帶有含氟聚合物針織物的過濾制品的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種過濾制品，其包括第一層和第二層，第一層包括用于流體過濾的多孔性PTFE(例如，PTFE薄膜)，第二層包括含氟聚合物纖維股，含氟聚合物纖維股被布置成形成穩定針織物。針織層包括聯鎖區域，每個聯鎖區域由含氟聚合物纖維股的相對應組至少兩個聯鎖環部限定。在過濾制品實施例中，含氟聚合物纖維股可以加捻和/或具有倒圓外部配置。針織層作為過濾層的支承層和/或排流層提供改進的尺寸穩定性。
【專利說明】帶有含氟聚合物針織物的過濾制品
[0001] 相關申請
[0002] 本申請要求保護在2013年7月22日提交的待審查的美國實用申請 No. 13/947, 733的優先權，而美國實用申請No. 13/947, 733要求保護在2012年7月23日提 交的美國臨時專利申請No. 61/674,677的優先權，本申請還要求保護在2013年6月21日 提交的美國實用申請No. 13/923,810的優先權，而美國實用申請No. 13/923, 810要求保護 在2012年6月21日提交的美國臨時專利申請No. 61/662,775的優先權。
【背景技術】
[0003] 多孔性薄膜廣泛地用來從制藥、微電子、化學和食品工業的流體過濾微粒、離子、 微生物和其它污染物。在使用中，薄膜被形成為在待過濾的流體流中放置的裝置（例如，可 以容納于膠囊中的褶皺筒、中空管、平盤堆疊等）。
[0004] 為了滿足化學性和耐溫性要求，在半導體制造中使用的大部分過濾裝置完全由含 氟聚合物材料構成。在半導體制造中更窄線寬的趨勢給半導體制造中微粒污染控制帶來越 來越重的負擔。這種趨勢導致引入具有低至IOnm的額定孔隙大小的含氟聚合物過濾薄膜。
[0005] 雖然這些薄膜提供優良的粒子過濾，仍然需要延長薄膜的壽命周期或使用時間， 同時維持其過濾效率。在此方面，在典型的過濾實施方式中，支承層可以定位于含氟聚合物 過濾薄膜下游以支承薄膜抵抗流體流動壓力。此外，支承層或另一下游層可能提供排流功 能（例如，通過充當供下游通路穿過的間隔層，以便于流體通過薄膜流動）。在此方面，也可 以利用上游排流層。
[0006] 在這種布置中，已知的上游和下游層由呈編織、非編織或網狀形式的含氟聚合物 纖維材料（例如，PTFE、PFA或PVDF)構成。久而久之，這種編織、非編織或網狀層可能表現 出纖維在層結構中的移動到了使這些層不能向過濾薄膜提供抵抗施加的流體壓力的所希 望的支承的程度。這可能導致薄膜微結構損壞和過濾效率和排流功能降級到需要替換過濾 器的程度。應意識到，過濾器替換不僅需要系統停機而且也可能導致額外的過濾器成本和 利用維護人員資源。
[0007] 因此，需要一種流體過濾制品，其具有延長使用時間優點，同時在該裝置的延長壽 命期間提供令人滿意的過濾效率。利用本發明的針織材料構成的流體過濾制品滿足了這些 需要。
【發明內容】
[0008] 在一方面，提供一種用于從流體流過濾粒子的改進的過濾制品，其包括：可橫穿流 體流定位的第一層和第二層，其中第一層包括用于從流體流過濾粒子的多孔性PTFE并且 第二層包括被布置成形成穩定針織物的含氟聚合物纖維股。第二層可以向第一層提供支承 和排流中的至少一種。
[0009] 更特定而言，針織含氟聚合物纖維層可以包括多個聯鎖區域，每個聯鎖區域由多 股含氟聚合物纖維的相對應不同組至少兩個聯鎖環部限定。針織物的聯鎖區域可限定多個 線圈縱行和多個線圈橫列，其中對于多股含氟聚合物纖維的至少第一部分而言，每股含氟 聚合物纖維包括不同的環部，不同的環部部分地限定聯鎖區域中沿著至少兩個不同線圈縱 行定位的不同交替聯鎖區域。
[0010] 關于此方面，本
【發明者】認識到組合使用多孔性PTFE過濾層和針織含氟聚合物纖 維層得到具有改進的壽命周期的過濾制品，同時提供高效粒子過濾。更特定而言，本
【發明者】 認識到利用具有帶聯鎖環部的纖維股的針織含氟聚合物纖維層在延長的時間提供增強的 尺寸穩定性，從而便于實現所提到的優點。
[0011] 在設想到的實施方式中，多孔性PTFE過濾具有大于約30psi的起泡點，如下文所 描述那樣測量。例如，在細粒過濾應用中，多孔性PTFE過濾層可以具有大于約50psi的起 泡點，并且優選地大于約SOpsi的起泡點（例如，用于半導體制造應用中）。
[0012] 在某些實施方式中，可以提供改進的過濾制品，使得在多個聯鎖區域中每一個的 截面內，不同長度的相對應聯鎖環部定位于至少三個不同層次內。可以認識到，這種布置提 高了針織物的穩定性同時適應圍繞聯鎖區域中纖維股的彎曲流體流動。
[0013] 對于聯鎖區域中每一個，可以提供針織層的纖維股使得相對應的聯鎖環部沿著不 同的相對應的弓形路徑延伸至少90°的弧度。在某些實施方式中，可以提供與聯鎖區域中 每一個相對應的聯鎖環部的至少一部分以沿著不同相對應弓形路徑延伸至少180°的弧 度。在某些實施例中，可以將與聯鎖區域的至少一部分相對應的聯鎖環部的至少一部分提 供為閉合環。
[0014] 在另一方面，可以提供改進的過濾制品使得多個聯鎖區域中的每一個由含氟聚合 物纖維股的相對應不同組至少三個聯鎖環部限定。這種方案可以用來得到進一步提高的尺 寸穩定性。
[0015] 在各種實施例中，可以將在針織層中利用的含氟聚合物纖維股設置為具有各種特 征。例如，含氟聚合物纖維的全部或至少一部分可以具有倒圓外部配置和/或可以是加捻 的。在某些實施方式中，含氟聚合物纖維股可以包括單絲或復絲。另外，在某些應用中，含 氟聚合物纖維股可以包括中空絲。
[0016] 應意識到改進的過濾制品的針織層可以是經編針織型。舉一個主要的例子，可以 采用拉舍爾針織物、經編（Tricot)針織物或其它類似針織。
[0017] 在此方面并且如上文所指出的那樣，對于在針織層中利用的多股含氟聚合物纖維 的至少第一部分而言，每股含氟聚合物纖維可以包括不同環部，不同環部部分地限定聯鎖 區域的沿著多個線圈縱行中的至少兩個不同線圈縱行定位的不同交替聯鎖區域。換言之， 對于含氟聚合物纖維股的至少第一部分，每股含氟聚合物纖維可以在聯鎖區域的沿著針織 層的至少兩個不同線圈縱行定位的不同交替聯鎖區域之間呈"之"字形并且在聯鎖區域的 沿著至少兩個不同線圈縱行定位的不同交替聯鎖區域處形成環部。這種布置可以有利地通 過在位于不同線圈縱行和線圈橫列的聯鎖區域處和橫貫聯鎖區域分布負荷而分布施加到 針織層上的流體壓力負荷。另外，在某些實施例中，針織層可以設置成使得對于針織層的多 股含氟聚合物纖維的至少第二部分而言，每股含氟聚合物纖維包括不同的環部，不同環部 部分地限定全部或基本上全部聯鎖區域中沿著多個線圈縱行中相對應線圈縱行定位的不 同聯鎖區域，從而實現進一步負荷分布。
[0018] 在一額外方面，改進的過濾制品的針織層可以具有空隙或開放空間，空隙或開放 空間穿過針織層在纖維層和多個聯鎖區域之間延伸。在此方面，針織層可以設置為使得在 針織層相對側中的每一側上，空隙限定相對應面積的至少約10%，從而便于通過它的流體 流動。另外，針織層可以被設置成使得含氟聚合物纖維股（包括由它限定的聯鎖區域）限 定針織層的相對側面積的至少約20%，從而便于實現將針織層有效地用作過濾制品中的排 流層。在某些布置中，聯鎖區域可以限定該面積的至少約40%。
[0019] 在設想到的改進的過濾制品的實施例中，針織含氟聚合物纖維層可以定位于多孔 性PTFE層（例如PTFE薄膜）下游，以向PTFE層提供至少支承。更特定而言，針織層可以 被設置成支承多孔性PTFE層抵抗穿過它的流體流壓力。另外，針織層可以充當排流或間隔 層。在各種布置中，下游針織層可以安置成與PTFE層直接相鄰或者在它們之間存在一個或 多個中間層。下游針織層可以互連到PTFE層。
[0020] 額外的針織含氟聚合物纖維層可以設置于多孔性PTFE層上游以提供排流功能。 上游針織層可以安置成與PTFE直接相鄰或者在它們之間存在一個或多個中間層。上游針 織層可以互連到PTFE層。
[0021] 在某些實施方式中，針織含氟聚合物纖維層和多孔性PTFE層可以各具有褶皺配 置。更特定而言，這種褶皺層可以安置成至少部分嵌套關系。在一種布置中，嵌套的褶皺層 可以繞軸線并且沿著軸線安置以限定具有管狀配置的過濾制品。在此方面，每個層的褶皺 可以被設置成基本上平行于軸線延伸。過濾制品可以安置成使得流體流從其管狀配置外側 通過過濾制品流向管狀配置的內部空間。替代地，可以采用通過管狀配置的相反的流體流 動方向。
[0022] 在另一表征中，可以提供一種過濾制品，其定位于流體流中，流體流向這種過濾制 品施加在約Ipsid與IOpsid之間的流體壓力負荷，其中針織層的多個聯鎖區域在針織層上 在聯鎖區域之間限定多個空隙。在此方面，空隙中的每一個可以具有定位于流體流中之前 的第一面積和在定位于流體流中時相對應的第二面積。針織層可以設置成對于多個空隙中 每一個而言，相對應的第二面積小于其相對應的第一面積約二倍。
[0023] 在另一方面，可以提供一種過濾制品，其定位于流體流中，流體流向這種過濾制品 施加在約Ipsid與IOpsid之間的流體壓力負荷，其中針織層被設置成其聯鎖區域中的每一 個沿著針織層的線圈縱行和線圈橫列定位于離多個聯鎖區域中相鄰聯鎖區域相對應距離 處。而對于多個聯鎖區域中的每一個，在針織層定位于流體流中時相對應的距離可以在其 定位于流體流中之前的初始值的200%內。
[0024] 在另一方面，提供一種從流體流中的流體過濾粒子的方法。該方法可以包括以下 步驟：利用橫穿流體流定位的多孔性PTFE薄膜來從流體流過濾粒子。該方法還可包括： 利用與多孔性PTFE薄膜相鄰定位并且在多孔性PTFE薄膜下游的穩定針織層，支承多孔性 PTFE薄膜抵抗由流體流施加的流體壓力負荷。
[0025] 在該方法中采用的穩定針織層包括多股含氟聚合物纖維，多股含氟聚合物纖維被 布置成形成針織物，針織物具有多個聯鎖區域，多個聯鎖區域各由多股含氟聚合物的相對 應不同組至少三個聯鎖環部限定。在此而言，該方法可以包括在針織層上在聯鎖區域處分 布流體壓力負荷。
[0026] 通過考慮下文提供的實施例描述，本發明的許多額外特征和優點對于本領域技術 人員顯然。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 圖1示出了包括本發明的過濾制品實施例的過濾裝置的實施例，
[0028] 圖2A和圖2B示出了本發明的過濾制品實施例的針織層的實施例，
[0029] 圖3A和圖3B為本發明的過濾制品的針織層實施例的圖像。
[0030] 圖4A示出了圖4B所示的另一針織層實施例的針織構造。
【具體實施方式】
[0031] 在本文中描述了包括至少一層含氟聚合物針織材料的流體過濾制品的實施例。針 織層可以在濾筒中用作支承層和/或排流層，濾筒可以完全由含氟聚合物材料制成。這樣 的（多個）針織層提供具有改進的使用時間品質和令人滿意的粒子過濾效率的過濾制品。
[0032] 圖1示出了濾筒（100)，其可以完全由含氟聚合物材料構成并且大小可以適合定 位于過濾膠囊（102)(在圖1中以虛線描繪）內，流體流（FS)通過過濾膠囊流動。濾筒 (100)可包括過濾制品（1)，過濾制品（1)包括：褶皺多孔含氟聚合物過濾薄膜（10)、安置 于過濾薄膜（10)的下游側上的褶皺含氟聚合物針織層（12)和安置于過濾薄膜（10)的上 游側上的可選的褶皺含氟聚合物針織層（14)。如圖所示，過濾薄膜（10)、針織層（12)和針 織層（14)可以至少部分地嵌套。過濾制品（1)的褶皺過濾薄膜（10)、針織層（12)和針織 層（14)的一端或兩端可以被封裝以使這些端部可密封地互連。
[0033] 應認識到，在過濾制品中利用褶皺配置通過增加了過濾薄膜（10)的操作大小而 增加了過濾容量。在圖1所示的實施例中，褶皺過濾制品（1)為圓柱形、管狀配置，其具有 倒置V形配置的朝向外突出的褶皺，這些褶皺繞過濾制品（1)的縱向軸線定位并且沿著縱 向軸線從過濾制品（1)的一端向另一端延伸。在此方面，褶皺圍繞并且沿著制品的縱向軸 線在褶皺中的相鄰褶皺之間限定V形區域或谷。
[0034] 濾筒（100)還可包括內芯（20)、外籠（22)和端部組件（24)、（26)。端部組件（24) 可以包括：環形構件（24a)，環形構件（24a)具有與外籠（22)互連（例如，經由表面至表面 熔化操作）的環形界面；和閉合構件（24b)，其具有與環形構件（24a)互連的環形表面（例 如，經由表面至表面熔化操作）。端部組件（26)可以包括：環形構件（26a)，其具有與帶凸 緣的管狀接口構件（26b)的環形表面互連的環形表面；以及，密封構件（26c)(例如，0形 環），其安置于管狀接口構件（26b)上，其中端部組件（26)可密封地互連到過濾膠囊（102) 的排出端口上。
[0035] 含氟聚合物薄膜（10)可以包括膨脹PTFE薄膜，其可以根據如在美國專利 No. 7, 306, 729、美國專利 No. 3, 953, 566、美國專利 No. 5, 476, 589 和美國專利 No. 5, 183, 545 中所描述的方法制備，這些專利以全文引用的方式并入到本文中。含氟聚合物薄膜還可以 包括膨脹聚合材料，膨脹聚合材料包括官能TFE共聚物材料，官能TFE共聚物材料包括特征 為節點由原纖維互連的微結構，其中官能TFE共聚物材料包括TFE和PSVE的官能共聚物。 官能TFE共聚物材料可以根據在美國專利公告No. 2010/0248324中所描述的方法制備，該 公告以全文引用的方式并入到本文中。
[0036] 芯（20)、籠（22)和端部組件（24)、（26)可以包括已知的熱塑性含氟聚合物諸如 PFA、FEP、ETFE、PCTFE、ECTFE、PVDF 等。
[0037] 如圖1所示，濾筒（100)可以安置成使得流入到過濾膠囊（102)內的流體流（FS) 通過籠（22)中的開口，通過過濾制品1并且通過芯（20)的開口流動到管狀通路，管狀通路 延伸穿過濾筒（100)并且經由端部組件（26)從濾筒（100)出來。上游針織層（14)充當間 隔件以在過濾薄膜（10)的褶皺的相鄰褶皺的朝向外的表面之間并且穿過這些朝向外的表 面的流體流動提供通路。下游層（12)充當間隔件以向過濾薄膜（10)的朝向內的表面之間 并且穿過這些朝向內的表面的流體流動提供通路。下游針織層（12)進一步安置成抵抗施 加的流體壓力向過濾薄膜（10)提供支承。
[0038] 在后一方面，在圖示布置中，下游層（12)可以安置成與過濾薄膜（10)直接相鄰以 向過濾薄膜（10)提供表面對表面支承抵抗流體流FS施加的流體壓力負荷。在其它布置中， 下游層（12)可以向過濾薄膜（10)提供支承，一個或多個中間層定位于下游層（12)與過濾 薄膜（10)之間。
[0039] 如上文所指出并且在下文中進一步描述，下游層（14)可以具有針織構造，針織構 造有利地經由聯鎖區域而在下游層（14)上分布流體壓力負荷，從而得到相對于現有流體 過濾制品增強的穩定性和延長的使用時間屬性。在諸如圖1所示褶皺配置等某些布置中， 下游層（14)的針織構造也在聯鎖區域之間和聯鎖區域周圍限定通路以便于流體通過該通 路流動，即薄膜排流功能。
[0040] 在各種實施例中，過濾制品（例如，上文所提到的過濾器制品（1))可以包括過濾 層（例如，上文所提到的過濾薄膜（10))和一個或多個針織層（例如，上文所提到的下游層 (12)和/或上游層（14))，針織層包括含氟聚合物纖維股，含氟聚合物纖維股被布置成限定 具有聯鎖區域的針織物，聯鎖區域具有聯鎖環，聯鎖環在至少一個方向上減小了材料拉伸 以得到尺寸更加穩定的針織物。而且，針織構造的聯鎖環配置提供額外空間，以允許在交錯 的纖維中和周圍的各種流體流型。與具有其中流動僅限于針織物網孔開口的正交纖維的編 織構造相比，這是有利的。
[0041] (多個）針織層的纖維可以包括選自PTFE、PVDF、FEP或PFA的含氟聚合物。優 選地，PTFE纖維可以用于構造針織層。PTFE針織層由具有至少一個PTFE纖維的紗線 構成。術語PTFE表示也包括膨脹PTFE，膨脹改性PTFE和PTFE的膨脹共聚物，如在美 國專利 No. 5, 708, 044、No. 6, 541，589 和 No. 7, 531，611 和美國申請 No. 11/906, 877 和 No. 12/410, 050中所描述，所有這些專利以全文引用的方式并入到本文中。PTFE纖維包括 定向原纖維并且可以是非多孔的或多孔的。PTFE纖維可以是單絲或者其可以是具有不同丹 尼爾、密度、長度和尺寸差的兩種不同的PTFE纖維。具有至少一種PTFE纖維和至少一種非 PTFE的其它類型的含氟聚合物纖維的多股紗線也可以用于過濾制品實施例中。
[0042] 圖2A和圖2B示出了過濾制品實施例的針織層（50)的構造的實施例。應了解，針 織層（50)可以定位于過濾層的下游和/或上游，過濾層包括多孔性PTFE材料（例如，PTFE 薄膜）以從流體流過濾粒子。在此方面，針織層（50)當定位于過濾層下游時可以提供支承 和排流功能，并且當定位于過濾層上游時可以提供排流功能。
[0043] 如在圖2A和圖2B的實施例中所示，針織層（50)可以包括含氟聚合物纖維股 (60)，含氟聚合物纖維股（60)被布置成限定多個聯鎖區域（70)，這些聯鎖區域中的兩個在 圖2A和圖2B中均圈出。圖2A和圖2B所示的針織層（50)示出了聯鎖區域（70)處于未拉 緊狀態以便于理解，并且應了解聯鎖區域（70)在使用之前被拉緊（例如，如在圖3A和圖3B 的實施例中所示）。如圖所示，聯鎖區域（70)中的每一個各由股￠0)的相對應不同組至 少兩個聯鎖環部（62)限定。聯鎖區域（70)可以限定多個線圈縱行（80)和多個線圈橫列 (82)。
[0044] 聯鎖區域（70)可以通過在聯鎖區域（70)之間分布流體壓力負荷來約束在聯鎖區 域（70)之間的股（60)的相對移動和/或伸長，從而得到提高的穩定性。就此而言，在圖2A 和圖2B所示的實施例中，聯鎖區域（70)各由含氟聚合物纖維￠0)股的相對應不同組三個 聯鎖環部￠2)限定。如圖所示，對于股￠0)的一部分，每股包括不同環部，不同環部部分 地限定多個聯鎖區域（70)的沿著所述多個線圈縱行（80)的至少兩個不同線圈縱行定位的 不同交替聯鎖區域。另外，對于股￠0)的另一部分，每股包括不同的環部，不同的環部部分 地限定所有聯鎖區域（70)的位于線圈縱行（80)的相對應線圈縱行中的不同聯鎖區域。這 樣設置聯鎖區域（70)通過在位于不同線圈縱行和線圈縱行中的聯鎖區域（70)處并且橫貫 聯鎖區域（70)分布負荷來分布施加到針織層（50)上的流體壓力負荷。
[0045] 例如，在圖2A的實施例中，對于股（60)的一部分，每股包括不同的環部，不同的環 部部分地限定多個聯鎖區域（70)中的沿著線圈縱行（80)中兩個相鄰線圈縱行定位的不同 交替聯鎖區域，而在圖2B的實施例中，對于股￠0)的一部分，每股包括不同環部，不同環部 部分地限定多個聯鎖區域（70)中的沿著線圈縱行（80)中其間定位有另一個線圈縱行（80) 的兩個線圈縱行定位的不同交替聯鎖區域。
[0046] 在各種實施例中，限定聯鎖區域（70)的股（60)的環部可以安置成沿著不同相對 應弓形路徑延伸約至少90°的弧度。參考圖2A和圖2B的實施例，與聯鎖區域（70)相對應 的股（60)的環部的一部分可以安置成沿著不同的相對應弓形路徑延伸大約至少180°的 弧度。
[0047] 圖3A和圖3B示出了本發明的PTFE針織層（90)的實施例的圖像。針織層（90) 包括膨脹PTFE (ePTFE)纖維并且使用2梳櫛嵌入式拉舍爾鎖針設計（2bar in lay Raschel locked stitch design)構成。在2梳柿嵌入式拉舍爾設計中的這樣的的構造在圖4A和圖 4B中示出。針織層（90)在線圈縱行和經向上提供尺寸穩定的構造。
[0048] PTFE的低摩擦系數給構造出尺寸穩定的針織物帶來了挑戰。然而，通過使用實施 2梳櫛嵌入式聯鎖縫針的聯鎖縫針設計，在圖2A、圖2B、圖3A和圖3B所示的針織層中，可以 構造尺寸穩定的針織物。
[0049] 雖然圖2A、圖2B、圖3A、圖3B、圖4A和圖4B示出了具體針織設計實施例，應了解 也可以使用在（多個）線圈縱行和/或線圈橫列方向上得到尺寸穩定性的任何針織圖案， 諸如使用聯鎖縫針經編（Tricot)設計的緯編針織物。
[0050] 本文所描述的含氟聚合物針織物可以放置于過濾薄膜的上游或下游。針織層可以 放置于過濾薄膜的上游和下游。針織層可以設置為多種配置（例如，平面、平面帶有褶皺、 管狀、管狀帶有褶皺等）。在一種布置中，針織層可以定位于過濾薄膜的相對側上并且這些 層可能褶皺并且如上文所設想到那樣，使用本領域中描述的已知方法在端部密封以形成褶 皺濾筒。另外，筒還可以放置于膠囊或外殼中，流體流通過膠囊或外殼。
[0051] 在各種實施例中，中間層可以安置于過濾薄膜與針織層之間。中間層可以提供額 外支承。合適中間層包括多孔性含氟聚合物網、編織物、薄膜或非編織物。優選中間層可以 是在美國專利公告No. 2012/064273中所描述的多孔性含氟聚合物制品。
[0052] 出于說明和描述目的給出了本發明的前文描述。另外，描述并無限制本發明為本 文所公開的形式的意圖。因此，與上述教導內容和相關技術的技巧和知識相應的變型和修 改在本發明的范圍內。上文所描述的實施例進一步旨在解釋本發明的已知實施方式并且使 得本領域技術人員能以這種實施例和其它實施例來利用本發明并且根據本發明的特定應 用或用途需要做出各種修改。所附權利要求旨在包括現有技術允許范圍內的替代實施例。
[0053] 測試方法和測量
[0054] 粘性液體流動測試
[0055] 通過混合75%體積甘油和25%體積Dl水來制備甘油水溶液。該溶液在室溫 (75T)的粘度被測量為約40cp。過濾制品測試樣品（47mm直徑）牢固地放置于保持器中。 甘油溶液被泵送通過測試樣品，其中橫貫測試樣品的初始壓差為約50psid。測試樣品包括 過濾薄膜和下游針織層的堆疊。可選地，測試樣品可以包括中間層和/或上游針織層。在 整個測試持續時間記錄橫貫測試樣品的壓差，如在下面的示例中的一個或多個中所報告。
[0056] 初始壓差從50psid降低到更低值所需的時間用作樣品強度的指示。壓差降低所 需的時間越長，樣品就越強或越穩定。對于低強度、穩定性的樣品而言，壓差從50psid降低 到更低值花費少于10分鐘的時間。高強度樣品通常維持初始差壓50psid持續約至少24 小時。
[0057] 認為這種測試提供排流層抵抗施加的壓力適當地支承薄膜層的能力的穩定性量 度。還認為這種測試提供與測試樣品的長期粒子過濾效率的相關性。即，這種測試指示的 高強度的測試樣品也具有優良的長期粒子過濾效率。
[0058] 長期粒子過濾效率測試
[0059] 這種測試用來測量上文所提及的過濾制品測試樣品的長期粒子過濾效率。樣品放 置于不銹鋼板（直徑90mm)中，不銹鋼板帶有19個彼此間隔開直徑9. 6_的孔使得在任何 兩個孔之間的中心到中心距離為9. 6_。樣品以及不銹鋼板然后放置于保持器內側，保持器 具有流體入口和出口。使用下面的測試過程來測量粒子過濾效率并且將粒子過濾效率報告 為初始過濾效率。
[0060] 測試樣品首先利用IPA濕潤并且使用250mL包含0. 1 % Triton? X-100的Dl水溶 液進行初始洗滌。這種洗滌在橫貫測試樣品的大約3psid差壓下進行。收集流出物并且標 記為"本底"。
[0061] 使用 49nm 微球（零件號 B50, Thermo Fisher Scientif ic Inc.)制備挑戰溶液。 通過向2升包含(λ 1 % Triton? X-100的Dl水溶液添加83微升包含49nm微球的1 %重量 儲備溶液來制備49nm挑戰溶液。
[0062] 然后在橫貫過濾薄膜6psid的差壓下，允許250mL的挑戰溶液通過薄膜流動。挑 戰溶液直接向流體流動暴露。收集濾出液并且標記為"下游"。
[0063] Cary Eclipse熒光分光光度計用來測量挑戰溶液、本底和下游樣品的熒光強度。 利用給定微球大小的三種不同粒子濃度的挑戰溶液生成的校準標準對照3點曲線來校準 自分光光度計的強度測量。
[0064] 從強度值，根據以下方程式來計算粒子保留效率（E) % :
[0065]
【權利要求】
1. 一種用于從流體流過濾粒子的過濾制品，包括： 第一層，所述第一層可橫穿流體流定位，包括用于從所述流體流過濾粒子的多孔性 PTFE薄膜；以及 第二層，所述第二層可橫穿所述流體流定位以提供對所述第一層的排流和支承中的至 少一個，所述第二層包括多股含氟聚合物纖維，所述多股含氟聚合物纖維被布置成形成針 織物，所述針織物具有多個聯鎖區域，所述多個聯鎖區域各由所述多股含氟聚合物纖維的 相對應不同組至少兩個聯鎖環部限定，其中所述針織物的所述多個聯鎖區域限定多個線圈 縱行和多個線圈橫列，并且其中對于所述多股含氟聚合物纖維的至少第一部分而言，每股 含氟聚合物纖維包括不同的環部，所述不同的環部部分地限定所述多個聯鎖區域中沿著所 述多個線圈縱行中的至少兩個不同線圈縱行定位的不同交替聯鎖區域。
2. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述多個聯鎖區域中的每一個區域 由所述多股含氟聚合物纖維的相對應不同組至少三個聯鎖環部限定。
3. 根據權利要求2所述的過濾制品，其特征在于，對于所述多個聯鎖區域中的每一個， 所述相對應聯鎖環部各沿著不同的相對應的弓形路徑延伸至少90°的弧度。
4. 根據權利要求3所述的過濾制品，其特征在于，在所述多個聯鎖區域中每一個的截 面內，所述相對應聯鎖環部的不同長度位于至少三個不同層次內。
5. 根據權利要求4所述的過濾制品，其特征在于，對于所述多個聯鎖區域中的每一個， 所述相對應聯鎖環部各沿著不同的相對應的弓形路徑延伸至少180°的弧度。
6. 根據權利要求4所述的過濾制品，其特征在于，在所述多個聯鎖區域中每一個內，所 述相對應的聯鎖環部沿著所述相對應弓形路徑接合以摩擦地限制它們之間的相對移動。
7. 根據權利要求4所述的過濾制品，其特征在于，所述多個聯鎖區域中的每一個包括 穿過所述至少三個不同層次中每一個延伸的多個彎曲流體流動路徑。
8. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述多股含氟聚合物纖維的至少一 部分具有倒圓外部配置。
9. 根據權利要求8所述的過濾制品，其特征在于，所述多股含氟聚合物纖維的至少所 述部分的每股是加捻的。
10. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述多股含氟聚合物纖維中的至少 一部分是加捻的。
11. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，對于所述多股含氟聚合物纖維的至 少第二部分，每股含氟聚合物纖維包括不同的環部，所述不同環部部分地限定所有所述多 個聯鎖區域中位于所述多個線圈縱行中相對應線圈縱行中的不同聯鎖區域。
12. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述流體流具有在約lpsid與 lOpsid之間的流體壓力負荷，其中所述多個聯鎖區域在所述針織層上在所述聯鎖區域之間 限定多個空隙，其中所述多個空隙中的每一個具有在定位于所述流體流內之前的相對應的 第一面積和在定位于所述流體流中時相對應的第二面積，并且其中對于所述多個空隙中的 每一個，所述相對應的第二面積小于其相對應的第一面積二倍。
13. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述流體流具有在約lpsid與 lOpsid之間的流體壓力負荷，其中所述多個聯鎖區域在所述針織層上在所述聯鎖區域之間 限定多個空隙，其中所述多個空隙中的每一個具有在定位于所述流體流內之前的相對應的 第一面積和在定位于所述流體流中時相對應的第二面積，并且其中對于所述多個空隙中的 每一個，所述相對應的第二面積小于其相對應的第一面積二倍，其中所述多個聯鎖區域中 的每一個沿著所述線圈縱行和線圈橫列定位于離所述多個聯鎖區域中相鄰區域相對應距 離處，并且其中對于所述多個聯鎖區域中的每一個而言，在定位于所述流體流中時所述相 對應距離在其定位于所述流體流中之前初始值的200%內。
14. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述第二層鄰近所述第一層定位并 且定位于所述第一層下游以便向所述第一層提供至少支承。
15. 根據權利要求14所述的過濾制品，其特征在于，所述第一層和所述第二層褶皺并 且定位成至少部分嵌套關系，并且其中所述第二層的褶皺平行于所述多個線圈縱行或所述 多個線圈橫列之一延伸。
16. 根據權利要求15所述的過濾制品，其特征在于還包括： 褶皺的第三層，所述褶皺的第三層可以至少部分嵌套關系橫穿所述流體流定位在所 述第一層的上游，以向所述第一層提供排流，并包括多股含氟聚合物纖維，所述多股含氟聚 合物纖維被布置成形成針織物，所述針織物具有多個聯鎖區域，所述多個聯鎖區域各由所 述多股含氟聚合物纖維的相對應不同組至少兩個聯鎖環部限定，其中所述針織物的所述多 個聯鎖區域限定多個線圈縱行和多個線圈橫列，并且其中對于所述多股的至少第一部分而 言，每股包括不同的環部，所述不同的環部部分地限定所述多個聯鎖區域中沿著所述多個 線圈縱行中的至少兩個不同線圈縱行定位的不同交替聯鎖區域。
17. 根據權利要求14所述的過濾制品，其特征在于，所述第二層與所述第一層直接相 鄰定位。
18. 根據權利要求14所述的過濾制品，其特征在于，所述第一層與第二層互連。
19. 根據權利要求14所述的過濾制品，其特征在于還包括： 第三層，所述第三層可橫穿所述流體流定位在所述第一層上游，向所述第一層提供排 流，所述第三層包括多股含氟聚合物纖維，所述多股含氟聚合物纖維被布置成形成針織物， 所述針織物具有多個聯鎖區域，所述多個聯鎖區域各由所述多股含氟聚合物纖維的相對應 不同組至少兩個聯鎖環部限定，其中所述針織物的所述多個聯鎖區域限定多個線圈縱行和 多個線圈橫列，并且其中對于所述多股的至少第一部分而言，每股包括不同的環部，所述不 同的環部部分地限定所述多個聯鎖區域中沿著所述多個線圈縱行中的至少兩個不同線圈 縱行定位的不同交替聯鎖區域。
20. 根據權利要求19所述的過濾制品，其特征在于，所述第一層、第二層和第三層是互 連的。
21. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，空隙穿過所述第二層在所述多個聯 鎖區域之間延伸。
22. 根據權利要求21所述的過濾制品，其特征在于，所述第二層的相對側的面積由所 述針織物和所述空隙限定并且其中所述空隙限定所述面積的至少10%。
23. 根據權利要求22所述的過濾制品，其特征在于，所述聯鎖區域限定所述面積的至 少 40%。
24. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述多孔性PTFE薄膜具有至少約 30psi的起泡點。
25. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述多孔性PTFE薄膜具有至少約 50psi的起泡點。
26. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于還包括：安置于所述第一層與所述第 二層之間的至少一個中間層。
27. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述含氟聚合物選自PTFE或PFA。
28. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，包括所述第二層的所述多股含氟聚 合物纖維是被布置成形成拉舍爾針織物的纖維。
29. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述針織物在至少兩個正交方向上 穩定。
30. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述含氟聚合物纖維包括加捻絲。
31. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述含氟聚合物纖維包括單絲和復 絲之一。
32. 根據權利要求1所述的過濾制品，其特征在于，所述含氟聚合物纖維包括中空絲。
33. -種過濾裝置，所述過濾裝置具有過濾籠和安置于所述過濾籠內的過濾元件，所述 過濾元件包括權利要求1所述的過濾制品，其中所述第一層和第二層褶皺并且封裝成沿著 至少一個邊緣聯結所述第一層和第二層。
34. -種過濾膠囊，所述過濾膠囊包括根據權利要求33所述的過濾裝置。
35. -種用于從流體流過濾粒子的方法，包括： 利用橫穿流體流定位的多孔性PTFE薄膜從具有一定流體壓力的流體流過濾粒子；以 及 利用定位于所述多孔性PTFE薄膜下游的穩定針織層，支承所述多孔性PTFE薄膜抵抗 由所述流體流施加的流體壓力負荷。
36. 根據權利要求35所述的方法，其特征在于，所述針織層包括多股含氟聚合物纖維， 所述多股含氟聚合物纖維被布置成形成針織物，所述針織物具有多個聯鎖區域，所述多個 聯鎖區域各由所述多股含氟聚合物的相對應不同組至少三個聯鎖環部限定。
37. 根據權利要求36所述的方法，其特征在于，所述支承步驟包括： 橫貫所述針織物在所述針織物的所述聯鎖區域上分布所述流體壓力負荷。
38. 根據權利要求37所述的方法，所述流體壓力負荷在約lpsid與lOpsid之間，其中 所述多個聯鎖區域在所述針織層上在所述聯鎖區域之間限定多個空隙，其中所述多個空隙 中的每一個具有在定位于所述流體流內之前的相對應的第一面積和在定位于所述流體流 中時相對應的第二面積，并且其中對于所述多個空隙中的每一個，所述相對應的第二面積 小于其相對應的第一面積二倍。
39. 根據權利要求37所述的方法，其特征在于，其中所述針織物的所述多個聯鎖區域 限定多個線圈縱行和多個線圈橫列，并且其中對于所述多股含氟聚合物纖維的至少第一部 分而言，每股含氟聚合物纖維包括不同的環部，所述不同的環部部分地限定所述多個聯鎖 區域中沿著所述多個線圈縱行中的至少兩個不同線圈縱行定位的不同交替聯鎖區域。
40. 根據權利要求39所述的方法，所述流體壓力負荷在約lpsid與lOpsid之間，其中 所述多個聯鎖區域中的每一個沿著所述線圈縱行和線圈橫列定位于離所述多個聯鎖區域 中相鄰區域相對應距離處，并且其中對于所述多個聯鎖區域中的每一個而言，在定位于所 述流體流中時所述相對應距離在其定位于所述流體流中之前初始值的200%內。
41.根據權利要求39所述的方法，其特征在于，所述多個聯鎖區域中的每一個區域由 所述多股含氟聚合物纖維的相對應不同組至少三個聯鎖環部限定。
【文檔編號】B01D71/36GK104487161SQ201380039106
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月23日 優先權日:2012年7月23日
【發明者】E·K·普羅斯特, S·H·斯佩克 申請人:W·L·戈爾及同仁股份有限公司