CN101384345A - 用于气体分离的膜结构 - Google Patents
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Abstract
建议了一种用于气体分离的膜结构、有这种膜结构的脱气装置以及制造方法。多孔的支承层面状与尤其由无定形的PTFE组成的薄的聚合物膜连接。尤其是将聚合物膜制在支承层上或由支承层制成。由此可以获得一种简单而便宜的结构和实现有效的气体分离。特别优选地,聚合物膜通过在支承层上施加并干燥一种液态的聚合物溶液构成。
Description
本发明涉及一种制造膜结构的方法、一种用于气体分离的膜结构和一种带有这种膜结构的脱气装置。
本发明尤其涉及液体脱气的领域,其中,气体侧施加负压或真空,为的是通过一种可透过气体但液体不能渗透的膜将气体从液体分离出来。在这里值得追求的是,膜或使用的膜结构对于要分离的气体具有高的渗透性。
上述负压或真空脱气尤其使用于所谓液体色谱分离装置,特别优选地使用于所谓的高效液体色谱分离装置(HPLC)。这是本发明优选的应用领域。不过本发明并不限于此领域。
为了使液体脱气,在化学分析技术中,尤其为高效液体色谱分离装置(HPLC)使用各种的脱气装置。
传统的聚四氟乙烯(PTFE)-软管脱气装置有多个标准聚四氟乙烯(PTFE)制的薄软管。这些软管或它们的壁便是可透过气体但液体不能渗透的膜。由于压力差,气体可以扩散通过膜或壁并由此分离。存在的缺点是有比较大的死体积。这尤其在使用于分析小流速时,导致在液体变换或起动时,亦即在分析的一开始,很长的等待时间。膜的厚度与需要的软管壁厚相应,以及除了机械方面的要求外还与制造方法有关。大的壁厚不可能达到最佳的气体分离效果。
US6309444B1公开了一种带有由无定形PTFE制成的软管的脱气装置。由于这种材料良好的扩散或渗透特性,可以更有效或更好地气体分离和有较小的死体积。在这里的缺点是,膜厚度由需要的软管壁厚决定。另一个缺点在于,与标准或普通的PTFE相比,无定形PTFE非常昂贵。
EP0973031A1公开了另一种脱气装置。标准PTFE制的典型的5μm薄膜,在可置于负压中的气体分离侧受单独的支承层。支承层是多孔的以及例如由约100μm厚拉伸或延伸的PTFE过滤材料组成。膜和支承层分别制造。膜的制造尤其通过在圆片上旋涂进行,然后将膜从圆片上剥离。在装入状态,支承层本身由烧结的玻璃支持。这种结构可以有特别小的死体积。膜厚度主要由要求的机械稳定性决定。尤其因为需要比较大的膜面积,所以组合比较麻烦。
此外,由EP1568403A1已知一种用于从燃料中分离氧的聚合物膜结构的制造方法。在聚偏氟乙烯(PVDF)组成的多孔支承层上借助滚筒施加一种聚合物溶液,接着从施加侧干燥。因此不可能获得最佳的膜结构。
还已知另一些膜结构,例如由WO98/35739A1、US4990255A、US5238471A、EP1559884A2、EP1559902A1、US5876604A、EP0969025A1、DE3941861C1、US6896717B2、US6579341B2和US6572680B2。
本发明所要解决的技术问题是,提供一种制造膜结构的方法、一种用于气体分离的膜结构和一种带有这种膜结构的脱气装置,其中,膜结构能比较简单和便宜地制造和/或能特别有效地气体分离。
上述技术问题按独立权利要求之一达到。有利的进一步发展是从属权利要求的技术主题。
本发明第一个方面在于,在一个多孔的支承层上由聚合物溶液构成一个尤其无孔隙的薄的聚合物膜,其中,聚合物溶液基本上只从支承层上要形成聚合物膜的那一侧(膜侧)出发干燥。这特别有益于聚合物膜的一种尤其无孔隙和/或规定的结构,更特别优选地按在支承层上一个外皮的类型或按选择设在它们之间的夹层的类型。
本发明的一个方面在于,可透过气体但液体不能渗透的薄的聚合物膜,间接或直接与多孔的支承层面状连接。这尤其当优选规定的那样将聚合物膜制在支承层上或由支承层制成时显著简化制造。
按另一个不同的或附加的方面,孔隙容积尤其通过聚合物膜填充聚合物朝膜侧的方向减小和/或在支承层与膜侧毗邻的边缘区内缩小。
此外,上述设计允许构成更薄的聚合物膜,因为能以最佳的方式由支承层使之稳定化和固定。聚合物膜较薄的结构允许更有效地气体分离,因为随着厚度的减小相应地降低气体的扩散阻力。
更特别优选地,聚合物膜至少基本上由无定形PTFE(聚四氟乙烯和/或其共聚物)组成。这允许显著改善气体分离,因为无定形PTFE与传统的PTFE相比有高得多的气体渗透性,亦即更高的渗透率或更低的扩散阻力。
聚合物层薄结构的另一个优点在于,尤其在为了形成聚合物层采用无定形PTFE时,基于低的材料消耗可以经济地生产。
按所建议的膜结构,尤其使用平面的或平的膜。与之不同,膜结构设计为软管状。在这种情况下,聚合物层可以设在内部和/或外部。
一种有按所建议的膜结构的脱气装置可以特别有效地脱气,以及与之相应地尤其适用于化学分析技术,如高效液体色谱分离法(HPLC)。
一种用于制造膜结构的方法其特征在于,在支承层或设在它上面的夹层上施加并干燥一种聚合物溶液,以构成聚合物层。这可以按需要的方式至少重复一次,以便能可靠地封闭在膜第一次生成时可能产生的孔,亦即获得一种连续或紧密的聚合物层,作为不渗透液体的膜。采用按所建议的方法,可以用非常简单的方式制成非常薄的,但尽管如此紧密的聚合物层或膜。
按另一种方法,将聚合物蒸发在支承层或设在它上面的夹层上,以构成聚合物层。这同样允许简单和便宜地制造。
另一种用于制造膜结构的方法其特征在于,支承层在一个平侧通过加热和/或加压密实,从而减小在此平侧的区域内的孔隙尺寸,和/或构成聚合物膜或夹层。因此仍然可以简单或便宜地制造。减小支承层在支承聚合物层的平侧的孔隙尺寸,尤其使在此平侧更加易于构成一种很薄的,但尽管如此仍连续或紧密的,以及尤其无穿孔的聚合物层。
另一种方法的特征在于,在一个无孔或只有少量孔的支承层上构成聚合物层,然后聚合物层发泡。与之不同,第五种方法规定,一个厚的无定形聚合物层在部分厚度区内发泡,从而在发泡的厚度区内形成多孔的支承层和在其余厚度区内形成薄的聚合物层。在这两种情况下仍然可以简单或便宜地制造膜结构。
由权利要求和下面借助附图对优选的实施形式的说明,提供本发明的其它方面、特征、特性和优点。其中:
图1示意表示按所建议的第一种实施形式的膜结构未按正确尺寸比例的剖面;
图2表示图1中的局部放大;
图3示意表示按所建议的第二种实施形式的膜结构未按正确尺寸比例的剖面;
图4示意表示按所建议的第三种实施形式的膜结构未按正确尺寸比例的剖面;
图5示意表示按所建议的第四种实施形式的膜结构未按正确尺寸比例的剖面;
图6示意表示按所建议的第五种实施形式的膜结构未按正确尺寸比例的剖面;
图7示意表示按所建议的第六种实施形式的膜结构未按正确尺寸比例的剖面;
图8示意表示按所建议的第七种实施形式的膜结构未按正确尺寸比例的剖面;
图9示意表示按所建议的具有所建议的膜结构的脱气装置未按正确尺寸比例的剖面。
图中相同或类似的部分和成分采用同样的附图标记,其中,相同或类似的特性、效果和/或优点在重复说明时被省略。
图1表示按所建议的第一种实施形式的膜结构1。膜结构1有多孔的支承层2和与之直接或间接面状连接的、薄的聚合物膜3。膜结构1允许尤其从液相或液体分离气体,如后面借助图9举例说明的那样。为此,聚合物膜3可透过或渗透气体,但不能透过或渗透液体。也就是说,聚合物膜3构成膜结构1的功能层。
支承层2主要用作制造聚合物层3时的底物以及稳定并固定聚合物层3,因此它可以设计得特别薄。聚合物3尤其有厚度小于5μm。优选地厚度为1至4μm,尤其基本上为2μm。聚合物膜3的厚度尤其小于膜结构1或支承层2厚度的10%。基于此微小的厚度,气体的渗透性或渗透率很高,也就是说,通过聚合物层3的扩散阻力比较小,所以可以特别有效地分离气体。
聚合物膜3优选地至少基本上由无定形PTFE(聚四氟乙烯和/或其共聚物)组成,尤其由商标名为“Teflon AF”可以从DuPont买到的PTFE组成,例如“Teflon AF 2400”。
特别优选地,聚合物膜3由聚合物溶液,尤其由无定型PTFE的溶液制造。对此还要详细说明。
无定形PTFE与传统的或普通的PTFE相比的优点是,气体的渗透性或渗透率非常高。因此,聚合物膜3使用无定形PTFE,可以实现特别低的扩散阻力,也就是说,非常高的渗透性或渗透率并因而可以在层厚相同时实现更好的气体分离。
从成本的观点看,尤其在使用无定形PTFE时因为它很昂贵,所以聚合物膜3特别薄的结构也是很有利的。
特别优选地,聚合物膜3制在支承层2上或由支承层2制成。对此在后面还要详细说明。
为达到聚合膜与支承层2全面和/或特别牢固地连接,聚合物3优选地熔化在支承层2上或反之。这尤其可以通过比较短时间高于熔点的加热达到。
聚合物膜3本身可以设计为单层或多层。局部放大表示图1的图2,作为举例表示聚合物膜3的一种由两个聚合物层3′和3″组成的双层结构。下面说明第一种特别优选的用于按建议制造这种结构的方法。
首先制造或制备支承层2。支承层2设计为多孔的,也就是说可渗透气体和液体。平均或最大孔隙尺寸例如是0.1至10μm,优选地0.2至5μm,尤其小于1μm和特别优选地约为0.2至0.4μm。
支承层2优选由聚合物制成,尤其由标准聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)或一种聚乙烯,如UHMW-PE制成。期望的孔隙率可例如通过拉伸或扩张达到。
支承层2的厚度优选地小于250μm,尤其10至100μm,特别优选地20至50μm。
按第一种方法,将一种聚合物溶液,特别优选地无定形PTFE,尤其“Teflon AF”溶液,施加在支承层上并干燥,从而形成聚合物层3。
按第一种实施方案变型,通过将支承层2浸入所述的聚合物溶液内,完成聚合物溶液的施加。然而支承层2也可以用其他方式浸渍聚合物溶液。
接着,聚合物溶液从支承层2的一个平侧或表面(膜侧M)出发,在图1中尤其从下面起干燥。其结果是,在支承层2的这一平侧或表面(因此在图1中尤其是下侧)以期望的方式形成聚合物膜3,也就是说,尤其以一种表皮的类型,很薄和很紧密。在干燥期间,仍为液态的聚合物溶液,优选地基于表面张力和/或毛细效应,在膜结构1的膜侧M或干燥侧消退。以此方式可以构成连续而紧密(无孔隙)、液体不能渗透的聚合物膜3或聚合物层3′,在这里厚度可尤其小于5μm,特别优选地等于或小于2μm,尤其约1μm或甚至更小。
附加地或与上述单侧干燥不同,聚合物溶液也可以通过尤其沿结构1厚度方向作用的加速度力(例如在层2抛掷或离心作用或旋转时),和/或在压力作用下(例如通过在支承层2的膜侧M施加负压或真空),在支承层2期望的平侧或表面分离或集中,以便在那里按期望的方式形成聚合物膜3。
聚合物溶液的上述单侧分离或配置,也可以除此之外或与之不同通过相应的毛细力达到或支持。因此,尤其是支承层2的毛细作用,朝其上应形成聚合物膜3的平侧或表面方向增加,例如通过相应地改变或缩小平均或最大孔隙尺寸。
在聚合物溶液例如在室温下经十个小时以上干燥后,可按选择附加地在干燥炉内进行干燥,例如在约为/或高于150℃时十分钟以上,以便释出聚合物溶液的溶剂。
下面说明另一种实施形式和实施方案和设计变型以及另一种方法。在这里只突出主要的区别。因此,除此之外上述那些设计也相应地适用或对它们加以补充。
与之不同,按第二种实施方案聚合物溶液也可以例如通过所谓的旋涂(聚合物溶液通过旋转在表面上均匀分布)或通过喷射、涂刮或分配(尤其例如基于利用表面张力液态计量和均匀分布)施加。
如已提及的那样,存在选择的可能性,在支承层2与聚合物膜3之间达到特别牢固地连接,为此将聚合物膜3熔化在支承层2上或反之。
此外,通过上述熔化或可单独选择的烧结步骤,可以按恰当的方式改变尤其聚合物膜3的结晶度,以便达到期望的、尤其有关气体渗透性或渗透率的特性。
如图2所示,在第一种实施形式中聚合物膜3优选地设计为至少两层。在构成第一聚合物层3′后(按选择干燥剂在干燥炉内选择释出前或后和/或选择熔化前或后),在图示的例子中尤其仍通过施加聚合物溶液并干燥,构成第二聚合物层3″。第二层3″可尤其闭合可能在第一层3′中存在的孔、孔隙、穿孔等,从而使由两层3′和3″构成的聚合物膜3连续而紧密,因此液体不能渗透。
为第二层3″施加聚合物溶液,尤其也可以用与为第二层3′施加聚合物溶液不同的方式进行。
与之不同或附加地,按第二种方法取代施加聚合物溶液,形成聚合物膜3的聚合物材料也可以通过蒸发或用其它恰当的方式,例如通过喷涂施加。如果需要,可以通过后续处理(例如熔化)获得由聚合物材料组成的聚合物膜3期望的结构。
为了构成尽可能光滑或连续的平侧或底物用于聚合物膜3,支承层2小的孔隙尺寸或小的孔隙率是有利的。因此按一种实施方案,支承层2的孔隙尺寸和/或密度沿支承层2厚度朝聚合物层3的方向减小,或至少在支承层2面朝聚合物膜3的平侧区域内缩小,如在按图3的第二种实施形式中示意表示的那样。后者尤其可以这样达到,即,支承层2在此平侧通过加热和/或加压改变,例如熔化和/或密实。
附加地或与之不同,也可以实施其他化学和/或机械处理,以便使支承层2面朝聚合物膜3的平侧构成尽可能光滑和/或无孔的,或只设有细小的孔隙,使构成连续而紧密的薄聚合物膜3更加容易或得到支持。
特别优选地,按一种附加的或与之不同的方面规定,支承层的孔隙容积朝膜侧M的方向减小和/或在支承层与膜侧M毗邻的边缘区内缩小,如图3中示意表示的那样。这特别优选地通过在支承层2内,尤其只在支承层2毗邻膜侧M的边缘区R内,填充聚合物膜3的聚合物达到。特别优选地,这在聚合物溶液单侧干燥时进行,此时工艺参数应选择为,使聚合物溶液在干燥时不能完全在膜侧M从支承层2消退。
为了借助或改善粘附和/或为了制备一种尽可能光滑、无孔隙和/或至少只设有小的孔隙的表面或底物用于聚合物膜3,可选择在支承层2与聚合物膜3之间设夹层4。在图4所示未按正确的尺寸比例示意表示的按所建议的膜结构1第三种实施形式中,表示了一个这种夹层4,它首先在支承层2上形成,然后尤其如上面或以后所介绍的那样,在夹层4上形成聚合物膜3。
夹层4优选地设计为无孔隙或尤其只有比支承层2小得多的孔隙。例如,夹层4由一种聚合物组成,尤其一种标准的无孔隙PTFE。
与之不同,夹层4也可以通过适当密实和/或其他的改变,例如通过熔化、化学处理等,构成支承层2的一个厚度区。
按第三种方法,支承层2可以在一个平侧通过加热和/或加压密实,从而如已论及的那样形成聚合物膜3或夹层4。
按第四种方法,发泡的聚合物膜3在一种没有或只有少量孔隙的支承层2上形成。所述的发泡可例如借助发泡剂和/或加热或其他适用的方法实现。
按第五种建议的方法,厚的无定形聚合物层在部分厚度区内发泡,以便在发泡的厚度区形成多孔的支承层2,而在其余厚度区构成薄的聚合物膜3。
按另一个也可独立于上面介绍的那些按建议的膜结构1和/或制造方法实现的方面,聚合物膜3可以如图4所示通过可选择的保护层5覆盖。保护层5尤其用于保护聚合物膜3,防止受机械和/或化学作用。这尤其适用于在聚合物膜3至少基本上由无定形的PTFE组成的情况下,它例如不能耐某些溶剂。因此将保护层5设计为,它能尽可能耐所有常用的溶剂。为此,保护层5例如由标准的无孔PTFE或其他适用的对于要分离的气体有足够大的渗透性或渗透率的聚合物制成。通过将保护层5设计得很薄以及尤其可以只有约1μm的厚度,与现有技术相比可以实现一种始终非常有效或良好的气体分离。
保护层5优选完全,至少在与液体发生接触的区域内,和/或在受机械负荷或作用的区域内,覆盖聚合物层3。
应当指出,夹层4和/或保护层5的形成或制造可以与聚合物膜3的制造相应地实现,或可按其他适用的方法进行。
图5示意表示按所建议的第四种实施形式的膜结构1未按正确尺寸比例的剖面。在这里多孔的支承层2两侧,亦即两个平侧,分别设有一个如上所述的聚合物膜3。
上面的说明相应地适用于这两个聚合物膜3。需要时,这两个聚合物膜3也可以设计为不同的,和/或也可以用不同的方法制成。
膜结构1按图1至5所示实施形式优选地设计为光滑或平的,尤其是平面。特别优选地,按这种形式的膜结构1也例如使用于气体分离。
然而膜结构1也可以有其他任何尤其与具体应用目的相适应的形状。
按图6未按正确尺寸比例示意的剖面表示了第五种实施形式。膜结构1在这里设计为空心圆柱形或管状,尤其设计为软管。按此第五种实施形式,聚合物膜3是由支承层2构成的壁的内衬。按图7所示的第六种实施形式,聚合物膜3设在外部而不是内部。按图8所示的第七种实施形式,聚合物膜3不仅设在内部而且设在外部,亦即在内部及外部形成。
尤其按第五和第七种实施形式设计为软管状的膜结构1,优选地如在US6309444B1中介绍的那样,尤其可以用作脱气装置的透气管道或透气软管。尤其是如图6示意表示的那样液体F通过内部流动。包含在液体F内的气体G基于施加的压差径向向外排出,如箭头P所示。所述压差可例如通过在外部施加负压或真空和/或在内部提高液体F的压力造成。
不过,尤其在使用第六或第七种实施形式时,原则上也可以沿相反的方向脱气。在这种情况下分离出来的气体引入软管状膜结构1内部。在外部的聚合物膜3的面积比聚合物膜3处于内部时大得多,所以在其他压力状况相同时,可以从未表示的在外部绕膜结构1流动的液体中更有效地分离气体。
图9示意表示按所建议的、带有所建议的膜结构1的脱气装置6未按正确尺寸比例的剖面。膜结构1将要脱气的液体F的腔室7与导出分离气体G的腔室8隔开。聚合物膜3面朝液体一侧;多孔的支承层2则设在气体一侧。
液体F可尤其沿方向S通过腔室7的进口9供入,优选地可以平行或平坦地在膜结构1或聚合物膜3上方流动,并可通过出口10重新排出,例如导向没有表示的化学分析装置,如液体色谱分离装置或类似设施。
导出气体的腔室8尤其通过接头或出口12与负压或真空泵11连接。因此可以在腔室8内过成负压或真空,从而通过经由聚合物膜3(亦即穿过膜结构1)的扩散,导致气体G从液体F中期望的分离。
与之不同或除腔室8内的负压或真空外,可以将在腔室7内的液体F置于过压状态,以便造成或增大期望的用于气体分离的压差。
膜结构1或支承层2在气体侧优选地通过适用的例如制有隆凸或肋的支承体13,如烧结的玻璃之类支承。
总之:
按建议的膜结构1允许特别有效地气体分离,因为可以达到要分离的气体G高的渗液性或渗透率。此外,尤其在使用无定形PTFE时成本比较低,因为所述的聚合物膜3可以按建议设计得非常薄。
此外,可选择的保护层5也可以通用于无定形PTFE或其它例如对于化学药剂不够稳定的聚合物。
不同实施形式的各项特征、各个方面、制造步骤等也可以互相任意组合,或使用于或组合用于其他的膜结构或脱气装置。
Claims (33)
1.一种用于气体分离的膜结构(1)的制造方法,其中,在一多孔的支承层(2)的膜侧(M)构成薄的聚合物膜(3),该聚合物膜可透过气体(G)但不能渗透过液体(F),以及所述聚合物膜与所述支承层(2)的平侧或表面间接或直接面状连接,其中,为构成所述聚合物膜(3),所述支承层(2)浸渍或浸入一种聚合物溶液,其中,所述聚合物溶液基本上只从膜侧(M)出发干燥,所以所述聚合物溶液从所述支承层(2)朝所述膜侧(M)的方向至少基本上消退,从而在所述膜侧(M)形成所述聚合物膜(3),以及,尤其在所述支承层(2)与所述聚合物膜(3)毗邻的边缘区(R)内使所述支承层(2)的孔隙容积减小。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征为,所述聚合物膜(3)直接在所述支承层(2)的一个表面或平侧构成,或间接地尤其通过一夹层(4)在所述支承层(2)的一个表面或平侧构成。
3.按照权利要求1或2所述的方法,其特征为,所述聚合物溶液至少基本上在所述支承层(2)的膜侧(M)或夹层(4)上通过沿厚度方向的加速和/或施加负压分离。
4.按照前列诸权利要求之一所述的方法,其特征为,干燥后将所述聚合物膜(3)熔化在所述支承层(2)或所述夹层(4)上。
5.按照前列诸权利要求之一所述的方法,其特征为,在构成第一聚合物层(3′)后在它上面构成第二聚合物层(3″),尤其通过再次施加聚合物溶液并干燥,其中,尤其在所述第二聚合物层(3″)干燥后将它熔化在所述第一聚合物层(3′)上。
6.一种设计用于气体分离的膜结构(1)的制造方法,此膜结构具有一多孔的支承层(2)和与之尤其通过夹层(4)间接或直接面状连接的、可透过气体(G)但液体(F)不能渗透的薄的聚合物膜(3),其中,聚合物蒸发在所述支承层(2)或设在该支承层上面的所述夹层(4)上,以构成所述聚合物层(3)。
7.按照权利要求6所述的制造方法,其特征为,所述聚合物在蒸发在所述支承层(2)或所述夹层(4)上后熔化,以构成所述聚合物层(3)。
8.一种用于气体分离的膜结构(1)的制造方法,此膜结构具有一多孔的支承层(2)和与之尤其通过夹层(4)间接或直接面状连接的、可透过气体(G)但液体(F)不能渗透的薄的聚合物膜(3),其中,所述支承层(2)在一个平侧通过加热和/或加压密实,从而减小在此平侧的区域内的孔隙尺寸和/或密度,和/或构成所述聚合物膜(3)或所述夹层(4)。
9.按照权利要求8所述的制造方法,其特征为,接着在所述支承层(2)或所述夹层(4)上按照权利要求1至7之一所述制成所述聚合物层(3)。
10.一种用于气体分离的膜结构(1)的制造方法,此膜结构具有一多孔的支承层(2)和与之尤其通过夹层(4)间接或直接面状连接的、可透过气体(G)但液体(F)不能渗透的薄的聚合物膜(3),其中,在一无孔隙或只有少量孔隙的支承层(2)上构成发泡的聚合物层(3)。
11.一种用于气体分离的膜结构(1)的制造方法,此膜结构具有一多孔的支承层(2)和与之尤其通过夹层(4)间接或直接面状连接的、可透过气体(G)但液体(F)不能渗透的薄的聚合物膜(3),其中,一厚的无定形聚合物层在部分厚度区内发泡,从而在发泡的厚度区内形成所述多孔的支承层(2)并且在其余厚度区内形成所述薄的聚合物层(3)。
12.一种用于气体分离的膜结构(1),它具有多孔的支承层(2)和与之间接或直接面状连接的、可透过气体(G)但液体(F)不能渗透的薄的聚合物膜(3),在这里所述膜结构(1)尤其按照权利要求1至5之一所述制造,其中,所述支承层(2)的孔隙容积朝膜侧(M)的方向减小,和/或在所述支承层(2)与所述聚合物膜(3)毗邻的边缘区(R)内缩小。
13.按照权利要求12所述的膜结构,其特征为,所述支承层(2)的孔隙容积通过填充或加入所述聚合物膜(3)的聚合物减小或缩小。
14.一种尤其按照权利要求12或13所述用于气体分离的膜结构(1),它具有一多孔的支承层(2)和与之间接或直接面状连接的、可透过气体(G)但液体(F)不能渗透的薄的聚合物膜(3),其中,所述聚合物膜(3)熔化在所述支承层(2)上或反之。
15.一种尤其按照权利要求12至14之一所述用于气体分离的膜结构(1),它具有一多孔的支承层(2)和与之间接或直接面状连接的、可透过气体(G)但液体(F)不能渗透的薄的聚合物膜(3),其中,在所述支承层(2)与所述聚合物膜(3)之间设尤其作为粘附剂的夹层(4)。
16.按照权利要求15所述的膜结构,其特征为,所述夹层(4)有比所述支承层(2)小的孔隙尺寸和/孔隙密度,或设计为至少基本上无孔隙。
17.一种尤其按照权利要求12至16之一所述用于气体分离的膜结构(1),它具有一多孔的支承层(2)和与之间接或直接面状连接的、可透过气体(G)但液体(F)不能渗透的薄的聚合物膜(3),其中,所述聚合物膜(3)被保护层(5)覆盖。
18.按照权利要求12至17之一所述的膜结构,其特征为,所述聚合物膜(3)至少基本上由无定形聚四氟乙烯(PTFE)组成和/或通过一种干燥在所述支承层(2)或夹层(4)上的聚合物溶液构成。
19.按照权利要求12至18之一所述的膜结构,其特征为,所述聚合物膜(3)厚度小于5μm,优选1至4μm,尤其基本上为2μm;和/或,所述聚合物膜(3)厚度小于所述膜结构(1)或所述支承层(2)厚度的10%。
20.按照权利要求12至19之一所述的膜结构,其特征为,所述聚合物膜(3)设计为单层或多层和/或设计为无孔隙。
21.按照权利要求12至20之一所述的膜结构,其特征为,所述聚合物膜(3)制在所述支承层(2)上或由所述支承层(2)制成。
22.按照权利要求12至21之一所述的膜结构,其特征为,所述支承层(2)由聚合物制成,尤其聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)或一种聚乙烯,如UHMW-PE。
23.按照权利要求12至22之一所述的膜结构,其特征为,所述支承层(2)有平均或最大孔隙尺寸为0.1至10μm,尤其0.2至5μm。
24.按照权利要求12至23之一所述的膜结构,其特征为,所述支承层(2)的孔隙尺寸和/或密度沿所述支承层(2)的厚度改变,尤其朝所述聚合物膜(3)的方向减小。
25.按照权利要求12至24之一所述的膜结构,其特征为,为了减小所述支承层(2)的孔隙尺寸和/或密度或构成所述聚合物膜(3),所述支承层(2)在所述聚合物膜(3)的区域内密实和/或熔化。
26.按照权利要求12至25之一所述的膜结构,其特征为,所述支承层(2)有厚度小于250μm,优选10至100μm,尤其从20至50μm。
27.按照权利要求12至26之一所述的膜结构,其特征为,所述膜结构(1)设计为平面的或平的和/或有均匀的厚度。
28.按照权利要求12至27之一所述的膜结构,其特征为,所述膜结构(1)设计为软管状,其中尤其将所述聚合物膜(3)设在内部和/或外部。
29.按照权利要求12至28之一所述的膜结构,其特征为,所述膜结构(1)按照权利要求1至11之一所述制造。
30.一种脱气装置(6),它带有一用于气体分离的膜结构(1),该膜结构按照权利要求1至11之一制造和/或按照权利要求12至29之一设计。
31.按照权利要求30所述的脱气装置,其特征为,所述膜结构(1)支承在气体分离侧。
32.按照权利要求30或31所述的脱气装置,其特征为,所述脱气装置(6)设计用于从液体分离气体。
33.按照权利要求30至32之一所述的脱气装置,其特征为,所述脱气装置(6)是液体色谱分离装置。
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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