(57)【要約】【課題】マイクロ流体ネットワークにおける少なくとも１つのマイクロ流体の中空繊維を結合する方法であって、中空繊維３の端部の挿入された、少なくとも上方で開放しているチャンネル２を備えたマイクロ流体ネットワークを使用する方法を改良して、接着剤による、挿入された中空繊維の開放端部の不都合な閉鎖を簡単な形式で確実に排除でき、また特に中空繊維の所望の位置決めおよび固定、および／または複数部分の最適で同時の接着およびシールを達成することのできるようなものを提供する。【解決手段】チャンネル２内に存在するまだ液状の接着剤６の流動を、中空繊維３の端部領域において、毛管現象停止構造部９によって停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流体ネットワークにおける少なくとも１つのマイクロ流体の中空繊維を結合する方法であって、
中空繊維（３）の端部の挿入された、上方で開放している少なくとも１つのチャンネル（２）を備えたマイクロ流体ネットワークを使用し、
ａ）中空繊維（３）の外寸、特に外径を、チャンネル（２）の内寸、特に幅および深さに対して調和し、中空繊維（３）とチャンネル壁との間に、特に中空繊維とチャンネルとの間の角度部分に残存する楔形部に、毛管現象チャンネル（４）を形成し、
ｂ）マイクロ流体ネットワークを、チャンネル（２）に中空繊維（３）の挿入された状態で、カバーシートもしくはカバープレート（５）でカバーし、該カバーシートもしくはカバープレート（５）を、マイクロ流体ネットワークに固定して、チャンネル（２）を表面側で閉鎖し、
ｃ）マイクロ流体ネットワークにおける、チャンネル（２）に開口する少なくとも１つの供給チャンネル（７）を通って、終了状態で流動学的にシール作用を有し、かつ処理状態で液状の接着剤（６）を、中空繊維（３）の挿入された箇所でチャンネル（２）に導入して、中空繊維（３）を取り囲む毛管現象チャンネル（４）を充填し、
ｄ）方法ステップｃ）のあとで、接着剤（６）を、終了状態に変化させ、特に硬化する方法において、
チャンネル（２）内に存在するまだ液状の接着剤（６）の流動を、中空繊維（３）の端部領域において、毛管現象停止構造部（９）によって停止させることを特徴とする、マイクロ流体ネットワークに少なくとも１つのマイクロ流体の中空繊維を結合する方法。
【請求項２】
マイクロ流体ネットワークにおける、チャンネル（２）から延びる少なくとも１つの排出チャンネル（８）を通って、過剰の接着剤（６）を、処理状態で、チャンネル（２）から導出し、かつ／または方法ステップｂ）において、カバーシートもしくはカバープレート（５）が、中空繊維（３）をチャンネル（２）内で一時的に固定するようにする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
毛管現象構造部（９）を、チャンネル（２）によって、有利には段状に拡張された壁区分によって、かつ／または特に中空繊維壁の端面側の段部によって形成する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
マイクロ流体ネットワーク上に設けられる、カバーシートもしくはカバープレート（５）、または追加的なシートもしくはプレートを、中空繊維（３）を取り囲む毛管現象チャンネル（４）内で接着剤（６）を滞留させようとする箇所で、通過箇所を有するマスクとして形成し、接着剤（６）を導入する間、通過箇所で、接着剤（６）に影響を与えて終了状態に変化させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
実質的に中空繊維（３）がチャンネル（２）から外向きに延びる箇所で、チャンネル（２）内で、壁区分に、チャンネル（２）を拡張する、有利には段状の、または斜めに延びる毛管現象停止部（９）を設ける、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
中空繊維（３）を取り囲む毛管現象チャンネル（４）に接着剤（６）を導入する間、接着剤（６）の流動を検出し、特に観察し、次いで接着剤（６）が所望の滞留箇所に到達すると、接着剤（６）を最終状態に変化させる、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
約３０μｍから約５００μｍまで、有利には約１００μｍから約３００μｍまでの幅および深さを有するチャンネル（２）を形成し、該チャンネル（２）の寸法に調和した、約３０μｍから約５００μｍまで、有利には約１００μｍから約３００μｍまでの寸法、特に直径を有する中空繊維（３）を形成する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
中空繊維（３）として、ポリマー材料、金属、ガラス、セラミックまたはセルロースから成る繊維を使用し、かつ／または中空繊維（３）として、透析繊維を使用する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
接着剤（６）として、約１０ｍＰａｓから約６００ｍＰａｓまで、有利には約１００ｍＰａｓから約４００ｍＰａｓまでの粘性を有する液状の接着剤を使用する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
接着剤（６）として、紫外線で硬化する接着剤を使用し、接着剤（６）を、紫外線放射によって最終状態に変化させる、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
カバーシートもしくはカバープレート（５）のために、紫外線透過性の材料を使用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
接着剤（６）を、実質的に無圧式に、つまり実質的に専ら貯蔵接着剤の自重下でチャンネル（２）に導入する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
マイクロ流体ネットワークが実質的に鉛直に方向付けられている状態で、マイクロ流体ネットワークへの接着剤（６）の導入を、上方から行う、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
マイクロ流体ネットワークが実質的に水平に方向付けられている状態で、接着剤（６）の固着、特に接着剤（６）の硬化を行う、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
深さのほぼ２倍に相当する幅を有するチャンネル（２）を形成して、２つの中空繊維（３）を同時に１つのチャンネル（２）内で接着する、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
マイクロ流体ネットワークにおける、中空繊維（３）の導入される複数のチャンネル（２）を、接着剤（６）のための少なくとも１つの結合チャンネル（１０）によって互いに結合し、結合チャンネル（１０）が、１チャンネル（２）のための排出チャンネル（８）の機能と、別の１チャンネル（２）のための供給チャンネル（７）の機能とを満たすようにする、請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つのチャンネル（２）と、端部でチャンネル（２）に挿入され、かつ端面側でチャンネル（２）に開口するマイクロ流体の中空繊維（３）とを備えたマイクロ構造キャリア（１）が設けられたマイクロ流体ネットワークから成るマイクロ流体システムであって、
中空繊維（３）の外寸、特に外径が、チャンネル（２）の内寸、特に幅および深さに対して調和されており、中空繊維（３）とチャンネル（２）の壁との間に、特に中空繊維（３）とチャンネル（２）との間の角度部分に残存する楔形部に、毛管現象チャンネル（４）が設けられており、
マイクロ流体ネットワークが、マイクロ構造キャリア（１）上に固定されたカバーシートもしくはカバープレート（５）によってカバーされており、該カバーシートもしくはカバープレート（５）が、チャンネル（２）を閉鎖しており、
毛管現象チャンネル（４）が、流動学的にシール作用を有する接着剤（６）によって充填されている形式のものにおいて、
チャンネル（２）内に設けられた中空繊維（３）の端部領域で、毛管現象停止部（９）が設けられており、端部側で中空繊維（３）への、液状の接着剤（６）の進入が防止されるようになっていることを特徴とする、マイクロ流体ネットワークから成るマイクロ流体システム。
【請求項１８】
カバーシートもしくはカバープレート（５）が、中空繊維（３）をチャンネル（２）内で、接着剤（６）が充填されて該接着剤（６）が硬化するまで一時的に固定するようになっている、請求項１７記載のマイクロ流体システム。
【請求項１９】
毛管現象停止部（９）が、チャンネル（２）によって、有利には段状に拡張された壁区分によって、かつ／または特に中空繊維壁の端面状の段部によって形成されている、請求項１７または１８記載のマイクロ流体システム。
【請求項２０】
毛管現象停止部（９）が、内側端部で、両側の段部を形成している、請求項１７から１９までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項２１】
実質的に中空繊維（３）がチャンネル（２）から外側に延びる箇所で、チャンネル（２）において、壁区分に、チャンネル（２）を拡張する、有利には段状の、または斜めに延びる外側の毛管現象停止部（９）が形成されている、請求項１７から２０までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項２２】
外側の毛管現象停止部（９）が、チャンネル（２）の外側端部で、台形状の拡張部を形成している、請求項２１記載のマイクロ流体システム。
【請求項２３】
マイクロ流体ネットワーク上に設けられたカバーシートもしくはカバープレート（５）または追加的なシートもしくはプレートが、中空繊維（３）を取り囲む毛管現象チャンネル（４）内で接着剤（６）を滞留させようとする箇所で、通過部または拡張部を備えたマスクとして形成されている、請求項１７から２２までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項２４】
中空繊維（３）の挿入された箇所において側方でチャンネル（２）に開口する少なくとも１つの供給チャンネル（７）が設けられており、該供給チャンネル（７）の別の一方の端部が、処理状態で液状の接着剤（６）のための流入箇所を形成している、請求項１７から２３までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項２５】
中空繊維（３）の挿入された箇所において側方でチャンネル（２）から延びる少なくとも１つの排出チャンネル（８）が設けられており、該排出チャンネル（８）を通って過剰の接着剤（６）が排出されるようになっている、請求項１７から２４までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項２６】
チャンネル（２）が、約３０μｍから約５００μｍまで、有利には約１００μｍから約３００μｍまでの幅および深さを有して形成されており、中空繊維（３）が、チャンネル（２）の寸法に調和した、約３０μｍから約５００μｍ、有利には約１００μｍから約３００μｍまでの寸法、特に直径を有して形成されている、請求項１７から２５までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項２７】
中空繊維（３）が、ポリマー材料、金属、ガラス、セラミックまたはセルロースから成る繊維として、かつ／または中空繊維（３）が、透析繊維として形成されている、請求項１７から２６までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項２８】
接着剤（６）が、液状の処理状態で約１０ｍＰａｓから約６００ｍＰａｓまで、有利には約１００ｍＰａｓから約４００ｍＰａｓまでの粘性を有する接着剤として形成されている、請求項１７から２７までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項２９】
接着剤（６）が、紫外線で硬化する接着剤である、請求項１７から２８までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項３０】
カバーシートもしくはカバープレート（５）が、紫外線透過性の材料から成っており、特にカバーシート（５）が、ヒートシールシートである、請求項１７から２９までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項３１】
チャンネル（２）が、深さの約２倍に相当する幅を有して形成されており、２つの中空繊維が、同時に１つのチャンネル（２）内で接着されている、請求項１７から３０までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項３２】
マイクロ流体ネットワークにおける、中空繊維（３）の挿入された複数のチャンネル（２）が、接着剤（６）のための少なくとも１つの結合チャンネル（１０）によって互いに結合されており、該結合チャンネル（１０）が、１チャンネル（２）のための排出チャンネルの機能と、別の１チャンネル（２）のための供給チャンネルの機能とを満たしている、請求項１７から３１までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【請求項３３】
供給チャンネル（７）および／または排出チャンネル（８）が、直角にチャンネル（２）に通じている、請求項１７から３２までのいずれか１項記載のマイクロ流体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ流体ネットワークにおける少なくとも１つの中空繊維を結合する方法に関する。また本発明は、そのような方法を実現するための、マイクロ流体ネットワークから成るマイクロ流体システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロシステム技術では、マイクロ構造表面を備えた構成要素を接着剤によって互いに結合することが公知である。そのような方法では、多くの場合２つの平行平面が互いに接着される。この際に接着剤は一平面上を流れる。結合しようとする構成要素を十分な位置決め精度で互いに接着するために、構成要素は実際の接着過程の前に別の技術によって互いに一時的に固定する必要がある。それぞれ異なる平面上に位置する複数の部材を互いに密に接着しようとする場合、特に互いに接着しようとする構成要素が比較的動きやすい場合、とりわけ中空繊維を使用する場合に困難が生じる。
【０００３】
一般的に処理状態で液状の接着剤を、毛管現象力を利用することによって、狭幅に寸法設定されたチャンネル、溝または別の機能領域内で流動させることは公知である（特にＷｏｌｆｇａｎｇ  Ｍｅｎｚ；Ｊｕｅｒｇｅｎ  Ｍｏｈｒ：“Ｍｉｋｒｏｓｙｓｔｅｍｔｅｃｈｎｉｋ  ｆｕｅｒ  Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒｅ”，ＶＨＣ  Ｖｅｒｌａｇｓｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ  ｍｂＨ，２．Ａｕｆｌ．１９９７，ＩＳＢＮ３−５２７−２９４０５−８参照）。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許第３４０８７８３号明細書は、光導波路のための結合素子に関するものであり、ここでは光導波路はマイクロ構造化された溝内で接着される。
【０００５】
優先権の基となるドイツ連邦共和国特許出願番号１０３４５８１７に関して欧州特許庁によって行われたスタンダードサーチＲＳ１１１２９３から、以下の刊行物が公知である。
【０００６】
国際公開第９８／２５０６５号パンフレットが挙げられ、これは本願発明の出発点を成している。この国際公開第９８／２５０６５号パンフレットには、マイクロ流体ネットワークが開示されており、ここでは少なくとも１つの中空繊維がチャンネルに接着される。中空繊維はチャンネルに挿入され、チャンネルはカバープレートによってカバーされ、次いで必要に応じて側方の供給路を介して、接着剤が供給され、接着剤は必要に応じて紫外線によって、特に中空繊維の端面側の端部領域で硬化可能であり、中空繊維はチャンネルに接着される。公知の方法では、チャンネルにおける中空繊維の最適な位置決めが保証されていない。特に過剰の接着剤が不都合な形式で、導入された中空繊維の開放端部に進入して、端部を閉鎖し得ることが問題である。
【０００７】
国際公開第９７／２９３９４号パンフレットは、Ｖ溝への光学繊維の接着に関しており、ここでは接着剤はＶ溝の、対向する側方の２つの供給チャンネルを介して供給されるので、接着剤で繊維を完全に包囲することは回避されている。
【０００８】
国際公開第０１／８６１５４号パンフレットには、チャンネルに毛管を接着することが開示されており、ここではチャンネルの内面と毛管の外面とが所定の方向性および相互間隔を有して保持され、これによってチャンネルの内面と毛管の外面との間の所望の毛管現象が達成される。この場合調和された量の接着剤が供給され、これによって中間スペースが充填される。しかしながらこのような接着剤の量の特定および維持は困難で、場合によってはコストの嵩むものとなっている。特に問題点として、過剰の接着剤が不都合な形式で、挿入された中空繊維の開放端部に進入して、これを閉鎖し得ることが挙げられる。
【０００９】
フランス国特許出願公開第２８１３０７３号明細書には、マイクロ構造のＶ字形溝に毛管を接着することが開示されており、ここでは複数の毛管が保持エレメントによって、カバーに対して凹んだ溝に導入され、カバーの下方まで移動され、次いで接着剤によって溝に接着される。特に問題点として、過剰の接着剤が不都合な形式で、挿入された中空繊維の開放端部に進入して、これを閉鎖し得ることが挙げられる。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第３４０８７８３号明細書
【特許文献２】国際公開第９８／２５０６５号パンフレット
【特許文献３】国際公開第９７／２９３９４号パンフレット
【特許文献４】国際公開第０１／８６１５４号パンフレット
【特許文献５】フランス国特許出願公開第２８１３０７３号明細書
【非特許文献１】Ｗｏｌｆｇａｎｇ  Ｍｅｎｚ；Ｊｕｅｒｇｅｎ  Ｍｏｈｒ：“Ｍｉｋｒｏｓｙｓｔｅｍｔｅｃｈｎｉｋ  ｆｕｅｒ  Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒｅ”，ＶＨＣ  Ｖｅｒｌａｇｓｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ  ｍｂＨ，２．Ａｕｆｌ．１９９７，ＩＳＢＮ３−５２７−２９４０５−８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の、マイクロ流体ネットワークにおける少なくとも１つのマイクロ流体中空繊維を結合する方法およびマイクロ流体システムを改良して、接着剤による、挿入された中空繊維の開放端部の不都合な閉鎖を簡単な形式で確実に排除でき、また特に中空繊維の所望の位置決めおよび固定、および／または複数部分の最適で同時の接着およびシールを達成することのできるようなものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題を解決するための本発明の方法によれば、チャンネル内に存在するまだ液状の接着剤の流動を、中空繊維の端部領域において、毛管現象停止構造部によって停止する。
【００１２】
この課題を解決するための本発明の装置によれば、チャンネル内における中空繊維の端部領域で、毛管現象停止部が設けられており、端部側で中空繊維への、液状の接着剤の進入が防止されるようになっている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、中空繊維の端部領域においてチャンネル内に形成された毛管現象停止構造によって、接着剤が導入に際して中空繊維の端部の手前または端部で滞留し、したがって中空繊維は閉鎖されることがない。毛管現象停止構造は、極めて簡単かつ経済的に製作可能で、また接着剤の極めて簡単な導入が得られる。なぜならば特に接着剤による中空繊維の閉鎖を予防するための追加的な手段を講じる必要がないからである。むしろ有利な構成では、接着剤の、中空繊維の端面側の端部に向かう流れを停止するために、毛管現象停止構造を設ければ十分である。これに応じて本発明の方法によって、本発明のマイクロ流体システムを極めて簡単に製作することができる。なぜならばたとえば特別に調和された量の接着剤を供給する必要はなく、またたとえば接着剤を局所的な硬化またはこれに類するものによって中空繊維の端部の手前でアクティブに停止する必要もないからである。
【００１４】
有利な形式で行われる、特に接着剤を導入して硬化するまでの、カバーシートもしくはカバープレートによる、チャンネルに挿入された中空繊維の少なくとも一時的な固定によって、極めて簡単な形式で中空繊維の極めて正確な位置決めおよび固定が実現される。このことは所定の結合およびシールにとって有用である。さらに簡単で迅速な製作が許容される。なぜならば接着の間にチャンネル内で中空繊維を位置決めするために、特に追加的な保持手段またはそれに類するものが必要でないからである。
【００１５】
特に有利には、マイクロ流体のマイクロ構造キャリア上に位置する、接着にとって構造的に簡単なチャンネル構造が、同時に２つの機能を満たしている。一面では可動な中空繊維が、接着前にチャンネル構造によって、中空繊維が目標位置に正確に位置して事実上もはや運動不能になるように、固定される。また別の一面では処理状態で液状の接着剤が、マイクロ構造キャリアのチャンネル構造によって、最適な形式で接着しようとする領域にガイドされる。したがってマイクロ流体構造群は、流動学的にシール作用を有し、かつ閉塞することなしに、可動の構成要素と接着することができる。このことは一平面上で行う必要はなく、ある種の三次元的なマイクロ流体ネットワークにおいて、複数の結合点を介して複数の平面上で行うことができる。
【００１６】
本発明によれば、マイクロ流体ネットワークにおけるマイクロ流体中空繊維を、カバーシートもしくはカバープレートによってカバーされたチップに設けられたマイクロ構造チャンネルと、接着によって結合することができ、それも追加的なシール作用を有する構成要素を必要としない。これに関してカバープレートは別のマイクロ構造チップであってよい。
【００１７】
本発明の別の思想によれば、毛管現象停止構造および／または排出チャンネルによって、処理状態の接着剤の正確な調量が保証されるので、単数または複数の中空繊維は単数または複数のチャンネル内で液密に接着されており、ここではチャンネルは中空繊維の内側で接着剤の進入から解放されている。
【００１８】
本発明の方法を生産に用いることができるという事実に基づいて、本発明のマイクロ流体システムは特に有利である。なぜならば接着剤の、調量システムにおける不可避の変動は、マイクロ構造キャリアにおけるチャンネル構造自体によって補償することができるからである。
【００１９】
方法技術的な観点からいえることは、先ず処理状態で液状の接着剤が、中空繊維とチャンネル壁との間に残存する毛管現象チャンネルを、そこで生じる毛管現象力を利用して、充填する。そのあとで接着剤は最終状態に変化され、特に硬化される。温度上昇によって硬化を行うこともできる。どのようにして最終状態が得られるかは、接着剤の材料に依存している。
【００２０】
本発明の理想的な方法にとって、毛管現象チャンネルの毛管現象が、供給チャンネルおよび／または排出チャンネルの毛管現象よりも大きいと特に有利である。これによって液状の接着剤が所望の形式で中空繊維とチャンネル壁との間に進入することが保証される。毛管現象の測量に関して、チャンネル横断面、接着剤の粘性、特有の表面における接着剤の湿し容量などが重要である。これらは専門家によって個別的に各使用例に応じて求められる。
【００２１】
さらに中空繊維の挿入されたチャンネルが、別の端部で周辺雰囲気に向かって開放するように規定する必要があり、これによって毛管現象チャンネルへの接着剤の進入を実現することができる。このことは所望の圧力上昇または所望の負圧で作業しようとする場合に有利である。
【００２２】
有利には本発明のシステムを用いて、排出チャンネルによって、過剰の接着剤を処理状態でチャンネルから導出することができる。
【００２３】
毛管現象停止構造部に対して追加的に、毛管現象チャンネル内で接着剤が滞留するよう所望される正確な箇所に、スリットを備えたマスクを設けることもできる。この場合たとえば紫外線が、通常紫外線非透過性であるカバーシートを透過する。透過箇所に達する接着剤は硬化し、したがってもはや流動しない。
【００２４】
選択的または追加的に、毛管現象チャンネルにおける接着剤の流動は監視され、場合によっては所望の形式で接着剤の硬化が導入される。
【００２５】
中空繊維のためにポリマー材料を使用することができるが、そのような中空繊維の機能を満たすことのできる金属毛管、ガラス毛管ならびにセラミックもしくはセルロースから成る毛管も認められる。このような形式の中空繊維は、特に透析装置で使用されるような透析繊維である。
【００２６】
処理状態の接着剤を形成する、液状の接着剤のための特別な粘性範囲は、請求項９の対象である。請求項１０に、特に紫外線で硬化する接着剤について記載した。
【００２７】
請求項１１には、紫外線感応性の接着剤が適当なカバーシートもしくはカバープレートを必要としている点について記載した。
【００２８】
方法技術的な観点から、請求項１２に記載の方法が特に重要であり、これによって、本発明の有利な思想に基づいて、接着剤が、無圧、つまり専ら貯蔵接着剤の自重の作用下でチャンネルに導入されることが明らかである。したがって特に毛管現象チャンネルにおける毛管現象力は、接着剤を「引き付ける」役割を有している。このことによって、マイクロ構造キャリアにおける毛管現象停止構造が確実に機能する、ということが保証されるので、中空繊維の内側に形成された縦チャンネルはブロックされない。
【００２９】
請求項１３に記載の方法技術的な手段は特に重要であり、ここでは有利には、硬化は請求項１４に記載の方法に基づいて行われる。
【００３０】
原則としてチャンネルに１つの中空繊維を配置することができる。請求項１５に記載の有利な方法によれば、１つのチャンネルに２つ以上の中空繊維、特に２つの中空繊維が配置され、これらの中空繊維は同時に接着剤によって接着される。原則として互いに可動である２つの中空繊維を、そのような毛管現象接着技術と結合することもできる。
【００３１】
通常マイクロ流体ネットワークのマイクロ構造キャリアに、多数の中空繊維を端部側で収容する多数のチャンネルが形成される。このために請求項１６に記載の方法は、複数のチャンネルの結合を許容する、特に有利な方法技術的な手段を提供している。チャンネルの結合はグループ形式で行うことができ、これは有利な手段を提供している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。
【００３３】
図１に示したマイクロ流体システムは、少なくとも１つのチャンネル２と、一方の端部でチャンネル２に挿入され、かつ端面側でチャンネル２に開口するマイクロ流体中空繊維３とを備えたマイクロ構造キャリア１の設けられたマイクロ流体ネットワークから成っており、その特徴とする点によれば、中空繊維３の外寸、特に外径が、チャンネル２の内寸、特に幅および深さに次のように調和されていて、つまり中空繊維３とチャンネル２の壁との間の、特に角度部分の残存する楔形部分に毛管現象チャンネル４が形成されるように調和されており、またマイクロ流体ネットワークが、マイクロ構造キャリア１に固定され、かつチャンネル２を閉鎖するカバーシートもしくはカバープレート５によってカバーされており、さらにまた毛管現象チャンネル４は、流動学的にシール作用を有する接着剤６によって充填されている。図１には、単に波線で示し、また実際の縮尺とは異なる大きさで示したカバーシート５を看取することができ、ここではカバーシートは、紫外線透過性でポリマープラスチックから成るヒートシールシートである。またたとえばガラスから成るプレート状のカバーであってもよい。もちろんチップであってもよい。
【００３４】
特に有利には、接着剤６は側方からチャンネル２に導入される。このために図示の実施例では、中空繊維３の挿入された箇所で、側方からチャンネル２に開口する少なくとも１つの供給チャンネル７が設けられており、供給チャンネル７の別の端部は、処理状態で液状の接着剤６のための流入箇所を形成する。ここでは供給チャンネル７はチャンネル２の側方で横向きに位置している。原則として供給チャンネル７は下方からマイクロ構造キャリア１（たとえばケイ素チップ）を直交するようにチャンネル２に通じていてもよい。供給チャンネル７への接着剤６の供給は、何れかの形式で（たとえばカバーシート５に設けられた開口を通って）実施する必要がある。ここで説明しておくと、既に記載したような、複数の接続部を複数の平面（ある種の三次元的なマイクロ流体ネットワークを意味する）上に設けることもできる。
【００３５】
また図１および図２に示したように、中空繊維３の挿入された箇所でチャンネル２から側方で延びる少なくとも１つの排出チャンネル８が設けられており、排出チャンネル８を通って過剰の接着剤６を排出することができる。したがって接着剤６自体の圧力下で過剰分を含んだ接着剤６を調量することができ、また排出チャンネル８が過剰の接着剤６を導出するよう保証されているので、接着剤６が中空繊維３に設けられた内側チャンネルに到達することはなく、かつ内側チャンネルをブロックすることもない。
【００３６】
中空繊維３の内側チャンネルがブロックされないようにするために、図示の有利な実施例では、実質的に中空繊維３がチャンネル２から外方に延びる箇所で、かつ／またはチャンネル２内で中空繊維３の端部が位置する箇所で、チャンネル２内において、壁区分がチャンネル２を拡張する段状または斜めに延びる毛管現象停止構造部９を備えている。図２の平面図から判るように、チャンネル２の外側端部に形成された毛管現象停止構造部９は台形状の拡張部を形成する。さらに図２から判るように、図示の実施例では、毛管現象停止構造部９は内側端部において両側で段部を形成している。
【００３７】
前述の両実施例、つまりチャンネル２の両端部における実施例は、毛管現象停止構造部９による変更部分が下面でも、つまりマイクロ構造キャリア１内で設けられていることから出発している。毛管現象停止構造部を上面に設けることは許容されない。というのもそこでは、毛管現象停止構造部を許容しないカバーシート５によって、マイクロ流体ネットワークのマイクロ構造キャリア１が平滑にカバーされているからである。
【００３８】
原則として、既に中空繊維３の端部自体が、毛管現象停止構造部９を成す段部を形成している。しかしながらこのことは、追加的な毛管現象構造部９のように確実に機能するものではない。しかしながら図示したようにスペース的な理由から比較的大きな毛管現象停止構造部９を設けることができない場合には、このような簡単な段部が適している。
【００３９】
中空繊維３の端部における角度が９０°を超えて選択される場合、つまり逆向きに延びる「耳形」の毛管現象停止構造部９が実現される場合、図示の桶（鉢）状の毛管現象停止構造部９はより小さく、つまり比較的小さな容積を有して形成することができる。したがって接着剤による中空繊維３の内側チャンネルのブロックが全く生じないように保証されている。
【００４０】
極端な場合、中空繊維３の端部の直ぐ手前側で、側方の毛管現象チャンネル４に独自のチャンネル状の毛管現象停止構造部を設けることもでき、毛管現象停止構造部は中空繊維３の端部の手前である程度「吸込チャンネル」として作用し、過剰の接着剤６は適当な蓄積スペースに導出される。
【００４１】
選択的な毛管現象停止構造部９は、中空繊維３を取り囲む毛管現象チャンネル４に接着剤６の滞留するのが所望される箇所で、マイクロ流体ネットワーク上に設けられた、マスクとして形成されたシートまたはプレートに拡張部または通過部を形成する。
【００４２】
追加的に、接着剤６を要求に応じて維持し、かつ／または終了状態に移行させるために、明細書全般にわたって説明した、接着剤６の導入を監視することができる。
【００４３】
本発明に関する寸法設定について述べると、チャンネル２は約３０μｍ〜約５００μｍ、有利には約１００μｍ〜約３００μｍの幅および深さを有して形成されており、中空繊維３は、これに調和された寸法、特にこれに調和された約３０μｍ〜約５００μｍ、有利には約１００μｍ〜約３００μｍの直径を有して形成されている。この場合中空繊維３の内部チャンネルの内径は、５μｍ〜４５０μｍ、有利には約５０μｍ〜約２５０μｍである。
【００４４】
中空繊維３の内部で、搬送される流体として、先ず液体、たとえば透析に関連する液体が考えられる。原則としてガスも考えられる。中空繊維３としての透析−繊維は、一般的に半透過性の外套を備えており、外套は、透析装置または測定技術的な構造体における媒体交換を実現する。
【００４５】
中空繊維のための有利な材料例として、ポリマー材料、金属たとえば特殊鋼、ガラス、セラミックまたはセルロースが挙げられる。
【００４６】
既に示唆したように、接着剤６として、特に紫外線で硬化する接着剤を使用することができ、このような接着剤は正確に制御して硬化プロセスを開始し、かつ終了する。そのような接着剤６を使用する場合、カバーシートもしくはカバープレート５は紫外線透過性材料から形成するのが望ましい。接着剤６として、たとえばアクリレート、ウレタン、ならびに２成分から成るエポキシ樹脂が考えられる。カバーシート５は、たとえばポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレンもしくはＰＶＣから成っているか、またはこれらを基に製作することができる。
【００４７】
一般的な形式として既に説明したように、接着剤６は処理状態で約１００ｍＰａｓ〜約４００ｍＰａｓの粘性を有するのが望ましい。
【００４８】
図示していない実施例では、チャンネル２は、深さのほぼ２倍に相当する幅を有して形成して、２つの中空繊維３を同時に１つのチャンネル２内で接着することができる。これに応じて３倍チャンネル構造またはそれに類するものも有用である。
【００４９】
図１には、中空繊維３の挿入された、マイクロ流体ネットワークにおける複数のチャンネル２に関して、本発明の有利な実施例を示しており、これらのチャンネルは、接着剤６のための少なくとも１つの結合チャンネル１０によって互いに結合されており、結合チャンネル１０は１チャンネル２のための排出チャンネルの機能と、別の１チャンネル２のための供給チャンネルの機能とを満たしている。図面から、どのようにしてこのマイクロ流体システムが、接着剤６をネットワークに導入するために、実質的に鉛直方向で上側から、つまり供給チャンネル７の入口から充填されるのか判る。これによって液状の接着剤６の排出チャンネル８からの排出が、マイクロ流体ネットワークの下側端部で行われる。毛管現象力によって、中空繊維３によるチャンネル２への側方分配が、毛管現象停止構造部９によって停止されるまで行われる。
【００５０】
硬化するために、配置構造全体は水平方向に方向付けられて、紫外線で放射される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のマイクロ流体システムの基本原理を三次元的に示す斜視図である。
【図２】図１のマイクロ流体システムを示す平面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  マイクロ構造キャリア、  ２  チャンネル、  ３  中空繊維、  ４  毛管現象チャンネル、  ５  カバーシートもしくはカバープレート、  ６  接着剤、  ７  供給チャンネル、  ８  排出チャンネル、  ９  毛管現象停止構造部、  １０  結合チャンネル
【図１】
2005103750.tif 000003
【図２】
2005103750.tif 000004