亲水化PTFE膜的制作方法

PTFE膜，特别是膨胀PTFE(ePTFE)膜，被用于多种液体和气体过滤应用中，包括涉及处理具有挑战性的流体例如腐蚀性或化学活性液体的应用.然而，制备可以在过滤热的硫酸过氧化氢混合物(SPM)流体和/或表现出金属清除或者金属去除效率的同时提供低流动阻力的多孔膜可能是耗时的和/或劳动密集型的过程.

本发明的这些和其它的优点将根据下文的描述而变得显而易见。

发明概述

本发明的一种实施方式提供了一种亲水化多孔PTFE膜的方法，所述方法包括(a)将多孔PTFE膜暴露至能量源，所述能量源选自气体等离子体和宽波段UV，并预调节所述膜；和(b)处理预调节的膜以提供亲水性涂层；和(c)获得亲水化多孔PTFE膜.

附图说明

图1为示出根据本发明的亲水化PTFE膜的实施方式与未处理的PTFE膜以及市售UV处理的PTFE膜进行对比的金属吸附的图.

图2为示出根据本发明的亲水化PTFE膜的实施方式与未处理的PTFE膜进行对比的金属吸附的图，显示出所述吸附是由于涂覆，而非筛分(sieving)。

发明详述

根据本发明的一种实施方式，提供了一种亲水化多孔PTFE膜的方法，所述方法包括(a)将多孔PTFE膜暴露至能量源，所述能量源选自气体等离子体和宽波段UV，并预调节所述膜；和(b)处理预调节的膜以提供亲水性涂层；和(c)获得亲水化多孔PTFE膜。

有利地，与根据常规实践来制备膜相比，现在，可以在反应时间缩短约50％的情况下制备膜(即，其中在涂覆之前，使所述膜暴露至能量源来预调节)。此外，根据本发明可以以便利的制备工艺来制备膜，例如所述制备可被容易地结合至现有的制备工艺中，获得提高的制备速度.

不希望通过任何特定的理论所限制，据信通过暴露至能量源来预调节所述膜允许自由基和/或反应部位在原生的膜表面上形成，帮助提供用于引发在后的化学涂覆过程吸引力，获得亲水化表面.

暴露至能量源并不会从膜的表面去除显著量的氟原子。

如在本文中所使用的，“亲水化”多孔PTFE膜涉及提高临界润湿表面张力(CWST)，使得涂覆的多孔PTFE膜具有的CWST大于原生的、未处理的多孔PTFE膜.在某些实施方式中，所制造的涂覆的多孔PTFE膜为亲水性的，具有的CWST为72达因/cm(72×10^-5N/cm)，或更大.

根据本发明的多孔膜有利地提供了高金属清除或金属去除效率和低流动阻力的结合，同时使正在处理的流体保持为润湿的(即所述膜在处理流体中为未去湿的)，并且适用于广泛范围的流体和气体(包括空气)过滤应用，包括无菌过滤应用.示例性的应用例如包括诊断应用(例如包括样品制备和/或诊断侧流设备)、喷墨应用、平版印刷例如作为对于HD/UHMW PE基媒介的替代、过滤制药工业的流体、金属去除、超纯水的制备、工业和地表水的处理、过滤用于医学应用的流体(包括家用和/或患者使用，例如静脉内应用，还例如包括过滤生物流体例如血液(例如病毒去除))、过滤用于电子工业的流体(例如过滤用于微电子工业中的光致抗蚀剂流体和热的硫酸过氧化氢混合物(SPM)流体)、过滤用于食品和饮料工业的流体、啤酒过滤、净化、过滤含抗体和/或含蛋白质的流体、过滤包含核酸的流体、细胞检测(包括原位检测)、细胞收获和/或过滤细胞培养流体.可替换地，或者另外地，根据本发明实施方式的多孔膜可被用于过滤空气和/或气体和/或可被用于通风应用(例如允许空气和/或气体、但不是液体通过).根据本发明实施方式的多孔膜可被用于多种设备中，包括外科设备和产品，例如眼外科产品.本发明的膜是尺寸稳定的.在某些实施方式中，多孔PTFE膜可单独地使用，例如作为非支撑膜，并且在其它实施方式中，多孔PTFE膜可与其它多孔元件和/或另一个部件组合使用，从而例如提供例如复合物、过滤元件和/或过滤器的制品.

根据本发明实施方式的膜特别适用于过滤包含金属的流体和/或SPM流体.

例如，在一种实施方式中，用于过滤包含金属的流体的方法包括使包含金属的流体经过所述膜的实施方案，并由所述流体去除金属.包含金属的流体可以是在电子工业中使用的流体，并且所述方法可以包括由包含金属的流体去除第2族金属(例如Mg和/或Ca)，多价金属和/或过渡金属(例如Cr、Mo、Mn、Fe和/或Ni).

在另一种实施方式中，用于过滤SPM流体的方法包括使SPM流体经过所述膜的实施方案，并由所述流体去除颗粒(例如包含二氧化硅的颗粒).所述方法还包括由SPM流体去除金属。例如，所述方法的实施方案可以包括由包含金属的流体去除第2族金属(例如Mg和/或Ca)，多价金属和/或过渡金属.

关于宽波段UV暴露，UV辐射源(相干的或非相干的)能够产生具有宽波段的辐射.例如，所述宽波段可以包括在如下范围UV子带的波长分布：约100nm至约400nm，例如约150nm至约350nm的子带.可替换地，辐射源能够产生更窄的波段辐射，例如更窄子范围内的辐射，例如约100nm至约200nm(真空紫外)、约200nm至约280nm(UVC)、约280nm至约315nm(UVB)和/或约315nm至约400nm(UVA).辐射源还能够产生更加离散的辐射波长.

典型地，真空紫外(VUV)辐射源的强度(或能量密度)为约5mW/cm²至约100mW/cm²，优选为约5mW/cm²至约20mW/cm²，总处理时间周期范围为约1分钟至约60分钟，优选约5分钟至约20分钟，甚至更优选约1分钟至约5分钟.

典型地，宽波段辐射源、优选中压汞灯的强度(或能量密度)为约10mW/cm²至约1000mW/cm²，优选为约10mW/cm²至约200mW/cm²的范围，总处理时间周期范围为约5秒至约300秒，优选约5秒至约120秒。

典型地，脉冲黑体辐射源的强度(或能量密度)为约53,000W/cm²至约85,000W/cm²，总处理时间周期范围为约1秒至约300秒，优选为约1秒至约120秒，甚至更优选为约1秒至约60秒.

UV辐射源能够发出连续的辐射流.多种合适的UV源为市售的，例如使用包含电极的灯泡，或者无电极灯泡.合适的来源例如包括Fusion UV Systems，Inc.(Gaithersburg，MD)(例如准分子激光和汞灯)，Pulsar Remediation Technologies，Inc.(Roseville，CA)，UV Process Supply，Inc.(Chicago，IL)，USHIO America，Inc.(Cypress，CA)，M.D.Excimer，Inc.(Yokohama Kanagawa，Japan)，Resonance Ltd.(Ontario，Canada)和Harada Corporation(Tokyo，Japan).

在某些实施方式中，辐射源能够以短脉冲来传送辐射脉冲.脉冲辐射源为能量高效的，并能够传送高强度辐射。例如，辐射源能够传送脉冲宽波段黑体辐射，例如在美国专利5,789,755中所描述的，通过引用将其并入本文.这样的脉冲宽波段黑体辐射组件例如可购自Pulsar Remediation Techologies，Inc..

根据本发明，膜的任一表面或者两个表面可暴露至UV辐射.

典型地，将要暴露至UV辐射的膜可在将膜暴露至UV辐射之前，被置于与至少一种流体、优选液体接触(例如使用液体浸没膜的孔).根据需要，所述膜可在暴露至辐射的过程中，保持为全部或部分浸没于流体中.可替换地，例如，所述膜在暴露至辐射之前，可由流体移除.

在暴露至UV辐射之前，多种流体适用于与所述膜接触.合适的流体包括水(例如去离子水和重水)、醇、芳族化合物、硅油、三氯乙烯、四氯化碳、氟碳化合物(例如氟利昂)、酚类、有机酸、醚类、过氧化氢、亚硫酸钠、硫酸铵(例如叔丁基铵硫酸盐)、亚硫酸铵、硫酸铜、硼酸、盐酸和硝酸.典型地，在膜暴露至UV辐射时，浸没膜的孔的液体吸收UV辐射源所产生范围的波长.

在某些实施方式中，在UV处理之前，所述膜与多种流体接触.例如，所述膜可被浸没于第一流体、例如有机溶剂(例如甲醇、乙醇、丙酮、醚或异丙醇)中，优选地，其中第一流体与水具有高相容性，并且表面张力为约30达因/cm或更小，和将所述膜浸没于第二流体(例如水)中，以使用水来替换溶剂。随后，将所述膜浸没于第三流体中，例如包括水性溶液或非水性溶液，以使用水性化合物溶液替换水.将使用第三流体浸没的膜暴露至UV辐射.

关于气体等离子体暴露，术语“气体等离子体”通常被用于描述离子化的气体的状态。气体等离子体由高能带电(正电或负电)离子、带负电的电子和中性物质构成.如在本领域中已知的，气体等离子体可以通过燃烧、火焰、物理冲击、或优选地通过放电例如电晕或辉光放电来产生。在射频(RF)放电中，所要处理的膜或基底被置于真空室中，并将低压气体混合至系统中.电磁场通过使气体经历电容或感应RF放电来产生.气体吸收电磁场能量，并离子化，产生高能粒子.如在本

技术实现要素：
中所使用的，气体等离子体被暴露至多孔介质，由此改变多孔介质的性能，以为多孔介质提供未处理的多孔介质所不具有的性质.

对于多孔PTFE的等离子体处理来说，典型地，气体等离子体处理装置通过将真空喷嘴连接至真空泵而被抽真空.通过进气将来自于气源的气体混合至排空的装置，直至获得跨导管的希望的气体压力差.RF电磁场通过将希望频率的电流由RF发生器施加至电极而在等离子体区域中产生.气体在管中的离子化由所述场诱发，并且在管中获得的等离子体改变等离子体区域中的介质.

用于处理介质(膜或基底)表面的气体可以包括无机和有机气体，其可单独使用或者组合使用.无机气体例如为氦气、氩气、氮气、氖气、一氧化二氮、二氧化氮、氧气、空气、氨气、一氧化碳、二氧化碳、氢气、氯气、氯化氢、溴化氰、二氧化硫、硫化氢、氙气、氪气等.有机气体例如为乙炔、吡啶、有机硅烷化合物气体和有机聚硅氧烷化合物气体、氟碳化合物等.此外，所述气体可以是气化有机材料，例如待等离子体聚合或者沉积在膜表面上的烯属单体.根据需要，这些气体可以单独使用或者作为两种或更多种这样的气体的混合物来使用.典型地，所述气体可以是氮气和/或甲烷，气体流速为约15至约20ml/min，等离子体暴露时间为约30至约60分钟.所述气体可以组合为不同比例的混合物.

等离子体源能够作为脉冲或者连续地发出Rf.多种合适的市售设备为合适的，例如包括Harrick Plasma(Ithaca，NY)的PDC-001表面等离子体(台式设备)。

等离子体源优选能够产生30W(Rf线圈)，在供给至Rf线圈的10-30W的范围内.使用气体等离子体来处理多孔PTFE膜的典型参数可以包括功率等级，其为约10至约3000瓦，约500至约2500瓦，约1500至约2500瓦；RF频率，其为约1kHz至约100MHz，约15kHz至约60MHz，约30kHz至约50kHz；暴露时间，其为约5秒至约12小时，约1分钟至约2小时，约10至约60分钟；气压，其为约0.001至100托，约0.01至1托，和约0.1至约0.5托；和气体流速，其为约1-2000标准cc/min.

多种PTFE膜和基底(包括市售膜和基底)适用于在本发明中使用.

膜可以具有任意合适的孔结构，例如孔尺寸(例如由起泡点或者例如在美国专利4,340,479中所描述的K_L来证实，或者由毛细凝聚流动孔隙测量法来证实)、平均流动孔(MFP)尺寸(例如使用气孔计来表征，例如Porvair Porometer(Porvair plc，Norfolk，UK)，或者以商标名POROLUX可得的气孔计(Porometer.com；Belgium))、孔等级、孔径(例如使用例如在美国专利4,925,572中描述的改进的OSU F2测试来表征)、或者去除等级媒介.所使用的孔结构依赖于要使用的颗粒的尺寸，所要处理的流体的组成，和经处理的流体的希望的流出物含量.

典型地，根据本发明的涂覆的多孔PTFE膜的孔等级为约1微米或更小，优选(特别是对于非去湿应用)为约0.05微米至约0.02微米，或更小.例如，所述膜可以是纳米多孔膜，例如，膜具有的孔径为1nm至100nm.

典型地，涂覆的膜具有的厚度范围为约0.2至约5.0密耳(约5至约127微米)，优选地，为约0.5至约1.0密耳(约13至约25微米)，尽管膜可以比这些数值更厚或者更薄。

多孔膜可以具有任意希望的临界润湿表面张力(CWST，例如在美国专利4,925,572中所定义的)。CWST可以依赖于一系列特定组成的溶液进行测定.每种溶液具有特定的表面张力.溶液的表面张力以小的不相等的增量由25达因/cm增加至92达因/cm.为了测量膜表面张力，所述膜被置于白色光线工作台的顶部上，将一滴特定表面张力的溶液施加至膜表面，并记录液滴穿过膜并变为亮白色所花费的时间，所述亮白色为光线经过所述膜的指示.当液滴穿透所述膜所花费的时间≤10秒时，认为是立即润湿的.如果所述时间＞10秒，那么认为溶液部分润湿所述膜.CWST可以根据本领域已知的进行选择，例如根据另外地例如在美国专利5,152,905、5,443,743、5,472,621和6,074,869中所公开的.

典型地，膜具有的CWST为至少约27达因/cm(约27×10^-5N/cm)，更优选地，至少约30达因/cm(约30×10^-5N/cm)，并且在某些实施方式中，至少约35达因/cm(约35×10^-5N/cm).例如，膜具有的CWST可以是约30达因/cm(约30×10^-5N/cm)至约40达因/cm(约40×10^-5N/cm)，或者更大.

包括多孔膜的制品，例如过滤器、过滤元件和/或复合物可以包括其它元件、层或部件，其可以具有不同结构和/或功能，例如如下的任意一个或多个中的至少一个：预过滤、支撑、排泄、间隔和缓冲.说明性地，过滤器还可以包括至少一个其它的元件，例如网和/或筛.

根据本发明的实施方式，膜、过滤元件、复合物和/或过滤器可以具有不同的构型，包括平面的、褶皱的、螺旋的和/或中空圆柱的.

膜、过滤元件、复合物和/或过滤器典型地被置于壳体中，所述壳体包括至少一个入口和至少一个出口，并在所述入口和所述出口之间限定至少一个流体流动路径，其中所述膜横跨流体流动路径，以提供过滤设备.优选地，对于交叉流动应用来说，膜、复合物和/或过滤器被置于壳体中，所述壳体包括至少一个入口和至少两个出口，并在入口和第一出口之间限定至少第一流体流动路径，以及在入口和第二出口之间限定第二流体流动路径，其中所述膜横跨第一流体流动路径，以提供过滤设备.所述过滤设备可以是可灭菌的.可以使用具有合适形状并提供至少一个入口和至少一个出口的任何壳体.

所述壳体可以由任意合适的刚性不可渗透材料制得，包括任何不可渗透的热塑性材料，其为与所要处理的流体相容的.例如，所述壳体可以由金属例如不锈钢或者由聚合物制得.在一种实施方式中，所述壳体为聚合物，例如丙烯酸类树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂或者聚碳酸酯树脂.

下文的实施例进一步描述了本发明，但是，当然不应当认为以任何方式限定其范围.

实施例1

本实施例证明了根据本发明的实施方式的使用气体等离子体制备膜的方法.

将市售的PTFE膜(Sumitomo Electric Fine Polymer，Inc.，标称孔径50nm)使用氩气/甲烷进行气体等离子体处理，气体流速为15-20ml/min，持续30分钟.

膜被置于异丙醇(IPA)中30秒，并使用去离子(DI)水洗涤1-2分钟。

膜在室温下被置于聚苯乙烯磺酸(PSSA)或者苯乙烯磺酸(SsA)的10％溶液中30分钟.

使用去离子水洗涤所述膜16小时，在65℃下烘箱干燥10分钟，并使用水测量接触角.

在室温下，使用H₂SO₄(在室温下暴露至H₂SO₄12小时)和硫酸过氧化氢混合物(SPM)溶液挑战所述膜16小时.在每个挑战之前，膜被置于IPA中30秒，并使用去离子水洗涤1-2分钟.在每个挑战后，使用去离子水洗涤所述膜16小时，在65℃下烘箱干燥10分钟，并使用水测量接触角.

H₂SO₄处理后的结果如下：

H₂SO₄和SPM处理后的结果如下：

本实施例显示出在根据本发明的实施方式中，接触角为稳定下降的(并由此，CWST为稳定提高的，并且所述膜为非去湿的)，即便是在暴露至H₂SO₄和SPM之后.

实施例2

本实施例证明了根据本发明的一种实施方式的使用宽波段UV来制备膜的方法。

如下制备多巴胺溶液：

Tris-HCl缓冲液制备：将15mmol的Tris-HCl缓冲剂混入一升的DI-H₂O中.pH～5.逐滴添加1N NaOH，提高至pH 8.8.在密封容器中存储缓冲液。

多巴胺制备(在涂覆时新鲜制备)：在pH＝8.8下，将0.1g(2000ppm)的多巴胺-盐酸盐粉末添加至含有Tris缓冲液的已编号50mL离心管，并随后再次盖住.标记实际添加的多巴胺质量，并将其与已编号的离心管相关联。随着多巴胺的溶解，将发生由无色至淡橙色的颜色变化.

市售PTFE膜(Sumitomo Electric Fine Polymer，Inc.，标称孔径50nm)使用IPA预润湿，浸没于去离子水中10-15秒，从而使用去离子水替换IPA，并浸没于0.15M亚硫酸钠(NaSO₄)中10-15秒以替换去离子水，并使用亚硫酸钠浸渍孔.

在45℃下，以8in/min的速度将所述膜暴露至宽波段UV(功率＝200mW/cm²).

如下涂覆对照组(原生的)和UV处理的膜：

聚乙烯管被切成1英寸长，并将每个膜置于管内的一个开口上方并通过橡胶带固定至所述管以制成碗状物，并置于碟盘中.所述碟盘被置于以低设置操作的定轨摇床上.将15mL新制备的Tris缓冲溶液中2000ppm的多巴胺添加至每个膜，并开始计时.

透明塑料盖被置于每个膜上以降低蒸发.以15分钟的间隔将膜从碟盘移除，并置于去离子水洗涤塔盘中，洗涤最少30分钟.在50℃下干燥膜10分钟.

4小时后，宽波段UV处理的PTFE多巴胺涂覆的膜具有的CWST超过90达因/cm，而原生PTFE多巴胺涂覆的膜具有的CWST为68-72达因/cm.8小时后，宽波段UV处理的PTFE多巴胺涂覆的膜具有的CWST超过105达因/cm，而原生PTFE多巴胺涂覆的膜具有的CWST为82-84达因/cm.

由此，与涂覆原生PTFE膜相比，根据本发明的一种实施方式制备的膜可以在更短的时间内被赋予亲水性.

实施例3

本实施例证明了根据本发明的一种实施方式的使用宽波段UV和热接枝来制备膜的方法.

如下制备引发剂(用于热接枝)：在100ml的水中溶解1.5g的AIBN(溶液A).

如下制备接枝溶液：在100ml的水中溶解10.0g的单体4-苯乙烯磺酸(溶液B).

将市售PTFE膜(Sumitomo Electric Fine Polymer，Inc.，标称孔径50nm)使用IPA预润湿，浸没于去离子水中10-15秒，以使用去离子水替换IPA，并浸没于0.1M亚硫酸钠中10-15秒以替换去离子水，并使用亚硫酸钠浸渍孔.

在45℃下，以8in/min的速度将所述膜暴露至宽波段UV(功率＝200mW/cm²).

将对照组(原生的)和UV处理的膜如下涂覆：

在80℃下，将4×4’大小的BBUV处理的PTFE片置于溶液A中(在氮气下)1小时.在80℃下，将4×4’大小的引发剂接触媒介片置于溶液B中(在氮气下)3小时.

所述膜使用去离子水并随后使用IPA洗涤，干燥并分析.

对照组的膜具有的CWST为约34至约38达因/cm，而UV处理的涂覆膜具有的CWST为42-74达因/cm.

对照组和UV处理的膜的CWST在静态模式的SPM挑战后未下降.

实施例4

本实施例证明了根据本发明的一种实施方式的使用宽波段UV和使用其它化合物进行热接枝来制备膜的方法.

如在实施例3中所描述制备引发剂，制备PTFE膜并将其暴露至宽波段UV.

制备六种接枝溶液：(1)d-PA(亚乙烯基-1二磷酸四异丙基酯)；(2)PEGMEMA(聚乙二醇甲基醚甲基丙烯酸)；(3)p-SSA(4-聚苯乙烯磺酸)；(4)CMS(4-氯甲基苯乙烯)；(5)Ar-VB-t-MACl((芳基-乙烯基苯)三甲基NH₄Cl)；和(6)MA((甲基)丙烯酸)。在制备溶液时，在100ml水中溶解10.0克的每种单体(溶液B).

对照组(原生的)和UV处理的膜如在实施例3中所描述地进行涂覆.

对照组膜(仅UV处理)的CWST为约65达因/cm，并且将不会被水溶液润湿，而某些UV处理的涂覆膜(PEGMEMA、p-SSA、Ar-VB-t-MACl和MA)的CWST为72达因/cm或者更大，并且将被水溶液润湿(例如在生命科学应用中所使用的).

实施例5

本实施例示出根据本发明的一种实施方式制备的亲水化膜与未处理的(对照组)PTFE膜以及市售UV处理的PTFE膜相比的金属去除效率。

多巴胺涂覆的膜根据在实施例2中所描述的来制备.

在一系列的试验中，根据本发明的一种实施方式制备的多巴胺涂覆的PTFE膜、未处理的PTFE膜、和市售UV处理的膜被用于单独地过滤流体样品，所述流体样品包含如下金属：Li、Na、K(第1族金属)；Mg、Ca(第2族金属)；Al、Pb(第3族金属)，和Cr、Mo、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn(过滤金属).

在另一系列的试验中，根据本发明的一种实施方式制备的多巴胺涂覆的PTFE膜、和未处理的PTFE膜被用于单独地过滤流体样品，所述流体样品包含如下金属：Li、Na、K(第1族金属)；Mg、Ca(第2族金属)；Al、Pb(第3族金属)，和Cr、Mo、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn(过渡金属)。

如在图1中所示的，根据本发明的膜的实施方式与未处理的膜和市售UV处理的膜相比，有效地去除多种第2族金属和第3族金属，以及多种过渡金属.

如在图2中所示的，根据本发明的膜的实施方式与未处理的膜相比，有效地去除多种第2族金属和第3族金属，以及多种过渡金属.

本文引用的所有参考文献，包括出版物、专利申请和专利，通过参考并入本文，引用程度如同各参考文献被单独和特别地说明以通过参考并入本文并且以其整体列举.

术语(冠词)“一个(a)”和“一种(an)”和“该(the)”和“至少一种/个”以及类似的用语在描述本发明的上下文中(特别是在下面的权利要求的上下文中)被解释为覆盖单数和复数，除非本文另外说明或上下文明显矛盾.前接一系列的一个或多个项目的术语“至少一种/个”的(例如，“A和B中的至少一种”)的使用应理解为意味着选自所列项目中的一项(A或B)或两种或多种所列项目的任何组合(A和B)，除非在此另外说明或通过上下文看出明显矛盾.术语“包含”，“具有”“包括”和“含有”解释为开放式的术语(意指“包括，但不限于”，)，除非另外说明.本文中数值范围仅仅意指用作单独涉及的各个落入范围内的单个数值的简记方法，除非本文另外说明，各个单个的数值被合并到说明书中，如同其被本文单独引用.本文描述的所有方法可以按照任意合适的顺序实施，除非本文另外说明或上下文明显矛盾.任何一个和全部实例的使用，或本文提供的示例性语言(例如“如”、“例如”)，仅仅意指更好地阐明发明，而不对发明的范围施加限制，除非另外声明.说明书中没有语言被解释为表明任何未声明的成分是实施本发明必不可少的.

本文描述了本发明的优选实施方式，包括发明人所知的实施发明的最佳模式.这些优选实施方式中的变体对于阅读了前述说明书的普通技术人员来说是显而易见的.发明人预计本领域技术人员适当时会采用这种变体，并且发明人还倾向于与本文详细描述不同地实施的发明.因此，本发明包括适用的法律所允许的本文所附的权利要求中记载的主题的所有改进和等同物。此外，本发明包括上述元素在所有可能的变体中的任意组合，除非本文另外说明或上下文明显矛盾。