CN104903065A - 用于连续离子交换隔膜浇铸和处理的集成装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于制造隔膜的装置，该装置包括浇铸段、处理段和传送器系统。浇铸段制备隔膜，隔膜被传送给处理段。传送器系统传送隔膜穿过处理段。在处理段中，隔膜在槽中进行调节，以提取残余物。隔膜还经历泄漏测试，以检测隔膜中的物理漏洞。泄漏测试包括将染料应用于隔膜的表面上。通过隔膜泄漏的任何染料将在附近的对比材料上提供强对比染料标志，这表示隔膜中的物理漏洞。本发明还提供了一种用于制造和测试隔膜的工艺。该工艺包括浇铸隔膜前体，使隔膜前体硬化以形成隔膜并处理隔膜的步骤。

Description

用于连续离子交换隔膜浇铸和处理的集成装置和方法

背景技术

题名为“利用非聚合高沸点溶剂制造连续支撑的离子选择性隔膜的工艺”美国专利号5,264,125描述了一种用于制造支撑的离子交换隔膜的工艺。该工艺包括形成衬底和位于衬底各个面上的柔性膜的夹层。膜延伸出衬底的侧边缘之外。膜的边缘被密封在一起，从而形成容纳衬底的口袋(pocket)。接下来，在一对挤压辊之间牵引夹层。在挤压辊上方将液体添加至口袋中，从而在挤压辊上方和膜之间形成了液体池。在夹层穿过挤压辊之前，液体润湿了衬底，并填充了衬底中的孔。从挤压辊开始，夹层穿过一组装置，例如加热器，用于使液体硬化。液体中的可聚合成分进行聚合，从而形成加强的聚合物片材。夹层继续穿过除去夹层边缘的密封的一组刀具，并穿过从聚合物片材上除去膜的一对滚子。这样聚合物片材就是离子交换隔膜。

发明内容

本说明书中所述的装置用于制造隔膜。该装置包括隔膜浇铸段和定位在隔膜浇铸段之后处理段。还提供了传送器系统，其配置为用于运输隔膜，使之至少穿过处理段。

在本说明书中还描述了一种用于制造隔膜的方法。该方法包括以下步骤：将可硬化的液体浇铸到衬底之上，使隔膜前体硬化以形成隔膜，处理隔膜并连续运输隔膜，使之至少穿过处理段。

附图说明

图1是用于制造隔膜的装置的示意图。

图1A是根据图1的装置的一个示例的简图。

图1B是根据图1的装置的另一示例的简图。

图2是用于制造隔膜的工艺的示意性的流程图。

图2A是根据图2的工艺的一个示例的流程图。

具体实施方式

图1是用于制造隔膜50的装置10的示意图。虽然装置10适合于制造各种类型的隔膜50，但其优选用于制造离子交换隔膜。该装置包括两个主要段：浇铸段12和处理段14。浇铸段12包括滚轧段15、膜密封段16、咬送段18和硬化段20。浇铸段12类似于麦克唐纳等人的美国专利No.5,264,125中所述的系统，其通过引用而结合在本文中。

处理段14包括一个或多个调节段54、泄漏测试段64、切割段74和图1A中所示的传送器系统51。

在图1A的示例中，滚轧段15包括衬底进料器22，其将一张衬底24进给到装置10的剩余部分中。衬底24或被称为基本材料或支撑层，并且各种合适的示例是商业上可售卖的。衬底24通常由一种或多种聚合物，例如丙烯、聚丙烯或聚脂制成，它们可被挤压成纱线，并编织成织物，或组合成非机织物。可选地，可在衬底进料器22中的滚子上提供衬底24。

滚轧段15还包括两个膜进料器26，其各将一张膜28进给到装置10的剩余部分中。膜28可由任何类型的材料来制备，该材料对于挥发组分和可硬化的液体通常是不可渗透的，并且容许隔膜50与膜28分离。例如，膜28可由聚脂族的热塑性聚合物树脂，例如聚对苯二甲酸乙而醇酯制成。膜28可能在0.002英寸至0.010英寸厚之间，或是其它尺寸。可选地，可在膜进料器26中的滚子上提供膜28。

衬底进料器22和膜进料器26可为被动式的，或者进料器22,26可应用阻力，以展开。或者，进料器22,26由一个或多个马达11驱动，以鼓励展开，并提供通过装置10所传送的隔膜50所需的线速度和张力。可选地，下面所述的其它特征有助于保持所需的线速度和张力。

膜进料器26可提供一定量的相同膜28。可选地，各个膜进料器26可提供不同的膜28。

衬底进料器22和膜进料器26设置为用于在两个膜28之间进给衬底24。如此布置的衬底24和膜28穿过装置10，使相应的衬底24和膜28的纵向中心线基本上在单个平面中移动。通过穿过一个或多个装置，例如滚子、带、导向器或其它合适的装置(未显示)，可使衬底24和膜28相对彼此处于所需的间距或对准位置。

衬底24和膜28从滚轧段15传送至膜密封段16。膜密封段16包括边缘密封装置(未显示)，其将膜28的边缘密封在一起。膜28优选在衬底24的边缘之外进行密封，衬底定位在膜28之间。边缘密封装置提供能源，例如加热器或超声焊接机，以熔化膜28的边缘。边缘密封装置还可包括挤压机(未显示)，用于将熔化的边缘压制在一起。压制步骤可在熔化边缘的步骤之后或期间执行。膜28的边缘密封在一起，形成了口袋式膜28，其中衬底24定位在膜28之间。膜28的口袋还可被称为一种衬底和膜夹层。膜口袋促进了衬底的润湿工艺，这发生在下面所述的咬送段18中。然而，在一种改进的或其它润湿工艺中，可省略膜密封段16。

咬送段18包括液体进料器34，其将可硬化的液体36提供到膜口袋中以及膜28之间，从而润湿衬底24。润湿的衬底24还被称为隔膜前体32。液体进料器34包括储槽(未显示)和一个或多个进料管道38，储槽容纳可硬化的液体36，进料管道从储槽输送可硬化的液体36以润湿衬底24。进料管道38从液体进料器34延伸，穿过边缘密封装置，并终止于一对咬送滚子40的上方。虽然图1A描绘了所示的液体进料器34位于滚轧段15的上方，但是各种其它定向都是可行的。

可硬化的液体36可在这对咬送滚子40上方汇集成池。咬送滚子40之间的间距经过调整，以生产所需厚度的隔膜前体32。进料管道38可临时提供一定量的可硬化的液体36，其超过随衬底24穿过咬送滚子40的可硬化的液体36的。过量的可硬化的液体36在咬送滚子40的上方成池。

可使用任何可硬化的液体，其用于在两个膜之间浇铸支撑隔膜。例如，可硬化的液体36可能如美国专利5,264,125中所述。可硬化的液体36、衬底24和膜28经过选择，从而彼此相适应。可选地，其它化学品，例如稀释剂和聚合引发剂可为可硬化的液体36的部分或添加到液体进料器34中的可硬化的液体36中，或者添加到咬送滚子40上面的可硬化的液体36的池中。例如，稀释剂和聚合引发剂可能如美国专利5,264,125中所述。

在装置10的一个选择方案中，咬送滚子40上面的过量的可硬化的液体36的池的高度可经过控制，从而充分地润湿衬底24，以形成隔膜前体32。例如，咬送滚子40上面的可硬化的液体36的高度可通过传感器84来监测，传感器84将池的高度信息提供给控制器82。控制器82优选包括一个或多个可编程序装置，例如处理器或微处理器、计算机、现场可编程序门阵列或可编程序逻辑控制器(PLC)。或者或另外，控制器82可包括能够执行一系列操作的一个或多个非可编程控制器元件，例如定时器或气动回路或电路。

控制器82将池的高度信息与预设的高度值或范围进行比较，并确定在高度信息和预设的高度值或范围之间的任何差异，从而产生池高度误差信号。基于池的高度误差信号，控制器82可命令液体进料器34提供更多或更少的可硬化的液体36。例如，预设的高度值或范围可在大约2至大约15cm之间。预设的高度值或范围可经过选择，以便在衬底24和可硬化的液体36之间提供充分的接触时间，从而产生隔膜前体32。可选地，液体进料器34还包括泵送系统，其基于从控制器82接收的命令而传送可硬化的液体36。

隔膜前体32和膜28穿过咬送滚子40，然后移动至硬化段20。隔膜前体32和膜28可支撑在连续的或分段的平台42上，平台42传送隔膜前体32和膜28，使之穿过硬化段20。可选地，平台42由马达11a来移动。一个或多个硬化装置44在硬化段20产生支持聚合反应的条件，由此可硬化的液体36形成固体聚合物。聚合反应将隔膜前体32转换成隔膜50。例如，可硬化的液体36可通过热量或通过红外线、微波、紫外线或其它形式的辐射来硬化。在一个实施例中，隔膜前体32可被加热到大约40℃至大约200℃的温度，从而引发和保持聚合反应。硬化段20可在大约2至大约20米长的范围内。硬化段20中的停留时间可在大约4至大约40分钟的范围内。这些温度和时间可根据所使用的可硬化的液体36和聚合反应而变化。

在离开硬化段20时，隔膜50和膜28被传送穿过处理段14。处理段14包括一个或多个段，例如调节段54、泄漏测试段64和切割段74以及传送器系统51。传送器系统51包括一系列滚子53，其传送隔膜，使之穿过处理段14的各段。

处理段14包括第二对咬送滚子46，其在硬化段20之后接收隔膜50和膜28。可选地，刀具48定位在第二对咬送滚子46之前或在之后，用于修剪膜28的边缘。处理段14还包括膜滚子52，其使膜28与隔膜50分开。膜滚子52将膜28剥离隔膜50，并将它们卷起来。一个或多个膜滚子52可被一个或多个马达11b驱动，以利于移动隔膜前体32、隔膜50和膜28，使之穿过浇铸段12。

处理段14包括调节段54，其处理隔膜50，以减少隔膜50中的残余物的。残余物是部分或完全不参与聚合反应的隔膜前体32的成分。残余物还可被称为聚合反应残余物。残余物可均匀地或不均匀地分布在整个隔膜50上。残余物可包括单体、低聚物、聚合物、溶剂、未反应的反应剂、聚合引发剂、催化剂或其组合。残余物还可包括各种离子、化学物或其组合。例如，残余物可包括各种离子种类，例如磺酸盐离子、氯化物离子、碘化物离子、溴化物离子、锂离子、氢氧化锂离子、钠离子、氢离子或其组合。残余物还可包括各种化学物，包括二丙二醇醚(DPG)、丙二醇、乙二醇衍生物、醇例如正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙醇衍生物、醚和醚衍生物、酯和酯衍生物、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、胺和胺衍生物、酰胺和酰胺衍生物，磺酸基衍生物、叔胺基衍生物或其组合。

调节段54包括一个或多个调节槽。调节槽还可被称为提取槽或洗涤槽。各个调节槽可填充水或水溶液或溶剂或某些其它液体。当调节槽填充了水时，水优选是基本去电离的，例如具有50μS/cm或更小的电导率。然而，具有较高电导率的水仍然可被认为组成了水槽。非水槽还可能主要容纳水，但水与另一化合物相混合，从而限制其与隔膜的反应。

调节段54可能由包括仅仅一个非水槽、不止一个非水槽、定位在一个水槽之前或之后的一个或多个非水槽、仅仅一个水槽、不止一个水槽、定位在非水槽之前或之后的一个或多个水槽，或者一个或多个调节槽的其它组合。在一个示例中，仅仅使用了容纳优选具有50μS/cm或更小电导率的水的调节槽，或者将其用作一系列调节槽中的第一槽。在图1A的示例中，调节段54包括两个调节槽、提取槽56和洗涤槽58。提取槽56可保持提取流体。当其被传送器系统51传送穿过提取槽56时，提取流体降低了隔膜50中的残余物的。提取流体可包括有机离子溶液、无机离子溶液、有机非离子溶液、无机非离子溶液、基本纯净的有机溶剂、基本纯净的无机溶剂、具有添加剂的有机溶液、具有添加剂的无机溶液或其组合。例如，提取槽56可容纳氯化钠溶液、重碳酸盐溶液、柠檬酸溶液、乳酸溶液、醋酸溶液、氢氧化物溶液、包含一种或多种表面活性剂的溶液或其组合。

提取溶液的pH值可随着预期目的而变化。例如，如果需要减少任何碱性残余物，那么提取溶液的pH值可保持在大约2至4的范围内。这种酸性pH值范围可通过添加柠檬酸、醋酸或其它合适的酸性溶液来获得和保持。如果需要减少任何酸性残余物，提取溶液的pH值可通过例如添加重碳酸盐而保持在9至13的范围内。

提取槽56可具有各种形状和尺寸。传送器系统51传送隔膜50穿过提取槽56，提取槽56部分或完全浸渍在提取流体中。传送器系统51可竖直地、水平地在向上倾斜的路径或在向下倾斜的路径或其组合方式传送隔膜50，使之穿过提取槽56。此外，传送器系统51可一次或多次穿过提取槽56。

洗涤槽58优选位于提取槽56的下游。洗涤槽58容纳水，以便从隔膜50上冲洗掉提取流体和至少某些残余物。水可替换隔膜50中任何被提取的残余物并润湿隔膜50。各种类型的水都是合适的，包括过滤水、蒸馏水、重蒸馏水、具有小于大约50μS/cm电导率的去电离水、逆渗透渗水等等。可选地，水可通过一个或多个洗涤步骤进行再循环，并且可使用具有较高电导率的水。水可保持在大约5至8的pH值范围内，优选大约7的pH值。可选地，水的pH值可保持在较高或较低的pH值，这依赖于提取槽56中的提取流体的pH值。

传送器系统51将隔膜50从调节段54传送至泄漏测试段64。泄漏测试段64包括染料施用器66和对比进料器68。染料施用器66可自动地将染料应用于隔膜50的上表面上。染料施用器66可包括染料储槽67、泵送系统69和分配管71。分配管71具有一个或多个喷嘴。泵送系统69从染料储槽67抽送染料并在其被传送穿过分配管71时通过一个或多个喷嘴将染料分配到隔膜50的上表面上。可选地，泄漏测试控制器83可控制泵送系统69，以便基于隔膜50被传送穿过分配管71时的速度而控制通过喷嘴分配的染料的量。可选地，在分配管71的下游可提供一个或多个涂布器(未显示)，以便使染料均匀地涂布在隔膜50的上表面上。例如，涂布器可为刷子、橡胶或金属刀片、海绵等等。如图1B的示例中所示，泄漏测试段包括用于容纳操作员的站66a，操作员可手动地将染料应用并均匀地涂布到隔膜50的表面上。

染料可为基于高锰酸盐的染料，例如暗黑色染料；基于亚甲蓝的染料；基于格酸盐的染料，例如红/橙染料；藻红B染料或另一与隔膜50相适应的其它合适的染料。染料可被制成溶液，每体积水有大约1%至大约30% (wt/v)的范围的重量的染料。染料优选被制成大约5%wt/v的溶液。

当染料应用于隔膜50时，染料可进入隔膜50的上表面，穿过隔膜50的本体中的任何物理漏洞，并通过隔膜50的下表面而离开。隔膜50中的物理漏洞可为隔膜50中的空隙、间隙、孔等等，其是由于不完全的聚合反应条件、可硬化的液体36中存在污染物或各种其它原因而造成的。隔膜50中的物理漏洞可为局部现象或遍及隔膜50的普遍现象。

对比进料器68将对比材料70的片材进给到装置10的剩余部分中。对比进料器68可定位在染料施用器66之前、之中或之后。例如，在对比进料器68中的滚子上提供对比材料70。具体地说，对比进料器68将对比材料70从隔膜50的下面向上进给到传送器系统51的滚子53之间。对比材料70的片材与隔膜50的下表面相接触。穿过隔膜50的物理漏洞的任何染料将离开隔膜50，并在染料离开隔膜50的地方或其附近标记对比材料70。对比材料70可由提供与染料高的视觉对比的各种材料制成。染料可以不会被处理段14的剩余部分显著地减少或除去的方式标记对比材料70。例如，对比材料70可为布、纸布、基于纤维素-纤维布或聚丙烯，并且染料可清晰地标记对比材料70并提供任何包含物理漏洞的隔膜50的部分的视觉指示。

传送器系统51将隔膜50和对比材料70从泄漏测试段64传送到切割段74。切割段74具有一个或多个刀片，以便将隔膜50和可选地对比材料70切割成各种所需的尺寸，以用于储存和运输。切割段74包括检查站76，其定位在切割隔膜50之前或之后。在检查站76中，操作员可识别指出了具有物理漏洞的隔膜50的区域的对比材料70的任何染料标记部分。可选地，切割段74可基于计数算法和传送器系统51的线速度而进行自动化，以便生产最终所需尺寸的隔膜50。或者，切割段74可为手动操作的。

传送器系统51通过滚子53传送隔膜50，使之穿过处理段14。虽然图1A和1B的示例描绘了具有多转弯处的传送器系统51，但是这是为便于描绘而提供的。例如，传送器系统51能够包括一转弯处或多转弯处或无转弯处。传送器系统51可配置为用于满足安装和操作装置10所处位置的物理轨迹要求。传送器系统51优选作为一种连续结构传送隔膜50，其沿着移动路径从硬化段20延伸直至切割段74。然而，其它配置也是可行的。

滚子53定位在遍及处理段14的不同点上，并支撑隔膜50。滚子53限定了穿过处理段14的移动路径。隔膜50优选相对于滚子53的宽度在中心位置沿着移动路径而进行传送。一个或多个装置，例如滚子、带或导向器(未显示)可使隔膜50沿着移动路径保持在中心位置。

一个或多个滚子53a可通过马达81而进行主动旋转。或者，没有滚子53通过马达81进行主动旋转，并且隔膜50穿过处理段14的运动依赖于装置10的其它特征。优选地，至少某些滚子53a通过马达81而主动旋转。被主动驱动的驱动滚子53a以所需的线速度和所需的张力传送隔膜50，使之穿过处理段14。没有通过马达81主动旋转的滚子53可能通过沿着移动路径移动的隔膜50而被动地旋转。

马达81可为一系列马达，其单独地驱动各个滚子53a。可选地，滚子53a可通过带驱动器(未显示)进行连接，带驱动器由一个或多个马达81来驱动。作为另一选择方案，滚子53,53a可组织到局部段中，并且各个局部段的滚子53a通过带驱动器进行连接，带驱动器由一个或多个马达81来驱动。例如，一个局部滚子段可将隔膜50从硬化段20的末端传送穿过调节段54。第二局部滚子段可将隔膜50从调节段54传送穿过泄漏测试装置64，并且第三局部滚子段可将隔膜50传送穿过处理段14的剩余部分。传送器系统51可包括许多局部滚子段。

马达81可为伺服马达、步进马达或任何其它马达，其可为预编程的，或者其将响应来自传送器或控制器82的命令。当存在多个马达81时，多个马达81可使所有滚子53a或者所有传动带以相同的所需速率旋转，传动带使滚子53a旋转。旋转速率确定了隔膜50沿着移动路径和穿过处理段14的线速度。滚子53a优选以相同的速率旋转，从而提供一致的线速度。线速度调整隔膜50穿过调节段54的停留时间，并且线速度可指定装置10的整个生产率。保持一致的线速度还调整了遍及处理段14的隔膜50的张力。隔膜50的张力优选使隔膜50保持平坦，以防止提取流体和水在隔膜50的上表面上汇聚成池，其在泄漏测试期间可能干扰染料的均匀应用。然而，在一种改进的装置10中，在处理段14以及装置10的其它段上可使用不同的张力。

在传送器系统51的一个选择方案中，马达81包括转速计，其为控制器82提供旋转速度信息。控制器82将旋转速度信息与预设的旋转速度值进行比较，并产生误差信号。预设的旋转速度与所需的线速度相对应。误差信号是在实际的旋转速度和预设的旋转速度值之间的差异。控制器82以数学方法将误差信号转换成速度调整信号，其发送给马达81。在接收到速度调整信号时，马达81调整其旋转速度。转速计可为各种旋转速度传感器或角度位置传感器的其中一种，例如数字传感器、基于接触的传感器、基于磁的传感器等等。

作为传送器系统51的另一选择方案，其中一个或多个滚子53,53a包括滚子速度传感器。滚子速度传感器为控制器82提供滚子速度信息。控制器82将滚子速度信息与预设的滚子速度值进行比较，并产生滚子速度误差信号。预设的滚子速度也可与所需的线速度相对应。误差信号是在实际的滚子速度和预设的滚子速度值之间的差异。滚子速度误差信号以数学方法进行转换，并添加到速度调整信号上，速度调整信号发送给马达81，并且马达81调整其旋转速度。滚子速度传感器可为各种旋转速度传感器和角度位置传感器的其中一种，例如数字传感器、基于接触的传感器、基于磁的传感器等等。

在图1A和1B的示例中，装置10容许隔膜50的连续生产和处理。例如，直至在切割段74中进行切割，隔膜50可为随隔膜前体32而连续，隔膜前体32随进给到装置10中的衬底24而连续。衬底24可能具有足够的拉伸强度，使得当传送器系统51将隔膜50传送穿过处理段14时，衬底24的上游部分，包括隔膜前体32可在所需的线速度下被牵引穿过浇铸段12。可选地，马达11,11a和11b可类似于马达81。例如，马达11,11a和11b可编制程序，以便在某一旋转速度下运行，该旋转速度与所需的传送器系统51的线速度相匹配。或者，控制器82可调整马达11,11a和11b的旋转速度，以匹配所需的传送器系统51的线速度。可选地，滚轧段15形成膜口袋的速度、膜密封段16密封膜口袋的速度、咬送段18润湿衬底24以形成隔膜前体32的速度、以及硬化段20使隔膜前体32硬化成隔膜50的速度可能全部是基本相同的速度。浇铸段12浇铸隔膜50的速度可为与传送器系统51将隔膜50传送穿过处理段14的速度基本相同的速度。

如图1B的示例中所示，传送器系统51还可包括平台60，其搁置于滚子53,53a上，并在整个处理段14上支撑隔膜50。平台60可为分段的或连续的。滚子53a使隔膜50以所需的线速度跨平台60而移动。平台60优选具有第一段60a和第二段60b。第一段和第二段60a，60b通过间隙60c来分开，这容许在隔膜50的下表面和平台60的上表面之间进给对比材料70。可选地，平台60可能随硬化段20的平台42而连续。

如图1B的示例中所示，装置10可为模块化的，并容许处理段14的各种配置。例如，处理段14可包括一个或多个其它提取槽56a。其它提取槽56a可能与提取槽56是相同或不同的。如果隔膜50由产生更大量残余物的可硬化的液体36制成，那么可提供其它提取槽56a，以除去更多残余物。其它提取槽56a可定位在泄漏测试段之前或之后以及切割段74之前。可选地，其它提取槽56a可伴随或不伴随其它洗涤槽58a。其它洗涤槽58a可与洗涤槽58相同或不同。作为另一选择方案，水可在洗涤槽58,58a之间进行再循环，例如在级联流动系统中。

当存在不止一个提取槽56,56a时，在提取槽56,56a之间的提取流体可为相同或不同的。如果提取流体是相同的，那么在提取槽56,56a之间的提取流体的浓度可为相同或不同的。当存在不止一个洗涤槽58,58a时，在水槽58,58a之间的水可为相同或不同。

如图1A和1B的示例中所示，处理段14还可包括染料去除装置72，其从隔膜50的上表面除去任何过量染料。染料去除装置72包括一个或多个刷子、橡胶或金属刀片、海绵、拭子、鼓风机和其组合，其定位在移动路径的上面或旁边。

在调节段54的一个选择方案中，鼓风机63定位在调节段54的下游端。鼓风机63提供了加压的空气流或其它合适的惰性气体，以便从隔膜50的上表面除去任何残留的提取流体和水。

在调节段54的另一选择方案中，提取槽56和洗涤槽58各包括泵和循环回路(未显示)。泵和循环回路激励相应槽中的流体。泵和循环回路还抽吸并补充流体，以优化其相应的条件，例如pH值，并从槽56,58除去任何颗粒物质和其它污染物或废弃物。

在调节段54的另一选择方案中，提取槽56和洗涤槽58包括盖子。盖子防止来自槽56,58的任何喷雾状流体、气态流体和挥发物的损失。盖子还提供了隔热作用，使得温度调节系统(未显示)可使流体的温度保持在大约0℃至大约85℃的范围内。槽56,58中的温度优选保持在大约5℃至70℃的范围内。

在泄漏测试段64的一个选择方案中，马达73主动驱动对比进料器68，以便进给对比材料70。马达73可接收来自控制器82的命令，以便与对比材料70在所需的隔膜50的线速度下被引进泄漏测试段中的速率匹配。

在传送器系统51的一个选择方案中，滚子53,53a定位在提取槽56中，并且隔膜50不止一次经过提取流体。例如，滚子53,53a通过一系列回切而将隔膜50传送穿过提取槽56。多次穿过增加了在提取槽56中的移动路径的长度，这增加了在提取槽56中的整个停留时间，而无须更大尺寸的提取槽56。

在传送器系统51的另一选择方案中，可提供一个或多个储存滚子(未显示)。例如，储存滚子可定位在硬化段20之前，用于通过将其卷起来，从而收集和储存隔膜前体32和膜28。可选地，在硬化段20之后，另一储存滚子可收集和储存隔膜50，带或不带膜28。储存滚子容许隔膜前体32和隔膜50的部分根据情况而从一个位置移动至另一位置。例如，储存滚子可用于没有足够的物理底座的设施中，从而将装置10的所有特征定位在彼此紧密接近的位置。收集和储存的隔膜前体32和隔膜50可从储存滚子引入到滚子53,53a上，或引入到平台60上，然后被传送穿过处理段14。

在传送器系统51的另一选择方案中，边缘导向传感器(未显示)定位在传送器系统51的两侧，位于沿着移动路径的不同点上。边缘导向传感器可检测隔膜50是否偏离中心位置。当检测到这种移位时，边缘导向传感器产生未对准信号，其发送给控制器82。当接收到未对准信号时，控制器82产生对准信号，其发送给一个或多个沿着移动路径而定位的定位部件。当接收到定位信号时，定位部件可调整隔膜50的位置回到中心位置。当隔膜50回到中心位置时，边缘导向传感器停止产生未对准信号，并且控制器82停止产生定位信号。例如，边缘导向传感器可为光学传感器、触觉传感器等等。定位部件可包括导向器、闸门或可调整的滚子，其可横向改变隔膜50沿着移动路径进行传送时的行程。

图2是用于制造隔膜50的方法100的示意性的流程图。方法100包括以下步骤：浇铸前体102，使前体硬化，从而形成硬化隔膜104并处理硬化隔膜106。硬化隔膜优选通过至少处理步骤106进行传送。

浇铸前体102的步骤包括形成膜口袋的步骤108、密封口袋的步骤109以及润湿膜口袋中的衬底24的步骤110。口袋通过使在两层膜28之间放置衬底层24而成形108。当口袋成形108时，密封口袋的步骤109包括熔化至少膜口袋的侧边缘的一部分，并将熔化部分压制在一起，从而形成密封。熔化步骤可通过各种方法来实现，包括热、压力、超声焊接、化学焊接和其组合。当口袋成形108并被密封109时，可硬化的液体36被引进口袋中，以润湿110衬底24并形成隔膜前体32。

使前体硬化以形成硬化隔膜的步骤104包括要么加热或照射或加热且照射隔膜前体32的步骤。隔膜前体32可用红外线、微波、紫外线或其它形式的辐射来照射。在硬化步骤104期间，可硬化的液体34遭遇聚合反应，并且隔膜前体32变成硬化形式的隔膜50。

处理步骤106包括使膜28与隔膜50分离的步骤以及调节隔膜50的步骤120。分离的膜28可进行再循环或重复使用。调节隔膜50的步骤120包括通过用提取流体浸透或冲洗隔膜50从隔膜50提取残余物的步骤121。可选地，提取残余物的步骤121还可包括优化条件以增加提取的残余物的步骤。例如，提取流体的温度、pH值和化学成分可基于隔膜50中的残余物的类型而进行优化。调节步骤120还可包括从隔膜50上冲洗提取流体的步骤122。可选地，提取步骤121和冲洗步骤122可通过传送隔膜50，使之多次穿过一个提取槽56和一个洗涤槽58而得以重复或延长。作为另一选择方案，隔膜50可被传送而穿过一个或多个提取槽56和一个或多个洗涤槽58。

处理步骤106还包括测试隔膜50的步骤124。测试步骤124包括将染料应用于隔膜50的表面上的步骤126，以及将对比材料70提供给与染色表面相反的隔膜50的表面上的步骤128。流过隔膜50的任何物理漏洞的染料将标记对比材料70。染料标记的对比材料70提供了隔膜50包含物理漏洞的视觉信号。可选地，测试步骤124还可包括从隔膜50的染色表面上除去过量染料的步骤。测试步骤124还包括为染料标记检查对比材料70的步骤130。例如，操作员可检查对比材料70，以识别隔膜50的漏洞区域，在该区域，在对比材料70上有染料标记。

处理步骤106还包括将隔膜50切割成所需尺寸的步骤132。可选地，检查步骤130可发生在切割步骤132之后(如图2A中的点刻箭头所示)。

隔膜50在处理步骤区域之间以预定的速度和所需的张力沿着移动路径，例如在滚子53,53a或平台60上进行传送。处理步骤106优选适合于在共同的线速度下执行。例如，线速度可基于可硬化的液体36的成分或其它因素而进行预设，并储存在控制器82中。此外，各种预设的线速度可针对各种不同的可硬化的液体36而储存在控制器82中，从而为提取残余物的步骤121和冲洗隔膜50的步骤122优化时间。用户可将可硬化的液体36的类型输入到控制器82中。基于输入，控制器82选择预设的线速度，并调整传送器系统51的线速度，以匹配预设的线速度。可选地，隔膜50可在所需的线速度下从硬化步骤104连续地传送穿过所有处理步骤106。隔膜50优选与隔膜前体32是连续的，隔膜前体32与衬底24是连续的，并且衬底24、隔膜前体32和隔膜50被连续传送而穿过方法100的所有步骤。

本说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还可使本领域中的技术人员实践本发明，包括制造和利用任何装置或系统，并执行任何所含方法。本发明可达到专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域中的技术人员想到的其它示例。

Claims (23)

1. 一种用于制造和处理隔膜的装置，所述装置包括：

a. 用于生产隔膜的隔膜浇铸段；

b. 定位在所述隔膜浇铸段之后的处理段，其中所述处理段包括调节段和泄漏测试段，和

c. 传送器系统，其配置为用于传送所述隔膜，使之至少穿过所述处理段。

2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传送器系统进一步配置为用于传送隔膜前体，使之穿过所述隔膜浇铸段。

3. 根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述调节段包括提取槽和洗涤槽，其均定位在所述泄漏测试段之前。

4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述提取槽保持提取溶液，所述提取溶液选自有机离子溶液、无机离子溶液、有机非离子溶液、无机非离子溶液和其组合，并且其中所述洗涤槽保持水。

5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述传送器系统传送所述隔膜，使之在所述提取槽之后穿过所述洗涤槽。

6. 根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述泄漏测试段包括染料施用器和对比进料器，其中所述染料施用器将染料应用于所述隔膜的一个表面，并且其中所述对比进料器将对比片材进给到所述隔膜的另一表面附近。

7. 根据权利要求3至6中的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述泄漏测试段包括用于容纳操作员的站和对比进料器，所述操作员将染料手动应用于所述隔膜的一个表面上，其中所述对比进料器将对比片材进给到所述隔膜的另一表面附近。

8. 根据权利要求3至7中的任一权利要求所述的装置，其特征在于，还包括定位在所述泄漏测试段之后的隔膜切割段和检查站。

9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调节段包括至少一个另外的提取槽，其定位在所述隔膜切割段之前。

10. 根据权利要求3至7中的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述调节段还包括定位在所述洗涤槽和所述泄漏测试段之间的鼓风机。

11. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理段还包括定位在所述检查站之前的染料去除装置。

12. 根据权利要求3至7中的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述提取槽被覆盖。

13. 根据权利要求3至7中的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述传送器系统配置为用于传送所述隔膜，使之至少两次穿过所述提取槽。

14. 根据权利要求3至7中的任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述传送器系统包括多个滚子。

15. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括马达，其中所述马达使至少所述多个滚子中的某些滚子旋转。

16. 根据权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括控制器，其配置为用于控制所述马达的旋转速度。

17. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述传送器系统还包括平台，其中所述平台支撑所述隔膜。

18. 一种用于制造隔膜的方法，包括如下步骤：

a. 将可硬化的液体浇铸到衬底上，以形成隔膜前体；

b. 使所述隔膜前体硬化，从而形成隔膜；和

c. 处理所述隔膜；

其中所述步骤(c)包括传送所述隔膜，使之穿过至少两个处理区域。

19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括将所述隔膜前体从用于所述步骤(b)的处理区域传送至用于所述步骤(c)的处理区域。

20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括将所述衬底通过用于所述步骤(a)的处理区域传送至用于所述步骤(b)的处理区域。

21. 根据权利要求18至20中的任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤(c)还包括从所述隔膜提取残余物的步骤以及冲洗所述隔膜的步骤。

22. 根据权利要求21所述的方法，其特征在于，在从所述隔膜提取残余物和冲洗所述隔膜的步骤之后，所述步骤(c)还包括以下步骤：将染料应用于所述隔膜的第一表面上；将对比材料进给到所述隔膜的第二表面附近；识别所述对比材料的染料标记区域；并切割所述隔膜。

23. 一种用于处理隔膜的装置，所述装置包括：

a. 调节段；

b. 泄漏测试段；和

c. 传送器系统，其配置为用于传送所述隔膜，使之穿过所述调节段和所述泄漏测试段。