DE2208587A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung einer selektiv durchlassigen Membrananordnung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl. -Ing. R Weigkmann, ZZUöbö/

Dipl.-Ing. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

<983921/22>

THE5 D0¥ CHEMICAL COMPANY
929 Bast Main Street,
Midland, Michigan, V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer selektiv durchlässigen Membrananordnung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer selektiv durchlässigen Membrananordnung aus einer oder mehreren durchgehend hohlen Fasern*

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Rohrbündel aus hohlen Pasern hergestellt, die sich zur Verwendung als selektiv durchlässige Membranen bei verschiedenen Strömungs-Bittel-Trennvorrichtungen zum Zwecke der osmotischen Trennung, beispielsweise zum Entsalzen von Salzlösung, eignen* Ähnliche Rohrbündel, die aus hohlen thermoplastischen Fasern hergestellt sind, können auch für Wärmeaustauscherzwecke verwendet werden* Ss besteht ein besonderes Interesse daran, Rohrbündel herzustellen, die aus einer großen Zahl von permeablen, kontinuierlich hohlen Fasern mit sehr kleinem Durchmesser zur Verwendung in der Entsalzung, beispielsweise bei der Anreicherung von Blut mit Sauerstoff oder bei einer künstlichen Niere, zusammengesetzt sind*

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Bekannte Verfahren zur Herstellung von Rohrbündeln aus hohlen Fasern sind langsam, mühsam und werden Im wesentlichen von Hand ausgeführt. Zusätzlich zu der Vielzahl von Schritten, die bei der Herstellung eines ebenen Gebildes aus Fasern, das zu einem Rohrbündel gewickelt wird, kann es notwendig sein, die Fasern in jedem Schritt zu durchschneiden, so daß ein gewebeartiges Gebilde von Fasern mit offenen Enden an jeder Kante des Gebildes entsteht. Dadurch werden zusätzliche Schwierigkeiten aufgeworfen, wenn es erwünscht ist, Harz-Faserbündelköpfe mit Stirnfläche an jedem Ende des Bündels herzustellen, da das Harzmaterial in die Faserenden einfließt und sie verstopft.

Es wird daher ein Verfahren zur Herstellung solcher Rohrbündel-Trennelemente angestrebt, das sich besser für die Herstellung in großem Umfang eignet, die Schwierigkeiten bekannter Verfahren überwindet oder auf ein Minimum herabsetzt und mit dem hohle Fasern mit sehr kleinem Durchmesser in ein Rohrbündel verarbeitet werden können.

Durch die Erfandung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer selektiv durchlässigen Membrananordnung aus einer oder mehreren durchgehend hohlen Fasern angegeben, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens eine hohle Faser um ein Paar, im wesentlichen parallele, unter Abstand angeordnete Tragglieder gewunden wird, wobei ein sich bewegender Gurt gebildet wird, daß der Gurt zur Bildung eines gewickelten Bündels um einen Kern gewunden wird, daß ein Band aus verfestigbarem Harz an einem oder mehreren Querabschnitten des Bündels aufgebracht wird, daß das Harzband oder die Harzbänder verfestigt wird bzw· werden, und daß wenigstens ein verfestigtes Harzband durchschnitten wird, um einen Faserbündelkopf mit einer Stirnfläche zu schaffen, in der die offenen Faserendabschnitte enden. Vorzugsweise wird das Harz aufgebracht,' während der Gurt zur Bildung des Bündels gewickelt wird. Die hohlen Fasern können um ein- oder mehrfasrige Tragglieder gewunden werden, auf denen vorzugsweise eine Klebesohioht aufgebracht 1st.

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Besonders gute Ergebnisse können erzielt werden, wenn der Gurt auf einen perforierten Kern aufgewickelt wird, und wenn zwei Faserbündelköpfe aus zwei verfestigten Harzbändern in dem Rohrbündel hergestellt werden· Typische verfestigbare Harze, die Verwendetwerden können, sind aushärtbarer Silikonkautschuk und katalysiertes Epoxyharz. Bs kann erwünscht sein, die hohlen Fasern in der Zone der Tragglieder mit Wärme zu beaufschlagen, so daß die Fasern im Kontakt mit den Traggliedern weichgemacht werden· Die hohlen Fasern, die um die Tragglieder gewickelt sind, können vorzugsweise einer Modifizierungsbehandlung ausgesetzt werden, bevor der Gurt in ein Bündel gewickelt wird,

Ausführungebeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen«

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig« 2 eine Detaildarstellung eines Trennelementes, das eine selektiv durchlässige Membrananordnung gemäß der Erfindung enthält; und

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes eines Faserbündelkopfes des Rohrbündels, das in das Trennelement van Fig. 2 eingebaut ist*

Anhand von Fig. 1 wird im folgenden das erfindungsgemäße Verfahren erläutert« Ein Gurt aus Fasern wird durch einen drehbaren Rahmen 11 hergestellt, der um einen ortsfesten Führungsträger 11 drehbar angeordnet ist (der Drehantrieb ist nicht gezeigt)· Auf dem Führungsträger sind zwei Spulen 12 für Sinf achfasern, beispielsweise Polycarboxamid-Einfachfasern, angeordnet« Die Führungs-Einfachfaser 13 von jeder Spule ist mit einer Aufwickelvorrichtung Ik verbunden. Venn sich die Aufwickelvorrichtung Ik in Richtung des Pfeiles A dreht (Drehantrieb nicht gezeigt), werden die Einfachfasern

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von den Spulen 12 abgewickelt und bewegen sich in Richtung des Pfeiles B zu der Aufwickelvorrichtung hin und werden darauf aufgewickelt« Die Spulen sind mit einer einstellbaren Bremseinrichtung (nioht gezeigt) versehen, so daß eine steuerbare Spannung aufrechterhalten wird, um die Einfachfaser-Führungen genügend gespannt zu halten, während sie von der Spule abgewickelt werden.

Der drehbare Rahmen 10 besteht aus einer Reihe von mit hohlen Fasern beladenen Spulen 15t die auf einer Stützplatte i6 montiert sind· Die Spulen 15 liefern hohle Fasern 17 esizeln oder in Gruppen durch in einen Ring 19 montierte Faserführungen 18, um sie um die sich bewegenden Einfaser-Führungen zu wiokeln und sie daran zu befestigen« Der Ring 19 ist starr mit der Stützplatte Λ6 durch Stege 20 oder dergleichen verbunden. Im Betrieb dreht sich der Rahmen 10 (Drehantrieb nicht gezeigt) um den ortsfesten Führungsträger 11 in Richtung des Pfeiles C, wodurch die hohlen Fasern um die beiden Elnfaser-Führungen 13 gewiokelt werden, während sie gleichzeitig zu der Vioke!vorrichtung lh hin gezogen und um diese hejDum gewiokelt werden, so daß ein Ourt mit hohlen Fasern gebildet wird« Der Gurt mit den hohlen Fasern bewegt sich auf die Vioke!vorrichtung 14 zu und wird durch die Vicke!vorrichtung "\k aufgewickelt« Während der Gurt aus hohlen Fasern aufgewickelt wird, wird ein Band aus einem verfestigbaren Harz 21 bei einem Ende des aus den hohlen Fasern gebildeten Bündels aufgebracht und nachfolgend ausgehärtet, um einen Harz-Faserbündelkopf zu bilden. Naohdem ein aus hohlen Fasern bestehendes Rohrbündel mit genügender Größe gebildet worden ist, wird das Verfahren unterbrochen, um das Bündel zu entnehmen, die Einfaohfaser-Führungen an der Aufwickelvorrichtung erneut zu befestigen und dann das Verfahren wieder in Gang zu setzen, um ein weiteres Faserbündel herzustellen« Venn das Harz nicht vollständig ausgehärtet 1st, kann das Faserbündel in einen Ofen mit einer geeigneten Temperatur eingebracht werden, um das Aushärten zu beschleunigen« Das Faserbündel kann auch gelagert werden, so daß es bei

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Zimmertemperatur auswärt β η. kann·

IM das Faserbündel in ein Trennelement zu verwandeln, wird ea danach durch den ausgehärteten Harz-Faserbündelkopf in einer Ebene aufgeschnitten, die im -wesentlichen parallel zu der Achse des Rohrbündels liegt* Durch das Aufschneiden wird eine ebene Fläche, die Stirnfläche des Faserbündelkopfes gebildet, in der die offenen Faserendabschnitt enden·

Während Einfaohfaser-Führungen anhand von Fig. 1 beschrieben wurden, können viele verschiedene Formen von Füksungsgliedern verwendet werden. Außer einer Vielzaml von Einfaohfasern, beispielsweise Polycarboxamid, können andere Materialien für die Führungsglieder Draht, verdrallte, geflochtene oder bandartige Vielfachfasern aus Polyester, Polycarboxamid, Baumwolle oder Hanf aufweisen.

Hohle Fasern, die sich für die Permeabilitätstrennung eignen sind bekannt und umfassen viele verschiedene Arten von polymeren Materialien. Beispielsweise wurden Zellulose und Zelluloseester, beispielsweise Zellulosetriacetat, weitgehend verwendet. Die Erfindung soll auch solche Materialien wie Polyamide, Polyester, Polyolefine, Polysiloxane und Polystyrole umfassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besondere wertvoll bei der Herstellung von Trennelementen mit sehr dünnwandigen hohlen Fasern mit sehr feiner Bohrung. Hohle Fasern mit einem Außendurchmesser bis herab zu 10 Micron können verarbeitet werden. Häufig liegt der Außendurchmesser im Bereioh von 10 bis 50 Micron. Je nach dem schließlichen Verwendungszweck können jedoch auch Fasern bis zu 300 bis 500 Micron und größer verwendet werden. Entsprechend kann die Bandstärke von 1 Micron bis zu 50 Micron variieren. Hohle Fasern mit feiner Bohrung und diesen Abmessungen

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liefern die größte Oberfläche pro Einheitevolumen und werden aus diesem Grund häufig bevorzugt·

Der aus den hohlen Fasern bestehende Gurt kann einfach in Art einer Wicklung entlang einer Kante des Gurtes quer zu den Führungsgliedern gewickelt werden· Andernfalls kann der Gurt in Art einer Wicklung um einen Kern, vorzugsweise einen hohlen, perforierten Kern, gewickelt werden, der später als Strömungsmitteleinlass oder Auslassanschluß für das Faserbündel verwendet werden kann. Solch ein Strömungsmittelanschluß liefert in vorteilhafter Weise eine verbesserte Gleichförmigkeit der Strömungsmittelströmung durch das Faserbündel, was sehr wichtig, beispielsweise beim Entsalzen ist, wobei die Salzlösung gewöhnlich durch das Faserbündel fließt und die hindurchtretende Lösung von dem Innern der Fasern abgezogen wird und wo die konzentrierte Lösung, wenn sie in einem stagnierenden Bereich vorhanden ist, zu einer Verschmutzung und einem Verlust am Wirkungsgrad bei der Einrichtung führen kann·

Perforierte Kerne können viele verschiedene Formen haben» Sie können zylindrisch, nahezu zylindrisch, jedoch an den Enden abgeschrägt, zylindrisch mit einen kleineren Durchmesser aufweisenden Sndabschnitten sein* Die Kerne können Nuten an ihrer Außenfläche zur besseren Strömungsverteilung aufweisen«

Fig. 2 zeigt einr. Trennelement, das naoh dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt worden ist, wobei der Fasergurt um einen perforierten, zylindtlsohen Kern gewickelt und so bearbeitet wurde, daß er zwei Faserbündelköpfe hat. Die Faserbündelköpfe 30 sind durchschnitten, um eine Stirnfläche 31 (ebene Fläche) zu bilden, in der die offenen Enden 32 der hohlen Fasern 33 enden. Sine Vielzahl von Faserabsohnitten 33 erstrecken sich zwischen den beiden Faserbündelköpfen 30, und ein Zutritt zu dem Innern der

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Segmente ist von beide α Enden her möglich.· Sin Kern 3k mit Perforationsöffnungen 35 ist in der Mitte angeordnet und flüssigkeitsdicht in den Harz-Faserbündelkopf 30 eingesetzt· Sin Abschnitt des Kopfes 31 ist in Fig« 3 vergrößert dargestellt, um die offenen Snden 32 der hohlen Faserabschnitte 33 zu zeigen, die in dem Harz-Faserbünde1-kopf 30 abgedichtet sind. Die Faserbündelköpfe werden dadurch gebildet, daß ein verfestigbares Harz auf einen Querabschnitt des Hohlfaserbündels aufgetragen wird. Mehr als ein soloher Faserbundelkopf können ausgebildet werden« Sin Trennelement mit einem einzigen Faserbündelkopf kann dadurch gebildet werden, daß das Harz an einen Querabschnitt nahe bei dem einen Snde des Faserbündels aufgebracht wird. Je naoh der Breite des Hohlfaserbündels kann es vorteilhafter sein, das Harz an einen mittig angeordneten Querabschnitt aufzubringen, worauf nach dem Aushärten ein Schnitt duroh den Querabschnitt zwei Trennelemente erzeugt, die jeweils einen einzigen Faserbündelkopf haben. Vie oben gezeigt wurde, kann ein Trennelement mit einem Faserbündelkopf an jedem Snde ausgebildet werden· Bei einem breiten Fasergurt ist es möglich, verschiedene Trennelemente gleichzeitig dadurch zu erzeugen, daß ein verfestigbareβ Harz an verschiedenen, unter Abständen liegenden Querabschnitteη des Faserbündels aufgebracht wird·

Ss ist möglich, ein verfestigbares Material in das aufgewickelte Faserbündel einzuspritzen oder einzubringen, um einen Faserbündelkopf vorzubereiten· Ss ist jedoch vorteilhafter und einfacher, das Harz auf das Bündel aufzubringen, während es aufgewickelt wird, um eine gleichförmige Sinbettung von jeder Faser in dem Vergießharz sicherzustellen· Sin Zentrifugalverfahren zur Herstellung der Faserbündelköpfe kann ebenfalls bei bereits geformten Bündeln verwendet werden.

Nachdem das aus hohlen Fasern bestehende Faserbündel auf der Aufwickelvorrichtung gebildet ist, können die Faser-

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bündelköpfe zusätzlich auf einen größeren Durchmesser als der Durchmesser des Bündels daduroh vergrößert werden, daß mehr von dem verfestigbaren Material auf das Faserkopf band aufgebracht wird. Gegebenenfalls können Verstärkungsmaterialien, beispielsweise Glasfasern oder Bandmaterialien verwendetwerden* Nach dem Aushärten kann der Faserbundelkopf maschinell auf einen genauen Durchmesser bearbeitet und mit einer O-Ringnut versehen werden, um eine itrömungsmitteldichte Dichtung zwischen dem Faserbündelkopf und dem Außengehäuse zu schaffen·

Es ist auch möglich, das Faserbündel von der Aufwickelvorrichtung in ein Gehäuse einzusetzen und den Faserbunde lkopf direkt an das Gehäuse anzuhärten. Tatsäohlioh kann das Gehäuse direkt um das Faserbündel herum hergestellt werden, bevor das verfestigbare Material ausgehärtet ist· Die gesamte Einheit kann dann zu einer einstüokigen Struktur ausgehärtet werden·

In ähnlicher Veise, wie die Faserbündeiköpfe hergestellt werden, können auch aus Harz bestehende Ablenkplatten hergestellt werden, um den Strömungsmittelfluß durch das Faserbündel zu leiten.

Viele Arten von verfestigbaren Materialien einschließlich durch Wärme plastiflziertes, thermoplastisches Harz, das beim Abkühlen hart wird, können verwendet werden. Im allgemeinen werden jedooh wärmehärtbare oder polymerisierbare Materialien verwendet, um Lösungswiderstandsfähigkeit, chemisohe Widerstandsfähigkeit, und eine Viderstandsfähigkeit gegen hohe Drücke und Temperaturen zu erzielen« Epoxyharz· werden für viele Anwendungsfälle bevorzugt. Silikonkautsohukmateriallen werden bei der Herstellung von medizinischen Vorrichtungen, beispielsweise von einer künstlichen Niere, bevorzugt· Häufig muß das verfestigbare Material katalysiert werden, damit es ordnungsgemäß fest wird. In diesem Fall wird erfindungsgemäß getrennt der Katalysator

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und das verfestigbare Material zugegeben, wenn die Kombination dieser Komponenten sich zu schnell verfestigt, als daß es zu dem Faserbündel während des Aufwickeins bequem zugegeben werden könnte*

Zusätzlich zu den Führungsgliedern an den Kanten des Fasergurtes ist es möglich, weitere Einfachfasern zu verwenden, um einen Träger für einen breiten Fasergurt oder ein Band zu schaffen, wenn es erwünscht ist, ein Abstandeelement zwischen aufeinanderfolgenden Faserschichten während des Aufwickeins zu einem Bündel vorzusehen·

Die Vorschubgeschwindigkeit der Führungsglieder kann auch so gegenüber der Wickelgeschwindigkeit der hohlen Fasern um die Führungsglieder so variiert werden, daß das Muster der Fasern von einer sehr diohten Ausrichtung, die zu einem Faserbündel führt, bei dem die Fasern nahezu parallel angeordnet sind, bis zu einer mehr offenen Anordnung variiert, wo die Fasern in dem Faserbündel kreuzweise angeordnet sind· Die Aufwickelvorrichtung kann auch mit einer konstanten Geschwindigkeit betrieben werden. Die Geschwindigkeit kann auch automatisch variiert werden, um eine konstante Gurtgeschwindigkeit zu erzielen, während der Durchmesser des in Form einer Wicklung aufgewickelten Faserbündels größer wird.

Der sich bewegende, aus hohlen Fasern bestehende Gurt kann es gelegentlich erfordern, daß ein Schlupf der hohlen Fasern entlang den Führungsgliedern auf ein Minimum herabgesetzt oder verhindert wird· Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden· Die Führungsglieder können Bänder mit einem Kontaktklebstoff auf wenigstens einer Seite aufweisen. Bs können auch Bänder verwendet werden, die mit einem Klebematerial überzogen sind, das durch Wärme oder mit anderen Mitteln aktiviert wird. Es hat sich gezeigt, daß statt einer Behandlung mit Klebstoffen die Kanten des sich bewegenden Fasergurtes und die entsprechenden

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Faserbiegungen einer genügend starken Wärmebehandlung ausgesetzt werden können, um die Fasern welchzumachen, so daß die Faserbiegung flach wird. Beim Abkühlen behält die Faserbiegung ihre flache Form bei und neigt dadurch weniger zu einem Schlupf.

Viel· aus hohlen Fasern bestehende Vorrichtungen erfordern eine Nachbehandlung nach dem Spinnen der Fasern, gewöhnlich eine chemische Behandlung, um die Permeabilitätseigenschaften zu erreichen oder zu ändern. Häufig 1st lediglich ein Auslaugen der Faser notwendig, um einen Plastifizierer und/oder ein anderes Additiv auszulaugen. Einige Zellulosetrlacetathohlfaserη erreichen eine optimale Permeabilität, wenn sie in heißem Wasser (50 - 80 C) ausgelaugt werden. In anderen Fällen kann eine chemische Modifikation, beispielsweise eine Hydrolyse eines Zelluloseesters zu Zellulose, erwünscht sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich leicht dahingehend anpassen, daß die Fasern des Fasergurtes vor dem Aufwickeln des Gurtes zur Bildung des Faserbündels behandelt werden. Dazu muß lediglich der Fasergurt in das Behandlungsbad oder die Behandlungskammer eingeführt werden, bevor er zu dem Faserbündel aufgewickelt wird. Überschüssige Feuchtigkeit auf der Oberfläche der Fasern kann das Verbinden oder Aushärten des verfestigbaren Materiales beeinträchtigen. In diesem Fall sollte eine Vorkehrung getroffen werden, um diese Oberflächenfeuchtigkeit oder Flüssigkeit zu entfernen. Beispielsweise kann eine Trocknung durch Überblasen des Gurtes mit heißer Luft oder durch ein Vakuum verwendet werden. Wenn die Faser in irgendeiner Weise behandelt werden soll, ist es häufig vorteilhaft, die Faserbiegungen an den Führungsgliedern festzulegen, um einen Schlupf zu verhindern.

Mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wurde ein sich bewegender Gurt aus hohlen Fasern hergestellt und in Art einer

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Wicklung um einen abgeschrägten, perforierten Kern gewunden*

Bine Polycarboxamid-Binfachfaser mit einer Tragkraft von 1,8 kg wurde für die beweglichen Tragglieder verwendet, die an einem abgeschrägten perforierten Kern aus Polyvinylchlorid und mit einer Gewindeoberfläche (mit Ausnehmungen versehene Fläche) befestigt« Die Einfachfaser-Yorschubgeschwindigkeit betrug am Anfang etwa 20 cm/min und wurde allmählich während des Aufwickeins auf k5»8 cm/min am Ende des Verfahrens erhöht·

Mit SuIfolan plastifizierte, hohle Zelluloseacetatfasern wurden verwendet· Die Fasern hatten einen mittleren Außendurchmesser von 46 u und einen mittleren Innendurchmesser von 30 u. Insgesamt wurden 180 g Fasern in ein Bündel und eine nachfolgende Testzelle eingearbeitet* Zum Wickeln der Fasern wurden sechs Faserpackungen verwendet, die mit einer Drehzahl von 3*H U/min um die Binfaohfaserträger herumgeführt wurden· Bei jeder Umdrehung wurde von jedem Faserstrang jeder Packung zwei Faserlängen auf dem sich bewegenden Gurt, und zwar eine oben und eine unten, abgelegt* Da jeder Strang 16 Fasern enthielt, folgt, daß insgesamt 6k 000 Faserlängen/min (3*H χ 6 χ 2 χ 16) abgelegt wurden* Mit Faserlänge ist der Abschnitt jeder kontinuierlich durchlaufenden Faser gemeint, der notwendig ist, um den Abstand von einem Träger zum anderen zu überspannen·

Während des Aufwickeins ist es vorteilhaft, eine dünne Spur eines verfestigbaren Harzes wenigstens neben einem Ende des Faserbündels aufzubringen, während es duroh Aufwickeln gebildet wird« Auf diese Weise wird jede Faser gleichförmig durch das Harz benetzt, und die Möglichkeit Von Leckstellen wird stark reduziert oder vollständig eliminiert· Für nicht-medizinische Anwendungsfälle liefert ein Epoxyharz ausgezeichnete Eigenschaften in dem ausgehärteten Faserbündelkopf* Für medizinische Anwendung

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geeigneter Silicongummi wird für Einrichtungen zum Anreichern des Blutes mit Sauerstoff und kilns111 one Nieren bevorzugt.

Sine Epoxyforuulierung, die bei dem erfindungsgemäßen Verfaliren mit Erfolg angewendet wurde, besteht aus folgendem«

Glycidylpolyäther *	55,49 Gew.
Glycidylpolyäther **	18,87
Dibutylphthalat	14,79
Aushärtmittel Z***	7,69
Triäthanolamin	o,o4
Miiheäure	0,44
kolloidales Siliciumdioxid	2,68

100 ,00

* Biβphenol-A-PoIyäther mit einem Epoxy-Äquivalentgewloht von 172 - 178

** Bisphenol-A-Polyäther mit einem Epoxy-Üquivalentgewlcht von 186-192

♦♦* Addukt von m-Phenylendiamin und Methylendiamin mit Phenylglycidylather.

Um ein dünnes Harzband abzulegen, wird die Epoxyharzformulierung aus einer kontinuierlichen Mischeinrichtung durch eine Nr. 18-Injektionsnadel mit einer Länge von 5,1 cm gepumpt· Zwei solohe Nadeln werden als Abgabeköpfe verwendet, wenn ein Faserbündelkopf an Jedem Snde erwünscht ist. Naoh der Herstellung des %ndels kann die Aushärtung des Epoxyharze« dadurch vervollständigt werden, daß während 5 Stunden in einem 60 °C-0fen erhitzt wird· Die Auehärtungstemperatur ändert sich je nach der Zusammensetzung der Hohlfaser und sollte nicht eine Temperatur übersteigen, die die Permeabilität der Faser verschlechtert oder tatsächlich ändert.

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Nach dem Aushärten des Epoxyharzeβ wird dann der aus Harz bestehende Faserbundelkopf in einer Ebene durchschnitten, die im wesentlichen senkreoht zu der Achse des Bündels steht, um offenendige Fasern zu bilden, wie in Fig« 3 gezeigt ist· Die Trenneinrichtung wird dann in einem Gehäuse abgedichtet, in dem wasserdichte Dichtungen zwischen dem Faserbündelkopf und dem Gehäuse hergestellt werden, so daß ein Strömungsmittelf J.uß durch die Fasern getrennt von dem Strömungsmittelfluß um die Außenseite der Fasern ermöglicht wird· Solche Einheiten sind mit den bekannten Mantel- und Rohrwärmeaustauschern vergleichbar« Vor der Verwendung, beispielsweise als Dialyaator, werden die Zelluloseacetatfasern in Wasser während einer genügend langen Zeit eingeweicht, um den Sulfolan-Plastifizierer herauszuziehen· Die Wässerung ist nicht notwendig, wenn andere polymere Materialien als Zelluloseacetat bei der Herstellung der hohlen Fasern verwendet werden·

Einrichtungen, die zur Verwendung als künstliche Nieren bestimmt sind, können unter Verwendung von einem medizinischen Anforderungen entsprechenden Silikongummi statt Epoxyharz für die Faserbündelköpfe hergestellt werden« Sine künstliche Niere dient zur Dialyse des Blutes einer Person mit fehlerhaft arbeitenden Nieren, um die Abfallprodukte des Körpers, beispielsweise Urin, zu entfernen, die der Körper nicht mehr ausscheiden kann.

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Claims (10)

Pate atansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung einer selektiv durchlässigen. Membrananordnung aus einer oder mehreren durchgehend hohlen Pasern, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine hohle Faser um ein Paar, im wesentlichen parallele, unter Abstand angeordnete Tragglieder gewunden wird, wobei ein sich bewegender Gurt gebildet wird, daß der Gurt zur Bildung eines gewiokelten Bündels um einen Kern gewunden wird, daß ein Band aus verfestigbarem Harz an einem oder mehreren Querabschnitten des Bündels aufgebracht wird, daß das Harzsand oder die Harzbänder verfestigt wird bzw. werden, und daß wenigstens ein verfestigtes Harzband durchschnitten wird, um einen Faserbündelkopf mit einer Stirnfläche zu schaffen, in der die offenen Faserendabschnitte enden·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band oder die Bänder aus verfestigbarem Harz beim Aufwickeln des Gurtes in ein gewickeltes Bündel aufgebracht wird bzw. werden·

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser bzw. die Fasern um Einfachfaser- oder Mehrfachfase r-Trggglieder gewickelt wird bzw. werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Faserbündel-Kopfabschnitte durch Schneiden von zwei verfestigten Harzbändern hergestellt werden·

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeiohnet, daß der Gurt um einen perforierten Kern gewickelt wird.

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6* Verfahren nacli einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch, gekennzeichnet} daß das verwendete verfestigbare Material aus aushärtbarer Silikongummi oder ein. katalysiertes Epoxyharz ist·

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klebeschicht auf den Traggliedern aufgebracht wird·

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis7» dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Fasern in der Zone der Tragglieder durch Wärme beaufschlagt werden, um die Faser in Kontakt mit dem Tragglied weichzumachen·

9* Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Faser oder die hohlen Fasern, die um die Tragglieder gewickelt ist bzw· sind, vor dem Aufwickeln des Gurtes in ein Bündel einer Modifizierungsbehandlung unterworfen wird bzw, werden.

10. Vorrichtung zur Herstellung eines in Art einer Wicklung aufgewundenen Bündels aus durchgehend hohlen Fasern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens naoh Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12), die zwei im wesentlichen parallele, unter Abstand angeordnete Tragglieder (13) zuführt, eine Einrichtung (1O), die wenigstens eine Hohlfaser (17) um die Tragglieder (13) zur Bildung eines sich bewegenden Gurtes wickelt, eine Aufwickelvorrichtung (lh) für den Gurt, um ein aufgewickeltes Bündel zu bilden, und durch eine Einrichtung (21), die ein verfestigbares Harz in wenigstens einem Band auf einem Querabschnitt des Bündels ablegt«

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