WO2009052805A2 - Düsen-, filter- oder/und positionierelement - Google Patents

Düsen-, filter- oder/und positionierelement Download PDF

Info

Publication number
WO2009052805A2
WO2009052805A2 PCT/DE2008/001732 DE2008001732W WO2009052805A2 WO 2009052805 A2 WO2009052805 A2 WO 2009052805A2 DE 2008001732 W DE2008001732 W DE 2008001732W WO 2009052805 A2 WO2009052805 A2 WO 2009052805A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
opening
coating
nozzle
element according
base body
Prior art date
Application number
PCT/DE2008/001732
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2009052805A3 (de
Inventor
Lutz Weber
Original Assignee
Thinxxs Microtechnology Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thinxxs Microtechnology Ag filed Critical Thinxxs Microtechnology Ag
Publication of WO2009052805A2 publication Critical patent/WO2009052805A2/de
Publication of WO2009052805A3 publication Critical patent/WO2009052805A3/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B17/00—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups
    • B05B17/04—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods
    • B05B17/06—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations
    • B05B17/0607—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers
    • B05B17/0638—Apparatus for spraying or atomising liquids or other fluent materials, not covered by the preceding groups operating with special methods using ultrasonic or other kinds of vibrations generated by electrical means, e.g. piezoelectric transducers spray being produced by discharging the liquid or other fluent material through a plate comprising a plurality of orifices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/162—Manufacturing of the nozzle plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/1632—Manufacturing processes machining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening

Definitions

  • the invention relates to an element having an opening or a plurality of such openings, which serves as a nozzle, as a filter or for positioning e.g. can serve in the openings of recorded biological cells.
  • the invention relates to such a nozzle, filter or / and positioning, whose opening or openings have a diameter between 1 and 100 microns and smaller.
  • a nozzle such elements are mainly used in dispensing and atomizing liquids, e.g. in the laboratory and pharmaceutical industry, or in the dosage of inhaled drugs, as well as in the generation of electrospray for the identification of molecules by mass spectrometry.
  • Known application examples are also nozzles of inkjet printers.
  • Applications as a positioning element are mainly found in electrophysiology (patch clamping). Especially for fine atomization of drugs nozzle diameter of a few micrometers are required.
  • the invention further relates to a method for producing such an element.
  • US 2006 0103051 A1 discloses the production of nozzle elements by injection molding in combination with laser processing. Nozzle diameters can be produced reproducibly down to about 10 ⁇ m. For smaller nozzle diameter requires complex lithography or plasma etching. Microholes having nozzle elements made of silicon can be produced only with great effort.
  • the invention is based on the object, the cost of producing
  • a nozzle, filter or / and positioning element which is characterized in that the inner wall of the opening formed by a deposited on a base body coating and the size of the opening cross section through the thickness of this coating is determined.
  • a base body having an opening preform corresponding to the opening is produced and the desired size of the opening cross section is set by depositing a coating on the inner wall of the opening preforming.
  • Such coatings formed by deposition can be with high Ge. produce accuracy in desired thicknesses.
  • the applied layer thickness is only of the order of the tolerance variations of the opening diameter of the preform and the layer thickness is e.g. may be only 5% of the final opening diameter
  • significantly greater layer thicknesses are applied, which even exceed the diameter of the opening formed.
  • the diameter of the preform can then be substantially larger than the final diameter of the opening and have a size such that it can be reproducibly produced with high accuracy. Then the much smaller end diameter can be adjusted accordingly.
  • the layer thickness of the coating can be adjusted by supplying the coating material in a specific amount or in a specific concentration over a specific time, the layer thickness can also be controlled by continuous measurement of the thickness of the deposited layer or of the respective opening diameter during the deposition and the deposition is terminated when the desired cross-sectional size is reached.
  • the deposition of the coating it is possible to use a mandrel which delimits the inner diameter of the opening and which has a surface to which the coating does not adhere. The coating does not stress the mandrel, which therefore may have a very small diameter. Irrespective of fluctuations in the diameter Do of the opening preform, constant opening diameters can be achieved.
  • the main body may be formed by a flat or curved plate and having a plurality of through-going through the plate or, in the case of a positioning element, within the plate ending openings.
  • the main body can be further formed by a film or membrane whose dimensions and mechanical properties can be adjusted so that when pressure is applied, a defined curvature occurs, so that droplets produced by such a perforated membrane emerge in a defined solid angle.
  • the coating may cover the surface of the body in whole or in part beyond the inner wall of the opening preforming. In the former case, during the deposition process of material on the base body, there is no need to cover the base body in certain areas.
  • the surface of the base body is partially or completely wet-chemically or otherwise physically conditioned before coating in order to improve adhesion between the base body and the layer.
  • the main body can be made of a plastic, a possibly piezoelectric ceramic or a metal, while the coating, e.g. made of a plastic, a metal or glass.
  • the base body is made of a plastic by injection molding and the coating consists of parylene.
  • Parylene is a trade name of a polymer resulting from the deposition of para-xylylene from the gas phase to polymerize this compound.
  • the element according to the invention may have further structures whose function goes beyond the nozzle, filter and / or positioning function of the element.
  • the element may be part of a vibration system, for example a bending transducer, wherein, for example, nozzle openings may be formed in a piezoelectric disk of a piezoactuator itself.
  • the opening may be cylindrical or / and conical or deviating therefrom.
  • an edge elevation is formed on the opening, e.g. to produce a possible output beam.
  • the opening can form a channel in a microfluidic, single-part or multi-part flow cell.
  • Fig. 1 is a nozzle and / or filter element according to the invention with cylindrical through holes
  • Fig. 2 is a nozzle and / or filter element according to the invention with conical
  • FIG. 3 shows a nozzle and / or filter element according to the invention with conical through holes, on which a ridge elevation is formed
  • FIG. 4 shows a nozzle and / or filter element according to the invention with a coating extending over only a part of the surface of a base body
  • FIG. 5 shows a disk-shaped nozzle and / or filter element according to the invention
  • FIG. 6 shows an arc-shaped nozzle and / or filter element according to the invention
  • FIGS. 7-10 show nozzle elements according to the invention, which have structures which fulfill functions exceeding nozzle functions
  • FIG. 11 further exemplary embodiments of elements according to the invention
  • Fig. 12 is an illustrative of the preparation of elements according to the invention.
  • a nozzle and / or filter element in the form of a plate shown in FIGS. 1 and 5 has a base body 1 made of plastic produced by injection molding and a coating 2 of parylene applied by deposition onto the base body.
  • the coating 2 is formed continuously on the entire surface of the base body 1.
  • the element further points through the entire Pl ⁇ ttendicke continuous, arranged in a Arr ⁇ y 6 of rows and columns openings 3.
  • the cylindrical openings 3 correspond to cylindrical preforms in the base body 1 with a diameter Do.
  • D Do - 2d, where d is the thickness of the parylene layer.
  • d the thickness of the parylene layer.
  • the layer thickness d in the relevant embodiment is almost as large as the diameter D of the opening 3.
  • the openings 3 of the element are not cylindrical but approximately conical. As FIG. 3 shows, the opening 3 can have a raised edge 4, which serves for the better alignment of an outlet jet.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment in which the coating 2 covers only one side of the main body beyond the insides of the preforms in the main body 1.
  • the elements according to FIGS. 2 to 4 may also have the basic shape shown in FIG. 5.
  • a nozzle element shown in FIG. 6 is not like the element of FIG. 5 plate-shaped but made as a curved plate, wherein the axes 5 of the openings 3 are spread like a fan. In appropriate geometry, a spray with a wide defined opening angle can be generated.
  • Fig. 7 shows a nozzle plate with a central array 6 of through holes 3 and with other structures whose function goes beyond the nozzle function of the plate. Notches 7 and 8 allow vibrations of the plate area having the openings. Edge graduations 9 and 10 serve to hold the element.
  • FIG. 8 shows a nozzle plate which has recesses 11 in regions of hole arrays.
  • the otherwise thicker plate has a high mechanical stability, in particular pressure stability.
  • the opening passages which are short compared to the plate thickness can be produced with particularly small opening diameters.
  • Fig. 9 shows a nozzle plate of piezoelectric ceramic with a hole array 6 in combination with an annular counter bearing made of plastic or metal.
  • the a bending transformer forming arrangement is suitable as a drive for a nebulizer / dispenser.
  • a nozzle plate of plastic or metal for an atomizer / dispenser shown in FIG. 10 is connected to an annular piezoelectric ceramic disk 13.
  • Fig. 1 1 a shows in plan view an element with an opening 3, wherein the
  • Layer thickness d is significantly smaller than the opening diameter D.
  • the layer thickness d is in the order of magnitude of the maximum tolerance fluctuation of the diameter D of the hole preforming in the main body 1.
  • the layer thickness d is significantly greater than the opening diameter D.
  • the much larger diameter Do of the preforming in the base body 1 can be produced with high accuracy by injection molding and / or laser processing.
  • the diameter D of the opening 3 can be produced by depositing the layer 2.
  • an opening diameter limiting mandrel 14 with a coating 2 repellent surface can be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Düsen-, Filter- oder/und Positionierelement mit wenigstens einer als Düsen-, Filter- bzw. Positionieröffnung dienenden Öffnung (3), sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Elements. Gemäß der Erfindung ist die Innenwand der Öffnung (3) durch eine Beschichtung (2) auf einem Grundkörper (1) gebildet und die Größe des Öffnungsquerschnitts durch die Dicke (d) dieser Beschichtung bestimmt.

Description

Beschreibung:
„Düsen-, Filter- oder/und Positionierelement"
Die Erfindung betrifft ein Element mit einer Öffnung oder einer Vielzahl solcher Öffnungen, das als Düse, als Filter oder zur Positionierung z.B. in den Öffnungen aufge- nommener biologischer Zellen dienen kann. Insbesondere betrifft die Erfindung ein solches Düsen-, Filter- oder/und Positionierelement, dessen Öffnung bzw. Öffnungen einen Durchmesserzwischen 1 und 100 μm und kleiner aufweisen. Zur Anwendung als Düse kommen solche Elemente hauptsächlich beim Dispensieren und Zerstäuben von Flüssigkeiten, z.B. in der Labor- und Pharmatechnik, oder bei der Dosierung zu inhalierender Medikamente, sowie auch bei der Erzeugung von Elektrospray zur Identifizierung von Molekülen mittels Massenspektroskopie. Bekannte Anwendungsbeispiele sind ferner Düsen von Tintenstrahldruckern. Anwendungen als Positionierelement ergeben sich hauptsächlich in der Elektrophysio- logie (Patch Clamping). Vor allem zur Feinzerstäubung von Medikamenten sind Düsendurchmesser von wenigen Mikrometern erforderlich.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Elements.
Die maßgenaue Herstellung insbesondere sehr kleine Öffnungen aufweisender EIe- mente ist schwierig. Die US 6,969,850 B2 beschreibt das Spritzgießen von Düsenelementen mit Öffnungsdurchmessern größer 10 μm, bei dem die Standzeit die Düsenöffnungen bildender Dorne wegen der unter hohem Druck eingespritzten Kunststoffschmelze begrenzt ist.
Aus der US 2006 0103051 Al ist die Herstellung von Düsenelementen durch Spritz- gießen in Kombination mit einer Laserbearbeitung bekannt. Düsendurchmesser lassen sich reproduzierbar bis hinunter zu etwa 10 μm herstellen. Für kleinere Düsendurchmesser bedarf es aufwendiger Lithographie- oder Plasmaätzverfahren. Mikrolöcher aufweisende Düsenelemente aus Silizium lassen sich nur mit hohem Aufwand herstellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand zur Herstellung von
Düsen-, Filter- oder/und Positionierelementen der eingangs genannten Art zu verringern.
Diese Aufgabe wird durch ein Düsen-, Filter- oder/und Positionierelement gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Innenwand der Öffnung durch eine auf einem Grundkörper abgeschiedene Beschichtung gebildet und die Größe des Öffnungsquerschnitts durch die Dicke dieser Beschichtung bestimmt ist.
Gemäß der Erfindung wird also ein Grundkörper mit einer der Öffnung ent- sprechenden Öffnungsvorformung hergestellt und die gewünschte Größe des Öffnungsquerschnitts wird durch Abscheiden einer Beschichtung auf der Innenwand der Öffnungsvorformung eingestellt.
Solche durch Abscheidung gebildeten Beschichtungen lassen sich mit hoher Ge-. nauigkeit in gewünschten Dicken erzeugen.
Während die aufgetragene Schichtdicke lediglich in der Größenordnung der Toleranzschwankungen des Öffnungsdurchmessers der Vorformung liegen und die Schichtdicke z.B. nur 5% des endgültigen Öffnungsdurchmessers betragen kann, werden in einer Ausführungsform der Erfindung erheblich größere Schichtdicken aufgetragen, die den Durchmesser der gebildeten Öffnung sogar übersteigen. Der Durchmesser der Vorformung kann dann wesentlich größer als der Enddurchmesser der Öffnung sein und eine solche Größe aufweisen, dass er sich reproduzierbar mit hoher Genauigkeit herstellen lässt. Dann kann auch der wesentlich kleinere Enddurchmesser entsprechend genau eingestellt werden.
Während die Dicke der Beschichtung durch Zufuhr des Beschichtungsmaterials in einer bestimmten Menge oder in einer bestimmten Konzentration über eine bestimmte Zeit einstellbar ist, kann eine Steuerung der Schichtdicke auch durch stän- dige Messung der Dicke der abgeschiedenen Schicht bzw. des jeweiligen Öffnungsdurchmessers während der Abscheidung erfolgen und die Abscheidung abgebrochen werden, wenn die gewünschte Querschnittsgröße erreicht ist. Bei der Abscheidung der Beschichtung lässt sich ein den Innendurchmesser der Öffnung begrenzender Dorn verwenden, der eine Oberfläche aufweist, an welcher die Beschichtung nicht anhaftet. Durch die Beschichtung wird der Dorn nicht beansprucht, der daher einen sehr geringen Durchmesser haben kann. Un- abhängig von Schwankungen des Durchmessers Do der Öffnungsvorform lassen sich konstante Öffnungsdurchmesser erzielen.
Der Grundkörper kann durch eine ebene oder gebogene Platte gebildet sein und eine Vielzahl durch die Platte durchgehender oder, bei einem Positionierelement, innerhalb der Platte endender Öffnungen aufweisen.
Der Grundkörper lässt sich ferner durch eine Folie oder Membran bilden, deren Abmessungen und mechanischen Eigenschaften so eingestellt werden können, dass bei einer Druckbeaufschlagung eine definierte Wölbung eintritt, sodass durch eine solche Lochmembran erzeugte Tröpfchen in einem definierten Raumwinkel austreten.
Die Beschichtung kann über die Innenwand der Öffnungsvorformung hinaus die Oberfläche des Grundkörpers ganz oder teilweise bedecken. In ersterem Fall be- darf es beim Abscheidungsprozess von Material auf dem Grundkörper keinerlei Abdeckung des Grundkörpers in bestimmten Bereichen.
Ggf. wird die Oberfläche des Grundkörpers vor der Beschichtung teilweise oder vollständig nasschemisch oder anderweitig physikalisch konditioniert, um die Haftung zwischen Grundkörper und Schicht zu verbessern.
Der Grundkörper lässt sich aus einem Kunststoff, einer ggf. piezoelektrischen Keramik oder einem Metall herstellen, während die Beschichtung z.B. aus einem Kunststoff, einem Metall oder Glas besteht.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper aus einem Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt und die Beschichtung besteht aus Parylene. Parylene ist ein Handelsname eines Polymers, das durch Abscheidung von Para-Xylylen aus der Gasphase unter Polymerisation dieser Verbindung ent- steht.
Das Element nach der Erfindung kann weitere Strukturen aufweisen, deren Funktion über die Düsen-, Filter- oder/und Positionierfunktion des Elements hinausgeht. Insbesondere kann das Element Teil eines Schwingungssystems, z.B. eines Biegewandlers sein, wobei z.B. in einer Piezoscheibe eines Piezoaktors selbst Düsenöffnungen gebildet sein können.
Die Öffnung kann zylindrisch oder/und konisch oder davon abweichend ausgebildet sein. In einer Ausführungsform der Erfindung ist an die Öffnung eine Randerhöhung angeformt, z.B. um einen möglichst gerichteten Ausgangsstrahl zu erzeugen. Die Öffnung kann einen Kanal in einer mikrofluidischen, ein- oder mehrteilig aufgebauten Flusszelle bilden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Düsen- oder/und Filterelement nach der Erfindung mit zylindrischen Durchgangsöffnungen, Fig. 2 ein Düsen- oder/und Filterelement nach der Erfindung mit konischen
Durchgangsöffnungen,
Fig. 3 ein Düsen- oder/und Filterelement nach der Erfindung mit konischen Durchgangsöffnungen, an denen eine Randerhöhung gebildet ist,
Fig. 4 ein Düsen- oder/und Filterelement nach der Erfindung mit einer sich nur über einen Teil der Oberfläche eines Grundkörpers erstreckenden Beschichtung,
Fig. 5 ein scheibenförmiges Düsen- oder/und Filterelement nach der Erfin- düng,
Fig. 6 ein bogenförmig ausgebildetes Düsen- oder/und Filterelement nach der Erfindung, Fig. 7 - 10 Düsenelemente nach der Erfindung, welche Strukturen aufweisen, die über Düsenfunktionen hinausgehende Funktionen erfüllen, Fig. 1 1 weitere Ausführungsbeispiele für Elemente nach der Erfindung, und
Fig. 12 eine die Herstellung von Elementen nach der Erfindung erläuternde
Darstellung.
Ein in den Fig. 1 und 5 gezeigtes Düsen- oder/und Filterelement in der Form einer Platte weist einen im Spritzgießverfahren hergestellten Grundkörper 1 aus Kunststoff sowie eine durch Abscheidung auf den Grundkörper aufgebrachte Beschichtung 2 aus Parylene auf. Die Beschichtung 2 ist durchgehend auf der gesamten Oberfläche des Grundkörpers 1 gebildet. Das Element weist ferner durch die gesamte Plαttendicke durchgehende, in einem Arrαy 6 aus Reihen und Spalten angeordnete Öffnungen 3 auf.
Den zylindrischen Öffnungen 3 entsprechen zylindrische Vorformungen in dem Grundkörper 1 mit einem Durchmesser Do. Für den Durchmesser D der Öffnungen 3 gilt: D = Do - 2d, wobei d die Dicke der Paryleneschicht ist. Wie Fig. 1 erkennen lässt, ist die Schichtdicke d in dem betreffenden Ausführungsbeispiel nahezu so groß wie der Durchmesser D der Öffnung 3.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 sind die Öffnungen 3 des Elements nicht zylindrisch sondern etwa konisch ausgebildet. Wie Fig. 3 zeigt, kann die Öffnung 3 eine Randerhöhung 4 aufweisen, welche der besseren Ausrichtung eines Austrittstrahls dient.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Beschichtung 2 über die Innenseiten der Vorformungen im Grundkörper 1 hinaus nur eine Seite des Grundkörpers bedeckt. Auch die Elemente nach Fig. 2 bis 4 können die in Fig. 5 gezeigte Grundform aufweisen.
Ein in Fig. 6 dargestelltes Düsenelement ist nicht wie das Element von Fig. 5 platten- förmig sondern als gebogene Platte hergestellt, wobei die Achsen 5 der Öffnungen 3 fächerartig aufgespreizt sind. In entsprechender Geometrie lässt sich ein Sprühstrahl mit einem breiten definierten Öffnungswinkel erzeugen.
Fig. 7 zeigt eine Düsenplatte mit einem zentralen Array 6 von Durchgangsöffnungen 3 und mit weiteren Strukturen, deren Funktion über die Düsenfunktion der Platte hinausgeht. Einkerbungen 7 und 8 ermöglichen Schwingungen des die Öffnungen aufweisenden Plattenbereichs. Randabstufungen 9 und 10 dienen der Halterung des Elements.
Aus Fig. 8 geht eine Düsenplatte hervor, die in Bereichen von Locharrays 6 Ausnehmungen 1 1 aufweist. Die im Übrigen dickere Platte weist eine große mechanische Stabilität auf, insbesondere Druckstabilität. Die gegenüber der Plattendicke kurzen Öffnungsdurchgänge lassen sich mit besonders kleinen Öffnungsdurchmessern her- stellen.
Fig. 9 zeigt eine Düsenplatte aus piezoelektrischer Keramik mit einem Locharray 6 im Verbund mit einem ringförmigen Gegenlager aus Kunststoff oder Metall. Die einen Biegewαndler bildende Anordnung eignet sich als Antrieb für einen Zerstäuber/ Dispenser.
Eine in Fig. 10 gezeigte Düsenplatte aus Kunststoff oder Metall für einen Zerstäuber/ Dispenser ist mit einer ringförmigen piezoelektrischen Keramikscheibe 13 verbunden.
Während bei den Ausführungsbeispielen von Fig. 1 bis 4 die Schichtdicke d eine mit dem Öffnungsdurchmesser D der Öffnungen 3 vergleichbare Größe aufweist, zeigt Fig. 1 1 a in Draufsicht ein Element mit einer Öffnung 3, bei welchem die
Schichtdicke d deutlich kleiner als der Öffnungsdurchmesser D ist. Die Schichtdicke d liegt in der Größenordnung der maximalen Toleranzschwankung des Durchmesser D der Lochvorformung im Grundkörper 1.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 1 b ist dagegen die Schichtdicke d deutlich größer als der Öffnungsdurchmesser D. Der wesentlich größere Durchmesser Do der Vorformung im Grundkörper 1 lässt sich mit hoher Genauigkeit durch Spritzgießen oder/und Laserbearbeitung herstellen. Entsprechend genau ist dann der Durchmesser D der Öffnung 3 durch Abscheiden der Schicht 2 herstellbar.
Wie aus Fig. 12 hervorgeht, kann bei der Bildung der Schicht 2 ein den Öffnungsdurchmesser begrenzender Dorn 14 mit einer die Beschichtung 2 abweisenden Oberfläche verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:
1 . Düsen-, Filter- oder/und Positionierelement mit wenigstens einer als Düsen-,
Filter- bzw. Positionieröffnung dienenden Öffnung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand der Öffnung (3) durch eine auf einem Grundkörper (1 ) abgeschiedene Beschichtung (2) gebildet und die Größe des Öffnungsquerschnitts durch die Dicke dieser Beschichtung (2) bestimmt ist.
2. Element nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) der Beschichtung (2) wenigstens 5% des Öffnungsdurchmessers (D) beträgt.
3. Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d) größer als der Öffnungsdurchmesser (D) ist.
4. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 ) eine ebene, gebogene oder biegbare Platte mit einer Anordnung (6) durch die Platte durchgehender oder/und innerhalb der Platte endender Öffnungsvorformungen umfasst.
5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung über die Innenseite der Öffnungsvorformung hinaus die Oberfläche des Grundkörpers (1 ) ganz oder teilweise bedeckt.
6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 ) einen Kunststoff, eine, ggf. piezoelektrische, Keramik oder ein Metall umfasst.
7. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) einen Kunststoff, ein Metall oder/und Glas umfasst.
8. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet dass der Grundkörper aus einem Kunststoff und die Beschichtung aus Parylene besteht.
9. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Element Strukturen (7-1 1 ) aufweist, deren Funktion über die Düsen- Filter- oder Positionierfunktion des Elements hinausgeht.
10. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Element Teil eines Schwingungssystems ist, insbesondere eines Biegewandlers.
11. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (3) zylindrisch oder/und konisch ausgebildet ist.
12. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (3), insbesondere ausgangsseitig, eine Randerhöhung (4) aufweist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Düsen-, Filter- oder/und Positionierelements, das wenigstens eine als Düsen-, Filter- bzw. Positionieröffnung dienende Öffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundkörper (1 ) mit einer der Öffnung (2) entsprechenden Öffnungsvorformung hergestellt und die gewünschte Größe des Öffnungsquerschnitts durch Abscheiden einer Beschichtung (2) auf der Innenwand der Öffnungsvorformung hergestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 ) als Kunststoff teil durch Spritzgießen oder/und Laserbearbeitung hergestellt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (2) durch Abscheidung von Parylene hergestellt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass über die Innenwand der Öffnungsverformung hinaus der Grundkörper (1 ) ganz oder teilweise beschichtet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (d) der Beschichtung durch Zufuhr des Beschichtungs- materials in einer bestimmten Menge oder/und Konzentration über eine bestimmte Zeit eingestellt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass während des Auftragens der Beschichtung die Schichtdicke (d) oder der Öffnungsdurchmesser (D) ständig gemessen und die Abscheidung ab- gebrochen wird, wenn die gewünschte Größe der Öffnung erreicht ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Abscheidung ein den Öffnungsdurchmesser (D) begrenzender Dorn (14) verwendet wird.
20. Mikrofluidisches System zum Gewinnen, Manipulieren, Transportieren, Analysieren oder/und Freisetzen kleiner Fluidmengen mit einem Element nach einem der Ansprüche 1 bis 12 bzw. einem nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19 hergestellten Element.
PCT/DE2008/001732 2007-10-27 2008-10-21 Düsen-, filter- oder/und positionierelement WO2009052805A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007051487.7 2007-10-27
DE102007051487A DE102007051487A1 (de) 2007-10-27 2007-10-27 Düsen-, Filter- oder/und Positionierelement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009052805A2 true WO2009052805A2 (de) 2009-04-30
WO2009052805A3 WO2009052805A3 (de) 2010-01-21

Family

ID=40490258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2008/001732 WO2009052805A2 (de) 2007-10-27 2008-10-21 Düsen-, filter- oder/und positionierelement

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007051487A1 (de)
WO (1) WO2009052805A2 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9610579B2 (en) 2014-01-07 2017-04-04 Daktari Diagnostics, Inc. Fluid delivery devices, systems, and methods
US9662650B2 (en) 2013-07-29 2017-05-30 Atlas Genetics Limited Fluidic cartridge and method for processing a liquid sample
US9816135B2 (en) 2013-07-29 2017-11-14 Atlas Genetics Limited Fluidic cartridge for nucleic acid amplification and detection
US9908114B2 (en) 2013-07-29 2018-03-06 Atlas Genetics Limited Cartridge, cartridge reader and method for preventing reuse of the cartridge
US9993818B2 (en) 2013-07-29 2018-06-12 Atlas Genetics Limited Valve which depressurises, and a valve system
US9999883B2 (en) 2013-07-29 2018-06-19 Atlas Genetics Limited System and method for processing fluid in a fluidic cartridge
CN114904961A (zh) * 2016-12-02 2022-08-16 阿普塔尔法国简易股份公司 分配壁的制造方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013202532A1 (de) * 2013-02-16 2014-08-21 Aptar Radolfzell Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Spenders, Spender sowie Werkzeug hierfür
WO2019106315A1 (fr) * 2017-12-01 2019-06-06 Aptar France Sas Procédé de fabrication d'une paroi de distribution
EP4088822A1 (de) * 2021-05-12 2022-11-16 PARI Pharma GmbH Vernebelungsvorrichtung für einen inhalator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6126269A (en) * 1993-10-29 2000-10-03 Seiko Epson Corporation Nozzle plate for ink jet printer and method of manufacturing said nozzle plate
US20020084290A1 (en) * 2000-11-10 2002-07-04 Therics, Inc. Method and apparatus for dispensing small volume of liquid, such as with a weting-resistant nozzle
US6622872B1 (en) * 1997-11-07 2003-09-23 California Institute Of Technology Micromachined membrane particle filter using parylene reinforcement
US20050178862A1 (en) * 2000-08-28 2005-08-18 Aquamarijn Holding B.V. Nozzle device and nozzle for atomisation and/or filtration and methods for using the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6800849B2 (en) 2001-12-19 2004-10-05 Sau Lan Tang Staats Microfluidic array devices and methods of manufacture and uses thereof
US7618576B2 (en) 2004-11-12 2009-11-17 Phoenix S&T, Inc. Microfluidic array devices and methods of manufacture thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6126269A (en) * 1993-10-29 2000-10-03 Seiko Epson Corporation Nozzle plate for ink jet printer and method of manufacturing said nozzle plate
US6622872B1 (en) * 1997-11-07 2003-09-23 California Institute Of Technology Micromachined membrane particle filter using parylene reinforcement
US20050178862A1 (en) * 2000-08-28 2005-08-18 Aquamarijn Holding B.V. Nozzle device and nozzle for atomisation and/or filtration and methods for using the same
US20020084290A1 (en) * 2000-11-10 2002-07-04 Therics, Inc. Method and apparatus for dispensing small volume of liquid, such as with a weting-resistant nozzle

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9662650B2 (en) 2013-07-29 2017-05-30 Atlas Genetics Limited Fluidic cartridge and method for processing a liquid sample
US9816135B2 (en) 2013-07-29 2017-11-14 Atlas Genetics Limited Fluidic cartridge for nucleic acid amplification and detection
US9908114B2 (en) 2013-07-29 2018-03-06 Atlas Genetics Limited Cartridge, cartridge reader and method for preventing reuse of the cartridge
US9993818B2 (en) 2013-07-29 2018-06-12 Atlas Genetics Limited Valve which depressurises, and a valve system
US9999883B2 (en) 2013-07-29 2018-06-19 Atlas Genetics Limited System and method for processing fluid in a fluidic cartridge
US9610579B2 (en) 2014-01-07 2017-04-04 Daktari Diagnostics, Inc. Fluid delivery devices, systems, and methods
CN114904961A (zh) * 2016-12-02 2022-08-16 阿普塔尔法国简易股份公司 分配壁的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102007051487A1 (de) 2009-04-30
WO2009052805A3 (de) 2010-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009052805A2 (de) Düsen-, filter- oder/und positionierelement
DE69933840T2 (de) Inhalator mit Ultraschallzerstäuber dessen Sprühöffnungen den Maximalamplituden eines stehenden Wellenmusters überlagert sind
DE69326158T2 (de) Zerstäubungsdüse, filter und zerstäubungsvorrichtung
DE69809779T2 (de) Mikrostrukturierter filter
EP2414560B1 (de) Verfahren zur beschichtung einer oberfläche eines bauteils
EP1799357B1 (de) Dosiervorrichtung
DE60122507T2 (de) Flüssigkeitstropfensprühvorrichtung
EP1641569B1 (de) Mikrostrukturierte hochdruckdüse mit eingebauter filterfunktion
DE102013219628B4 (de) Applikations-Element, Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen einer Schicht eines viskosen Materials auf ein Substrat sowie eine Vorform
EP3691722A1 (de) Düsenkörper und sprühvorrichtung
CH695546A5 (de) Dralldruck-Düse.
US20200094268A1 (en) Nozzle device and a method of manufacturing the same
EP1493492A1 (de) Mikrostrukturierte Hochdruckdüse mit eingebauter Filterfunktion
DE102011005471B4 (de) Mikro-Ejektor und Verfahren für dessen Herstellung
WO2006005487A1 (de) Mikrostrukturierte vorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung
WO2015172996A1 (de) Vorrichtung zum fokussieren eines aus einer ausgabeöffnung einer ausgabevorrichtung einer jet-vorrichtung ausgegebenen viskosen mediums, jet-system und produktionsanlage
EP1142642B1 (de) Mikropumpe zur Abgabe von kleinen Flüssigkeitstropfen
DE102013101403B4 (de) Sensor zur Ermittlung einer Prozessgröße eines Mediums und Verfahren zur Herstellung des Sensors
EP1200198B1 (de) Aktorbauglied für einen mikrozerstäuber und verfahren zu seiner herstellung
DE102006010877A1 (de) Wirbeldüse
DE102005024518A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Beschichten eines Substrates
DE10307568B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Membran mit Membranlöchern und nach diesem Verfahren hergestellte Mikro-/Nanomembran
WO2015197126A1 (de) Verfahren zum bonden von substraten mit verteilen eines verbindungsmaterials durch annähern der substrate
KR102637856B1 (ko) 노즐 열의 일단 또는 양단 영역에 감소된 노즐 직경을 가지는 다공판
DE102022104802A1 (de) Verfahren zum herstellen eines düsenkörpers und mit dem verfahren hergestellter düsenkörper

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08843106

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08843106

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2