專利名稱：：制造膜的方法及用于乳化的膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及膜乳化領(lǐng)域。更特別地，本發(fā)明涉及制備用于膜乳化的膜的方法，通過所述方法獲得的膜，以及通過利用所述膜獲得的乳液。
背景技術(shù)：
：乳液是食品、化妝品和制藥工業(yè)中的重要商品。乳液由兩個或更多個不混溶相例如油和水或水和空氣組成，其中分散相以小液滴的形式懸浮在連續(xù)相中?；谌橐旱漠a(chǎn)品的許多最顯著的性能如保存期限、外觀、結(jié)構(gòu)、氣味、包封程度和釋放速率由它們所含的液滴的尺寸決定。液滴的尺寸和尺寸分布是乳液穩(wěn)定性的關(guān)鍵，因?yàn)槠錄Q定聚結(jié)速率及所述乳液對于預(yù)期用途的適用性。常規(guī)的乳化方法(如高壓均化器、混合器、膠體磨和超聲乳化器)利用機(jī)械能通過強(qiáng)力來分散不混溶流體。經(jīng)常將液滴的粗混合物轉(zhuǎn)化為許多小得多的液滴。常規(guī)商業(yè)乳化設(shè)備中消耗的功率是產(chǎn)生另外的液滴界面所需的功率的兩到三個數(shù)量級。這意味著通常99%以上的能量轉(zhuǎn)化為熱而不是做功，從而導(dǎo)致液體溫度上升。除非采用很高的能量密度，否則所得液滴尺寸分布是多分散的。產(chǎn)生較窄液滴尺寸分布的微射流儀在極高壓(3000巴)下工作。在過去的十年中特別關(guān)注的用于制備乳液的替代乳化技術(shù)是膜乳化(ME)，該技術(shù)由Nakashima等人在1991年提出。該工藝使用陶瓷微孔膜，其中連續(xù)相切向流過膜表面，而分散相被壓過所述膜。分散相的液滴在膜孔端處形成，并且被流動的連續(xù)相連續(xù)沖走。ME工藝的關(guān)鍵特征(該特征使ME工藝與常規(guī)乳化技術(shù)不同)在于所得液滴的尺寸分布主要取決于膜的選擇，而不是湍流的形成、剪切或延長的液滴破碎(Peng和Williams,1998)。在制備水包油(OAV)乳液中使用親水膜，而在制備油包水(W/0)乳液中使用疏水膜。分散相不應(yīng)該潤濕膜表面。ME的優(yōu)點(diǎn)是可產(chǎn)生具有窄尺寸分布的限定尺寸的液滴、剪切應(yīng)力小、工藝條件溫和以及具有顯著降低能量消耗的潛力。例如已經(jīng)表明膜法被證明更適用于包封低分子量藥物，因?yàn)樗幬镝尫潘俾瘦^慢并且包封更有效。OkochiH和NakanoM(1997)"Comparativestudyoftwopreparationmethodsofw/o/wemulsions:stirringandmembraneemulsification"，ChemicalandPharmaceuticalBulletin45(8):1323-1326，表明通過攪拌方法制備的顆粒較不均勻，而通過膜乳化制備的顆粒具有尖銳的接近于單分散的尺寸分布，其中平均尺寸由膜的孔徑確定。該試驗(yàn)用水包油包水(w/o/w)乳液包封阿糖胞苷、阿霉素和萬古霉素來進(jìn)行。另夕卜,SotoyamaK等人(1999)"Waterinoilemulsionspreparedbythemembraneemulsificationmethodandtheirstability"JournalofFoodScience64(2):211-215，制備了具有高水含量的w/o乳液。與釆用攪拌方法制得的乳液相比，通過膜乳化制備的乳液的液滴尺寸和粘度的差異都小并且所述乳液更穩(wěn)定。還應(yīng)注意，液滴尺寸與這些通過膜乳化制備的乳液的穩(wěn)定性無關(guān)。關(guān)于液滴如何從膜孔剝離，文獻(xiàn)中認(rèn)為存在兩種基本機(jī)理，剪切引起液滴剝離和界面張力引起液滴剝離。在常規(guī)機(jī)械乳化方法中，通過連續(xù)相中的流體應(yīng)力克服起到保持液滴在一起且為圓形的作用的界面張力(毛細(xì)管壓力)，使分散相液滴分裂為較小的液滴。類似地，考慮到液滴剝離時作用于所述液滴的力，已經(jīng)以相似的方式描述了剪切引起液滴剝離或錯流ME液滴形成。當(dāng)由流動的連續(xù)相產(chǎn)生的機(jī)械剪切力克服界面張力時，液滴開始變形并剝離。差別在于在ME中液滴由孔形成并且逐個脫落，而不是使存在的液滴分裂為較小的液滴。對于ME來說，一種可替代且優(yōu)選的液滴產(chǎn)生機(jī)理是界面張力引起液滴形成，其在文獻(xiàn)中也稱為自發(fā)液滴形成、界面張力輔助液滴形成、界面張力驅(qū)動液滴形成、拉普拉斯(Laplace)不穩(wěn)定性引起液滴形成或頂部斷裂(Roofsnap-off)液滴形成(E.vanderZwan等人，ColloidsandSurfacesA:PhysicochemEng.Aspects277(2006)223-229)。此處術(shù)語"自發(fā)"將用于描述以下提出的這種液滴形成?？紤]到體系的吉布斯自由能，Sugiura等人在2001年提出了用于描述自發(fā)液滴形成的機(jī)理。微通道的矩形幾何形狀使液滴變形，導(dǎo)致液滴具有圓盤形，由于圓盤形的界面面積比等體積的球形大得多，所以從吉布斯自由能的觀點(diǎn)來看圓盤形液滴是不穩(wěn)定的。此外，發(fā)現(xiàn)微通道的幾何形狀在液滴形成中起到關(guān)鍵作用，因?yàn)榍蛐蔚哪芰孔畹鸵旱伪囟ㄗ冃巍＿@種液滴變形不只在微通道乳化中發(fā)生，在SPG(Shirasu多孔玻璃)ME和硅板中的直通孔陣列中也發(fā)現(xiàn)了。決定因素是孔結(jié)構(gòu)對分散相液滴變形的影響和連續(xù)相進(jìn)入孔協(xié)助夾斷液滴的能力。自發(fā)液滴形成是優(yōu)選的，因?yàn)橐旱纬叽绶植纪ǔＲ枚嗖⑶彝ǔ＞哂?%以下的變異系數(shù)，因此i/v為所形成的乳液是單分散乳液。此外，不需要用于液滴剝離的錯流。目前，膜如微多孔玻璃(MPG)、Shirasu多孔玻璃(SPG)、陶瓷a-Al203和涂敷有氧化鈦或氧化鋯的陶瓷a-Al203的管狀膜已經(jīng)用于ME工藝中。孔徑尺寸在一定范圍(通常為0.02~20nm)內(nèi)的這些類型的陶瓷膜是可得到的，并且可以是疏水或親水的。這些膜已經(jīng)成功地用于生產(chǎn)具有窄液滴尺寸分布的乳液，盡管事實(shí)是它們原來是為分離工藝而開發(fā)的。為此，陶瓷膜對于ME而言不是最優(yōu)的，因?yàn)樗瞿さ那劢Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致跨膜壓降過高。許多陶瓷膜如SPG膜不能承受高pH，為了不使燒結(jié)的陶瓷基體浸析需要使用特殊方法。陶瓷膜的另一個缺點(diǎn)是它們的孔隙率比所需的(約50~60%)高得多。這導(dǎo)致僅僅最大的孔是有活性的。此外，陶瓷膜具有非常曲折的孔結(jié)構(gòu)，這與其厚度結(jié)合可能使清洗變得復(fù)雜。由于管狀膜具有7mm的典型管直徑，它們還需要空間。如果在孔結(jié)構(gòu)中沒有足夠高的長寬比，那么為了獲得良好的乳化結(jié)果它們非常依賴于錯流。此外，錯流引起壓降，壓降又改變沿膜管的有效跨膜壓力，即沿膜管在不同的軸向位置處以不同的速率形成液滴。這限制膜管或通道的可能的尺寸。使用其中設(shè)計孔徑和空間的膜的ME方法直到現(xiàn)在仍僅僅使用通過微光刻法制備的微機(jī)械加工硅片或小尺寸膜來實(shí)施。這些常被稱為微篩或微通道的膜具有能夠選擇精確的孔徑和形狀的優(yōu)勢，可形成精確的孔徑和形狀以促進(jìn)自發(fā)液滴剝離。然而，作為陶瓷膜，它們因此非常昂貴、難以放大、在清潔上可能存在問題，并且由于它們所依靠的制備技術(shù)，這些膜的面積(單個膜單元的尺寸)限于幾十cm2。此外，基于硅的膜、微篩和微通道容易被氧化，這可能又會改變膜的濕潤性，由此削弱膜的功能。其它類型的微機(jī)械加工膜依靠通過激光打孔、切割、鉆孔等在所述材料中精確成形的孔的形成。因此，4艮難精確地獲得所追求的比例，并且所提及的制備方法耗時，同時需要使用昂貴的材料和設(shè)備。陶瓷膜和微篩的替代品是徑跡蝕刻膜。徑跡蝕刻膜可以以上述膜成本的幾分之一連續(xù)制備，并且具有均勻的直孔，這大大緩解清潔問題。利用徑跡蝕刻聚碳酸酯膜進(jìn)行乳化的研究已經(jīng)在文獻(xiàn)(Kobayashi等人，ColloidsandSurfacesA，207(2002)185-196)中公開。然而，液滴尺寸分布大，具有20~50%的變異系數(shù)。此外，液滴尺寸也極大地受到連續(xù)相錯流的影響，當(dāng)將錯流從0.1m/s增加至0.35m/s時，尺寸減小6倍。這表明通過剪切引起液滴剝離形成液滴，并且由孔是圓的(IOnm直徑)和膜相對于孔直徑是薄的(IOjim厚)的事實(shí)所支持。為此，由于孔幾何形狀不能形成自發(fā)液滴。在用于乳化工藝的膜的制備方法方面，US2004/0213985描述了一種現(xiàn)有方法。US2004/0213985公開了包括支撐層和活化層的膜，其中所述支撐層位于所述活化層之間。US2004/0213985也描述了膜的拉伸，但僅僅是為了控制孔的尺寸和分布。根本沒有提到以預(yù)先確定的有利的方式來成形孔，以便液滴自發(fā)形成而無需錯流的曳力來剝離它們。US2004/01527887>開了一種在水中制備氟化液滴乳液的方法。在US2004/0152788中，乂>開了用已經(jīng)通過拉伸生產(chǎn)的聚合物膜來制備這樣的乳液是合適的。在US5,476,589中公開了這樣的膜。然而，實(shí)施在US5,476,589中所稱的拉伸以影響膜的孔隙率，以便獲得可用在制備乳液中的孔。膜拉伸之前不存在孔。因此，US5,476,589未公開如何改變孔，從而在用膜技術(shù)制備乳液中不需要錯流。用于膜乳化的膜的目前的缺點(diǎn)是難以制備具有設(shè)計的孔形狀的膜，其大規(guī)模地以成本有效的方式促進(jìn)自發(fā)液滴形成。通過制備具有設(shè)計的孔形狀的膜，就不需要錯流并可使用可清潔的、耐用的和便宜的材料，膜乳化的許多優(yōu)點(diǎn)可在商業(yè)上可行的工業(yè)規(guī)模上實(shí)現(xiàn)。另一個優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)制備新一代乳液，包括微生物或其它在溫度升高或剪切力影響之下易于降解的物質(zhì)，因?yàn)楝F(xiàn)今的膜中的剪切力對于實(shí)施制備這樣的乳液過大。因此，制備方法將是有利的，因?yàn)樵撝苽浞椒ú话橛泻臅r和/或昂貴的材料和設(shè)備，提供膜的改進(jìn)制備方法及由其獲得的用于液滴形成的膜，其通過ME允許具有窄的液滴尺寸分布、高通量、靈活性、節(jié)省空間和能量、成本有效、耐用性、能夠清洗和使用所述膜作為一次性膜的可能性(因?yàn)樯a(chǎn)成本低)，以及通過使用這樣的膜獲得的乳液，該乳液可包含微生物或其它對溫度升高或剪切力敏感的物質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明設(shè)法緩解、減輕或消除一個或更多個上文確定的缺陷并提供改善的膜用于所涉及種類乳液的制備。為此，制備方法的特征在于拉伸設(shè)置有具有第一形狀的至少一個孔的所述膜材料，使得獲得所述至少一個孔的第二形狀，膜的特征在于所述膜是可拉伸的。本發(fā)明的有利特征在從屬權(quán)利要求中限定。參考附圖，本發(fā)明的這些及其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將能夠變得顯而易見并且由本發(fā)明的實(shí)施方案的以下描述所闡明，其中圖l說明膜乳化的通常已知的原理，其中錯流在膜的孔處剝離液滴；圖2說明在膜乳化中剪切引起液滴形成，其中在孔外發(fā)生液滴頸縮(necking)，在此處由錯流產(chǎn)生的剪切(或曳力)起到剝離液滴的作用；圖3說明通過孔的幾何形狀輔助的自發(fā)液滴形成，其中在孔內(nèi)發(fā)生液滴頸縮；圖4說明根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案以受控的方式拉伸膜直至孔獲得適當(dāng)?shù)男螤钜栽试S自發(fā)液滴形成，其中所得液滴具有預(yù)定液滴尺寸；圖5說明徑跡蝕刻工藝和根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案如何實(shí)施用于膜拉伸的后續(xù)工藝步驟；圖6說明根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的用于高通量膜乳化的方法；圖7說明根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的用于高通量膜乳化的方法；圖8顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的在10000倍放大率下的未拉伸的片；圖9顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的在10000倍放大率下的拉伸的片；圖IO說明當(dāng)在160。C下拉伸PET膜時的膜的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線；圖11說明根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案制備乳液的方法的流程圖；圖12說明根據(jù)比較試驗(yàn)的一個實(shí)施方案制備的乳液的不透明性；圖13說明圖12中的某些乳液的放大；和圖14a和14b分別顯示通過現(xiàn)有技術(shù)獲得的乳液的圖片和通過利用根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案的膜獲得的乳液的圖片。具體實(shí)施例方式通過使用由根據(jù)本發(fā)明的制備方法獲得的膜，消除了現(xiàn)有技術(shù)中沿組件的壓降問題，并且液滴形成不需要錯流，這又允許較寬范圍的設(shè)計方案。通過解決現(xiàn)有技術(shù)方案關(guān)于成本、按比例擴(kuò)大規(guī)模和耐用性的問題，應(yīng)用于各個領(lǐng)域的新產(chǎn)品可以是商業(yè)上可行的。由于高度單分散膜乳化技術(shù)的發(fā)展，微膠嚢和微球的制備是已經(jīng)受到?jīng)Q定性沖擊的新興技術(shù)。源于通過使用其中顆粒需要由其它常規(guī)技術(shù)難以達(dá)到的尺寸和單分散的膜技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例是(i)將抗癌藥物包封在藥物遂送系統(tǒng)中，所述藥物遞送系統(tǒng)注射入血液之后，緩慢釋放進(jìn)入靶器官，(ii)制備用作凝膠滲透色譜中的填充珠或用作載體的多孔珠，(m)制備包封有金屬氧化物的微膠嚢，其用作用于化妝品的顏料、涂料和用于廢水處理的光氧化催化劑，(iv)包封抗體如卵黃中存在的免疫球蛋白和細(xì)菌如益生菌，分別用于保持治療效果和穩(wěn)定性。應(yīng)指出，通過本發(fā)明制備的膜可較好地適合于包封具有高毒性的活性組分如化學(xué)治療藥物，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的膜可以是單次使用膜，因此不需要用于這樣的包封的膜高溫再生、洗滌和再次使用等。在該情況下，尺寸和尺寸分布非常重要。此外，應(yīng)指出本發(fā)明的膜較好地適合于制造根據(jù)上述(i)、(ii)、(iii)和(iv)的乳液，這是因?yàn)椴淮嬖谂c高壓均化器有關(guān)的高剪切應(yīng)力或氣穴現(xiàn)象，由此可以以更好的形式保持包封，因?yàn)闆]有由所述錯流所導(dǎo)致的干擾包封的風(fēng)險。圖l說明錯流膜乳化，其中連續(xù)相11切向流過膜表面12，而分散相13擠壓通過膜。分散相13的液滴14在膜孔的開口15處形成，并且被流動的連續(xù)相11連續(xù)沖走。圖2說明稱為剪切引起液滴形成的機(jī)理，其中可觀察到在膜20的孔外的液滴頸縮(或夾斷(pinchoff))21。液滴頸縮是來自從膜孔或微通道擠出的分散相的液滴的破碎或夾斷。還顯示了連續(xù)相的剪切曲線23和速度曲線22。由于液滴在壁處從孔斷開，此處由錯流產(chǎn)生的剪切應(yīng)力最高，所以ME比常規(guī)乳化技術(shù)更加能量高效。在該方面，可將錯流理解為膜中用于剝離源于膜壁中的孔的液滴的連續(xù)相流。此外，如同剪切打碎一樣，流動的連續(xù)相使液滴變形，當(dāng)達(dá)到臨界變形時，它們剝離。通過使用能夠自發(fā)形成液滴的孔設(shè)計，而不需要用于液滴剝離的錯流，可進(jìn)一步改善膜乳化的效率。當(dāng)設(shè)計膜的孔形狀時要考慮兩個主要的幾何形狀方面，分別是長寬比和孔長度如膜厚度。長寬比即孔的長軸(2a方向)和短軸(2b方向)之間的比，可用于表明自發(fā)液滴形成是否可能。在用使自發(fā)液滴能夠形成的直通微通道的經(jīng)驗(yàn)研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，臨界閾值為3?？蓪⒃摤F(xiàn)象解釋為孔本身使液滴"預(yù)變形"。如果孔是長方形的，那么膜內(nèi)部的分散相會受到孔的幾何形狀的限制，在該情況下借助通過孔擠出使液滴變形。觀察到具有高長寬比的孔的另一個益處是，它們允許連續(xù)相在具有最高曲率的末端處進(jìn)入孔，即長軸的最大值，在表l中的2a處所示。該特征還促進(jìn)孔內(nèi)部的液滴頸縮。圖3說明幾何形狀輔助的自發(fā)液滴形成，其中液滴頸縮31發(fā)生在孔32內(nèi)部，2b是孔的短軸如寬度，2a是孔的長軸如長度，并且長寬比a/b〉臨界閾值。如可在圖2中觀察到的，如果長寬比小于臨界閾值，需要通過獲得不穩(wěn)定的體積或通過孔外連續(xù)相中的剪切力和曳力的作用使液滴進(jìn)一步變形，液滴生長并通過剪切引起斷裂而剝離。液滴頸縮的位置可說明為何根據(jù)孔的形狀獲得明顯不同的乳化結(jié)果。長寬比大于臨界閾值的孔產(chǎn)生大小規(guī)則的液滴(差異系數(shù)小于4%)，因?yàn)轭i縮發(fā)生在孔內(nèi)部。長寬比小于臨界閾值的較圓的孔產(chǎn)生多分散液滴尺寸分布，因?yàn)轭i縮發(fā)生在暴露于連續(xù)相流的孔外部。雖然在這些尺寸下的該流經(jīng)常是層流，但仍是相當(dāng)混亂的。相反地，當(dāng)頸縮在孔內(nèi)部進(jìn)行時，正是由孔的恒定的幾何形狀來決定液滴并且不需要錯流。以下描述集中于本發(fā)明的實(shí)施方案，所述實(shí)施方案適用于制備用于膜乳化的膜的方法、通過所述方法獲得的膜、包括所述膜的裝置和膜乳化的方法，更特別地涉及用于控制所述方法的計算機(jī)可讀介質(zhì)。然而，應(yīng)理解本發(fā)明不限于該應(yīng)用，而是可用于許多其它的技術(shù)方面，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明顯的。本發(fā)明提出一種制備膜的方法，所述方法導(dǎo)致顯著更低的膜成本、大量的能量節(jié)省、產(chǎn)生的乳液液滴的粒徑分布精度、提高通量、靈活性、空間節(jié)省、成本有效、耐用性、清洗能力，并且能夠產(chǎn)生使用現(xiàn)有的常規(guī)乳化技術(shù)目前無法實(shí)現(xiàn)的新產(chǎn)品和工藝。將該膜使得其可行的乳化技術(shù)稱為高通量膜乳化(HighCapacityMembraneEmulsification,HCME)。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)推導(dǎo)出液滴尺寸、孔長度如膜厚度和長寬比之間的關(guān)系，其用作能夠確定用于制備具有期望液滴尺寸的乳液的膜的具體孔徑和形狀的準(zhǔn)則，見下表1和表2。HCME膜的實(shí)現(xiàn)不限于使用這些方程式，還可以通過實(shí)踐的、經(jīng)驗(yàn)的、試驗(yàn)的方法來達(dá)到。如果拉伸圃孔，會得到橢圓形的孔(見圖4);類似地，拉伸正方形的孔，會得到矩形的孔。在下表l中提供了在橢圃形情況和矩形情況下的關(guān)系。然而，增加現(xiàn)有膜孔的長寬比的構(gòu)思不限于這些形狀，它們作為例子提供?？梢杂珊线m的膜材料產(chǎn)生其它形狀的孔，例如三角形、雙凸透鏡形、六邊形等。根據(jù)膜的變形特性，孔的截面積可能會增加(由非線性應(yīng)變、收縮等導(dǎo)致)。這是膜材料和拉伸期間的加工狀態(tài)的測量性質(zhì)。定義為"拉伸常數(shù)"\|/的該現(xiàn)象是拉伸的膜的測量性質(zhì)。它的理論極限值是l/a至a，其中a是長寬比，然而經(jīng)驗(yàn)表明該值為0.8至1.8。如果在拉伸期間孔面積恒定，那么Vj/=1。此外，為了保持液滴的完整體積并提供在孔內(nèi)部頸縮形成液滴的機(jī)會，橢圓形或矩形的孔的最小的孔長度可由表l中的L孔(方程式8)所描述。HCME膜的實(shí)現(xiàn)不限于使用這些方程式，還可以通過實(shí)踐的、經(jīng)驗(yàn)的、試驗(yàn)的方法獲得。膜在拉伸后可具有大于最小孔長度的厚度。由于質(zhì)量守恒定律，如果膜是不可壓縮的，那么在一個方向上拉伸，另兩個方向的尺寸將減小。如果拉伸膜增加寬度，如圖4所示，那么厚度可能會減小，這不會超過施加的應(yīng)變，因此L孔應(yīng)該與表2中的方程式10的Z新相當(dāng)。表l:HCME設(shè)計的恥格和方程式<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表2:拉伸恥格的方程式和定義<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>平面同軸延伸是制備HCME膜的優(yōu)選類型的拉伸，因?yàn)槟げ粫儽≈粫s小寬度即短軸(2b方向)，因此厚度將保持恒定。在大多數(shù)拉伸工藝中，厚度發(fā)生變化，對于所使用的特定的拉伸方法和膜材料，變化程度需要由經(jīng)驗(yàn)確定。然而，厚度的最大減小可通過表2中的方程式10進(jìn)行估計。根據(jù)以下制備的膜的期望孔隙率(孔/cm"不應(yīng)該超過由表1中的方程式7獲得的值(孔/cm2)。原因是由孔形成的每個液滴需要離其最鄰近的孔一定距離，以防止液滴聚結(jié)或相互作用以及對液滴尺寸分布產(chǎn)生不利影響。除了總孔隙度之外，孔相對于彼此的位置也是重要的。在徑跡蝕刻膜中孔是隨機(jī)分布的，然而，顯然優(yōu)選具有使用于產(chǎn)生液滴的膜面積的使用最大化的孔圖案。在本發(fā)明的第一實(shí)施方案中，根據(jù)圖4，制備了適合于通過HCME自發(fā)界面張力輔助液滴形成的膜40。在該制備方法中，首先提供合適的材料。合適的材料例如可以是徑跡蝕刻的聚合物材料，如聚碳酸酯(PCTE)、聚酯(PETE)或聚酰胺。聚合物膜比陶瓷膜薄，具有較低的流體動力阻力，導(dǎo)致較低的壓降，并且在結(jié)構(gòu)上比較不曲折(在徑跡蝕刻膜的情況下，它們是直的圓柱)。該實(shí)施方案的一個優(yōu)勢是明顯有利于膜的沖洗和淋洗。此外，制備成本低得多，并且與陶瓷膜相反，這些膜可作為巻或柔性片獲得并且是非脆性的。合適的材料如聚合物材料具有至少一個孔。當(dāng)然，例如通過徑跡蝕刻為所述膜材料提供多個孔是明顯有利的，所述膜優(yōu)選的孔隙率如上所述。一種合適的膜材料具有原始的孔幾何形狀(即，在未拉伸的膜材料中的孔形狀)，其是具有均勻直徑的平行的圓柱形孔的集合，如圖4中的40所示。這樣的結(jié)構(gòu)可通過徑跡蝕刻獲得。在該方法中，如圖5示意地所示，聚合物膜材料或薄片51受到垂直于膜52施加的高能粒子輻射。所述粒子使聚合物材料受損并且產(chǎn)生徑跡。然后所述材料浸入濃酸或堿浴53中，在該浴中沿這些徑跡蝕刻掉所述聚合物材料，以形成具有窄孔尺寸分布的通過膜54的均勻圓柱形孔?？壮叽鐬?.02~10nm，最大的孔隙率為10%，并且典型厚度最高至20nm?？紫堵释ㄟ^輻射暴露時間確定，而直徑通過蝕刻時間確定。厚度受到粒子輻射能量的限制。這種經(jīng)徑跡蝕刻的材料適合于拉伸以產(chǎn)生具有能夠自發(fā)形成液滴的長寬比的孔。此后，拉伸所述膜材料。實(shí)施所述膜材料的拉伸直至獲得根據(jù)上面所述的期望形狀。該拉伸可以以合適的方式例如通過用計算機(jī)處理的拉伸裝置來控制或調(diào)節(jié)。還可以在所述拉伸之前通過諸如溫度pH或化學(xué)處理來預(yù)處理所述膜材料，以便由此促進(jìn)所述拉伸或最小化所述拉伸所需的力。當(dāng)膜材料已經(jīng)具有期望形狀的孔時，例如可通過溫度pH或化學(xué)處理來固定所述膜材料的結(jié)構(gòu)。由此，獲得了用于乳化的膜如HCME。就"徑跡蝕刻膜"而言，可使用80160'C的溫度。當(dāng)然，可以使用其它溫度，取決于用何種材料作為膜材料。重要因素僅僅是所述膜將以其可被拉伸的方式受到溫度的影響。通常，該溫度增加將超過玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，但不超過材料的熔融溫度，從而材料不會由于脆性而受損或熔融為液體。對于膜材料本領(lǐng)域技術(shù)人員在其知識范圍內(nèi)可確定使用何種溫度。在一個實(shí)施方案中，任選預(yù)處理所述膜材料的一部分，隨后拉伸，然后固定，以獲得孔的第一形狀；任選預(yù)處理該膜的另一部分，拉伸，然后固定，此后獲得孔的第二形狀。由此提供了可制備不同尺寸液滴的膜。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，膜能夠在膜的不同部分被不同地拉伸，從而獲得至少兩種特定類型的孔尺寸和形狀。以此方式，從僅僅一種膜所得的乳液可包含具有超過一種液滴尺寸的液滴。因此，可使用一種乳液用于多個目的。圖5顯示了拉伸，其通過以下步驟實(shí)現(xiàn)將合適的夾具56固定至膜材料的矩形片55，然后施加物理或化學(xué)處理以增加膜材料對變形的敏感性，然后在使膜材料變形的方向57上施加應(yīng)力或應(yīng)變率以獲得使得能夠自發(fā)形成液滴的孔形狀58。可通過物理或化學(xué)處理固定變形。例如，在使用合適的夾具和加熱腔室的Instron的通用測試機(jī)器中，或使用InventureLaboratoriesInc的雙軸膜展寬器用平面模式，可以實(shí)現(xiàn)該工序。例如拉伸膜的方法在US6,540,953中描述，該方法由此作為拉伸方法的例子引入。與本發(fā)明不同，這些方法雖然用于改變過濾膜，但沒有考慮就乳液制備而言的長寬比、孔長度和孔隙率。還可以連續(xù)地實(shí)現(xiàn)膜拉伸；作為現(xiàn)有徑跡蝕刻膜制備工藝中的附加工藝步驟或作為對合適的膜材料實(shí)施的獨(dú)立的工藝。該操作在圖5中示意地示出。對合適的膜材料如徑跡蝕刻聚合物膜54進(jìn)行合適的物理或化學(xué)處理59,以提高膜材料對變形的敏感性，然后所述膜通過2組輥510之間，其中設(shè)定一組輥旋轉(zhuǎn)得比另一組快，由此抽出和拉伸膜材料511，以獲得使得能夠自發(fā)形成液滴的孔形狀，然后通過利用退火、然后冷卻來改變溫度或通過將膜暴露于化學(xué)處理來再次硬化(例如除去或改變?nèi)軇?，改變pH等)可固定變形512。然后可在輥513上收集最終的HCME膜，準(zhǔn)備好將其切割至在合適的膜組件中使用的尺寸。使用輥來抽拉聚合物材料是塑料膜加工中的標(biāo)準(zhǔn)操作，在塑料膜技術(shù)課本中有描述，用于最高至厚度為數(shù)個mm的膜。然而，合適的拉伸量必需基于獲得使得能夠自發(fā)形成液滴的孔的形狀和長度來決定。根據(jù)圖4，提供適合于自發(fā)形成液滴用于HCME的膜40;所述膜能夠拉伸使得所述膜的孔41獲得對應(yīng)于預(yù)定液滴尺寸的形狀和尺寸42，而無需錯流來剝離所述液滴。在一個實(shí)施方案中，可以以受控的方式實(shí)施所述膜的拉伸。在一個實(shí)施方案中，膜是合適的膜材料的柔性平板，其已經(jīng)被拉伸以獲得能夠自發(fā)形成液滴的孔形狀，所述膜安裝在螺旋巻繞組件中，其中在膜的一側(cè)上用間隔物包裹，以允許分散相流過所述膜，產(chǎn)生液滴進(jìn)入膜的另一側(cè)的連續(xù)相中。與管狀膜相比，標(biāo)準(zhǔn)螺旋巻繞組件具有低的初始投資成本和低的更換成本。與管狀陶瓷膜的100mVinS相比，螺旋巻繞組件具有300~1000m2/m3的典型的膜填充密度。還可以將所述膜安裝在板框式膜組件或在合適的膜固定器(holder)中，二者均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。在一個實(shí)施方案中，膜是具有孔形狀適合于自發(fā)形成液滴的扁平膜材料，用于板框式組件中，其中膜用間隔物(spacer)堆疊在一側(cè)上以使得^t相流過膜，產(chǎn)生液滴進(jìn)入膜另一側(cè)的連續(xù)相中。標(biāo)準(zhǔn)的板框式組件具有100~400m2/m3的典型的膜^真充密度。在一個實(shí)施方案中，所述膜是具有適合于自發(fā)形成液滴的孔形狀的膜材料，用于旨在使用所述膜制備乳液的合適的固定器、鉆機(jī)(rig)或組件套中。在另一個實(shí)施方案中，通過在膜上進(jìn)行表面處理可改變膜的疏水或親水性(即，由接觸角描述的濕潤性)。在乳化工藝期間，膜的表面將影響液滴的形成。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，所述膜的拉伸通過計算機(jī)程序控制。該計算機(jī)程序通過考慮所述膜的長寬比和膜厚度，然后提供計算裝置用于計算對應(yīng)于期望液滴尺寸的孔尺寸和孔形狀。在一個實(shí)施方案中，在這點(diǎn)上，該計算機(jī)程序利用根據(jù)方程式5對液滴尺寸的描述。此后，該計算機(jī)程序可將此信息送至拉伸裝置，將該信息轉(zhuǎn)化為合適的機(jī)械拉伸，從而獲得合適的長寬比，進(jìn)而獲得合適的液滴尺寸。在另一個實(shí)施方案中，方程式5、方程式7和方程式8用于確定孔尺寸、膜孔隙率、孔形狀和/或膜厚度。根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，提供用于拉伸膜的裝置，所述膜適合用于在HCME中自發(fā)形成液滴。所述裝置包括當(dāng)達(dá)到相應(yīng)的孔徑和/或孔形狀時用于終止拉伸的終止工具，所述相應(yīng)的孔徑和/或孔形狀又對應(yīng)于合適的長寬比。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，計算裝置通過改變膜厚度利用長寬比^臨界閾值的判據(jù)來最優(yōu)化膜的孔尺寸和孔形狀。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，計算裝置通過使用固定的膜厚度利用長寬比^臨界閾值的判據(jù)來最優(yōu)化膜的孔尺寸和孔形狀。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，臨界閾值在3至IO之間，如3-9、3-8、3曙7、3-6、3-5、3-4、3.1-3.5、3.8-4.2之間，如3。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案中，選擇長寬比在3至6的之間。通常長寬比必須足夠高以獲得自發(fā)液滴形成。原則上10以上的長寬比可起作用，但是膜由于拉伸會不必要地變薄。在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中，根據(jù)圖6，提供產(chǎn)生適合于自發(fā)形成液滴的膜的方法。所述方法包括以下步驟，其中第一步包括指定期望的液滴尺寸61。期望的液滴尺寸可根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域而不同。在第二步中，基于長寬比超過用于液滴形成的臨界閾值的判據(jù)，可行的初始膜的孔尺寸和拉伸后最終的孔形狀由期望的液滴尺寸以及膜的物理特性和組成來計算62。在第三步中，由計算的液滴體積、孔尺寸和形狀來計算使得能夠在膜內(nèi)部頸縮的相應(yīng)的膜厚度63。在第四步中，基于期望的液滴尺寸，計算膜的最大孔隙率64。在第五步中，基于上述計算選擇合適的膜65，并且在第六步中，拉伸所述合適的膜直至達(dá)到期望的孔尺寸和形狀66。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，根據(jù)圖7，提供產(chǎn)生膜的另一種方法，所述膜適合于在HCME中用于自發(fā)形成液滴。所述方法包括以下步驟，其中第一步包括指定期望的液滴尺寸71。在第二步中，選擇具有給定厚度以確保頸縮的膜72。在笫三步中，基于用于形成液滴的長寬比的臨界閾值適用于計算的孔尺寸和形狀的判據(jù)，由期望的液滴尺寸和給定的膜厚度來計算膜孔尺寸和形狀73。在第四步中，拉伸選擇的膜直至達(dá)到期望的孔尺寸和形狀74。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，提供產(chǎn)生膜的方法，所述膜適合于通過HCME形成液滴。通過指定優(yōu)選的膜厚度范圍(來確保頸縮)和期望的液滴尺寸，基于長寬比臨界閾值，實(shí)施用于自發(fā)形成液滴的孔尺寸和形狀的優(yōu)化計算。在本發(fā)明的另一個實(shí)施方案中，計算機(jī)可讀介質(zhì)上包含用于通過計算機(jī)處理、制備能夠自發(fā)形成液滴的膜的計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序包括基于期望的液滴尺寸通過考慮長寬比和膜厚度來計算最優(yōu)孔尺寸和孔形狀的代碼段(codesegment)。在另一個實(shí)施方案中，基于期望的液滴尺寸、膜厚度和長寬比提供圖形用戶界面用于設(shè)計膜的孔形狀和孔尺寸，所述膜適用于通過HCME形成液滴。在另一個實(shí)施方案中，基于期望的液滴尺寸、膜厚度和長寬比提供圖形用戶界面用于設(shè)計膜的孔形狀和孔尺寸的特定形成，所述膜適用于通過HCME形成液滴。由于可設(shè)計液滴尺寸，所以所得乳液可用作受控釋放體系。由于能夠形成復(fù)乳，所以水包油和油包水乳液二者均是可行的(取決于膜的疏水或親水性)。通過利用自發(fā)液滴形成，消除了沿組件的壓降的現(xiàn)有技術(shù)問題，這又允許較寬范圍的設(shè)計方案。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施方案的應(yīng)用和用途是多樣的，包括示例性的領(lǐng)域如均勻的二氧化硅水凝膠珠、聚合物微球、水包油乳液(尤其用于對熱或剪切敏感的組分)、油包水乳液(用于HPLC的海藻酸鹽珠、功能人造奶油、益生菌劑)、小的液滴(用于癌癥治療的可注射的藥物、LCD襯墊(spacer)、催化劑)、復(fù)乳(受控釋放體系、局部骨、脂肪替代品)、起泡(食品、消費(fèi)品)、敏感組分的微包封以防止氧化和氣味釋放、單分散液滴(醫(yī)藥研究、穩(wěn)定乳液、受控釋放)、液-液接觸器(食用油中異味去除、萃取)。HCME的其它有興趣的應(yīng)用包括包含分散固體(例如生物活性物質(zhì))的油的乳化。此外，也可以在液滴形成期間在高溫下實(shí)施HCME工藝，隨后進(jìn)行后續(xù)的步驟來降低所得乳液的溫度，導(dǎo)致產(chǎn)品的相變(例如從液體至固相以產(chǎn)生顆粒)。尺寸為數(shù)十納米范圍內(nèi)的單分散的乳液液滴在通過血或肺遞送藥物進(jìn)入人體上具有巨大的潛力。單分散的乳液液滴也可以用作膠態(tài)載體系統(tǒng)，或固化以產(chǎn)生固體脂質(zhì)納米顆粒。ME比常規(guī)乳化技術(shù)在制備小的、單分散的液滴上具有以下優(yōu)勢加工條件溫和得多、剪切低和顯著較少的能量作為熱散發(fā)。用于制備聚合物微球的單分散液滴在以下領(lǐng)域中具有應(yīng)用受控釋放、藥物遞送以及蛋白質(zhì)、酶、肽和活細(xì)胞的包封用于治療或生物技術(shù)應(yīng)用。以及用于制備海藻酸鈣和淀粉微球作為載體或聚合物顆粒用于在例如環(huán)境修復(fù)或試驗(yàn)室樣品制備中的固相萃取。許多功能組分如容易發(fā)生氧化的脂溶性維生素、香精油等可截留于復(fù)乳的內(nèi)相中，以產(chǎn)生較長的保存期限和較高的活性。其它的官能化合物如植物提取物和藥物可以是極其苦的。通過采用本發(fā)明的方法，這些有益于健康的組分可"隱藏，，于在口中不會釋放而在消化期間被吸收的復(fù)乳中的內(nèi)部乳液中。由于液滴通過逐個擠出通過孔而不是通過使較大的液滴破裂來形成，這又導(dǎo)致內(nèi)相滲入連續(xù)相中，所以ME尤其非常適合于制備復(fù)乳。由于通過釆用本發(fā)明的低剪切應(yīng)力和溫和的加工條件，所以可引入剪切敏感的物質(zhì)。在低溫下從食用油中去除異味。數(shù)種天然油如菜籽油和魚油具有需要去除的異味。通過使用兩步ME工藝，可將油分散為微米尺寸液滴，允許異味化合物快速擴(kuò)散進(jìn)入連續(xù)水相，油滴然后再次聚結(jié)并在分離器中收集。該工藝在低溫下溫和地清潔所述油來改善氣味而沒有使產(chǎn)品受到熱損害。通過使用ME而不是常規(guī)機(jī)械乳化技術(shù)，能量節(jié)省隨著液滴尺寸減小而增加。通過ME也能夠制備非常小的乳液液滴，甚至達(dá)到納米級尺寸。通過使用徑跡蝕刻聚合物膜如聚碳酸酯(PCTE)、聚酯(PETE)或聚酰胺，可降低膜成本至一定的程度，使得HCME膜可一次使用并拋棄而不是清洗重新使用。這對于其中優(yōu)選不重復(fù)使用所述膜的制備生物學(xué)活性的、有害的或傳染性的物質(zhì)或涉及通過利用危險的、有害的或致癌的物質(zhì)的工藝是大大有利的。通過使用徑跡蝕刻聚合物膜，拉伸它們以獲得適合用于自發(fā)液滴形成的孔形狀，所得HCME膜可制備為50cm寬的長巻(GEOsmomics),這使得按比例放大至工業(yè)生產(chǎn)是可行的，這與具有表面積為5xl(T3m2/管級別和表面積為2xl0—5mV篩的微篩的陶瓷膜形成對比。它們的小尺寸意味著需要并行使用大量的單個膜單元，增加了組件成本。可形成通過拉伸"現(xiàn)成的，，可商業(yè)得到徑跡蝕刻膜材料來制備HCME膜以產(chǎn)生數(shù)十納米至數(shù)十微米的液滴或氣泡。通過使用其中厚度增加的常規(guī)膜可稍微放大該尺寸范圍。如果膜片不是固有親水的，但是人們希望制備水包油乳液，那么可實(shí)施表面處理以增加接觸角。在該情況下，可以用聚乙烯吡咯烷酮如來自BASF的LUVITECK30處理膜。可通過施加1%(在軟化水中，以重量計)的PVP溶液如30%的LUVITECK30實(shí)施PVP處理3分鐘。此后，在軟化水中沖洗所述片l分鐘并干燥如熱強(qiáng)制空氣干燥。根據(jù)本發(fā)明的制備方法的一個實(shí)施方案包括使用0.2微米的聚對苯二甲酸乙二醇酯膜片(TERPHANE40.60,來自TorayPlasticsEuropeS.A.)。該片已經(jīng)具有108孔/112的孔密度。未拉伸的片的長寬比約為1。圖8在10000倍的放大率下顯示所述未拉伸的片。所述片的初始尺寸為8.5cmx3.5cmx50厚。選擇在本發(fā)明的一個實(shí)施方案中的拉伸條件包括拉伸溫度為160。C;預(yù)熱時間為40秒鐘；拉伸速度為2%每秒；拉伸比為1.8(長度增加的量)；夾具溫度為120'C;恒速和單軸向的加工方向(MD)。因此，將所述片置于設(shè)定為160。C的烘箱中，并且將該片在烘箱中保持40秒鐘。此后，以恒速和單軸向加工方向(MD)拉伸所述片，拉伸速度為2%每秒，同時安裝夾具，夾具溫度為120。C。拉伸之后，轉(zhuǎn)變?yōu)?3.3cmx2.2cmx48&111厚*(*表示由于SEM的分辨率導(dǎo)致的+/-1微米)的尺寸；長度是初始長度的1.55%;寬度是初始寬度的62.9%;厚度是初始厚度的96%。拉伸片的長寬比接近于5+/-1。圖9在10000倍的放大率下顯示拉伸片。使用聚對苯二甲酸乙二醇酯的膜片的優(yōu)點(diǎn)在于厚度為初始厚度的96%,即拉伸后厚度幾乎保持不變，這表明材料補(bǔ)償已經(jīng)在其它方向上發(fā)生，即寬度方向上。由于由此更易于預(yù)測拉伸膜的結(jié)果，所以保持厚度是有益的，并且當(dāng)設(shè)計膜時厚度是重要因素。在圖10中說明當(dāng)在160。C下拉伸PET膜時膜的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。圖11說明借助于根據(jù)上述公開的實(shí)施方案的膜制備乳液的工藝，其中將膜安裝在膜腔室111中，使得分散相112如油從膜的一側(cè)擠壓至膜的另一側(cè)。利用壓縮氣體114如氮?dú)馐┘訅毫ΑＭㄟ^壓力調(diào)節(jié)器115和閥116可以控制所述氣體對分散相的壓力。在膜的另一側(cè)存在連續(xù)相113如水相。優(yōu)選地，通過泵117如低剪切泵使連續(xù)相再循環(huán)，乳液的濃度從而隨著時間而增加。當(dāng)乳液達(dá)到滿意的濃度時，可停止再循環(huán)并且收集乳液。還可以讓入口和/或出口管線(未顯示這些)連接至再循環(huán)流，所述入口和/或出口具有閥。因此，當(dāng)達(dá)到滿意的濃度時，可以打開這些閥，從而通過出口將滿意濃度的乳液引出系統(tǒng)并且連續(xù)相通過入口進(jìn)入系統(tǒng)。在該實(shí)施方案中，可將緩沖腔室118集成到所述系統(tǒng)中以允許改變系統(tǒng)的容積。因此，在時間周期期間，可以4吏出口流大于入口流，或與之相反，以調(diào)節(jié)系統(tǒng)中乳液的濃度。試驗(yàn)相對于未拉伸的參照膜，測試0.2微米的拉伸的膜。使用的系統(tǒng)包含連續(xù)相溶液，所述溶液由9卯g去離子水和10g吐溫20(聚山梨醇酯20)制成，即1%w/w的吐溫20溶液。吐溫20是非離子乳化劑(分子量1225Da，CMC4.9x102mol/m3),購自SigmaAldrichCAS[卯05-64-5。分散相是大豆油，購自Gylcinemax,FlukaCAS[8001畫22國7。連續(xù)相流量=191/小時。這表示壁剪切應(yīng)力為0.016Pa。使用以下計算壁剪切應(yīng)力通道幾何形狀5mm*20mm平均速度U=Q/AQ=19升/小時=5.28*10-6m3/sA=5*103*20*103=1.0*104m2U=5.28*102m/s連續(xù)相粘度ii=1.00*l(T3Pa*sDeff是有效直徑，并且考慮雷諾數(shù)和通道幾何形狀，其是O.Ol(WhiteF.M.，F(xiàn)luidMechanics,第三版，紐約McGrawHill,1994,第333頁)。壁剪切應(yīng)力3U*n/Deff=3*5.28*102*1.00*103/0.01=0.016Pa當(dāng)非自發(fā)剝離發(fā)生即剪切引起從圓孔的剝離時，壁剪切應(yīng)力是用于剝離液滴的重要參數(shù)。在該情況下，我們使用非常小的壁剪切應(yīng)力以說明僅僅需要錯流來混合連續(xù)相而不是來剪切掉液滴。在剪切引起液滴形成中，在所用的條件下預(yù)期的尺寸是157微米,使用下式計算其中k^l.7(Peng和William,1998)。Y=5*1(T3N/mD孔=0.2*106m如果我們獲得小于該圖的液滴，那么發(fā)生由連續(xù)相剪切之外的其它的剝離機(jī)理。每個試驗(yàn)之前和/或之間，拆開膜組件并且使用試驗(yàn)室用器皿清潔劑和熱水進(jìn)行手洗。此后用去離子水(DIW)沖洗。先通過循環(huán)的熱水洗滌泵和管路，然后用Ultrasil56的3%w/w的溶液(50。C，15分鐘)、然后用熱水(50。C,15分鐘)、然后用DIW(20。C,15分鐘)進(jìn)行洗滌。用連續(xù)相預(yù)先潤濕膜，然后組裝組件并且用DIW沖洗系統(tǒng)，然后用連續(xù)相(l。/。吐溫20)沖洗。將分散相槽連接至壓力管路并且擠出少量的油以除去管路中的任何氣泡。使用Pasteur移液管用手填充組件后部的分散相入口，以防止任何氣泡在膜后面截留。然后將油管連接至分散相入口。用新鮮的連續(xù)相填充所述系統(tǒng)并起動泵。然后使用氣瓶對分散相槽加壓并且小心地調(diào)節(jié)。施加于分散相槽中的頂部空間的壓力以5分鐘間距0.5巴的步幅緩慢增加直至達(dá)到期望壓力。然后使試驗(yàn)持續(xù)期望長的時間。通過關(guān)閉分散相管線中的閥并通過將連續(xù)相泵送進(jìn)入現(xiàn)在容納最終乳液的連續(xù)相槽中來將連續(xù)相從系統(tǒng)移走而停止運(yùn)行。然后，如上所述對組件和膜進(jìn)行清洗，除非在以下試驗(yàn)中再使用相同的膜。在該情況下，不拆開系統(tǒng)和用熱水(50。C,15分鐘)、DIW(20。C，方法:15分鐘)和連續(xù)相(20。C,15分鐘)沖洗。在參照膜上實(shí)施試驗(yàn)l,其中分散相上的壓力是2.5巴，連續(xù)相的體積是100ml，并且運(yùn)行時間是14小時。試驗(yàn)l的觀察結(jié)果所得乳液僅比初始的連續(xù)相稍微不透明，表明盡管長時間運(yùn)行但是只有非常低濃度的油液滴。對拉伸的膜實(shí)施試驗(yàn)2，其中分散相上壓力是2.5巴，連續(xù)相的體積是70ml，并且運(yùn)行時間是30分鐘。試驗(yàn)2的觀察結(jié)果在該情況下，與試驗(yàn)1相比，由于試驗(yàn)l的油液滴的濃度低，所以使用較小體積的連續(xù)相。然而，拉伸的膜顯示在相同壓力下具有高得多的通量。僅僅30分鐘之后，乳液的不透明性是至少第一次試驗(yàn)的兩倍*。對拉伸的膜實(shí)施試驗(yàn)3，其中分散相上壓力是1.5巴，連續(xù)相的體積是70ml，并且運(yùn)行時間是30分鐘。試驗(yàn)3的觀察結(jié)果在該試驗(yàn)中，壓力降低至1.5巴并且運(yùn)行30分鐘。選擇這些條件以與試驗(yàn)l的參照膜比較在較低的壓力下的通量。發(fā)現(xiàn)仍然比參照試驗(yàn)1不透明得多*。*為說明在試驗(yàn)1相對于2和3中使用不同的連續(xù)相體積的事實(shí)，將來自試驗(yàn)2和3的樣品用等量的連續(xù)相稀釋，并對參照膜以及初始連續(xù)相的14小時結(jié)果拍照。圖12公開制備的乳液的不透明性。從左側(cè)開始公開了純的連續(xù)相；通過參照膜(圓孑L)在2.5巴下14小時之后制備的乳液；通過拉伸的膜(橢圃孔)在2.5巴下30分鐘之后制備的乳液；和通過拉伸的膜(橢圓孔)在1.5巴下30分鐘之后制備的乳液。僅僅在1/28的時間之后通過利用拉伸的膜獲得的乳液就濃縮至少兩倍，表明大于50倍的通量的增加。該通量增加可以是由于借助于自發(fā)液滴剝離的液滴更快脫落的結(jié)果。圖13公開在試驗(yàn)1、2和3中制備的乳液的不透明性。從左側(cè)開始公開了試驗(yàn)l;試驗(yàn)2;和試驗(yàn)3。對拉伸的膜實(shí)施試驗(yàn)4，其中分散相上的壓力是1.3巴，連續(xù)相體積是70ml,并且運(yùn)行時間是4小時。借助于成像，將由此處獲得的乳液與試驗(yàn)1的乳液即參照乳液進(jìn)行比較。圖14a顯示由試驗(yàn)l獲得的未稀釋的乳液的圖像，圖14b顯示由試驗(yàn)4獲得的未稀釋的乳液的圖像。圖14a和14b清晰地顯示拉伸的膜的優(yōu)異的有效性和由此獲得的乳液的品質(zhì)。當(dāng)評價圖14a和14b的圖例時，應(yīng)該記住施加電壓和運(yùn)行時間的差異。也對由使用拉伸膜在2.5巴下的試驗(yàn)(即試驗(yàn)2)、拉伸膜在1.3巴下(即試驗(yàn)4)和參照膜在2.5巴下(即試驗(yàn)l)獲得乳液的液滴尺寸進(jìn)行分析。拉伸膜在2.5巴下具有4.65微米的平均值和2.10微米的標(biāo)準(zhǔn)偏差；拉伸的膜在1.3巴下具有4.62微米的平均值和2.18微米的標(biāo)準(zhǔn)偏差；以及參照膜在2.5巴下具有7.66微米的平均值和5.97微米的標(biāo)準(zhǔn)偏差。在下表3中進(jìn)一步公開該信息。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>除PIDS之外，在CoulterLS130上實(shí)施該分析。用10秒鐘的時間間隔測量每個樣品兩次。這表明可以以很多倍的生產(chǎn)率制備具有較小液滴尺寸和約一半標(biāo)準(zhǔn)偏差的乳液。當(dāng)評估乳液的液滴尺寸時，考慮在試驗(yàn)l、試驗(yàn)2和試驗(yàn)4中獲得的乳液的濃度的差異。雖然以上參考具體的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不意圖限于本文中闡述的具體形式。而是，本發(fā)明僅僅由所附權(quán)利要求限定，并且在這些所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)，上述具體實(shí)施方案之外的其它實(shí)施方案是同樣可能的，例如上述那些以外的不同種類的膜和/或任意的孔形狀。在權(quán)利要求中，術(shù)語"包括/包含"不排除其它的元件或步驟的存在。此外，雖然各自列出，但是通過單個單元可實(shí)施多個手段、元件或方法步驟。另外，雖然在不同的權(quán)利要求中可包含各個特征，這些特征可有利地結(jié)合，并且這些特征包含于不同權(quán)利要求中不意味著特征的組合是不可行的和/或有利的。此外，單個提及不排除多個。未使用具體數(shù)量限定的措辭、"第一"、"第二，，等不排除多個。提供權(quán)利要求中的參考標(biāo)記僅僅用于闡明實(shí)施例并且不應(yīng)該解釋為以任何方式限制權(quán)利要求的范圍。權(quán)利要求1.一種制造用于膜乳化例如高通量膜乳化的膜的方法，所述方法包括提供具有至少一個孔的膜材料，所述至少一個孔具有第一形狀，其特征在于拉伸設(shè)置有具有第一形狀的至少一個孔的所述膜材料，使得獲得所述至少一個孔的第二形狀。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的制造方法，其中在一個、兩個或三個方向上拉伸所述膜材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其包括固定所述至少一個孔的所述形狀。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制造方法，其包括在所述拉伸之前預(yù)處理所述膜材料。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制造方法，其中通過溫度變化來實(shí)施所述預(yù)處理和/或固定。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法，其中在所述預(yù)處理中的所述溫度變化是溫度升高至80~160。C。7.根據(jù)權(quán)利要求l、3、4或5所述的制造方法，其包括在螺旋巻繞組件、板框式組件、鉆機(jī)、組件或固定器中使用所述膜材料。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的制造方法，其中通過用計算機(jī)處理的拉伸裝置控制或調(diào)節(jié)所述拉伸。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的制造方法，其中拉伸所述膜以使所述至少一個孔的長寬比大于或等于3。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的制造方法，其中拉伸包含至少第一和第二孔的所述膜材料的第一部分以獲得所述第一孔的第一形狀，同時拉伸所述膜材料的第二部分以獲得所述第二孔的第二形狀。11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的制造方法，其中所述膜材料由聚合物材料制成。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項所述的制造方法，其中所述聚合物材料是徑跡蝕刻的柔性膜材料。13.通過根據(jù)權(quán)利要求l中任意一項所述的制造方法獲得的膜，適合于通過高通量膜乳化的自發(fā)界面張力輔助的液滴形成。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的膜，其中所述至少一個孔基本上是橢圓形的。15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的膜，其中所述形狀對應(yīng)于預(yù)定的液滴尺寸。16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任意一項所述的膜，其中所述膜是聚合物膜、徑跡蝕刻聚碳酸酯膜、或是柔性材料。17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任意一項所述的膜，其中所述至少一個孔的長寬比大于或等于3。18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任意一項所述的膜，其中所述孔具有允許在所述孔內(nèi)部發(fā)生頸縮的形狀。19.一種用于膜乳化的膜，所述膜包括至少一個孔，所述至少一個孔具有一定形狀，其特征在于所述至少一個孔的長寬比大于或等于3。20.根據(jù)權(quán)利要求13至19中任意一項所述的膜用于制備乳液的用途。全文摘要本發(fā)明提供一種制備膜的方法、由所述方法獲得的膜和所述膜用于膜乳化的用途。通過拉伸包含具有第一形狀的孔的膜材料獲得用于自發(fā)界面張力驅(qū)動液滴形成的期望的膜孔形狀，使得獲得第二形狀即具有長寬比大于或等于3的孔。文檔編號B01D71/06GK101448563SQ200780018065公開日2009年6月3日申請日期2007年5月16日優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日發(fā)明者瑪里琳·雷納申請人:瑪里琳·雷納