[发明专利]氟化过滤薄膜、过滤器及方法

说明书

本发明描述包含多孔氟聚合物薄膜及热稳定离子基团的过滤薄膜；过滤器及包含这些过滤薄膜的过滤器组件；制造所述过滤薄膜、过滤器及过滤器组件的方法；以及使用过滤薄膜、过滤器组件或过滤器以从流体去除非所需材料的方法。

技术领域

以下描述涉及包含多孔氟聚合物薄膜及热稳定离子基团的过滤薄膜；包含这些过滤薄膜的过滤器及过滤器组件(即，过滤器的任何部分、零件、子组件或结构)；制造过滤薄膜、过滤器组件及过滤器的方法；以及使用过滤薄膜、过滤器组件或过滤器来过滤流体(例如液体溶剂)以从所述流体去除非所需材料的方法。

背景技术

过滤薄膜及过滤产品为现代工业的必不可少的工具，其用于从流体材料中将非所需材料与有用材料分开。非所需材料包含杂质及污染物，例如颗粒、微生物及溶解的化学物种，其可从有用流体(例如水)；液体工业溶剂、原材料或加工流体；或具有医用或医药学上价值的液体溶液中将其去除。实例过滤器用于从医药行业中的溶液(例如缓冲液及含治疗剂的溶液)中去除颗粒及细菌，以用于处理用于微电子及半导体加工的超纯水溶液及有机溶剂溶液且用于水纯化工艺。

有效过滤薄膜的实例包含聚合性多孔结构，所述多孔结构具有可基于过滤器的用途，即通过过滤器执行的过滤类型所选择的平均孔径。典型孔径在微米或亚微米范围中，例如约0.001微米到约10微米。平均孔径为约0.001到约0.05微米的薄膜通常分类为超过滤薄膜。孔径在约0.05与10微米之间的薄膜通常分类为微孔薄膜。

为执行过滤功能，过滤器产品包含负责去除非所需材料的过滤薄膜。视需要，过滤薄膜可呈平坦薄板形式，其可经卷绕(例如，以螺旋方式)、经折叠，或在其它配置中可呈中空纤维形式。过滤薄膜可内含于壳体内以使得经过滤流体穿进入口且需要在穿过出口前穿过所述过滤薄膜。或在替代配置中，经由第二出口去除进入流体的一部分以作为浓缩液流。

为强制流体穿过可为薄板(例如，经折叠)或中空纤维薄膜的过滤薄膜，过滤器必须由在过滤薄膜的端部或边缘与过滤器的另一结构的表面(“支撑表面”)之间的液密密封形成。举例来说，可将中空纤维过滤薄膜的端部的外周接合到过滤器的支撑表面以在外周处形成液密密封。在包含片式过滤薄膜的过滤器实例中，过滤薄膜可形成为经折叠圆柱形薄膜，具有轴向布置的褶皱。将经折叠圆柱的两个对置端部处的过滤薄膜的边缘中的每一者以不透流体密封方式热接合到过滤器的端部零件。

过滤器的过滤薄膜与支撑表面之间的不透流体密封典型地通过被称为“灌封”的方法产生，其为将过滤薄膜的一个端部(例如，边缘)热结合到过滤器的表面的工艺。不透流体密封通常通过放置于过滤薄膜的边缘与过滤器的支撑表面之间的热塑性材料(例如，可熔融处理聚合物)形成。热塑性材料与过滤薄膜边缘及支撑表面接触，经熔融或经软化且使其流动、包围且填充过滤薄膜与支撑表面之间及当中的孔隙空间。在冷却之后，聚合材料在过滤薄膜与过滤器表面之间形成液密密封。

发明内容

在微电子装置加工的领域中，使用广泛多种液体材料，许多材料以极高水平的纯度使用。作为一实例，用于光刻加工微电子装置的溶剂必须具有极高纯度且因此需要稳定且清洁的过滤薄膜以提供有用的这些材料源。

用于微电子加工的液体材料可为高度酸性或腐蚀性的，且通常在高温下使用。这些液体(尤其在高温下)易于溶解或使用于过滤器中的许多常见聚合材料(例如聚烯烃及尼龙)弱化。因此，被认为展现较高水平的化学惰性及热稳定性的氟化聚合物(例如聚(四氟乙烯)(PTFE)通常用于过滤器中，所述过滤器用于处理用于微电子装置加工的液体材料。