DE2441333A1 - Vorrichtung zur behandlung von fluiden und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Description

TEIJIN LIMITED, Osaka/Japan

Vorrichtung zur Behandlung von Pluiden und Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Pluiden mit einem Behälter, in dem eine Anordnung zur Behandlung von Pluiden aufgenommen ist, welche aus Hohl-Filamenten mit selektiver Durchlässigkeit zusammengesetzt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung der für die Verwendung in der Vorrichtung geeigneten Anordnung und ein Verfahren zur Herstellung von für die Verwendung in der Anordnung geeigneten Hohl-Filamenten aus regerierter Cellulose.

Die Ausdrücke "Behandlung von Fluiden" oder"Pluidbehandlung" werden in der vorliegenden Anmeldung und den Patentansprüchen gebraucht, um eine Trennung von bestimmten Komponenten aus einer Fluidmischung oder-lösung unter Verwendung der selektiven Durchlässigkeit von Hohl-Filarnenten zu bezeichnen, d. h. die Eigenschaft der Hohl-Filamente, bestimmte in der Fluidmischung oder -lösung enthaltene Komponenten leichter hindurchzulassen als andere Komponenten. Die er-

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findungsgemäße Fluidbehandlung umfasst verschiedene Trennungsarten wie beispielsweise die umgekehrte Osmose, bei der eine Lösung einem Druck ausgesetzt wird, der größer ist als der osmotische Druck zum Auslaugen von lediglich einem reinen Lösungsmittel; eine Trennung durch Druck, bei der ein Druck an eine gasförmige Mischung angelegt wird, um darin bestimmte Komponenten zu konzentrieren; die Ultrafiltration, bei der eine Flüssigkeitsmischung einem erhöhten oder verminderten Druck zwecks Abtrennung bestimmter Komponenten ausgesetzt wird;

die normale Osmose, bei der die Trennung bestimmter Komponenten durch eine Membran erfolgt, wobei der Unterschied im chemischen Potential zwischen Fluidmischungen ausgenutzt wird; und die Dialyse, bei der bestimmte Komponenten durch die Diffusion bestimmter Konzentrationen der gelösten Stoffe zwischen den Lösungen entfernt werden.

Es war bisher bekannt,eine selektiv durchlässige Membran für die Durchführung der verschiedenen obenstehend beispielsweise aufgeführten Trennverfahren zu verwenden. Es war ebenfalls bekannt, daß ein Kapillarröhrchen oder ein Hohl-Filament mit einer selektiven Durchlässigkeit zu einer Trennung oder zum Austausch von Substanzen zwischen einem Fluid A in der Kapillarröhre und einem Fluid B ausserhalb derselben verwendet werden kann. Die Verwendung von Kapillarröhrchen ist aufgrund zweier großer Vorteile ein äusserst wirksames Verfahren. Der eine Vorteil beruht darin, daß das Gebiet der in eine TfäLumeneinheit einfüllbaren permeablen Membran groß ist. Der zweite Vorteil beruht darin, daß die Kapillarstruktur nicht nur die Ausbildung eines gleichen hydrostatischen Druckes von der Außenseite unterstützt,sondern auch das eigene Gewicht der Membran. Da jedoch das Gebiet einer durchlässigen Membran für eine dünne Kapillarrohre bei einer Vorrichtung sehr klein ist, welche eine Kapillarröhre oder ein Hohl-Filament verwendet, ist es notwendig, eine Anzahl von Kapillarröhren zu verwenden. Darüberhinaus wird die Qualität einer derartigen Fluidbehandlungs-Vorrichtung durch das Verfahren zum Bündeln einer derartigen Anzahl von Kapillarröhren beeinflusst. Wenn das im Außenbereich der Kapillarröhre fließende Fluid B einen bestimmten Strömungsweg bildet, ohne dabei gleichmäßig rund um die Kapillarrohre zu fließen, ist eine Trennung der Komponenten

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des Fluids durch die Membranwandung der Kapillarrohre dort kaum möglich, wo kein spezifischer Strömungsweg besteht. Einer Bündelung bei einer Mehrzahl von Kapillarröhren kommt daher keine Bedeutung zu.

Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 28625/6²T beschreibt eine Vorrichtung zur Fluidbehandlung, welche einen zylindrischen Behälter enthält, der eine Behandlungskammer bildet, sowie eine Anzahl von selektiv durchlässigen Hohl-Filamenten, welche darin aufgenommen sind. Die Hohl-Filamente sind parallel zur Längsrichtung des Behälters gebündelt. Die derartige Parallelanordnung der Kapillarröhrchen kann zu einer Steigerung der Zahl von Kapillarröhrchen führen,die in eine Volumeneinheit eingefüllt werden können. Bei dieser Anordnung ist jedoch nachteilig, daß aneinander an-, grenzende Kapillarröhrchen sich in Längsrichtung berühren können. Aus diesem Grunde können die Fluidkomponenten an dem Berührungsbereich nicht wesentlich voneinander getrennt werden. Hohl-Filamente, die aus einem organischen Polymeren gebildet sind, zeigen ganz besonders die Neigung zu einer derartigen Kontaktbildung, da sie weich und felxibel sind. Ein weiterer Nachteil beruht darin, daß bei einer parallel Anordnung , im Querschnitt des Bündels der Röhrchen gesehen, diese nicht wesentlich gleichförmig eingebracht werden können und daß die Packungsdichte der Röhrchen in dem Bündel ungleichmäßig zu werden droht. Dies bewirkt einen selektiven Durchgang des Fluids B durch den Bereich des Bündels dar Kapillarröhrchen, welche eine grobe Packungsdichte aufweisen und bewirkt , daß die Komponenten in den Bereich des Bündels mit einer großen Packungsdichte kaum getrennt werden können.

Die US-PS 3 ^22 008 beschreibt eine Vorrichtung zur Trennung von Fluiden, welche ein poröses Kernrohr enthält und Hohl-Filamente, die spiralenförmig auf dieses Kernrohr gewickelt sind. Eine derartige Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Größe des für die Trennung verwendeten Behälters aufgrund der Verwendung des porösen Kern zunimmt. Darüberhinaus kann das an der Außenseite der Hohl-Filamente fließende Fluid B bezüglich der spiralenförmig auf das Kernrohr gewickelten Hohl-Pilamentschichten keine laminare

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Strömung bilden, so daß das Bestreben zur Bildung einer turbulenten Querströmung entsteht. Dies bewirkt, daß der Wirkungsgrad zur Trennung de» Fluidkompenenten;· gering wird. Ein weiterer Nachteil dieser in der genannten US-PS beschriebenen Anordnung beruht darin, daß ein Weg des ausserhalb der Hohl-Filamente strömenden Fluids B in technischer Hinsicht nur mit Schwierigkeiten vollständig von dem eines im Inneren der Hohl-Filamente strömenden Fluids A mittels einer Trennwandung an den Endbereich des Filamentes getrennt werden kann und daß die Öffnung für die Zuführung des Fluids A kompliziert zu werden beginnt. Geräte von dieser Bauart haben deshalb bis heute noch keine praktische Verwendung als künstliche Niere gefunden, da die Dialyse wit diesen Geräten zu Komplikationen wie Thrombosen¹ oder einer Hämolyse führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein*¹ Vorrichtung zu schaffen, die sich in vorteilhafter Weise für eine Konzentrierung von verschiedenen Lösungen, für eine Entsalzung usw. oder als künstliche Niere eignet und bei der es gelingt, die vielen oben erwähnten bei dem Stand der Technik auftretenden Probleme zu lösen. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine Vielzahl von Vorteilen. So ist sie beispielsweise leicht im kommerziellen Umfange herzustellen. Sie ermöglicht des weiteren eine gute Strömung der zu behandelnden Fluide. Schließlich ist sie hinsichtlich ihrer Größe kompakt und einfach zu handhaben, wobei sie ferner eine hervorragende Wirksamkeit bei der Trennung von Fluidkomponenten und eine überlegene Haltbarkeit aufweist.

Der vorliegenden Erfindung liegt des weiteren die Aufgabe zugrunde, ein kommerziell und praktisch durchführbares Verfahren zur Herstellung von Hohl-Filamenten aus regenerierter. Cellulose in Vorschlag zu bringen, welches sich zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Hohl-Filamente haben einen vollständig kreisförmigen Querschnitt und eine fehlerfreie Membranwandung.

WesentlicheMerkmale der Erfindung sind somit in der Schaffung einer

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Pluidbehandlungseinrichtung zu sehen, welche einen Behälter enthält, der aus wenigstens einer Einlaßöffnung für die Zufuhr eines zu behandelnden Fluids, Aus.laßöffnungen für Fluide A und B, welche durch die Behandlung erhalten werden, einer Fluidbehandlungskammer für die Behandlung der Eluidbeschickung und wenigstens eines von der Fluidbehandlungskammer mittels einer Trennwand abgeteilten Abteils besteht, wobei eine Pluidbehandlungsanordnung in dem Behälter aufgenommen ist, die aus Hohl-Pilamenten mit selektiver Durchlässigkeit zusammengesetzt ist und zumindest ein offenes Ende enthält und wobei diese Anordnung aus wenigstens einer Mehrschichtenstruktur besteht, welche aus einer Mehrzahl von übereinandergelegten Filamentschichten zusammengesetzt ist, von denen jede aus wenigstens einem Hohl-Filament gebildet ist, das in einer wesentlich festen Richtung ausgerichtet ist, wobei die Richtung einer Ausrichtung jeder der Filamentschichten einen Schnittwinkel von 10 bis 90° mit der benachbarten Pilamentschicht bildet und die Öffnung des Hohl-Filaments in dem unterteilten Abteil angebracht ist.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung von einer.Pluidbehandlungsanordnung zur Verwendung in obiger Vorrichtung geschaffen, welches folgende Verfahrensschritte enthält:

Aufwickeln eines selektiv durchlässigen Hohl-Filaments auf einer Spule von einer Wicklungsvorrichtung, welche einen Querverschiebungs— mechanismus aufweist und Bilden einer mehrschichtigen Struktur, welche aus einer Vielzahl von überlagerten Filamentschichten zusammengesetzt ist, wobei die Orientierungsrichtung des Filaments in der Filamentschicht sich mit derjenigen des Filaments in der benachbarten Filamentschicht unter einem Winkel von 10 bis 90 schneidet; Zerschneiden der mehrschichtigen auf die Spule aufgewickelten Struktur an wenigstens einer Stelle in einer Richtung, die parallel zu der Drehrichtung der Spule verläuft; Entfernung der zerschnittenen vielschichtigen Struktur von der Spule zur Bildung einer wesentlich rechteck-förmigen bogenartigen vielschichtigen Struktur; anschließende Durchführung von einem der folgenden Verfahrensschritte (i) bis (iii) mit der vielschichtigen Struktur:

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(i) Stapeln von wenigstens einer dieser bogenartigen vielschichtigen Struktur,

(ii) Aufwickeln von wenigstens einer blatt- oder bogenartigen vielschichtigen Struktur, so daß ein runder Stab mit einer Öffnung an einem Ende gebildet wird, und

(iii) Verbiegen der bogenartigen vielschichtigen Struktur in ' U-Gestalt.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Hohl-Pilamenten aus regenerierter Cellulose geschaffen, welches sich zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet, eine gute Kreisförmigkeit aufweist und frei von Sprüngen Odern Fehlern sind. Dieses Verfahren enthält die folgenden Schritte:

Schmelzverspinnen von einer Mischung aus Celluloseacetat und einem Weichmacher zur Bildung von hohlen Cellulose-Acetat-Filamenten; und die Entacetylierung der Hohl-Filamente bei einer Temperatur von 65 100 C in Anwesenheit einer 0,25 bis 10-gewichtsprozentigen wässrigen Lösung von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid.

Die folgende ins einzelne gehende Beschreibung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung, wozu teilweise die beiliegenden Zeichnungen herangezogen werden.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht von einer erfindungsgemäßen Fluidbehandlungsvorrichtung in,welche eine Fluidbehandlungsanordnung eingebracht ist.

Die Fig. 2,3_S und H zeigen jeweils eine Seitenansicht von weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Fluidbehandlungsvorrichtung.

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen von einer erfindungsgemäßen Vielschichten-Struktur, welche auf eine Spule gewickelt ist, wobei die Richtung der Drehachse der Spule von einem kurzen Pfeil wiedergegeben ist.

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Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer rechteekförmigen, bogenartigen, vielschichtigen Struktur, welche von der Spule nach einem Zerschneiden abgenommen ist und eine öffnung an ihrer Seite aufweist.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht der bei der vorliegenden Erfindung verwendeten vielschichtigen Struktur, wobei ein Schnittwinkel dargestellt ist, der zwischen einer gegebenen Schicht von Hohl-Filamenten und einer dazu benachbarten Schicht gebildet wird.

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht von einer weiteren Ausführungsform einer vielschichtigen Struktur, die bei der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommt.

Fig. 9 zeigt die Herstellung von einer Fluidbehandlungsanordnung, durch Aufrollen der vielschichtigen Struktur gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die erfindungsgemäße Fluidbehandlungsvorrichtung besteht aus einer Fluidbehandlungsanordnung, welche aus Hohl-Filamenten zusammengesetzt ist und einem Behälter, der die Anordnung einschließt und sich für die Flüidbehandlung eignet.

Der in Fig. 1 dargestellte Behälter 1 enthält eine Einlaßöffnung 2 und eine Auslaßöffnung 3 für ein außerhalb eines Hohl-Filaraents strömendes Fluid B. Der Behälter enthält ferner eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung 8 für ein im Inneren des Hohl-Filaments fließendes Fluid A. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der Behälter 1 in eine Behandlungskammer 11 sowie in Abteile 9 und 10 durch Trennwandungen 4 und 5 abgeteilt. Die Trennwandungen können eine Dicke : haben, so daß sie einen wesentlichen Druck aushalten können. Eine Anordnung 6 für die Flüidbehandlung ist an beiden Enden in die Trennwandungen 4 und 5 eingelassen und eingebettet. Die Wandungen bestehen . beispielsweise aus einem Epoxydharz. Die öffnung von jedem Hohl-Filament, welches die Anordnung .6 bildet, ist in den Abteilungen 9 und 10 angebracht. Das Fluid A strömt von der Einlaßöffnung 7 hin zu der Lage der Hohl-Filamente in die Behandlungskammer 11 durch das Abteil 9. Andererseits tritt das Fluid B in die Behandlungskammer 11 von der Einlaßöffnung 2 ein. In der Behandlungskammer 11 werden die Komponenten der Fluide A und B durch die Membran

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wandung der Hohl-Pilamente getrennt. Das behandelte Fluid A strömt durch die Hohl-Filamente, tritt durch das Abteil 10 hindurch und wird von der Auslaßöffnung 8 abgezogen. Andererseits wird das behandelte Fluid B von der Auslaßöffnung 3 abgezogen.

Die Querschnittsgestalt des Behälters kann wahlweise festgelegt werden. Vorsugsweiie wird sie jedoch entsprechend der erwünschten Querschnittsgestalt der Anordnung abgewandelt. Wenn beispielsweise die erwünschte Querschnittsgestalt der Anordnung rechteck-förmig ist, wird auch der Querschnitt des Behälters vorzugsweise rechteck-förmig gewählt. Wenn umgekehrt der erwünschte Querschnitt der Anordnung kreisförmig ist, wird auch der Querschnitt des Behälters vorzugsweise, kreisförmig ausgebildet.

Die in Fig. 2 dargestellte Fluidbehandlungsvorrichtung ist im wesent·: liehen die gleiche wie die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung mit der Ausnahme, daß ein offenes Ende der Anordnung 6 vollständig in die Trennwandung ¹I eingebettet ist und daß die Vorrichtung die Zuführungsöffnung 7 für das F-luid A und das Abteil 9 nicht enthält. Diese Bauart der Vorrichtung eignet sich besonders für eine Gastrennung.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung entspricht derjenigen von Fig. mit der Ausnahme, daß die Einlaßöffnung 7 für das Fluid A in zwei Arme aufgespalten ist, nämlich die Arme A^ und A₂* Die Einlaßöffnung 7 kann auch in zwei Arme unterteilt werden. Durch diese Unterteilung können zwei oder mehr Arten eines Fluids A getrennt und gleichzeitig zugeführt werden.

Bei der weiteren in Fig. H gezeigten Ausführungsform sind die Trennwandungen und die Einlaßöffnung 7» sowie die Auslaßöffnung 8 für das Fluid A auf einer Seite des Behälters vorgesehen, wobei die Anordnung in einer U-förmigen Gestaltung eingebracht ist. Bei dieser Aus führungs form genügt die Ve-rwendung von wenigstens einer einzigen Trennwandung für die Durchführung der erwünschten Trennung. Die Trennviirkung für die Fluidkomponente bei dieser Aus führung form ist derjenigen von den in den Fig. 1 und 3 gezeigten Vorrichtungen

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äquivalent..

Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendete Fluidbehandlungsanordnung ist aus wenigstens einer vielschichtigen Struktur zusammengesetzt, welche aus einer Mehrzahl von Hohl-Filamenten gebildet ist,die einander schneiden. Ihre Herstellung geschieht folgendermaßen:

Bei der Herstellung der Anordnung wird von der Herstellung der vielschichtigen Struktur ausgegangen. Die vielschichtige Struktur wird dadurch bereitet, daß man wenigstens ein Hohl-Filament auf einer Spule beispielsweise mittels eines eine Querverschiebung durchführenden Mechanismus aufwickelt, um Schichten der Hohl-Filamente einander zu überlagern. Die Zahl der verwendeten Hohl-Filamente liegt vorzugsweise zwischen 2 und 50» wenn der Durchmesser von jedem Filament wenigstens 100 ,um beträgt und 2 bis 200, wenn er kleiner ist als 100 ^un. Die Aufwicklung der Hohl-Filamente auf die Spule wird derart durchgeführt, daß die Orientierungsrichtung des Filaments in einer gegebenen Schicht sich mit derjenigen des Filaments in der benachbarten Schicht um einen Winkel von 10 bis 90 schneidet. Der Schnittwinkel beträgt vorzugsweise 10 bis 40°, besonders bevorzugt 10 bis 25 . Wenn der Schnittwinkel kleiner als 10° ist, tritt ein Muster von sich diagonal kreuzenden Filamenten (Köper - Muster) nicht auf und die Wirkung der vorliegenden Erfindung ist kaum zu erwarten. Wenn andererseits der Schnittwinkel größer ist als 90 wird es schwierig, die erwünschte vielschichtige Struktur herzustellen und es ergeben sich Nachteile. Wenn Hohl-Filamente auf einem Spulenkern aufgewickelt werden, wird beispielsweise der Aufwickelvorgang schwierig. Auch die Länge des Bereiches der Anordnung, welche in die Trenmvandung eingebettet v/erden soll, wird relativ groß. Des weiteren kreuzen sich die Strömungen der Fluide A und B, so daß die Wirksamkeit einer Trennung der Fluidkomponenten vermindert wird.

Wenn eine Mehrzahl von in obiger Weise auf einem Spulenkern aufgewickelten Hohl-Filamentschichten an wenigstens einer Stelle in · Richtung des in Fig. 5 gezeigten Pfeiles zerschnitten und von dem

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Spulenkern entfernt wird, lässt sich eine bogen- oder blattförmige vielschichtige Struktur erhalten, bei der die Öffnungen der einzelnen Filamente in dem durch den Schnitt erzeugten Querschnitt liegen. Die so erhaltene vielschichtige Struktur der Hohl-Pilamente stellt kein Bündel von parallel zueinander angeordneten Filamenten dar, sie ist vielmehr eine Struktur, bei der eine Mehrzahl von sie bildenden Hohl-Filamenten in Schichten ubereinandergelegt sind, während sie sich gleichzeitig schneiden.

Fig. 7 zeigt wie sich die Hohl-Filamentschichten schneiden, wobei in dem dargestellten Falle jede eine relativ geringe Anzahl von Filamenten enthält. An der mit Pfeilen hervorgehobenen Stelle erkennt man, daß sich die Hohl-Filamente in einer gegebenen Schicht mit denen einer benachbarten Schicht und einem Schnittwinkel von ungefähr 10° schneiden. Wenn die Anzahl der Filamente in jeder Schicht zunimmt und diese gleichförmig in der Schicht angeordnet sind, bilden die aneinander angrenzenden beiden Schichten ein dichtes Köper-Muster über die gesamte Oberfläche der Schichten. Dieses Köper-Muster -das heißt dieses Muster der sich diagonal kreuzenden Filamente~wird kontinuierlich in der Überlagerungsrichtung gebildet, wobei sich beispielsweise Hohlfaser-Filamente in einer gegebenen Schicht i mit denjenigen einer Schicht (i + 1) und einer Schicht (i - 1) mit dem angegebenen Schnittwinkel schneiden (wobei .i.) eine positive ganze Zahl ist).

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vielschichtenstruktur. Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich die Hohl-Filamente derart, daß sie, sobald sie an beiden Enden ankommen, umgebogen werden und eine neue Schicht bilden.

Man erkennt aus Fig. 8, daß dann, wenn die Hohl-Filamente in der Schicht (i - 1) deren Kante erreichen (die obere Kante in Fig. 8) sie in eine unterschiedliche Richtung umkehren, so daß sie sich derart erstrecken, daß sie zu der Schicht ± gehören. Die Hohl-Filamente der Schicht i biegen sich in ähnlicher Weise bei einer Ankunft an dem Kantenbereich (die untere Kante von Fig. 8) und zwar in eine unterschiedliche Richtung, so daß sie zu der Schicht (i + 1)

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gehören. Die Hohl-Filamente, welche nicht über die ganzen Bereiche hinausgehen, erstrecken sich wesentlich geradlinig. Hierdurch wird erreicht, daß sich die Hohl-Filamente in einer Schicht mit denen einer benachbarten Schicht schneiden. Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform beträgt der Schnittwinkel der Hohl-Filamente in diesem Fall ungefähr 35 .Wenn der Schnittwinkel groß ist, erweist sich die in Fig. 8 dargestellte Ausführungsform als vorteilhaft. Da die Hohl-Filamente an ihren Kantenbereichen umkehren, lassen sich größere Mengen derselben in ein vorbestimmtes Volumen packen.

Anschließend werden die so erhaltenen Viel-Filamentstrukturen zur Bildung der Fluidbehandlungsanordnung zusammengebaut, so daß sie in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids Verwendung finden können.

Die Anordnung kann aus lediglich einer einzigen bogenartigen vielschichtigen Struktur bestehen, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Die Anordnung kann jedoch auch dadurch gebildet werden, daß eine Mehrzahl der bogenartigen vielschichtigen Strukturen gestapelt werden. Die runde,stabartige Fluidbehandlungsanordnung stellt eine weitere Ausführungsform dar, welche durch ein Aufwickeln von einer bogenartigen mehrschichtigen Struktur oder zwei oder mehreren derselben, die nebeneinander in die gleiche Richtung angeordnet sind, gebildet werden, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Diese runde, stabförmige Anordnung erhält eine offene,d.h. mit Öffnungen versehene Fläche an beiden Enden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Fluidbehandlungsanordnung wird eine Mehrzahl von Hohl-Filamentschichten, die auf einen Spulenkern gewickelt und an wenigstens einer Stelle in einer parallel zur Achse des Spulenkerns verlaufenden Richtung geschnitten sind» (die in Fig. 5 mit dem Pfeil dargestellte Richtung) von dem Spulenkern entfernt und U-förmig gebogen, so daß eine U-förmige Anordnung entsteht. Diese U-förmige Anordnung eignet sich speziell zur Verwendung in einer Fluidbehandlungsvorrichtung der in Fig. k dargestellten Bauart.

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Gemäß vorstehender Beschreibung bildet die Pluidbehandlungsanordnung, welche inidie erfindungsgemäße Pluidbehandlungsvorrichtung eingebaut werden soll, ein Köper-Muster als Ergebnis der Mehrzahl sie bildenden Hohl-Pilamente, die in Schichten und sich gegenseitig schneidend angeordnet sind. Im Normalfalle enthält eine derartige Anordnung 1000 bis 10.000.000 Hohl-Pilamente.Bei der erfindungsgemäßen Pluidbehandlungsvorrichtung werden daher gleichmäßige offene Bereiche in der Behandlungskammer gebildet, insbesondere in der Anordnung. Das Fluid B kann daher gleichmäßig in die offenen Bereiche strömen und man erhält ein überlegenes Trennverhalten für die Komponenten des Fluids, ohne daß abgelenkte Strömungen oder strömungsfreie, tote Bereiche entstehen. Da die Hohl-Filamente nicht wesentlich parallel zueinander angeordnet sind, sondern vielmehr eine vielschichtige Köper-Struktur bilden, unterscheidet sich die Anordnung der in das an der Einlaßöffnung gelegenen Abteil mündenden Filamente von derjenigen, der in das Abteil an der Auslaßöffnung mündenden Filamente in der selben Schicht. Dies eröffnet somit den Vorteil, daß selbst dann, wenn die Durchmischung der Komponenten einer Pluidbeschickung nicht gleichmäßig ist, eine gleichmäßige Ausströmung des Fluids aus der Auslaßöffnung erreicht wird.

Des weiteren weist die erfindungsgemäße vielschichtige Struktur aus Hohl-Filamenten eine hervorragende Formbeständigkeit auf, falls nicht im Bündel die Hohl-Filamente parallel zueinander angeordnet ist, wie dies in der Japanischen Offenlegungsschrift 28625/64 beschrieben ist. Der Grund hierfür beruht darin, daß die Hohl-Filamente in der erfindungsgemäßen vielschichtigen Struktur sich gegenseitig schneiden und sich daher gegenseitig an den Schnittpunkten stützen. Die erfindungsgemäße Vielschichten-Struktur trennt sich daher nicht in die sie bildenden Filamente auf, wie dies bei Bündeln, von parallel angeordneten Hohl-Filamenten gemäß dem Stand der Technik der Fall ist. Die Aufnahme der Struktur in einem Behälter wird hiermit leicht durchführbar, wobei jegliche Gefahr eines Zerbrechens oder einer Beschädigung der Hohl-Filamente bei dem Einbau in den Behälter vermieden wird. Die erfindungsgemäße Vielschichten-Struktur aus Hohl-Filamenten hält höheren Drucken von aussen an ihnen vorbeiströmenden Fluiden stand als ein Bündel von

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parallel angeordneten Hohl-Pilamenten. Da die Hohl-Filamente einander an den Schnittpunkten unterstützen, lässt sich selbst dann, wenn das Fluid B in einer großen Menge durchgeleitet wird, so daß ein hoher Fluiddruck auf die Hohl-Filamente wirkt,alle Schwierigkeiten vermeiden, welche bei einer örtlichen Auslenkung oder einem Brechen von einem spezifischen Filament auftreten würde, wenn der Fluiddruck auf dieses konzentriert wird. .

Neben den vorstehend beschriebenen Vorteilen kann die erfindungsgemäß verwendete Pluidbehandlungsanordnung leicht hergestellt werden,und zwar im Gegensatz zu der Vorrichtung, die in der eingangs beschriebenen US-PS 3 422 008 beschrieben ist. Da man des weiteren für sie keine Verwendung eines Kernrohrs benötigt, ist sie kompakt und extrem einfach zu handhaben. Da eine Strömung des Fluids B ausserhalb der Hohl-Filamente nahezu eine parallele Strömung ist (vorzugsweise eine Gegenströmung)wegen der spezifischen bei der Erfindung festgelegten Schnittwinkel, ermöglicht darüberhinaus die erfindungsgemäße Pluidbehandlungsvorrxchtung einen guten Wirkungsgrad bei der Trennung der Komponenten eines Fluids.

Jedes der Hohl-Filamente, welche die Pluidbehandlungsanordnung bilden, weist erfindungsgemäß üblicherweise einen Außendurchmesser von 30 bis 3000 um und einen Innendurchmesser von 20 bis 2400 Aim auf.Die Hohl-Filamente können irgendwelche Hohl-Filamente sein, die biegsam und selektiv durchlässig sind. So lassen sich beispielsweise diese Hohl-Filamente aus Polyestern, Polyamiden, PoIykarbonaten, Cellulose oder Celluloseestern herstellen.

Von den genannten Hohl-Filamenten sind solche aus regenerierter Cellulose bekannt, wobei ein Verfahren zur Herstellung derartiger Hohl-Filamente aus regenerierter Cellulose ebenfalls bekannt ist.

So ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Hohl-Filamenten aus regenerierter Cellulose bekannt, bei welchem Hohl-Filamente aus Celluloseactat mit einer wässrigen Lösung von Alkalihydroxid bei einer Temperatur unterhalb 65 behandelt werden, üblicherweise bei Zimmertemperatur, so daß die Filamente wesentlich entacetyliert werden. Bei diesem Verfahren schrumpfen jedoch die

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Hohl-Filamente während der Behandlung mit der Alkalihydroxidlösung erheblich, was zu einer Zunahme ihrer Wandungsdicke führt und zu einer extremen Verminderung in dem Anteil ihrer hohlen Innenbereiche. Des weiteren entsteht hierbei eine bemerkenswerte Verzerrung in der Gestalt des hohlen Bereichs. Es ist deshalb nicht möglich, Hohl-Pilamente aus Cellulose mit einer guten Qualität kommerziell zu erhalten. Darüberhinaus gestatten derartige Hohl-Filamente aus Cellulose nur einen schlechten Durchlauf von Fluiden durch dieselben und zeigen lediglich einen geringen Wirkungsgrad bei einer Trennung der Komponenten von diesen Fluiden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht jedoch die Herstellung von Hohl-Filamenten aus regenerierter Cellulose, welche sich dazu eignen, in dem erfindungsgemäßen Gerät Verwendung zu finden und deren hohle Bereiche wesentlich kreisförmige Querschnitte aufweisen und fehlerfrei sind.

Diese Hohl-Filamente aus regenerierter Cellulose lassen sich erfindungsgemäß in kommerziellem Maßstabe herstellen und zwar durch ein Schmelzverspinnen von einer Mischung aus Celluloseacetat,undeinem Weichmacher, so daß Hohl-Filamente gebildet werden und einem Entacetylieren der Hohl-Filamente mit einer 0,25 bis 10 Gew.-^igen Lösung von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid bei einer Temperatur von 65 bis 100⁰C.

Die Bezeichnung "Entacetylierung", wie sie bei der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, bezeichnet die Entacetylierung von Celluloseacetat bis zu einem Grad der Acetylierung von nicht mehr als 10/5. Die durch die Entacetylierung erhaltenen Hohl-Filamente weisen eine kristalline Struktur auf, welche im wesentlichen von dem Cellulose II-Typus ist.

Celluloseacetat mit einem Acetylierungsgrad von 46 bis 5&% erweist sich als besonders geeignet für die Herstellung von Hohl-Filamenten. Wenn der Acetylierungsgrad außerhalb dieses Bereiches liegt ist es schwierig, das Schmelzverspinnen unter Verwendung eines Weichmachers gut durchzuführen.

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Für die Verwendung bei der vorliegenden Erfindung erweist sich ein wasserlöslicher Weichmacher als besonders erwünscht. Beispiele von geeigneten derartigen Weichmachern sind mehrwertige Alkohole wie Glycol und Glycerin, Polyalkylenglycole (insbesondere Polyäthylenglycol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 600) und Ester derselben, welche mit Carboxylsäure gebildet sind, insbesondere Triacetin und Sulfolan. Die Durchlässigkeit der Hohl-Filamente kann entsprechend dem Verwendungszweck durch Auswahl der Weichmacher geändert werden.

Das Schmelzverspinnen zur Herstellung von Hohl-Pilamenten kann unter Verwendung bekannter Spinndüsen und Bedingungen für den Spinnbetrieb durchgeführt werden.

Die durch Schmelzverspinnen erhaltenen Hohl-Filamente werden vorzugsweise vor der Entacetylierung einer Vorbehandlung mit einem flüssigen Medium unterzogen, das inert zu dem Celluloseacetat ist und auf eine Temperatur von 65 bis 98°C, vorzugsweise 70 bis 85⁰C erhitzt ist. Flüssige Medien mit der Fähigkeit Celluloseacetat aufzulösen erweisen sich als ungeeignet, da sie die Hohl-Filamente beschädigen können.

Das gegenüber Celluloseacetat inerte flüssige Medium kann beispielsweise Wasseräthylenglycol, flüssiges Paraffin oder Leichtöl sein. Die Verwendung von V/asser ist besonders bevorzugt. Falls es erwünscht ist kann das flüssige Medium bekannte Additive enthalten, beispielsweise ein Bleichmittel wie Oxalsäure oder Natriumhypochlorid, ein Mittel für Oberflächenbeeinflussung wie Natriumcarbonat, Natriumchlorid oder Natriumsulfat oder ein Mattierungsmittel wie Titanoxid. Diese Vorbehandlungen ändern die äussere Oberfläche der Hohl-Filamente und geben ihnen eine feste Struktur aufgrund der Wärme. Selbst wenn daher die Hohl-Filamente anschließend mit einer wässrigen Lösung von Alkalihydroxid entacetyliert werden, tritt kaum ein Schrumpfen oder ein Verziehen der Hohl-Filamente auf. Man kann daher Hohl-Filamente aus regenerierter Cellulose erhalten, die einen stärker kreisförmigen Querschnitt und einen hohen Anteil von einem Hohlbereich aufweisen.

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Die vorbehandelten Hohl-Filamente aus Celluloseacetat können so wie sie sind im nassen Zustand oder nach einem Trocknen der Entacetylierungsbehandlung unterworfen werden.

Das kritische Merkmal der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß die durch Schmelzverspinnen erhaltenen Hohl-Filamente aus Celluloseacetat mit einer wässrigen Lösung behandelt werden, welche Natriumhydroxid und/oder Kaiiumhydroxid in Konzentrationen von 0,25 bis 10 Gew.r^en, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-£en enthält und auf eine Temperatur von 65 bis 100⁰C erhitzt werden, vorzugsweise 70 bis 80°C, um die Filamente wesentlich zu entacetylieren.

Wenn die Konzentration des Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid in der wässrigen Lösung geringer ist als 0,25 Gew.-% ist die Fähigkeit der wässrigenLösung zu verseifen, d.h. Celluloseacetat zu entacetylieren, gering und es ist sehr schwierig im kommerziellen Maßstab entacetylisierte Hohl-Filamente aus regenerierter Cellulose herzustellen. Wenn andererseits die Konzentration größer ist als 10 Gew.-% wird die Fähigkeit der wässrigen Lösung Celluloseacetat zu verseifen so groß, daß eine nicht gleichmäßige Verseifung in Längs- und in Querrichtung der Filamente auftritt, wenn sie mit einer derartigen wässrigen Lösung behandelt werden. Es wird daher auch in diesem Falle schwierig, Hohl-Filamente aus regenerierter Cellulose mit einer gleichwertigen Qualität zu erhalten. Des weiteren treten in diesem Falle bevorzugt Fehler an den Oberflächen der Hohl-Filamente auf.

Wenn die Temperatur der wässrigen Lösung niedriger ist als 65⁰C, schrumpfen die Hohl-Filamente während der Behandlung erheblich, so daß es zu einer Wandungsverdickung kommt. Bei den so gebildeten Hohl-Filamenten ist das Verhältnis zwischen dem Hohlraum und dem Gesamtfilament gering und man erhält eine schlechte Strömungsqualität. Des weiteren werden die Hohl-Filamente flach, so daß der Durchflußbereich ungünstige Querschnittsgestalten erhält. Die Geschwindigkeit der Entacetylierung nimmt ebenfalls relativ ab. Wenn die Temperatur über 100⁰C liegt kocht die wässrige Lösung. Dies ist zum einen nicht praktisch und zum anderen erzeugen die Strömungen des kochenden Fluids an den Hohl-Filamenten lokalisierte Kräfte und

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bewirken eine Verschlechterung in der Gestalt der hohlen Bereiche.

Bei der Erfindung wird das Gas in den Hohl-Filamenten, im Normalfalle Luft,von der Wärme der erhitzten wässrigen Lösung expandiert, so daß sich auch die folgenden Bereiche der flach gedrückten Hohl-Filamente in einem Maße expandieren, daß ihre Querschnittsgestalt sich einem Vollkreis nähert. Wenn die Konzentration des Natriumhydoxids und/oder Kaliumhydoxids erhöht wird und die Temperatur der wässrigen Lösung über die bei der vorliegenden Erfindung angegebenen Bereiche ansteigt, beginnen die Wanddungen der Hohl-Filamente während der Behandlung mit der wässrigen Lösung anzuschwellen und die Expansionskraft des Gases im Inneren der Hohl-Filamente wird groß. Dies bewirkt, daß der Anteil der hohlen Bereiche in den Hohl-Filamenten durch die Behandlung mit der wässrigen Lösung über den der Hohl-Filamente vor der Behandlung anwächst„

Zur kommerziellen Ausnutzung der Erfindung werden die Hohl-Filamente kontinuierlich mit der oben beschriebenen wässrigen Lösung aus Alkalihydroxid behandelt. Die Behandlungszeit wird vorzugsweise so kurz wie möglich gewählt, wobei jedoch darauf geachtet wird, daß die Behandlung v/irksam durchgeführt werden kann. Geeignete Behandlungs-Dauern liegen zwischen 0,25 und 10 Minuten, bevorzugt zwischen 0,5 und 5 Minuten.

Da die mit der Erfindung erhaltenen Hohl-Filamente aus Cellulose bezüglich ihres Hohlraums einen Querschnitt aufweisen, der annähernd ein Vollkreis ist, ermöglichen sie eine ungestörte Strömung der Fluide durch sie hindurch, wenn sie verwendet werden, um die Komponenten von Fluiden durch ihre Wandung zu bewegen, indem ein Fluid im Inneren der Hohl-Filamente und ein weiteres Fluid im Außenbereich derselben entlang geleitet wird. Sie erlauben daher einen Transport der Komponenten zwischen den Fluiden mit großem Wirkungsgrad»

Eine besonders nützliche Anwendung der erfindungsgemäßen Hohl-Filamenten aus regenerierter Cellulose ist der Bau einer künstlichen Niere, die in der Lage ist, Giftstoffe und Schlackenprodukte aus dem Blut zu entfernen,

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Die folgenden Beispiele dienen einer noch detaillierteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Eine Mischung aus Celluloseacetat mit einem Acetylierungsgrad von 55$ und 30$ Polyäthylenglycol mit einem Molekulargewicht von ungex'ähr 300 als Weichmacher wurden schmelzversponnen, so daß Hohl-Filamente gebildet wurden, welche jeweils einen Außendurchmessen von 300 -um und einen Innendurchmesser von 220 ,um und einen annähernd von einem Vollkreis begrenzten Querschnitt aufwiesen. (Der Anteil des hohlen Bereichs betrug ungefähr 54£). Die Hohl-Filamente wurden in einer 3 Gew.-Jiigen wässrigen Lösung aus Natriumhydroxid. 3 Min, lang behandelt, während man ein-Sahrurapfen der Filamente um 5% in ihrer Längsrichtung zuließ. Bei 'dieser Behandlung wurde die Temperatur der wässrigen Natriumhydroxidlösung geändert, um den Einfluß der Temperatur auf die gebildeten Hohl-Pilamente zu überprüfen. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Temperatur der Gestalt des Anteil des Acetywässrigen NaOH- Hohlraumes Hohlraumes lierungs-Lösung (⁰C) (SS) grad

(Z)

Versuchs-Nummern

1 (Vergleich)	60	Ellipse	33	0
2 (Erfindung)	70	Nahezu voll ständiger Kreis	41 -	0
3 (Erfindung)	80	II	55	0
3 (Erfindung)	90	It	70	0
5(Vergleich)	101	Ellipse	90	0

Man erkennt aus Tabelle 1, daß mit der Erfindung Hohl-Filamente aus regenerierter Cellulose mit einem nahezu vollständigen kreisförmigen Querschnitt erhalten werden konnten.

Beispiel 2

Mischung aus Celluloseacetat, 37 Gew.-% Polyäthylenglycol mit

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einem Molegulargewicht von 300 als Weichmacher und 4 Gew.-Jt Natriumsulfat als Additiv wurden schmelzversponnen, um Hohl-Filamente zu bilden, von denen jedes einen Außendurchmesser von 300un und einen Innendurchmesser von 220 im sowie eine nahezu vollständig kreisförmige Querschnittsgestalt aufwies. (Der Anteil des hohlen Bereichs betrug 5^%)· Die Hohl-Filamente wurden für eine Dauer von 5 Min. in eine wässrige Lösung eingetaucht, welche 2 Gew.-? Oxalsäure enthielt und auf die in Fig. 2 dargestellten Temperaturen erhitzt. Unmittelbar darauf wurden sie mittels einer wässrigen, 5 Gew.-55 Natriumhydroxid enthaltenden Lösung entacetyliert, so daß Hohl-Filamente aus regenerierter Cellulose gebildet wurden.

Zu Vergleichszwecken wurde ein weiterer Versuch durchgeführt, der mit dem vorhergehenden mit Ausnahme der Vorbehandlung in der wässrigen Oxallösung übereinstimmte.

Die bei den Versuchen herrschenden Bedingungen sowie die Gestalt des hohlen Bereiches und der Anteil desselben bei den entstehenden Hohl-Filamenten aus regenerierter Cellulose sind in Tabelle 2 wiedergegeben. ■ -

Man erkennt aus Tabelle 2, daß mit der Erfindung Hohl-Filamente aus regenerierter Cellulose gebildet werden können, welche einennahezu vollständig kreisförmigen Querschnitt und eine gute Qualität aufweisen.

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Tabelle 2

	Temperatur der wässrigen Oxal	Hohl-Filamente aus Cellulose	regenerierter
Versuchs-Nummern	säurelösung (°C)	Gestalt des hohlen Bereichs	Anteil des hohlen Bereichs (%)
7 (Vergleich)	ohne Verwendung der wässrigen Oxalsäurelösung	Erheblich defor miert	23
8 (Vergleich)	60	hohler Bereich ist exzentrisch	30
9 (Erfindung)	70	nahezu voll ständig kreis förmig	51
10 (Erfindung)	85	Il	59
11 (Erfindung)	95	ti	67
12(Vergleich)	100	erheblich elliptisch 91 mit Fehlern in den Wandungen
Beispiel 3

Acht Hohl-Filamente aus Cellulose mit jeweils einem Außendurchmesser von 300un und einem Innendurchmesser von 240Un₁ die auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt worden waren, wurden zusammengefasst und auf einem Spulenkern aufgewickelt, der einen Durchmesser von 20 cm aufwies, wobei der querverlaufende Hub auf 10 cm eingestellt wurde und einen Querwinkel von ungefähr 10° verwendet wurde. (Der Querwinkel entspricht dem halben Schnittwinkel zwischen einem Filament in einer Schicht auf dem Spulenkern und einem Filament in der benachbarten Schicht).

Die Hohl-Filamente wurden in zwei Ebenen im gleichen Abstand voneinander Verschnitten, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist und von dem Spulenkern abgenommen. Anschließend wurde aus ihnen eine bogenartige mehrschichtige Struktur gebildete, die einen Kreuzungswinkel von ungefähr 20° aufwies, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Zwei derartige Vielschichten-Strukturen wurden übereinander gelegt, so daß eine Anordnung aus den Hohl-Filamenten gebildet wurde. Die Anordnung wurde in einem Behälter, der in Fig. 1 dargestellten Bauart angebracht, wobei beide Enden der Hohl-Filamente in Trenn-

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wandungen 4 und 5 eingebettet wurden, welche aus einem Epoxydharz bestand, so daß sie sich durch diese hindurch erstreckten und in den Abteilen 9 und 10 mündeten. Auf diese Weise wurde eine Gesamtzahl von 5000 Hohl-Filamenten angebracht, wobei die wirksame Länge der Hohl-Filamente für die Fluidbehandlung ungefähr 25 cm betrug.

Entionisiertes Wasser wurde als Fluid B von der Einlaßöffnung 2 zur Auslaßöffnung j5 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von· 100 ml/Min, hindurchgeleitet. Als Fluid A wurde eine 2 Gew.-/Sige Salzlösung, das heißt eine Sole ins Innere der Hohl-Filamente mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 40 ml/Min, von dem Zuführungseinlaß hindurchgeleitet, so daß ein Dialyseversuch stattfand. Die Natriumchlorid-Konzentration in dem Fluid A, das von der Abzugsöffnung entfernt wurde, nahm auf einen Wert von 0,2555 ^ab·

Andererseits wurden für Vergleichszwecke 5000 Hohl-Filamente aus Cellulose und zwar die gleichen wie im oben beschriebenen Falle in einer parallelen Anordnung gebündelt. Das Bündel wurde in dem gleichen Behälter angebracht« Unter Verwendung der so gebildeten Fluidbehandlungsvorrichtung wurde der gleiche Dialyseversuch durchgeführt. Es zeigte sich_s daß die Konzentration des Natriumchlorides in dem von der Abzugsöffnung 8 abgezogenen Fluid ^ 0,4% betrug. Die Entfernung des Natriumchlorids erfolgt somit mit einer erheblich geringeren Geschwindigkeit als mit der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Beispiel 4

Acht Hohl-Filamente aus Cellulose mit jeweils einem Außendurchmesser von 300 im und einem Innendurchmesser von 24Oun, welche in derselben Weise hergestellt worden waren wie in Beispiel 1, wurden gestapelt oder zusammengelegt und auf einen Spulenkern mit einem Durchmesser von 20 cm aufgewickelt, wobei die Hublänge der Querverschiebung 10 cm betrug und ein Winkel zu der Querrichtung von 10 eingehalten wurde. Die so aufgewickelten Hohl-Filamente wurden an zwei Stellen in gleichen Abständen in. der bei Fig. 5 gezeigten Richtung durchschnitten und von dem Spulenkern entfernt.

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Anschließend wurden sie zu einer bogenartigen vielschichtigen Struktur geformt, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist. Zwei dieser derartigen bogenartigen vielschichtigen Strukturen wurden Seite an Seite angeordnet und gemäß Fig. 9 aufgewickelt, so daß eine Stab-Artige Anordnung aus Hohl-Filamenten entstand. Diese Anordnung wurde in einem zylindrischen Behälter der Fig. 1 dargestellten Bauart angebracht. Beide Ende der Filamente wurden in Trennwandungen eingebettet, die aus einem Epoxydharz bestanden, so daß sie sich durch diese hindurch erstreckten und an den Oberflächen der Trennwandungen mündeten. Die Anzahl der so angeordneten Hohl-Filamente betrug · 5000, die für die Fluidbehandlung wirksame Länge-"ungefähr 25 cm. Entionisiertes Wasser wurde als Fluid B von einem Einlaßkanal 2 zu einem Auslaßkanal 3 mit einer Fließgeschwindigkeit von 100 ml/Min, hindurchgeführt. Als Fluid A wurde eine 2 Gew.%ige Salz- oder Solelösung von eine^ Zuführungsöffnung 7 über das Innere der Hohl-Filamente mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 40 ml/Min, zugeführt. Der so durchgeführte Dialysetest zeigte, daß die Konzentration von Natriumchlorid in dem Fluid A, das in einer Abführungsöffnung 8 abgezogen wurde, auf einen Wert von 0,25$ abgenommen hatte.

Zu Vergleichsversuchen wurden 5000 Hohl-Filamente aus Cellulose, die in derselben Weise wie oben beschreiben hergestellt worden waren, zu einer parallelen Anordnung gebündelt und in dem gleichen Behälter angebracht. Das Ergebnis des mit dieser Vorrichtung durchgeführten Dialyseversuchs zeigte, daß die Konzentration von Natriumchlorid in dem Fluid A, das von der Abführungsöffnung 8 abgezogen wurde, 0,4$ betrug. Die Entfernungsgeschwindigkeit von Natriumchlorid war somit geringer als diejenige, die man mittels der erfiridungsgemäß hergestellten Vorrichtung erhalten hatte.

Zwanzig derartiger Vorrichtungen wurden hergestellt. Mit Ihnen wurde ein Versuch durchgeführt, der die Druckbeständigkeit zeigen sollte. Eine 3#ige Solelösung wurde als Fluid A mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 50 ml/Min, hindurchgeführt, während entionisiertes Wasser als Fluid B mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1000 ml/Min, hindurchgeleitet wurde. Die Vorrichtungen wurden kontinuierlich über eine Zeitdauer von 30 Stunden betrieben. Anschließend wurde der Aus-

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fall oder ein Zerbrechen der Hohl-Filamente geprüft. Es zeigte sich, daß die Hohl-Filamente in einer von zwanzig Vorrichtungen gebrochen waren.

Die Feststellung eines Zerbrechens wurde wie folgt durchgeführt: Es wurde Wasser in den Behälter eingeführt und Luft in das Innere der Hohl-Filamente. Der Einlaßkanal 2 wurde geschlossen und es wurde ein Unterdruck (ungefähr -300 hg) von dem Ausgangskanal 3 her angelegt. Wenn die Filamente gebrochen sind, treten Luftbläschen an den zerbrochenen Stellen aus. Ein Zerbrechen von Filamenten konnte daher durch die Betrachtung der Bläschenbildung festgestellt werden.

Zu Vergleichszwecken wurde der gleiche Fluiddruckversuch mit zwanzig Fluidbehandlungseinrichtungen durchgeführt, welche durch die Aufnahme eines Bündels von 5000 parallel zueinander angeordneten Hohl-Filamenten in den gleichen Behältern gebildet wurden. Es zeigte sich, daß die Hohl-Filamente in sechs -von zwanzig Fällen zerbrochen waren. Die Bruchstellen befanden sich alle in Nachbarschaft des Einlaßkanals 2 für das Fluid B.

Beispiel 5

Eine Mischung aus Cellulose-Diacetat und 30%igem Glycerin als Weichmacher wurde durch eine Spinndüse mit 16 Bohrungen durch schmelzverspinnen verarbeitet. Die gebildeten Hohl-Filamente wurden mit heißem Wasser von 80 C zur Extraktion des Glycerins und Verfestigung der Hohl-rFilament-Membran behandelt. Es wurden damit Hohl-Filamente aus Celluloseacetat mit je einem Außendurchmesser von 80un und einem Innendurchmesser von 60 Jim hergestellt. Die Hohl-Filamente wurden auf einen Spulenkern aufgewickelt, wie das in Beispiel 4 beschrieben ist. Aus den Hohl-Filamenten wurde eine stabartige Anordnung mittels des in den Fig. 5 mit 9 ge- · zeigten Verfahren in der gleichen Weise wie bei Beispiel 4 hergestellt. Die Anordnung w-urde in einem Behälter der in Fig. 2 gezeigten Bauart aufgenommen. Die Anzahl der aufgenommenen Filamente betrug ungefähr 130.000, Die linken Enden der Filamente wurden vollständig in die Trennwandung 4 eingebettet, die aus Epoxydharz

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bestand und keine öffnung aufvd.es. Die rechten Endbereiche der Filamente erstrecken sich jedoch durch die Trennwandung 5 und mündeten in dem Abteil 10.

Eine 0,5 Gew.-5Sige Solelösung wurde als Fluid B unter einen Druck von H5 Kg/cm gesetzt und von dem Einlaßkanal 2 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 600 ml/Min, zugeführt. Eine,Abführung erfolgte über den Auslaßkanal 3. Die Solelösung wurde auf diese Weise umgepumpt. Aus der Abzugsöffnung 8 wurde hierbei Wasser, aus dem 95% des Natriumchlorids abgetrennt war, mit einer Geschwindigkeit von 55 ml/Min, abgezogen.

Zu Vergleichszwecken wurden 130.000 Hohl-Filamente aus Celluloseacetat, die auf dieselbe Weise hergestellt worden waren, zu einer parallelen Anordnung gebündelt. Anschließend wurde der gleiche Test wie oben durchgeführt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers von der AbzugsSffnung nahm auf 50 ml/Min, ab. Das Natriumchlorid wurde lediglich zu &9% zurückgehalten.

Beispiel 6

Polyäthylenterephtalat mit einer Grundviskosität von 0,65 wurde mittels eines herkömmlichen Verfahrens versponnen, bei welchem eine Spinndüse mit 36 Bohrungen zur Anwendung kam, um Hohl-Filamente herzustellen, von denen jedes einen Außendurchmesser von 55 jun und einen Innendurchmesser von 30 um aufwies. Die Hohl-Filamente wurden in der in Pig, 8 gezeigten Weise übereinander gelegt, so daß eine vielschichtige Struktur entstand. Die Länge dieser vielschichtigen Struktur betrug 170 cm, die Breite 100 cm und der Kreuzungswinkel ungefähr 25 . Die vielschichtige Struktur \furde in einem zylindrischen Behälter der in Fig. 2 dargestellten Bauart aufgenommen. Die Filamente wurden an beiden Enden unter Verwendung eines Epoxydharzes verklebt. Die Filament-Enden waren lediglich in der Trennwandung 5 offen, welche in Fig. 2 rechts dargestellt ist. Die Zahl der aufgenommenen Hohl-Filamente betrug ungefähr 2.000.000. Ein Gasgemisch mit 63% Helium und 37$ Sauerstoff wurde als Fluid B von dem Einlaßkanal 2 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 18,5 Nm /hr mittels einer Druckpumpe hindurchgeleitet und von dem Aus-

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laßkanal 3 abgezogen. Der auf die Innenseite des Behälters 1 ausgeübte Druck wurde auf einen Wert von 50 Kg/cm gehalten. Als Ergebnis dieses durch Druck durchgeführten Trennungsverfahrens erhielt man eine Gasmischung, die aus 93% Helium und 7% Sauerstoff bestand und mit einer Geschw:
zugsöffnung abgeführt wurde.

bestand und mit einer Geschwindigkeit von 10,7 Nm /hr von der Ab-

Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung konnte somit gasförmiges Helium mit hohem Reinheitsgrad in hoher Ausbeute von einem Heliumgas mit geringem Reinheitsgrad erhalten werden.

Zu Vergleichszwecken wurde der gleiche Versuch durchgeführt, wobei jedoch die Anordnung aus einem Bündel der gleichen Zahl von Hohl-Pilamenten bestand, die parallel zueinander angeordnet waren. Man erhielt von der Abzugsöffnung 8 ein Gasgemisch aus 87% Helium und Sauerstoff, das mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10,1

Nm /hr abgeführt wurde. Sowohl die Reinheit als auch die Ausbeute des Heliums war somit geringer als bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Beispiel 7

Polyathylenterephthalat mit einer Grundviskosität von 0,65 wurde mittels eines herkömmlichen Verfahrens versponnen, wobei eine Spinndüse mit 36 Bohrungen zur Anwendung kam. Auf diese Weise wurden Hohl-Filamente erzeugt, welche jeweils einen Außendurchmesser von 55Pfl und einen Innendurchmesser von 30um aufwiesen. Die Hohl-Filamente wurden entsprechend Fig. -8 übereinander gelegt, so daß eine bogenartige Vielschichten-Struktur entstand, die eine Länge von 170 cm und eine Breite von 100 cm aufwies. Die Schnittoder Kreuzungswinkel der Filamente betrugen ungefähr 25°. Zwei derartige bogenartige vielschichtige Strukturen wurden Seite an Seite angeordnet und entsprechend Fig. 9 aufgerollt, so daß eine stabartige Anordnung mit einer Länge von 170 cm entstand. Die Anordnung wurde in einem zylindrischen Behälter von der in Fig. 2 dargestellten Bauart aufgenommen. Beide Enden der Anordnung wurden jeweils mit einem Epoxydharz verklebt. Die Hohl-Filamente mündeten lediglich in die Kammer 1O₃ welche in Fig. 2 rechts dargestellt ist, Die Zahl der so aufgenommenen Hohl-Filamente betrug ungefähr

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2.000.000.

Ein Gasgemisch aus 6355 Helium und 37% Sauerstoff wurde von dem Einlaßkanal 2 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 18,5 Nm /hr mittels einer Kompressionspumpe zugeführt und von dem Auslaßkanal3 abgezogen. Der auf das Innere des Behälters 1 wirkende Druck wurde bei einem Wert von 50 Kg/cm gehalten. Diese durch Druckeinwirkung durchgeführte Trennung lieferte ein Gasgemisch aus $k% Helium und 6% Sauerstoff, das von der Abführungsöffnung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 11,5 Nm /hr abgezogen wurde.

Man erhielt somit ein Heliumgas mit einer hohen Reinheit und in hoher Ausbeute aus einem Gas mit geringer Reinheit bei Verwendung der erfiiidungsgemäßen Vorrichtung, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt war.

Zu Vergleichszwecken wurde der gleiche Versuch durchgeführt, wobei in diesem Falle die Hohl-Filamente parallel gebündelt waren. Ein Gasgemisch aus 89$ Helium und 1155 Sauerstoff wurde von der Abzugsöffnung mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10,6 Nm /hr abgezogen. Sowohl die Reinheit als auch die Ausbeute des Heliums sind geringer als im Falle der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Beispiel 8

Eine erfindungsgemäße Fluidbehandlungseinrichtung wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel ¹J hergestellt mit der Ausnahme, daß ein T-förmiger Adapter an dem Ende der Zuführungsöffnung 7 befestigt war. Eine 20#ige wässrige Lösung von einem genießbaren Stärkesyrup wurde als Fluid A₁ mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 ml/Min, zugeführt und als Fluid Ap eine 2 0% ige wässrige I&uig aus einem genießbaren roten Speisefarbstoff, der von der Zuführungsöffnung 7 mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,5 ml/Min, eingeleitet wurde. Als Fluid B wurde entionisiertes Wasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 10 ml/Min, zugeführt. Der Druck im Inneren des Behälters 1 war ein Unterdruck (ungefähr -500 mmHg). Von der Abzugsöffnung 8 wurde ein schön gefärbter Stärkesyrup

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mit einer Konzentration von 31$ abgezogen, in dem die rote Speise-" farbe gleichmäßig verteilt war. Obwohl der Stärkesyrup und der rote Speisefarbstoff in Nachbarschaft der Zuführungsöffnung 7 nicht gleichmäßig gemischt waien,ergab sich eine gleichmäßige Vermischung wenn die Mischung die Abzugsöffnung 8 erreichte. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die Hohl-Filamente kreuzen und daß die Anordnung der Hohl-Filamente am Querschnittsbereich der Trennwandung 4 nahezu eine statistisch verteilte andere Anordnung aufweisen als sie in dem Querschnittsbereich der Trennwandung 5 haben.

Zu Vergleichszwecken wurde der gleiche Versuch wie oben durchgeführt mit der Ausnahme, daß die Hohl-Filamente parallel zueinander gebündelt waren. Die Vermischung des Stärkesyrups und des roten Speisefarbstoffes war nicht gleichförmig. Die von der Abführungsöffnung abgezogene Mischung wies ein Streifenmuster auf.

Beispiel 9

Eine U-förmige vielschichtige Struktur wurde von Hohl-Filamenten aus einer regenerierten Cellulose hergestellt, wobei j ed® der Filamente einen Außendurchmesser von 300un und einen Innendurchmesser von 220 un aufwies. Die Hohl-Filamente wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.

Die sich ergebende vielschichtige Struktur wurde in einem Fluidbehandlungsbehälter der in Fig. k gezeigten Bauart aufgenommen. Die gleichen Dialyseversuche wie in Beispiel 3 wurden durchgeführt. Man erhielt gute Ergebnisse.

Beispiel 10

Vierundzwanzig'HohlrFilamente aus Cellulose mit je einem Außendurchmesser von 320 un und einem Innendurchmesser von 25Oun wurden zusammengefasst und auf einen Spulenkörper mit einem Durchmesser von 13 cm aufgewickelt;, während hierbei die quer dazu verlaufende Hubbewegung auf 15 cm begrenzt wurde. Der Winkel zur Querrichtung be-? trug ungefähr 5°» Nach einem Aufwickeln von 12.000 Filamenten wurden diese auf dem Spulenkörper an einer Stelle durchtrennt, so daß eine bogenartige Vielschichten-Struktur mit einem Kreuzungswinkel von

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10° entstand, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Anschließend wurde die Struktur in der in Fig. 9 beschriebenen Weise aufgerollt, so daß eine runde stabartige Anordnung entstand. Die runde stabartige Anordnung wurde in einem zylindrischen Behälter, der in Fig. 1 dargestellten Bauart aufgenommen. Beide Enden der Anordnung wurden in Trennwandungen aus einem Silikonharz eingebettet, wobei in derselben Weise wie in Beispiel J5 die Enden der Filamente in Abteile mündeten. Hierdurch wurde eine Dialysevorrichtung gebildet.

Die Vorrichtung wurde mit einer 25Sigen wässrigen lösung aus Jbimätdefyd sterilisiert, ausgewaschen und mit einer physiologischen Natriumchloridlösung einem Antischäumungsvorgang unterzogen. Mit dieser Vorrichtung wurde ein klinischer Versuch durchgeführt. Das Blut wurde zuerst mit Heparin versetzt, dann als Fluid A mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 200 ml/Min, zugeführt, wobei eine Blutpumpe verwendet wurde. Andererseits wurde eine "Kindaly-Lösung"(eingetragenes Warenzeichen), ein Dialysat, im Gegenstrom als Fluid B mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 500 ml/Min, mittels einer Unterdruckpumpe zugeführt. Der Druckunterschied zwischen dem Blut und dem Dialysat wurde auf einen Wert von 200 inmHg. eingestellt.

Die Dialyse wurde wurde bei zehn männlichen erwachsenen Versuchspersonen mit einem mittleren Körpergewicht von 55 Kg über eine Dauer von 6 Std. durchgeführt. Es zeigte sich, daß die Konzentration des Harnstickstoffs im Blut von 60 bis 70 mg/d^ auf 20 bis 30 mg'/d^ abnahm und daß die Konzentration von Kreatinin von 10 bis 20 mg/d^ bis 5 bis 8 mg/d^ vermindert werden konnte-und daß gleichseitig 0,5 bis 1,5 Kg V/asser dem Körper entzogen werden könnteⁿ·

Es wurde eine in vitro Auswertung dieser Dialysevorrichtung durchgeführt. Das Harnstoff-Dialysat ( dialysance) betrug 155 ml/Min, und das Kreatin.in-Dialysat 125 ml/Min.bezogen auf das Modellblut. Diese Ergebnisse zeigten eine ungefähr lOJ&ige bessere Leistung gegenüber einer Vergleichsvorrichtung, die unter Verwendung eines Bündels von 12.000 parallel zueinander angeordneten Hohl-Filamenten hergestellt wurde. Die durch Ultrafiltration abgezogene Wassermenge betrug 280 ral/Std. bei einem Druck von 100 mmHg, so daß man

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von guten Ergebnissen sprechen kann.

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Claims (1)

1. 2U1333

   Patentansprüche

   1. Vorrichtung zur Behandlung von Fluiden gekennzeichnet durch einen Behälter mit wenigstens einer Einlaßöffnung (2,7) für die Zuführung eines zu behandelnden Fluids, Auslaßöffnungen (5,8) für Fluide A und B, welche durch die Behandlung erhalten werden, einer Fluidbehandlungskammer (ll) für die Behandlung der Fluidbeschikkung, sowie mindestens einem von dieser durch eine Trennwand (4,5) abgegrenzten Abteil ( 9,10), wobei eine Anordnung (6) zur Fluidbehandlung in dem Behälter (1) angebracht ist, welche aus Hohl-Filamenten besteht, die eine selektive Durchlässigkeit aufweisen und wenigstens ein offenes Ende haben und wobei die Anordnung (6) aus wenigstens einer vielschichtigen Struktur (Fig. 6, Fig. 7* Fig. 8) besteht, die aus einer Mehrzahl von überlagerten Filamentschichten zusammengesetzt ist, wobei jede der Filamentschichten aus wenigstens einem Hohl-Filament gebildet ist, das in einer wesentlich festen Richtung verläuft, wobei die Orientierungsrichtung des Filaments von jeder dieser Filamentschichten einen Kreuzungswinkel mit der einer benachbarten Filamentschicht bildet, der zwischen 10 und 90° liegt und wobei die öffnung des Hohl-Filaments in der abgegrenzten Kammer (9>10) angebracht ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (6) aus einer einzigen bogenartigen vielschichtigen Struktur oder aus einer Mehrzahl von bogenartigen vielschichtigen Strukturen, welche aufeinandergestapelt sind, besteht (Fig. 6).

   j5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (6) eine rundstabartige Anordnung ist, die eine öffnung an ihren Enden aufweist und durch Rollen von wenigstens einer bogenartigen Vielschichten-Struktur gebildet ist. (Fig. 9)

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   M. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (6) eine U-förmige Vielschichten-Struktur mit einer öffnung an beiden Enden ist. (Pig. 4).

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnitt- oder Kreuzungswinkel zwischen 10 und H0° liegt.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzungs- oder Schnittwinkel zwischen 10 und 25° liegt.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Hohl-Filamente einen Außendurchmesser von 30 bis 3000 im und einen Innendurchmesser von 20 bis 2'JOO un aufweist.

   8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohl-Filamente aus einem Material der Gruppe Polyester, Polyamide, Polycarbonate, Celluloseester und regenerierte Cellulose besteht.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohl-Filamente aus regenerierter Cellulose bestehen.

   10. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung zur Fluidbehandlung für eine Verwendung in der Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte;

   Aufwickeln von selektiv durchlässigen Hohl-Filamenten auf einem Spulenkörper einer Wicklungsvorrichtung mit einem Quervorschubsmechanismus und Bildung einer vielschichtigen Struktur aus einer Vielzahl von übereinander gelagerten Filamentschichten, in denen die Orientierungsrichtung des Filaments in jeder Filamentschicht sich mit der des Filaments in einer benachbarten Filamentschicht unter einem Winkel von 10 bis 90° schneidet; Zerschneiden der vielschichtigen auf den Spulenkörper aufgewickelten Struktur an wenigstens einer Stelle in einer Richtung, die wesentlich parallel'zu der Drehachse der Spule verläuft; Entfernen der aufgeschnittenen vielschichtigen Struktur von dem Spulenkörper zur Bildung einer wesentlich rechteck-förmigen bogenartigen vielschichtigen Struktur; '

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   und anschließliche Durchführung eines der folgenden Verfahrensschritte (i) bis (iii)mit der vielschichtigen Struktur:

   (i) Stapeln von wenigstens einer der bogenartigen vielschichtigen Strukturen

   (ii) Aufrollen von wenigstens einer der bogenartigen vielschichtigen Strukturen zur Bildung eines runden Stabes mit einer öffnung an seinen Enden;

   (iii) Abbiegen der bogenartigen vielschichtigen Struktur zu einer U-Gestalt.

   11. Verfahren zur Herstellung von Hohl-Pilamenten, welche sich zur Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 eignen, gekennzeichnet durch Schmelzverspinnen einer Mischung aus Celluloseacetat und einem Weichmacher zur Bildung von Hohl-Filamenten aus Celluloseacetat und Entacetylieren der Hohl-Filamente aus regeneriertem Celluloseacetat durch eine Behandlung mittels einer 0,25 bis 10 Gew.-#igen wässrigen Lösung eines Alkalimetallhydroxide aus der Gruppe von Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid bei einer Temperatur von 65 bis 100⁰C.

   12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Celluloseacetat einen Acetylierungsgrad von ¹Jo bis 5M aufweist.

   13« Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher aus der Gruppe von Glycol, Glycerin, Polyalkylenglycol, Carboxylsäureestern dieser mehrwertigen Alkohole und SuIfοlan gewählt wird.

   I¹J. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher Polyäthylenglycol mit einem Molekulargewicht von 200 bis 600 ist.

   15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohl-Filamente aus Celluloseacetat einer Vorbehandlung bei einer Temperatur von 65 bis 98 C in Anwesenheit eines gegenüber Celluloseacetat inerten flüssigen Mediums vor der Entacetylierung unterzogen werden.

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   16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

   das flüssige Medium aus der Gruppe von Wasser, Äthylenglycol, flüssigem Paraffin und Leichtöl ausgewählt wird.

   17. Vorrichtung zur Behandlung von Fluide^aus einem Behälter mit wenigstens einer Einlaßöffnung für die Zuführung eines zu behandelnden Fluids, Auslaßöffnungen für Fluide A und B, welche durch die Behandlung erhalten werden, einer Fluidbehandlungskammer für die Behandlung der Fluidbeschickung, sowie mindestens einem von der Fluidbehandlungskammer durch eine Trennwand abgegrenzten Abteil, wobei eine Fluidbehandlungsanordnung in dem Behälter angebracht ist, welche aus Hohl- Filamenten besteht, die eine selektive Durchlässigkeit aufweisen und wenigstens ein offenes Ende haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (6) aus wenigstens einer vielschichtigen Struktur (Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8) besteht, die aus einer Mehrzahl von überlagerten Filamentschichten zusammengesetzt ist, wobei jede der Filamentschichten aus wenigstens einem Hohl- Filament gebildet ist, das in einer wesentlich festen Richtung verläuft, wobei die Orientierungsrichtung des Filaments von jeder dieser Filamentschichten eine Kreuzungswinkel mit der einen benachbarten Filamentschicht bildet, der zwischen 10 und 90° liegt und wobei die Öffnung des Hohl- Filaments in der abgegrenzten Kammer (9, 10) angebracht ist.

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