專利名稱：多孔復(fù)合薄膜的制作方法
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背景技術(shù)：
美國公開案第2008/0217239號揭示復(fù)合介質(zhì)的液體過濾器，其具有毗鄰且任選地接合到微多孔薄膜的納米網(wǎng)片。微多孔薄膜的特征在于LRV值在標(biāo)稱粒徑下為3. 7，且在微多孔薄膜的標(biāo)稱粒徑下，納米網(wǎng)片的分級過濾效率大于0. 95。根據(jù)所述揭示內(nèi)容，納米網(wǎng)片可通過電紡絲或電吹制得。根據(jù)所述揭示內(nèi)容，復(fù)合介質(zhì)可以過濾筒形式、以平坦面板或圓柱形單元形式使用且可用于多種過濾方法應(yīng)用中，例如過濾氣體流與液體流二者、半導(dǎo)體制造和其它應(yīng)用。其闡述用作過濾薄膜的基于聚烯烴的微多孔膜的實(shí)例，且說明書揭示電吹存于甲酸中的聚酰胺-6，6以形成納米網(wǎng)片。美國專利第7，008, 465號揭示分層過濾介質(zhì)，其使用包括至少一個(gè)高效率襯底和至少一個(gè)細(xì)纖維或納米纖維層的活性過濾層的組合來有效地去除灰塵、污垢和其它微粒。 所述襯底類型可包括HEPA介質(zhì)、玻璃纖維HEPA、ULPA介質(zhì)、95% DOP介質(zhì)、熔噴介質(zhì)、駐極體介質(zhì)、纖維素/熔噴分層介質(zhì)等。選擇納米纖維層和高效率襯底以獲得一組平衡性質(zhì)，從而允許使用者以相對較低壓降有效地去除亞微米粒子。當(dāng)根據(jù)ASTM 1215進(jìn)行測試時(shí)，高效率襯底(單層或分層襯底結(jié)構(gòu))的微粒效率超過80%。根據(jù)所述揭示內(nèi)容，由所述種類材料制成的細(xì)纖維的直徑可為約0. 01微米至5微米。所述微纖維可具有平滑表面，其包含離散的附加材料層或部分溶解或熔合于聚合物表面中的附加材料的外涂層或二者。所揭示用于摻合聚合物系統(tǒng)的材料是尼龍6 (nylon 6)、尼龍66、尼龍6_10、尼龍(6-66-610)共聚物和其它大體呈直鏈的脂肪族尼龍組合物。細(xì)纖維可通過電紡絲制得。WO 2004/112183揭示用于電化學(xué)裝置(例如鋰二次電池)的復(fù)合物薄膜。所述復(fù)合物薄膜包括微多孔聚烯烴薄膜和聯(lián)結(jié)到微多孔聚烯烴薄膜的至少一側(cè)且由納米纖維構(gòu)成的網(wǎng)片相多孔薄膜。根據(jù)所述揭示內(nèi)容，微多孔聚烯烴薄膜是至少有一層由聚乙烯聚合物和/或聚乙烯聚合物構(gòu)成的薄膜，且微多孔聚烯烴薄膜的厚度優(yōu)選為5微米至50微米且孔隙率優(yōu)選為30%至80%。另外，根據(jù)所述揭示內(nèi)容，納米纖維的直徑優(yōu)選為50nm至 2，OOOnm?？赏ㄟ^憑借電紡絲將聚合物溶液直接紡絲在微多孔薄膜的一個(gè)表面上形成由納米纖維制成的網(wǎng)片相多孔薄膜。2008年8月18日提出申請的日本專利申請案第2008-210063號(應(yīng)特格 (Entegris)公司)揭示并主張使用電紡絲方法制造的聚酰胺非織造織物，其中纖維直徑是 50納米至200納米，如說明書中所定義的500mL流動(dòng)時(shí)間是2秒至20秒，且如說明書中所定義的0. 144微米PSL去除率是40%至100%。其主張具有所述非織造織物的過濾單元。日本公開案第2007-301436號(摘要)揭示空氣過濾介質(zhì)，其具有與納米纖維三維纏結(jié)的片材樣納米纖維結(jié)構(gòu)層、整合上覆于納米纖維結(jié)構(gòu)層的過濾上游側(cè)表面上的上游側(cè)多孔材料層和整合層壓于納米纖維結(jié)構(gòu)層的過濾下游側(cè)表面上的下游側(cè)多孔材料層。與上游側(cè)多孔材料層和下游側(cè)多孔材料層的納米纖維結(jié)構(gòu)層整合層壓的面平坦且平滑而無松散凸起。下游側(cè)多孔材料層具有在Im/秒的空氣流速下壓力損失為100 或更小的氣體滲透率。日本公開案第2006-3^579號(摘要)揭示過濾介質(zhì)，其包括聚四氟乙烯(PTFE) 多孔薄膜、透氣性支撐材料和網(wǎng)片層，所述網(wǎng)片層由通過電紡絲方法(電荷感應(yīng)紡絲法或靜電紡絲法)形成的聚合物纖維構(gòu)成。在本發(fā)明的過濾介質(zhì)中，透氣性粘著層可毗鄰網(wǎng)片層提供。例如，PTFE多孔薄膜的平均孔徑范圍是0.01微米至5微米。本發(fā)明揭示尼龍、聚乙烯和聚丙烯電紡絲纖維。日本公開案第2007-075739號(摘要)揭示過濾單元，其具有捕獲含于打算過濾氣體中的粒子的過濾介質(zhì)和支撐所述過濾介質(zhì)的支撐框架。所述過濾介質(zhì)具有聚四氟乙烯 (PTFE)多孔薄膜、纖維過濾介質(zhì)，其經(jīng)布置以將所述PTFE薄膜固持于所述過濾介質(zhì)與透氣性支撐材料之間。構(gòu)成纖維過濾介質(zhì)的纖維的平均纖維直徑為0. 02 μ m至15 μ m(微米)， 且透氣性支撐材料由平均纖維直徑大于15 μ m的纖維構(gòu)成。過濾介質(zhì)由支撐框架支撐以使得纖維過濾介質(zhì)相對于PTFE薄膜位于打算過濾氣流的下游。根據(jù)所述揭示內(nèi)容，可對纖維過濾介質(zhì)實(shí)施電紡絲。W0/2004/069959揭示粗制樹脂溶液的過濾，所述溶液是經(jīng)化學(xué)增強(qiáng)的具有酸產(chǎn)生劑組份的光致抗蝕劑組合物。根據(jù)所述揭示內(nèi)容，過濾薄膜材料的特定實(shí)例包括含氟樹脂， 例如PTFE (聚四氟乙烯)；聚烯烴樹脂，例如聚丙烯和聚乙烯；和聚酰胺樹脂，例如尼龍6和尼龍66。本說明書還揭示使粗制抗蝕樹脂溶液通過使用過濾薄膜的兩級過濾器以實(shí)現(xiàn)聚合物和寡聚物副產(chǎn)物的去除。在過濾方法的一個(gè)特定實(shí)例中，作為第一過濾步驟通過尼龍過濾器過濾粗制稀樹脂溶液，且隨后作為第二過濾步驟通過聚丙烯過濾器過濾所得濾液。還揭示將聚乙烯過濾器用于所述第二過濾步驟中。美國專利申請案第20100038307號揭示過濾介質(zhì)，其包括至少一個(gè)平均直徑小于 1000納米的納米纖維層與也稱為稀洋紗層的任選多孔襯底。所揭示多孔襯底是紡粘型非織造物、熔噴型非織造物、針刺型非織造物、射流噴網(wǎng)型非織造物、濕法成網(wǎng)型非織造物、樹脂接合型非織造物、織造織物、針織織物、打孔膜、紙和其組合。揭示所述過濾介質(zhì)具有介于約0. 5微米與約5微米之間的平均流動(dòng)孔徑且用于過濾液體中的微粒物質(zhì)。本申請案報(bào)告所述介質(zhì)在相對較高水平的堅(jiān)硬度下具有至少0. 055L/min/cm2的流速且在差壓增加 2psi (14kPa)與15psi (IOOkPa)之間時(shí)流速不會減小。本申請案未揭示微多孔薄膜上的一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層且未揭示不對稱微多孔薄膜的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
在常用微多孔薄膜過濾器、尤其孔徑為約5納米或10納米或更小至50納米的過濾薄膜中，通過縮小孔徑難以在不增加壓降或造成微多孔薄膜的流動(dòng)時(shí)間延長下改良液體粒子保留。這是因?yàn)橥ㄟ^縮小孔徑來改良粒子保留會由于孔徑減小反而導(dǎo)致流動(dòng)時(shí)間延長。盡管組合微多孔薄膜(例如，UPE微多孔薄膜與尼龍微多孔薄膜的組合)可改良粒子保留，但可導(dǎo)致流動(dòng)時(shí)間延長。
本發(fā)明型式中的液體過濾構(gòu)件可克服所述問題，所述液體過濾構(gòu)件包含納米纖維層，所述納米纖維層可任選地在非織造支撐件上形成，且所述納米纖維層與微多孔薄膜組合。納米纖維層、任選非織造支撐件與微多孔薄膜的組合提供流動(dòng)時(shí)間短于僅微多孔薄膜的流動(dòng)時(shí)間、或流動(dòng)時(shí)間與其大體上相同的過濾構(gòu)件。納米纖維層、任選非織造支撐件與微多孔薄膜的組合在液體中的粒子保留優(yōu)于僅微多孔薄膜在液體中的粒子保留。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜是聚烯烴材料，例如超高分子量聚乙烯微多孔薄膜(UHMWPE)，且納米纖維層包含聚酰胺(PA)聚合物或可形成具有粒子保留性質(zhì)的多孔層的其它聚合物。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔材料是聚酰胺，例如但不限于尼龍6或尼龍6，6，且納米纖維層包含聚酰胺(PA)聚合物或可形成具有粒子保留性質(zhì)的多孔層的其它聚合物。本發(fā)明型式產(chǎn)生可用于從光致抗蝕劑和諸如此類去除粒子和凝膠的過濾構(gòu)件。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維是尼龍納米纖維，其可用其電荷保留液體的粒子，從而在不顯著影響流動(dòng)時(shí)間下改良粒子保留。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜是由UPE制得，納米纖維層是尼龍材料，且非織造支撐件也是尼龍材料。本發(fā)明的一種型式是包含上覆于微多孔薄膜上的聚合物納米纖維層的過濾構(gòu)件， 所述聚合物納米纖維層與微多孔薄膜的表面接觸。任選地，所述過濾構(gòu)件包括非織造支撐件，且納米纖維層夾置于非織造多孔支撐件與微多孔薄膜之間。所述過濾構(gòu)件的壓降與僅過濾構(gòu)件的微多孔薄膜的壓降大體上相同或比其小。另外，在篩分或基本上篩分條件下，所述過濾構(gòu)件的液體粒子保留大于在篩分或基本上篩分條件下僅微多孔薄膜的液體粒子保
&3 甶ο本發(fā)明型式包括包含一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層的過濾構(gòu)件，所述納米纖維層上覆于微多孔薄膜上。所述過濾構(gòu)件可任選地包括一個(gè)或一個(gè)以上非織造支撐件和任選地一個(gè)或一個(gè)以上額外支撐層或排液層。所述一個(gè)或一個(gè)以上聚合物納米纖維層上覆于微多孔薄膜的表面上，至少一個(gè)聚合物納米纖維層與微多孔薄膜的表面接觸。任選地，所述過濾構(gòu)件包括非織造支撐件且納米纖維層夾置于非織造多孔支撐件與微多孔薄膜之間。所述過濾構(gòu)件的壓降與微多孔薄膜和任選支撐件的壓降大體上相同或比其小，且在篩分或基本上篩分條件下，所述過濾構(gòu)件的液體粒子保留大于在篩分或基本上篩分條件下僅微多孔薄膜的液體粒子保留。過濾構(gòu)件中各層的起泡點(diǎn)可隨著各層自微多孔薄膜開始并移向外部多孔支撐層而降低。過濾構(gòu)件中各層的起泡點(diǎn)可通過分離所述層并測量各層在適宜液體中的起泡點(diǎn)來測定。在包含一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層的一些本發(fā)明型式中，第一納米纖維層夾置于微多孔薄膜與第一支撐層之間；隨后的納米纖維層和支撐層成對定位于所述第一支撐層頂上，其中所述隨后的納米纖維層與所述第一支撐層的上表面接觸。過濾構(gòu)件的微多孔薄膜具有一定尺寸等級，且特征在于在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下對于異丙醇的起泡點(diǎn)大于0. 206MPa且對于500毫升異丙醇的IPA流動(dòng)時(shí)間大于500秒。所述過濾構(gòu)件進(jìn)一步包含上覆于所述微多孔薄膜表面上的納米纖維層，所述納米纖維層的尺寸等級與所述微多孔薄膜的尺寸等級相同或比其大。任選地，所述過濾構(gòu)件包括支撐件，例如但不限于用于納米纖維層的非織造支撐件，其中所述納米纖維層定位于所述微多孔薄膜與所述支撐件之間。構(gòu)成納米纖維層的納米纖維的直徑或平均直徑可在100納米至150納米的范圍內(nèi)?？扇芜x地包括支撐層的納米纖維層的特征在于，在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下對于500毫升異丙醇(IPA)的IPA流動(dòng)時(shí)間為20秒至200秒、或約20秒至200秒。在0. IOMPa的壓力和 21°C的溫度下，對于500毫升IPA，過濾構(gòu)件的IPA流動(dòng)時(shí)間比微多孔薄膜的IPA流動(dòng)時(shí)間多不超過100秒。在10%或更高單層覆蓋率下在具有諸如0. 3wt%十二烷基硫酸鈉(SDS) 等表面活性劑時(shí)，過濾構(gòu)件對于大約25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留與相同條件下微多孔薄膜對于25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大體上相同或比其大。本發(fā)明的另一型式是包含微多孔薄膜的過濾構(gòu)件，所述微多孔薄膜的尺寸等級的特征在于，在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下對于異丙醇的起泡點(diǎn)大于0. 206MPa且對于 500毫升異丙醇的IPA流動(dòng)時(shí)間大于500秒。所述過濾構(gòu)件進(jìn)一步包含上覆于所述微多孔薄膜表面上的納米纖維層，所述納米纖維層的尺寸等級與所述微多孔薄膜的尺寸等級相同或比其大。任選地，所述過濾構(gòu)件包括支撐件，例如但不限于用于納米纖維層的非織造支撐件，其中所述納米纖維層定位于所述微多孔薄膜與所述支撐件之間。構(gòu)成納米纖維層的納米纖維的直徑可在25納米至250納米的范圍內(nèi)?？扇芜x地包括支撐層的納米纖維層的特征在于，在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下對于500毫升異丙醇(IPA)的IPA流動(dòng)時(shí)間為20 秒至200秒、或約20秒至200秒。在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下，對于500毫升IPA， 過濾構(gòu)件的IPA流動(dòng)時(shí)間比微多孔薄膜的IPA流動(dòng)時(shí)間多不超過100秒。在10%或更高單層覆蓋率下在具有諸如0. 3wt%十二烷基硫酸鈉(SDS)等表面活性劑時(shí)，過濾構(gòu)件對于大約25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留與相同條件下微多孔薄膜對于25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大體上相同或比其大。本發(fā)明的又一型式是包含微多孔薄膜的過濾構(gòu)件，所述微多孔薄膜具有通過大于 206，OOOPa的異丙醇起泡點(diǎn)評定的尺寸等級，在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下，所述微多孔薄膜對于500毫升異丙醇的IPA流動(dòng)時(shí)間大于500秒。所述過濾構(gòu)件進(jìn)一步包含非織造襯底或非織造支撐件以及在所述非織造支撐件表面上的納米纖維層，所述納米纖維層包含一種或一種以上納米纖維。在30毫升/分鐘的流速和室溫下，過濾構(gòu)件對于液體進(jìn)給溶液 (其是存于水中的0.1% (w/w)曲拉通X-100)的液體壓降比僅微多孔薄膜在所述液體進(jìn)給溶液中的壓降小0%與15%之間。在單層覆蓋率至5%單層覆蓋率的測試條件下在測試液體中具有0. 3wt%十二烷基硫酸鈉表面活性劑時(shí)，過濾構(gòu)件對于大約25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留同樣與相同測試條件和測試液體組合物下微多孔薄膜對于相同的25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大體上相同或比其大。


在附圖中，NF是“納米纖維”的縮寫，NNF是“尼龍納米纖維”的縮寫，UPE是“超高分子量聚乙烯”的縮寫，且ML是“單層”的縮寫。圖1是過濾構(gòu)件的分解圖，其繪示非織造多孔支撐層以及夾置于微多孔薄膜與第二非織造多孔支撐層之間的納米纖維層。圖2A是本發(fā)明型式的圖解說明，所述型式具有第一多孔支撐層或排液層、上覆于所述多孔支撐層上的微多孔薄膜、上覆于所述微多孔薄膜上的納米纖維層、上覆于所述納米纖維層上的非織造多孔支撐層和上覆于所述非織造多孔支撐層上的第二多孔支撐層或排液層。圖2B是具有一個(gè)以上納米纖維層的本發(fā)明型式的圖解說明。
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圖3是顯示在各種單層覆蓋百分比下各等級薄膜(通過HFE-7200起泡點(diǎn)來測定薄膜等級)的微多孔薄膜和實(shí)例2的過濾構(gòu)件的聚苯乙烯乳膠(PSL)珠粒保留的圖表。圖4是顯示各尺寸等級(通過HFE-7200起泡點(diǎn)來測定薄膜尺寸等級)的實(shí)例2 的過濾構(gòu)件相較于相應(yīng)的僅微多孔薄膜的30%單層保留值的圖表。條形圖顯示僅微多孔薄膜的PSL保留百分比低于包括納米纖維層和微多孔薄膜的過濾構(gòu)件。圖5是各尺寸等級(如通過HFE-7200起泡點(diǎn)所測定)的納米纖維層的IPA流動(dòng)時(shí)間、僅微多孔薄膜的流動(dòng)時(shí)間和實(shí)例2的復(fù)合薄膜或過濾構(gòu)件的流動(dòng)時(shí)間的圖表。圖6是實(shí)例中所用粒子保留測試平臺的圖解說明。圖7是顯示實(shí)例3中微多孔薄膜和薄膜復(fù)合材料或過濾構(gòu)件的差壓(磅/平方英寸(PSi))對在1厘泊下流速(ml/min)的圖表。圖8是顯示流動(dòng)PGME的差壓(磅/平方英寸(psi))對流速(ml/min)的圖表；所述壓降數(shù)據(jù)針對實(shí)例3中的僅微多孔薄膜和過濾構(gòu)件。圖9是實(shí)例3結(jié)果的圖表，其顯示僅UPE微多孔薄膜和兩種復(fù)合過濾器試樣在pH 7下無表面活性劑時(shí)的G25熒光粒子保留百分比對時(shí)間，所述兩種復(fù)合過濾器試樣包括UPE 微多孔薄膜、尼龍納米纖維層(在實(shí)例3中縮寫為NNF或NF)和非織造尼龍支撐件。圖10是實(shí)例3結(jié)果的圖表，其顯示僅UPE微多孔薄膜和兩種過濾構(gòu)件試樣在pH 6 下無表面活性劑時(shí)的G25熒光粒子保留百分比對時(shí)間，所述兩種過濾構(gòu)件試樣包括UPE微多孔薄膜、尼龍納米纖維層(在實(shí)例3中縮寫為NNF或NF)和非織造尼龍支撐件。圖11是實(shí)例3結(jié)果的圖表，其顯示僅UPE微多孔薄膜和兩種過濾構(gòu)件試樣在pH 8 下無表面活性劑時(shí)的G25熒光粒子保留百分比對時(shí)間，所述兩種過濾構(gòu)件試樣包括UPE微多孔薄膜、尼龍納米纖維層(在實(shí)例3中縮寫為NNF或NF)和非織造尼龍支撐件。圖12是實(shí)例3結(jié)果的圖表，其顯示僅UPE微多孔薄膜和兩種過濾構(gòu)件試樣在pH 6下含有表面活性劑時(shí)的G25熒光粒子保留百分比對時(shí)間，所述兩種過濾構(gòu)件試樣包括UPE 微多孔薄膜、尼龍納米纖維層(在實(shí)例3中縮寫為NNF或NF)和非織造尼龍支撐件。圖13是實(shí)例3結(jié)果的圖表，其顯示僅UPE微多孔薄膜和兩種過濾構(gòu)件試樣在pH 7下具有表面活性劑時(shí)的G25熒光粒子保留百分比對時(shí)間，所述兩種過濾構(gòu)件試樣包括UPE 微多孔薄膜、尼龍納米纖維層(在實(shí)例3中縮寫為NNF或NF)和非織造尼龍支撐件。圖14繪示材料與層類型的各種組合；所述組合可包括納米纖維層(NF)，例如聚酰胺納米纖維(PA NF)、聚(醚砜)納米纖維(PES NF)；非織造(任選)支撐層，例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)；微多孔薄膜，例如超高分子量聚乙烯、聚丙烯和諸如此類；各層的厚度在括弧中給出，顯示各層的順序。圖15是繪示實(shí)例5中包括3nm不對稱UPE微多孔薄膜的過濾裝置和包括過濾構(gòu)件的過濾裝置的壓降測試結(jié)果的圖表，所述過濾構(gòu)件具有3nm不對稱微多孔薄膜和一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層。圖16是繪示實(shí)例5中包括5nm不對稱UPE微多孔薄膜的過濾裝置和包括過濾構(gòu)件的過濾裝置的壓降測試結(jié)果的圖表，所述過濾構(gòu)件具有5nm不對稱微多孔薄膜和一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層。圖17是繪示使用具有表面活性劑的25nm G25 PSL粒子在pH為4且流速為0. 36 升/分鐘下對過濾裝置實(shí)施粒子保留測試的結(jié)果的圖表，所述過濾裝置包括具有3nm不對稱微多孔薄膜且無納米纖維層的過濾裝置和包括具有3nm不對稱微多孔薄膜和一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層的過濾構(gòu)件的過濾裝置。圖18是繪示使用具有表面活性劑的25nm G25 PSL粒子在pH為6. 5且流速為0. 36 升/分鐘下對過濾裝置實(shí)施粒子保留測試的結(jié)果的圖表，所述過濾裝置包括具有3nm不對稱微多孔薄膜且無納米纖維層的過濾裝置和包括具有3nm不對稱微多孔薄膜和一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層的過濾構(gòu)件的過濾裝置。圖19是繪示使用具有表面活性劑的25nm G25 PSL粒子在pH為8. 5且流速為0. 36 升/分鐘下對過濾裝置實(shí)施粒子保留測試的結(jié)果的圖表，所述過濾裝置包括具有3nm不對稱微多孔薄膜且無納米纖維層的過濾裝置和包括具有3nm不對稱微多孔薄膜和一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層的過濾構(gòu)件的過濾裝置。圖20是繪示使用具有表面活性劑的25nm G25 PSL粒子在pH大約為6. 5且流速為0. 36升/分鐘下對過濾裝置實(shí)施粒子保留測試的結(jié)果的圖表，所述過濾裝置包括具有 5nm不對稱微多孔薄膜且無納米纖維層的過濾裝置和包括具有5nm不對稱微多孔薄膜和一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層的過濾構(gòu)件的過濾裝置。圖21是繪示使用具有表面活性劑的25nm G25 PSL粒子在pH大約為6. 5且流速為0. 5升/分鐘下對過濾裝置實(shí)施粒子保留測試的結(jié)果的圖表，所述過濾裝置包括具有5nm 不對稱微多孔薄膜且無納米纖維層的過濾裝置和包括具有5nm不對稱微多孔薄膜和一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層的過濾構(gòu)件的過濾裝置。
具體實(shí)施例方式盡管本文闡述了本發(fā)明的各種組合物和方法，但應(yīng)了解，由于所述組合物和方法可有所變化，因此本發(fā)明并不局限于所述特定分子、組合物、設(shè)計(jì)、方法或方案。還應(yīng)了解， 本說明中所使用的術(shù)語僅出于闡述特定型式或?qū)嵤├哪康?，而非打算限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍將僅由所附權(quán)利要求書限定。還必須注意，除非上下文中另有明確說明，否則本文和所附權(quán)利要求書中所使用的單數(shù)形式“一(a和an)”和“所述”包括多個(gè)指示物。因此，例如，在提及“納米纖維”時(shí)是提及一種或一種以上納米纖維和其為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的等效物等。除非另有定義，否則本文中所使用的全部技術(shù)和科學(xué)術(shù)語均具有與所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常所了解含義相同的含義。與本文所述方法和材料相似或等效者可用于實(shí)踐或測試本發(fā)明實(shí)施例。本文所提及所有出版物的全部內(nèi)容均以引用方式并入本文中。不能由于此揭示內(nèi)容為先前發(fā)明而理解為承認(rèn)本發(fā)明無權(quán)先于此揭示內(nèi)容。“任選的”或“任選地”意指隨后所述事件或情況可發(fā)生或可不發(fā)生，且意指，所述闡述內(nèi)容包括事件發(fā)生的情況和事件不發(fā)生的情況。 無論是否明確指明，本文中的所有數(shù)值均可由術(shù)語“約”來修飾。術(shù)語“約”通常是指所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員認(rèn)為等效于(即，具有相同功能或結(jié)果)所述值的數(shù)量范圍。在一些實(shí)施例中，術(shù)語“約”是指所述值的士 10%，在其它實(shí)施例中，術(shù)語“約”是指所述值的士2%。盡管本文以“包含”各種組份或步驟(理解為意指“包括但不限于”)的方式闡述組合物和方法， 但所述組合物和方法也可基本上由各種組份或步驟組成或由其組成，此術(shù)語應(yīng)理解為定義基本上封閉成員群或封閉成員群。在光致抗蝕劑過濾中，尼龍微多孔薄膜過濾器提供良好的過濾性能并產(chǎn)生低橋接
9缺陷。隨著集成電路的線寬的寬度持續(xù)變小，需要用于較小粒子的高效率過濾器。一種提供較小粒子保留過濾器的嘗試是使用尼龍薄膜以及具有較小尺寸等級的第二微多孔薄膜層。超高分子量聚乙烯薄膜可用來構(gòu)建所述過濾器。盡管此類型的復(fù)合過濾器具有高過濾效率，但其也具有相應(yīng)較高的壓降/流動(dòng)限制。不希望受限于理論，我們相信較高壓降是由尼龍微多孔薄膜過濾層的非多孔區(qū)域上覆于下伏微多孔超高分子量聚乙烯薄膜的各孔上造成。過去，從液體中去除粒子的方法是使用孔徑接近需要去除的粒徑的過濾介質(zhì)。因此，為了從液體中去除0. 1微米的粒子，通常使用尺寸等級低于0. 1微米至0. 2微米的薄膜。為了去除50納米(歷)的粒子，可使用尺寸等級低于lOOnm、例如約75nm至50nm或50nm 以下的過濾介質(zhì)。這是從液體流中去除亞微米粒子的通常作法。這種作法不同于過濾器孔徑通?？蔀橹辽俅笥诖蛩闳コ降臄?shù)量級的空氣流或氣流中的常見作法。在半導(dǎo)體的制造中，現(xiàn)預(yù)計(jì)柵極長度在以后數(shù)年內(nèi)將減小至30納米，從處理液體化學(xué)品和其它清潔液體中去除大于25納米的粒子是生產(chǎn)半導(dǎo)體的關(guān)鍵。一種用于從液體中過濾粒子的常用微多孔薄膜是基于平均測量起泡點(diǎn)尺寸等級在(例如)IOnm至50nm范圍內(nèi)的對稱UPE (UPE還是指超高分子量聚乙烯(UHMWPE))微多孔薄膜。所述微多孔薄膜將具有一定的流動(dòng)限制，即較長流動(dòng)時(shí)間，這是因?yàn)槠淇讖较噍^于基于測量起泡點(diǎn)尺寸等級為(例如)100nm的微多孔薄膜為小。為彌補(bǔ)具有較小尺寸等級的微多孔薄膜的流動(dòng)限制，已研發(fā)出具有不對稱孔徑或尺寸等級分布的UPE微多孔薄膜以降低流動(dòng)損失并達(dá)成高粒子保留率。不對稱微多孔薄膜憑借薄膜的較大孔和開口部分改良液體流動(dòng)，同時(shí)利用薄膜的較小和較緊孔部分來去除粒子。所述不對稱微多孔薄膜提供從液體流中去除25納米粒子的良好效率。本發(fā)明者已發(fā)現(xiàn)，就液體過濾來說，多孔納米纖維層與微多孔薄膜的組合可用來提供多孔過濾構(gòu)件，與僅微多孔薄膜相比，所述過濾構(gòu)件對于以下具有較高保留小外觀 (aspect)粒子，例如0. 144微米或更小的粒子、0. 1微米或更小的粒子、0. 055微米或更小的粒子、在一些情況下30納米或更小的粒子，以及在又一些其它情況下具有介于約21nm與 Mnm之間的更小外觀的粒子，且所述過濾構(gòu)件具有大體上相同或降低的壓降。與僅微多孔薄膜相比，微多孔薄膜與多孔納米纖維層的此組合可改良粒子保留，且在一些情況下不伴隨壓降增加或流動(dòng)時(shí)間延長。圖1是過濾構(gòu)件的分解圖，其繪示非織造多孔支撐層10以及夾置于微多孔薄膜20 與第二非織造多孔支撐層40之間的納米纖維層30。在過濾構(gòu)件中，所述層將彼此接觸并形成單一過濾構(gòu)件。所述層的厚度未按比例繪示。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜的孔結(jié)構(gòu)是不對稱的且具有最大孔的微多孔薄膜側(cè)面對上覆納米纖維層或與其接觸。各層可有褶裥。圖2A是本發(fā)明型式的圖解說明，所述型式具有第一多孔支撐層或排液層204、上覆于多孔支撐層204上的微多孔薄膜208、上覆于微多孔薄膜208上的納米纖維層212、上覆于納米纖維層212上的非織造多孔支撐層216和上覆于非織造多孔支撐層216上的第二多孔支撐層或排液層220。在本發(fā)明的一些型式中，各層可有褶裥。圖2B是具有一個(gè)以上納米纖維層的本發(fā)明型式的圖解說明。在圖2B中，過濾構(gòu)件具有第一支撐層或排液層230、 上覆于支撐層或排液層230上的微多孔薄膜234、上覆于微多孔薄膜234上的第一納米纖維層238、上覆于第一納米纖維層238上的第一非織造層對2、上覆于第一非織造層242上的第二納米纖維層對6、上覆于第二納米纖維層246上的第二非織造層250和上覆于非織造層250上的第二支撐層或排液層254。納米纖維層212、238、246可獨(dú)立地由納米纖維子層(圖中未顯示)構(gòu)成。在本發(fā)明的一些型式中，各層可有褶裥。圖2A和圖2B中所繪示各層的厚度未按比例繪示。本發(fā)明的一種型式是包含上覆于微多孔薄膜的聚合物納米纖維層的液體過濾構(gòu)件，所述過濾構(gòu)件在測試液體中的液體壓降與所述微多孔薄膜在所述測試液體中的液體壓降大體上相同或比其小。在存在表面活性劑的情況下，在篩分或基本上篩分條件下的一些情況下，過濾構(gòu)件對于測試粒子的粒子保留大于相同測試條件下微多孔薄膜對于測試粒子的粒子保留。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層的特征在于具有大于測試粒子的尺寸等級，且在測試液體中存在表面活性劑時(shí)通過增加過濾構(gòu)件的測試粒子單層覆蓋百分比可增加納米纖維層的總體粒子保留部分。本發(fā)明的一些型式進(jìn)一步包括用于納米纖維層的多孔支撐件，上覆于微多孔薄膜上的聚合物納米纖維層定位于或夾置于所述多孔支撐件與所述微多孔薄膜之間。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜的孔具有不對稱尺寸分布或結(jié)構(gòu)，微多孔薄膜的不對稱性可由微多孔薄膜剖面的SEM圖像來確定。在本發(fā)明型式中，隨著各層自微多孔薄膜開始并移向外部多孔支撐層，過濾構(gòu)件中各多孔和微多孔層的起泡點(diǎn)或尺寸等級可大約相同或降低。在本發(fā)明的一些型式中，隨著各層自微多孔薄膜開始并移向外部多孔支撐層，過濾構(gòu)件中各層的起泡點(diǎn)可降低，尺寸等級變大。例如，如圖2B中所繪示，微多孔薄膜234的起泡點(diǎn)可為最高，納米纖維層238的起泡點(diǎn)可低于微多孔薄膜234的起泡點(diǎn)，非織造層M2的起泡點(diǎn)可低于納米纖維層238的起泡點(diǎn)等等。過濾薄膜中各層的起泡點(diǎn)可通過分離所述各層并測量各層在適宜液體中的起泡點(diǎn)來測定。 在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層的厚度可以是約5微米至10微米，且通過IPA 起泡點(diǎn)或等效形式評定的納米纖維層的尺寸等級可以是約0. 2微米或更小。納米纖維層的尺寸等級可以是大約大于打算去除粒子的數(shù)量級，且可通過IPA起泡點(diǎn)來測定。例如，對于 25納米粒子的去除，納米纖維層的尺寸等級可以是約200nm至約250nm。與相似測試條件下的僅單獨(dú)UPE微多孔薄膜相比，所述納米纖維層或類似納米纖維層與不對稱薄膜(例如， 如通過HFE 7200起泡點(diǎn)或等效形式所測定，具有5nm或IOnm標(biāo)稱尺寸的不對稱UPE微多孔薄膜)的組合可改良25nm粒子的保留。此外，與相似測試條件下的僅單獨(dú)UPE微多孔薄膜相比，所述納米纖維層或類似納米纖維層與不對稱薄膜(例如，通過IPA起泡點(diǎn)或等效形式測定具有3nm或5nm標(biāo)稱尺寸的UPE微多孔薄膜)的組合可改良25nm粒子的保留。在考量納米纖維層的大尺寸等級時(shí)完全未預(yù)測到此保留改良。本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于，憑借所述過濾構(gòu)件可降低壓降或不顯著增加壓降并改良粒子保留。在具有相似或改良粒子保留的本發(fā)明過濾構(gòu)件的一些型式中，納米纖維與微多孔薄膜的組合的壓降比針對僅微多孔薄膜所測量的壓降小約0%至15%，在其它型式中小約0%至10%，且在又一些其它型式中小 0%至5%。在具有相似或改良粒子保留的本發(fā)明過濾構(gòu)件的一些型式中，納米纖維與微多孔薄膜的組合的壓降在過濾構(gòu)件中僅有微多孔薄膜時(shí)壓降的士 15%以內(nèi)；在具有相似或改良粒子保留的本發(fā)明過濾構(gòu)件的其它型式中，納米纖維與微多孔薄膜的組合的壓降在過濾構(gòu)件中僅有微多孔薄膜時(shí)壓降的士 10%以內(nèi)；在具有相似或改良粒子保留的本發(fā)明過濾構(gòu)件的又一些其它型式中，納米纖維與微多孔薄膜的組合的壓降在過濾構(gòu)件中僅有微多孔薄膜時(shí)壓降的士5%以內(nèi)。本發(fā)明者已在過濾液體中觀察到相似或改良的粒子保留和降低的壓降，所述過濾液體的PH范圍為6至7且含有表面活性劑(基本上篩分或篩分條件) 和PH范圍為6至8且不含有表面活性劑或潤濕劑(非篩分條件)。排液層(例如圖2A中的層204和220)可以是由用于過濾構(gòu)件其它層的各種聚合物制成的聚合物結(jié)網(wǎng)。排液層的尺寸等級與毗鄰層的尺寸等級相同或比其大。在一個(gè)實(shí)施例中，排液層是由聚乙烯制成且所述結(jié)網(wǎng)是自德星(Delstar)，特拉華州(Deleware)購得。本發(fā)明的一種型式是包含微多孔薄膜的過濾構(gòu)件，所述微多孔薄膜是0. 01微米至0. 1微米等級，如通過起泡點(diǎn)測量所測定，在一些情況下，微多孔薄膜的異丙醇起泡點(diǎn)大于30磅/平方英寸(psi)或大于206，000帕斯卡(0.206MPa)。在本發(fā)明型式中，微多孔薄膜的特征進(jìn)一步在于，在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下對于500毫升IPA的IPA流動(dòng)時(shí)間大于500秒，在一些情況下在500秒至6500秒的范圍內(nèi)。所述過濾構(gòu)件進(jìn)一步包含非織造多孔襯底或非織造多孔支撐件和在所述非織造多孔支撐件表面上的納米纖維層，所述納米纖維層中納米纖維的直徑可在25納米至250納米的范圍內(nèi)，在一些情況下在50納米至200納米的范圍內(nèi)，其是通過電紡絲形成于非織造多孔支撐件上。納米纖維層的特征在于在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下對于500毫升異丙醇(IPA)的IPA流動(dòng)時(shí)間為20秒至200秒；納米纖維層的尺寸等級可以是0. 01微米至0. 5微米，且在一些情況下為0. 1微米至0. 3微米，如通過IPA起泡點(diǎn)測量或等效形式所測定。在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下，對于500毫升IPA來說，所述過濾構(gòu)件的流動(dòng)時(shí)間在微多孔薄膜的流動(dòng)時(shí)間的100秒內(nèi)。在10%或更高單層覆蓋率下、在一些型式中在10%單層覆蓋率至30%單層覆蓋率下， 在具有0. 3wt%十二烷基硫酸鈉(SDS)表面活性劑時(shí)，過濾構(gòu)件保留大約25納米杜克科技 (Duke Scientific) G-25熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子，如此過濾構(gòu)件的液體粒子保留與相同條件下微多孔薄膜對于25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大體上相同或比其大。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層夾置于非織造支撐件與微多孔薄膜之間。 在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層包含不同于微多孔薄膜的聚合物組合物的聚合物組合物或由其組成，由此在水性測試液體中納米纖維層的ζ電勢與微多孔薄膜層的ζ電勢不同。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜是由UPE制得，納米纖維層是尼龍材料，且非織造支撐件是尼龍材料。在單層覆蓋率至5%單層覆蓋率下，包含納米纖維層和微多孔薄膜的過濾構(gòu)件對于具有大約25納米杜克科技G-25熒光聚苯乙烯乳膠珠粒且具有0. 1 % wt/wt曲拉通 X-100表面活性劑的測試液體中的所述粒子的液體粒子保留與相同條件下僅微多孔薄膜對于相同的25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大體上相同或比其大；過濾構(gòu)件的壓降低于僅微多孔薄膜的壓降。在本發(fā)明的一些型式中，在單層覆蓋率下，過濾構(gòu)件對于測試液體(具有0.1% (w/w)曲拉通X-100表面活性劑)中的大約25納米杜克科技 G-25熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留比相同條件下僅微多孔薄膜對于相同的25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大5%或5%以上，而且在5%單層覆蓋率下，過濾構(gòu)件對于測試液體(具有0.1% (w/w)曲拉通X-100表面活性劑)中的大約25納米杜克科技G-25熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留比相同條件下僅微多孔薄膜對于相同的25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大25%或25%以上；過濾構(gòu)件的壓降低于僅微多孔薄膜的壓降。本發(fā)明的一種型式是來自應(yīng)特格公司的10納米UPE微多孔薄膜與具有納米纖維層(尼龍納米纖維直徑為60納米至150納米，厚度為5微米且重量基位為2g/m2，由佳泰公司(Finetex)制造)的多孔非織造支撐件(旭化成株式會社(Asahi-kasei)N05040)的組合。由佳泰公司利用電紡絲將納米纖維形成到由旭化成株式會社供應(yīng)的襯底上。本發(fā)明型式包括包含至少一個(gè)納米纖維層的過濾構(gòu)件，所述至少一個(gè)納米纖維層包含毗鄰微多孔過濾薄膜的聚合物納米纖維，其中所述納米纖維層中的所述納米纖維部分上覆于所述微多孔薄膜的孔部分上。納米纖維層是多孔層，且對于給定粒徑在介于約1 %與 30%單層之間的粒子單層覆蓋率下，其篩分或非篩分粒子保留小于僅微多孔薄膜的篩分或非篩分粒子保留。過濾構(gòu)件的納米纖維層與微多孔薄膜的組合所達(dá)成的粒子保留大于僅納米纖維層或微多孔薄膜的篩分或非篩分粒子保留，且毗鄰的納米纖維層與微多孔薄膜的組合兩側(cè)的壓降與僅微多孔薄膜兩側(cè)的壓降大體上相同或比其小。在本發(fā)明的一些型式中， 納米纖維層在非織造支撐件與微多孔薄膜之間。本發(fā)明的其它型式包括包含一個(gè)或一個(gè)以上納米纖維層、微多孔薄膜、一個(gè)或一個(gè)以上非織造支撐件層和一個(gè)或一個(gè)以上額外支撐層或排液層的過濾構(gòu)件。大體上相同的壓降或大約相同的壓降涉及本發(fā)明型式中的復(fù)合薄膜或過濾構(gòu)件， 其中過濾構(gòu)件的壓降在僅微多孔薄膜的壓降的士 15%以內(nèi)，在本發(fā)明的一些型式中過濾構(gòu)件的壓降在僅微多孔薄膜的壓降的士 10%以內(nèi)，且在本發(fā)明的又一些其它型式中過濾構(gòu)件的壓降在僅微多孔薄膜的壓降的士5%以內(nèi)。在本發(fā)明型式中，多孔納米纖維層的厚度可介于0. 005微米至30微米范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層的厚度介于2微米與10微米之間。在本發(fā)明的其它型式中，納米纖維層的厚度可介于5納米與20納米之間。選擇納米纖維層的厚度并與微多孔薄膜和任選支撐層組合以提供壓降與僅微多孔薄膜的壓降大體上相同或比其小的過濾構(gòu)件。出于闡述和主張的目的，術(shù)語微多孔薄膜可用來包括多孔薄膜，其也可由諸如超多孔薄膜、納米多孔薄膜和微多孔薄膜等術(shù)語來描述。所述微多孔薄膜保留諸如但不限于凝膠、粒子、膠體、細(xì)胞、聚合物-寡聚物等進(jìn)給流組份(滯留物)，而大體上小于所述孔的組份則穿過所述孔進(jìn)入透過流。微多孔薄膜對進(jìn)給流中組份的保留可視操作條件(例如表面速率和表面活性劑的使用、PH和所述因素的組合)而定，且可視相對于微多孔薄膜孔的尺寸、結(jié)構(gòu)和分布粒子的尺寸和結(jié)構(gòu)(硬性粒子或凝膠)而定。在本發(fā)明型式中，納米纖維直徑或平均納米纖維直徑可介于25納米至250納米范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維的直徑是200納米或更小。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維的平均直徑可介于75納米與200納米之間。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維的直徑是200納米或更小，或所述纖維的平均直徑介于75納米與200納米之間，且支撐層上納米纖維的空氣滲透率大于1. 4秒/200ml。多孔或微多孔納米纖維層的尺寸等級可至少與其在過濾構(gòu)件中所覆蓋或所接觸的微多孔薄膜表面的尺寸等級一樣大或比其大。例如，如果不對稱微多孔薄膜開口側(cè)的尺寸通過IPA起泡點(diǎn)評定為約1微米，則納米纖維層的尺寸等級應(yīng)為約1微米或更大。微多孔薄膜和上覆納米纖維的對置表面上的各孔的相對尺寸也可通過SEM分析來評估。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層的尺寸等級可介于0. 01微米至0. 65微米范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層的尺寸等級是0. 18微米至0. 28微米，在其它型式中為約0. 18微米至0. 24微米，且又一些其它型式中為約0. 2微米。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層可通過起泡點(diǎn)來表征，所述起泡點(diǎn)可通過異丙醇(IPA)起泡點(diǎn)測量或在諸如來自3M 的HFE 7200等溶劑中的起泡點(diǎn)測量來測定。納米纖維層的IPA起泡點(diǎn)可介于約5psi至約IOOpsi范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一種型式中，多孔納米纖維層的平均IPA起泡點(diǎn)介于7psi與15psi之間。在本發(fā)明的其它型式中，多孔納米纖維層的平均IPA起泡點(diǎn)介于15psi與20psi之間。在本發(fā)明的其它型式中，納米纖維層的IPA起泡點(diǎn)介于約20psi與約25psi之間。在本發(fā)明的又一些其它型式中，多孔納米纖維層的平均IPA起泡點(diǎn)介于24psi與32psi之間。在再一些其它型式中，多孔納米纖維層的平均IPA起泡點(diǎn)介于32psi與50psi之間。在再一些型式中，多孔納米纖維層的平均IPA 起泡點(diǎn)介于50psi與83psi之間。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層的特征在于IPA起泡點(diǎn)為20psi 士5psi且在125 下的空氣滲透率為1.2立方英尺/分鐘(cfm)至1. kfm，其是利用測試方法 ASTMD737-96 (弗雷澤(Frazier))來測量。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層是0. 18微米至0. 28微米等級，具有介于20psi 士5psi之間的起泡點(diǎn)和/或1. 2cfm至1. 4cfm的空氣滲透率。納米纖維層的尺寸等級與下伏微多孔薄膜的尺寸等級大約相同或比其大較為有利，此可降低過濾構(gòu)件的壓降。在本發(fā)明型式中，納米纖維可由可形成納米纖維的聚合物構(gòu)成。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層可由聚酰胺或包含聚酰胺的聚合物形成。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維聚酰胺是尼龍6、尼龍6，6和諸如此類。在本發(fā)明的其它型式中，形成納米纖維的聚合物是聚(醚砜)。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維比下伏微多孔薄膜聚合物具有更高表面能，例如，尼龍比UPE具有更大表面能。在本發(fā)明的其它型式中，在水性測試液體中，納米纖維層具有不同于微多孔薄膜的ζ電勢。多孔納米纖維層可包含納米纖維或由其組成，其可通過電紡絲(例如經(jīng)典電紡絲或電吹)且在某些情況下通過熔噴或其它所述適宜方法來制造。經(jīng)典電紡絲是美國專利第 4，127，706號中闡釋的技術(shù)，其教示內(nèi)容的全文以引用方式并入本文中，其中將高壓施加于溶液中的聚合物以形成納米纖維和非織造氈。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層的基重介于0. 1克/平方米與5克/平方米之間；在本發(fā)明的其它型式中，納米纖維層的基重介于 1克/平方米與3克/平方米之間。在本發(fā)明的其它型式中，納米纖維層的基重是約1. 7g/ m2至2g/m2。納米纖維層的基重越小，制造起來越經(jīng)濟(jì)且制造時(shí)利用的時(shí)間及材料越少。納米纖維層可獨(dú)立存在，或者其可形成于非織造多孔襯底或非織造多孔支撐件上，其可形成于微多孔薄膜上，或所述方式進(jìn)行組合。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層可從非織造支撐件剝離。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層夾置于非織造支撐件與微多孔薄膜之間。在本發(fā)明的一些型式中，支撐件或非織造支撐件是任選的。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層可包含納米纖維子層，其是通過(例如)使紡絲頭一次或一次以上來回穿過微多孔薄膜、非織造多孔支撐件或網(wǎng)片而制得。每一納米纖維子層中的納米纖維組成、 尺寸等級、纖維直徑可相同或不同?？稍谏厦嫘纬杉{米纖維層的支撐件具有液體滲透性，且在本發(fā)明的一些型式中經(jīng)選擇以使得納米纖維層與微多孔薄膜的組合的流動(dòng)時(shí)間與僅微多孔薄膜的流動(dòng)時(shí)間基本上相同或比其小。可在上面形成納米纖維的支撐件可用來為將納米纖維網(wǎng)片處理至形成褶裥/濾筒裝配工藝提供強(qiáng)度。由于所述支撐件可以是深度介質(zhì)，因此其也可用作過濾介質(zhì)。 納米纖維層與支撐件的組合構(gòu)成過濾筒中過濾介質(zhì)的一部分。在本發(fā)明的一些型式中，如圖1中所繪示的支撐件上納米纖維層與微多孔薄膜的流動(dòng)時(shí)間與僅微多孔薄膜的流動(dòng)時(shí)間基本上相同或大約相同。在本發(fā)明的一些型式中，所述支撐件是非織造材料。所述支撐件或非織造支撐件與最終的液體施用具有化學(xué)相容性。非織造支撐件的非限制性實(shí)例包括由聚酰胺(PA)制得者，且可包括各種尼龍(例如但不限于(尼龍)6、尼龍6，6和芳族聚酰胺)、聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)、PES(聚醚砜)和諸如此類。PA6是指聚酰胺6，其也稱為(尼龍)6或尼龍6。在本發(fā)明的一些型式中，非織造支撐件包含尼龍6樹脂，其已經(jīng)熱接合以降低經(jīng)由其它工藝將其它不需要的材料(污染)引入網(wǎng)片中的機(jī)會。在本發(fā)明的一種型式中，在上面形成納米纖維層的支撐件是自旭化成株式會社購得的尼龍N05040，其不影響或大體上不影響過濾構(gòu)件的流動(dòng)時(shí)間。在本發(fā)明的一些型式中，非織造支撐件上納米纖維層的流動(dòng)時(shí)間介于約20秒至200秒范圍內(nèi)。非織造物的基重與其厚度有關(guān)，且可經(jīng)選擇以使壓力損失最小且也可經(jīng)選擇以提供恰當(dāng)數(shù)量的褶裥以便裝配成過濾套件。非織造物越厚，可裝配至過濾筒的固定直徑中心管配置中的褶裥數(shù)量越少。在本發(fā)明的一些型式中， 非織造支撐件的基重是約40克/平方米至約30克/平方米。在本發(fā)明的其它型式中，非織造支撐件的基重是約(40士5)克/平方米。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜可具有包括微多孔UPE薄膜的花邊狀開孔結(jié)構(gòu)的形態(tài)，或在一些型式中，所述薄膜包括線結(jié)形態(tài)的微多孔PTFE(聚四氟乙烯)薄膜。在一些型式中，微多孔薄膜的形態(tài)是花邊狀開口結(jié)構(gòu)。通過在異丙醇或3M HFE-7200中的起泡點(diǎn)測量所測定的微多孔薄膜的尺寸等級可小于0. 1微米。在一些型式中，通過在異丙醇或3M HFE-7200中的起泡點(diǎn)測量所測定的微多孔薄膜的尺寸等級介于0. 005微米至0. 25 微米之間。在本發(fā)明的其它型式中，通過在異丙醇或3M HFE-7200中的起泡點(diǎn)測量所測定的微多孔薄膜的尺寸等級是約0. 005微米至約0. 05微米。在本發(fā)明的又一些其它型式中，通過在異丙醇或3M HFE-7200中的起泡點(diǎn)測量所測定，微多孔薄膜的尺寸等級可為約 0. 003微米至約0. 05微米。在本發(fā)明的其它型式中，通過在異丙醇或3M HFE-7200中的起泡點(diǎn)測量所測定，微多孔薄膜的尺寸等級可為約0. 001微米至約0. 05微米。在本發(fā)明型式中，微多孔薄膜可闡述為對稱或不對稱的。對稱微多孔薄膜具有多孔結(jié)構(gòu)，其孔徑分布的特征在于孔的平均尺寸在整個(gè)薄膜中大體上相同。在不對稱微多孔薄膜中，孔的尺寸在整個(gè)薄膜中會有所變化，一般來說，從薄膜的一個(gè)表面(緊密側(cè))到另一表面(開口側(cè))尺寸會增加。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜可以是帶表皮的薄膜 (skinned membrane)，其中液體可透過所述薄膜的表皮側(cè)。其它類型的不對稱性為業(yè)內(nèi)所熟知。例如，在薄膜厚度內(nèi)某一位置孔徑經(jīng)歷最小孔徑的類型(沙漏形)。與相同等級孔徑和厚度的對稱微多孔薄膜相比，不對稱微多孔薄膜往往具有更高通量。此外，不對稱微多孔薄膜可以較大孔側(cè)面對所過濾流體流使用，從而產(chǎn)生預(yù)過濾效應(yīng)。在本發(fā)明型式中，微多孔薄膜可具有選自由對稱、不對稱和沙漏組成的群組的孔結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜的孔結(jié)構(gòu)是不對稱的。納米纖維層可上覆于不對稱薄膜的緊密側(cè)或開口側(cè)上。在具有不對稱薄膜的本發(fā)明的一些型式中，具有最大孔徑的微多孔薄膜側(cè)(開口側(cè))面對上覆納米纖維層或與其接觸。在本發(fā)明的其它型式中，微多孔薄膜的孔結(jié)構(gòu)是不對稱的，且具有最小孔徑的微多孔薄膜側(cè)(緊密側(cè))面對上覆納米纖維層或與其接觸。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜的孔結(jié)構(gòu)是不對稱的且可一側(cè)具有最小孔，其尺寸等級為約0. 001微米至約0. 01微米(通過在3M HFE-7200中的起泡點(diǎn)測量來測定尺寸等級，其中所測量起泡點(diǎn)介于75psi至150psi范圍內(nèi))，且具有較大孔的微多孔薄膜側(cè)(開口側(cè))面對上覆納米纖維層或與其接觸。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜可以是熱塑性物質(zhì)，例如PES、聚(四氟乙烯-共-全氟烷基乙烯基醚)(PFA)(其中烷基是丙基、甲基或其混合物)、聚酰胺、尼龍6或聚烯烴；在其它型式中，所述薄膜可以是含氟聚合物或全氟聚合物，例如PTFE。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜是超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯是具有極長鏈的熱塑性聚乙烯型式，其分子量以百萬計(jì)，例如1百萬或1百萬以上，通常介于2百萬與6百萬之間。 在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜包含UPE或由其組成。微多孔薄膜可具有平均IPA起泡點(diǎn)、等效起泡點(diǎn)，其使用另一溶劑(例如來自3M 的HFE-7200)并補(bǔ)償表面張力，其大于約20psig，在一些情況下，大于30psig，且在又一些其它情況中，大于約50psig。在一些型式中，微多孔薄膜可具有20psig至150psig的平均 IPA起泡點(diǎn)或等效起泡點(diǎn)，其使用另一溶劑(例如來自3M 的HFE-7200)并補(bǔ)償表面張力。在本發(fā)明型式中，微多孔薄膜在來自3M 的液體HFE-7200中的平均起泡點(diǎn)為 75psi至90psi，在一些情況下，平均起泡點(diǎn)為約85psi (586，054Pa)。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜在來自3M 的液體HFE-7200中的平均起泡點(diǎn)為95psi至llOpsi，在一些情況下，平均起泡點(diǎn)為約IOOpsi (689，476 )。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜在來自3M 的液體HFE-7200中的平均起泡點(diǎn)為115psi至125psi，在一些情況下，平均起泡點(diǎn)為約120psi(827，371I^)。在本發(fā)明的又一些其它型式中，不對稱薄膜在來自3M 的液體 HFE-7200中的平均起泡點(diǎn)為140psi至160psi。微多孔薄膜可以是對稱或不對稱微多孔薄膜。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜可以是由應(yīng)特格公司制造的不對稱UPE薄膜 (稱為10納米不對稱等級薄膜)，其在來自3M 的液體HFE-7200中的平均起泡點(diǎn)為75psi 至90psi，在一些情況下，平均起泡點(diǎn)為約85psi (586，054Pa)。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜可以是由應(yīng)特格公司制造的不對稱UPE薄膜(稱為5納米不對稱等級薄膜)，其在來自3M 的液體HFE-7200中的平均起泡點(diǎn)為95psi至llOpsi，在一些情況下，平均起泡點(diǎn)為約IOOpsi (689，476Pa)。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜可以是由應(yīng)特格公司制造的不對稱UPE薄膜(稱為3納米等級不對稱薄膜)，其在來自3M 的液體HFE-7200中的平均起泡點(diǎn)為115psi至125psi，在一些情況下，平均起泡點(diǎn)為約120psi(827，371Pa)。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜的特征另外在于，在0. IOMPa的壓力和21°C 的溫度下對于500毫升IPA的IPA流動(dòng)時(shí)間在350秒至6500秒范圍內(nèi)，在一些情況下，為 500秒至6500秒。在0. IMPa壓力和21°C下，在來自3M 的液體HFE-7200中的平均起泡點(diǎn)為75psi至90psi的不對稱0. 005微米(5nm)UPE薄膜對于500ml IPA的IPA流動(dòng)時(shí)間可介于5000秒至7000秒范圍內(nèi)。不希望受限于理論，在本發(fā)明型式中，與僅微多孔薄膜相比，納米纖維層中的納米纖維可以有效降低微多孔薄膜的孔徑并改良粒子保留同時(shí)稍微或不增加壓降的方式覆蓋過濾構(gòu)件的微多孔薄膜的一部分孔。
在本發(fā)明型式中，可使用各種表面活性劑來測試過濾構(gòu)件和微多孔薄膜的篩分性質(zhì)。在本發(fā)明的一些型式中，表面活性劑是十二烷基硫酸鈉(SDQ或曲拉通 X-IOO(C14H22O(C2H4O)n),所述曲拉通X-100是非離子型表面活性劑且具有親水性聚氧化乙烯基團(tuán)(其平均具有9. 5個(gè)氧化乙烯單位)和親脂性或疏水性烴基團(tuán)。烴基團(tuán)是4-(1，1， 3，3_四甲基丁基)-苯基。所用表面活性劑的量可選擇為高于臨界膠束濃度(CMC)?？墒褂帽砻鎻埩τ?jì)監(jiān)測流體的表面張力來測量出高于CMC的表面活性劑濃度。在本發(fā)明的一些型式中，表面活性劑介于0.1% (w/w)至0.3% (w/w)范圍內(nèi)，其提供篩分或基本上篩分條件。使用表面活性劑使微多孔薄膜、納米纖維層和任選支撐材料的非篩分效應(yīng)減小到最低程度并為粒子保留測試提供篩分或基本上篩分條件。預(yù)期在所述篩分條件(或基本上篩分條件)下過濾構(gòu)件或組件(例如微多孔薄膜)的粒子保留可與過濾構(gòu)件在有機(jī)液體、含諸如光致抗蝕劑和抗反射涂料等組合物的有機(jī)液體和其它類似液體中的粒子保留性質(zhì)相關(guān)， 其中過濾主要由過濾構(gòu)件或微多孔薄膜的篩分過濾性質(zhì)來決定。在本發(fā)明的一些型式中，過濾構(gòu)件的液體壓降是使用含有0. (w/w)曲拉通 X-100水溶液的液體進(jìn)給溶液以30毫升/分鐘的流速在室溫下測量。在本發(fā)明型式中，用液體進(jìn)給溶液測量的過濾構(gòu)件的壓降小于用液體進(jìn)給溶液測量的微多孔薄膜的壓降。在本發(fā)明的一些型式中，過濾構(gòu)件的壓降比用液體進(jìn)給溶液測量的微多孔薄膜的壓降小Opsi 至2psi，或小0%至15%。在本發(fā)明的一些型式中，當(dāng)在溫度、壓力和液體進(jìn)給溶液組合物的相同條件下測量時(shí)，過濾構(gòu)件的壓降或流動(dòng)時(shí)間比微多孔薄膜的壓降或流動(dòng)時(shí)間小約 0%至15%，在其它型式中小0%至10%，且在又一些其它型式中小0%至5%。IPA流動(dòng)時(shí)間是在21°C的溫度和97，900Pa (約0. IMPa或約14. 2psid)的壓力下使500毫升異丙醇流過47毫米的僅微多孔薄膜盤狀物或面積為12. 5cm2的過濾構(gòu)件(例如，微多孔薄膜、納米纖維層和任選支撐件)的時(shí)間。起泡點(diǎn)是指使用氣流孔隙度儀測定的平均IPA起泡點(diǎn)。在一些情況下，微多孔薄膜的起泡點(diǎn)是指在HFE-7200(自3M ，圣保羅(St. Paul)，明尼蘇達(dá)州(MN)購得)中測量的平均起泡點(diǎn)?？赏ㄟ^將HFE 7200測量起泡點(diǎn)乘以1. 5或約1. 5將HFE-7200起泡點(diǎn)轉(zhuǎn)換成 IPA起泡點(diǎn)值。3M HFE-7200是乙氧基-九氟丁烷且在25°C下具有13. 6mN/m的報(bào)告表面張力?？墒褂眉{米級熒光聚苯乙烯乳膠(PSL)珠粒利用揭示于以下文獻(xiàn)中的方法和材料來表征本發(fā)明的過濾構(gòu)件和微多孔薄膜“通過熒光光譜實(shí)施30nm以下粒子的保留測試 (Sub_30nm Particle Retention Test by Fluorescence Spectroscopy)，，，肖耀武(Yaowu, Xiao)等人，半導(dǎo)體展(Semicon China)，2009年3月19日至20日，中國上海，其全部內(nèi)容以引用方式并入本文中(還可參見美國臨時(shí)專利第61/168，776號，其全部內(nèi)容以引用方式并入本文中)。在本發(fā)明的一些型式中，熒光納米粒子是由杜克科技經(jīng)銷的G25粒子，其列示所述粒子的標(biāo)稱直徑為25納米。然而，可使用介于20納米至30納米范圍內(nèi)、在一些情況下介于21納米至M納米范圍內(nèi)的粒子。用以評價(jià)過濾構(gòu)件的熒光粒子單層覆蓋百分比可介于與30%之間，但也可使用更小和更高的其它覆蓋百分比。在本發(fā)明的一些型式中，在10%單層覆蓋率至30%單層覆蓋率下，過濾構(gòu)件對于具有0. 3wt%十二烷基硫酸鈉(SDQ表面活性劑的測試液體中的25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留與相同測試條件下僅微多孔薄膜對于25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大體上相同或比其大。在本發(fā)明的一些型式中，微多孔薄膜包含超高分子
量聚乙烯。在本發(fā)明的一些型式中，所述液體可以是水或任選地含有表面活性劑的水性溶液，其任選地在約PH 6至約pH 7的pH范圍內(nèi)，且在一些情況下pH為約pH 8或甚至pH 8. 5。在一些型式中，所述液體可以是有機(jī)溶劑或液體組合物，例如光致抗蝕劑或顯影劑?？芍苽浒雍匣虬惭b于殼體內(nèi)的處于本發(fā)明型式中的過濾構(gòu)件的過濾筒或過濾裝置。例如，過濾筒可包含任選圓柱形核心、圍繞所述核心的任選排液層、上覆于所述排液層上的微多孔薄膜、在所述微多孔薄膜頂上的第一納米纖維層(具有第一多孔支撐件)、 任選額外納米纖維層(各具有上覆于所述第一納米纖維和第一支撐層上的多孔支撐件)、 圍繞外部納米纖維和支撐層的任選外部排液層、支撐并圍繞所述微多孔薄膜和納米纖維層的任選罩；可將這些組件插入殼體中并接合到可具有多個(gè)入口和出口的端蓋。微多孔薄膜和納米纖維層可繞核心纏繞或可連同任選支撐件和排液層形成褶裥以形成褶裥套件。包括過濾構(gòu)件的過濾筒的非限制性實(shí)例包括闡述于實(shí)例3 (優(yōu)化者(Optimizer) 型過濾筒，應(yīng)特格公司，比爾里卡(Billerica)，馬薩諸塞州(MA))和實(shí)例5(因派克(Impact) 型過濾筒，應(yīng)特格公司，比爾里卡，馬薩諸塞州)中的那些過濾筒。納米纖維層或子層的纖維直徑可通過SEM分析和測量過濾構(gòu)件各層中的納米纖維的隨機(jī)試樣來測定。來自這些測量的平均纖維直徑可用以計(jì)算各納米纖維層的平均纖維直徑。術(shù)語“紡絲于......上”用來描述借以將網(wǎng)片或非織造支撐件在電紡絲器件的紡
絲頭/模具下方通過且將納米纖維紡絲于所述網(wǎng)片或支撐件上的工藝。在本發(fā)明的一些型式中，納米纖維層不接合到非織造支撐件且可從所述非織造支撐件剝離。多孔或非織造支撐件的基重可通過測量網(wǎng)片質(zhì)量(某一區(qū)域)(以克測量)并將其除以所述支撐件的面積(以平方米測量)來測定。對于納米纖維層，基重可通過將納米纖維層的一區(qū)域剝離所述支撐件并測量其質(zhì)量(以克計(jì))并且隨后將其除以所剝離納米纖維試樣的面積來測定。在具有一個(gè)以上納米纖維層和支撐層的本發(fā)明一些型式中，上覆于隨后納米纖維層上的額外支撐層可具有不同的質(zhì)量、組成、孔隙率、重量或所述的任一組合。例如，在具有含有第一支撐層的第一納米纖維層和具有第二支撐層的上覆第二納米纖維層的過濾構(gòu)件的情況下，較低重量材料可用于所述第二支撐層以使所述第二支撐層的厚度保持較小并使過濾器中具有相同數(shù)量的褶裥。在本發(fā)明的一些型式中，與第一納米纖維層或其它納米纖維層相比，額外納米纖維層可具有不同的組成、纖維直徑或基重。實(shí)例1對僅5納米等級不對稱UPE微多孔薄膜、分層堆積有大約0. 2微米等級尼龍納米纖維層的5納米等級不對稱UPE微多孔薄膜和具有大約0. 2微米等級尼龍微多孔薄膜的 5nm等級不對稱UPE微多孔薄膜實(shí)施粒子保留和壓降測試。在本實(shí)例中，0. 2微米等級納米纖維層是基于納米纖維層的IPA起泡點(diǎn)，其介于約21psi與約25psi之間；在類似條件下 0. 25微米等級UPE薄膜在IPA中的IPA起泡點(diǎn)介于20psi與29psi之間。5nm等級不對稱 UPE微多孔薄膜是通過在3M HFE-7200中的起泡點(diǎn)測量來表征，所述起泡點(diǎn)介于95psi與 IlOpsi 之間。
在測試條件(存于水中的25納米帶負(fù)電荷熒光PSL粒子，使用過濾構(gòu)件或微多孔薄膜和經(jīng)0. 1 %曲拉通X-100處理的進(jìn)給溶液)下，在5nm等級不對稱UPE上具有0. 2微米等級尼龍納米纖維的過濾構(gòu)件試樣和在5nm等級不對稱UPE上具有0. 2微米等級尼龍薄膜的試樣比僅5納米不對稱微多孔UPE薄膜顯示顯著更佳的25納米熒光粒子保留。具有0. 2微米等級尼龍納米纖維和5納米等級不對稱UPE微多孔薄膜的過濾構(gòu)件 (13psi)比具有0.2微米等級尼龍薄膜的5納米不對稱UPE微多孔薄膜(17psi)具有更低壓降，且(同樣令人驚奇地)比僅UPE薄膜(15psi)具有更低壓降。不希望受限于理論，具有5納米等級不對稱UPE微多孔薄膜的0. 2微米等級尼龍納米纖維和具有0. 2微米等級尼龍薄膜的5納米等級不對稱UPE微多孔薄膜相對于僅UPE 薄膜的保留改良可能是由于尼龍納米纖維或尼龍薄膜的篩分以及其它非篩分效應(yīng)。然而， 預(yù)期在本實(shí)例中存在表面活性劑可使吸附和非篩分效應(yīng)減小到最低程度。不對稱UPE薄膜可由揭示于嚴(yán)Wen)和帕特爾(Patel)的標(biāo)題為多層多孔薄膜和制造工藝(MULTILAYER POROUS MEMBRANE AND PROCESS OF MANUFACTURE)的 (W0/2006/069307)中的方法和材料制得，所述文獻(xiàn)的全部揭示內(nèi)容以引用方式并入本文中。在所述實(shí)驗(yàn)中，用懸浮于表面活性劑溶液(存于DIW中的0. 曲拉通X-100)中的5ppb熒光粒子(杜克科技62 挑戰(zhàn)90毫米(mm)盤狀物薄膜試件。測試時(shí)，將5納米等級不對稱UPE薄膜置于(開口層向上)夾具上，并將0.2微米等級尼龍納米纖維或0.2微米等級尼龍薄膜置于其頂部上。用IPA溶劑潤濕所有試樣，并通過向上游施加15磅/平方英寸(psi)或(103421Pa)壓力來測試其完整性。隨后用DI 水將試件洗滌10分鐘。在DI洗滌后，用表面活性劑溶液(0. 1% (w/w)曲拉通X-100)將薄膜處理5分鐘。使大約100毫升進(jìn)給溶液沖過試件夾具的通風(fēng)孔以去除殘留于試件夾具中的一定體積的水，其可在測試最開始時(shí)造成稀釋，并產(chǎn)生“錯(cuò)誤”保留。隨后收集掉通風(fēng)孔的進(jìn)給試樣，然后開始保留測試。以約30毫升/min的一致流速實(shí)施保留測試。具有尼龍納米纖維層的5納米等級不對稱UPE微多孔薄膜的測量壓降是大約13磅/平方英寸(psi) (89632Pa)；對于相同流速來說，具有0. 2微米等級尼龍薄膜的5納米等級不對稱UPE微多孔薄膜的測量壓降是大約17psi (117211Pa)；僅5納米等級不對稱UPE薄膜的測量壓降是大約15psi (103421Pa)。在測試管中總共收集5份濾液試樣，同時(shí)使用分析天平測量1 %至 5%單層在薄膜上的負(fù)載值。在日立(Hitachi)F-7000熒光光譜儀上實(shí)施熒光光譜分析。將G25粒子的激發(fā)/ 發(fā)射波長選擇為468/506nm并安裝下臨界光學(xué)過濾器(cuton optical filter)以使出現(xiàn)于發(fā)射譜中的激發(fā)光干擾減小到最低程度。熒光譜是得自在以下測試期間所收集的濾液具有5納米不對稱UPE微多孔薄膜的試樣，其在5納米UPE微多孔薄膜上具有0. 2微米尼龍納米纖維；在5納米等級不對稱 UPE微多孔薄膜上具有0. 2微米尼龍微多孔薄膜的試樣；具有僅5納米等級不對稱UPE微多孔薄膜的試樣。保留測試的結(jié)果匯總于表1中。表1 具有尼龍納米纖維的5nm等級不對稱UPE微多孔薄膜的試樣、具有尼龍微多孔薄膜的5nm等級不對稱UPE微多孔薄膜的試樣和僅5nm等級不對稱UPE微多孔薄膜的試樣的G25粒子保留百分比.
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權(quán)利要求
1.一種過濾構(gòu)件，其包含上覆于微多孔薄膜上的聚合物納米纖維層，所述過濾構(gòu)件在測試液體中的液體壓降與所述微多孔薄膜在所述測試液體中的液體壓降大體上相同，所述過濾構(gòu)件在篩分條件下對于測試粒子的粒子保留大于所述微多孔薄膜在篩分條件下對于所述測試粒子的粒子保留。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾構(gòu)件，其進(jìn)一步包括多孔支撐件，所述上覆于所述微多孔薄膜上的聚合物納米纖維層在所述多孔支撐件與所述微多孔薄膜之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾構(gòu)件，其中所述測試粒子的直徑介于20納米與30納米之間且所述測試液體包含存于所述測試液體中的介于0. (wt/wt)至0.3% (wt/wt)之間的表面活性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾構(gòu)件，其中所述微多孔薄膜的尺寸等級介于0.001微米與0. 05微米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過濾構(gòu)件，其進(jìn)一步包含上覆于所述納米纖維層上的第一支撐層和上覆于所述第一支撐層上的第二納米纖維層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾構(gòu)件，其中所述微多孔薄膜是不對稱微多孔薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過濾構(gòu)件，其中所述微多孔薄膜是不對稱微多孔薄膜。
8.—種過濾構(gòu)件，其包含具有一定尺寸等級的微多孔薄膜和上覆于所述微多孔薄膜的表面上的納米纖維層，所述納米纖維層的尺寸等級與所述微多孔薄膜的所述尺寸等級相同或比其大，在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下，所述微多孔薄膜對于異丙醇的起泡點(diǎn)大于 0. 206MPa且對于500毫升異丙醇的IPA流動(dòng)時(shí)間大于500秒，所述過濾構(gòu)件進(jìn)一步包含上覆于所述納米纖維層上的非織造支撐件，構(gòu)成所述納米纖維層的納米纖維的直徑在50納米至200納米的范圍內(nèi)，所述納米纖維層的特征在于在 0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下對于500毫升異丙醇(IPA)的IPA流動(dòng)時(shí)間為20秒至200 秒；在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下，對于500毫升IPA，過濾構(gòu)件的IPA流動(dòng)時(shí)間比所述微多孔薄膜的所述IPA流動(dòng)時(shí)間多不超過100秒；和所述過濾構(gòu)件保留存于測試液體中的大約25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子，其是對于所述過濾構(gòu)件上的測試粒子覆蓋率介于單層覆蓋率至30%單層覆蓋率之間來說，所述測試液體包含介于0. (wt/wt)至0.3% (wt/wt)之間的表面活性劑，所述過濾構(gòu)件的所述液體粒子保留與相同條件下所述微多孔薄膜對于所述25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大體上相同或比其大。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過濾構(gòu)件，其中所述微多孔薄膜的尺寸等級小于0.1微米。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過濾構(gòu)件，其中所述微多孔薄膜的所述尺寸等級介于0.001 微米至0. 05微米之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過濾構(gòu)件，其中所述微多孔薄膜是由超高分子量聚乙烯制得，所述納米纖維層是尼龍，且所述非織造支撐件是尼龍。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過濾構(gòu)件，其中所述微多孔薄膜是不對稱微多孔薄膜。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液體過濾構(gòu)件，其中所述單層覆蓋率介于10%與30%之間。
14.一種過濾構(gòu)件，其包含具有一定尺寸等級且異丙醇起泡點(diǎn)大于206，000 的微多孔薄膜，在0. IOMPa的壓力和21°C的溫度下，所述微多孔薄膜對于500毫升異丙醇的IPA流動(dòng)時(shí)間大于500秒，所述過濾構(gòu)件進(jìn)一步包含非織造支撐件以及在所述非織造支撐件的表面上的納米纖維層，所述納米纖維層的尺寸等級與所述微多孔薄膜的所述尺寸等級相同或比其大，所述納米纖維層包含一種或一種以上納米纖維；所述過濾構(gòu)件對于液體進(jìn)給溶液具有一定液體壓降，所述液體進(jìn)給溶液是在室溫下在 30毫升/分鐘流速下的存于水中的0.1% (w/w)曲拉通X-100，其中所述液體壓降比所述微多孔薄膜在所述液體進(jìn)給溶液中的所述壓降小0%與15%之間；和所述過濾構(gòu)件保留存于測試液體中的大約25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子，所述保留是對于單層覆蓋率至5%單層珠粒覆蓋率以及所述測試液體中具有 0. 3wt%的十二烷基硫酸鈉表面活性劑來說，所述過濾構(gòu)件的所述液體粒子保留與所述微多孔薄膜對于存于所述測試液體中的相同25納米熒光聚苯乙烯乳膠珠粒的液體粒子保留大體上相同或比其大。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的過濾構(gòu)件，其中所述納米纖維層夾置于所述非織造支撐件與所述微多孔薄膜之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的過濾構(gòu)件，其中所述納米纖維的直徑是200納米或更小。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的過濾構(gòu)件，其中所述微多孔薄膜具有不對稱孔結(jié)構(gòu)和0.05 微米或更小的尺寸等級。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的過濾構(gòu)件，其中所述納米纖維包含尼龍6。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的過濾構(gòu)件，其中所述納米纖維層的基重介于1克/平方米與3克/平方米之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的過濾構(gòu)件，其中所述非織造支撐件上的所述納米纖維層的厚度介于2微米與10微米之
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例包括液體過濾構(gòu)件，其包括上覆于微多孔薄膜上的聚合物納米纖維層。所述過濾構(gòu)件的壓降與所述微多孔薄膜的壓降大體上相同或比其小，且在表面活性劑存在下，所述過濾構(gòu)件的粒子保留大于在相同測試條件下僅所述微多孔薄膜的粒子保留。
文檔編號B01D67/00GK102395420SQ201080016359
公開日2012年3月28日 申請日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者外明·喬, 片岡公典 申請人:恩特格里斯公司