[发明专利]基片支承的亲水性薄膜

说明书

本发明涉及用作从比较疏水性的材料中分离水和水溶性物质的薄膜。特别是本发明涉及一种基片支承的无孔亲水性薄膜。

批准给发明者的并转让给本发明受让人的、1988年5月17日申请其申请号为194，984的美国专利，描述了一种为从水中去除烃类和卤代烃类的新颖无孔薄膜材料。该薄膜能高效率地从烃类和卤化烃类中去除水和水溶性物质。当该薄膜对水和水溶性物质起扩散阻档作用时，限制薄膜效率的一个因素就是薄膜的厚度。扩散阻档层的厚度直接与通过它的流量效率成比例。

批准给发明者并转让给本发明受让人的、1988年9月6日申请其申请号为240，632的美国专利，描述了一种复合薄膜材料，它将无孔亲水性材料与对分子具有选择渗透性的第二种材料相结合，而该分子可溶于此两种薄膜材料但不溶于水。该专利也揭示了形成复合薄膜的挤压方法。

有几个因素限制无孔亚铜铵薄膜的能力和效率。如上所述，关键性的因素是薄膜的厚度。对减少薄膜厚度可补偿的因素是薄膜的结构稳定性，以保持作为非支承的平面薄膜或空心纤维的完整无缺。上面引用的申请号为194，984的美国专利中公布了这种非支承的亚铜铵纤维素空心纤维。

本发明包括提供一种超薄型无孔薄膜如亚铜铵纤维素薄膜的装置，该亚铜铵纤维素薄膜具有充分的结构完整性，作为扩散薄膜当与较厚的同一类型非支承的薄膜相比较时，具有明显的更高效率。

根据本发明，支承的复合薄膜包括有多孔的支承装置，它形成了在其上可在结构上支承薄膜的第一层，该多孔支承装置包括有二个侧面，和许多小孔，小孔通过它延伸出以使其二侧面间的流体相通。无孔的水和水溶性物质的渗透装置设置于每个孔的上面，以选择性地只让水和水溶性物质渗透通过小孔。

本发明还提供了一种制造支承的复合薄膜的方法，包括以下步骤：制成一多孔的支承材料作为第一层，该材料包括有二个侧面和许多小孔，小孔通过它延伸出，以使二侧面间的流体相通。无孔的、水和水溶性物质可渗透的薄膜粘附在每个小孔上，以选择性地只让水和水溶性物质渗透通过每个小孔。

本发明的其他优越性很容易作出正确评价，通过参考下面详细说明并结合附图，将变得更好理解，其中：

图1是根据本发明所制造的薄膜的透视图;

图2是根据本发明所制造的另一种薄膜的局部透视图;

图3是大体上沿图2的3-3线割取的放大的局部图;

图4为本发明的带有部件分解和放大部分的透视图;

图5是根据本发明制造空心纤维薄膜的装置的示意图，带有以截面形式表示的一些部分;和

图6是大体上沿图5的6-6线割取的横截面图。

按照本发明构思和制造的基片支承的复合薄膜整体在图1中以10表示。

一般，薄膜10包括有以12表示的多孔支座，它形成第一层，以使在结构上将一薄膜支承于其上，多孔支座12包括有二个侧面14，16和延伸穿过的许多小孔18。小孔18使多孔支座12的二个侧面14，16之间的流体相通。无孔的、水和水溶性物质可渗透的薄膜20被设置于每个孔18的上面，以选择性地只让水和水溶性物质渗透通过每个小孔18。

更具体地来说，图1所示的薄膜为平的复合薄膜，多孔支座12由微孔薄膜材料22组成，它具有许多从一侧面14伸展至其另一侧面16的微细小孔18。可采用任何微孔薄膜材料，如聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚酰胺、或聚酰亚胺，以及微孔陶瓷和烧结金属。这些材料中的每种材料都包括有从它的一个侧面引伸至它的另一侧面的微孔。这种材料可提供用作下面将描述的无孔层的结构支座。

示于图1的无孔的、水和水溶物质可渗透的薄膜20形成第二层，粘附并完全复盖第一层薄膜22。无孔的、可渗透水和水溶性物质的薄膜20是由再生纤维素材料制成，如粘性的或亚铜铵再生纤维素。就再生纤维来说，它是指所用的纤维素为其自然状态的再生纤维素。换言之，该纤维素分子本身在化学上是不改变的。亚铜铵再生纤维素在其自然状态下基本上是非化学上衍生的纤维素。亚铜铵再生纤维素在化学上为纤维素分子片。其具体的超微结构不太知道，但是人们知道该分子片没有延伸而通过它的小孔。在分子片之间存在有牢固的氢连接（键合），建立起一高度的结晶结构。该结构是十分亲水的，并可为水和被溶解的水溶性物质提供水溶液通道。水和被溶解的水溶性物质可扩散通过该薄膜。亚铜铵再生纤维素所提供的薄膜要比化学上衍生出的纤维材料制成的薄膜（如乙酸纤维素）明显的薄得多。