复合膜制造技术

一种用于制造复合膜的工艺，包括以下步骤：（i）提供通过可固化组合物浸渍的移动的多孔支持件（1），其中，组合物存在于支持件的孔中及支持件的表面上；（ii）刮擦或挤压多孔支持件从而从支持件的表面去除至少一些可固化组合物（2）；以及（iii）在实施步骤（ii）之后，辐射支持件，从而固化其中存在的组合物。也要求复合膜具有厚度低于0.5微米的表面层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合膜
本专利技术涉及用于制备复合膜的工艺、复合膜以及这种膜的用途。
技术介绍
各种各样的分离工艺中均需求复合膜。例如，复合膜可用作分离第一气体和第二气体的气体渗透膜，或在离子交换工艺中用作基本上水不渗透而离子渗透的膜。复合膜的生产中需要快速且高效的工艺。理想地，这种膜是薄的且具有最小缺陷。期望地是当膜用作离子交换膜时，该膜具有良好的选择渗透性和低电阻。此外，期望的膜是坚固的，同时又是柔性的。绕成紧圆周结构的膜需要具有柔性。膜也需要在其持续时间内保持物理完整性。用于制备膜的期望的方法不应引起过度卷曲。也期望膜对其能够接触到的化学物质具有抗性，例如，耐水解性。膜的使用者要求以可能的最低价格得到高质量的膜。这意味着用于复合膜的生产工艺是理想化地廉价、稳定和持久的，并且膜应该具有容易大量生产的能力。US2008/216942（“平冈”）描述了用于功能性膜的连续生产的方法，其中，将功能性聚合物前体填充入多孔支持件的孔中，然后例如通过辐射进行固化。然而，由于多种原因，该方法比较昂贵。首先，平冈工艺将携带有聚合物前体的多孔膜夹在两个外部薄膜之间。这增加了用于制备复合膜的机器的复杂性，增加了所需的消耗品的量（即，两个外部薄膜），从而增加了制造成本。而且，在聚合步骤之后去除过量的聚合物；这种材料是不能再生的，并因此形成了浪费，这增加了制造成本。在聚合步骤之后的过量聚合物的去除也可以导致膜具有表面缺陷和低持久性。EP222,926、US5,145,618、US5,264,125、WO200778880、EP1,315,555和EP1,381,447描述了用于生产膜的包括夹层步骤的工艺。
技术实现思路
需要用于制造复合膜的工艺，从而克服上述缺点的一些或全部，且提供具有期望的性质的复合膜。根据本专利技术的第一方面，提供了用于制造复合膜的工艺，该工艺包括以下步骤：（i）提供浸渍了可固化组合物的移动的多孔支持件，其中，组合物存在于支持件的孔中和支持件的表面上；（ii）刮擦或挤压多孔支持件，从而从支持件的表面去除至少一些可固化组合物；以及（iii）在实施步骤（ii）之后，辐射支持件，从而固化在其中存在的组合物。本工艺允许以低成本高效益的方式快速地在连续工艺中制造复合膜。使用成本低廉的原料制造复合膜的经常出现的缺点是在它们的质量水平内的不可预知的波动。例如，它们的一致性、厚度和/或纯度在一个批次与另一批次之间可能变化很大。有时这些波动需要对复合膜制造工艺进行调整。例如，多孔支持件中的厚度变化可导致施用于支持件的材料的厚度变化，这可转而导致产物复合膜的质量的不可接受的变化。本专利技术允许在最终产品中没有内部应变变化的情况下生产高质量复合膜。由于膨胀行为的局部差异引起的这种内部应变变化可能是膜具有不期望的温度依赖卷曲和湿度依赖卷曲的原因。湿卷曲行为表现出对复合膜的对称性偏差非常敏感，尤其是当位于多孔支持件的孔中的固化的聚合物比聚合物支持件自身表现出更强的膨胀时。因此，优选地是高度对称的结构。通过小心地从浸渍的多孔支持件的表面去除部分可固化组合物，可以制造出具有均匀的整体厚度的复合膜。对于离子交换（“IE”）膜，特别需要高质量复合膜。特别地，期望IE膜是平滑的、薄的、柔性的、坚固的、非卷曲的和基本上没有涂布缺陷的。本工艺可以用于在固化步骤（iii）期间不将浸渍的多孔支持件夹在薄片（例如，为辐射透明材料）之间的情况下提供这些性质。本工艺允许高度对称的复合膜的制造，这种膜易于处理且非常适合于作为水蒸气渗透膜应用，例如，用于户外服装。多孔支持件可以是例如织物或非织物底物。非织物底物的实例包括湿法和干法非织物材料、纺粘型织物纤维和熔喷无纺布纤维、挤塑薄膜和纳米纤维网。优选的非织物多孔支持件包括紧密结合的纤维或细丝（例如，长度为5mm至25mm的细丝）的薄片或网，该薄片或网具有构成多孔支持件的“孔”的纤维或细丝之间的间隙。可固化组合物可渗透入这些孔内且通常过量的可固化组合物位于多孔支持件的表面上。工艺的步骤（ii）在固化步骤之前刮擦掉过量的可固化组合物，通常使最外部的纤维/细丝基本上没有可固化组合物，但是在纤维/细丝之间仍存在可固化组合物，而且使可固化组合物也存在于更深入的由纤维或细丝之间的间隙形成的非织物多孔支持件的孔内。优选地，实施步骤（ii），从而使得可固化组合物完全填充多孔支持件的孔，并尽可能多地将空气挤压出来。通过这种方式，可以降低水渗透性且这有益于实现下文中将描述的优选的、非常低的水渗透性。并未对支持件的化学组成做出特别地限制，例如，支持件可由以下物质制造：聚乙烯、聚丙烯和其他聚烯烃基树脂；聚氯乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物；氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-烯烃共聚物和其他氯乙烯基树脂；聚乙烯/聚丙烯共聚物、聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚酯、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯/聚四氟乙烯的氟共聚物、聚六氟丙烯、聚氯三氟乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚（四氟乙烯-六氟丙烯）、聚（四氟乙烯-全氟烷基醚）和其他氟基树脂；以及尼龙6、尼龙66和其他聚酰胺树脂，包括芳香族聚酰胺以及芳香族聚酰亚胺、芳纶、聚砜、聚醚醚酮、它们的共聚物等。特别地，适合的材料是例如聚乙烯、聚丙烯和它们的共聚物。多孔支持件优选地为聚烯烃基聚合物，因为这种聚合物便宜且具有良好的机械强度、合适的耐化学性和其他期望的特性。如果需要，多孔支持件可以是化学处理或辐射处理的聚合物，例如，经过等离子体处理、电子束辐射、电晕处理、通过交联剂化学交联等的聚合物以改变其性质。在多孔支持件上施用可固化组合物之前的多孔支持件的孔隙度取决于支持件的类型和对复合膜所期望的最终性能，但是孔隙度优选地为5%至95%。孔隙度特别优选地为5%至90%，且更优选的为20%至80%。平均孔径的优选范围为0.1μm至10000μm。特别优选的平均孔径为1μm至1000μm。支持件的厚度在其整个长度和宽度上的变化优选地为+/-10%以下，且更优选地为+/-5%以下。并未对支持件的拉伸强度做出特别地限制，且优选地为100N/m至5000N/m，更优选地为250N/m至3000N/m。从成本角度考虑，优选地为干铺或湿铺的聚合物非织物支持件。通常，非织物支持件在材料的表面和内部都具有厚度变化和非均匀性。这种非均匀性的实例是孔洞和杂质。当在表面存在非均匀性时，这些非均匀性可引起表面能的局部变化，其可导致涂布缺陷。通过调整工艺参数（例如，工艺速度、轧辊位置、粘度和可固化组合物的表面张力），可以防止或减少涂层缺陷的发生。可以购买多种多孔支持件，例如，从科德宝过滤技术集团（NovatexxTM材料）和赛发（Sefar）AG购买。优选地，支持件具有高表面能，优选地高于50mN/m，更优选地高于55mN/m，特别地高于60mN/m。为了良好的润湿，支持件的表面能优选地比可固化组合物的表面张力高至少10mN/m。当需要时，可以通过化学处理（例如通过施用湿润剂、表面活性剂、在纤维上接枝化学基团、氟化作用）、通过物理处理（例如，电晕放电、等离子体辉光、UV辐射、烧、加热）或通过这些方法的组合改变支持件的表面能。在浸渍之前，多孔支持件的厚度（即，平均厚度）优选地为20μm至500μm，更优选地为40μm至250μm，特别地为50μm至200μm，例如，60本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造复合膜的工艺，包括以下步骤：（i）提供移动的多孔支持件，所述移动的多孔支持件浸渍有可固化组合物，其中，所述组合物存在于所述支持件的孔中和所述支持件的表面上；（ii）刮擦或挤压所述多孔支持件，从而从所述支持件的表面去除至少一些所述可固化组合物；以及（iii）在实施步骤（ii）之后，辐射所述支持件，从而固化所述支持件中存在的所述组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.25 GB 1112725.5;2011.09.28 GB 1116703.81.一种用于制造复合膜的工艺，包括以下步骤：(i)提供移动的多孔支持件，所述移动的多孔支持件浸渍有可固化组合物，所述可固化组合物包括可通过辐射固化以形成聚合树脂的单体和/或低聚体，其中，所述组合物存在于所述支持件的孔中和所述支持件的表面上；(ii)挤压柔性叶片和相对部件之间的所述多孔支持件，从而从所述支持件的表面去除至少一些所述可固化组合物；以及(iii)在实施步骤(ii)之后，辐射所述支持件，从而固化所述支持件中存在的所述组合物；其中，当所述支持件移动时实施步骤(ii)和(iii)，并且所述相对部件包括：(a)静态辊或在与所述支持件相同或相反的方向上以比所述支持件低的速度移动的辊；(b)板；或(c)柔性叶片。2.根据权利要求1所述的工艺，其中，以使所述多孔支持件上存在的固化的所述组合物的厚度小于0.5μm的方式实施步骤(ii)。3.根据权利要求1所述的工艺，在固化步骤(iii)期间，以不将浸渍的所述多孔支持件夹在薄片之间的方式实施所述工艺。4.根据权利要求1所述的工艺，所述相对部件包括在与所述支持件相同或相反的方向上以较低的速度移动的辊，或者所述辊是静态的。5.根据权利要求4所述的工艺，其中，以小于所述支持件在所述辊上移动的速度的30％的表面速度旋转所述辊。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰尼斯·范·恩格伦，
申请(专利权)人：富士胶片制造欧洲有限公司，
类型：
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