬送プレート上の後縁面が前記混合デバイスの後面を画定し、
前記第１の供給ポートおよび前記第２の供給ポートが、前記混合デバイスの後面を通って、前記それぞれの第１および第２の分配マニホルドと流体連通するように延在する請求項１に記載の混合デバイス。
【請求項５】
各カバープレートが上に後縁面を有し；
前記搬送プレートが上に後縁面を有し；
前記カバープレートの後縁面および前記搬送プレートの後縁面が前記混合デバイスの後面を画定し、
前記カバープレートの各々と前記搬送プレートのそれぞれの表面とが協働して、前記混合デバイス内に前記第１および第２の分配マニホルドを画定し、各分配マニホルドがそれぞれ、それぞれの組のチャネルの前記供給端部と連通しており、
前記第１の供給ポートおよび前記第２の供給ポートが、前記混合デバイスの後面を通って、前記それぞれの第１および第２の分配マニホルドと流体連通するように延在する請求項１に記載の混合デバイス。
【請求項６】
前記カバープレートの各々と前記搬送プレートのそれぞれの表面とが協働して、前記混合デバイス内に前記第１および第２の分配マニホルドを画定し、各分配マニホルドがそれぞれ、前記第１および第２の組のチャネルの供給端部と連通しており、
前記第１の供給ポートが、前記第１のカバープレートを通って、前記第１の分配マニホルドと流体連通するように延在しており、前記第２の供給ポートが、前記第１のカバープレートおよび前記搬送プレートの両方を通って、前記第２の分配マニホルドと流体連通するように延在している請求項１に記載の混合デバイス。
【請求項７】
前記分配マニホルドが互いにオフセットされている請求項６に記載のディスペンサ装置。
【請求項８】
少なくとも２種の成分を含有する接着剤を混合するための混合デバイスであって、
第１および第２のカバープレートと；
第１および第２の表面を有する搬送プレートであって、各表面に複数の溝が形成されており、各表面上の各溝がランド部によって当該表面上の隣接する溝と隔てられている搬送プレートと、
前記第１のカバープレートを通って、前記第１の分配マニホルドと流体連通するように延在している第１の供給ポート、および前記第２のカバープレートを通って、前記第２の分配マニホルドと流体連通するように延在している第２の供給ポートであって、各々が、前記接着剤の成分の１種を受け入れるように構成されている第１および第２の供給ポートと
を備え、
前記第１および第２のカバープレートがそれぞれ、前記搬送プレート上の前記第１および第２の表面を被覆し、前記搬送プレートの各それぞれの表面上の前記ランド部が、当該表面を被覆する前記カバープレートに対して接触するように配置されており、それによって、前記混合デバイスを通って延在している第１および第２の組の隔てられたチャネルを画定し、
前記第１の組のチャネルが、前記搬送プレートの第１の表面に沿って延在しており、前記第２の組のチャネルが、前記搬送プレートの第２の表面に沿って延在しており、各チャネルが、供給端部および吐出端部を有し、
前記第１の組のチャネルの各チャネルの吐出端部が前記第２の組のチャネルの前記少なくとも１つのチャネルの吐出端部に隣接するように、前記チャネルが配置され、
前記カバープレートの各々と前記搬送プレートのそれぞれの表面とが協働して、前記混合デバイス内に第１および第２の分配マニホルドを画定し、各分配マニホルドがそれぞれ、前記第１および第２の組のチャネルの供給端部と連通している混合デバイス。
【請求項９】
前記第１の組のチャネルの各チャネルが、前記搬送プレートに形成されたウェブによって、前記第２の組のチャネルの隣接するチャネルと隔てられている請求項８に記載の混合デバイス。
【請求項１０】
前記搬送プレートの溝を有する表面の部分およびそれと協働してチャネルを画定する前記カバープレートの表面の部分が、前記接着剤のいずれの成分に対しても親和性を欠く請求項８に記載の混合デバイス。
【請求項１１】
前記搬送プレートおよび前記カバープレートの各々が、前記チャネルの吐出端部に縁面を有し、前記搬送プレートおよび前記カバープレートの縁面が、同一平面内にある請求項８に記載の混合デバイス。
【請求項１２】
各カバープレートの縁面および前記搬送プレートの縁面が、前記接着剤のいずれの成分に対しても親和性を欠く請求項１１に記載の混合デバイス。
【請求項１３】
前記搬送プレートおよび各カバープレートの同一平面内の縁面が、前記チャネルの軸に対して垂直である請求項１１に記載の混合デバイス。
【請求項１４】
前記搬送プレートおよび各カバープレートの同一平面内の縁面が、前記チャネルの軸に対して傾斜している請求項１１に記載の混合デバイス。
【請求項１５】
前記カバープレートの各々が、前記チャネルの吐出端部に縁面を有し、
前記カバープレートの各々の縁面が丸みを帯びた角隅部を有する請求項８に記載の混合デバイス。
【請求項１６】
前記搬送プレートに対向する前記第１のカバープレートの表面に凹部が形成されており、前記凹部が前記第１の分配マニホルドを画定する請求項８に記載の混合デバイス。
【請求項１７】
前記搬送プレートの第１の表面にキャビティが形成されており、前記第１のカバープレートの凹部と前記搬送プレートのキャビティとが協働して、前記第１の分配マニホルドを画定する請求項１６に記載の混合デバイス。
【請求項１８】
前記搬送プレートに対向する前記第２のカバープレートの表面にも凹部が形成されており、前記凹部が前記第２の分配マニホルドを画定する請求項１６に記載の混合デバイス。
【請求項１９】
前記搬送プレートの第２の表面にもキャビティが形成されており、前記第２のカバープレートの凹部と前記搬送プレートの第２のキャビティとが協働して、前記第２の分配マニホルドを画定する請求項１８に記載の混合デバイス。
【請求項２０】
前記第１および第２の成分が前記分配された接着剤中に所定の比率で存在し、
前記第１および第２の組のチャネルの各チャネルが、それらを通って延在している軸に対して垂直な面で測定される所定の断面積を有し、
前記第１の組のチャネルの断面積対前記第２の組のチャネルの断面積の比率が、前記分配された接着剤の第１および第２の成分の比率に等しい請求項８に記載の混合デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権の主張
本出願は、参照により本明細書に援用される以下の米国仮特許出願の各々の優先権を主張するものである：
（１）Ｍｉｘｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｏｐｐｏｓｅｄ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｐｏｒｔｓ  ａｎｄ  Ａ  Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ  Ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ、２００８年６月１８日に出願された仮特許出願第６１／０７３，５５９号（ＣＬ−４０４２）；
（２）Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｏｐｐｏｓｅｄ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｐｏｒｔｓ、２００８年６月１８日に出願された仮特許出願第６１／０７３，５６３号（ＣＬ−４２９３）；
（３）Ｍｉｘｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｒｅａｒｗａｒｄｌｙ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｐｏｒｔｓ  Ａｎｄ  Ａ  Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ  Ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ、２００８年６月１８日に出願された仮特許出願第６１／０７３，５６５号（ＣＬ−４２９４）；
（４）Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｒｅａｒｗａｒｄｌｙ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｐｏｒｔｓ、２００８年６月１８日に出願された仮特許出願第６１／０７３，５７０号（ＣＬ−４２９５）；
（５）Ｍｉｘｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｌａｔｅｒａｌｌｙ  Ａｄｊａｃｅｎｔ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｐｏｒｔｓ  Ａｎｄ  Ａ  Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ  Ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ、２００８年６月１８日に出願された仮特許出願第６１／０７３，５５１号（ＣＬ−４２９６）；
（６）Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｌａｔｅｒａｌｌｙ  Ａｄｊａｃｅｎｔ  Ｓｕｐｐｌｙ  Ｐｏｒｔｓ、２００８年６月１８日に出願された仮特許出願第６１／０７３，５４６号（ＣＬ−４２９７）；
（７）Ｍｅｔｈｏｄ  Ｆｏｒ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ａ  Ｍｉｘｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａ  Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ  Ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ、２００８年６月１８日に出願された仮特許出願第６１／０７３，５３９号（ＣＬ−４２９８）；および
（８）Ｍｅｔｈｏｄ  Ｆｏｒ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ  Ａ  Ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｈａｖｉｎｇ  Ａ  Ｍｉｘｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｗｉｔｈ  Ａ  Ｃｏｒｒｕｇａｔｅｄ  Ｃｏｎｖｅｙｉｎｇ  Ｐｌａｔｅ、２００８年６月１８日に出願された仮特許出願第６１／０７３，５５７号（ＣＬ−４３１８）。
【０００２】
本発明は、速硬化性の多液型接着剤、特に医療用接着剤の分配に用いられる装置、さらに具体的には、多液型のポリマー組織接着剤を混合するための混合デバイスの様々な実施形態、それを作製するための方法、混合デバイスを組み込んだディスペンサ装置およびディスペンサ装置を作製するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
速硬化性の二液型接着剤は、成分を合わせて混合すると数秒以内に硬化する接着剤である。このような速硬化性の二液型接着剤には、多くの潜在的な医療用途用の組織接着剤としての使用を含め、多くの用途がある。このような潜在的な医療用途としては、局所的な創傷の閉鎖、角膜に対する合成アンレーまたはインレーの接着、薬剤の送達、手術後の癒着を防ぐための癒着防止バリアの提供、および内部外科手術における縫合糸またはステープルの補完または代用が挙げられる。医療用途に適するためには、このような組織接着剤は、速硬化性で、優れた機械的強度を有し、下層の組織に結合することが可能であり、ウイルス感染のリスクのないものでなければならない。このような組織接着剤が毒性の分解生成物を放出しないことが、内部用途には特に重要である。
【０００４】
このような速硬化性の二液型接着剤の成分は、塗布の部位において、または塗布の直前（すなわち、通常は数秒以内）に混合されなければならない。接着剤を組織に塗布する際、２種の成分を合わせて混合するのに従来のスタティックミキサーが用いられている。これらの従来のスタティックミキサーは、通常、蛇行経路を用いる。この蛇行経路内で混合動作が行われた後、接着剤が混合経路から出る。このような従来のスタティックミキサーの典型例は、Ｍｅｄ  Ｍｉｘ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ＡＧ（Ｒｏｔｋｒｅｕｚ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）およびＭｉｘ  Ｔｅｋ  Ｓｙｓｔｅｍ  ＬＬＣ（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）によって販売されるデバイスである。
【０００５】
また、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第５，５９５，７１２号明細書には、平面構造内で蛇行経路を用いる静的な混合デバイスが開示されている。
【０００６】
これらの先行技術のスタティックミキサーは、接着剤の断続的な塗布が必要とされる医療用途に用いるのに不都合であると考えられている。ミキサーを通る接着剤の流れが一時的にでも中断されると、混合された成分の粘度が急速に上昇する。ゲル化として知られているこの粘度上昇が、非常に急速に起こり得るため、ミキサーの経路が詰まり、それによって接着剤の流れの続行が妨げられる。
【０００７】
上述したスタティックミキサーの他に、電動の羽根車および磁気攪拌子などのダイナミックミキサーが用いられている。しかしながら、これらのデバイスは、高価で扱いにくい上、これらで混合し過ぎると接着剤を傷めるおそれがあるため医療用途には特に受け入れられない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、上記に鑑みて、先行技術のデバイスおよびそれを用いたディスペンサ装置の詰まりの問題のない、速硬化性の多液型接着剤を適切に混合することができる混合デバイスが必要とされていると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の態様において、本発明は、少なくとも２種の成分を含有する接着剤を混合するための混合デバイスに関する。混合デバイスは、第１および第２の表面を有する搬送プレートを備え、各表面は、それぞれの第１および第２のカバープレートで被覆されている。搬送プレートの各表面には、複数の溝が形成されており、各表面上の各溝は、中間にあるランド部（ｌａｎｄ）によって当該表面上の隣接する溝と隔てられている。被覆カバープレートは、搬送プレートのそれぞれの第１および第２の表面上のランド部と接触して配置される。
【００１０】
カバープレートと搬送プレートのそれぞれの表面とは協働して、混合デバイスを通って延在する複数の隔てられたチャネルを画定する。各チャネルは、供給端部および吐出端部を有する。チャネルは互いに噛み合って配置される。すなわち、搬送プレートおよびその対応する被覆カバープレートの表面上の溝から形成される各チャネルの吐出端部は、搬送プレートおよびその対応する被覆カバープレートの他方の表面上の溝から形成される少なくとも１つのチャネルの吐出端部に隣接している。
【００１１】
カバープレートの各々と搬送プレートのそれぞれの表面とが協働して、混合デバイス内に第１および第２の分配マニホルドを画定する。各分配マニホルドはそれぞれ、第１および第２の組のチャネルの供給端部と連通している。接着剤の成分の１種を受け入れるように各々が構成された第１および第２の供給ポートが、第１および第２の分配マニホルドのそれぞれ１つと流体連通して配置される。
【００１２】
本発明の混合デバイスの第１の実施形態において、各供給ポートが、両側にあるカバープレートのそれぞれ１つを通って、カバープレートと搬送プレートとの間に画定された分配マニホルドと流体連通するように延在している。
【００１３】
混合デバイスの第２の実施形態において、カバープレート上の後縁面と搬送プレート上の後縁面とが協働して、混合デバイスの後面を画定する。この実施形態において、供給ポートは、混合デバイスの後面を通って、それぞれの分配マニホルドと流体連通するように延在している。特に、供給ポートは、カバープレートおよび搬送プレートの後縁面に付けられた開口部によって画定される。
【００１４】
混合デバイスの第３の実施形態において、個々に分かれた、側方向に隣接している供給ポートが、カバープレートの１つの表面に開口している。第１の供給ポートは、第１のカバープレートを通って、第１の分配マニホルドと連通するように延在している。第２の供給ポートは、第１のカバープレートおよび搬送プレートの両方を通って、第２のカバープレートと搬送プレートの他方の表面との間に画定された第２の分配マニホルドと流体連通するように延在している。
−ｏ−０−ｏ−
【００１５】
本発明の別の態様は、上記で要約した混合デバイスの実施形態の１つを組み込んだ接着剤ディスペンサ装置に関する。
【００１６】
ディスペンサ装置は、混合デバイスと、第１および第２のカバープレートに連結されたヘッダーとを含む。ヘッダーには、第１および第２の経路がそれを通って延在している。ヘッダーの経路がそれぞれ、混合デバイスの第１および第２の供給ポートと流体連通して配置されるように、ヘッダーは、混合デバイスに接触して連結される（すなわち、流体を通さないように物理的に当接される）。
【００１７】
第１の実施形態において、ディスペンサは、混合デバイスの第１の実施形態を用いる。ヘッダーは、合わせて結合された第１および第２のヘッダーブロックから形成される。各ヘッダーブロックが、エポキシ接着剤と同様に、カバープレートの１つの主面に物理的に結合される。
【００１８】
第２の実施形態において、ディスペンサは、混合デバイスの第２の実施形態を用いる。本発明のこの実施形態のヘッダーは、エポキシ接着剤と同様に、少なくとも搬送プレートの後縁面に物理的に結合された一体のブロックとして形成される。それに加えてまたはその代わりに、ヘッダーは、カバープレートの後縁面および／またはカバープレートの主面のいずれかにおいて、カバープレートの少なくとも１つに物理的に結合され得る。
【００１９】
第３の実施形態において、ディスペンサは、混合デバイスの第３の実施形態を用いる。本発明のこの実施形態において、ヘッダーは、エポキシ接着剤と同様に、供給ポートが開口しているカバープレートに物理的に結合された一体のブロックとして形成される。
−ｏ−０−ｏ−
【００２０】
別の態様において、本発明は、混合デバイスを作製するための方法に関する。本方法は、
ａ）溝付き搬送プレートを提供する工程と；
ｂ）窪んでいる第１および第２のカバープレートを搬送プレートのそれぞれの表面に結合し、それによって第１および第２の組の隔てられた互いに噛み合わされたチャネルならびに第１および第２の分配マニホルドを画定する工程と；
ｃ）カバープレートの表面を通るそれぞれの供給ポートを形成する工程と
を含む。各ポートは、それぞれの分配マニホルドと流体連通して配置される。
【００２１】
好ましくは、搬送プレートはシリコンであり、カバープレートはガラスである。搬送プレートの溝は、エッチングによって形成される。結合工程は、ガラスのカバープレートをシリコンの搬送プレートに陽極接合することによって行われる。
−ｏ−０−ｏ−
【００２２】
さらに別の態様において、本発明は、少なくとも２種の成分を含有する接着剤を分配するためのディスペンサ装置を作製するための方法に関する。本方法は、
ａ）隔てられた互いに噛み合わされたチャネルの組を形成するカバープレートが結合された溝付き搬送プレート、チャネルと連通している分配マニホルド、およびマニホルドと流体連通して配置された供給ポートを有する混合デバイスを作製する工程と；
ｂ）ヘッダーが混合デバイスに接触して流体を通さないように物理的に当接されるとともに、ヘッダーの経路が混合デバイスの供給ポートと流体連通して配置されるように、経路が形成されたヘッダーを混合デバイスに連結する工程と
を含む。
【００２３】
本発明は、本出願の一部を成す添付の図とともに理解される以下の詳細な説明からより完全に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る、両側に供給ポートがある混合デバイスの斜視図である。
【図２】図１の混合デバイスを形成する積層された要素の分解図である。
【図３】図１の切断線３−３に沿った断面図である。
【図３Ａ】図３の囲まれた部分の拡大図である。
【図４】図１の切断線４−４に沿った断面図である。
【図５】図４の切断線５−５に沿った断面図である。
【図６】図４の切断線６−６に沿った、図４および５に示される混合デバイスの前部の代替的な形態を示す断面図である。
【図７Ａ−７Ｄ】搬送プレートの同じ主面上のチャネルの軸の代替的な構成、ならびに搬送プレートの他方の主面上のチャネルの軸に対する、当該主面上のチャネルの軸の代替的な構成を示す定型化された平面図である。
【図８】チャネルが異なる断面積を有する代替的なチャネル構成を示す、図３Ａと類似した拡大断面図である。
【図９】搬送プレートがキャビティを有する代替的なマニホルド構成を示す、図４とほぼ類似した断面図である。
【図１０】分かりやすくするために前部が省略された、図９の切断線１０−１０に沿った断面図である。
【図１１】本発明の代替的な実施形態に係る、後方に位置決めされた供給ポートを有する混合デバイスを示す、図４とほぼ類似した断面図である。
【図１２】分かりやすくするために前部が省略された、図１１の切断線１２−１２に沿った断面図である。
【図１３】両方の供給ポートが同じカバープレートを通って延在する本発明の別の代替的な実施形態に係る、側方向に隣接している供給ポートを有する混合デバイスを示す、図４とほぼ類似した断面図である。
【図１４Ａ−１４Ｂ】それぞれ、図１３の切断線１４Ａ−１４Ａおよび１４Ｂ−１４Ｂに沿った断面図である。
【図１５】図１〜５に示される混合デバイスの実施形態を組み込んだ接着剤ディスペンサ装置の断面図である。
【図１６】図１１および１２に示される混合デバイスの実施形態を組み込んだ接着剤ディスペンサ装置の断面図である。
【図１７】図１３、１４Ａおよび１４Ｂにしたがって示される混合デバイスの実施形態を組み込んだ接着剤ディスペンサ装置の断面図であって、図１８Ａおよび１８Ｂの切断線１７−１７に沿った断面図である。
【図１８Ａ−１８Ｂ】それぞれ、図１７の切断線１８Ａ−１８Ａ、１８Ｂ−１８Ｂに沿った断面図である。
【図１９】本発明の別の態様に係る、混合デバイスの作製プロセス全体を示すフローチャートである。
【図２０】搬送プレートを作製するためのプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下の詳細な説明を通して、図面中の全ての図における類似の参照符号は、類似の要素を指す。
【００２６】
図１〜５は、本発明の一態様に係る、参照文字１０1によって全体的に示される混合デバイスの第１の実施形態を示す。混合デバイス１０1は、先行技術のスタティックミキサーに付随する詰まりをなくしながら、十分に混合された二液型接着剤を組織の所望の領域に断続的に塗布することを可能にする。
【００２７】
混合デバイス１０1は、それぞれの第１のカバープレート２０および第２のカバープレート２２によって被覆された中心搬送プレート１２を備える。各カバープレート２０、２２は、それぞれの前縁面２０Ｆ、２２Ｆ（図２、５）およびそれぞれの後縁面２０Ｒ、２２Ｒ（図５）を有する。カバープレートは、ホウケイ酸ガラスから形成されるのが好ましい。あるいは、カバープレートは、ポリマー材料、複合材料、結晶性材料、および／または金属から形成され得る。カバープレートは、通常、厚さ１ミリメートル（１．０ｍｍ）である。
【００２８】
中心搬送プレート１２は、それぞれの第１の主面１４および第２の主面１６（図２）ならびにそれぞれの前縁副面１２Ｆ（図２、５）および後縁副面１２Ｒ（図５）を有する。前縁面１２Ｆならびにカバープレート２０、２２の前縁面２０Ｆおよび２２Ｆは協働して、混合デバイス１０1の前面１０Ａを形成する（図５）。同様に、後縁面１２Ｒならびにカバープレート２０、２２の後縁面２０Ｒおよび２２Ｒは協働して、混合デバイス１０1の後面１０Ｐを形成する。
【００２９】
搬送プレート１２は、＜１００＞結晶シリコンから形成されるのが好ましい。あるいは、搬送プレートは、ポリマー材料、複合材料、ガラスまたは金属から形成され得る。
【００３０】
図２に最もよく示されるように、搬送プレート１２の各主面１４、１６には、複数の溝１４Ｇ、１６Ｇがそれぞれ形成されている。各主面１４、１６の各溝１４Ｇ、１６Ｇは、中間にあるランド部１４Ｌ、１６Ｌによって、当該表面上の隣接する溝と隔てられ、それによって、十分に波形の形態が搬送プレート１２に付与される。
【００３１】
搬送プレート１２の主面１４上の溝付き領域は、２つの平坦な外側縁１４Ｍおよび後側縁１４Ｒ（図２）によって３つの側面を囲まれる。搬送プレート１２の主面１６上の溝付き領域は、２つの平坦な外側縁１６Ｍ（図４）および後側縁１６Ｒ（図５）によって同様に囲まれる。
【００３２】
搬送プレート１２の両側にある主面上の隣接する溝１４Ｇ、１６Ｇは、所定の厚さ寸法１８Ｔ（図３Ａ）を有するウェブ１８によって側方向が隔てられている。
【００３３】
第１のカバープレート２０および第２のカバープレート２２はそれぞれ、搬送プレート１２の第１の主面１４および第２の主面１６を被覆している。各カバープレート２０、２２は、当該カバープレートが対向する搬送プレート１２の主面上の縁部およびランド部に対して接触して配置される。したがって、カバープレート２０は、搬送プレート１２の対向する主面１４上の縁部１４Ｍ、１４Ｒおよびランド部１４Ｌと接触している。同様に、カバープレート２２は、搬送プレート１２の対向する主面１６上の縁部１６Ｍ、１６Ｒおよびランド部１６Ｌと接触している。
【００３４】
各カバープレート２０、２２、および搬送プレート１２の対応するそれぞれの対向する主面１４、１６は協働して、混合デバイス１０1を通って延在する、隔てられた第１の組のチャネル３０および第２の組のチャネル３２を画定する。図５に示されるように、各チャネル３０、３２は、その供給端部３０Ｓ、３２Ｓとその吐出端部３０Ｄ、３２Ｄとの間にわたる所定の長さ寸法３０Ｌ、３２Ｌを有する。チャネル軸３０Ａ、３２Ａ（図３、３Ａおよび４において符号「ｘ」で示される）が、各チャネルを通ってその供給端部からその吐出端部まで延在している。
【００３５】
チャネルの長さ寸法３０Ｌ、３２Ｌは、搬送プレート１２の全長と整合する任意の好ましい値であり得る。搬送プレートの第１の表面上のチャネルの組における、チャネル３０の長さ３０Ｌは、互いに対して、および搬送プレートの第２の表面上のチャネルの組における、チャネル３２の長さ３２Ｌにほぼ等しい。
【００３６】
搬送プレート１２は、約１０ミリメートル（１０ｍｍ）の長さ１２Ｌ（図５）を有する。搬送プレート１２の幅寸法は、搬送プレートの両側にある表面上のチャネルの組におけるチャネルの数によって決まる。図１〜５（図では、搬送プレート１２の表面１４に６つで１組のチャネルが配置される一方、反対側の表面１６には５つで１組のチャネルが配置される）に示される混合デバイス１０1では、幅寸法は約１０ミリメートル（１０ｍｍ）である。より多数のチャネルが所望される場合、搬送プレート１２の幅寸法がそれに比例して増加されることになることを理解されたい。同様に、チャネルの幅が広くなるほど、搬送プレート１２の幅寸法が増加されることになる。
【００３７】
また、搬送プレート１２の長さおよび幅が、混合デバイス１０1ならびに本明細書において後に記載される混合デバイス１０2（図１１、１２）および１０3（図１３、１４）の様々な他の実施形態の全長および全幅寸法を決定する。
【００３８】
図５に最もよく示されるように、混合デバイス１０1の前面１０Ａ（同一平面内にある前縁面２０Ｆ、２２Ｆおよび１２Ｆによって画定される）は、チャネル軸３０Ａ、３２Ａに対して垂直である。しかしながら、図６に示されるように、前面１０Ａは、チャネル軸３０Ａ、３２Ａに対して傾斜されていてもよい。いずれの構成（すなわち、軸に対して前面１０Ａが垂直かまたは傾斜している）も、混合デバイスのいずれの他の実施形態１０2、１０3とともに用いてもよいことに留意されたい。
【００３９】
また、図６に示唆されるように、前縁面２０Ｆ、２２Ｆの角隅部２０Ｃ、２２Ｃの一方または両方が丸みを帯びていてもよい。
【００４０】
チャネル３０、３２は、それらの吐出端部が互いに噛み合わされるように配置される（図１、３、３Ａおよび４）。「互いに噛み合わされる」とは、各チャネル３０の吐出端部３０Ｄが少なくとも１つのチャネル３２の吐出端部３２Ｄに隣接していることを意味している。
【００４１】
ウェブ１８の厚さ寸法１８Ｔ（図３Ａ）は、隣接するチャネル間の間隔が可能な限り近くなるように、搬送プレート１２の構成材料と整合する最小厚さであるのが好ましい。約１０〜１００マイクロメートルの厚さ寸法１８Ｔが好ましい。
【００４２】
これ以降で示されるように、使用の際、近くに隣接するチャネルの隣接する吐出端部３０Ｄ、３２Ｄ間のこの互いに噛み合わされた構成により、チャネル３０から出る接着剤の１種の成分が、チャネル３２から出る接着剤の他の成分と側方向に隣接して接触される。搬送プレートの両側の表面上の側方向に隣接するチャネルから出る接着剤の成分は、合わさって拡散して、拡散混合がなされる。
【００４３】
図１〜５に示される混合デバイス１０1において、チャネル３０の軸３０Ａは互いに平行である。これらの軸３０Ａは、互いに同一平面内にあるようにも示されている（すなわち、それらの軸は共通の面３０Ｒ内にある、図３Ａ）。同様に、チャネル３２の軸３２Ａも、互いに平行であり、また、共通の面３２Ｒ内にある。さらに、チャネル３０の軸３０Ａは、チャネル３２の軸３２Ａに平行である。
【００４４】
図７Ａ、７Ｂ、７Ｃおよび７Ｄに示されるように、チャネルの吐出端部３０Ｄ、３２Ｄにおける噛み合わされた関係を保ちながら、チャネル軸の他の構成が可能である。チャネル軸のこれらの代替的な構成のいずれも、本発明の混合デバイスの実施形態１０1、１０2、または１０3のいずれとともに用いてもよい。
【００４５】
図７Ａにおいて、主面１４上のチャネル３０の軸３０Ａが互いに平行である一方、主面１６上のチャネル３２の軸３２Ａが互いに平行である。しかしながら、軸３０Ａの各々は、軸３２Ａの各々に対して鋭角をなして配向される。
【００４６】
図７Ｂは、チャネル３０の軸３０Ａが互いに対して鋭角をなして配向された構成を示す。同様に、チャネル３２の軸３２Ａも互いに対して鋭角をなして配向される。しかしながら、軸３０Ａ、３２Ａは平行に配置されないが、軸３０Ａ、３２Ａの対は、必要に応じて、互いに平行であることがある。
【００４７】
図７Ｃおよび７Ｄは、軸３０Ａ、３２Ａが直線でない構成を示す。図７Ｃにおいて、軸３０Ａ、３２Ａは、折れ線線形である（ｐｉｅｃｅ−ｗｉｓｅ  ｌｉｎｅａｒ）。図７Ｄにおいて、軸３０Ａ、３２Ａは、湾曲した部分を含む。
【００４８】
接着剤の成分の一方または両方が、搬送プレートまたはカバープレートのいずれかの材料に親和性を示す場合があり得る。したがって、チャネル３０、３２の表面が接着剤成分に対して親和性を欠く（すなわち、接着剤成分をはじく）ように、チャネル３０、３２の表面を処理するのが望ましいことがある。したがって、図３Ａに示されるように、好ましい場合、搬送プレート１２の各主面の溝付き部分およびカバープレート２０、２２の表面の被覆部分には、シロキサン含有層３４が設けられている。層３４は厚さ３４Ｔを有する。厚さ３４Ｔは、１０マイクロメートル未満であるのが好ましい。好ましいシロキサン含有材料は、「ＳｕｒｆａＳｉｌ」（商標）の商品名でＴｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｉｎｃ．（Ｒｏｃｋｆｏｒｄ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）によって販売されるシリコン処理（ｓｉｌｉｃｏｎｉｚｉｎｇ）流体である。
【００４９】
また、シロキサン含有層３６が、混合デバイスの前面１０Ａ（図５および６）に設けられてもよい。チャネル３０、３２の表面を処理するのに用いられる同じシロキサン含有材料が用いられてもよい。
【００５０】
第１の組のチャネル３０および第２の組のチャネル３２の各チャネルは、それらを通って延在する軸に垂直な面で測定されて、所定の断面積を有する。
【００５１】
接着剤成分の流速が同じであると仮定すると、第１の組のチャネル３０の断面積対第２の組のチャネル３２の断面積の比率により、分配される接着剤の第１および第２の成分の体積の比率が決まる。
【００５２】
図３および３Ａにおいて、チャネル３０および３２の断面積はほぼ等しいため、吐出端部３０Ｄ、３２Ｄから出る接着剤成分の体積がほぼ等しい。しかしながら、異なる分配体積の接着剤成分が所望される場合、図８に示されるように、チャネル３０および３２の断面積は互いに異なっていてもよい。
【００５３】
また、チャネルは、異なる断面形状を有していてもよい。例えば、図８にも示されるように、チャネル３０（および／または３２）は、断面形状が三角形（ほぼ等辺三角形）であってもよい。あるいは、チャネル３２（および／または３０）は、断面形状が台形であってもよい。これらの三角形および／または台形の形状は、搬送プレート１２が＜１００＞結晶シリコンをエッチングすることによって作製される場合に生じる。異なる材料および／または異なる作製方法が用いられる場合には、矩形または半円形などの他の断面形状が生成されることがある。
【００５４】
チャネルのサイズおよび／または形状のうち、これらの代替的な関係のいずれも、本発明の混合デバイスの実施形態１０1、１０2、または１０3のいずれとともに用いてもよい。
【００５５】
シリコン搬送プレート１２の典型的な厚さ寸法は、約３００〜５００マイクロメートルである。三角形のチャネル（図８のチャネル３０など）については、三角形の典型的な脚部寸法は、約２００〜３５０マイクロメートルである。台形のチャネル（図８のチャネル３２など）については、チャネルの幅は、台形の２つの平行な辺のうちの長い方に沿って測定した際に、５００マイクロメートル以下である。チャネルの深さは、台形の２つの平行な辺の間で測定した際に、通常、約２００〜３００マイクロメートルである。
【００５６】
カバープレート２０、２２の各々および搬送プレート１２のそれぞれの主面１４、１６は協働して、混合デバイス１０1（図１、４および５）内の第１の分配マニホルド４０および第２の分配マニホルド４２を画定する。
【００５７】
チャネルがどのような配置、サイズまたは形状であるかにかかわらず、各分配マニホルド４０、４２はそれぞれ、第１の組のチャネル３０および第２の組のチャネル３２の供給端部３０Ｓ、３２Ｓと連通する。一般に、チャネル３０、３２の断面積は、混合デバイス内に形成された分配マニホルド（後に記載される）がチャネルを通る流れが発生する前に満たされるように十分に小さくすべきである。
【００５８】
図１〜５に示される混合デバイス１０1の実施形態において、各分配マニホルド４０、４２は、各カバープレート２０、２２に設けられた凹部２０Ｔ、２２Ｔ（図２）によって画定される。代替例として、図９および１０に示されるように、搬送プレート１２の主面の一方または両方にはまた、キャビティ１４Ｃ、１６Ｃが形成されていることがある。搬送プレート１２の主面の一方または両方のキャビティ１４Ｃ、１６Ｃは、それぞれの対向するカバープレートに形成された凹部２０Ｔ、２２Ｔとともに協働して、混合デバイス１０1の拡大された分配マニホルド４０’、４２’を画定する。拡大された分配マニホルド４０’、４２’は、必要に応じて、混合デバイスの他の実施形態１０2、１０3に同様に形成されてもよい。
【００５９】
接着剤のそれぞれの成分を各分配マニホルド内に導入するのを（それがどのように構成されていようと）可能にするために、供給ポートが設けられる。これ以降で示されるように、供給ポートの様々な配置が、混合デバイスおよびそれを用いた分配装置の様々な実施形態を画定する。
【００６０】
混合デバイス１０1の場合、供給ポート２０Ｓ1、２２Ｓ1が、各それぞれの両側にあるカバープレート２０、２２を通って、場合によっては、各分配マニホルド４０、４２（図４および５）またはそれぞれの拡大された分配マニホルド４０’、４２’（図９および１０）まで反対側において延在している。ポート２０Ｓ1、２２Ｓ1は、機械加工またはエッチングなどの任意の好適な手段を用いて形成され得る。
【００６１】
図１１および１２に示される代替的な実施形態において、各供給ポート２０Ｓ2、２２Ｓ2は、混合デバイス１０2の後方に位置決めされて、その後面１０2Ｐを通って、それぞれの分配マニホルド４０、４２（または４０’、４２’）と連通するように延在している。図示されるように、各供給ポート２０Ｓ2、２２Ｓ2は、それぞれのカバープレート２０、２２および搬送プレート１２に形成される。あるいは、各供給ポート２０Ｓ2、２２Ｓ2は、それぞれのカバープレート２０、２２に全体的に形成されてもよい。供給ポート２０Ｓ2、２２Ｓ2を形成するための任意の好適な技術を用いることができる。
【００６２】
図１３および１４は、混合デバイス１０3のさらに別の代替的な実施形態を示し、この実施形態では、供給ポート２０Ｓ3、２２Ｓ3の両方が、互いに対して側方向に隣接し、互いに個別に分かれており、同じカバープレートを通って延在している。供給ポート２０Ｓ3は、カバープレート２０を通って形成され、分配マニホルド４０（または４０’）まで延在している。供給ポート２２Ｓ3は、カバープレート２０および搬送プレート１２の両方を通って分配マニホルド４２（または４２’）まで延在している。この実施形態の供給ポート２０Ｓ3、２２Ｓ3のこの側方向に隣接する位置決めに対処するために、マニホルド４０、４２（または４０’、４２’）が、十分な距離だけ互いにオフセットされていなければならないことが留意される。図１３、１４Ａ、１４Ｂおよび１７に示唆されるように、オフセット距離は、左右におよび／または前後に延在し得る。
−ｏ−０−ｏ−
【００６３】
それぞれの混合デバイス１０1、１０2または１０3の実施形態のいずれかを組み込んだディスペンサ装置１１０1、１１０2または１１０3も、本発明の意図の範囲内にある。
【００６４】
いずれの場合も、ディスペンサ装置１１０1、１１０2または１１０3は、混合デバイスに連結されたヘッダー５０1、５０2または５０3を含む。各ヘッダー５０1、５０2または５０3には、第１および第２の経路がそれを通って延在している。「連結された」とは、ヘッダーの経路が混合デバイスの供給ポートと流体連通して配置されるように、ヘッダーが混合デバイスに対して流体を通さないように物理的に当接されることを意味している。ヘッダー５０1、５０2または５０3とその関連する混合デバイス１０1、１０2または１０3との間の連結は、ヘッダーを混合デバイスの適切な位置に物理的に結合することによって行われる。
【００６５】
混合デバイスに対するヘッダーの結合は、取り外し不可能であっても、または取り外し可能であってもよい。混合デバイスがディスペンサ内で１回だけ用いられることが意図される場合、ヘッダーに対する混合デバイスの結合は、取り外し可能になされるのが望ましい。その後、ヘッダーは、再利用のために清浄化され得る。
【００６６】
図１５は、図１〜５に示される混合デバイス１０1の実施形態を組み込んだ、参照文字１１０1によって全体的に示されるディスペンサ装置の断面図である。
【００６７】
ディスペンサ装置１１０1は、第１のヘッダーブロック１５０および第２のヘッダーブロック１５２を含むヘッダー５０1を含む。ヘッダーブロックは、（図示されるように）物理的に別個であってもまたは結合されていてもよい。各ヘッダーブロック１５０、１５２は、第１のカバープレート２０および第２のカバープレート２２にそれぞれ連結される。各ヘッダーブロック１５０、１５２には、経路１５０Ｐ、１５２Ｐが形成されている。連結によって、各経路１５０Ｐ、１５２Ｐは、混合デバイス１０1に形成されたそれぞれの供給ポート２０Ｓ1、２２Ｓ1の一方と流体連通して配置される。このため、接着剤の成分を、ヘッダーブロック１５０、１５２の経路１５０Ｐ、１５２Ｐ内に導入し、それぞれの供給ポート２０Ｓ1、２２Ｓ1を通して、それぞれの分配マニホルド４０、４２（または４０’、４２’）内に導入することができる。
【００６８】
この実施形態において、ヘッダーブロック１５０、１５２は、ヘッダーおよびカバープレートの構成材料と整合する任意の好適な結合方法を用いて、それぞれの第１のカバープレート２０および第２のカバープレート２２に物理的に結合されるのが好ましい。ヘッダーおよびカバープレートがガラスまたは石英ガラスで作製された構成においては、紫外線で硬化されるエポキシが、これらの部材を恒久的に結合するのに適していることが分かっている。ヘッダーおよびカバープレートがシリコンで作製される場合、それらは合わせて熱融着され得る。ヘッダーおよびカバープレートがポリマー材料で作製される場合、それらは、超音波で結合されるかまたは合わせて溶接され得る。カバープレートの主面において物理的結合が行われるのが好ましい。
【００６９】
あるいは、取り外し可能な機械的結合の構成（例えば、圧着（ｃｌａｍｐｉｎｇ）構成）を用いて、いずれかの材料で作製されたヘッダーおよびカバープレートを結合してもよい。
【００７０】
図１６に示されるディスペンサ装置１１０2の第２の実施形態は、図１１および１２に例示される混合デバイス１０2を用いる。ディスペンサ装置１１０2は、混合デバイス１０2の後面に連結されたヘッダー５０2を含む。
【００７１】
この場合、ヘッダー５０2は、第１のヘッダーブロック２５０および第２のヘッダーブロック２５２を備える。ブロック２５０、２５２は、平坦な接触表面に沿って結合される。各ヘッダーブロック２５０、２５２には、それぞれの経路２５０Ｐ、２５２Ｐが形成されている。経路２５０Ｐ、２５２Ｐはそれぞれ、第１の供給ポート２０Ｓ2および第２の供給ポート２２Ｓ2と流体連通して配置される。
【００７２】
図１１および１２とともに上述したように、供給ポート２０Ｓ2、２２Ｓ2は、カバープレート２０、２２のそれぞれの後面２０Ｒ、２２Ｒを通過する。このため、接着剤の成分を、ヘッダー２５０、２５２の経路２５０Ｐ、２５２Ｐ内に導入し、それぞれの供給ポート２０Ｓ2、２２Ｓ2を通して、それぞれの分配マニホルド４０、４２（または４０’、４２’）内に導入することができる。
【００７３】
この構成において、ヘッダーブロック２５０、２５２は、少なくとも、搬送プレート１２の後面１２Ｒならびに第１のカバープレート２０および第２のカバープレート２２の後面２０Ｒ、２２Ｒにそれぞれ物理的に結合される。ブロック２５０、２５２は、カバープレート２０、２２の主面にも物理的に結合され得る。これらの物理的な結合は、図１５とともに説明されるのと同じように行われ得る。
【００７４】
ディスペンサ装置１１０3の第３の実施形態は、図１７、１８Ａおよび１８Ｂに示される。この第３の実施形態１１０3は、図１３および１４に示される混合デバイス１０3を用いる。ディスペンサ装置１１０3は、第１のカバープレート２０に連結されたヘッダー５０3を含む。ヘッダー５０3は、一体のヘッダーブロック３５０を含む。
【００７５】
ヘッダーブロック３５０には、第１の経路３５０Ｐおよび第２の経路３５２Ｐが形成されている。経路３５０Ｐは、カバープレート２０の第１の供給ポート２０Ｓ3と流体連通して配置される。経路３５２Ｐは、第２の供給ポート２２Ｓ3と流体連通して配置される。第２の供給ポート２２Ｓ3は、第１のカバープレート２０および搬送プレート１２を通過し、第１の供給ポート２０Ｓ3および第１のマニホルド４０（または４０’）とは個別に分かれている。
【００７６】
ヘッダーブロック３５０は、上述した結合手段のいずれかを用いて、カバープレート２０に物理的に結合される。
【００７７】
ここで、接着剤の第１の成分を、ヘッダー３５０の経路３５０Ｐに導入し、供給ポート２０Ｓ3を通して、分配マニホルド４０（または４０’）に導入することができる。ここで、接着剤の第２の成分を、ヘッダー３５０の経路３５２Ｐに導入し、供給ポート２２Ｓ3を通して、分配マニホルド４２（または４２’）に導入することができる。
【００７８】
使用の際、接着剤の成分は、参照文字Ｓによって全体的に示される供給ユニットから、場合により、ディスペンサ１１０1、１１０2、１１０3のヘッダー５０1、５０2、５０3のそれぞれの経路内に導入される。供給ユニットＳは、チャンバＳ1およびＳ2を有し、その各々が接着剤成分の１種を保持する。
【００７９】
各接着剤成分は、そのそれぞれのチャンバＳ1およびＳ2からヘッダー５０1、５０2、５０3のそれぞれ経路に流れ込むことによってかかる原動力に影響される。原動力は、等しい体積の接着剤成分が供給ユニットＳのチャンバＳ1およびＳ2から混合デバイス１０1、１０2、１０3に流れ込むように、容積式機構によって与えられるのが好ましい。
【００８０】
次に、成分は、それぞれの供給ポートを通過してそれぞれの分配マニホルド４０、４２（または４０’、４２’）に入る。各成分の流れ方向は、それぞれの流れの矢印Ａ1およびＡ2によって示されている。
【００８１】
混合デバイス１０1、１０2、１０3のチャネル３０、３２の各々の断面積は、接着剤成分のいずれもがチャネルを通って流れる前にマニホルドが完全に満たされるように、マニホルドの断面積と比較して十分に小さい。原動力を継続して加えると、接着剤成分が、チャネルを通って、それぞれの供給端部３０Ｓ、３２Ｓから吐出端部３０Ｄ、３２Ｄへと流される。
【００８２】
接着剤成分は、分配される成分の体積比にかかわらず、チャネルの吐出端部３０Ｄ、３２Ｄに同時に到達するのが望ましい。接着剤成分を吐出端部３０Ｄ、３２Ｄから同時に出させると、確実に成分の混合がすぐに開始することになる。また、接着剤成分を同時に出すことにより、事前に分配された接着剤成分を除去するために混合デバイスの吐出端部を拭う必要がなくなる。
【００８３】
等しい体積の各接着剤成分（すなわち、体積比が１．０）を必要とする用途では、混合デバイス１０を通る各経路の体積の合計が等しいことが重要である。
【００８４】
各経路の体積は、各経路セグメント（すなわち、それぞれのヘッダー経路；供給ポート；マニホルドおよびチャネル）の体積の合計によって決まる。記載のとおり、各チャネルの体積は、当該チャネルの断面積および長さによって決まる。このため、このような用途では（他の経路セグメントの体積が等しいと仮定して）、チャネル３０、３２は、等しい断面積および等しいチャネル長さ３０Ｌ、３２Ｌを有するべきである。
【００８５】
１．０以外の比率の成分を必要とする用途では、様々な経路セグメントの体積を適切に調節することができる。実際には、最も好都合な調節は、図８とともに上述したように、チャネルの断面積を所望の成分比に合わせて変更することである。
−ｏ−０−ｏ−
【００８６】
カバープレートおよび搬送プレートを形成する技術は、これらの部材に用いられている材料に依存する。好適な材料としては、ポリマー材料、複合材料、結晶性材料、ガラス、および金属が挙げられる。
【００８７】
カバープレートおよび搬送プレートがポリマー材料または複合材料から作製される場合、搬送プレートの第１および第２の表面両方の溝ならびにカバープレートの凹部は、成形によって形成され得る。供給ポートも、成形プロセスの際に形成される。圧縮成形または射出成形技術のいずれかを用いることができる。このような材料を用いて、カバープレートは搬送プレートに結合（例えば、超音波溶接）され得る。
【００８８】
カバープレートおよび搬送プレートが結晶性材料以外の金属材料から作製される場合、搬送プレートの第１および第２の表面両方の溝ならびにカバープレートの凹部および供給ポートは、ダイヤモンドコーティング工具を用いた砥粒加工などの任意の好適な機械加工方法によって形成され得る。このような構造において、カバープレートは、はんだ付けなどの任意の好適な技術によって、搬送プレートに結合され得る。
【００８９】
カバープレート２０、２２用の好ましい材料は、ガラス、特にホウケイ酸ガラスまたは石英ガラスである。このような材料では、カバープレートの凹部は、砥粒加工によって、すなわち、ダイヤモンドコーティング工具または超硬工具を用いて形成される。供給ポート２０Ｓ1、２２Ｓ1または２０Ｓ3、２２Ｓ3は、砥粒ドリル加工によって、好ましくはダイヤモンドコーティングドリルまたはダイヤモンドコーティング穴鋸を用いて形成され得る。供給ポート２０Ｓ2、２２Ｓ2は、砥粒加工、好ましくはダイヤモンドコーティング工具を用いた機械加工によって形成される。結晶性材料で作製されたカバープレートでは、凹部は、エッチングまたは砥粒加工によって形成され得る一方、供給ポートは、ダイヤモンドコーティング工具またはレーザーカッターを用いて形成され得る。
【００９０】
搬送プレート１２用の好ましい材料は、結晶性材料、特にシリコン、最も特定的には＜１００＞結晶方位を有するシリコンである。この材料では、第１および第２の表面両方の溝は、エッチングによって形成される。搬送プレート１２がガラスから形成される場合、溝は、ダイヤモンドコーティング工具を用いて形成される。搬送プレートを通るポートが必要とされる場合、ポートは、レーザーカッターまたはダイヤモンドコーティングドリルを用いて形成され得る。
【００９１】
混合デバイス１０1、１０2、１０3用の材料の好ましい組合せは、ホウケイ酸ガラスから形成されたカバープレートおよび＜１００＞結晶シリコンから形成された搬送プレートである。このような組合せでは、ガラスカバープレートは、シリコン搬送プレートに陽極接合される。
【００９２】
カバープレートおよび搬送プレートに用いられる材料にかかわらず、チャネルの表面は、接着剤のいずれの成分に対しても親和性を欠くように処理される。好ましい表面処理方法は、シロキサン含有層の堆積である。
【００９３】
作製方法
一般に、複数の混合デバイスが、群をなして形成される。各混合デバイスは、好ましい材料、すなわち、ホウケイ酸ガラスから形成されたカバープレート、および＜１００＞結晶シリコンから形成された搬送プレートを含む。
【００９４】
図１９に示されるように、ブロック１００において、複数の搬送プレートの前駆物が、シリコンウエハの部分上に形成される。複数の組の溝が、シリコンウエハの両側にある第１および第２の表面上に形成される。第１の表面上の各組の溝は、第２の表面上の対応する組の溝を覆う。第１の表面上の溝の組の各溝は、ウェブによって、第２の表面上のその対応する溝の組の溝と隔てられている。１つの表面上の各溝の組の各溝は、ランド部によって、当該組の隣接する溝と隔てられている。必要に応じて、後に協働して分配マニホルドを画定するキャビティが、ウエハの表面に形成され得る。分配マニホルドと連通する必要のあるいずれのポートも、ウエハを通って形成され得る。
【００９５】
ブロック２００において、複数のカバープレートの前駆物が、それぞれの第１および第２のガラスシートの部分上に形成される。後に分配マニホルドを画定する凹部が、各ガラスシートに形成される。作製されている混合デバイスおよび混合デバイス中の供給ポートの最終的な構成の実施形態に応じて、ガラスシートの少なくとも一方（または両方）には、一連の適切に配置された開口部が形成されている。
【００９６】
ウエハおよびカバーシートが清浄化された（ブロック４００）後、カバーシートおよびシリコンウエハは、正確に位置合わせして設置される（ブロック５００）。各カバーシートの凹部がウエハのそれぞれの組の溝と整列するように、カバーシートの一方は、ウエハの第１の表面上に設置され、他方のカバーシートは、ウエハの第２の表面上に設置される。ガラスカバーシートが透明であるため、ビデオカメラを備えた顕微鏡を用いて位置合わせを行うことができる。カバーシートおよびシリコンウエハ上に場合により位置合わせの印を用いて、結合する前に正確な位置合わせを確保することができる。
【００９７】
カバーシートが、シリコンなどの結晶性材料で作製される場合、溝付きシリコンウエハに対してカバーシートを位置合わせするのに、上記ビデオカメラの代わりに赤外線感光性のビデオカメラを用い得る。
【００９８】
これは、シリコンが赤外線にいくらか透過性であるため可能である。
【００９９】
ブロック６００に示されるように、位置合わせされたカバーシートは、溝付きシリコンウエハのそれぞれの表面に結合されて、ウエハスタックが形成される。良好な結合を行うために、表面は極めて平坦であるべきであり、シリコンウエハの各表面上のいかなる酸化物層も損傷されていないものとすべきである。好ましい手順は、ガラスカバーシートを１つずつシリコンウエハに位置合わせし、陽極接合することである。カバーシートがシリコンを含む場合、カバーシートは、溝付きシリコンウエハに融着され得る。
【０１００】
ブロック７００において、各混合デバイスが搬送プレートならびに第１および第２のカバープレートを有するように、結合されたウエハスタックは（ダイアモンド製のダイシング鋸などで）複数の個々の混合デバイスへと切断される。各第１および第２のカバープレートは、それぞれのカバーシートの前駆部分から形成され、搬送プレートは、ウエハの前駆部分から形成される。スタックは、各チャネルの吐出端部が各個々の混合デバイスの前面に延在するように切断される。
【０１０１】
それによって、各混合デバイス（１０1、１０2、１０3）のカバープレート（２０、２２）と搬送プレート（１２）とは協働して以下のものを画定する：
混合デバイスを通って延在している複数の隔てられた第１および第２の組のチャネル（３０、３２）（各チャネルは、供給端部（３０Ｓ、３２Ｓ）および吐出端部（３０Ｄ、３２Ｄ）を有する）；
それぞれの組のチャネルの供給端部とそれぞれ流体連通する第１および第２の分配マニホルド（４０、４２または４０’、４２’）；および
第１および第２の分配マニホルドのそれぞれ１つと流体連通して配置された第１および第２の供給ポート（２０Ｓ1、２２Ｓ1または２０Ｓ2、２２Ｓ2または２０Ｓ3、２２Ｓ3）。
【０１０２】
ブロック８００に開示されるように、各混合デバイスのチャネル３０、３２は、シロキサン含有層３６（図３Ａ）を堆積するように個々に処理され得る。各混合デバイスの前面１０Ａも、そのように個々に処理され得る（図５または６）。
【０１０３】
ブロック９００から分かるように、ディスペンサ装置１１０1、１１０2または１１０3が、適切に構成されたヘッダー５０1、５０2または５０3をそれぞれの混合デバイス１０1、１０2または１０3に連結し、物理的に結合することによって形成される。上述したように、適切な結合形態は、ヘッダーおよび混合デバイスの構成材料に依存する。
【０１０４】
図２０のフローチャートは、複数の搬送プレート前駆物を形成するための、図１９のブロック１００内の個々の工程を示す。これらの個々の工程は、一般に、シリコンウエハ用の公知の半導体処理技術に対応する。ウエハの両側のパターン用のフォトツール（ｐｈｏｔｏ−ｔｏｏｌｓ）は、周知のコンピュータによる設計技術を用いて作製される。フォトツールは、溝１４Ｇ、１６Ｇ（および場合によりキャビティ１４Ｃ、１６Ｃ）用の所望のパターンの画像を画定する。主面上に好ましい＜１００＞結晶面（または他の配向）を有する研磨シリコンウエハは、商業的供給源から購入され得る。好適な研磨ウエハは、Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｑｕｅｓｔ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，ＣＡ）から入手可能である。
【０１０５】
研磨ウエハは、まず、「ＲＣＡプロセス」などの周知の一般的な清浄化技術を用いて清浄化される（ブロック１００Ａ）。
【０１０６】
周知の標準的な技術を用いて、酸化物膜がウエハ上に成長されてもよい（ブロック１００Ｂ）。酸化物層の存在は、後の工程のいくつかを容易にするため、望ましい。
【０１０７】
公知の化学気相堆積（「ＣＶＤ」）法を用いて、窒化物層が酸化物層上に堆積される（ブロック１００Ｃ）。窒化物層は、シリコンをエッチングするために後に用いられるエッチング液による腐食から酸化物層を保護する。
【０１０８】
周知のスピンコーティング技術を用いて、フォトレジストが製造業者の指示書にしたがって塗布される（ブロック１００Ｄ）。
【０１０９】
ウエハは、ウエハの結晶面と正確に位置合わせされたフォトツールでマスクされる（ブロック１００Ｅ）。フォトツール上のパターンの直線部分が、通常、＜１１０＞結晶面に沿って位置合わせされる。フォトレジストを露光し、現像した後、現像されていないフォトレジストが剥がされて、窒化物／酸化物膜層の部分が露出される。
【０１１０】
露出された窒化物／酸化物膜はエッチングされて、所望のパターンの窒化物／酸化物ネガ像のマスクが形成される（ブロック１００Ｆ）。好ましくは、ウエハの両側がレジストでマスクされてもよく；このレジストは、各表面上で所望のパターンで露光され；このレジストは、現像され、洗浄され；窒化物／酸化物は、両方の表面上で同時にエッチングされる。
【０１１１】
次に、等方性エッチング液または異方性エッチング液のいずれかを用いてシリコンをエッチングする（ブロック１００Ｇ）ことによって、溝の組がウエハの表面に形成される。エッチング液の選択は、溝の所望の形状および構成に依存する。三角形または台形の溝の断面形状が望ましい場合、異方性エッチング液が用いられる。直線の溝は、いずれかのエッチング液を用いて形成され得るが、曲線状の溝は、等方性エッチング液を用いてエッチングされなければならない。
【０１１２】
好ましい場合には、窒化物／酸化物でマスクされたシリコンウエハは、同じエッチング液を用いて、両方の主面上でエッチングされる。エッチングは、両方の表面で同時に行われてもよい。ウエハの両側で異なるエッチング液が用いられるべきである場合、第１の側が、第１のエッチング液を用いてエッチングされる。次に、第２の側が、第２のエッチング液を用いてエッチングされる。
【０１１３】
ネガ像の窒化物層は、沸騰しているリン酸などの好適な溶媒を用いてウエハから剥がされて（ブロック１００Ｈ）、損傷されていない酸化物層が露出される。
【０１１４】
ネガ像の残りの酸化物層は、緩衝されたフッ化水素などの好適な溶媒を用いてウエハから除去されてもよい（ブロック１００Ｉ）。
【０１１５】
次に、ウエハは、上述したのと同じ「ＲＣＡプロセス」技術を用いて、再度清浄化される（ブロック１００Ｊ）。
【０１１６】
ブロック１００Ｋに示されるように、全てのエッチング工程が完了した後、ウエハを通るあらゆるポート（図１３、１４Ｂの搬送プレート１２における供給ポート２２Ｓ3の部分など）が、通常、パルスネオジム−ＹＡＧレーザー切断システムを用いて、ウエハをレーザー切断することによって形成される。あるいはダイアモンド製の掘削器具（ｂｕｒｒ）を用いてもよい。
【０１１７】
ウエハは、切断のデブリを除去するために再度清浄化される（ブロック１００Ｌ）。
【実施例】
【０１１８】
第１の実施形態に係る一連の混合デバイス１０1を、図１９および２０とともに記載される作製方法を用いて、好ましい材料から作製した。
【０１１９】
直径が１００ミリメートル（１００ｍｍ）の＜１００＞結晶が配向されたシリコンウエハを用いて搬送プレートの前駆物を形成した。異方性の水酸化カリウム（ＫＯＨ）エッチング液浴を用いて、シリコンウエハの両方の表面上に溝をエッチングした。各溝を、厚さ１００マイクロメートル（１００μｍ）のウェブによって、反対側の表面上の溝と離隔した。ウェブの厚さのため、混合デバイスのチャネルは、間隔が約１００マイクロメートル（１００μｍ）空いていた。
【０１２０】
直径１００ミリメートル（１００ｍｍ）×厚さ１ミリメートル（１ｍｍ）のホウケイ酸ガラスシートを用いて、カバープレートの前駆物を形成した。
【０１２１】
２つの異なるサイズのチャネルを有する混合デバイス、すなわち、
１）５００マイクロメートル×２００マイクロメートル（５００×２００μｍ）のチャネル（「大きな」チャネルの混合デバイスと呼ぶ）；および
２）３５０マイクロメートル×２００マイクロメートル（３５０×２００μｍ）のチャネル（「小さな」チャネルの混合デバイスと呼ぶ）
を作製した。
【０１２２】
搬送プレートの各表面上に２〜６つのチャネルを有する混合デバイスを、各混合デバイスが幅の異なる接着剤出力流れを形成するように作製した。これ以降で開示される全ての試験結果を、搬送プレートの各表面上に６つのチャネルを有する混合デバイス（「２×６」混合デバイスと呼ぶ）から得た。
【０１２３】
各混合デバイスのチャネルおよび前面を、シロキサン含有材料で被覆した。
【０１２４】
第１および第２のヘッダーブロックを（ＵＶ硬化性エポキシ接着剤を用いて）各混合デバイスのそれぞれの第１および第２のカバープレートに結合することによって、図１５に開示されるディスペンサ装置を形成した。
【０１２５】
第１の接着剤成分（これ以降で記載される）を、（図１５に示されるように）２バレルシリンジの第１のバレルから、ヘッダーの経路を介して、第１の供給ポートを介して、第１の分配マニホルドへと供給した。第２の接着剤成分（これ以降で記載される）を、２バレルシリンジの第２のバレルから、ヘッダーの経路を介して、第２の供給ポートを介して、第２の分配マニホルドへと供給した。それぞれの分配マニホルドからの各それぞれの接着剤成分の流れは、それぞれの第１および第２のチャネルを通過した。第１および第２の成分は、チャネルの互いに噛み合わされた吐出端部から交互に流れて、混合デバイスを越えて融合された流れを形成した。第１および第２の接着剤成分は合わさって拡散し、化学的に反応して、ヒドロゲルを形成した。化学反応は混合デバイスの外で起こるため、成分がヒドロゲルを形成するのに伴う粘度の増大により、デバイスのチャネルが詰まることはなかった。
【０１２６】
実施例１：
この実験は、上記の２つの混合デバイスの混合性能を、ＭｅｄＭｉｘ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ＡＧ（Ｒｏｔｋｒｅｕｚ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）からＰａｒｔ  Ｎｕｍｂｅｒ  ＭＬ  ２．５−１６−ＬＭ（Ｖ０１）として入手可能な先行技術の１６段のスタティックミキサーを用いて作製された対照の試料と比較した。各混合デバイスによって２種の接着剤成分を混合することによって作製されたヒドロゲル接着剤の分解時間を比較した。全ての混合試験は、同じ２種の接着剤成分から作製されたヒドロゲル試料を用いた。
【０１２７】
成分１は、４：１の体積比で混合されたＤ６０−２７−２０／Ｄ１０−４９−２５として示される２種のデキストランアルデヒドの水溶液であった。符号Ｄ６０−２７−２０は、第１のデキストランアルデヒドの分子量が６０，０００であり、２０パーセント（２０％）の固形分においてアルデヒド末端の酸化レベルが２７パーセント（２７％）であることを示していた。Ｄ１０−４９−２５の符号は、第２のデキストランアルデヒドの分子量が１０，０００であり、２５パーセント（２５％）の固形分においてアルデヒド末端の酸化レベルが４９パーセント（４９％）であることを示していた。
【０１２８】
成分２は、５５パーセント（５５％）の固形分において２．７：１の重量比でＰ８−１０−１／Ｐ４−２−１として示される２種のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）アミンの水溶液であった。Ｐ８−１０−１の符号は、第１のＰＥＧアミンが、８本のアーム、１０，０００の分子量および各ＰＥＧアームの末端１つ当たり１つのアミン基を有したことを示していた。Ｐ４−２−１の符号は、第２のＰＥＧアミンが、４本のアーム、２，０００の分子量および各ＰＥＧアームの末端１つ当たり１つのアミン基を有したことを示していた。
【０１２９】
対照試料：
分配される重量が各々異なるヒドロゲル接着剤の３種の対照試料（「対照１スタティックミキサー」、「対照２スタティックミキサー」および「対照３スタティックミキサー」と示される）を、上述したのと同じ２種の接着剤成分（成分１および成分２）を混合することによって作製した。対照試料については、先行技術の１６段のスタティックミキサーによって等しい体積の２種の接着剤成分を同時に分配し、その混合物を平滑な表面上に堆積することによって混合を行った。
【０１３０】
ヒドロゲル対照試料を１５分間硬化させてから秤量した。
【０１３１】
対照試料を以下のようにインキュベートした。２０ミリリットル（２０ｍｌ）のリン酸緩衝生理食塩水溶液（ＧＩＢＣＯ（登録商標）参照番号１４１９０−１３６、ＤＰＢＳ  １Ｘダルベッコのリン酸緩衝生理食塩水、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ  Ｃｏｒｐ．（Ｃａｌｓｂａｄ，ＣＡ）から入手可能）を満たした２０ミリリットル（２０ｍｌ）のシンチレーションバイアル（商品番号ＶＷ７４５１２−２０、Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ  Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ  Ｖｉａｌｓ、ＶＷＲ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ＬＬＣ（Ｗｅｓｔ  Ｃｈｅｓｔｅｒ，ＰＡ）から入手可能）に試料を入れた。毎分回転数８０（８０ｒｐｍ）で回転する摂氏３７度（３７℃）における回転インキュベーションオーブン（モデルＩｎｎｏｖａ  ４２３０  Ｉｎｃｕｂａｔｏｒ  Ｓｈａｋｅｒ、Ｎｅｗ  Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｅｄｉｓｏｎ，ＮＪ）から入手可能）にバイアルを入れた。
【０１３２】
オーブンに６時間入れた後、対照試料をバイアルから取り出し、篩の上に置いて乾燥させた。次に、対照試料を吸収紙で押さえて、あらゆる残留液体を取り除いてから、秤量した。重量を記録し、２０ミリリットル（２０ｍｌ）の新鮮なリン酸緩衝生理食塩水溶液を満たしたバイアルに対照試料を戻した。次に、毎分回転数８０（８０ｒｐｍ）で回転する摂氏３７度（３７℃）におけるインキュベーションオーブンにバイアルを戻した。
【０１３３】
２４時間の時点、４８時間の時点および７２時間の時点あるいは残りのヒドロゲル対照試料の重量が無視できるようになるまで、乾燥および秤量手順を繰り返し行った。
【０１３４】
上述したような本発明の混合デバイスを用いて、試験試料を形成した。
【０１３５】
上記の小さなチャネルの混合デバイスを用いて、ヒドロゲル接着剤の４種の試験試料（「２×６ミキサー１−小チャネル」〜「２×６ミキサー４−小チャネル」と呼ぶ）を作製した。上記の大きなチャネルの混合デバイスを用いて、ヒドロゲル接着剤の３種の試験試料（「２×６ミキサー１−大チャネル」〜「２×６ミキサー３−大チャネル」と呼ぶ）を作製した。各試験試料は、対照試料の１種の重量にほぼ相当する分配重量を有していた。混合デバイスの１つを通して等しい体積の２種の接着剤成分を同時に分配し、その混合物を平滑な表面に堆積することによって、試験試料を調製した。次に、対照試料用の上記の試験方法にしたがって、試料を硬化させ、秤量してから、インキュベートし、乾燥させ、秤量した。
【０１３６】
実験結果を以下の表１に示す。
【０１３７】
【表１】
2011524807.tif 000003
「na」 − 「該当なし」 (前回の重量が無視できたため)
【０１３８】
対照試料の全ておよび試験試料の全てが、７２時間までに分解された。対応する初期重量を有する対照試料および試験試料は、同様の重量対時間プロファイルで分解した。このことは、本発明に係る各混合デバイスの混合効率が、対照として用いられる先行技術のデバイスの混合効率と同等であることを示している。
【０１３９】
実施例２：
この実験は、本発明に係る混合デバイス（実施例１に記載される「２×６ミキサー−小チャネル」デバイス）が詰まりを起こすことなく、混合されたヒドロゲル接着剤の複数のアリコートを分配することができたかどうかを決定するために行った。
【０１４０】
２種の液体接着剤成分を、混合デバイスを通して分配した。２バレルシリンジを用いて、接着剤成分を、６００マイクロリットル（６００μｌ）のアリコートとして繰り返し分配した。アリコートごとに、混合デバイスの先端をかみそりの刃で取り除いて、あらゆる残留接着剤材料を除去した。この後、５分間または１０分間の待ち時間の後、次のアリコートを分配した。試験を合計時間で５０分間行った。
【０１４１】
本発明に係る混合デバイスは、詰まりを起こさずに、（０分、５分、１０分、２０分、３０分、４０分および５０分の時点で）７つのアリコートを分配することができた。
【０１４２】
先行技術のスタティックミキサーを対照として用いた。先行技術のデバイスは、３０秒の待ち時間の後、スタティックミキサーが手作業による分配ができないほど詰まってしまったため、１つのアリコートしか作製できなかった。
−ｏ−０−ｏ−
【０１４３】
本明細書において上に記載される本発明の教示の利益を有する当業者は、本発明に対して多くの変更を行い得る。このような変更は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の意図の範囲内にあるものと解釈されるものである。
【図１】
2011524807.tif 000004
【図２】
2011524807.tif 000005
【図３−３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
2011524807.tif 000010
【図７Ｂ】
2011524807.tif 000011
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011524807.tif 000016
【図１１】
2011524807.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
2011524807.tif 000019
【図１４Ａ】
2011524807.tif 000020
【図１４Ｂ】
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【図１５】
2011524807.tif 000022
【図１６】
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【図１７】
2011524807.tif 000024
【図１８Ａ】
2011524807.tif 000025
【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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2011524807.tif 000030
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