TW202348299A - 纏繞-褶式過濾器及相關方法 - Google Patents

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Abstract

描述纏繞-褶式過濾器及製備及使用此等過濾器之方法。

Description

纏繞-褶式過濾器及相關方法
以下描述係關於纏繞-褶式過濾器及製備及使用此等過濾器之方法。
過濾器在工業中用於自流體移除非所要物質。使用過濾器處理之流體之實例包含空氣、飲用水、液體工業溶劑及處理流體、用於製造或處理(例如，在半導體製造中)之工業氣體及具有醫療或藥物用途之液體。
不同類型之過濾器經設計用於處理不同流體。一些過濾器自一氣體或液體流移除大量大(在一相對意義上)材料，例如來自空氣之灰塵顆粒，或來自一生物流體之細菌或細胞材料。其他過濾器用於移除幾乎偵測不到之亞微觀非固體物質，諸如懸浮或溶解於一氣體或一液體中之化學分子(例如，碳氫化合物或金屬原子或離子)。自此等類型之流體移除之雜質及污染物包含以百萬分之幾或更少量包含於一流體中之微米級或奈米級之溶解或懸浮分子。此類型之過濾應用之一個實例係淨化在微電子及半導體加工中有用之一液體溶劑溶液。
常見過濾器設計含有一多孔過濾元件，其允許一流體流自由通過元件，但亦保留流體中含有之雜質或顆粒以自流體移除彼等雜質或顆粒。在本文中，自一流體流「移除」一雜質或顆粒係指減少流體流中存在之一雜質或顆粒之一總量，但並不一定自流體流移除全部雜質或顆粒之一程序。
用於不同流體應用之過濾材料(有時稱為「過濾元件」)可選自各種有用材料，諸如：多孔聚合物膜(膜)；由有機或合成纖維、開孔泡沫片、吸附材料(顆粒)、液體等製成之薄纖維、紡織及非紡織片。
流體通過過濾材料，且流體中非所要材料(稱為「雜質」)保留在過濾材料中。一種稱為一「篩分」機制之過濾機制，當液體通過過濾材料時，液體及小於過濾材料之孔之任何雜質將通過過濾元件，而具有大於孔之一大小之雜質將由過濾器保留且與流體分離。一種稱為一「非篩分」機制之不同過濾機制，一雜質不藉由實體分離(篩分)移除，而是藉由一靜電或化學相互作用吸附至過濾材料之一表面。一雜質(諸如溶解(在一液體中)或懸浮(在一氣體中)化學分子(例如一碳氫化合物、金屬或金屬離子))可經化學或靜電吸附至過濾媒體之一材料，且可由過濾材料保留。
一過濾器產品可為一「閉端」型過濾器，或一「旁繞」或「再循環」型過濾器。一閉端過濾器包含容納於一外殼中之一過濾元件；進入外殼之一流體必須通過過濾元件作為一濾液流出外殼。一旁繞過濾器設計亦包含含於一外殼中之一過濾元件，但不同的是，流入外殼之流體可通過膜接著作為一濾液離開外殼，或作為一旁繞流通過外殼而不通過膜(「濃縮物」或「滯留物」)。過濾器外殼包含一入口、一濾液用之一出口及一旁繞流體流用之一出口。旁繞流可透過相同過濾器外殼及過濾器元件再循環，或可通過一單獨過濾器外殼中之一單獨過濾器元件。
用於處理許多流體之標準過濾器係一「褶式圓筒過濾器」設計。一褶式圓筒過濾型產品包含一圓筒形外殼，該外殼適於在外殼之一入口與外殼之一出口之間的一流動路徑中容納一褶式過濾元件。過濾器通常係一閉端型過濾器，其要求在入口處進入外殼之流體在出口處離開外殼之前通過褶式過濾元件。褶式過濾元件具有一圓柱形構形，具有由沿圓柱形過濾元件之長度及中心軸線延伸之縱向折疊形成之折疊褶。圓柱形折疊過濾元件可包含一圓柱形外支撐件(例如一「籠」)、一圓柱形內支撐件(「核心」)及沿圓筒之中心及中心軸線之一開放內部空間或通道，即，一開放圓柱形內部空間。當流過濾筒時，液體在通過過濾元件之前或之後流過內部通道。
當設計用於工業用途之過濾器時，特別係用於半導體或微電子裝置製造之一潔淨室時，過濾器設計可強調單位體積過濾器之大量過濾器元件面積。幾十年來一直係此等過濾應用之標準過濾器類型之褶式圓筒過濾器設計已發展及改進至幾乎沒有額外改進空間之一程度。過濾器膜已做得越來越薄，且藉由減小膜厚度來增加每單位過濾器體積之膜面積之能力已接近或達到一極限。藉由移除支撐層或減少支撐層之厚度來增加每單位過濾器體積之膜面積之能力亦已接近或達到一極限。
本說明書係關於新穎及創造性之纏繞-褶式過濾器、製造纏繞-褶式過濾器之方法及使用纏繞-褶式過濾器之方法，例如自一製程流體移除一微量雜質。
纏繞-褶式過濾器產品通常不用於工業中，且據申請人瞭解，其未用於自液體及氣體移除具有小於100奈米之粒徑之微量雜質。
申請人已識別特定類型之新穎及創新之纏繞-褶式過濾器設計，其可有效用於過濾含有微量雜質之高純度液體及氣體流體，特別係用於處理高純度半導體及微電子裝置中使用之液體及氣體(有時稱為「製程流體」)。
一種纏繞-褶式過濾器包含由一多層過濾器膜總成製成之一圓柱形過濾器結構，其包含兩個或多個過濾器膜層，且沿該總成之一長度繞一中心縱軸纏繞。該總成之各過濾器膜層具有沿該膜層之該長度延伸之第一及第二端。作為該纏繞總成之部分，該等膜層之該等縱向端係位於該纏繞-褶式過濾器之一第一過濾器端之一第一纏繞褶及位於該纏繞-褶式過濾器之一第二過濾器端之一第二纏繞褶之部分。該纏繞-褶式過濾器可含於包含一外殼入口及一外殼出口之一過濾器外殼中，其一構形要求流入外殼入口之流體在藉由通過外殼出口離開外殼之前流過一過濾器膜層。
呈纏繞-褶式過濾器之形式，多層過濾器膜總成形成多個繞組，其中一個「繞組」係指該總成之該總長度之一部分，其圍繞該中心軸線纏繞一周。該纏繞-褶式過濾器之各層交替地連接至兩個相鄰層之各層，作為一個相鄰層之該入口端處之一入口褶之部分及作為該第二相鄰層之該出口端處之一出口褶之部分。兩個「相鄰」層可為該多層過濾器總成之一個繞組之部分，或，相鄰於另一膜層之一膜層可為位於該繞組之內部(更靠近該繞組中心)或該繞組之外部(更遠離該繞組中心)之一不同繞組之部分。依一「交替」方式形成褶之膜層端係該纏繞-褶式過濾器之過濾器膜層，該過濾器膜層具有與一第一相鄰過濾器膜層之一第一端(例如，「入口」或「前」端)形成一褶之一第一端(例如，「入口」或「前」端)，及與一第二即不同相鄰過濾器膜層之一第二端(例如「出口」或「後」端)形成一褶之一第二端(例如「出口」或「後」端)。
較佳的纏繞-褶式過濾器可包含單位體積過濾器之大量過濾器膜面積。如所描述之一纏繞-褶式過濾器可具有為標準褶式圓筒過濾器設計之單位過濾體積過濾器膜面積之數倍，例如，與商用褶式圓筒過濾器設計(過濾器膜及間隔件層具有相同厚度)相比，單位體積過濾器膜面積之兩倍、四倍或五倍或更多倍。
作為一額外優點，如所描述之一有用或較佳的纏繞-褶式過濾器可在一過濾器產品結構中含有一顯著減少之支撐層，意謂一減少量之非過濾器層，即不用於移除一雜質之層。典型地，一標準褶式圓筒過濾器設計可包含每個過濾器膜層兩個支撐層：一個非過濾支撐層位於該過濾器膜層之一入口側上，且一個非過濾支撐層位於該過濾器膜層之一出口側上。如所描述之一纏繞-褶式過濾器設計可包含且可需要每個過濾器層更少之支撐層，例如，每個過濾器膜層一個支撐層(間隔件層)。即，一個支撐層可作為該上游側上之兩個單獨膜層之支撐，或一個支撐層可作為該下游側上之兩個單獨膜層之支撐。在一習知圓柱形褶式過濾器中，歸因於該組裝程序之性質，至少兩層支撐件位於一入口或一出口側上之相鄰膜層之間。根據如本文中所描述之實例纏繞-褶式過濾器設計，在該過濾器之一入口或一出口側上之相鄰膜層之間僅存在一層支撐。
實例纏繞-褶式過濾器可用於自已為高純度之一液體移除少量雜質(例如，「微量雜質」)之應用。自一流體「移除」一雜質意謂自該流體移除一雜質之至少一部分，即，減少存在於該流體中之該雜質之量，同時可不自該流體移除所有雜質。
一雜質，亦稱為一「污染物」，可為一流體(例如，一製程流體)中含量極低之一化學材料，例如，一濃度在百萬分之一或十億分之一範圍內，或更低。可使用如所描述之一卷褶式過濾器過濾或淨化之實例性製程流體包含已經處理及淨化以移除一定量雜質之製程流體，但該製程流體仍含有非常少量之殘留雜質，其僅以「微量」存在。術語「百萬分率」及「十億分率」依與此等術語在化學領域(包含製造微電子及半導體裝置之領域)之使用一致之一方式使用。在此方面，百萬分率(PPM)通常用作流體(一氣體或液體)中一污染物之少量位準(濃度)之一無量綱度量，表示為每升流體污染物之毫克數(mg/L)，且量測每體積流體污染物之質量。百萬分之一等於0.000001個單位。
一製程流體中之一雜質係不同於該製程流體之一化學材料，其溶解在一液態製程流體中或懸浮在一氣態製程流體中。化學描述之實例包含可為不帶電或帶電(離子)分子及低聚物之烴分子，及無機化合物，諸如金屬氧化物(二氧化鈦)、金屬原子、金屬離子等等。
基於大小，一製程流體中之一微量雜質可具有小於100奈米、小於90、50、25、10、5或1奈米之一大小(一最大尺寸)。此等大小之顆粒若存在於用於處理一半導體或微電子裝置之一製程流體中則可在該裝置上產生一缺陷並降低一製程產量。
一製程流體中最初存在之一微量雜質之量小於百萬分之100、10或1，或小於十億分之100、10或1。藉由使該製程流體通過如所描述之一纏繞-褶式過濾器，該微量雜質之濃度可降低至少20、50、70或80%，即該過濾器將自該製程流體移除至少20、50、70或80%之微量雜質。
當用於自一製程流體移除此等類型之微量雜質時，如所描述之一卷褶式過濾器可具有一延長使用壽命，以通過該過濾器之流體體積量測，為數千升，例如，1,000，5,000或10,000升。當在此範圍內之一使用壽命內自一流體移除一微量雜質時，積聚在該過濾器內之微量雜質量可占一過濾器膜之該總可用表面積之小於2%或小於1%。
與習知褶式圓筒過濾器設計相比，一卷褶式過濾器可具有相對優勢，其允許產生一更高效過濾器，單位體積之該過濾器具有更大量之過濾器膜。本說明書之一卷褶式過濾器可製備成每個過濾器膜層僅需要一個間隔件層，而該標準褶式圓筒過濾器設計固有地每個過濾器膜層包含兩個間隔件層。所描述之卷褶式設計亦允許消除需要存在於一褶式圓筒設計之一中心軸線及核心處之一開放通道類型。代替在一核心處之開放通道，一卷褶式過濾產品可包含額外量之卷式過濾器膜。一卷褶式過濾器亦：對褶高度沒有限制；不經歷一大加壓外徑表面；不需要流體通過該圓筒之中心開口；具有高度均勻之裝填密度；且歸因於組裝方法及流動模式，在該等過濾器膜層之該等褶式邊緣處經歷減少褶損傷。
在一個態樣中，以下說明係關於一種用於減少在一流體中之一微量雜質之一量之纏繞-褶式過濾器。該纏繞-褶式過濾器包含：一多層過濾器膜總成，其包括一第一多孔過濾器膜層及一第二多孔過濾器膜層，該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包括一入口表面、一出口表面、一長度、沿該長度延伸之一入口端、沿該長度延伸之一出口端及該入口端與該出口端之間的一寬度。該多孔過濾器膜層總成沿該長度繞一中心軸線纏繞以形成該纏繞-褶式過濾器。該第一多孔過濾器膜層之該入口表面面向該第二多孔過濾器膜層之一入口表面。該過濾器亦包含：一纏繞入口褶，其包含在該纏繞-褶式過濾器之一入口端處之相鄰過濾器膜層之入口端，及一纏繞出口褶，其包含在該纏繞-褶式過濾器之一出口端處之相鄰過濾器膜層之出口端。
在另一態樣中，本說明書係關於一種纏繞-褶式過濾器。該過濾器包含一多層過濾器膜總成，其包含一第一多孔過濾器膜層及一第二多孔過濾器膜層，該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包含一入口表面、一出口表面、一長度、沿該長度延伸之一入口端、沿該長度延伸之一出口端及該入口端與該出口端之間的一寬度。該多孔過濾器膜層總成沿該長度且圍繞一中心軸線纏繞以形成該纏繞-褶式過濾器，其包含多個多孔過濾器膜層總成繞組。該第一多孔過濾器膜層之該入口表面面向該第二多孔過濾器膜層之一入口表面。該過濾器亦包含：一褶，該褶包括該第一多孔過濾器膜層之一出口端及一相鄰多孔過濾器膜層之一出口端，該褶包括一折疊、一焊接或一熱塑性結合劑；在該纏繞-褶式過濾器之一入口端處之該等膜層之纏繞入口端；及在該纏繞-褶式過濾器之一出口端處之該等膜層之纏繞出口端。
在另一態樣中，本說明書係關於藉由使該流體通過本說明書之一過濾器自一流體移除一雜質之方法，該流體包括一微量雜質，使得該過濾器膜保留該微量雜質之一部分。
在另一態樣中，本說明書係關於一種製備一纏繞-褶式過濾器之方法。該方法包含：使用包含一第一多孔過濾器膜層及一第二多孔過濾器膜層之一多層過濾器膜總成，該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者具有一入口表面、一出口表面、一長度、沿該長度延伸之一入口端、沿該長度延伸之一出口端及該入口端與該出口端之間的一寬度；且其中該第一多孔過濾器膜層之該入口表面面向該第二多孔過濾器膜層之一入口表面；纏繞該多層過濾器膜總成以形成包括多個多孔過濾器膜層總成繞組之該纏繞-褶式過濾器，形成包括該第一多孔過濾器膜層之一出口端及一相鄰多孔過濾器膜層之一出口端之一褶，該褶包括一折疊、一焊接或一熱塑性結合劑，及形成包括該第一多孔過濾器膜層之一入口端及一相鄰多孔過濾器膜層之一入口端之一褶，該褶包括一折疊、一焊接或一熱塑性結合劑。
在另一態樣中，本說明書係關於一種由多個膜層製備一卷褶式過濾器之方法。該方法包含：對準該等膜層之該前邊緣及該後邊緣；沿該等層之長度滾捲該等層，以形成具有多個繞組之一纏繞卷式過濾器；及連接該等繞組之交替膜層之該等相鄰前邊緣及後邊緣。
本發明提供一種纏繞-褶式過濾器，有時在本文中稱為一「卷褶式」過濾器，其包含一圓柱形過濾器結構，該結構包含一多層過濾器膜總成，該多層過濾器膜總成繞纏繞-褶式過濾器之一中心縱向軸線沿總成之一長度纏繞(或「卷」)。多層過濾器總成包含多個(至少兩個)過濾器膜層。呈纏繞-褶式過濾器之形式，過濾器層之縱向第一及第二(前及後，或入口及出口)端形成第一及第二纏繞褶，其等位於卷褶式過濾器結構之相對端處。過濾器膜層之交替端形成(例如，折疊或連接)褶，且膜總成纏繞成一纏繞-褶式過濾器，該過濾器包含一纏繞入口褶及一纏繞出口褶，其中過濾器膜層之入口側(入口表面)在過濾器膜層之一個側上通過褶連接，且過濾器膜層之出口側(出口表面)在過濾器膜層之第二(相對)側上通過褶連接。
一多層過濾器膜總成包含(包括)至少兩個過濾器膜層。兩個過濾器膜層之各者具有一長度、一寬度、一厚度、沿長度之一前端(替代地稱為一「第一」端或一「入口」端)，及亦沿長度之一後端(替代地稱為一「第二」端或一出口端)。各膜層亦具有由膜層之厚度分離之兩個相對表面，一個表面在本文中稱為一前表面(替代地稱為一「第一」表面或一「入口」表面)，且一個表面稱為一後表面(替代地稱為一「第二」表面或一「後」表面)。
當過濾器層為多層過濾器膜總成之部分時，兩層膜之寬度、前端及後端沿長度全部實質上對準。一總成之兩個(或更多個)膜層沿其等寬度亦係平坦的且彼此面向，其中一膜層之一第一(前)表面面向一相鄰膜層之一第一(前)表面。
「面向」一相鄰表面之一表面意謂兩個表面通常相對且平行或實質上平行定位。兩個表面可直接相對接觸或可透過一中間層(諸如存在於相鄰過濾器膜之兩個表面之間的一間隔件層)彼此面向。
據此，除至少兩個過濾器膜層之外，一總成中亦可存在一或多個額外過濾或非過濾層，諸如一間隔件層或一或多個額外過濾器膜層。一間隔件層可存在於一第一膜層與一相鄰膜層之間(一第一膜層之前表面與一相鄰(第二)膜層之一前表面之間)。替代地或另外，一第二間隔件層可位於一膜層之一後表面(出口表面)處，使得當層纏繞時，第二間隔件層變得位於一第一膜層之後表面與一相鄰(第二)膜層之一後表面之間。
根據需要，纏繞-褶式過濾器可經設計用於僅處理一個方向上之一流體流動(用於「單向」用途)，或可經設計用於處理一入口與一出口之間兩個方向之任一者上之一流體流動，即在一使用開始時以一選定方向通過過濾器，其在使用期間不改變。
呈纏繞-褶式過濾器之形式，多層過濾器層總成可形成多個繞組，其中一個「繞組」係指圍繞中心軸線纏繞一周(一圈)之多層總成之總長度之一部分。含有多個繞組之纏繞-褶式過濾器由纏繞多層總成之兩個或更多個過濾器膜層形成，該等過濾器膜層變得彼此相鄰定位。通常，即，除一最內部膜層及一最外部膜層之外，各過濾器膜層在其兩端之各者處與其兩個相鄰過濾器膜層之各者之一端形成一褶，其中過濾器膜層之一個端與一個相鄰過濾器膜層之一端形成一褶且過濾器膜層之第二端與一不同相鄰過濾器膜層之一端形成一褶。
各過濾器層具有面向(相對)一相鄰層之一入口表面之入口表面以及面向一不同相鄰層(除一最內側過濾器膜層及一最外側過濾器膜層外)之一出口表面之一出口表面。兩個相鄰層可為多層過濾器總成之一個繞組之部分，或一層之一相鄰層可為層之內部(更靠近繞組之中心)或層之外部(更遠離繞組之中心)之一不同繞組之部分。一第一內部繞組之一最內層在內側不具有一相鄰層，且一最終外部繞組之一最外層在外側不具有一相鄰層。
在實例纏繞-褶式過濾器中，具有面向一相鄰膜層之一前表面之一前表面之一過濾器膜層可在兩層之一第二(後)端處與該相鄰膜層形成一褶；過濾器膜層具有面向一第二(不同)相鄰膜層之一後表面之一後表面，且可在一第一(前)端處與第二(不同)相鄰膜層形成一褶。在此配置中，一纏繞-褶式過濾器之各過濾器膜層具有面向一第一相鄰過濾器膜層之一前表面之一前表面、面向一第二相鄰過濾器膜層之一後表面之一後表面、與第二相鄰過濾器膜層之一前端形成一褶之一前端及與第一相鄰過濾器膜層之一後端形成一褶之一後端。
各過濾器膜層之第一(前)表面通向纏繞卷式過濾器之一第一(前、入口)過濾器端，且通向與一對相鄰過濾器膜層之兩個相對前(入口)表面相鄰且位於其間之入口空間，該對相鄰過濾器膜層連接且在兩個相鄰過濾器膜層之各者之後端處形成一褶。入口空間及相鄰膜之各者之第一表面通向卷褶式過濾器之第一(前、入口)過濾器端，即與其流體連通，任選地，一間隔件位於該對相鄰過濾器膜層之兩個相對前表面之間的入口空間處。入口空間具有可在兩個相對第一(前)表面之間含有一間隔件層之一體積，或可僅具有兩個相對第一(前)表面之間的空間之一體積，而在兩個前表面之間沒有間隔件層。
各過濾器膜層之第二(後)表面通向纏繞卷式過濾器之一第二(後、出口)過濾器端且通向與一對相鄰過濾器膜層之兩個相對後表面相鄰且位於其間之一出口空間，該對相鄰過濾器膜層連接且在兩個相鄰過濾器膜層之各者之一第一(前、入口)端處形成一褶。兩個相鄰過濾器膜層之各者之出口空間及第二(後、出口)表面與纏繞卷式過濾器之第二過濾器端流體連通，任選地透過一間隔件。出口空間具有可在兩個相對第二(後)表面之間含有一間隔件層之一體積，或僅可具有兩個相對第二(後)表面之間的空間之一體積，在兩個後表面之間沒有間隔件層。
在使用中，一流體(液體或氣體)引入至卷褶式過濾器之一第一過濾器端，其暴露於膜之入口空間及入口表面。流體可流入入口空間且接觸一過濾器膜層之一前(入口)側。流體可流過過濾器膜層且穿過層之厚度及過濾器膜層之第二(出口)表面，流入出口空間及卷褶式過濾器之第二(出口)過濾器端。卷褶式過濾器可經構造成一閉端過濾器，其中一過濾器外殼要求所有進入一外殼入口之流體在流體透過一外殼出口離開過濾器外殼之前必須通過卷褶式過濾器之一過濾器膜層。
如所描述之一卷褶式過濾器不同於通常商業使用之典型「褶式圓筒過濾器」設計。一「褶式圓筒過濾器」係指包含一圓柱形、褶式過濾元件之一過濾器，該過濾器元件包含在褶式圓筒過濾器之一中心軸線之一方向上沿過濾元件延伸之多個縱向(非纏繞)平行褶，且亦包含在沿褶式圓筒過濾器之中心軸線之一方向上之一敞開中心通道。儘管一褶式圓筒過濾器可用作一「閉端」型過濾器，但此設計之褶並不位於褶式圓筒過濾器之纏繞端處，而是與圓筒之一中心軸線對準延伸。在使用中，在流體通過褶式過濾元件之前或之後，流體流過褶式圓筒過濾器之中心通道(「中心開口」)。
相比之下，在申請人目前描述之纏繞-褶式過濾器設計中，流體不需要在過濾器之一中心開口內流動或存在。一中心開口並非必需且沿卷褶式過濾器之中心軸線之空間可用於其他目的，諸如容納額外長度之纏繞過濾器膜層，或容納改良或監測卷褶式過濾器之效能之一或多個裝置。
作為非限制性實例，一卷褶式過濾器可在沿過濾器之一中心軸線之空間內包含以下之任何者：一感測器，用於監測一卷褶式過濾器在使用期間之過濾器壽命；一監測器，用於感測一過濾器外殼中之截留氣體；一排氣機構，用於移除截留氣體；一排出機構，用於移除截留流體，諸如用於維修；一光學顆粒計數器，用於量測通過過濾器之一流體樣本中之顆粒；一感測器，用於量測一流體之電容、壓力或溫度；或一感測器，用於量測在過濾器使用期間用於量測之任何其他條件或參數。
如所描述之一纏繞-褶式過濾器亦不同於典型「螺旋纏繞過濾器」設計，其通常在商業上用於特定應用。一「螺旋纏繞過濾器」係指普通商業過濾器產品，其包含螺旋纏繞過濾器膜，該過濾器膜不涉及在一纏繞圓筒之相對過濾器端處之交替褶式(折疊、結合、焊接或依其他方式連接)纏繞端，且亦涉及過濾器之一中心通道(開口)內之流體之存在及流動。此等類型之一螺旋纏繞過濾器產品之實例通常用於逆滲透過濾系統，其涉及一旁繞或再循環操作模式。包含此等類型之螺旋纏繞過濾器膜之典型系統在一過濾器外殼內涉及多個流路，包含在外殼內穿過一過濾器膜之一流路(對於一「滲透物」)，以及旁繞過濾器膜之一替代流路(對於一未過濾「濃縮物」或「滯留物」)。進入含有此類型之螺旋纏繞過濾器之一外殼之流體可離開過濾器外殼而不通過過濾器膜。
一卷褶式過濾器可由任何多層膜總成製成，其包含任何可用數目個膜層(例如，2、4、6等等)，其具有任何有用長度或寬度，且經組裝以包含任何有用數目個繞組。實例過濾器可由具有自1至100米，例如自2至20或50米之一長度之一多層膜總成製備。一實例卷褶式過濾器可包含自1至500圈，例如自2至300圈。一卷褶式過濾器可圍繞一中心軸線纏繞，沿中心軸線基本上沒有開放空間，或具有任何有用或相對較小直徑之一空間，諸如具有在自0.125至1英寸之一範圍內之一直徑之一開口。膜總成及膜總成之層可具有在自10至100釐米，例如自20至50釐米之一範圍內之一寬度(其成為一纏繞過濾器之一「長度」)。實例膜在一入口表面處可具有在自0.1或0.5至100平方米之一範圍內，例如自10至80平方米之一總表面積。
如所描述之一過濾器外殼中之一卷褶式過濾器之一實例展示於圖1處。如所繪示，過濾器總成30包含過濾器(例如濾筒) 10及外殼32。外殼32包含位於外殼32之一個端(一底端)處之入口34及位於外殼32之一第二端(一頂端)處之出口36。外殼32界定內部空間38，該內部空間38經調適以依要求進入外殼入口34之流體在流體通過外殼出口36之前通過過濾器10之一過濾器膜層之一方式容納過濾器10；即，過濾器總成30經構形為「閉端」型過濾器總成。過濾器30可任選地包含額外入口及出口(例如排氣口)，該等入口及出口通常作為一閉端型過濾器之部分存在且間歇地用於對一外殼進行排氣或排水。
過濾器10係如本文中所使用之一卷褶式過濾器。過濾器10包含多個纏繞過濾器膜層40，具有交替打褶(折疊、結合或依其他方式連接)邊緣。過濾器膜層40圍繞一中心軸線纏繞以形成過濾器10。沿中心軸線存在一任選軸向空間58，該軸向空間58可或可不連接至內部空間38。在使用期間，不允許流體依允許流體避免通過一過濾器膜層40之一方式流過軸向空間58。
各膜層40具有一長度(沿一纏繞方向，未展示)、一寬度(w)、一厚度、沿纏繞長度之一第一(前)端42 (替代地稱為一「第一」端或一「入口」端)、亦沿纏繞長度之一第二(後)端44 (替代地稱為一「第二」端或一「出口」端)。各膜層40亦具有由過濾器膜層之厚度分離之兩個相對表面(46，48)，一個表面在本文中稱為一前表面46 (替代地稱為一「第一」表面或一「入口」表面)且一第二表面稱為一後表面48 (替代地稱為一「第二」表面或一「後」表面)。
入口空間60係與為其各自第二(後)端44處之纏繞褶(例如「纏繞出口褶」) 54之部分的交替成對之相鄰過濾器膜層40之兩個相對前表面46相鄰且位於其間的一空間。入口空間60亦包含外殼32內之內部空間38之一部分，該部分位於入口34與膜層40之入口表面46之間。任選地，但未繪示，一間隔件層可包含於交替對相鄰膜層40之相對入口表面46之間的入口空間60處。
出口空間62係為其各自第一(前、入口)端42處之纏繞褶(例如「纏繞入口褶」) 52之部分的相鄰過濾器膜層40之兩個相對後表面48相鄰且位於其間的一空間。出口空間62亦包含外殼32內之內部空間38之一部分，該部分位於出口36與膜層40之出口表面48之間。任選地，但未繪示，一間隔件層可包含於交替相鄰膜層40之相對出口表面48之間的出口空間62處。
各膜層40 (除一最內側繞組及一最外側繞組之外)與一相鄰膜層40在過濾器膜層之一端及卷褶式過濾器之一個端(入口端)處形成一纏繞入口褶52。入口端42形成卷式入口褶52，其可為交替相鄰膜層40之入口端42之間的一折疊、施加至交替相鄰膜層40之入口端42之一結合劑或交替相鄰膜層40之入口端42之熔融聚合物。
各膜層40 (除一最內側繞組及一最外側繞組之外)與一相鄰膜層40在卷褶式過濾器之相對端(出口端)處之一端處形成一纏繞出口褶54。出口端44形成卷出口褶54，其可為交替相鄰膜層40之出口端44之間的一折疊、施加至交替相鄰膜層40之出口端44之一結合劑或交替相鄰膜層40之入口端44之熔融聚合物。
各膜層40 (除一最內側繞組及一最外側繞組之外)在邊緣42及44處依一交替方式連接至兩個相鄰膜層40。如所繪示，具有彼此面向之第一表面46之相鄰膜40在第二(後、出口)端44處形成纏繞出口褶54。具有彼此面向之第二表面48之相鄰膜40在第一(前、入口)端42處形成纏繞入口褶52。相鄰過濾器膜層之褶式第一(前、入口)及第二(後、出口)端之此配置稱為一纏繞-褶式過濾器之相鄰過濾器層膜之交替褶式端之一配置。
相鄰過濾器膜層之一對連接端可作為由任何技術或結構形成之一纏繞褶之部分包含。褶通常呈相鄰膜層之連接或折疊端之形式，其形成纏繞-褶式過濾器之一入口或出口空間之一封閉端，在纏繞連接端處形成褶，使得流體流過入口空間、流過一過濾器膜層且進入出口空間，且防止流體旁繞過一過濾器膜層。
相鄰膜層之端之間的一褶可由一結合劑形成或包括一結合劑，諸如一無溶劑熱塑性結合劑，其放置於兩個相鄰過濾器膜層之前端或後端之間或與其接觸。結合劑係由施加及移除熱能能夠可逆地液化及固化之一熱塑性材料。結合劑較佳為百分之百之固體熱塑性聚合物，不含揮發性有機溶劑或在過濾器之使用期間可能以氣態形式自結合劑釋放之其他化學成分。實例結合劑包含熱塑性聚烯烴，其可為氟化或全氟化。具體實例包含聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)及聚氟亞烷基(PFA)。任何聚合物組合物之結合劑可含有一高含量熱塑性聚合物及一低含量有機溶劑，例如，基於總重量結合劑，至少95、99或99.9重量%之熱塑性固體及小於5、1或0.1重量%之有機溶劑。
較佳聚合熱塑性塑膠在一卷褶式過濾器之自動化總成期間亦可具有一優勢，即在熱塑性塑膠已應用於膜層之後，允許少量加熱熱塑性結合劑流動。當纏繞具有用於附接膜層之相鄰端之結合劑之一對膜層時，膜層可以稍微不同之長度纏繞或可具有相同長度。各膜層可在一核心之相對側上交叉密封或依其他方式黏附至該核心且在卷之相對側上再次密封，使得膜層長度相等，只要該等層經適當密封且除通過任一膜層之外沒有流體自卷褶式過濾器之入口行進至出口。一較佳熱塑性結合劑可為能夠經加熱且在施加至附著膜層之端之後能夠在一短時間內保持一流動能力之結合劑，因為藉由允許結合劑流動以適應一膜總成之一外層之一稍微更長長度，結合劑之一持續流動能力將促進在結合劑施加至一層之後發生之一纏繞程序。膜層可為相同寬度。各膜層可在卷開始時沿核心之相對側之寬度且在卷結束時沿核心之相對側交叉密封。
在其他實例中，一褶可呈兩個相鄰膜層之間的一折疊形式。一單片多孔過濾器膜材料可沿一長度折疊以由單片多孔過濾器膜材料形成兩個相鄰過濾器膜層，其中折疊褶在一端處連接兩層。折疊之單片膜材料成為一多層多孔過濾器膜總成之兩個相鄰層。各層具有一入口表面及一出口表面，且各層具有沿長度之一入口端及沿長度之一出口端，其等對準。相鄰過濾器膜層之相鄰入口端(或出口端)保持連接且沿相鄰過濾器膜層之長度形成一折疊褶。
在另一實例中，相鄰過濾器膜層之前(入口)端或後(出口)端可由相鄰(聚合物)膜層之熔融聚合物連接形成一褶。熔融聚合物可藉由任何熔融技術形成，例如藉由雷射焊接或聲波焊接。
再次參考圖1，在使用中，流體可透過入口34流入過濾器總成30，進入入口側空間60。流體自入口進入且透過入口側空間60，且必須通過膜層40之一者(參閱箭頭)才能進入出口側空間62。自出口側空間62，流體經允許藉由通過外殼32之出口36離開過濾器總成30。
如所描述之一卷褶式過濾器可藉由以下製備：製備一多層膜總成，該多層膜總成具有擁有沿一長度實質上對準之前端及後端之至少兩膜層，及一實質上對準寬度及長度，沿總成之長度卷該總成，及在交替膜層之前端及後端處形成一褶。在纏繞總成之前、期間或之後，可執行在相鄰、交替膜層之前端及後端處形成一褶之一步驟。一有用多層膜總成包含至少兩個過濾器膜層(參閱圖2A)，例如一單一對兩個過濾器膜層，且可包含兩個以上過濾器膜層(參閱圖2B)。
圖2A展示如所描述之一多層總成之一實例。多層總成120包含具有對準長度及沿長度延伸之對準端之兩個過濾器膜層。過濾器膜層102及過濾器膜層104各具有一長度L及一寬度w。膜層102包含沿長度L延伸之一前端106及亦沿長度L延伸之一後端118。膜層104包含沿長度L延伸之前端110及亦沿長度L延伸之後端122。膜102之後端118及膜104之後端122沿膜層102及膜層104之整個長度L在後褶108處連接(例如，藉由一折疊，如所繪示)。
膜層102之後端118及膜層104之後端122可由任何有用方法或材料形成褶108。作為一實例，後端122可藉由以下之任何一或多者連接至後端118以形成褶108：放置成在其各自後端處與兩層接觸之一結合劑，諸如一熱塑性聚合物結合劑；或藉由來自膜端處之兩個相對膜層之熔化聚合物(例如，藉由在其等邊緣處將兩個聚合物膜雷射焊接在一起形成)；或藉由沿一雙倍寬度之膜(具有2w之一寬度)之一長度形成之一折疊，其當沿寬度之一中心沿長度L折疊時，形成具有兩個相對膜層102及104之總成120，各具有一寬度w，在端118及122處具有折疊褶108。
如所描述之一卷褶式過濾器可藉由沿總成之長度捲滾總成120及在交替膜層之前(入口)及後(出口)端處形成褶製備。
圖2B展示一多層總成150之一實例，其包含具有對準長度及對準邊緣之四個過濾器膜層。過濾器膜層102、104、103及105各具有一長度L及一寬度w。膜層包含與相鄰過濾器膜之前端形成一折疊褶之前端111及與不同相鄰膜層之後端形成一折疊褶之後邊緣113。各膜具有面向一相鄰膜層之一入口表面121之一入口表面(膜層之下側，如所繪示) 121。各膜在與入口表面相對之側上具有一出口表面(膜層之頂側，如所繪示) 123。膜103及104具有彼此面向之出口表面(膜層之頂側，如所繪示) 123。
如所描述之一卷褶式過濾器可藉由沿總成之長度滾動總成150及在交替膜層之前及後邊緣形成褶製備。
參考圖3，繪示由多層膜總成120 (替代地總成150)形成之卷褶式過濾器160之一端視圖。卷褶式過濾器160藉由自內纏繞端114開始沿長度L且沿整個長度L至外纏繞端116捲滾總成120及藉由沿整個寬度(w)將寬度方向之邊緣140及142以及144及146結合在一起來形成。薄膜層102及104對準，其中薄膜層104之前表面130朝向(面向)薄膜層102之前表面132 (參閱圖3之虛線)定向。當沿長度L纏繞時，總成120形成卷褶式總成160，其中層104之後表面134面向層102之後表面136。任選間隔件層可包含於相鄰膜層之表面之間，但未展示於圖3處。
圖4A及圖4B分別展示由包含兩個過濾器膜層240及兩個間隔件層250、252之一多層總成製成之一實例卷褶式過濾器之一端透視圖及一側剖視圖，其中膜層之前端及膜層之後端使用一熱塑性結合劑交替形成一褶。
參考圖4A及圖4B，卷褶式過濾器210包含多個纏繞-褶式過濾器膜層240。各過濾器膜層240在膜層之相鄰入口側表面上由入口間隔件層250分離，入口間隔件層250在兩個相鄰入口表面之間形成一入口空間。各過濾器膜層240在膜層之相鄰出口側表面上由一出口間隔件層252分離，出口間隔件層252在膜層之兩個相鄰出口表面之間形成一出口空間。各膜層240具有一長度、一寬度(w)、一厚度、沿長度之一第一(前)端242 (替代地稱為一「第一」端或一「入口」端)、亦沿長度之一第二(後)端244 (替代地稱為一「第二」端或一「出口」端)。各膜層240亦具有由過濾器膜層之厚度分離之兩個相對表面(如圖4B處所展示之246、248)，一個表面在本文中稱為一前表面246 (替代地稱為一「第一」表面或一「入口」表面且一第二表面稱為一後表面248 (替代地稱為一「第二」表面或一「後」表面)。
各膜層240 (除一最內側繞組及一最外側繞組之外)由熱塑性結合劑220在卷褶式過濾器之一個端(入口端)處與一相鄰膜層240連接，以形成一褶。各膜層240依一交替方式在卷褶式過濾器之一第二端(出口端)處連接至一第二相鄰膜層240，以形成一第二褶。例如，如所繪示，由間隔件252分離且具有彼此面向之第二表面248之相鄰膜240之第一(前、入口)端242由熱塑性結合劑220連接，該熱塑性結合劑220在入口端262處沿纏繞-褶式過濾器210之纏繞長度L延伸，以形成一纏繞入口褶。具有彼此面向之第一表面246(由間隔件250分離)之相鄰膜層240之第二(後、出口)端244在纏繞-褶式過濾器210之相對端(出口端264)處由熱塑性塑膠220連接，以形成纏繞出口褶。相鄰過濾器膜層之連接第一(前、入口)及第二(後、出口)邊緣以形成褶之此配置係纏繞-褶式過濾器210之相鄰過濾器膜層之交替連接端或交替打褶端之一配置。卷之開始及結束亦必須適當地密封以消除旁繞。
如所描述之一卷褶式過濾器可藉由用於將過濾器膜層及任選間隔件層依形成如所描述之一卷褶式過濾器之一方式組合之任何方法製備。通常有用方法，一卷褶式過濾器可由多個膜層及任選間隔件層製備，包含至少兩個膜層，藉由以任何有用順序包含以下步驟製備：對準膜層之前及後縱向端，沿層之長度卷層以形成具有多個繞組之一纏繞-褶式過濾器，及在繞組之交替膜層之相鄰前及後端之間形成褶。在相鄰、交替膜層之端之間形成褶之一步驟可在捲滾層以形成卷褶式過濾器之前、期間或之後執行。在長度之開始及結束處之寬度方向之端亦必須跨整個寬度密封，例如藉由一結合劑、焊接(雷射焊接、聲波焊接)或其類似者。此等步驟可以一分批方式或使用一自動系統來執行，該自動系統依一連續或半連續方式執行形成一褶(例如，藉由連接端或將一較大膜折疊成一多層總成之兩個膜層)、對準層及纏繞層之步驟。
作為一更具體選擇，一液化(加熱、熔融)聚合物結合劑可應用於兩個相鄰過濾器膜層之端以形成一褶，即，在兩個結合及褶式層纏繞形成一纏繞卷式過濾器之前不久，放置成彼此接觸且與結合劑接觸。首先，將一定量之加熱、可流動聚合物結合劑施加至兩個膜層之間的一位置，在相鄰端處，且使兩個端接觸結合劑以連接端並形成一褶。在施加結合劑之後不久，層經卷成一繞組。在施加液化聚合物結合劑之後不久，在結合劑保持加熱、柔軟及可流動時發生纏繞，使得在結合劑冷卻及固化之前，層及結合劑卷在一起，以允許在纏繞期間歸因於兩個膜層之纏繞長度之差異而導致之層之間在一長度方向上之輕微移動。結合劑具有小於(低於)膜層及任選間隔件層之一熔化溫度之一熔化溫度。
作為一不同選項，可在一個步驟中，將一液化(加熱、熔融)聚合物結合劑添加至一對相鄰膜層之一個端，且可允許結合劑冷卻及固化。隨後，兩層可纏繞成一卷，而結合劑保持冷卻及不可流動。纏繞之後，可在纏繞端對聚合物結合劑施加熱以使結合劑在端處液化(熔化)以形成一褶，且將相鄰層在其等端處密封在一起。此方法可用於密封一入口端、一出口端或兩者。
作為另一選項，一纏繞多層膜總成之相鄰膜層之端可在總成纏繞時連接以形成一褶，在多層膜層及任選間隔件層形成一繞組之一位置處，在一繞組之外層使用一焊接或一結合劑。例如，參閱以下之圖6A及圖6B。例如，通常一膜層1、膜層2、一支撐(間隔件層)層1及支撐(間隔件層)層2可藉由在一繞組之外表面之不同位置處與繞組之一外層相遇而饋送至一繞組。在繞組之一個位置處，膜層1、膜層2及支撐件1在繞組之一個纏繞端可作為三個暴露層進入，使得可應用一熱源或雷射以藉由在繞組之第一端處熔化兩個膜層及兩個膜層之間的支撐件來連接及密封(形成一褶)三層之對準縱向端。在纏繞之相對端，膜層1、膜層2及支撐件2可作為三個暴露層進入，使得可應用一熱源或雷射藉由熔化兩個膜層及兩個膜層之間的支撐件來連接及密封(形成一褶)三層之對準縱向端。
用於製備一卷褶式過濾器之一系列有用步驟之一個非限制性實例展示於圖5A至圖5F處。
在一第一步驟處，提供一過濾器膜層240，其具有前(入口)縱向端242、後(出口)縱向端244、前(入口)表面246及後(出口)表面248。過濾器膜層240具有一長度(未展示)、一寬度(w)及一厚度。
熱塑性結合劑220沿過濾器膜層240之長度(未展示)施加至後端244。參閱圖5B。在替代實施例中，相鄰膜層240之後端244可由層之熔融聚合物連接，其(例如)可藉由一雷射焊接形成。
一般而言，在此或其他實例中，可將一結合劑依將提供有效形成一褶之任何方式施加至總成之層。結合劑可施加至一支撐(間隔)層之一表面，可施加至一支撐層之一端旁邊之一膜層(如圖4A及圖4B中所描繪)，或可施加至相鄰膜表面之一或兩者或施加至支撐表面之一或兩者或所有表面或其或其中之任何組合。替代地，膜層可熔融在一起以在一褶位置處形成一焊接。
根據一些具體實例，支撐層存在於結合邊緣之間，且結合劑依透過支撐層或結合支撐層提供黏合之一方式施加於結合邊緣與支撐層之間。在其他實例中，結合劑沿鄰接支撐層之邊緣放置或緊鄰支撐層，使得支撐層與結合劑接觸以將支撐層保持在適當位置且將支撐層黏著至其對應膜層。在其他實施例中，結合劑可不與支撐材料接觸，直至下一個膜層施加壓力及任選熱量以使結合劑擠壓及膨脹跨裝置長度之一小部分，使得其接觸且潛在地捕獲支撐材料。在一下一個膜層下壓縮結合劑之一程序亦可需要遠離實際膜邊緣施加一結合劑以確保結合劑不自卷之端突出或不自卷之端突出降低流動效能或不利地影響組裝程序之一量。
再次參考附圖，一第一前間隔件層250放置於層240之前表面246上，位於前端242與後端244之間。參閱圖5C。
具有前端242、後端244、前表面246及後表面248之第二過濾器膜層240放置於前間隔件層250上，其中第二過濾器膜層240之前表面246接觸前間隔件層250之一表面。參閱圖5D。
熱塑性結合劑220沿前端242之長度施加至第二薄膜240之前端242。參閱圖5E。
第二(出口)間隔件層252放置於第二膜240之後(出口)表面248上。參閱圖5F。
所有膜層240及間隔件層250、252在長度之一個端(一內端)處沿寬度密封，例如藉由結合劑密封。如圖5F處所展示之組裝層自結合劑密封之端(內端)沿長度卷成諸如圖4A之一圓柱形卷褶式過濾器。在長度之暴露端(外端)之所有膜層及間隔件層在長度之暴露端處密封，例如由結合劑。圓柱形卷褶式過濾器插入至一圓柱形外殼中，其中纏繞褶式前端在外殼之一入口端處且纏繞褶式後端在外殼之一出口端處，其中外殼適於使一流體流在自外殼入口流向一外殼出口時通過一過濾器膜層240。
作為一不同選項，圖6A及圖6B繪示使用一連續或半連續程序形成一卷褶式過濾器之步驟。如所繪示，系統300包含膜1源310、膜2源312、間隔件1源314及間隔件2源316。此等源向卷320提供膜層311、膜層313、間隔件層315及間隔件層317。
在由膜層311、膜層313、間隔件層315及間隔件層317形成卷320之程序期間，使用雷射焊接機340及342在兩個膜層之各者之交替端處形成雷射焊接，以形成褶，分別一個雷射焊接機位於卷320之一入口端350處且另一雷射焊接機位於卷320之一出口端352處。
更詳細言之且參考圖6B，膜層311、膜層313、支撐(間隔件層)層315及支撐(間隔件層)層317分別自一各自源卷310、312、314及316饋送至卷320中。膜層311、膜層313及支撐層317之各者之入口端可作為纏繞入口端350之外部三個暴露層在卷320之底部(如所繪示)進入。雷射器340向此等三層施加雷射光束341 (參閱圖6B)以熔化、連接及密封三層之入口端且在三層之入口端處形成一褶。在圖6B中，跨層311、317及313之入口端之陰影表示在纏繞卷320之交替入口端之間形成之雷射焊接。
在卷320之相對端處，出口端352，一相當配置可用於使用雷射342在層311及315之出口端之連接端處形成一密封及褶，在層311與315之間具有間隔件315。
任選擇雷射器340及342以產生一頻率範圍之一雷射光束，該頻率範圍可有效瞄準卷320上之適當一層或多層，熔化目標層之端，且產生必要密封且形成一褶。
另一實例方法展示於圖6C及圖6D處。此實例使用一結合劑藉由將兩個膜之各者之交替端結合在一起而在膜端處形成褶，且另外包含將結合劑施加至膜之間的結合區域之步驟及設備，在膜之端處均勻地具有一致位置及尺寸。如所繪示，系統350包含膜1源310、膜2源312、間隔件1源314及間隔件2源316。此等源向卷320提供膜層311、膜層313、間隔件層315及間隔件層317。
在由膜層311、膜層313、間隔件層315及間隔件層317形成卷320期間，使用擠出機344及346在沿兩個膜層311、313之各者之邊緣表面之交替端處施加結合材料348。結合劑348 (例如，一加熱熱塑性塑膠)藉由擠壓沿膜層之邊緣施加至膜層311、313之表面。在彼等邊緣處，間隔件層315、317不存在於膜層之間，即，間隔件層315之邊緣在出口端352處偏離膜層311之邊緣，以允許結合劑348放置於膜層311與313之間；間隔件層317之邊緣在入口端350出偏離膜層313之邊緣，以允許結合劑348放置於膜層311與313之間。
藉由使用結合劑348將膜311及膜313之邊緣處之交替表面結合在一起，該配置在膜311與膜313之間形成交替褶端，一個褶端位於卷320之一入口端350處，且一個褶端位於卷320之一出口端352處。輥總成360a及360b在卷320之相對側處接觸外膜層311、313及間隔件層315、317，且在組裝期間沿與卷320之一相反方向旋轉。各輥總成360a、360b包含一加熱輥362及一平滑輥364。在其他實施例中，加熱卷及平滑卷係一體的，即沿一寬度係連續。
更詳細言之，且參考圖6D，在卷320與輥總成360a之間移動之前，將膜層311及支撐(間隔件層)層315在卷之一側處饋送至卷320上。膜層313及支撐(間隔件層)層317在卷320及輥總成360b之間移動之前饋送至卷320上。
為使結合劑348放置成接觸膜311及313之兩個表面，支撐層315之邊緣在出口端352處與膜層311之邊緣橫向間隔開，在膜層311之一頂面(如所繪示)上形成結合表面321，用於施加結合劑348。類似地，支撐層317之邊緣在入口端350處與膜層313之邊緣橫向間隔開，形成用於施加結合劑348之結合表面323以允許結合劑接觸兩個膜311及313之相對表面。
當膜層313 (如所繪示，位於支撐層317上方)圍繞卷320纏繞時，膜層313通過擠出機344且在入口端350處，將一定量之結合劑348b施加至膜層313之邊緣處之結合表面323。支撐層317及膜層313以及沿結合表面323施加之結合劑348b卷至卷320上，且在卷320之一相對側上與膜311之一底部(如所繪示)表面接觸，該底面接觸支撐層317及結合劑348b，在入口端350處在兩個膜311與313之間形成一褶。當膜層311之底面接觸施加至膜313之結合表面323之結合劑348時，輥362a向膜及結合劑348b施加壓力，任選地加熱，以在入口端350處之兩個相對膜表面之間形成一光滑且均勻之結合材料層348b。同時，平滑輥364a接觸支撐層315之一上(外)表面且隨著卷320直徑之增加，機械地調整輥362a及擠出機344相對於卷320之位置。
在出口端352處執行一類似程序(在圖6D處不完全可見)。當膜層311 (如所繪示位於支撐層315下方)圍繞卷320纏繞時，膜層311通過擠出機346且將一定量之結合劑348a施加至出口端處之膜層311之邊緣處之結合表面321。支撐層315及膜層311以及沿結合表面321施加之結合劑348a卷至卷320上且在卷320之一相對側(不可見)接觸膜313之一表面，該表面接觸支撐層315及結合劑348a，在出口端352處在兩個膜之間形成一褶。當膜層313之表面接觸施加至膜311之結合表面321上之結合劑348時，輥362向膜及結合劑施加壓力，任選地加熱，以在入口端350處之兩個相對膜表面之間形成一平滑且均勻之結合材料層348。同時，平滑輥364接觸支撐層315之一上(外)表面且隨著卷320直徑之增加，機械地調整輥362及擠出機344相對於卷320之位置。
當膜及支撐層纏繞至卷320上時，系統350另外控制膜311及313以及支撐層315及317之邊緣對準。不同層之對準程度會不同地影響纏繞過濾器之效能，特別係關於流體通過纏繞過濾器之流動。參閱圖7。支撐層之對準對過濾器之流動性質可能不太重要。支撐層之範圍可自稍微凸出(延伸超過膜層)至在入口端或出口端稍微凹陷，而不影響流體流入或流出纏繞過濾器。期望地，一支撐層之一纏繞端之一邊緣可延伸超過在一入口端或一出口端之一相鄰纏繞膜層之一邊緣不超過1或3毫米(「相對於其凸出」)。在一出口端處，膜層可經允許稍微凸出或稍微凹進，因為來自出口端之流體流動不會導致出口端處之膜之一凸出部分折疊並干擾來自出口端之流體流動。期望地，在一出口端處之一膜層之一纏繞端之一邊緣可延伸超過在一出口端處之一相鄰纏繞支撐層之一邊緣不超過1或3毫米(「相對於其凸出」)。
在一入口端處，若膜過度凸出相鄰支撐材料層，膜可折疊且干擾流體流入支撐層。參閱圖7。在一較佳的卷中，控制膜311及313之對準以在入口端350處產生膜311及313之邊緣之一高度對準。理想地，一膜層在一入口端處之一纏繞端之一邊緣可延伸超過一相鄰支撐層之一入口端之一邊緣不超過1毫米(相對於其「凸出」)，例如不超過0.5毫米。替代地或另外，一膜層在一入口端處之一纏繞端之一邊緣可延伸超過一下一個相鄰膜層之一纏繞端之一邊緣不超過1毫米(相對於其「凸出」)，例如不超過0.5毫米，由一支撐層之一入口端或由結合劑與下一個相鄰膜層分離。參閱圖7。應注意，貫穿本檔對邊緣密封之任何描述可發生在膜材料層之邊緣處或其附近。期望膜層盡可能靠近其等邊緣黏附，以使功能膜面積最大化。可期望密封遠離邊緣，以適應程序中之一些可變性以限制結合劑自膜層突出且潛在地限制流體流入支撐層之風險。期望在邊緣處或甚至稍微突出於相鄰膜層處具有結合劑，只要其不突出至足以限制流入相鄰支撐物中。
圖7A、圖7B及圖7C展示一過濾器總成之一實例，其包含具有入口272及出口274之一過濾器外殼270，入口272及出口274通向含有卷褶式過濾器210之一內部空間。如所繪示，過濾器總成280包含外殼270內之過濾器210。外殼270包含位於外殼270之一個端(一底端(如所繪示)或入口端)處之入口272，及位於外殼270之一第二端(一頂端(如所繪示)或出口端)處之出口274。外殼270界定內部空間282，該內部空間282依要求進入入口272之流體在可通過出口274之前流體通過過濾器210之一過濾器膜層240之一方式容納過濾器210；即，過濾器總成280經組態為一閉端型過濾器總成。
過濾器210係如本文中所描述之一卷褶式過濾器。過濾器210包含藉由圍繞包含軸向空間290之一中心軸線卷一多個過濾器膜層及任選間隔件層而形成之多個纏繞過濾器膜層240，其如所繪示沿過濾器210之中心軸線形成一開放空間，且與含有過濾器210之過濾器總成280之內部空間282分離。流入入口272之流體不進入軸向空間290。
軸向空間290不含有通過過濾器210之一流體，且有利地用於增加過濾器總成280之功能。例如，軸向空間290可含有電子感測器以監測過濾器210之狀況或效能；例如，一電子溫度或壓力感測器可插入或穿過軸向空間290進入內部空間282，以允許直接或間接監測過濾器210或通過內部空間282之一流體之一狀況。任選地，軸向空間290可包含一實心結構，諸如一圓柱形(例如，管狀或實心)卷或棒，用於沿中心軸線之過濾器之額外結構或支撐。作為又一不同選擇，軸向空間290可很小(具有一小直徑)或實質上不存在，且卷褶式膜之中心(軸向)部分可含有自大致中心軸線位置開始之卷式膜層。
如所描述之一卷褶式過濾器包含兩層或多層過濾器膜層，本文有時將各層個別稱為一「過濾器膜」或簡稱為「膜」。有用過濾器膜之實例包含由多孔聚合物製成之膜，即多孔聚合物過濾器膜。一有用多孔聚合物膜具有兩個相對表面(或相對「側」)，其用作一入口表面及一出口表面，其中膜之一厚度在兩個相對表面之間。膜包含跨膜之厚度之一多孔結構，其允許流體自膜之一個側(入口側)通過膜之厚度流向並通過膜之相對側(出口側)。當流體通過過濾器膜時，污染物質由膜自流體移除。據此，膜對於可為一液體或一氣體之一流體係可滲透的，但當流體通過膜時，保留存在於流體中之雜質。
多孔膜含有多個隨機定向之曲折通道形式之互連通道(孔、通道、空隙)，該等通道自膜之一個表面延伸至膜之相對表面。通道通常提供彎曲通道或路徑，過濾之一流體必須通過該等通道或路徑，且在該等通道或路徑內，一雜質可藉由一篩分或一非篩分機構自流體移除。
藉由一「篩分」過濾機制，多孔膜可在實體上防止一流體內存在之雜質通過膜，即，進入及通過膜且自膜之出口側排出。大於孔之雜質(例如顆粒)將經阻止進入膜或可由膜之結構實體地阻止通過膜。小於膜之孔之雜質可能夠進入膜，但仍藉由一「篩分」機制，藉由雜質截留在一表面上或膜內部之一曲折路徑之一空間內，可防止雜質完全通過膜。經過濾之流體將通過膜，導致含有一減少量之雜質之流體流過，雜質由過濾器藉由篩分機構移除。
藉由另一過濾機制，稱為一「非篩分」機制，一雜質不藉由實體分離(篩分)移除，而是藉由一靜電或化學相互作用吸附至過濾器膜之表面。一雜質，諸如一溶解或懸浮化學分子(例如一碳氫化合物、金屬或金屬離子)，特別係若分子包含一靜電荷(即陰離子、陽離子等)，可經化學(藉由一螯合機制)或靜電地吸附至過濾器膜之一材料，且可由過濾材料保留。
與「閉孔」膜相比，有用膜有時稱為「開孔」膜。開孔膜可呈擠出多孔聚合物材料之一薄膜或薄片之形式，其具有一相對均勻厚度及一開孔多孔結構，該開孔多孔結構包含界定大量開放式「單元」之一聚合物基質，該等開放式「單元」係三維空隙結構或孔。開放式單元可稱為開口、孔、通道或通路，其等在相鄰單元之間很大程度上相互連接，以允許流體自膜之一個側(入口表面)穿過膜之厚度流至另一側(出口表面)。
多孔聚合物過濾器膜可由多孔聚合物膜構成，該多孔聚合物膜具有一開孔結構，其中孔具有可基於膜之預期用途選擇之一平均孔徑，即使用膜過濾或淨化之流體類型。用於處理高純度液體之過濾器之用於半導體材料或微處理裝置中使用之處理流體之典型孔徑及平均孔徑在微米或亞微米範圍內，諸如自約0.001微米至約10微米。實例多孔聚合物過濾器膜可具有被認為係一微孔過濾器膜或一超濾膜之一大小(平均孔徑)之孔。一微孔膜可具有自約0.05微米至約10微米之一範圍內之一平均孔徑，其中孔徑基於一或多種因數選擇，其包含：待移除之雜質之孔徑或類型、壓力及壓降要求、流量要求及由過濾器處理之一流體之黏度要求。一超濾膜可具有自0.001微米至約0.05微米之一範圍內之一平均孔徑。孔徑通常經呈報為一多孔材料之平均孔徑，其可藉由已知技術量測，諸如藉由水銀孔隙率法(MP)、掃描電子顯微鏡(SEM)、液體置換(LLDP)或原子力顯微鏡(AFM)。
根據本說明書有用之一過濾器膜可由各種聚合物之任何者製成，包含許多特別已知可用於製備多孔聚合物過濾器膜之聚合物。目前已知或較佳的聚合物之實例包含聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺-聚醯亞胺、聚碸(諸如聚醚碸或聚苯碸)、含氟聚合物(諸如聚偏二氟乙烯)、聚烯烴(諸如聚乙烯及聚丙烯)、氟化聚合物(諸如全氟烷氧基(PFA))及尼龍(例如尼龍6、尼龍66)。過濾器膜可由一單一類型之聚合物製成，或可由兩種或多種不同之聚合物製成，或一複合物或混合物，或膜之不同層。
合適聚烯烴包含，例如，聚乙烯(例如，超高分子量聚乙烯(UPE))、聚丙烯、α-聚烯烴、聚-3-甲基-1-丁烯、聚-4-甲基-1-丁烯及乙烯、丙烯、3-甲基-1-丁烯或4-甲基-1-丁烯彼此或與少量其他烯烴之共聚物；實例聚鹵烯烴包含聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯及此等及其他氟化或非氟化單體之共聚物。實例聚酯包含聚對苯二甲酸乙二醇酯及聚對苯二甲酸丁二醇酯，以及相關共聚物。
一多孔聚合物過濾器膜可為氟化或全氟化或可含有基本上由非氟化單體製成之完全非氟化聚合物，例如，可包括非氟化聚合物材料、由非氟化聚合物材料組成或基本上由非氟化聚合物材料組成。實例過濾器層可包括聚烯烴，由聚烯烴組成，或基本上由聚烯烴組成，諸如聚乙烯(例如UPE)。基本上由非氟化材料組成之一多孔聚合物過濾器層可含有小於0.5、0.1或0.01重量%之氟。基本上由聚烯烴(例如聚乙烯)組成之一多孔聚合物過濾器層可衍生自包含至少99、99.5、99.0或99.9重量%聚烯烴(例如聚乙烯)單體之單體。
可任選對任何組成之一多孔聚合物過濾器膜進行處理，例如電漿處理，以增強黏附性或過濾性質。
已知多種技術用於形成多孔過濾器膜。實例技術包含熔融擠出(例如熔融鑄造)技術及浸沒鑄造(相轉化)技術等(實例包含熱誘導相轉化(TIPS)及誘導相轉化(NIPS)技術)。根據膜內形成之孔之大小及分佈，可使用用於形成一多孔膜材料之不同技術來形成不同多孔膜結構，即，可使用不同技術來產生不同孔大小及膜結構，有時稱為「形態」，意謂一膜內孔之均勻性、形狀及分佈。
有用膜形態之實例包含均質(各向同性)及不對稱(各向異性)。具有跨膜均勻分佈之實質上均勻大小之孔之一多孔膜通常稱為各向同性，或「均質」。一各向異性(亦稱為「不對稱」)膜可被認為具有一形態，其中一孔徑梯度跨膜存在；例如，膜可具有一多孔結構，在一個膜表面處具有相對較大孔，且在另一膜表面處具有相對較小孔，其中孔結構沿膜之厚度變化。術語「不對稱」經常與術語「各向異性」互換使用。通常，具有相對較小孔(與膜之其他區域相比)之膜部分被稱為「緊密」區域，而具有較大孔之一膜之一部分通常稱為一「開放」區域。在如所描述之一卷褶式過濾器中，可使用一各向異性膜，其中緊密區域朝向一入口空間且一開放區域朝向一出口空間，或開放區域朝向入口空間且緊密區域朝向出口空間。
一過濾器膜亦可藉由泡點來特徵化，泡點可藉由各種技術來量測。根據一實例泡點測試方法，將一樣品多孔聚合物過濾器膜浸入具有一已知表面張力之一液體中且用該液體潤濕，且在一已知壓力下將一氣體施加至樣品之一個側。氣體壓力逐漸增加。氣體流過樣品之最小壓力稱為一泡點。根據本說明書有用或較佳之一多孔聚合物過濾器膜之使用HFE 7200在20至25攝氏度之一溫度下量測之實例泡點可在1至400磅/平方英寸(psi)之一範圍內，諸如自2至300 psi，例如在自10至200 psi之一範圍內。
一多孔過濾器膜之特徵亦可在於孔隙率。如所描述之一多孔聚合物過濾器層可具有任何孔隙率，其將允許多孔聚合物過濾器層如本文中所描述有效地過濾一液體流以產生一高純度之過濾液體材料。實例多孔聚合物過濾器層可具有一相對較高孔隙率，例如至少30%或至少50%之一孔隙率，例如自30%至85%之一範圍內之一孔隙率。如本文中所描述且在多孔體之領域中，一多孔體之一「孔隙率」(有時亦稱為空隙率)係作為體之總體積之一百分比在體中之空隙(即「空」)空間之一量測，且計算為體之空隙體積占體之總體積之一分數。具有零百分比孔隙率之一主體係完全實心。
如所描述之一多孔聚合物過濾器膜可呈具有任何可用厚度之一片材(薄膜)形式，例如自2至200微米之一範圍之一厚度，例如自10至100微米。任選地，在膜之一入口端與一出口端之間，一過濾器膜層之一厚度可沿膜之寬度變化或逐漸變薄。例如，一過濾器膜可在一入口端處具有一較大厚度且在一出口端處具有一較小厚度。
如所描述之一過濾器可任選且較佳含有兩個間隔件層。一個間隔件層可存在於相鄰膜層之相對輸入表面之間的輸入空間，且一個間隔件層可存在於相鄰膜層之相對輸出表面之間的輸出空間。
一間隔件層具有由一厚度分離之兩個相對表面(或相對「側」)，且亦具有一長度及一寬度。一間隔件層用於在卷褶式過濾器之過濾器膜層之相鄰入口表面或相鄰出口表面之間產生空間(入口空間或出口空間)。間隔件層經設計以在允許流體流過該空間時，藉由對流體流過由間隔件層產生之空間引入一低阻力來產生該空間。間隔件層不需要作為一過濾器膜來自通過間隔件層之一流體移除雜質或污染物。
一間隔件層可為過濾器膜，可由一開放式結構構成，其可為聚合物(例如，一擠出多孔聚合物膜)、紡織或非紡織之一織物材料、一穿孔膜、波紋狀等等，其具有一高度開放式結構以允許良好流體流過間隔件層。如所描述之一間隔件層可具有任何多孔性，其將允許流體以一低流動阻力流過間隔件層之體積。實例間隔件層可具有一非常高孔隙率，同時具有在過濾器之使用期間保持過濾器膜層之相鄰表面之間的一分離之實體性質。有用孔隙率之實例可大於65%、70%、80%或98%，例如在自65%至98%之一範圍內。
所描述之一間隔件層可呈具有任何可用厚度之一片材(薄膜)形式，例如，在自10至2000微米，例如，自50至1000微米之一範圍內之一厚度。任選地，在膜之一入口端與一出口端之間，一間隔件層之一厚度可沿膜之寬度變化或逐漸變小。例如，一過濾器膜可在一入口端處具有一較大厚度且在一出口端處具有一減小厚度。
本發明之一卷褶式過濾器可用於處理具有商業重要性之各種液態或氣態流體。此等包含任何工業中之液體，但特別包含用作加工溶劑、清潔劑及用於半導體及微電子裝置加工之其他加工溶液之流體，該等流體以非常高純度使用。此等類型之流體之實例包含在光微影、清洗或微電子裝置製備之其他各種程序中使用之液體材料(例如溶劑)。具體實例包含用於旋塗玻璃(SOG)技術、用於背面抗反射塗層(BARC)方法、用於光微影、用於清洗、用於一淨化步驟及用於一沈積步驟(例如，化學氣相沈積(包含電漿增強化學氣相沈積及其他變化)、原子層沈積及其類似者之處理溶液。
一雜質係不同於製程流體之一化學材料，其溶解在一液態製程流體中或懸浮在一氣態製程流體中。化學描述之實例包含烴分子，包含帶電(離子)分子及低聚物、無機化合物(諸如金屬氧化物(二氧化鈦))、金屬原子、金屬離子等等。在氣態形式之一流體中，一污染物可為稱為一「空氣傳播之分子污染物」(AMC)之任何材料，其係一種呈一蒸汽或氣溶膠形式之化學材料，若存在，其對一產品或一程序具有一有害影響。此等化學物質本質上可為有機或無機且包含酸、鹼、聚合物添加劑、有機金屬化合物及摻雜劑。一空氣傳播之分子污染源係建築及潔淨室建築材料、一般環境、加工化學品及操作人員。
可使用如所描述之一纏繞-褶式過濾器過濾以移除一微量雜質之液體有機溶劑之一些具體、非限制性實例包含：烷烴(甲烷、丁烷、己烷及其他C3至C10烷烴)、乙酸正丁酯(nBA)、異丙醇(IPA)、乙酸2-乙氧基乙酯(2EEA)、二甲苯、環己酮、乳酸乙酯、甲基異丁基甲醇(MIBC)、甲基異丁基酮(MIBK)、乙酸異戊酯、十一烷、丙二醇甲醚(PGME)及丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)。
某些類型之雜質可存在於某些類型之液體製程流體中。例如，極性有機溶劑(諸如異丙醇)可含有微量之一烴、一金屬氧化物或一金屬離子。如所描述之實例方法可包含自一極性有機溶劑(諸如異丙醇)移除此等雜質之一或多者。
非極性有機溶劑，諸如烷烴(例如己烷)，通常可包含雜質，諸如一烴類似物(例如一不同非極性烷烴，諸如甲烷、丙烷、丁烷或一C5至C10烷烴)、一烷烴雜質或非極性有機溶劑之烴低聚物衍生物，或一金屬。如所描述之實例方法可包含自一非極性有機溶劑(諸如己烷)移除此等雜質之一或多者。
實例：
實例1.一種用於減少在一流體中之一微量雜質之一量之纏繞-褶式過濾器，該纏繞-褶式過濾器包括： 一多層過濾器膜總成，其包括一第一多孔過濾器膜層及一第二多孔過濾器膜層，該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包括一入口表面、一出口表面、一長度、沿該長度延伸之一入口端、沿該長度延伸之一出口端及該入口端與該出口端之間的一寬度，其中： 該多孔過濾器膜層總成沿該長度繞一中心軸線纏繞以形成該纏繞-褶式過濾器，其中： 該第一多孔過濾器膜層之該入口表面面向該第二多孔過濾器膜層之一入口表面， 一纏繞入口褶，其包括在該纏繞-褶式過濾器之一入口端處之相鄰過濾器膜層之入口端，及 一纏繞出口褶，其包括在該纏繞-褶式過濾器之一出口端處之相鄰過濾器膜層之出口端。
實例2.如實例1之過濾器，其包括多個多孔過濾器膜層繞組。
實例3.如實例1或2之過濾器，其包括面向一相鄰多孔過濾器膜層之一出口表面之該第一多孔過濾器膜層之一出口表面。
實例4.如實例1至3中任一實例之過濾器，該纏繞入口褶包括：一折疊，其位於相鄰多孔過濾器膜層之該等入口端之間；兩個相鄰多孔過濾器膜層之入口端，其由結合劑結合在一起；或兩個相鄰多孔過濾器膜層之入口端，其由一焊接結合在一起。
實例5.如實例1至4中任一實例之過濾器，該纏繞出口褶包括：一折疊，其位於相鄰多孔過濾器膜層之該等出口端之間；兩個相鄰多孔過濾器膜層之出口端，其由結合劑結合在一起；或兩個相鄰多孔過濾器膜層之出口端，其由一焊接結合在一起。
實例6.如實例4或5之過濾器，該結合劑包括選自一聚烯烴、一含氟聚合物及一全氟聚合物之熱塑性聚合物。
實例7.如實例4或5之過濾器，該結合劑選自：聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)及一聚氟亞烷基(PFA)。
實例8.如實例4至7中任一實例之過濾器，其中該結合劑係含有小於1重量%有機溶劑之一熱塑性聚合物。
實例9.如實例1至8中任一實例之過濾器，其中該第一膜層及該第二膜層之各者包括聚合物膜，當一流體通過該聚合物膜時該聚合物膜能夠減少來自該流體之一微量雜質之一量。
實例10.如實例1至9中任一實例之過濾器，其中該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包括選自一聚醯胺、一聚醯亞胺、一聚醯胺-聚醯亞胺、一聚碸、一含氟聚合物及一尼龍之聚合物。
實例11.如實例1至10中任一實例之過濾器，其中該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜之各者具有自2至200微米之一範圍內之一厚度。
實例12.如實例1至11中任一實例之過濾器，其中該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜之各者包括具有一對稱形態之一聚合物膜。
實例13.如實例1至11中任一實例之過濾器，其中該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜之各者包括具有一不對稱形態之一聚合物膜。
實例14.如實例1至13中任一實例之過濾器，其具有在0.1至100平方米之一範圍內之一總入口表面積。
實例15.如實例1至14中任一實例之過濾器，其中該多層過濾器膜總成包含該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層，且沒有額外多孔過濾器膜層。
實例16.如實例1至15中任一實例之過濾器，其包括：一入口側間隔件，其位於在該第一多孔過濾器膜層之該入口表面與該第二多孔過濾器膜層之該入口表面之間，及一出口側間隔件，其位於該多孔過濾器膜層之一出口表面與一相鄰多孔過濾器層膜之一出口表面之間。
實例17.如實例16之過濾器，其中該入口側間隔件及該出口側間隔件之各者具有自10至2000微米之一範圍內之一厚度。
實例18.如實例1至14中任一實例之過濾器，其中該多層過濾器膜總成包括該第一多孔過濾器膜層、該第二多孔過濾器膜層及一第三多孔過濾器膜層。
實例19.如實例18之過濾器，其中該第二多孔過濾器膜層之一出口表面面向該第三多孔過濾器膜層之一出口表面。
實例20.一種纏繞-褶式過濾器，其包括：一多層過濾器膜總成，其包括一第一多孔過濾器膜層及一第二多孔過濾器膜層，該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包括一入口表面、一出口表面、一長度、沿該長度延伸之一入口端、沿該長度延伸之一出口端及該入口端與該出口端之間的一寬度，其中：該多孔過濾器膜層總成沿該長度且圍繞一中心軸線纏繞以形成包括多個多孔過濾器膜層總成繞組之該纏繞-褶式過濾器，其中：該第一多孔過濾器膜層之該入口表面面向該第二多孔過濾器膜層之一入口表面，一褶包括該第一多孔過濾器膜層之一出口端及一相鄰多孔過濾器膜層之一出口端，該褶包括一折疊、一焊接或一熱塑性結合劑，及在該纏繞-褶式過濾器之一入口端處之該等膜層之纏繞入口端及在該纏繞-褶式過濾器之一出口端處之該等膜層之纏繞出口端。
實例21.如實例20之過濾器，其包括：一第一多孔過濾器膜層之一出口表面，其面向一相鄰過濾器膜層之一第二多孔過濾器膜層之一出口表面，包括該第一多孔過濾器膜層之一入口端及一相鄰過濾器膜層之一入口端之一褶，該褶包括一折疊、一焊接或一熱塑性結合劑。
實例22.如實例20或21之過濾器，其中該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者具有自2至200微米之一範圍內之一厚度。
實例23.如實例20至23中任一實例之過濾器，其中該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包括選自一聚醯胺、一聚醯亞胺、一聚醯胺-聚醯亞胺、一聚碸、一含氟聚合物及一尼龍之聚合物。
實例24.如實例20至23中任一實例之過濾器，其包括：位於該第一多孔過濾器膜層之該入口表面與該第二多孔過濾器膜層之該入口表面之間的一入口側間隔件，及位於該多孔過濾器膜層之一出口表面與一相鄰多孔過濾器膜層之一出口表面之間的一出口側間隔件。
實例25.如實例20至24中任一實例之過濾器，其中該入口側間隔件及該出口側間隔件之各者具有在自10至2000微米之一範圍內之一厚度。
實例26.如實例20至25中任一實例之過濾器，該熱塑性結合劑包括選自一聚烯烴、一含氟聚合物及一全氟聚合物之熱塑性聚合物。
實例27.如實例20至26中任一實例之過濾器，該結合劑選自聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)及一聚氟亞烷基(PFA)。
實例28.如實例20至27中任一實例之過濾器，其中熱塑性結合劑含有小於1重量%之有機溶劑。
實例29.一種自一流體移除一雜質之方法，該方法包括：使流體通過實例1至28中任一實例之一過濾器，該流體包括一微量雜質，使得該過濾器膜保留該微量雜質之一部分。
實例30.如實例29之方法，其中該雜質以低於百萬分之100之一量存在於該液體中。
實例31.如實例29或30之方法，其中該過濾器膜保留該流體中存在之至少90%之雜質。
實例32.如實例29至31中任一實例之方法，其中該流體係一半導體加工中使用之一製程流體。
實例33.如實例29至32中任一實例之方法，其中該流體係一極性有機溶劑或一非極性有機溶劑。
實例34.如實例29至32中任一實例之方法，其中該流體選自：一烷烴(甲烷、丁烷、己烷及其他C3至C10烷烴)、乙酸正丁酯(nBA)、異丙醇(IPA)、乙酸2-乙氧基乙酯(2EEA)、一二甲苯、環己酮、乳酸乙酯、甲基異丁基甲醇(MIBC)、甲基異丁基酮(MIBK)、乙酸異戊酯、十一烷、丙二醇甲醚(PGME)及丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)。
實例35.如實例29至34中任一實例之方法，其中該流體係一極性有機溶劑且該雜質係一烴、一金屬氧化物或一金屬離子。
實例36.如實例35之方法，其中該流體係異丙醇。
實例37.如實例29至36中任一實例之方法，其中該流體係一非極性有機溶劑且該雜質係一非極性烴或一金屬。
實例38.如實例37之方法，其中該流體係己烷且該雜質係一烷烴。
實例40.一種製備一纏繞-褶式過濾器之方法，該方法包括： 其中一多層過濾器膜總成包括一第一多孔過濾器膜層及一第二多孔過濾器膜層，該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包括一入口表面、一出口表面、一長度、沿該長度延伸之一入口端、沿該長度延伸之一出口端及該入口端與該出口端之間的一寬度， 其中該第一多孔過濾器膜層之該入口表面面向該第二多孔過濾器膜層之一入口表面， 纏繞該多層過濾器膜總成以形成包括多個多層過濾器膜層總成繞組之該纏繞-褶式過濾器， 形成一褶，該褶包括該第一多孔過濾器膜層之一出口端及一相鄰多孔過濾器膜層之一出口端，該褶包括一折疊、一焊接或一熱塑性結合劑，及 形成一褶，該褶包括該第一多孔過濾器膜層之一入口端及一相鄰多孔過濾器膜層之一入口端，該褶包括一折疊、一焊接或一熱塑性結合劑。
實例41.如實例40之方法，其包括纏繞該多孔過濾器膜層總成以將該第一多孔過濾器膜層之一出口表面面向該第二多孔過濾器膜層之該出口表面放置。
實例42.如實例40或41之方法，其中該多孔過濾器膜層總成包括將該第一多孔過濾器膜層之該出口端連接至該第二多孔過濾器膜層之該出口端之一折疊。
實例43.如實例40之方法，其包括施加結合劑以將該多孔過濾器膜層總成之該第一多孔過濾器膜層之該出口端連接至該多孔過濾器膜層總成之該第二多孔過濾器膜層之該出口端。
實例44.如實例43之方法，其中該結合劑係一熱塑性聚合物且該方法包括加熱該結合劑且藉由擠出將該加熱結合劑施加至一第一多孔過濾器膜層之該入口端上或該第二多孔過濾器膜之該入口端上。
實例45.如實例40至44中任一實例之方法，其包括施加結合劑以將該多孔過濾器膜層總成之一第一多孔過濾器膜層之該入口端連接至該多孔過濾器膜層總成之該第二多孔過濾器膜層之該入口端。
實例46.如實例45之方法，其中該結合劑係一熱塑性聚合物且該方法包括加熱該結合劑且藉由擠出將該加熱結合劑施加至一第一多孔過濾器膜層之該入口端上或該第二多孔過濾器膜之該入口端上。
實例47.如實例44或46之方法，其包括在施加該加熱結合劑之後，對該施加結合劑施加壓力及任選熱量。
實例48.一種由多個膜層製備一卷褶式過濾器之方法，該方法包括：對準該等膜層之該前邊緣及該後邊緣，沿該等層之長度卷該等層以形成具有多個繞組之一纏繞卷式過濾器，及連接該等繞組之交替膜層之該等相鄰前邊緣及後邊緣。
實例49.如實例48之方法，其包括在捲滾該等層以形成該卷褶式過濾器之前連接相鄰膜層之邊緣。
實例50.如實例49之方法，其包括在捲滾該等層以形成該卷褶式過濾器之後連接相鄰膜層之邊緣。
實例51.如實例48至50中任一實例之方法，其包括藉由形成一焊接或藉由施加一結合劑來連接相鄰膜層之該等邊緣。
實例52.如實例48至51中任一實例之方法，其包括藉由施加一熱塑性結合劑來連接相鄰膜層之該等邊緣。
實例53.如實例48至52中任一實例之方法，其包括：沿一長度對準一第一膜層及一第一支撐層，沿一長度對準一第二膜層及一第二支撐層，沿該長度纏繞該對準第一膜層及第一支撐層以及該對準第二膜層及第二支撐層，以形成一卷，在該第一膜層之一入口端處向該第一膜層之一第一表面施加第一結合劑，在該第二膜層之一出口端處向該第二膜層之一第一表面施加第二結合劑，在該第一及第二膜之該入口端處使該第一結合劑接觸該第二膜層之一第二表面，及在該第一及第二膜之該出口端處使該第二結合劑接觸該第一膜層之一第二表面。
實例54.如實例53之方法，其包括控制該入口端處之該第一膜層之一邊緣及該入口端處之該第二膜層之一邊緣之一對準。
實例55.如實例48至54中任一實例之方法，其包括：在該第一多孔過濾器膜之該入口表面與該第二多孔過濾器膜之該入口表面之間纏繞一入口側間隔件，及在該第一多孔過濾器膜之該出口表面與該第二多孔過濾器膜之該出口表面之間纏繞一出口側間隔件。
10:過濾器 30:過濾器總成 32:外殼 34:入口 36:出口 38:內部空間 40:過濾器膜層 42:第一(前)端 44:第二(後)端 46:前表面 48:後表面 52:纏繞入口褶 54:卷出口褶 58:軸向空間 60:入口側空間 62:出口側空間 102:膜層 103:過濾器膜層 104:過濾器膜層 105:過濾器膜層 106:前端 108:後褶 110:前端 111:前端 113:後邊緣 114:內纏繞端 116:外纏繞端 118:後端 120:總成 121:入口表面 122:後端 123:出口表面 130:前表面 132:前表面 134:後表面 136:後表面 140:邊緣 142:邊緣 144:邊緣 146:邊緣 150:總成 160:卷褶式過濾器 210:卷褶式過濾器 220:熱塑性結合劑 240:過濾器膜層 242:第一(前、入口)端 244:第二(後、出口)端 246:前表面 248:後表面 250:間隔件層 252:間隔件層 262:入口端 264:出口端 270:過濾器外殼 272:入口 274:出口 280:過濾器總成 282:內部空間 290:軸向空間 300:系統 310:源卷/膜1源 311:膜層 312:源卷/膜2源 313:膜層 314:源卷/間隔件1源 315:間隔件層 316:源卷/間隔件2源 317:間隔件層 320:卷 321:結合表面 323:結合表面 340:雷射焊接機 341:雷射光束 342:雷射焊接機 344:擠出機 346:擠出機 348:結合劑 348a:結合劑 348b:結合劑 350:入口端 352:出口端 360a:輥總成 360b:輥總成 362:加熱輥 362a:輥 364:平滑輥 364a:平滑輥 L:長度 W:寬度
圖1係如所描述之一過濾器外殼中之一實例卷褶式過濾器之一剖視圖。
圖2A及圖2B展示如所描述之實例多層過濾器膜總成之側面透視圖。
圖3係如所描述之一實例卷褶式過濾器之一端視圖。
圖4A係如所描述之一實例卷褶式過濾器之一端部透視圖。
圖4B係如所描述之一實例圖3卷褶式過濾器之一部分之一實例剖視圖。
圖5A至圖5F展示製備如所描述之一卷褶式過濾器之一實例方法之步驟。
圖6A、圖6B、圖6C及圖6D展示用於製備一卷褶式過濾器之方法之自動化步驟之實例。
圖7展示一卷褶式過濾器中之層之對準。
圖8A、圖8B及圖8C展示如所描述之包含一卷褶式過濾器及一外殼之實例過濾器產品。
所有附圖係示意性且未按比例繪製。
10:過濾器
30:過濾器總成
32:外殼
34:入口
36:出口
38:內部空間
40:過濾器膜層
42:第一(前)端
44:第二(後)端
46:前表面
48:後表面
52:纏繞入口褶
54:卷出口褶
58:軸向空間
60:入口側空間
62:出口側空間
W:寬度

Claims (10)

  1. 一種用於減少在一流體中之一微量雜質之一量之纏繞-褶式過濾器，該纏繞-褶式過濾器包括： 一多層過濾器膜總成，其包括一第一多孔過濾器膜層及一第二多孔過濾器膜層，該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包括一入口表面、一出口表面、一長度、沿該長度延伸之一入口端、沿該長度延伸之一出口端及該入口端與該出口端之間的一寬度，其中： 該多孔過濾器膜層總成沿該長度繞一中心軸線纏繞以形成該纏繞-褶式過濾器，其中： 該第一多孔過濾器膜層之該入口表面面向該第二多孔過濾器膜層之一入口表面， 一纏繞入口褶，其包括在該纏繞-褶式過濾器之一入口端處之相鄰過濾器膜層之入口端，及 一纏繞出口褶，其包括在該纏繞-褶式過濾器之一出口端處之相鄰過濾器膜層之出口端。
  2. 如請求項1之過濾器，其包括多個多孔過濾器膜層繞組。
  3. 如請求項1或2之過濾器，該纏繞入口褶包括： 一折疊，其位於相鄰多孔過濾器膜層之該等入口端之間， 兩個相鄰多孔過濾器膜層之入口端，其由結合劑結合在一起，或 兩個相鄰多孔過濾器膜層之入口端，其由一焊接結合在一起。
  4. 如請求項3之過濾器，該纏繞出口褶包括： 一折疊，其位於相鄰多孔過濾器膜層之該等出口端之間， 兩個相鄰多孔過濾器膜層之出口端，其由結合劑結合在一起，或 兩個相鄰多孔過濾器膜層之出口端，其由一焊接結合在一起。
  5. 如請求項3之過濾器，該結合劑包括選自一聚烯烴、一含氟聚合物及一全氟聚合物之熱塑性聚合物。
  6. 如請求項3之過濾器，該結合劑選自：聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)及一聚氟亞烷基(PFA)。
  7. 如請求項1之過濾器，其中該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包括聚合物膜，當一流體通過該聚合物膜時該聚合物膜能夠減少來自該流體之一微量雜質之一量。
  8. 如請求項1之過濾器，其中該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜層之各者包括選自一聚醯胺、一聚醯亞胺、一聚醯胺-聚醯亞胺、一聚碸、一含氟聚合物及一尼龍之聚合物。
  9. 如請求項1之過濾器，其中該第一多孔過濾器膜層及該第二多孔過濾器膜之各者具有自2至200微米之一範圍內之一厚度。
  10. 如請求項1之過濾器，其包括： 一入口側間隔件，其位於在該第一多孔過濾器膜層之該入口表面與該第二多孔過濾器膜層之該入口表面之間，及 一出口側間隔件，其位於該多孔過濾器膜層之一出口表面與一相鄰多孔過濾器層膜之一出口表面之間。
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