具有表面通道的膜的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]膜能夠用于過(guò)濾多種流體。例如，將膜用于過(guò)濾含蛋白質(zhì)流體以從流體中除去不希望的物質(zhì)和/或?qū)⒛び糜趶牧黧w中除去病毒。然而，存在對(duì)具有更高的蛋白質(zhì)容量和/或病毒去除能力的改進(jìn)的膜的需要。
[0002]本發(fā)明改善了現(xiàn)有技術(shù)中的至少一些缺點(diǎn)。本發(fā)明的這些以及其他優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下文描述顯而易見(jiàn)。
[0003]發(fā)明概述
[0004]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種微孔膜，其包括第一表面和第二表面，其中第一表面包括多個(gè)縱向平行的表面通道，并且其中這些通道具有包括粗糙表面的側(cè)壁，粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in。典型地，通道的側(cè)壁具有比通道的底壁更加粗糙的表面。典型地，第一表面的至少約25%在機(jī)械方向上具有多個(gè)平行通道。
[0005]在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種過(guò)濾器，該過(guò)濾器包括至少一個(gè)膜，優(yōu)選地，至少兩個(gè)膜。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，還提供了一種過(guò)濾流體的方法，該方法包括將流體流經(jīng)該膜或過(guò)濾器。
[0007]在另一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種膜的制備方法，該方法包括獲得基底，所述基底包括具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向的表面，且在該表面中在機(jī)械方向具有多個(gè)平行磨蝕；用含有聚合物的溶液在該表面上流延；將該溶液暴露于相轉(zhuǎn)變?nèi)芤翰⑿纬晌⒖啄?；以及將膜從基底移去，其中?dāng)將接觸基底表面中的平行磨蝕的膜的部分從該膜揭除時(shí)，形成具有在表面中在機(jī)械方向上具有平行通道的表面的膜，該平行通道具有粗糙表面。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1A是掃描電子顯微鏡圖(SEM)，其顯示實(shí)施例3制備的、在從具有未處理的非磨蝕表面的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底移去膜之后的膜的接觸基底的表面。圖1B是SEM，其顯示了實(shí)施例3制備的、在從電暈處理后臨界潤(rùn)濕表面張力(CWST)為44達(dá)因/cm的聚酰亞胺基底移去膜之后的膜的接觸基底的表面，其中基底表面是非磨蝕的。
[0009]圖2是SEM，其顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式在實(shí)施例3中制備的、在從具有磨蝕表面的基底移去膜之后(其中，另外，該表面未處理)的膜的接觸基底的表面。
[0010]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式在實(shí)施例3中制備的膜的表面的SEM，其顯示了具有側(cè)壁的通道，該側(cè)壁具有粗糙表面。圖3A是交叉機(jī)械方向拍攝的SEM，以及圖3B是橫截面方向攝取的SEM。
[0011]圖4是實(shí)施例1制備的膜的第一表面的SEM，其中標(biāo)注了通道側(cè)壁和通道底壁的孔徑。
[0012]圖5是實(shí)施例2制備的膜的第一表面的SEM，其中標(biāo)注了通道側(cè)壁和通道底壁的孔徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種微孔聚合物膜，所述膜包括(a)第一表面，其包括微孔表面，(b)第二表面，其包括微孔表面；和(C)位于第一表面和第二表面之間的微孔本體；其中，該膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中通道具有側(cè)壁和底壁，所述側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in。在一些實(shí)施方式中，側(cè)壁具有比底壁更加粗糙的表面。
[0014]在一個(gè)實(shí)施方式中，側(cè)壁具有Ra范圍為約5 μ in至約9 μ in的粗糙表面。在另一個(gè)實(shí)施方式中，側(cè)壁具有Ra范圍為約9.5 μ in至約16.0 μ in的粗糙表面。
[0015]在一個(gè)實(shí)施方式中，第一表面的至少約25%在機(jī)械方向上具有多個(gè)平行通道，優(yōu)選地，第一表面的至少約30%在機(jī)械方向上具有多個(gè)平行通道，并且在一些實(shí)施方式中，第一表面的至少約35%在機(jī)械方向上具有多個(gè)平行通道。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，膜的范圍在約30%至約45%的第一表面在機(jī)械方向上具有多個(gè)平行通道。
[0016]有利地，可以生產(chǎn)相比商購(gòu)可得的病毒去除膜厚度更小的用于去除病毒的膜，同時(shí)提供相當(dāng)?shù)幕蚋玫牟《救コ省＝Y(jié)果，可以更有成本效益地制造膜。該膜可以為非復(fù)合膜，但其足夠牢固以便膜進(jìn)行打褶。
[0017]可替代地，或者額外地，相比于傳統(tǒng)的不具有通道的膜，可以制造具有更高的蛋白質(zhì)過(guò)濾容量的膜。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式還提供了過(guò)濾器，其包括至少一個(gè)本發(fā)明的膜，優(yōu)選地，至少兩個(gè)本發(fā)明的膜，以及過(guò)濾設(shè)備，其包括殼體和至少一個(gè)本發(fā)明的膜，或包括至少一個(gè)本發(fā)明的膜的過(guò)濾器。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，還提供了一種過(guò)濾流體的方法，該方法包括將流體流經(jīng)至少一個(gè)膜，或者包括至少一個(gè)膜的過(guò)濾器，如前所述。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括從流體中去除不希望的物質(zhì)，包括使流體從微孔膜的第一表面流經(jīng)膜的第二表面，該第一表面包括微孔表面，該第二表面包括微孔表面；該膜具有位于第一表面和第二表面之間的微孔本體；其中，該膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且該第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中通道具有側(cè)壁和底壁，側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in。在該方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法包括從含有蛋白質(zhì)的流體中除去病毒。在該方法的一些實(shí)施方式中，流體流經(jīng)至少兩個(gè)膜。
[0020]例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括流體從第一微孔膜的第一表面流經(jīng)第一膜的第二表面，第一表面包括微孔表面，第二表面包括微孔表面；第一膜具有位于第一表面和第二表面之間的微孔本體；其中，第一膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且該第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中所述通道具有側(cè)壁和底壁，側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in，以及流體從第一微孔膜的第二表面流經(jīng)第二微孔膜的第一表面和流經(jīng)第二膜的第二表面，第二膜的第一表面包括微孔表面，第二表面包括微孔表面；第二膜具有位于第一表面和第二表面之間的微孔本體；其中，該第二膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且該第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中通道具有側(cè)壁和底壁，所述側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in。
[0021]在另一個(gè)過(guò)濾流體方法的實(shí)施方式中，該方法包括流體從第一微孔膜的第一表面流經(jīng)第一膜的第二表面，第一表面包括微孔表面，第二表面包括微孔表面；第一膜具有位于第一表面和第二表面之間微孔本體；其中，該第一膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且該第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中通道具有側(cè)壁和底壁，側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in，以及流體從第一微孔膜的第二表面流經(jīng)第二微孔膜的第二表面和流經(jīng)第二膜的第一表面，第二表面包括微孔表面，第一表面包括微孔表面；第二膜具有位于第二表面和第一表面之間的微孔本體；其中，該第二膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且該第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中通道具有側(cè)壁和底壁，側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in。
[0022]在再一個(gè)過(guò)濾流體方法的實(shí)施方式中，該方法包括流體從第一微孔膜的第二表面流經(jīng)第一膜的第一表面，第二表面包括微孔表面，第一表面包括微孔表面；第一膜具有位于第二表面和第一表面之間的微孔本體；其中，該第一膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且該第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中通道具有側(cè)壁和底壁，側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in，以及流體從第一微孔膜的第二表面流經(jīng)第二微孔膜的第二表面和流經(jīng)第二膜的第一表面，第二表面包括微孔表面，第一表面包括微孔表面；第二膜具有位于第二表面和第一表面之間的微孔本體；其中，該第二膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且該第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中通道具有側(cè)壁和底壁，側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in。
[0023]在再一個(gè)過(guò)濾流體方法的實(shí)施方式中，該方法包括流體從第一微孔膜的第二表面流經(jīng)第一膜的第一表面，第二表面包括微孔表面，第一表面包括微孔表面；第一膜具有微孔本體，位于第二表面和第一表面之間；其中，該第一膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且該第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中通道具有側(cè)壁和底壁，側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in，以及流體從第一微孔膜的第二表面流經(jīng)第二微孔膜的第一表面和流經(jīng)第二膜的第二表面，第二膜的第一表面包括微孔表面，第二表面包括微孔表面；第二膜具有位于第一表面和第二表面之間的微孔本體；其中，該第二膜具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向，并且該第一表面在機(jī)械方向具有多個(gè)平行通道，其中通道具有側(cè)壁和底壁，側(cè)壁包括粗糙表面，該粗糙表面的Ra范圍為約4.5 μ in至約19.0 μ in。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，一種膜的制備方法包括獲得基底，所述基底包括具有機(jī)械方向和交叉機(jī)械方向的表面，且在該表面的機(jī)械方向具有多個(gè)平行磨蝕；在該表面上流延聚合物溶液；進(jìn)行該溶液的相分離并且形成微孔膜；以及將膜從基底剝離，其中將該接觸基底表面中的平行磨蝕的膜的部分從該膜揭除，形成具有在表面中帶有通道的表面的膜。
[0025]不限制于任何機(jī)理，據(jù)信，在制備膜時(shí)，相轉(zhuǎn)變?cè)〔荒芘c附于基底的膜表面相互作用(或者減少與之相互作用)。因此，減少了(能減少孔通道可利用性的)結(jié)皮。此外，或者可替代地，以及再次不限于任何機(jī)理，據(jù)信基底與膜物理纏繞，當(dāng)聚合物流延并沉積后從基底除去膜時(shí)，該物理纏繞的基底(如，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)拉動(dòng)膜，揭開(kāi)并提供可用于過(guò)濾的表面孔通道。進(jìn)一步地，以及再次不限于任何機(jī)理，據(jù)信使用具有機(jī)械方向磨蝕或凹槽的基底使得流延溶液施加到基底時(shí)能夠排出空氣，因此減少在所得的膜中的缺陷如針孔。
[0026]多種基底適用于制備根據(jù)本