DE19543055B4 - Large pore synthetic polymer membranes - Google Patents

Large pore synthetic polymer membranes Download PDF

Info

Publication number
DE19543055B4
DE19543055B4 DE19543055A DE19543055A DE19543055B4 DE 19543055 B4 DE19543055 B4 DE 19543055B4 DE 19543055 A DE19543055 A DE 19543055A DE 19543055 A DE19543055 A DE 19543055A DE 19543055 B4 DE19543055 B4 DE 19543055B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
membrane
polymer
membranes
casting
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE19543055A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19543055A1 (en
Inventor
Jerome Santa Ana Ditter
Richard A. Encinitas Morris
Robert San Diego Zepf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pall Corp
Original Assignee
Memtec America Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/IB1995/000175 external-priority patent/WO1995023640A1/en
Application filed by Memtec America Corp filed Critical Memtec America Corp
Publication of DE19543055A1 publication Critical patent/DE19543055A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19543055B4 publication Critical patent/DE19543055B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54386Analytical elements
    • G01N33/54387Immunochromatographic test strips
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/558Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor using diffusion or migration of antigen or antibody
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • B01D67/0009Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
    • B01D67/0011Casting solutions therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • B01D67/0009Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
    • B01D67/0011Casting solutions therefor
    • B01D67/00113Pretreatment of the casting solutions, e.g. thermal treatment or ageing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • B01D67/0009Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
    • B01D67/0013Casting processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/22Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
    • B32B5/32Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed at least two layers being foamed and next to each other
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12HPASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
    • C12H1/00Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages
    • C12H1/02Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material
    • C12H1/06Precipitation by physical means, e.g. by irradiation, vibrations
    • C12H1/061Separation by centrifugation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/022Asymmetric membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/12Adsorbents being present on the surface of the membranes or in the pores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/20Specific permeability or cut-off range

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

Polymermembran mit einer ersten porösen Oberfläche, einer zweiten porösen Oberfläche und einem Tragkörper mit einer Dicke zwischen ihnen, wobei der Tragkörper als Netzwerk poröser Strömungskanäle zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche definiert ist und die Strömungskanäle von der ersten Oberfläche zu einem Punkt, der von der ersten Oberfläche um 15-50% der Dicke des Tragkörpers entfernt ist, einen im Wesentlichen konstanten mitlleren Durchmesser haben und von dem Punkt zur zweiten Oberfläche einen allmählich zunehmenden mittleren Durchmesser haben.polymer membrane with a first porous Surface, a second porous one surface and a support body with a thickness between them, the support body being a network of porous flow channels between the first surface and the second surface is defined and the flow channels of the first surface to a point from the first surface by 15-50% of the thickness of the supporting body is removed, a substantially constant mit miter diameter have and from the point to the second surface gradually increasing have medium diameter.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

1. Technisches Gebiet der Erfindung:1. Technical area the invention:

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Mikrofiltrationsmembranen; sie betrifft insbesondere aus synthetischen Polymeren hergestellte Mikrofiltrationsmembranen.The The invention relates to the field of microfiltration membranes; she relates in particular to microfiltration membranes made of synthetic polymers.

2. Zugrundeliegender Stand der Technik:2. Underlying status of the technique:

Hoch asymmetrische Polymermembranen, welche aus phasen-separierten (Inversions-) Gußmischungen hergestellt wurden, sind in Patenten von Wrasidlo U.S.-Patent 4,629,563 und 4,774,039 und Zepf, U.S.-Patent 5,188,734 und 5,171,445, beschrieben worden, deren Offenbarung durch Bezugnahme hiermit Bestandteil wird. Wrasidlo offenbart hoch asymmetrische, integral gehäutete Membranen, welche hohe Durchflußgeschwindigkeiten und ausgezeichnete Retentionseigenschaften besitzen und welche aus metastabilen zweiphasigen Flüssigdispersionen von Polymeren in Lösemittel/Nichtlösemittel-Systemen hergestellt werden. Zepf offenbart verbesserte Polymermembranen vom Wrasidlo-Typ, welche im wesentlichen eine größere Anzahl von Oberflächenporen mit einer gleichmäßigeren Größe und wesentlich erhöhten Durchflußgeschwindigkeiten mit bei vorgegebenen Porendurchmessern reduzierter Kovariance des Durchflusses aufweisen. Die verbesserten Zepf-Membranen werden durch Modifikationen des Wrasidlo-Verfahrens erhalten, welche verringerte Guß- und Abschrecktemperaturen und verringerte Umgebungseinflüsse zwischen Guß und Kühlung beinhalten. Zepf lehrt ferner, daß verringerte Guß- und Kühltemperaturen die Empfindlichkeit des Membranherstellungsprozesses gegenüber geringen Änderungen der Zusammensetzung und der Prozeßparameter minimieren.High asymmetric polymer membranes consisting of phase-separated (inversion) Gußmischungen are in patents to Wrasidlo U.S. Patent 4,629,563 and 4,774,039 and Zepf, U.S. Patent 5,188,734 and 5,171,445 The disclosure of which is hereby incorporated by reference. Wrasidlo discloses highly asymmetric, integrally skinned membranes, which high flow rates and have excellent retention properties and which metastable biphasic liquid dispersions of polymers in solvent / non-solvent systems getting produced. Zepf discloses improved polymer membranes Wrasidlo type, which essentially has a larger number of surface pores with a more even Size and essential increased flow rates with reduced pore diameters of the covariance of the Have flow. The improved Zepf membranes are going through Modifications of the Wrasidlo method were obtained, which decreased Casting and quenching temperatures and reduced environmental influences between casting and cooling include. Zepf further teaches that reduced casting and cooling temperatures the sensitivity of the membrane manufacturing process to minor changes minimize the composition and process parameters.

Eine phaseninvertierte Polymermembran wird herkömmlicherweise durch Gießen einer Lösung oder einer Mischung, welche aus geeigneten Polymer(en) mit hohem Molekulargewicht, Lösemittel(n) und Nichtlösemittel(n) besteht, in einen dünnen Film, ein Rohr oder ein Hohlfaser und Ausfällung des Polymer durch ein oder mehrere der folgenden Verfahren: (a) Verdampfen von Lösemittel und Nichtlösemittel; (b) in Kontakt bringen mit einem Nichtlösemitteldampf, wie Wasserdampf, welcher an der ausgesetzten Oberfläche absorbiert wird; (c) Abschrecken in einer Nichtlösemittelflüssigkeit, im allgemeinen Wasser; oder (d) thermisches Abschrecken des heißen Films, so daß die Löslichkeit des Polymer schlagartig reduziert wird, hergestellt.A Phase-inverted polymer membrane is conventionally obtained by casting a solution or a mixture consisting of suitable polymer (s) with high Molecular weight, solvent (s) and non-solvent (s) exists in a thin one Film, a tube or a hollow fiber and precipitation of the polymer by one or several of the following processes: (a) evaporation of solvent and non-solvents; (b) contacting a non-solvent vapor, such as water vapor, which is absorbed on the exposed surface; (c) quenching in a non-solvent liquid, in general, water; or (d) thermally quenching the hot film, So that the solubility of the polymer is suddenly reduced.

Das Nichtlösemittel in der Gußmischung ist nicht notwendigerweise vollständig inert in Bezug auf das Polymer und tatsächlich ist es dies üblicherweise nicht und wird häufig als Quellmittel bezeichnet. Wie später erläutert wird, ist in den Formulierungen vom Wrasidlo-Typ die Auswahl von beiden, der Art und der Konzentration des Nichtlösemittels kritisch, so daß diese der Hauptfaktor für die Ermittlung ist, ob eine Mischung in phasenseparierten Zustand existieren kann oder nicht.The Non-solvent in the casting mix is not necessarily completely inert with respect to the polymer and indeed it is this usually not and will often referred to as swelling agent. As will be explained later, in the formulations of the Wrasidlo type the choice of both, the type and concentration of the non-solvent critical, so this the main factor for The determination is whether a mixture is in phase-separated state can exist or not.

Im allgemeinen ist das Nichtlösemittel das primäre porenbildende Agenz und dessen Konzentration in der Mischung beeinflußt in großer Weise die Porengröße und die Porengrößenverteilung in der fertigen Membran. Die Polymerkonzentration beeinflußt ebenfalls die Porengröße, aber nicht derart signifikant wie das Nichtlösemittel. Jedoch beeinflußt sie die Festigkeit und Porösität (Porenvolumen). Zusätzlich zu den Hauptbestandteilen in der Gußlösung (-mischung) können Nebenbestandteile zugegen sein, wie beispielsweise oberflächenaktive Stoffe oder Freisetzungsagenzien.in the general is the non-solvent the primary one pore-forming agent and its concentration in the mixture influenced in a large way the pore size and the Pore size distribution in the finished membrane. The polymer concentration also influences the pore size, but not as significant as the non-solvent. However, it affects those Strength and porosity (pore volume). additionally minor components may be added to the main components in the casting solution (mixture) such as surfactants or release agents.

Polysulfon ist besonders für die Bildung von hoch asymmetrischen Membranen geeignet, insbesondere für die Zwei-Phasen-Formulierungen nach Wrasidlo. Diese sind keine homogenen Lösungen, sondern bestehen aus zwei getrennten Phasen, einer lösemittelreichen klaren Lösung von Polymer mit geringerem Molekulargewicht bei geringen Konzentrationen (z. B. 7 %) und der anderen, einer polymerreichen trüben (kolloidalen) Lösung von Polymeren mit höherem Molekulargewicht bei hohen Konzentrationen (z. B. 17 %). Die beiden Phasen enthalten die drei gleichen Bestandteile, nämlich Polymer, Lösemittel und Nichtlösemittel, jedoch in völlig unterschiedlichen Konzentrationen und Molekulargewichtsverteilungen. Besonders wichtig ist es, daß diese zwei Phasen ineinander unlöslich sind und sich, wenn sie stehengelassen werden, trennen. Die Mischung muß durch ständiges Rühren in Dispersion gehalten werden, bis zu dem Zeitpunkt, in dem der Guß zum Film erfolgt.polysulfone is especially for the formation of highly asymmetric membranes suitable, in particular for the Two-phase formulations according to Wrasidlo. These are not homogeneous Solutions, but consist of two separate phases, a solvent-rich clear solution of lower molecular weight polymer at low concentrations (eg, 7%) and the other, a polymer-rich cloudy (colloidal) solution of polymers with higher Molecular weight at high concentrations (eg 17%). The two Phases contain the three same constituents, namely polymer, solvent and non-solvents, however in complete different concentrations and molecular weight distributions. It is especially important that these two phases insoluble in one another and, if left alone, separate. The mixture must go through permanent stir be kept in dispersion until the time when the Casting for Movie done.

Es ist das Nichtlösemittel und dessen Konzentration in der Gußmischung, welches die Phasentrennung hervorruft und nicht jedes Nichtlösemittel ist dazu in der Lage. Diejenigen, welche dies tun, spielen möglicherweise eine ähnliche Rolle wie oberflächenaktive Substanzen, vielleicht durch Erzeugen einer kritischen Micellenkonzentration durch Aneinanderfügen einiger der größeren Polymermoleküle in Aggregate oder Kolloide, welche dann in der verbleibenden nichtkolloidalen Lösung dispergiert werden. Die beiden Phasen trennen sich beim Stehenlassen voneinander, aber jede einzelne Phase für sich ist recht stabil. Wird die Temperatur der Mischung verändert, so tritt Phasentransfer auf. Erwärmen erzeugt mehr von der klaren Phase; Abkühlung bewirkt das Umgekehrte. Konzentrationsänderungen haben die gleiche Wirkung, aber es besteht ein kritischer Konzentrationsbereich oder Fenster, in welchem das phasengetrennte System existieren kann, wie von Wrasidlo diskutiert. Wrasidlo definiert diese Region der Instabilität in einem Phasendiagramm von derart dispergiertem Polymer/Lösemittel/Nichtlösemittel bei konstanter Temperatur, welche zwischen spinodalen und binodalen Kurven liegt, worin das Polymer mit dem Lösemittel nicht vollständig mischbar ist.It is the non-solvent and its concentration in the casting mixture which causes the phase separation and not every non-solvent is capable of doing so. Those who do this may play It may also have a similar role as surfactants, perhaps by creating a critical micelle concentration by joining some of the larger polymer molecules into aggregates or colloids, which are then dispersed in the remaining non-colloidal solution. The two phases separate when left to stand, but each phase is quite stable. If the temperature of the mixture is changed, phase transfer occurs. Heating produces more of the clear phase; Cooling causes the reverse. Concentration changes have the same effect, but there is a critical concentration range or window in which the phase-separated system can exist, as discussed by Wrasidlo. Wrasidlo defines this region of instability in a phase diagram of such dispersed polymer / solvent / non-solvent at constant temperature, which lies between spinodal and binodal curves, wherein the polymer is not completely miscible with the solvent.

Wegen der großen Hydrophobizität des Polymer und wegen der thermodynamisch instabilen Bedingungen der Gußmischung, in der zwei Phasen vorgebildet sind, eine lösemittelreiche und die andere polymerreich (eine Zustand, welchen andere Systeme durchlaufen, wenn sie der Phaseninversion unterliegen), fällt die instabile Wrasidlo-Mischung wenn sie abgeschreckt wird, sehr schnell aus, bildet eine feste Außenhaut an der Phasengrenze und entwicklet schließlich eine hoch asymmetrische Membran. Asymmetrisch meint hier einen progressiven Wechsel der Porengröße entlang des Querschnitts zwischen der Außenhaut (der feinporigen Seite der Membran, welche die Luft/Lösungs-Phasengrenze oder die Kühllösung/Lösungs-Phasengrenze während des Gießens bildet) und der Unterstruktur. Dies steht im Gegensatz zu den Umkehrosmose- und den meisten Ultrafiltrationsmembranen, welche abrupte Diskontinuitäten zwischen der Außenhaut und der Substruktur aufweisen und welche im Stand der Technik gleichfalls als asymmetrisch bezeichnet werden.Because of the big hydrophobicity of the polymer and thermodynamically unstable conditions the casting mix, in which two phases are preformed, one solvent-rich and the other polymer rich (a condition that other systems go through, if they are subject to phase inversion), the unstable Wrasidlo mixture falls if it is quenched, very fast, forms a solid shell at the phase boundary and finally develops a highly asymmetric Membrane. Asymmetric here means a progressive change of Pore size along the cross section between the outer skin (the fine-pored side the membrane showing the air / solution phase boundary or the cooling solution / solution phase boundary during the casting forms) and the substructure. This is in contrast to the reverse osmosis and most ultrafiltration membranes, which have abrupt discontinuities between the outer skin and the substructure, and those in the prior art as well be called asymmetric.

Polymere Membranen können gleichfalls aus homogenen Lösungen von Polymeren gegossen werden. Die Zusammensetzungen dieser Formulierungen liegen außerhalb der spinodalen/binodalen Region des Phasendiagramms von Wrasidlo. Membranen, welche aus homogenen Lösungen gegossen sind, können ebenfalls asymmetrisch sein, obwohl üblicherweise nicht in dem gleichen hohen Grad an Asymmetrie wie solche, welche aus phasenseparierten Formulierungen gegossen wurden.polymers Membranes can likewise from homogeneous solutions be poured from polymers. The compositions of these formulations lie outside the spinodal / binodal region of the phase diagram of Wrasidlo. membranes, which from homogeneous solutions can also be poured be asymmetric, although usually not in the same high degree of asymmetry as those which were poured from phase-separated formulations.

Die Erhöhung der Größe der Oberflächenporen von Membranen wurde beschrieben. Vergleiche UK Patent 2,199,786 für Fuji (nachfolgend "Fuji" genannt). Der Stand der Technik lehrt, die Gußpolymerlösung feuchter Luft auszusetzen, um eine Phaseninversion an einem Punkt unterhalb der Oberfläche der Membran hervorzurufen. Siehe Fuji. Die Membranen, welche nach dem Fuji-Verfahren hergestellt wurden, haben eine charakteristische Struktur mit relativ weiten Poren an der Oberfläche (i.e. 0,05 – 1,2 μm), gefolgt von sich fortschreitend zusammenziehenden Porengrößen bis zu einem Phaseninversionspunkt unterhalb der Oberfläche, gefolgt von einer Öffnung der Poren bis eine isotrope Struktur erreicht ist, welche bis an die Gußoberfläche bestehen bleibt (i.e. 1 – 10 μm). Dementsprechend kann man sich die Fuji-Membranen derart vorstellen, daß sie eine reverse Asymmetrie von der Außenhautoberfläche zu dem Punkt der Inversion und weitergehende Asymmetrie bis in eine isotrope Struktur aufweisen. Das Patent lehrt ausdrücklich, daß geringfügige Asymmetrie angewendet werden sollte, um die Lebensdauer der Membran zu verlängern. Siehe Seite 4, Zeilen 7 – 29. Ferner scheint es so, daß die Fuji-Membranen im allgemeinen aus Formulierungen hergestellt werden, welche realtiv hohe Viskositäten besitzen. Beispielsweise sind die Polymerkonzentrationen üblicherweise ziemlich hoch und in einigen Fällen werden Membranen unter Verwendung von Polymeren als Nichtlösemittel hergestellt. Siehe Beispiel 2, Seite 12; Beispiel 3, Seite 15.The increase the size of the surface pores of membranes has been described. See UK patent 2,199,786 for Fuji (hereinafter referred to as "Fuji"). The stand The art teaches the cast polymer solution to be more moist Expose air to a phase inversion at one point below the surface to cause the membrane. See Fuji. The membranes, which after Fuji process have a characteristic Structure with relatively wide pores at the surface (i.e., 0.05 - 1.2 microns) followed of progressively contracting pore sizes up to followed by a phase inversion point below the surface from an opening the pores until an isotropic structure is reached, which is up to consist of the casting surface remains (i.e., 1 - 10 microns). Accordingly you can imagine the Fuji membranes such that they have a reverse asymmetry from the outer skin surface to the Point of inversion and further asymmetry into isotropic Structure have. The patent expressly teaches that slight asymmetry is used should be to extend the life of the membrane. Please refer Page 4, lines 7 - 29. Further it seems that the Fuji membranes in the generally be prepared from formulations which are realtiv high viscosities have. For example, the polymer concentrations are common pretty high and in some cases become membranes using polymers as non-solvent produced. See Example 2, page 12; Example 3, page 15.

Synthetische Polymermembranen sind als hochrückhaltende, hochdurchlässige Filter in vielen Prüfverfahren, in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie und in medizinischen Laboratorien von Nutzen. Viele dieser Anwendungen wären wesentlich kostengünstiger und wirtschaftlich interessanter, wenn der Filtrationsbereich der Membranen über den der existierenden Membranen vom Wrasidlo- und Zepf-Typ ausgedehnt würde.synthetic Polymer membranes are considered to be high-retention, highly permeable Filters in many test methods, in the food and beverage industry and in medical laboratories. Many of these applications would be essential cost-effective and more economically interesting if the filtration area of the Membranes over that of existing Wrasidlo and Zepf type membranes would.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Entsprechend der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Polymermembran zur Verfügung gestellt, welche eine erste Oberfläche, eine zweite Oberfläche und einen dazwischen liegenden Tragkörper umfaßt, wobei die erste Oberfläche eine relativ offene Porienstruktur aufweist und die zweite Oberfläche eine weiter offene Porenstruktur aufweist und worin der Tragkörper ein hohes Maß an Asymmetrie durch wenigstens 50 % des Tragkörpers hindurch aber nicht mehr als 80 des Tragkörpers aufweist.Corresponding the first embodiment the present invention provides a polymer membrane, which a first surface, a second surface and an intermediate support body, wherein the first surface is a has relatively open Porienstruktur and the second surface a having further open pore structure and wherein the support body a high level Asymmetry by at least 50% of the support body through but not more as 80 of the support body having.

Entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Polymermembran zur Verfügung gestellt, welche eine erste poröse Oberfläche, eine zweite poröse Oberfläche und einen dazwischenliegenden porösen Tragkörper, welcher eine Dicke besitzt, umfaßt, wobei der Tragkörper von der ersten Oberfläche bis zu einem Punkt, welcher bei etwa 1/4 der Dicke des Tragkörpers liegte, eine im allgemeinen isotrope Struktur und von diesem Punkt bis zur zweiten Oberfläche eine im allgemeinen asymmetrische besitzt.Corresponding the second embodiment the present invention provides a polymer membrane, which is a first porous one Surface, a second porous one surface and an intermediate porous support body having a thickness, comprises the support body from the first surface to a point which is about 1/4 of the thickness of the support body, a generally isotropic structure and from this point to the second surface one generally asymmetric.

Entsprechend der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Polymermembran zur Verfügung gestellt, welche eine erste poröse Oberfläche, eine zweite poröse Oberfläche und einen dazwischenliegenden Tragkörper, welcher eine Dicke besitzt, umfaßt, wobei der Tragkörper poröse Durchflußkanäle zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche ausbildet, worin die Durchflußkanäle einen im wesentlichenen konstanten mittleren Durchmesser von der ersten Oberfläche bis zu einem Punkt, welcher bei etwa 1/4 der Dicke des Tragkörpers liegt und von diesem Punkt bis zur zweiten Oberfläche einem zunehmenden mittleren Durchmesser aufweisen.Corresponding the third embodiment the present invention provides a polymer membrane, which is a first porous one Surface, a second porous one surface and an intermediate support body having a thickness, comprises the support body porous Flow channels between the first and the second surface forms, wherein the flow channels a essentially constant mean diameter of the first surface to a point which is about 1/4 of the thickness of the support body and from this point to the second surface an increasing mean diameter exhibit.

Entsprechend einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine poröse Polymermembran zur Verfügung gestellt, welche zur Trennung einer flüssigen Fraktion von einer Suspension geeignet ist, umfassend eine integrale poröse Außenhaut, welche auf einer Seite der Membran liegt, worin im wesentlichen alle Poren der Außenhaut Durchmesser aufweisen, welche größer als 1,2 μm sind und eine Stützregion der Membran, welche unterhalb der Außenhaut liegt und einer asymmetrische Struktur besitzt.Corresponding a fourth embodiment the present invention provides a porous polymer membrane which for the separation of a liquid Fraction of a suspension is suitable, comprising an integral porous Skin, which lies on one side of the membrane, wherein substantially all pores of the outer skin Have diameters larger than 1.2 microns are and a supporting region of Membrane, which lies below the outer skin and an asymmetric Owns structure.

Entsprechend einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte asymmetrische Polymermembran zur Verfügung gestellt, welche eine erste poröse Oberfläche, eine zweite poröse Oberfläche und einen dazwischenliegenden porösen Tragkörper besitzt, welcher eine Dicke aufweist, wobei die Verbesserung eine Region von im allgemeinen isotroper Struktur von der ersten Oberfläche zu einem Punkt welcher bei etwa 1/4 der Dicke des Tragkörpers liegt, umfaßt.Corresponding a fifth embodiment The present invention provides an improved asymmetric polymer membrane to disposal put, which is a first porous Surface, a second porous surface and an intermediate porous one supporting body having a thickness, wherein the improvement is a Region of generally isotropic structure from the first surface to a Point which is about 1/4 of the thickness of the support body comprises.

Entsprechend einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Polymermembran, welche eine relativ große Außenhautporengröße, eine im wesentlichen asymmetrische Stuktur und eine verbesserte Durchflußgeschwindigkeit aufweist, zur Verfügung gestellt, umfassend das Herstellung einer metastabilen Gußdispersion, welche eine polymerreiche Phase und eine polymerarme Phase umfaßt, bei der ausgewählten Gußtemperatur, das Gießen der Dispersion bei der Gußtemperatur in eine dünne Schicht, das in Kontakt bringen der Gußschicht mit einer porenbildenden Atmosphäre für einen Zeitraum, welcher ausreichend ist, um Oberflächenporen zu bilden, welche größer als 1,2 μm sind, Das Abschrecken der Gußschicht mit einer nichtlösemittel-haltigen Kühllösung, in welcher das Lösemittel mischbar ist und in welcher das Polymer im wesentlichen unlöslich ist, um das Polymer als eine integrale Membran auszufällen und das Wiedergewinnen der Membran aus der Kühlflüssigkeit.Corresponding a sixth embodiment The present invention provides a process for producing a Polymer membrane, which has a relatively large outer pore size, a essentially asymmetrical structure and improved flow rate has, available comprising the preparation of a metastable casting dispersion, which comprises a polymer-rich phase and a polymer-poor phase the selected one casting temperature, the casting the dispersion at the casting temperature in a thin one Layer, bringing the casting layer into contact with a pore-forming the atmosphere for a period of time, which is sufficient to form surface pores, which greater than 1.2 μm, Quenching the casting layer with a non-solvent-containing Cooling solution, in which is the solvent is miscible and in which the polymer is substantially insoluble, to precipitate the polymer as an integral membrane and recovering the membrane from the coolant.

Entsprechend der siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Polymermembran, welche eine relativ große Außenhautporengröße, eine im wesentlichen asymmetrische Struktur und eine verbesserte Durchflußgeschwindigkeit beitzt, zur Verfügung gestellt, umfassend das Herstellen einer homogenen Gußlösung, welche ein Polymer, ein Lösemittel für das Polymer und ein Nichtlösemittel für das Polymer umfaßt, bei der Gußtemperatur, das Gießen der Dispersion bei der Gußtemperatur in eine dünne Schicht, das in Kontakt bringen der Gußschicht mit einer porenbildenden Atmosphäre für einen Zeitraum, welcher ausreichend ist, um Oberflächenporen zu bilden, welche größer als 1,2 μm sind, und das Abschrecken der Gußlösung mit einer nichtlösemittel-haltigen Kühlflüssigkeit, in welcher das Lösemittel mischbar ist und in welchem das Polymer im wesentlichen unlöslich ist, um das Polymer als integrale Membran auszufällen, das Wiedergewinnen der Membran aus der Kühllösung, wobei die Membran im wesentlichen Asymmetrie durch wenigstens 50 % der Membran hindurch hat.Corresponding the seventh embodiment The present invention provides a process for producing a Polymer membrane, which has a relatively large outer pore size, a essentially asymmetric structure and improved flow rate is available comprising preparing a homogeneous casting solution which a polymer, a solvent for the Polymer and a non-solvent for the Polymer comprises at the casting temperature, the casting the dispersion at the casting temperature in a thin one Layer, bringing the casting layer into contact with a pore-forming the atmosphere for a period of time, which is sufficient to form surface pores, which greater than 1.2 μm, and quenching the casting solution with a non-solvent-containing Coolant, in which the solvent is miscible and in which the polymer is substantially insoluble, to precipitate the polymer as an integral membrane, recovering the Membrane from the cooling solution, wherein the membrane is substantially asymmetrical by at least 50% of the Membrane has through.

Entsprechend einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine integral gehäutete, asymmetrische Polysulfonmembran zur Verfügung gestellt, welche einen mittleren Oberflächenporendurchmesser von wenigstens etwa 1,2 μm aufweist, wobei die Herstellung nach den vorher beschriebenen Verfahren erfolgt.Corresponding an eighth embodiment The present invention is an integrally skinned, asymmetric Polysulfone membrane available which has a mean surface pore diameter of at least about 1.2 microns wherein the preparation is carried out according to the previously described method.

Entsprechend der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von intergral gehäuteten, hochgradig asymmetrischen Polymermembranen zur Verfügung gestellt, wobei die Verbesserung das in Kontakt bringen der Gußschicht mit einer Gasatmosphäre mit einer porenbildende Atmosphäre für einen Zeitraum, welcher ausreichend ist, um Oberflächenporen zu bilden, welche größer als 1,2 μm sind, umfaßt.Corresponding the ninth embodiment The present invention provides an improved method of preparation skinned by intergral, provided highly asymmetric polymer membranes, wherein the improvement is contacting the cast layer with a gas atmosphere with a pore-forming atmosphere for one Period which is sufficient to form surface pores, which greater than 1.2 μm, includes.

Entsprechend einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte diagnostische Vorrichtung zur Verfügung gestellt, welche eine Filtiereinrichtung umfaßt, welche ein einen Analyten enthaltendes, im wesentlichen partikelfreies Filtrat an einen den Analyten nachweisenden Bereich der Vorrichtung liefert, wobei die Verbesserung eine Filtriervorrichtung enthaltend eine der voran beschriebenen Polymermembranen, welche Oberflächenporen von einem mittleren Durchmesser von größer als 1,2 μm besitzt und eine Durchflußgeschwindigkeit von mehr als etwa 4,5 cm/min/psi besitzt, umfaßt.Corresponding a tenth embodiment The present invention provides an improved diagnostic device to disposal which comprises a filtering device, which is an analyte containing, substantially particle-free filtrate to a Analyte detecting area of the device provides, wherein the Improvement of a filtering device containing one of the above described polymer membranes which surface pores of a middle Diameter greater than 1.2 μm and has a flow rate greater than about 4.5 cm / min / psi.

Entsprechend einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte diagnostische Vorrichtung zur Verfügung gestellt, umfassend eine laterale Dochtvorrichtung, welche eine einen Analyten enthaltende, im wesentlichen partikelfreie Probe von einem Probenaufgabebereichan einen den Analyten nachweisenden Bereich der Vorrichtung überführt, wobei die Verbesserung eine laterale Dochtvorrichtung, welche eine der vorstehenden Polymermembranen umfaßt, welche Oberflächenporen mit einem mittleren Durchmesser von etwa 1,2 μm besitzt und eine laterale Transferrate von größer als etwa 2 cm/min besitzt, umfaßt.Corresponding an eleventh embodiment The present invention provides an improved diagnostic device to disposal comprising a lateral wick device, which a an analyte-containing, substantially particle-free sample from a sample application area to an analyte Area of the device transferred, wherein the improvement of a lateral wick device, which is one of the The above polymeric membranes include which surface pores having a mean diameter of about 1.2 microns and a lateral Transfer rate of greater than about 2 cm / min.

Entsprechend einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Filtereinheit zur Verfügung gestellt, welche eine der voranstehend beschriebenen Polymermembranen umfaßt.Corresponding a twelfth embodiment The present invention provides a filter unit, which comprises one of the polymer membranes described above.

In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist das Polymer ein Polysulfon. Vorzugsweise sind die Blasenpunkte der erfindungsgemäßen Membranen oder der Membranen, die erfindungsgemäß hergestellt oder verwendet werden, nicht größer als 25 psid und vorzugsweise von etwa 0,5 psid bis etwa 25 psid und insbesondere bevorzugt sind Blasenpunkte von etwa 5 psid bis etwa 15 psid. Gleichfalls bevorzugt sind erfindungsgemäße Membranen oder erfindungsgemäß hergestellte oder verwendete Membranen, welche eine mittlere Durchflußgeschwindigkeit für Wasser von etwa 4,5 bis 25 cm/min psid aufweisen.In preferred embodiments In the invention, the polymer is a polysulfone. Preferably, the Bubble points of the membranes of the invention or membranes made or used in accordance with the invention be, no bigger than 25 psid and preferably from about 0.5 psid to about 25 psid, and more particularly Bubble points from about 5 psid to about 15 psid are preferred. Likewise preference is given to membranes according to the invention or produced according to the invention or membranes used which have an average flow rate for water from about 4.5 to 25 cm / min psid.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of drawings

1 zeigt eine Serie von rasterelektronenmikroskopischen Bildern einer erfindungsgemäßen offenporigen Membran aus einer Polysulfonpolymerdispersion (Wrasidlo Typ), welche einen Blasenpunkt von 8 psid hat. 1a ist die Ansicht der Außenhautoberfläche der Membran. 1b ist die Ansicht der Gußoberfläche der Membran. 1c ist ein Querschnitt durch die Membran. 1 FIG. 12 shows a series of scanning electron micrographs of an open cell membrane of the present invention of a polysulfone polymer dispersion (Wrasidlo type) having a bubble point of 8 psid. FIG. 1a is the view of the outer skin surface of the membrane. 1b is the view of the casting surface of the membrane. 1c is a cross section through the membrane.

2 zeigt eine Serie von rasterelektronenmikroskopischen Bildern einer erfindungsgemäßen offenporigen Membran aus einer Polysulfonpolymerdispersion (Wrasidlo Typ), welche einen Blasenpunkt von 11 psid hat. 2a ist die Ansicht der Außenhautoberfläche der Membran. 2b ist die Ansicht der Gußoberfläche der Membran. 2c ist ein Querschnitt durch die Membran. 2 FIG. 12 shows a series of scanning electron micrographs of an open-cell membrane of the present invention of a polysulfone polymer dispersion (Wrasidlo type) having a bubble point of 11 psid. FIG. 2a is the view of the outer skin surface of the membrane. 2 B is the view of the casting surface of the membrane. 2c is a cross section through the membrane.

3 zeigt eine Serie von rasterelektronenmikroskopischen Bildern einer erfindungsgemäßen offenporigen Membran aus einer Polysulfonpolymerdispersion (Wrasidlo Typ), welche einen Blasenpunkt von 16 psid hat. 3a ist die Ansicht der Außenhautoberfläche der Membran. 3b ist die Ansicht der Gußoberfläche der Membran. 3c ist ein Querschnitt durch die Membran. 3 FIG. 12 shows a series of scanning electron micrographs of an open cell membrane of the present invention made of a polysulfone polymer dispersion (Wrasidlo type) having a bubble point of 16 psid. FIG. 3a is the view of the outer skin surface of the membrane. 3b is the view of the casting surface of the membrane. 3c is a cross section through the membrane.

4 ist eine Serie von rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen einer erfindungsgemäß aus einer homogenen Polysulfonformulierung hergestellten Membran. 4a ist die Ansicht der Außenhautoberfläche der Membran. 4b ist die Ansicht der Gußoberfläche der Membran. 4c ist eine Ansicht des Querschnittes durch die Membran. 4 is a series of scanning electron micrographs of a membrane made according to the invention from a homogeneous polysulfone formulation. 4a is the view of the outer skin surface of the membrane. 4b is the view of the casting surface of the membrane. 4c is a view of the cross section through the membrane.

5 ist eine Serie von rasterelektronenmikroskopischen Abbildungen einer feinporigen Polysulfonmembran, hergestellt nach dem Verfahren von Zepf, welche einen Blasenpunkt von 65 aufweist. 5a ist die Ansicht der Außenhautoberfläche der Membran. 5b ist die Ansicht der Gußoberfläche der Membran. 5c ist eine Ansicht des Querschnittes durch die Membran. 5 is a series of scanning electron micrographs of a fine-pored polysulfone membrane prepared by the method of Zepf having a bubble point of 65. 5a is the view of the outer skin surface of the membrane. 5b is the view of the casting surface of the membrane. 5c is a view of the cross section through the membrane.

6 zeigt eine graphische Darstellung der Geschwindigkeit einer sich lateral bewegenden Flüssigkeitsfront, in einer Reihe von Membranen, welche unterschiedliche BTS-Werte (Blasenpunkte) aufweisen. 6 Figure 4 shows a plot of the velocity of a laterally moving liquid front in a series of membranes having different BTS (bubble points).

7 zeigt die graphische Darstellung des Volumens von rotem zellfreien Plasmafiltrat, welches innerhalb von 10 Sekunden von Polysulfonmembranen mit unterschiedlichen Blasenpunkten geliefert wird. 7 Figure 3 shows the plot of the volume of red cell-free plasma filtrate delivered within 10 seconds of polysulfone membranes having different bubble points.

Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die vorliegende Erfindung stellt verbesserte asymmetrische Polysulfonmembranen mit großen Poren zur Verfügung, welche verbesserte Durchflußgeschwingigkeiten und Dochtwirkungseigenschaften haben, während gute Trenneigenschaften erhalten bleiben. Die Porengröße und indirekt die Durchflußgeschwindigkeit wird in bequemer Weise durch Messung des Blasenpunktes bestimmt, wobei der Blasenpunkt der minimal erforderliche Druck ist, der eine Luftblase durch eine feuchte Membran drückt. Polymermembranen vom Zepf Tap haben typischerweise Blasenpunkte, welche größer als 25 psid sind. Die erfindungsgemäße Membranen haben im Vergleich dazu Blasenpunkte, welche geringer als 25 psid sind, und zwar im Bereich von 0,5 bis 25 psid, vorzugsweise 2 bis 20 psid und insbesondere bevorzugt 5 bis 10 psid.The The present invention provides improved asymmetric polysulfone membranes with big Pores available, which improved flow rates and have wicking properties while having good release properties remain. The pore size and indirect the flow rate becomes Conveniently determined by measuring the bubble point, wherein the bubble point is the minimum required pressure, which is an air bubble through a moist membrane. Zepf Tap polymer membranes typically have bubble points, which are larger than 25 psid. The membranes of the invention have bubble points less than 25 psid compared to in the range of 0.5 to 25 psid, preferably 2 to 20 psid and more preferably 5 to 10 psid.

Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäßen Membranen relativ große Außenhautporen im Vergleich zu Wrasidlo- und Zepf-Membranen auf. Beispielsweise sind die mittleren Außenhautporengrößen der erfindungsgemäßen Membranen üblicherweise größer als 1,2 μm und meist größer als 2 bis 3 μm oder größer. Im Gegensatz dazu weisen Wrasidlo- und Zepf-Membranen eine mittlere Außenhautporengröße von weniger als 1,2 μm und üblicherweise weniger als 0,35 μm auf.Furthermore have the membranes of the invention relatively large Skin pores compared to Wrasidlo and Zepf membranes on. For example, the mean outer pore sizes of the membranes of the invention are conventional greater than 1.2 μm and usually bigger than 2 to 3 μm or larger. in the In contrast, Wrasidlo and Zepf membranes have a mean outer pore size of less than 1.2 μm and usually less than 0.35 μm on.

Im Gegensatz zur klassischen asymmetrischen Struktur der Wrasidlo- und Zepf-Membranen weisen die erfindungsgemäßen Membranen im allgemeinen Asymmetrien der Membran von nicht mehr als 80 % auf. In bevorzugten Ausführungsformen sind die mindestens verbleibenden 20 % der Membran im allgemeinen isotrope Regionen.in the In contrast to the classical asymmetric structure of the Wrasidlo and Zepf membranes generally comprise the membranes of the invention Asymmetries of the membrane of not more than 80%. In preferred embodiments are the minimum remaining 20% of the membrane in general isotropic regions.

Es wurde gefunden, daß die verbesserten erfindungsgemäßen Membranen wichtige Vorteile in der Filtrationsanwendung aufweisen. Beispielsweise können die erfindungsgemäßen Membranen in herkömmlichen Fitrationsanwendungen, beispielsweise solchen in der Bier- und Weinfiltration und bei der Wasserbehandlung, verwendet werden. Zusätzlich sind die erfindungsgemäßen Membranen für diagnostische oder biologische Anwendungen verwendbar, beispielsweise in der Herstellung von Biosensoren.It was found that the improved membranes of the invention have important advantages in the filtration application. For example can the membranes of the invention in conventional filtration applications, for example, those in the beer and wine filtration and in the Water treatment, to be used. In addition, the membranes of the invention are for diagnostic or biological applications, for example in the manufacture of biosensors.

Die erfindungsgemäßen Membranen können sowohl aus homogenen Gußlösungen wie auch aus phasenseparierten Mischungen hergestellt werden, wie dies in den Wrasidlo Patenten Nr. '563 und '039 und den Zepf Patenten '734 und '445 beschrieben ist.The membranes according to the invention can both from homogeneous casting solutions as also be prepared from phase-separated mixtures, like this in Wrasidlo Patents No. '563 and '039 and the Zepf Patents '734 and' 445 is described.

Im allgemeinen wird bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Membranen der Gußfilm der Luft ausgesetzt, um große Oberflächenporen an der ausgesetzten Seite zu erzeugen, gefolgt von einem standardmäßigen Abschrecken mit Nichtlösemittel (z. B. Wasser). Der Durchmesser der Oberflächenporen kann durch die Dauer der Einwirkungszeit wie auch durch die Luftfeuchtigkeit variiert werden. Beim Aussetzen an die Luft bewirkt jedweder Wasserdampf das Ausfällen des Polymers an und in dem Bereich unterhalb der ausgesetzten Flüssigkeitsfilmoberfläche. Überraschenderweise wurde beobachtet, daß sich eine Region auf und unterhalb der Oberfläche bildet, welche eine im allgemeinen isotrope Struktur mit relativ großen Porengrößen besitzt. Unterhalb dieses Bereichs wird die klassische Asymmetrie beobachtet. Es gilt allgemein, daß je größer die Feuchtigkeit ist, desto größer die Oberflächenporen sind und daß umgekehrt bei geringerer Luftfeuchtigkeit die Oberfläche dichter wird.in the is general in the preparation of the membranes of the invention the cast film exposed to the air to great surface pores on the exposed side, followed by a standard quench with non-solvent (eg water). The diameter of the surface pores may vary by duration the exposure time as well as by the humidity varies become. When exposed to the air any water vapor causes the failure of the polymer at and in the area below the exposed liquid film surface. Surprisingly was observed that forming a region on and below the surface, which forms an im has general isotropic structure with relatively large pore sizes. Below this The classical asymmetry is observed in the area. It is generally true that ever greater the humidity is, the bigger the surface pores are and vice versa at lower humidity, the surface becomes denser.

Aufbau der erfindungsgemäßen offenporigen Membranen Die erfindungsgemäßen Polymermembranen bewahren einen erheblichen Anteil von Asymmetrie, obwohl sie relativ große Außenhautporen haben. Eine geeignete Methode, um die Asymmetrie und Porengröße zu bestimmen, ist die Rasterelektronenmikroskopie (REM). Die 1 bis 3 zeigen die Querschnitte, die Außenhautoberfläche und die untere Oberfläche der erfindungsgemäß hergestellten Membranen, und die Merkmale dieser Abbildungen können mit solchen verglichen werden, wie sie für feinporige Membranen vom Wrasidlo-Typ in 5 dargestellt sind.Structure of the Open Cell Membranes of the Invention The polymer membranes of this invention retain a significant portion of asymmetry, although they have relatively large outer skin pores. One suitable method for determining asymmetry and pore size is Scanning Electron Microscopy (SEM). The 1 to 3 show the cross-sections, the outer skin surface and the lower surface of the membranes prepared according to the invention, and the features of these figures can be compared with those used for Wrasidlo type fine-pored membranes 5 are shown.

Zusätzlich zur Asymmetrie der Membranen und der offenporigen Struktur, ist bei dem erfindungsgemäßen Membranen die Gegenwart einer isotropen Region einzigartig, welche sich von der Hautoberfläche bis zu einem Punkt innerhalb der Unterstruktur der Membran erstreckt. Typischerweise erstreckt sich die isotrope Region durch die Membrandicke zu mindestens 20 %.In addition to Asymmetry of the membranes and the open-pore structure, is at the membranes of the invention the presence of an isotropic region unique to the skin surface extends to a point within the substructure of the membrane. Typically, the isotropic region extends through the membrane thickness at least 20%.

Bei der Abwesenheit von REM-Daten kann die Asymmetrie grob abgeschätzt werden, wie dies vom Kesting, Synthetic Polymer Membranes: A Structural Perspective, S. 275 (John Wiley & Sons, 2nd Editions (1985)) beschrieben wird, in dem ein kleiner Tropfen Tinte oder Farbstoff auf die dichte Oberfläche der Membran aufgebracht wird und diesem gestattet wird, sowohl durch die Membran hindurchzutreten als auch sich auf der Oberfläche auszubreiten. Das Verhältnis der mit Farbstoff bedeckten Flächen gibt einen groben Hinweis auf die Asymmetrie oder auf deren Ausmaß. Die Porengröße kann ebenfalls durch Porositätsanalyse und durch unabhängige Messung des Blasenpunktes bestimmt werden, wobei ein größerer Blasenpunkt dichtere Poren anzeigt. Bei einer klassischen asymmetrischen Membran sind die Oberflächenporen die dichtesten. Bei den erfindungsgemäßen Membranen liegen die dichtesten Poren irgendwo zwischen der Außenhaut und der asymmetrischen Region. Die Porometrie beruht auf der Anwendung von graduell ansteigenden Drucken auf eine feuchte Membran und des Vergleichs der Durchflußgeschwindigkeit für Gase mit denen einer trockenen Membran, welche sowohl Daten über die Porengröße als auch über den Blasenpunkt liefert. Für diese Untersuchungen wurde ein Coulter Porometer Model 0204 verwendet.In the absence of SEM data, the asymmetry can be roughly estimated, as described by Kesting, Synthetic Polymer Membranes: A Structural Perspective, p. 275 (John Wiley & Sons, 2nd Editions (1985)), in which a small drop Ink or dye is applied to the dense surface of the membrane and allowed to pass through the membrane as well as spreading on the surface. The ratio of dye-coated areas gives a rough hint know the asymmetry or its extent. The pore size can also be determined by porosity analysis and independent bubble point measurement, with a larger bubble point indicating denser pores. In a classical asymmetric membrane, the surface pores are the densest. In the membranes of the invention, the densest pores are somewhere between the skin and the asymmetric region. Porometry relies on the application of gradually increasing pressures to a wet membrane and comparing the flow rate of gases with those of a dry membrane which provides both pore size and bubble point data. For these studies, a Coulter Porometer Model 0204 was used.

Wie bereits erwähnt, enthalten die erfindungsgemäßen Membranen eine Region, welche im allgemeinen isotrop und eine Region, welche im wesentlichen asymmetrisch ist. Allgemein isotrop (oder isotrope Region) wie hier verwendet, meint eine Region von im allgemeinen konstanter Porengröße, wie dies mittels REM beobachtet wird, von der Außenhaut hinunter durch einen Teil der Stützstruktur. Die isotrope Region kann alternativ auch als eine Region betrachtet werden, welche Durchflußkanäle von im wesentlich konstanten mittleren Durchmessern aufweist. Im allgemeinen ist die mittlere Außenhautporengröße oder der Durchmesser der Außenhautporen der erfindungsgemäßen Membranen größer als 1,2 μm. In der isotropen Region bestimmt die Außenhautporengröße die mittlere Porengröße innerhalb der isotropen Region. Beispielsweise zeigt REM an bevorzugten Membranen, daß eine Membran mit einer mittleren Außenhautporengröße von 2 μm eine mittlere Porengröße innerhalb der isotropen Region von 2 μm oder größer besitzt. Ähnliche Strukturen werden in Membranen beobachtet, welche Außenhautporengrößen von 3 μm, 4 μm, 5 μm und etc. aufweisen. Jedoch ist anzustreben, daß die isotrope Region eine Verteilung von Porengrößen aufweist, welche optisch als Isotrop erscheinen. Es ist zu erwarten, daß die tatsächlichen Porengrößen in der isotropen Region variieren (wie dies in jeder Membran der Fall ist).As already mentioned, contain the membranes of the invention a region which is generally isotropic and a region which is substantially asymmetrical. Generally isotropic (or isotropic Region) as used here means a region of in general constant pore size, like this is observed by means of REM, from the outer skin down through one Part of the support structure. The isotropic region may alternatively be considered as a region which flow channels of the having substantially constant mean diameters. In general is the mean outer pore size or the diameter of the outer skin pores the membranes of the invention greater than 1.2 μm. In the isotropic region, the outer pore size determines the mean Pore size within the isotropic region. For example, REM shows preferred membranes, that one Membrane with a mean outer pore size of 2 μm an average pore size within the isotropic region of 2 μm or greater. Similar Structures are observed in membranes showing outer skin pore sizes of 3 μm, 4 μm, 5 μm and etc. exhibit. However, it is desirable to have the isotropic region a Having distribution of pore sizes, which appear optically as isotropic. It is expected that the actual Pore sizes in the isotropic region vary (as is the case in every membrane).

Typischerweise erstreckt sich die isotrope Region von der Außenhaut der Membran in den Tragkörpern zu mehr als 15 der Dicke der Membran hinein. Bevorzugterweise erstreckt sich die istotrope Region zu mehr als 20 %, 25 % oder sogar 30 % oder mehr in die Dicke der Membran hinein. In besonders bevorzugten Ausführungsformen erstreckt sich die isotrope Region zu mehr als 25 % in die Dicke der Membran hinein. Beispielsweise erstreckt sich die isotrope Region in einer 125 μm Membran zu mehr als 25 μm von der Haut in den Tragkörper hinein.typically, the isotropic region extends from the outer skin of the membrane into the supporting bodies to more than 15 the thickness of the membrane inside. Preferably extends the istotropic region is more than 20%, 25% or even 30% or more in the thickness of the membrane. In particularly preferred embodiments The isotropic region extends more than 25% in thickness the membrane inside. For example, the isotropic region extends in a 125 μm Membrane more than 25 μm from the skin into the supporting body into it.

Die Bezeichnung im wesentlichen asymmetrisch oder anisotrop (hier die asymmetrische Region), wie sie hier gebraucht wird, meint den Grad der Asymmetrie ähnlich dem, welcher von Wrasidlo und Zepf offenbart wurde und welchen Membranen besitzen, die entsprechend Wrasidlo und Zepf hergestellt wurden. Diesbezüglich haben erfindungsgemäße Membranen eine mittlere Außenhautporengröße von mehr als etwa 1,2 μm, während auf der umgekehrten Seite, der Seite, welche dem Hilfspapier oder Band während des Gießens zugewandt ist, die REM Untersuchung zeigt, daß die mittleren Porengröße wenigstens 2 mal größer sind, als die der mittleren Außenhautporengröße. Daher ist das Verhältnis von Außenhautporengröße zu Gießoberflächenporengröße größer als etwa 2:1 und in besonders bevorzugten Ausführungsformen ist es 3:1, 4:1, 5:1 oder gar 6:1 oder größer. Darüber hinaus ist die Asymmetrie nur innerhalb der asymmetrischen Region ein kontinuierlicher Gradient.The Designation essentially asymmetric or anisotropic (here the asymmetric region), as used here, means the degree similar to the asymmetry that disclosed by Wrasidlo and Zepf and which membranes owned by Wrasidlo and Zepf. In this regard, have membranes according to the invention a mean outer pore size of more than about 1.2 μm while on the reverse side, the side, which the auxiliary paper or tape while of the casting The SEM examination shows that the mean pore size is at least 2 times bigger, than the mean outer pore size. Therefore is the relationship from outer skin pore size to casting surface pore size greater than about 2: 1 and in particularly preferred embodiments it is 3: 1, 4: 1, 5: 1 or even 6: 1 or larger. Furthermore the asymmetry is more continuous only within the asymmetric region Gradient.

Es ist anzumerken, daß das oben erwähnte Verhältnis der Asymmetrie sich nur auf die an den Oberflächen gemessene Asymetrie bezieht. Tatsächlich ist die Asymmetrie der erfindungsgemäßen Membranen wesentlich größer, wenn man die mittlere Porengröße in der asymmetrischen Region oberhalb der Gußoberfläche im Querschnitt im Rasterelektronenmikroskop betrachtet. Vergleiche beispielsweise 1c, 2c und 3c. Dabei scheint die Asymmetrie der erfindungsgemäßen Membranen größer zu sein als 10:1 oder 20:1 oder vielleicht so groß wie 100:1 oder sogar 200:1.It should be noted that the above-mentioned asymmetry ratio relates only to the asymmetry measured on the surfaces. In fact, the asymmetry of the membranes according to the invention is significantly greater when considering the mean pore size in the asymmetric region above the casting surface in cross section in the scanning electron microscope. Compare for example 1c . 2c and 3c , The asymmetry of the membranes of the invention appears to be greater than 10: 1 or 20: 1 or perhaps as high as 100: 1 or even 200: 1.

Schaut man durch die Außenhautporen hindurch, so bemerkt man, daß die Porengröße in der isotropen Region etwas größer ist als die Poren in der Außenhaut. Diese Tatsache, in Kombination mit der beobachteten Asymmetrie, welche auf der Oberflächen/Oberflächen-Analyse gegenüber der Querschnitts-Analyse beruht, zeigt, daß die Hautbildung auf beiden Oberflächen auftritt. Ohne die Absicht, an eine bestimmte Theorie oder Herstellungsweise gebunden zu sein, lassen sich drei plausible Erklärungen für die Hautbildung in den erfindungsgemäßen Membranen erkennen. Erstens, wenn der Gußfilm der Luft ausgesetzt wird, beginnt der Wasserdampf den Film zu gelieren und bildet die Anfangsmembran in der oberen Region. Jedoch kann nicht das gesamte Polymer in dieser kurzen Zeit geliert werden. Daher bildet, wenn der Film die Kühlflüssigkeit berührt, das verbleibende ungefällte Polymer die Außenhaut. Zweitens oder auch alternativ, ist eine vielleicht bessere Erklärung, daß die Oberflächenkontraktion wegen der inherenten Unterschiede in den Oberflächenspannungen die Poren schrumpfen läßt (etwa in Analogie zu einem Wassertropfen oder einer Seifenblase komme, welche ihr Oberflächen/Volumenverhältnis minimiert). Oder drittens könnte eine geringfügige Wanderung des Polymers zur Oberfläche wegen des steilen Gradienten der chemischen Potentiale stattfinden.Looking through the outer skin pores, one notices that the pore size in the isotropic region is slightly larger than the pores in the outer skin. This fact, in combination with the observed asymmetry, which is based on the surface / surface analysis over the cross-sectional analysis, shows that skin formation occurs on both surfaces. Without intending to be bound by any particular theory or mode of preparation, three plausible explanations for skin formation in the membranes of the present invention can be seen. First, when the cast film is exposed to the air, the water vapor begins to gel the film and forms the initial membrane in the upper region. However, not all of the polymer can be gelled in such a short time. Therefore, when the film contacts the cooling liquid, the remaining un-precipitated polymer forms the outer skin. Second, or alternatively, perhaps a better explanation is that surface contraction shrinks the pores because of inherent differences in surface tensions (say, by analogy with a drop of water or a bubble of soap, which minimizes their surface / volume ratio). Or, thirdly, a slight migration of the polymer to the surface could occur due to the steep gradient of the chemical potentials.

Ferner wird wegen der Tatsache, daß der Blasenpunkt der erfindungsgemäßen Membranen im allgemeinen größer ist als man ihn aufgrund der beobachteten Porengrößen in der isotopen Region oder in der Gußhaut erwarten würde, deutlich, daß eine gewisse Zusammenziehung der Porengröße zwischen der isotropen Region und der asymmetrischen Region vorliegt. Überraschenderweise würden herkömmliche Überlegungen nahelegen, daß die Poren unterhalb der Außenhaut kleiner sein sollten als die der Außenhaut. Tatsächlich sollten sie fortschreitend mit der Tiefe kleiner werden, i.e. "reverse Asymmetrie". Diffusion ist ein langsamer Prozeß. Daher sollten die Poren, welche unterhalb der Außenhaut gebildet werden, weniger Wasserdampf "sehen" und daher kleiner sein.Further is due to the fact that the Bubble point of the membranes of the invention is generally larger as it is due to the observed pore sizes in the isotopic region or in the cast skin would expect clearly that one some contraction of pore size between the isotropic region and the asymmetric region. Surprisingly, conventional considerations would suggest that the Pores below the outer skin should be smaller than those of the outer skin. In fact, should they become progressively smaller with the depth, i.e. "reverse asymmetry". Diffusion is a slow process. Therefore, the pores formed below the outer skin should be less Steam "see" and therefore smaller be.

Die Fuji Membranen scheinen die herkömmlichen Überlegungen zu bestätigen und besitzen eine reverse Asymmetrie von der Außenhaut bis zu einem Inversionspunkt, welcher in geringer Tiefe innerhalb der Membran liegt. Im Gegensatz dazu scheinen die Poren in den erfindungsgemäßen Membranen unterhalb der Außenhaut von gleicher Größe oder größer zu sein als die Poren in der Außenhaut und verbleiben innerhalb der Region mit einer solchen isotropen oder homogenen Porenverteilung.The Fuji membranes seem the conventional considerations to confirm and have a reverse asymmetry from the outer skin to an inversion point, which lies at shallow depth within the membrane. In contrast In addition, the pores in the membranes according to the invention appear below the outer skin of equal size or to be taller as the pores in the outer skin and remain within the region with such an isotropic or homogeneous pore distribution.

Daher scheint es, daß die isotrope Region der erfindungsgemäßen Membranen durch eine "Trockenprozeß"-Wechselwirkung zwischen dem Wasserdampf in der Luft und dem Polymerfilm geschaffen oder wenigstens hervorgerufen wird, welcher eine homogene oder isotrope Bildung verursacht. Dies ist in Analogie zu Cellulosemischester- oder Cellulosenitrat-Membranen. Jedoch scheint es, daß eine vernachlässigbare Verdampfung des Lösemittels oder Nichtlösemittels vorliegt, so daß beim Abschrecken die Kühlflüssigkeit hineinströmt und die isotrope Region bildet und festigt und die asymmetrische Region festigt.Therefore it seems that the Isotropic region of the membranes of the invention by a "dry process" interaction between the water vapor created in the air and the polymer film or at least caused which causes a homogeneous or isotropic formation. This is analogous to cellulose mixed ester or cellulose nitrate membranes. however it seems that one negligible Evaporation of the solvent or non-solvent is present, so that when Quench the coolant into flows and the isotropic region forms and consolidates and the asymmetric one Region consolidates.

Mit Hinblick auf die mögliche Zusammenziehung der Porengrößenverteilung zwischen der isotropen Region und der asymmetrischen Region, wie oben dargestellt, soll versucht werden, die in der porometrischen Analyse beobachteten dichteren Poren zu erklären (i.e., 1,0 μm maximale und 0,8 μm mittlere Porengröße), wobei ein Prozeß einer internen Hautbildung während der Ausbildung der Außenhaut in Wrasidlo- und Zepf-Membranen stattfindet. Diese Möglichkeit wird von Michaels im U.S.-Patent No. 3,615,024, Spalte 5, Zeilen 43 – 54 unterstützt, worin offenbart ist, daß eine gradielle Porenstruktur auftritt, wenn die Wasserpermeation in einen Gußfilm durch eine verdichtete Außenhaut behindert ist, welche durch Wasser im ersten Moment gebildet wird. Oder es ist, wie oben dargestellt, alternativ möglich, daß obwohl bei visueller Betrachtung, die Membranen im isotropen Bereich isotrop zu sein scheinen, diese tatsächlich eine Porenverteilung haben, welche Porometriedaten und größere Blasenpunkte hervorrufen als man bei Anblick der großen Porengrößen erwarten würde.With Regard to the possible Contraction of pore size distribution between the isotropic region and the asymmetric region, such as shown above, should be tried in the porometric analysis to explain denser pores (i.e., 1.0 μm maximum and 0.8 μm average pore size), where a process of a internal skin formation during the formation of the outer skin takes place in Wrasidlo and Zepf membranes. This possibility is described by Michaels in U.S. Patent No. 3,615,024, column 5, lines 43-54, in which it is disclosed that a gradual pore structure occurs when water permeation into a cast film through a condensed outer skin obstructed, which is formed by water in the first moment. Or, as illustrated above, it is alternatively possible that, although visually, the membranes in the isotropic area appear to be isotropic, this indeed have a pore distribution, which Porometriedaten and larger bubble points cause one would expect to see the large pore sizes.

Dementsprechend unterscheiden sich die Membranen der vorliegenden Erfindung in ihrer Struktur von der klassischen Asymmetrie dadurch, daß die erfindungsgemäßen Membranen im wesentlichen nicht asymmetrisch (d. h. isotrop) von der Außenhaut bis zu einem Punkt unterhalb der Oberfläche sind, welche hierbei als isotrope Region, wie oben beschrieben, definiert wird. Dementsprechend erscheint die asymmetrische Region der Membranen in weniger als etwa 75 % der Gesamtdicke der Membran. Hingegen erscheint in herkömmlichen oder klassischen asymmetrischen, wie beispielsweise in Wrasidlo- und Zepf-Membranen, die asymmetrische Region durch die gesamte oder nahezu gesamte Dicke der Membran hindurchzugehen. Im Gegensatz dazu haben Fuji-Membranen im Bereich unterhalb der Außenhaut inverse oder reverse Asymmetrie und darunter eine leicht konventionelle Asymmetrie. Es ist zu erwarten, daß die möglicherweise höheren Viskositäten der Fuji-Gußformulierungen zu dieser Struktur beitragen.Accordingly The membranes of the present invention differ in their Structure of the classical asymmetry in that the membranes of the invention substantially non-asymmetric (i.e., isotropic) from the skin to a point below the surface, which here as isotropic region as described above. Accordingly the asymmetric region of the membranes appears in less than about 75% of the total thickness of the membrane. On the other hand appears in conventional or classical asymmetric ones, as in Wrasidlo- and Zepf membranes, the asymmetric region through the entire or nearly entire thickness to go through the membrane. In contrast, Fuji membranes have in the area below the outer skin inverse or reverse asymmetry and underneath a slightly conventional one Asymmetry. It is expected that the possibly higher viscosities of the Fuji Gußformulierungen contribute to this structure.

Daher haben die erfindungsgemäßen Membranen, bildlich gesprochen, eine Trichterstruktur in Bezug auf die Anordnung der Durchflußkanäle durch die Dicke der Membran hindurch. Beispielsweise sind die Poren sehr groß, auf welche die Flüssigkeit trifft, welche von der Seite in die Membran fließt, welche während des Gießens unausgesetzt war. Dies ist die asymmetrische Region, welche dem konischen Teil eines Trichters entspricht. Während die Flüssigkeit durch die Membran fließt, ziehen sich die Porengrößen oder Durchflußkanäle langsam zusammen bis schließlich die Flüssigkeit eine im allgemeinen isotrope Region erreicht, welche Porengrößen oder Durchflußkanäle von im wesentlichen konstantem Durchmesser haben, und dann durch die Haut ausfließt, wobei die isotrope Region der Auslasöffnung des Trichters entspricht.Therefore have the membranes of the invention, Figuratively speaking, a funnel structure with respect to the arrangement through the flow channels the thickness of the membrane. For example, the pores are very large, on which the liquid which flows from the side into the membrane, which remains continuous during casting was. This is the asymmetric region, which is the conical part corresponds to a funnel. While the liquid flowing through the membrane, tighten the pore sizes or Flow channels slowly together until finally the liquid reaches a generally isotropic region, which pore sizes or Flow channels of im have substantial constant diameter, and then through the skin flows, wherein the isotropic region corresponds to the outlet opening of the funnel.

Die Struktur einer typischen erfindungsgemäßen offenporigen Membran, welche aus einer Dispersion vom Wrasidlo-Typ hergestellt wurde, ist in den 1 bis 3 dargestellt. Die Membran hat Außenhautoberflächenporen von im Durchschnitt 3 μm (1a), Gußoberflächenporen von im Mittel 20 μm (1b) und der Querschnitt zeigt eine isotrope Region mit Poren von etwa 3 μm, welche sich von der Haut bis zu etwa 25 % der Dicke der Membran erstrecken, gefolgt von einer asymmetrischen Region, welche mit Porengrößen von etwa 3 μm beginnt und bis auf etwa 20 μm am Ende der isotropen Region in Richtung auf die Gußoberfläche ansteigt (1c). Wie gewünscht, ist die aus diesen Beobachtungen berechnete Größe der Asymmetrie etwa 6:1. Diese spezielle Membran der Figur hat einen Blasenpunkt von 8 psid. Die in den 2 und 3 gezeigten Membranen haben sehr ähnliche Strukturen, besitzen jedoch Blasenpunkte von 11 und 16 psid.The structure of a typical open cell membrane of the present invention made from a Wrasidlo-type dispersion is disclosed in U.S.P. 1 to 3 shown. The membrane has outer skin pores of on average 3 μm ( 1a ), Cast surface pores averaging 20 μm ( 1b ) and the Cross-section shows an isotropic region with pores of about 3 microns extending from the skin to about 25% of the thickness of the membrane, followed by an asymmetric region beginning at pore sizes of about 3 microns and ending at about 20 microns the isotropic region rises towards the casting surface ( 1c ). As desired, the magnitude of the asymmetry calculated from these observations is about 6: 1. This particular membrane of the figure has a bubble point of 8 psid. The in the 2 and 3 The membranes shown have very similar structures, but have bubble points of 11 and 16 psid.

Erfindungsgemäße Membranen können auch aus homogenen Lösungen hergestellt werden. Solche Membranen können mit Blasenpunkten im gleichen Bereich wie solche aus Wrasidlo-Mischungen hergestellt werden, aber sie neigen dazu, längere Einwirkungszeiten an der Luft zu benötigen, und sie besitzen nicht annähernd das Ausmaß an Asymmertrie als jene aus Formulierungen gemäß dem Wrasidlo-Typ. 4 zeigt die Struktur, wie sie im Rasterelektronenmikroskop erscheint, einer Membran, welche aus einer homogenen Polysulfonlösung hergestellt wurde, einschließlich der Außenhautoberfläche (4a), Gußoberfläche (4b) und einem Querschnitt durch die Membran (4c). Diese spezielle Membran hat einen Blasenpunkt von 12 psid.Membranes according to the invention can also be prepared from homogeneous solutions. Such membranes can be made with bubble points in the same range as those of Wrasidlo blends, but they tend to require longer exposure times in the air, and they do not have nearly the same amount of asymmetry as those of Wrasidlo type formulations. 4 shows the structure, as it appears in the scanning electron microscope, a membrane, which was made of a homogeneous polysulfone solution, including the outer skin surface ( 4a ), Casting surface ( 4b ) and a cross section through the membrane ( 4c ). This special membrane has a bubble point of 12 psid.

Bei der Durchführung des Herstellungsverfahrens mit Formulierungen vom Wrasidlo-Typ wirkt der Wasserdampf an den ausgesetzten Oberflächen des Gußfilmes unter Bildung relativ großer Poren sowohl an der Oberfläche wie auch in einer Region, welche sich darunter erstreckt, während die nachfolgende Wasserkühlung den übrigen Film in eine hoch asymmetrische Substruktur überführt. Da der Film während der Synthese für Bruchteile von Sekunden oder länger der feuchten Luft ausgesetzt sein kann, ist es sicherer, jedoch nicht notwendig, solche Wrasidlo-Mischungen zu wählen, welche genügend stabil im Hinblick auf Phasentrennung sind, beisipielsweise Formulierungen, welche unter herkömmlichen Gußverfahren asymmetrische Membranen bilden, deren Porengröße 0,45 μm oder 0,2 μm oder kleiner sind.at the implementation of the manufacturing process with Wrasidlo-type formulations the water vapor on the exposed surfaces of the cast film forming relative greater Pores on both the surface as well as in a region that extends below, while the subsequent water cooling the rest Moved film into a highly asymmetric substructure. Because the movie during the Synthesis for Fractions of seconds or longer which may be exposed to moist air, it is safer, however not necessary to choose those Wrasidlo mixtures which are sufficiently stable with regard to phase separation, for example formulations, which under conventional casting process form asymmetric membranes whose pore size is 0.45 μm or 0.2 μm or smaller.

Beispielhafte Membranen werden bei Verwendung eines Polysulfonpolymeren in ausgewählten Lösemittel/Nichtlösemittel-Systemen gebildet; jedoch können erfinungsgemäße Membranen aus unzähligen Polymeren gegossen werden und daher stellen die vorgeschlagenen Formulierungen nur Beispiele dar.exemplary Membranes become when using a Polysulfonpolymeren in selected solvent / non-solvent systems educated; however, you can erfinungsgemäße membranes from countless Polymers are poured and therefore represent the proposed Formulations are only examples.

Formulierungenformulations

Die Gußformulierungen für diese Membranen bestehen aus einem Polymer, einem Lösemittel und einem Nichtlösemittel. In den Polymeren, welche verwendet werden können, sind alle Polymere eingeschlossen, welche in der Lage sind, Membranen zu bilden. Zu den Polymeren, welche insbesondere für die erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind, gehören Polysulfone, Polyamide, Polyvinylidenhalide, einschließlich Polyvinylidenfluorid, Polycarbonate, Polyacrylnitrile, einschließlich Polyalkylacrylnitrile und Polystyrole. Mischungen von Polymeren können verwendet werden. Zu den bevorzugte Polymeren gehören Lexan Polycarbonat, AMOCO P-3500 Polyarylsulfon, Nylon 6/T Polyhexamethylenterephthalamid und Polyvinylidenfluroid. Ein insbesondere bevorzugtes Polymer ist AMOCO P-3500 Polyarylsulfon.The Gußformulierungen for this Membranes consist of a polymer, a solvent and a non-solvent. In the polymers which can be used are included all polymers which are able to form membranes. To the polymers, which especially for the methods of the invention are suitable belong Polysulfones, polyamides, polyvinylidene halides, including polyvinylidene fluoride, Polycarbonates, polyacrylonitriles, including polyalkylacrylonitriles and polystyrenes. Mixtures of polymers can be used. To the preferred polymers include Lexan polycarbonate, AMOCO P-3500 polyarylsulfone, nylon 6 / T polyhexamethylene terephthalamide and polyvinylidene fluoride. A particularly preferred polymer is AMOCO P-3500 polyarylsulfone.

Zu den Lösemitteln, welche in den erfindungsgemäßen Formulierungen verwendet werden, zählen dipolare aprotische Lösungsmittel wie beispielsweise Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dioxan, N-Methylpyrrolidon, Dimethylsulfoxid, Chloroform, Tetramethylharnstoff oder Tetrachlorethan. Weitere Polymer/Lösemittel-Paare sind beispielsweise im US-Patent 3,615,024, (Michaels) offenbart.To the solvents, which in the formulations according to the invention be used, count dipolar aprotic solvents such as dimethylformamide, dimethylacetamide, dioxane, N-methylpyrrolidone, Dimethylsulfoxide, chloroform, tetramethylurea or tetrachloroethane. Further polymer / solvent pairs are disclosed, for example, in U.S. Patent 3,615,024, (Michaels).

Zu den geeigneten Nichtlösemitteln gehören Alkohole, beispielsweise Methanol, Ethanol, Isopropanol, Amylalkohole, Hexanole, Heptanole und Oktanole; Alkane wie Hexan, Propan, Nitropropan, Heptane und Oktane; und Ketone, Ether und Ester wie beispielsweise Aceton, Buthylether, Ethylacetat und Amylacetat.To the appropriate non-solvents belong Alcohols, for example methanol, ethanol, isopropanol, amyl alcohols, Hexanols, heptanols and octanols; Alkanes such as hexane, propane, nitropropane, Heptanes and octanes; and ketones, ethers and esters such as Acetone, butyl ether, ethyl acetate and amyl acetate.

Formulierungen für Membranen vom Wrasidlo-Typ werden entsprechend den von Zepf beschriebenen Verfahren hergestellt, welche hierbei durch Bezugnahme eingefügt sind. Im allgemeinen wird das Polymer bei der Gußtemperatur im Lösemittel gelöst und die Menge von Nichtlösemittel wird wie von Zepf beschrieben durch Messung der optischen Dichte gewählt, um die gewünschte Trübung der Formulierung zu erreichen.formulations for membranes of the Wrasidlo type are used according to the procedures described by Zepf manufactured, which are incorporated herein by reference. In general, the polymer becomes solvent at the casting temperature solved and the amount of non-solvent is described by Zepf by measuring the optical density selected to the desired cloudiness to achieve the formulation.

Homogene Gußformulierungen können eine Zusammensetzung haben, welche außerhalb der spinodalen/binodalen Region des Phasendiagramms liegt. Geeignete homogene Formulierungen sind alle Mischungen, welche wenigstens eine ausreichenden Konzentration an Polymer enthalten, um eine Membran mit hinreichender Integrität und mechanischer Festigkeit zu ergeben und nicht eine zu hohe Konzentration aufweisen, bei welcher die Mischung zu viskos ist, um gegossen zu werden. Gebräuchliche homogene Grußformulierungen enthalten etwa von 7 bis 28 % Polymere oder Polymermischungen und von 0 bis 30 % Nichtlösemittel (w/v), der Rest ist Lösemittel. Lösemittel und Nichtlösemittel können auch Mischungen sein.Homogeneous molding formulations may have a composition that is outside the spinodal / binodal region of the phase diagram. Suitable homogeneous formulations are any mixtures which contain at least a sufficient concentration of polymer to give a membrane of sufficient integrity and mechanical strength and not have too high a concentration at which the mixture is too viscous to be poured. Common homogenous salutary formulations contain from about 7 to 28% polymers or polymer blends and from 0 to 30% non-solvent (w / v), the rest is solvent. Solvents and non-solvents can also be mixtures.

Bei flüssigen Kühlsystemen sollte die Flüssigkeit in Bezug auf das Polymer chemisch inert sein und bevorzugterweise mischbar mit dem Lösemittel der Gußlösung sein. Die bevorzugte Kühlflüssigkeit ist Wasser.at liquid cooling systems should the liquid be chemically inert with respect to the polymer, and more preferably miscible with the solvent to be the casting solution. The preferred coolant is water.

Die gegossene Membran ist hydrophob. Jedoch kann gewünschtenfalls eine oberflächenaktive Substanz oder Benetzersubstanz entweder zur Formulierung, zur Kühlflüssigkeit oder zur Spülflüssigkeit hinzugefügt werden, um die Hydrophilität der Membran zu erhöhen. Bevorzugte Agenzien sind Polyhydroxyzellulose, Natriumdodecylsulfat, ethoxylierte Alkohole, Glycerinester und nichtionische oberflächenwirksame Fluorkohlenstoff-Verbindungen, beispielsweise solche vom ZonylTm-Typ (DuPont). Die Konzentration der oberflächenaktiven Substanz in der Lösung ist unkritisch und kann von Bruchteilen von Prozenten (w/v) bis über 10 % reichen.The cast membrane is hydrophobic. However, if desired, a surfactant or wetting agent may be added to either the formulation, the cooling liquid or the rinsing liquid to increase the hydrophilicity of the membrane. Preferred agents are polyhydroxycellulose, sodium dodecylsulfate, ethoxylated alcohols, glycerol esters and nonionic fluorocarbon surface active agents, for example those of the Zonyl Tm type (DuPont). The concentration of the surfactant in the solution is not critical and can range from fractions of percent (w / v) to over 10%.

MembrangußverfahrenMembrangußverfahren

Die erfindungsgemäßen Membranen können unter Verwendung jeder konventionellen Methode gegossen werden, wobei die Gußdispersion oder Lösung in einer Schicht auf einen nichtporösen Träger aufgebracht wird, von welchem die Membran später nach dem Abschrecken getrennt werden kann. Die Membranen können entweder manuell (z. B. Ausgießen, Gießen oder Verteilen von Hand auf einer Gußoberfläche und Aufbringen der Kühllösung auf die Oberfläche) oder automatisch (z. B. Ausgießen oder in anderer Weise auf einen sich bewegenden Träger gießen) gegossen werden. Ein bevorzugter Träger ist mit Polyethylen beschichtetes Papier. Beim Gießen, insbesondere beim automatischen Gießen, können mechanische Verteiler verwendet werden. Mechanische Verteiler umfassen Streichmesser, Abstreifmesser oder Sprüh/Druck-Systeme. Eine bevorzugte Aufbringvorrichtung ist eine Umspritzform oder Schlitzpresse, welche eine Kammer besitzt, in welche die Gußformulierung eingeführt wird und aus dieser unter Druck durch einen schmalen Spalt herausgedrückt wird. In den Beispielen 1 bis 3 werden die Membranen unter Verwendung eines Abstreifmessers gegossen, dessen Messerweite typischerweise zwischen 250 bis 450 μm oft bei 300 μm liegt. Nach dem Kühlschritt ist die hergestellte mikroporöse Membran typischerweise zwischen 105 und 145 μm dick.The membranes according to the invention can be poured using any conventional method, wherein the casting dispersion or solution is applied in a layer on a nonporous support, of which the membrane later can be separated after quenching. The membranes can either manually (eg pouring, to water or spreading by hand on a casting surface and applying the cooling solution the surface) or automatically (eg pouring out or otherwise pour on a moving support) become. A preferred carrier is polyethylene coated paper. When casting, in particular during automatic casting, can mechanical distributors are used. Mechanical distributors include Spreading knife, doctor blade or spray / pressure systems. A preferred Applicator is a Umspritzform or slot press, which has a chamber into which the casting formulation is introduced and pushed out of this under pressure through a narrow gap. In Examples 1 to 3, the membranes are used a Abstreifmessers poured whose knife width typically between 250 to 450 μm often at 300 μm lies. After the cooling step is the manufactured microporous Membrane typically between 105 and 145 μm thick.

Nach dem Guß wird die Dispersion abgeschreckt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Abschrecken dadurch erreicht, daß die gegossene Membran auf einem bewegten Träger in eine Kühlflüssigkeit, beispielsweise in ein Bad, überführt wird. Die Kühllösung besteht im allgemeinen aus Wasser, dessen Temperatur gewöhnlicherweise bei oder nahe der Gußtemperatur liegt. Durch das Abschrecken fällt das Polymer in Bad aus und kann eine Außenhaut erzeugen, welche die erforderliche Porengröße und einen Tragkörper mit der charakteristischen Struktur hat. Die entstandene Membran wird in gewöhnlicher Weise von eingeschlossenen Lösemitteln frei gewaschen und kann getrocknet werden, um weitere Reste an Lösemittel, Verdünnungsmittel und Kühlflüssigkeit zu entfernen und man erhält so die fertige Membran.To the casting becomes quenched the dispersion. In a preferred embodiment the quenching is achieved by the cast membrane on a moving carrier in a cooling liquid, for example into a bath, being transferred. The cooling solution exists generally water, the temperature of which is usually at or near the casting temperature lies. By quenching falls the polymer in bath and can produce an outer skin which the required pore size and a supporting body with the characteristic structure. The resulting membrane will be in ordinary Way of trapped solvents washed free and can be dried to remove more residual solvent, thinner and cooling liquid to remove and you get so the finished membrane.

Im allgemeinen sollte der Gußfilm bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Membranen der Luft ausgesetzt werden und zwar für eine solche Zeit, welche ausreichend ist, um die Bildung von großen Oberflächenporen zu bewirken, wie zuvor beschrieben. Je kürzer die Exposition, desto größer muß die Feuchtigkeit sein und umgekehrt. Die Gesamtfeuchtigkeit ist der bestimmende Faktor. Bei höheren Umgebungstemperaturen kann die relative Feuchtigkeit zur Erzielung des gleichen Effekts niedriger sein. Die Temperaturen der Gußmischung und des Kühlbades sind ebenfalls wichtige Parameter. Im allgemeinen gilt, je wärmer die Mischung desto dichter die Membran, je wärmer die Kühlung, desto offener die Membran.in the general should be the cast film exposed to air in the preparation of the membranes of the invention for and for such time, which is sufficient for the formation of large surface pores to effect as previously described. The shorter the exposure, the more the humidity must be higher and vice versa. The total moisture is the determining factor. At higher Ambient temperatures can reach relative humidity be the same effect lower. The temperatures of the casting mixture and the cooling bath are also important parameters. In general, the warmer the Mix the denser the membrane, the warmer the cooling, the more open the membrane.

Groß- und offenporige Membran aus Formulierungen vom Wrasidlo-TypLarge and open-pored membrane from Wrasidlo-type formulations

Zu Anfang wurde ein Versuch unternommen, eine Membran herzustellen, welche offenporiger als die von Zepf beschriebene 0,45 μm Polysulfonmembran (BTS-25) ist, in dem die Phaseninversionsformulierung, entsprechend der Membranbildungstheorie wie in den Wrasidlo- und Zepf-Patenten beschrieben, modifiziert wird, d.h., die Erhöhung der optischen Dichte der Gußformulierung durch Erniedrigung der Polymerkonzentration und Erhöhung der Nichtlösemittelkonzentration und ebenso die Erhöhung der Abschrecktemperatur. Der Gußfilm wurde ebenso vor dem Abschrecken kurzzeitig feuchter Luft ausgesetzt.To Initially, an attempt was made to make a membrane which is more porous than the 0.45 μm polysulfone membrane described by Zepf (BTS-25), in which the phase inversion formulation is equivalent the membrane formation theory as described in the Wrasidlo and Zepf patents, is modified, that is, the increase the optical density of the casting formulation by lowering the polymer concentration and increasing the Non-solvent concentration and also the increase the quenching temperature. The cast film was also briefly exposed to damp air before quenching.

Es wurde erwartet, daß eine Gußformulierung, welche eine optische Dichte im Bereich von 1,800, im Vergleich zu 0,600 aufweist, eine weiter offene Membran bildet als die erhältlichen asymmetrischen Membranen. Tatsächlich war die hergestellte Membran sehr offen. Permeabilitätstests zeigten, daß die Membran einen Blasenpunkt von 4 psid, eine Durchflußgeschwindigkeit für Wasser von 17,7 cm/min/psid und eine mittlere Durchflußporengröße von 2,0 μm besaß.It was expected to be one Gußformulierung, which has an optical density in the range of 1,800, compared to 0.600, forms a more open membrane than the available ones asymmetric membranes. Indeed the membrane produced was very open. Permeability showed that the Membrane has a bubble point of 4 psid, a flow rate for water of 17.7 cm / min / psid and a mean flow pore size of 2.0 μm.

Eine besonders bevorzugte Membran wurde hergestellt, indem eine dispergierte Phase vom Wrasidlo-Typ, die Phaseninversionsformulierung für eine 0,2 μm Standardpolysulfonmembran (BTS 45), verwendet wurde und der Guß bei niedrigeren Temperaturen als von Zepf vorgeschlagen, durchgeführt wurde, Beispiel 2. Der niedrige Gußindex von 0,176 weist auf eine relativ stabile Gußdispersion an. Der Gußfilm wurde vor dem Abschrecken für kurze Zeit feuchter Luft ausgesetzt. Die Gußmembran war bezüglich der Qualität dem Standardprodukt vergleichbar, hatte eine hoch asymmetrische Substruktur und ebenso einen Blasenpunkt von 8 psid und eine Durchflußgeschwindigkeit für Wasser von 19,9 cm/min/psid. Die porometrische Analyse zeigte eine mittlere Fließporengröße von 0,9 μm im Gegensatz zu 0,2 μm Porendurchmesser und 45 psid Blasenpunkt, welche man aus der Standard BTS-45 Formulierung erhalten hatte, wenn man diese in der üblichen Weise goß. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen (1) zeigten eine hoch asymmetrische Struktur, frei von irgendwelchen großen Macrovoiden.A particularly preferred membrane was prepared by using a Wrasidlo-type dispersed phase, the phase inversion formulation for a 0.2 μm standard polysulfone membrane (BTS 45), and casting at lower temperatures than suggested by Zepf, Example 2 low casting index of 0.176 indicates a relatively stable casting dispersion. The cast film was exposed to damp air for a short time before quenching. The cast membrane was comparable in quality to the standard product, had a highly asymmetric substructure, as well as a bubble point of 8 psid and a water flow rate of 19.9 cm / min / psid. The porometric analysis showed a mean flow pore size of 0.9 μm as opposed to the 0.2 μm pore diameter and 45 psid bubble point obtained from the standard BTS-45 formulation when poured in the usual manner. Scanning electron micrographs ( 1 ) showed a highly asymmetric structure, free from any large macrovoids.

Groß- und offenporige Membran aus einer homogenen FormulierungLarge and open-pored membrane from a homogeneous formulation

Beispiel 8 zeigt die Herstellung von Membranen mit offenen Oberflächenporen und einer großen Durchflußgeschwindigkeit, durch in Kontakt bringen eines Filmgusses aus einer homogenen Lösung mit feuchter Luft vor dem Abschrecken in Wasser. Das Gießen einer homogenen Lösung, umfassend 9 % Polysulfon in 72 % Lösemittel und 19 % Nichtlösemittel und minimaler Exposition an feuchte Luft, erzeugt eine hoch asymmetrische Membran, 0,2 μm oder dichter, mit Blasenpunkten größer als 45 psid. Unter den im Beispiel beschriebenen Bedingungen des in Kontakt bringens mit feuchter Luft, haben die Membranen einen mittleren Blasenpunkt von etwa 12 psid und eine Durchflußgeschwindigkeit für Wasser von etwa 8,4 cm/min/psid.example Figure 8 shows the preparation of membranes with open surface pores and a high flow rate, by bringing a cast film of a homogeneous solution with moist air before quenching in water. The pouring of a homogeneous solution, comprising 9% polysulfone in 72% solvent and 19% non-solvent and minimal exposure to moist air, produces a highly asymmetric Membrane, 0.2 μm or denser, with bubble points greater than 45 psid. Among the in the example described conditions of contacting with humid air, the membranes have a medium bubble point of about 12 psid and a flow rate for water of about 8.4 cm / min / psid.

Beispiel 9 beschreibt die Herstellung von Membranen aus verschiedenen homogenen Formulierungen und Variierung der Zeit der Exposition an feuchte Luft. Unabhängig von der Formulierung erzeugte die zunehmende Zeit des Einflusses der Umgebung größere Oberflächenporen, bis zu 8 μm auf der dichten Seite und Durchflußgeschwindigkeiten für Wasser bis zu mehr als 19 cm/min/psid, mit entsprechenden Blasenpunkten von 3 bis 4 psid. Diese Membranen waren befriedigend asymmetrisch und hatten Poren auf der offenen Seite von über 100 μm. Vergleiche Anhang 1.example 9 describes the preparation of membranes from different homogeneous Formulations and variation of the time of exposure to moist Air. Independently from the formulation generated the increasing time of influence the environment larger surface pores, up to 8 μm on the tight side and flow rates for water up to more than 19 cm / min / psid, with corresponding bubble points of 3 to 4 psid. These membranes were satisfactorily asymmetric and had pores on the open side of over 100 μm. See Appendix 1.

In den anfänglichen Experimenten wurde 2-Methoxyethanol als Nichtlösemittel verwendet; jedoch konnte ebenfalls Polyethylenglycol (PEG 400) und Polyvinylpyrrolidon (PVP 10000) in Konzentrationen bis zu 25 % der gesamten Nichtlösemittelkonzentration eingesetzt werden. Es ist interessant zu bemerken, daß PVP 10000 in diesem Fall auch als gutes Co-Lösemittel wirkte.In the initial one Experiments used 2-methoxyethanol as a non-solvent; however could also polyethylene glycol (PEG 400) and polyvinylpyrrolidone (PVP 10,000) in concentrations up to 25% of the total non-solvent concentration be used. It is interesting to note that PVP is 10000 in this case also acted as a good co-solvent.

Bei den Experimenten wurde die Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit etwa 12 Zoll (30,48 cm) oberhalb der Gußplatte gemessen. Sofern Luftgeschwindigkeiten aufgezeichnet wurden, wurden diese mit einem Staudruckmesser vor dem Gießen etwa 1 Zoll (2,45 cm) oberhalb der Gußplatte gemessen.at The experiments were the air temperature and humidity about Measured 12 inches (30.48 cm) above the cast plate. Unless air speeds were recorded, these were using a Staudruckmesser before the casting measured about 1 inch (2.45 cm) above the cast plate.

Ein gutes Beispiel für die Einflüsse der Feuchtigkeit findet man, wenn man die Experimente 1 und 2 im Anhang I vergleicht. Im ersten Experiment war die Luft unbewegt, und im zweiten Experiment, unter ansonsten vergleichbaren Bedingungen, war die Luft in Bewegung. Die Blasenpunkte in der Membran waren halbiert und die Durchflußgeschwindigkeit für Wasser stieg um den Faktor 1,7 an. Wie erwartet, führten geringe Feuchtigkeitswerte zu Membranen mit folglich niedrigen Permeabilitäten und hohen Blasenpunkten, während höhere Feuchtigkeit (i.e. 60 %) und bewegte Luft Membranen mit verringerten Blasenpunkten (i.e. 4 psid) und entsprechend hohen Durchflußgeschwindigkeiten für Wasser (bis auf 20,6 cm/min/psid) hervorbrachten.One good example for the influences The moisture can be found by carrying out experiments 1 and 2 in the Annex I compares. In the first experiment, the air was unmoved, and in the second experiment, under otherwise comparable conditions, the air was moving. The bubble points in the membrane were halved and the flow rate for water rose by a factor of 1.7. As expected, low moisture levels resulted to membranes with consequently low permeabilities and high bubble points, while higher humidity (i.e. 60%) and moving air membranes with reduced bubble points (i.e., 4 psid) and correspondingly high flow rates for water (down to 20.6 cm / min / psid).

Die Bewegung der feuchten Luft über die Oberfläche des Gußfilms erhöht die Porengröße; jedoch stören übermäßige Luftströmungen den Flüssigkeitsfilm und die ihn bildenden Schritte und verursachen Unregelmäßigkeiten im Produkt. Daher denken wir, daß die Luftströmung groß genug sein sollte, um die feuchte Luft kontinuierlich zu erneuern, aber nicht so groß, daß die Oberfläche gestört wird, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit, die geringfügig größer ist als die Gießgeschwindigkeit.The Movement of moist air over the surface of the cast film elevated the pore size; however excessive air currents disturb the liquid film and the steps forming it and cause irregularities in the product. Therefore, we think that the air flow is big enough but to continually renew the moist air not so great, that the surface disturbed is, preferably at a speed which is slightly greater as the casting speed.

Die homogenen Formulierungen sind dahingehend vorteilhafter, daß sie eine höhere Stabilität als die Phasenseparationsformulierungen vom Wrasidlo-Typ aufweisen, wobei letztere Formulierungen Membranen ergeben, welche eine größere Asymmetrie zu haben scheinen.The Homogeneous formulations are more advantageous in that they have a higher stability have the Wrasidlo type phase separation formulations, the latter formulations yielding membranes which have greater asymmetry seem to have.

Anwendungen für die erfindungsgemäßen offenporigen MembranenApplications for the open-pored invention membranes

Die erfindungsgemäßen offenporigen Polymermembranen können die Funktion vieler Arten analytischer Vorrichtungen verbessern, insbesondere solcher Vorrichtungen, die dazu bestimmt sind, verschiedene Analyten direkt in einem einzigen Applikationsschritt aus einer heterogenen flüssigen Probe heraus nachzuweiesen und zu messen. Die besondere Eignung von hoch asymmetrischen Membranen für die Diagnose ergibt sich aus:

  • (a) der abgestuften (asymmetrischen) Porenstruktur mit großen Porengrößen an der offenen Seite;
  • (b) geringfügig kleineren (aber noch immer sehr großen) inneren Poren;
  • (c) der isotropen Region unterhalb der Außenhaut; und
  • (d) großen offenen Poren an der "Außenhaut"-seite, groß zumindest im Vergleich mit anderen Membranen.
The open cell polymer membranes of the present invention can enhance the function of many types of analytical devices, particularly those devices intended to be different Detect and measure analytes directly from a heterogeneous liquid sample in a single application step. The particular suitability of highly asymmetric membranes for diagnosis results from:
  • (a) the stepped (asymmetric) pore structure with large pore sizes at the open side;
  • (b) slightly smaller (but still very large) internal pores;
  • (c) the isotropic region below the outer skin; and
  • (d) large open pores on the "skin" side, large at least compared to other membranes.

Diese Eigenschaften erzeugen hervorragende Dochtwirkungen, sowohl lateral als auch vertikal, mit Laufgeschwindigkeiten der Lösemittelfront durch diese Membranen mit der 3 bis 4fachen Rate als in vergleichbaren dichtporigen Membranen. Gleichzeitig stellen sie Filtrationseigenschaften zur Verfügung. So wandert beispielsweise bei der Analyse von Blutproben das Plasma aus einem Blutstropfen schnell durch die Membran zur Außenhaut, während die roten Zellen durch das Membrannetzwerk der Filterzellen zurückgehalten werden. Das Plasma kann auf der Außenhautseite gewonnen werden und in einer separaten Schicht unterhalb der Membran analysiert werden. Mit geeigenten, in der Membran eingeschlossenen, chemischen Reagenzien und Enzymen, kann das Plasma schnell auf unterschiedliche Bestandteile hin untersucht werden, beispielsweise durch Colorimetrie oder Coulometrie. Ebenso können durch Fixierung spezifischer Antikörper an der Membran unterschiedliche Analyte gebunden und gemessen werden. Nicht spezifische Bindungen an die Membran können durch vorherige Behandlung der Membran mit einer Lösung aus biologisch inertem Material, beispielsweise menschliches oder bovines Serum-Albumin, ausgeschlossen werden, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Genaue Analysen erfordern die Abwesenheit von nicht spezifisch an der Membran gebundenen, löslichen Bestandteilen der flüssigen Probe. Eine hydrophile Membran, welche mit oberflächenaktiven Substanzen überzogen ist, hat geringe nicht spezifische Bindungseigenschaften; jedoch kann eine hydrophobe Membran in Prüfeinrichtungen in der herkömmlichen Weise verwendet werden, um geringe nicht spezifische Bindungen zu erzeugen. Die Handhabungsweise und die lateralen/vertika len Dochteigenschaften sind die gleichen wie in hydrophoben Membranen. Die effiziente Durchführung von analytischen Verfahren hängt von der schnellen Filtration oder Transport der getrennten Flüssigkeitsproben ab.These Properties produce excellent wicking effects, both lateral as well as vertically, with running speeds of the solvent front through these membranes at 3 to 4 times the rate than in comparable dense-pored membranes. At the same time they provide filtration properties to disposal. For example, in the analysis of blood samples, the plasma migrates from a drop of blood quickly through the membrane to the outer skin, while the red cells are retained by the membrane network of the filter cells become. The plasma can be obtained on the outer skin side and analyzed in a separate layer below the membrane become. With suitable, enclosed in the membrane, chemical Reagents and enzymes, the plasma can rapidly change to different Be examined ingredients, for example by colorimetry or coulometry. Likewise different by fixing specific antibodies to the membrane Analytes bound and measured. Non-specific bindings to the membrane can by prior treatment of the membrane with a solution biologically inert material, for example human or bovine Serum albumin should be excluded as known to those skilled in the art is. Accurate analyzes require the absence of nonspecific bound to the membrane, soluble Ingredients of the liquid Sample. A hydrophilic membrane, which with surface-active Substances coated is low, has non-specific binding properties; however may be a hydrophobic membrane in testing equipment in the conventional Be used to produce low non-specific bonds. The handling and the lateral / verti cal wick properties are the same as in hydrophobic membranes. The efficient implementation of analytical process depends from the rapid filtration or transport of the separated liquid samples from.

Membranen, hergestellt aus Cellulosenitrat, Celluloseacetat und deren Mischungen und gelegentlich auch aus deren Polymermischungen, werden üblicherweise für poröse Membranschichten in solchen analytischen Vorrichtungen verwendet. Diese Membranmaterialien sind bezüglich mechanischer Festigkeit unbefriedigend und führen häufig zum Bruch bei der Verwendung, Lagerung und insbesondere bei automatisierten Herstellungsverfahren. Nylonmaterialien zeigen signifikante, nicht spezifische Bindungen aufgrund der zahlreichen aktiven Zentren an der Polyamidoberfläche des Materials.membranes, made of cellulose nitrate, cellulose acetate and mixtures thereof and occasionally also from their polymer blends, are commonly used for porous membrane layers used in such analytical devices. These membrane materials are re mechanical strength unsatisfactory and often lead to breakage during use, Storage and in particular in automated manufacturing processes. Nylon materials show significant, non-specific bonds due to the numerous active sites on the polyamide surface of the Material.

Der Ersatz der Cellulosenitrat-, Nylon- oder weniger offene Polymermembranen durch die erfindungsgemäßen offenporigen Polymermembranen in den beschriebenen Vorrichtungen, kann sowohl die Effizienz als auch die Genauigkeit des jeweiligen analytischen Verfahrens verbessern, für welches das Vorrichtungen eingesetzt wird. Herkömmliche Vorrichtungen können in einfacher Weise für den Einsatz erfindungsgemäßer Membranen angepaßt werden. Einige der vielen Applikationsmöglichkeiten sind:Of the Replacement of cellulose nitrate, nylon or less open polymer membranes by the open-pored invention Polymer membranes in the devices described, both the efficiency as well as the accuracy of the particular analytical Improve procedure for which the device is used. Conventional devices can be used in easy way for the use of membranes according to the invention customized become. Some of the many application options are:

Vertikale FiltervorrichtungeVertical filter devices

Eine Klasse von analytischen Vorrichtungen enthält eine poröse Membran, welche ein Filtrat entweder an die Unterseite der Membran oder zu einer darunter gelegenen Reaktionsstelle transportiert. Chromogene Reagenzien zum Nachweis der Analyten können in der Membran eingeschlossen sein und das gefärbte Produkt im Filtrat wird von der Unterseite her sichtbar gemacht. Siehe beispielsweise U.S. Patent 4,774,192 (Terminello), dessen Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingefügt wird, in dem chemische Testsysteme für Glucose, Harnstoff, Alpha-Amylase, Bilirubin, Triglyceride, Gesamtcholesterin und Creatinin beschrieben sind sowie Immunoassays in Form von Teststreifen, welche mit Enzymen markierte Immunokonjugate enthalten.A Class of analytical devices contains a porous membrane containing a filtrate either to the bottom of the membrane or to one below it Transport reaction site. Chromogenic reagents for detection the analyte can be entrapped in the membrane and the colored product is in the filtrate made visible from the bottom. See, for example U.S.. Patent 4,774,192 (Terminello), the disclosure of which is hereby by Reference inserted in which chemical test systems for glucose, urea, alpha-amylase, bilirubin, Triglycerides, total cholesterol and creatinine are described as well Immunoassays in the form of test strips labeled with enzymes Contain immunoconjugates.

Andere Beispiele für Vorrichtungen dieser Art sind beschrieben im U.S. Patent 4,789, 085 (Allen et al.) für eine Blutfiltrations- und Meßeinrichtung und im U.S. Patent 4,935,346 (Phillips et al.), welches eine poröse Membran umfaßt, welche mit einem analytenspezifischen Reagenz imprägniert ist, um gleichzeitig ein lösliches Filtrat aus einer Vollblutprobe, welche auf die obere Oberfläche der Membran aufgebracht wird und ein gefärbtes Reaktionsprodukt zu erzeugen, welches die Konzentration des Analyten anzeigt. Die Offenbarung dieser Patente ist durch Bezugnahme hiermit eingefügt.Other examples for Devices of this type are described in U.S. Pat. Patent 4,789, 085 (Allen et al.) For a blood filtration and measuring device and U.S. Pat. U.S. Patent 4,935,346 (Phillips et al.) Which discloses a porous membrane comprises which is impregnated with an analyte-specific reagent, at the same time a soluble one Filtrate from a whole blood sample, which on the upper surface of the Membrane is applied and to produce a colored reaction product, which indicates the concentration of the analyte. The revelation of this Patents are hereby incorporated by reference.

Den erfindungsgemäßen Membranen wohnen die erforderlichen Eigenschaften, wie physikalische Eigenschaften, chemische Inertizität und optische Eigenschaften inne, welche benötigt werden, um die Funktionen der chemischen Systeme zu ermöglichen.The membranes according to the invention possess the required properties, such as physical properties, chemical inertness and optical properties, which are needed to achieve the functionality chemical systems.

Laterale DochtvorrichtungenLateral wick devices

Laterale Dochtvorrichtungen arbeiten aufgrund der Kapillarwirkung oder Dochteigenschaften der Substrate, beispielsweise der Membran. Siehe beispielsweise U.S. Patent 4,168,146 (Grubb et al.), welches eine diagnostische Vorrichtung für immunologische Bestimmungen offenbart, wobei die Vorrichtung ein poröses Trägermaterial aufweist, an welches Antikörper kovalent gebunden sind; diese Offenbarung ist hiermit durch Bezugnahme eingefügt.lateral Wick devices operate due to capillary action or wicking properties the substrates, for example the membrane. See for example U.S. Patent 4,168,146 (Grubb et al.), Which is a diagnostic Device for disclosed immunological determinations, the device a porous carrier material to which antibody covalently bonded; this disclosure is hereby incorporated by reference inserted.

Die Effizienz solcher Vorrichtungen beruht auf der durch die Kapillarwirkung hervorgerufenen Geschwindigkeit, mit der sich die Lösung entlang der mit Antikörpern oder Reaktanten überzogenen Membran bewegt, wobei die geeignete Wanderungsgeschwindigkeit, die überlegene Handhabung und die verringerten Bereiche nicht spezifischer Bindungen der erfindungsgemäßen Membranen eine wesentlich genauere Messung ermöglichen, als Vorrichtungen nach dem Stand der Technik.The Efficiency of such devices is due to the capillary action caused speed, with which the solution along the with antibodies or reactants coated Membrane moves, with the appropriate migration speed, the superior Handling and the reduced areas of non-specific bonds the membranes of the invention allow a much more accurate measurement, as devices According to the state of the art.

MembranabsorptionsvorrichtungenMembrane absorption devices

Absorptionsvorrichtungen werden allgemein im U.S. Patent 4,125,372 (Kawai et al.) beschrieben und diese Offenbarung ist hiermit durch Bezugnahme eingefügt. Wegen ihrer hoch asymmetrischen Struktur haben die erfindungsgemäßen Membranen eine überlegene Porosität oder ein überlegenes Porenvolumen gegenüber vielen herkömmlichen Absorptivmaterialien nach dem Stand der Technik. Daher sind die erfindungsgemäßen Membranen zum Ersatz in solchen Vorrichtungen gut geeignet. Bei Verwendung der mit erfindungsgemäßen Membranen modifizierten Vorrichtungen und geeigneter Reagenzien, wie dies dem Fachmann bekannt ist, kann die Gegenwart einer Reihe von Substanzen mit größerer Empfindlichkeit nachgewiesen werden als dies nach dem Stand der Technik möglich ist.absorbing devices are generally described in U.S. Pat. U.S. Patent 4,125,372 (Kawai et al.) and this disclosure is hereby incorporated by reference. Because of their highly asymmetric structure have the membranes of the invention a superior one porosity or a superior one Opposite pore volume many conventional Absorptive materials according to the prior art. Therefore, the membranes according to the invention well suited for replacement in such devices. Using the membranes according to the invention modified devices and suitable reagents such as this The person skilled in the art is aware of the presence of a number of substances with greater sensitivity be detected as this is possible according to the prior art.

Weitere VorrichtungenOther devices

In ähnlicher Weise können Blutuntersuchungsvorrichtungen und eine Vielzahl anderer Biosensoren unter Verwendung erfindungsgemäßer Membranen in geeigneter Weise modifiziert werden, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Es ist zu erwarten, daß derart veränderte Vorrichtungen, die gleich oder besser funktionieren als Vorrichtungen, Sensoren und dergleichen nach dem Stand der Technik.In similar Way you can Blood screening devices and a variety of other biosensors Use of membranes according to the invention be suitably modified as known to those skilled in the art is. It is to be expected that such changed Devices that function equally or better than devices, Sensors and the like of the prior art.

Filtrationssystemefiltration systems

Die erfindungsgemäßen polymeren Membranen können auch in vorteilhafter Weise mikroporöse Filter ersetzen, welche in kontinuierlichen Laminar-Flow-Systemen zur Trennung von Plasma von Vollblut eingesetzt werden. Ein System dieser Art wird im U.S. Patent 4,212,742 (Solomon et al.) beschrieben, welches hiermit durch Bezugnahme eingefügt ist. Die erfindungsgemäßen Membranen besitzen die Eigenschaft, rote Blutzellen in ihren großen Poren zurückzuhalten und somit die Trennwirkung solcher Laminar-Flow-Systeme zu erhöhen.The inventive polymer Membranes can also advantageously replace microporous filters, which in continuous laminar flow systems for the separation of plasma used by whole blood. A system of this kind is disclosed in U.S. Pat. Patent 4,212,742 (Solomon et al.), Which is hereby by Reference inserted is. The membranes of the invention have the property of having red blood cells in their large pores withhold and thus to increase the release effect of such laminar flow systems.

In ähnlicher Weise können die erfindungsgemäßen Membranen in einer Vielzahl anderer Anwendungsgebiete verwendet werden. Eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform ist beispielsweise eine Membran, welche zur Filtration der Hefe aus Bier und Wein verwendet wird. Wegen der einzigartigen strukturellen Eigenschaften der Membranen, neigen die Hefezellen dazu, in den Poren gesammelt zu werden, wobei die Hefe ohne zu zerfallen in einer intakten Form zurückgehalten wird. Dies vermindert den bitteren Geschmack von Bier und Wein.In similar Way you can the membranes of the invention used in a variety of other applications. A Particularly preferred embodiment of the invention is, for example a membrane used to filter yeast from beer and wine becomes. Because of the unique structural properties of the membranes, The yeast cells tend to be collected in the pores, with the yeast is retained in an intact form without disintegrating becomes. This reduces the bitter taste of beer and wine.

In solchen Anwendungsgebieten können die erfindungsgemäßen Membranen gepackt und in herkömmlicher Weise angewendet werden. In diesem Sinne sind erfindungsgemäße Membranen in Anwendungen geeignet, welche z.Z. von klassischen asymmetrischen Membranen wie VARA-FINETM Filterkartuschen, VARA-FINETM Filterkapseln und FILTRITETM Produkten wahrgenommen werden, welche von der Firma MEMTEC AMERICA CORPORATION hergestellt und verkauft werden. Bei solchen Produkten werden die Kartuschen und/oder Kapseln hergestellt, in dem die ausgewählte Membran in ein Stützgehäuse eingegossen wird. Wenn erforderlich, wird die Membran üblicherweise gefaltet, um die verfügbare Oberfläche der Membran zu erhöhen. Das Gehäuse wird typischerweise aus einem inerten Material, beispielsweise einfachem Polymermaterial (i.e. Polypropylen) speziellen Polymermaterialien (i.e. PVDF) oder Metallen (i.e. rostfreier Stahl), in Abhängigkeit vom Anwendungsgebiet des Filters, beispielsweise von der Anzahl der vorgesehenen Verwendungszyklen, den Umgebungsbedingungen wie beispielsweise Lösemitteln, Temperaturen, Filtraten und dergleichen und Drucken, hergestellt. Das Eingießen wird üblicherweise durch Heißsiegeln oder geeignete Kleber erzielt.In such fields of application, the membranes of the invention can be packed and used in a conventional manner. In this sense, membranes of the invention are useful in applications currently perceived by classical asymmetric membranes such as VARA-FINE filter cartridges, VARA-FINE filter capsules, and FILTRITE products manufactured and sold by MEMTEC AMERICA CORPORATION. In such products, the cartridges and / or capsules are made by pouring the selected membrane into a support housing. If necessary, the membrane is usually folded to increase the available surface area of the membrane. The housing is typically made of an inert material, for example, simple polymeric material (ie polypropylene), special polymer materials (ie PVDF) or metals (ie stainless steel), depending on the field of application of the filter, for example the number of foreseen uses tion cycles, the environmental conditions such as solvents, temperatures, filtrates and the like and printing produced. Pouring is usually achieved by heat sealing or suitable adhesives.

Typische Anwendungsbereiche der oben beschriebenen Filtrationssysteme sind die chemische, photographische, Lebensmittel-, Getränke-, kosmetische, Magnetband- und Elektronikindustrie. In diesen Industriezweigen werden die Filtrationssysteme in einer Vielzahl von Verfahren und Zusammenhängen verwendet. Beispielsweise Lösemittelfiltration, Säurefiltration, Herstellung und Filtration von deionisiertem Wasser, Bier- und Weinklärung und viele andere Anwendungen. Im allgemeinen können die erfindungsgemäßen Membranen in nahezu allen Anwendungsgebieten benutzt werden, da sie sehr inert sind. Die Membranen haben eine gute Standzeit unter extrem sauren und extrem basischen Bedingungen, vertragen Reinigungs- und Oxidationsmittel gut und sind thermisch und chemisch stabil. Als Beweis für die extreme Nützlichkeit und Stabilität der Membranen ist es interessant zu bemerken, daß die Membranen mit großem Erfolg bei der Filtration von flußsäure- und schwefelsäurehaltigen Ätzlösungen aus Abwässern der Elektronikindustrie eingesetzt wurden. An einem anderen extremen Ende sind die erfindungsgemäßen Membranen in der Lage, in extrem organischen Systemen Hochfiltrations aufgaben zu erfüllen, wie beispielsweise in Abfall- und Versorgungsströmen in der Magnetbandindustrie.typical Areas of application of the filtration systems described above are chemical, photographic, food, beverage, cosmetic, Magnetic tape and electronics industry. In these industries The filtration systems are used in a variety of procedures and cohere used. For example, solvent filtration, Acid filtration, Production and filtration of deionized water, beer and wine clarification and many other applications. In general, the membranes of the invention be used in almost all fields of application, as they are very inert are. The membranes have a good service life under extremely acidic conditions and extremely basic conditions, tolerate cleaning and oxidizing agents good and are thermally and chemically stable. As proof of the extreme usefulness and stability Of the membranes, it is interesting to note that the membranes are very successful in the filtration of hydrofluoric acid and sulfuric acid-containing etching solutions wastewater the electronics industry were used. At another extreme End are the membranes of the invention able to perform high-filtration tasks in extremely organic systems to fulfill, such as in waste and supply streams in the magnetic tape industry.

Der Zweck, die Gegenstände und die Vorteile der Membranen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele, Tabellen und Abbildungen deutlich. Obwohl die folgenden Beispiele bestimmte bevorzugte Eigenschaften der Erfindung hervorheben, ist nicht beabsichtigt, die Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken.Of the Purpose, the objects and the advantages of the membranes of the present invention with reference to the following examples, tables and figures clear. Although the following examples have certain preferred properties of the invention, it is not intended that the invention in any way restrict.

Beispiel 1example 1

Herstellung von großporigen asymmetrischen Polysulfonmembranen unter Verwendung der Standardformulierung nach Wrasidlo BTS-45 (0 2 μm)Production of large pores asymmetric polysulfone membranes using the standard formulation according to Wrasidlo BTS-45 (0 2 μm)

Eine erfindungsgemäße Membran, welche Außenhautoberflächenporen mit großem Durchmesser hatte, wurde wie folgt hergestellt. Grundsätzlich wurde die Membran aus einer Standard-Wrasidlo-Polysulfon-Formulierung hergestellt, welche verwendet wird, um hoch asymmetrische Membranen herzustellen, welche einen Blasenpunkt von 45 psid haben. Die Gußtechnik zur Herstellung der erfindungsgemäßen Membranen war ähnlich. Jedoch wurde der Luftspalt erhöht und die relative Luftfeuchtigkeit des Gusses aufgezeichnet. Die Formulierung lautete wie folgt: Formulierung: Dimethylformamid (DMF, Lösemittel) 73,72 % Tert.-Amylalkohol 15,56 % Polysulfon (AMOCO P3500) 10,75 % Gußindex 0,173 A membrane of the invention having large diameter outer skin surface pores was prepared as follows. Basically, the membrane was made from a standard Wrasidlo polysulfone formulation which is used to make highly asymmetric membranes having a bubble point of 45 psid. The casting technique for making the membranes of the invention was similar. However, the air gap was increased and the relative humidity of the casting was recorded. The formulation was as follows: Formulation: Dimethylformamide (DMF, solvent) 73.72% Tert-amyl alcohol 15.56% Polysulfone (AMOCO P3500) 10.75% Gußindex 0.173

Die Formulierung wurde in einer automatischen Gießmaschine vergossen (konventionelle diagnostische Reinheit). Die Formulierung wurde mittels eines Streichmessers auf mit Polyethylen beschichtetes Papier unter folgenden Bedingungen gegossen: Gießbedingungen: Gußlösungstemperatur 105°F (41°C) Abkühlwassertemperatur 118°F (47,7°C) Luftspalt 6 Zoll Gießgeschwindigkeit 20 Ft./min Raumtemperatur 77°F (25°C) relative Luftfeuchtigkeit 59 The formulation was cast in an automatic casting machine (conventional diagnostic purity). The formulation was cast by means of a doctor blade on polyethylene-coated paper under the following conditions: Casting conditions: Gußlösungstemperatur 105 ° F (41 ° C) Abkühlwassertemperatur 118 ° F (47.7 ° C) air gap 6 inches casting speed 20 Ft./min room temperature 77 ° F (25 ° C) relative humidity 59

Nach der Trocknung der entstandenen Membran wurde die Membran entnommen. Die entnommene Membran hatte die folgenden Eigenschaften: Eigenschaften Blasenpunkt 8 psid Durchflußgeschwindigkeit für Wasser 19,9 cm/min/psid mittlere Fließporengröße 0,9 μm Dicke 121 μm Bruchfestigkeit 454 g/cm Elongation 27 After drying the resulting membrane, the membrane was removed. The removed membrane had the following properties: properties bubble point 8 psid Flow rate for water 19.9 cm / min / psid mean flow pore size 0.9 μm thickness 121 μm breaking strength 454 g / cm elongation 27

Wie der Index zeigt, war die Gußlösung stabil. Die entstandene Membran hatte eine gleichmäßige fehlerfreie Oberflächenerscheinung. Dicke, Bruchfestigkeit und Elongation waren typisch für die Standard-BTS-45-Membran.As the index shows, the casting solution was stable. The resulting membrane had a uniform, error-free surface appearance. Thickness, breaking strength and elongation were typical of the standard BTS-45 membrane.

Jedoch im Gegensatz zu dem typischen BTS-45-Produkt hatte die Membran einen signifikant niedrigeren Blasenpunkt mit wesentlich erhöhten Durchflußgeschwindigkeiten. Diese Membran wird nachfolgend als Probe A bezeichnet.however unlike the typical BTS-45 product, the membrane had one significantly lower bubble point with significantly increased flow rates. This membrane is referred to below as sample A.

Beispiel 2Example 2

Herstellung von erfindungsgemäßen Membranen mit unterscheidlichen BlasenpunktenProduction of membranes according to the invention with different bubble points

Zwei weitere Membranen wurden entsprechend Beispiel 1 hergestellt. Der Luftschlitz wurde geringfügig auf auf 5,5 Zoll und 5 Zoll verkleinert, und es wurden zwei Membranen mit unterschiedlichen Blasenpunkten erhalten. Die Membran, welche mit einem Luftschlitz von 5,5 Zoll hergestellt wurde, hatte einen Blasenpunkt von 11 psid (Probe B), während die Membran mit einem 5 Zoll Luftschlitz einen Blasenpunkt von 16 psid hatte (Probe C).Two other membranes were prepared according to Example 1. Of the Louver became minor scaled down to 5.5 inches and 5 inches, and there were two membranes obtained with different bubble points. The membrane, which was made with a louver of 5.5 inches, had one Bubble point of 11 psid (sample B), while the membrane with a 5 inches louver had a bubble point of 16 psid (Sample C).

Mit Ausnahme der Blasenpunkte hatten die Membranen der Probe B und C ähnliche Eigenschaften wie die Membran der Probe A, welche in Beispiel 1 hergestellt wurde.With Except for the bubble points, the membranes of Sample B and C were similar Properties such as the membrane of Sample A, which in Example 1 was produced.

Beispiel 3Example 3

Rasterelektronenmikroskopie der Membranen, hergestellt in den Beispielen 1 und 2scanning electron Microscopy the membranes prepared in Examples 1 and 2

Es wurden rasterelektronenmikroskopische Bilder der Membranen, welche in den Beispielen 1 und 2 hergestellt wurden, angefertigt. Im allgemeinen wurden Bilder von der Außenhautoberfläche, der Gußoberfläche und des Querschnitts der Membranen aufgenommen. Die Proben wurden geschnitten und mittels herkömmlicher Methoden mit Gold gesputtert. Die Aufnahmen wurden mit einem Rasterelektronenmikroskop der Firma JEOL Modell Nr. 5200 angefertigt, welches mit einer Polaroid Kamera ausgerüstet war. Die Ergebnisse der Aufnahmen werden in den 1 bis 3 gezeigt.Scanning electron micrographs of the membranes prepared in Examples 1 and 2 were prepared. In general, images were taken of the outer skin surface, the casting surface and the cross-section of the membranes. The samples were cut and sputtered with gold by conventional methods. The images were taken with a scanning electron microscope made by JEOL Model No. 5200, which was equipped with a Polaroid camera. The results of the recordings are in the 1 to 3 shown.

1a zeigt die Außenhautoberfläche der Membran der Probe A, welche einen Blasenpunkt von 8 psid hatte, bei 5000 X. 1b ist eine Aufnahme der Gußoberfläche bei 1500 X und 1c ist eine Querschnittsaufnahme der gleichen Membran bei 500 X. 1a Figure 5 shows the skin surface of the sample A membrane which had a bubble point of 8 psid at 5,000X. 1b is a recording of the casting surface at 1500 X and 1c is a cross-sectional image of the same membrane at 500X.

2a zeigt eine Außenhautoberfläche der Membran der Probe B, welche einen Blasenpunkt von 8 psid hatte bei 5000 X. 2b ist eine Aufnahme der Gußoberfläche bei 1500 X und 2c ist eine Querschnittsaufnahme der gleichen Membran bei 500 X. 2a Figure 4 shows an outer skin surface of the sample B membrane which had a bubble point of 8 psid at 5000 X. 2 B is a recording of the casting surface at 1500 X and 2c is a cross-sectional image of the same membrane at 500X.

3a zeigt eine Außenhautoberfläche der Membran der Probe B, welche einen Blasenpunkt von 8 psid hatte bei 5000 X. 3b ist eine Aufnahme der Gußoberfläche bei 1500 X und 3c ist eine Querschnittsaufnahme der gleichen Membran bei 500 X. 3a Figure 4 shows an outer skin surface of the sample B membrane which had a bubble point of 8 psid at 5000 X. 3b is a recording of the casting surface at 1500 X and 3c is a cross-sectional image of the same membrane at 500X.

Wie in den Querschnittsaufnahmen zu sehen ist, weisen die Membranen eine im allgemeinen isotrope Region unterhalb und innerhalb der Außenhautoberfläche auf. Die isotrope Region erstreckt sich zu mehr als einem Viertel. durch die Membrandicke und möglicherweise zu mehr als einem Drittel durch die Membrandicke. Unterhalb der isotropen Region haben die Membranen eine asymmetrische Region.As can be seen in the cross-sectional photographs, show the membranes a generally isotropic region below and within the Outer skin surface on. The isotropic region extends to more than a quarter. by the membrane thickness and possibly more than a third of the membrane thickness. Below the isotropic region, the membranes have an asymmetric region.

Das Ausmaß der Asymmetrie der Membranen ist am besten zu erkennen, wenn man die Oberflächenabbildungen betrachtet, worin die Porengrößen an den Oberflächen beobachtet werden können. Bei der Probe A, 1a und 1b sind die Porengrößen im Mittel etwa 3 μm an der Außenhautoberfläche und 20 μm an der Gußoberfläche groß. In der Probe B, in den 2a und 2b sind im Mittel die Porengrößen etwa 2,5 μm an der Außenhautoberfläche und 15 μm an der Gußoberfläche groß. Und bei Probe C, 3a und 3b betragen die Porengrößen an der Außenhautoberfläche ungefähr 2 μm und 12 μm an der Gußoberfläche. In allen Fällen ist das Ausmaß der Asymmetrie etwa 1:6. Erinnert man sich jedoch daran, daß das Ausmaß der Asymmetrie sich lediglich zu zwei Dritteln oder drei Vierteln innerhalb der Dicke der Membran erstreckt, so ist das Porenverhältnis nicht so groß wie es wäre, wenn sie sich durch die gesamte Stärke der Membran erstrecken würde.The extent of asymmetry of the membranes is best seen by considering the surface images in which the pore sizes on the surfaces can be observed. In the Sample A, 1a and 1b On average, the pore sizes are about 3 μm on the outer skin surface and 20 μm on the casting surface. In the sample B, in the 2a and 2 B On average, the pore sizes are about 2.5 μm on the outer skin surface and 15 μm on the casting surface. And at sample C, 3a and 3b The pore sizes on the outer skin surface are approximately 2 μm and 12 μm at the casting surface. In all cases, the degree of asymmetry is about 1: 6. However, remembering that the extent of asymmetry extends only two-thirds or three-quarters within the thickness of the membrane, the pore ratio is not as great as it would be if it extended through the entire thickness of the membrane.

Beispiel 4Example 4

Darstellung von Membranen des Zepf-Typs mit unterscheidlichen BlasenpunktenRepresentation of membranes of the Zepf type with different bubble points

Zusätzlich zu den obigen Formulierungen wurden zwei Membranen vom herkömmlichen Zepf-Typ hergestellt. Die Membranen wurden nach dem Zepf-Patent mit einem Luftspalt von weniger als einem Zoll hergestellt, Beispiel 2. Die gebildeten Membranen hatten Blasenpunkte von 25 und 65 psid und werden nachfolgend als Probe D und Probe E bezeichnet.In addition to The above formulations were two membranes from the conventional Zepf type produced. The membranes were after the Zepf patent manufactured with an air gap of less than one inch, example 2. The membranes formed had bubble points of 25 and 65 psid and are hereinafter referred to as sample D and sample E.

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen der Membranen zeigen die klassische Zepf-Membranstruktur. 5a bis 5c sind rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen, welche die Außenhautoberfläche, die Gußoberfläche und den Querschnitt der Membran nach Probe E zeigen, welche einen Blasenpunkt von 65 psid hat. In 5a, welches die Aufnahme der Außenhautoberfläche der Membran der Probe E ist, sind die Poren deutlich kleiner als 1 μm und im Mittel haben sie einen mittleren Durchmesser von 0,3 μm. In der Aufnahme des Querschnitts, 5c, ist die vollständige Asymmetrie der Membran zu sehen. Die Porengröße vergrößert sich schrittweise von der Außenhautoberfläche zur Gußoberfläche. Die Porosität der Gußoberfläche ist in 5b dargestellt. Die Poren an der Gußoberfläche haben im Durchschnitt einen mittleren Durchmesser von 20 μm.Scanning electron micrographs of the membranes show the classical Zepf membrane structure. 5a to 5c are scanning electron micrographs showing the skin surface, casting surface and cross section of the sample E membrane having a bubble point of 65 psid. In 5a , which is the absorption of the outer skin surface of the membrane of the sample E, the pores are significantly smaller than 1 micron and on average they have a mean diameter of 0.3 microns. In the picture of the cross section, 5c , the complete asymmetry of the membrane can be seen. The pore size gradually increases from the skin surface to the casting surface. The porosity of the casting surface is in 5b shown. The pores on the casting surface have an average diameter of 20 μm on average.

Beispiel 5Example 5

Porengrößen ermittelt aus rasterelektronenmikroskopischen UntersuchungenPore sizes determined from scanning electron microscopic investigations

Die Porengrößen der verschiedenen Membranen, die wie oben beschreiben hergestellt wurden, wurden untersucht, um die quantitative Bestimmung der Porengröße zu ermöglichen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der folgenden Tabelle dargestellt.The Pore sizes of various membranes prepared as described above, were examined to allow the quantitative determination of pore size. The results of these investigations are in the following table shown.

Tabelle I

Figure 00410001
Table I
Figure 00410001

Beispiel 6Example 6

Coulter-DatenCoulter data

Die Strukturen der verschiedenen Membranen der Beispiele wurden mittels eines Coulter-Porometers Modell Nr. 0204 untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt.The Structures of the various membranes of the examples were analyzed by means of of a Coulter Porometer Model No. 0204. The results are shown in the following table.

Tabelle II

Figure 00420001
Table II
Figure 00420001

  • * bezogen auf Mittelwerte aus 3 Proben* based on mean values from 3 samples

Eine bemerkenswerte strukturelle Eigenschaft oder Phänomen der erfindungsgemäßen Membranen ist es, daß die Coulter-Daten sich erheblich von den tatsächlichen physikalischen Strukturen der Membran unterscheiden, wie sie durch empirische Untersuchungen mittels REM erhalten wurden. Beispielsweise werden in der folgenden Tabelle die minimalen, maximalen und mittleren Porengrößen, bestimmt nach Coulter, mit denen verglichen, welche durch Messungen dieser Membranen mittels REM erhalten wurden.A remarkable structural property or phenomenon of the membranes of the invention it that the Coulter data significantly different from the actual one physical structures of the membrane differ as they pass through empirical investigations were obtained by means of SEM. For example in the following table, the minimum, maximum and average Pore sizes, determined according to Coulter, compared with those made by measurements of these Membranes were obtained by means of SEM.

Tabelle III

Figure 00430001
Table III
Figure 00430001

Wie der Coulter-Analyse entnommen werden kann, scheinen die Membranen ähnliche Porengrößen zu haben. Empirisch haben die Membranen jedoch äußerst unterschiedliche Oberflächenstrukturen. Ferner werden die maximalen und minimalen Porengrößen, welche in der Coulter-Analyse beobachtet werden, nicht annähernd von den Querschnittuntersuchungen mittels REM wiedergegeben. Ferner ist zu erwarten, daß die Blasenpunkte im Hinblick auf die offene Porenstruktur kleiner sein sollten als die beobachteten oder tatsächlichen Blasenpunkte.As According to the Coulter analysis, the membranes seem similar To have pore sizes. Empirically, however, the membranes have extremely different surface structures. Further, the maximum and minimum pore sizes are observed in the Coulter analysis, not nearly by the cross-sectional studies reproduced by means of SEM. Further is to be expected that the bubble points in view of the open pore structure should be smaller than the observed or actual Bubble points.

Beispiel 8Example 8

Herstellung von Polysulfonmembranen aus homogenen LösungenProduction of polysulfone membranes from homogeneous solutions

Das Gießen einer homogenen Lösung aus 9% Polysulfon (AMOCO P-3500), 10% 2-Methoxyethanol und 72% Dimethylformamid im Labor ergab eine Membran mit einem Blasenpunkt von 72 psid, wenn der Guß vor dem Abschrecken in Wasser (45°C) innerhalb von 0,25 sec. feuchter Luft (Temperatur 22°C, relative Feuchtigkeit 44 %) ausgesetzt wurde. Die gleiche Formulierung ergab eine Membran mit einem Blasenpunkt von 12 psid, wenn diese 4 Sekunden lang feuchter Luft bei 22 °C und 60 % relativer Feuchte ausgesetzt war. Der Guß wurde mittels einer konventionellen Gußeinrichtung für diagnostische Zwecke durchgeführt, wobei ein Plastikzelt um die Einheit gelegt wurde, um die Feuchtigkeit zu erhöhen.The to water a homogeneous solution from 9% polysulfone (AMOCO P-3500), 10% 2-methoxyethanol and 72% dimethylformamide in the lab revealed a membrane with a bubble point of 72 psid, though the casting before quenching in water (45 ° C) within 0.25 sec of humid air (temperature 22 ° C, relative humidity 44%) was suspended. The same formulation gave a membrane with a bubble point of 12 psid when wet for 4 seconds Air at 22 ° C and 60% relative humidity. The casting was by means of a conventional casting device for diagnostic Purpose, a plastic tent was placed around the unit to keep out the moisture to increase.

Beispiel 9Example 9

Rasterelektronenmikroskopie der erfindungsgemäßen Membran nach Beispiel 7scanning electron Microscopy the membrane of the invention according to example 7

Es wurden rastermikroskopische Aufnahmen von der erfindungsgemäßen Membran, welche nach Beispiel 7 hergestellt wurde, angefertigt. Wie erwähnt, hatte die Membran einen Blasenpunkt von 12 psid. Die rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen wurden analog Beispiel 3 durchgeführt. Die Ergebnisse der REM sind in 4 dargestellt. Wie erwartet, hatte die Membran eine offene Porenstruktur an der Außenhautoberfläche ( 4a). Auch ist die Porenstruktur der Gußoberfläche sehr offen, wodurch eine substanzielle Asymmetrie angezeigt wird (4b). Im Querschnitt ist die Membran den Membranen aus dispersen Formulierungen wegen der Anwesenheit der isotropischen Region und der asymmetrischen Region sehr ähnlich (4c).Scanning micrographs of the membrane according to the invention, which was prepared according to Example 7, were prepared. As mentioned, the membrane had a bubble point of 12 psid. The scanning electron micrographs were carried out analogously to Example 3. The results of the REM are in 4 shown. As expected, the membrane had an open pore structure on the outer skin surface ( 4a ). Also, the pore structure of the casting surface is very open, indicating a substantial asymmetry ( 4b ). In cross-section, the membrane is very similar to membranes of disperse formulations because of the presence of the isotropic region and the asymmetric region ( 4c ).

Beispiel 10Example 10

Darstellung von weiteren erfindungsgemäßen Membranen aus homogenen FormulierungenPresentation of more membranes according to the invention from homogeneous formulations

Mehrere unterschiedliche homogene Polymerlösungen wurden hergestellt und wie in Beispiel 2 beschrieben in Plattenmembran gegossen. Das in Kontakt bringen mit feuchter Luft wurde, wie in Anhang 1 beschrieben, variiert.Several different homogeneous polymer solutions were prepared and as described in Example 2 poured into plate membrane. This in Exposure to moist air as described in Annex 1, varied.

Beispiel 11Example 11

Biologische Verwendung der erfindungsgemäßen Membranbiological Use of the membrane according to the invention

I. Laterale Dochtwirkung von offenporigen Membranen hergestellt aus einer Formulierung mit Phaseninversion:I. Lateral Wicking from open-pore membranes made from a formulation with Phase inversion:

Eine Menge von 60 μl Schafvollblut wurde auf die offene, stumpfe Seite von Streifen mit 1 × 4 cm aus asymmetrischen Membranen mit BTS-Werten von etwa BTS-25 bis BTS-65 sowie aus offenporigen BTS-4 Membranen, hergestellt wie in Beispiel 9 beschrieben, aufgebracht und es wurde die Zeit gemessen, die das Plasma benötigte, um eine vorgegebene Strecke vom Auftragungspunkt weg zurückzulegen. Es wurden sowohl querlaufende (A) als auch ablaufende (D) Proben untersucht. Die Ergebnisse sind in 6 dargestellt.An amount of 60 μl whole sheep blood was blotted on the open, blunt side of 1 × 4 cm strips of asymmetric membranes with BTS values from about BTS-25 to BTS-65 and open-cell BTS-4 membranes prepared as in example 9 , and measured the time taken for the plasma to travel a predetermined distance from the point of application. Both transverse (A) and outgoing (D) samples were examined. The results are in 6 shown.

A. Laterale Dochtwirkung:A. Lateral Wicking:

Eine Menge von 60 μl Schafvollblut wurde auf einen 1 × 4 cm Streifen einer BTS-8 Membran aufgetragen, welche nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt wurde. Die Plasmafront legte eine Entfernung von 25 mm in 40 Sekunden zurück. Zum Vergleich beträgt die laterale Dochtwirkung bei festporigen Membranen für 25 mm 180 Sekunden.A Amount of 60 μl Sheep's whole blood was spotted on a 1 × 4 cm strip of BTS-8 Membrane prepared by the method of Example 1 has been. The plasma front placed a distance of 25 mm in 40 seconds back. For comparison is the lateral wicking effect on porous membranes for 25 mm 180 seconds.

B. Vertikale Trennung:B. Vertical separation:

Eine Menge von 25 μl Schafvollblut wurde auf die stumpfe Seite einer Membran wie in (a) beschrieben aufgetragen, wobei die Membran eine Oberfläche von 1 cm2 hatte. Die Masse des Plasmas, welche von der dichten Seite aufgenommen und vom Filtrierpapier absorbiert wurde, betrug etwa 10 mg.An amount of 25 μl of whole sheep blood was applied to the blunt side of a membrane as described in (a), the membrane having a surface area of 1 cm 2 . The mass of the plasma taken up from the dense side and absorbed by the filter paper was about 10 mg.

C. Protein-Bindung:C. Protein Binding:

Es wurden Proteinbestimmungen für die nachfolgend aufgeführten Enzyme entsprechend der Pierce-BCA-Protein-Untersuchungsmethode bei einer Messung der optischen Dichte bei λ = 562 nm durchgeführt. Die Empfindlichkeit der Untersuchung betrug 1 μg/ml und Protein konnte an der Membran bei <0,3 mg/cm2 gemessen werden.

  • 1. Säurephosphatase bei Konzentrationen von 100 – 500 μg/ml zeigte beim Filtrieren durch eine 47 mm Scheibe aus Filtermaterial, welche gemäß den Beispielen 1 bis 4 hergestellt wurde, bei 0 bis 10 psi und über einen pH-Wert Bereich von 4,5 bis 9,5 weniger oder gleich 10% Absorption an der Membran
  • 2. Malatdehydrogenase bei Konzentrationen von 100 – 500 μg/ml zeigte beim Filtrieren durch eine 47 mm Scheibe aus Filtermaterial, welche gemäß den Beispielen 1 bis 4 hergestellt wurde, bei 0 bis 10 psi und über einen pH-Wert Bereich von 4,5 bis 9,5 weniger oder gleich 10 Absorption an der Membran.
  • 3. Lactatdehydrogenase bei Konzentrationen von 100 – 500 μg/ml zeigte beim Filtrieren durch eine 47 mm Scheibe aus Filtermaterial, welche gemäß den Beispielen 1 bis 4 hergestellt wurde, bei 0 bis 10 psi und über einen pH-Wert Bereich von 4,5 bis 9,5 weniger oder gleich 10 Absorption an der Membran.
Protein determinations were made for the following enzymes according to the Pierce BCA protein assay method with an optical density measurement at λ = 562 nm. The sensitivity of the study was 1 μg / ml and protein could be measured on the membrane at <0.3 mg / cm 2 .
  • 1. Acid phosphatase at concentrations of 100-500 μg / ml when filtered through a 47 mm disc of filter material prepared according to Examples 1-4, at 0 to 10 psi and over a pH range of 4.5 to 9.5 less than or equal to 10% absorption at the membrane
  • 2. Malate dehydrogenase at concentrations of 100-500 μg / ml when filtered through a 47 mm disc of filter material prepared according to Examples 1-4, at 0 to 10 psi and over a pH range of 4.5 to 9.5 less than or equal to 10 absorption on the membrane.
  • 3. Lactate dehydrogenase at concentrations of 100-500 μg / ml when filtered through a 47 mm disc of filter material prepared according to Examples 1-4, at 0 to 10 psi and over a pH range of 4.5 to 9.5 less than or equal to 10 absorption on the membrane.

Äquivalenteequivalent

Obwohl die Erfindung unter Verwendung von bestimmten bevorzugten Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf bestimmte spezifische Beispiele und Abbildungen beschrieben wurde, ist die Erfindung dadurch nicht beschränkt. Wie detailliert die voranstehende Beschreibung sein mag, wird der Umfang der Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente beschränkt.Even though the invention using certain preferred embodiments and with reference to certain specific examples and illustrations has been described, the invention is not limited thereby. As in detail the above description may be the scope the invention only by the appended claims and their equivalents limited.

Figure 00480001
Figure 00480001

Figure 00490001
Figure 00490001

Claims (16)

Polymermembran mit einer ersten porösen Oberfläche, einer zweiten porösen Oberfläche und einem Tragkörper mit einer Dicke zwischen ihnen, wobei der Tragkörper als Netzwerk poröser Strömungskanäle zwischen der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche definiert ist und die Strömungskanäle von der ersten Oberfläche zu einem Punkt, der von der ersten Oberfläche um 15-50% der Dicke des Tragkörpers entfernt ist, einen im Wesentlichen konstanten mitlleren Durchmesser haben und von dem Punkt zur zweiten Oberfläche einen allmählich zunehmenden mittleren Durchmesser haben.Polymer membrane with a first porous surface, a second porous surface and a support body with a thickness between them, the support body being a network of porous flow channels between the first surface and the second surface is defined and the flow channels of the first surface to a point from the first surface by 15-50% of the thickness of the supporting body is removed, a substantially constant mit miter diameter have and from the point to the second surface gradually increasing have medium diameter. Polymermembran nach Anspruch 1, wobei der Tragkörper von der ersten Oberfläche bis zu einem Punkt, welcher bei etwa 1/4 der Dicke des Tragkörpers liegt, eine isotrope Struktur und von diesem Punkt bis zur zweiten Oberfläche eine asymmetrische Struktur aufweist.The polymer membrane of claim 1, wherein the support body of the first surface to a point which is about 1/4 of the thickness of the support body, an isotropic structure and from this point to the second surface one having asymmetric structure. Polymermembran nach Anspruch 1, wobei die Durchflußkanäle einen im wesentlichen konstanten mittleren Durchmesser von der ersten Oberfläche bis zu einem Punkt, welcher bei etwa 1/4 der Dicke des Tragkörpers liegt und von diesem Punkt bis zur zweiten Oberfläche einem zunehmenden mittleren Durchmesser aufweisen.A polymer membrane according to claim 1, wherein the flow channels have a essentially constant mean diameter of the first surface to a point which is about 1/4 of the thickness of the support body and from this point to the second surface an increasing middle one Have diameter. Polymermembran nach Anspruch 1, welche zur Trennung einer flüssigen Fraktion von einer Suspension geeignet ist, umfassend: eine integrale poröse Außenhaut, welche auf einer Seite der Membran liegt, worin im wesentlichen alle Poren der Außenhaut Durchmesser aufweisen, welche größer als etwa 1,2 μm sind; und eine Stützregion der Membran, welche unter der Haut liegt und eine asymmetrische Struktur besitzt.Polymer membrane according to claim 1, which is for separation a liquid Fraction of a suspension is suitable, comprising: a integral porous Skin, which lies on one side of the membrane, wherein substantially all pores of the outer skin Have diameters larger than about 1.2 microns are; and a support region the membrane under the skin and an asymmetric one Owns structure. Polymermembran nach Anspruch 1 bis 4, worin das Polymer ein Polysulfon ist.A polymer membrane according to claims 1 to 4, wherein the polymer a polysulfone is. Polymermembran nach Anspruch 1 bis 5, welche einen Blasenpunkt von etwa 0,5 psid (3447 kg/ms2) bis etwa 25 psid (172369 kg/ms2) besitzt.The polymeric membrane of claims 1-5, which has a bubble point of from about 0.5 psid (3447 kg / ms 2 ) to about 25 psid (172369 kg / ms 2 ). Polymermembran nach Anspruch 1 bis 6, wobei der Blasenpunkt ungefähr 5 psid (34474 kg/ms2) bis etwa 15 psid (103421 kg/ms2) beträgt.The polymeric membrane of claims 1-6, wherein the bubble point is about 5 psid (34474 kg / ms 2 ) to about 15 psid (103421 kg / ms 2 ). Polymermembran nach Anspruch 1 bis 7, welche eine mittlere Durchflußgeschwindigkeit für Wasser von etwa 4,5 bis 25 cm/min psid (pro 6895 kg/ms2) besitzt.The polymer membrane of claims 1-7 which has a mean flow rate for water of about 4.5 to 25 cm / min psid (per 6895 kg / ms 2 ). Polymermembran nach Anspruch 1 bis 8, welche einen Blasenpunkt nicht größer als 25 psid (172369 kg/ms2) besitzt.The polymer membrane of claims 1 to 8 which has a bubble point no greater than 25 psid (172369 kg / ms 2 ). Polymermembran nach Anspruch 1 bis 9, worin der Tragkörper eine Asymmetrie durch wenigstens 50 % des Tragkörpers aber nicht mehr als 80 % des Tragkörpers hindurch aufweist.A polymer membrane according to claims 1 to 9, wherein the supporting body an asymmetry by at least 50% of the supporting body but not more than 80 % of the supporting body through. Polymermembran nach Anspruch 1 bis 10, worin der Tragkörper eine Asymmetrie von 2:1 bis 200:1 durch wenigstens 50 % des Tragkörpers aber nicht mehr als 80 % des Tragkörpers hindurch aufweist.A polymer membrane according to claims 1 to 10, wherein the supporting body an asymmetry of 2: 1 to 200: 1 by at least 50% of the support body but not more than 80% of the supporting body through. Verfahren zur Herstellung einer Polymermembran nach Anspruch 1 bis 11, umfassend: das Herstellen einer metastabilen Gießdispersion, welche eine polymerreiche Phase und eine polymerarme Phase umfaßt, bei der ausgewählten Gießtemperatur; das Gießen der Dispersion bei der Gießtemperatur in eine dünne Schicht; das Kontaktieren der Gießschicht mit einer porenbildenden Atmosphäre für einen Zeitraum, welcher ausreichend ist, um Oberflächenporen zu bilden, welche größer als 1,2 μm sind; das Abschrecken der Gießschicht mit einer nichtlösemittel-haltigen Kühlflüssigkeit, in welcher das Lösemittel mischbar ist und in welcher das Polymer im wesentlichen unlöslich ist, um das Polymer als eine integrale Membran auszufällen; und das Wiedergewinnen der Membran aus der Kühlflüssigkeit.Process for the preparation of a polymer membrane according to Claims 1 to 11, comprising: producing a metastable casting dispersion, which comprises a polymer-rich phase and a polymer-poor phase the selected one casting temperature; the to water the dispersion at the casting temperature in a thin one Layer; contacting the casting layer with a pore-forming one the atmosphere for one Period which is sufficient to form surface pores, which greater than 1.2 μm; the Quenching the casting layer with a non-solvent-containing Coolant, in which the solvent is miscible and in which the polymer is substantially insoluble, to precipitate the polymer as an integral membrane; and the recovering the membrane from the coolant. Verfahren zur Herstellung einer Polymermembran nach Anspruch 1 bis 11, umfassend: das Herstellen einer homogenen Gießlösung, welche ein Polymer, ein Lösemittel für das Polymer und ein Nichtlösemittel für das Polymer umfaßt, bei der Gießtemperatur; das Gießen der Dispersion bei der Gießtemperatur in eine dünne Schicht; das Kontaktieren der Gießschicht mit einer porenbildenden Atmosphäre für einen Zeitraum, welcher ausreichend ist, um Oberflächenporen zu bilden, welche größer als 1,2 μm sind; und das Abschrecken der Gießschicht mit einer nichtlösemittel-haltigen Kühlflüssigkeit, in welcher das Lösemittel mischbar ist und in welcher das Polymer im wesentlichen unlöslich ist, um das Polymer als eine integrale Membran auszufällen; das Wiedergewinnen der Membran aus der Kühlflüssigkeit, wobei die Membran im wesentlichen Asymmetrie durch wenigstens 50 % des Tragkörpers hindurch hat.A process for producing a polymer membrane according to claims 1 to 11, comprising: preparing a homogeneous casting solution comprising a polymer, a solvent for the polymer and a non-solvent for the polymer at the casting temperature; casting the dispersion at the pouring temperature into a thin layer; contacting the cast layer with a pore-forming atmosphere for a period of time which is exhausted is to form surface pores which are larger than 1.2 microns; and quenching the casting layer with a non-solvent-containing cooling liquid in which the solvent is miscible and in which the polymer is substantially insoluble to precipitate the polymer as an integral membrane; recovering the membrane from the cooling liquid, the membrane having substantially asymmetry through at least 50% of the support body. Verwendung einer Polymermembran nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für eine Filtereinheit.Use of a polymer membrane according to any one of claims 1 to 11 for a filter unit. Verwendung einer Polymermembran nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für eine verbesserte diagnostische Vorrichtung umfassend eine Filtriereinrichtung, welche ein einen Analyten enthaltendes, im wesentlichen partikelfreies Filtrat, an einen den Analyten nachweisenden Bereich der Vorrichtung liefert, wobei die Polymermembran Oberflächenporen von einem mittleren Durchmesser von größer als 1,2 μm besitzt und eine Durchflußgeschwindigkeit von mehr als etwa 4,5 cm/min psi (cm/min pro 6895 kg/ms2) besitzt.Use of a polymer membrane according to any one of claims 1 to 11 for an improved diagnostic device comprising a filtration device which provides an analyte-containing substantially particle-free filtrate to an analyte-detecting portion of the device, the polymer membrane having surface pores of a mean diameter greater than than 1.2 microns and has a flow rate greater than about 4.5 cm / min psi (cm / min per 6895 kg / ms 2 ). Verwendung einer Polymermembran nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für eine verbesserte diagnostische Vorrichtung, umfassend eine laterale Dochtvorrichtung, welche eine einen Analyten enthaltende, im wesentlichen partikelfreie Probe, von einem Proben aufgabebereich an einen den Analyten nachweisenden Bereich der Vorrichtung überführt, wobei die Polymermembran Oberflächenporen mit einem mittleren Durchmesser von etwa 1,2 μm besitzt und eine lateralen Transferrate von mehr als 2 cm/min besitzt.Use of a polymer membrane according to any one of claims 1 to 11 for an improved diagnostic device comprising a lateral Wick device containing an analyte substantially particle-free sample, from a sample application area to a Analyte-detecting region of the device transferred, wherein the polymer membrane surface pores has a mean diameter of about 1.2 microns and a lateral Transfer rate of more than 2 cm / min has.
DE19543055A 1995-03-03 1995-11-06 Large pore synthetic polymer membranes Expired - Lifetime DE19543055B4 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB1995/000175 WO1995023640A1 (en) 1994-03-04 1995-03-03 Large pore synthetic polymer membranes
WOPCT/IB95/00175 1995-03-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19543055A1 DE19543055A1 (en) 1996-09-05
DE19543055B4 true DE19543055B4 (en) 2006-05-11

Family

ID=11004321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19543055A Expired - Lifetime DE19543055B4 (en) 1995-03-03 1995-11-06 Large pore synthetic polymer membranes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19543055B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9005496B2 (en) 2012-02-01 2015-04-14 Pall Corporation Asymmetric membranes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0036315A2 (en) * 1980-03-14 1981-09-23 Memtec America Corporation Anisotropic membranes
EP0037730A2 (en) * 1980-04-08 1981-10-14 Brunswick Corporation Asymmetric ultrafiltration membrane and production thereof
EP0247596A2 (en) * 1986-05-30 1987-12-02 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Porous membrane
US4902422A (en) * 1988-12-06 1990-02-20 Board Regents The University Of Texas System Defect-free ultrahigh flux asymmetric membranes
US4933081A (en) * 1985-07-27 1990-06-12 Fuji Photo Film Co., Ltd. Asymmetric micro-porous membrane containing a layer of minimum size pores below the surface thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0036315A2 (en) * 1980-03-14 1981-09-23 Memtec America Corporation Anisotropic membranes
EP0037730A2 (en) * 1980-04-08 1981-10-14 Brunswick Corporation Asymmetric ultrafiltration membrane and production thereof
US4933081A (en) * 1985-07-27 1990-06-12 Fuji Photo Film Co., Ltd. Asymmetric micro-porous membrane containing a layer of minimum size pores below the surface thereof
EP0247596A2 (en) * 1986-05-30 1987-12-02 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Porous membrane
US4902422A (en) * 1988-12-06 1990-02-20 Board Regents The University Of Texas System Defect-free ultrahigh flux asymmetric membranes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9005496B2 (en) 2012-02-01 2015-04-14 Pall Corporation Asymmetric membranes
US9415347B2 (en) 2012-02-01 2016-08-16 Pall Corporation Asymmetric membranes

Also Published As

Publication number Publication date
DE19543055A1 (en) 1996-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69534208T2 (en) Large-porous membranes made of synthetic polymers
DE69735554T2 (en) HIGH GRADE ASSYMETRIC, HYDROPHILIC MICROFILTRATION MEMBRANES WITH LARGE PORE DIAMETERS
US5906742A (en) Microfiltration membranes having high pore density and mixed isotropic and anisotropic structure
JP5081081B2 (en) Diagnostic equipment
EP1893324B1 (en) Microfiltration membrane with improved filtration properties
DE4315718B4 (en) Wet-dry-reversible ultrafiltration membranes that can be tested for integrity and methods of testing them
EP2696963B1 (en) Macroporous filtration membrane
DE19543055B4 (en) Large pore synthetic polymer membranes
DE60011573T2 (en) Highly asymmetric anionic membranes

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: PALL CORP., NEW YORK, US

R071 Expiry of right