真空輔助的狹縫模具涂覆技術(shù)的制作方法
【專利摘要】提供了使用狹縫模具來將濕膜(18)施加到基底上的系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)和方法。在一種形式中，在該狹縫模具的至少一部分排出端周圍的空氣壓力可以通過施加真空力來調(diào)節(jié)以控制施加到基底上的濕膜的寬度和厚度。在這種形式的一個方面，該濕膜是施加到移動的基底幅材上的窄的、連續(xù)的試劑材料條，由其可以獲得多個測試元件。但是，不同的形式和應用也是可以想到的。
【專利說明】真空輔助的狹縫模具涂覆技術(shù)
[0001]一次性測試元件的使用在測量選定的被分析物在測試樣品中的存在和/或濃度已經(jīng)變成很常見。例如糖尿病和類似醫(yī)療狀況的患者經(jīng)常進行血糖的自我監(jiān)測，其中患者監(jiān)測其血糖水平。監(jiān)測血糖水平的目的是確定濃度水平，然后基于該水平是過高還是過低來采取矯正行動，以使得該水平回到正常范圍內(nèi)。不采取矯正行動會具有嚴重的醫(yī)學影響。葡萄糖監(jiān)測是糖尿病患者日常生活中的一個事實。不正確地和定期地測試血糖水平會導致嚴重的糖尿病相關(guān)的并發(fā)癥，包括心血管疾病、腎病、神經(jīng)損害和失明。
[0002]許多的被分析物測量系統(tǒng)目前是可以獲得的，其與一次性測試元件相組合，允許個人測試或測量測試樣品中的目標被分析物。例如一次性測試元件可以與葡萄糖計一起用于電化學或光學測量血液樣品中的葡萄糖量。在目前的葡萄糖計中，作為成功的血糖測量的結(jié)果而顯示的信息是各自的血糖值，典型地以mg/dL或mmol為單位來顯示，并且可能還有進行測量的時間和日期。該信息與計算計劃的或已知的碳水化合物攝入或計劃的或已知的活動以及其他情形或個體因素的知識結(jié)合，在大部分情況下足以允許糖尿病患者調(diào)整或得出他們的膳食攝入量和/或即時注射胰島素的劑量以短期控制血糖水平。同樣，在低葡萄糖值的情況下，糖尿病患者可以察覺到需要攝入糖來避免低血糖。
[0003]在被分析物測試和測試元件中的目前趨勢要求更小的測試樣品和更快的分析時間。在例如糖尿病患者的情況下，這為患者提供了顯著的益處，這允許使用更少的血液樣品，其可以獲自不太敏感的身體區(qū)域。此外，更快的測試時間和更精確的結(jié)果使得患者能夠更好地控制他們的血糖水平。
[0004]在一種形式中，與用于電化學測量血液樣品中的葡萄糖量的儀表一起使用的一次性測試元件包括電極裝置和試劑材料涂層，所述試劑材料涂層用于在葡萄糖存在下產(chǎn)生電化學信號。根據(jù)待測試的具體被分析物，試劑涂層的諸多變體是可能的，并且通常存在著諸多的化學性質(zhì)(chemistry)可用于每個不同的被分析物。但是，通常而言，令人期望的是在測試條或生物傳感器中形成盡可能薄和盡可能均勻的試劑層。例如更薄的試劑層將更快地水合，并且因此將產(chǎn)生更快的測試結(jié)果。另外，試劑層厚度的變化越來越多地影響測試結(jié)果的準確度。從而，試劑層中的不均勻性會導致在填充測試元件的樣品接收室時的不一致性，延長的分解間隔，和試劑與樣品流體的不均勻混合，并最終導致差的測試結(jié)果。同樣的考慮不僅適用于電化學測試條，而且適用于利用光學原理如吸收、透射、再發(fā)射(remission)、熒光等的測試元件，其可以與分別設(shè)計的儀器一起使用。
[0005]但是，雖然令人期望的是形成薄的和均勻的以小體積快速水合的試劑層，但是它是不易獲得的，這歸因于使用小體積的液體試劑時的困難、測試元件基底材料的變化和處理裝置的限制。例如當試劑層通過狹縫模具涂覆方法施加到測試元件時，目前在測試元件基底上實現(xiàn)厚度均勻的試劑層的努力是通過將該狹縫模具相對于基底移動，以響應于例如基底厚度的變化而來調(diào)節(jié)試劑層的厚度。但是，通過這種方案來控制試劑層厚度均勻性的能力是有限的，這是因為該狹縫模具相對于基底的移動往往會延遲和/或?qū)е略摢M縫模具排出端與基底之間的降低的涂覆間隙，這會導致由困在狹縫模具與基底之間的碎片(debris)造成的濕膜缺損如拖尾和/或由于基底厚度的變化而以其它方式影響涂覆過程。[0006]關(guān)于狹縫模具涂覆方法，還已知與試劑涂層本身有關(guān)的某些其他方法和參數(shù)可以促進厚度均勻性。例如參見美國專利N0.7749437和美國專利N0.7879619，其公開內(nèi)容以它們的全部通過引用并入本文。
[0007]鑒于前述內(nèi)容和考慮到精確分析測試樣品中選定的被分析物的分歧，仍然需要改進試劑層在測試元件上的施加。
[0008]提供了使用狹縫模具將濕膜施加到基底上的系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)和方法。在一方面，在該狹縫模具的至少一部分排出端周圍的空氣壓力是可調(diào)節(jié)的，以控制施加到基底上的濕膜上的寬度和厚度。特別是，該技術(shù)允許增大狹縫模具排出端與基底之間的涂覆間隙，這導致了減少了由困在狹縫模具與基底之間的碎片造成的濕膜缺損如拖尾。增大的涂覆間隙也降低了基底厚度變化對涂覆過程的影響。另外，控制濕膜寬度和厚度的能力也提高了沿基底的厚度均勻性，其在基底被用于形成測試元件來測量測試樣品中選定的被分析物的存在和/或濃度的情況下，產(chǎn)生了測試元件中批與批之間的更大的一致性和精確性。
[0009]在一方面，一種將濕膜施加到基底上的方法，包括將涂料從狹縫模具的排出端施加到基底的移動幅材上，以在該基底上形成濕膜。該濕膜具有相對于該基底的寬度和厚度。該方法還包括在狹縫模具的排出端附近施加真空力，和在施加涂料的同時實時調(diào)節(jié)該真空力，以控制濕膜的寬度和厚度。
[0010]在該方面的一種改進中，該方法進一步包括檢測濕膜的寬度，和響應于確定該寬度對應于不同于預定值的值而進行該真空力的調(diào)節(jié)。
[0011]在該方面的一種改進中，該預定值為大約5毫米。
[0012]在該方面的一種改進中，該預定值為大約7毫米。
[0013]在該方面的另一種改進中，該預定值為大約4.7毫米-大約5.3毫米。
[0014]在該方面的另一種改進中，該預定值為大約6.7毫米-大約7.5毫米。
[0015]在該方面的另一種改進中，該基底是由聚合物材料形成的，在其上可以布置有多個電極圖案。
[0016]在該方面的另一種改進中，該方法進一步包括將涂料從狹縫模具排出端施加到電極圖案上，以在該電極圖案上形成濕膜。
[0017]在該方面的另一種改進中，施加真空力包括將真空箱布置在該狹縫模具的排出端附近。該真空箱包括彼此相對布置并且位于濕膜上游的一對真空出口。
[0018]在該方面的另一種改進中，該方法進一步包括在該狹縫模具與該移動幅材之間保持恒定的涂覆間隙。
[0019]在該方面的另一種改進中，該涂覆間隙為大約40Mm_大約450Mm。
[0020]在該方面的另一種改進中，該涂料包含用于在測試被分析物的存在下產(chǎn)生光學或電化學信號的試劑。
[0021]在該方面的另一種改進中，該測試被分析物為葡萄糖且該試劑包括酶、輔酶和輔因子中的至少一種。
[0022]在另一種改進中，該濕膜的厚度為大約40Mm-大約lOOMm。
[0023]在另一種改進中，該方法進一步包括干燥該濕膜以在該基底上提供涂料的干燥層。所述涂料的干燥層包括大約3 Mffl-大約20Mm的干燥厚度。
[0024]在另一種改進中，施加真空力在所述排出端上游側(cè)和排出端下游側(cè)之間產(chǎn)生了壓力差。
[0025]在另一方面，一種用于將濕膜施加到基底上的設(shè)備，包括狹縫模具，其可鄰近所述基底布置并且包括排出端，涂料可以從所述排出端排出到所述基底上以形成所述濕膜。該設(shè)備還包括空氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)可以運行來通過當將涂料排出到基底上時調(diào)節(jié)狹縫模具的排出端附近的空氣壓力，來控制所述濕膜相對于基底的寬度和厚度。
[0026]在該方面的一種改進中，該空氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括至少部分包圍所述狹縫模具的排出端的圍隔(enclosure)，和與所述圍隔相連的真空源。
[0027]在該方面的另一種改進中，該設(shè)備進一步包括傳感器，其配置來測定所述濕條的寬度和提供相應的代表該寬度的傳感器信號。該設(shè)備還包括控制器，當所述傳感器信號代表了對應于不同于預定值的值的寬度時，該控制器響應于所述傳感器信號來調(diào)節(jié)通過所述真空源施加到圍隔的真空量。
[0028]在該方面的另一種改進中，該預定值為大約4.7毫米-大約5.3毫米。
[0029]在該方面的另一種改進中，該預定值為大約6.7毫米-大約7.5毫米。
[0030]在該方面的另一種改進中，該真空源是在該濕膜上游的位置與圍隔相連的。
[0031]在該方面的另一種改進中，該圍隔包括彼此相對布置的一對真空出口。
[0032]在該方面的另一種改進中，該設(shè)備進一步包括所述基底的移動幅材，所述幅材由聚合物材料形成，在其上可以布置有多個電極圖案。所述狹縫模具可定位在所述電極圖案之上，以使得涂料可以從排出端排出以在電極圖案上形成濕膜。
[0033]在該方面的另一種改進中，大約40Mm-大約450Mm的涂覆間隙在所述狹縫模具的排出端與基底之間延伸。
[0034]在該方面的另一種改進中，該設(shè)備進一步包括輥系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以運行來將基底的幅材相對于狹縫模具移動。
[0035]在該方面的另一種改進中，該設(shè)備進一步包括含有一定量的涂料的存儲器，和所述涂料包含用于在測試被分析物的存在下產(chǎn)生光學或電化學信號的試劑。
[0036]在該方面的另一種改進中，該測試被分析物是葡萄糖且該試劑包含酶、輔酶和輔因子中的至少一種。
[0037]在另一方面，一種將濕膜施加到基底上的方法，其包括將涂料從狹縫模具的排出端施加到基底上，以在基底上形成濕膜；通過調(diào)節(jié)狹縫模具的上游側(cè)和狹縫模具的下游側(cè)之間存在的壓力差來控制所述濕膜相對于基底的厚度；和在控制所述濕膜厚度的同時，保持狹縫模具的排出端與基底之間的涂覆間隙恒定。
[0038]在該方面的一種改進中，調(diào)節(jié)該壓力差包括改變施加到該狹縫模具的排出端上游側(cè)附近的真空量。
[0039]在該方面的另一種改進中，響應于確定濕膜寬度對應于不同于預定值的值而進行該壓力差的調(diào)節(jié)。
[0040]在該方面的另一種改進中，該預定值為大約2.5毫米-7.5毫米。
[0041]在該方面的另一種改進中，該方法進一步包括在控制所述濕膜厚度的同時，保持涂料流過狹縫模具的流速恒定。
[0042]在該方面的另一種改進中，該方法進一步包括將基底相對于狹縫模具移動，和在控制所述濕膜厚度的同時保持基底相對于該狹縫模具的移動速率恒定。[0043]在該方面的另一種改進中，涂覆間隙為大約40Mm-大約450Mm。
[0044]在該方面的另一種改進中，該涂料包含用于在測試被分析物的存在下產(chǎn)生光學或電化學信號的試劑。
[0045]本申請的另一方面是一種用于形成測試元件的獨特技術(shù)，該元件可用于測量測試樣品中選定的被分析物的存在和/或濃度。其他方面包括涉及狹縫模具涂覆過程的獨特方法、系統(tǒng)、裝置、套件、組件、裝置和/或設(shè)備，包括用于將試劑材料施加到測試元件的那些。
另外的方面、實施方案、形式、特征、益處、目標和優(yōu)點將從詳細說明和隨其提供的附圖中變得顯而易見。
[0046]圖1是狹縫模具涂覆設(shè)備的一個圖示。
[0047]圖2是圖1的設(shè)備的狹縫模具組件的放大的側(cè)視平面圖。
[0048]圖3是圖2所示的狹縫模具組件相對于圖2的視圖旋轉(zhuǎn)90度的前視平面圖。
[0049]圖4是用圖1所示的狹縫模具涂覆設(shè)備將涂料施加到基底上的操作的放大的圖
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[0050]圖5是配置來與圖2的狹縫模具組件相連的真空供給系統(tǒng)的圖示。
[0051]圖6是其上已經(jīng)形成了濕膜的基底材料的側(cè)視平面圖。
[0052]圖7是用于控制圖1的狹縫模具涂覆設(shè)備和圖6的真空供給系統(tǒng)的操作的系統(tǒng)的圖示。
[0053]圖8-9是試劑材料層沿它的寬度的厚度輪廓圖示。
[0054]圖10是基底材料的一部分幅材的透視圖，由其將獲得多個測試元件。
[0055]圖11是表示狹縫模具涂覆技術(shù)的不同加工參數(shù)之間的關(guān)系的圖示。
[0056]為了促進對本發(fā)明原理的理解，現(xiàn)在參見附圖中所示的實施方案，并且將使用專用語言來對其進行描述。不過應當理解并不打算由此限制本發(fā)明的范圍，在所示裝置中這樣的改變和進一步的變化以及此處所示的本發(fā)明的原理的這種進一步的應用將是本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常能夠想到的。
[0057]提供了使用狹縫模具來將涂料的濕膜施加到基底上的系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)和方法。在一方面，調(diào)節(jié)狹縫模具排出端附近和/或周圍的空氣壓力，以控制施加到基底上的涂料濕膜的寬度和厚度。更具體地，在一種形式中，將真空源施加到狹縫模具的上游側(cè)，并且適當調(diào)節(jié)該真空源所施加的真空量，以控制施加到基底上的涂料濕膜的寬度和厚度。作為一個非限定性的例子，控制濕膜的寬度和厚度可以包括將該寬度和厚度保持在某個值或一定的值范圍內(nèi)和/或改變該寬度和厚度。在一方面，真空源調(diào)節(jié)是在確定施加到基底上的涂料濕膜的寬度落到預定范圍之外之后自動發(fā)生的。此外，雖然此下所述涉及到將試劑材料形式的涂料施加到基底材料幅材上，由其將獲得多個測試元件，但是應當理解，此處公開的系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)和方法也可以與將一種或多種不同的涂料施加到一種或多種不同類型的基底上相關(guān)來使用。本申請的其它方面和特征將結(jié)合下面所示的實施方案來描述。
[0058]參見圖1，顯示了狹縫模具涂覆設(shè)備10，其配置來將呈試劑材料14形式的涂料12施加到基底材料18的幅材16上(參見例如圖4)，由其獲得多個測試元件。設(shè)備10包括多個輥20a-c，通過其供給幅材16。更具體地，對于例如輥20b，在幅材16供給通過設(shè)備10時它以箭頭A所示的順時針方向旋轉(zhuǎn)。設(shè)備10還包括位于棍20b鄰近的狹縫模具組件22,通過管道21a與狹縫模具組件22流體相連并且配置來保持一定量的涂料12的存儲器21，和通過管道23a(圖1中僅僅顯示了其中一個)與狹縫模具組件22相連的真空系統(tǒng)23。這些特征的進一步細節(jié)將在下面參考圖2-5來提供。
[0059]更具體地，狹縫模具組件22包括狹縫模頭26和與該狹縫模頭26協(xié)作的圍隔28，并且所述圍隔28上連接有真空系統(tǒng)23，如下面將討論的那樣。狹縫模頭26包括位于下游塊32對面的上游塊30。如圖4所示，狹縫模頭26包括排出端35，其包括上游塊30上的面對幅材16的通常平坦的表面31，和下游塊32上的面對幅材16的通常平坦的表面33。在所不的形式中，表面31相對于表面33朝著幅材16偏移,不過其中表面31、33等高或表面33相對于表面31朝著幅材16偏移的形式也是可以預期的。狹縫36形成在上游塊30和下游塊32之間，并且穿過狹縫模頭26在表面31、33附近開口。狹縫36通常允許涂料12穿過狹縫模頭26到位于輥20b和狹縫模頭26之間的幅材16上。在一種形式中，上游塊30和下游塊32可以是相對于彼此可調(diào)節(jié)移動的，以允許改變位于其間的狹縫36的尺寸。此外，在其他未示出的形式中，上游塊30可以包括與其相連的滴落圍沿(drip bib)。
[0060]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圍隔28，它包括一對相對布置的側(cè)部側(cè)板38，40，并且側(cè)板38在第一端42和第二端44之間延伸，側(cè)板40在第一端46和第二端48之間延伸。如圖2所示，側(cè)板38包括在第一端42和第二端44之間延伸的凹形表面39。另外，側(cè)板40還包括在第一端46和第二端48之間延伸的表面41，其是類似于表面39的凹形的。表面39，41的凹度通常配置為對應于輥20b的凸度，以使得側(cè)板38，40可以靠著或接近于輥20b來布置。但是，在其他未示出的形式中，表面39，41的不同構(gòu)造是可以預期的。如圖3所示，上游塊30和一部分的下游塊32位于側(cè)板38，40之間及其第一端42，46和第二端44，48之間，以使得狹縫36也位于側(cè)板38,40和第一端42,46和第二端44,48之間。橫向構(gòu)件50在面對棍20b的圍隔28的第一側(cè)上側(cè)板38，40之間鄰近第二端44，48地延伸，背板51在相對的第二側(cè)上的側(cè)板38，40之間延伸。在一種或多種未示出的形式中，橫向構(gòu)件50可以包括凹進部分，幅材16在它沿輥20b移動時穿過其中。橫向構(gòu)件50還可以包括位于所述凹進部分的相對側(cè)上的部分，當存在時，其可以靠著或鄰近輥20b布置。
[0061]雖然前面沒有討論，但是應當理解側(cè)板38，40和橫向構(gòu)件50可以緊鄰輥20b布置，使得在狹縫36上游提供通常封閉的環(huán)境或室58。此外，如下面更詳細解釋的那樣，狹縫模頭26的表面31，33是相對緊鄰幅材16布置的。類似地，當涂料12施加到幅材16上時，狹縫模頭26相對于幅材16的這種布置，以及涂料12從狹縫36的排出，通常包圍或密封鄰近側(cè)板38，40的第一端42，46的室58。由于前述公開內(nèi)容，應當理解當涂料12施加到幅材16上時，室58通常是與周圍環(huán)境封閉或密封的。應當理解室58不必完全與周圍環(huán)境密封，不過其中它以這樣的方式密封的形式也是可以預期的。相反，通常以使得室58內(nèi)的空氣壓力相對于周圍環(huán)境受控的方式將室58與周圍環(huán)境密封或封閉就已足夠，其進一步細節(jié)將在下面提供。例如在一種形式中，可以預期圍隔28可以相對于輥20b布置，使得在輥20b和表面39，41之間延伸有大約5Mm-250Mm的間隙。其中圍隔28與輥20b接觸地布置的形式也是可以預期的。例如在一種形式中，側(cè)板38，40的表面39，41和橫向構(gòu)件50可以由聚四氟乙烯(PTFE)或另一種合適的材料形成，該材料允許側(cè)板38，40和橫向構(gòu)件50在輥20b旋轉(zhuǎn)時靠著它布置。在另一種形式中，一個或多個橡膠、硅樹脂或其他合適的密封件可以布置在表面39，41和橫向構(gòu)件50上，使得側(cè)板38，40和橫向構(gòu)件50緊鄰或鄰近輥20b布置，并且所述密封件填充了它們之間的任何間隙。[0062]圍隔28還包括一對相對布置的出口 60，62，其彼此相對地開口到室58中，并且處于狹縫模頭26的上游。在所示的形式中，出口 60，62通過管道23a與真空系統(tǒng)23相連，所述真空系統(tǒng)23可以運行來調(diào)節(jié)室58中的空氣壓力。更具體地，例如參見圖5，提供了一種可用于調(diào)節(jié)室58中的空氣壓力的真空系統(tǒng)23的一種非限定形式的圖示。真空系統(tǒng)23包括鼓風機72，其通過管道76與擋板槽74流體連通相連。鼓風機72通常配置來推動空氣朝向和遠離擋板槽74，來產(chǎn)生真空。在其他未示出的形式中，可以預期真空可以使用泵或除了或代替鼓風機72的其他源來產(chǎn)生。管道23a從擋板槽74伸出，并且與圍隔28的出口 60，62相連。類似地，通過鼓風機72施加到擋板槽74上的真空從擋板槽74通過管道23a轉(zhuǎn)移到室58。系統(tǒng)23還包括管道82，其連接到和延伸于圍隔28的排泄出口和排泄槽84之間，并且可運行來排出可能收集在圍隔28中的任何液體。
[0063]系統(tǒng)23進一步包括流動控制閥86，其位于鼓風機72和擋板槽74之間，并且當鼓風機72運行時與管道76中存在的真空力連通。通氣裝置88鄰近控制閥86布置，并且可以響應于控制閥86的某些操作運行來使得環(huán)境空氣進入到管道76中。例如在一種形式中，真空系統(tǒng)23可以包括一個或多個傳感器，其配置來確定管道76、擋板槽74或室58中的真空力的強度或水平，僅僅來提供幾個非限定性的可能性，控制閥86可以響應該一個或多個傳感器來調(diào)節(jié)進入管道76的環(huán)境空氣的量，以調(diào)節(jié)系統(tǒng)23中的真空力的水平。在這種或其他形式中，系統(tǒng)23還可以包括一個或多個控制器，例如變頻驅(qū)動器，其配置來控制鼓風機72的運行，以使得響應于所述一個或多個傳感器測量的真空水平調(diào)節(jié)鼓風機72所產(chǎn)生的真空的量或力。如上所示，所示的真空系統(tǒng)23的形式是非限定性的，并且應當進一步理解系統(tǒng)23的其他形式和排列是可能的和可預期的。
[0064]再次參見圖4，現(xiàn)在將提供關(guān)于將涂料12施加到幅材16上來在其上形成濕膜15的進一步的細節(jié)。應當理解，為了更清楚，在圖4中沒有顯示圍隔28和輥20b。另外，下面的參數(shù)和說明適用于將試劑材料14形式的涂料12施加到幅材上。類似地，應當理解用于下面所討論的加工參數(shù)的可選擇的值可以適用于此處所述狹縫模具涂覆技術(shù)，用于與其他形式的涂料12 —起使用或出現(xiàn)其他變化時。另外還應當理解當濕膜15的期望的厚度T和寬度W(圖6)變得與下述值不同時，下述參數(shù)也可以變化。
[0065]狹縫模頭26的排出端35緊鄰幅材16布置，以使得涂覆間隙CG在其之間延伸。在一種非限定性的形式中，涂覆間隙CG為大約20Mm-大約600Mffl。在另一種更具體的形式中，涂覆間隙CG為大約40Mm-大約450Mm。另外，在另一種更具體的形式中，涂覆間隙GC為大約40Mm-大約200Mm。但是應當理解涂覆間隙GC的其它值是可能的和可以想到的，并且會受涂料12的流變性和重量、幅材16的表面張力和速度、輥20b的半徑、狹縫模頭26的上游和下游塊30，32的長度、狹縫模頭26的入口間隙和長度、上游塊30相對于下游塊32的角度(如果存在的話)影響。
[0066]在用于施加試劑材料14的一種形式中，狹縫36包括側(cè)板38，40之間的寬度，其為大約4毫米-大約10毫米。在用于施加試劑材料14的另一種更具體的形式中，圍隔28的側(cè)板38，40之間的狹縫36的寬度是5毫米。在用于施加試劑材料14的另一種更具體的形式中，圍隔28的側(cè)板38，40之間的狹縫36的寬度是7毫米。不過，圍隔28的側(cè)板38，40之間的狹縫36的寬度的其他值是可能的。另外，狹縫36還包括上游塊30和下游塊32之間的高度37，其為大約IOOMm-大約300Mm。在其中狹縫36的寬度是5毫米-7毫米的具體形式中，高度37為大約250Mm。如圖4所示，狹縫模頭26通常在與幅材16相鄰布置排出端35之處的位置上與幅材16正交地延伸。但是在其他形式中，還可以預期狹縫模頭26可以相對于幅材16傾斜地延伸。另外如圖1中最佳所見，狹縫模頭26是在相對于輥20b的中心軸25呈斜角的方向上取向的，其在一種形式中可以為大約10度-大約25度，雖然其他變化也是可以預期的。
[0067]如上所示，幅材16是通過設(shè)備10的輥20a_c相對于狹縫模具組件22移動的。在一種形式中，幅材16是相對于狹縫模具組件22以大約35.0m/min-大約45.0m/min的速率移動的。在另一種更具體的形式中，幅材16是相對于狹縫模具組件22以大約38.0m/min-大約44m/min的速率移動的，雖然幅材16移動速率的其他變化也是可以預期的，其取決于相對于此處公開的方法和設(shè)備的具體應用所期望的涂層的寬度和厚度，以及取決于排出的涂料的流速。例如在本說明書的“實施例”部分中更詳細描述的某些實驗涂覆方法中，該幅材是相對于該狹縫模具組件以大約8.0m/min-12.0m/min的速率移動的,和更具體地為大約
10.0m/min 的速率。
[0068]當幅材16相對于狹縫模具組件22移動時，涂料12被使用，作為非限定性的例子，一個或多個泵、活塞、注射器或囊袋系統(tǒng)而從存儲器21遞送到狹縫模頭26。涂料12被迫通過狹縫模頭26，并且在排出端35離開狹縫36，在排出端35處其被施加到基底18的幅材16上以形成濕膜15，其包括如圖6所示的相對于幅材16的寬度W和厚度T。在一種形式中，涂料12從排出端35的排出速率為大約10.0mL/min-大約20.0mL/min。在另一種更具體的形式中，涂料12從排出端35的排出速率為大約12.0mL/min-大約18.0mL/min。在另一種形式中，涂料12從排出端35的排出速率為大約15.0mL/min-大約18.0mL/min。不過，涂料12從排出端35排出速率的其他變化也是可以預期的，并且可取決于特別是相對于此處公開的方法和設(shè)備的具體應用，涂層的期望寬度和厚度，以及取決于幅材16相對于狹縫模頭22的移動速率等。例如，在下面本說明書的“實施例”部分中將更詳細描述的某些實驗涂覆方法中，涂料從狹縫模頭的排出速率為大約2.0mL/min-大約4.0mL/min。
[0069]在一種形式中，濕膜15的目標寬度W為大約4毫米-大約8毫米。在一種更具體的形式中，濕膜15的目標寬度W為大約5毫米-大約7毫米。在另一種更具體的形式中，濕膜15的目標寬度W為大約4.7毫米-大約5.3毫米。在又一種更具體的形式中，濕膜15的目標寬度W為大約6.7毫米-大約7.5毫米。另外在一種形式中，濕膜15的目標厚度T為大約20Mm-大約200Mm。在另一種更具體的形式中，濕膜15的目標厚度T為大約40Mm_大約lOOMm。但是，應當理解濕膜15的目標寬度W和厚度T的其它值也是可以預期的。
[0070]圖4還顯示了第一壓力Pl存在于狹縫模頭26下游和第二壓力P2存在于狹縫模頭26上游。更具體地，第一壓力Pl表示設(shè)備10周圍的大氣中的環(huán)境空氣壓力，而第二壓力P2表示圍隔28的室58中的空氣壓力。當真空系統(tǒng)23將真空力施加于室58時，第二壓力P2小于第一壓力P1，并且第一壓力Pl和第二壓力P2的壓力差限定了涂覆真空。在一種形式中，該涂覆真空為大約I英寸H2O (0.2491 kPa)-大約10英寸H2O (2.4908 kPa)。在另一種形式中，該涂覆真空為大約2英寸H2O (0.4982 kPa)-大約9英寸H2O (2.2417 kPa)。在又一種形式中，涂覆真空為大約I英寸H2O(0.2491 kPa)-大約6英寸H2O(1.4945 kPa)。在仍然的另一種形式中，該涂覆真空為大約I英寸H2O(0.2491 kPa)-大約4英寸H2O(0.9963kPa)。但是應當理解涂覆真空的其他值也是可以預期的，并且落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。[0071]已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，涂覆真空的調(diào)節(jié)可以用于實時控制將施加到幅材16上的濕膜15的寬度W和厚度T。更具體地，通過真空系統(tǒng)23施加到室58上的真空力的量的增加通常將導致在該真空力的量的增加之后由施加到幅材16上的涂料12所形成的濕膜15的寬度W的增加。此外，應當理解，作為非限定性的例子，濕膜15從0.3毫米變化到5.0毫米的寬度W將導致濕膜15的厚度T的6%的變化。類似地，通過控制施加到室58上的真空力的量來調(diào)節(jié)濕膜15的寬度W是控制沿幅材16的濕膜15的厚度T的一種有效方式。此外，以此方式控制濕膜15的厚度T的能力提供了一種實現(xiàn)和保持濕膜15的厚度T沿幅材16的相對一致性和均勻性的改進的方案。類似地，獲自幅材16的每個測試元件將具有更均勻的試劑材料14厚度T，由此在最終的測試元件中形成更大的批與批之間的一致性。
[0072]現(xiàn)在將結(jié)合圖7中的系統(tǒng)100的圖示來描述關(guān)于保持濕膜15的寬度W和轉(zhuǎn)而厚度T的一致性和均勻性的一種非限定性方案。更具體地，系統(tǒng)100包括設(shè)備10，其包括真空系統(tǒng)23，它們都已經(jīng)在上面進行了描述。系統(tǒng)100還包括傳感器110，其用于測量通過設(shè)備10施加到幅材16上之后的濕膜15的寬度W。在一種形式中，傳感器110可以是光學傳感器，如數(shù)碼相機，雖然傳感器110的其他形式也是可以預期的。傳感器110也可以運行來產(chǎn)生相應于濕膜15的測定寬度W的傳感器信號,并且將該傳感器信號傳輸?shù)降谝豢刂破?20。第一控制器120被編程為確定通過傳感器110所測定的濕膜15的寬度W是否對應于不同于預定值或值范圍的值，如果是的話，則將相應的控制器信號傳輸?shù)降诙刂破?40，指示必須對濕膜15的寬度W進行的改變，以基于下面的等式實現(xiàn)濕膜15的目標厚度T:
【權(quán)利要求】
1.一種將濕膜施加到基底上的方法，其包括: 將涂料從狹縫模具的排出端施加到所述基底的移動幅材上，以在所述基底上形成所述濕膜，所述濕膜具有相對于所述基底的寬度和厚度； 在所述狹縫模具的所述排出端附近施加真空力；和 在施加所述涂料的同時，實時調(diào)節(jié)所述真空力，以控制所述濕膜的所述寬度和/或厚度。
2.權(quán)利要求1的方法，其進一步包括檢測所述濕膜的寬度，且其中響應于確定所述寬度對應于不同于預定值的值而進行所述真空力的調(diào)節(jié)。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述基底是由聚合物材料形成的，在其上可以布置有多個電極圖案。
4.權(quán)利要求1、2或3的方法，其中施加所述真空力包括將真空箱布置在所述狹縫模具的所述排出端附近，所述真空箱包括彼此相對布置并且位于所述濕膜上游的一對真空出□。
5.前述任一項權(quán)利要求的方法，其進一步包括保持所述狹縫模具與所述移動幅材之間的涂覆間隙恒定。
6.前述任一項權(quán)利要求的方法，其中所述涂料包含用于在測試被分析物的存在下產(chǎn)生光學或電化學信號的試劑。
7.前述任一項權(quán)利要求的方法，其中施加所述真空力在所述排出端的上游側(cè)和所述排出端的下游側(cè)之間產(chǎn)生了壓力差。
8.一種用于將濕膜(15)施加到基底(16)上的設(shè)備(10)，其包括: 狹縫模具(22)，其可鄰近所述基底布置并且包括排出端(35)，涂料(12)可以從所述排出端(35)排出到所述基底上以形成所述濕膜；和 空氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(100)，所述系統(tǒng)可以運行來通過當將所述涂料排出到所述基底上時調(diào)節(jié)所述狹縫模具的所述排出端附近的空氣壓力，來控制所述濕膜相對于所述基底的寬度和厚度。
9.權(quán)利要求8的設(shè)備，其中所述空氣壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括至少部分包圍所述狹縫模具的所述排出端的圍隔(58)，和與所述圍隔相連的真空源(23)。
10.權(quán)利要求8或9的設(shè)備，其進一步包括: 傳感器(110)，其配置來測定所述濕膜的寬度(W)和提供相應的代表所述寬度的傳感器信號；和 控制器(120，140)，當所述傳感器信號代表了對應于不同于預定值的值的寬度時，所述控制器響應于所述傳感器信號來調(diào)節(jié)通過所述真空源施加到所述圍隔上的真空量。
11.權(quán)利要求9或10的設(shè)備，其中所述真空源是在所述濕膜上游的位置與所述圍隔連接的。
12.權(quán)利要求11的設(shè)備，其中所述圍隔包括彼此相對布置的一對真空出口。
13.權(quán)利要求8-12任一項的設(shè)備，其進一步包括與所述狹縫模具的所述排出端流體連通的存儲器(21)，所述存儲器含有一定量的所述涂料，和所述涂料包含用于在測試被分析物的存在下產(chǎn)生光學或電化學信號的試劑。
14.一種將濕膜施加到基底上的方法，其包括:將涂料從狹縫模具的排出端施加到所述基底上，以在所述基底上形成所述濕膜； 通過調(diào)節(jié)所述狹縫模具的上游側(cè)和所述狹縫模具的下游側(cè)之間存在的壓力差來控制所述濕膜相對于所述基底的厚度；和 在控制所述濕膜厚度的同時，保持所述狹縫模具的所述排出端與所述基底之間的涂覆間隙恒定。
15.權(quán)利要求14的方法，其中調(diào)節(jié)所述壓力差包括改變施加到所述狹縫模具的所述上游側(cè)附近的真空量。
16.權(quán)利要求14或15的方法，其中調(diào)節(jié)所述壓力差是響應于確定所述濕膜寬度對應于不同于預定值的值而進行的。
17.權(quán)利要求14、15或16的方法，其進一步包括相對于所述狹縫模具移動所述基底，和在控制所述濕膜厚度的同時保持所述基底相對于所述狹縫模具的移動速率恒定。
18.權(quán)利要求14-17任一項的方法，其進一步包括在控制所述濕膜厚度的同時保持所述涂料流過所述狹縫模具的流速恒定。
19.權(quán)利要求14-18任一項的方法，其中所述涂料包含用于在測試被分析物的存在下產(chǎn)生光學或電化學信號的試劑。
【文檔編號】B05C11/10GK103492087SQ201280018387
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月15日
【發(fā)明者】S.布西利, A.D.約瑟夫, C.D.威爾西 申請人:霍夫曼-拉羅奇有限公司