CN103249644B - 用于去除杂质的基于衬里的组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于存储材料的衬里，该衬里包括至少两层，其中，与材料接触的层是活性层。通过将清除剂结合到工作层中而使该层有活性。衬里的至少一层包括聚合物或含氟聚合物。在一些实施例中，活性层可以被构造为用于去除光致抗蚀剂中的微桥接组分。在一些实施例中，通过以惰性材料诸如玻璃覆盖活性层的内部而使该层有活性。在进一步的实施例中，衬里位于不锈钢罐内。本发明还涉及一种基于衬里的组件，该基于衬里的组件包括：衬里，该衬里用于存储材料；外包装，衬里置位于该外包装内；以及，净化包，该净化包位于衬里和外包装之间。
Description
技术领域
本发明涉及基于衬里的组件。本发明尤其涉及维持或提高存储在衬里中的内容物的纯度的基于衬里的组件。
背景技术
许多制造过程需要使用超纯液体，诸如酸、溶剂、碱、光致抗蚀剂、掺杂剂、无机的、有机的和生物的溶液、药物以及放射性化学品。这种应用需要超纯液体中的粒子的数目和尺寸被最小化。特别地，由于超纯液体使用在微电子制造过程的多个方面中，所以半导体制造商已经设立了严格的用于工艺化学品和化学操作设备的粒子浓度规格。需要这种规格，这是因为制造过程期间使用的液体应该包含高水平的粒子或泡沫，该粒子或泡沫可能沉积在硅的固体表面上。这能够反过来使产品失效并降低了质量和可靠性。
因此，这种超纯液体的存储、运送和分配需要能够为保持的液体提供足够保护的容器。通常用于工业中的两个类型的容器是由玻璃或塑料制成的简单的刚性壁容器和可折叠的基于衬里的容器。通常使用刚性壁容器，这是因为它们的物理强度、厚的壁、廉价的成本以及易于制造。然而，这种容器在压力分配液体时能够引入气液界面。这能够使气体溶解到容器中保持的的液体诸如光致抗蚀剂中，并且能够在分配系中的液体中造成产生不期望的颗粒和气泡。
此外，一次性使用塑料袋/衬里可以例如在生物制药工业中用于存储、输送、混合、反应等。包括衬里的材料能够以多种方式对衬里的内容物进行负面影响，例如：可滤取的和可提取的化学品可能从袋移动到内容物，从而造成受污染的材料；袋可以溶解到内容物中而使结构弱化；可能发生在袋的内容物和渗透入袋的气体(如氧气、水分、臭氧等)之间的化学反应；表面粘附可以限制输送的材料的量和/或引起内容物(如生物淤积)中的不希望的反应等。
因此，存在对于更好的衬里系统的需求，该衬里系统不仅可以维持衬里的内容物的纯度，还可以提高衬里的内容物的纯度。
发明内容
本发明的一个实施例涉及一种用于存储材料的衬里，该衬里包括至少两层，其中，与材料接触的层是活性层。可以通过将清除剂结合到如下的层中而使活性层有活性。衬里的至少一层可以包括聚合物或含氟聚合物。在一些实施例中，活性层可以被构造成用于去除光致抗蚀剂中的微桥接组分。在一些实施例中，可以通过以惰性材料诸如玻璃覆盖在如下的层的内部而使活性层有活性。在进一步的实施例中，衬里可以位于不锈钢罐内。
本发明的另一个实施例涉及一种用于存储材料的衬里，该衬里包括至少两层，其中，不与材料接触的层是活性层。可以通过将清除剂结合至如下的层中而使活性层有活性。衬里的至少一层可以包括聚合物或含氟聚合物。
本发明的又一实施例涉及一种基于衬里的组件，该基于衬里的组件包括用于存储材料的衬里、定位有衬里的外包装和位于衬里和外包装之间的净化包。净化包可以包括清除剂。衬里可以包括至少两层，其中，该层中的至少一层是活性层。
本发明的另一个实施例涉及一种基于衬里的组件，该基于衬里的组件包括用于存储危险气体的容器、定位有容器的衬里和位于容器和衬里之间的吸气剂。吸气剂可以包括可透气的包装，该可透气的包装含有能够吸引存储在容器中的气体或与该气体反应的材料。吸气剂可以还使一部分构造成在材料与来自容器的气体反应时改变颜色，从而表示气体已经从容器中泄漏。在一些实施例中，基于衬里的组件可以进一步包括外容器，衬里和钢筒位于该外容器内。吸气剂位于外容器与衬里之间。
虽然公开了多个实施例，但是对于本领域中的一般技术人员，根据示出和描述本发明的说明性实施例的下列详细描述，本发明的其它实施例会变得显而易见。会认识到的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本发明的多个实施例能够在多个明显方面中变型。因此，附图和详细描述将被认为在本质上是说明性的而不是限制性的。
附图说明
说明书通过权利要求总结了并特别指出了和清楚地要求了被视为形成本发明的各个实施例的本主题，应认识到，根据结合附图的下列说明，会更好地理解本发明，在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例使用的类型的衬里。
图2A示出了根据本发明的一个实施例的衬里的层的放大的局部视图。
图2B示出了根据本发明的一个实施例的衬里。
图2C示出了根据本发明的另一个实施例的衬里。
图3A示出了根据本发明的一个实施例的基于衬里的系统。
图3B示出了根据本发明的另一个实施例的基于衬里的系统。
图4示出了根据本发明的一个实施例的基于衬里的组件。
图5示出了根据本发明的另一个实施例的基于衬里的组件。
图6示出了根据本发明的另一个实施例的基于衬里的组件的横截面图。
具体实施方式
本发明涉及新颖和有利的基于衬里的组件。本发明尤其涉及可以维持和/或提高存储在衬里中的内容物的纯度的基于衬里的组件。在一些实施例中，柔性衬里可以在使用后被重复利用和/或被处理，从而在使用后无需清洁衬里。本发明的实施例可以在各个不同的工业中与各种液体一起使用。本发明的衬里可以例如包括但不限于：通常是超纯液体的液体，诸如酸、溶剂、碱、光致抗蚀剂、掺杂剂、无机的、有机的和生物的溶液、药物以及放射性化学品，该液体可以是非常昂贵的，例如约$2,500/L或更高；在维持产品的纯度是重要的其它产品中，例如食品，诸如调味品；或可以合适地存储在基于衬里的系统中的任何其它材料。
图1示出了衬里100，该衬里100可以使用在基于衬里的系统中，以保持所需的材料。衬里可以具有配件10，该配件10用于填充和分配材料，并且取决于依据衬里的形状，衬里100可以还具有一个或多个衬里壁20。衬里可以具有任何期望的形状，诸如大致立方形、圆柱形、八角形、枕形状或任何其它几何体。在一些实施例中，可以使用包括塑料、尼龙、EVOH(乙烯醇共聚物)、聚烯烃或其它天然或合成聚合物中的一种或多种聚合物来制造衬里100。在进一步的实施例中，可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚(2，6-萘二甲酸丁二醇酯)(PBN)、聚乙烯(PE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和/或聚丙烯(PP)来制造衬里100。例如，使用PEN制造的衬里可以具有低渗透性，并因此允许较少的来自衬里100的外部的气体渗入衬里壁20并污染储存在衬里100内的材料。使用PE、LLDPE、LDPE、MDPE、HDPE和/或PP制造的衬里还可以适于较大的存储和分配系统，诸如约2000升或更少的材料的存储。
在其它替代的实施例中，可以使用含氟聚合物诸如但不限于聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)和过氟烷氧基(PFA)来制造衬里100。在一些实施例中，衬里100可以包括多层。例如在某些实施例中，衬里100可以包括内表面层、芯层和外层，或任何其它合适数目的层。该多个层可以包括一种或多种不同的聚合物或其它合适的材料。例如，内表面层可以使用含氟聚合物(例如，PCTFE、PTFE、FEP、PFA等)来制造，芯层可以是阻气层，该阻气层使用诸如尼龙、EVOH、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、PCTFE等材料来制造。外层也可以使用任何各种合适的材料来制造，并可以取决于为内表面层和芯层所选择的材料。认识到，此处描述的衬里的各种实施例可以根据本文公开的任何合适的材料的组合来制造。衬里100可以通过任何合适的方式制造，该方式包括但不限于焊接，或模制，包括吹塑模制、挤出吹塑模制或任何其它方法或者用于形成衬里100的方法的组合。
在一些实施例中，衬里100可以是可折叠的衬里，该可折叠的衬里可以是柔性的，而在其它实施例中衬里100可以是刚性的，并且在更进一步的实施例中，衬里100可以是基本刚性但仍是可折叠的，即，刚性可折叠的衬里。公开了可以根据本发明使用的类型的衬里的示例。
在2011年10月10日提交的题为“大致刚性的可折叠的衬里、容器和/或用于置换玻璃瓶的衬里和强化的柔性衬里”的国际PCT专利申请PCT/US11/55558；在2011年6月28日提交的题为“用于在压力分配系统中使用的大体圆柱形衬里及其制造方法”的美国临时申请61/501,925；在2011年3月29日提交的题为“基于衬里的分配器”的美国临时申请61/468,832；在2011年8月19日提交的题为“基于衬里的分配系统”的美国临时申请61/525,540；在2006年6月5日提交的题为“液体存储和分配系统及其过程”美国专利申请11/915,996；在2011年10月10日提交的题为“嵌套吹塑模制衬里和外包装及其制造方法”的国际PCT专利申请PCT/US11/55560；在2010年10月7日提交的题为“具有除气组件的材料存储和分配系统及其方法”的国际PCT申请PCT/US10/51786；在2010年7月9日提交的题为“大致刚性的可折叠的衬里和柔性的联接的或非联接的衬里及其制造方法以及用于限制衬里中的阻塞的方法”的国际PCT专利申请PCT/US10/41629；在2008年2月26日公开的题为“聚四氟乙烯处理”的美国专利7,335,721；在2008年12月23日提交的题为“材料存储和分配包装及方法”的美国专利申请11/912,629；在2009年6月24日提交的题为“阻隔含氟聚合物薄膜基衬里及包括该衬里的包装”的美国专利申请12/302,287；以及，在2008年12月2日提交的题为“用于外包装容器的吹塑模制衬里及其制造方法”的国际PCT专利申请PCT/US08/85264，通过引用将上述全部内容中的每一个并入本文。所述类型的衬里的可以与本发明的实施例一起使用的另一个实例是如下的衬里，该衬里使用在ATMI公司制造的NOWpak存储和分配系统中或与该系统相适合，这如在2006年6月5日提交的题为“液体存储和分配系统和过程”的美国专利申请11/915,996中所公开的，通过引用将其全部内容并入本文。
在本发明的一个实施例中，基于衬里的系统可以维持和/或改进衬里内的内容物的利用或纯度。通常，在衬里的内容物的纯度是重要的情况下，可以基于衬里可以允许被引入内容物中的杂质的量来将衬里定级。例如，如果衬里仅允许非常小量的杂质被引入穿过衬里壁，则该衬里被标识为良好的。例如，在运送期间，杂质诸如水、氧气和/或胺可能通过扩散而污染衬里的内容物。然而，根据一个实施例的衬里可以通过主动地从存储在衬里中的内容物去除杂质来改进内容物的纯度。
图2A示出了具有两层的衬里200的剖视侧视图，该两层包括：内层222，该内层222与衬里的内容物接触；活性层224，该活性层224可以在杂质可能达到存储的内容物之前捕捉(trap)决定性的杂质。虽然图2A示出了两层，但是可以理解，任何数目的层可以用于形成包括超过两层的衬里壁。另外，在具有超过两层的替代实施例中，活性层224可以相对于内层位于任何层处。可以通过可以在衬里的期望层中结合、吸引和/或捕捉特定杂质或特定等级的杂质的化合物或材料来将活性层224制成活性的。可以结合到衬里层中的合适的化合物或材料的实例可以包括但不限于：例如，已知的用于捕捉水分的干燥剂，诸如硅胶、氧化铝、硫酸钙、氯化钙、蒙脱石粘土和/或沸石；用于捕捉氧的容易氧化的物质，例如铁、钠或锂；和/或用于捕捉和/或去除不想要的有机元素的各种合适的碳基化合物。尽管上文的化合物和材料作为实例提供，可以理解，任何其它合适的化合物或材料、或者化合物或材料的组合可以被包含在衬里层中以便吸引或结合不期望的杂质。通常，可以结合到活性层中的清除剂的特性可以包括但不限于如下项的一种或多种：具有可忽略的低蒸气压；具有高容量；具有紧密地结合到杂质的能力；相对于存储在衬里中的工作液体是惰性的；相对低的成本；容易结合到活性层的基材中；或在制造、运送或填充期间易于操作。
在又一实施例中，如图2B中所示，例如，衬里400的内表面420可以制成活性的，以从存储在衬里400中的工作内容物C主动地吸引杂质428。例如，可以通过受体425(为了说明性目的而以大比例示出)共价地附接到如下的内表面420来将衬里400的内表面420制成活性的。通过共价地连接受体425，尽管受体可以与衬里的内容物相互作用，但受体425不可以从衬里400的内表面420移动。例如，如上所述，任何合适的元素或化合物可以被结合到衬里层中，该衬里层可以吸引和结合到可以存在于工作液体中的给定的杂质或杂质组。通常，受体425可以被选定成使得它具有对于目标杂质428的高的特异性和高的结合常数，使得受体可以仅去除杂质且不影响工作内容物C。高的结合常数可以是理想的，这是由于通常衬里的内容物中的杂质的水平可能已经必要地低。
在一个实施例中，例如，适当的腔尺寸的冠醚可以被共价地固定成从衬里的内容物吸收Na+并将它结合到衬里的内表面。在其它实施例中，其它螯合剂可以合适地用于去除多种金属。在另一个实施例中，例如，活性层可以被构造为去除光致抗蚀剂中的微桥接组分。
在另一个实施例中，如图2C中所示，例如，衬里240的内表面可以被覆盖有惰性材料，而不限于玻璃244，使得可以被引入衬里240中或由衬里240生成的杂质的量可以大致为零。在该实施例中，通过例如真空技术，诸如电子束沉积、等离子体放电、真空蒸镀、溅射和化学等离子体增强化学淀积技术，诸如继之是后处理的液体和/或气体，或任何其它合适的技术或技术的组合，玻璃层244可以被沉积在衬里240的内表面上。玻璃覆层244可以被应用于任何类型的柔性衬里，而无论衬里可能包括了何种材料。此外，覆层244还可以被应用于衬里的配件和其它基于衬里的组件元件，诸如但不限于连接器管、阀、帽等。玻璃覆层的其它优点包括以下项中的一个或多个：覆层可以大体是无孔的气体阻隔件；覆层可以大体是光学透明的，使得衬里的内容物可以被看见；覆层可以承受高温处理以用于消毒；可以在衬里制造之前或之后沉积覆层，以允许制造过程的灵活性；覆层是非脆性的；覆层具有良好的粘附；覆层可以易于重新使用；和/或覆层可以是相对低成本的。玻璃覆层可以包括硅基材料，或其它合适的材料，或材料的组合，例如但不限于氧化铝、硅铝等。
在另一个实施例中，如图3A中所示，衬里320可以和外包装350一起使用，如现有技术中的一般技术人员会理解。在衬里320与外包装350之间的空间中，可以放置净化包390。净化包390可以采取任何适当的形状，并可以具有任何适当的尺寸。一个实施例中的净化包390能够执行与上述活性层大致相同的功能，即，在杂质进入存储了工作内容物的衬里320的内部之前净化包390捕捉杂质。净化包390可以包括但不限于与上述相关于包括了活性层的实施例类似的清除剂。
在另一个实施例中，如图3B中所示，基于衬里的系统392可以包括衬里394、外包装398和净化包397，该净化包397可以位于衬里394和外包装398之间，如参考图3A描述的。然而，衬里394可以还包括如上所述的活性层396。活性层可以是衬里的任何期望的层。
如图4和图5中所示，本发明的另一个实施例可以是一种基于衬里的组件，该基于衬里的组件通常提供用于相对较安全的危险气体的存储和/或传送，例如，砷化氢和磷化氢。例如，当气体被存储在筒或其它容器中时，气体可能由于各种很大程度上意外的原因而泄漏出容器。此处公开实施例是用于降低由已经从容器和/或衬里泄漏的危险气体形成的威胁、使该威胁最小化或大致排除该威胁。如可以在图4中观察到，根据一个实施例的基于衬里的系统500可以包括容器，该容器可以例如是可以存储危险气体HG的筒520。筒520可以被封闭在阻隔袋或衬里540内。系统可以还包括吸气剂560，该吸气剂560可以被放置在钢筒520和阻隔袋540之间。吸气剂560可以包括含有材料562的可透气包装，诸如洗涤器，在发生泄漏时，该材料562能够吸引并与筒中含有的毒性气体反应。这种洗涤器材料的实例可以包括但不限于与材料一起浸渍的活性的氧化铝化合物以操作特定气体诸如硫化氢，和/或以下中的一个或多个：甲基硫醇；乙醛；挥发性有机化合物；二甲基硫醚；二甲基二硫醚；和/或碱性材料。在一些实施例中，吸气剂包的尺寸可以被设置成收容可能泄漏的气体的量，但是设想了任何合适的尺寸。在一些实施例中，吸气剂也可以被选择或被构造为使得包装可以完全地或部分地改变颜色以表示何时吸气剂材料与危险气体反应。在该方法中，吸气剂可以还充当危险气体已经泄漏的警告。
在另一个实施例中，如图5中所示，如例如图4中所示的系统可以进一步包括外容器680，该外容器680可以比阻隔袋640坚固。例如，外容器680可以是纸板盒或任何其它合适的材料诸如木材、金属或材料的组合的容器。在该实施例中，吸气剂660可以位于阻隔袋640的外壁和外容器680的内壁之间的空间中。在又一个实施例中，吸气剂可以被放置在如图4中所示的筒和衬里之间，并且另一个吸气剂可以被放置在如图5中所示的衬里和外容器之间。
在本发明的另一个实施例中，基于衬里的系统可以包括金属外包装。在一个实施例中，外包装可以由不锈钢组成。尽管参照不锈钢外包装描述了实施例，但是会认识到，在其它实施例中，外包装可以由其它金属或金属合金，或者由金属或合金的组合组成。例如，不锈钢可以用于存储和分配材料，该材料是且必须保持大致超纯的。另外，不锈钢罐可以用于存储和分配危险的和/或极其危险的材料、空气和水分敏感的材料，和/或自燃的和/或易燃的材料。常规的不锈钢罐用于将期望的内容物直接存储到罐中并直接从罐分配期望的内容物。在已经分配罐的内容物之后，罐可能通常需要在重新使用前被彻底清洁和/或杀菌。
在本发明的一个实施例中，如图6中所示，基于衬里的系统可以包括不锈钢外包装602和位于外包装602的内部的衬里608。如可以看到的，期望的内容物C可以被存储在衬里608中，且可以不与外包装602接触。有利地，基于衬里的系统600可以与常规的不锈钢填充和/或分配系统一起使用，而基于衬里的系统600还可以提供包括了在外包装602的内部的一次性衬里608的附加的优点。由此，衬里可以为存储在衬里中的材料的内容物C提供附加的保护。例如，在一些实施例中，衬里608可以有助于确保、维持和/或提高存储在衬里中的内储物的纯度。另外，衬里608可以有助于防止或降低危险的内容物从基于衬里的系统600中逸出的风险。此外，由于外包装602通常不与衬里608的内容物C接触，因此外包装602可以具有延长的使用寿命。
在一些实施例中，衬里608可以是任何合适的衬里，并且包括但不限于例如刚性可折叠的和/或柔性的衬里、或本文中引用的任何其它的衬里。另外，基于衬里的系统600的衬里可以包括本文中公开的其它特性中的任一种。在一些实施例中，衬里可以被构造为与现有的罐系统配合，例如包括不锈钢罐系统。
在一个实施例中，衬里608可以在衬里的顶部挡圈610处较厚，从而允许衬里的挡圈610在连接件612或外包装的帽与外包装602自身之间形成密封。在使用中，在衬里608和外包装602之间的环形空间614可以是加压的，例如以可接受的量的气体，例如氮气，或任何其它合适的气体。例如，环形空间中的氮气的覆盖可以大致防止氧气或水分穿过衬里608的壁而扩散到衬里608的内部中。
衬里的内容物可以通过(直接的或间接的)压力分配、压力辅助泵分配或通过泵分配来进行分配。通常，工业中使用的不具有衬里的由钢制成的现有技术的罐需要通过泵分配或直接的压力分配来分配罐的内容物。直接的压力分配包括将气体源直接引入罐中，从而在衬里的内容物上施加压力，然后这可以使衬里的内容物移动到导管中并移动出罐。由本发明的一些实施例许可的优点中的一个优点包括可以通过间接的压力分配来分配衬里608的内容物C。因此，气体或液体可以被引入环形空间614中，从而压扁衬里608并将衬里的内容物C压迫出衬里608。通过间接压力分配来分配可以比直接压力分配有利，这是因为直接压力分配内在地具有以引入衬里中和/或在衬里的内容物中形成气泡的气体来污染衬里的内容物的风险。然而，本发明的实施例也可以通过直接压力分配来进行分配。
在前面的描述中，已经为了说明和描述的目的，呈现了本发明的多个实施例。它们不是旨在穷举性的或将本发明限制于公开的精确的形式。根据以上教导能够进行明显的变型或变体。选择和描述实施例以提供本发明的原理的最佳说明和它的实际应用，并以使本领域中的一般技术人员中的任一个技术人员能够如适于特定的设想的使用、以各种实施例和以各种变型来利用本发明。如通过所附权利要求所确定的，所有这种变型和变体在根据它们的广度解释的情况下在本发明的范围内，并且它们被公平地、合法地和公正地赋予权利。
Claims (13)
1.一种基于衬里的组件，包括：
可折叠的衬里，所述可折叠的衬里用于存储材料，其中所述可折叠的衬里包括至少两层，其中，所述层中的至少一层是活性层；
外包装，所述可折叠的衬里位于所述外包装内；以及
净化包，所述净化包位于所述可折叠的衬里和所述外包装之间，
其中，所述活性层被构造为用于去除光致抗蚀剂中的微桥接组分。
2.根据权利要求1所述的基于衬里的组件，其中，所述净化包包括清除剂。
3.根据权利要求1所述的基于衬里的组件，其中，所述活性层通过将清除剂至结合至所述层中而具有活性。
4.根据权利要求3所述的基于衬里的组件，其中，所述可折叠的衬里的至少一层包括聚合物。
5.根据权利要求3所述的基于衬里的组件，其中，所述可折叠的衬里的至少一层包括含氟聚合物。
6.根据权利要求1所述的基于衬里的组件，其中，所述活性层通过利用惰性材料覆盖所述层的内部而具有活性。
7.根据权利要求6所述的基于衬里的组件，其中，所述惰性材料包括玻璃。
8.根据权利要求1所述的基于衬里的组件，其位于不锈钢罐中。
9.一种基于衬里的组件，包括：
容器，所述容器用于存储危险气体；
阻隔袋，所述容器位于所述阻隔袋内；以及
吸气剂，所述吸气剂位于所述容器和所述阻隔袋之间。
10.根据权利要求9所述的基于衬里的组件，其中，所述吸气剂包括可透气的包装，所述可透气的包装容纳有能够吸引存储在所述容器中的所述气体或与所述气体反应的材料。
11.根据权利要求10所述的基于衬里的组件，其中，所述吸气剂包括如下的部分：所述部分被构造成当所述材料与来自所述容器的气体反应时改变颜色，从而表示气体已经从所述容器泄漏。
12.根据权利要求10所述的基于衬里的组件，进一步包括外容器，所述阻隔袋和筒位于所述外容器内。
13.根据权利要求12所述的基于衬里的组件，进一步包括位于所述外容器与所述衬里之间的吸气剂。
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