CN1809414A - 注射结合的制品和方法 - Google Patents

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Abstract

注射结合的制品，其包括刚性芯体并通过弹性体材料网络固定在一起，该弹性体材料网络还形成了密封件，并且封闭了刚性芯体的至少一部分。弹性体材料选择成可与包括刚性芯体的材料相容，以便在它们之间形成化学结合和机械结合。采用注射结合和重叠注塑技术来制造由通过一体式弹性体材料网络固定的相配刚性部段来构成的电去电离装置间隔件，该弹性体材料网络还形成了流体式隔离了进口端口、树脂腔、出口端口和贯穿端口中的一个或多个的内密封件和外密封件。注射结合和重叠注塑技术也可用于制造包括多个部段的其它制品。

Description

注射结合的制品和方法
                      发明背景
1.发明领域
本发明涉及注射结合的部件及其方法，更具体地涉及包括注射结合部件的电驱动式净化装置。
2.相关技术的介绍
已经描述过具有刚性部分和弹性体部分的制品的制造。例如，在Kaufman，Jr.等人的美国专利No.3398222中介绍了一种通过将连续橡胶主体模制在硬质塑料主体上来制造由塑料材料和橡胶材料构成的轮子的方法。在Smith的欧洲专利申请出版物0600187中介绍了用于模内转印的复合材料和塑料或橡胶制品的装饰以及所用的工艺。在Gee等人的国际出版物WO96/18550中介绍了通过使弹性体表面离子化以及使塑料表面离子化，然后通过施加压力和热量来将这些离子化表面压在一起，从而将固化的弹性体结合在由塑料和金属制成的部件上。
在美国专利No.5700017中的伸张器描述了带有凸缘的橡胶燃烧室密封件。用于内燃机的汽缸盖垫片的弹性体燃烧室密封件包括径向内侧的密封部分和径向外侧部分。第一整体式悬臂部分设在内侧密封部分之间，而第二整体式悬臂部分从外侧部分中径向向外伸出，并结合在底板的内周边缘上。密封件具有带根部的凹槽。
已经介绍过液体的净化和/或处理。例如，在McMahon的美国专利No.5166220中介绍了水软化工艺，其中盐水溶液用于离子交换树脂的再生。还已介绍了可用于水的纯化或脱矿质的其它系统。例如，在Gaysowski的美国专利No.3407864中介绍了涉及离子交换和电渗析的装置。在Johnson的美国专利No.3755135中介绍了利用直流电势来脱矿质的装置。另外，在Brattan的美国专利No.4832804中介绍了具有电极、进口槽道和出口槽道的电解电池。
例如，在Giuffrida等人的美国专利No.4632745、4925541和5211823中，在Ganzi的美国专利No.5259936和5316637中，在Parsi等人的美国专利No.5066375中，在Oren等人的美国专利No.5154809中，以及在Kedem的美国专利No.5240579中介绍了也可用于提纯水的电去电离装置。
还已介绍了这种电驱动装置的部件及其方法。例如，在Guerif的美国专利No.4999107中介绍了用于双流体交换器装置的分离器框架，以及通过将四件热塑性片材装配在筛网周围而得到的密封面，其中最外的片材是柔性的，并且在对应于散热片的部位处挖空。在Guerif的美国专利No.5185048中介绍了制造用于交换器装置中的叠层的分离器框架。通过将具有密封面形状的两件热塑性薄膜装配在一起并夹在两种不同类型的热塑性膨胀结构上来制造分离器。在Goldstein的美国专利No.5891328中介绍了包括电渗析的工艺中所用的膜框架。一体式的单件框架膜具有半渗透性的膜部分和框架部分。在Sato等人的美国专利No.6402920中介绍了构造用于电去电离装置的浓缩隔室和间隔件结构。该间隔件包括网格和叠在网格周边上的框架形垫片。另外，在Agarwal等人的美国专利No.5295698中介绍了模制的塑料垫片，其具有主体和围绕着检修口的一体式成型的密封垫圈。该密封垫圈可相对于垫片主体垂直地运动。
在Steck等人的美国专利No.5464700中介绍了用于机电燃料电池的填密式膜电极组件。该填密式膜电极组件在离子交换膜的周边处使用了垫片材料。在Mérida，W.R.等人在10th Canadian HydrogenConfererene，第745-753页，Quebec，2000年中的“具有非平面膜电极组件的新型PEM燃料电池设计”中介绍了质子交换型膜燃料电池设计，其基于非平面的电极-膜组件和非传统的集电板。
                    发明概要
本发明涉及注射结合的部件及其方法，在一个或多个实施例中，本发明涉及具有注射结合的部件的电去电离装置、制造方法及其应用。
根据一个或多个实施例，本发明提供了一种包括刚性芯体和弹性体材料网络的电去电离装置的间隔件，该弹性体材料网络位于刚性芯体内，并形成了位于至少一部分刚性芯体表面上的密封件。在一些实施例中，该电去电离装置间隔件还包括与进口端口和出口端口流体连通的树脂腔，其中进口端口、出口端口和树脂腔限定在刚性芯体中。
在其它一些实施例中，本发明提供了包括刚性芯体和一体式弹性体材料的电去电离装置的间隔件，其中，一部分弹性体材料形成了设在刚性芯体内的密封件，一部分弹性体材料封闭了刚性芯体的至少一部分外表面。在一些实施例中，电去电离装置间隔件还包括由弹性体材料构成并设在刚性芯体内的内部出口密封件，和/或由弹性体材料构成并设在刚性芯体内的内部进口密封件。
在其它一些实施例中，本发明提供了包括刚性芯体的电去电离装置间隔件，该刚性芯体包括通过进口导管连接在树脂腔上的进口端口，以及通过出口导管连接在树脂腔上的出口端口。该电去电离装置间隔件还包括形成了围绕进口端口的进口端口密封件的一体式回弹性材料，围绕树脂腔的树脂腔密封件，围绕出口端口的出口端口密封件，围绕进口导管的进口导管密封件，围绕出口导管的出口导管密封件，以及设在刚性芯体周边的周围的外密封件。在一些实施例中，刚性芯体和一体式回弹性材料由热塑性材料构成。
在其它一些实施例中，本发明提供了一种电去电离装置，其包括由浓缩隔室间隔件限定的浓缩隔室，以及设置成相邻于浓缩隔室的消耗隔室。在一些实施例中，消耗隔室由包括刚性芯体和设在该刚性芯体内的弹性体材料网络的消耗隔室间隔件来限定。
在其它一些实施例中，本发明提供了一种制造电去电离装置的间隔件的方法，包括提供第一部段和第二部段的步骤。在一些实施例中，第一和第二部段具有允许以预定设置来配合式装配的互补特征。该方法还包括步骤：将第一和第二部段相配合，以形成包括横穿过第一和第二部段之间的至少一部分界面的槽道的刚性芯体，以及与进口端口和出口端口相连通的树脂腔。该方法还可包括将弹性体材料注入槽道中以在第一和第二部段之间形成弹性体网络的步骤。在一些实施例中，该方法还包括在界面处以及在将进口端口与树脂腔流体式连通起来的进口歧管的周围利用弹性体材料来形成内部进口密封件的步骤，和/或在界面处以及在将树脂腔与出口端口流体式连通起来的出口歧管的周围利用弹性体材料来形成内部出口密封件的步骤。在其它一些实施例中，第一和第二部段以及弹性体材料由热塑性聚合物构成。
在其它一些实施例中，本发明提供了一种制造电去电离装置的间隔件的方法，包括步骤：使第一互补式刚性部段与第二互补式刚性部段相配合，以形成包括或限定了与进口端口和出口端口相连通的树脂腔的刚性芯体。在一些实施例中，该方法还包括用弹性体材料将第一和第二互补式部段结合在一起的步骤。在其它一些实施例中，该方法还包括利用弹性体材料来在相配的第一和第二互补式部段的外表面上形成密封件的步骤。
在其它一些实施例中，本发明提供了一种装配电去电离装置的方法，包括将消耗隔室间隔件定位在电去电离装置组件中的步骤。在一些实施例中，消耗隔室间隔件包括刚性芯体和设在刚性芯体内的弹性体材料密封件。
在其它一些实施例中，本发明提供了一种提纯水的方法，包括将待提纯的水引入到电去电离装置中的步骤，该电去电离装置包括由浓缩隔室间隔件所限定的浓缩隔室，以及设置成与浓缩隔室相邻并由消耗隔室间隔件限定的消耗隔室，该消耗隔室间隔件包括刚性芯体和设在该刚性芯体内的弹性体材料网络。该方法还包括在电去电离装置上施加电势以促进水中的非所需物质从消耗隔室迁移至浓缩隔室中的步骤。
在其它一些实施例中，本发明提供了过滤器芯子，其包括支承于相配部段之间的滤芯，以及处于相配刚性部段内并形成了设在相配部段的至少一部分周边周围的密封件的一体式弹性体材料网络。在一些实施例中，过滤器芯子还包括封闭了相配部段的至少一部分外周边的由一体式弹性体材料构成的护套。
                      附图简介
附图并未按比例绘制。在附图中，在各图中相同的或接近相同的部件由相类似的标号表示。为了清楚起见，并非每个部件都在每幅图中标出。现在将通过示例方式并参见附图来介绍本发明的优选的非限制性实施例，其中：
图1是根据本发明的一个或多个实施例的具有两个相配部段的制品的透视图；
图2是图1所示制品的剖视图，显示了根据本发明的一个或多个实施例的对引入到部段之间的材料进行注射结合来制造相配部段；
图3是制品的剖视图，显示了根据本发明的一个或多个实施例的对引入到部段之间的材料进行注射结合和封装来制造相配部段；
图4是根据本发明的一个或多个实施例的具有护套的注射结合的制品的透视图；
图5是根据本发明的一个或多个实施例的注射结合的制品的剖视图，显示了结合有弹性体材料的塑料零件的组件，这些弹性体材料还封闭了塑料部件的一部分外表面；
图6是根据本发明的一个或多个实施例的电去电离装置间隔件的分解视图；
图7是根据本发明的一个或多个实施例的电去电离用间隔件的分解视图；
图8A-8D是根据本发明的一个或多个实施例的注射结合的厨房制品的示意图；
图9是根据本发明的一个或多个实施例的在线式分离装置的剖视图；
图10是图9所示注射结合的制品的一部分的剖视图；
图11A-11D是根据本发明的一个或多个实施例的注射结合的制品的示意图，其中图11A是具有由弹性体材料构成的刚性部件和相配部段的一次性照相机的分解视图，图11B是所制造的如图11A所示的一次性照相机的透视图，图11C是密封的或装有护套的电子装置的透视图，图11D是密封的或装有护套的可再充电手电筒的透视图；
图12是根据本发明的一个或多个实施例的电去电离装置间隔件的示意图；
图13是根据本发明的一个或多个实施例的采用了图12所示间隔件的电去电离装置的透视图；和
图14是根据本发明的一个或多个实施例的用于图12所示间隔件中的密封件的剖视图；
图15是燃料电池的一部分的示意图；和
图16是图15所示燃料电池部分的放大示意图。
                 本发明的详细描述
本发明提供了注射结合的制品和制造方法及其应用。注射结合的制品可包括多个刚性部段，它们可以预定的和/或互补的设置而相配起来。在一些实施例中，制品通常包括多个部段，其与设在邻接或相邻部段之间的界面处的材料结合或固定在一起。在其它一些实施例中，注入材料可在刚性部段的至少一部分表面上进一步形成封闭护套。值得注意的是，注入材料可与重叠注塑技术结合起来使用，以形成刚性部段的外表面和/或内表面上的特征或结构。该制品例如还可包括但不限于导管或槽道等内部特征，而无需使用切割、钻削或要求损失或除去材料的其它技术，例如失蜡铸造或熔模铸造技术。还可设有其它内部特征或结构，例如内密封件。在其它一些实施例中，制品包括互补式相配的刚性部段，其具有一定的特征，例如允许组件处于预定设置中的凹部和凸起。相配的刚性部段通常形成有或设有槽道、通道或通路，其中在注射结合的制品的制造期间，可流动材料可被引导而在其中流过。同样，在制造期间，可流动材料可被引入到相配刚性部段的表面如外露表面上。至少部分地填充了在相配刚性部段中所限定的槽道的可流动材料例如可通过冷却、化学反应或这两者而被诱发产生变化如相变，以形成设在刚性部件内的网络，并且在一些情况下形成至少部分地位于形成了刚性部件的相配刚性部段的表面上的网络。在一些实施例中，填充了槽道的材料可进一步形成设在刚性部件内的结构。在其它一些实施例中，可流动材料可形成设在刚性部件内的这种材料的网络，在其它一些实施例中，可形成位于刚性部件的至少一部分外表面上的这种材料的网络。可在本发明的范围内构思出的更多实施例包括由部段构成的刚性部件，这些部段具有位于其中和位于其限定了特征的表面之上、之外、之内或者这两者上的材料网络，使得材料形成了一体式零件。
在其它一些实施例中，本发明提供了制造硬质塑料部件的方法，该硬质塑料部件具有设在其中并部分地封闭了硬质塑料部件的至少一部分外表面的弹性体材料网络。该刚性部件可包括多个部段，即两个或三个或多个部段；在一些实施例中，刚性部件可包括限定了芯体的多个相配刚性部段；在其它实施例中，刚性部件可包括多个刚性部段，其具有允许它们在预定设置中互补式相配的特征。本发明还可提供一种制品，其包括刚性部件如包括两个、三个或多个相配的硬质塑料材料部段的刚性芯体，以及设在相配的塑料材料部段之间并固定在一起的由弹性体材料构成的网络。该制品还可包括护套，其由设在刚性芯体的至少一部分外表面上的弹性体材料构成。在一些实施例中，硬质塑料材料和弹性体材料由热塑性聚合物构成。
可采用各种技术来引入材料并促进其填充和流过槽道，并且进一步进入到相邻结构中。例如，材料可通过传递模塑来引入，此时，当其中设有刚性部段的适当模具闭合时，采用压力来引入材料。在其它实施例中，本发明提供了制造制品的方法。该方法包括步骤：提供第一部段和第二部段，该第一和第二部段由硬质塑料材料构成，并具有允许第一和第二部段以预定的设置相配合地装配起来的互补式特征；将第一和第二部段相配起来以形成芯体，该芯体包括横穿过第一和第二部段之间的至少一部分界面的槽道。该方法还可包括将弹性体材料注入槽道中以形成第一和第二部段之间的弹性体材料网络的步骤。在一些实施例中，该方法还可包括形成护套的步骤，该护套由芯体的至少一部分外表面上的弹性体材料构成。
根据一个或多个实施例，本发明可利用传递模塑、注射模塑、压力模制、反应注塑、重叠注塑技术及其组合。本发明可用于制造由塑料、热塑性材料、热固性材料以及弹性体材料或回弹性材料的任何组合构成的制品。在一些实施例中，本发明提供了将刚性部段装配到与弹性体材料固定在一起的刚性芯体中。
根据本发明的一个或多个实施例，如图1所示，第一部段100和第二部段105可具有凹入结构110和115，它们在其中形成或限定了槽道或通道，或者在部段100和105以互补式的配合设置装配在一起以形成如图2中的剖视图所示的刚性部件或芯体120时形成或限定了槽道或通道。装配好的第一部段100和第二部段105放入到能够为装配好的部段提供压力或负载和/或加热的装置中。刚性部段可在模具组件中加热。当部段100和105装配在一起以形成相配的刚性部件120时，材料、通常是可流动的材料可被引入到由凹槽110和115所限定的槽道中。
仅出于说明性的目的，根据本发明的可流动材料称为弹性体材料。本发明全面地考虑到了可采用其它类似的材料。这些材料包括热固性材料、热塑性材料及其共混物、共聚物或混合物。这些材料还包括可形成交联化学键的反应材料。弹性体材料通常可在高温下流动，可在压力下流动，但在室温或低温下会变成固态或非熔融状态。弹性体材料可因物理的或化学的变化或反应而变成固态的不流动材料。例如，弹性体材料可包括热固性聚合物材料，其可在聚合链之间形成交联化学键，从而改变了弹性体材料的物理性能。
如图2中的实施例所示，弹性体材料210可如箭头212所示地引入到形成于模具组件215中的浇口、浇道或流道214中，模具组件215通常包括模具部件200和205。一般来说，弹性体材料210在压力和/或在高温下流动。弹性体材料210可进一步流入到例如限定在相配部段100和105之中或之间的槽道216中，相配部段100和105显示为设在模腔206中，并由模具部件200和205来限定。弹性体材料还可填充在限定于相配部段100和105中的空腔内，以形成内置结构(未示出)。
在本发明的其它实施例中，弹性体材料210可用于成形或重叠注塑在相配部段100和105上，以便部分地或完全地封闭刚性部件120的外表面220。例如，如图3中的剖视图所示，刚性部段100和105可以预定方式来装配，并设在由模具组件215中的模具部件200和205所限定的模腔206中。具有设在其中的刚性部段100和105的模具组件215可在烘箱中或通过压力机的加热滚筒(未示出)而被加热至高温。弹性体材料210可通过包括但不限于传递模塑、注塑、反应注塑和压力模制的技术而被引入到限定在一个或两个模具部件200和205中的流道214中。弹性体材料210可进入槽道216中。弹性体材料210可通过流入和流过限定在一个或两个刚性部段100和105中的第二槽道218而重叠注塑在一个或两个相配部段100和105的外表面220的周围，并流入第二腔222中，以便在弹性体材料210冷却成固体时形成护套结构224(如图4所示)。第二腔222可进一步提供互补式形状的特征(未示出)，使得当弹性体材料210填充了腔222时，它顺应并呈现出这些互补式特征的形状，从而提供了形成于刚性部件的表面220上的结构。例如，腔222可成形为提供了密封件，其可形成于刚性部件的表面上。如图4所示，本发明提供了注射结合的制品300，其具有相配刚性部段100和105，并包括由弹性体材料制成的护套224，该弹性体材料也形成了设在相配刚性部段之间的网络。弹性体材料网络和护套成形为一体式结构。
根据一些实施例，弹性体材料包括热塑性弹性体材料(TPE)。在其它实施例中，刚性部段由热塑性材料构成。在其它一些实施例中，热塑性材料和刚性部段由热塑性材料如热塑性弹性体材料构成。例如，TPE和相配部段可包括可在加工温度下熔融的聚烯烃聚合物。因此，根据本发明的一个或多个实施例，熔融的TPE可在一定温度下引入到槽道216和218中，该温度可至少局部地熔化相配部段100和105的各自接触的润湿表面。一旦TPE已至少部分地填充了槽道216和218并且选择性地填充了腔222，那么组件就可冷却下来，并从模具组件215中取出。在冷却时可在刚性部段之间形成热结合，护套和TPE形成了设在刚性部段之间的弹性体材料网络。
根据一个或多个实施例，本发明提供了一种包括刚性芯体和弹性体材料网络的电去电离装置的间隔件。弹性体材料网络可设在刚性芯体内。在一些实施例中，弹性体材料可在刚性芯体的至少一部分表面上形成密封件。弹性体材料可进一步形成密封结构，例如提供了限定在刚性芯体中的结构的流体隔离的密封件。电去电离用间隔件可具有限定于其中的一个或多个树脂腔，它们可与均也限定在刚性芯体中的进口端口和出口端口中的至少一个流体连通。在刚性芯体之中或之上还可限定其它结构和特征。例如，刚性芯体还可包括限定在刚性芯体中的贯穿端口，其可用作可允许通过刚性芯体的流体连通的槽道。
在一些实施例中，限定在刚性芯体中的一个或多个端口可具有设在一个或多个端口周边处的至少一个密封件。例如，进口端口密封件可围绕着进口端口的周边而设在刚性芯体表面上。在一些实施例中，密封件由弹性体材料构成，而在其它一些实施例中，密封件由形成了弹性体材料网络的弹性体材料构成。电去电离用间隔件可包括设在刚性芯体表面上的周向密封件。
在其它一些实施例中，弹性体材料形成了护套，其至少部分地封闭了刚性芯体的表面。在其它一些实施例中，弹性体材料还在刚性芯体内限定这样的结构，其密封并流体式隔离了限定在刚性芯体内的槽道或其它结构。例如，弹性体材料可限定包括了密封件的网络，这些密封件流体式隔离了树脂腔、进口或出口端口以及限定在刚性芯体内的任何贯穿端口和歧管、槽道或导管中的任何一个。
弹性体材料可以为可用于电去电离装置中的任何物理和化学性相容的回弹性材料。该弹性体材料可包括任何可在适当加工条件下进行模制的材料。例如，弹性体材料可包括热塑性材料、热固性材料及其组合物或共混物。另外，弹性体材料可以为一种或多种热塑性或热固性聚合物的化学或机械共混物。可适用于电去电离装置中的弹性体材料的示例包括但不限于苯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚酰胺和聚烯烃的聚合物或共聚物。
图5显示了根据本发明的一个或多个实施例的组件的剖视图。注射结合的制品305显示为三个与弹性体材料结合在一起的塑料零件或刚性部段的组件，该弹性体材料还至少部分地封闭了部段的外表面。刚性部段315和320可连同夹在它们之间的筛网325固定在一起。弹性体材料在刚性部件315和320之间形成了内部网络330，使其可将筛网325机械式地和/或化学式地结合在刚性部段315和320之间。弹性体材料也可在相配的部段315、320和325的外表面上形成密封件310。弹性体材料还可部分地封闭该组件以形成护套310。
根据本发明的一个或多个实施例，图6显示了电去电离装置间隔件的分解视图，其包括第一部分或部段335以及第二部分或部段340，它们可以互补式的设置相配合，以形成与弹性体材料网络345固定在一起的刚性芯体。电去电离装置间隔件可通过提供第一相配部段335来制造，该第一相配部段335可通过例如但不限于模制或机加工刚性材料的领域中已知的技术来制造。类似地，第二部分340可以相同的方式来制造和提供。可通过将相配的第一部段335和第二部段340设在合适的模具(未示出)中并注入弹性体材料以便在内部结构、例如由部段335和340的组件所限定的槽道350中形成弹性体材料网络345来构造电去电离装置间隔件。弹性体材料网络可固定住互补式相配的第一部段335和第二部段340。在一些实施例中，互补式相配的第一和第二部分以及弹性体材料包括热塑性材料。
弹性体材料可包括在使用期间具有化学和机械稳定性的任何回弹性材料。在一些实施例中，弹性体材料具有约40至约90之间的肖氏硬度A，优选为约50至约80，更优选为约60至约75，这是通过ASTMD 2240或TPE 0169来测得的。在一些实施例中，弹性体材料具有足以允许受压同时不会在压力下出现显著材料流动的硬度性能。在一些实施例中，弹性体材料设置成具有足以防止流体在压力下从中流过的抗压性能。在其它一些实施例中，刚性材料和弹性体材料由适用于食品或药品应用中的材料构成。在一些实施例中，弹性体材料可包括在操作或使用期间相对于刚性材料呈柔性的热塑性或热固性聚合物。弹性体材料的示例包括但不限于回弹性材料，例如热塑性弹性体材料如苯乙烯嵌段共聚物、共聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃和其它的热塑性或热固性聚合物。合适弹性体材料的示例包括但不限于可从美国俄亥俄州Akron的Advanced ElastomerSystems公司买到的SANTOPRENE热塑性弹性体树脂；可从俄亥俄州Akron的Network Polymers公司买到的SOFTFLEX热塑性弹性体树脂；可从美国伊利诺斯州Glen View的Star Thermoplastic Alloys &Rubber公司买到的STARFLEX热塑性弹性体树脂；可从伊利诺斯州McHenry的GLS公司买到的VERSALLOYXL9000热塑性弹性体树脂；可从美国宾夕法尼亚州费城的Rohm and Haas公司买到的MORTHANE树脂；以及可从俄亥俄州克利夫兰市的B.F.Goodrich公司或者俄亥俄州克利夫兰市的Noveon公司买到的ESTANE热塑性聚氨酯树脂。弹性体材料还可包括增强的、非增强的、加填料的或未加填料的热固性硫化产品，或者它们的共混物和混合物，例如天然橡胶以及苯乙烯-丁二烯、聚丁二烯、乙烯/丙烯、丁烯、氯丁烯、聚异戊二烯、腈、聚丙烯酸酯、氯丁二烯、氯磺化聚乙烯、聚硫化物、硅酮和碳氟聚合物。
在制造期间，弹性体材料例如在第一或第二刚性部分中的一部分的模制期间可局部地熔化。一般来说，在冷却时，互补式相配的第一和第二部分熔合一起，或者至少熔合或固定在未熔融的弹性体材料上。
在其它一些实施例中，刚性芯体可包括这样的材料，其具有足够的非柔性，并且在使用期间或者例如用在电去电离装置中的期间可在作用力或压力下保持其大致形状。刚性材料可包括能抵抗应力弛豫并能耐受电去电离装置工作期间的条件的材料。在一些实施例中，刚性材料是电绝缘的，并且对高或低pH值的液体具有耐化学性。在其它一些实施例中，刚性材料相对于弹性体材料而言为非柔性的，并且在使用或维护过程中热稳定，耐化学性，耐热并具有尺寸稳定性。与确定适用性相关的其它性能包括但不限于机械性能，例如刚性、抗冲击性、表面质量、耐磨性；化学性能，例如阻燃性、传导性、相容性和重量；介电性；耐风化性；加工性能，以及材料的成本和可用性。刚性材料可由任何合适的材料来制造，例如但不限于热塑性塑料、热固性塑料，或者聚合物材料的共混物或共聚物，以及金属或它们的组合或合金，只要它适用于其预定用途。在一些实施例中，刚性材料由增强的热塑性或热固性材料构成。例如，刚性材料可通过聚合物基质中的化合物、共混物、纤维和/或矿物质来增强。其它合适的增强填料的示例包括但不限于玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、硅石和碳黑。合适聚合物材料的示例包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚丙烯酸醚酮、苯乙烯-丙烯腈、环状烯烃共聚物、聚酰亚胺、聚砜、聚亚苯基砜、聚苯氧化物、聚苯醚、氯化聚氯乙烯、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯并咪唑和聚苯乙烯，以及它们的共混物、共聚物或混合物。刚性部段还可包括热固性聚合物材料，例如但不限于环氧树脂、尿烷和苯酚，以及它们的共混物或共聚物。合适的可买到的材料包括可从美国密歇根州Aubom Hills的Solvay Engineered Polymers公司得到的RADEL聚亚苯基砜树脂，以及可从美国马萨诸塞州Pittsfield的GE Plastics公司得到的NORYL聚苯基树脂。
合适刚性材料/弹性体材料组的选择取决于若干因素，包括与制造、成本和使用条件相关的因素。例如，至少一个刚性部段包括玻璃填充的聚丙烯，弹性体材料包括含有乙烯丙烯二烯橡胶和聚丙烯的热塑性弹性体。相容材料组的具体示例包括但不限于表1中所示。
         表1.合适的弹性体材料和刚性材料组合
  弹性体材料   刚性材料
聚丙烯基塑料材料，例如可从俄亥俄州Akron的AdvancedElastomer Systems公司买到的SANtopRENEB100系列、XB211-55B100级的塑料材料   丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)基塑料材料聚碳酸酯基塑料材料ABS/聚碳酸酯基塑料材料聚苯乙烯基塑料材料，丙烯酸树脂基塑料材料丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈(ASA)基塑料材料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基塑料材料
  苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)基塑料材料，例如可从德国的Kraibur&Waldkraiburg公司得到的THERMOLASTK塑料材料   缩醛缩聚物基塑料材料，例如可从美国新泽西州Summit的TiconaUS公司得到的CELCON或HOSTAFORM塑料材料
  要求加热和压力的聚丙烯基热塑性硫化材料，其可从俄亥俄州Akron的Advanced ElastomerSystems公司得到 经阳极氧化处理的铝、冷轧不锈钢、黄铜、铜，以及其它经涂覆处理的尼龙和聚酯织物
热塑性弹性体材料，例如可从俄亥俄州克利夫兰市的B.F.Goodrich公司得到的ESTAGRIP塑料   ABS基塑料材料，聚碳酸酯基塑料材料ABS/聚碳酸酯基塑料材料，刚性聚氯乙烯(PVC)基塑料材料PVC/ABS共混物基塑料材料聚苯氧化物/聚苯乙烯共混物(PPO/PS)基塑料材料
  热塑性弹性体材料，例如可从伊利诺斯州McHenry的GLS公司得到的VERSAFLEX GLS OM600塑料材料 尼龙6/6树脂、尼龙6树脂和其它类似的工程塑料材料
刚性部段可通过本领域中已知的技术来制造。例如，由聚合物材料构成的刚性部段可通过模制聚合物材料来制造。刚性部件上的特征如凸起和凹部可通过在具有相应特征的模具内铸造或模制聚合物材料而形成。在一些情况下，这些特征可通过对模制的刚性部件进行机加工来形成。制造技术的示例包括但不限于：挤塑，其中迫使聚合物材料通过具有刚性部段形状的压模；层压，其中将聚合物材料的层或片材相连以形成一体式部件；以及模制，例如压力模制、传递模塑和/或注塑，其中施加压力以促进聚合物材料流入模腔中。
另外，本发明可构思出使用粘合剂来促进刚性材料和弹性体材料之间的结合。例如，在如本文所述地注射弹性体材料之前，刚性部段可涂覆有本领域中已知的粘合剂或增粘剂，例如见“SANTOPRENE热塑性橡胶的装配式结合”，Advanced ElastomerSystems Technical Correspondence，TCD00901，2001。或者，本发明还构思出可以选择不会形成热结合的特定材料组。这些实施例可有利地用于各种应用中，例如但不限于要求拆卸以便替换或修理部件的制品。合适的非结合对的示例包括俄亥俄州Akron的AdvancedElastomer Systems公司的SANTOPRENES271-73热塑性弹性体，以及可从马萨诸塞州Pittsfield的GE Plastics公司得到的玻璃填充的NORYLGFN-2聚苯氧化物。
利用SANTOPRENEX热塑性橡胶材料来制造部件在以下技术文献中有介绍，包括：“用于模制在SANTOPRENE橡胶中的O型密封圈的加工和模具设计构思”，Advanced Elastomer SystemsTechnical Correspondence，TCD07889，1998；“针对隔膜的设计构思”，Advanced Elastomer Systems Technical Correspondence，TCD00500，2000；“SANTOPRENE热塑性橡胶的装配式结合”，Advanced Elastomer Systems Technical Correspondence，TCD00901，2001；“利用SANTOPRENE热塑性橡胶的密封”，Advanced ElastomerSystems Technical Correspondence，TCD02001，2001；“用于材料传输软管的SANTOPRENE热塑性橡胶”，Advanced Elastomer SystemsTechnical Correspondence，TCD 1901，2001；“SANTOPRENE热塑性橡胶的注射模塑的收缩率”，Advanced Elastomer Systems TechnicalCorrespondence，TCD00601，2001；“熔接SANTOPRENE热塑性橡胶”，Advanced Elastomer Systems Technical Correspondence，TCD01401，2001；以及“手柄设计易学篇”，Advanced ElastomerSystems，AD1095-0201，2001，这些文献中的每一篇均通过引用整体地结合于本文中。
根据一个或多个实施例，本发明可与电驱动的分离技术的相关装置一起使用。例如，本发明可与采用了电去电离技术的制品或部件相关。电去电离装置可通过在电势的作用下使用电活性介质以影响可电离物质的传输来从液体中除去可电离物质。电活性介质可用于收集和排出可电离物质，或者通过离子或电子替代机理而连续地促进离子的传输。电去电离装置可包括具有永久性或暂时性电荷的介质，并且可操作以便引起可设计成用于实现或增强性能的电化学反应。这些装置还包括电活性膜，例如半渗透性离子交换膜、离子选择性膜或双极性膜。
根据一个或多个实施例，本发明可用于制造用于电去电离装置中的制品或部件。电去电离装置通常包括离子消耗(消耗)隔室和离子浓缩(浓缩)隔室。相邻的隔室一般具有设在两者之间的离子选择膜。一般已知为叠层的浓缩隔室和消耗隔室的组件处于交替的顺序，或者处于可满足设计和性能要求所必须的各种设置中的任一种。叠层设置通常由一端处的电极隔室和相对端处的另一电极隔室来限界。一般来说，在包含有电极的电极隔室的附近设有端部块。浓缩隔室和消耗隔室通常通过用于偏置和支撑离子选择膜的间隔件或结构来限定。间隔件与结合或密封于其上的离子选择膜一起限定了腔，其可根据操作条件而用作浓缩隔室或消耗隔室。典型的电去电离装置具有交替设置的电活性的半渗透性的阴离子和阳离子选择膜。离子选择膜之间的间隔典型地构造成可形成液流隔室。通过外电源并经由隔室边界处的电极来施加横向直流电场。在施加电场时，将在一个隔室即离子消耗隔室中接受处理的液体中的离子被吸引到其各自的吸引电极上。离子通常迁移穿过离子选择膜而进入相邻隔室中，因此，这种相邻的离子浓缩隔室中的液体就出现了离子浓缩。消耗隔室内的容积，以及在一些情况下浓缩隔室内的容积包括电活性介质。在电去电离装置中，电活性介质可包括充分混合的或分层的阴离子和阳离子交换树脂。这些电活性介质一般可增强隔室内的离子传输，并且可作为用于受控电化学反应的基体。如上所述，电去电离装置例如在Giuffrida等人的美国专利No.4632745、No.4925541和No.5211823，Ganzi的美国专利No.5259936和No.5316637，Parsi等人的美国专利No.5066375，Oren等人的美国专利No.5154809和Kedem的美国专利No.5240579中有介绍，这些专利均通过引用完整地结合于本文中。
浓缩隔室和消耗隔室可填充有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂或这两者的混合物。阳离子和阴离子交换树脂可设置成消耗隔室、浓缩隔室和电极隔室中任一隔室内的混合物或层，因此可装配出多种设置中的许多层。在本发明的范围内可以构思出，在任何消耗隔室、浓缩隔室和电极隔室内使用混合床离子交换树脂，在阴离子和阳离子交换树脂的床层之间使用惰性树脂，以及使用各种类型的阴离子和阳离子交换树脂，例如Di Mascio等人的美国专利No.5858191中所述的那些树脂，该专利通过引用完整地结合于本文中。
根据本发明的另一实施例，如图7的分解视图所示，消耗隔室间隔件显示为刚性芯体，其由通过弹性体材料网络365而固定在一起的第一部分或部段355和第二部分或部段360构成，弹性体材料网络365还形成了位于刚性芯体的至少一部分表面上的密封件370。在一些情况下，弹性体材料还封闭了刚性芯体，并形成了作为一体式弹性体材料的位于刚性芯体的至少一部分表面上的护套375。
本发明可通过以下示例来进一步理解，这些示例在本质上是说明性的，并且不限制本发明的范围。
示例1.通过注射结合和重叠注塑技术来制造的厨房制品
注射结合的制品如图8A-8D所示，其中可根据以下发明来制造厨房制品。图8A是图8C所示厨房制品380的刚性部件的分解视图，显示了由尼龙树脂构成的第一部段385和由尼龙树脂构成的第二部段390。图8C显示了装配好的厨房制品，其带有可形成于刚性芯体上的手柄部分420。图8D是沿着图8C中的剖面d-d的剖视图，显示了该厨房制品的手柄部分。互补式的相配部段385和390可装配成厨房制品380。
互补式的相配第一部段385和第二部段390可通过在各自的模具(未示出)中模制尼龙树脂来制造。第一部段385和第二部段390具有互补式特征，例如凸起和凹部(未示出)，使得部段385和390可互补地相配以形成刚性制品380。第一部段385可具有第一槽道400，在其中可通过注塑技术来引入熔融TPE树脂如SANTOPRENE191-70A。TPE树脂选择成可与刚性部段385和390相结合。将刚性部段385和390放入模具(未示出)中。将约260℃至约280℃温度下的熔融TPE树脂注入到模具中，并填充和流入槽道400。熔融TPE树脂的继续注入允许它流入第二槽道405中，并且进一步流到相配刚性部段385和390的一部分外表面410上以形成护套415。在该示例中，可以进行TPE树脂的注射以及相配刚性部段的一部分外表面上的重叠注塑，以用于制造具有形成于刚性芯体上的手柄部分420的厨房制品380。
示例2.通过注射结合和重叠注塑技术来制造的在线式分离装置
该示例介绍了图9所示的注射结合的制品，图中显示了根据本发明的在线式分离装置425。分离装置425包括由聚丙烯塑料树脂构成的第一刚性部段430，以及同样由聚丙烯塑料树脂构成的相配的互补式第二刚性部段435。在形成于相配刚性部段430和435之间的界面处设有分离介质440。在图9中还显示了支承格栅445，其设置成可在分离装置425的使用期间为分离介质440提供结构支撑。由TPE树脂如SANTOPRENE271-73热塑性弹性体树脂构成的弹性体材料用于固定第一刚性部段430和第二刚性部段435，以及固定分离介质440和支承格栅445。
为了制造分离装置425，将第一部段和第二部段放入模具(未示出)中。将弹性体材料注入到限定在刚性部段430和435之间的槽道450中。选择特定的TPE材料和特定的刚性部段材料，使得可在装配好的分离装置425冷却时例如通过形成机械结合、化学结合和/或热结合来形成结合。对包括分离介质440的材料的选择取决于若干因素，包括但不限于与待除去或分离的材料的相容性，从中流过的气态或液态的流体载体，制造期间的温度稳定性，以及成本。分离介质440可基于任何技术，例如过滤、渗透、扩散、吸附、螯合、化学反应及其组合。合适分离介质440的示例包括但不限于筛网、多孔介质如多孔塑料或金属、烧结介质如烧结塑料或烧结金属、微滤膜、超滤膜，以及带有可与待除去物质选择性结合的移植和/或注入化学基团的膜。
图10是图9所示分离装置425的一部分的剖视图，其显示了第一部段430的连接部分455，其具有形成于部段430的表面465上的密封件460。密封件460包括弹性体材料，其可利用注塑和重叠注塑技术并通过允许热塑性材料流过槽道(未示出)而到达刚性部段430的表面上来成形。密封件的特征可在制造分离装置425的期间利用注塑和重叠注塑技术并通过具有相应特征的模具(未示出)来制出。
如示例1一样，基于SANTOPRENE热塑性弹性体材料的制品的制造技术在可从俄亥俄州Akron的Advanced Elastomer Systems公司得到的各种技术文献中有介绍。
示例3.一次性的和密封式的消费品
在该示例中，可根据本发明来制造一次性的或密封式的消费品。这些消费品的示例包括但不限于，包括水封式水下照相机在内的一次性照相机、密封式的移动电话，以及可再充电的密封式手电筒。图11A是一次性照相机470(如图11B所示)的分解视图，其具有包括ABS塑料树脂的第一刚性部段475，以及也包括ABS塑料树脂的第二刚性部段480。第一和第二刚性部段形成了封闭住内部件组件485的互补相配式刚性芯体。第二刚性部段包括限定于其上的槽道490。
为了制造该消费品，将带有设在其中的内部部件的装配好的第一和第二刚性部段放入模具(未示出)中。将模具加热至一定的温度，该温度适于在将弹性体材料注入模具时促进其流动，以便填充槽道490。在如图11B所示的透视图中，消费品如一次性照相机显示出，弹性体材料还可被重叠注塑到护套500中，并封闭了刚性部段475和480的至少一部分表面。
图11C-11D是根据本发明的消费品的透视图。图11C显示了密封式电子装置505，其具有固定在一起的相配刚性部段510和515，并且带有设在这些刚性部段之间的弹性体材料网络，该弹性体材料网络还在相配刚性部段的至少一部分表面上形成了护套520。图11D显示了可再充电的密封式手电筒525，其具有固定在一起的相配刚性部段530和535，并且带有设这些在刚性部段之间的弹性体材料网络。弹性体材料通常还形成了护套540，其可在刚性部段的至少一部分表面上成形为手柄。另外，通过形成护套540以覆盖刚性部件，手电筒525便可密封成不漏水。内设的弹性体材料网络可形成内密封件，这便进一步保证了内部部件被单独地或共同地流体式隔离。
示例4.电去电离装置间隔件的制造、电去电离装置的装配以及电去电离装置的操作
在该示例中，根据本发明来制造电去电离装置间隔件。电去电离装置是装配好的，并包括由刚性芯体构成和还形成了密封件且部分封闭了刚性芯体的弹性体材料网络的间隔件。将装配好的电去电离装置投入使用，并进行操作以用于提纯水。
图12是显示了根据本发明来制造的电去电离装置间隔件550的透视图。间隔件550包括刚性芯体555和位于该刚性芯体内的弹性体材料网络560。间隔件550还具有设在刚性芯体555的表面575上的周向密封件570，以及设在树脂隔室585和590的周边周围的树脂腔密封件580。树脂腔密封件580将相邻的离子选择膜(未示出)流体式密封在间隔件550上。弹性体材料网络560还形成了护套600，其封闭了刚性芯体555的至少一部分缘边区域。间隔件550还包括设在进口端口610、出口端口615和贯穿端口620的周边周围的外密封件605。贯穿端口620提供了通过间隔件的流体连通，以及电去电离装置的直接相邻隔室之间的流体连通。弹性体材料网络560、密封件570，580和605以及护套600由一体式弹性体材料构成，该一体式弹性体材料通过将SANTOPRENE271-73热塑性弹性体树脂注塑到刚性芯体中的内通道中并且进一步注入热塑性弹性体树脂以形成外密封件570,580和605及护套600来形成。在刚性芯体555中还设有导管625,630和635，它们提供了进口端口610、树脂腔585和590以及出口端口615之间的流体连通。内密封件640流体式隔离了刚性芯体中的内部结构，包括导管625，630和635、进口端口610、树脂腔585和590、出口端口615以及贯穿端口620。
刚性芯体由两个刚性部段制成，如图7所示。刚性部段355和360由玻璃填充的聚丙烯化合物制成，其可从美国缅因州Lewiston的Compounding Solutions公司得到。刚性部段以互补式相配的设置而装配在一起，并且设置在模腔(未示出)中。将可从俄亥俄州Akron的Advanced Elastomer Systems公司得到的SANTOPRENE271-73热塑性弹性体树脂在约177℃至约204℃(约350°F至约400°F)下注入到模具中，以形成弹性体材料网络365(图12中标为560)。加工温度取决于模具和注塑机的设计和尺寸，并且取决于加工变量如注入量、模具温度，注射速度和循环时间。本领域的技术人员可以认识到，特定的加工条件会要求对这些因素进行略微的变动，以用于制造类似的制品。将所制造的间隔件从模具组件中取出，并让其冷却。
利用如图12所示的电去电离装置间隔件(本文称为消耗间隔件)来装配电去电离装置，从而限定消耗隔室。在本文中称为浓缩间隔件的也根据本发明来制造的类似间隔件用于限定浓缩隔室。
图6显示了根据本发明的浓缩隔室间隔件。该浓缩隔室间隔件包括可从缅因州Lewiston的Compounding Solutions公司得到的玻璃填充的聚丙烯化合物的刚性芯体，以及可从俄亥俄州Akron的Advanced Elastomer Systems公司得到的SANTOPRENE271-73热塑性弹性体树脂的一体式弹性体网络。
图13所示的装配好的电去电离装置645具有八个消耗间隔件650和九个浓缩间隔件655，它们以交替的方式层叠在一起，其中在这些间隔件之间设有异质离子选择膜660。间隔件和离子选择膜的叠层由容纳在端部块670中的电极665来限界。采用螺杆675和螺母680来压紧叠层和端部块组件，以便压紧密封件并抵抗操作期间的内部静水压力。
图14是消耗隔室间隔件550的一部分树脂腔密封件和一部分树脂腔585的剖视图。树脂腔密封件580具有这样的轮廓，其在内凹区690之间具有中间凸起区685。密封件580还在密封件的周边处具有水平区695。通过提供具有互补式地限定了凸起区和内凹区的相应特征的模具组件来形成密封件的轮廓。图14显示了在电去电离装置组件被拧紧之前设在电去电离装置中的密封件的一部分。特别是，图中显示了离子选择膜660，其贴靠在密封件的凸起区685上，并处于相邻浓缩隔室的刚性芯体700之间。在该实施例中，凸起区685具有约0.060英寸的直径。内凹区690的弯曲部分705具有约0.030英寸的直径。在凸起区685的壁与水平区695之间限定的分离距离为约0.018英寸。一旦组件上紧，则凸起区685将被压缩和产生变形，以便与膜660和刚性芯体700的形状相符。特别是，包括密封件的弹性体材料将在压力负载的作用下变形至内凹区690所限定的空间内。各密封部分的特定比例和尺寸选择成可提供30％的变形能力。密封件制造成可提供：
                      R2≥1/2R1，
                   H1～1/2H2，和
                   A2≥A1，
其中，H1是从水平区695所限定的基准面710至凸起区685的最大尺寸，H2是从基准面710至内凹区690的最大尺寸，A1是包括在凸起区685和基准面710中的截面积，A2是包括在内凹区690和基准面710中的开口截面积，R1是凸起区685的半径，R2是内凹区690的半径。同样，密封件570和605具有相似的轮廓。
消耗隔室填充有阳离子和阴离子交换树脂层，例如可从美国密歇根州Midland的Dow Chemical公司得到的DOWEXTM MONO-SPHERETM 650C阳离子树脂，以及可从密歇根州Midland的DowChemical公司得到的DOWEXTM MARATHONTMA阴离子树脂和可从宾夕法尼亚州费城的Rohm and Haas公司得到的AMBERJET4600阴离子树脂的混合物。浓缩隔室填充有阳离子和阴离子树脂的混合物，即DOWEXTM MONOSPHERETM 650C阳离子树脂、DOWEXTMMARATHONTMA阴离子树脂和AMBERJET4600阴离子树脂的混合物。
待提纯的水通过进口端口610进入消耗隔室，流经导管625所限定的U形路径中的间隔件、树脂腔585、导管630、树脂腔590和导管635，并且通过出口端口615而流出间隔件。
如图13所示的已完成的电去电离装置可承受超过50磅/平方英寸的水压而不会发生任何外部泄漏，从而证实了周向密封件570的有效性。在5磅/平方英寸的压差下测量稀释隔室和浓缩隔室之间的交叉泄漏，证明没有泄漏，设在图12中的贯穿端口620周围的密封件有效地流体式隔离了各种结构。
电去电离装置在以下条件下操作：
给水流率：110升/分钟
给水传导率：10μS/cm
给水中的CO2浓度：2.5ppm
给水温度：10℃
外加电压：130VDC
电流：0.3安
水回收率：90％
水回收率是被纯化的给水的百分数；因此，所提纯产品的流率为100升/分钟。
产品即纯化水的传导率测得为0.059μS/cm，显示出除去了给水中99.4％以上的溶解离子。通过电去电离装置的压力降测得为10磅/平方英寸。
示例5.一次性的和密封式的燃料电池
在该示例中，可根据本发明来制造一次性的和/或密封式的燃料电池。燃料电池、包括基于质子交换膜(PEM)技术的燃料电池例如可用于为便携式电力设备和电子装置如膝上型计算机和移动电话提供电力。燃料电池可用于便携式应用，尤其是其中通过部件如膜、电极和流场板的设计、特性和性能的提高而导致体积功率密度增大且成本降低的应用。包括基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术的燃料电池装置的示例可从美国纽约Latham的Plug Power公司以及加拿大英属哥伦比亚区Burnaby的Ballard Power Systems公司得到。
图15是典型PEMFC的部分715的剖视图。燃料电池通常具有固定在流场板725之间的平面膜-电极组件(MEA)720。各MEA720通常包括具有阳极730、PEM735和阴极740的构造。限定在流场板725中的凹槽745一般用作导管，以便在燃料电池的操作期间促进反应气体、一般为氢和氧至MEA720的传输。通常由石墨或石墨复合材料制成的板725还可用于收集在MEA720处产生的电流。
燃料电池构造的其中一项难题是MEA720的周边周围的密封件。PEM735可用作相邻板之间的垫片。图16是图15所示密封式PEMFC的一部分的放大视图。图16显示了设在两个相邻板725之间并在界面处770形成接触的MEA720。限定在板725之间并位于界面770外侧的孔765保证了这些板725不会形成电接触。燃料电池通常具有多个层叠的交替设置的板725和MEA720。
在与密封燃料电池组的制造有关的本发明的一个实施例中，将燃料电池组设在模具(未示出)中，并将熔融TPE材料注入至少部分地由板725中的凹槽755所限定的槽道750中。在冷却时，所注入的TPE材料760填充了由槽道755和孔765所限定的空间，并在MEA720的周围形成了密封件780。TPE材料760一般选择成具有电绝缘性，与工作温度相容，并与反应气体化学性相容。例如，TPE材料可以为如上所述的任一种。希望能在TPE材料和板之间形成粘合，以便减小在密封件上保持压紧所必须的夹紧力。
密封MEA周边的这种方法可适用于PEMFC的其它设计，例如包括带有非平面MEA的燃料电池。本发明的方法也可适用于其它类型电化学装置中的密封膜，例如电解电池以及基于电渗析和电去电离技术的电净化装置。
本发明的应用并不限于本文所述或附图所示的部件的构造和设置的细节。本发明能以其它实施例的方式来实施，并且可以各种方式来实施和执行。另外，本文所用的措词和术语只是出于描述的目的，不应视为具有限制性。本文所用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及到”以及它们的变型意味着涵括了以下所列出的选项及其等效表达，以及另外的选项。
本文所用的用语“机械结合”指结构件形成或具有互锁式特征以阻止固定的或相结合的结构件的运动，用语“化学结合”指涉及具有共价或离子性质的化学键的一般为分子的化学物质的互锁性或相互贯通的网络或组件。用语“热结合”指用于制造由多个部件构成的制品的制造技术，它通过与熔融材料接触来使另一或相同材料的温度升高，优选局部地熔化该可熔材料，并冷却该组件，使得固化的熔融材料相互间固定、例如结合在一起。用语“结合”广泛地指将部件或部段固定在另一部件或部段上以形成组件。它包括机械结合、化学结合和热结合技术，以及可将一个或多个部件或部段固定在一起的其它技术，例如但不限于使用熔接、粘合剂、胶合剂和其它粘结剂。
另外，本文所用的用语“刚性”描述了在室温和/或在本发明制品的部件的制造或装配期间的温度下为非柔性的材料，用语“柔性”描述了易弯的并且可响应于外加作用力而至少部分地屈服和变形的材料。用语“弹性体”指可对外加张力或压力作出响应，并且在释放外加作用力之后一般易于回复其原始形状的材料。在本发明的一些实施例中，用语“弹性体”指包括热固性聚合物、热塑性聚合物或其组合物或共混物的材料。另外，用语“热塑性弹性体”指具有橡胶成分的一类材料。这些材料包括那些可买到的材料，一般指TPE、热塑性橡胶(TPR)、热塑性尿烷(TPU)、热塑性弹性体烯烃(TEO)和热塑性硫化产品(TPV)。
另外，本文所用的用语“导管”指在结构之间提供连通、通常为流体连通的通路。例如，导管可用作使第一结构与一个或多个结构流体连通从而在这些结构之间提供一条或多条流路的歧管。
另外，本文所用的用语“离子交换树脂”指电活性介质。用语“树脂腔”指设计和构造成可至少部分地包含电活性介质的结构。另外，本文所用的用语“离子选择膜”指任何选择性渗透的膜，例如阳离子或阴离子选择性渗透的膜，它们也称为选择性渗透膜，还指离子交换膜、半渗透离子交换膜和双极膜。
在上文中已经介绍了本发明的至少一个实施例的若干方面，可以理解，各种变化、修改和改进对于本领域的技术人员而言是显而易见的。例如，根据本发明的注射结合和重叠注塑技术可用于制造制品，例如具有与还形成了用作手柄的护套的TPE网络固定在一起的刚性部段的浇花用水喷嘴，包括与弹性体材料固定在一起的相配刚性部段的阀，其中该弹性体材料还在与软管的连接处形成了垫片或密封件。另外，可根据本发明来制造其它消费品，例如水封式玩具。值得注意的是，本发明可用于来制造基于板和框架设计的其它装置的部件。例如，本发明可用于制造板-框架式热交换器中的板，以便具有可固定刚性部件的弹性体网络和封闭了板的一部分表面的密封件。这些变化、修改和改进属于本公开的一部分，并且属于本发明的精神和范围内。另外，根据本发明所使用的技术包括本领域中已知的那些技术。例如，针对模制技术而言，本领域的技术人员可设计和制造出允许弹性体材料在制造期间实现最佳流动的模具或模具部件。特别是，模具设计领域的技术人员可利用工具如计算机来模拟和表征制造期间的流动。另外，在本发明的制品和方法中可使用非弹性体材料。例如，非弹性体的反应材料可用于形成网络，其将刚性部段固定或结合在一起，并且还在刚性部段的表面上形成了护套。因此，以上描述和附图仅仅是示例性的。

Claims (45)

1.一种电去电离装置的间隔件，包括刚性芯体以及位于所述刚性芯体内并形成了所述刚性芯体的至少一部分表面上的密封件的弹性体材料网络。
2.根据权利要求1所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括与进口端口和出口端口流体连通的树脂腔，其中所述进口端口、出口端口和树脂腔限定在所述刚性芯体中。
3.根据权利要求2所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括进口端口密封件，其由弹性体材料构成并设在所述进口端口的周边处。
4.根据权利要求3所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括出口端口密封件，其由弹性体材料构成并设在所述出口端口的周边处。
5.根据权利要求4所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括树脂腔密封件，其由弹性体材料构成并设在所述树脂腔的周边处。
6.根据权利要求5所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括外部密封件，其由弹性体材料构成并设在所述刚性芯体的周边处。
7.根据权利要求6所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述刚性芯体由热塑性聚合物构成，弹性体材料由所述热塑性聚合物构成。
8.根据权利要求7所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括内部进口密封件，其由弹性体材料构成并设在所述刚性芯体内，并且位于将所述进口端口与树脂腔流体连通的进口歧管的周边处。
9.根据权利要求8所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括内部出口密封件，其由弹性体材料构成并设在所述刚性芯体内，并且位于将所述树脂腔与出口端口流体连通的出口歧管的周边处。
10.根据权利要求9所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括限定在所述刚性芯体内的贯穿端口，以及用于将所述贯穿端口与所述进口端口、出口端口和树脂腔流体式隔离的贯穿端口密封件。
11.一种电去电离装置的间隔件，其包括刚性芯体，所述刚性芯体包括通过弹性体材料固定在一起的互补式相配的第一和第二部分。
12.根据权利要求11所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括密封件，其由弹性体材料构成并设在所述刚性芯体的表面上。
13.一种电去电离装置的间隔件，包括刚性芯体和一体式弹性体材料，其中弹性体材料的一部分形成了设在所述刚性芯体内的密封件，并且弹性体材料的一部分封闭了所述刚性芯体的至少一部分外表面。
14.根据权利要求13所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括限定在所述刚性芯体中的树脂腔，所述树脂腔与进口端口和出口端口相连通，其中所述进口端口和所述出口端口限定在所述刚性芯体中。
15.根据权利要求14所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括设在所述进口端口的周边处的外部进口端口密封件以及设在所述出口端口的周边处的外部出口端口密封件，其中所述外部进口端口密封件和所述外部出口端口密封件由弹性体材料构成。
16.根据权利要求14所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括内部进口密封件，其由弹性体材料构成并设在所述刚性芯体内。
17.根据权利要求14所述的电去电离装置的间隔件，其特征在于，所述间隔件还包括内部出口密封件，其由弹性体材料构成并设在所述刚性芯体内。
18.一种电去电离装置的间隔件，包括：
刚性芯体，其包括通过进口导管连接在树脂腔上的进口端口以及通过出口导管连接在所述树脂腔上的出口端口；和
一体式回弹性材料，其形成了围绕所述进口端口的进口端口密封件，围绕所述树脂腔的树脂腔密封件，围绕所述出口端口的出口端口密封件，围绕所述进口导管的进口导管密封件，围绕出口导管的出口导管密封件，以及设在所述刚性芯体的周边周围的外部密封件，
其中，所述刚性芯体和所述一体式回弹性材料由热塑性聚合物构成。
19.一种电去电离装置，包括：
由浓缩隔室间隔件限定的浓缩隔室；和
消耗隔室，其设置成相邻于所述浓缩隔室，并且由包括有刚性芯体和设在所述刚性芯体内的弹性体材料网络的消耗隔室间隔件来限定。
20.根据权利要求19所述的电去电离装置，其特征在于，所述消耗隔室间隔件还包括密封件，其由弹性体材料构成并沿周向设在所述刚性芯体的周围。
21.根据权利要求19所述的电去电离装置，其特征在于，所述消耗隔室间隔件还包括限定在所述刚性芯体内的进口端口，以及由弹性体材料构成并沿周向设在所述进口端口周围的进口端口密封件。
22.根据权利要求19所述的电去电离装置，其特征在于，所述消耗隔室间隔件还包括限定在所述刚性芯体内的出口端口，以及由弹性体材料构成并沿周向设在所述出口端口周围的出口端口密封件。
23.根据权利要求19所述的电去电离装置，其特征在于，所述消耗隔室间隔件还包括限定在所述刚性芯体内的树脂腔，以及由弹性体材料构成并沿周向设在所述树脂腔周围的树脂腔密封件。
24.一种过滤器芯子，其包括支承于相配部段之间的滤芯，以及处于所述相配的刚性部段内并形成了设在所述相配部段的至少一部分周边周围的密封件的一体式弹性体材料网络。
25.根据权利要求24所述的过滤器芯子，其特征在于，所述过滤器芯子还包括由一体式弹性体材料构成并封闭了所述相配部段的至少一部分外周边的护套。
26.一种制造电去电离装置的间隔件的方法，包括：
提供第一部段和第二部段，所述第一和第二部段具有允许所述第一和第二部段以预定设置相配地装配在一起的互补式特征；
使所述第一和第二部段相配以形成刚性芯体，其包括横穿过所述第一和第二部段之间的至少一部分界面的槽道，以及与所述进口端口和出口端口相连通的树脂腔；和
将弹性体材料注入所述槽道中，以在所述第一和第二部段之间形成弹性体网络。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来封闭所述相配的第一和第二部段的至少一部分的步骤。
28.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在相配的第一和第二部段的周边处形成密封件的步骤。
29.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述树脂腔周围形成树脂腔密封件的步骤。
30.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述进口端口的周围形成进口端口密封件的步骤。
31.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述出口端口的周围形成出口端口密封件的步骤。
32.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述界面处以及在用于将所述进口端口与所述树脂腔流体连通的进口歧管的周围形成内部进口密封件的步骤。
33.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述界面处以及在用于将所述树脂腔与所述出口端口流体连通的出口歧管的周围形成内部出口密封件的步骤。
34.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在限定于所述相配的第一和第二部段内的贯穿端口的周围形成贯穿端口密封件的步骤，所述贯穿端口密封件将所述贯穿端口与所述进口端口、出口端口和树脂腔流体式隔离开。
35.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述界面处形成内部密封件的步骤，所述内部密封件将所述进口端口与所述出口端口流体式隔离开。
36.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述第一和第二部段以及弹性体材料由热塑性聚合物构成。
37.一种制造电去电离装置的间隔件的方法，包括：
将第一互补式刚性部段与第二互补式刚性部段相配合，以形成包括与进口端口和出口端口相连通的树脂腔的刚性芯体；和
利用弹性体材料将所述第一和第二互补式部段结合在一起。
38.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述相配的第一和第二互补式部段的外表面上形成密封件的步骤。
39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述进口端口的周围形成进口端口密封件的步骤。
40.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述出口端口的周围形成出口端口密封件的步骤。
41.根据权利要求40所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来封闭所述相配的第一和第二互补式部段的至少一部分表面的步骤。
42.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述界面处以及在用于将所述进口端口与所述树脂腔流体连通的进口歧管的周围形成内部进口密封件的步骤。
43.根据权利要求42所述的方法，其特征在于，所述方法还包括利用弹性体材料来在所述界面处以及在用于将所述出口端口与所述树脂腔流体连通的出口歧管的周围形成内部出口密封件的步骤。
44.一种装配电去电离装置的方法，包括将消耗隔室间隔件定位在电去电离装置组件中，其中，所述消耗隔室间隔件包括刚性芯体和设在所述刚性芯体内的弹性体材料密封件。
45.一种提纯水的方法，包括：
将待提纯的水引入到电去电离装置中，所述电去电离装置包括由浓缩隔室间隔件所限定的浓缩隔室，以及设置成相邻于所述浓缩隔室并由消耗隔室间隔件所限定的消耗隔室，所述消耗隔室间隔件包括刚性芯体和设在所述刚性芯体内的弹性体材料网络；和
在所述电去电离装置上施加电势，以便促进水中的非所需物质从所述消耗隔室至所述浓缩隔室中的迁移。
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