[发明专利]具有经热处理并收缩的含氟聚合物针织物的过滤制品

说明书

背景技术

多孔膜广泛地用于来自药物工业、微电子工业、化工业和食品工业中的流体的颗粒污染物、离子污染物、微生物污染物以及其它污染物的过滤。在使用中，将所述膜形成置于被过滤的流体流中的装置(如，可以容纳在囊、空心管、平盘堆等中的褶皱状筒)。

为了满足耐化学性和耐温性的要求，在半导体制造中使用的大部分过滤装置完全采用含氟聚合物材料构造。半导体生产中线宽更窄的趋势使得半导体制造中颗粒污染物控制的负担不断增加。该趋势已导致引入额定孔径低至10nm的含氟聚合物过滤膜。

在该膜提供了优异的颗粒过滤的同时，期望延长膜的寿命周期或使用时间，同时保持其过滤效率。在这方面，在传统过滤实施过程中，支撑层位于含氟聚合物过滤膜下游，以支撑膜对抗流体流动的压力。此外，支撑层或者另一下游层可以提供排水功能(例如，通过用作具有从中穿过的下游通道的间隔层，由此促进流体流通过该膜)。在这方面，也可以利用上游排水层。

在该设置中，已知的上游层和下游层由织造、非织造或网状形态的含氟聚合纤维材料(例如，PTFR、PFA、或PVDF)构成。在延长期期间，这种织造层、非织造层或网状层可呈现出纤维在层结构内移动至一定程度，致使该层不能向过滤膜提供对抗施加的流体压力所期望的支撑。这可能导致膜微结构的破损、过滤效率和排水功能的下降，以至于需要更换过滤器。过滤器更换不仅需要系统停机，而且导致过滤器成本增加和维修人力资源使用的增加。

具有如美国专利公布US2014/0021145所述发明的针织材料构成的液体过滤制品提供了一种具有延长使用时间优点的制品，该制品同时在装置延长寿命期间提供了令人满意的过滤(保留)效率。然而，期望具有更好保留效率和强度的流体过滤制品。

发明概述

本公开描述了一种过滤制品，用于过滤来自流体流的颗粒，所述过滤制品包含：第一层，可定位于穿过流体流，所述第一层包含用于从流体流过滤颗粒的多孔PTFE膜；以及第二层，可定位于穿过流体流，从而给第一层提供排水或支撑中的至少一种，所述第二层包含设置以形成具有多个双罗纹区域的针织物的多根含氟聚合物纤维束，所述双罗纹区域各自由对应的多根含氟聚合物纤维束的至少两个双罗纹线圈部的不同的组限定，其中针织物的多个双罗纹区域限定出多个线圈纵行(wale)和多个线圈横列(course)，并且，其中，对于多根束的至少第一部分，各束包含不同的线圈部，所述线圈部部分限定多个双罗纹区域中的不同的、交替的数个区域，所述区域位于沿着所述多个线圈纵行的至少两根不同线圈纵行处；其中，所述第二层具有低于约0.08mm²的孔面积。

本发明还提供由流体流过滤颗粒的方法，其包含如下步骤：提供多根含氟聚合物纤维束(strand)；排列所述束以形成具有多个双罗纹区域的针织物，所述双罗纹区域各自由对应的多根含氟聚合物纤维束的至少两个双罗纹线圈部的不同的组限定，其中针织物的多个双罗纹区域限定出多个线圈纵行和多个线圈横列，并且其中，对于多根束的至少第一部分，各束包含不同线圈部，所述线圈部部分限定多个双罗纹区域中的不同的、交替的数个区域，所述区域位于沿着所述多个线圈纵行的至少两根不同线圈纵行处；加热针织物，同时使所述针织物收缩至少10％，从而提供低于约0.08mm²的孔面积；提供多孔PTFE膜；以及将膜和针织物配置在流体流中以过滤颗粒。

附图的简要说明

图1显示了在根据本发明公布的示例性过滤装置中过滤制品的示例性实施方式。

图2A和2B显示了在根据本发明公布的示例性过滤制品中针织层的示例性实施方式。

图3A和3B是根据本发明公布的示例性过滤制品中针织层的示例性实施方式的图像。

图4A和4B显示了在根据本发明公布的另一针织层的针织结构的示例性实施方式。

图5a、5b、5c分别显示了未经处理的针织物、本发明公布的热收缩实施方式和热定型针织物的微观图像。

发明详述

本文所述的是流体过滤制品的实施方式，所述制品包含至少一层经改进的含氟聚合物针织物材料。针织层可以用作滤芯中的支撑层和/或排水层，所述滤芯可以全部由含氟聚合物材料制成。该针织层提供给具有改进的颗粒保留效率的过滤制品。