DD210611A1

DD210611A1 - Verfahren zur herstellung und einbettung eines hohlfaserbuendels

Info

Publication number: DD210611A1
Application number: DD24391682A
Authority: DD
Inventors: Rolf Weigel; Jens Finke
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1982-10-12
Filing date: 1982-10-12
Publication date: 1984-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlfaserbuendels, das aus einer Vielzahl parallel zueinander verlaufenden und mindestens an ihren beiden Enden jeweils gemeinsam in Koepfe eingebetteten Hohlfasern besteht. Derartige Buendel stellen ein wesentliches Teil der Dialysatoren dar, die in kuenstliche Nieren Verwendung finden. Mit der Erfindung soll das Herstellungsverfahren des Hohlfaserbuendels materialmaessig und kostenmaessig guenstiger gestaltet werden. Erreicht wird dies dadurch, dass Hohlfasern mit verfluessigbaren Baendern verbunden werden, die daraus entstandene Matte zu einem Buendel aufgerollt und danach mit beiden Enden in heizbare Formen eingelegt wird und dass danach eine Zentrifugation des Faserbuendels um seine ideelle mittlere Querachse bei gleichzeitiger Heizung der Formen bis zur Verfluessigung der Baender erfolgt. Nachdem das verfluessigte Material der Baender die Hohlfasern im Bereich der Formen umschlossen hat, werden der Heizvorgang unterbrochen und nach Erstarrung der Faserkoepfe die Zentrifugation beendet, das Hohlfaserbuendel der Form entnommen, verschnitten und in das Dialysatorgehaeuse eingelegt.

Description

Verfahren zur Herstellung und Einbettung eines Hohlfaserbündels

Internationale Patentklassifikation: A 61 M 1/03, B 01 D 13/00 Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Einbettung eines Hohlfaserbündels, bei dem eine Matte, die aus einer Vielzahl von zusammengefaßten Hohlfasern besteht, spiralförmig aufgewickelt, an jeder Stirnseite mit einem Kopf versehen und verschnitten wird, Hohlfaserbündel stellen einen wesentlichen Teil von Dialysatoren und Filter dar, die in künstlichen Nieren Verwendung finden*

— 2 -

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

In der DAS 2 208 587 ist ein Verfahren zur Herstellung von selektiv durchlässigen Membrankörpern in Zylinderform beschrieben· Sine oder mehrere Hohlfasern werden dabei um zwei parallel zueinander verlaufende elastische iPragelemente (Fäden) gewickelt, so daß ein Band entsteht, welches spiralförmig zu einem zylindrischen Körper aufgewickelt wird, der im Bereich mindestens einer Zylinderebene mit aushärtbarem Harz verklebt wird, um dem Körper Stabilität zu verleihen und dessen Stirnseiten zur Erzielung offener Faserenden senkrecht zur Zylinderlängsachse durchschnitten werden· Vor dem Durchschneiden wird das Faserbündel in ein Dialysatorgehäuse eingelegt und unter Eingabe von Dichtungsmittel ζ· Β· Polyurethan an seinen Stirnseiten mit Köpfen versehen·

Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwendig, da ein erster Verfahrensschritt zur Herstellung der Matte mit dem erforderlichen Material der Tragelemente, ein zweiter Schritt zum Verkleben und Stabilisieren der Matte mit einem Zusatzwerkstoff, ein dritter Schritt zum Aushärten des Klebstoffes, ein vierter Schritt zum Einbringen von Füllmaterial und zur Herstellung der Bündelköpfe und ein fünfter Schritt zum Freilegen der Faseröffnungen an den Stirnseiten des Hohlfaserbündels notwendig sind»

Hinzu kommen der relativ hohe Materialverbrauch, weil beim Freilegen der Faseröffnungen, bedingt durch das nicht genau definierbare Verhalten des Klebstoffes beim Aufbringen auf die Fasermatte auf jeder Seite des Bündels ein beträchtliches Ende der Fasern vor der Klebstoffebene abgeschnitten werden muß· Auch ist, bedingt durch den verwendeten Klebstoff, eine häufige Reinigung der Wickelvorrichtung erforderlich.

Mit der in der DE-OS 2 400 020 offenbarten Lösung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Fraktionie-

•m 3 m.

rung mittels Hohlfasern vorgestellt, bei der eine Hohlfaserniatte hergestellt, spiralförmig auf einen Kern gewickelt, an mindestens einer Stirnseite mit einen Kopf versehen und an den Bndflächen mit einem Klebstoff getränkt wird, der danach einer Aushärtung zu unterziehen ist« Nach der Aushärtung wird das Faserbündel zur Freilegung der Faseröffnungen durchschnitten·

Dieses Verfahren erfordert ebenfalls fünf Schritte, nämlich als ersten das Herstellen der Matte, als zweiten das Verkleben, der sehr unregelmäßig verlaufenden Seitenkanten der Matte zu Endwandungen, als dritten das Anbringen eines Kopfes an wenigstens einem Ende des Hohlfaserbündels, als vierten das Aushärten des Klebstoffes und als fünften das Freilegen der Faseröffnungen·

Auch hier tritt ein relativ hoher Materialverbrauch auf, der durch den vor der Verklebung liegenden breiten unregelmäßig verlaufenden Mattenrand bedingt ist· Ebenso wie beim zuerst genannten Verfahren sind hier wegen des verwendeten Klebstoffes häufig Reinigungsarbeiten an der Wickelvorrichtung bzw· dem Tauchbad notwendig«

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, das Herstellungsverfahren für Hohlfaserbündel einfacher und aus der Sicht des Materialaufwandes günstiger zu gestalten, als es mit den bekannten Verfahren möglich ist·

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlfaserbündels zu entwickeln, das weniger Verfahrensschritte als die bekannten erfordert und diesen gegenüber materialeinsparend ist, das heißt

zur Stabilisierung des Faserbündels und zur Bildung der Bündelköpfe keinen zusätzlichen Werkstoff, wie z_o B, Klebstoff, benötigt·

Außerdem soll das Verfahren keine auf dieses zurückzuführende Reinigungsarbeiten ah der Wickelvorrichtung erfordern·

Brfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Hohlfasern mit parallel zueinander geführten, breiten, verflüssigbaren Bändern zu einer Matte verbunden werden, daß danach die so entstandene Matte zu einem Bündel aufgerollt, das Bündel in ein Dialysatorgehause eingeschoben, mit seinen beii den Enden in je eine heizbare Form eingelegt und in den Formen bei gleichzeitiger axial zur Bündellängsachse wirkenden Kraft bis zur Verflüssigung der Bänder erwärmt wird, daß nach Umschließung der vorderen Abschnitte der Hohlfasern mit dem verflüssigten Material der Bänder und der Bildung von Köpfen daraus das Heizen der Formen unterbrochen und nach Erstarren des Bändermaterials in Kopfform die auf der Bündellängsachse wirkende Kraft unterbrochen und das Hohlfaserbündel mit dem Dialysatorgehause den heizbaren Formen entnommen und an den Stirnseiten der Köpfe verschnitten wird» Bs ist auch möglich, die Einbettung der Fasern, die Herstellung der Faserköpfe und das Verschneiden außerhalb eines Dialysatorgehäuses vorzunehmen und das fertige Bündel nachträglich in ein solches einzusetzen·

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, die verflüssigbaren Bänder als Haftbänder auszulegen·

Die axial zur Bündelachse wirkende Kraft wird wahlweise durch Zentrifugation oder durch das Senkrechtstellen des Faserbündels erzeugt, wobei im letzterem Fall das flüssige Material der Bänder dem Druck eines gasförmigen Mediums vom Mittelteil des Dialysators aus unterworfen wird.

Ausführungsbeispiel:

Das folgende Ausführungsbeispiel soll die Erfindung erläuternί

Mehrere, parallel zueinander verlaufende, verflüssigbare Haftbänder werden mit zu ihrer Längsachse quer laufenden Hohlfasern so verbunden, daß eine Matte entsteht· Diese Matte wird zu einem Hohlfaserbündel mit einem Durchmesser gewickelt, der dem Innendurchmesser eines Dialysatorgehäuses entspricht·

Das Hohlfaserbündel wird in das Dialysatorgehäuse eingelegt und an beiden Stirnseiten mit je einer heizbaren Form abgedeckt. Beide Formen werden auf eine Temperatur von 110° 0 erwärmt und gemeinsam mit dem Dialysegehäuse in einer Zen«*- trifugiereinrichtung senkrecht zur Längsachse gedreht· Das nach einer Erwärmungszeit von ca· 4 Minuten verflüssigte Material der Haftbänder wird durch die darauf wirkende Zentrifugalkraft in Richtung der stirnseitigen öffnungen des Dialysatorgehäuses und der Formen gedrückt· Nach einer Zeit von weiteren ca· 4 Minuten wird die Heizung ausgeschaltet, so daß das Material der Haftbänder nunmehr in Form von die Hohlfasern einbettenden Bündelköpfen erstarrt· Durch das Weiterlaufen der Zentrifugiereinrichtung wird eine rasche Abkühlung der Formen und der Bündelköpfe erreicht, so daß nach einer ungefähren Laufzeit von 12 Minuten die Zentrifugiereinrichtung abgeschaltet, abgebremst, das Hohlfaserbündel mit dem Dialysatorgehäuse entnommen und die Bündelköpfe an den Stirnseiten zur Freilegung der Hohlfaseröffnungen verschnitten werden können.

Es ist auch möglich, zur Verdichtung des verflüssigten Materials der Haftbänder anstelle der Zentrifugalkraft durch Senkrechtstellung des Hohlfaserbündels die Schwerkraft bei gleich zeitiger Beaufschlagung des flüssigen Materials mit einem gasförmigen Druckmedium zu nutzen© Allerdings ist dann das Hohlfaserbündel nach Herstellung des ersten Kopfes um 180° zur Bildung des zweiten Kopfes zu drehen, was die Herstellungszeit verdoppelt.

Claims

- 6 Erfindungsanspruch:

1· Verfahren zur Herstellung und Einbettung eines Hohlfaserbündels, das aus einer Vielzahl im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden und mindestens an ihren beiden Enden jeweils gemeinsam Köpfe bildenden Hohlfasern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlfasern mit parallel zueinander geführten, breiten, verflüssigbaren Bändern zu einer Matte verbunden werden, daß danach die so entstandene Matte zu einem Bündel aufgerollt, das Bündel in ein Dialysegehäuse eingeschoben mit seinen beiden Enden in je eine heizbare Form eingelegt und in den Formen bei gleichzeitiger axial zur Bündellängsachse wirkenden Kraft bis zur Verflüssigung der Bänder erwärmt wird, daß nach Umschließung der vorderen Abschnitte der Hohlfasern mit dem verflüssigten Material der Bänder und der Bildung von Köpfen daraus das Heizen der Formen unterbrochen und nach Erstarren des Bändermaterials in Kopfform die in Bündellängsachse wirkende Kraft unterbrochen und das Hohlfaserbündel mit dem Dialysatorgehäuse den heizbaren Formen entnommen wird«

2· Verfahren zur Herstellung und Einbettung eines Hohlfaserbündels das aus einer Vielzahl im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden und mindestens an ihren beiden Enden jeweils gemeinsam Köpfe bildenden Hohlfasern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlfasern mit parallel zueinander geführten, breiten, verflüssigbaren Bändern zu einer Matte verbunden werden, daß danach die so entstandene Matte zu einem Bündel aufgerollt, das Bündel mit seinen beiden Enden in je eine heizbare Form eingelegt und in den Formen bei gleichzeitiger axial zur Bündellängsachse wirkenden Kraft bis zur Verflüssigung der Bänder erwärmt wird, daß nach Umschließung der vorderen Abschnitte der

Hohlfasera rait dem verflüssigten Material der Bänder und der Bildung von Köpfen daraus das Heizen der Formen unterbrochen und nach Erstarren des Bändermaterials in Kopfform die in Bündellängsachse wirkende Kraft unterbrochen und das Hohlfaserbündel den heizbaren Formen entnommen wird»

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verflüssigbaren Bänder Haftbänder sind»

4·. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial zur Bündelachse wirkende Kraft durch Zentri fugation erzeugt wirdo

5. Verfahren nach .Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial zur Bündelachse wirkende Kraft durch Senkrecht-steilen des Faserbündels erzeugt wird, wobei nur die Form des jeweils unteren Endes des Faserbündels erwärmt wird«

6. Verfahren nach Punkt __i 1 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß in der Flüssigkeitsphase der Bänder in den Mittelteil des Dialysatorgehäuses ein gasförmiges Druckmedium eingeleitet wird.