DE2824934C2

DE2824934C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Rohrbodens

Info

Publication number: DE2824934C2
Application number: DE2824934A
Authority: DE
Inventors: Reuben Alfred Bay City Mich. Tigner
Original assignee: Cordis Dow Corp
Current assignee: Althin Medical Inc
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1978-06-07
Publication date: 1983-10-13
Also published as: DE2824934A1; BE868006A; ATA422178A; CA1106124A; AU3656378A; JPS6035448B2; CH625128A5; BR7803729A; AU511941B2; FR2393662B1; NL7805968A; SE7806713L; IT7849797A0; SE446305B; IT1105138B; GB1600448A; DK258978A; AT375837B; FR2393662A1; NL176751C

Description

dadurch gekennzeichnet,

— daß der Einlaß (70,72,74,76,78) der Gießmasse in die untere Fläche des Formhohlraums mündet,

— daß zusätzlich ein Auslaß (80,82,84,86) für die Gießmasse in die obere Fläche (44) des Formhohlraums mündet und

— daß im Bereich der Ein- und Austrittsöffnungen für das Faserkabel (32) vertikale Randabschnitte (Kühlformteile 16, 18, 24, 26) angeordnet sind, die kühlbar und über Isolatorplatten (20, 22, 28, 30) an den Gießformteilen (12, 14) wärmeisoliert befestigt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher heizbarer Gießmassebehälter (94) an die Auslaßleitung (86) angeschlossen ist, der während des Härtens der in der Gießform befindlichen Gießmasse eine etwaige Schrumpfung der Gießmasse ausgleicht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 und 8, gekennzeichnet durch eine Mehrfach-Gießform (102) mit zwei Einzelgießformen (104, 106), deren innere Randteile zu einem gemeinsamen Trennteil (112) vereinigt sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrbodens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung ist ferner auf die Verwendung eines derartigen Verfahrens sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gerichtet.

Hohlfasern mit semipermeablen Wänden sind in den letzten Jahren in großem Umfang in Flüssigkeitstrennverfahren, bei denen gelöste Komponenten von einer Flüssigkeit abgetrennt werden, eingesetzt worden. Viele Vorrichtungen, in die semipermeable Hohlfasern als Trennmembran eingearbeitet sind, sind großtechnisch für umgekehrte Osmose und Ultrafiltration verwendet worden, beispielsweise zum Entsalzen von Meerwasser, Abtrennen organischer Komponenten aus Flüssigkeiten, Reinigen und Konzentrieren von Fruchtsäften und anderen Nahrungsmitteln etc.

Hohlfasern werden ferner in Dialyse-Apparaten für die Reinigung, Trennung oder Konzentrierung von Lösungen in Labor und Technik und in besonders großem Umfang zur Reinigung von Blut und zur Hämodialyse in künstlichen Nieren unterschiedlichster Art verwendet.

In diesen Vorrichtungen ist eine Vielzahl von Hohlfasern, gewöhnlich Tausende dünnwandiger Fasern kleinen Durchmessers, erforderlich, wobei die permeablen Wände die Trennung in der Flüssigkeit, die in den oder außerhalb der Fasern strömt, vornehmen. Um die Trennung zu bewirken, weisen die bekannten Vorrichtungen einen Trennteil aus Hohlfasern in einer

flüssigkeitsdichten Kammer auf, die gegen eine Eir.laß- und eine Auslaßkammer durch einen Rohrboden oder ein Kopfstück abgedichtet ist Die offenen Enden der Fasern müssen mit dem Inneren der Einlaß- und der Auslaßkammer in Verbindung stehen und müssen gegen die Trennkammer und voneinander in dem Rohrboden abgedichtet sein.

Ein Fachmann auf dem Gebiet der Flüssigkeitstrennvorrichtungen stößt auf viele Schwierigkeiten und begegnet zahlreichen Problemen, wenn er Rohrboden herstellen will, in denen jede Faser gut eingebettet und gehalten wird, so daß die Enden abgeschnitten werden können, um die offenen Enden jeder Faser freizulegen. Es sind Versuche durchgeführt worden, Rohrboden durch Tauch- oder Druckimprägnierung mit Klebern oder polymeren Substanzen an einem Ende eines vorgeschnittenen Hohlfaserbündels zu erhalten. Solche Bündel enthalten Tausende von sehr kleinen Hohlfasern, die durch Spinnen organischer Polymerisate parallel nebeneinander und mit Enden, de in einer gemeinsamen Ebene liegen, erhalten worden sind. Zu der Schwierigkeit, das Brechen oder Zerdrücken der äußerst dünnen Wände der Fasern, während sie zur Rohrbodenbildung gelagert werden, zu vermeiden, kommt hinzu, daß die offenen Faserenden leicht verstopfen. Die Imprägniermaterialien treten in den zylindrischen Hohlraum der feinen Hohlfasern ein. Durch Kapillaranziehung wird die Durchdringung des Inneren der Hohlfasern über eine nicht akzeptable Distanz erhöht, weil die verstopften Fasern abgeschnitten und weggeworfen werden müssen. Es s:iid verschiedene Versuche durchgeführt worden, um das Verstopfen zu vermeiden, z. B. durch Vorfüllen der offenen Enden mit einem schmelzbaren Material, wie Wachs, durch Tauchen des Bündels mit einer Verdrängungsflüssigkeit in den Faserlöchern während des Tauchens, durch Hindurchspülen von Gas durch die Fasern während des Rohrbodenklebens und dergl.; diese Verfahren sind jedoch alle im technischen Maßstab nicht durchführbar.

Ein im technischen Maßstab durchführbares Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art ist aus der DE-AS 15 44 107 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren geht man so vor, daß man eine Vielzahl von schleifenförmigen Faserbündein, die jeweils mit einer flexiblen Umhüllung versehen sind, parallel zueinander anordnet und mit einer durchlässigen flexiblen äußeren Umhüllung umgibt. Dieses »Gesamtbündel« wird dann zum Herstellen der Rohrboden in ein Mantelrohr eingebracht, und an den jeweiligen Enden des Mantelrohres werden Gießformen angeordnet. Danach wird die härtbare Gießmasse rechtwinklig zur Faserrichtung in die Form eingeführt. Anschließend wird zentrifugiert, wobei die Zentrifugalkräfte in gerader Richtung entlang der Achse des Faserbündels zu den Außenenden der Form wirken. Durch die Fliehkräfte soll verhindert werden, daß die Gießmasse entlang den Schläuchen in da;: Innere des Mantelrohres hochkriecht, und bewirkt werden, daß eine glatte innere gekrümmte Oberfläche gebildet wird, die zusammenhängend, eben und in Richtung der Schläuche frei von scharfen Vorsprüngen oder dgl. ist. Nach dem Aushärten der Gießmasse wird der gebildete Gußkörper aus der Form entnommen, und durch einen quer zur Faserrichtung geführten Trennschnitt werden die eingegossenen Hohlfasern freigelegt.

Das vorstehend beschriebene Verfahren ist kompliziert, der Abfall an Hohlfasern, die in den abgeschnittenen Enden eingelagert sind, isf groÜ, und das Verfahren ist für eine kontinuierliche oder hdbkontinuierliche Arbeitsweise nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, das einfacher und wirtschaftlicher ist als das bekannte, mit Zentrifugieren arbeitende Verfahren und das dessen Schwierigkeiten nicht aufweist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die

Fasern in Form eines Endloskabels eingesetzt Es finden

somit keine Faserschleifen einer bestimmten Länge Venvendung, wie dies bei dem Verfahren der DE-AS 15 44 107 der Fall ist. Auf diese Weise können eine oder beliebig viele Gießformen an den gewünschten Stellen

in gewünschtem Abstand voneinander um das Endloskabel zur Ausbildung von Rohrboden geschlossen werden.

Die Gießmasse wird senkrecht zur Faserrichtung

unter mindestens Atmosphärendruck eingeführt und

durch das Bündel strömen gelassen. Überschüssige

Gießmasse tritt aus der Gießform wieder aus. Auf diese Weise füllt die Gießmasse zwangsläufig alle Räume zwischen den einzelnen Fasern im Kabel und dem ganzen Formhohlraum aus, so daß ein hohlraumfreier Rohrboden ohne Anwendung einer Zentrifugalkraft erhalten wird.

Zur Verhinderung des Herauskriechens der Gießmasse wird eine thermoplastische Gießmasse eingesetzt und die Form wird am Randbereich gekühlt. Die Gießmasse kriecht entlang und verfestigt sich dort, was eine Verringerung der wirksamen Dialysierfläche zur Folge hätte.

Beim Durchschneiden des gebildeten Rohrbodens zur Freilegung der offenen Faserenden entstehen zwei Rohrboden, von denen jeder ein Ende eines Faserbündels bildet.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich kontinuierlich durchführen, indem man die Bildung von Rohrboden nacheinander in vorbestimmten Abständen am Endloskabel vornimmt. Bei Verwendung von mehreren Gießformen oder Mehrfachformen können gleichzeitig mehrere Rohrboden in den gewünschten Abständen voneinander am Kabel gebildet werden.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von abgelängten Hohlfaserbündeln ist in den Patentansprüchen 4 bis 6 beschrieben. Eine erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geht aus den Patentansprüchen 7 bis 9 hervor.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einfachform zur Herstellung eines Rohrbodens an einem kontinuierlichen Hohlfaserkabel;

F i g. 2 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt entlang Linie 2-2 in F i g. 1, der in F i g. 1 gezeigten Form mit einem Hohlfaserkabel in der zum Vergießen erforderlichen Lage;

F i g. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in F i g. 1; Fig.4 eine schematische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Form;
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer Mehrfach-

form mit einem Hohlfaserkabel in der zum Vergießen erforderlichen Lage; und die

Fig.6—10 Querschnitte durch Gießformen, die verschiedenartige Formhohlräume zur Herstellung von verschiedenartigen Rohrboden aufweisen.

Die Rohrboden werden an endlosen Faserkabeln geformt. Der Ausdruck »Kabel« wird hier allgemein für eine Vielzahl von kleinen endlosen Fäden, die linear und im wesentlichen parallel nebeneinander angeordnet sind, gebraucht Bei den Fasern handelt es sich um semipermeable Hohlfasern; es können natürliche Fasern und Synthesefasern Verwendung finden; bevorzugt werden Fasern des Typs, der für Dialysezwecke, insbesondere Hämodialyse, geeignet ist. Vor kurzem sind Hohlfasern mit semipermeablen Membranen entwickelt worden, die beschichtet oder von einem dicken porösen absorbierenden Teil umgeben sind; der Ausdruck »Hohlfasern« schließt diese Fasern mit ein. Geeignete Synthesefasern sind solche, die hergestellt sind aus Celluloseestern, wie Cellulose-acetat, -triacetat, -formiat, -propionat und dergl. und Gemischen davon; Celluloseäthern, wie Methyl-, Äthyl-, Hydroxy-alkyl-, Carboxy-alkyl- oder dgl. und Gemischen davon; regenerierter Cellulose, Polyvinylalkohole^ Polyvinylchlorid und seinen Copolymeren, Acrylsäureesterpolymeren, organischen Silikonpolymeren, Polyurethanen, Polycarbonaten, synthetischen linearen Polyamiden, Methacrylatpolymeren, Styrolpolymeren, Polyvinylformalen und -butyralen und Gemischen davon und dergl. Zur Hämodialyse und Verwendung in künstlichen Nieren ist Celluloseacetat ein besonders bevorzugtes Ausgangsmaterial zur Herstellung von Hohlfasern.

Die Fasern weisen solche Abmessungen auf. die sie für die Verwendung in Flüssigkeitstrennverfahren, einschließlich umgekehrte Osmose, Ultrafiltration und Dialyse, geeignet machen. Der innere Durchmesser liegt zweckmäßig im Bereich von etwa 50 bis etwa 500 μίτι bei einer Wandstärke im Bereich vor etwa 5 bis etwa 80 μΐη. Zur Hämodialyse werden Hohlfasern mit einem inneren Durchmesser im Bereich von etwa 150 bis etwa 300 μη-, bei einer Wandstärke von etwa 30 bis 50 μπι als besonders günstig angesehen.

Die Auswahl des Materials zum Vergießen der Fasern zu Rohrböden wird zu einem großen Teil durch die Viskositätseigenschafun Her ausgewählten Polymerisate bestimmt. Die günstigten Gießmassen sind solche, die eine Viskosität im Bereich von etwa 100 bis 5000 cps bei einer Temperatur unter 150⁰C haben. Materialien mit niedrigerer Viskosität benetzen die Fasern leichter und betten sie schneller ein und sind günstiger, solange sie eine flüssigkeitsdichte Abdichtung unter den Druck- und Temperaturbedingungen, unter denen gearbeitet wird, gewährleisten.

Als Gießmasse werden thermoplastische Materialien eingesetzt. Geeignete thermoplastische Materialien schließen ein: Polyacetale, acrylische, cellulosische Polymerisate, Polyfluorcarbone, Vinylpolymerisate, Styrolpolymerisate, Polyäthylene. Polypropylene und Copolymere sowie Gemische davon; besonders geeignet sind Äthylenvinylacetat-Copolymerisate, die mit Paraffin und dergl. modifiziert werden können, und modifizierte Polyäthylene.

In der US-PS 34 28 591 sind spezifisch modifizierte Zusammensetzungen unter Verwendung niedermolekularer Polyäthyienharze offenbart; sie bieten einen Anhaltspunkt für Viskositätsänderungen ''nd helfen bei der Auswahl der optimalen Zusammensetzung für den bestimmten Endzweck.

Zunächst wird auf die F i g. 1 und 3 Bezug genommen, die eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Gießform zeigen. Die in F i g. 1 gezeigte Form, allgemein mit 10 bezeichnet, besteht aus einem unteren Formteil 12 mit anliegenden Randteilen 16,18; die Teile 12,16 und 18 sind fest miteinander und mit einer stabilen Stütze verbunden (die Verbindungsmittel sind nicht gezeigt); einem oberen Formteil 14 mit anliegenden Randteilen 24,26; auch die Teile 14,24 und 26 sind durch

ίο nicht gezeigte Mittel fest miteinander verbunden. Die obere Formhälfte ist mit Bezug auf die fest stehende untere Hälfte vertikal bewegbar, um das Einlegen des Faserkabels 32 in die Gießstellung, wie in F i g. 2 gezeigt, und die Entfernung der festen Rohrboden mit üblichen Mitteln zu ermöglichen. Der Randteile 16,18; 24,26 sind durch Isolatorplatten 20, 22 und 28, 30 von dem angrenzenden oberen bzw. unteren Formteil 12, 14 getrennt. Eine Isolatorplatte 31 trennt die obere und die untere Hälfte der Form 10.

Das Faserkabel 32 wird zwischen der oberen und unteren Formhälfte befestigt (eingespannt), wenn die obere Hälfte 14, 24, 26 nach unten in die geschlossene Stellung bewegt wird, wie in F i g. 1 und 2 gezeigt. Das Kabel 32, das von einer Auflagefläche 34 getragen wird, wird durch den nach unten gerichteten Druck der durch eine gebogene Fläche 36 der Zunge 38 der oberen Formhälfte beim Schließen ausgeübt wird, zusammengedrückt und fixiert. Das Kabel 32 wird an den Seitenteilen 40, 42 der Zunge 38 infolge des kleineren Radius der Wölbung der Fläche 36 relativ zur entsprechend gewölbten Fläche im Gießformteil 14 leicht zusammengedrückt, wie in F i g. 3 bei 44 gezeigt ist. Der Rohrboden-Formhohlraum im unteren Gießformteil 12 wird auch durch die Fläche 46 begrenzt, die etwas tiefer liegt als die Auflagefläche 34 im benachbarten Randteil 16, 18. Der Unterschied in der Höhe der Flächen 46 und 34 ist in F i g. 2 bei 48 zu erkennen. Die Anschläge 48 und 49 sind nicht durch die Isolatorplatten 20 bzw. 22 vom Formhohlraum getrennt.

Wie in den F i g. 2 und 3 zu erkennen ist, sind die oberen Randteile 24, 26 mit inneren Kühlkanälen 50,52 versehen, welche etwa den unteren Flächenkonturen der Randteile folgen und dicht neben dem äußersten Ende der gewölbten Fläche 36 liegen. In gleicher Weise sind die unteren Randteile 16, 18 mit inneren Kühlmittekanälen 54, 56 versehen. Bei Benutzung der Form werden die Kühlmittelkanäle 50,52,54,56 an eine Quelle (nicht gezeigt) für Kühlwasser oder ein anderes Kühlmittel angeschlossen.

Der obere Gießformteil 14 und der untere Gießformteil 12 sind ebenfalls mit Kanälen 58, 60 und 62, 64 zum Temperieren versehen, die parallel zu den entsprechenden Kühlmittelkanälen 50, 52,54 und 56, ihnen folgend, verlaufen. Die Kanäle 58,60,62,64 sind an Dampf- und Kühlwasserquellen angeschlossen, die mit entsprechenden Ventilen versehen sind und es gestatten, je nach Wunsch zu kühlen bzw. zu heizen. Ein Gießmassebehälter 66 ist mit einer Einlaßleitung 68 verbunden, durch welche erhitztes flüssiges Harz zu einem Stutzen 70 und dann in die untere Fläche durch eine Vielzahl von mit axialem Abstand angeordneten Reihen von Öffnungen 72, 74, 76 und 78 geleitet wird. Das Harz strömt nach oben, bis es die Fläche 44 erreicht, und dann durch die öffnungen 80, 82 durch einen Stutzen 84 aus der Form heraus, und wird über eine Auslaßleitung 86 und eine Leitung 88 durch geeignete Mittel (nicht gezeigt) zum Massebehälter 66 zurückgeführt. Der Behälter 66 ist zweckmäßig gegen die Atmosphäre offen. Somit ist der

Druck in der Gießform während des Vergießens etwa gleich dem Atmoshärendruck. Wenn erforderlich, kann aber auch zusätzlich Druck aufgebracht werden.

Eine einwandfreie Herstellung erfordert, daß die Gießmasse die Zwischenräume zwischen allen Fasern im Kabel durchdringt, ihre Oberflächen benetzt und den ganzen Formhohlraum ausfüllt, um die Fasern einzubetten und einen festen hohlraumfreien Rohrboden zu erhalten. Darüber hinaus ist es notwendig, ein Herauskriechen des Harzes entlang dem Kabel 32 zu verhindern, wenn das Harz in und durch die Form fließt. Dieser Harzanteil bewegt sich entlang den Fasern und verfestigt sich in dem Zwischenraum zwischen den Fasern über eine kleine Entfernung von den axialen Kanten der Formteile 12, 14 hinaus, wie durch die gestrichelten Linien 90, 92 in Fig.2 angedeutet ist. Dieses Herauskriechen ist unerwünscht, weil es die Wirksamkeit des semipermeablen Wandbereiches für die Flüssigkeitstrennung herabsetzt und bei der Hämodialyse eine wirksame und gleichmäßige Durchdringung durch eine Dialysatorlösung verhindert, wenn das Faserbündel in eine künstliche Niere eingearbeitet worden ist.

Das Herauskriechen der Gießmasse hat sich bei früheren Versuchen als sehr problematisch erwiesen. So sind verschiedene Versuche durchgeführt worden, um den Harzfluß zwischen den Fasern zu blockieren, z. B. durch Erhöhung des Befestigungsdrucks auf das Kabel, insbesondere an den axialen Formkanten, aber es hat sich gezeigt, daß es unmöglich ist, das Herauskriechen durch Drücke, die die Hohlfasern nicht zerbrechen, zu verhindern. Dieses Problem wurde dadurch gelöst, daß Randteile zum Kühlen unmittelbar neben den axialen Kantenflächen der Form vorgesehen wurden und daß die Temperaturdifferenz zwischen der notwendigerweise heißen Formwand und der benachbarten Wand des Randteils auf ein Maximum gebracht wurde. Die dünnen Isolatorplatten zwischen den Form- und Randteilen, ausgenommen in den Bereichen 48, 49, erzeugen den notwendigen Unterschied in der Kühltemperatur. Auf diese Weise verfestigt sich ein dünner vertikaler Randabschnitt des heißen flüssigen Harzes, das in die Form durch die öffnungen 72,74,76,78 eintritt und sich durch die Fasern in der Form nach oben bewegt. Die notwendige Isolierung kann durch irgendein geeignetes Isoliermaterial erhalten werden, einschließlich Glimmer, Asbestfasern oder Gewebe, Tetrafluoräthylen-Filme oder -Gewebe, Aluminium, Silicon-Kautschuk und Luft. Ein Kanten-Abstandsstück oder eine dünne Flächenhinterschneidung auf den benachbarten axialen Flächen der Form und Randteile können ebenfalls Anwendung finden. Eine direkte Zirkulierung der Kühlflüssigkeit in einer Hinterschneidungskammer, isoliert gegenüber dem Formhohlraum, kann für Harze mit hohen Schmelztemperaturen Verwendung finden.

Das Herstellungsverfahren erfordert auch, daß die Längsausdehnung entlang der Fasern bzw. die axiale Abmessung der vergossenen Rohrboden ausreicht, um einen in Querrichtung geführten Schnitt durch die gebildeten Rohrböden und die eingebetteten Fäden zu gestatten und zwei Rohrboden zu erhalten, die an der geschnittenen Oberfläche offene Faserlumen in einer ebenen hohlraumfreien Fläche aufweisen. Es ist gefunden worden, daß thermoplastische Harze, nachdem sie ausreichend lang durch die in die Form eingelegten Fasern hindurchgeströmt sind, während des Festwerdens schrumpfen und an gewissen Stellen im Rohrboden einen inneren Hohlraum entstehen lassen.

Diese Hohlräume führen zu unannehmbaren Kratern in der aus dem Schnitt resultierenden ebenen Fläche, wenn sich der Hohlraum im inneren zentralen Bereich des Rohrbodens befindet. Solche Hohlräume werden durch Verwendung der in Fig. 4 gezeigten Gießform vermieden.

Die in Fig.4 gezeigte Form ist mit der Form der Fig. 1—3 identisch (gleiche Teile haben die gleichen Bezugszeichen), mit der Ausnahme, daß sie einen zusätzlichen Gießmassebehälter 94, der an der Auslaßleitung 86 angebracht und vom Gießformteil 14 durch eine vertiefte öffnung 87 isoliert ist, aufweist. Der Behälter 94 ist durch eine Heizvorrichtung 96 heizbar und wird mit Harz vom einen zusätzlichen Harzbehälter 98 durch eine Leitung 100 versorgt, wenn dies erforderlich ist. Der Behälter 94 dient als Überlaufbehälter für überschüssiges Harz aus der Form 12, 14 und hält die Verbindung mit der oberen Fläche des Formhohlraums durch die Ausiaßöffnungen 80, 82 während des Vergießens und Kühlens aufrecht. Am Schluß des Durchströmens der Fasern wird mit dem Kühlzyklus begonnen. Die Dampfzufuhr zu den Heizmittelkanälen 62, 64 wird abgestellt, und es wird mit dem Kühlwasserdurchfluß durch sie begonnen. Die Verfestigung des geschmolzenen Harzes findet von allen gekühlten Flächen ausgehend statt. Da die Dampfzufuhr zu den Kanälen 58,60 vermindert, aber fortgesetzt wird, bleibt der obere Teil des Rohrbodens geschmolzen. Der zentrale Innenbereich des Rohrbodens ist somit der letzte Ort, an dem die Verfestigung stattfindet. Benötigtes zusätzliches geschmolzenes Harz zum Auffüllen von Hohlräumen, die etwa durch Schrumpfen entstanden sind, wird in die Hohlräume gefüllt, da das heiße Harz vom Behälter 94 einströmt, um irgendwelche freien Räume auszufüllen, die sonst entstehen könnten, wenn die Dampfzufuhr zu den Durchgängen 58, 60 beendet wird. Schließlich findet die letzte Stufe des Abkühlens statt. Der so hergestellte verfestigte Rohrboden ist fehlerfrei und zum Durchschneiden im zentralen axialen Gebiet zur Herstellung von zwei geeigneten Rohrboden an einem Teil des Kabels geeignet.

Wie erwähnt, ermöglicht das Verfahren das gleichzeitige Gießen einer Vielzahl von Rohrboden in Abstand voneinander aufweisenden Paaren, die durch eine kurze axiale Länge des endlosen Kabels 32 getrennt sind. Diese Form des Verfahrens wird jetzt in Verbindung mit F i g. 5 beschrieben. Die dort gezeigte Gießform 102 ist in ihrer inneren Struktur mit der Form der Fig. 1—3 identisch und unterscheidet sich nur dadurch, daß sie zwei Einzelgießformen 104 und 106 aufweist. Jede Form 104, 106 besitzt äußere Randteile iöS bzw. IiO und innere Randteile, welche einen gemeinsamen Trennteil 112 bilden, der die Kühlung der inneren Kantenflächen jeder Gießform bewirkt. Heißes Gießharz wird gleichzeitig durch eine gemeinsame Speiseleitung 114 zugeführt. Der Überschuß wird gesammelt und durch eine gemeinsame Leitung 116 zum Harzvorrat zurückgeführt. Bei der technischen Durchführung des Verfahrens werden die Gießformen 104, 106 zweckmäßigerweise auf etwa 125—150⁰C erhitzt, wobei das Kabel aus etwa 8000—9000 Hohlfasern aus Celluloseacetat durch die Randteile 108,110 und den Trennteil 112 fixiert wird. Ein modifiziertes Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat wird auf etwa 125° C erhitzt; es hat bei dieser Temperatur eine Viskosität von etwa 4000 cps; das erhitzte Harz fließt nach oben durch die Form 102 mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 ml pro Minute

20 Minuten lang. Der Überlauf wird zum Harzbehälter unter Atmosphärendruck zurückgeführt. Dann wird die Dampfzufuhr zu allen Dampföffnungen gestoppt und das Kühlwasser angestellt. Nach 5 — 10 Minuten werden die Formen getrennt, die geformten Rohrböden herausgenommen und das Kabel 32 über den gewünschten Abstand zur Formung des nächsten Rohrbodenpaares weiterbefördert, wie in Fig. 5 bei 118,120 und 122 zu sehen ist. Ein Faserbündel, mit 124 bezeichnet, wird dadurch hergestellt, daß ein Schnitt entlang der Linie 126 durchgeführt wird. Ein zweiter Schnitt entlang der Linie 128 trennt den wegwerfbaren kurzen Abschnitt 130 des Kabels 32 ab, der den Raum innerhalb des Trennteiles 112 während des Gießens eingenommen hat. Dieser Schnitt erzeugt den Rohrboden 118, der das Endteil des nächsten Faserbündels darstellt, das durch

10

Wiederholung der eben beschriebenen Schnitte hergestellt wird.

Es ist zu ersehen, daß eine Vielzahl von Gießformen 102 entlang eines Faserkabels in den erforderlichen Abständen angeordnet werden kann, um gleichzeitig eine Vielzahl von Rohrböden herzustellen. Hieraus resultiert eine beträchtliche Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit. Die Gießformen 102 können beispielsweise auf einem Förderband angeordnet sein, welches entlang dem Kabel 32 vorrückbar ist, wobei den Formen Schneidvorrichtungen zugeordnet sind. Hierdurch wird das halbkontinuierliche Verfahren in ein kontinuierliches übergeführt.

Die Fig.6—10 zeigen beispielhafte Gießformen, die zur Herstellung von Rohrböden verwendet werden können.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Rohrbodens an einem Bündel aus einer Vielzahl von nebeneinanderliegenden semipermeablen Hohlfasern, insbesondere für die Hämodialyse in künstlichen Nieren, bei dem man das Bündel in eine Gießform einbringt, eine härtbare Gießmasse in zum Einbetten der Fasern ausreichender Menge und Zeit rechtwinklig zur Faserrichtung in die Form einbringt und aushärtet und den so gebildeten Gußkörper aus der Form nimmt und durch einen quer zur Faserrichtung geführten Trennschnitt die eingegossenen Hohlfasern freilegt, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Faserkabel an einer Stelle, wo die Bildung eines Rohrbodens gewünscht wird, in die Gießform einschließt und die im rechten Winkel zur Faserrichtung einströmende Gießmasse so lange quer durch das Faserkabel und durch die Gießform strömen läßt, bis alle Zwischenräume zwischen den Fasern und der Gießform ausgefüllt sind, daß man eine thermoplastische Gießmasse einsetzt und daß man während des Hindurchströmens der Gießmasse kabelseitige axiale Randbereiche der Form kühlt, um ein Herauskriechen von Gießmasse entlang den Hohlfasern zu verhindern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gießmasse von unten nach oben durch die Form strömen läßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus der Gießform austretende Gießmasse im Kreislauf zurückführt.

4. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Herstellung von abgelängten Hohlfaserbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mehrfach-Gießform einsetzt, die ein Paar von durch eine Kühlione voneinander getrennten Einzelformen aufweist, je einen Trennschnitt neben den sich gegenüberliegenden kabelseitigen Endflächen der beiden erhaltenen Gußkörper führt und das auf diese Weise herausgeschnittene Kabelstück verwirft.

5. Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Herstellung von abgelängten Hohlfaserbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gußkörper in einer entsprechend bemessenen Gießform mit einer in Faserrichtung gemessenen Dicke herstellt, die größer ist als das Doppelte der Dicke des gewünschten Rohrbodens, und mittels des Trennschnitts und erforderlichenfalls Nacharbeiten der Trennflächen ein Paar von Rohrböden herstellt.

6. Verwendung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren an wenigstens einer weiteren Stelle des Faserkabels durchführt, die von der ersten Stelle um eine gewünschte Kabellänge entfernt ist, so daß man nach dem Trennschnitt wenigstens ein Kabelstück mit an beiden Enden vorgesehenen Rohrböden erhält.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Gießform (10),

— die in einen im Gebrauch unten angeordneten ersten Gießformteil (12) und einen relativ dazu vertikal bewegbaren, im Gebrauch oben angeordneten zweiten Gießformteil (14) unterteilt ist, wobei die Gießformteile (12, 14) zwischen sich eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung für das Faserkabel (32), sowie einen Formhohlraum für den herzustellenden Gußkörper bilden,

a — die eine Einlaßleitung für die Gießmasse aufweist und

— die Kanäle (58,60,62,64) zum Durchleiten eines Heiz- oder Kühlmittels aufweist,