NO874410L - Innretning for understoettelse av metallisk mikrofilterfolie. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for understøttelse av metallisk mikrofilterfolie ifølge kravenes innledning.

Slike mikrofilterfolier er såkalte overflate- eller silfiltre som egner seg som filtermedium for tverrstrømfilt-rering. Da det ved disse fremgangsmåter ikke avsettes filter-kaker på filtermediet, er en kontinuerlig filtrering mulig. Denne mikrofilterfolies porer kan være mindre enn bakterier hvis cellestørrelse er minst 0,2 mikrometer. Derfor er en kontinuerlig avkimingsfiltrering mulig.

En fordelaktige fremgangsmåte for fremstilling av slike mikrofilterfolier beskrives eksempelvis i CH-søknad 02 945/86. Ifølge denne benyttes en modifisert fotolitografisk fremgangsmåte. Ved bruk av en laser hvormed et interferens-mønster frembringes, oppnås et lysømfintlig lakkskikt med en rasterliknende overflatestruktur. To ytterligere bearbeid-ningsfaser, eksempelvis katodisk forstøvning og polering, fører til en tynn, regelmessig perforert metallhud.

Folien kan eksempelvis bestå av gull, nikkel eller titan eller av en legering, eksempelvis av gull og palladium.

Slike mikrofilterfolier er meget ømfintlige konstruk-sjoner og det er derfor nødvendig å forsterke disse med en støttestruktur før de legges på en filterholder og innsettes i en filtreringsanordning.

Oppfinnelsens mål er å utforme en understøttelse for mikrofilterfolier som gjør en stor flate av mikrofilterfolien gjennomtrengbar og allikevel er ytterst stabil.

Denne oppgave løses ved hjelp av de i kravenes karak-teriserende deler anførte trekk.

For fremstillingen av den galvanoplastiske forsterk-ning prepareres konstruksjonen til en elektrode (katode).

Med utgangspunkt eksempelvis i en mikrofilterfolie slik den er beskrevet i den forannevnte sveitsiske patentsøk-nad 02 945/86, befinner den fremstile mikrofilterfolie seg på et substrat, eksempelvis en glassplate, idet lysømfintlig lakk befinner seg mellom glassplaten og folien. Derved kan et sjikt med ledende lakk som inneholder fint fordelte metall-partikler, pålegges mikrofilterfoliens overflate. Deretter kan den med ledende lakk forsterkede mikrofilterfolie fjernes fra glassplaten ved å la et løsningsmiddel som selektivt kun oppløser den lysømfintlige lakk, men ikke den ledende lakk, diffundere gjennom det porøse ledende lakksjikt. Et slikt selektivt løsningsmiddel er eksempelvis den lysømfintlige lakks fremkallerløsning.

Etter oppløsningen av den lysømfintlige lakk kan mikrofilterfolien overføres til en metallisk, galvanisk bærer ved at denne legges på mikrofilterfolien som fremdeles befinner seg på glassplaten. Glassplaten trekkes bort i lengderet-ningen og mikrof ilterf olien befinner seg nå med den oppad rettede, frittliggende bakside, på den galvaniske bærer.

På denne måte kan mikrofilterfolien suges og fikseres til den galvaniske bærer med vakuum slik at folien ligger glatt an mot den galvaniske bærers overflate.

Deretter kan mikrofilterfoliens frilagte bakside for fremstilling av et første sjikt, belegges med en lysøm-fintlig lakk.

I dette lakksjikt frilegges flater som ved den galvaniske belegging gir kontaktstedene på hvilke det første sjikt setter seg på mikrofilterfolien.

For fremstillingen av kontaktstedmønsteret kan det benyttes en tilsvarende preparert maske. Masken kan bestå av en glassplate hvis overflate på bestemte steder er dekket med et ikke-lysgjennomtrengelig sjikt, eksempelvis av krom.

Etter belysning fremkalles platen på kjent måte, idet fotolakken oppløses på de belyste steder som tilsvarer kontakt s tedene.

Deretter kan den galvanoplastiske fremgangsmåte begyn-ne, idet det eksempelvis kan benyttes gull som sjiktmateriale.

På kontaktstedene konsentreres materialet og vokser, avhengig av belysningstiden til forhøyelser som kan ha søyle-og/eller stegform og som i den øvre del kan trenge noe ut over kontaktstedenes konturer.

Dersom første og andre sjikt skal fremstilles ved en fremstillingsmetode i ett trinn, velges en så lang belys-ningstid at naboforhøyninger vokser sammen og således frembringer en plan sammenhengende struktur. Imidlertid må den galvaniske besjiktning avbrytes så lenge det mellom forhøyn- ingene opprettholdes poreformede åpninger, idet disse porer i understøttelsesstrukturen, skal være vesentlig større enn mikrofilterfoliens mikroporer.

Kontaktstedene som ikke skal dekke mer enn 20% av mikrofilterfolien kan være isolerte flekker eller sammenhengende striper. Med et kontaktstedmønster som består av flekker, kan en mer porøs understøttelsesstruktur frembringes enn ved stripe- eller nettmønster. Med et nettmønster kan det imidlertid oppnås en større strekkfasthet. En kombinasjon av begge varianter er derfor spesielt fordelaktig.

Ved en ytterligere fordelaktig fremstillingsmåte frembringes første og andre sjikt i to operasjoner.

Det første sjikt fremstilles på tilsvarende måte som den foran beskrevne fremgangsmåte. Således dampes metall, eksempelvis gull, på dette sjikt og hele flaten gjøres på denne måte elektrisk ledende. Deretter foregår en andre påleg-ging av lakk og en belysning gjennom en maske samt en fremkalling. Herunder frilegges de flater hvorpå det andre sjikt skal pålegges. De flater som senere skal danne makroporer er dekket av et f otolakks j ikt. Nå kan det andre sjikt frembringes galvanisk. På fordelaktig måte kan sjiktet bestå av gull og danne kontaktsteder hvor sluttelig en bærestruktur kan anbringes ved diffusjonssveising.

Oppfinnelsen beskrives i det følgende i sammenheng med på tegningen viste utførelser, hvor fig. 1 viser et grunnriss av en med belyst fotolakk dekket mikrofilterfolie etter fremkalling, fig. lb viser en mikrofilterfolie etter fremstillingen av støttestrukturen med to sjikt, fig. lc viser en mikrofilterfolie med støttestrukturens to sjikt i tverrsnitt, fig. 2, 3, 4a og 5a viser ulike ut førelsesvarianter i grunnriss og fig. 4b og 5b i tverrsnitt, en ytterligere utførelse av en støttestruktur med to sjikt er vist i grunnriss mot det øvre andre sjikt i fig. 6a, fig. 6b viser et grunnriss mot det nedre første sjikt, og fig. 6c viser et tverrsnitt gjennom mikrofilterfolien med støttestrukturen.

Ifølge fig. la har det lysømfintlige lakksjikt 1 heksagonalt anordnede, sirkelformede kontaktsteder 2 over mikrofilterfolien 3, etter maskebelysningen. Etter et tilsvar ende tidsintervall med galvanoplastisk belysning er det over og nær kontaktstedene utformet soppformede enkelte forhøyning-er 4 på stammer 5. Mellom enkelte forhøyningene 4 foreligger åpne porer 6 (fig. lb og lc). Herved danner stammene det første sjikt b og sopphattene 4 det andre sjikt a.

Etter ferdigstilling av støttestrukturen kan fotolakk-sjiktet oppløses på vanlig måte.

Det på fig. 2 viste utsnitt av en ytterligere utfør-else viser en nettformet utforming av kontaktstriper 7, idet det etter avslutning av den galvanoplastiske fremgangsmåte har dannet seg stegformede forhøyninger 8 som strekker seg sideveis over stripenes konturer. De på denne måte dannede porer 9 er herved anordnet i et parkettliknende mønster.

Fig. 3 viser et utsnitt av en utførelse hvor det foreligger både nettformede kontaktstriper 10 og mellom disse ortogonalt anordnede, sirkelformede kontaktsteder 11. Ved oppbyggingen av det galvanoplastiske sjikt oppstår sammenhengende sopper 12 som likeledes henger sammen med kontaktstrip-enes 10 stegformede forhøyninger 13. Mellom disse oppstår åpne porer 14.

Den på fig. 4a og 4b viste utførelse adskiller seg fra fig. 3 ved at store kontaktsteder 15 foreligger ved nettets knutepunkter og gir soppformede forhøyninger 16 som er høyere enn de omliggende forhøyninger 12 og 13. De element-er som stemmer overens med fig. 3 har samme henvisningstall.

Denne utførelse medfører muligheten til å forbinde støttestrukturen med to sjikt ved hjelp av diffusjonssveising i forhøyningene 16, med en ikke vist bærestruktur.

Den på fig. 5a og 5b viste utførelse adskiller seg fra fig. 4a og 4b ved at kontaktstedene 17 på nettets knutepunkter er ringformede, noe som frembringer en torusformet forhøyning 18. Dette muliggjør feste av støttestrukturen med en ikke vist filterbærer ved hjelp av et loddemiddel. Med dette formål kan loddemidlet i pastaform pålegges knute-punktene ved hjelp av sikttrykk.

Ved lodding holdes det smeltede loddemiddel fanget i torusen 18. På denne måte hindres at mikrofilterfoliens mikroporer lukkes av bortstrømmende loddemiddel i loddesteden-

es omgivelse.

Den på fig. 6a-c viste utførelse av en støttestruktur fremstilles i en fremgangsmåte i to trinn.

Fig. 6a-c viser i grunnriss et andre sjikt c, hhv. et første sjikt d og en mikrofolie 20 med påsatt støttestruk-tur c, d med to sjikt-. Utformingen av det øvre sjikt c fremstilles ved hjelp av en maske med tilsvarende mønster. Det metalliske sjikt 21 har makroporer 22 over mikrofilmen 20. Disse gjennomgangsåpninger for filtratet kan være relativt store, uavhengig av den sjikts d beskaffenhet. Dette er fordelaktig da det ved bruk av et kostbart, eksempelvis gull, kan innspares materiale i forhold til de på fig. la-5b viste utførelser.

Ved denne utførelse er kontaktstedene 23 i sjiktet c innrettet for feste av en ikke vist bærestruktur. Bærestrukturen har spissformede forhøyninger som er anordnet nøyaktig passende til kontaktstedene 23. Forbindelsen mellom mikrofilterfoliens støttestrukturen og bærestrukturen skal foregå med diffusjonssveising. I foreliggende tilfelle er kontaktstedene 23 utformet som rosetter, idet smale metalliske steg 24 er anordnet mellom rosettbladene og vender mot rosettens midtpunkt. Denne utforming har den fordel at de ved diffusjonssveising nødvendige høye trykk kan frembringes med relativt små krefter på grunn av den lille berøringsflate mellom stegene 24 og bærestrukturens spisser.

En ytterligere fordel består i at en slik bærestruk-turs spisser ikke må være nøyaktig like høye. Slike spissers høydeforskjeller kan utliknes ved tidsparende deformasjon av stegene 24.

For tilpasning det øvre sjikts c mønster velges et tilsvarende maskemønster for fremstilling av det nedre sjikt d. Dette sjikt utformes slik at de søyleformede forhøyninger 25, 26 hvis øvre ender er noe utvidet i kontaktstedenes 23 område, er tettere enn i det øvrige område. For bedre forstå-else av den viste struktur er over hverandre liggende kon-struksjoner A' til A<1>", B" til B'" og C til C" angitt på fig. 6a til 6c.

Claims (11)

1. Innretning for understøttelse av en metallisk mikro-filmfolie, omfattende en galvanisk pålagt støttestruktur med åpne porer, som er vesentlig større enn mikrofilterfoliens mikroporer, KARAKTERISERT VED at støttestrukturen består av minst to porøse sjikt pålagt på mikrofilterfoliens bakside, og at det første sjikt som er pålagt direkte på mikrofilterfoliens bakside, består av enkelte forbindelseselementer som forbinder mikrofilterfolien med det andre sjikt, idet forbind-elseselementenes kontaktflater for størstedelen lar mikrofilterfolien udekket, og at det andre sjikt består av en sammenhengende struktur som frigjør makroporer.

2. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at for-bindelseselementene som sjiktet består av, er deler av søyle-og/eller stegformede forhøyninger.

'3. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at for-høyningene på deres øvre ender er utvidet til alle sider og er sammenvokset til en plan struktur med åpne makroporer og således danner andre sjikt.

4. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at det andre sjikt for seg er brakt på det første sjikt, idet det andre sjikt danner en sømløs tverrforbindelse mellom forhøyn-ingenes øvre ender.

5. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at det andre sjikt har.kontaktsteder for en ytterligere bærestruktur.

6. Innretning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at det første sjikts forhøyninger er anordnet tettere ved kontaktstedene enn i det øvrige område.

7. Innretning ifølge krav 5, KARAKTERISERT VED at det andre sjikt har smale, mot kontaktstedenes midtpunkt rettede steg i kontaktstedenes områder.

8. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at kontaktstedene i det første sjikt er anordnet lik et raster.

9. Innretning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at det første sjikt omfatter et nett med stegformede forhøyninger og inne i nettets masker anordnede, søyleformede forhøyninger.

10. Innretning ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at forhøyninger er anordnet i nettets knutepunkter og har større dimensjoner enn de øvrige forhøyninger.

11. Innretning ifølge krav 9, KARAKTERISERT VED at torusformede forhøyninger befinner seg i nettets knutepunkter.