具有热塑性塑料填充边缘的过滤制品的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及例如用于在流体流穿过过滤制品时从流体流去除不期望的污染物的过滤制品的领域。
【背景技术】
[0002]多孔膜在医药、微电子、化学和食品工业中被广泛地用于从流体中过滤颗粒、离子、微生物和其它污染物。在使用中，膜被成形为放置在待过滤的流体流中的装置(例如，可以容纳在胶囊、中空管、平坦盘的叠堆物等内的打褶的筒)。
[0003]许多过滤装置完全由含氟聚合物材料构造成以满足化学和温度抵抗力要求，例如以用于在半导体制造中使用。在半导体制造中朝更窄的线宽度发展的趋势已经为半导体制造中的颗粒污染控制产生不断增加的负担。这样的趋势已导致引入具有低至1nm的额定孔尺寸的含氟聚合物过滤膜。
[0004]虽然这样的过滤膜提供优异的颗粒过滤，但需要延长膜的寿命周期或使用时间，同时保持其过滤效率。就这一点而言，在典型的过滤实施中，支承层可以被定位在含氟聚合物过滤膜的下游以抵抗流体流的压力来支承膜。此外，支承层或另一个下游层可以提供排出功能(例如通过充当具有穿过其中的下游通路的间隔层)，以有利于流体流过膜。就这一点而言，也可使用上游排放层。例如，支承和/或排出层可以由呈织造、非织造或针织结构形式的含氟聚合物纤维(例如，细丝或纱线)构造成。
[0005]包括含氟聚合物膜的过滤介质可以利用多种结构和构型实现。例如，过滤介质通常打褶以增加有效过滤面积。打褶的过滤介质常常成形为圆柱体并且被容纳在过滤笼内。过滤介质的端部通常通过将过滤介质的端部灌封在端盖中来密封，端盖在灌封步骤期间呈树脂、熔化的热塑性塑料等的形式。在过滤介质和灌封的端盖之间的密封可以是稳固的，以避免在过滤介质和端盖之间形成泄漏路径，该泄漏路径可导致过滤制品的失效。
【发明内容】
[0006]已经发现，在包括多孔含氟聚合物膜的过滤介质和灌封的热塑性端盖之间特别难以形成高完整性的密封，特别是当过滤介质也包括纤维结构以用于支承和/或排放时。
[0007]目的是提供过滤制品和用于制造过滤制品的方法，该过滤制品包括具有多孔含氟聚合物膜的过滤介质和灌封的热塑性端盖，其中，在过滤介质和热塑性端盖之间的密封具有高完整性，例如，具有在过滤介质和端盖之间形成泄漏路径的降低的可能性。
[0008]在一个实施例中，提供了一种用于过滤来自流体流的颗粒的过滤制品。过滤制品可包括具有至少第一周界边缘的过滤介质和沿着第一周界边缘灌封到过滤介质上的热塑性端盖部件。过滤介质可包括能够横跨流体流定位的第一层，该第一层包括多孔含氟聚合物膜。过滤介质也可包括能够横跨流体流定位的第二层，该第二层包括布置为形成纤维结构的多个含氟聚合物纤维，该纤维结构选自织造结构、非织造结构和针织结构。热塑性材料可以沿着第一周界边缘并且在过滤介质的横向尺寸的有限范围内、通过第二层纤维结构的厚度的至少一部分被吸入。
[0009]在该实施例的一个特征中，过滤介质可以是打褶的，例如，具有沿着过滤介质的横向尺寸延伸的褶皱。在另一个特征中，过滤介质可以被构造为封闭的圆柱体。在再一个特征中，热塑性材料可以沿着第一周界边缘以基本上连续的方式被吸入。周界边缘可以与过滤介质的第一端部相对应。在该特征中，热塑性材料可以通过第二层纤维结构的厚度的至少一部分且在过滤介质的横向尺寸的有限范围被吸入第二周界边缘。例如，第二周界边缘可以与过滤介质的第二端部相对应，该第二端部与过滤介质的第一端部相对，例如这两个端部由横向尺寸间隔开。
[0010]在一个特征中，多孔含氟聚合物膜包括聚四氟乙烯(PTFE)。在另一个特征中，热塑性材料可包括含氟聚合物(例如，由其制成)。在一个特征中，热塑性材料包括氟乙烯丙烯(FEP)。在另一个特征中，热塑性材料包括全氟烷氧基(PFA)。热塑性端盖也可包括含氟聚合物，并且在一个特征中热塑性端盖包括PFA。在另一个特征中，第二层被定位在第一层附近和下游，以至少提供第一层的支承。在另一个特征中，过滤介质还包括可横跨流体流定位的第三层，该第三层相对于第二层设置在膜的相对侧上。第三层可包括布置为形成纤维结构的多个含氟聚合物纤维，纤维结构选自由织造结构、非织造结构和针织结构组成的组。热塑性材料可以沿着第一周界边缘被吸入通过第三层纤维结构的厚度的至少一部分。
[0011]在一个特征中，热塑性材料基本上贯穿第二层纤维结构的厚度被吸入。在另一个特征中，热塑性材料被吸入过滤介质的横向尺寸内至少约5mm的距离。在再一个特征中，热塑性材料被吸入过滤介质的横向尺寸内不大于约10mm的距离。在另一个特征中，热塑性材料被吸入横向尺寸经过热塑性端盖。
[0012]在又一个特征中，过滤制品可包括沿着第二周界边缘吸入通过第二层纤维结构的厚度的至少一部分的热塑性材料和沿着周界边缘的第二部分灌封到过滤介质上的第二热塑性端盖部件。
[0013]在另一个特征中，热塑性材料和热塑性端盖部件包括不同的热塑性塑料，例如，其中热塑性材料的熔点小于热塑性端盖部件的熔点。在一个特定的特征中，热塑性材料的熔点不大于约300°C。
[0014]在另一个特征中，过滤介质可以被构造用于从流体流去除具有约25nm和以上的尺寸的颗粒。
[0015]根据上述实施例和特征中的任一个，第二层纤维结构和/或第三层纤维结构可包括针织结构。
[0016]根据本公开的另一个实施例，提供了一种过滤装置。过滤装置可包括过滤笼和设置在过滤笼内的过滤元件。过滤元件可包括如在上述实施例和各种特征中的任一个中描述的过滤制品。
[0017]在本公开的另一个实施例中，提供了一种用于制造过滤制品的方法。该方法可包括将热塑性材料沿着第一周界边缘且在过滤介质的横向尺寸的有限范围内吸入具有至少第一周界边缘的过滤介质中的步骤。该方法也可包括将过滤介质沿着第一周界边缘灌封在热塑性端盖部件中的步骤。
[0018]在一个特征中，过滤介质包括可横跨流体流定位的第一层，并且包括多孔含氟聚合物膜。过滤介质也包括也可横跨流体流定位的第二层，该第二层包括布置为形成纤维结构的多个含氟聚合物纤维，该纤维结构选自织造结构、非织造结构和针织结构。在一个特定的特征中，第二层纤维结构为针织结构。
[0019]在上述方法的另一个特征中，吸入步骤可包括使过滤介质与热塑性材料沿着第一周界边缘接触的步骤和加热热塑性材料以使第一周界边缘吸收有热塑性材料的步骤。在一个特征中，接触步骤可包括将热塑性材料的条沿着周界边缘设置成与第二层接触。在又一个特征中，热塑性塑料的条可具有至少约5mm且不大于约10mm的宽度。在再一个特征中，接触步骤可包括将热塑性材料与过滤介质共挤出。
[0020]在上述方法的另一个特征中，该方法可包括将过滤介质打褶的步骤。例如，过滤介质可以在灌封步骤之前被打褶。在另一个特征中，加热步骤可包括在打褶步骤期间利用受热的台板加热过滤介质和热塑性材料。就这一点而言，受热的台板可以在加热步骤期间使热塑性材料塑性变形。
[0021 ]在另一个特征中，加热步骤可包括将热塑性材料加热至超出热塑性材料的熔融温度的温度。在又一个特征中，该方法可包括在灌封步骤之前允许受热的热塑性材料冷却至热塑性材料的熔融温度以下的温度。
[0022]在一个特征中，多孔含氟聚合物膜包括PTFE。在另一个特征中，热塑性材料包括FEP。在再一个特征中，端盖部件包括PFA。
[0023]在另一个特征中，灌封步骤在端盖部件和过滤介质之间形成密封。在另一个特征中，该方法还可包括以下步骤:将热塑性材料沿着过滤介质的至少第二周界边缘且在过滤介质的横向尺寸的有限范围内吸入过滤介质中；以及将过滤介质沿着第二周界边缘灌封在第二热塑性端盖部件中。
【附图说明】
[0024]图1A和图1B示出了包括过滤制品的实施例的过滤装置的分解图。
[0025]图2示出了根据一个实施例的过滤介质的透视图。
[0026]图3示出了图2中所示过滤介质的剖视图。
[0027]图4示出了根据一个实施例的过滤介质的剖视图。
[0028]图5示出了根据一个实施例的过滤介质的剖视图。
[0029]图6示出了图4中所示过滤介质的另一个剖视图。
[0030]图7示出了根据一个实施例的打褶的过滤介质的透视图。