BR102012021684A2 - membrana de microfiltraÇço de camadas méltiplas - Google Patents

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Richard Morris
Xuemei Liang
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Abstract

MEMBRANA DE MICROFILTRAGEM DE CAMADAS MéLTIPLAS. Uma membrana de microfiltração compreendendo (a) uma camada assimétrica, (b) uma camada isométrica, e (c) uma camada de interface entre a camada assimétrica e a camada isométrica, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a camada assimétrica e uma segunda porção contatando a camada isométrica; em que, (i) a camada assimétrica tem uma região contatando a primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo uma primeira estrutura porosa; (ii) a camada isométrica tem uma região contatando a segunda porção da camada de interface, a região células tendo uma segunda estrutura porosa; a primeira estrutura porosa sendo mmaior que a segunda estrutura porosa; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo a primeira estrutura porosa, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo a segunda estrutura porosa, e métodos de fazer e usar a membrana, são revelados. Também revelada é uma membrana de microfiltração compreendendo (a) uma primeira camada assimétrica, (b) uma segunda camada assimétrica, e (c) uma camada de interface entre a primeira camada assimétrica e a segunda camada assimétrica, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a primeira camada assimétrica e uma segunda porção contatando a segunda camada assimétrica; em que, (i) a primeira camada assimpetrica tem uma região contatando a primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo uma primeira estrutura porosa; (ii) a segunda camada assimétrica tem uma região contatando a segunda porção da camada de interface, a região incluindo células tendo uma segunda estrutura porosa; a primeira estrutura porosa sendo maior que a segunda estrutura porosa; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo a primeira estrutura porosa, e a segunda porção de camada de interface compreende células tendo a segunda estrutura porosa, como também métodos de fazer e usar a membrana.

Description

“MEMBRANA DE MICROFILTRAÇÃO DE CAMADAS MÚLTIPLAS”
Antecedentes da Invenção
Membranas tendo estruturas isotrópicas (simétricas) e anisotrópicas (assimétricas), por exemplo, membranas de camadas múltiplas e de compósitos, são conhecidas na técnica. Porém, as membranas convencionais não foram adequadas para algumas aplicações, por exemplo, elas não forneceram de modo confiante um ou mais dos seguintes: rendimento desejado, filtração do tipo estéril, e robustez.
A presente invenção provê melhorar pelo menos algumas das desvantagens da técnica anterior. Estas e outras vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da descrição exposta abaixo.
Breve Sumário da Invenção
Uma modalidade da invenção fornece uma membrana de microfiltração compreendendo (a) uma camada polimérica assimétrica, (b) uma camada polimérica isométrica, e (c) uma camada polimérica de interface entre a camada assimétrica e a camada isométrica, a 15 camada de interface tendo uma primeira porção contatando a camada assimétrica e uma segunda porção contatando a camada isométrica; em que, (i) a camada assimétrica tem uma região contatando a primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo uma primeira estrutura porosa; (ii) a camada isométrica tem uma região contatando a segunda porção da camada de interface, a região incluindo células tendo uma segunda es20 trutura porosa; a primeira estrutura porosa sendo maior que a segunda estrutura porosa; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo a primeira estrutura porosa, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo a segunda estrutura porosa.
Em algumas modalidades, a camada polimérica assimétrica e a camada polimérica isométrica compreendem polímeros diferentes, e a camada de interface inclui um primeiro polímero da camada assimétrica e um segundo polímero, diferente, da camada isométrica.
Em algumas modalidades, a camada isométrica tem uma espessura de pelo menos cerca de 50 micrômetros e/ou a camada assimétrica tem uma espessura na faixa de cerca de 10 a cerca de 15 micrômetros.
Em algumas modalidades, a camada isotrópica e a camada polimérica de interface
são, cada, na faixa de cerca de 15% a cerca de 33% da espessura total da membrana, e a camada assimétrica é na faixa de cerca de 60% a cerca de 70% da espessura total da membrana.
Outra modalidade da invenção fornece uma membrana de microfiltração compreendendo (a) uma primeira camada polimérica assimétrica, a primeira camada polimérica assimétrica tendo uma primeira razão de assimetria, (b) uma segunda camada polimérica assimétrica, a segunda camada polimérica assimétrica tendo uma segunda razão de assimetria, em que a segunda razão de assimetria é maior que a primeira razão de assimetria; e
(c) uma camada polimérica de interface entre a primeira camada assimétrica e a segunda camada assimétrica, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a primeira camada assimétrica e uma segunda porção contatando a segunda camada assimétrica;
em que, (i) a primeira camada assimétrica tem uma região contatando a primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um primeiro diâmetro de poro; (ii) a segunda camada assimétrica tem uma região contatando a segunda porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um segundo diâmetro de poro; o primeiro diâmetro de poro sendo maior que o segundo diâmetro de poro; e a primeira porção da camada de 10 interface compreende células tendo o primeiro diâmetro de poro, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo o segundo diâmetro de poro.
Em algumas modalidades, a primeira camada polimérica assimétrica e a segunda camada polimérica assimétrica compreendem polímeros diferentes, e a camada de interface inclui um primeiro polímero da primeira camada assimétrica e um segundo polímero, diferente, da segunda camada assimétrica.
Em algumas modalidades, a primeira camada polimérica assimétrica tem uma razão de assimetria na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 1,5 e/ou a segunda camada polimérica assimétrica tem uma razão de assimetria de cerca de 2 ou mais.
Em algumas modalidades incluindo as primeira e segunda camadas assimétricas, a primeira camada assimétrica e a camada polimérica de interface são juntas cerca de 8% a cerca de 15% da espessura total da membrana, e a segunda camada assimétrica é cerca de 75% a cerca de 90% da espessura total da membrana.
Em algumas modalidades, a membrana compreende uma membrana pregueada.
Um método de fazer uma membrana de microfiltração tendo uma camada assimé25 trica, uma camada isométrica, e uma camada de interface, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a camada assimétrica e uma segunda porção contatando a camada isométrica de acordo com uma modalidade da invenção compreende (a) preparar uma primeira solução compreendendo um primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero; (b) preparar uma segunda solução compreendendo um segundo polímero e um sol30 vente para o segundo polímero; (c) fundir a primeira solução em uma primeira superfície de um suporte; (d) após um intervalo de tempo curto, fundir a segunda solução na primeira solução e formar uma pré-membrana; (e) expor a pré-membrana ao ar circulante; e, (f) realizar a separação de fase da primeira solução e da segunda solução em um líquido não-solvente. Os primeiro e segundo polímeros podem ser os mesmos, ou diferentes.
Em outra modalidade, um método de fazer uma membrana de microfiltração tendo
uma primeira camada assimétrica tendo uma primeira razão de assimetria, uma segunda camada assimétrica tendo uma segunda razão de assimetria, em que a segunda razão de assimetria é maior que a primeira razão de assimetria, e uma camada de interface, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a primeira camada assimétrica e uma segunda porção contatando a segunda camada assimétrica de acordo com uma modalidade da invenção compreende (a) preparar uma primeira solução compreendendo um primeiro 5 polímero e um solvente para o primeiro polímero; (b) preparar uma segunda solução compreendendo um segundo polímero e um solvente para o segundo polímero; (c) fundir a primeira solução em uma primeira superfície de um suporte; (d) após um intervalo de tempo curto, fundir a segunda solução na primeira solução e formar uma pré-membrana; e, (e) realizar a separação de fase da primeira solução e da segunda solução em um líquido não10 solvente. Os primeiro e segundo polímeros podem ser os mesmos, ou diferentes.
Em outra modalidade, um método de usar a membrana, por exemplo, para processar o fluido, é fornecido.
Breve Descrição das várias Vistas do(s) Desenho(s)
Figura 1 mostra um sistema generalizado ilustrativo para preparar as membranas de acordo com uma modalidade da invenção, mostrando um leito, primeiro e segundo aplicadores modulares, ventoinhas, e um banho de extinção.
Figura 2 mostra uma vista de corte transversal ao microscópio eletrônico de varredura (SEM) de uma modalidade de uma membrana de acordo com a presente invenção, em que a membrana tem uma camada isométrica, uma camada assimétrica, e uma camada de interface.
Figura 3 mostra uma vista de corte transversal ao microscópio eletrônico de varredura (SEM) de outra modalidade de uma membrana de acordo com a presente invenção, em que a membrana tem uma camada isométrica, uma camada assimétrica, e uma camada de interface.
Figura 4 mostra outra vista de corte transversal ao SEM de uma modalidade de
uma membrana de acordo com outra modalidade da presente invenção, em que a membrana tem uma camada isométrica, uma camada assimétrica, e uma camada de interface.
Figura 5 mostra uma vista de corte transversal ao microscópio eletrônico de varredura (SEM) de outra modalidade de uma membrana de acordo com a presente invenção, em que a membrana tem uma camada isométrica, uma camada assimétrica, e uma camada de interface.
Figura 6 mostra outra vista de corte transversal ao SEM de outra modalidade de uma membrana de acordo com a presente invenção, em que a membrana tem uma camada isométrica, uma camada assimétrica, e uma camada de interface.
Figura 7 mostra outra vista de corte transversal ao SEM de outra modalidade de
uma membrana de acordo com a presente invenção, em que a membrana tem primeira e segunda camadas assimétricas, e uma camada de interface. Descrição Detalhada da Invenção
Vantajosamente, as membranas de acordo com a invenção têm (a) uma camada assimétrica incluindo uma faixa de assimetria estreita com uma alteração gradual na assimetria, uma demarcação acentuada entre as estruturas de poro na camada assimétrica e na 5 camada isométrica, e boa adesão entre as camadas; ou (b) uma primeira camada assimétrica incluindo uma faixa de assimetria estreita com uma alteração gradual na assimetria e uma segunda camada assimétrica incluindo uma faixa de assimetria mais ampla, uma demarcação acentuada entre as estruturas de poro na primeira camada assimétrica e na segunda camada assimétrica, e boa adesão entre as camadas. Como resultado, as membra10 nas robustas exibindo processamento alto, e, se desejado, fornecendo filtração do tipo estéril, podem ser obtidas.
De acordo com uma modalidade da presente invenção, é fornecida uma membrana de microfiltração, compreendendo (a) uma camada polimérica assimétrica, (b) uma camada polimérica isométrica, e (c) uma camada polimérica de interface entre a camada assimétrica 15 e a camada isométrica, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a camada assimétrica e uma segunda porção contatando a camada isométrica; em que, (i) a camada assimétrica tem uma região contatando a primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um primeiro diâmetro de poro; (ii) a camada isométrica tem uma região contatando a segunda porção da camada de interface, a região incluindo células 20 tendo um segundo diâmetro de poro; o primeiro diâmetro de poro sendo maior que o segundo diâmetro de poro; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo o primeiro diâmetro de poro, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo o segundo diâmetro de poro.
Em algumas modalidades, a camada de polímero assimétrica tem uma primeira concentração e/ou uma primeira viscosidade de um polímero, a camada polimérica isométrica tem uma segunda concentração e/ou uma segunda viscosidade de um polímero, e camada de interface compreende uma mistura das primeira e segunda concentrações e/ou uma mistura das primeira e segunda viscosidades do polímero.
Como alternativa, ou adicionalmente, em algumas modalidades, a membrana de interface inclui um primeiro polímero da camada assimétrica e um segundo polímero, diferente, da camada isométrica.
Em algumas modalidades da membrana, a camada isométrica tem uma espessura de pelo menos cerca de 50 micrômetros e/ou a camada assimétrica tem uma espessura na faixa de cerca de 10 a cerca de 15 micrômetros.
Em uma modalidade, a camada assimétrica é pelo menos cerca de 70% da espes
sura da membrana e/ou a camada isométrica é pelo menos cerca de 30% da espessura da membrana. A camada assimétrica da membrana pode ter uma assimetria de cerca de 2 ou mais, ou cerca de 3 ou mais. Em algumas modalidades, a assimetria é na faixa de cerca de 10 a cerca de 20.
Outra modalidade da invenção fornece uma membrana de microfiltração compreendendo (a) uma primeira camada polimérica assimétrica, a primeira camada polimérica assimétrica tendo uma primeira razão de assimetria, (b) uma segunda camada polimérica assimétrica, a segunda camada polimérica assimétrica tendo uma segunda razão de assimetria, em que a segunda razão de assimetria é maior que a primeira razão de assimetria; e
(c) uma camada polimérica de interface entre a primeira camada assimétrica e a segunda 10 camada assimétrica, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a primeira camada assimétrica e uma segunda porção contatando a segunda camada assimétrica; em que, (i) a primeira camada assimétrica tem uma região contatando a primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um primeiro diâmetro de poro; (ii) a segunda camada assimétrica tem uma região contatando a segunda porção da camada de 15 interface, a região incluindo células tendo um segundo diâmetro de poro; o primeiro diâmetro de poro sendo maior que o segundo diâmetro de poro; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo o primeiro diâmetro de poro, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo o segundo diâmetro de poro.
Em algumas modalidades, a primeira camada polimérica assimétrica e a segunda camada polimérica assimétrica compreendem polímeros diferentes, e a camada de interface inclui um primeiro polímero da primeira camada assimétrica e um segundo polímero, diferente, da segunda camada assimétrica.
Em algumas modalidades, a primeira camada polimérica assimétrica tem uma razão de assimetria na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 1,5 e/ou a segunda camada polimérica assimétrica tem uma razão de assimetria de cerca de 2 ou mais.
Em algumas modalidades, a membrana compreende uma membrana pregueada.
Em outra modalidade, um método de usar a membrana é fornecido. Por exemplo, um método de processar um fluido de acordo com uma modalidade da invenção compreende passar o fluido na membrana, na direção da camada assimétrica para a camada isométrica, ou na direção da segunda camada assimétrica para a primeira camada assimétrica, em uma modalidade mais preferida, o método compreende passar o fluido pela membrana.
Em ainda outra modalidade, um método de fazer uma membrana de microfiltração tendo uma camada assimétrica, uma camada isométrica, e uma camada de interface, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a camada assimétrica e uma se35 gunda porção contatando a camada isométrica, compreende (a) preparar uma primeira solução compreendendo um primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero; (b) preparar uma segunda solução compreendendo um segundo polímero e um solvente para o segundo polímero; (c) fundir a primeira solução em uma primeira superfície de um suporte;
(d) após cerca de 2 segundos, fundir a segunda solução na primeira solução e formar uma pré-membrana; (e) expor a pré-membrana ao ar circulante; e, (f) realizar a separação de fase da primeira solução e da segunda solução em um líquido não-solvente.
Em outra modalidade, um método de fazer uma membrana de microfiltração tendo
uma primeira camada assimétrica tendo uma primeira razão de assimetria, uma segunda camada assimétrica tendo uma segunda razão de assimetria em que a segunda razão de assimetria é maior que a primeira razão de assimetria, e uma camada de interface, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a primeira camada assimétrica e uma 10 segunda porção contatando a segunda camada assimétrica de acordo com uma modalidade da invenção compreende (a) preparar uma primeira solução compreendendo um primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero; (b) preparar uma segunda solução compreendendo um segundo polímero e um solvente para o segundo polímero; (c) fundir a primeira solução em uma primeira superfície de um suporte; (d) após um intervalo de tempo 15 curto, fundir a segunda solução na primeira solução e formar uma pré-membrana; e, (e) realizar a separação de fase da primeira solução e da segunda solução em um líquido nãosolvente. Os primeiro e segundo polímeros podem ser os mesmos, ou diferentes.
Os primeiro e segundo polímeros podem ser os mesmos, ou diferentes. Em algumas modalidades do método, a primeira solução tem uma primeira concentração e/ou uma primeira viscosidade do primeiro polímero, e a segunda solução tem uma segunda concentração e/ou uma segunda viscosidade do segundo polímero.
Em uma modalidade preferida do método fundir a primeira solução compreende fundir a primeira solução através de primeira abertura pré-estabelecida fornecida por uma primeira matriz de fenda ou uma primeira faca de fundição, e fundir a segunda solução compreende fundir a segunda solução através de uma segunda abertura pré-estabelecida fornecida por uma segunda matriz de fenda ou uma segunda faca de fundição.
Em uma modalidade mais preferida do método, pelo menos uma solução compreende um polissulfona.
Cada um dos componentes da invenção será agora descrito em mais detalhe abaixo, em que componentes iguais têm números de referência iguais.
As soluções compreendendo os polímeros são tipicamente fundidas em filmes finos, um em cima do outro, expostos a um ambiente gasoso durante um período predeterminado de tempo, seguido extinguindo em um não-solvente para os polímeros. Preferivelmente, a primeira solução é esparramada em uma camada (camada do fundo) sobre um suporte 35 (tal como um suporte não-poroso), e a segunda solução é esparramada em uma camada (camada de cima) sobre a primeira solução, e a membrana pode ser separada depois do suporte após extinguir. Porém, o suporte (poroso ou não-poroso) pode ser incorporado na estrutura final, se desejado.
As membranas podem ser fundidas manualmente (por exemplo, vertidas, fundidas, ou esparramadas à mão sobre uma superfície de fundição e o líquido de extinção aplicado sobre a superfície) ou automaticamente (por exemplo, vertidas ou do contrário fundidas em um leito móvel). Um exemplo de um suporte adequado é papel revestido com polietileno.
Deveria haver um intervalo de tempo maior que 1 segundo, preferivelmente maior que 1,5 segundo, entre fundir a primeira solução, e fundir a segunda solução na primeira solução. Preferivelmente, o intervalo de tempo é cerca de 2 segundos ou mais. Por exemplo, o intervalo de tempo pode ser na faixa de cerca de 2 segundos a cerca de 35 segundos, ou cerca de 2 segundos a cerca de 10 segundos.
Uma variedade de dispositivos conhecidos pode ser usada na técnica para fundir. Dispositivos adequados incluem, por exemplo, espalhadores mecânicos compreendendo facas de espalhamento, lâminas raspadoras, ou sistemas de pulverização/pressurizados. Um exemplo de um dispositivo de propagação é uma matriz de extrusão ou revestidor de 15 fenda, compreendendo uma câmara de fundição à qual a formulação de fundição (solução compreendendo um polímero) pode ser introduzida e forçada para fora sob pressão através de uma fenda estreita. Ilustrativamente, as primeira e segunda soluções compreendendo os polímeros podem ser fundidas separadamente por meio de uma lâmina raspadora com aberturas de faca na faixa de cerca de 120 micrômetros a cerca de 500 micrômetros, mais 20 tipicamente na faixa de cerca de 180 micrômetros a cerca de 400 micrômetros. As aberturas de faca podem ser diferentes para as primeira e segunda soluções.
Uma variedade de aberturas de ar é adequada para o uso na invenção, e as aberturas de ar podem ser as mesmas para as mesmas facas/lâminas raspadoras, ou diferentes. Tipicamente, as aberturas de ar são na faixa de cerca de 7,62 cm (3 polegadas) a cerca de 30,48 cm (12 polegadas), mais tipicamente, na faixa de cerca de 8,89 cm (3,5 polegadas) a cerca de 15,24 cm (6 polegadas).
Uma variedade de velocidades de fundição é adequada como é conhecido na técnica. Tipicamente, a velocidade de fundição é pelo menos cerca de 60,96 cm por minuto (2 pés por minuto - fpm), por exemplo, com aberturas de ar de faca de pelo menos cerca de 7,62 cm (3 polegadas).
Ilustrativamente, usando um intervalo de tempo de cerca de 2 segundos entre a fundição das primeira e segunda soluções, a abertura de ar pode ser na faixa de cerca de 10,16 cm (4 polegadas) a 40,64 cm (16 polegadas), com velocidades de fundição na faixa de cerca de 76,2 cm/min (2,5 fpm) a cerca de 304,8 cm/min (10 fpm). Em outra ilustração, 35 usando um intervalo de tempo de cerca de 10 segundos entre a fundição das primeira e segunda soluções, a abertura de ar pode ser na faixa de cerca de 10,16 cm (4 polegadas) a 20,32 cm (8 polegadas), com velocidades de fundição na faixa de cerca de 304,8 cm/min (10 fpm) a cerca de 609,6 cm/min (20 fpm). Claro que, o intervalo de tempo pode ser mais longo que cerca de 2 segundos, e as aberturas de ar e/ou velocidades de fundição podem ser menores ou maiores que os valores ilustrativos listados acima.
Preferivelmente, as soluções de fundição são expostas ao ar após fundir mas antes 5 de extinguir. O tempo de exposição ao ar é tipicamente na faixa de cerca de 2 segundos a cerca de 35 segundos. Tipicamente, o ar é úmido (por exemplo, maior que cerca de 60% de umidade relativa). Preferivelmente, naquelas modalidades em que a membrana compreende uma camada assimétrica e uma camada isométrica, o ar, por exemplo, ar úmido, é circulado (por exemplo, usando uma ou mais ventoinhas) para intensificar o contato com as soluções 10 de fundição. Preferivelmente, naquelas modalidades em que a membrana compreende uma primeira camada assimétrica e uma segunda camada assimétrica, o ar não é circulado.
O suporte com as soluções de fundição é imerso em um banho de extinção para continuamente realizar a separação de fase das soluções poliméricas em uma seqüência em camadas para formar uma membrana polimérica microporosa de camadas múltiplas in15 tegral (isto é, camadas unidas de modo que a membrana se comporta como uma estrutura única que não se deslamina ou se separa sob condições de uso normais). Após formação, a membrana foi tipicamente lavada (por exemplo, em água deionizada) para remover o solvente residual), secada, e enrolada sobre um núcleo.
O líquido de extinção é tipicamente água, a temperatura deste é tipicamente maior que a da temperatura de fundição. No banho de extinção, precipitação ou coagulação ocorre da superfície líquida do filme que primeiro contata o banho e depois através da camada subsequente. Cada camada dilui e altera o fluido de extinção à medida que o fluido de extinção difunde-se através das camadas.
Soluções adequadas, incluindo polímeros, podem incluir polímeros tais como, por 25 exemplo, poliaromáticos; sulfonas (por exemplo, polissulfonas, incluindo polissulfonas aromáticas tais como, por exemplo, polietersulfona (PES)1 polissulfona de bisfenol A, poliarilsulfona, e polifenilsulfona), poliamidas, poli-imidas, haletos de polivinilideno (incluindo fluoreto de polivinilideno (PVDF)), poliolefinas, tais como polipropileno e polimetilpenteno, poliésteres, poliestirenos, policarbonatos, poliacrilonitrilas (incluindo polialquilacrilonitrilas), políme30 ros celulósicos (tais como acetatos de celulose e nitratos de celulose), fluoropolímeros, e PEEK. Soluções compreendendo polímeros podem incluir uma mistura de polímeros, por exemplo, um polímero hidrofóbico (por exemplo, um polímero de sulfona) e um polímero hidrófilo (por exemplo, polivinilpirrolidona).
Tipicamente, as soluções compreendendo polímeros têm densidades ópticas de cerca de 0,05 ou mais em temperaturas ambiente a 310 nm, por exemplo, as densidades podem ser na faixa de cerca de 0,01 a cerca de 0,3 a 310 nm. Em algumas modalidades, a primeira solução de fundição (formando a camada do fundo) tem uma densidade óptica mais alta que a solução de fundição posterior (formando uma camada superior).
Além de um ou mais polímeros, as soluções típicas compreendem pelo menos um solvente, e pode ainda compreender pelo menos um não-solvente. Solventes adequados incluem, por exemplo, dimetil formamida (DMF); Ν,Ν-dimetilacetamida (DMAC); N-metil pir5 rolidona (NMP); tetrametilureia; dioxano; succinato de dietila; dimetilsulfóxido; clorofórmio; e tetracloroetano; e misturas dos mesmos. Não-solventes adequados incluem, por exemplo, água; vários polietileno glicóis (PEGs; por exemplo, PEG-400, PEG-1000); vários alcoóis, por exemplo, metanol, etanol, álcool isopropílico (IPA), alcoóis de amila, hexanóis, heptanóis, e octanóis; alcanos, tais como hexano, propano, nitropropano, heptanos, e octano; e 10 cetona, éteres e ésteres tais como acetona, éter butílico, acetato de etila, e acetato de amila; e vários sais, tais como cloreto de cálcio, cloreto de magnésio, e cloreto de lítio; e misturas dos mesmos.
Se desejado, uma solução compreendendo um polímero pode ainda compreender, por exemplo, um ou mais iniciadores de polimerização (por exemplo, qualquer um ou mais de peróxidos, persulfato de amônio, compostos de azo alifáticos (por exemplo, dihidrocloreto de 2,2’-azobis(2-amidinopropano) (V50)), e suas combinações), e/ou ingredientes secundários tais como tensoativos e/ou agentes de liberação.
Componentes adequados das soluções são conhecidos na técnica. Soluções ilustrativas compreendendo polímeros, e solventes ilustrativos e não-solventes incluem aqueles revelados, por exemplo, na patente U. S. 5.846.422; 5.906.742; 5.928.774; 6.045.899; e 6.146.747.
De acordo com a invenção, camadas da membrana podem ser formadas do mesmo polímero e solvente, variando a viscosidade, aditivos, e o tratamento, ou polímeros diferentes podem ser usados para camadas diferentes.
Uma camada isométrica tem uma estrutura porosa com uma distribuição caracteri
zada por uma estrutura de poro médio que é substancialmente a mesmo através da camada. Por exemplo, com respeito ao diâmetro de poro, uma camada isométrica tem uma distribuição de diâmetro de poro caracterizada por um diâmetro de poro que é substancialmente
o mesmo através da camada.
Uma camada assimétrica tem uma estrutura de poro (tipicamente, um diâmetro de
poro) variando ao longo da camada. Tipicamente, o diâmetro de poro diminui em diâmetro de uma porção ou superfície para outra porção ou superfície (por exemplo, o diâmetro de poro das células diminui da porção ou superfície a montante para a porção ou superfície a jusante). Porém, outros tipos de assimetria são abrangidos pelas modalidades da invenção, 35 por exemplo, o diâmetro de poro passa por meio de um diâmetro de poro mínimo em uma posição dentro da espessura da camada assimétrica. As camadas assimétricas podem ter qualquer gradiente ou razão de diâmetro de poro adequada, por exemplo, cerca de 0,5 ou mais, cerca de 3 ou mais, ou cerca de 7 ou mais, ou na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 1,5, cerca de 2:1 a cerca de 20:1, ou na faixa de cerca de 3:1 a cerca de 10:1. Esta assimetria pode ser medida comparando o diâmetro de poro em uma superfície principal de uma camada com o diâmetro de poro da outra superfície principal daquela camada.
Tipicamente, uma camada isotrópica tem uma estrutura de poro (tipicamente, um
diâmetro de poro) na faixa de cerca de 0,02 micrômetro a cerca de 0,3 micrômetro.
A espessura de cada camada pode ser variada dentro de uma gama extensiva enquanto ainda obtendo uma membrana de camadas múltiplas integral, autossuportável. Tipicamente, a membrana de camadas múltiplas tem uma espessura de pelo menos cerca de 10 50 micrômetros, mais tipicamente, pelo menos cerca de 75 micrômetros, e preferivelmente, pelo menos cerca de 100 micrômetros. Tipicamente, naquelas modalidades incluindo uma camada isotrópica, a camada isotrópica e as camadas poliméricas de interface são cada na faixa de cerca de 15% a cerca de 33% da espessura total da membrana, e a camada assimétrica é na faixa de cerca de 60% a cerca de 70% da espessura total da membrana. Tipi15 camente, naquelas modalidades incluindo as primeira e segunda camadas assimétricas, a primeira camada assimétrica e as camadas poliméricas de interface são juntas cerca de 8% a cerca de 15% da espessura total da membrana, e a segunda camada assimétrica é cerca de 75% a cerca de 90% da espessura total da membrana.
De acordo com as modalidades da invenção, os filtros e elementos de filtro são também fornecidos, em que o filtro e elementos de filtro compreendem pelo menos uma membrana de acordo com a invenção.
Uma membrana de acordo com a invenção (como também elemento de filtro compreendendo pelo menos uma membrana) pode ter qualquer estrutura de poro adequada, por exemplo, um tamanho de poro (por exemplo, como comprovado por porometria (por exem25 pio, porometria de mercúrio ou porometria de fluxo de condensação capilar), ou através de tamanho máximo de poro (“bubble poinf), ou por KL como descrito, por exemplo, na patente U. S. 4.340.479), uma avaliação de poro, um diâmetro de poro (por exemplo, quando caracterizado usando o teste modificado de OSU F2 como descrito, por exemplo, na patente U. S. 4.925.572, ou usando um porômetro), ou avaliação de remoção que reduz ou permite a pas30 sagem completa de um ou mais materiais de interesse à medida que o fluido é passado através do elemento. A estrutura de poro desejada depende da composição do fluido a ser tratado, e do nível de efluente desejado do fluido tratado.
A membrana pode ter qualquer tensão superficial de impregnação crítica desejada (CWST, como definida, por exemplo, na patente U. S. 4.925.572). A CWST pode ser selecionada, como é conhecido na técnica, por exemplo, como adicionalmente revelado, por exemplo, na patente U. S. 5.152.905, 5.443.743, 5.472.621, e 6.074.869. Para aplicações em que o líquido passa através da membrana, a membrana é preferivelmente hidrófila (ou assim feita, ou pós-tratamento), tendo uma CWST de 72 dynes/cm (72 x 10'5 N/cm) ou mais, mais preferivelmente, tendo uma CWST de cerca de 78 dynes/cm (cerca de 78 x 10'5 N/cm) ou mais. Porém, para qualquer outra aplicação em que o líquido não atravessa a membrana (por exemplo, por aplicações de respiradouro), a membrana pode ser hidrofóbica, tendo uma CWST de menos de 72 dynes/cm (72 x 10"5 N/cm).
As características de superfície da membrana podem ser modificadas (por exemplo, para afetar a CWST, para incluir uma carga de superfície, por exemplo, uma carga positiva ou negativa, e/ou para alterar a polaridade ou hidrofilicidade da superfície) por oxidação a úmido ou seca, revestindo ou depositando um polímero na superfície, ou por uma reação de 10 enxerto. Modificações incluem, por exemplo, irradiação, um monômero polar ou carregado, que reveste e/ou cura a superfície com um polímero carregado, e realizando a modificação química para fixar os grupos funcionais na superfície. Reações de enxerto podem ser ativadas mediante exposição a uma fonte de energia tal como plasma gasoso, plasma de vapor, descarga de coroa, aquecimento, um gerador de Van der Graff, Iuz ultravioleta, feixe de elé15 trons, ou a várias outras formas de radiação, ou por gravação de superfície ou deposição usando um tratamento de plasma.
As membranas de acordo com modalidades da invenção podem ser usadas em uma variedade de aplicações, incluindo, por exemplo, aplicações de filtração estéril, fluidos de filtração para a indústria eletrônica, fluidos de filtração para a indústria farmacêutica, fiuidos de filtração para a indústria de alimentos e de bebidas, clarificação, fluidos de filtração contendo anticorpo e/ou proteína, fluidos de filtração de cultura celular, e respiradouro.
Um filtro e/ou um elemento de filtro compreendendo pelo menos uma membrana de acordo com a invenção pode incluir elementos, camadas, ou componentes adicionais que podem ter estruturas e/ou funções diferentes, por exemplo, pelo menos uma dentre préfiltração, suporte, drenagem, espaçamento e amortecimento. Ilustrativamente, o filtro pode também incluir pelo menos um elemento adicional tal como uma malha e/ou uma tela.
De acordo com as modalidades da invenção, a membrana, filtro, e/ou elemento de filtro podem ter uma variedade de configurações, incluindo planar, pregueada, e cilíndrica oca.
O filtro, em algumas modalidades compreendendo uma pluralidade de elementos
de filtro, é tipicamente disposto em um alojamento compreendendo pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída e definindo pelo menos uma trajetória de fluxo de fluido entre a entrada e a saída, em que o filtro está do outro lado da trajetória de fluxo de fluido, para fornecer um dispositivo de filtro. Preferivelmente, o dispositivo de filtro é esterilizável. Qualquer 35 alojamento de forma adequada e fornecendo pelo menos uma entrada e pelo menos uma saída pode ser empregado.
Os exemplos a seguir adicionalmente ilustram a invenção mas, claro que, não devem ser interpretados como limitando seu escopo de forma alguma.
Nos Exemplos seguintes, as membranas são produzidas usando um sistema disposto como em geral mostrado na Figura 1. As soluções de fundição são descritas nos respectivos exemplos. As membranas são fundidas em papel usando uma faca de fundição.
Faca 1 e faca 2 são usadas em aberturas de ar pré-estabelecidas e as condições como listadas abaixo. Seis ventoinhas são usadas para fornecer a velocidade de ar. Seguindo a fundição, as membranas são extintas em um banho de água (temperatura de extinção do banho de água é cerca de 41° C (105° F) durante cerca de 6 minutos até a membrana coagular-se. As membranas são ainda lavadas com água deionizada durante a noite e depois se10 cadas ao forno.
Os diâmetros de poro são analisados usando um porosímetro por intrusão de mercúrio Quantachrome PoreMaster® Série (Boynton Beach, FL), e um Porvair Porometer (Porvair pie, Norfolk, RU).
As condições de fundição para os Exemplos 1-5 são como segue:
Ex. 1 Ex. 2 Ex. 3 Ex. 4 Ex. 5 Abertura de ar da faca 1 4-10,16 4-10,16 4-10,16 4-10,16 3 - 7,62 (cm - pol.) Abertura de ar da faca 2 4-10,16 4-10,16 4-10,16 4-10,16 4-10,16 (cm - pol.) Abertura da faca 1 304,8-12 304,8- 12 304,8- 12 304,8- 12 304,8-12 (pm - mil) Abertura da faca 2 254-10 226,6 - 9 254-10 254-10 226, 6 - 9 (μιτι - mil) Velocidade do ar 1.524-50 1.524 - 50 2.133,6-70 3.048- 100 3.048-100 (cm/min - pés/min) Tempo de Extinção 105-40,5 105-40,5 105-40,5 105-40,5 105-40,5 (0C - 0F) Velocidade da fundição 274,3 - 9 274,3 - 9 274,3 - 9 274,3 - 9 335,28- 11 (cpm - fpm) Exemplol
Este exemplo descreve a fabricação de uma membrana tendo uma camada polimérica isométrica, uma camada de polímero assimétrica, e uma camada de interface, em que a camada assimétrica tem uma região contatando uma primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um primeiro diâmetro de poro; a camada isométrica tem 20 uma região contatando outra porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um segundo diâmetro de poro; o primeiro diâmetro de poro sendo maior que o segundo diâmetro de poro; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo o primeiro diâmetro de poro, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo o segundo diâmetro de poro, de acordo com uma modalidade da presente invenção.
Solução 1 (topo) consiste em 11,5% de PES, 5% de água, 0,5% de PES sulfonado
(SPES), 3% de PVP (polivinil pirrolidona) (k-90), 25% de PEG200, e 55% de NMP. Solução
2 (fundo) consiste em 11 % de PES, 5% de água, 5% de PVP (k-90), 25% de PEG200, e 54% de NMP.
Uma vista de corte transversal ao SEM da membrana é mostrada na Figura 2.
A camada isométrica é 19 micrômetros (Mm) de espessura, e o diâmetro de poro é 0,15 pm. A camada de interface é 7 pm de espessura, com a região da camada de interface contatando a camada isométrica tendo células de diâmetro de poro de 0,15 pm, a região da camada de interface contatando a camada assimétrica tendo células de diâmetro de poro de
1 pm, e a região da camada de interface entre as duas regiões tendo um diâmetro de poro de 0,5 pm. A camada assimétrica é 111 pm de espessura, com a região da camada assimétrica contatando a camada de interface tendo um diâmetro de poro de 1 pm, e a outra superfície da camada assimétrica tendo um diâmetro de poro de 10 pm (razão de assimetria = 10).
Exemplo 2
Este exemplo descreve a fabricação de uma membrana tendo uma camada polimérica isométrica, uma camada de polímero assimétrica, e uma camada de interface, em que a 15 camada assimétrica tem uma região contatando uma primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um primeiro diâmetro de poro; a camada isométrica tem uma região contatando outra porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um segundo diâmetro de poro; o primeiro diâmetro de poro sendo maior que o segundo diâmetro de poro; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo o 20 primeiro diâmetro de poro, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo o segundo diâmetro de poro, de acordo com outra modalidade da presente invenção.
Solução 1 (topo) consiste em 11,5% de PES, 5% de água, 0,5% de PES sulfonado (SPES), 3% de PVP (k-90), 25% de PEG200, e 55% de NMP. Solução 2 (fundo) consiste em 11% de PES, 5% de água, 5% de PVP (k-90), 25% de PEG200, e 54% de NMP.
Uma vista de corte transversal ao SEM da membrana é mostrada na Figura 3.
A camada isométrica é 12 pm de espessura, e o diâmetro de poro é 0,15 pm. A camada de interface é 39 pm de espessura, com a região da camada de interface contatando a camada isométrica tendo células de diâmetro de poro de 0,15 pm, a região da camada de interface contatando a camada assimétrica tendo células de diâmetro de poro de 0,6 pm, 30 e a região da camada de interface entre as duas regiões tendo um diâmetro de poro de 0,5 pm. A camada assimétrica é 81 pm de espessura, com a região da camada assimétrica contatando a camada de interface tendo um diâmetro de poro de 0,6 pm, e a outra superfície da camada assimétrica tendo um diâmetro de poro de 3 pm (razão de assimetria = 5).
Exemplo 3
Este exemplo descreve a fabricação de uma membrana de acordo com outra moda
lidade da invenção, a membrana tendo uma camada polimérica isométrica, uma camada de polímero assimétrica, e uma camada de interface, em que a camada assimétrica tem uma região contatando uma primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um primeiro diâmetro de poro; a camada isométrica tem uma região contatando outra porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um segundo diâmetro de poro; o primeiro diâmetro de poro sendo maior que o segundo diâmetro de poro; e a primeira 5 porção da camada de interface compreende células tendo o primeiro diâmetro de poro, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo o segundo diâmetro de poro.
Solução 1 (topo) consiste em 11,5% de PES, 5% de água, 0,5% de PES sulfonado (SPES), 3% de PVP (k-90), 25% de PEG200, e 55% de NMP. Solução 2 (fundo) consiste em 11 % de PES, 5% de água, 5% de PVP (k-90), 25% de PEG200, e 54% de NMP.
Uma vista de corte transversal ao SEM da membrana é mostrada na Figura 4.
A camada isométrica é 7 pm de espessura, e o diâmetro de poro é 0,5 pm. A camada de interface é 12 pm de espessura, com a região da camada de interface contatando a camada isométrica tendo células de diâmetro de poro de 0,5 pm, a região da camada de 15 interface contatando a camada assimétrica tendo células de diâmetro de poro de 1 pm, e a região da camada de interface entre as duas regiões tendo um diâmetro de poro de 0,15 pm. A camada assimétrica é 104 pm de espessura, com a região da camada assimétrica contatando a camada de interface tendo um diâmetro de poro de 1 pm, e a outra superfície da camada assimétrica tendo um diâmetro de poro de 10 pm (razão de assimetria = 10).
Exemplo 4
Este exemplo descreve a fabricação de uma membrana de acordo com outra modalidade da invenção.
Solução 1 (topo) 10,8% de PES, 5% de água, 3% de glicerina, 25% de PEG200, 0,05% de V-50 (iniciador de azo de di-hidrocloreto de (2,2'-azobis(2-amidinopropano) de 25 Wako Chemical, Richmond, VA), 0,1% de HEMA (hidroxiletilmetacrilato), 0,3% de PEGDMA (dimetacrilato de polietileno glicol), 0,2% de PTA (tetra-acrilato de pentaeritritol de Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wl), e equilíbrio de NMP para 100%. Solução 2 (fundo) consiste em 11% de PES, 5% de água, 5% de PVP (k-90), 25% de PEG200, e 54% de NMP.
Uma vista de corte transversal ao SEM da membrana é mostrada na Figura 5.
A camada isométrica é 10 pm de espessura, e o diâmetro de poro é 0,3 pm. A ca
mada de interface é 43 pm de espessura, com a região da camada de interface contatando a primeira camada isométrica tendo células de diâmetro de poro de 0,3 pm, a região da camada de interface contatando a camada assimétrica tendo células de diâmetro de poro de
0,5 pm, e a região da camada de interface entre as duas regiões tendo um diâmetro de poro de 0,5 pm. A camada assimétrica é 65 pm de espessura, com a região da camada assimétrica contatando a camada de interface tendo um diâmetro de poro de 0,5 pm, e a outra superfície da camada assimétrica tendo um diâmetro de poro de 2 pm (razão de assimetria = 4).
Exemplo 5
Este exemplo descreve a fabricação de uma membrana de acordo com outra modalidade da invenção.
Solução 1 (topo) 10,8% de PES, 5% de água, 3% de glicerina, 25% de PEG200,
0,05% de V-50 (iniciador de azo de Wako Chemical), 0,1% de HEMA, 0.3% de PEGDMA,
0.2% de PTA (tetra-acrilato de pentaeritritol de Aldrich Chemical Company), e equilíbrio de NMP para 100%. Solução 2 (fundo) consiste em 11% de PES, 5% de água, 5% de PVP (k90), 25% de PEG200, e 54% de NMP.
Uma vista de corte transversal ao SEM da membrana é mostrada na Figura 6.
A camada isométrica é 35 pm de espessura, e o diâmetro de poro é 0,1 pm. A camada de interface é 35 pm de espessura, com a região da camada de interface contatando a primeira camada isométrica tendo células de diâmetro de poro de 0,1 pm, a região da camada de interface contatando a camada assimétrica tendo células de diâmetro de poro de 15 0,5 pm, e a região da camada de interface entre as duas regiões tendo um diâmetro de poro de 0,25 pm. A camada assimétrica é 65 pm de espessura, com a região da camada assimétrica contatando a camada de interface tendo um diâmetro de poro de 0,5 pm, e a outra superfície da camada assimétrica tendo um diâmetro de poro de 2 pm (razão de assimetria = 4).
Exemplo 6
Este exemplo descreve a preparação de uma membrana tendo primeira e segunda camadas assimétricas, e uma camada de interface, em que a primeira camada assimétrica tem uma região contatando uma primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um primeiro diâmetro de poro; a segunda camada assimétrica tem uma região 25 contatando outra porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um segundo diâmetro de poro; o primeiro diâmetro de poro sendo maior que o segundo diâmetro de poro; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo o primeiro diâmetro de poro, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo o segundo diâmetro de poro, de acordo com uma modalidade da invenção.
O sistema usado para produzir esta membrana difere daquele mostrado na Figura
1, em que as ventoinhas não são usadas, isto é, o ar não é circulado.
As soluções seguintes são usadas:
Solução 1 (topo) 10,7% de Polissulfona, 16,1% de álcool de t-amila, e 73,2% de DMF. Solução 2 (fundo) consiste em 11% de PES, 5% de água, 5% de PVP (k-90), 25% de PEG200, e 54% de NMP.
As condições de fundição para o exemplo 6 são como segue:
Abertura de ar da faca 1 (cm - pol.) 2,54 -1 Abertura de ar da faca 2 (cm - pol.) 10,16-4 Abertura da faca 1 (pm - mil) 330,20- 13 Abertura da faca 2 (pm - mil) 304,80- 12 Velocidade do ar (cm/min - pés/min) nenhuma Tempo de Extinção (°C - 0F) 26,6 - 80 Velocidade da fundição (fpm) 152,4-5 Uma vista de corte transversal ao SEM da membrana é mostrada na Figura 7.
A primeira camada assimétrica é 7 pm de espessura, e a porção da primeira camada assimétrica contatando a camada de interface tem células com um diâmetro de poro de
0,02 pm e o diâmetro de poro na outra superfície é 0,5 pm (razão de assimetria = 25).
A camada de interface é 10 pm de espessura, com a região da camada de interface
contatando a primeira camada assimétrica tendo células de diâmetro de poro de 0,02 pm, a região da camada de interface contatando a segunda camada assimétrica tendo células de diâmetro de poro de 0,05 pm, e a região da camada de interface entre as duas regiões tendo um diâmetro de poro de 0,1 pm. A segunda camada assimétrica é 85 pm de espessura, 10 com a região da camada assimétrica contatando a camada de interface tendo um diâmetro de poro de 0,1 pm, e a outra superfície da camada assimétrica tendo um diâmetro de poro de 0,5 pm (razão de assimetria = 5).
Exemplo 7
O Exemplo mostra bons fluxo de água e rendimento fornecidos por uma membrana de acordo com uma modalidade da invenção.
Uma membrana é produzida como descrita no Exemplo 3. Adicionalmente, membranas isométricas e assimétricas comercialmente disponíveis são obtidas. A membrana isométrica é uma membrana de poliéter sulfona SUPOR® 200, tendo um diâmetro de poro de 0,2 pm, e a membrana assimétrica é uma membrana de polissulfona BTS-55, tendo um 20 diâmetro de poro na superfície da pele de 0,2 pm, e um diâmetro de poro na outra superfície de 20 pm (razão de assimetria = 10), ambas disponíveis de Pall Corporation (East Hills, NI).
Uma solução a 1% de melaço é preparada (5 gramas de melaço (Melaço preto de Lile, Notts, RU); dissolvido em 495 gramas de água deionizada (DI)). As membranas são colocadas em células de teste, o sistema de teste é purgado, e o processamento é determinado a 20,6 kPa (3 psi) durante 10 minutos.
Adicionalmente, o fluxo de água Dl em ml/min a 68,9 kPa (10 psi) para um disco de 90 mm é determinado, como também o tamanho máximo de poro Kl em kPa (psi), e o tamanho de MFP (poro de fluxo médio) em pm.
Os resultados são como segue:
A membrana inventiva tem um rendimento de melaço a 1% a 20,6 kPa (3 psi) du
rante 10 minutos de 220; um fluxo de água Dl de 2800 ml/min a 68,9 kPa (10 psi); um tamanho máximo de poro Kl de 344,7 kPa (50 psi), e um tamanho de MFP de 0,27 pm.
A membrana isométrica tem um rendimento de melaço a 1% a 20,6 kPa (3 psi) durante 10 minutos de 10; um fluxo de água Dl de 1200 ml/min a 68,9 kPa (10 psi); um tamanho máximo de poro Kl de 379,2 kPa (55 psi), e um tamanho de MFP de 0,25 pm.
A membrana assimétrica tem um rendimento de melaço a 1% a 20,6 kPa (3 psi) durante 10 minutos de 45; um fluxo de água Dl de 1600 ml/min a 68,9 kPa (10 psi); um tamanho máximo de poro Kl de 379,2 kPa (55 psi), e um tamanho de MFP de 0,24 μπι.
Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patente, e patentes, cita
das aqui são por este meio incorporadas por referência na mesma extensão como se cada referência fosse individual e especificamente indicada para ser incorporada por referência e fosse exposta em sua totalidade aqui.
O uso dos termos “um(a)” e “o/a” e referentes similares no contexto de descrever a 10 invenção (especialmente no contexto das reivindicações a seguir) é para ser interpretado para abranger tanto o singular quanto o plural, a menos que do contrário indicado aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos “compreendendo”, “tendo”, “incluindo” e “contendo” são para ser interpretados como termos em aberto (isto é, significando “incluindo, mas não limitado a,”) a menos que do contrário observado. Citação de faixas de valores 15 aqui é meramente intencionada para servir como um método de abreviação de individualmente referir a cada valor separado caindo dentro da faixa, a menos que do contrário indicado aqui, e cada valor separado é incorporado no relatório descritivo como se fosse citado individualmente aqui. Todos os métodos descritos aqui podem ser executados em qualquer ordem adequada a menos que do contrário indicado aqui ou do contrário claramente contra20 dito pelo contexto. O uso de qualquer um e todos os exemplos, ou linguagem exemplar (por exemplo, “tal como”) fornecidos aqui, é intencionado meramente para melhor esclarecer a invenção e não impõem uma limitação ao escopo da invenção, a menos que do contrário reivindicado. Nenhuma linguagem no relatório descritivo deveria ser interpretada como indicando qualquer elemento não-reivindicado como essencial para a prática da invenção.
Modalidades preferidas desta invenção são descritas aqui, incluindo o melhor modo
conhecido aos inventores para levar a cabo a invenção. Variações daquelas modalidades preferidas podem ficar evidentes àqueles de habilidade usual na técnica ao Ier a descrição anterior. Os inventores esperam que os artesãos versados empreguem tais variações quando apropriado, e os inventores tencionam que a invenção seja praticada diferente que como 30 especificamente descrita aqui. Consequentemente, esta invenção inclui todas as modificações e equivalentes do assunto citado nas reivindicações anexadas aqui como permitido por Iei aplicável. Além disso, qualquer combinação dos elementos acima descritos em todas as possíveis variações dos mesmos é abrangida pela invenção a menos que do contrário indicado aqui ou do contrário claramente contradito pelo contexto.

Claims (13)

1. Membrana de microfiltração, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: (a)uma camada polimérica assimétrica, (b)uma camada polimérica isométrica, e (c)uma camada polimérica de interface entre a camada assimétrica e a camada isométrica, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a camada assimétrica e uma segunda porção contatando a camada isométrica; em que, (i) a camada assimétrica tem uma região contatando a primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um primeiro diâmetro de poro; (ii) a camada isométrica tem uma região contatando a segunda porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um segundo diâmetro de poro; o primeiro diâmetro de poro sendo maior que o segundo diâmetro de poro; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo o primeiro diâmetro de poro, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo o segundo diâmetro de poro.
2. Membrana, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a camada assimétrica tem uma assimetria de cerca de 2 ou mais.
3. Membrana de microfiltração, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: (a)uma primeira camada polimérica assimétrica, a primeira camada polimérica assimétrica tendo uma primeira razão de assimetria, (b)uma segunda camada polimérica assimétrica, a segunda camada polimérica assimétrica tendo uma segunda razão de assimetria, em que a segunda razão de assimetria é maior que a primeira razão de assimetria; e (c)uma camada polimérica de interface entre a primeira camada assimétrica e a segunda camada assimétrica, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a primeira camada assimétrica e uma segunda porção contatando a segunda camada assimétrica; em que, (i) a primeira camada assimétrica tem uma região contatando a primeira porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um primeiro diâmetro de poro; (ii) a segunda camada assimétrica tem uma região contatando a segunda porção da camada de interface, a região incluindo células tendo um segundo diâmetro de poro; o primeiro diâmetro de poro sendo maior que o segundo diâmetro de poro; e a primeira porção da camada de interface compreende células tendo o primeiro diâmetro de poro, e a segunda porção da camada de interface compreende células tendo o segundo diâmetro de poro.
4. Membrana de microfiltração, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a primeira camada polimérica assimétrica tem uma razão de assimetria na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 1,5.
5. Membrana de microfiltração, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a segunda camada polimérica assimétrica tem uma razão de assimetria de cerca de 2 ou mais.
6.Membrana de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende uma membrana pregueada.
7. Método de processar um fluido, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende passar o fluido pela membrana de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, ou 6, na direção da camada assimétrica para a camada isométrica.
8. Método de processar um fluido, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende passar o fluido na membrana de acordo com qualquer uma das reivindicações 3-6, na direção da segunda camada assimétrica para a primeira camada assimétrica.
9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende passar o fluido através da membrana.
10 .Método de fazer uma membrana de microfiltração tendo uma camada assimétrica, uma camada isométrica, e uma camada de interface, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a camada assimétrica e uma segunda porção contatando a camada isométrica, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (a)preparar uma primeira solução compreendendo um primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero; (b)preparar uma segunda solução compreendendo um segundo polímero e um solvente para o segundo polímero; (c)fundir a primeira solução em uma primeira superfície de um suporte; (d)após cerca de 2 segundos, fundir a segunda solução na primeira solução e formar uma pré-membrana; (e)expor a pré-membrana ao ar circulante; e, (f)realizar separação de fase da primeira solução e da segunda solução em um Iiquido não-solvente.
11. Método de fazer uma membrana de microfiltração tendo uma primeira camada assimétrica tendo uma primeira razão de assimetria, uma segunda camada assimétrica tendo uma segunda razão de assimetria que é maior que a primeira razão de assimetria, e uma camada de interface, a camada de interface tendo uma primeira porção contatando a primeira camada assimétrica e uma segunda porção contatando a segunda camada assimétrica, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (a)preparar uma primeira solução compreendendo um primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero; (b)preparar uma segunda solução compreendendo um segundo polímero e um solvente para o segundo polímero; (c)fundir a primeira solução em uma primeira superfície de um suporte; (d)após cerca de 2 segundos, fundir a segunda solução na primeira solução e formar uma pré-membrana; e, (e)realizar separação de fase da primeira solução e da segunda solução em um líquido não-solvente.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma solução compreende uma polissulfona.
13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10-12, CARACTERIZADO pelo fato de que a fundição da primeira solução compreende fundir a primeira solução através da primeira abertura pré-estabelecida fornecida por uma primeira matriz de fenda ou uma primeira faca de fundição, e a fundição da segunda solução compreende fundir a segunda solução através de uma segunda abertura pré-estabelecida fornecida por uma segunda matriz de fenda ou uma segunda faca de fundição.
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