过滤器和多孔过滤膜制造技术

本实用新型专利技术涉及过滤器和多孔过滤膜。提供了在过滤液体和去除其中的各种污染物方面有用的某些膜。在某些方面，所述膜的一种组分是聚酰胺，例如尼龙11和/或尼龙12。还提供了制造此类膜的方法以及此类膜在液体过滤和纯化中的用途。与由尼龙6或尼龙6,6制备的聚酰胺膜相比，由此制备的本公开的膜表现出优异的酸稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
过滤器和多孔过滤膜


[0001]本技术涉及复合过滤介质或膜，其包括多孔聚合物过滤器，所述过滤器已涂布有包含某些聚酰胺聚合物的层。

技术介绍

[0002]过滤器产品是现代工业不可或缺的工具，用于从有用流体流中去除不需要的材料。使用过滤器处理的有用流体包括水、液体工业溶剂和加工流体、用于制造或加工(例如，在半导体制造中)的工业气体、以及具有医疗或制药用途的液体。从流体中去除的不需要的物质包括杂质和污染物，例如颗粒、微生物和溶解的化学物种。过滤器应用的具体实例包括其与液体材料一起用于半导体和微电子装置制造。
[0003]为了执行过滤功能，过滤器包括过滤膜，所述过滤膜负责从通过过滤膜的流体中去除不需要的物质。根据需要，过滤膜可以是扁平片材的形式，其可以是卷绕的(例如，螺旋形的)、扁平的、褶状的或盘形的。或者，过滤膜可以是中空纤维的形式。过滤膜可以容纳在外壳内或以其它方式支撑，使得被过滤的流体通过过滤器入口进入并且在通过过滤器出口之前需要通过过滤膜。
[0004]过滤膜可以多孔结构构成，所述多孔结构的平均孔径可以基于过滤器的用途，即由过滤器执行的过滤类型来选择。典型的孔径在微米或亚微米范围内，例如约0.001微米到约10微米。平均孔径为约0.001到约0.05微米的膜有时被归类为超滤膜。孔径在约0.05与10微米之间的膜有时被称为微孔膜。
[0005]具有微米或亚微米范围孔径的过滤膜可以有效地通过筛分机制或非筛分机制或通过这两种机制从流体流中去除不需要的物质。筛分机制是这样的一种过滤模式：通过将颗粒机械保留在过滤膜表面，从而将颗粒从液体流中去除，过滤膜的作用是机械地干扰颗粒的移动并将颗粒保留在过滤器内，机械地阻止颗粒流过过滤器。通常，颗粒可以大于过滤器的孔。“非筛分”过滤机制是这样的一种过滤模式：过滤膜以不完全是机械的方式，例如，包括静电机制保留在通过过滤膜的流体流中所含有的悬浮颗粒或溶解物质，利用静电机制，颗粒或溶解的杂质被静电吸引并保留在过滤器表面，并从流体流中去除；颗粒可以是溶解的，也可以是粒径小于过滤介质孔的固体。
[0006]从溶液中去除例如溶解的阴离子或阳离子之类的离子物质在许多行业，例如微电子行业中很重要，在这些行业中，极低浓度的离子污染物和颗粒会对微处理器和存储器装置的质量和性能产生不利影响。能够制备金属离子污染物水平低的正负光刻胶，或者能够提供用于马拉高尼(Maragoni)干燥的异丙醇以便以低至十亿分之一或万亿分之一的金属离子污染物水平清洁晶圆，是非常理想的，而且这只是半导体制造中污染控制需求的两个实例。视胶体化学性质和溶液pH值而带正电或带负电的胶体颗粒也可能污染工艺液体，并且需要去除。溶解的离子物质可以通过非筛分过滤机制，通过由吸引溶解的离子物质的聚合材料制成的微孔过滤膜去除。此类微孔膜的实例由化学惰性的低表面能聚合物制成，如超高分子量聚乙烯(“UPE”)、聚四氟乙烯、尼龙(nylon)等。具体地说，尼龙过滤膜被用于半
导体加工工业中的各种不同过滤应用，这是因为能够将尼龙制成表现出高渗透性的过滤膜，并且尼龙具有良好的非筛分过滤特性。然而，由于酰胺键的水解不稳定性，许多市售尼龙过滤膜不适用于那些将膜暴露于强酸的应用；同样，此类尼龙过滤膜不能用酸性溶液清洁。

技术实现思路

[0007]微电子装置加工领域需要加工材料和方法的稳定改进以维持微电子装置性能(例如，速度和可靠性)的并行的稳定改进。在制造过程的所有方面中均存在改进微电子装置制造的机会，包括用于过滤液体材料的方法和系统。
[0008]在微电子装置加工中，大量不同类型的液体材料被用作加工溶剂、清洁剂和其它加工溶液。这些材料中的许多(如果不是大部分的话)在非常高的纯度水平下使用。作为实例，微电子装置的光刻加工中所使用的液体材料(例如，溶剂)必须具有极高纯度。微电子装置处理中所使用的液体的特定实例包括用于旋涂玻璃(SOG)技术、用于背侧抗反射涂层(BARC)方法以及用于光刻的工艺溶液。这些液体材料中的一些是酸性的。为了以高纯度水平下提供这些液体材料以用于微电子装置加工，过滤系统必须从所述液体中高效去除各种污染物和杂质，且在正在被过滤的液体材料(例如，酸性材料)存在的情况下必须稳定(即，不劣化或不引入污染物)。
[0009]在第一方面，多孔复合过滤膜包含：其上具有涂层的多孔疏水聚合过滤介质，其中所述涂层是可溶于甲酸与二氯甲烷的共混物中的聚酰胺聚合物。
[0010]在第二方面，多孔聚合物膜包含可溶于甲酸与二氯甲烷的混合物中的聚酰胺聚合物。此类膜可使用已知的空气浇铸技术制备，以提供与由尼龙6或尼龙6,6制备的聚酰胺膜相比表现出优异酸稳定性的聚酰胺或尼龙膜。在一个实施例中，此第二方面的膜由尼龙11和/或尼龙12制备。
[0011]在第三方面，一种多孔疏水聚合过滤膜，其上涂布有聚酰胺涂层作为第一涂层，其中所述涂层是可溶于甲酸与二氯甲烷的共混物中的聚酰胺聚合物，从而提供聚酰胺涂布的膜，其中所述聚酰胺涂布的膜在其上具有第二涂层，所述第二涂层是(i)至少一种交联剂与(ii)至少一种单体在光引发剂存在下的自由基反应产物。
[0012]在第四方面，多孔过滤膜包含可溶于甲酸与二氯甲烷的混合物中的聚酰胺聚合物，然后所述膜经(i)至少一种交联剂与(ii)至少一种丙烯酰胺单体在光引发剂存在下的自由基反应产物涂布。
[0013]在第五方面：
[0014](a)多孔过滤膜包含可溶于甲酸与二氯甲烷的混合物中的聚酰胺聚合物，其中所述膜接枝有选自羟基、胺基、羧基或其组合的亲水侧基；和与所述亲水侧基不同的离子侧基；且
[0015](b)多孔复合过滤膜包含其上涂布有涂层的多孔疏水聚合过滤膜，其中所述涂层是可溶于甲酸与二氯甲烷的混合物中的聚酰胺聚合物，从而提供聚酰胺涂布的膜，所述膜然后接枝有亲水侧基，所述亲水侧基选自(i)羟基、胺基、羧基或其组合；和(ii)与所述亲水侧基不同的离子侧基。
[0016]在其它方面，本技术提供了用于制备第一方面至第五方面的过滤膜的方法。
在另一方面，本技术提供了一种从液体中去除杂质的方法，其包含使所述液体与本技术的膜接触。
[0017]过滤膜，如第二方面的聚酰胺膜，第一方面、第三方面、第四方面和第五方面的第二实施例(b)中用作起始材料的底层多孔疏水膜，都可以是使用已知的方法，例如空气浇铸，从底层的聚合物组合物制备。参见，例如，美国专利第7,891,500号和其中引用的参考文献，其以引用的方式并入本文中。或者，底层过滤膜可以通过已知的方法制备，例如相反转、界面聚合、拉伸、径迹蚀刻和静电纺丝。例如，参见B.S.拉利亚(B.S.Lalia)等人,脱盐(Desalination)326(2013)77
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95和P.范德维特(P.van de Witte)等人,膜科学杂志(Journal of Membrane Science)117(1996)1
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31。
附图说明
[0018]结合附图考虑各种说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含经涂布的多孔过滤膜的过滤器，其特征在于所述过滤器具有以下特征：(i)表面能是约20到约100达因/厘米；(ii)在14.2psi下测量的异丙醇流动时间是约150到约20,000秒/500mL；(iii)当使用乙氧基
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九氟丁烷HFE 7200在约22℃的温度下测量时，泡点是约20到约200psi；以及(iv)丽春红S染料结合能力在约1与约30μg/cm2之间，且亚甲蓝染料结合能力MB DBC在约1与约30μg/cm2之间。2.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述经涂布的多孔过滤膜具有0.001微米到2微米的范围的平均孔径。3.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述经涂布的多孔过滤膜具有0.01微米到0.8微米的范围的平均孔径。4.根据权利要求1所述的过滤器，其特征在于所述经涂布的多孔过滤膜是超滤膜，所述超滤膜具有0.001微米到0.05微米的范围的平均孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：新型
国别省市：