[发明专利]表面改性的含氟聚合物膜及其生产方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于液体过滤应用的改进的含氟聚合物膜，和一种对含氟聚合物膜的表面进行改性，以产生具有优良的颗粒保留和足够用于液体过滤应用的液体渗透性的“模糊”表面的方法。

发明背景

多孔膜广泛地用于颗粒、离子、微生物的过滤，以及来自药物工业、微电子工业、化工业和食品工业中的流体的其他污染物的过滤。在使用中，将所述膜形成一种置于被过滤的流体流中的装置（如，褶式筒元件、空心管、平盘堆等）。

半导体制备中，半导体生产中更窄的线宽趋势使得颗粒污染物控制的负担不断增加。更致密的过滤趋势已经使得引入了含氟聚合物过滤膜，其额定孔径小至10nm。虽然此类膜是成功的，但是仍需要在实现优良颗粒保留的同时能维持足够液体渗透性的含氟聚合物膜。

已知的用于改进含氟聚合物膜的颗粒保留率或降低额定孔径的方法包括使膜通过两个砑光辊的辊隙来压缩膜。虽然该压缩引起膜的致密化，从而改进了颗粒保留率，但经压缩的膜会遭受明显的液体渗透性的损失，从而限制了其作为过滤装置的使用。

发明内容

本发明提供一种具有提高的颗粒保留率和可接受的液体渗透性的含氟聚合物膜，从而生产出特别适用于液体过滤应用的膜。相应地，本发明还提供一种在保持可接受的液体渗透性的同时改进含氟聚合物膜的颗粒保留率的方法。

在一方面，方法可包括改性多孔含氟聚合物膜的表面，如形成“模糊”表面。这样，所述含氟聚合物膜可具有由原纤维互连的结点进行表征的微结构。模糊的表面与表面改性前的该表面相比，可具有较高的镜面光泽度值（如，没有可辨识的结点/原纤维）。

在一个特征中，提供用于制造过滤制品的方法，该方法包括以下步骤：提供多孔含氟聚合物膜，和向含氟聚合物膜的第一侧表面的至少一部分施加力以产生所需的表面改性。所施加的力可具有与第一侧表面非垂直方向的分量。在一些实施方式中，第一侧表面与施加力的来源中的至少一个可相对于另一个移动。力的施加可通过多种方法实现，包括机械方法。

在一些实施方式中，可通过膜的第一侧表面的至少一部分与表面改性装置的接触表面的接触来施加机械改性力，从而对第一侧表面进行机械改性。关于这一点，所述接触可包括使得接触表面与第一侧表面中至少一个，相对于接触表面和第一侧表面中的另一个移动，从而形成“摩擦改性的表面”。

在一个方法中，接触表面可第一方向前进。或者作为替代，可移动含氟聚合物膜从而使得它的第一侧表面以第二方向移动，其中所述第一和第二方向可以是不同的。例如，所述第一和第二方向可以是相反的方向。

在另一个方法中，接触表面可以以第一速度在第一方向进行移动。可以移动含氟聚合物膜，使得它的第一侧表面还以第二速度在第一方向进行移动，其中第一和第二速度是不同的。

在一个实施方式中，表面改性装置的接触表面可沿弓形路径前进。例如，可在表面改性装置的可转动的圆柱形表面（如朝外表面）上提供接触表面，以形成用于与含氟聚合物膜的第一侧表面旋转接合的弯曲接触表面（如环形表面）。

在一个方法中，膜可沿相对于旋转环形接触表面的线型路径前进。在另一个方法中，膜可沿相对于可旋转的环形接触表面的弓形路径前进。

为了便于加工，所述含氟聚合物膜可以以拉伸的网形式提供，其中所述网可前进通过可旋转的表面改性装置，以使得接触表面与横跨网宽度的网表面的有限部分接合。进而，网表面沿着其长度逐渐改性。

在一个方法中，可在第一方向上驱动可旋转辊驱动器，以使得含氟聚合物膜网沿弓形路径前进，并且可在第二方向上驱动可旋转的表面改性装置，以使得接触表面（如环形表面）沿弓形路径前进，其中当含氟聚合物膜相对与旋转表面改性装置接合和移动时，含氟聚合物膜的第一侧表面的至少一部分被表面改性装置的接触表面摩擦改性。在另一个方法中，可在第一方向上驱动可旋转辊驱动器，使得含氟聚合物膜网沿弓形路径以第一速度前进，并且可在第一方向上驱动可旋转表面改性装置，使得接触表面（如环形表面）沿弓形路径以与第一速度不同的第二速度前进，其中当含氟聚合物膜相对于旋转表面改性装置接合和移动时，含氟聚合物膜的第一侧表面被表面改性装置的接触表面摩擦改性。

另一个特征，可提供一种方法，其中提供了多孔含氟聚合物膜，将具有非垂直方向分量的力施加于膜的第一侧表面，以增加第一侧表面的密度和/或降低其孔隙率。可如上所述提供施加的力。

例如，表面密度可沿整个第一侧表面的厚度增加，该厚度比含氟聚合物膜的额定厚度小。另外或者作为替代，表面孔隙率可沿整个第一侧表面的厚度减少，该厚度比含氟聚合物膜的额定厚度小。