[发明专利]过滤膜及装置

说明书

本公开涉及具有大内径和薄壁的微孔中空纤维过滤膜。该纤维可用于液体的无菌过滤或从液体中去除颗粒。本公开还涉及一种用于制造该膜的方法以及一种包括该膜的过滤装置。

技术领域

本公开涉及具有大内径和薄壁的微孔中空纤维过滤膜。该纤维可用于液体的无菌过滤或从液体中去除颗粒。本公开还涉及一种用于制造该膜的方法以及一种包括该膜的过滤装置。

发明背景

WO 2004/056459 A1公开了适用于血液透析的选择渗透性非对称膜，其包含至少一种疏水性聚合物，例如聚醚砜；以及至少一种亲水聚合物，例如聚乙烯基吡咯烷酮。中空纤维膜的外表面具有0.5至3μm的孔开口，并且在外表面中的孔数为每mm² 10,000至150,000个孔。膜的孔径为5至20nm。膜的内径为小于500μm，其壁强度为小于90μm。

US 2014/0175006 A1公开了一种具有中空纤维膜的复合膜模组，其包括中空纤维支撑层和在支撑层的表面上的活性层。活性层是通过胺和酰卤在载体上的界面聚合而形成的。支撑层可具有约0.1至约3.0mm的内径和约10至约500μm，例如50至200μm的厚度。在实施例中，使用了具有0.5至1.0mm的内径和0.1至0.15mm的厚度的支撑层。

EP 0 998 972 A1公开了自支撑毛细管膜，其通过掺入在毛细管膜壁中的连续补强纤维在纵向上进行补强。毛细管膜的内径通常为0.2至6mm，特别是0.4至3mm。壁厚通常为0.1至2mm，特别是0.2至1mm。在比较例中公开了不具有补强纤维的膜，其分别具有1.5mm的内径和0.5mm的壁厚；或者3mm的内径和1mm的壁厚。

发明内容

本公开提供了一种多孔中空纤维膜，其显示出海绵结构并且具有通过毛细管流动孔隙率法测定的大于0.2μm的平均流动孔径，并且该膜包含聚醚砜、聚乙烯基吡咯烷酮和带有铵基的聚合物。本公开还提供了用于制备该多孔中空纤维膜的连续溶剂相反转纺丝(continuous solvent phase inversion spinning)方法。本公开还提供了包括该多孔中空纤维膜的过滤装置。该过滤装置可用于液体的无菌过滤、从液体中去除细菌和/或内毒素或者从液体中去除颗粒。

附图的简要说明

图1示出了根据本公开的过滤装置的实施方案的示意性剖视图；

图2示出了用于测定中空纤维膜的爆裂压力的装置；

图3示出了用于测定根据本公开的过滤装置的细菌和内毒素对数减少值(LRV)的设置。

发明详述

在本发明的一个方面，提供了一种具有海绵状结构的多孔中空纤维膜。该膜具有通过毛细管流动孔隙率法测定的大于0.2μm的平均流动孔径。在一个实施方案中，平均流动孔径在0.2至0.4μm的范围内。在另一个实施方案中，平均流动孔径为大于0.3μm，例如在0.3至0.7μm的范围内。还在另一个实施方案中，平均流动孔径为大于1μm，例如在1至10μm的范围内，或在1至5μm的范围内。

毛细管流动孔隙率法是一种液体挤出技术，其中在不同的气压下测量通过湿膜和干膜的流速。在测量之前，将膜浸入低表面张力的液体(例如，以商品名可商购的全氟醚)中，以确保所有孔(包括小孔)都被润湿液体填充。通过测量液体被压出孔的压力，可以使用拉普拉斯方程计算其相应的直径。用这种方法，可以测定在传质中有活性的那些孔的孔径分布。死端和孤立的孔被省略。中空纤维膜由内而外进行测量。

拉普拉斯方程式：

Dp＝4γcosθ/ΔP

Dp＝孔直径[m]

γ＝表面张力[N/m]；对于为0.016[N/m]

ΔP＝压力[Pa]