[发明专利]过滤膜

说明书

本申请是申请日为2008年10月28日的PCT国际申请PCT/GB2008/003644的分案申请，原申请为发明专利申请，进入国家阶段的申请号为200880114449.3，名称为“过滤膜”。

技术领域

本发明涉及过滤膜，特别是能够重复使用的过滤膜，以及用于处理这些膜从而即使在这些膜经受苛刻的洗涤条件（例如在碱洗中可见到的）也能够维持一致的孔径的方法。

背景技术

从液体或气体中过滤固体广泛用于许多领域，包括生物科学、工业处理、实验室检测、食品饮料、电子和水处理等。膜式过滤器是用于进行这些类型的操作的多孔或微孔膜。

膜式过滤器（也可称为筛、滤网、微孔过滤器、微过滤器、超滤器或纳米过滤器）保留大于其孔径的诸如颗粒或微生物等固体，主要是通过表面捕获。一些小于所述孔径的颗粒可通过其他机制保留。

不过，膜式过滤器的首要选择通常是基于孔径和孔径分布。孔径的确切性质极为重要，因为孔径等级将有效控制该膜式过滤器可能提供的效用。

在许多情况中，过滤膜可重复使用或者长期使用。往往在这类情况中，至关重要的是在两次使用之间适当地洗涤所述膜或用其他方式进行清洁，以避免交叉污染。过滤器的孔可容纳包括微生物在内的颗粒，这可能存在包括健康风险在内的其他风险。因而需要使用包括碱洗试剂在内的相对苛刻的条件，以避免这些风险。

因为多孔结构具有相对微细且精密的性质，洗涤过程，特别是其中在许多清洗和清洁产品中存在的诸如腐蚀性化学品等苛刻的化学品，会侵蚀膜，使得孔随时间流逝而变大。因此，重要的是在意欲重复使用膜式过滤器时，使孔径在经历重复的洗涤过程后保留其完整性和一致性。否则，过滤过程的可靠性可能受到影响。

为获得该可靠性，膜由具有高模量的高抗性的刚性聚合物等具有所需特性的材料制成。其实例可包括PVDF和PTFE，不过这些材料往往相当昂贵。

等离子体沉积技术已经相当广泛地用于在各种表面，尤其是织物表面上沉积聚合物涂层。该技术被认为是清洁的干式技术，相比于传统的湿式化学法其产生的废物很少。使用该方法，由被施加电场的有机分子产生等离子体。当在底物的存在下这样做时，等离子体中的化合物的自由基聚合在所述底物上。传统的聚合物合成倾向于制得包含与单体物种极为相似的重复单元的结构，而使用等离子体生成的聚合物网络可极为复杂。所得涂层的性质取决于底物的性质以及所用单体的性质和沉积条件。

发明内容

本发明人已经发现，通过使用该工艺处理过滤膜，其性质，尤其是重复洗涤的耐受性可得到显著增强。

根据本发明，提供一种用于维持能够重复使用的过滤膜的孔径的方法，所述方法包括使所述过滤膜暴露于包含碳氢化合物或碳氟化合物单体的等离子体从而在其表面上形成聚合物层。

已经发现以此方式进行的处理能够使得可重复使用的过滤膜即使在进行碱洗时更为一致地保持孔径。

文中使用的表述“碱洗”是指在其中使用包含如氢氧化钠等高碱性成分的化学清洗剂的任何过程。这包括了很多清洗消毒产品，包括漂白剂等。

合适的过滤膜是由合成聚合物材料制成的那些过滤膜。不过，考虑到通过本发明的工艺所达到的增强，所述聚合物材料通常可以是比耐洗涤性已被证明是一个限制因素的迄今所用的材料更为便宜或成本更低的聚合物。因此，例如，可以制造出具有良好耐洗涤性的聚乙烯过滤膜，因而可以使用该过滤膜。

取决于沉积的聚合物材料的性质，以此方式处理的过滤膜还可以具有疏水性和疏油性，并且还具有耐堵塞性。它们可具有有用的“甩干”性质，降低洗涤后的污染风险。

此外，增强材料或增强层变得在分子上与表面结合，因而不会浸出；修饰物成为膜的一部分。

根据本发明处理的膜保持其多孔性，因为沉积于其上的涂层仅仅是分子厚度。因而，液体乃至较小的颗粒能够继续通过该膜，尤其是对液体施加正压时，或者对膜的另一侧施加负压以吸引液体通过膜时。不过，较大的颗粒不会通过所述膜。