特許 5957306 ガス発生材及びマイクロポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5957306

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月27日

(54)【発明の名称】ガス発生材及びマイクロポンプ

(51)【国際特許分類】

   C06D 5/00 20060101AFI20160714BHJP

   B81B 1/00 20060101ALI20160714BHJP

   B01J 7/00 20060101ALI20160714BHJP

【ＦＩ】

   C06D5/00 Z

   B81B1/00

   B01J7/00 A

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-134756(P2012-134756)

(22)【出願日】2012年6月14日

(65)【公開番号】特開2013-256429(P2013-256429A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2015年3月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】特許業務法人 宮▲崎▼・目次特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野村 茂

(72)【発明者】

【氏名】赤木 良教

【審査官】 ▲来▼田 優来

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０８４１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９７１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０５１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１６１９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０６Ｄ，Ｂ０１Ｊ，Ｂ８１Ｂ

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アジド化合物からなるガス発生剤、第一級もしくは第二級のアミノ基またはチオール基を有する化合物、及び光増感剤を含む、ガス発生材。

【請求項2】

前記アジド化合物が、スルフォニルアジド基を有する、請求項１に記載のガス発生材。

【請求項3】

前記アジド化合物は、下記の一般式（１）で表される化合物である、請求項２に記載のガス発生材。

【化1】

（一般式（１）において、Ｒ^１〜Ｒ^５は、同一または異なって、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、アミド基、置換基を有していてもよい飽和または不飽和の直鎖状、分岐鎖状または環状の炭化水素基、あるいは置換基を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のアルコキシ基である。）

【請求項4】

前記第一級もしくは第二級のアミノ基またはチオール基を有する化合物の含有量は、前記ガス発生剤１００質量部に対して、５質量部〜９５質量部である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス発生材。

【請求項5】

前記ガス発生材中の前記アジド化合物からなるガス発生剤の含有量は、３０質量％〜９２質量％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス発生材。

【請求項6】

前記ガス発生材中の前記光増感剤の含有量は、前記ガス発生剤１００質量部に対して、０．５質量部〜２０質量部である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガス発生材。

【請求項7】

さらにバインダー樹脂を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガス発生材。

【請求項8】

前記アジド化合物からなるガス発生剤の含有量は、３０質量％〜８０質量％であり、前記光増感剤の含有量は、０．１質量％〜１７質量％であり、前記バインダー樹脂の含有量は、６質量％〜６５質量％である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガス発生材。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか一項に記載のガス発生材と、
マイクロ流路が形成された基材と、
を備え、
前記ガス発生材は、前記ガス発生材において発生したガスが前記マイクロ流路に供給されるように配されている、マイクロポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス発生材及びそれを備えるマイクロポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、小型で、携帯性に優れる分析装置として、マイクロ流体デバイスを用いた分析装置が用いられるようになってきている。このマイクロ流体デバイスを用いた分析装置では、マイクロ流路内でサンプルの送液、希釈、分析などを行うことができる。

【0003】

マイクロ流体デバイスでは、マイクロ流路内におけるサンプルの送液などのために、マイクロポンプが設けられている。例えば、特許文献１には、光応答性ガス発生材料を用いたマイクロポンプが開示されている。また、特許文献２には、側鎖にアジドメチル基及び水酸基を有する脂肪族ポリエーテルを含むガス発生剤が開示されている。特許文献３には、グリシジルアジドポリマーを含む組成物が開示されている。非特許文献１には、末端水酸基ポリエーテルに関して、側鎖にメチルアジド基を有するグリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ）及びその製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−８９２５９号公報

【特許文献2】特開平８−３１０８８８号公報

【特許文献3】特開平８−１０９０９３号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】工業火薬 Ｖｏｌ．５１，Ｎｏ．４，１９９０，Ｐ．２１６−２１７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

近年、マイクロデバイスの複雑化などに伴って、マイクロポンプの構造の簡略化及び小型化を進め、ポンプを高密度に実装したいという要望がある。

【0007】

本発明は、単位時間あたりのガス発生量が多いガス発生材を提供することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のガス発生材は、アゾ化合物またはアジド化合物からなるガス発生剤、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物、及び光増感剤を含む。

【0009】

ヘテロ原子は、窒素原子、酸素原子または硫黄原子であることが好ましい。

【0010】

ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物は、第一級もしくは第二級のアミノ基、水酸基、カルボキシル基、チオール基のいずれかを有する化合物であることが好ましい。

【0011】

ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物の含有量は、ガス発生剤１００質量部に対して、５質量部〜９５質量部であることが好ましい。

【0012】

ガス発生材中のアゾ化合物またはアジド化合物からなるガス発生剤の含有量は、３０質量％〜９２質量％であることが好ましい。

【0013】

アジド化合物からなるガス発生剤は、スルフォニルアジド基またはアジドメチル基を有する化合物であることが好ましい。

【0014】

ガス発生材中の光増感剤の含有量は、ガス発生剤１００質量部に対して、０．５質量部〜２０質量部であることが好ましい。

【0015】

ガス発生材は、さらにバインダー樹脂を含むことが好ましい。

【0016】

アゾ化合物またはアジド化合物からなるガス発生剤の含有量は、３０質量％〜８０質量％であり、光増感剤の含有量は、０．１質量％〜１７質量％であり、バインダー樹脂の含有量は、６質量％〜６５質量％であることが好ましい。

【0017】

本発明のマイクロポンプは、上記のガス発生材と、マイクロ流路が形成された基材とを備える。ガス発生材は、ガス発生材において発生したガスがマイクロ流路に供給されるように配されている。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、単位時間あたりのガス発生量が多いガス発生材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態に係るマイクロポンプの略図的断面図である。

【図2】変形例に係るマイクロポンプの略図的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

【0021】

また、実施形態において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

【0022】

図１は、本実施形態に係るマイクロポンプの略図的断面図である。図１に示すように、マイクロポンプ１は、板状の基材１０を備えている。基材１０は、例えば、樹脂、ガラス、セラミックスなどにより構成することができる。基材１０を構成する樹脂としては、例えば、有機シロキサン化合物、ポリメタクリレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。有機シロキサン化合物の具体例としては、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチル水素シロキサンなどが挙げられる。

【0023】

基材１０には、主面１０ａに開口しているマイクロ流路１０ｂが形成されている。

【0024】

ここで、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体に所謂マイクロ効果が発現する形状寸法に形成されている流路をいう。具体的には、「マイクロ流路」とは、マイクロ流路を流れる液体が、表面張力と毛細管現象との影響を強く受け、通常の寸法の流路を流れる液体とは異なる挙動を示す形状寸法に形成されている流路をいう。

【0025】

主面１０ａの上には、フィルム状のガス発生材１１ａが貼付されている。マイクロ流路１０ｂの開口は、このガス発生材１１ａにより覆われている。このため、ガス発生材１１ａに光や熱などの外部刺激が加わることによりガス発生材１１ａから発生したガスは、マイクロ流路１０ｂに導かれる。

【0026】

ガス発生材１１ａの厚みは、特に限定されないが、例えば、５μｍ〜５ｍｍ程度とすることができ、好ましくは１０μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。

【0027】

ガス発生材１１ａは、ガスバリア層１２により覆われている。このガスバリア層１２により、ガス発生材１１ａにおいて発生したガスが主面１０ａとは反対側に流出することが抑制され、マイクロ流路１０ｂに効率的に供給される。このため、ガスバリア層１２は、ガス発生材１１ａにおいて発生したガスの透過性が低いものであることが好ましい。

【0028】

ガスバリア層１２は、例えば、ポリアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ガラスなどにより構成することができる。

【0029】

なお、ガスバリア層１２の厚みは、ガスバリア層１２の材質などによって異なるが、例えば、１０μｍ〜１ｍｍ程度とすることができ、好ましくは２５μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。ガスバリア層１２は、光を透過させる場合に、紫外線領域の光の減衰が起きにくいものであることが好ましい。

【0030】

ガス発生材１１ａは、ガス発生剤を含む。ガス発生剤は、アゾ化合物またはアジド化合物からなる。ガス発生剤は、熱や光などの外部刺激が加わった際にガスを発生させるアゾ化合物またはアジド化合物であれば、特に限定されず、公知のアゾ化合物またはアジド化合物であってもよい。

【0031】

ガス発生剤となるアゾ化合物の具体例としては、例えば、２，２’−アゾビス（Ｎ−シクロヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルプロピル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ブチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−メチルエチル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス（Ｎ−ヘキシル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−プロピル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス（Ｎ−エチル−２−メチルプロピオンアミド）、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ヒドロキシメチル）−２−ヒドロキシエチル］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［２−（１−ヒドロキシブチル）］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−プロペニル）−２−メチルプロピオンアミド］、２，２’−アゾビス［２−（５−メチル−２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］ジサルフェイトジハイドロレート、２，２’−アゾビス［２−（３，４，５，６−テトラハイドロピリミジン−２−イル）プロパン］ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス｛２−［１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾイリン−２−イル］プロパン｝ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾイリン−２−イル）プロパン］、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミダイン）ハイドロクロライド、２，２’−アゾビス（２−アミノプロパン）ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシアシル）−２−メチル−プロピオンアミダイン］、２，２’−アゾビス｛２−［Ｎ−（２−カルボキシエチル）アミダイン］プロパン｝、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミドオキシム）、ジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）、ジメチル２，２’−アゾビスイソブチレート、４，４’−アゾビス（４−シアンカルボニックアシッド）、４，４’−アゾビス（４−シアノペンタノイックアシッド）、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）などが挙げられる。これらのアゾ化合物は、特定の波長域の光、熱などによる刺激を受けることにより窒素ガスを発生させる。

【0032】

なお、アゾ化合物は、衝撃によっては気体を発生しないことから、取り扱いが極めて容易である。また、アゾ化合物は、連鎖反応を起こして爆発的に気体を発生させることもなく、光の照射を中断することで気体の発生を中断させることもできる。このため、アゾ化合物をガス発生剤として用いることによりガス発生量の制御が容易となる。

【0033】

ガス発生剤となるアジド化合物としては、例えば、スルフォニルアジド基またはアジドメチル基を有する化合物が挙げられる。

【0034】

スルフォニルアジド基を有する化合物としては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物が挙げられる。

【0035】

【化1】

【0036】

一般式（１）において、Ｒ^１〜Ｒ^５は、同一または異なって、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アミノ基、アミド基、置換基を有していてもよい飽和または不飽和の直鎖状、分岐鎖状または環状の炭化水素基、あるいは置換基を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のアルコキシ基である。

【0037】

一般式（１）のＲ^１〜Ｒ^５において、置換基を有していてもよい飽和または不飽和の直鎖状、分岐鎖状または環状の炭化水素基の炭素数は、１〜３０程度の範囲であることが好ましく、３〜２０程度の範囲であることがより好ましく、６〜１８程度の範囲であることがさらに好ましい。また、置換基としては、炭素数が１〜３であるアルキル基、ハロゲン原子などが挙げられる。

【0038】

一般式（１）のＲ^１〜Ｒ^５において、置換基を有していてもよい直鎖状または分岐鎖状のアルコキシ基の炭素数は、１〜２０程度の範囲であることが好ましく、３〜１６程度の範囲であることがより好ましく、６〜１２程度の範囲であることがさらに好ましい。また、置換基としては、炭素数が１〜３であるアルキル基、ハロゲン原子などが挙げられる。

【0039】

一般式（１）において、Ｒ^３は、アミド基、置換基を有していてもよい飽和または不飽和の直鎖状、分岐鎖状または環状の炭化水素基、置換基を有していてもよい直鎖状もしくは分岐鎖状のアルコキシ基などであることが好ましい。また、Ｒ^１，Ｒ^２，Ｒ^４，Ｒ^５は、それぞれ、水素原子であることが好ましい。

【0040】

アジドメチル基を有する化合物としては、例えば、グリシジルアジドポリマーが挙げられる。グリシジルアジドポリマーとしては、側鎖にアジドメチル基を有し、末端に水酸基を有する脂肪族ポリエーテルが好ましい。側鎖にアジドメチル基を有し、末端に水酸基を有する脂肪族ポリエーテルとしては、例えば、下記一般式（２−１）で表される化合物が挙げられる。

【0041】

Ｈ（Ｂ）_ｑ（Ａ）_ｎＯＲ^１Ｏ（Ａ）_ｍ（Ｂ）_ｒＨ （２−１）
［式中、ｍ＋ｎ＝２〜２０、ｍ≧１、ｎ≧１、ｑ＋ｒ＝１０〜３５、ｑ≧５、ｒ≧５。Ａ単位は、−ＯＲ^２−である。Ｂ単位は、−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_２Ｎ_３）Ｏ−である。Ｒ^１は、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−、−〔（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｘＣＨ_２ＣＨ_２〕−、または−〔（ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｙＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２〕−である。ｘは、１０〜２５、ｙは、５〜２０である。Ｒ^２は、−ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２−、−ＣＨ_２ＣＨ_２−、又は−ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）−である。］

【0042】

また、側鎖にアジドメチル基を有し、末端に水酸基を有する脂肪族ポリエーテルとしては、例えば、下記一般式（２−２）で表される化合物が挙げられる。

【化2】

一般式（２−２）において、ｍは、１〜２０の整数であり、３〜１５の整数であることが好ましい。ｌ＋ｎは、７〜５０の整数であり、１０〜３０の整数であることが好ましい。

【0043】

これらのアジド化合物は、特定の波長域の光、熱、超音波、衝撃などによる刺激を受けることにより分解して、窒素ガスを発生させる。

【0044】

ガス発生材１１ａにおいて、ガス発生剤は３０質量％〜９２質量％程度の範囲で含まれていることが好ましく、４０質量％〜９０質量％程度の範囲で含まれていることがより好ましく、５５質量％〜９０質量％程度の範囲で含まれていることがさらに好ましい。ガス発生剤が３０質量％以上であると十分なガス発生量を得ることが可能となる。ガス発生材１１ａは、光増感剤やヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物を含む必要があるため、ガス発生剤の上限は、９２質量％程度である。

【0045】

ガス発生材１１ａは、アゾ化合物またはアジド化合物からなるガス発生剤に加えて、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物を含む。ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物は、ガス発生剤が光などの刺激を受けて、窒素ガスなどを発生するときに生じるラジカルを捕捉し得る化合物である。ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物は、水素供与材として機能し得る化合物である。

【0046】

ガス発生材１１ａでは、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物のようなラジカルを捕捉し得る化合物を含むことにより、上述の窒素ガスの発生がスムーズに行われ、ガス発生量を増加することが可能となる。

【0047】

ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物のヘテロ原子としては、例えば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などが挙げられる。

【0048】

ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物は、第一級もしくは第二級のアミノ基、水酸基、カルボキシル基またはチオール基のいずれかを有する化合物であることが好ましい。ラジカルを捕捉する機能という観点から、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物は、これらの中でも、第一級もしくは第二級のアミノ基またはチオール基のいずれかを有する化合物であることが好ましい。

【0049】

ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物としては、例えば、第一級もしくは第二級アミノ基、水酸基、カルボキシル基またはチオール基のいずれかを有する脂肪族炭化水素が挙げられる。脂肪族炭化水素の炭素数は、１〜３０程度の範囲であることが好ましく、３〜２０程度の範囲であることがより好ましく、４〜１８程度の範囲であることがさらに好ましい。

【0050】

第一級もしくは第二級アミノ基を有する脂肪族炭化水素の具体例としては、メチルアミン、エチルアミン、ブチルアミン、ドデシルアミン、プロピルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン（一級アミン）、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン（二級アミン）などが挙げられる。水酸基を有する脂肪族炭化水素の具体例としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、１−ペンタノール、１−ヘキサノール、１−ヘプタノール、１−オクタノール、１−ノナノール、１−デカノール、１−ウンデカノール、１−ドデカノールなどが挙げられる。カルボキシル基を有する脂肪族炭化水素の具体例としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸などが挙げられる。チオール基を有する脂肪族炭化水素の具体例としては、エタンチオール、メタンチオール、１−プロパンチオール、１−ブタンチオール、１−ペンタンチオール、１−ヘキサンチオール、１−ヘプタンチオール、１−オクタンチオール、１−ノナンチオール、１−デカンチオール、１−ウンデカンチオール、１−ドデカンチオールなどが挙げられる。

【0051】

また、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物としては、例えば、第一級もしくは第二級アミノ基、水酸基、カルボキシル基またはチオール基のいずれかを複数有するポリマーであってもよい。第一級もしくは第二級アミノ基を複数有する化合物やポリマーとしては、アミノエチル化アクリルポリマー、アクリルアミドモノマーとＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートモノマーの共重合、アクリルアミドモノマーとＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートモノマーの共重合などが挙げられる。水酸基を複数有するポリマーとしては、（ポリ）エチレングリコール、（ポリ）プロピレングリコール、（ポリ）テトラメチレングリコール、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートの重合体、グリセリンなどが挙げられる。カルボキシル基を複数有する化合物ポリマーとしては、２エチルヘキシルアクリレートとアクリル酸の共重合体、ブチルアクリレートとアクリル酸の共重合体、エチルアクリレートとアクリル酸の共重合体などが挙げられる。チオール基を複数有する化合物やポリマーとしては、トリメチロールプロパン トリス（３−メルカプトブチレート）、トリメチロールエタン トリス（３−メルカプトブチレート）、ペンタエリスリトール テトラキス（３−メルカプトブチレート）などが挙げられる。

【0052】

ガス発生材１１ａにおいて、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物は、ガス発生剤１００質量部に対して、５質量部〜９５質量部程度の範囲で含まれていることが好ましく、５質量部〜７０質量部程度の範囲で含まれていることがより好ましく、１０質量部〜５０質量部程度の範囲で含まれていることがさらに好ましい。

【0053】

ガス発生材１１ａは、さらに光増感剤を含む。光増感剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ジエチルチオキサントン、アントラキノン、ベンゾイン、アクリジン誘導体などが挙げられる。

【0054】

光増感剤は、ガス発生剤１００質量部に対して、０．５質量部〜２０質量部程度の範囲で含まれていることが好ましく、１質量部〜１０質量部程度の範囲で含まれていることがさらに好ましい。

【0055】

また、光増感剤は、ガス発生材１１ａ中、０．１質量％〜１７質量％程度の範囲で含まれていることが好ましく、１質量％〜１５質量％程度の範囲で含まれていることがより好ましく、１質量％〜１０質量％程度の範囲で含まれていることがさらに好ましい。

【0056】

ガス発生材１１ａは、バインダー樹脂をさらに含んでいてもよい。バインダー樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、グリシジルアジドポリマーなどが挙げられる。バインダー樹脂は、ガス発生材１１ａの形状が保持できるような範囲で含まれていることが好ましい。

【0057】

ガス発生材１１ａがバインダー樹脂を含む場合、バインダー樹脂は、例えば、ガス発生剤１００質量部に対して、２０質量部〜２００質量部程度の範囲で含まれていることが好ましく、３０質量部〜１５０質量部程度の範囲で含まれていることがさらに好ましい。

【0058】

また、ガス発生材１１ａがバインダー樹脂を含む場合、バインダー樹脂は、ガス発生材１１ａ中、６質量％〜７０質量％程度の範囲で含まれていることが好ましく、２０質量％〜６５質量％程度の範囲で含まれていることがより好ましく、４０質量％〜６５質量％程度の範囲で含まれていることがさらに好ましい。なお、バインダー樹脂として、アクリル系樹脂を用いた場合、ガス発生材１１ａ中にバインダー樹脂が２０質量％以上含まれると、ガス発生材１１ａに粘着性を付与することが可能となり好ましい。

【0059】

また、ガス発生材１１ａは、バインダー樹脂と共に粘着付与剤を含んでもよい。

【0060】

ガス発生材１１ａは、アゾ化合物またはアジド化合物からなるガス発生剤に加えて、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物を含む。これにより、ガス発生材１１ａでは、単位時間あたりのガス発生量を多くすることができる。

【0061】

ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物を含むことによりガス発生材１１ａのガス発生量が多くなる詳細な機構は明らかではないが、例えば、次のような機構が考えられる。アゾ化合物またはアジド化合物からなるガス発生剤に光などの刺激が加わり、窒素ガスを発生するときに、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物を含むことにより、窒素ガスが発生する反応が進行しやすくなると考えられる。

【0062】

ガス発生材１１ａは、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物を含む。このため、ガス発生反応が進行しやすくなり、その結果として、ガス発生材１１ａの単位時間あたりのガス発生量を多くすることができるものと考えられる。

【0063】

また、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物において、ヘテロ原子に結合した水素原子は、親水性を有する。一方、例えば、アジド化合物からなるガス発生剤において、スルフォニルアジド基やアジドメチル基は、親水性を有する。よって、例えば、アジド化合物からなるガス発生剤において、スルフォニルアジド基やアジドメチル基以外の部分が疎水性を有すれば、親水性を有するスルフォニルアジド基やアジドメチル基と、親水性を有するヘテロ原子に結合した水素原子とが集まりやすくなる。そうすると、親水性を有する官能基同士の距離が近くなり、光などの刺激によってガス発生剤から発生したラジカルが効率的にヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物によって捕捉されると考えられる。従って、ガス発生材１１ａの単位時間あたりのガス発生量をより多くすることができると考えられる。このような観点から、例えば、ガス発生材１１ａが一般式（１）で表される化合物である場合、Ｒ^１〜Ｒ^５の少なくとも一つは、置換基を有していてもよい飽和または不飽和の直鎖状、分岐鎖状または環状の炭化水素基であることが好ましい。この炭化水素基の炭素数は、３〜１６程度の範囲であることがより好ましく、６〜１２程度の範囲であることがさらに好ましい。また、このような観点から、ガス発生材１１ａが一般式（２−２）で表される化合物である場合には、ｍは、１〜２０の整数であり、ｌ＋ｎは、７〜５０の整数であることが好ましい。さらに、例えば、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物において、第一級もしくは第二級アミノ基、水酸基、カルボキシル基またはチオール基のいずれかを有する脂肪族炭化水素の炭素数が、３〜３０程度の範囲、特に６〜２０の範囲であると、ヘテロ原子に結合した水素原子と、ガス発生剤のスルフォニルアジド基やアジドメチル基とがより集まりやすくなるため好ましい。この脂肪族炭化水素の炭素数は、４〜１８程度の範囲内であることがより好ましい。

【0064】

（変形例）
図２は、上記の実施形態の変形例に係るマイクロポンプの略図的断面図である。

【0065】

本変形例に係るマイクロポンプ２は、ガス発生材の形状及び基材１０の形状において、上記の実施形態に係るマイクロポンプ１と異なる。

【0066】

本変形例では、マイクロ流路１０ｂは、基材１０内に形成されたポンプ室１０ｃに接続されている。ガス発生材１１ｂは、ブロック状に形成されており、ポンプ室１０ｃ内に配されている。

【0067】

本実施形態に係るマイクロポンプ２においても、上記マイクロポンプ１と同様に、高出力かつ長駆動時間を実現することができる。

【0068】

以下、本発明について、具体的な実施例に基づいて、さらに詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。

【0069】

（実施例１）
２−エチルへキシルアクリレートを９６．５質量部と、アクリル酸を３質量部と、２−ヒドロキシエチルアクリレートを０．５質量部とを混合し、アクリル系共重合体（重量平均分子量７０万）を作製した。バインダー樹脂としてこのアクリル系共重合体を１９０質量部と、ガス発生剤として４−ドデシルベンゼンスルフォニルアジド（東洋紡社製のＤＢＳＮ）を１００質量部と、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物として１−ブタンチオールを１０質量部と、光増感剤としてジエチルチオキサントン（チバスペシャルティケミカルズ社製のＤＥＴＸ−Ｓ）を３．５質量部と、溶剤として酢酸エチルを３８０質量部とを混合し、離型ＰＥＴフィルム上に塗工し、１１０℃で５分間乾燥した。これを離型ＰＥＴで保護し、一日養生させて、厚み５０μｍのフィルム状のガス発生材を得た。

【0070】

このガス発生材を用いて、上記第１の実施形態のマイクロポンプ１と実質的に同様の構成を有するマイクロポンプを作製した。

【0071】

マイクロ流路１０ｂの断面形状は、０．５ｍｍ角の矩形状とした。マイクロ流路１０ｂの長さは、８００ｍｍとした。マイクロ流路１０ｂの両端は大気に開放した状態となるよう、主面１０ａ上に開口部を２つ形成した。ガス発生材は、直径０．６ｃｍサイズで、厚み５０μｍのフィルム状とした。ガス発生材１１ｂは、直径０．６ｃｍサイズで、厚み５０μｍの円盤状とし、前記開口部の片方を覆うように設置した。ガスバリア層１２は、厚さ２００μｍの透明ＰＥＴフィルムを用いて、ガス発生材に積層した。マイクロ流路１０ｂの他方の開口部は大気に開放した状態とした。

【0072】

次に、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表１に示す。

【0073】

なお、ガス発生量の測定では、３８０ｎｍの紫外線ＬＥＤ（ナイトレイドセミコンダクター社製のＮＳ３７５Ｌ−５ＲＦＳ）で２分間照射したときのガスの発生量を測定した。ガス発生量の測定方法は、マイクロ流路１０ｂの前記、大気に開放された開口部とメスピペットとをシリコンチューブでつなぎ、この中を水で充填させ、その後、ガス発生材に紫外線を照射し、発生したガスによるメスピペット内の水の体積変化を読み取る方法とした。

【0074】

（実施例２）
アクリル系共重合体を１５０質量部とし、１−ブタンチオールを５０質量部としたこと以外は、実施例１と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表１に示す。

【0075】

（実施例３）
ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物として１−ブタンチオールの代わりに１−ドデカンチオールを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表１に示す。

【0076】

（実施例４）
アクリル系共重合体を１５０質量部とし、１−ドデカンチオールを５０質量部使用したこと以外は、実施例３と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表１に示す。

【0077】

（実施例５）
ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物として１−ブタンチオールの代わりにブチルアミンを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表１に示す。

【0078】

（実施例６）
アクリル系共重合体を１５０質量部とし、ブチルアミンを５０質量部使用したこと以外は、実施例５と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表１に示す。

【0079】

（実施例７）
ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物として１−ブタンチオールの代わりにドデシルアミンを使用したこと以外は、実施例１と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表１に示す。

【0080】

（実施例８）
アクリル系共重合体を１５０質量部とし、ドデシルアミンを５０質量部使用したこと以外は、実施例７と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表１に示す。

【0081】

（比較例１）
アクリル系共重合体を２００質量部とし、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物を使用しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表１に示す。

【0082】

【表1】

【0083】

（実施例９）
２−エチルへキシルアクリレートを９６．５質量部と、アクリル酸を３質量部と、２−ヒドロキシエチルアクリレートを０．５質量部とを混合し、アクリル系共重合体（重量平均分子量７０万）を得た。このアクリル系共重合体とビニル系重合体（日本触媒社製：品番ＡＸ４−ＨＣ−ＭＯ８）を質量比で８：２に混合したものをバインダー樹脂として用いた。このバインダー樹脂１００質量部、ガス発生剤としてグリシジルアジドポリマー（日油社製：ＧＡＰ４００６）を２００質量部、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物としてドデシルアミン（東京化成社製）１００質量部、光増感剤としてジエチルチオキサントン（チバスペシャルティケミカルズ社製のＤＥＴＸ−Ｓ）を３．５質量部、溶剤として酢酸エチルを３８０質量部とを混合し、フィルム状に加工し、１１０℃で５分間乾燥した。これを離型ＰＥＴで保護し、一日養生させて、フィルム状のガス発生材を得た。得られたガス発生材を用い、実施例１と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表２に示す。

【0084】

（実施例１０）
２−エチルへキシルアクリレートを９６．５質量部と、アクリル酸を３質量部と、２−ヒドロキシエチルアクリレートを０．５質量部とを混合し、アクリル系共重合体（重量平均分子量７０万）を得た。バインダー樹脂としてこのアクリル系共重合体を１００質量部と、ガス発生剤としてグリシジルアジドポリマー（日油社製：ＧＡＰ４００６）を２００質量部と、ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物としてアミノエチル化アクリルポリマー（日本触媒社製：ポリメントＮＫ−３８０）を１００質量部と、光増感剤としてジエチルチオキサントン（チバスペシャルティケミカルズ社製のＤＥＴＸ−Ｓ）を３．５質量部、溶剤として酢酸エチルを３８０質量部を混合し、フィルム状に加工し、１１０℃で５分間乾燥した。これを離型ＰＥＴで保護し、一日養生させて、フィルム状のガス発生材を得た。得られたガス発生材を用い、実施例１と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表２に示す。

【0085】

（比較例２）
ヘテロ原子に結合した水素原子を有する化合物を使用しなかったこと以外は、実施例１０と同様にして、マイクロポンプを作製した。次に、実施例１と同様にして、得られたマイクロポンプのガス発生量を測定した。結果を表２に示す。

【0086】

【表2】

【符号の説明】

【0087】

１，２…マイクロポンプ
１０…基材
１０ａ…主面
１０ｂ…マイクロ流路
１０ｃ…ポンプ室
１１ａ，１１ｂ…ガス発生材
１２…ガスバリア層

【図1】

【図2】